JP2622996B2 - 自動車の道路照射用前照灯 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は概略自動車の道路照射用前照灯に関し、特に
高さが低く、ランプから発した光束の回収の良い且つシ
ールガラスの起点側に所望のの発光作用に特に適した光
分布を形成する道路照射用前照灯に関する。

〔従来の技術〕

自動車の照明に関して現実の傾向は空気力学的及び美
学的註文要求に密接に結びついている。

かくして、最近の自動車はボンネットが前に下降し、
前頭部の面の高さが低くなっている。

従って、自動車の前照灯の高さも対応して低くする必
要がある。

この問題について、公知の解決手段は従来の、フィラ
メント（又は他の発光源）が回転放物面状のリフレクタ
内に焦点を集めるようになっているランプとシールドガ
ラスからなる前照灯の光軸面を形成することおよび上下
二つの平らなフランジによりリフレクタを截頭すること
からなる。

この解決策は簡単ではあるが、なお著しい欠点を呈す
る。事実、フィラメントは多くは水平（軸方向又は交軸
方向）であるので、多くの光束をこれらのフランジに発
し、それは光軸面で効力を生じないので、得られる道路
照射用光束には関与しない。

実際、このような前照灯の光束の回収率が65％を越え
るのはまれである。

このような截頭された前照灯において光束の回収率を
改善するために、多くの試みがとりわけ出願人でなされ
た。例えば反射面に複雑な面を用いると、平均焦点距離
を減じ、より深いリフレクタが得られ、従って光束の回
収率は改善される。

しかし、得られた結果は尚相当進歩の余地を残してい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は前記先行技術の欠点を補ない且つ最近の概念
の要求を満足するため高さが低く、光源から発した光量
の回収率が良く、光度の大きい光束を与えるような道路
照射用光束発光に適した前照灯を提供することを目的と
する。

本発明の他の目的はリフレクタにより形成されたフィ
ラメントの像に道路照射用光束形成に適した特定の方向
性を与えることである。この点について、道路照射用光
束の見やすさは道路の軸（即ち前照灯の光軸）中の集中
点と共に光束の幅の大きいこと及び厚さが小さいことで
与えられることを喚起すべきである。

より正確には、本発明は同様に光束形成に関係するフ
ィラメントの像の大部分が水平か或いはわずかに傾斜す
るようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのため、本発明は光源と、光軸を形成するリフレク
タとシールドガラスを含む型の自動車の道路照射用前照
灯において、リフレクタが光源に焦点を集めたほぼ回転
放物面状の基部と、母線が垂直な放物柱状の縁部分とを
有し、更に光源付近に前照灯のほぼ高さ全体に延長し、
光源からの光線をその方向に偏向して、その光線をリフ
レクタの縁部分に向かって実質水平方向に再発光するよ
うにした偏流手段を含み、リフレクタが光軸にほぼ水平
な方向に光線を反射し、道路照射用光束形成に関係する
ようにしたことを特徴とする前照灯を備えるものであ
る。

好ましい例では、光源は光軸に従う方向に長く延在し
たフィラメントである。

本発明の特定の第１様態によれば、偏流手段は水平面
に突出して、光源に対して光軸の両側に位置し、角度間
隔はリフレクタの両縁部分の位置する角度間隔にほぼ等
しく、リフレクタの縁部分により再発光した光線は入射
光線の入る個々の垂直面に入る。

偏流手段が光源に中心を定め、リフレクタの高さ全体
に延在し、各が段状の連続する偏光プリズムで構成され
た二つの円環レンズ部材を含む場合に第１の可能性が存
在する。

変形例では、偏流手段は光源に中心を定め、前照灯の
高さの中間に位置し、各が連続する段状プリズムで構成
された二つの円環レンズ部材と、垂直回転軸が光源を通
る円環放物面をなし、各円環レンズ部材の上下の前照灯
の残りの高さに位置する二組の補助リフレクタを含む。

しかしながら、これら二つの場合共、好ましくはリフ
レクタの縁部分は垂直母線が焦点線として光源を通る垂
直線を有する放物柱の部分であり、円環レンズ部材と二
組の補助リフレクタは各ほぼ前照灯の高さ全体に位置す
る。

更に、本発明の特定第２様態によれば、偏流手段は光
源に中心を定め、光源の前方に約180゜延在し、前照灯
の高さの中間部分に位置する円環レンズ部材であって、
連続する段状偏光プリズムにより構成された部材と、母
線が光軸に平行な水平放物柱状をなし、上記光軸と一緒
になった焦点線を有し、各円環レンズ部材の上下の、前
照灯の高さの残りに位置する二組の補助リフレクタを含
み、前照灯の縁部分は上記の円環レンズ部材の高さに母
線が焦点線として光源を通る垂直線を有する二つの放物
柱部分と、上記二つの部分の上下に且つ上記二組の補助
リフレクタの高さに垂直母線が焦点線として光源の両側
に位置し、光源からの距離が両方共補助リフレクタの焦
点距離のほぼ２倍に等しい垂直線を有する二つの放物柱
部分とを含む。

本発明の他の態様及び利点は以下添付の図面を参照し
て、例示された本発明の好ましい実施例の詳細な記載か
ら明らかになるであろう。

〔実施例〕

第１図から第４図を参照して、本発明の第１態様によ
る道路照射用前照灯はランプ100と、全体的に200で示し
た復体リフレクタ、屈折による偏流手段300及びシール
ドガラス400を含む。

ランプ100はフィラメント102を備え、それは殆ど筒状
と考えてよく、前照灯の光軸Ｘ−Ｘ上に軸方向に配置さ
れている。

リフレクタ200はまず回転放物面状の基部210を含み、
その第１焦点F₁は軸Ｘ−Ｘ上、フィラメント102の中心
近くに位置している。好ましくは、焦点距離とリフレク
タの全高さの関係は1:4程度で、その目的について以下
説明する。

リフレクタの基部210は二つの側方領域で光軸Ｘ−Ｘ
に対して直角で、フィラメント102の中心が通る面まで
前方に延長して、第２図に示されたフィラメントに中心
をおいた円弧状側方輪郭を呈する。

リフレクタの基部210は一方上下領域で、前照灯がそ
の間に含まれている二つの水平面によって上下が定めら
れているところまで前方に延長している。この延長部分
が212で示されている。こうして、リフレクタの基部210
はフィラメント102により前後に発光された光の場全体
をおおうようになる。

リフレクタは更に偏流手段300と共働する二つの縁部
分（222,224）を含む。より詳しくは偏流手段はフィラ
メント102の中心に焦点をおいた軸が垂直な二つの円環
フレネルレンズ部材302,304で構成され、その内面にそ
れぞれの水平面に含まれた連続した段階式偏光プリズム
を含む。勿論偏光プリズムはレンズ302,304の外面に形
成することができる。“円環状（トリック）”体積又は
面という言葉は平坦な円周の回転により且つ平坦な全曲
線が周囲又は曲線平面に含まれた軸周囲に延長すること
により生じた体積又は面と了解すべきもので、これは記
載全体に云えることである。

相対する二つのリフレクタの縁部分222,224はフィラ
メント102の中心が通る垂直焦点線（第２及び第４図の
線F₂）に焦点をおき、面／軸としては光軸Ｘ−Ｘの通る
垂直面を有する垂直母線になる同じ放物柱の二つの対称
部分で構成される。

第１図に見る如く、水平面に突出して、各円環レンズ
及び関連のリフレクタの縁部は同じ角度間隔のフィラメ
ントの光の場をおおう。より正確にはこの間隔はリフレ
クタの基部210との移行部に相当する光軸Ｘ−Ｘに直交
する直線の高さにはじまり、フィラメントとリフレクタ
の部分222又は224の側端部の位置とで形成された角度α
に終わる。かくして各円環レンズ302,304がこの関連リ
フレクタ部分222,224の端部とフィラメント102を結ぶ直
線の高さで断絶していることがかわる。

更に、図示していないが、シールドガラス400はプリ
ズム又は多少偏向した垂直溝を含んで、光束をわずかに
側方に拡げるようにすることができる。

上記の道路照射用前照灯は光学面上次のような状態に
ある。第一に、フィラメント102とリフレクタの基部210
は従来のやりかたで、光軸に若千強度の平行な光線（第
１図から第４図までの光線R₁）を生じる。

更に、レンズ302又は304の方向のフィラメントから発
した光線がレンズにより下げられ、偏流が垂直面で生じ
て、関連するリフレクタの縁部の方向に水平に拡がる。
それ故、上記の円環レンズの構成によって、そのように
偏流した光線はこのリフレクタの垂直焦点線F₂を仮の原
点とし、従って、このリフレクタによって反射して、反
射後光軸Ox（第１図から第４図までの光線R₂）にほぼ拡
がる。

第２及び第３図に見る如く、リフレクタの基部210の
延長部分212が２ヶ所形成されている。一方では、この
ように考慮されたリフレクタの基部は円環レンズ302と3
04によって再生される光線を吸収せず、同じ側に位置す
る延長部分212がレンズの間に、これらの光線用の窓の
ようなものを形成する（特に第４図参照のこと）。他方
では、このようなリフレクタはこのリフレクタから発し
た光束に保持された長方形領域を好適におおい、この領
域は第２図に見るようにレンズ302と304の垂直方向両前
端の間と、前照灯の水平上下限界の間に形成されてい
る。

上記したような道路照射用前照灯はフィラメントから
発した光の流れの回収率が公知技術の截頭された放物面
の前照灯のものに比べて非常に秀れている。実際に、公
知の前照灯ではリフレクタの上下のフランジに衝突して
損失されてしまう光線Ｒ′_２（第２図）のような大きく
上昇又は下降する光線はここではレンズ302,304の一つ
により大部分回収され、対応するリフレクタの縁部に反
射し、光束形成に加わる。45゜以上に大きく傾斜した或
いはほぼ前方に設けられた、即ち角度αの間隔に含まれ
ない光線のみが回収されない。

本発明による前照灯の他の利点はレンズ302と304及び
リフレクタの縁部222と224により構成された光束形成手
段が実質水平か、水平方向にわずかに傾斜したフィラメ
ントの像を生ずることにある。事実、フィラメントに対
し、相対的に側方に置かれたレンズはその出口に殆ど傾
斜していないフィラメントの像に一致する光線を形成
し、放物柱222又は224上の反射はこの傾斜を強調しない
性質がある。

かくして、フィラメントの像は従来から特に車輌近く
の道路を照らさないように過度の強度を与えたくない場
合の道路照射用光束を形成する性質を有する。

第５図から第８図に本発明の第２態様に相当する道路
照射用前照灯が示されている。

これらの図面上、第１図から第４図までに示した部材
或いは部品と同一又は類似のものは同じ符号で示し、あ
らためて詳述しない。

図示の如く、同じく回転放物面形状をなし、フィラメ
ント102のほぼ中央に焦点をおいたリフレクタの基部210
が示されているが、前方への延長部分は含まない。従っ
てその外形はフィラメント102上に中心をおき、光軸Ｘ
−Ｘに直角で、上記フィラメントが通る面に包含される
円形（第６図及び第８図）をなしている。

更に、偏流手段300は、各リフレクタの高さのほぼ全
体を占める多数の部材で構成されている。

中央部のフィラメントの高さに偏流手段が本発明の第
１実施例のものと同様の二つの円環レンズ302,304で構
成されており、違っているのはレンズが前照灯内の高さ
の低いところに位置していることである。

偏流手段300は更に円環レンズの上下に四つの補助リ
フレクタ312,322,314,324を含み、その各は反射後、入
射光線（光線R₃）を含む垂直面に水平に拡がるような光
線反射特質を有する。このような性質を有する反射面は
円環状放射面であると説明できる。すなわち、反射面は
水平軸とフィラメント102の中心に位置した中点を有す
る放物線がフィラメントの中心を通る垂直軸周囲に回転
することにより生ずる。

より正確には同じ側に位置する各二つのリフレクタ31
2,322及び314,324が同じ円環放物面に属し、二つの円環
放物面はフィラメントの中心が通る垂直線上円環レンズ
302と304の上下の縁の高さに位置する二つの点を相互に
交叉する。

かくして、第６図の垂直面での射影において、フィラ
メント102によって発光した光線は、円環レンズ302,304
及び返送リフレクタ312,314,322,324の間に分配され、3
60゜角に拡がって回収されること、またこれらの光線が
仮の原点として全てフィラメントの中心が通っている垂
直線F₂を有する水平方向に反射されることがわかる。

第１図から第４図までの実施例と同様、リフレクタの
縁部222と224は水平母線が焦点線F₂で、面／軸として光
軸Ｘ−Ｘを包含する垂直面を有する同じ放射柱になる二
つの対称部分になる。

第５図に示すように、且つ第１実施例と類似して、水
平面に突出して偏流手段を構成する異なる部材が光軸Ｘ
−Ｘに垂直な水平線と、フィラメント102に当放物柱状
リフレクタの端縁で接合する直線との間に各側に含まれ
た作用角（角度α）に拡がっている。

このような前照灯の光学的様相は偏流手段300が第１
図の円環屈折レンズに代わって、反射円環放物面の上下
域にある点を除けば、第１図から第４図までの実施例の
ものと実質同じである。その結果フィラメントにより発
光し、上に或いは下に大きく傾斜した光線の回収率は確
かに光線が上記のα角領域に入る第１実施例の場合と同
様増大する。

本発明の第３実施例が第９図から第12図に示されてい
る。

前に図示したものと同一又は類似の部材又は部品はあ
らためて詳細に表わしていない。

この実施例では、リフレクタ基部210は第５図から第
８図までのものと同一である。

偏流手段とリフレクタ縁部の組合せについて、第２実
施例と、三つの高さの異なる段階に分離する点同様であ
る。第２実施例と最も明らかに異なるところは段階間の
構造的な違いが今回特に第12図に示す如く、リフレクタ
の縁部の高さにあることである。

より正確には、フィラメント102の高さ（中央の高
さ）に偏流手段は、前述のレンズ302,304と概念的に同
様の円環状レンズ306を含んでいるが、それは光源から
前方180゜の角度で水平面に突出して拡がっている。

このレンズ306は前述したような垂直母線の放物柱の
対称部分であるリフレクタの縁部の相応する反射域と共
働する。

偏流手段は上下の段階に各放物柱状の補助リフレクタ
312,314及び322,324を含む。より正確には、各補助リフ
レクタは光軸Ｘ−Ｘに平行な水平母線で形成され、光軸
に垂直な垂直面に含まれ、軸が水平で、中央部がフィラ
メント102のほぼ中央に位置する放物面上に支持されて
いる。

かくして、前照灯の同じ側に位置した上下の二つの補
助リフレクタは事実同じ放物柱に属し、四つの補助リフ
レクタを含む二つの放物柱はリフレクタの長手方向垂直
面に対して対称であり、レンズ306の上下の縁部の高さ
に位置した中央直線（第９図の符号Ｄ）に従って、相互
に截頭してある。

しかしながら、第５図から第８図の円環状放物面との
違いから、これらの放物柱は偏流手段300の一部を形成
して、反射光線の仮の光源としてF₂（第６図から第８
図）のような直線を生ずることはなく、各他の垂直線
Ｆ′_２及びＦ″_２を生ずる。これらの直線はフィラメン
トの中心が通り、光軸Ｘ−Ｘに直角な垂直面に含まれ、
対称の補助リフレクタの側と対側から側方にずれてい
る。

より正確には、二つの放物柱は偏流手段300の上下の
部分を含み、フィラメントから双方に母線から焦点距離
の約２倍だけ位置ずれした垂直線状に仮光線のリフレク
タの縁部と向かいあっている。

従って、リフレクタの縁部は上下の段部について云え
ば、光軸Ｘ−Ｘに平行な縦軸面の、垂直焦点線Ｆ′_２及
びＦ″_２上に焦点をおいた、垂直母線を有する放物柱で
ある。従って、第12図に見る如く、偏流手段300の放物
柱状の補助リフレクタ312,314及び322,324に各関連した
リフレクタの上下の縁部232,234及び242,244と、円環レ
ンズ306に関連したリフレクタの中間縁部222,224の間に
は必然的にずれが存在する。

光学面上に、上記の前照灯は次の作用特性を有する。

まず、補助リフレクタの特定の形状により、補助リフ
レクタはリフレクタ基部210により生じた光束を事実上
隠ぺいすることがない。事実、光軸Ｘ−Ｘに平行な水平
母線の特徴は第10図の垂直面で前照灯の外形が図に示す
如く、断面が小さくなることで表わされる。

なお、フィラメントから偏流手段300を構成するいず
れかの部材で発した光源はまず屈折（光源R₂）又は反射
（光源R₃）により偏向し、水平に伝播する方向をとり、
次にリフレクタの縁部222,224,232,234,242,244により
回復し、光軸と実質平行な方向に反射する。

更に、上記の三つの実施例に共通の光学特性を達成す
るため、この第三実施例は前述の如く、円環レンズがフ
ィラメントの前に延在している。その結果、このレンズ
に向けられ、リフレクタの縁部に取入れられなかった光
線が、光軸の両側に45゜の角度で拡がる幅広で高さの低
い光束部分の形成に寄与する（第11図の光線R₄）。

第13図は光軸に垂直な投影図に、第９図から第12図の
シールドガラスを脱した前照灯の部分、特に偏流手段30
0の部分を形成する補助リフレクタと対応するリフレク
タの縁部との組合せにより生じた幾つかのフィラメント
の像の位置を示している。

これらの光学的部材と同様の概念により、フィラメン
ト102の全ての像は第13図に示す如く、正確に水平な方
向を有効に保持する。

その結果、これらの像は上記したように、幅が広くて
高さが低くなければならない道路照射用光束形成に良好
な素因となる。

例 リフレクタが上下のフランジにより截頭された放物面
で構成された公知技術の前照灯（サンプルＡ）と、本発
明の三つの実施例による各前照灯（サンプル１から３）
と比較した。

全ての場合について、リフレクタの出口の大きさは80
mm×200mmで、基部の焦点距離は各20mm程度であり、前
照灯の深さは殆ど同じとする。

光束の回収は各リフレクタに同じランプを使用し、光
源からくる光線が光束の形成に関与する主々の光学シス
テムの部材により回収される立体角の計算により算定し
た。

その結果は次の表に示される。

この表は、本発明による前照灯が先行技術のものに対
して明から秀れていることを示している。

第14図に主たるリフレクタ200の基部210の変形例を正
面図で示してある。

この変形例によれば、基部210は二つの側方部213,214
及び上方部分215と下方部分216を含み、前照灯の垂直軸
面の相対する両方向に同じ角度βに傾斜した二つの面P,
及びP₂で形成されている。これら四つの部分はフィラメ
ント上かその近辺に焦点がおかれる。

側方部分の焦点距離はリフレクタの放物柱状の側方部
分222,224のものと実質同じであるが、上方及び下方部
分215,216の焦点距離は前述のごとく、リフレクタの高
さの関数として決定され、より詳しくはこの高さの四分
の一に等しい。

リフレクタ基部210の種々の部品間の変移を特徴ずけ
る角度βは特に側方部213と214の焦点距離とリフレクタ
の高さの関数として、これらの部分がリフレクタの上下
の限界を越えて突出しないように決定される。より詳し
くは、関係式4f.sinβｈが満足されなければならな
い。

このリフレクタの基部が二つの焦点のある形状をなす
ことはリフレクタの基部が側方放物柱の発端まで横に拡
がることができ、更にリフレクタの高さが限られている
ことを考慮に入れて、好適な光束の回収率を呈すること
が可能な点で有利である。

勿論、本発明は上記した或いは図示した幾つかの実施
例に限られることなく、当業者にとってはこの発明の精
神に一致する変形例をもたらすことが可能である。

かくして、上記の三つの実施例の各の特性を両立する
範囲で、組合せることができる。

更に、本説明全体にわたって用いられている「水平
な」「垂直の」「直角な」等の用語は広い意味で考慮さ
るべきで、これら幾何学的表示について多少逸脱しても
実際的に前照灯に通用すると了解される。

なお、リフレクタの実施例に関して、一連に鋳造し、
例えば鋳造された脚部により諸部材を総合することも、
個々に種々の部品を鋳造し、後に例えば接着により組立
ることもできる。

更に、前述の如く、リフレクタ基部は好ましくは少な
くしも上方及び下方領域が前照灯の高さの四分の一の焦
点距離を有する。このことはリフレクタの高さがその中
心（フィラメント）の通る横断垂直面の高さの時、容易
に証明されるように前照灯と同じ高さになるからであ
る。

しかし、このことは本発明を限定の意味するものでは
ない。

〔発明の効果〕

上述の構成により、光束の大部分が回収され、高さが
低くて、しかも効率の高い前照灯が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による前照灯の水平断面
図、第２図は第１図の前照灯をシールドガラスを脱して
示した正面図、第３図は第１及び第２図の前照灯の軸方
向垂直断面図、第４図は第１図から第３図までの前照灯
の部分斜視図、第５図は本発明の第２実施例による前照
灯の水平断面図、第６図はシールドガラスを脱して示し
た第５図の前照灯の正面図、第７図は第５及び第６図の
前照灯の軸方向垂直断面図、第８図は第５図から第７図
の前照灯の部分斜視図、第９図は本発明の第３実施例に
よる前照灯の上面図、第10図は第９図の前照灯をシール
ドガラスを脱して示した正面図、第11図は第９及び第10
図の前照灯の軸方向垂直断面図、第12図は第９図から第
11図の前照灯の部分斜視図、第13図は第９図から第12図
までの前照灯の一部によって生じたフィラメントの幾つ
かの像の位置を光軸に直角の前照灯の面にシールドガラ
スを脱して示した図、第14図は本発明による前照灯の一
部の変形例の正面図である。 100……ランプ、102……フィラメント（光源）、200…
…リフレクタ、210……リフレクタの基部222,224,232,2
34,242,244……リフレクタの縁部、300……偏流手段、4
00……シールドガラス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−277101（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−159902（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−221802（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−25441（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平１−40087（ＪＰ，Ｙ２) 実公 平１−40088（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源（102）と、光軸（Ｘ−Ｘ）を形成す
   るリフレクタ（200）とシールドガラス（400）とを含む
   自動車の道路照射用前照灯において、リフレクタが光源
   （102）に焦点をおいた回転放物面形状の基部（210）
   と、母線が垂直な放物柱状をなす縁部（222,224,232,23
   4,242,244）を有し、更に光源近くに前照灯のほぼ高さ
   全体に延長し、光源からの光線（R₂;R₂,R₃）をその方向
   にそらしてリフレクタの縁部に対しほぼ水平方向に再発
   光するようにした偏流手段（300）を含み、それによっ
   て光源を光軸にほぼ水平方向に反射して、道路照射用光
   束形成に加えるようにしたことを特徴とする前照灯。
2. 【請求項２】リフレクタの基部（210）が光軸（Ｘ−
   Ｘ）に直角で、光源（102）の通る垂直面まで前方に延
   在することを特徴とする請求項１記載の前照灯。
3. 【請求項３】偏流手段が水平面に突出して、光源（10
   2）に対して光軸（Ｘ−Ｘ）の両側に位置し、角度間隔
   （α）がリフレクタの両縁部分（222,224）の位置する
   角度間隔にほぼ等しく、且つリフレクタの縁部により再
   発光した光線が入射光線の入る個々の垂直面に入ること
   を特徴とする請求項１または２記載の前照灯。