JP2007026958A

JP2007026958A - 車両用灯具

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Publication number: JP2007026958A
Application number: JP2005209049A
Authority: JP
Inventors: Michio Tsukamoto; 三千男塚本; Hiroyuki Kawashima; 宏之川島
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2025-07-19
Also published as: JP4527621B2; US7445366B2; US20070019428A1

Abstract

【課題】斬新な意匠を実現でき、しかも、路面側方の視認性を向上させることのできる車両用灯具を得る。
【解決手段】投影レンズ３３と、光源２７と、光源２７を略焦点とし光源２７からの光を投影レンズ３３に向けて反射させる反射面２９ａを備えたリフレクタ２９と、容器状のボディ２１と、ボディ２１とで灯室を形成するカバー２３と、を有する車両用灯具１００において、カバー２３の水平断面を、車両幅方向の仮想線２５に対してスラントさせ、投影レンズ３３の車両幅方向左右の少なくとも一方に、入射光を水平方向に拡散させる付加レンズ４０を設け、付加レンズ４０は、投影レンズ３３から離反する方向に徐々に薄厚となるように形成し、かつ水平断面がカバー２３と略平行となるように配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタ型の灯具ユニットを備えた車両用灯具に関する。

一般に、車両用灯具は、ランプボディと、このランプボディの前端開口部に取り付けられた透光カバーとで形成される灯室に、車両前後方向に延びる光軸を有する灯具ユニットが収容された構成となっている。そして、その灯具ユニットとして例えばプロジェクタ型の灯具ユニットが知られている。

こうした従来のプロジェクタ型ランプにおいては、光源からの光を焦点に一旦収束し、以後は放射状に拡散する光を非球面レンズで照射方向に向けて投影するものであるので、配光パターンの形状の自由度が高いという優位性を備えるが、配光パターン内における照度配分の自由度は低い。したがって、例えば、遠方を明るく照らすような配光パターンを得るのが難しいといった課題があった。また、非球面レンズは正面から見た形状が円形となり、かつ車両に取り付けられた状態では非球面レンズのみが強調されて見えるものであるので、どれも同じような印象のランプとなり、例えば車種別にデザイン上の相違を演出することなどは不可能であり、デザイン面での自由度に欠けるといった課題もある。

このような不具合を解消したものとして、特許文献１に開示されるプロジェクタ型ランプがある。このプロジェクタ型ランプ１は、図７に示すように、反射鏡２が、光源３の側方に向けて延びるように形成された中央反射面２ａ，２ｂと、中央反射面２ａ，２ｂの上部に形成された上部反射面２ｃ，２ｄと、中央反射面２ａ，２ｂの下部に形成された下部反射面２ｅ，２ｆとに３分割される。投影レンズ４は、中央反射面２ａ，２ｂの第二焦点近傍に焦点を有するように配置された非球面レンズ４ａと、非球面レンズ４ａの左右に並設された横長レンズ４ｂ，４ｃとによって構成され、上部反射面２ｃ，２ｄ及び下部反射面２ｅ，２ｆからの反射光を横長レンズ４ｂ，４ｃに向けて入射するように形成している。

これにより、配光特性の形状内で手前の明るさを抑えて遠方を明るく照らすような照射特性を得、走行配光用のヘッドランプの視認性を高めている。また、投影レンズを非球面レンズと横長レンズとによって構成したことで、発光面積を大きくして対向車からの視認性を高め、さらに、車種別にデザイン上の相違を演出可能とし、デザイン面での自由度を高められている。

特開２００３−１６８１３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたプロジェクタ型ランプは、非球面レンズの左右に並設された横長レンズが柱状レンズであるため、単純に光を拡散させるのみで、入射光の制御が困難であった。特に、柱状レンズでは、光源からの直接光を側方へ所望の配光で照射することはできず、路面側方の視認性を十分に向上させることはできなかった。また、柱状レンズは、厚さが均一であるため重量も重く、コストや成形性の点で不利である。さらに、柱状レンズの場合、車体ボディのスラントに沿って配設することが困難であり、デザイン自由度が低いとともに、無理にスラントに合わせれば、灯具全体が大型化し、灯具の取付自由度が低下してしまう。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、斬新な意匠を実現でき、しかも、路面側方の視認性を向上させることのできる車両用灯具を得ることにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）投影レンズと、光源と、前記光源を略焦点とし前記光源からの光を前記投影レンズに向けて反射させる反射面を備えたリフレクタと、容器状のボディと、前記ボディとで灯室を形成するカバーと、を有する車両用灯具において、
前記カバーは、水平断面が車両幅方向の仮想線に対してスラントし、
前記投影レンズの車両幅方向左右の少なくとも一方に、入射光を水平方向に拡散させる付加レンズを設け、
前記付加レンズは前記投影レンズから離反するにつれて薄厚となり、かつ前記付加レンズが前記カバーと略平行に配置されたことを特徴とする車両用灯具。
（２）前記付加レンズは、投影レンズから離反するにつれて透過光の拡散角が変化することを特徴とする（１）記載の車両用灯具。
（３）前記付加レンズには、前記光源からの直射光が入射することを特徴とする（１）または（２）に記載の車両用灯具。
（４）前記付加レンズの後方に、付加光学系を設けたことを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の車両用灯具。

本発明によれば、ボディとで灯室を形成するカバーが車両幅方向の仮想線に対してスラントし、投影レンズの車両幅方向左右の少なくとも一方に、入射光を水平方向へ拡散させる付加レンズを設け、この付加レンズは投影レンズから離反する方向に徐々に薄厚となり、かつ水平断面がカバーと略平行に配置されるので、投影レンズが付加レンズによって包囲され、カバーのスラントに沿った形状となり、従来の丸形非球面レンズと異なった斬新な意匠を実現できる。

また、本発明によれば、投影レンズを通過した光は鉛直方向に収束して略平行光として前方に投影され、付加レンズを透過した光が拡散し側方へ配光可能となる。したがって、前方視認性とともに路面側方の視認性を同時に向上させることができる。また、発光面積が増加することにより、被視認性と、拡散による路面側方の歩行者等の視認性を向上させることができる。さらに、付加レンズにより、有効利用光束が増加し、これによっても路肩の視認性が高まる。また、投影レンズの側方に付加レンズが延在するので、拡散光が灯具内部のエクステンションやホルダに遮蔽されにくくなり、光源からの光利用効率を向上させることができる。また、付加レンズは、側方に向かって徐々に薄厚に形成されるので、拡散光の拡散角を制御し易くすることができる。また、カバーとの距離を近接配置することができ、ボディを小型化できる。

そして、本発明によれば、付加レンズは、投影レンズから離反する方向に、透過光の拡散角が変化するので、拡散角を狭くすることにより、路面側方の所望位置への照射光量を多くしたり、或いは広範囲への照射を可能にしたりできる。

また、本発明によれば、付加レンズには光源からの直射光が入射されるので、光源からの直射光を拡散させながら路面に照射することができ、路面側方の歩行者等の視認性を向上させることができる。

さらに、本発明によれば、付加レンズの後方に、付加光学系を設けたので、専用光源を増設すれば、路面側方への照射光量を増大させて、さらに視認性を向上させることができる。また、専用リフレクタを増設すれば、灯室内壁に吸収された光を付加レンズへ入射させることができ、光源からの光利用効率を向上させることができる。

以下、本発明に係る車両用灯具の好適な実施形態を図面を参照して説明する。
図1は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す平断面図であり、図２は、そのＩ−Ｉ線断面図である。
これらの図に示すように、この車両用灯具１００は、車両の左前端部に配置される灯具であって、ランプボディ２１とその前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー２３とで形成される灯室内に、灯具ユニット２０が収容される。そして、この車両用灯具１００においては、灯具ユニット２０の点灯によりロービーム用配光パターンを形成する。また、灯具ユニット２０の前方側の周囲には、エクステンション２４が灯具ユニット２０の前方側端部を覆うように配置されている。

灯具ユニット２０は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘを有しており、ランプボディ２１にエイミング機構５０を介して上下方向および左右方向に傾動可能に支持されている。そして、このエイミング機構５０によるエイミング調整が完了した段階では、灯具ユニット２０の光軸Ａｘは、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。

透光カバー２３は、車両前端部の左側コーナ部の車体形状に沿って、その車幅方向内側から車幅方向外側へ向けて後方へ回り込むとともに、その下端縁から上端縁へ向けて後方へ回り込むように形成されている。つまり、透光カバー２３は、水平断面が車両幅方向の仮想線２５に対してスラントしている。この透光カバー２３の表面は、平面となって仮想線２５に対しスラントしてもよく、図１に示すように、曲面となって仮想線２５に対しスラントしてもよい。

次に、各灯具ユニット２０の構成について説明する。
灯具ユニット２０は、プロジェクタ型の灯具ユニットであって、光源バルブ２７と、リフレクタ２９と、レンズホルダ３１と、投影レンズ３３と、付加レンズ４０と、シェード３５とを備えてなる。

投影レンズ３３は、前方側表面３３ａが凸曲面で後端面（後方側表面）３３ｂが平面の平凸レンズとして構成されており、光軸Ａｘ上に配置されている。そして、この投影レンズ３３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。

投影レンズ３３の前方側表面３３ａを構成する凸曲面は、投影レンズ３３の後側焦点Ｆを光軸Ａｘ上に位置させるように形成された非球面で構成されている。すなわち、この前方側表面３３ａを構成する凸曲面は、光軸Ａｘ上に位置設定された後側焦点Ｆから投影レンズ３３の前方に配置された光軸直交平面までの光路長が一定になる点の包絡面として、その非球面形状が設定されている。これにより、投影レンズ３３の前方側表面３３ａは、リフレクタ２９を介して投影レンズ３３に入射した光を、光軸Ａｘと略平行に出射する。

レンズホルダ３１は、投影レンズ３３を挟む上下部において、リフレクタ２９の前端開口部から前方へ向けて段付きで形成されており、その後端部においてリフレクタ２９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３３を固定支持している。

光源バルブ２７は、放電発光部を光源２７ａ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２７ａはバルブ中心軸方向に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２７は、その光源２７ａが投影レンズ３３の後側焦点Ｆよりも後方側において光軸Ａｘ上に配置されるようにして、リフレクタ２９の後端開口部に後方側から挿入固定されている。

リフレクタ２９は、光源２７ａ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２９ａを有している。この反射面２９ａは、略楕円状の断面形状を有しており、その離心率は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、この反射面２９ａで反射した光源２７ａ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。このリフレクタ２９は、その４箇所に形成されたエイミングブラケット２９ｂにおいて、エイミング機構５０を介してランプボディ２１に支持されている。

シェード３５は、レンズホルダ３１の内部空間における略下半部に位置するようにして、レンズホルダ３１に固定支持されている。このシェード３５は、その上端縁３５ａが投影レンズ３３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２９の反射面２９ａからの反射光の一部を遮蔽して、投影レンズ３３から前方へ出射する上向き光を除去し、カットオフラインを形成するように攻勢されている。

図３は図１に示した付加レンズの正面図、図４は図３に示した付加レンズの正面斜視を（ａ）、背面斜視を（ｂ）で表した説明図である。
図３に示すように、付加レンズ４０は、正面視で略楕円形となり、中央部に、投影レンズ３３を収容する収容穴５１が形成されている。付加レンズ４０の上下にはそれぞれ一対の固定片５３、５３が突設され、付加レンズ４０はこの固定片５３、５３をレンズホルダ３１に螺着することで、投影レンズ３３と一体となって保持される。

本実施形態では、付加レンズ４０の中央部に、投影レンズ３３の収容穴５１が設けられることで、投影レンズ３３の左右方向にレンズ部４０Ａ，４０Ｂが設けられることとなるが、付加レンズ４０は、投影レンズ３３左右の何れか一方のレンズ部４０Ａ，４０Ｂのみが設けられるものであってもよい。

付加レンズ４０は、投影レンズ３３から左右方向に離反するにしたがって、徐々に薄厚となるように形成されている。また、図１に示すように、水平断面において、表面４０ａが透光カバー２３と略平行に配置される。このように、付加レンズ４０は、左右方向に向かって徐々に薄厚となることで、投影レンズ３３から離反する方向に、透過光の拡散角が可変できるようになっている。

また、本実施形態では、図１に示すように、付加レンズ４０のレンズ部４０Ａ，４０Ｂの端部の前方側にエクステンション２４が配置されている。組み付け性を考慮すると、エクステンション２４は、付加レンズ４０の前方側、すなわち付加レンズ４０と透光カバー２３との間に配置されることが好ましい。組み付け性を考慮せず付加レンズ４０の意匠によっては、付加レンズ４０の後方側にエクステンション２４が配置されてもかまわない。

本実施形態では、付加レンズ４０には光源バルブ２７からの直射光が入射される。基本的には、光源バルブ２７からの直射光を左右路面に照射するレンズ曲面で形成される。すなわち、光源バルブ２７からの光を水平方向へ拡散させ、上下方向には水平より下向きに照射する光学特性を有している。なお、後述するように、付加レンズ４０には、専用の付加光学系を後方に設けることもできる。

また、付加レンズ４０は、図１に示すように、投影レンズ３３の光の通過する量の少ない部分（周縁部３３ｃ）に、重なるように配置される。したがって、投影レンズ３３から出射された光の一部は、再度付加レンズ４０を通過して照射されるようになっている。本実施形態では、投影レンズ３３に重なる部分は、レンズ作用を有していないが、このオバーラップ部４０ｂに、通過光の左右方向の拡散角を制御するレンズ部を設けてもよい。

付加レンズ４０の表面４０ａ側は、例えば一定Ｒ（半径１００）の曲面で形成してもよいが、種々の曲面、形状で形成することができる。なお、付加レンズ４０は、投影レンズ３３の周縁を覆うことにより、投影レンズ３３との一体感が高められるようになっている。付加レンズ４０は、成形性の良好な樹脂製により形成される。この場合、付加レンズ４０は、図４に示すように、略中央部を分割線５５を境に左右２分割して成形することで、良好な型抜き性を確保するものであってもよい。

図５は、車両用灯具１００の付加レンズ４０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、図６は収束光を出射する付加レンズの例を（ａ）、拡散光を出射する付加レンズの例を（ｂ）で表した作用説明図である。
付加レンズ４０からの出射光は、Ｖ−Ｖ線を対称に、Ｈ−Ｈ線の近接直下で、高光度領域６１，６１を形成する。付加レンズ４０は、中央部付近の左右拡散角より、周辺部の左右拡散角が大きく設定されている。

また、付加レンズ４０のレンズ部４０Ａ，４０Ｂは、図６（ａ）に示すように、光源バルブ２７からの直接光を、光軸Ａｘから離れるにつれて、すなわち収束光として出射するよう光学特性が設定されてもよく、図６（ｂ）に示すように、光軸Ａｘから徐々に離反する方向の拡散光として出射するよう光学特性が設定されるものであってもよい。

したがって、この車両用灯具１００によれば、ランプボディ２１とで灯室を形成する透光カバー２３が車両幅方向の仮想線２５に対してスラントし、投影レンズ３３の車両幅方向左右の少なくとも一方に、入射光を水平方向へ拡散させる付加レンズ４０を設け、この付加レンズ４０は投影レンズ３３から離反する方向に徐々に薄厚となり、かつ水平断面が透光カバー２３と略平行に配置されるので、投影レンズ３３が付加レンズ４０によって包囲され、透光カバー２３のスラントに沿った形状となり、従来の丸形非球面レンズと異なった斬新な意匠を実現できる。

そして、付加レンズ４０を透過した光が側方へ配光可能となるので、路面側方の視認性を向上させることができる。また、発光面積が増加することにより、被視認性と、拡散による路面側方の歩行者等の視認性を向上させることができる。さらに、付加レンズ４０により、有効利用光束が増加し、これによっても路肩の視認性が高まる。また、投影レンズ３３の側方に付加レンズ４０が延在するので、拡散光が灯具内部のエクステンションやホルダに遮蔽されにくくなり、光源バルブ２７からの光利用効率を向上させることができる。また、付加レンズ４０は、側方に向かって徐々に薄厚に形成されるので、拡散光の拡散角を制御し易くすることができる。

また、付加レンズ４０が透光カバー２３と略平行に配置されているので、付加レンズ４０と透光カバー２３とを略全面にわたって近接配置させることが可能となる。したがって、灯具ユニット２０ひいては、車両用灯具１００全体を小型化することができる。

ここで、付加レンズ４０と透光カバー２３とが平行でなく距離が離れていると、付加レンズ４０により拡散され側方に向かう光の一部は、エクステンション２４やボディ外壁等の障害物により遮られ光の照射量が減少してしまう場合も想定される。しかしながら、本実施形態では、付加レンズ４０と透光カバー２３とが略全面にわたって略平行かつ近接配置されているので、付加レンズ４０から出射した光を障害物によって遮ることなく、前方及び側方に照射することができる。

そして、付加レンズ４０は、投影レンズ３３から離反する方向に、透過光の拡散角が変化するので、拡散角を狭くすることにより、路面側方の所望位置への照射光量を多くしたり、或いは広範囲への照射を可能にしたりできる。

また、付加レンズ４０には光源バルブ２７からの直射光が入射されるので、光源バルブ２７からの直射光を拡散させながら路面に照射することができ、路面側方の歩行者等の視認性を向上させることができる。

これに加え、本実施形態による車両用灯具１００によれば、付加レンズ４０にて灯室内を覆えるので、エクステンションを省略することができる。そして、付加レンズ４０の車体形状に沿うようにスラントさせることにより、側方からの被視認性を高めることができる。また、肉厚レンズを使用することにより、透明感のある高級なイメージを付与することができる。さらに、付加レンズ４０部の発光により、発光面積が増大し、かつランプ部の非発光部を減らすことができるので、夜間の被視認性が高まり、安全性を高めることができる。

なお、上記の実施形態では、付加レンズ４０に光源バルブ２７からの直射光を入射させる場合を例に説明したが、本発明に係る車両用灯具は、付加レンズ４０の後方に、付加光学系である専用の別光源を設け、この別光源からの光を付加レンズへ入射させる構成としてもよい。また、付加レンズ４０の後方に、付加光学系である専用のリフレクタを配設し、光源バルブ２７からの光を一旦この専用のリフレクタに入射させた後、反射光を付加レンズ４０へ入射させる構成としてもよい。

このような構成とすることで、路面側方への照射光量を増大させて、さらに視認性を向上させることができる。また、専用リフレクタを増設すれば、灯室内壁に吸収された光を付加レンズ４０へ入射させることができ、光源バルブ２７からの光利用効率を向上させることができる。
この場合、付加レンズ４０の後方に設ける専用リフレクタは、例えばランプボディ２１の内壁面に、シボ加工、塗装、アルマイト、金属メッキ、蒸着等を施すことにより形成してもよく、この場合、灯室内の暗部を少なくして意匠性を向上させることができる。

さらに、上記実施形態においては、車両の左前端部に配置される車両用灯具１００について説明したが、車両の右前端部に配置される車両用灯具についても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す平断面図である。図１のＩ−Ｉ線断面図である。図１に示した付加レンズの正面図である。図３に示した付加レンズの正面斜視を（ａ）、背面斜視を（ｂ）で表した説明図である。付加レンズによる配光パターンの図である。収束光を出射する付加レンズの例を（ａ）、拡散光を出射する付加レンズの例を（ｂ）で表した作用説明図である。従来のプロジェクタ型ランプの概略構成図である。

符号の説明

２１…ランプボディ
２３…透光カバー
２５…仮想線
２７…光源バルブ（光源）
２９…リフレクタ
２９ａ…反射面
３３…投影レンズ
４０…付加レンズ
１００…車両用灯具
Ｆ…焦点

Claims

投影レンズと、光源と、前記光源を略焦点とし前記光源からの光を前記投影レンズに向けて反射させる反射面を備えたリフレクタと、容器状のボディと、前記ボディとで灯室を形成するカバーと、を有する車両用灯具において、
前記カバーは、水平断面が車両幅方向の仮想線に対してスラントし、
前記投影レンズの車両幅方向左右の少なくとも一方に、入射光を水平方向に拡散させる付加レンズを設け、
前記付加レンズは前記投影レンズから離反するにつれて薄厚となり、かつ前記付加レンズが前記カバーと略平行に配置されたことを特徴とする車両用灯具。
前記付加レンズは、投影レンズから離反するにつれて透過光の拡散角が変化することを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
前記付加レンズには、前記光源からの直射光が入射することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
前記付加レンズの後方に、付加光学系を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用灯具。