JP2006156191A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】 プロジェクタ型の車両用前照灯において、前方照射光の制御を精度良く行えるようにした上で、その光源からの光に対する光束利用率を高める。
【解決手段】 リフレクタ１４と投影レンズ１８との間における光軸Ａｘの上方位置に、左右１対の第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂを配置し、その左右両側に１対の第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂを配置する。そして、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂを、光源１２ａからの光を光軸Ａｘに関してその反対側に位置する第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂへ向けて反射させるように構成するとともに、各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂを、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂからの反射光を、投影レンズ１８を透過させずに前方へ向けて反射させる構成とする。これにより通常のプロジェクタ型の車両用前照灯において有効に利用されていない光の多くを、前方照射光として有効に利用する。
【選択図】 図２

Description

本願発明は、いわゆるプロジェクタ型の車両用前照灯に関するものである。

一般に、プロジェクタ型の車両用前照灯は、車両前後方向に延びる光軸上に投影レンズが配置されるとともに、その後側焦点よりも後方側に光源が配置されており、この光源からの光をリフレクタにより光軸寄りに反射させるように構成されている。

そして「特許文献１」には、このようなプロジェクタ型の車両用前照灯において、リフレクタと投影レンズとの間における光軸の下方位置に、光源からの光を上方へ向けて反射させる第１付加リフレクタが配置されるとともに、光軸の上方位置に、この第１付加リフレクタからの反射光を投影レンズを透過させずに前方へ向けて反射させる第２付加リフレクタが配置された構成が記載されている。

特開２００１−２２９７１５号公報

このような第１および第２付加リフレクタを備えた灯具構成を採用することにより、通常のプロジェクタ型の車両用前照灯において有効に利用されていない光の一部を、前方照射光として有効に利用することができる。

しかしながら、上記「特許文献１」に記載された車両用前照灯においては、第１および第２付加リフレクタが１つずつしか配置されていないので、光源からの光に対する光束利用率を十分に高めることができない、という問題がある。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、プロジェクタ型の車両用前照灯において、前方照射光の制御を精度良く行うことができるようにした上で、その光源からの光に対する光束利用率を高めることができる車両用前照灯を提供することを目的とするものである。

本願発明は、第１および第２付加リフレクタが所定の位置関係で１対ずつ配置された構成とすることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る車両用前照灯は、
車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、この投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、を備えてなる車両用前照灯において、
上記リフレクタと上記投影レンズとの間における上記光軸の上方位置または下方位置に、左右１対の第１付加リフレクタが配置されるとともに、これら１対の第１付加リフレクタの左右両側に、１対の第２付加リフレクタが配置されており、
上記各第１付加リフレクタが、上記光源からの光を上記光軸に関して該第１付加リフレクタとは反対側に位置する第２付加リフレクタへ向けて反射させるように構成されるとともに、上記各第２付加リフレクタが、上記各第１付加リフレクタで反射した上記光源からの光を、上記投影レンズを透過させずに前方へ向けて反射させるように構成されており、
上記各第１付加リフレクタの反射面が、上記光源近傍の点を第１焦点とするとともに、該第１付加リフレクタと該第１付加リフレクタに対応する第２付加リフレクタとの間に位置する点を第２焦点とする回転楕円面で構成されている、ことを特徴とするものである。

本願発明に係る車両用前照灯からの光照射により形成される配光パターンは、ロービーム用配光パターンであってもよいし、ハイビーム用配光パターンであってもよいし、それ以外の配光パターンであってもよい。

上記「光源」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、放電バルブの放電発光部やハロゲンバルブのフィラメント等が採用可能である。

上記各「第１付加リフレクタ」は、光源からの光を光軸に関して該第１付加リフレクタとは反対側に位置する第２付加リフレクタへ向けて反射させるように構成され、かつ、その反射面が、光源近傍の点を第１焦点とするとともに該第１付加リフレクタとこれに対応する第２付加リフレクタとの間に位置する点を第２焦点とする回転楕円面で構成されたものであれば、その具体的な配置やその回転楕円面の第２焦点の具体的な位置等は特に限定されるものではない。

上記各「第２付加リフレクタ」は、投影レンズを透過させずに前方へ向けて反射させるように構成されたものであれば、その具体的な反射面形状やその配置等は特に限定されるものではない。

上記「該第１付加リフレクタに対応する第２付加リフレクタ」とは、該第１付加リフレクタで反射した光源からの光が入射する第２付加リフレクタを意味するものである。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用前照灯はプロジェクタ型の車両用前照灯として構成されているが、そのリフレクタと投影レンズとの間における光軸の上方位置または下方位置には左右１対の第１付加リフレクタが配置されるとともに、これら１対の第１付加リフレクタの左右両側には１対の第２付加リフレクタが配置されており、そして、各第１付加リフレクタは、光源からの光を光軸に関して該第１付加リフレクタとは反対側に位置する第２付加リフレクタへ向けて反射させるように構成されるとともに、各第２付加リフレクタは、各第１付加リフレクタで反射した光源からの光を、投影レンズを透過させずに前方へ向けて反射させるように構成されているので、通常のプロジェクタ型の車両用前照灯において有効に利用されていない光の多くを、前方照射光として有効に利用することができる。そしてこれにより、車両用前照灯からの照射光により形成される配光パターンを、リフレクタおよび投影レンズを介して前方へ照射される光により形成される基本配光パターンと、１対の第１および第２付加リフレクタを介して前方へ照射される光により形成される１対の付加配光パターンとの合成配光パターンとして形成することができる。

その際、各第１付加リフレクタの反射面は、光源近傍の点を第１焦点とするとともに、該第１付加リフレクタとこれに対応する第２付加リフレクタとの間に位置する点を第２焦点とする回転楕円面で構成されているので、各第１付加リフレクタからの反射光を、第２焦点に一旦収束させた後、この第２焦点からの発散光として第２付加リフレクタに入射させることができる。そして、この入射光を第２付加リフレクタにより灯具前方へ向けて反射させることにより、前方照射光の制御を精度良く行うことができる。

このように本願発明によれば、プロジェクタ型の車両用前照灯において、前方照射光の制御を精度良く行うことができるようにした上で、その光源からの光に対する光束利用率を高めることができる。

上記構成において、各第１付加リフレクタの反射面を構成する回転楕円面の第２焦点を、他方の第１付加リフレクタの反射面近傍の点に位置設定するとともに、各第１付加リフレクタにおける第２焦点近傍部位に、他方の第１付加リフレクタで反射した光源からの光を通過させるための透光部を形成するようにすれば、各第１付加リフレクタからの反射光が他方の第１付加リフレクタによって遮蔽されないようにするための透光部を最小限の大きさに設定することができ、これにより光源からの光に対する光束利用率を一層高めることができる。

ここで「反射面近傍の点」とは、反射面上の点、反射面に対して面直方向に僅かに離れた点、反射面の延長面上において該反射面の端部から僅かに離れた点、反射面の延長面上において該反射面の端部から僅かに離れているとともに該延長面に対して面直方向に僅かに離れた点、のいずれかを意味するものである。

この場合において、各透光部の近傍に、各第１付加リフレクタから各第２付加リフレクタへ向かう光源からの光を遮蔽するためのシャッタがそれぞれ配置された構成とすることも可能である。このような構成を採用すれば、基本配光パターンに対して各付加配光パターンを選択的に追加形成することができるので、単一の灯具で複数種類の配光パターンを形成することができる。

上記構成において、各第２付加リフレクタの反射面を、これに対応する第１付加リフレクタの反射面を構成する回転楕円面の第２焦点近傍の点を第１焦点とする楕円曲面で構成すれば、該第２付加リフレクタからの反射光を一旦収束させるようにして前方へ照射することができるので、該第２付加リフレクタからの反射光が他の灯具構成部材によって不用意に遮蔽されてしまわないようにすることができ、これにより光源からの光に対する光束利用率を一層高めることができる。

ここで「楕円曲面」とは、その断面形状が鉛直断面・水平断面共に楕円形状に設定されるとともに、その鉛直断面を構成する楕円の第１焦点が上記回転楕円面の第２焦点近傍の点に位置設定された曲面を意味するものであって、回転楕円面のみならず、鉛直断面形状を構成する楕円と水平断面形状を構成する楕円とで離心率が異なる曲面をも含む概念である。

上記構成において、各第２付加リフレクタの反射面の光軸と平行な鉛直断面形状を、該第２付加リフレクタに対応する第１付加リフレクタの反射面を構成する回転楕円面の第２焦点近傍の点を第１焦点とするとともに、該第１焦点に対して所定距離前方における該第２付加リフレクタの反射面の下端縁と略同じ高さに位置する点を第２焦点とする楕円形状に設定すれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、このような構成を採用した場合、各第２付加リフレクタの反射面における下端縁近傍領域に入射した各第１付加リフレクタからの光は、上下方向に関して光軸と略平行な方向に反射し、上端縁に近づくに従って下向きに反射するので、車両前方路面を近距離領域から遠距離領域まで幅広く照射することができる。

その際、各第２付加リフレクタの第２焦点は、その第１焦点の所定距離前方に位置しているが、その具体的な距離は特に限定されるものではなく、この距離を長い値に設定すれば配光パターンの上下幅を小さくすることができ、一方、この距離を短い値に設定すれば各付加配光パターンの上下幅を大きくすることができる。

上記構成において、各第２付加リフレクタの前方に、凸レンズをそれぞれ配置するようにすれば、各第２付加リフレクタからの反射光を各凸レンズによって制御することが可能となり、これにより、第１および第２付加リフレクタを介して前方へ照射される光により形成される付加配光パターンとしてスポット状の配光パターンを形成することも容易に可能となる。

なお、これら各「凸レンズ」は、投影レンズと別体で形成されたものであってもよいし、投影レンズと一体で形成されたものであってもよい。

上記構成において、１対の第１リフレクタおよび１対の第２リフレクタを、光軸に関して略上下対称の位置関係で２組配置するようにすれば、通常のプロジェクタ型の車両用前照灯において有効に利用されていない光の大半を、前方照射光として有効に利用することができ、これにより光源からの光に対する光束利用率をより一層高めることができる。

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

まず、本願発明の第１実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る車両用前照灯を示す正面図であり、図２は、その平面図であり、図３および４は、その側断面図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、プロジェクタ型の車両用前照灯であって、車両前後方向に延びる光軸Ａｘを有しており、そのエイミング調整が完了した段階では、光軸Ａｘが車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びるようになっている。

この車両用前照灯１０は、光源バルブ１２と、リフレクタ１４と、ホルダ１６と、投影レンズ１８と、シェード２２と、４つの第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄと、４つの第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄとを備えてなっている。

投影レンズ１８は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、光軸Ａｘ上に配置されている。そして、この投影レンズ１８は、その後側焦点Ｆを含む焦点面上の像を反転像として前方へ投影するようになっている。

光源バルブ１２は、放電発光部を光源１２ａとするメタルハライドバルブ等の放電バルブであって、その光源１２ａはバルブ中心軸に沿って延びる線分光源として構成されている。そして、この光源バルブ１２は、そのバルブ中心軸を光軸Ａｘと一致させるようにして、リフレクタ１４の後頂部に形成された開口部１４ｂに後方側から挿入固定されている。

リフレクタ１４は、光源バルブ１２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる反射面１４ａを有している。この反射面１４ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が略楕円形状に設定されるとともに、その離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。そしてこれにより、図３に示すように、この反射面１４ａで反射した光源１２ａからの光を、鉛直断面内においては後側焦点Ｆ近傍に略収束させるとともに、水平断面内においてはその収束位置をかなり前方へ移動させるようになっている。

ホルダ１６は、リフレクタ１４の前端開口部から前方へ向けて略筒状に延びるように形成されており、その後端部においてリフレクタ１４に固定支持されるとともに、その前端部において投影レンズ１８を固定支持している。

シェード２２は、ホルダ１６の内部空間における略下半部に位置するようにして、該ホルダ１６と一体で形成されている。このシェード２２は、その上端縁２２ａが投影レンズ１８の後側焦点Ｆを通るように形成されており、これによりリフレクタ１４の反射面１４ａからの反射光の一部を遮蔽して、投影レンズ１８から前方へ出射する上向き光の大半を除去するようになっている。

４つの第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄのうち、２つの第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂは、リフレクタ１４と投影レンズ１８との間における光軸Ａｘの上方位置に、左右対称の位置関係で互いに当接するようにして配置されており、残り２つの第１付加リフレクタ２４Ｃ、２４Ｄは、リフレクタ１４と投影レンズ１８との間における光軸Ａｘの下方位置に、左右対称の位置関係で互いに当接するようにして配置されている。

４つの第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄのうち、２つの第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂは、左右１対の第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂの左右両側に配置されており、残り２つの第２付加リフレクタ２６Ｃ、２６Ｄは、左右１対の第１付加リフレクタ２４Ｃ、２４Ｄの左右両側に配置されている。

各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄは、光源１２ａからの光を、光軸Ａｘに関して該第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄとは反対側に位置する第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄへ向けて反射させるように構成されており、これら各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄは、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄで反射した光源１２ａからの光を、投影レンズ１８を透過させずに前方へ向けて反射させるように構成されている。

各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄの反射面２４Ａａ、２４Ｂａ、２４Ｃａ、２４Ｄａは、光源１２ａの発光中心を第１焦点とするとともに、該第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄとこれに対応する各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄとの間に位置する点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを第２焦点とする回転楕円面で構成されている。

その際、これら各第２焦点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、他方の第１付加リフレクタ２４Ｂ、２４Ａ、２４Ｄ、２４Ｃ（すなわち、当該第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄと対をなすべき第１付加リフレクタ）の反射面２４Ｂａ、２４Ａａ、２４Ｄａ、２４Ｃａ上に位置設定されている。

各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄにおける第２焦点Ｂ、Ａ、Ｄ、Ｃの位置には、他方の第１付加リフレクタ２４Ｂ、２４Ａ、２４Ｄ、２４Ｃで反射した光源１２ａからの光を通過させるための透光部２４Ａｂ、２４Ｂｂ、２４Ｃｂ、２４Ｄｂが形成されている。

また、各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａは、上記各第２焦点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを第１焦点とする楕円曲面で構成されている。

その際、これら各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａの光軸Ａｘと平行な鉛直断面形状は、上記各第２焦点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを第１焦点とするとともに、該第１焦点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対して所定距離前方における該反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａの下端縁と略同じ高さに位置する点（具体的には、各第１焦点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対して２０〜３０ｃｍ程度前方における各反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａの下端縁よりも僅かに下方に位置する点）を第２焦点とする楕円形状に設定されている。これにより、図４に示すように、各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａにおける下端縁近傍領域に入射した各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄからの光を、上下方向に関して光軸Ａｘと略平行な方向（具体的には光軸Ａｘに対して僅かに下向きの方向）に反射させ、上端縁に近づくに従って下向きに反射させるようになっている。

一方、各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａの水平断面形状は、その鉛直断面形状を構成する楕円形状よりも離心率が小さい楕円形状に設定されている。そしてこれにより、図２に示すように、各反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａからの反射光を水平面内において一旦収束させた後、比較的大きく拡散させるようになっている。

図５は、本実施形態に係る車両用前照灯１０から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンＰＬを透視的に示す図である。

同図に示すように、この配光パターンＰＬは、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁に左右段違いのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを鉛直方向に通るＶ−Ｖ線を境にして左右段違いで水平方向に延びており、Ｖ−Ｖ線よりも右側の対向車線側部分が下段カットオフラインＣＬ１として形成されるとともに、Ｖ−Ｖ線よりも左側の自車線側部分が、この下段カットオフラインＣＬ１から傾斜部を介して段上がりになった上段カットオフラインＣＬ２として形成されている。

このロービーム用配光パターンＰＬにおいて、下段カットオフラインＣＬ１とＶ−Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅは、Ｈ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方に位置しているが、これは光軸Ａｘが車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びていることによるものである。そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅを囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺＬが形成されている。

このロービーム用配光パターンＰＬは、基本配光パターンＰ０と、４つの付加配光パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄとの合成配光パターンとして形成されている。

図６は、このロービーム用配光パターンＰＬを、基本配光パターンＰ０および４つの付加配光パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの各々に分解して示す図である。

同図にも示すように、基本配光パターンＰ０は、ロービーム用配光パターンＰＬの基本形状をなす配光パターンであって、リフレクタ１４で反射した光源１２ａからの光によって投影レンズ１８の後側焦点面上に形成された光源１２ａの像を、投影レンズ１８により上記仮想鉛直スクリーン上に反転投影像として投影することにより形成され、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、シェード３２の上端縁２２ａの反転投影像として形成されるようになっている。

一方、付加配光パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、基本配光パターンＰ０の明るさを補強するために付加的に形成される配光パターンであって、各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄからの反射光によって形成されるようになっている。

その際、これら各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａは、楕円曲面で構成されているので、配光パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、上下方向および左右方向にある程度拡がりのある配光パターンとなっており、水平断面を構成する楕円の方が離心率が小さいことから、左右方向の拡がりが大きくなっている。そして、光軸Ａｘの左側に位置する第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｃからの反射光によって形成される付加配光パターンＰａ、Ｐｃは、基本配光パターンＰ０の中心領域からその右端縁近傍領域まで拡がる配光パターンとなっており、光軸Ａｘの右側に位置する第２付加リフレクタ２６Ｂ、２６Ｄからの反射光によって形成される付加配光パターンＰｂ、Ｐｄは、基本配光パターンＰ０の中心領域からその左端縁近傍領域まで拡がる配光パターンとなっている。

これら各付加配光パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、その上端縁が下段カットオフラインＣＬ１と略同じ高さに位置しているが、これは、各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの鉛直断面形状を構成する楕円の第２焦点が該反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａの下端縁と略同じ高さに位置設定されていることによるものである。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、ロービーム用配光パターンＰＬを形成するための光照射を行うプロジェクタ型の車両用前照灯として構成されているが、そのリフレクタ１４と投影レンズ１８との間における光軸Ａｘの上方位置には左右１対の第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂが配置されるとともに、これら１対の第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂの左右両側には１対の第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂが配置されており、そして、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂは、光源１２ａからの光を光軸Ａｘに関して該第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂとは反対側に位置する第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂへ向けて反射させるように構成されるとともに、各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂは、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂで反射した光源１２ａからの光を、投影レンズ１８を透過させずに前方へ向けて反射させるように構成されており、また、リフレクタ１４と投影レンズ１８との間における光軸Ａｘの下方位置には、左右１対の第１付加リフレクタ２４Ｃ、２４Ｄが配置されるとともに、これら１対の第１付加リフレクタ２４Ｃ、２４Ｄの左右両側には１対の第２付加リフレクタ２６Ｃ、２６Ｄが配置されており、そして、各第１付加リフレクタ２４Ｃ、２４Ｄは、光源１２ａからの光を光軸Ａｘに関して該第１付加リフレクタ２４Ｃ、２４Ｄとは反対側に位置する第２付加リフレクタ２６Ｃ、２６Ｄへ向けて反射させるように構成されるとともに、各第２付加リフレクタ２６Ｃ、２６Ｄは、各第１付加リフレクタ２４Ｃ、２４Ｄで反射した光源１２ａからの光を、投影レンズ１８を透過させずに前方へ向けて反射させるように構成されているので、通常のプロジェクタ型の車両用前照灯において有効に利用されていない光の多くを、前方照射光として有効に利用することができる。

そしてこれにより、車両用前照灯１０からの照射光により形成されるロービーム用配光パターンＰＬを、リフレクタ１４および投影レンズ１８を介して前方へ照射される光により形成される基本配光パターンＰ０と、１対の第１リフレクタ２４Ａ、２４Ｂおよび１対の第２リフレクタ２６Ａ、２６Ｂを介して前方へ照射される光により形成される１対の付加配光パターンＰａ、Ｐｂと、１対の第１リフレクタ２４Ｃ、２４Ｄおよび１対の第２リフレクタ２６Ｃ、２６Ｄを介して前方へ照射される光により形成される１対の付加配光パターンＰｃ、Ｐｄとの合成配光パターンとして形成することができる。

その際、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄの反射面２４Ａａ、２４Ｂａ、２４Ｃａ、２４Ｄａは、光源１２ａ近傍の点を第１焦点とするとともに、該第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄとこれに対応する第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄとの間に位置する点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを第２焦点とする回転楕円面で構成されているので、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄからの反射光を、第２焦点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに一旦収束させた後、この第２焦点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄからの発散光として第２付加リフレクタに入射させることができる。そして、この入射光を第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄにより灯具前方へ向けて反射させることにより、前方照射光の制御を精度良く行うことができる。

このように本実施形態によれば、プロジェクタ型の車両用前照灯１０において、前方照射光の制御を精度良く行うことができるようにした上で、その光源１２ａからの光に対する光束利用率を高めることができる。

特に本実施形態においては、１対の第１リフレクタ２４Ａ、２４Ｂおよび１対の第２リフレクタ２６Ａ、２６Ｂと１対の第１リフレクタ２４Ｃ、２４Ｄおよび１対の第２リフレクタ２６Ｃ、２６Ｄとが、光軸Ａｘに関して略上下対称の位置関係で２組配置されているので、通常のプロジェクタ型の車両用前照灯において有効に利用されていない光の大半を、前方照射光として有効に利用することができ、これにより光源１２ａからの光に対する光束利用率をより一層高めることができる。

その際、本実施形態においては、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄの反射面２４Ａａ、２４Ｂａ、２４Ｃａ、２４Ｄａを構成する回転楕円面の第２焦点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが、他方の第１付加リフレクタ２４Ｂ、２４Ａ、２４Ｄ、２４Ｃの反射面２４Ｂａ、２４Ａａ、２４Ｄａ、２４Ｃａ近傍の点に位置設定されるとともに、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄにおける第２焦点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ近傍部位に、他方の第１付加リフレクタ２４Ｂ、２４Ａ、２４Ｄ、２４Ｃで反射した光源１２ａからの光を通過させるための透光部２４Ａｂ、２４Ｂｂ、２４Ｃｂ、２４Ｄｂが形成されているので、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄからの反射光が他方の第１付加リフレクタ２４Ｂ、２４Ａ、２４Ｄ、２４Ｃによって遮蔽されないようにするための透光部を最小限の大きさに設定することができ、これにより光源１２ａからの光に対する光束利用率を一層高めることができる。

また本実施形態においては、各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａが、上記第２焦点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを第１焦点とする楕円曲面で構成されているので、該第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄからの反射光を一旦収束させるようにして前方へ照射することができる。このため、これら各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄからの反射光が他の灯具構成部材によって不用意に遮蔽されてしまわないようにすることができ、これにより光源１２ａからの光に対する光束利用率を一層高めることができる。なお、これら各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａの水平断面形状を、楕円以外の曲線（例えば、放物線、双曲線、自由曲線等）に設定することももちろん可能である。

さらに本実施形態においては、各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａの光軸Ａｘと平行な鉛直断面形状が、上記第２焦点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを第１焦点とするとともに、該第１焦点に対して所定距離前方における該第２付加リフレクタリフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄの反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａの下端縁と略同じ高さに位置する点を第２焦点とする楕円形状に設定されているので、該反射面２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａにおける下端縁近傍領域に入射した各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄからの光を、上下方向に関して光軸Ａｘと略平行な方向に反射させ、上端縁に近づくに従って下向きに反射させることができ、これにより車両前方路面を近距離領域から遠距離領域まで幅広く照射することができる。

なお、上記実施形態においては、１対の第１リフレクタ２４Ａ、２４Ｂおよび１対の第２リフレクタ２６Ａ、２６Ｂと１対の第１リフレクタ２４Ｃ、２４Ｄおよび１対の第２リフレクタ２６Ｃ、２６Ｄとが、光軸Ａｘに関して略上下対称の位置関係で２組配置されているものとして説明したが、いずれか１組だけ配置された構成とすることも可能である。

次に、本願発明の第２実施形態について説明する。

図７は、本実施形態に係る車両用前照灯１１０を示す平面図である。

同図に示すように、この車両用前照灯１１０も、その基本的な構成は第１実施形態に係る車両用前照灯１０と同様であるが、以下の点で第１実施形態と異なっている。

すなわち、本実施形態においては、各第２付加リフレクタ１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃ、１２６Ｄが、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄからの反射光を、第１実施形態の各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄよりも光軸Ａｘ寄りの方向へ反射させるようになっている。

また、本実施形態においては、各透光部２４Ａｂ、２４Ｂｂ、２４Ｃｂ、２４Ｄｂの近傍に、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄから各第２付加リフレクタ１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃ、１２６Ｄへ向かう光源１２ａからの光を遮蔽するためのシャッタ４０がそれぞれ配置されている。

これら各シャッタ４０は、図示しない駆動機構により各々独立して矢印方向へ往復動するように構成されており、これにより各第２付加リフレクタ１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃ、１２６Ｄへの光入射を阻止する遮光位置と遮光解除位置とを採り得るようになっている。

図８は、本実施形態に係る車両用前照灯１１０から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図である。

同図に示すように、基本配光パターンＰ０は、第１実施形態の場合と全く同様であり、また、各付加配光パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄも、そのパターン形状自体は第１実施形態の場合と同様である。

ただし、本実施形態においては、光軸Ａｘの左側に位置する第２付加リフレクタ１２６Ａ、１２６Ｃからの反射光によって形成される付加配光パターンＰａ、Ｐｃが、基本配光パターンＰ０の右端縁近傍領域からそれよりもさらに右方向まで拡がるように形成されており、光軸Ａｘの右側に位置する第２付加リフレクタ１２６Ｂ、１２６Ｄからの反射光によって形成される付加配光パターンＰｂ、Ｐｄが、基本配光パターンＰ０の左端縁近傍領域からそれよりもさらに左方向まで拡がるように形成されている。

本実施形態の構成を採用することにより、基本配光パターンＰ０に対して各付加配光パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを選択的に追加形成することができるので、ロービーム用配光パターンとして、単一の灯具で複数種類の配光パターンを形成することができる。

例えば、車両が直進走行している状態では、各シャッタ４０を閉じて基本配光パターンＰ０のみの光照射を行い、車両が右方向へ旋回する際には、図８において実線で示すように、左側に位置する第２付加リフレクタ１２６Ａ、１２６Ｃのシャッタ４０を開けて付加配光パターンＰａ、Ｐｃを追加形成するようにすれば、旋回方向前方に位置する車両前方路面を明るく照射することができ、また、車両が左方向へ旋回する際には、図８において２点鎖線で示すように、右側に位置する第２付加リフレクタ１２６Ｂ、１２６Ｄのシャッタ４０を開けて付加配光パターンＰｂ、Ｐｄを追加形成するようにすれば、旋回方向前方に位置する車両前方路面を明るく照射することができる。

なお、各透光部２４Ａｂ、２４Ｂｂ、２４Ｃｂ、２４Ｄｂの近傍に、本実施形態のようなシャッタ４０の代わりに、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄから各第２付加リフレクタ１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃ、１２６Ｄへ向かう光源１２ａからの光の一部を遮蔽する固定シェードがそれぞれ配置された構成とすることも可能である。このような構成を採用することにより、各付加配光パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを、その上端縁に上記各固定シェードの上端縁の反転像としてのカットオフラインを有する配光パターンとして形成することが可能となる。その際、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄの反射面２４Ａａ、２４Ｂａ、２４Ｃａ、２４Ｄａを構成する回転楕円面の第２焦点を、該第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄと対をなすべき第１付加リフレクタの透光部２４Ｂｂ、２４Ａｂ、２４Ｄｂ、２４Ｃｂに配置された固定シェードの上端縁に位置設定することが、鮮明なカットオフラインを得る観点から好ましい。

次に、本願発明の第３実施形態について説明する。

図９は、本実施形態に係る車両用前照灯２１０を示す平面図である。

同図に示すように、この車両用前照灯２１０は、その基本的な構成は第１実施形態に係る車両用前照灯１０と同様であるが、以下の点で第１実施形態と異なっている。

すなわち、本実施形態においては、投影レンズ１８の左右両側に１対の凸レンズ５０Ｌ、５０Ｒが設けられている。これら各凸レンズ５０Ｌ、５０Ｒは、投影レンズ１８と同様、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、光軸Ａｘと平行な軸線Ａｘａ上に配置されている。これら各凸レンズ５０Ｌ、５０Ｒは、投影レンズ１８と一体で形成されており、ホルダ２１６は、投影レンズ１８と共にこれら１対の凸レンズ５０Ｌ、５０Ｒも固定支持するようになっている。

また、本実施形態においては、光軸Ａｘの左側に位置する各第２付加リフレクタ２２６Ａ、２２６Ｃが、第１実施形態の各第２付加リフレクタ２６Ａ、２６Ｃよりも曲率の大きい反射面を有しており、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｃで反射した光源１２ａからの光を、投影レンズ１８の左側に位置する凸レンズ５０Ｌの後側焦点Ｆａのやや前方位置に略収束させるようにして反射させた後、該凸レンズ５０Ｌに入射させるようになっている。そしてこれにより、この凸レンズ５０Ｌからの出射光をある程度平行光に近づけるようになっている。

同様に、光軸Ａｘの右側に位置する各第２付加リフレクタ２２６Ｂ、２２６Ｄは、第１実施形態の各第２付加リフレクタ２６Ｂ、２６Ｄよりも曲率の大きい反射面を有しており、各第１付加リフレクタ２４Ａ、２４Ｃで反射した光源１２ａからの光を、投影レンズ１８の右側に位置する凸レンズ５０Ｒの後側焦点Ｆａのやや前方位置に略収束させるようにして反射させた後、該凸レンズ５０Ｒに入射させるようになっている。そしてこれにより、この凸レンズ５０Ｒからの出射光をある程度平行光に近づけるようになっている。

さらに、本実施形態においては、第２実施形態と同様、各透光部２４Ａｂ、２４Ｂｂ、２４Ｃｂ、２４Ｄｂの近傍にシャッタ４０がそれぞれ配置されている。

図１０は、本実施形態に係る車両用前照灯２１０から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図である。また、図１１は、この配光パターンを、基本配光パターンＰ０および４つの付加配光パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの各々に分解して示す図である。

これらの図に示すように、基本配光パターンＰ０は、第１実施形態の場合と全く同様である。

一方、付加配光パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、第２実施形態の場合よりも左右拡散角が小さい半ばスポット状の配光パターンとして、エルボ点Ｅを中心にして形成されている。そして、これら付加配光パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが合成されることにより、エルボ点Ｅ近傍にホットゾーンＨＺＨを形成するようになっている。

本実施形態においては、基本配光パターンＰ０がロービーム用配光パターンを構成するようになっており、これに付加配光パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが追加形成されることにより、図１０に示すようなハイビーム用配光パターンＰＨを構成するようになっている。

このロービームとハイビームとのビーム切換えは、各シャッタ４０の同時開閉によって行われるようになっている。

本実施形態の構成を採用することにより、単一の車両用前照灯２１０により、ロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンとを選択的に形成することができる。

なお、本実施形態においては、左側に位置する２つの第２付加リフレクタ２２６Ａ、２２６Ｃからの反射光が、同一の凸レンズ５０Ｌに入射するとともに、右側に位置する２つの第２付加リフレクタ２２６Ｂ、２２６Ｄからの反射光が、同一の凸レンズ５０Ｒに入射する構成となっているが、各第２付加リフレクタ２２６Ａ、２２６Ｂ、２２６Ｃ、２２６Ｄ毎に、その前方に凸レンズが配置された構成とすることも可能である。

本願発明の第１実施形態に係る車両用前照灯を示す正面図 上記車両用前照灯を示す平面図 上記車両用前照灯を示す側断面図であって、そのリフレクタで反射した光の光路を示す図 上記車両用前照灯を示す側断面図であって、その第１および第２付加リフレクタで反射した光の光路を示す図 上記車両用前照灯から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図 上記配光パターンを、基本配光パターンおよび４つの付加配光パターンの各々に分解して示す図 本願発明の第２実施形態に係る車両用前照灯を示す平面図 上記第２実施形態に係る車両用前照灯から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図 本願発明の第３実施形態に係る車両用前照灯を示す平面図 上記第３実施形態に係る車両用前照灯から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図 図１０に示す配光パターンを、基本配光パターンおよび４つの付加配光パターンの各々に分解して示す図

符号の説明

１０、１１０、２１０ 車両用前照灯
１２ 光源バルブ
１２ａ 光源
１４ リフレクタ
１４ａ、２４Ａａ、２４Ｂａ、２４Ｃａ、２４Ｄａ、２６Ａａ、２６Ｂａ、２６Ｃａ、２６Ｄａ 反射面
１４ｂ 開口部
１６、２１６ ホルダ
１８ 投影レンズ
２２ シェード
２２ａ 上端縁
２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ 第１付加リフレクタ
２４Ａｂ、２４Ｂｂ、２４Ｃｂ、２４Ｄｂ 透光部
２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃ、１２６Ｄ、２２６Ａ、２２６Ｂ、２２６Ｃ、２２６Ｄ 第２付加リフレクタ
４０ シャッタ
５０Ｌ、５０Ｒ 凸レンズ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 第２焦点
Ａｘ 光軸
Ａｘａ 軸線
ＣＬ１ 下段カットオフライン
ＣＬ２ 上段カットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ、Ｆａ 後側焦点
ＨＺＬ、ＨＺＨ ホットゾーン
ＰＨ ハイビーム用配光パターン
ＰＬ ロービーム用配光パターン
Ｐ０ 基本配光パターン
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 付加配光パターン

Claims (7)

1. 車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、この投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、を備えてなる車両用前照灯において、
   上記リフレクタと上記投影レンズとの間における上記光軸の上方位置または下方位置に、左右１対の第１付加リフレクタが配置されるとともに、これら１対の第１付加リフレクタの左右両側に、１対の第２付加リフレクタが配置されており、
   上記各第１付加リフレクタが、上記光源からの光を上記光軸に関して該第１付加リフレクタとは反対側に位置する第２付加リフレクタへ向けて反射させるように構成されるとともに、上記各第２付加リフレクタが、上記各第１付加リフレクタで反射した上記光源からの光を、上記投影レンズを透過させずに前方へ向けて反射させるように構成されており、
   上記各第１付加リフレクタの反射面が、上記光源近傍の点を第１焦点とするとともに、該第１付加リフレクタと該第１付加リフレクタに対応する第２付加リフレクタとの間に位置する点を第２焦点とする回転楕円面で構成されている、ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 上記各第１付加リフレクタの反射面を構成する回転楕円面の第２焦点が、他方の第１付加リフレクタの反射面近傍の点に位置設定されており、
   上記各第１付加リフレクタにおける上記第２焦点近傍部位に、他方の第１付加リフレクタで反射した上記光源からの光を通過させるための透光部が形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯。
3. 上記各透光部の近傍に、上記各第１付加リフレクタから上記各第２付加リフレクタへ向かう上記光源からの光を遮蔽するためのシャッタがそれぞれ配置されている、ことを特徴とする請求項２記載の車両用前照灯。
4. 上記各第２付加リフレクタの反射面が、該第２付加リフレクタに対応する第１付加リフレクタの反射面を構成する回転楕円面の第２焦点近傍の点を第１焦点とする楕円曲面で構成されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用前照灯。
5. 上記各第２付加リフレクタの反射面の上記光軸と平行な鉛直断面形状が、該第２付加リフレクタに対応する第１付加リフレクタの反射面を構成する回転楕円面の第２焦点近傍の点を第１焦点とするとともに、該第１焦点に対して所定距離前方における該第２付加リフレクタの反射面の下端縁と略同じ高さに位置する点を第２焦点とする楕円形状に設定されている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の車両用前照灯。
6. 上記各第２付加リフレクタの前方に、凸レンズがそれぞれ配置されている、ことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の車両用前照灯。
7. 上記１対の第１リフレクタおよび上記１対の第２リフレクタが、上記光軸に関して略上下対称の位置関係で２組配置されている、ことを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の車両用前照灯。

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