JP2014103013A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】リフレクタの開口部の上下幅をコンパクトに構成しつつ、出射光量の低下を抑制し、且つ車両の直前部分を好適に照らす。
【解決手段】車両用前照灯１は、フィラメント２１を有するバルブ２と、前方へ立設された上壁部３２及び下壁部３３を有するリフレクタ３とを備える。リフレクタ３は、その開口底面に形成され、フィラメント２１近傍の焦点Ｆ１を有してフィラメント２１から出射された光を前方へ反射させる第一反射面３ａと、上壁部３２のうちバルブ２の上方に位置する部分に上方へ凹設され、フィラメント２１近傍の第一焦点Ｆ２１及びバルブ２の前方の第二焦点Ｆ２２を有する第二反射面３ｂと、バルブ２の前方であって第二反射面３ｂの第二焦点Ｆ２２よりも下方に配設され、第二反射面３ｂの第二焦点Ｆ２２近傍の焦点Ｆ３を有して、第二反射面３ｂで反射された光を前方斜め下方へ反射させる第三反射面３ｃとを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用前照灯に関する。

従来、自動車用のヘッドランプなどの車両用前照灯として、バルブ（電球）から出射された光をリフレクタで反射させて前方へ照射するリフレクタ型のものが知られている。この種の車両用前照灯において、デザイン上の要求などから上下幅をコンパクトに構成したい場合には、図６に示すように、上部及び下部を前方への立壁として開口部の上下幅を小さくした扁平形状のリフレクタが用いられる。

ところが、リフレクタの上部及び下部を立壁にして単純に上下幅を小さくしてしまうと、当該立壁の内面を反射面として有効に利用することができないために、バルブから上方及び下方へ出射された光を有効に前方へ反射させることができず、反射光量（出射光量）が低下してしまう。

そこで、この問題を解決すべく、例えば特許文献１に記載の車両用前照灯では、バルブからの光を反射させるリフレクタに、当該リフレクタの開口底面に形成された従来同様の反射面（第一反射面）とは別に、当該リフレクタ上部の立壁のうちバルブの上方に位置する部分に配設された第二反射面と、第一反射面の左右両側に配設されて第二反射面からの反射光を前方へ反射させる第三反射面とが設けられている。

この特許文献１に記載の車両用前照灯によれば、バルブから第一反射面へ出射された光が当該第一反射面で反射されて前方へ照射されるとともに、バルブから上方へ出射された光が第二反射面で反射された後に更に第三反射面で反射されて前方へ照射される。これにより、リフレクタの開口部の上下幅をコンパクトに構成することができるとともに、リフレクタの上部を単純な立壁にした場合に比べて、バルブから上方へ出射された光を前方へ照射することができる分だけ、出射光量を増加させることができる。

特開２００１−２３６８０８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両用前照灯では、前方へ光を反射させる第一反射面や第三反射面がリフレクタの開口底面に設けられているため、これら奥まった位置に設けられた第一反射面や第三反射面からの反射光では、リフレクタ下部の立壁に遮られて、当該灯具の直前部分，つまり車両の直前部分を好適に照らすことが困難であった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、リフレクタの開口部の上下幅をコンパクトに構成しつつ、出射光量の低下を抑制し、且つ車両の直前部分を好適に照らすことができるリフレクタ型の車両用前照灯の提供を課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
発光部を有するバルブと、
前方へ開口する形状に形成されて当該開口内に前記発光部が位置するように配設されるとともに、開口底面の上縁及び下縁から前方へ立設された上壁部及び下壁部を有するリフレクタと、
を備える車両用前照灯において、
前記リフレクタは、
当該リフレクタの開口底面に形成され、前記バルブの前記発光部近傍に位置する焦点を有して、当該発光部から出射された光を前方へ反射させる放物面系の第一反射面と、
前記上壁部のうち前記バルブの上方に位置する部分に上方へ凹設され、前記バルブの前記発光部近傍に位置する第一焦点と、前記バルブの前方に位置する第二焦点とを有する楕円面系の第二反射面と、
前記バルブの前方であって前記第二反射面の第二焦点よりも下方に配設され、前記第二反射面の第二焦点近傍に位置する焦点を有して、当該第二反射面で反射された光を前方斜め下方へ反射させる放物面系の第三反射面と、
を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用前照灯において、
前記リフレクタは、前記下壁部のうち前記バルブの下方に位置する部分に下方へ凹設された左右一対の第四反射面を有し、
前記左右一対の第四反射面は、前記バルブの前記発光部近傍に位置する第一焦点と、左右方向のうち各第四反射面と同じ側へ前記バルブの前記発光部から当該発光部の幅の分だけ離間した位置の第二焦点とをそれぞれ有する楕円面系の反射面であり、当該発光部から出射された光をそれぞれの第二焦点に集光させつつ前記第一反射面の上側部分に向けてそれぞれ反射させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両用前照灯において、
前記バルブは、前記発光部を覆うガラス球と、当該ガラス球の前端に形成された遮光部とを有し、
前記第三反射面は、前記バルブにおける前記遮光部の遮光範囲内に配置されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用前照灯において、
当該車両用前照灯は車両前方に所定の配光パターンを形成し、
前記バルブの前記発光部から出射されて前記リフレクタの前記第一反射面で直接反射された光が、前記配光パターンのうち、下縁部を除く部分を形成し、
前記バルブの前記発光部から出射されて前記リフレクタの前記第二反射面及び前記第三反射面で反射された光が、前記配光パターンのうち、下縁部の左右方向中央に位置する部分を形成することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、バルブの発光部から出射される光のうち、リフレクタの第一反射面に向けて出射された光が当該第一反射面で反射されて前方へ照射される一方で、リフレクタの上壁部に設けられた第二反射面に向けて上方へ出射された光が、当該第二反射面によってその第二焦点に集光するように下方へ反射された後に、バルブの前方に設けられた第三反射面によって前方斜め下方へ反射される。これにより、リフレクタの上壁部を単純な立壁状にした場合に比べ、バルブから上方へ出射された光を有効に前方へ照射して出射光量を増加させることができるとともに、リフレクタの開口底面に形成された第一反射面よりも前方に位置する第三反射面によって、その反射光をリフレクタの下壁部に遮られることなく好適に当該灯具の直前部分，すなわち車両の直前部分へ照射させることができる。したがって、前方へ立設された上壁部及び下壁部をリフレクタに設けてその開口部の上下幅をコンパクトに構成しつつ、出射光量の低下を抑制し、且つ車両の直前部分を好適に照らすことができる。

また、リフレクタの第二反射面が、前方へ立設された上壁部のうちバルブの上方に位置する部分に上方へ凹設されているので、リフレクタの上壁部を単純な立壁状にした場合に比べ、当該上壁部のうちのバルブ直上部分をバルブから離間させることができる。したがって、このバルブ直上部分の下面（灯具内面）がバルブの熱を受けることによる不具合（例えば蒸着膜のダメージなど）の発生を抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、バルブの発光部から出射される光のうち、リフレクタの下壁部に設けられた左右一対の第四反射面に向けて下方へ出射された光が、当該一対の第四反射面によってそれぞれの第二焦点に集光するように上方へ反射された後に、第一反射面の上側部分によって前方へ反射される。これにより、リフレクタの下壁部を単純な立壁状にした場合に比べ、バルブから下方へ出射された光を有効に前方へ照射して出射光量を増加させることができる。したがって、リフレクタの開口部の上下幅をコンパクトに構成しつつ、出射光量の低下をより一層抑制することができる。

また、リフレクタの一対の第四反射面が、前方へ立設された下壁部のうちバルブの下方に位置する部分に下方へ凹設されているので、リフレクタの下壁部を単純な立壁状にした場合に比べ、当該下壁部のうちのバルブ直下部分をバルブから離間させることができる。したがって、このバルブ直下部分の上面（灯具内面）がバルブの熱を受けることによる不具合（例えば蒸着膜のダメージなど）の発生を抑制することができる。

実施形態における車両用前照灯の斜視図である。 実施形態における車両用前照灯の（ａ）上面図、（ｂ）正面図、（ｃ）下面図、（ｄ）右側面図である。 図２（ｂ）のIII−III線での断面図である。 実施形態におけるリフレクタの各反射面を模式的に示す図である。 実施形態における車両用前照灯が前方の仮想スクリーン上に形成するロービームを示す図である。 従来の車両用前照灯の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態における車両用前照灯１の斜視図であり、図２（ａ）〜（ｄ）は、車両用前照灯１の上面図，正面図，下面図及び右側面図であり、図３は、図２（ｂ）のIII−III線での断面図であり、図４は、車両用前照灯１が備えるリフレクタ３の各反射面３ａ〜３ｄを模式的に示す図である。
なお、以下の説明では、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用前照灯１から見た方向，すなわち当該車両用前照灯１が搭載される車両から見た方向を意味するものとする。

図１〜図３に示すように、車両用前照灯１は、図示しない車両の前面に搭載されて前方にロービーム（すれ違い用配光パターン）を形成するリフレクタ型のヘッドランプであり、バルブ２と、リフレクタ３とを備えている。

バルブ２は、発光部であるフィラメント２１を有するハロゲンバルブ（ハロゲン電球）であり、フィラメント２１を覆うガラス球２２が前後方向に沿って延在するように配設されている。ガラス球２２の前端には、遮光膜が施されたブラックトップ（遮光部）２３が形成されている。

リフレクタ３は、前方へ開口する形状に形成されており、上下幅が小さく左右方向に長尺な扁平形状の開口部を有している。具体的には、リフレクタ３は、左右方向の中心から左右両側方に向けて前方へ大きく湾曲する湾曲板状の底板部３１と、底板部３１の上縁から前方に向けてやや前上がりに立設された略平板状の上壁部３２と、底板部３１の下縁から前方に向けてやや前下がりに立設された略平板状の下壁部３３とを有する形状に形成されている。このうち、底板部３１の左右方向中央の後端部には、バルブ挿通孔３１ａが形成されている。このバルブ挿通孔３１ａにはバルブ２が後方から挿入されており、このバルブ２のガラス球２２がリフレクタ３の開口内に配置された状態で、当該バルブ２がリフレクタ３に保持されている。また、リフレクタ３の開口内面には、略全面に亘ってアルミニウム皮膜が蒸着されている。

リフレクタ３の開口底面，つまり底板部３１の前面には、バルブ２から出射された光を反射させる第一反射面３ａが形成されている。この第一反射面３ａは、バルブ２のフィラメント２１近傍（フィラメント２１自体の位置を含むその近傍）に位置する焦点Ｆ１を有する回転放物面が基調とされた自由曲面であり、バルブ２のフィラメント２１から出射された光を前方へ反射させる。

リフレクタ３の上壁部３２のうち、バルブ２のガラス球２２の上方に位置する部分には、下方へ開口する凹板状の上部凹板部３２１が形成されている。より詳しくは、上部凹板部３２１は、その開口内面（下面）が上壁部３２の他の部分に対して上方へ凹設された状態で、リフレクタ３の上壁部３２のうち、ガラス球２２の上方に位置する部分を含む当該上壁部３２の略後半部に設けられており、当該開口内面には第二反射面３ｂが形成されている。この第二反射面３ｂは、バルブ２のフィラメント２１近傍（フィラメント２１自体の位置を含むその近傍）に位置する第一焦点Ｆ２１と、バルブ２の前方に位置する第二焦点Ｆ２２とを有する回転楕円面であり、バルブ２のフィラメント２１から上方へ出射された光を第二焦点Ｆ２２に集光させるように下方へ反射させる。

また、リフレクタ３は、前方斜め上方へ開口する湾曲板部３４をバルブ２の前方やや下方に有しており、当該湾曲板部３４の前面には第三反射面３ｃが形成されている。この第三反射面３ｃは、バルブ２の前方であって第二反射面３ｂの第二焦点Ｆ２２よりも下方に位置するとともに、この第二反射面３ｂの第二焦点Ｆ２２近傍（第二焦点Ｆ２２自体の位置を含むその近傍）に位置する焦点Ｆ３を有する回転放物面が基調とされた自由曲面であり、第二反射面３ｂで下方へ反射された光を前方斜め下方へ反射させる。また、湾曲板部３４（第三反射面３ｃ）は、フィラメント２１からの直射光が入射しないように、バルブ２におけるブラックトップ２３の遮光範囲内，つまりフィラメント２１から見てブラックトップ２３に覆われた前方部分の内側に配置されている。

リフレクタ３の下壁部３３のうち、バルブ２のガラス球２２の下方に位置する部分には、上方へ開口する凹板状の下部凹板部３３１が形成されている。より詳しくは、下部凹板部３３１は、その開口内面（上面）が下壁部３３の他の部分に対して下方へ凹設された状態で、リフレクタ３の下壁部３３のうち、ガラス球２２の下方に位置する部分を含む当該下壁部３３の略後半部に設けられており、当該開口内面（上面）には左右一対の第四反射面３ｄ，３ｄが形成されている。各第四反射面３ｄは、図４に示すように、バルブ２のフィラメント２１近傍（フィラメント２１自体の位置を含むその近傍）に位置する第一焦点Ｆ４１と、フィラメント２１のやや側方に位置する第二焦点Ｆ４２とを有する回転楕円面であり、バルブ２のフィラメント２１から下方へ出射された光が第二焦点Ｆ４２に集光した後に第一反射面３ａの上側部分に入射するように、当該光を上方へ反射させる。より詳しくは、各第四反射面３ｄの第二焦点Ｆ４２は、フィラメント２１から、左右方向のうち当該第四反射面３ｄと同じ側へ、フィラメント２１の左右方向の幅程度の分だけ離間した位置となっている。

続いて、車両用前照灯１によるロービームＰの形成態様について説明する。
図５は、車両用前照灯１が前方の仮想スクリーン上に形成するロービームＰを示す図である。

車両用前照灯１において、バルブ２が点灯すると、バルブ２のフィラメント２１から出射される光のうち、リフレクタ３の第一反射面３ａに向けて出射されたものが、当該第一反射面３ａで前方へ反射されて、図５に示すように、ロービームＰのうち、下縁部を除く第一ビーム部分Ｐ１を形成する。

また、バルブ２のフィラメント２１からの光のうち、リフレクタ３の第二反射面３ｂに向けて上方へ出射されたものが、当該第二反射面３ｂによってその第二焦点Ｆ２２に集光するように下方へ反射された後に、第三反射面３ｃによって前方斜め下方へ反射される（図３参照）。この第三反射面３ｃによる反射光は、当該第三反射面３ｃが第一反射面３ａよりも前方に位置しているので、第一反射面３ａによる反射光と異なり、リフレクタ３の下壁部３３に遮られることなく好適に車両用前照灯１の直前部分（車両の直前部分；例えば車両から５ｍ程度の位置）へ照射されて、ロービームＰのうち、下縁部の左右方向中央に位置する第二ビーム部分Ｐ２を形成する。

また、バルブ２のフィラメント２１からの光のうち、リフレクタ３の一対の第四反射面３ｄ，３ｄに向けて下方へ出射されたものが、当該一対の第四反射面３ｄ，３ｄによってそれぞれの第二焦点Ｆ４２に集光するように上方へ反射された後に、第一反射面３ａのうちの上側部分によって前方へ反射されて（図４参照）、ロービームＰのうち、下縁部の左右両側に位置する２つの第三ビーム部分Ｐ３，Ｐ３を形成する。具体的には、左右一対の第四反射面３ｄ，３ｄのうちの右側の第四反射面３ｄを経て前方へ照射された光が車両左側の第三ビーム部分Ｐ３を形成し、左側の第四反射面３ｄを経て前方へ照射された光が車両右側の第三ビーム部分Ｐ３を形成する。

こうして、第一ビーム部分Ｐ１，第二ビーム部分Ｐ２及び２つの第三ビーム部分Ｐ３，Ｐ３が形成され、これら４つのビーム部分Ｐ１〜Ｐ３が重畳したものとして、ロービームＰが形成される。

以上のように、本実施形態の車両用前照灯１によれば、バルブ２のフィラメント２１から出射される光のうち、リフレクタ３の第一反射面３ａに向けて出射された光が当該第一反射面３ａで反射されて前方へ照射される一方で、リフレクタ３の上壁部３２に設けられた第二反射面３ｂに向けて上方へ出射された光が、当該第二反射面３ｂによってその第二焦点Ｆ２２に集光するように下方へ反射された後に、バルブ２の前方に設けられた第三反射面３ｃによって前方斜め下方へ反射される。これにより、リフレクタの上壁部を単純な立壁状にした場合に比べ、バルブ２から上方へ出射された光を有効に前方へ照射して出射光量を増加させることができるとともに、リフレクタ３の開口底面に形成された第一反射面３ａよりも前方に位置する第三反射面３ｃによって、その反射光をリフレクタ３の下壁部３３に遮られることなく好適に当該灯具の直前部分，すなわち車両の直前部分へ照射させることができる。したがって、前方へ立設された上壁部３２及び下壁部３３をリフレクタ３に設けてその開口部の上下幅をコンパクトに構成しつつ、出射光量の低下を抑制し、且つ車両の直前部分を好適に照らすことができる。

また、リフレクタ３の第二反射面３ｂが、前方へ立設された上壁部３２のうちバルブ２の上方に位置する部分に上方へ凹設されているので、リフレクタの上壁部を単純な立壁状にした場合に比べ、当該上壁部３２のうちのバルブ直上部分をバルブ２から離間させることができる。したがって、このバルブ直上部分の下面（灯具内面）がバルブ２の熱を受けることによる不具合（例えば蒸着膜のダメージなど）の発生を抑制することができる。

また、バルブ２のフィラメント２１から出射される光のうち、リフレクタ３の下壁部３３に設けられた一対の第四反射面３ｄ，３ｄに向けて下方へ出射された光が、当該一対の第四反射面３ｄ，３ｄによってそれぞれの第二焦点Ｆ４２に集光するように上方へ反射された後に、第一反射面３ａの上側部分によって前方へ反射されるので、リフレクタの下壁部を単純な立壁状にした場合に比べ、バルブ２から下方へ出射された光を有効に前方へ照射して出射光量を増加させることができる。したがって、リフレクタ３の開口部の上下幅をコンパクトに構成しつつ、出射光量の低下をより一層抑制することができる。

また、リフレクタ３の一対の第四反射面３ｄ，３ｄが、前方へ立設された下壁部３３のうちバルブ２の下方に位置する部分に下方へ凹設されているので、リフレクタの下壁部を単純な立壁状にした場合に比べ、当該下壁部３３のうちのバルブ直下部分をバルブ２から離間させることができる。したがって、このバルブ直下部分の上面（灯具内面）がバルブ２の熱を受けることによる不具合（例えば蒸着膜のダメージなど）の発生を抑制することができる。

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、車両用前照灯１がロービーム（すれ違い用配光パターン）Ｐを形成することとしたが、当該車両用前照灯１が車両前方に形成する配光パターンは、ハイビーム（走行用配光パターン）であってもよい。

また、バルブ２は、ハロゲンバルブでなくともよく、白熱バルブであってもよいし、ＨＩＤ（High Intensity Discharge）バルブなどの放電バルブであってもよい。

１ 車両用前照灯
２ バルブ
２１ フィラメント（発光部）
２２ ガラス球
２３ ブラックトップ（遮光部）
３ リフレクタ
３ａ 第一反射面
Ｆ１ 焦点
３ｂ 第二反射面
Ｆ２１ 第一焦点
Ｆ２２ 第二焦点
３ｃ 第三反射面
Ｆ３ 焦点
３ｄ 第四反射面
Ｆ４１ 第一焦点
Ｆ４２ 第二焦点
３１ 底板部
３２ 上壁部
３２１ 上部凹板部
３３ 下壁部
３３１ 下部凹板部
３４ 湾曲板部
Ｐ ロービーム（配光パターン）
Ｐ１ 第一ビーム部分
Ｐ２ 第二ビーム部分
Ｐ３ 第三ビーム部分

Claims (4)

1. 発光部を有するバルブと、
   前方へ開口する形状に形成されて当該開口内に前記発光部が位置するように配設されるとともに、開口底面の上縁及び下縁から前方へ立設された上壁部及び下壁部を有するリフレクタと、
   を備える車両用前照灯において、
   前記リフレクタは、
   当該リフレクタの開口底面に形成され、前記バルブの前記発光部近傍に位置する焦点を有して、当該発光部から出射された光を前方へ反射させる放物面系の第一反射面と、
   前記上壁部のうち前記バルブの上方に位置する部分に上方へ凹設され、前記バルブの前記発光部近傍に位置する第一焦点と、前記バルブの前方に位置する第二焦点とを有する楕円面系の第二反射面と、
   前記バルブの前方であって前記第二反射面の第二焦点よりも下方に配設され、前記第二反射面の第二焦点近傍に位置する焦点を有して、当該第二反射面で反射された光を前方斜め下方へ反射させる放物面系の第三反射面と、
   を有することを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記リフレクタは、前記下壁部のうち前記バルブの下方に位置する部分に下方へ凹設された左右一対の第四反射面を有し、
   前記左右一対の第四反射面は、前記バルブの前記発光部近傍に位置する第一焦点と、左右方向のうち各第四反射面と同じ側へ前記バルブの前記発光部から当該発光部の幅の分だけ離間した位置の第二焦点とをそれぞれ有する楕円面系の反射面であり、当該発光部から出射された光をそれぞれの第二焦点に集光させつつ前記第一反射面の上側部分に向けてそれぞれ反射させることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記バルブは、前記発光部を覆うガラス球と、当該ガラス球の前端に形成された遮光部とを有し、
   前記第三反射面は、前記バルブにおける前記遮光部の遮光範囲内に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用前照灯。
4. 当該車両用前照灯は車両前方に所定の配光パターンを形成し、
   前記バルブの前記発光部から出射されて前記リフレクタの前記第一反射面で直接反射された光が、前記配光パターンのうち、下縁部を除く部分を形成し、
   前記バルブの前記発光部から出射されて前記リフレクタの前記第二反射面及び前記第三反射面で反射された光が、前記配光パターンのうち、下縁部の左右方向中央に位置する部分を形成することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用前照灯。

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