JP2012114065A

JP2012114065A - 車両用灯具

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Publication number: JP2012114065A
Application number: JP2011094630A
Authority: JP
Inventors: Akinori Matsumoto; 昭則松本
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2031-04-21
Also published as: CN102466189A; JP5719671B2; US8851726B2; US20120113665A1; CN102466189B

Abstract

【課題】２つの光源を備えて配光の切り替えを可能にしたヘッドランプの配光を改善することが可能な車両用灯具を提供する。
【解決手段】
第１光源Ｆ１および第２光源Ｆ２を有する光源１と、第１および第２の各光源から出射される光を反射して前方に照射するリフレクタ２とを備える車両用灯具であって、第１光源Ｆ１から出射してリフレクタ２で反射された光の一部を遮光して所要の配光を得るためのメインシェード５Ｍと、第２光源Ｆ２から出射してリフレクタ２で反射された光の一部を遮光し、さらには反射するサブシェード５Ｓを備える。第２光源Ｆ２の光による配光に好ましくない影響を与える光をサブシェード５Ｓにより遮光し、かつメインシェード５Ｍとサブシェード５Ｓで反射した光を配光に重畳する。
【選択図】図１

Description

本発明は車両のヘッドランプに用いて好適な車両用灯具に関し、特に光源を切り替えて配光を切り替える構成の車両用灯具に関するものである。

自動車のヘッドランプでは通常走行時に好適な配光としてのハイビーム配光と、先行車や対向車に対する眩惑を防止する配光としてのロービーム配光を切り替えることができるように構成している。このようにハイビーム配光とロービーム配光を切り替えることを可能にしたヘッドランプとして、２つの光源を切り替えて配光を切り替える方式のヘッドランプが提案されている。例えば、特許文献１に記載のヘッドランプは、光源として２つのフィラメントを備えたデュアルフィラメントバルブを用い、これら２つのフィラメントの発光を切り替えることによってハイビーム配光とロービーム配光を切り替えている。また、この特許文献１のヘッドランプでは、所望の配光を得るために楕円リフレクタと、放物線の弧に近い曲線形状の垂直リフレクタとを備え、２つのフィラメントから出射される光をこれらリフレクタで反射することで好適なハイビーム配光とロービーム配光を得ている。

特開２００６−２１６５５１号公報

特許文献１のヘッドランプでは、楕円リフレクタは２つのフィラメントのうち一方のフィラメントから出射する光に対して有効に機能して第１の配光を得ており、また垂直リフレクタは他方のフィラメントから出射する光に対して有効に機能して第２の配光を得るように構成されている。そのため、いずれかのフィラメント、例えば前記他方のフィラメントが発光したときに、この光が一方のフィラメントからの光を反射するように構成されている楕円リフレクタに投射される状態が生じ、この楕円リフレクタで反射された他方のフィラメントの光が前記第２の配光に好ましくない影響を与えることがある。

本発明の目的は２つの光源を備えて配光の切替を可能にしたヘッドランプにおいて配光に好ましくない光を遮光して好適な配光を得ることを可能にした車両用灯具を提供するものである。また、本発明の他の目的は所要の配光を得る際に遮光する光を配光に重畳して配光を改善するとともに省電力化を図った車両用灯具を提供するものである。

本発明は、第１光源および第２光源を有する光源と、第１および第２の各光源から出射される光を反射して前方に照射するリフレクタとを備える車両用灯具であって、第１光源から出射してリフレクタで反射された光の一部を遮光して所要の配光を得るためのメインシェードと、第２光源から出射してリフレクタで反射された光の一部を遮光するサブシェードを備えることを特徴とする。

本発明においては、メインシェードの表面を光反射面として構成し、リフレクタで反射された光の一部をメインシェードの表面で前方に向けて反射する構成とすることが好ましい。また、サブシェードを光反射面として構成し、遮光する光を前方に向けて反射する構成、またはリフレクタに向けて反射する構成とすることが好ましい。さらに、リフレクタで反射した光を集光する投射レンズを備え、光源は投射レンズの中心線よりも下方に変位された位置に配置されることが好ましい。

本発明は、第２光源から出射してリフレクタで反射された光の一部を遮光するサブシェードを備えることにより、第２光源から出射した光でハイビーム配光を得る場合に、自車両の直前領域を照射するリフレクタの反射光を遮光することが可能になり、当該直前領域が照明されることによる視認性の低下を改善することができる。

また、本発明は、メインシェードの表面を光反射面として構成し、リフレクタで反射された光の一部を当該光反射面において前方に向けて反射させることで、当該反射光で配光の一部領域の光度を高めることができ、運転者による自車前方領域の視認性を向上するとともに光の有効利用を図って省電力化に有効となる。さらに、本発明は、サブシェードを光反射面として構成し、遮光する光を前方に向けて反射する構成、またはリフレクタに向けて反射する構成とすることにより、サブシェードで遮光する光を直接的にあるいはリフレクタで再度反射させた上で前方に向けて照射して配光に重畳させ、配光の光度を高める等して配光特性を改善するとともに電力の有効利用を図る。また、本発明は、光源を投射レンズの中心線よりも下方に変位させることでリフレクタでの反射光を光源によって遮光することなく光源を投射レンズに近接配置することが可能になり、灯具の光軸方向の寸法を短縮して灯具の小型化が実現できる。

本発明の実施形態１のランプユニットの外観斜視図。実施形態１のランプユニットの各部の配置を示す縦断面図。ロービーム配光の光路図と配光図。ハイビーム配光の光路図と配光図。実施形態１の変形例１の各部の配置を示す縦断面図。実施形態１の変形例２の各部の配置を示す平面図。実施形態２の各部の配置と光路を示す縦断面図と平面図と配光図。実施形態３の各部の配置と光路を示す縦断面図。

（実施形態１）
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は実施形態１の概略構成を示す外観斜視図である。図１に示されていないヘッドランプケース内に実施形態１のランプユニットＬＵが内装されている。このランプユニットＬＵは、図２の縦断面図に各部の立面方向の配置を示すように、概ね容器状をして内面が光反射面として構成したリフレクタ２と、このリフレクタ２の後側面のほぼ中央位置に取着された光源としてのバルブ１と、前記リフレクタ２の前方位置に枠状のホルダ４を介してリフレクタ２に一体に支持された投射レンズ３と、前記バルブ１から出射した光の一部を遮光するシェード５とで構成されている。ここで、前記投射レンズ３の中心を通り、レンズ面に垂直な直線をランプ光軸Ｌｘと定義しており、前記バルブ１はこのランプ光軸Ｌｘ上に配置されている。

前記ランプユニットＬＵの光源として構成されているバルブ１は、ランプ光軸Ｌｘの方向に並んで２つのフィラメントＦ１，Ｆ２を内蔵するダブルフィラメントバルブで構成されており、バルブ先端側の第１フィラメントＦ１はロービーム配光を形成するための第１光源として構成され、バルブ基端側の第２フィラメントＦ２はハイビーム配光を形成するための第２光源として構成されている。このバルブ１はバルブソケット６によりリフレクタ２に取着したときの上下方向の向きが固定されており、第１フィラメントＦ１にはリフレクタ２に取着したときに下側に向けられる面に光不透過材料を塗布した下面インナーシェード１１が設けられており、第１フィラメントＦ１が発光したときに出射される光はこの下面インナーシェード１１によって遮光されてランプ光軸Ｌｘよりも下方に出射されないようになっている。また、バルブ１の先端面には各フィラメントＦ１，Ｆ２の光が前方に向けて出射しないように光不透過材料を塗布したブラックトップとも称する前面インナーシェード１２が設けられている。

前記リフレクタ２は全体としては概ね容器状に形成されているが、ランプ光軸Ｌｘよりも上半分の領域に延在された第１リフレクタ２１と、ランプ光軸Ｌｘよりも下側でバルブ１に近接した上下方向の狭い領域に配設された第２リフレクタ２２と、ランプ光軸Ｌｘの下側で前記第２リフレクタ２２よりも前側の広い領域に延在された第３リフレクタ２３で構成され、これら第１ないし第３のリフレクタ２１〜２３が一体的に組み立てられた複合型のリフレクタとして構成されている。

第１リフレクタ２１はランプ光軸Ｌｘを回転軸とする回転楕円面をその回転軸に沿って半割した形状またはこれに近い形状であり、楕円の第１焦点Ｐ１１を前記第１フィラメントＦ１の発光点に一致させ、第２焦点Ｐ２を前記投射レンズ３の後側焦点に一致させている。第２リフレクタ２２は同じくランプ光軸Ｌｘを回転軸とする回転楕円面の一部またはこれに近い形状であり楕円の第１焦点Ｐ１２を前記第２フィラメントＦ２の発光点に一致させている。この第２リフレクタ２２の第２焦点は第１リフレクタ２１の第２焦点Ｐ２と同じ位置である。すなわち、前記投射レンズ３の後側焦点に一致させている。第３リフレクタ２３は第２フィラメントＦ２の発光点を焦点とする放物線の一部をランプ光軸Ｌｘの回りに所定の軌跡で移動させて得られる曲面で構成されている。この所定の軌跡はランプユニットＬＵに要求される配光に対応させて適宜な曲線あるは曲線と直線を複合させた軌跡である。また、この第３リフレクタ２３は前記投射レンズ３の後面に対してランプ光軸Ｌｘ方向に対面することがない投射レンズ３の下端縁よりも下側領域にまで延在するように構成されている。

前記シェード５はメインシェード５Ｍとサブシェード５Ｓを備えている。メインシェード５Ｍは前記投射レンズ３の後側焦点Ｐ２の近傍位置、正確には後側焦点Ｐ２のランプ光軸Ｌｘ方向の直後位置に配置された光を透過しない平板で構成されており、その平面をランプ光軸Ｌｘに沿った方向に向けて前記リフレクタ２あるいはホルダに固定支持されている。このメインシェード５Ｍの先端の縁部は単純な直線形状ではなく、ロービーム配光でのカットラインを構成するために当該カットラインに対応した形状に構成されている。また、このメインシェード５Ｍは表面に投射された光を反射することができるように表面、すなわち上面と下面が光反射処理されている。

前記サブシェード５Ｓは前記投射レンズ３の後側でランプ光軸Ｌｘよりも上側の位置に配置された第１サブシェード５１と、この第１サブシェード５１に対して上下方向に対向するように前記投射レンズ３の下端よりも下方の領域に配置された第２サブシェード５２とで構成されている。これら第１サブシェード５１と第２サブシェード５２はいずれも凹面鏡、ここでは断面形状が回転放物面形状をした光反射面で構成されており、第１サブシェード５１と第２サブシェード５２の各放物面焦点はそれぞれ同一位置に設定されている。なお、これら第１サブシェード５１と第２サブシェード５２の詳細な寸法と位置はここでは説明しないが、後述するランプ点灯時における配光の説明で明らかにする。

以上の構成のランプユニットＬＵは、バルブ１の第１フィラメントＦ１と第２フィラメントＦ２を選択して発光することによりロービーム配光とハイビーム配光の切り替えが可能になる。すなわち、第１フィラメントＦ１を発光し、第１フィラメントＦ１から出射した光をリフレクタ２で反射させ、投射レンズ３で集光させることによりロービーム配光での光照射を行う。また、第２フィラメントＦ２を発光し、第２フィラメントＦ２から出射した光をリフレクタ２で反射させ、投射レンズ３で集光させ、あるいは投射レンズ３を透過させることなく前方に照射することでハイビーム配光での光照射を行う。これらロービーム配光とハイビーム配光の詳細を次に説明する。

（ロービーム配光）
図３（ａ）に示すように、第１フィラメントＦ１のみを発光する。第１フィラメントＦ１から出射された光のうち下方及び前方に向けて出射された光は下面インナーシェード１１と前面インナーシェード１２でそれぞれ遮光される。第１フィラメントＦ１から上方に向けて出射された光は第１リフレクタ２１に投射されてここで反射される。第１フィラメントＦ１は第１リフレクタ２１の第１焦点Ｐ１１に位置されているので、第１リフレクタ２１で反射された光は第２焦点Ｐ２に集光される。第２焦点Ｐ２は投射レンズ３の後側焦点であるので、第２焦点Ｐ２に集光されて投射レンズ３に入射された光は照明光ａとしてランプ光軸Ｌｘに沿った方向に前方に向けて照射される。このとき、第２焦点Ｐ２にはメインシェード５Ｍが配置されているので第１リフレクタ２１で反射された光の一部、すなわち投射レンズ３の下部領域に入射されて投射レンズ３からランプ光軸Ｌｘの上側領域に向けて出射されようとする光は遮光される。これにより図３（ｂ）に示すように前記光ａにより所要のカットラインを有するロービーム配光ＡＬｏが得られる。

ここで、メインシェード５Ｍは表面を光反射面として構成しているので、メインシェード５Ｍによって遮光される光はメインシェード５Ｍの上面によって反射されることになり、反射された後は投射レンズ３の上部領域に入射され、投射レンズ３からランプ光軸Ｌｘよりも幾分下側の領域に出射される光ｂとなる。この光ｂは図３（ｂ）に点描するようにロービーム配光ＡＬｏのランプ光軸Ｌｘの近傍領域を照射するのでこの領域の光度を高めることになる。このように実施形態１ではロービーム配光時に本来はメインシェード５Ｍによって遮光される光をロービーム配光ＡＬｏの中央領域の光度を高める光として利用することが可能になるので、第１フィラメントＦ１から出射した光がメインシェード５Ｍによって遮光されることによる光の有効利用の低下が抑制され、ロービーム配光における光度を増大して運転者による自車前方領域の視認性を高めるとともに、同じ光度の配光を得る際におけるヘッドランプの消費電力の低減を図る上でも有利になる。

（ハイビーム配光）
図４（ａ）に示すように、バルブ１の第２フィラメントＦ２のみを発光する。第２フィラメントＦ２から上下左右に出射された光は第１リフレクタ２１、第２リフレクタ２２、第３リフレクタ２３にそれぞれ向けられ、各リフレクタで反射される。第２フィラメントＦ２は第２リフレクタ２２の第１焦点Ｐ１２に一致され、第２焦点Ｐ２は投射レンズ３の後側焦点であるので、第２リフレクタ２２で反射された光は第２焦点Ｐ２に集光されて投射レンズ３に入射され、投射レンズ３からランプ光軸Ｌｘに沿った方向に出射される光ｃとなる。また、第２フィラメントＦ２は第３リフレクタ２３の焦点にも一致されているので、第３リフレクタ２３で反射された光はランプ光軸Ｌｘに平行な光ｄとなり、この光ｄは投射レンズ３に入射されることはなく、そのまま前方に照射される。

一方、第２フィラメントＦ２は第１リフレクタ２１の第１焦点Ｐ１１よりも後側の位置にあるため、第２フィラメントＦ２から出射されて第１リフレクタ２１で反射した光は第２焦点Ｐ２には集光されることなく投射レンズ３の上部領域に向けて反射される。投射レンズ３の後側の上部領域には第１サブシェード５１が配置されているので、第１リフレクタ２１で反射された光はこの第１サブシェード５１に投射され、第１サブシェード５１で遮光されて投射レンズ３に入射されることはない。その一方で第１サブシェード５１は反射面として構成しているので第１サブシェード５１に投射された光は反射されて集光され、集光された後に今度は第２サブシェード５２に投射される。第２サブシェード５２も反射面として構成しているので投射された光は第２サブシェード５２で反射され、ランプ光軸Ｌｘに沿って前方に向けて照射される。この第２サブシェード５２の反射光は投射レンズ３に入射されることなく前方に向けて照射される光ｆとなる。

これにより、図４（ｂ）のように、第２リフレクタ２２で反射されて投射レンズ３で集光される光ｃと第３リフレクタ２３で反射された光ｄはランプ光軸Ｌｘを中心とした領域を照射することになり、ハイビーム配光ＡＨｉでの光照射が行われる。このとき、仮に第１サブシェード５１が存在しなかったとすると、図４（ａ）に仮想線で示すように第１リフレクタ２１で反射された光は第１サブシェード５１によって遮光されることなく投射レンズ３に入射され、投射レンズ３によって下方に向けて照射する光ｅとなる。この光ｅは図４（ｂ）のようにハイビーム配光ＡＨｉの照射領域の下部領域ＡＵを照明する光になり、この下部領域ＡＵの照明光は自車両の直前領域を照明する光であるので、自車両の運転者はこの光によって眩惑されるおそれがあり、また眩惑されなくても遠前方の視認性を低下させる要因になる。この実施形態１では第１リフレクタ２１の反射光がそのまま前方に照射されないように第１サブシェード５１を配置することにより、図４（ｂ）に示したように自車両の直前領域ＡＵを照明する光ｅが解消され、運転者の視認性を改善することができる。その一方で、第１サブシェード５１に投射した第１リフレクタ２１の反射光は第２サブシェード５２に向けて反射され、第２サブシェード５２によって反射されて前方に照射される光ｆとなるので、この光ｆによって図４（ｃ）に示すようにランプ光軸Ｌｘないしそれよりも多少下側の領域ＡＣを照射することになり、自車両の前方領域の光度を高めることになる。

また、第２リフレクタ２２で反射された光のうち一部はメインシェード５Ｍの下面に投射して遮光されることになるが、ここではメインシェード５Ｍの下面は光反射面であるので、この下面で反射されて投射レンズ３の下部領域に入射され、投射レンズ３からランプ光軸Ｌｘよりも幾分上側の領域に出射される光ｇとなる。この光ｇは図４（ｂ），（ｃ）に点描したように、ランプ光軸Ｌｘの近傍領域の光度を高めることになるので、本来はメインシェード５Ｍで遮光されて無駄になる光の有効利用を図り、視認性を向上するとともに消費電力を低減する上でも有効になる。

なお、以上の説明からも判るように、第１サブシェード５１は第１フィラメントＦ１から出射されて第１リフレクタ２１で反射された光が投射レンズ３に入射することを阻害しない領域で、かつ第２フィラメントＦ２から出射されて第１リフレクタ２１で反射された光が入射される領域に延在するように形状，寸法および配設位置を設定することになる。また、第２サブシェード５２は第１サブシェード５１から反射された光を投射レンズ３に入射させない状態で前方に向けて反射する形状、寸法および配設位置に設定することになる。

（実施形態１の変形例１）
ここで、第１サブシェード５１と第２サブシェード５２はそれぞれ前記した条件を満たす位置であれば実施形態１の態様に限定されるものではない。例えば、図５では第１サブシェード５１の位置は前記実施形態と同じであるが反射面を上向きに配設して第１リフレクタ２１からの反射光を上方に向けて反射するように構成し、第２サブシェード５２は反射する光を投射レンズ３の上側領域を通して前方に光照射するように投射レンズ３よりも上側領域に配設した構成としてもよい。このように第２サブシェード５２を上側領域に配置したときには第３リフレクタ２３の前方領域に第２サブシェード５２が存在しないため、第３リフレクタ２３で反射した光ｄが前方に照射される面積を大きく確保でき、配光における光度の向上あるいは第３リフレクタ２３の小型化に有利になる。

（実施形態１の変形例２）
また、第１サブシェード５１と第２サブシェード５２の平面構成については、図６に示すように、第１サブシェード５１はランプ光軸Ｌｘを左右に挟んだ位置にそれぞれ反射面を外側に向けた一対のサブシェードとして構成し、第２サブシェード５２はこれら一対の第１サブシェード５１に対して左右方向にそれぞれ対向してランプユニットＬＵの左右両側位置に配設した一対のサブシェードとして構成してもよい。このように第２サブシェード５２を左右両側に配置したときには第３リフレクタ２３からの反射光ｄ（図４（ａ）参照）が第２サブシェード５２によって遮光されることがなくなり、光の有効利用を図ることができる。また、第３リフレクタ２３での反射光量が等しくなるよう設計したときには第３リフレクタ２３の高さ寸法を低減してランプユニットＬＵの上下方向の寸法を短縮でき、ヘッドランプユニットＬＵの小型化を図ることができる。

（実施形態２）
実施形態１はサブシェード５Ｓを第１サブシェード５１と第２サブシェード５２とで構成し、第２フィラメントＦ２から出射されて第１リフレクタ２１で反射された光を前方に向けて反射して前方を照射する構成としているが、第２フィラメントＦ２から出射されて第１リフレクタ２１で反射された光をサブシェード５Ｓで遮光する一方で、当該光を第１リフレクタ２１に向けて反射させ、この反射光を前方を照明する配光に重畳させる構成としてもよい。図７（ａ），（ｂ）はこのように構成した実施形態２のランプユニットＬＵの各部の配置を示す縦断面図と平面図である。実施形態１と等価な部分には同一符号を付してある。この実施形態２ではサブシェード５Ｓは実施形態１の第１サブシェード５１に対応する単一サブシェード５３で構成されている。この単一サブシェード５３はここでは実施形態１の第１サブシェード５１が配置された位置に配置されており、この単一サブシェード５３はバルブ１側に向けた面が光反射面として構成されている。

この単一サブシェード５３の光反射面の面形状は、第２フィラメントＦ２から出射されて第１リフレクタ２１で反射された光が当該単一サブシェード５３に入射されたときに、当該入射された光と反対方向、すなわち入射方向と反対方向、ここでは幾分内側（ランプ光軸Ｌｘ側）に偏った方向に向けて反射されるように円錐面または円錐面に近い曲面の一部、あるいは屋根型をした鏡面として構成されている。具体的に言えば、立面方向について見れば第２フィラメントＦ２から出射されて第１リフレクタ２１で反射された光はほぼランプ光軸Ｌｘに沿った方向に反射されるため、単一サブシェード５２の光反射面の立面断面形状は、図７（ａ）のように、単一サブシェード５３で反射された光が第１リフレクタ２１で反射されて第２フィラメントを透過した後に第３リフレクタ２３に入射するように幾分後方に向けて傾斜した平坦または湾曲した断面形状とされている。ここでは幾分凹んだ曲面の断面形状とされている。また、平面方向について見れば第２フィラメントＦ２から出射されて第１リフレクタ２１で反射された光はランプ光軸Ｌｘに近寄る方向に向けて反射されるため、光反射面の平面断面形状は、図７（ｂ）のように、単一サブシェード５３で反射された光が第１リフレクタ２１で反射されて第２フィラメントＦ２を透過した後に第３リフレクタ２３に入射するようにランプ光軸Ｌｘ側に対して外側に向けて小さい角度で傾斜した屋根型の断面形状とされている。

この実施形態２によれば、ロービーム配光は実施形態１の図３に示したと同じ配光が得られることは言うまでもない。ハイビーム配光についても大略的には実施形態１と同じである。すなわち、図７（ａ），（ｂ）に示すように、第２フィラメントＦ２のみを発光すると、第２フィラメントＦ２から上下左右に出射された光は第１リフレクタ２１、第２リフレクタ２２、第３リフレクタ２３にそれぞれ向けられ、各リフレクタで反射される。第２フィラメントＦ２は第２リフレクタ２２の第１焦点Ｐ１２に一致され、第２焦点Ｐ２は投射レンズ３の後側焦点であるので、第２リフレクタ２２で反射された光は第２焦点Ｐ２に集光されて投射レンズ３に入射され、投射レンズ３からランプ光軸Ｌｘに沿った方向に出射される光ｃとなる。また、第２フィラメントＦ２は第３リフレクタ２３の焦点にも一致されているので、第３リフレクタ２３で反射された光はランプ光軸Ｌｘに平行な光ｄとなり、この光ｄは投射レンズ３に入射されることはなく、そのまま前方に照射される。

また、第２フィラメントＦ２は第１リフレクタ２１の第１焦点Ｐ１１よりも後側の位置にあるため、第２フィラメントＦ２から出射されて第１リフレクタ２１で反射した光は第２焦点Ｐ２には集光されることなく投射レンズ３の上部領域に向けて反射される。投射レンズ３の後側の上部領域には単一サブシェード５３が配置されているので、第１リフレクタ２１で反射された光はこの単一サブシェード５３に投射され、単一サブシェード５３で遮光されて投射レンズ３に入射されることはない。その一方で単一サブシェード５３で遮光される光は当該単一サブシェード５３の後面の光反射面でランプの後方に向けて、すなわち第１リフレクタ２１に向けて反射され、その後第１リフレクタ２１において第２フィラメントＦ２に向けて反射される。第２フィラメントＦ２に向けられた光はバルブ１内を透過して今度は第３リフレクタ２３に投射され、ここで反射されて前方に向けて照射される光ｈとなる。この単一サブシェード５３における反射と、当該反射された光が第３リフレクタ２３によって反射されて前方に向けて照射されることは立面方向と平面方向のそれぞれにおいて行われる。

この実施形態２では、図７（ｃ）に示すように、第２リフレクタ２２で反射されて投射レンズ３で集光される光ｃと第３リフレクタ２３で反射された光ｄはランプ光軸Ｌｘを中心とした領域を照射することになり、ハイビーム配光ＡＨｉでの光照射が行われる。このとき、単一サブシェード５３で反射された光は第２フィラメントＦ２から下方に向けて出射した光の一部、すなわち前記光ｄの一部と一体化された光ｈとなって第３リフレクタ２３で反射されて前方に照射される。この光ｈは単一サブシェード５３の光反射面の反射面積に対応する光であるため前記光ｄよりも狭い光束であり、かつ第３リフレクタ２３のランプ光軸Ｌｘに近い領域で反射されるため、光ｄの配光領域の中でも光軸近傍の領域に照射される。この実施形態では光ｄの領域よりも狭いが前記光ｃよりも幾分広い領域に照射されることになり、この光ｈはランプ光軸Ｌｘの近傍領域の光度を高めることになるので、運転者における視認性を向上することができる。

なお、この実施形態２においても、単一サブシェード５３によって第１リフレクタ２１で反射された光の一部を遮光して投射レンズ３に入射されることを防止しているので、図４（ｂ）に鎖線で示したようなハイビーム配光ＡＨｉの照射領域の下部領域ＡＵ、すなわち自車両の直前領域ＡＵを照明する光ｅが解消でき、運転者における自車前方領域の視認性を改善することができることは言うまでもない。また、このように単一サブシェード５３で遮光した光は光ｈとしてハイビーム配光ＡＨｉに再利用するので、ランプ全体の消費電力を低減する上でも有効になる。

（実施形態３）
図８（ａ）は実施形態３の断面図であり、実施形態１，２と同一部分には同一符号を付してある。この実施形態３はランプユニットＬＵのランプ光軸Ｌｘ方向の寸法（以下、前後寸法と称する）を短縮したものである。実施形態１のランプユニットＬＵにおいては、仮に図８（ｂ）に示すようにランプユニットＬＵの前後寸法を短くしようとしてリフレクタ２と投射レンズ３との距離を短縮すると、バルブ１の前面インナーシェード１２が投射レンズ３に接近され、投射レンズ３の後側焦点（リフレクタの第２焦点）Ｐ２との距離が短くなる。実施形態１ではバルブ１はランプ光軸Ｌｘ上に配置されているので、前面インナーシェード１２と後側焦点Ｐ２との距離が短くなることによって当該後側焦点Ｐ２に対して前面インナーシェード１２が占める立体角度θが増加する。そのため、この立体角度θに含まれることになるリフレクタ２の反射面領域は反射無効領域となってしまい、バルブ１から出射されてリフレクタ２で反射された光のうち、当該立体角度θの領域内で反射される光は前面インナーシェード１２によって遮光されて前方に向けて照射されなくなり、配光に寄与しなくなる。特に、第１フィラメントＦ１から出射される光は下面インナーシェード１１によって出射光の光量が制限されているので、第１フィラメントＦ１から出射された光のうち、第１リフレクタ２１の当該立体角度θの領域内で反射されて前面インナーシェード１２によって遮光される光の割合が大きくなり、その結果として配光光度の低下や消費電力の無駄が生じる要因になる。

このような問題を未然に解消するため、実施形態３では図８（ａ）に示すように、バルブ１の中心をランプ光軸Ｌｘに対して変位させた位置に設定している。ここではバルブ１の中心をランプ光軸Ｌｘに対して所要寸法Δだけ下方に下げている。この下げた所要寸法Δは、ここでは前面インナーシェード１２がランプ光軸Ｌｘにかからない位置になる寸法である。すなわち、ほぼバルブ１の径寸法の１／２程度である。

このようにすることで、投射レンズ３とリフレクタ２との距離を短くしてランプユニットＬＵの前後寸法を短縮して小型のヘッドランプを形成した場合に、バルブ１の前面インナーシェード１２が投射レンズ３の後側焦点Ｐ２に対する立体角度θの領域はランプ光軸Ｌｘに対して下方に傾斜されることになり、当該立体角度θの領域がランプ光軸Ｌｘよりも上側の領域に存在することはなくなる。そのため、第１フィラメントＦ１から出射されて第１リフレクタ２１で反射され、第２焦点、すなわち投射レンズ３の後側焦点Ｐ２に集光される光のほぼ全ては前面インナーシェード１２によって遮光されることがなくなり、配光光度の低下や消費電力の無駄を生じることなくランプユニットＬＵの小型化が実現できる。なお、バルブ１をランプ光軸Ｌｘよりも微小寸法だけ下げることにより配光の中心が多少下方に下げられることになるが配光に与える影響は無視できる程度である。

なお、この実施形態３では前面インナーシェードを有するバルブの例を示したが、前面インナーシェードが存在しないバルブでもリフレクタで反射された光がバルブの先端面に投射されると当該先端面の形状によって光が屈折されてしまい投射レンズの後側焦点に集光しなくなって配光光度を低下する原因になることは同じである。したがって、前面インナーシェードを有しないバルブについてもこのようにバルブ中心をランプ光軸に対して変位させる構成を採用することで配光光度の向上や消費電力の低減に有効となる。

前記各実施形態ではダブルフィラメントバルブを備えるランプユニットに適用しているが、２つの独立したバルブをランプ光軸方向に配設し、これらバルブの点灯を切り替えて配光の切替を行う構成のヘッドランプについても本発明を同様に適用することが可能である。また、実施形態におけるリフレクタの構成、すなわち第１〜第３のリフレクタの構成は実施形態の構成に限られるものではない。

本発明の車両用灯具は四輪自動車用のヘッドランプに適用できることはもとより、オートバイ等の二輪車のヘッドランプに適用できることは言うまでもない。

本発明は２つの光源を切り替えて異なる配光を得るようにした車両用灯具に採用することが可能である。

ＬＵランプユニット
１バルブ
２リフレクタ
３投射レンズ
４ホルダ
５シェード
５Ｍメインシェード
５Ｓサブシェード
６バルブソケット
１１下面インナーシェード
１２前面インナーシェード
２１第１リフレクタ
２２第２リフレクタ
２３第３リフレクタ
５１第１サブシェード
５２第２サブシェード
５３単一サブシェード
Ｆ１第１フィラメント
Ｆ２第２フィラメント
Ｐ１１，Ｐ１２第１焦点
Ｐ２第２焦点
Ｌｘランプ光軸

Claims

第１光源および第２光源を有する光源と、前記光源から出射される光を反射して前方に照射するリフレクタとを備える車両用灯具であって、前記第１光源から出射して前記リフレクタで反射された光の一部を遮光して所要の配光を得るためのメインシェードと、前記第２光源から出射して前記リフレクタで反射された光の少なくとも一部を遮光するサブシェードを備えることを特徴とする車両用灯具。
前記メインシェードの表面を光反射面として構成し、前記リフレクタで反射された光の一部を前記メインシェードの表面で前方に向けて反射することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記サブシェードを光反射面として構成し、前記遮光する光を前方に向けて反射する構成、または前記リフレクタに向けて反射する構成と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。
前記リフレクタで反射した光を集光する投射レンズを備え、前記光源は前記投射レンズの中心線よりも下方に変位された位置に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用灯具。
前記光源は前記第１光源としての第１フィラメントと前記第２光源としての第２フィラメントを有するダブルフィラメントバルブで構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用灯具。