JP2008034182A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の車両用前照灯では、光源から放射される光を有効に利用していない。ダイナミックな配光切替が得られない。
【解決手段】放電灯２の軸Ｚ１−Ｚ１とメインリフレクタ３の光軸Ｚ２−Ｚ２もしくは投影レンズ４の軸Ｚ３−Ｚ３とがほぼ水平面上で交差するように放電灯２が配置されており、シェード５と第２サブリフレクタ８とが一体構造をなし、シェード５の複数の姿勢の切替と連動して第２サブリフレクタ８の姿勢が複数の姿勢に切り替わることにより、複数の主配光パターンに対して補助配光パターンが得られる。この結果、光源から放射される光を有効に利用している。ダイナミックな配光切替が得られる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、ヘッドランプやフォグランプなどであって、複数の配光パターン、たとえば、すれ違い用配光パターンと高速道路用配光パターンと走行用配光パターンとが得られるプロジェクタタイプの車両用前照灯に関するものである。特に、この発明は、光源から放射される光を有効に利用してダイナミックな配光切替が得られる車両用前照灯に関するものである。

この種のプロジェクタタイプの車両用前照灯は、従来からある（たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。以下、従来の車両用前照灯について説明する。従来の車両用前照灯は、光源と、メインリフレクタと、投影レンズと、シェードと、第１サブリフレクタと、第２サブリフレクタと、を備えるものである。

以下、従来の車両用前照灯の作用について説明する。光源を点灯すると、光源から上方かつ後方に放射された光がメインリフレクタで投影レンズ側に反射し、その反射光の一部がシェードで遮蔽され、残りの反射光が投影レンズから車両の前方にカットオフラインを有する主配光パターンで照射される。一方、光源から上方かつ前方に放射された光が第１サブリフレクタで第２サブリフレクタ側に反射され、その反射光が第２サブリフレクタで反射されて車両の前方に補助配光パターンで照射される。このように、従来の車両用前照灯は、光源から放射される光を有効に利用している。

ところが、従来の車両用前照灯は、光源の軸とメインリフレクタの光軸もしくは投影レンズの軸とがほぼ水平面上で平行になるように光源が配置されている、いわゆる、縦差タイプであるから、光源から放射される光を有効に利用していない。すなわち、図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、光源（放電灯２）から放射される光の範囲は、横差タイプ（光源の軸とメインリフレクタの光軸もしくは投影レンズの軸とがほぼ水平面上で交差するように光源が配置されている）左右のθ１に対して、縦差タイプの前後のθ２が狭い。この結果、縦差タイプの、従来の車両用前照灯は、光源から放射される光を有効に利用していない。

しかも、特許文献１の従来の車両用前照灯は、シェードを切り替えて主配光パターンを２つの配光パターンに切り替えることができるのであるが、１つの配光パターンのときには補助配光パターンを利用していないので、ダイナミックな配光切替が得られない。また、特許文献２の従来の車両用前照灯は、シェードが固定式なので、主配光パターンを切り替えることができず、ダイナミックな配光切替が得られない。さらに、特許文献３の従来の車両用前照灯は、第１サブリフレクタを切り替えて集光部領域と拡散部領域とが得られるものであるが、シェードが固定式なので、主配光パターンを切り替えることができず、ダイナミックな配光切替が得られない。

特開２００３−１５１３１９号公報 特開２００３−３３８２０９号公報 特開２００５−３４７１２７号公報

この発明が解決しようとする問題点は、従来の車両用前照灯では、光源から放射される光を有効に利用していないという点と、ダイナミックな配光切替が得られないという点と、にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、光源の軸とメインリフレクタの光軸もしくは投影レンズの軸とがほぼ水平面上で交差するように光源が配置されており、シェードと第２サブリフレクタとが一体構造をなし、シェードの複数の姿勢の切替と連動して第２サブリフレクタの姿勢が複数の姿勢に切り替わることにより、複数の主配光パターンに対して補助配光パターンが得られる、ことを特徴とする。

また、この発明（請求項２にかかる発明）は、複数の主配光パターンのうちの１つの主配光パターンにカットオフラインを形成するエッジと、１つの主配光パターンのカットオフライン付近に集光タイプの補助配光パターンを形成するサブ反射面とが、シェードにそれぞれ設けられており、そのシェードの姿勢および第２サブリフレクタの姿勢が第１姿勢に切り替えられているときには、シェードのエッジおよびサブ反射面がメイン反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは第１サブ反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは投影レンズの焦点もしくはその近傍に位置し、カットオフラインを有する１つの主配光パターンと、シェードのサブ反射面により形成されて１つの主配光パターンのカットオフライン付近に位置する集光タイプの補助配光パターンと、が得られ、一方、シェードの姿勢および第２サブリフレクタの姿勢が第２姿勢に切り替えられているときには、シェードのエッジおよびサブ反射面がメイン反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは第１サブ反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは投影レンズの焦点もしくはその近傍から離れ、第２サブ反射面の焦点が第１サブ反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置し、複数の主配光パターンのうちの他の主配光パターンと、第２サブ反射面により形成されて他の主配光パターンのほぼ中央部から上方にかけて位置する補助配光パターンと、が得られる、ことを特徴とする。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）は、複数の主配光パターンのうちの１つの主配光パターンにカットオフラインを形成するエッジがシェードに設けられており、そのシェードの姿勢および第２サブリフレクタの姿勢が第１姿勢に切り替えられているときには、シェードのエッジがメイン反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは投影レンズの焦点もしくはその近傍に位置し、カットオフラインを有する１つの主配光パターンと、第２サブ反射面により形成されて１つの主配光パターンのカットオフラインの下方に位置する拡散光タイプの補助配光パターンと、が得られ、一方、シェードの姿勢および第２サブリフレクタの姿勢が第２姿勢に切り替えられているときには、シェードのエッジがメイン反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは投影レンズの焦点もしくはその近傍から離れ、第２サブ反射面の焦点が第１サブ反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置し、複数の主配光パターンのうちの他の主配光パターンと、第２サブ反射面により形成されて他の主配光パターンのほぼ中央部から上方にかけて位置する補助配光パターンと、が得られる、ことを特徴とする。

さらにまた、この発明（請求項４にかかる発明）は、複数の主配光パターンにカットオフラインを形成するエッジがシェードに設けられており、そのシェードの姿勢および第２サブリフレクタの姿勢が第１姿勢に切り替えられているときには、シェードのエッジがメイン反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは投影レンズの焦点もしくはその近傍に位置し、カットオフラインを有する複数の主配光パターンのうちの１つの主配光パターンと、第２サブ反射面により形成されて１つの主配光パターンのカットオフラインの下方に位置する拡散光タイプの補助配光パターンと、が得られ、一方、シェードの姿勢および第２サブリフレクタの姿勢が第２姿勢に切り替えられているときには、シェードのエッジがメイン反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは投影レンズの焦点もしくはその近傍から若干離れ、第２サブ反射面の焦点が第１サブ反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置し、カットオフラインを有する複数の主配光パターンのうちの他の主配光パターンと、第２サブ反射面により形成されて他の主配光パターンのカットオフライン付近のほぼ中央部に位置する集光タイプの補助配光パターンと、が得られる、ことを特徴とする。

この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、光源の軸とメインリフレクタの光軸もしくは投影レンズの軸とがほぼ水平面上で交差するように光源が配置されている、いわゆる、横差タイプであるから、光源から放射される光を有効に利用している。すなわち、図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、光源（放電灯２）から放射される光の範囲は、縦差タイプ（光源の軸とメインリフレクタの光軸もしくは投影レンズの軸とがほぼ水平面上で平行となるように光源が配置されている）前後のθ２に対して、横差タイプの左右のθ１が広い。この結果、横差タイプの、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、光源から放射される光を、メインリフレクタと投影レンズとの間であって、光源に対して上方かつ前方の位置に配置されている第１サブリフレクタと、第２サブリフレクタとによって、有効に利用している。

しかも、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、シェードと第２サブリフレクタとが一体構造をなし、シェードの複数の姿勢の切替と連動して第２サブリフレクタの姿勢が複数の姿勢に切り替わることにより、複数の主配光パターンに対して補助配光パターンが得られる。この結果、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、ダイナミックな配光切替が得られ、ドライバーにとってダイナミックな配光の切替感が得られる。

また、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、前記の課題を解決するための手段により、カットオフラインを有する１つの主配光パターンと、その１つの主配光パターンのカットオフライン付近に位置する集光タイプの補助配光パターンと、が得られ、一方、他の主配光パターンと、その他の主配光パターンのほぼ中央部から上方にかけて位置する補助配光パターンと、が得られる。この結果、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、光源からの光を有効に利用してダイナミックな配光切替が得られる。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用前照灯は、前記の課題を解決するための手段により、カットオフラインを有する１つの主配光パターンと、その１つの主配光パターンのカットオフラインの下方に位置する拡散光タイプの補助配光パターンと、が得られ、一方、他の主配光パターンと、その他の主配光パターンのほぼ中央部から上方にかけて位置する補助配光パターンと、が得られる。この結果、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用前照灯は、光源からの光を有効に利用してダイナミックな配光切替が得られる。

さらに、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用前照灯は、前記の課題を解決するための手段により、カットオフラインを有する１つの主配光パターンと、その１つの主配光パターンのカットオフラインの下方に位置する拡散光タイプの補助配光パターンと、が得られ、一方、カットオフラインを有する他の主配光パターンと、その他の主配光パターンのカットオフライン付近のほぼ中央部に位置する集光タイプの補助配光パターンと、が得られる。この結果、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用前照灯は、光源からの光を有効に利用してダイナミックな配光切替が得られる。

以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。図面において、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。また、この明細書および特許請求の範囲において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」は、この発明にかかる車両用灯具を車両に装備した際の「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」である。

図１〜図６は、この発明にかかる車両用前照灯の実施例１を示す。以下、この実施例１にかかる車両用前照灯の構成について説明する。図１、図３、図５において、符号１は、この実施例１にかかる車両用前照灯である。前記車両用前照灯１は、自動車（車両）の前部の左右にそれぞれ装備される、たとえば、プロジェクタタイプのヘッドランプである。また、前記車両用前照灯１は、図１、図３、図５に示すように、光源としての放電灯２と、メインリフレクタ３と、投影レンズ（光学レンズ、集光レンズ、凸レンズ）４と、シェード５と、シェード切替装置６と、第１サブリフレクタ７と、第２サブリフレクタ８と、ランプハウジング（図示せず）と、図示しないランプレンズ（たとえば、素通しのアウターレンズやアウターカバーなど）と、を備えるものである。

前記放電灯２および前記メインリフレクタ３および前記投影レンズ４および前記シェード５および前記シェード切替装置６および前記第１サブリフレクタ７および前記第２サブリフレクタ８は、ランプユニットを構成する。前記ランプユニットは、前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズにより区画されている灯室（図示せず）内に、たとえば光軸調整機構（図示せず）を介して配置されている。

前記放電灯２は、いわゆる、メタルハライドランプなどの高圧金属蒸気放電灯、高輝度放電灯（ＨＩＤ）などである。前記放電灯２は、前記メインリフレクタ３にソケット機構９を介して着脱可能に取り付けられている。前記放電灯２は、前記放電灯２の軸Ｚ１−Ｚ１と前記メインリフレクタ３の光軸Ｚ２−Ｚ２もしくは前記投影レンズ４の軸（光軸）Ｚ３−Ｚ３とがほぼ水平面上で交差するように配置されている。前記放電灯２は、発光部１０を有する。なお、光源としては、前記放電灯２以外に、ハロゲン電球、白熱電球でも良い。

前記メインリフレクタ３は、フレーム部材１１に固定保持されている。前記メインリフレクタ３は、前側（前記車両用前照灯１の光の照射方向側）が開口し、かつ、後側が閉塞した中空の凹形状をなす。前記メインリフレクタ３の後側の閉塞部の側方には、前記放電灯２が挿入されるための円形の透孔１２が設けられている。

前記メインリフレクタ３の内凹面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて、メイン反射面１３が形成されている。前記メイン反射面１３は、前記放電灯２の前記発光部１０からの光（図３および図５中の実線矢印で示す光）を前記シェード５および前記投影レンズ４側に反射させるものである。前記メイン反射面１３は、楕円（回転楕円面）もしくは楕円（回転楕円面）を基本とする自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）などの反射面（図３、図５の垂直断面が楕円面をなし、かつ、図１の水平断面が放物面ないし変形放物面をなす反射面）からなる。このために、前記メイン反射面１３は、第１焦点Ｆ１１と、第２焦点（水平断面上の焦線）Ｆ１２と、回転軸すなわち光軸（前記メインリフレクタ３の光軸）Ｚ２−Ｚ２と、を有する。前記メイン反射面１３の前記第１焦点Ｆ１１は、前記放電灯２の前記発光部１０もしくはその近傍に位置する。前記メイン反射面１３の自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）は、「Mathematical Elemennts for Computer Graphics」（Devid F. Rogers、J Alan Adams）に記載されているＮＵＲＢＳの自由曲面（Non-Uniform Rational B-Spline Surface）である。

前記投影レンズ４は、非球面レンズの凸レンズである。前記投影レンズ４の前方側は、凸非球面をなし、一方、前記投影レンズ４の後方側は、平非球面をなす。前記投影レンズ４は、前記フレーム部材１１に固定保持されている。前記投影レンズ４は、焦点（レンズ焦点、物空間側の焦点面であるメリジオナル像面）Ｆ２と、軸（レンズ軸、光軸）Ｚ３−Ｚ３と、を有する。前記投影レンズ４の焦点Ｆ２と前記メイン反射面１３の第２焦点Ｆ１２とは、ほぼ一致し、もしくは、相互に近傍に位置する。前記投影レンズ４の軸Ｚ３−Ｚ３と、前記メイン反射面１３の光軸Ｚ２−Ｚ２とは、図１に示すように、ほぼ一致している。なお、前記投影レンズ４の軸Ｚ３−Ｚ３と、前記メイン反射面１３の光軸Ｚ２−Ｚ２とは、左右にずれていても良い。

前記シェード５は、製造コストが安価である板構造からなる。前記シェード５は、前記メイン反射面１３から前記投影レンズ４に向かう反射光を、図４に示すすれ違い用配光パターンＬＰが得られるロービーム（すれ違いビーム）と、図６に示す走行用配光パターンＨＰが得られるハイビーム（走行ビーム）と、に切り替えるものである。前記シェード５は、ほぼ水平な回転軸１４により前記フレーム部材１１に水平軸Ｈ−Ｈ回りに回転可能に取り付けられている。前記水平軸Ｈ−Ｈは、前記放電灯２の軸Ｚ１−Ｚ１とほぼ平行であり、かつ、前記メインリフレクタ３の光軸Ｚ２−Ｚ２もしくは前記投影レンズ４の軸（光軸）Ｚ３−Ｚ３とほぼ直交する。

前記シェード５の一端（上端）には、断面Ｖ字形状もしくは断面Ｌ字形状をなす溝が設けられていて、エッジ１５とサブ反射面１６とがそれぞれ設けられている。前記エッジ１５は、前記すれ違い用配光パターンＬＰにカットオフラインＣＬを形成するものである。前記サブ反射面１６は、前記シェード５が第１姿勢に切り替わっている状態（図３に示す状態）のときに、水平線に対して所定の角度、この例では、３０°プラスマイナス１５°、傾斜していて、この結果、前記すれ違い用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬ付近でかつカットオフラインＣＬよりも下方の位置に集光タイプの補助配光パターンＳＰ１を形成するものである。

前記シェード切替装置６は、ソレノイドやリニア可動モータなどの駆動部１７と、スプリング１８と、進退ロッド１９と、から構成されている。前記シェード切替装置６は、前記シェード５の姿勢を、前記すれ違い用配光パターンＬＰが得られる姿勢（ロービーム姿勢）と、前記走行用配光パターンＨＰが得られる姿勢（ハイビーム姿勢）と、に切り替えるものである。前記駆動部１７は、前記フレーム部材１１に固定保持されている。前記スプリング１８の両端は、前記シェード５（前記シェード５と一体構造の前記第２サブリフレクタ８に固定されている当部２０）と前記フレーム部材１１とにそれぞれ固定されている。前記進退ロッド１９は、前記駆動部１７の駆動と前記スプリング１８のスプリング力により進退するものであって、基端が前記駆動部１７中に収納されており、先端が当部２０に当接している。

前記駆動部１７が停止状態、すなわち、前記駆動部１７の無通電状態のときには、前記スプリング１８のスプリング力により、前記シェード５は、前記水平軸Ｈ−Ｈ回りに反時計方向（図３中の実線矢印方向）に回転していて前記すれ違い用配光パターンＬＰが得られる姿勢（ロービーム姿勢）の第１姿勢に切り替わっている。また、前記駆動部１７が駆動状態、すなわち、前記駆動部１７の通電状態のときには、前記進退ロッド１９が前記スプリング１８のスプリング力に抗して前進することにより、前記シェード５は、前記水平軸Ｈ−Ｈ回りに時計方向（図５中の実線矢印方向）に回転していて前記走行用配光パターンＨＰが得られる姿勢（ハイビーム姿勢）の第２姿勢に切り替わっている。

前記第１サブリフレクタ７は、前記フレーム部材１１と一体構造をなす。前記第１サブリフレクタ７は、前記メインリフレクタ３と前記投影レンズ４との間であって、前記放電灯２に対して上方かつ前方の位置に配置されている。前記第１サブリフレクタ７の内（下）凹面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて、第１サブ反射面２１が形成されている。前記第１サブ反射面２１は、前記放電灯２の前記発光部１０より上方から前方にかけて放射される光（図３および図５中太い実線矢印で示す光）を前記シェード５の前記サブ反射面１６や前記第２サブリフレクタ８側に反射させるものである。

前記第１サブ反射面２１は、前記メイン反射面１３とほぼ同様に、楕円（回転楕円面）もしくは楕円（回転楕円面）を基本とする自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）などの反射面（図３、図５の垂直断面が楕円面をなし、かつ、水平断面が放物面ないし変形放物面をなす反射面）からなる。このために、前記第１サブ反射面２１は、第１焦点Ｆ３１と、第２焦点（水平断面上の焦線）Ｆ３２と、回転軸すなわち光軸（図示せず）と、を有する。前記第１サブ反射面２１の前記第１焦点Ｆ３１は、前記メイン反射面１３の前記第１焦点Ｆ１１もしくはその近傍、あるいは、前記放電灯２の前記発光部１０もしくはその近傍に位置する。前記第１サブ反射面２１の前記第２焦点Ｆ３２は、前記メイン反射面１３の前記第２焦点Ｆ１２もしくはその近傍、あるいは、前記投影レンズ４の焦点Ｆ２もしくはその近傍に位置する。前記第１サブ反射面２１の自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）は、「Mathematical Elemennts for Computer Graphics」（Devid F. Rogers、J Alan Adams）に記載されているＮＵＲＢＳの自由曲面（Non-Uniform Rational B-Spline Surface）である。

前記第２サブリフレクタ８は、前記シェード５と一体構造をなす。前記シェード５および前記第２サブリフレクタ８は、断面ほぼＬ字形状をなす。すなわち、前記シェード５は、垂直部をなし、前記第２サブリフレクタ８は、水平部をなす。前記第２サブリフレクタ８は、前記シェード５の第１姿勢と第２姿勢との切替と連動して、図３に示す第１姿勢と図５に示す第２姿勢とに切り替わる。前記第２サブリフレクタ８の内（上）凹面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて、第２サブ反射面２２が形成されている。前記第２サブ反射面２２は、前記放電灯２の前記発光部１０からの光であって前記第１サブリフレクタ７の前記第１サブ反射面２１で反射された反射光を車両の前方に反射させて、図６に示す補助配光パターンＳＰ２が得られる。

前記第２サブ反射面２２は、放物線（回転放物面）もしくは放物線（回転放物面）を基準とする自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）などの反射面からなる。このために、前記第２サブ反射面２２は、焦点Ｆ４と、回転軸すなわち光軸（図示せず）と、を有する。前記第２サブ反射面２２の前記焦点Ｆ４は、図５に示す第２姿勢に切り替わったときに、前記メイン反射面１３の前記第２焦点Ｆ１２もしくはその近傍、あるいは、前記投影レンズ４の焦点Ｆ２もしくはその近傍、あるいは、前記第１サブ反射面２１の前記第２焦点Ｆ３２もしくはその近傍に位置する。前記第２サブ反射面２２の自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）は、前記メイン反射面１３および前記第１サブ反射面２１の自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）と同様に、「Mathematical Elemennts for Computer Graphics」（Devid F. Rogers、J Alan Adams）に記載されているＮＵＲＢＳの自由曲面（Non-Uniform Rational B-Spline Surface）である。

この実施例１にかかる車両用前照灯１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

まず、放電灯２を点灯する。すると、放電灯２の発光部１０からの光のうち上方から後方にかけての光は、メインリフレクタ３のメイン反射面１３で反射される。その反射光は、メインリフレクタ３のメイン反射面１３の第２焦点Ｆ１２に集光され、かつ、その第２焦点Ｆ１２を通って拡散され、さらに、投影レンズ４を経て前方に投影（放射、照射）される。その投影光（放射光、照射光）は、図４に示すすれ違い用配光パターンＬＰが得られるロービーム（すれ違いビーム）として、または、図６に走行用配光パターンＨＰが得られるハイビーム（走行ビーム）として、それぞれ前方に投影される。

ここで、シェード切替装置６において、駆動部１７が停止状態、すなわち、駆動部１７の無通電状態のときには、スプリング１８のスプリング力により、一体構造のシェード５および第２サブリフレクタ８は、図３に示すように、水平軸Ｈ−Ｈ回りに反時計方向に回転していて第１姿勢に切り替わっている。

すなわち、シェード５が第１姿勢（ロービーム姿勢）にあるので、シェード５のエッジ１５がメイン反射面１３の第２焦点１２もしくはその近傍あるいは第１サブ反射面２１の第２焦点Ｆ３２もしくはその近傍あるいは投影レンズ４の焦点Ｆ２もしくはその近傍に位置する。この結果、カットオフラインＣＬを有する図４に示すすれ違い用配光パターンＬＰが得られる。

また、シェード５が第１姿勢にあるので、シェード５のサブ反射面１６がメイン反射面１３の第２焦点１２もしくはその近傍あるいは第１サブ反射面２１の第２焦点Ｆ３２もしくはその近傍あるいは投影レンズ４の焦点Ｆ２もしくはその近傍に位置する。すると、放電灯２の発光部１０からの光のうち上方から前方にかけて放射される光は、第１サブ反射面２１で反射され、その反射光がサブ反射面１６に反射され、その反射光が車両の前方に照射される。この結果、図４に示すように、すれ違い用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬ付近であってそのカットオフラインＣＬよりも下方に位置する集光タイプの補助配光パターンＳＰ１が得られる。このように、図４に示すように、すれ違い用配光パターンＬＰと集光タイプの補助配光パターンＳＰ１とが得られる。

一方、シェード切替装置６において、駆動部１７が駆動状態、すなわち、駆動部１７の通電状態のときには、進退ロッド１９がスプリング１８のスプリング力に抗して前進することより、一体構造のシェード５および第２サブリフレクタ８は、図５に示すように、水平軸Ｈ−Ｈ回りに時計方向に回転していて第２姿勢に切り替わっている。

すなわち、シェード５が第２姿勢（ハイビーム姿勢）にあるので、シェード５のエッジ１５がメイン反射面１３の第２焦点１２もしくはその近傍あるいは第１サブ反射面２１の第２焦点Ｆ３２もしくはその近傍あるいは投影レンズ４の焦点Ｆ２もしくはその近傍から離れる。この結果、図６に示す走行用配光パターンＨＰが得られる。

また、シェード５が第２姿勢にあるので、シェード５のサブ反射面１６がメイン反射面１３の第２焦点１２もしくはその近傍あるいは第１サブ反射面２１の第２焦点Ｆ３２もしくはその近傍あるいは投影レンズ４の焦点Ｆ２もしくはその近傍から離れる。すると、第２サブ反射面２２の焦点Ｆ４がメイン反射面１３の第２焦点Ｆ１２もしくはその近傍あるいは投影レンズ４の焦点Ｆ２もしくはその近傍あるいは第１サブ反射面２１の第２焦点Ｆ３２もしくはその近傍に位置する。この結果、放電灯２の発光部１０からの光のうち上方から前方にかけて放射される光は、第１サブ反射面２１で反射され、その反射光が第２サブ反射面２２に反射され、その反射光が車両の前方に照射される。この結果、図６に示すように、走行用配光パターンＨＰのほぼ中央部から上方にかけて位置する補助配光パターンＳＰ２が得られる。このように、図６に示すように、走行用配光パターンＨＰと補助配光パターンＳＰ２とが得られる。

この実施例１にかかる車両用前照灯１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施例１にかかる車両用前照灯１は、放電灯２の軸Ｚ１−Ｚ１とメインリフレクタ３の光軸Ｚ２−Ｚ２もしくは投影レンズ４の軸Ｚ３−Ｚ３とがほぼ水平面上で交差するように光源が配置されている、いわゆる、横差タイプであるから、放電灯２の発光部１０から放射される光を有効に利用している。すなわち、図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、放電灯２の発光部１０から放射される光の範囲は、縦差タイプの前後のθ２に対して、横差タイプの左右のθ１が広い。この結果、横差タイプの、この実施例１にかかる車両用前照灯１は、放電灯２の発光部１０から放射される光を、メインリフレクタ３と投影レンズ４との間であって、放電灯２の発光部１０に対して上方かつ前方の位置に配置されている第１サブリフレクタ７と、第２サブリフレクタ８とによって、有効に利用している。

しかも、この実施例１にかかる車両用前照灯１は、シェード５と第２サブリフレクタ８とが一体構造をなし、シェード５の姿勢の切替と連動して第２サブリフレクタの姿勢が切り替わることにより、図４に示すように、すれ違い用配光パターンＬＰに対してすれ違い用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬ付近であってそのカットオフラインＣＬよりも下方に位置する集光タイプの補助配光パターンＳＰ１が得られ、一方、図６に示すように、走行用配光パターンＨＰに対して走行用配光パターンＨＰのほぼ中央部から上方にかけて位置する補助配光パターンＳＰ２が得られる。この結果、この実施例１にかかる車両用前照灯１は、ダイナミックな配光切替が得られ、ドライバーにとってダイナミックな配光の切替感が得られる。

この実施例１にかかる車両用前照灯１は、放電灯２の軸Ｚ１−Ｚ１とメインリフレクタ３の光軸Ｚ２−Ｚ２もしくは投影レンズ４の軸Ｚ３−Ｚ３とがほぼ水平面上で交差するように光源が配置されている、いわゆる、横差タイプであるから、奥行き寸法（インリフレクタ３の光軸Ｚ２−Ｚ２方向の寸法もしくは投影レンズ４の軸Ｚ３−Ｚ３方向の寸法）を小さくコンパクトにまとめることができる。

図７〜図１０は、この発明にかかる車両用前照灯の実施例２を示す。図中、図１〜図６と同符号は、同一のものを示す。なお、図７および図９において、シェード切替装置は省略してある。以下、この実施例２にかかる車両用前照灯について説明する。

この実施例２にかかる車両用前照灯は、前記の実施例１にかかる車両用前照灯１と、下記の構成が異なる。すなわち、シェード５には、エッジ１５のみが設けられていて、サブ反射面１６が設けられていない。図７に示すように、シェード５が第１姿勢にあるときには、シェード５のエッジ１５がメイン反射面１３の第２焦点１２もしくはその近傍あるいは投影レンズ４の焦点Ｆ２もしくはその近傍に位置する。この結果、放電灯２の発光部１０からの光（図７および図９中の実線矢印で示す光）により、カットオフラインＣＬを有する図８に示すすれ違い用配光パターンＬＰが得られる。一方、図９に示すように、シェード５が第２姿勢にあるときには、シェード５のエッジ１５がメイン反射面１３の第２焦点１２もしくはその近傍あるいは投影レンズ４の焦点Ｆ２もしくはその近傍から離れる。この結果、図１０に示す走行用配光パターンＨＰが得られる。

また、第１サブリフレクタ７の第１サブ反射面２１の第２焦点Ｆ３２が投影レンズ４の焦点Ｆ２に対して前記投影レンズ４寄りに位置する。図７に示すように、第２サブリフレクタ８が第１姿勢にあるときには、放電灯２の発光部１０からの光のうち上方から前方にかけて放射される光（図７および図９中の太い実線矢印で示す光）は、第１サブ反射面２１で反射され、その反射光が第２サブ反射面２２に反射され、その反射光が車両の前方に照射される。この結果、図８に示すように、すれ違い用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬよりも下方に位置する拡散光タイプの補助配光パターンＳＰ３が得られる。一方、図９に示すように、第２サブリフレクタ８が第２姿勢にあるときには、第２サブリフレクタ８の第２サブ反射面２２の焦点Ｆ４が第１サブリフレクタ７の第１サブ反射面２１の第２焦点Ｆ３２もしくはその近傍に位置する。この結果、図１０に示すように、走行用配光パターンＨＰのほぼ中央部から上方にかけて位置する補助配光パターンＳＰ２が得られる。このように、図８に示すように、すれ違い用配光パターンＬＰと拡散光タイプの補助配光パターンＳＰ３とが得られる。また、図１０に示すように、走行用配光パターンＨＰと補助配光パターンＳＰ２とが得られる。

この実施例２にかかる車両用前照灯は、前記の構成からなるので、前記の実施例１にかかる車両用前照灯１とほぼ同様の作用効果を達成することができる。

図１１および図１２は、この発明にかかる車両用前照灯の実施例３を示す。図中、図１〜図１０と同符号は、同一のものを示す。なお、図１１において、シェード切替装置は省略してある。以下、この実施例３にかかる車両用前照灯について説明する。

この実施例３にかかる車両用前照灯は、前記の実施例２にかかる車両用前照灯の変形例であって、下記の構成が異なる。すなわち、シェード５および第２サブリフレクタ８が第１姿勢にあるときには、前記の実施例２にかかる車両用前照灯と全く同様であるが、シェード５および第２サブリフレクタ８が第１姿勢にあるときには、図１１に示すように、シェード５のエッジ１５は、メイン反射面１３の第２焦点Ｆ１２もしくはその近傍あるいは投影レンズ４の焦点Ｆ２もしくはその近傍から若干離れる。この結果、図１２に示すように、放電灯２の発光部１０からの光（図７および図９中の実線矢印で示す光）によりカットオフラインＣＬを有する高速道路用（高速走行用）配光パターンＭＰが得られる。一方、第２サブ反射面２２の焦点Ｆ４が第１サブ反射面２１の第２焦点Ｆ３２もしくはその近傍に位置する。この結果、図１２に示すように、放電灯２の発光部１０からの光のうち上方から前方にかけて放射される光（図７および図９中の太い実線矢印で示す光）により高速道路用配光パターンＭＰのカットオフラインＣＬ付近のほぼ中央部に位置する集光タイプの補助配光パターンＳＰ４が得られる。このように、図１２に示すように、高速道路用配光パターンＭＰと集光タイプの前記補助配光パターンＳＰ４とが得られる。

この実施例３にかかる車両用前照灯は、前記の構成からなるので、前記の実施例１、２にかかる車両用前照灯１とほぼ同様の作用効果を達成することができる。

以下、上記の実施例１、２、３以外の例について説明する。前記の実施例１、２、３においては、車両用前照灯としてヘッドランプについて説明するものである。ところが、この発明においては、車両用前照灯としてヘッドランプ以外のランプ、たとえば、フォグランプなどであっても良い。

また、前記の実施例１、２、３においては、主配光パターンとして、カットオフラインＣＬを有するすれ違い用配光パターンＬＰや高速道路用配光パターンＭＰ、あるいは、走行用配光パターンＨＰについて説明するものである。ところが、この発明においては、主配光パターンとしては特に限定されない。たとえば、主配光パターンとしては、たとえば、濡路用配光パターンや悪天候用配光パターンであっても良い。

さらに、前記の実施例１においては、補助配光パターンとして、集光タイプの補助配光パターンＳＰ１や補助配光パターンＳＰ２や拡散光タイプの補助配光パターンＳＰ３や集光タイプの補助配光パターンＳＰ４について説明するものである。ところが、この発明においては、補助配光パターンとしては特に限定しない。

この発明にかかる車両用前照灯の実施例１を示すランプユニットの概略横断面（水平断面図）である。 同じく、放電灯の発光部から放射される光の範囲を示す説明図である。 同じく、シェードおよび第２サブリフレクタが第１姿勢にあるときの光路を示す説明図である。 同じく、シェードおよび第２サブリフレクタが第１姿勢にあるときに得られる配光パターンを示す説明図である。 同じく、シェードおよび第２サブリフレクタが第２姿勢にあるときの光路を示す説明図である。 同じく、シェードおよび第２サブリフレクタが第２姿勢にあるときに得られる配光パターンを示す説明図である。 この発明にかかる車両用前照灯の実施例２を示し、シェードおよび第２サブリフレクタが第１姿勢にあるときの光路の説明図である。 同じく、シェードおよび第２サブリフレクタが第１姿勢にあるときに得られる配光パターンを示す説明図である。 同じく、シェードおよび第２サブリフレクタが第２姿勢にあるときの光路を示す説明図である。 同じく、シェードおよび第２サブリフレクタが第２姿勢にあるときに得られる配光パターンを示す説明図である。 この発明にかかる車両用前照灯の実施例３を示し、シェードおよび第２サブリフレクタが第２姿勢にあるときの光路の説明図である。 同じく、シェードおよび第２サブリフレクタが第２姿勢にあるときに得られる配光パターンを示す説明図である。

符号の説明

１ 車両用前照灯
２ 放電灯（光源）
３ メインリフレクタ
４ 投影レンズ
５ シェード
６ シェード切替装置
７ 第１サブリフレクタ
８ 第２サブリフレクタ
９ ソケット機構
１０ 発光部
１１ フレーム部材
１２ 透孔
１３ メイン反射面
１４ 回転軸
１５ エッジ
１６ サブ反射面
１７ 駆動部
１８ スプリング
１９ 進退ロッド
２０ 当部
２１ 第１サブ反射面
２２ 第２サブ反射面
ＬＰ すれ違い用配光パターン（主配光パターン）
ＨＰ 走行用配光パターン（主配光パターン）
ＭＰ 高速道路用配光パターン（主配光パターン）
ＣＬ カットオフライン
ＳＰ１、２、３、４ 補助配光パターン
ＨＬ−ＨＲ 左右の水平線
ＶＵ−ＶＤ 上下の垂直線
Ｚ１−Ｚ１ 放電灯の軸
Ｚ２−Ｚ２ メインリフレクタの光軸
Ｚ３−Ｚ３ 投影レンズの軸
Ｆ１１ メイン反射面の第１焦点
Ｆ１２ メイン反射面の第２焦点
Ｆ２ 投影レンズの焦点
Ｆ３１ 第１サブ反射面の第１焦点
Ｆ３２ 第１サブ反射面の第２焦点
Ｆ４ 第２サブ反射面の焦点
Ｈ−Ｈ 水平軸

Claims (4)

1. 複数の配光パターンが得られるプロジェクタタイプの車両用前照灯において、
   光源と、
   前記光源からの光を反射させるメインリフレクタと、
   前記メインリフレクタからの反射光を前方に投影する投影レンズと、
   前記メインリフレクタから前記投影レンズに向かう反射光を複数の主配光パターンが得られる複数のビームに切り替えるシェードと、
   前記シェードの姿勢を前記複数の主配光パターンが得られる複数の姿勢に切り替えるシェード切替装置と、
   前記メインリフレクタと前記投影レンズとの間であって、前記光源に対して上方かつ前方の位置に配置されている第１サブリフレクタと、
   前記光源からの光であって前記第１サブリフレクタで反射された反射光を反射させる第２サブリフレクタと、
   を備え、
   前記光源は、前記光源の軸と前記メインリフレクタの光軸もしくは前記投影レンズの軸とがほぼ水平面上で交差するように配置されており、
   前記シェードと前記第２サブリフレクタとは、一体構造をなし、前記シェードの複数の姿勢の切替と連動して前記第２サブリフレクタの姿勢が複数の姿勢に切り替わることにより、前記複数の主配光パターンに対して補助配光パターンが得られる、
   ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記メインリフレクタには、第１焦点が前記光源もしくはその近傍に位置し、第２焦点が前記投影レンズの焦点もしくはその近傍に位置する楕円もしくは楕円を基準とするメイン反射面が設けられており、
   前記第１サブリフレクタには、第１焦点が前記光源もしくはその近傍に位置し、第２焦点が前記投影レンズの焦点もしくはその近傍に位置する楕円もしくは楕円を基準とする第１サブ反射面が設けられており、
   前記第２サブリフレクタには、放物線もしくは放物線を基準とする第２サブ反射面が設けられており、
   前記シェードには、前記複数の主配光パターンのうちの１つの主配光パターンにカットオフラインを形成するエッジと、前記１つの主配光パターンのカットオフライン付近に集光タイプの補助配光パターンを形成するサブ反射面と、がそれぞれ設けられており、
   前記シェードの姿勢および前記第２サブリフレクタの姿勢が第１姿勢に切り替えられているときには、前記シェードの前記エッジおよび前記サブ反射面は、前記メイン反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは前記第１サブ反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは前記投影レンズの焦点もしくはその近傍に位置し、カットオフラインを有する前記１つの主配光パターンと、前記シェードの前記サブ反射面により形成されて前記１つの主配光パターンのカットオフライン付近に位置する前記集光タイプの補助配光パターンと、が得られ、
   前記シェードの姿勢および前記第２サブリフレクタの姿勢が第２姿勢に切り替えられているときには、前記シェードの前記エッジおよび前記サブ反射面は、前記メイン反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは前記第１サブ反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは前記投影レンズの焦点もしくはその近傍から離れ、前記第２サブ反射面の焦点が前記第１サブ反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置し、前記複数の主配光パターンのうちの他の主配光パターンと、前記第２サブ反射面により形成されて前記他の主配光パターンのほぼ中央部から上方にかけて位置する前記補助配光パターンと、が得られる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記メインリフレクタには、第１焦点が前記光源もしくはその近傍に位置し、第２焦点が前記投影レンズの焦点もしくはその近傍に位置する楕円もしくは楕円を基準とするメイン反射面が設けられており、
   前記第１サブリフレクタには、第１焦点が前記光源もしくはその近傍に位置し、第２焦点が前記投影レンズの焦点に対して前記投影レンズ寄りに位置する楕円もしくは楕円を基準とする第１サブ反射面が設けられており、
   前記第２サブリフレクタには、放物線もしくは放物線を基準とする第２サブ反射面が設けられており、
   前記シェードには、前記複数の主配光パターンのうちの１つの主配光パターンにカットオフラインを形成するエッジが設けられており、
   前記シェードの姿勢および前記第２サブリフレクタの姿勢が第１姿勢に切り替えられているときには、前記シェードの前記エッジは、前記メイン反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは前記投影レンズの焦点もしくはその近傍に位置し、カットオフラインを有する前記１つの主配光パターンと、前記第２サブ反射面により形成されて前記１つの主配光パターンのカットオフラインの下方に位置する拡散光タイプの前記補助配光パターンと、が得られ、
   前記シェードの姿勢および前記第２サブリフレクタの姿勢が第２姿勢に切り替えられているときには、前記シェードの前記エッジは、前記メイン反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは前記投影レンズの焦点もしくはその近傍から離れ、前記第２サブ反射面の焦点が前記第１サブ反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置し、前記複数の主配光パターンのうちの他の主配光パターンと、前記第２サブ反射面により形成されて前記他の主配光パターンのほぼ中央部から上方にかけて位置する前記補助配光パターンと、が得られる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
4. 前記メインリフレクタには、第１焦点が前記光源もしくはその近傍に位置し、第２焦点が前記投影レンズの焦点もしくはその近傍に位置する楕円もしくは楕円を基準とするメイン反射面が設けられており、
   前記第１サブリフレクタには、第１焦点が前記光源もしくはその近傍に位置し、第２焦点が前記投影レンズの焦点に対して前記投影レンズ寄りに位置する楕円もしくは楕円を基準とする第１サブ反射面が設けられており、
   前記第２サブリフレクタには、放物線もしくは放物線を基準とする第２サブ反射面が設けられており、
   前記シェードには、前記複数の主配光パターンにカットオフラインを形成するエッジが設けられており、
   前記シェードの姿勢および前記第２サブリフレクタの姿勢が第１姿勢に切り替えられているときには、前記シェードの前記エッジは、前記メイン反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは前記投影レンズの焦点もしくはその近傍に位置し、カットオフラインを有する前記複数の主配光パターンのうちの１つの主配光パターンと、前記第２サブ反射面により形成されて前記１つの主配光パターンのカットオフラインの下方に位置する拡散光タイプの前記補助配光パターンと、が得られ、
   前記シェードの姿勢および前記第２サブリフレクタの姿勢が第２姿勢に切り替えられているときには、前記シェードの前記エッジは、前記メイン反射面の第２焦点もしくはその近傍あるいは前記投影レンズの焦点もしくはその近傍から若干離れ、前記第２サブ反射面の焦点が前記第１サブ反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置し、カットオフラインを有する前記複数の主配光パターンのうちの他の主配光パターンと、前記第２サブ反射面により形成されて前記他の主配光パターンのカットオフライン付近のほぼ中央部に位置する集光タイプの前記補助配光パターンと、が得られる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。

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