JP4264364B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

本願発明は、ロービーム用配光パターンを形成するための光照射を行うように構成された車両用前照灯に関するものであり、特に、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「特許文献１」や「特許文献２」には、このようなプロジェクタ型の車両用前照灯において、その光源が、光軸の側方からリフレクタに挿入固定された光源バルブの発光部により構成された、いわゆる側方挿入型の灯具構成が記載されている。

その際「特許文献２」に記載された車両用前照灯は、投影レンズの後方側焦点近傍に、リフレクタからの反射光の一部を遮蔽するシェードが設けられており、これによりロービーム用配光パターンを形成するための光照射を行うように構成されている。

実開平２−４７７０４号公報 特開２００１−２２９７１５号公報

上記「特許文献１」および「特許文献２」に記載されているような側方挿入型の灯具構成を採用すれば、灯具の前後長を短くしてそのコンパクト化を図ることができる。

しかしながら、これら「特許文献１」および「特許文献２」に記載された車両用前照灯においては、光源バルブが光軸と同一水平面上においてリフレクタに挿入固定されているので、次のような問題がある。

すなわち、プロジェクタ型の車両用前照灯においては、リフレクタの反射面における光軸側方領域が、ロービーム用配光パターンの拡散領域を形成するのに適しているが、光源バルブが光軸と同一水平面上においてリフレクタに挿入固定されていると、反射面の光軸側方領域に光源バルブの挿入固定用の孔が形成されることとなるので、該光軸側方領域を配光制御用として有効に利用することができず、このためロービーム用配光パターンの拡散領域の明るさを十分に確保することが困難となってしまう、という問題がある。

また、このような側方挿入型の車両用前照灯において、その光源がバルブ中心軸方向に延びる線分光源として構成されている場合には、光軸方向に延びる線分光源である場合に比して、光源からの出射光に対する光束利用率が低下してしまい、その分だけロービーム配光パターンが暗くなってしまう、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、ロービーム用配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型の車両用前照灯において、側方挿入型の灯具構成を採用した場合においても、ロービーム配光パターンの明るさを十分に確保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、リフレクタに対する光源バルブの挿入固定位置に工夫を施すとともに、リフレクタの反射面形状に工夫を施すことにより、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、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、上記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、ロービーム用配光パターンを形成するための光照射を行うように構成された車両用前照灯において、
上記光源が、上記光軸から下方に離れた位置において該光軸の側方から上記リフレクタに挿入固定された光源バルブの発光部により、バルブ中心軸方向に延びる線分光源として構成されており、
上記光軸を含む鉛直断面内における上記リフレクタの反射面の形状が、該反射面の各点における法線を、上記各点と上記光源とを結ぶ線分および上記各点と上記シェードの上端縁とを結ぶ線分の２等分線と、上記各点と上記光源とを結ぶ線分および上記各点と上記投影レンズの後面の開口上端縁とを結ぶ線分の２等分線との間に位置させるように形成された曲線で構成されており、
上記曲線が、該曲線上の各点で反射した上記光源からの光が上記光軸を含む水平面と交差する位置を、該点の位置が上方へ変位するに従って徐々に前方側へ変位させる形状に設定されている、ことを特徴とするものである。

上記「光源バルブ」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、放電バルブやハロゲンバルブ等が採用可能である。

上記光源バルブのリフレクタへの挿入固定は「光軸から下方に離れた位置」において行われているが、この挿入固定位置の光軸からの下方変位量は特に限定されるものではない。その際、リフレクタの反射面における光軸近傍領域で反射した光源バルブからの光が該光源バルブによって遮蔽されてしまうのを未然に防止する観点からは、下方変位量を１０ｍｍ以上の値に設定することが好ましく、１５ｍｍ以上の値に設定することがより好ましい。一方、光源バルブからリフレクタの反射面への入射光束を十分に確保する観点からは、下方変位量を３０ｍｍ以下の値に設定することが好ましい。

上記「リフレクタの反射面」は、光源からの光を前方へ向けて光軸寄りに反射させるように構成され、かつ、その光軸を含む鉛直断面内における形状が上記曲線で構成されていれば、その具体的な表面形状は特に限定されるものではない。例えば、上記「法線」は、上記２つの２等分線の間に位置していれば、その具体的な向きは特に限定されるものではない。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用前照灯はプロジェクタ型の車両用前照灯として構成されているが、その光源バルブは車両前後方向に延びる光軸の側方からリフレクタに挿入固定されているので、灯具の前後長を短くしてそのコンパクト化を図ることができる。

その際、光源バルブの挿入固定は、光軸から下方に離れた位置で行われているので、リフレクタの反射面における光軸側方領域を配光制御用として有効に利用することができる。そして、この光軸側方領域からの反射光によりロービーム用配光パターンの拡散領域を形成して、この拡散領域に十分な明るさを確保することができる。

また、光軸を含む鉛直断面内におけるリフレクタの反射面の形状が、該反射面の各点における法線を、上記各点と光源とを結ぶ線分および上記各点とシェードの上端縁とを結ぶ線分の２等分線と、上記各点と光源とを結ぶ線分および上記各点と投影レンズの後面の開口上端縁とを結ぶ線分の２等分線との間に位置させるように形成された曲線（以下「第１の曲線」ともいう）で構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、リフレクタで反射した光源からの光の一部をシェードで遮蔽することにより、ロービーム用配光パターンの上端縁に鮮明なカットオフラインを形成することができるが、ロービーム用配光パターンをできるだけ明るいものとするためには、シェードによる遮光量を必要最小限に抑えて、光源からの出射光に対する光束利用率を高めることが望ましい。

その点、本願発明においては、光軸を含む鉛直断面内におけるリフレクタの反射面の形状が上記第１の曲線で構成されているので、その鉛直断面近傍領域で反射した光源からの光を、シェードの上端縁よりも上方を通すようにして投影レンズに入射させることができ、これによりシェードによる遮光量を小さく抑えて、ロービーム用配光パターンの明るさを増大させることができる。

特に、本願発明に係る車両用前照灯のように、その光源がバルブ中心軸方向に延びる線分光源として構成されている場合には、この光源からバルブ中心軸と直交する方向へ向かう最も光度が高い光線束が、上記鉛直断面近傍領域に入射することとなるのので、この鉛直断面近傍領域からの反射光のシェードによる遮光量を小さく抑えることにより、光源からの出射光に対する光束利用率を大幅に高めることができ、これによりロービーム用配光パターンを十分明るいものとすることができる。

このように本願発明によれば、ロービーム用配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型の車両用前照灯において、側方挿入型の灯具構成を採用した場合においても、ロービーム配光パターンの明るさを十分に確保することができる。

その際、光軸を含む鉛直断面以外の鉛直断面内におけるリフレクタの反射面の形状については特に限定されるものではないが、光軸を含む鉛直断面と平行な鉛直断面内における反射面の形状についても、上記第１の曲線と同様の曲線で構成するようにすれば、光軸を含む鉛直断面近傍領域以外の領域からの反射光についてもシェードによる遮光量を小さく抑えることができ、これにより光源からの出射光に対する光束利用率を一層高めることができる。

上記構成において、光軸を含む鉛直断面内におけるリフレクタの反射面の形状を、光軸よりも上方の上部反射領域においては、反射面の各点における法線が、上記各点と光源とを結ぶ線分および上記各点とシェードの上端縁とを結ぶ線分の２等分線と、上記各点と光源とを結ぶ線分および上記各点と投影レンズの後面の光軸上の点とを結ぶ線分の２等分線との間に位置するように形成された曲線（以下「第２の曲線」ともいう）で構成すれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、光軸を含む鉛直断面内における上部反射領域の形状を上記第２の曲線で構成することにより、その鉛直断面近傍領域で反射した光源からの光を、光軸よりも下方において投影レンズに入射させることができるので、この反射光をシェードの上端縁よりも上方ではあるが該上端縁から大きく離れていない位置を通すようにすることができ、これによりシェードによる遮光量を小さく抑えた上でロービーム用配光パターンの上下幅が過大にならないようにすることができる。そしてこれにより、車両前方路面の近距離領域が明るくなりすぎて遠距離領域の視認性が低下してしまうのを未然に防止することができる。

上記構成において「投影レンズ」の材質は特に限定されるものではないが、これを合成樹脂製レンズで構成すれば、ガラス製レンズで構成した場合に比して、投影レンズの軽量化およびコスト低減を図ることができる。

なお、このように投影レンズを合成樹脂製レンズで構成しても、以下の理由により、投影レンズが容易に熱変形しないようにすることができる。

すなわち、本願発明においては、光源が光軸の下方に配置されており、また、投影レンズの後方側焦点近傍にはシェードがその上端縁を光軸近傍に位置させるようにして配置されているので、光源からの直射光を投影レンズにほとんど入射させないようにすることができ、これにより投影レンズの温度が光源からの輻射熱によって上昇するのを効果的に抑制することができる。

しかも本願発明においては、光源がバルブ中心軸方向に延びる線分光源として構成されているので、光軸を含む鉛直断面内においてリフレクタの反射面の各点からの反射光が投影レンズに入射する位置を、互いに上下方向にずらして重複させないようにすることが容易に可能となり、これにより投影レンズの温度が局部的に上昇してしまうのを未然に防止することができる。

したがって本願発明においては、投影レンズを合成樹脂製レンズで構成した場合であっても、投影レンズが容易に熱変形しないようにすることができる。

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および平断面図である。

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、シェード３２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上に配置されている。そして、この投影レンズ２８は、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。この投影レンズ２８は、例えばアクリル樹脂あるいはポリカーボネート樹脂等からなる合成樹脂製レンズで構成されている。

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はバルブ中心軸Ａｘ１方向に延びる線分光源として構成されている。そして、この光源バルブ２２は、投影レンズ２８の後方側焦点Ｆよりも後方側でかつ光軸Ａｘから下方に離れた位置（例えば光軸Ａｘから２０ｍｍ程度下方に離れた位置）において、光軸Ａｘの右側方からリフレクタ２４に挿入固定されている。この挿入固定は、バルブ中心軸Ａｘ１を光軸Ａｘと直交する鉛直面内において水平方向に延びるように設定した状態で、光源２２ａの発光中心を光軸Ａｘの鉛直下方に位置決めするようにして行われている。

リフレクタ２４は、光源バルブ２２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる反射面２４ａを有している。この反射面２４ａは、略楕円状の断面形状を有しており、その離心率は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、この反射面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近傍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。なお、この反射面２４ａの具体的な表面形状については後に詳述する。

このリフレクタ２４における反射面２４ａの下部右側領域には、バルブ挿入固定部２４ｂが反射面２４ａから突出するようにして形成されており、このバルブ挿入固定部２４ｂの左側面部にはバルブ挿入孔２４ｃが形成されている。そして、このリフレクタ２４は、その３箇所に形成されたエイミングブラケット２４ｄにおいて、エイミング機構５０を介してランプボディ１２に支持されている。

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に固定支持されるとともに、その前端部において投影レンズ２８を固定支持している。

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して、該ホルダ２６と一体で形成されている。このシェード３２は、その上端縁３２ａが投影レンズ２８の後方側焦点Ｆを通るように形成されており、これによりリフレクタ２４の反射面２４ａ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。その際、このシェード３２の上端縁３２ａは、投影レンズ２８の後方側焦点面に沿って水平方向に略円弧状に延びるとともに左右段違いで形成されている。

図４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ロービーム用配光パターンを透視的に示す図である。

同図に示すように、この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、その上端縁に左右段違いのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを鉛直方向に通るＶ−Ｖ線を境にして左右段違いで水平方向に延びており、Ｖ−Ｖ線よりも右側の対向車線側部分が下段カットオフラインＣＬ１として形成されるとともに、Ｖ−Ｖ線よりも左側の自車線側部分が、この下段カットオフラインＣＬ１から傾斜部を介して段上がりになった上段カットオフラインＣＬ２として形成されている。このロービーム用配光パターンＰＬにおいて、下段カットオフラインＣＬ１とＶ−Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅの位置は、Ｈ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方の位置に設定されており、このエルボ点Ｅを囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されている。

このロービーム用配光パターンＰＬは、リフレクタ２４の反射面２４ａで反射した光源２２ａからの光によって投影レンズ２８の後方側焦点面上に形成された光源２２ａの像を、投影レンズ２８により上記仮想鉛直スクリーン上に反転投影像として投影することにより形成され、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、シェード３２の上端縁３２ａの反転投影像として形成されるようになっている。

図５は、ロービーム用配光パターンＰＬを構成する光源２２ａの反転投影像Ｉを示す図である。

同図に示すように、これら各反転投影像Ｉは、光源２２ａが光軸Ａｘと直交する鉛直面内において水平方向に延びるように配置されていることから、略横長矩形状の像として形成される。その際、これら反転投影像Ｉのうち、エルボ点Ｅに近い位置に形成される反転投影像は、リフレクタ２４の反射面２４ａにおいて光源２２ａから比較的近い点で反射した光源２２ａからの光によって形成されるので、比較的大きい像として形成され、一方、エルボ点Ｅから離れた位置に形成される反転投影像は、リフレクタ２４の反射面２４ａにおいて光源２２ａから比較的遠い点で反射した光によって形成されるので、比較的小さい像として形成される。

図６は、リフレクタ２４の反射面２４ａで反射した光源２２ａからの光のうち、光軸Ａｘを含む鉛直断面内における２つの点Ａａ、Ａｂからの反射光の光路を示すとともに、これら反射光によって形成される２つの反転投影像Ｉａ、Ｉｂを示す図である。

同図に示すように、リフレクタ２４の反射面２４ａにおいて光軸Ａｘのやや下方に位置する点Ａａで反射した光は、シェード３２の上端縁３２ａの上方近傍を通るようにして投影レンズ２８に入射し、これによりエルボ点Ｅの近傍に位置する反転投影像Ｉａを形成する（図５参照）。

このとき、点Ａａは光源２２ａから比較的近い位置にあるので、点Ａａに対する光源２２ａからの見込み角は比較的大きい値となり、これにより反転投影像Ｉａは比較的大きい像となる。また、この点Ａａからの反射光は、その一部がシェード３２によって遮蔽されるので、この反転投影像Ｉａは、略横長矩形状の像の上部がシェード３２の上端縁３２ａの形状に沿って欠けたものとなっている。

一方、リフレクタ２４の反射面２４ａにおいて光軸Ａｘから上方に離れた位置にある点Ａｂで反射した光は、シェード３２の上端縁３２ａを、点Ａａからの反射光よりも上方を通るようにして投影レンズ２８に入射し、これによりエルボ点Ｅの下方に位置する反転投影像Ｉｂを形成する（図５参照）。

このとき、点Ａｂは光源２２ａから比較的離れた位置にあるので、点Ａｂに対する光源２２ａからの見込み角は比較的小さい値となり、これにより反転投影像Ｉｂは比較的小さい像となる。また、この点Ａｂからの反射光は、シェード３２によって遮蔽されないので、この反転投影像Ｉｂは、略横長矩形状の像のままの形状となる。

図７および８に示すように、光軸Ａｘを含む鉛直断面内においてリフレクタ２４の反射面２４ａの形状を構成する曲線Ｃは、反射面２４ａの各点Ａａ、Ａｂにおける法線Ｎａ、Ｎｂを２つの２等分線Ｂ１、Ｂ２の間（すなわち角度αで示す範囲内）に位置させるように形成されている。ここで、２等分線Ｂ１は、各点Ａａ、Ａｂと光源２２ａ（正確には光源２２ａの発光中心であるバルブ中心軸Ａｘ１上の点）とを結ぶ線分Ｇ１と、各点Ａａ、Ａｂとシェード３２の上端縁３２ａ（すなわち投影レンズ２８の後方側焦点Ｆ）とを結ぶ線分Ｇ２との２等分線であり、２等分線Ｂ２は、上記線分Ｇ１と、各点Ａａ、Ａｂと投影レンズ２８の後面の開口上端縁Ｐ１とを結ぶ線分Ｇ３との２等分線である。

そしてこれにより、図２に示すように、リフレクタ２４の反射面２４ａからの反射光を、シェード３２の上端縁３２ａよりも上方を通すようにして投影レンズ２８に入射させ、これによりシェード３２による遮光量を最小限に抑えるようになっている。

その際、図８に示すように、リフレクタ２４の反射面２４ａにおいて光軸Ａｘよりも上方の上部反射領域においては、角度αはかなり大きい値となるので、この上部反射領域においては、上記曲線Ｃは、反射面２４ａの各点Ａｂにおける法線Ｎｂを２つの２等分線Ｂ１、Ｂ３の間（すなわち角度βで示す範囲内）に位置させるように形成されている。ここで、２等分線Ｂ３は、上記線分Ｇ１と、各点Ａｂと投影レンズ２８の後面の光軸Ａｘ上の点Ｐ２とを結ぶ線分Ｇ４との２等分線である。

そしてこれにより、反射面２４ａの上部反射領域からの反射光を、シェード３２の上端縁３２ａよりも上方を通すとともに、その通過位置を上端縁３２ａから上方へ大きく離れてしまわないようにしている。

本実施形態においては、光軸Ａｘを含む鉛直断面内における反射面２４ａの形状だけでなく、この鉛直断面と平行な鉛直断面内における反射面２４ａの形状についても、上記曲線Ｃと同様の曲線で構成されている。

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、ロービーム用配光パターンＰＬを形成するための光照射を行うプロジェクタ型の車両用前照灯として構成されているが、その光源バルブ２２は車両前後方向に延びる光軸Ａｘの側方からリフレクタ２４に挿入固定されているので、灯具の前後長を短くしてそのコンパクト化を図ることができる。

その際、光源バルブ２２の挿入固定は、光軸Ａｘから下方に離れた位置で行われているので、リフレクタ２４の反射面２４ａにおける光軸側方領域を配光制御用として有効に利用することができる。そして、この光軸側方領域からの反射光によりロービーム用配光パターンＰＬの拡散領域を形成して、この拡散領域に十分な明るさを確保することができる。

また、光軸Ａｘを含む鉛直断面におけるリフレクタ２４の反射面２４ａの形状が、該反射面２４ａの各点Ａａ、Ａｂにおける法線Ｎａ、Ｎｂを、各点Ａａ、Ａｂと光源２２ａとを結ぶ線分Ｇ１および各点Ａａ、Ａｂとシェード３２の上端縁３２ａとを結ぶ線分Ｇ２の２等分線Ｂ１と、上記線分Ｇ１および各点Ａａ、Ａｂと投影レンズ２８の後面の開口上端縁Ｐ１とを結ぶ線分Ｇ３の２等分線Ｂ２との間に位置させるように形成された曲線Ｃで構成されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、本実施形態においては、リフレクタ２４で反射した光源２２ａからの光の一部をシェード３２で遮蔽することにより、ロービーム用配光パターンＰＬの上端縁に鮮明なカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を形成するようになっているが、ロービーム用配光パターンＰＬをできるだけ明るいものとするためには、シェード３２による遮光量を必要最小限に抑えて、光源２２ａからの出射光に対する光束利用率を高めることが望ましい。

その点、本実施形態においては、光軸Ａｘを含む鉛直断面におけるリフレクタ２４の反射面２４ａの形状が、上記曲線Ｃで構成されているので、その鉛直断面近傍領域で反射した光源２２ａからの光を、シェード３２の上端縁３２ａよりも上方を通すようにして投影レンズ２８に入射させることができ、これによりシェード３２による遮光量を小さく抑えて、ロービーム用配光パターンＰＬの明るさを増大させることができる。

特に、本実施形態に係る車両用前照灯１０のように、その光源２２ａがバルブ中心軸Ａｘ１方向に延びる線分光源として構成されている場合には、光源２２ａからバルブ中心軸Ａｘ１と直交する方向へ向かう最も光度が高い光線束が、上記鉛直断面近傍領域に入射することとなるので、この鉛直断面近傍領域からの反射光のシェード３２による遮光量を小さく抑えることにより、光源２２ａからの出射光に対する光束利用率を大幅に高めることができ、これによりロービーム用配光パターンＰＬを十分明るいものとすることができる。

このように本実施形態によれば、ロービーム用配光パターンＰＬを形成するように構成されたプロジェクタ型の車両用前照灯において、側方挿入型の灯具構成を採用した場合においても、ロービーム配光パターンＰＬの明るさを十分に確保することができる。

その際、本実施形態においては、光軸Ａｘを含む鉛直断面内におけるリフレクタ２４の反射面２４ａの形状だけでなく、これと平行な鉛直断面内における反射面２４ａの形状についても、上記曲線Ｃと同様の曲線で構成されているので、光軸Ａｘを含む鉛直断面近傍領域以外の領域からの反射光についてもシェード２３による遮光量を小さく抑えることができ、これにより光源２２ａからの出射光に対する光束利用率を一層高めることができる。

以上の作用効果について、従来例との比較で説明すると以下のとおりである。

図９は、従来の灯具構成を採用した場合に形成されるロービーム用配光パターンＰＬ´を示す、図５と同様の図である。

すなわち、このロービーム用配光パターンＰＬ´は、図６において２点鎖線で示すように、光軸Ａｘに沿って延びるように配置された線分光源からなる光源２２ａ´からの光を、楕円面からなる反射面２４ａ´で反射させた場合に形成される配光パターンである。

このロービーム用配光パターンＰＬ´を構成する光源２２ａ´の反転投影像Ｉ´は、エルボ点Ｅから略放射状に延びる略矩形状の像として形成されるので、エルボ点Ｅ付近では、各反転投影像Ｉ´のかなりの部分がカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方へ突出するようにして形成されるが、この上方突出部分を形成すべき光はシェード３２で遮蔽されるので、その分だけ光源２２ａからの出射光に対する光束利用率が低下してしまう。

これに対し本実施形態によれば、シェード３２による遮光量を大幅に小さく抑えることができるので、光源２２ａからの出射光に対する光束利用率を高めることができる。

なお、上記従来の灯具構成において、シェード３２による遮光量を減らすために、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方へ突出するようにして形成される反転投影像Ｉ´について、その形成位置を下方へ変位させるように反射面２４ａ´の表面形状を調整することも可能である。しかしながら、これら反転投影像Ｉ´は略放射状に延びていることから、その形成位置を下方へ変位させるようにした場合には、車両前方路面の近距離領域に大きな配光ムラが形成されてしまうこととなる。

その点、本実施形態においては、ロービーム用配光パターンＰＬを構成する光源２２ａの反転投影像Ｉが、略横長矩形状の像として形成されるので、これらを必要に応じてある程度下方へ変位させるようにしても、車両前方路面の近距離領域に大きな配光ムラが形成されてしまうことはない。

また本実施形態においては、光軸Ａｘを含む鉛直断面内におけるリフレクタ２４の反射面２４ａの形状を構成する曲線Ｃが、光軸Ａｘよりも上方の上部反射領域においては、反射面２４ａの各点Ａｂにおける法線Ｎｂを、上記２つの２等分線Ｂ１、Ｂ２の間よりも狭い２つの２等分線Ｂ１、Ｂ３の間に位置させるように形成されているので、その鉛直断面近傍領域で反射した光源２２ａからの光を、光軸Ａｘよりも下方において投影レンズ２８に入射させることができ、この反射光をシェード３２の上端縁３２ａよりも上方ではあるが該上端縁３２ａから大きく離れていない位置を通すようにすることができる。そしてこれにより、シェード３２による遮光量を小さく抑えた上でロービーム用配光パターンＰＬの上下幅が過大にならないようにすることができるので、車両前方路面の近距離領域が明るくなりすぎて遠距離領域の視認性が低下してしまうのを未然に防止することができる。

さらに本実施形態においては、投影レンズ２８が合成樹脂製レンズで構成されているので、ガラス製レンズで構成した場合に比して、投影レンズ２８の軽量化およびコスト低減を図ることができる。

その際、本実施形態においては、光源２２ａが光軸Ａｘの下方に配置されており、また、投影レンズ２８の後方側焦点Ｆにはシェード３２がその上端縁３２ａを光軸Ａｘ上に位置させるようにして配置されているので、光源２２ａからの直射光を投影レンズ２８にほとんど入射させないようにすることができ、これにより投影レンズ２８の温度が光源２２ａからの輻射熱によって上昇するのを効果的に抑制することができる。しかも、光源２２ａは、バルブ中心軸Ａｘ１方向に延びる線分光源として構成されているので、光軸Ａｘを含む鉛直断面内におけるリフレクタ２４の反射面２４ａの各点Ａａ、Ａｂからの反射光が投影レンズ２８に入射する位置を、互いに上下方向にずらして重複させないようにすることができ、これにより投影レンズ２８の温度が局部的に上昇してしまうのを未然に防止することができる。したがって、投影レンズ２８が合成樹脂製レンズで構成されているにもかかわらず、投影レンズ２８が容易に熱変形しないようにすることができる。

上記実施形態においては、光源バルブ２２がリフレクタ２４に対して真横の方向から挿入されているものとして説明したが、この真横の方向に対して多少挿入角度がずれていても、その上下方向あるいは前後方向のズレが３０°程度以下であれば、上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。

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 上記灯具ユニットを単品で示す平断面図 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 上記ロービーム用配光パターンを構成する光源の反転投影像を示す図 上記灯具ユニットのリフレクタ反射面で反射した光源からの光のうち、光軸を含む鉛直断面内における２つの点からの反射光の光路を示すとともに、これら反射光によって形成される２つの反転投影像を示す図 上記リフレクタの反射面の形状を説明するための図 図７と同様の図 従来の灯具構成を採用した場合に形成されるロービーム用配光パターンを示す、図５と同様の図

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 反射面
２４ｂ バルブ挿入固定部
２４ｃ バルブ挿入孔
２６ ホルダ
２８ 投影レンズ
３２ シェード
３２ａ 上端縁
５０ エイミング機構
Ａａ、Ａｂ 反射面の点
Ａｘ 光軸
Ａｘ１ バルブ中心軸
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ ２等分線
Ｃ 曲線
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
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４ 線分
ＨＺ ホットゾーン
Ｎａ、Ｎｂ 法線
ＰＬ ロービーム用配光パターン
Ｐ１ 投影レンズの後面の開口上端縁
Ｐ２ 投影レンズの後面の光軸上の点
α、β 角度

Claims (3)

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、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、上記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、ロービーム用配光パターンを形成するための光照射を行うように構成された車両用前照灯において、
   上記光源が、上記光軸から下方に離れた位置において該光軸の側方から上記リフレクタに挿入固定された光源バルブの発光部により、バルブ中心軸方向に延びる線分光源として構成されており、
   上記光軸を含む鉛直断面内における上記リフレクタの反射面の形状が、該反射面の各点における法線を、上記各点と上記光源とを結ぶ線分および上記各点と上記シェードの上端縁とを結ぶ線分の２等分線と、上記各点と上記光源とを結ぶ線分および上記各点と上記投影レンズの後面の開口上端縁とを結ぶ線分の２等分線との間に位置させるように形成された曲線で構成されており、
   上記曲線が、該曲線上の各点で反射した上記光源からの光が上記光軸を含む水平面と交差する位置を、該点の位置が上方へ変位するに従って徐々に前方側へ変位させる形状に設定されている、ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 上記鉛直断面内における上記反射面の形状が、上記光軸よりも上方の上部反射領域においては、該反射面の各点における法線を、上記各点と上記光源とを結ぶ線分および上記各点と上記シェードの上端縁とを結ぶ線分の２等分線と、上記各点と上記光源とを結ぶ線分および上記各点と上記投影レンズの後面の上記光軸上の点とを結ぶ線分の２等分線との間に位置させるように形成された曲線で構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯。
3. 上記投影レンズが、合成樹脂製レンズで構成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用前照灯。

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