JP2006156046A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】 二次光源を備えた光源バルブを用いた場合でも、明確なカットオフラインを形成可能なフォグランプ及びフォグランプの設計方法を提供する。
【解決手段】 フォグランプ１は、光を出射する光源であるフィラメント３２と、フィラメント３２からの光が反射集光されてなる二次光源３３とを有する光源バルブ３０と、光源バルブ３０からの光を前方に向けて照射する反射面２０を備えたリフレクタ１１と、リフレクタ１１の前方に取り付けられたカバー部材である透明カバー１２と、を備えている。リフレクタ１１の反射面２０は、二次光源３３からの光を所定のカットオフラインより下方に照射するように構成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両用前照灯に関する。

自動車等の車両には、前照灯としてハイビームやロービームを形成するヘッドランプとともに、補助前照灯としてフォグランプが取り付けられる場合がある。フォグランプは、ヘッドランプのように数十メートル以上先の遠方を照らし出すのではなく、車両の近傍の比較的広い範囲を照射する灯具であり、濃霧の中など前方視界が悪い状況において他の車両や歩行者からの視認性を向上させるものである。

フォグランプは、光を出射する光源バルブと、光源バルブからの光を前方に向けて反射するリフレクタと、屈折によりリフレクタからの光の進行方向を配光特性に応じて変化させるカバーレンズとを備えているものが一般的である。

このほか、カバーレンズの代わりにリフレクタの反射面を複数に分割し、リフレクタのみによりフォグランプの配光特性を決定して、カバーレンズに何ら光学的特性を与えない構成のフォグランプも知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−１４４０４号公報

通常、フォグランプのように配光特性に注意が必要な車両用灯具には、二次光源が発生しない光源バルブが用いられる。二次光源とは、光源バルブ内のフィラメント等の光源から出射した光が、光源バルブのガラス管の内周面や外周面にて反射し、光源バルブ内のある領域に反射集光されることにより形成される仮想光源である。二次光源には、実体的な光出射物は存在しないが、二次光源に集光された光が光源バルブから出射することにより、二次光源が存在する位置に光源が存在する場合と同等となる。

次に、このような二次光源が形成される光源バルブを用いてしまう場合の問題点について説明する。
図８は、フォグランプが投影するフィラメントの像を示す図であり、（ａ）は二次光源が発生しない光源バルブを用いた場合、（ｂ）は二次光源が発生する光源バルブを用いた場合をそれぞれ示す。

フォグランプの設計においては、図８（ａ）に示すように、カットオフラインの位置を予め想定し、このカットオフラインに沿ってフィラメントの像の端部が投影されるように、リフレクタの反射面やカバーレンズのカットが設計される。このように、フィラメント像の端部をカットオフラインに沿って投影することにより、図８（ａ）では、カットオフラインの上下ではっきりとした明暗境界を形成することができる。

しかしながら、二次光源が発生する光源バルブを用いた場合、リフレクタの反射面の上半分によって反射した光は、図８（ｂ）に示すように、Ｈ線上にカットオフラインを想定してリフレクタの反射面やカバーレンズのカットを設計したにもかかわらず、Ｈ線上から光が上部に漏れてしまう。

これは、図９に示すように、二次光源が発生する光源バルブでは、フィラメントの長さが二次光源により実質的に長くなる。したがって、フィラメントの後端からでる光Ｂがカットオフラインに沿うように設計してしまうと、二次光源の後端から出て反射面の上方に入射した光Ｃは、フィラメントの後端から出た光Ｂよりも反射面への入射角が大きくなり、結果反射角も大きくなってしまうため、フィラメントの後端から出た光Ｂよりも上方に向かって照射されてしまう。

したがって、二次光源を有する光源バルブを用いた場合には、図８（ｂ）において波線で示す二次光源の像が想定したカットオフラインよりも上方に漏れだしてしまい、カットオフラインの上下の境界がぼやけてしまい、はっきりとした明暗境界を形成することができない。

本発明は、上記事情を鑑み、二次光源を備えた光源バルブを用いた場合でも、明確なカットオフラインを形成可能なフォグランプ及びフォグランプの設計方法を提供することを目的とする。

本発明の目的は、以下の構成により達成される。
（１） 光を出射する光源及び前記光源からの光が反射集光されて形成される二次光源を有する光源バルブと、
前記光源バルブからの光を前方に向けて照射する反射面を備えたリフレクタと、
前記リフレクタの前方に取り付けられたカバー部材と、を備えた車両用前照灯であって、
前記リフレクタの前記反射面は、前記二次光源からの光を所定のカットオフラインより下方に照射することを特徴とする車両用前照灯。
（２） 球形形状を有するガラス管と、前記ガラス管内に配置された光源とを有する光源バルブと、
前記光源バルブからの光を前方に向けて照射する反射面を備えたリフレクタと、
前記リフレクタの前方に取り付けられたカバー部材と、を備えた車両用前照灯であって、
前記光源は、前記ガラス管の中心よりも前方側に取り付けられ、
前記リフレクタの前記反射面は、前記光源バルブからの光を所定のカットオフラインより下方に照射することを特徴とする車両用前照灯。

本発明によれば、二次光源からの光が、所定のカットオフラインよりも下方に照射されるようにリフレクタの反射面が設計・形成されているので、カットオフラインの上方に二次光源から出射した光が漏れ出すことが無く、明確な明暗境界となるカットオフラインを形成することが可能となる。

また、本発明によれば、球形形状を有するガラス管と、ガラス管内に配置された光源とを有する光源バルブを有する車両用前照灯において、ガラス管の中心よりも前方側に光源が取り付けられている場合には、光源バルブからの光を所定のカットオフラインよりも下方に照射するように反射面が構成されている。したがって、光源バルブ内に二次光源が発生したとしても、光源バルブからの光は二次光源からの光を含めて所定のカットオフラインよりも下方に照射されるように構成されているので、カットオフラインから上方に光が漏れ、カットオフラインが不明確になることがない。よって、たとえ二次光源が発生したとしても、明確な明暗境界となるカットオフラインを形成することが可能な車両用前照灯を提供することが可能となる。

具体的には、二次光源の像がフィラメントの像よりも上方に投影される領域については、二次光源の後方側端部から出射する光がカットオフライン上に沿って照射されるように、すなわち、二次光源の後方側端部から出射して、反射面に反射されて前方に照射される光により、カットオフラインが形成されるように反射面を形成する。このように構成することにより、意図した箇所に明確なカットオフラインを形成することが可能となる。

なお、フィラメントの前方に二次光源が形成される場合には、フィラメントの像よりも上方に二次光源の像が投影されることはない。したがって、このような場合には、フィラメントの像の端部によりカットオフラインを形成するようにすることにより、意図した箇所に明確なカットオフラインを形成することが可能となる。

また、本発明では、反射面は、水平方向に分割された複数の反射面から構成されているので、カバーレンズを用いることなく、反射面のみで配光パターンを決定することが可能となる。

また、反射面の上部には、オーバーヘッドライン（ＯＨＳ）光用の反射面が形成されているので、法規を満たすＯＨＳ領域を適切に形成することができる。

以下、本発明にかかる車両用前照灯の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る車両用前照灯の一実施形態としてのフォグランプの側面図、図２は、フォグランプの正面図、図３は、フォグランプの断面図、図４は、光源バルブの拡大図であり、（ａ）は本実施形態の光源バルブを、（ｂ）及び（ｃ）は二次光源の発生する光源バルブの例を示す図である。

本実施形態のフォグランプ１は、車両の近傍の比較的広い範囲を照射する車両用補助前照灯である。フォグランプ１は、濃霧の中など前方視界が悪い状況において点灯されることにより、他の車両や歩行者からの視認性を向上させる。

フォグランプ１は、図１〜図４に示すように、主としてリフレクタ１１と、リフレクタ１１の前面を覆うように取り付けられる透明カバー１２と、リフレクタ１１と透明カバー１２間の内部空間１ａに光源としてのフィラメント３２が配置される光源バルブ３０と、を備えている。

リフレクタ１１は、内周面側に略放物面形状の反射面２０を備えた基体であり、背面側に取り付けられたエイミング支点部材１６と、エイミング作用部材１７を介して車両に取り付けられる。エイミング作用部材１７は、主としてリフレクタ１１に対して回転可能に取り付けられたエイミングスクリュウ１７ａにより構成されている。エイミングスクリュウ１７ａは、図示せぬ調整部材を介して回転することにより、リフレクタ１１全体がエイミング支点部材１６を支点として傾動し、フォグランプ１の光軸Ａｘの向きが調整される。

リフレクタ１１の前方側外周縁には、係合溝１１ｂが外周縁にそって形成されている。この係合溝１１ｂには、透明カバー１２の係合凸部１２ａがはめ込まれて、接着剤、超音波溶着等によって接合されている。透明カバー１２は、光学的な特性を有さない光透過性のカバー部材であり、フォグランプ１の内部空間１ａからの光をそのまま透過して、前方に照射する。

リフレクタ１１の反射面２０は、図２に示すように、縦方向、すなわち鉛直方向に沿った複数の分断線により水平方向に８個の反射領域２１〜２４に分割されており、各反射領域２１〜２４にはフォグランプの配光特性に応じた反射面が形成されている。また、反射面２０の貫通孔２０ａの上方には、ＯＨＳ用の光を形成するＯＨＳ用反射領域２５が形成されている。なお、図３において、同一の番号を用いて示す反射領域は、それぞれ機能的に同一の反射面であることを示している。この各反射領域の特徴については、後ほど説明する。

また、リフレクタ１１には、その反射面２０の中心軸を中心とする断面視円形の貫通孔２０ａが形成されている。この貫通孔２０ａには、背面側から光源バルブ３０が挿入され、リフレクタ１１の貫通孔２０ａの近傍であって、リフレクタ１１の背面側に設けられた光源バルブ３０取り付け部１１ａに取り付けられて固定されている。

光源バルブ３０は、バルブ基体３０ａの前方側に中空のガラス管３１と、ガラス管３１内に配置されたフィラメント（光源）３２と、を備えている。光源バルブ３０から出射した光は、リフレクタ１１の反射面２０上にて前方に向けて反射され、透明カバー１２を介して前方に照射される。

本実施形態の光源バルブ３０は、二次光源３３が発生するバルブである。二次光源３３は、フィラメント３２から出射した光が、ガラス管３１の内周面や外周面にて反射し、集光されて光源バルブ３０内のある領域に結像された仮想光源である。二次光源３３には、実体的な光放出物は存在しないが、二次光源３３に集光された光が光源バルブ３０から出射することにより、二次光源３３が存在する位置に実体的な光源が存在する場合とほぼ同等となる。

本実施形態の光源バルブ３０においては、二次光源３３は、図４（ａ）に示すように、フィラメント３２の後方側に形成される。このように、フィラメント３２の後方側に二次光源３３が形成される光源バルブ３０としては、ガラス管３１が、球や楕円球等の球形状を有し、フィラメント３２等の光源体がガラス管３１の形状の中心よりも前方側に位置していることが一つの条件として挙げられる。図４（ａ）に示す光源バルブ３０においては、略球形状のガラス管３０の中心Ｐよりも前方側にフィラメント３２が配置されている。

また、図４（ｂ）に示すように、概略球形のガラス管３１Ａを有する光源バルブ３０Ａにおいては、ガラス管３１の形状を球で近似し（図４（ｂ）の破線に相当）、その球の中心Ｐ１よりも前方側にフィラメント等の光源体３２Ａが存在すると、Ｐ１よりも後方側に二次光源が生成される。
同様に、図４（ｃ）に示すように、概略楕円形のガラス管３１Ｂを有する光源バルブ３０Ｂにおいては、ガラス管３１の形状を楕円球で近似し（図４（ｃ）の破線に相当）、その楕円球の中心Ｐ２よりも前方側にフィラメント等の光源体３２Ｂが存在すると、Ｐ２よりも後方側に二次光源が生成される。

このような、二次光源３３を有する光源バルブ３０を用いて従来のように反射面２０の設計を行うと、反射面２０の上方側にて反射した光は、図８（ｂ）に示すように、カットオフラインの上方に光が漏れてしまい、カットオフラインが不明確になってしまう。そこで、本実施形態では、反射面２０は、フィラメント３２の像の一端がカットオフラインに沿って照射されるように反射面２０を形成するのではなく、フィラメント３２と二次光源３３とを一つの光源として考え、フィラメント３２の端部または二次光源３３の端部がカットオフラインに沿って照射されるように反射面２０を形成することにより、二次光源３３からの光がカットオフラインより下方に照射されるように設計されている。

具体的に説明すると、本実施形態では、図５に示すように、まず反射面２０をまず鉛直方向に３つの領域に分けて考える。上方の領域２５は、二次光源３３の像がフィラメント３２の像よりも上方に投影される領域であり、フィラメント３２の端部（具体的には、後端）がカットオフライン上に投影されるように設計すると、二次光源３３の像がカットオフラインより上方に投影されてしまう領域である。したがって、この領域２５は、図６（ａ）に示すように、二次光源３３の像の端部がカットオフラインＣＬ上に投影されるように反射面が形成されている。なお、図６（ａ），（ｂ）においては、実線がフィラメント３２の像を、破線が二次光源３３の像をそれぞれ示している。

上方の領域２５の下方に位置する中央領域２６は、フィラメント３２の像と二次光源３３が形成する像がほぼ一致する領域であり、この領域については、従来と同様にフィラメント３２の端部がカットオフラインＣＬ上に投影されるように反射面が形成されている。

さらに、中央領域２６の下方の領域２７は、二次光源３３の像がフィラメント３２の像よりも下方に投影される領域である。この下方の領域２７にて反射した光は、カットオフラインＣＬより下方に投影されるように反射面が形成されている。

このように、本実施形態では、二次光源３３の像がフィラメント３２の像よりも上方に投影される領域については、二次光源３３の後方側端部から出射する光がカットオフライン上に沿って照射されるように、すなわちカットオフラインが反射面２０に反射されて前方に照射される二次光源３３の後方側端部から出射する光により形成されるように反射面２０を形成する。このように構成することにより、二次光源の端部とその上方領域との間に、明確なカットオフラインを形成することが可能となる。

なお、上記説明では、光源バルブ３０においてフィラメント３２の後方に二次光源３３が形成されるとして説明を行ったが、フィラメントの前方に二次光源３３が形成される場合には、上方の領域２５によりカットオフラインを形成する二次光源３３の像がフィラメント３２の像よりも上方に投影されることはない。したがって、図６（ｂ）に示すように、フィラメントの像の端部によりカットオフラインを形成するようにすればよい。

次に、図２に示す反射面２０の各反射領域２１〜２４及びＯＨＳ用反射領域２５の役割について説明する。
図７は、反射面２０の各反射領域２１〜２４及びＯＨＳ用反射領域２５によって形成される配光パターンを示す図であり、（ａ）は全ての反射領域２１〜２５によって形成される配光パターンの全体像を、（ｂ）は反射領域２１によって形成される配光パターンを、（ｃ）は反射領域２２によって形成される配光パターンを、（ｄ）は反射領域２３によってによって形成される配光パターンを、（ｆ）は反射領域２４によって形成される配光パターンをそれぞれ示している。

まず、反射領域２１は、カットオフライン近傍で縦横に全体的に広がる配光パターンを形成する反射面である。反射領域２１では、特に、反射領域２１の上部分の拡散率を高くし、配光パターンの広がりを形成している。

反射領域２２は、反射領域２１と同様にカットオフライン近傍で反射領域２１よりは広がりのない配光パターンを形成する反射面である。反射領域２１が形成する配光パターンに反射領域２２が形成する配光パターンを重ね合わせることにより、中央近傍の光量を増大させている。

反射領域２３は、カットオフライン近傍でそれぞれ右端及び左端部分に光を投影する配光パターンを形成する反射面である。この反射領域２３により、反射領域２１が作る配光パターンにさらに横方向の広がりを与えている。

反射領域２４は、カットオフライン近傍で配光パターン中央部のホットゾーンに集光される配光パターンを形成する反射面である。ホットゾーンの光の強度を強めることにより、光がより遠くまで届くようになり、遠方視認性が向上するとともに、対向車からの被視認性も向上する。

ＯＨＳ用反射領域２５は、Ｈ線上部中央のＯＨＳ領域を形成する光を投影する配光パターンを形成する反射面である。

本実施形態のフォグランプ１は、これらの反射領域２１〜２５によって、図７（ａ）に示すような、中央領域の光の光量が多いとともに、幅方向にも広がりを持ったフォグランプ用配光パターンを形成している。各反射領域２１〜２５は、それぞれ図５に示すように、鉛直方向位置に応じて、フィラメント３２の端部または二次光源３３の端部でカットオフラインを形成するような反射面を有しているため、カットオフラインを明確に形成することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態の車両用前照灯としてのフォグランプ１は、光を出射する光源であるフィラメント３２と、フィラメント３２からの光が反射集光されてなる二次光源３３とを有する光源バルブ３０と、光源バルブ３０からの光を前方に向けて照射する反射面２０を備えたリフレクタ１１と、リフレクタ１１の前方に取り付けられたカバー部材である透明カバー１２と、を備えている。そして、リフレクタ１１の反射面２０は、二次光源３３からの光を所定のカットオフラインより下方に照射するように構成されている。

したがって、本実施形態によれば、カットオフラインの上方に二次光源から出射した光が漏れ出すことが無く、明確な明暗境界となるカットオフラインを形成することが可能となる。

また、本実施形態のフォグランプ１の反射面２０は、縦方向に３つの領域２５〜２７に分けて設計されており、上方の領域２５は二次光源３３の端部によりカットオフラインを形成する。

このように、本実施形態では、二次光源３３の像がフィラメント３２の像よりも上方に投影される領域については、二次光源３３の後方側端部から出射する光がカットオフライン上に沿って照射されるように、すなわち、二次光源３３の後方側端部から出射して、反射面２０に反射されて前方に照射される光により、カットオフラインが形成されるように反射面２０を形成する。このように構成することにより、意図した箇所に明確なカットオフラインを形成することが可能となる。

なお、本実施形態では、フィラメント３２の後方に二次光源３３が形成される場合について説明を行ったが、フィラメント３２の前方に二次光源３３が形成される場合には、フィラメント３２の像よりも上方に二次光源の像が投影されることはない。したがって、このような場合には、フィラメント３２の像の端部によりカットオフラインを形成するようにすることにより、意図した箇所に明確なカットオフラインを形成することが可能となる。

また、本実施形態では、反射面２０は、水平方向に分割された複数の反射面２１〜２４から構成されているので、カバーレンズを用いることなく、反射面２０のみで配光パターンを決定することが可能となる。

また、反射面２０の上部には、ＯＨＳ光用の反射面２５が形成されているので、法規を満たすＯＨＳ領域を適切に形成することができる。

なお、本実施形態では、フォグランプを例に挙げて説明を行ったが、これに限られることはなく、同様の構造を持つ各種補助前照灯に用いることができる。

本発明に係る車両用前照灯の一実施形態としてのフォグランプの側面図である。 フォグランプの正面図である。 フォグランプの断面図である。 光源バルブの拡大図である。 反射面の設計形成時の縦方向領域分割を示す図である。 本発明に係るフィラメント像及び二次光源像とカットオフラインとの関係を示す模式図である。 反射面の各反射領域及びＯＨＳ用反射領域によって形成される配光パターンを示す図であり、（ａ）は全ての反射領域によって形成される配光パターンの全体像を、（ｂ）〜（ｅ）は各反射領域によって形成される配光パターンをそれぞれ示している。 従来の問題点を説明する図である。 従来の問題点を説明する図である。

符号の説明

１ フォグランプ
１１ リフレクタ
１２ 透明レンズ
２０ 反射面
３０ 光源バルブ
３１ ガラス管
３２ フィラメント
３３ 二次光源

Claims (2)

1. ガラス管内に配置され光を出射する光源及び前記光源からの光が前記ガラス管により反射集光されて形成される二次光源を有する光源バルブと、
   前記光源バルブからの光を前方に向けて照射する反射面を備えたリフレクタと、
   前記リフレクタの前方に取り付けられたカバー部材と、を備えた車両用前照灯であって、
   前記リフレクタの前記反射面は、前記二次光源からの光を所定のカットオフラインより下方に照射することを特徴とする車両用前照灯。
2. 球形形状を有するガラス管と、前記ガラス管内に配置された光源とを有する光源バルブと、
   前記光源バルブからの光を前方に向けて照射する反射面を備えたリフレクタと、
   前記リフレクタの前方に取り付けられたカバー部材と、を備えた車両用前照灯であって、
   前記光源は、前記ガラス管の中心よりも前方側に取り付けられ、
   前記リフレクタの前記反射面は、前記光源バルブからの光を所定のカットオフラインより下方に照射することを特徴とする車両用前照灯。
   
   
   

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