JP4159953B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

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Description

本願発明は、いわゆるプロジェクタ型の車両用前照灯に関するものであり、特に、可動シェードを有する車両用前照灯に関するものである。
一般に、プロジェクタ型の車両用前照灯は、車両前後方向に延びる光軸上に投影レンズが配置されるとともに、その後方側焦点よりも後方側に光源が配置されており、この光源からの光をリフレクタにより光軸寄りに反射させるように構成されている。そして、このプロジェクタ型の車両用前照灯によりロービーム用配光パターンを形成する場合には、投影レンズの後方側焦点近傍において光軸近傍に上端縁が位置するように配置されたシェードにより、リフレクタからの反射光の一部を遮蔽して、ロービーム用配光パターンの上端部に所定のカットオフラインを形成するようになっている。
その際「特許文献1」には、上記シェードとして、リフレクタからの反射光に対する遮蔽量を減少させる遮光緩和位置へ移動し得るように構成された可動シェードを有するプロジェクタ型の車両用前照灯が記載されている。
特開2001−110213号公報
上記「特許文献1」に記載された車両用前照灯においては、可動シェードを遮光緩和位置へ移動させることにより、ハイビーム用配光パターンを形成することができるので、単一の灯具をロービーム用とハイビーム用とで兼用することができる。
しかしながら、この「特許文献1」に記載された車両用前照灯においては、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とが、リフレクタの同一反射領域からの反射光により形成されるようになっているので、これをロービーム用配光パターンに適した反射面形状にするとハイビーム用配光パターンとしては必ずしも適正な配光パターンを得ることができず、一方、これをハイビーム用配光パターンに適した反射面形状にするとロービーム用配光パターンとしては必ずしも適正な配光パターンを得ることができない、という問題がある。
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、可動シェードを有するプロジェクタ型の車両用前照灯において、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とを共に適正な配光パターンとすることができる車両用前照灯を提供することを目的とするものである。
本願発明は、可動シェードの移動と連動する所定の補助シェードを設けることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
すなわち、本願発明に係る車両用前照灯は、
車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、この投影レンズの後方側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、このリフレクタからの反射光の一部を遮蔽するシェードとを備えてなり、
上記シェードが、上記後方側焦点近傍において上記光軸近傍に上端縁が位置するように配置される遮光位置と、この遮光位置よりも上記リフレクタからの反射光に対する遮蔽量を減少させる遮光緩和位置との間を移動可能な可動シェードとして構成された車両用前照灯において、
上記リフレクタの下部反射領域からの反射光を遮蔽し得るように構成された補助シェードを備えてなり、この補助シェードが、上記可動シェードの上記遮光位置から上記遮光緩和位置への移動と連動して、上記下部反射領域からの反射光を遮蔽する遮光位置からこの遮蔽を解除する遮光解除位置へ移動するように構成されており、
上記補助シェードが、上記可動シェードの後面上端縁近傍部位から後方へ向けて突出する略平板状の部材として、該可動シェードと一体で形成されており、上記遮光位置では、上記光軸の下方近傍において略水平に延びるように配置された状態となる一方、上記遮光解除位置では、上記光軸の下方において斜め後方へ延びるように配置された状態となるように構成されている、ことを特徴とするものである。
上記「光源」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、放電バルブの放電発光部や、ハロゲンバルブのフィラメント等が採用可能である。
上記「リフレクタの下部反射領域」とは、リフレクタの反射面において概ね光軸よりも下方に位置する領域を意味するものである。
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用前照灯は、遮光位置および遮光緩和位置間において移動可能な可動シェードを備えているが、これに加えて、リフレクタの下部反射領域からの反射光を遮蔽し得るように構成された補助シェードも備えており、この補助シェードが、可動シェードの遮光位置から遮光緩和位置への移動と連動して、下部反射領域からの反射光を遮蔽する遮光位置からこの遮蔽を解除する遮光解除位置へ移動するようになっているので、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、可動シェードが遮光位置にあるときには、その上端縁の反転投影像としてのカットオフラインを上端部に有するロービーム用配光パターンが形成されるが、このとき補助シェードも遮光位置にあるので、リフレクタの下部反射領域からの反射光はこの補助シェードにより遮蔽され、リフレクタの上部反射領域からの反射光のみによってロービーム用配光パターンが形成されることとなる。
一方、可動シェードが遮光緩和位置にあるときには、ロービーム用配光パターンのカットオフラインの上方まで拡がるハイビーム用配光パターンが形成されるが、このとき補助シェードは遮光解除位置にあるので、リフレクタの上部反射領域からの反射光のみならず、その下部反射領域からの反射光も利用されることとなる。
その際、この下部反射領域からの反射光は、ハイビーム用配光パターンの形成にのみ利用されることとなるので、この下部反射領域に関しては、ロービーム用配光パターンへの影響を全く考慮することなく、ハイビーム用配光パターンの形成のみを考慮した反射面形状に設定することができる。
したがって、まず、リフレクタの上部反射領域を、適正なロービーム用配光パターンが得られるような反射面形状に設定し、このように設定したときにハイビーム用配光パターンとして不足する部分を補う付加的な配光パターンを、リフレクタの下部反射領域からの反射光によって追加形成するよう、この下部反射領域の反射面形状を設定すれば、ロービーム用配光パターンを適正な配光パターンとした上で、ハイビーム用配光パターンについても適正な配光パターンとすることができる。
このように本願発明によれば、可動シェードを有するプロジェクタ型の車両用前照灯において、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とを共に適正な配光パターンとすることができる。
上記構成において、リフレクタの下部反射領域の具体的形状は特に限定されるものではないが、この下部反射領域を、リフレクタの上部反射領域に比して、投影レンズの後方側焦点近傍への集光性が高い反射面形状に設定すれば、ハイビーム用配光パターンの中心光度を十分に高めることができ、これにより車両前方路面の遠方視認性を高めることができる。
また上記構成において、補助シェードが可動シェードと一体的に形成された構成とすれば、該補助シェードを可動シェードと一体的に移動させることができるので、新たなアクチュエータを必要とすることなく、補助シェードの移動を行わせることができる。この場合において、補助シェードは、可動シェードと別体で形成されるとともに該可動シェードにネジ止め等により固定された構成としてもよいし、可動シェードと一体で形成された構成としてもよい。
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
図1は、本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯を示す側断面図である。
同図に示すように、本実施形態に係る車両用前照灯10は、ランプボディ12とその前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー14とで形成される灯室内に、車両前後方向に延びる光軸Axを有する灯具ユニット20が、エイミング機構50を介して上下方向および左右方向に傾動可能に収容されてなっている。
そして、このエイミング機構50によるエイミング調整が完了した段階では、灯具ユニット20の光軸Axは、車両前後方向に対して0.5〜0.6°程度下向きの方向に延びるようになっている。
図2および3は、灯具ユニット20を単品で示す側断面図であり、図4は、灯具ユニット20の要部を示す斜視図である。
これらの図にも示すように、灯具ユニット20は、プロジェクタ型の灯具ユニットであって、光源バルブ22と、リフレクタ24と、ホルダ26と、投影レンズ28と、リテーニングリング30と、可動シェード32と、補助シェード34と、シェード駆動用アクチュエータ36とを備えてなっている。
投影レンズ28は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、光軸Ax上に配置されて、その後方側焦点Fを含む焦点面上の像を反転像として前方へ投影するようになっている。
光源バルブ22は、放電発光部を光源22aとするメタルハライドバルブ等の放電バルブであって、その光源22aが投影レンズ28の後方側焦点Fよりも後方側において光軸Axと同軸で配置されるようにして、リフレクタ24に取り付けられている。
リフレクタ24は、光源22aからの光を前方へ向けて光軸Ax寄りに反射させるように構成されている。その際、このリフレクタ24の反射面形状は、光軸Axを含む水平面を境にして上方側に位置する上部反射領域24aと下方側に位置する下部反射領域24bとで互いに異なる形状に設定されている。
すなわち、上部反射領域24aは、光軸Axを含む断面形状が略楕円形状に設定されるとともに、その離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。そしてこれにより、この上部反射領域24aで反射した光源22aからの光を、鉛直断面内においては後方側焦点Fのやや前方位置に略収束させるとともに、水平断面内においてはその収束位置をかなり前方へ移動させるようになっている。
一方、下部反射領域24bは、光軸Axを含む断面形状が略楕円形状に設定されるとともに、その離心率が鉛直断面から水平断面まで略一定の値に設定されている。そしてこれにより、この下部反射領域24bで反射した光源22aからの光を、各断面内において後方側焦点Fのやや前方位置に略収束させるようにし、上部反射領域24aに比して後方側焦点近傍F近傍への集光性を高めるようになっている。
なお、リフレクタ24の下端部には底面壁24cが形成されており、これにより下部反射領域24bは上部反射領域24aよりも反射面積が小さいものとなっている。
ホルダ26は、リフレクタ24の前端開口部から前方へ向けて略筒状に延びるように形成されており、その後端部においてリフレクタ24を固定支持するとともに、その前端部においてリテーニングリング30を介して投影レンズ28を固定支持している。
可動シェード32は、ホルダ26の内部空間における略下半部に位置するように設けられており、左右方向に延びる回動ピン38を介してホルダ26に回動可能に支持されている。そして、この可動シェード32は、図1において実線で示す遮光位置と、この遮光位置から後方側へ所定角度回動した、同図において2点鎖線で示す遮光緩和位置とを採り得るようになっている。
この可動シェード32の前方には、リフレクタ24で反射した迷光が投影レンズ28に入射してしまうのを防止するための固定シェード40が、ホルダ26と一体で形成されている。この固定シェード40には、可動シェード32が遮光位置へ移動したときに該可動シェード32に当接してこれを遮光位置に固定する位置決め用当接部40aと、可動シェード32が遮光緩和位置へ移動したときに該可動シェード32に当接してこれを遮光緩和位置に固定する位置決め用当接部40bとが形成されている。
図2は、可動シェード32が遮光位置にあるときの光路を示しており、図3は、可動シェード32が遮光緩和位置にあるときの光路を示している。
図2に示すように、可動シェード32は、遮光位置にあるときには、その上端縁32aが投影レンズ28の後方側焦点Fを通るように配置され、これによりリフレクタ24の上部反射領域24aおよび下部反射領域24bからの反射光の一部を遮蔽して投影レンズ28から前方へ出射する上向き光の大半を除去するようになっている。一方、図3に示すように、可動シェード32が遮光位置から遮光緩和位置へ移動すると、その上端縁32aが斜め下方へ変位して、上部反射領域24aおよび下部反射領域24bからの反射光に対する遮蔽量を減少させるようになっている。なお、本実施形態においては、上部反射領域24aおよび下部反射領域24bからの反射光に対する遮蔽量を略ゼロにするようになっている。
補助シェード34は、図4にも示すように、可動シェード32の後面上端縁近傍部位から後方へ向けて突出する略平板状の部材であって、該可動シェード32と一体で形成されている。
この補助シェード34は、可動シェード32が遮光位置にあるときには、光軸Axの下方近傍において略水平に延びるように配置された状態となっており、これによりリフレクタ24の下部反射領域24bからの反射光を遮蔽する位置(すなわち遮光位置)を採るようになっている。一方、この補助シェード34は、可動シェード32が遮光位置から遮光緩和位置へ移動したときには、該可動シェード32と共に下方へ変位して、光軸Axの下方において斜め後方へ延びるように配置された状態となり、これによりリフレクタ24の下部反射領域24bからの反射光に対する遮蔽を解除する位置(すなわち遮光解除位置)を採るようになっている。
この補助シェード34は、遮光位置にあるときに、その後端縁が光源22aの近傍まで延びており、遮光解除位置に移動したときには、その後端縁が底面壁24cの後端近傍部位の上方近傍に位置するようになっている。この補助シェード34の左右方向中心部には、その後端縁から前方へ向けて略U字状に延びるの切欠き部34aが形成されている。これにより、補助シェード34が遮光位置にあるとき、該補助シェード34が光源バルブ22と干渉してしまうのを未然に回避するようにした上で、リフレクタ24の下部反射領域24bからの反射光を略確実に遮蔽できるようにしている。
シェード駆動用アクチュエータ36は、前後方向に延びる出力軸36aを有するソレノイド等で構成されており、リフレクタ24の底面壁24cの下面に形成された取付部24dに固定されている。このシェード駆動用アクチュエータ36の出力軸36aは、その先端部において、可動シェード32から下方へ突出するように形成されたステー32bと係合しており、これにより出力軸36aの前後方向の往復運動を可動シェード32の回動運動として伝達するようになっている。そして、このシェード駆動用アクチュエータ36は、図示しないビーム切換えスイッチの操作が行われたときに駆動して、その出力軸36aを前後方向に移動させ、これにより可動シェード32を遮光位置および遮光緩和位置間において移動させるようになっている。なお、この移動に伴って、可動シェード32と一体で形成された補助シェード34も、遮光位置および遮光解除位置間を移動することとなる。
図5は、車両用前照灯10から前方へ照射される光により灯具前方25mの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図であって、同図(a)がロービーム用配光パターン、同図(b)がハイビーム用配光パターンを示している。
同図(a)に示すロービーム用配光パターンPLは、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁に水平カットオフラインCL1とこの水平カットオフラインCL1から所定角度(例えば15°程度)で立ち上がる斜めカットオフラインCL2とを有しており、両カットオフラインCL1、CL2の交点であるエルボ点Eの位置は、灯具正面方向の消点であるH−Vの0.5〜0.6°程度下方の位置に設定されている。そして、このロービーム用配光パターンPLにおいては、エルボ点Eをやや左寄りに囲むようにして高光度領域であるホットゾーンHZLが形成されている。
なお、このロービーム用配光パターンPLにおいて、その輪郭を示す曲線と略同心状に形成された複数の曲線は等照度曲線であって、このロービーム用配光パターンPLがその外周縁からホットゾーンHZLへ向けて徐々に明るくなることを示している。
このロービーム用配光パターンPLは、可動シェード32が遮光位置にあるときに形成され、その水平および斜めカットオフラインCL1、CL2は、可動シェード32の上端縁32aの反転投影像として形成される。このとき補助シェード34は遮光位置にあり、リフレクタ24の下部反射領域24bからの反射光は補助シェード34によって遮蔽されるので、このロービーム用配光パターンPLは、リフレクタ24の上部反射領域24aからの反射光のみによって形成されることとなる。
一方、同図(b)に示すハイビーム用配光パターンPHは、ロービーム用配光パターンPLと、その水平および斜めカットオフラインCL1、CL2から上方へ拡がる第1付加配光パターンPA1と、もう1つの第2付加配光パターンPA2との合成配光パターンとして形成されており、H−V近傍にホットゾーンHZHを有している。
このハイビーム用配光パターンPHは、可動シェード32が遮光緩和位置にあるときに形成されるが、第1付加配光パターンPA1は、リフレクタ24の上部反射領域24aからの反射光のうち、可動シェード32が遮光位置から遮光緩和位置へ移動したことによって増大した反射光によって形成される配光パターンであり、第2付加配光パターンPA2は、補助シェード34が遮光位置から遮光解除位置へ移動したことによって遮蔽が解除されたリフレクタ24の下部反射領域24bからの反射光によって形成される配光パターンである。
図6は、ハイビーム用配光パターンPHを、これを構成するロービーム用配光パターンPLと、第1付加配光パターンPA1と、第2付加配光パターンPA2とに分解して示す図である。
同図(b)に示すように、第1付加配光パターンPA1は。ロービーム用配光パターンPLの水平および斜めカットオフラインCL1、CL2の上方において配光ムラのある不規則な形状を有する配光パターンとなっている。これは、同図(c)に示すロービーム用配光パターンPLを得ることを優先して、リフレクタ24の上部反射領域24aの形状を設定したために、その影響により第1付加配光パターンPA1としては配光ムラのある不規則な形状になってしまったものである。
同図(a)に示すように、第2付加配光パターンPA2は、H−V近傍を中心にしてやや上方寄りに等照度曲線が拡がる比較的小さい配光パターンであって、そのホットゾーンHZAの中心光度はかなり高い値に設定されている。そして、この第2付加配光パターンPA2を第1付加配光パターンPA1に重畳させることにより、第1付加配光パターンPA1の配光ムラの緩和を図るようになっている。そして、これら第1および第2付加配光パターンPA1、PA2をロービーム用配光パターンPLに重畳させることにより、図5(b)に示すように、その合成配光パターンとしてのハイビーム用配光パターンPHを、H−V近傍にホットゾーンHZHを有するとともに配光ムラが十分に緩和されたものとするようになっている。
以上詳述したように、本実施形態に係る車両用前照灯10は、遮光位置および遮光緩和位置間において移動可能な可動シェード32を備えているが、これに加えて、リフレクタ24の下部反射領域24bからの反射光を遮蔽し得るように構成された補助シェード34も備えており、この補助シェード34が、可動シェード32の遮光位置から遮光緩和位置への移動と連動して、下部反射領域24bからの反射光を遮蔽する遮光位置からこの遮蔽を解除する遮光解除位置へ移動するようになっているので、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、可動シェード32が遮光位置にあるときには、その上端縁32aの反転投影像としての水平および斜めカットオフラインCL1、CL2を上端部に有するロービーム用配光パターンPLが形成されるが、このとき補助シェード34も遮光位置にあるので、リフレクタ24の下部反射領域24bからの反射光はこの補助シェード34により遮蔽され、リフレクタ24の上部反射領域24aからの反射光のみによってロービーム用配光パターンPLが形成されることとなる。
一方、可動シェード32が遮光緩和位置にあるときには、水平および斜めカットオフラインCL1、CL2の上方まで拡がるハイビーム用配光パターンPHが形成されるが、このとき補助シェード34は遮光解除位置にあるので、リフレクタ24の上部反射領域24aからの反射光のみならず、その下部反射領域24bからの反射光も利用されることとなる。
その際、この下部反射領域24bからの反射光は、ハイビーム用配光パターンPHの形成にのみ利用されることとなるので、この下部反射領域24bに関しては、ロービーム用配光パターンPLへの影響を全く考慮することなく、ハイビーム用配光パターンPHの形成のみを考慮した反射面形状に設定することができる。
したがって本実施形態のように、まず、リフレクタ24の上部反射領域24aを、適正なロービーム用配光パターンPLが得られるような反射面形状に設定し、このように設定したときにハイビーム用配光パターンPHとして不足する部分を補う第2付加配光パターンPA2を、リフレクタ24の下部反射領域24bからの反射光によって追加形成するよう、該下部反射領域24bの反射面形状を設定すれば、ロービーム用配光パターンPLを適正な配光パターンとした上で、ハイビーム用配光パターンPHについても適正な配光パターンとすることができる。
その際、本実施形態においては、リフレクタ24の下部反射領域24bが、その上部反射領域24aに比して、投影レンズ28の後方側焦点F近傍への集光性が高い反射面形状に設定されているので、第2付加配光パターンPA2を中心光度が高い配光パターンとして形成することができ、これによりハイビーム用配光パターンPHの中心光度を十分に高めることができる。そしてこれにより車両前方路面の遠方視認性を高めることができる。また、リフレクタ24の上部反射領域24aからの反射光のうち、可動シェード32が遮光位置から遮光緩和位置へ移動したことによって増大した反射光によって形成される第1付加配光パターンPA1の配光ムラを、第2付加配光パターンPA2を重畳させることにより吸収させることができる。
さらに本実施形態においては、補助シェード34が可動シェード32と一体で形成されているので、該補助シェード34を可動シェード32と一体的に移動させることができ、これによりソレノイド36以外の新たなアクチュエータを必要とすることなく、補助シェード34の移動を行わせることができる。
本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯を示す側断面図 上記車両用前照灯の灯具ユニットを単品で示す側断面図であって、可動シェードが遮光位置にあるときの光路を示す図 上記灯具ユニットを単品で示す側断面図であって、可動シェードが遮光緩和位置にあるときの光路を示す図 上記灯具ユニットの要部を示す斜視図 上記車両用前照灯から前方へ照射される光により灯具前方25mの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図であって、同図(a)がロービーム用配光パターン、同図(b)がハイビーム用配光パターンを示す図 上記ハイビーム用配光パターンを、これを構成するロービーム用配光パターンと第1付加配光パターンと第2付加配光パターンとに分解して示す図
符号の説明
10 車両用前照灯
12 ランプボディ
14 透光カバー
20 灯具ユニット
22 光源バルブ
22a 光源
24 リフレクタ
24a 上部反射領域
24b 下部反射領域
24c 底面壁
24d 取付部
26 ホルダ
28 投影レンズ
30 リテーニングリング
32 可動シェード
32a 上端縁
34 補助シェード
34a 切欠き部
36 シェード駆動用アクチュエータ
38 回動ピン
40 固定シェード
40a、40b 位置決め用当接部
50 エイミング機構
Ax 光軸
CL1 水平カットオフライン
CL2 斜めカットオフライン
E エルボ点
F 後方側焦点
HZA、HZH、HZL ホットゾーン
PA1 第1付加配光パターン
PA2 第2付加配光パターン
PH ハイビーム用配光パターン
PL ロービーム用配光パターン

Claims (2)

  1. 車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、この投影レンズの後方側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、このリフレクタからの反射光の一部を遮蔽するシェードとを備えてなり、
    上記シェードが、上記後方側焦点近傍において上記光軸近傍に上端縁が位置するように配置される遮光位置と、この遮光位置よりも上記リフレクタからの反射光に対する遮蔽量を減少させる遮光緩和位置との間を移動可能な可動シェードとして構成された車両用前照灯において、
    上記リフレクタの下部反射領域からの反射光を遮蔽し得るように構成された補助シェードを備えてなり、この補助シェードが、上記可動シェードの上記遮光位置から上記遮光緩和位置への移動と連動して、上記下部反射領域からの反射光を遮蔽する遮光位置からこの遮蔽を解除する遮光解除位置へ移動するように構成されており、
    上記補助シェードが、上記可動シェードの後面上端縁近傍部位から後方へ向けて突出する略平板状の部材として、該可動シェードと一体で形成されており、上記遮光位置では、上記光軸の下方近傍において略水平に延びるように配置された状態となる一方、上記遮光解除位置では、上記光軸の下方において斜め後方へ延びるように配置された状態となるように構成されている、ことを特徴とする車両用前照灯。
  2. 上記リフレクタの下部反射領域が、該リフレクタの上部反射領域に比して、上記後方側焦点近傍への集光性が高い反射面形状に設定されている、ことを特徴とする請求項1記載の車両用前照灯。
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