JP2009163922A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両用前照灯において光源が生じる光の利用効率を高めつつ優れた配光性能を可能とする技術を提供する。
【解決手段】 光源１１を略焦点としこの光源位置を通る水平軸である光軸Ｘからみて上方に設けられ、その反射光によりすれ違い配光を形成する第一反射面１２と、光軸Ｘに垂直な面に関し第一反射面１２と正対する位置に設けられ、光源１１から第一反射面１２への光路のうちすれ違い配光の形成に不要な光の光路を遮蔽する第一遮光部材１３と、光軸Ｘに垂直な面に関し第一反射面１２と正対する側に設けられ、光源１１の近傍を第一焦点としこの第一焦点の光を第二焦点に反射する楕円系反射面からなり、基礎となる面形状を楕円系反射面としつつ表面に所定粗さの凹凸を有する第二反射面１４と、第二反射面１４の第二焦点を略焦点とし光軸Ｘからみて下方に設けられ、その反射光によりすれ違い配光に対する補助配光を形成する第三反射面１５と、備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用前照灯における反射面による配光制御技術に関する。

一般に、光源近傍を焦点とする放物面系反射面を用いた車両用前照灯では、ハロゲンバルブやＨＩＤ（High-intensity discharge lamp）などの光源からの光が外部から直視されないようにするため、いわゆるフードなどと称される遮光部材によってこの光源を覆うようにしている。

また、この遮光部材によって遮光していた光を有効利用する技術として、例えば図７のように遮光部材５に設けた楕円系反射面６を介して主たる反射面３とは別の補助的な反射面７から照射する技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２００２−１１７７１０号公報

ところで、上記特許文献１の技術のように遮光部材５に設けた反射面６を介した光を用いてすれ違い配光を形成する場合には、例えば図８のように主たる反射面３で形成するすれ違い配光の主たる配光パターンＰ１に補助的な反射面７で形成する配光パターンＰ２を重ねあわせて全体の配光パターンを形成する。

この場合において、配光パターンＰ１と配光パターンＰ２との光量の差によって、重ね合わせの境界部分Ｌ１にムラが生じることがあった。この配光のムラは、特に光源にＨＩＤを用いた場合にはその特性上発光部（アーク）の部位によって明るさが異なる。そのため、光源にＨＩＤを用いた場合には、光量の差が顕著となるおそれがあった。

また、ＨＩＤを光源として用いた場合には、その特性上アークの部位によって発光色が異なることがある。すなわち、上述のような配光パターンの形成を行なった場合には、主たる反射面３と補助的な反射面７とで利用するアークの部位が異なるため、配光パターンＰ１と配光パターンＰ２とで色ムラとなるおそれがあった。また、この場合において、配光パターンＰ２内部でも、補助的な反射面７が利用するアークの部位に起因して、配光制御によっては明るさや色のムラが生じるおそれがあった。

さらに、特許文献１の技術を用いてすれ違い配光を形成する場合には、上述のような配光パターン上の光量と色合いのムラを生ずるという第一の配光上の問題に加え、以下の問題があった。

すなわち、一般にすれ違い配光を形成する場合には、いわゆるカットオフラインと称される水平線Ｈ付近の明暗境界線Ｌ２より上方に光が向かわないようにする必要がある。

ここで、特許文献１の技術では、単に楕円系反射面６から光を取り出すことのみ考慮しており、配光パターンＰ２について明瞭なカットオフラインを形成することが困難であった。そのため、特許文献１の技術を用いた場合には、補助的な反射面７の照射位置をカットオフラインより明らかに下方にしてカットオフラインより上方に光が向かわないようにすると言った対応を行っていた。

しかしながら、このような対応をとった場合には、補助的な反射面７の照射位置が自車両の前方の手前側（自車両に近い側）を過度に照射してしまい、手前側が過度に明るい配光となるおそれがあった。つまり、この場合には、遠方視認性を悪化させ、車両用前照灯として要求される配光性能上好ましくない問題を生じてしまうおそれがあった。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、車両用前照灯において光源が生じる光の利用効率を高めつつ優れた配光性能を可能とする技術を提供することをその課題とする。

詳細には、本発明は、光源が生じる光の利用効率を高めつつ配光上の光量または色のムラを解消することにより優れた配光性能を提供することを課題とする。

また、本発明は、光源が生じる光の利用効率を高めつつ所望の最適な配光パターン上の適切な位置を照射することにより優れた配光性能を提供することを他の課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段とした。
すなわち、本発明は、光源を略焦点としこの光源位置を通る水平軸である光軸からみて上方に設けられ、その反射光によりすれ違い配光を形成する第一反射面と、前記光軸に垂直な面に関し前記第一反射面と正対する位置に設けられ、前記光源から前記第一反射面への光路のうち前記すれ違い配光の形成に不要な光の光路を遮蔽する第一遮光部材と、前記光軸に垂直な面に関し前記第一反射面と正対する側に設けられ、前記光源の近傍を第一焦点としこの第一焦点の光を第二焦点に反射する楕円系反射面からなり、基礎となる面形状を楕円系反射面としつつ表面に所定粗さの凹凸を有する第二反射面と、前記第二反射面の第二焦点を略焦点とし前記光軸からみて下方に設けられ、その反射光により前記すれ違い配光に対する補助配光を形成する第三反射面と、備える車両用前照灯である。

本発明は、光源からの光を反射してすれ違い配光を形成する第一反射面とは別に、この第一反射面に到達しない光を反射する楕円系反射面として第二反射面を設ける。

そして、本発明は、この第二反射面の表面を通常の反射面のような平滑なものとはせず所定の粗さの凹凸面としている。このような第二反射面を採用することにより、本発明は、当該第二反射面を介した光を反射する第三反射面が形成する配光が、適度に拡散した光となる。

つまり、本発明によれば、第一反射面による配光パターンと第三反射面による配光パターンを重ね合わせた場合に光量の差が生じにくくなる。また、本発明によれば、特に光源としてＨＩＤを用いた場合に第一反射面による配光パターンと第三反射面による配光パターンとの境界部分に色ムラを生じにくくなる。

従って、本発明によれば、車両用前照灯において光源が生じる光の利用効率を高めつつ優れた配光性能を可能とすることができる。

また、本発明は、前記第二反射面が、水平面において前記光軸に関して対称な位置に２つ設けられ、前記第三反射面が、前記第二反射面に対応して水平面において前記光軸に関して対称な位置に２つ設けられ、前記第三反射面それぞれからの照射光が、水平面において前記光軸に関して当該照射した第三反射面と対称な方向に照射されるようにしてもよい。

このようにすることで、本発明は、第三反射面が第二反射面からの光を有効に利用でき、かつ、車両進行方向を中心とした側方（第一反射面の形成する配光の左右方向）に適度に拡散した光を容易に得ることができ、これによる配光パターンを形成することができる。

さらに、本発明は、第二反射面から第三反射面への光路上の第二焦点近傍に設けられる第二遮光部材を設けてもよい。

本発明は、第二反射面から第三反射面への光路上の第二焦点近傍に設けられる第二遮光部材により、すれ違い配光として望ましくない水平線以上へと向かう光を遮蔽する。これにより、本発明は、水平線付近の明瞭なカットオフラインを形成し第三反射面によりすれ違い配光として望ましい配光を形成することができる。

従って、本発明によれば、車両用前照灯において光源が生じる光の利用効率を高めつつ優れた配光性能を可能とすることができる。

また、本発明は、第三反射面が、光軸方向に略平行光線を照射し、第二遮光部材が、第三反射面に入射した光のうちすれ違い配光の水平線以上へと向かう光となる光路を遮蔽するように構成しても良い。

第二反射面の凹凸が、シボ加工または梨地加工により施されるようにしても良い。これにより、本発明は、第二反射面について所望の凹凸を得ることができる。

本発明の車両用灯具によれば、車両用前照灯において光源が生じる光の利用効率を高めつつ優れた配光性能を可能とする技術を提供するという、優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の車両用前照灯の一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る車両用前照灯のフードを取り外した状態を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る車両用前照灯の横断面図である。図３は、本実施の形態にかかる車両用前照灯による配光形成の一例を示す図である。図４は、本実施の形態に係る車両用前照灯の光源付近を拡大した斜視図である。図５は、図４にかかる車両用前照灯の光源付近を上面から見た図である。図６は、本発明の一実施の形態に係る車両用前照灯のフードを取りつけた状態を示す斜視図である。

本実施の形態に係る車両用前照灯１０は、光源１１、主反射面１２（第一反射面に相当）、フード１３（第一遮光部材に相当）、第一補助反射面１４（第二反射面に相当）、第二補助反射面１５（第三反射面に相当）、遮光部材１６（第二遮光部材に相当）を備える。本実施の形態において、車両用前照灯１０は、車両用前照灯として要求される配光のうち、いわゆるすれ違い配光を形成する。

主反射面１２は、ＨＩＤやハロゲンバルブ（白熱電球）の光源１１の発光部分の位置を焦点Ｆ１１近傍（焦点Ｆ１１を含むその近傍）とした放物面系反射面である。図２に示すように主反射面１２は、光源１１を中心としてこの光源位置を通る水平軸である光軸Ｘからみて上方に設けられる。この主反射面１２は、図３に示す所定位置におけるスクリーン上に示すすれ違い配光パターンのうち、対向車側（図３における右側（左側通行の場合））では水平線Ｈより上方に光が到達しないようにされ、自車線路肩側（図３における左側（左側通行の場合））では所定の部分に水平線Ｈより上方にも光が到達するいわゆるカットオフラインという明暗境界線Ｌ１１をなした、すれ違い配光における主配光パターンＰ１１を形成する。

図２に示すように、フード１３は、光源１１の周囲を外側（光軸Ｘに垂直な軸Ｙを含む面に関し主反射面１２と正対する側）から覆うように設けられる。フード１３は、光源１１から第一反射面１２への光路のうちすれ違い配光の形成に不要な光の光路を遮蔽する。このフード１３により、光源１１が外部から直接視認できない。

そして、車両用前照灯１０は、主反射面１２の焦点Ｆ１１近傍に配置された光源１１の光をこの主反射面１２が車両進行方向（正面）に反射し、フード１３が光源１１からの不要な光を遮蔽することにより、上述の主配光パターンＰ１１を形成する。

第一補助反射面１４ａ，１４ｂは、図５に示すように光源１１を中心として左右に（水平面で光軸に関して対称に）設けられる。そして、第一補助反射面１４ａ，１４ｂは、それぞれに光源１１を含むその近傍を第一焦点Ｆ１１とし光源を中心に下方にある第二焦点Ｆ２１，Ｆ２２とする楕円系反射面を形成する。

また、第一補助反射面１４ａ，１４ｂは、フード１３と一体となるように組み立てられ、フード１３と同様に光源１１の周囲を外側（光軸Ｘに垂直な軸Ｙを含む面に関し主反射面１２と正対する側）から覆うように設けられる。なお、第一補助反射面１４ａ，１４ｂは、その設ける位置により光源１１の光が直接外部に到達しないようにする、上述のフード１３の機能も有する。

第二補助反射面１５ａ，１５ｂは、光軸Ｘからみて下方に設けられる。第二補助反射面１５ａ，１５ｂは、第一補助反射面１４ａ，１４ｂの第二焦点Ｆ２１，Ｆ２２を略焦点として、この焦点Ｆ２１，Ｆ２２の光を車両進行方向に照射する。本実施の形態では、第二補助反射面１５ａ，１５ｂは、図５に示すように光源１１を中心として左右に（水平面で光軸に関して対称に）設けられる。

第二補助反射面１５ａ，１５ｂは、それぞれ第一補助反射面１４ａ，１４ｂの第二焦点Ｆ２１，Ｆ２２を略焦点として、この焦点Ｆ２１，Ｆ２２の光を車両進行方向に照射する。

このとき、第二補助反射面１５ａは、その反射光をすれ違い配光における主配光パターンＰ１１の車両進行方向に向かって（図３において）左側方部分を照射する補助配光パターンＰ２２として照射する。また、第二補助反射面１５ｂは、その反射光を主配光パターンＰ１１の車両進行方向に向かって（図３において）右側方部分を照射する補助配光パターンＰ２１として照射する。

つまり、第二補助反射面１５ａ，１５ｂは、図３のスクリーン上の垂直線Ｖを越えるようにそれぞれの反射光を照射する。これは、第二補助反射面１５ａ，１５ｂから配光パターンＰ２１，Ｐ２２へ拡散した光を照射するには第一補助反射面１４ａ，１４ｂの光を有効に受け左右に拡散したパターンを形成する場合に望ましいためである。

また、上述のように第一補助反射面１４ａ，１４ｂと第二補助反射面１５ａ，１５ｂを光源１１中心に左右２つの反射面とするのは、光源１１の光を第一補助反射面１４ａ，１４ｂと第二補助反射面１５ａ，１５ｂで有効に利用するには光源１１とその下方にあるフード１３の支持部材１３ａの位置を回避するのが望ましいからである。

また、光源１１の下方に支持部材１３ａを設けるのは、光源１１をＨＩＤとした場合に光源１１の下方からの光の発光色が黄色みを帯びており、かつ、輝度が低いからである。すなわち、この部分の光を車両用前照灯として用いるのは望ましくないため、支持部材１３ａによって遮光されても影響が少ないからである。

ここで、第一補助反射面１４ａ，１４ｂは、上述のように面形状そのものを楕円系反射面としているが、反射面表面にシボ加工を施した上でアンダーコートなどの反射部材としての光輝処理を施している。すなわち、第一補助反射面１４ａ，１４ｂは、その表面が所定粗さの凹凸を有しその上で光輝処理をする。

また、第一補助反射面１４ａ，１４ｂの所定粗さは、シボ加工の種類として例えば株式会社棚澤八光社のＴＨ−１１４相当である。この粗さのシボ加工を施した後アンダーコートを施すことによって、第一補助反射面１４ａ，１４ｂは、その反射した光が第二補助反射面１５を介して照射されると適度に拡散した光となる。

なお、本発明の反射面の凹凸は、本実施の形態ではシボ加工を施したが、これ以外にも梨地加工などでもよく、要は反射光の拡散に必要な表面の粗さが得られればよい。

そのため、第二補助反射面１５から照射される光は、主配光パターンＰ１１と大光量配光パターンＰ２１，Ｐ２２とを重ね合わせたときに、その重ね合わせ部分Ｐ３１，Ｐ３２の境界（輪郭）部分Ｌ１２の明るさの変化をなだらかにすることができ、他の部分とのムラを目立たないようにすることができる。

また、第一補助反射面１４ａ，１４ｂにシボ加工を施すことにより、光源１１にＨＩＤを用いた場合に発光部位によって異なる発光色が原因となる色ムラを防ぐことができる。

遮光部材１６は、図４及び５に示すように、第二反射面から第三反射面への光路上の第一補助反射面１４ａ，１４ｂの第二焦点（第二補助反射面１５の焦点）Ｆ２１，Ｆ２２近傍に設けられる。遮光部材１６は、板状の部材であり、その端部１６ａの少なくとも一部が焦点Ｆ２１，Ｆ２２に位置する。

ここで、遮光部材１６は、その端部１６ａの設けられる位置や形状により、配光上のカットオフラインより上方に光が到達しないように遮光する光の位置や量を調整している。具体的には、遮光部材１６は、図５に示すように車両用前照灯１０の照射方向（図５の矢印Ｘ方向）に向かって左側にのみ設けられている。これは、第二補助反射面１５ｂによる対向車側の大光量配光パターンＰ２１に照射する光がカットオフラインより上方に到達しないようにするのが望ましく、これによりカットオフラインより上方に向かおうとする光を遮蔽するためである。なお、本実施の形態では遮光部材１６は、対向車側の補助配光パターンＰ２１に照射する光がカットオフラインより上方に到達しないようにしているが、路肩側の補助配光パターンＰ２２を形成する第二補助反射面１５ａ側に設けて明瞭なカットオフラインを形成してもよい。

遮光部材１６を設けることにより、車両用前照灯１０は、図３に示すようにすれ違い配光を形成する場合に、カットオフライン付近で配光パターンＰ２１の明暗境界線Ｌ１３を明瞭にすることが可能となる。すなわち、遮光部材１６を設けることにより、車両用前照灯１０は、第二補助反射面１５ａ，１５ｂの光を自車の路面の手前側を過度に照射することなく適切な位置に照射することが可能となる。

以上の第二補助反射面１５ａ，１５ｂと遮光部材１６とにより、車両用前照灯１０は、すれ違い配光における主配光パターンＰ１１の左右側方部分を照射する大光量配光パターンＰ２１，Ｐ２２を形成する。そして、このような第二補助反射面１５ａ，１５ｂと遮光部材１６とにより、車両用前照灯１０は、光源１１の光のうち主反射面１２によって利用できない部分に発光する光を有効に利用しつつ夜間における車両側方の視界確保に有効な配光を形成することができる。

従って、遮光部材１６は、カットオフラインより上方に向かういわゆるグレア光を防ぐためであれば、本実施の形態のように対向車側に向かう光を形成する第二補助反射面１５ｂにのみ対応して設ければよい。

尚、本発明の車両用灯具は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、本実施の形態において、第一補助反射面と第二補助反射面は、それぞれ２つ設けていたがこれを１つずつとして設けてもよい。
また、本実施の形態において、２つの第二補助反射面からの配光パターンを、垂直線Ｖを越えるようにそれぞれの反射光を照射していたが、このようにせずそのまま正面に照射しても良い。

本発明の一実施の形態に係る車両用前照灯のフードを取り外した状態を示す斜視図である。 本実施の形態に係る車両用前照灯の横断面図である。 本実施の形態に係る車両用前照灯による配光形成の一例を示す図である。 本実施の形態に係る車両用前照灯の光源付近を拡大した斜視図である。 図４に係る車両用前照灯の光源付近を上面から見た図である。 本発明の一実施の形態に係る車両用前照灯のフードを取り付けた状態を示す斜視図である。 従来例に係る車両用前照灯の横断面図である。 従来例に係る車両用前照灯の配光形成の一例を示す図である。

符号の説明

１０ 車両用前照灯
１１ 光源
１２ 主反射面
１３ フード
１３ａ 支持部材
１４ 第一補助反射面
１５ 第二補助反射面
１６ 遮光部材
１６ａ 端部

Claims (5)

1. 光源を略焦点としこの光源位置を通る水平軸である光軸からみて上方に設けられ、その反射光によりすれ違い配光を形成する第一反射面と、
   前記光軸に垂直な面に関し前記第一反射面と正対する位置に設けられ、前記光源から前記第一反射面への光路のうち前記すれ違い配光の形成に不要な光の光路を遮蔽する第一遮光部材と、
   前記光軸に垂直な面に関し前記第一反射面と正対する側に設けられ、前記光源の近傍を第一焦点としこの第一焦点の光を第二焦点に反射する楕円系反射面からなり、基礎となる面形状を楕円系反射面としつつ表面に所定粗さの凹凸を有する第二反射面と、
   前記第二反射面の第二焦点を略焦点とし前記光軸からみて下方に設けられ、その反射光により前記すれ違い配光に対する補助配光を形成する第三反射面と、を備える車両用前照灯。
2. 前記第二反射面が、
   水平面において前記光軸に関して対称な位置に２つ設けられ、
   前記第三反射面が、
   前記第二反射面に対応して水平面において前記光軸に関して対称な位置に２つ設けられ、
   前記第三反射面それぞれからの照射光が、
   水平面において前記光軸に関して当該照射した第三反射面と対称な方向に照射される、請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記第二反射面から第三反射面への光路上の前記第二焦点近傍に設けられる第二遮光部材をさらに備える、請求項１または２に記載の車両用前照灯。
4. 前記第三反射面が、
   前記光軸方向に略平行光線を照射し、
   前記第二遮光部材が、
   前記第三反射面に入射した光のうち前記すれ違い配光の水平線以上へと向かう光となる光路を遮蔽する、請求項３に記載の車両用前照灯。
5. 前記第二反射面の凹凸が、
   シボ加工または梨地加工により施される、請求項１から４の何れかに記載の車両用前照灯。

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