JP2014137886A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の灯具ユニットを組み合わせてなる車両用前照灯において、使用する灯具ユニットを共通化するとともに種々の形状を実現可能とする。
【解決手段】車両用前照灯４０は、車両前方に位置する仮想鉛直スクリーン上に投影されるロービーム用配光パターン内の予め定められた複数箇所における照度を満たすように配光制御された主配光パターンを形成する基本灯具ユニットＢと、主配光パターンに隣接して左右いずれかの拡散領域を照射するように配光制御された追加灯具ユニットＬｏと、を備える。一つの基本灯具ユニットＢと複数の追加灯具ユニットＬｏとが組み合わされ、仮想鉛直スクリーン上にロービーム用配光パターンが形成される。
【選択図】図６

Description

本発明は、複数の灯具ユニットを備えた多灯式の車両用前照灯に関する。

それぞれが固有の配光特性を有する複数の灯具ユニットを備えた多灯式の車両用前照灯が知られている。このような車両用前照灯では、複数の灯具ユニットを選択して点灯し、点灯した各灯具ユニットの照明光を一体化することで、種々の車両走行状況に合わせたパターン形状や光度分布で配光パターンを形成するように構成されている（例えば、特許文献１、２）。

特開２００４−９５４８０号公報 特開２００７−１３４０５２号公報

多灯式の車両用前照灯を採用することで、様々な意匠を持つ前照灯を実現できるようになった。その反面、意匠毎に灯具ユニットの設計、作成が必要になるため、コストが高くなるという問題が生じている。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の灯具ユニットを組み合わせてなる車両用前照灯において、使用する灯具ユニットを共通化するとともに種々の形状を実現可能とする技術を提供することにある。

本発明のある態様の車両用前照灯は、車両前方に位置する仮想鉛直スクリーン上に投影されるロービーム用配光パターン内の予め定められた複数箇所における照度を満たすように配光制御された主配光パターンを形成する基本灯具ユニットと、主配光パターンに隣接して左右いずれかの拡散領域を照射するように配光制御された追加灯具ユニットと、を備え、一つの基本灯具ユニットと複数の追加灯具ユニットとを組み合わせて、仮想鉛直スクリーン上にロービーム用配光パターンを形成する。

この態様によると、基本灯具ユニットと追加灯具ユニットという二種類の灯具ユニットの組み合わせで、ロービーム用配光パターンを形成可能な様々な形状の車両用前照灯を構成することが可能になる。

複数の追加灯具ユニットが、正面から車両を観察したとき略水平方向に並ぶように設置されてもよい。これによると、細幅の車両用前照灯を実現することができる。

追加灯具ユニットが、その光軸を基準にして左右いずれかの側に偏った配光パターンを形成するように配光制御されており、車体前面の曲線ボディ形状に沿わせて複数の該追加灯具ユニットが設置されてもよい。

一つの基本灯具ユニットと複数の追加灯具ユニットが形成する配光パターンと組み合わせたときにハイビーム用配光パターンを形成するように配光制御された一つ以上の第２追加ユニットをさらに備えてもよい。これによると、基本灯具ユニット、追加灯具ユニット、第２追加灯具ユニットという三種類の灯具ユニットの組み合わせで、ハイビーム用配光パターンを形成可能な様々な形状の車両用前照灯を構成することが可能になる。

本発明によれば、基本灯具ユニットと追加灯具ユニットという二種類の灯具ユニットの組み合わせで、ロービーム用配光パターンを形成可能な様々な形状の車両用前照灯を構成することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る基本灯具ユニットの概略正面図である。 基本灯具ユニットで形成される主配光パターンが満足すべき法規ポイントの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、追加灯具ユニットの概略正面図である。 （ａ）、（ｂ）は、追加灯具ユニットで形成される配光パターンの一例を示す図である。 基本灯具ユニットおよび追加灯具ユニットの基本的な構成を示す概略断面図である。 ロービーム用合成配光パターンを形成するための、基本灯具ユニットと追加灯具ユニットの組み合わせの一例を示す図である。 ロービーム用合成配光パターンを形成するための、基本灯具ユニットと追加灯具ユニットの組み合わせの別の例を示す図である。 図６、７にそれぞれ示した車両用前照灯による車両前方の路面上の照度分布を示す図である。 一つの基本灯具ユニットと六つの追加灯具ユニットを逆「へ」の字形になるように配置した例を示す図である。 一つの基本灯具ユニットと六つの追加灯具ユニットを含む車両用前照灯の概略平面図である。 基本灯具ユニットおよび追加灯具ユニットにさらに組み合わせることで、ハイビーム用合成配光パターンを形成可能な第２追加灯具ユニットの概略平面図である。 ハイビーム用合成配光パターンを形成するための、基本灯具ユニット、追加灯具ユニット、第２追加灯具ユニットの組み合わせの一例を示す図である。 ハイビーム用合成配光パターンを形成するための、基本灯具ユニット、追加灯具ユニット、第２追加灯具ユニットの組み合わせの別の例を示す図である。 図１２、１３にそれぞれ示した車両用前照灯による、車両前方の路面上の照度分布を示す図である。

本発明の一実施形態は、左右一灯ずつで基本的な配光を満足する基本灯具ユニットと、左右それぞれ二つ以上の追加灯具ユニットと、を組み合わせて、所望の配光性能および／または所望の形状を実現する車両用前照灯である。

図１は、本発明の一実施形態に係る基本灯具ユニットＢの概略正面図である。基本灯具ユニットＢは、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）である一つまたは複数（図１では二つ）の半導体発光素子１２と、半導体発光素子から発せられた光を反射する反射面を有するリフレクタ１４と、透明または半透明のアウターカバー１６（図５参照）と、で構成される。

基本灯具ユニットＢは、車両前方（例えば２５ｍ）に位置する仮想鉛直スクリーン上に投影されるロービーム用配光パターンにおいて、各国の法規に従って予め定められた複数箇所における照度を満たす主配光パターンを形成するように構成されている。言い換えると、基本灯具ユニットＢは、車両用前照灯の配光に大きく影響する範囲を、左右一灯ずつで満足するように構成されている。基本灯具ユニットＢは、左右方向のエーミング機構を備えていてもよい。

図２は、基本灯具ユニットＢで形成される主配光パターンが満足すべき法規ポイントの一例を示す図である。なお、以下で角度について述べる場合は、仮想鉛直スクリーン上の一点と車両前部の中点とを結ぶ線が車両の中心軸との間になす角度のことを言う。

図２において、ポイントＰ１は、水平線より４度下方かつ垂直線より２０度左方（４Ｄ−２０Ｌ）の位置にあり、照度の下限値が定められている。同様に、ポイントＰ５は、水平線より４度下方かつ垂直線より２０度右方（４Ｄ−２０Ｒ）の位置にあり、照度の下限値が定められている。
ポイントＰ２は、水平線より１．７２度下方かつ垂直線より１６度左方の位置（１．７２Ｄ−１６Ｌ）にあり、照度の下限値が定められている。ポイントＰ４は、水平線より１．７２度下方かつ垂直線より１１度右方の位置（１，７２Ｄ−１１Ｒ）にあり、照度の下限値が定められている。
ポイントＰ３は、水平線より０．８６度下方の位置（０．８６Ｄ）にあり、照度の下限値が定められている。

図３は、本発明の一実施形態に係る追加灯具ユニットＬｏの概略正面図である。追加灯具ユニットＬｏは、例えばＬＥＤである一つまたは複数（図３では一つ）の半導体発光素子２２と、半導体発光素子から発せられた光を反射する反射面を有するリフレクタ２４と、透明または半透明のアウターカバー２６（図５参照）と、で構成される。

追加灯具ユニットＬｏは、基本灯具ユニットＢで形成される主配光パターンに隣接して
左右いずれかの拡散領域を照射するように配光制御されている。図４はその一例であり、図４（ａ）は車両前部左側に配置される車両用前照灯内の追加灯具ユニットの配光パターンであり、図４（ｂ）は車両前部右側に配置される車両用前照灯内の追加灯具ユニットの配光パターンである。複数の追加灯具ユニットは、同一の配光パターンを形成してもよいし、異なる配光パターンを形成してもよい。

上述のように、各国の法規で要求される配光性能は左右一灯ずつの基本灯具ユニットで満たされている。そのため、追加灯具ユニットは、主に見映えを重視して比較的自由に配置することができる。なお、法規上照度の上限値が定められている場合は、基本灯具ユニットと追加灯具ユニットの組み合わせによる配光パターンの照度も考慮して、追加灯具ユニットを配置する必要がある。

図５は、基本灯具ユニットＢまたは追加灯具ユニットＬｏをそれぞれの光軸を含む垂直面で切断したときの概略断面図である。各灯具ユニットは、下向きに配置された半導体発光素子１２または２２と、回転放物面を基調とした形状の反射面を有するリフレクタ１４または２４と、リフレクタよりも車両前方に配置されたアウターカバー１６または２６と、を少なくとも備える。リフレクタ１４または２４は、図中に実線の軌跡で示すように、半導体発光素子１２または２２から発せられた光を略水平方向に反射するように配光制御されている。

図６は、ロービーム用合成配光パターンを形成するための、基本灯具ユニットＢと追加灯具ユニットＬｏの組み合わせの一例を示す。この例では、一つの基本灯具ユニットＢと二つの追加灯具ユニットＬｏを、正面から車両を観察したときに略水平方向に配置して、全体として細幅の車両用前照灯４０を構成している。

図７は、ロービーム用合成配光パターンを形成するための、基本灯具ユニットＢと追加灯具ユニットＬｏの組み合わせの別の例を示す。この例では、一つの基本灯具ユニットＢと六つの追加灯具ユニットＬｏを、正面から車両を観察したときに略水平方向に配置して、全体として細幅の車両用前照灯５０を構成している。

このように、様々な形状の細幅の車両用前照灯を、二種類の灯具ユニットだけで簡単に構成することができる。

図８は、図６、７にそれぞれ示した車両用前照灯４０、５０による車両前方の路面上の照度のシミュレーション結果である。ここでは、基本灯具ユニットが８５０ルーメン、追加灯具ユニットが１５０ルーメンの光束を有しているものとしてシミュレーションを行った。図８（ａ）、（ｂ）中の線は３ルクスの範囲を示し、車両用前照灯４０よりも車両用前照灯５０の方が照射範囲の幅が広くなっていることが分かる。

基本灯具ユニットと追加灯具ユニットは、直線状に並べるだけでなく様々な態様で配置することができる。図９は、一つの基本灯具ユニットＢと六つの追加灯具ユニットＬｏを逆「へ」の字形になるように配置した車両用前照灯６０を示す。このように、所望の形状の細幅の車両用前照灯を、二種類の灯具ユニットのみで簡単に形成することができる。

図１０は、一つの基本灯具ユニットＢと六つの追加灯具ユニットＬｏを備える、車体前部右側に設けられる車両用前照灯７０の概略平面図である。図１０の例では、追加灯具ユニットＬｏが、その光軸を基準にして左右いずれかの側（図１０では右側）に偏った配光パターンを形成するように配光制御されており、車体前面の曲線ボディ形状７２に沿わせて追加灯具ユニットＬｏと基本灯具ユニットＢとが設置されている。このように、追加灯具ユニットと基本灯具ユニットの車両奥行き方向の位置をずらすことによって、スラントを有する車体前部の形状に合わせた車両用前照灯を容易に形成することができる。また、車両用前照灯の奥行きを低減することができる。

図１１は、上記の基本灯具ユニットと追加灯具ユニットにさらに組み合わせることで、ハイビーム用合成配光パターンを形成可能な第２追加灯具ユニットＨｉの概略平面図である。追加灯具ユニットＨｉは、例えばＬＥＤである一つまたは複数（図１１では二つ）の半導体発光素子３２と、半導体発光素子から発せられた光を反射する反射面を有するリフレクタ３４と、透明または半透明のアウターカバー（図示せず）と、で構成される。第２追加灯具ユニットＨｉは、仮想鉛直スクリーンの水平線Ｈより上部を少なくとも照射するように配光制御されている。

図１２は、ハイビーム用合成配光パターンを形成するための、基本灯具ユニットＢ、追加灯具ユニットＬｏ、第２追加灯具ユニットＨｉの組み合わせの一例を示す。この例では、図６に示した一つの基本灯具ユニットＢと二つの追加灯具ユニットＬｏの組み合わせに、さらに二つの第２追加灯具ユニットＨｉを同じく略水平方向に配置して、全体として細幅の車両用前照灯８０を構成している。

図１３は、ハイビーム用合成配光パターンを形成するための、基本灯具ユニットＢ、追加灯具ユニットＬｏ、第２追加灯具ユニットＨｉの組み合わせの別の例を示す。この例では、図７に示した一つの基本灯具ユニットＢと六つの追加灯具ユニットＬｏの組み合わせに、さらに二つの第２追加灯具ユニットＨｉを左端の二つの追加灯具ユニットＬｏの下側に隣接して配置して、車両用前照灯８０を構成している。

このように、ロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンの両方を形成可能である様々な形状の車両用前照灯を、三種類の灯具ユニットだけで簡単に構成することができる。

図１４は、図１２、１３にそれぞれ示した車両用前照灯８０、９０による車両前方の路面上の照度分布のシミュレーション結果である。ここでは、基本灯具ユニットが８５０ルーメン、追加灯具ユニットが１５０ルーメン、第２追加灯具ユニットが８５０ルーメンの光束を有しているものとしてシミュレーションを行った。図１４（ａ）、（ｂ）中の線は５ルクスの範囲を示し、車両用前照灯８０よりも車両用前照灯９０の方が照射範囲の幅が広くなっていることが分かる。

以上説明したように、本実施形態によれば、基本灯具ユニットと追加灯具ユニットという二種類の灯具ユニットの組み合わせで、ロービーム用配光パターンを形成する種々の形状の車両用前照灯を構成する。したがって、所望の配光性能や意匠毎に専用の車両用前照灯を設計、作成する必要がないため、コストが低下する。

本実施形態では、基本灯具ユニットのみで、各国の法規で要求される配光性能を満足するように構成されている。そのため、追加灯具ユニット間で性能のばらつきがあっても合成配光パターンに与える影響が軽微であり、追加灯具ユニットの設置数やレイアウトの自由度が非常に高い。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような組み合わせられ、もしくは変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の各実施形態同士、および上述の各実施形態と以下の変形例との組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わせされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

実施の形態では、基本灯具ユニット、追加灯具ユニット、第２追加灯具ユニットのリフレクタが回転放物面を基調とした形状の反射面を有するものとして説明した。しかしながら、基本灯具ユニット、追加灯具ユニット、第２追加灯具ユニットのうちの一部または全てを、回転楕円面を基調とする反射面を有するプロジェクタ型の灯具ユニットや、モノフォーカル型の灯具ユニットで置換してもよい。

１２、２２、３２ 半導体発光素子、 ４０、５０、６０、７０、８０ 車両用前照灯、 Ｂ 基本灯具ユニット、 Ｌｏ 追加灯具ユニット、 Ｈｉ 第２追加灯具ユニット。

Claims (4)

1. 車両前方に位置する仮想鉛直スクリーン上に投影されるロービーム用配光パターン内の予め定められた複数箇所における照度を満たすように配光制御された主配光パターンを形成する基本灯具ユニットと、
   前記主配光パターンに隣接して左右いずれかの拡散領域を照射するように配光制御された追加灯具ユニットと、を備え、
   一つの前記基本灯具ユニットと複数の前記追加灯具ユニットとを組み合わせて、仮想鉛直スクリーン上にロービーム用配光パターンを形成することを特徴とする車両用前照灯。
2. 複数の前記追加灯具ユニットが、正面から車両を観察したとき略水平方向に並ぶように設置さ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. 前記追加灯具ユニットが、その光軸を基準にして左右いずれかの側に偏った配光パターンを形成するように配光制御されており、車体前面の曲線ボディ形状に沿わせて複数の該追加灯具ユニットが設置されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯。
4. 一つの前記基本灯具ユニットと複数の前記追加灯具ユニットが形成する配光パターンと組み合わせたときにハイビーム用配光パターンを形成するように配光制御された一つ以上の第２追加灯具ユニットをさらに備え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前照灯。

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