JP3646251B2 - 車両用前照灯 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドランプなど照明用の車両用灯具に関するものであり、詳細には、白熱電球のように2つの発光源を近接して配置することが不可能である放電灯を光源として採用したときに、可動とした遮光部などを設けることで、1つの光源においてもすれ違い配光と走行配光との切換えを可能とした構成に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の1つの光源で配光の切換えを行う車両用前照灯90の基本的な構成の1つの例を示すものが図10であり、この車両用前照灯90は、メタルハライドランプなど放電灯91を光源として採用し、この放電灯91のアーク91aを第一焦点f1とする回転楕円面など楕円系反射面92が設けられている。
【0003】
前記楕円系反射面92の第二焦点f2の近傍にはシャッタ93が設けられ、前記楕円系反射面92から第二焦点f2に収束する略円錐状である光束の断面に挿入され、一部、例えば下半部を遮蔽し、下弦の半月状などとする。前記シャッタ93の更に照射方向側には、前記シャッタ93に略焦点を有する凸レンズ状とした投影レンズ94が設けられ、前記シャッタ93により遮蔽が行われた光束の断面形状を投影する。
【0004】
前記投影レンズ94により、上記した光束の断面形状は上下左右が反転され、且つ、拡大されて照射方向に投影されるものであるので、下弦の半月状は上弦の半月状となり、即ち、上向き光を一切含まないすれ違い配光が得られるものと成る。
【0005】
このときに、前記シャッタ93を可動とし、前記した光束中に挿入と退去とを可能なものとしておき、走行配光が要求されるときには光束中から退去させれば、投影レンズ94から投影される照射光の断面形状は略全円状となり上向き光も含むものとなり、遠方へ光が到達するものと成って、走行配光が得られるものと成る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構成とした車両用前照灯90では、すれ違い配光としたときには、楕円系反射面92からの光の略半分がシャッタ93で遮蔽されるので、当然に車両用前照灯90としての光量も略半減するものと成る。しかしながら、近年では交通量の増加などによりすれ違い配光で走行の大部分が行われるのが実状であり、このときに光量の損失が大きいのは、エネルギー効率および視認性の向上の面などから好ましくないものと成っている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、1つの光源と可動部とを設けてすれ違い配光と走行配光とを切換て成る車両用前照灯において、
光源を第一焦点とし長軸を照射方向に向かい略水平とする楕円面とした第一反射面と、
前記光源を第一焦点とし長軸を照射方向に向かう適宜の下向きとする楕円面とした第二反射面と、
前記第二反射面の第二焦点を第一焦点とし第二焦点を前記光源の略水平の右側に有する右第三反射面部及び前記第二反射面の第二焦点を第一焦点とし第二焦点を前記光源の略水平の左側に有する左第三反射面部の少なくとも一方より成り、前記第一反射面に前記第二反射面からの光を反射する第三反射面と、
前記第二反射面の第二焦点を焦点とし軸を照射方向とする放物面とされた第四反射面と、
前記第一反射面からの反射光にすれ違い配光の形状を与えるシャッタとから成り、
前記可動部には前記第三反射面と前記シャッタとが取付けられ、
前記車両用前照灯にすれ違い配光が要求されるときには前記シャッタが前記第一反射面の光束中の所定位置に移動されると共に、前記第三反射面が第二反射面の第二焦点に第一焦点を合致させる位置に移動されて第四反射面への第二反射面からの光束を遮蔽し、
前記車両用前照灯に走行配光が要求されるときには前記シャッタは前記第一反射面の光束中から退去すると共に、前記第三反射面も第二反射面の光束中から退去してこの光束を前記第四反射面に与える構成としたことを特徴とする車両用前照灯を提供することで課題を解決するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図1〜図5に示すものは本発明に係る車両用前照灯1の第一実施形態であり、この第一実施形態では前記車両用前照灯1は、メタルハライドランプなど発光源が1つの光源2と、第一反射面3と、第二反射面4と、第三反射面5とシャッタ6とから成る可動部7と、第四反射面8と、投影レンズ9とから構成されている。
【0009】
前記第一反射面3は前記光源2を第一焦点f1とする回転楕円面など楕円系反射面であり、この第一反射面3の長軸X上の適宜位置に第二焦点f2があり、この第二焦点f2に反射光が収束するものとされ、前記第二焦点f2の近傍にはすれ違い配光を形成するためのシャッタ6が設けられているが、このシャッタ6については後に再度説明する。
【0010】
従って、この第一実施形態の車両用前照灯1においては、前記第一反射面3の長軸Xが、この車両用前照灯1の照射軸となり、前記シャッタ6の照射方向前方には、前記シャッタ6の近傍に焦点を有し、長軸Xと同軸とした投影レンズ9が設けられている。
【0011】
また、前記第二反射面4は上記第一反射面3と同じく光源を第一焦点f1とする楕円面であるが、その長軸Yは照射方向に向う適宜の下向きとされている。尚、第二反射面4の設置に当っては、例えば楕円の離心率などが調整されると共に、前記した下向きの角度なども調整され、第一反射面3からの反射光が干渉することのないようにされている。
【0012】
また、前記第三反射面5は、左第三反射面5aと、右第三反射面5bとの2面で構成されている。尚、左右については運転席側から見るものとして説明を行う。前記左第三反射面5aは第二反射面4の長軸Y上にある第二焦点f3を第一焦点とする楕円面であり、このときに左第三反射面5aの第二焦点f4aは前記光源2を通り長軸Xに直交する水平線Z上の適宜な左側に位置するものとされている。
【0013】
右第三反射面部5bも、上記に説明した左第三反射面部5aと同様に第二反射面4の第二焦点f3を第一焦点とする楕円面であり、第二焦点f4bを左第三反射面5aの第二焦点f4aとは光源2に対して対称となる右側に有している。そして、左第三反射面部5aと右第三反射面部5bとはお互いが干渉しない部分が組合わされて一体の第三反射面5とされている。
【0014】
ここで、前記第三反射面5と前記シャッタ6とはすれ違い配光を得るときには夫々が所定位置となるように連結部7aで接続され、更には、回転軸7bが設けられて、全体が回転軸7bにより揺動する可動部7とされている。また、この可動部7には、例えばソレノイドなどによる駆動部7c、リターンスプリング7dも設けられている。
【0015】
そして、本発明では、前記駆動部7cが駆動されたときには第三反射面5と前記シャッタ6とは走向位置となり、駆動部7cの駆動が停止されたときにはリターンスプリング7dによりすれ違い位置となるものとされ、走行時の大部分を占めるすれ違い位置での電力消費を低減している。
【0016】
前記第四反射面8は、前記第二反射面4の第二焦点f3を焦点とする回転放物面など放物面系の反射面であり、この第四反射面8の軸Qは前記長軸Xと平行とされている。よって、第二焦点f3に収束する第二反射面4からの光は第三反射面5と第四反射面8とが関与するものと成るが、これは前記可動部7により排他的に何れか一方が光を受けるものとされ、この状態は、図2〜図5を用いて以下に説明を行う。
【0017】
図2および図3は、前記車両用前照灯1ですれ違い配光を得るときの状態を示す断面図であり、このとき、前記シャッタ6は可動部7により第一反射面3からの反射光中の所定位置に挿入されてすれ違い配光の形状を形成する。同時に前記可動部7は第三反射面5を第二反射面4の第二焦点f3に対応する位置、即ち、第二反射面4の第二焦点f3と、第三反射面の第一焦点とが合致する位置に設定する。
【0018】
このようにすることで、第二反射面4で捕捉され第二焦点f3に収束する光は、第三反射面5に対しては光源の作用を成すものとなり、左第三反射面部5a、右第三反射面部5bのそれぞれの第二焦点f4a、f4bに収束し、これら第二焦点f4a、f4bは光源2に近接する水平方向左右に存在しているので、第一反射面3により、この車両用前照灯1の照射方向に向い反射されるものと成る。
【0019】
このときに、前記第三反射面5は第一反射面3の前方で且つ下方に設けられているものであるので、第三反射面5からの反射光は、ほぼ全てが第一反射面3の上半部で反射して下向きのものとなり、前記シャッタ6に遮蔽されることなくほぼ全量が照射光として利用できるものと成る。
【0020】
図3は、第三反射面5が上記に説明した位置でのすれ違い配光SBの形成状態を示すものであり、先ず、光源2から第一反射面3に達する光は、この第一反射面3の全面に達するものとなり、即ち、上向き光と下向き光とが混合されたものと成っており、この内の上向き光の成分が前記シャッタ6で遮蔽される。
【0021】
上記の説明から明らかなように、本発明の車両用前照灯1においては、前記第一反射面3からの反射光SB1のみで従来例の車両用前照灯とほぼ同等な光量を有しているものと成っている。そして、前記反射光SB1に前記第三反射面5からの反射光を第一反射面3が反射した反射光SB2が加算され、総合としてのすれ違い配光SBが得られるものと成る。尚、前記第三反射面5からの反射光は第一反射面3の第一焦点f1とは一致するものではないので、前記反射光SB2はやや拡がり気味のものと成り、水平方向への照射角が狭いとされているこの形式の前照灯の欠点も補正される。
【0022】
図4および図5は、前記車両用前照灯1で走行配光を得るときの状態を示す断面図であり、このとき、前記シャッタ6は可動部7により第一反射面3からの反射光中から退去されると共に、前記第三反射面5を第二反射面4からの光束中からも退去させる。
【0023】
このようにすることで、第二反射面4で捕捉され第二焦点f3に収束する光は、同じ第二焦点f3に焦点を有する第四反射面8により照射方向正面に向う平行光線として反射されるものとなる。よって、図5に示すようにシャッタ6により部分的な遮蔽が行われることなく、上向き光も含むものとなった第一反射面3からの反射光MB1に、第四反射面8からのよりスポット的な反射光MB2が加算され走行配光MBが得られるものと成る。
【0024】
図6〜図8は、同じく本発明に係る車両用前照灯1の第二実施形態であり、この第二実施形態では、前の第一実施形態に対して可動部17に変更が行われている。即ち、連結部17aには開口部17eが設けられ、第二反射面4からの光の供給を図7に示す第三反射面5から、図8に示す第四反射面8へと切換える際には前記開口部17e(図6参照)を通過させるものとしている。
【0025】
そして、これに伴い、回転軸17b、駆動部17c、リターンスプリング17dに対しても上記の構成に適合するように適宜な変更が行われている。このようにすることで、例えば回転軸17bは第一反射面3、或は、第二反射面4の近傍に設置できるものとなり、投影レンズ9との干渉などを回避できるものと成る。尚、上記以外の構成、それに伴う作用、効果は前の第一実施形態と同様であるのでここでの詳細な説明は省略する。
【0026】
図9は本発明に係る車両用前照灯1の第三実施形態であり、前の第一実施形態も第二実施形態も第三反射面5からの反射光は第一反射面3に入射させるものとしていた。しかしながら、第一反射面3の第一焦点f1には光源2が配置されているので、実質的に第一焦点f1に一致させることができず、第一焦点f1の左右に配置し、これにより第一反射面3に対してはいわゆるピント外れの状態となっている。
【0027】
この第三実施形態は上記の点を鑑みて成されたものであり、前記第一反射面3の運転席側から見て左方向には、第三反射面15の第二焦点f14を焦点とする放物面とした第五反射面10が設けられ、この第五反射面10は軸Rを前記第一反射面3の長軸Xと平行、若しくは、適宜の下向きとしている。
【0028】
このようにすることで、第五反射面10からは焦点の合った平行光線の反射光が得られるものとなり、この第五反射面10の前方に設けるレンズ(図示は省略する)に施すレンズカットなどにより所望の配光特性が形成できるものと成る。また、同時にすれ違い配光のときにも車両用前照灯1としての発光面積が拡がり対向車などからの視認性も向上する。
【0029】
尚、この第三実施形態においては、第三反射面5は前の第一実施形態、第二実施形態の如くに、左反射面部と右反射面部との組合せではないが、これは、第一実施形態、第二実施形態と同様に左反射面部と右反射面部との組合せとしても良く、この場合には第五反射面10も第一反射面3の左右の両側に設けられるものと成る。また、逆に第一実施形態、或は、第二実施形態の第三反射面5を第三実施形態と同様な構成に形成することも自在である。
【0030】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明により、光源を第一焦点とし長軸を照射方向に向かい略水平とする楕円面とした第一反射面と、前記光源を第一焦点とし長軸を照射方向に向かう適宜の下向きとする楕円面とした第二反射面と、前記第二反射面の第二焦点を第一焦点とし第二焦点を前記光源の略水平の右側に有する右第三反射面部と、同様に前記第二反射面の第二焦点を第一焦点とし第二焦点を前記光源の略水平の左側に有する左第三反射面部とが組合わされた第三反射面と、前記第二反射面の第二焦点を焦点とし軸を照射方向とする放物面とされた第四反射面と、前記第一反射面からの反射光にすれ違い配光の形状を与えるシャッタとから成り、前記可動部には前記第三反射面と前記シャッタとが取付けられ、前記車両用前照灯にすれ違い配光が要求されるときには前記シャッタが前記第一反射面の光束中の所定位置に移動されると共に、前記第三反射面が第二反射面の第二焦点に第一焦点を合致させる位置に移動されて第四反射面への第二反射面からの光束を遮蔽し、前記車両用前照灯に走行配光が要求されるときには前記シャッタは前記第一反射面の光束中から退去すると共に、前記第三反射面も第二反射面の光束中から退去してこの光束を前記第四反射面に与える構成の車両用前照灯としたことで、従来は使用されることのなかった光源から前上方に放射される光を第二反射面で捕捉し、すれ違い配光時には第三反射面で第一反射面に回帰させ、走行配光時には第四反射面で照射方向に放射させて、何れの場合でも光源に対する光束捕捉率を向上させ、視認性の向上などこの種の車両用前照灯の性能の向上に極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る車両用前照灯の第一実施形態を示す斜視図である。
【図2】 同じく第一実施形態におけるすれ違い配光を形成するときの状態を示す断面図である。
【図3】 同じく第一実施形態におけるすれ違い配光を示す説明図である。
【図4】 同じく第一実施形態における走行配光を形成するときの状態を示す断面図である。
【図5】 同じく第一実施形態における走行配光を示す説明図である。
【図6】 同じく本発明に係る車両用前照灯の第二実施形態を示す斜視図である。
【図7】 第二実施形態におけるすれ違い配光を形成するときの状態を示す断面図である。
【図8】 第二実施形態における走行配光を形成するときの状態を示す断面図である。
【図9】 同じく本発明に係る車両用前照灯の第三実施形態を示す斜視図である。
【図10】 従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
1……車両用前照灯
2……光源
3……第一反射面
4……第二反射面
5、15……第三反射面
5a……左第三反射面
5b……右第三反射面
6……シャッタ
7、17……可動部
7a,17a……連結部
7b、17b……回転軸
7c、17c……駆動部
7d、17d……リターンスプリング
17e……開口部
8……第四反射面
9……投影レンズ
10……第五反射面
Claims (3)
- 1つの光源と可動部とを設けてすれ違い配光と走行配光とを切換て成る車両用前照灯において、
光源を第一焦点とし長軸を照射方向に向かい略水平とする楕円面とした第一反射面と、
前記光源を第一焦点とし長軸を照射方向に向かう適宜の下向きとする楕円面とした第二反射面と、
前記第二反射面の第二焦点を第一焦点とし第二焦点を前記光源の略水平の右側に有する右第三反射面部及び前記第二反射面の第二焦点を第一焦点とし第二焦点を前記光源の略水平の左側に有する左第三反射面部の少なくとも一方より成り、前記第一反射面に前記第二反射面からの光を反射する第三反射面と、
前記第二反射面の第二焦点を焦点とし軸を照射方向とする放物面とされた第四反射面と、
前記第一反射面からの反射光にすれ違い配光の形状を与えるシャッタとから成り、
前記可動部には前記第三反射面と前記シャッタとが取付けられ、
前記車両用前照灯にすれ違い配光が要求されるときには前記シャッタが前記第一反射面の光束中の所定位置に移動されると共に、前記第三反射面が第二反射面の第二焦点に第一焦点を合致させる位置に移動されて第四反射面への第二反射面からの光束を遮蔽し、
前記車両用前照灯に走行配光が要求されるときには前記シャッタは前記第一反射面の光束中から退去すると共に、前記第三反射面も第二反射面の光束中から退去してこの光束を前記第四反射面に与える構成としたことを特徴とする車両用前照灯。 - 1つの光源と可動部とを設けてすれ違い配光と走行配光とを切換て成る車両用前照灯において、
光源を第一焦点とし長軸を照射方向に向かい略水平とする楕円面とした第一反射面と、
前記光源を第一焦点とし長軸を照射方向に向かう適宜の下向きとする楕円面とした第二反射面と、
前記第二反射面の第二焦点を第一焦点とし第二焦点を前記第一反射面の右外側に有する右第三反射面及び前記第二反射面の第二焦点を第一焦点とし第二焦点を前記第一反射面の左外側に有する左第三反射面の少なくとも一方より成る第三反射面と、
前記第二反射面の第二焦点を焦点とし軸を照射方向とする放物面とされた第四反射面と、
前記第一反射面の左右いずれかの外側に第二焦点を有するものとされた前記第一反射面の左右いずれかの外側に第二焦点を焦点とし軸を略照射方向とする放物面とされた前記第三反射面が設けられた側に設けられる第三反射面から光を受ける第五反射面部から成る第五反射面が設けられ、
前記第一反射面からの反射光にすれ違い配光の形状を与えるシャッタとから成り、
前記可動部には前記第三反射面と前記シャッタが取付けられ、
前記車両用前照灯にすれ違い配光が要求されるときには前記シャッタが前記第一反射面の光束中の所定位置に移動されると共に、前記第三反射面が第二反射面の第二焦点に第一焦点を合致させる位置に移動されて第四反射面への第二反射面からの光束を遮蔽し、
前記車両用前照灯に走行配光が要求されるときには前記シャッタは前記第一反射面の光束中から退去すると共に、前記第三反射面も第二反射面の光束中から退去してこの光束を前記第四反射面に与える構成としたことを特徴とする車両用前照灯。 - 前記可動部はすれ違い配光を得る位置が定位置とされてスプリングにより定位置が保たれるものとされ、走行配光が要求されたときには前記スプリングの応力に抗する駆動部により走行配光を得る位置に保持が行われることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両用前照灯。
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