JP2006244858A - 車両用照明灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の楕円系反射面を採用した車両用照明灯具においては、外部への光の放出部に配光特性を形成するためのガラス製の投影レンズを使用せざるを得ず、灯具の奥行きが長くなると共に、コストアップ、重量増加などの課題を生じていた。
【解決手段】 本発明により、光源２が第一焦点ｆ１に配置された楕円系反射面とした第一反射面３を第二焦点ｆ２が斜め下方に位置するように長軸Ｘを傾けて配置すると共に、第一反射面の下方であり、且つ、第一反射面からの反射光を受光可能な範囲には、楕円系反射面の第二焦点を焦点とし、光軸Ｙを略水平方向とする放物系反射面とした第二反射面がが設けられ、且つ、第一反射面の第一焦点に設けられる光源は横置きとされている車両用照明灯具１とすることで投影レンズを不要とし小型化とコストダウンを共に可能として課題を解決する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばヘッドライト、フォグライトなど照明用に用いられる照明灯具に係るものであり、詳細には、少ない部品による非常に簡便な構成で、それ程に性能の低下を来すことなくこの種の照明用の灯具を形成する手段の提供を目的とするものである。

従来の、車両用照明灯具９０のプロジェクタ型と称されている構成のものの例を示すものが図１２であり、例えば回転楕円など楕円系反射面９１の第一焦点ｆ１に一致させて光源９２が設置させられている。従って、光源９２から発せられる光は前記楕円系反射面９１に反射した後には第二焦点ｆ２に収束するものとなる。

このときに、前記楕円系反射面９１の下半部側で反射した光は、前記第二焦点で収束した後には上向きの方向性を有する光として投影レンズ９３に入射するものとなり、前記投影レンズ９３から出射するときにも、上向きの成分を含む可能性があり、対向車に眩惑を生じさせる可能性が高くなる。

よって、前記第二焦点の近傍には、前記楕円系反射面９１の下半部側で反射した光を遮蔽するように、長軸Ｘに達する遮光板９４を設け、前記投影レンズ９３には前記楕円系反射面９１の下半部側で反射した下向きの光のみが入射するものとして、原則としては、上向き光を生じないようにしている。

但し、上述の場合、完全に上向き光を一切含まないものとすると、例えば、左側通行の場合、路側に設けられている道路標識などの読み取りが困難となるので、前記遮光板９４に加工を施し、左側には適度の上向き光を投射するようにして、前記した道路標識の読み取り、歩行者の存在の確認などを容易としている。
特開２００１−２３４１９号公報

しかしながら、上記した従来の車両用照明灯具９０においては、縦置きの光源９２、縦長の楕円系反射面９１、その楕円系反射面９１の第二焦点の位置に置かれた遮光板９４、更に前記遮光板の位置に焦点を有する投影レンズ９３と、全ての部品が長手方向を基準として組み立てられるため、総合的に車両用照明灯具９０としては約１７０mm程度の奥行きが取付けに必要となる。更に、光源９２の交換を行うときに必要なスペースも考慮すれば２００mm、あるいはそれ以上の寸法が必要となり、例えば、エンジンルーム内での必要スペースも大きく、車両自体のデザインにも影響を与えるなどの問題点を生じていた。

本発明は前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、光源が第一焦点に配置された楕円系反射面とした第一反射面を第二焦点が斜め下方に位置するように長軸を傾けて配置すると共に、前記第一反射面の下方であり、且つ、前記第一反射面からの反射光を受光可能な範囲には、前記楕円系反射面の前記第二焦点を焦点とし、光軸を略水平方向とする放物系反射面とした第二反射面が設けられ、且つ、前記第一反射面の第一焦点に設けられる光源は横置きとされていることを特徴とする車両用照明灯具を提供することで、奥行きの格段に少ない灯具の実現を可能として、課題を解決するものである。

本発明により、光源を照射方向に対して横置きに配置すると共に、この光源からの光を反射する楕円系反射面の長軸Ｘを第二焦点側が下方になるように傾け、反射光を斜め下向きに生じるようにすると共に、上記楕円系反射面から受ける反射光を放物系反射面で水平方向に折り返すことで、第一反射面と第二反射面とを、ほぼ、上下同幅で積み重ねる形状とし、奥行きを格段に薄くすることを可能として課題を解決するものである。

また、上記の構成としたことで、第一反射面と、第二反射面、及び、遮光板がほとんど一体化されると共に、ガラスで製造せざるを得ず、コストアップの要因となっていた投影レンズも不要となり、構成が簡素化し組立工数、部品点数の共に低減化が可能とされ、コストダウンも可能とする優れた効果も併せて奏するものである。

つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１〜図３に示すものは、本発明に係る車両用照明灯具１であり、この車両用照明灯具１は主たる要素として、例えば、ハロゲン電球、メタルハライド放電灯などによる光源２と、この光源２を第一焦点とする回転楕円面など楕円系反射面とされた第一反射面３と、遮光板４と、例えば回転放物面など放物系反射面とされた第二反射面５と、第一反射面３の先端部分近傍に形成された開口部６とから構成されている。

このときに、前記光源２は、例えば、バルブ２ａ、フィラメント２ｂ、或いは、ソケット２ｃなどの部品が組み立てられて、比較的に縦横比が大きい形状とされているが、図３に示すように、本発明では、前記第一反射面３を形成する際には光源２が第一反射面３の長軸Ｘに対して直角方向に略水平に挿入されて、第一反射面３の第一焦点ｆ１にフィラメント２ｂが一致するようにされている。即ち、従来の楕円系反射面を採用した車両用照明灯具に対して光源２は横置きの状態とされている。

また、前記第一反射面３は長軸Ｘを水平位置から例えば４５°程度下向きに傾けて設置されており、これに伴い、この第一反射面３の第二焦点ｆ２も当然に前記長軸Ｘ上で所定量だけ下方に移動した位置に存在するものとなっている。本発明では、上記長軸Ｘが傾けられた状態で、前記第一反射面３の下方に前記第二焦点ｆ２に至り水平に設置された遮光板４が設けられている。

このとき、前記第一反射面３は、前記第二焦点ｆ２のほぼ上方となる位置で、例えば、略垂直方向に反射面が切り取られ切欠部３ａが設けられている。そして、上記遮光板４で遮光されることがなく、且つ、前記切欠部３ａが形成されたことによって反射光を生じなくなった位置を除く前記第一反射面３からの光は、図３中に示すように光源２からの光を第二焦点ｆ２に収束するものとなる。

ここで、前記第一反射面３に切欠部３ａが設けられているのは、以下の点に鑑みたからである。すなわち、第一反射面３、または後に説明する第二反射面５を延長し、この部分を閉止すると光源２方向へ戻る光を生じ、光源２の特性に変化を生じるなどして、期待する配光形状が得られないなどの問題を生じるためである。尚、この切欠部３ａの部分は、車両に取付けた状態で外部に光モレなど不具合を生じない場合は、上述のような問題を生じない程度にそのまま開口しておいても良い。

また、もしも、切欠部３ａから光モレなどを生じて美観を損なう場合には、第一反射面３の形状を上記したように光源２に影響を与えない形状とする。或いは、第一反射面３の切欠部３ａに相当する領域を反射率の低い部材で形成し光源２に対して実質的に影響を与えないようにした適宜な蓋（図示せず）を取付けて、上記した外部への光モレを防ぎ、美観を損じることの無いようにしても良い。

加えて、本発明では、前記第二焦点ｆ２に一旦収束した後の光が再度放散される範囲に、前記第二焦点ｆ２を焦点とする、例えば、回転放物面などの放物系とし、且つ、光軸Ｙを略水平とする第二反射面５を設ける。従って、第一反射面３から第二反射面５に達した光は折り返されるようにして光軸Ｙと平行方向に向かう。

以上に説明の構成のように、第二反射面５を設けることで、前記第一反射面３に設ける光源２が点光源、若しくは、それに極めて近いものであり、前記第二焦点ｆ２にほぼ点状として収束するものであれば、この第二反射面５で反射する光は、ほぼ完全な平行光線として、前記第二反射面５の光軸Ｙ方向に向かうものとなり、上向き光を一切含まないすれ違い配光が得られるものとなる。

ところで、現実には、前記第一反射面３に取付けられている光源２は、フィラメント２ｂなど面積を有するものであるので、前記第二焦点ｆ２に集束するときには、ある程度の面積を有するものとなり、更に、その形状を前記第二反射面５で再度反射して照射光とするものであるので、例えば対向車線側に上向き光を生じてしまうなど、すれ違い配光としては不適当な形状と成る可能性を生じる。

そこで、本発明では、前記遮光板４の形状を工夫することで、上記の問題を解決するものであり、発明者による試作、検討の結果では、本発明の車両用照明灯具１のように、光源２のフィラメント２ａが第一反射面３の長軸Ｘに対して、長手方向が直交するように配置され、且つ、第二焦点ｆ２が下方となるように傾けられた楕円系反射面である第一反射面３からの反射光を、放物系反射面である第二反射面５で反射させて、水平なカットオフを形成させるためには、前記遮光板４は外縁が略円弧状であることが好ましいことを見いだした。

即ち、本発明においては、図４に示すように、前記第一反射面３の第二焦点ｆ２は遮光板４で一部が塞がれている形状とされているが、このときに前記遮光板４は長軸Ｘ上の第二焦点ｆ２が存在する位置で、略円弧状として接している。そして、前記した略円弧状の中心Ｐは前記遮光板４上の第一焦点方向に存在する。よって、前記第二焦点ｆ２は前記第一反射面３内の遮光板４の最も突出する部分に接する、若しくは、接近している。

このときに、本発明の車両用照明灯具１が左側通行用である場合、図５に示すように、前記遮光板４の長軸Ｘとの交点から左半部が適宜に小径となるように段差ｄを設けておけば遮光板４によって遮光される光量が段差ｄの分変化して、照射される上向きの光の成分が増加する。すなわち、前記第二反射面５を介して、図６に示す車両前方に投射される配光ＨＬには、図中に鎖線で示すように左側の半部に適宜な上向き光が含まれるものとなり、道路標識、歩行者などの確認が一層に容易となる。

ここで、前記第二反射面５について更に説明を行えば、前記第二反射面５を回転放物面として、遮光板４の近傍に存在する前記第一反射面３の第二焦点ｆ２と、遮光板４とで形成されるスポット形状を略そのまま投影するものとしても良いが、例えば、放物系の自由曲面として形成し、照射幅を拡げる、或いは、配光の中心部に光量を集め一層に走行に適する形状に調整するなどは自在である。

図７は、本発明に係る車両用照明灯具１の別の実施形態を示す。上記の説明でも明らかなように、遮光板４は、すれ違い配光を形成するために、第一反射面３で反射した光の内から、第二反射面５で反射したときに上向き光となる部分を遮蔽し、対向車の運転者に眩惑を感じさせることのないすれ違い配光を得る。

しかしながら、例えば、高速道路を走行する際など、対向車に対する眩惑を生じさせるおそれが無く、且つ、比較的に高速で走行を行う場合には、より遠方にある障害物の視認が要求されるので、遠方まで光を到達させる必要があり、適量の上向き光を含むことが有利である。

この実施形態では、このような状況に備えて、前記遮光板４を水平方向前後に移動可能な構成としておくものであり、市街地など通常の走行時には、前記遮光板４はその円弧状の先端を第一反射面３の第二焦点ｆ２と略一致する位置に設定し、これにより、照射光に上向き光を含まないすれ違い配光としている。

また、高速道路などを走行する必要を生じた際には、前記遮光板４を前記第二反射面５の光軸Ｙ方向、即ち、灯具１としての照射方向側に平行移動し、前記遮光板４の先端と、前記第一反射面３の第二焦点ｆ２との間に適宜な間隔を設ける。このようにすることで、前記遮光板４により遮蔽されていた上向き光も前記間隔Ｓを通り抜け、第二反射面５に達して上向きの照射光として投射されるものとなり、例えば、車両正面を照射する光量が増加し、より遠方の確認ができるものとなる。

ここで、本発明の車両用照明灯具１では、楕円系反射面である第一反射面３の第一焦点ｆ１の位置に光源２を照射方向に対して横置きとして設置すると共に、前記第一反射面３を４５°程度、前記第二焦点ｆ２側が下がるように長軸Ｘを傾けて設置し、更に、前記第一反射面３の下方に前記第二焦点ｆ２を焦点とし、光軸Ｙを照射方向（水平）とする放物系とした第二反射面５を設け、加えて、第一反射面３と第二反射面５との間を略水平とした遮光板４で仕切った構成としたことで、主要な構成部品である光源２、第一反射面３、遮光板４、第二反射面５の全てが略垂直方向に重なる。そのため車両用照明灯具１は従来の車両用照明灯具に比較して奥行き１００mm程度と画期的に奥行きの少ないものとすることができ、エンジンルームの容積の有効活用を可能とする。

図１１は、車両用照明灯具１を車両に搭載した一例を示す縦断面図である。このように車両用照明灯具１は、光を照射する第二反射面５に対して車両の高さ方向に第一反射面３と光源２とを重ねるように配置するため、前後方向の長さが短い構成を採る。このため上述のように車両に搭載したときの奥行きが小さくなる。

前記車両用照明灯具１は、光源２を含む第一反射面３の容積を、第二反射面５の開口部７の容積よりも小さく構成することができる。従って、車両用照明灯具１は、光を照射する開口部分を比較的大きく確保して所定の光量を得ると共に、直接光を照射しない他の構成部分を小型化することができる。従って、車両用照明灯具１によればエンジンルームなどの車両内における限られた空間に効率良く配置できるため、車両の小型化など車両の設計の自由度を高めることができる。

また、光源２も前記第一反射面３に対して横置き、即ち、交換時には側方からソケット２ａを差し込む方式とされているので、車両用照明灯具１の後方には光源２交換用の空隙を用意する必要が無く、車両への取付に際しても、上記した１００mm程度である奥行き以上の寸法は不要である。よって、光源２の交換時も考えると２００mm程度を必要とする従来例のものとの差は一層に大きなものとなる。

更には、車両用照明灯具１は、ガラス製の高精度で高価な投影レンズを用いないことで、遮光板４に対して生じる色収差の発生の問題も回避できると共に、コストダウンも可能となり、また、効率的にも配光的にも前に示した配光特性ＨＬ（図６参照）で示すように、通常の投影レンズ（６０mm径程度）を用いたものとほぼ同等の性能のものが得られることが確認された。

また、図１、及び、図２に示す開口部６は、光源２にメタルハライド放電灯を採用するときに、光源２のバルブ２ａの先端にある高電圧部が第一反射面３と規定値以下となる寸法に近づくものとなるので、危険防止の見地などから規定により設けられるものであり、このような高電圧部を有さないハロゲンランプを使用する場合には必要としないものである。

以上の本実施の形態に係る車両用照明灯具１において、遮光板４は、例えば以下のような構成を有していても良い。すなわち、遮光板４は所望の配光特性を得るために様々な形状を有するものとすることができる。

図８は、所望の配光特性を得るために変形を行った遮光板４１の例（以下、変形例遮光板４１と称する）を示す斜視図であり、また、図９、図１０は、それぞれ上記の変形例４１の平面図及び正面図である。この変形遮光板４１は、放物面である第二反射面に入射する光線の角度が０°から９０°に対して、最適な配光を得るための立体的な形状を得ることを特徴とする。

つぎに、変形遮光板４１における形状の定め方について説明する。この変形遮光板４１は、第一反射面３によって反射された光線が第二反射面５を経て出射する際に、配光特性の水平カットを形成できるように、変形遮光板４１の先端４１ａ部分は、図９の平面図に示すような、曲率と傾斜とを有する形状として形成されている。

加えて、この車両用照明灯具１が、例えば、左側通行用のヘッドライトと使用される場合であれば、左路側に存在する道路標識、歩行者などの視認を容易にするために、エルボ部などと称され、左側に適宜量の上向き光を生じる部分を形成するように、図１０に示すように、左半部と右半部に高低差を有するように段差部４１ｂが設けられ、図６に鎖線Ｅで示すようにエルボ部が形成される。

尚、図１２は、従来例の灯具をハウジングを含み示す図であるが、図１１に示した本発明に係る車両用照明灯具１にハウジングを含みほぼ同条件で示したものであるので、両者の間に生じる奥行きの差に注目されたい。

本発明に係る車両用照明灯具の実施形態を示す斜視図である。 同じく本発明に係る車両用照明灯具の実施形態を示す正面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明に係る車両用照明灯具の遮光板の作用を示す説明図である。 遮光板の要部を拡大して示す説明図である。 本発明に係る車両用照明灯具により得られる配光特性の例を示すグラフである。 本発明に係る車両用照明灯具の別の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る車両用照明灯具の要部である遮光板の構成を示す斜視図である。 同じ遮光板の平面図である。 同じ遮蔽板を図９のＢ方向から見る正面図である。 本発明に係る車両用照明灯具を車体に取付けた状態で示す縦断面図である。 従来例を示す断面図である。

符号の説明

１…車両用照明灯具
２…光源
２ａ…バルブ
２ｂ…フィラメント
２ｃ…ソケット
３…第一反射面
３ａ…切欠部
４、４１…遮光板
４１ａ…先端
４１ｂ…段差部
５…第二反射面
６…開口部

Claims (3)

1. 第一焦点と前記第一焦点に対して斜め下方に位置するように長軸を傾けて配置される第二焦点とを有する楕円系反射面である第一反射面と、
   焦点が前記楕円系反射面の前記第二焦点であり光軸が略水平方向であり、前記第一反射面の下方であり且つ前記第一反射面からの反射光を受光可能な一に配置される放物系反射面である第二反射面と、
   前記第一反射面の第一焦点に設けられた発光部分が前記第二反射面と平行にされている光源と、
   を備える車両用照明灯具。
2. 前記第一反射面と前記第二反射面とが所定の位置において接続され、
   前記第一反射面と前記第二反射面とが接続される部分には、
   前記第一反射面の外径から前記第二焦点に至り前記第二焦点を略頂点とする略円弧状の遮光板が略水平として設けられている、請求項１記載の車両用照明灯具。
3. 前記遮光板が、
   前記第二焦点の位置を基準として水平方向に移動可能とされる、請求項１または請求項２記載の車両用照明灯具。

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