JP4403586B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の前部に設けられた前照灯または補助前照灯として使用される車両用灯具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の前照灯は、例えば光源と、光源からの光を前方に向かって平行光線として反射させる回転放物面状の反射面と、光源及び反射面からの光を拡散レンズカットを備えた前面レンズにより所望の配光パターンとして、前方に向かって照射するようにしている。
しかしながら、このような構成の前照灯は、既に各種の前照灯等の車両用灯具や他の灯具に採用されており、構造的にもデザイン的にも差別化を図ることが困難である。
【０００３】
これに対して、光源からの光を放物柱面状の反射面により所望の配光パターンとなるように反射させて、透明カバーレンズを介して前方に向かって照射する構成の前照灯も知られている。
しかしながら、このようにな前照灯においては、光源から透明カバーレンズに入射して前方に向かって進む直射光をカットするためのフードを設ける必要があり、構造が複雑になると共に、光源からの光の一部をフードにより遮断することになるため、光の照射効率が低下してしまう。
【０００４】
これに対して、特許文献１による車両用灯具１は、以下に示すように構成されている。
即ち、図６に示すように、車両用灯具１は、光源２からの光軸に対して、前方にて等角度間隔に配置された複数個（図示の場合、５個）の第一の反射面３と、各第一の反射面３に対向して、それぞれ後方にて等角度間隔に配置された複数個（図示の場合、５個）の第二の反射面４を設けるように構成されている。
このような構成の車両用灯具１によれば、光源２から前方に向かって進む光が実質的にすべて第一の反射面３に入射し、第一の反射面３で反射された実質的にすべての光が、それぞれ対応する第二の反射面４に入射し、前方に向かって反射されることになる。
従って、直射光を遮断するためのフードを設ける必要がないと共に、フードによる照射効率の低下がなく、高い照射効率が得られることになり、さらに全体が花弁状になるため、斬新なデザインが得られることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような車両用灯具１においては、第一の反射面３及び第二の反射面４がそれぞれ光源２の光軸に対して放射状に配置されることになるため、全体として丸型の構成になっている。
ところで、上下方向に薄型の車両用灯具を構成したい場合、第一の反射面３及び第二の反射面４の上下方向に突出している部分を切除することになる。従って、第一の反射面３及び第二の反射面４による反射面積が大幅に減少することになるため、照射効率が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、上下薄型であっても、高い照射効率が得られるようにした車両用灯具を提供することを目的としている。
【０００７】
上記目的は、本発明によれば、光源と、光源からの光を後方に向かって反射させるように、第一の焦点位置に光源が位置すると共に、第二の焦点位置が光源の光軸から所定距離だけ離れ且つその長軸が光軸に対して後方に傾斜し、光軸前方から見て第二焦点位置側で放射状に所定の角度範囲にて、光軸の周りに放射状に上方を除いて配置された複数個の回転楕円面から成る第一の反射面と、各第一の反射面からの光をそれぞれ前方に向かって集束して反射させるように、その中心軸が光軸と平行で且つその焦点位置が第一の反射面の第二の焦点位置に位置するように配置された回転放物面状の第二の反射面と、光源の上側領域に、光源からの光を前方に向かって反射させるように、その焦点位置付近に光源が位置するように配置され、第一及び第二の反射面に対して小型に構成され、その焦点位置が、バルフの発光位置付近に位置するような放物反射面等の自由曲面であって、バルフからの光を直接に前方に向かって水平方向に比較的広い角度範囲で反射させる自由曲面系の第三の反射面と、を含んでおり、上記第一の反射面が、光源から第三の反射面に向かう光が通過する領域に、切欠による透光部を備えていることを特徴とする、車両用灯具により、達成される。
【０００８】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記各第一の反射面の長軸の後方への傾斜角が、９０度乃至１７０度である。
【０００９】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記第一の反射面の第二の焦点位置側の切欠が、９０度乃至１８０度の角度範囲に設けられている。
【００１０】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記各第二の反射面の焦点位置付近に、配光パターン形成用のシャッタを備えている。
【００１１】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記シャッタが、それぞれ水平線カットオフ用とエルボー用に設定されている。
【００１２】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記第一の反射面の前側の表面に、透明材料，着色透明材料または着色不透明材料等の意匠部材が備えられている。
【００１３】
上記構成によれば、光源から第一の反射面に入射して反射された光は、第一の反射面の第二の焦点位置に向かって進み、その後第二の反射面に入射して、平行光として反射されることにより、前方に向かって照射される。
これに対して、光源から第三の反射面に入射して反射された光は、第三の反射面により水平拡散配光を備えて、前方に向かって照射されることになる。
【００１４】
これにより、第三の反射面は、曲率を比較的大きくすることにより、第一及び第二の反射面と比較して小型に構成され得るので、第一及び第二の反射面が光軸の周りに上下左右に配置されている従来の車両用灯具と比較して、上下方向に関して寸法を小さくすることができる。その際、光源から出射する光は、実質的にすべて第一乃至第三の反射面に入射して前方に向かって照射されることになるので、光の照射効率が低下するようなことはなく、上下方向に薄型の車両用灯具を容易に構成することができる。
また、上記第一の反射面が所定の角度範囲に設けられていることから、前方から観察したとき、この第一の反射面の形状により、斬新なデザインを呈するので、構造的に外観の差別化を図ることができる。
【００１５】
上記各第一の反射面の長軸の後方への傾斜角が、９０度乃至１７０度である場合には、光源と第二の反射面との位置関係から、第一の反射面が光軸から外側に開くように配置されることになり、車両用灯具全体の光軸方向の奥行きを小さくすることができる。
【００１６】
上記第一の反射面の第二の焦点位置側の切欠が、９０度乃至１８０度の角度範囲に設けられている場合には、第一の反射面の外観が複雑な形状となり、従来の車両用灯具では得られない立体的な外観を呈することができる。
【００１７】
上記各第二の反射面の焦点位置付近に、配光パターン形成用のシャッタを備えている場合には、このシャッタにより不要な光を遮断することによって、所望の配光パターンを形成することができる。
【００１８】
上記シャッタが、それぞれ水平線カットオフ用とエルボー用に設定されている場合には、前方一側の配光パターンを水平線カットオフ用のシャッタにより形成すると共に、前方他側の配光パターンをエルボー用のシャッタにより形成することにより、対向車線側では水平線カットオフにより、やや下向きの配光パターンを形成すると共に、路側側ではエルボーとして例えば１５度の傾斜で路側側にてやや上方にも光を照射することにより、路側側をより確実に視認することができる、所謂すれ違いビーム用の配光パターンとして最適な配光パターンを形成することができる。
【００１９】
上記第一の反射面の前側の表面に、透明材料，着色透明材料または着色不透明材料等の意匠部材が備えられている場合には、第一の反射面の花弁状の複雑な形状による立体的な外観と相まって、クリスタル感，高級感が得られることになり、差別化を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図５を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２１】
図１乃至図４は、本発明による車両用灯具の第一の実施形態の構成を示している。
図１及び図２において、車両用灯具１０は、自動車の前照灯であって、光源としてのバルブ１１と、バルブ１１の前側にて左右及び下方を包囲するように配置された複数個（図示の場合、３個）の第一の反射面１２と、各第一の反射面１２の外側にそれぞれ対応して配置された三つの第二の反射面１３と、バルブ１１の上方に配置された第三の反射面１４と、から構成されている。
【００２２】
上記バルブ１１は、一般に自動車の前照灯または補助前照灯に使用されるバルブであり、ソケット１１ａ（図２参照）により固定保持されると共に、給電されるようになっている。
【００２３】
上記各第一の反射面１２は、バルブ１１の前側に配置されていて、その第一の焦点位置Ｆ１がバルブ１１の発光位置付近に位置し、且つ第二の焦点位置Ｆ２が第一の焦点位置より斜め後方、例えばバルブ１１の光軸に対して９０度乃至１７０度の角度範囲にて、光軸から外側に１０乃至１５０ｍｍの距離だけ離れて位置するような楕円反射面として構成されている。
ここで、楕円反射面は、回転楕円面，楕円柱だけでなく、楕円を基本とした自由曲面を含むものである。
さらに、各第一の反射面１２は、前方から見たとき、バルブ１１の光軸から放射状に９０度乃至１８０度の角度範囲に形成されていると共に、上記光軸の周りに放射状に配置されており、全体として一体に形成されている。
【００２４】
ここで、各第一の反射面１２は、そのバルブ１１側の面が入射光を反射させるように、例えば樹脂または金属プレス加工，ダイキャスト等により成形され、アルミ蒸着または高輝の銀色塗装等の表面処理が施されることにより形成され、場合によっては表面処理の不要な高輝の材料（高輝アルミ，高輝樹脂）等により形成される。
これに対して、各第一の反射面１２は、その外側に向いた前面１２ａが、車両用灯具１０の使用目的に合わせて、クリスタル感のある透明材料により、あるいは着色した透明材料または着色した不透明材料により構成されるようになっている。
【００２５】
上記各第二の反射面１３は、その焦点位置が、上記第一の反射面１２の第二焦点位置付近に位置するように、例えば焦点距離ｆが１０乃至４０ｍｍの前方に向かって凹状の放物反射面として構成されており、全体として一体に形成されている。
ここで、放物反射面は、回転放物面，放物柱だけでなく、放物面を基本とした自由曲面を含むものである。
【００２６】
尚、左方（前方から見て右方）の第一の反射面１２から対応する第二の反射面１３への光路中には、図３に示すように、所謂エルボ（正面にて水平線から斜め１５度で左上がりとなるカットオフ）形成用の第一のシャッタ１５が備えられ、また右方（前方から見て左方）の第一の反射面１２から対応する第二の反射面１３への光路中には、図３に示すように、所謂水平線カットオフ形成用の第二のシャッタ１６が備えられていてもよい。
【００２７】
ここで、上記シャッタ１５，１６は、それぞれ遮光材料から構成されていて、各第一の反射面１２から対応する第二の反射面１３への光の一部を遮断することにより、所定のカットオフを画成して、前方に向かって照射される光の配光特性を調整する。
【００２８】
上記第三の反射面１４は、その焦点位置が、バルブ１１の発光位置付近に位置するような放物反射面等の自由曲面であって、バルブ１１からの光を直接に前方に向かって水平方向に比較的広い角度範囲で反射させるようになっている。
さらに、第三の反射面１４の前方には、図２に示すシェード１７が配置されており、第三の反射面１４で反射された光が前方に向かって進む際に、このシェード１７により上側の一部の光が遮断されることにより、水平線以下で比較的水平方向に広い角度範囲で照射されるようになっている。
【００２９】
尚、上記シャッタ１５，１６及びシェード１７は、例えば後側の面にアルミ蒸着や高輝の金属（Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｇ等）のメッキ等の表面処理そして着色を施して、第二の反射面１３に反射させることによって、外観を変更するようにしてもよい。
【００３０】
本発明実施形態による車両用灯具１０は、以上のように構成されており、バルブ１１がソケット１１ａから給電されて発光することにより、バルブ１１から出射した光の一部Ｌ１が、各第一の反射面１２で反射されて、当該第一の反射面１２の第二の焦点位置に向かって進み、対応する第二の反射面１３に入射する。そして、第二の反射面１３で反射された光は、前方に向かって進んで、前方に向かって照射される。その際、第二の反射面１３の形状に基づいて、光Ｌ１は、中央の水平線付近に照射されることになる。
そして、シャッタ１５，１６が設けられている場合には、右方の第二の反射面１３で反射された光は、図４（Ａ）に示すように、中心にて水平線から左上がりとなる所謂エルボカットオフが形成されると共に、左方の第二の反射面１３で反射された光は、図４（Ｂ）に示すように、水平線カットオフが形成される。
【００３１】
また、バルブ１１から出射した光の他の一部Ｌ２は、直接に第三の反射面１４に入射して、当該第三の反射面１４で反射されて、前方に向かって照射される。その際、第三の反射面１３の形状に基づいて、光Ｌ２は、図４（Ｃ）に示すように、水平線より僅かに下方にて、比較的広い角度範囲で照射されることになる。
【００３２】
このようにして、各反射面１２，１３，１４で反射され前方に向かって照射される光Ｌ１，Ｌ２によって、所謂すれ違いビームが形成されることになる。
尚、シャッタ１５，１６がない場合には、上記カットオフが形成されないので、所謂走行ビームが形成されることになる。
【００３３】
図５は、本発明による車両用灯具の第二の実施形態の構成を示している。
図５において、車両用灯具２０は、自動車の前照灯であって、図１乃至図４に示した車両用灯具１０とほぼ同様に構成されている。従って、車両用灯具１０と同じ構成要素については、同じ符号を付して、その説明は省略する。
図５において、車両用灯具２０は、図１乃至図４に示した車両用灯具１０と比較して、下方の第一の反射面１２及び下方の第二の反射面１３が省略されている点でのみ異なる構成になっている。
【００３４】
このような構成の車両用灯具２０によれば、図１乃至図４に示した車両用灯具１０と同様に作用すると共に、下方の下方の第一の反射面１２及び下方の第二の反射面１３が省略されていることから、全体に上下方向に関して小型に構成され、より上下薄型の車両用灯具を構成することができる。
【００３５】
このようにして、本発明実施形態による車両用灯具１０，２０によれば、光源としてのバルブ１１の上方には、放物反射面等の自由曲面から成る第三の反射面１４が配置され、バルブ１１からの光を直接に前方に向かって反射させていることから、車両用灯具全体として上下方向に薄型に構成されることになる。
また、光源から出射する光は、実質的にすべて第一乃至第三の反射面に入射して前方に向かって照射されることになるので、光の照射効率が低下するようなことはなく、上下方向に薄型の車両用灯具を容易に構成することができる。
従って、車両用灯具が上下薄型であっても、高い照射効率が得られることになる。
さらに、車両用灯具１０，２０の外観は、第一の反射面１２の花弁状の複雑な形状により、従来の車両用灯具にはない立体的な外観となる。
【００３６】
尚、上述した実施形態においては、第一の反射面１２及び第二の反射面１３は、それぞれバルブ１１の左右及び下方にて、車両用灯具１０では３個ずつ配置され、また車両用灯具２０では２個づつ配置されているが、これに限らず、４個以上であってもよいことは明らかである。
また、上述した実施形態においては、シャッタ１５，１６は、前方に向かって左側にエルボカットオフを形成し、右側にて水平線カットオフを形成するようになっているが、これに限らず、例えば右側通行のための車両用灯具の場合、前方に向かって右側にエルボカットオフを形成し、左側にて水平線カットオフを形成するようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、光源から第一の反射面に入射して反射された光は、第一の反射面の第二の焦点位置に向かって進み、その後第二の反射面に入射して、平行光として反射されることにより、前方に向かって照射される。
これに対して、光源から第三の反射面に入射して反射された光は、第三の反射面により水平拡散配光を備えて、前方に向かって照射されることになる。
従って、第三の反射面を比較的小さくすることができるので、第一及び第二の反射面が光軸の周りに上下左右に配置されている従来の車両用灯具と比較して、上下方向に関して寸法を小さくすることができる。その際、光源から出射する光は、実質的にすべて第一乃至第三の反射面に入射して前方に向かって照射されることになるので、光の照射効率が低下するようなことはなく、上下方向に薄型の車両用灯具を容易に構成することができる。
また、上記第一の反射面が所定の角度範囲に設けられていることから、前方から観察したとき、この第一の反射面の形状により、斬新なデザインを呈するので、構造的に外観の差別化を図ることができる。
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、上下薄型であっても、高い照射効率が得られるようにした、極めて優れた車両用灯具が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用灯具の第一の実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１の車両用灯具の断面図である。
【図３】図１の車両用灯具にシャッタを設けた要部斜視図である。
【図４】図１の車両用灯具における（Ａ）右方の第二の反射面による配光特性，（Ｂ）左方の第二の反射面による配光特性及び（Ｃ）第三の反射面による配光特性を示す図である。
【図５】本発明による車両用灯具の第二の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図６】従来の車両用灯具の一例の構成を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１０ 車両用灯具
１１ バルブ
１２ 第一の反射面
１３ 第二の反射面
１４ 第三の反射面
１５，１６ シャッタ
１７ シェード

Claims (7)

1. 光源と、
   光源からの光を後方に向かって反射させるように、第一の焦点位置に光源が位置すると共に、第二の焦点位置が光源の光軸から所定距離だけ離れ且つその長軸が光軸に対して後方に傾斜し、光軸前方から見て第二焦点位置側で放射状に所定の角度範囲にて、光軸の周りに放射状に上方を除いて配置された複数個の回転楕円面から成る第一の反射面と、
   各第一の反射面からの光をそれぞれ前方に向かって集束して反射させるように、その中心軸が光軸と平行で且つその焦点位置が第一の反射面の第二の焦点位置に位置するように配置された回転放物面状の第二の反射面と、
   光源の上側領域に、光源からの光を前方に向かって反射させるように、その焦点位置付近に光源が位置するように配置され、
   第一及び第二の反射面に対して小型に構成され、
   その焦点位置が、バルフの発光位置付近に位置するような放物反射面等の自由曲面であって、バルフからの光を直接に前方に向かって水平方向に比較的広い角度範囲で反射させる自由曲面系の第三の反射面と、
   を含んでおり、上記第一の反射面が、光源から第三の反射面に向かう光が通過する領域に、切欠による透光部を備えている
   ことを特徴とする、車両用灯具。
2. 上記各第一の反射面の長軸の後方への傾斜角が、９０度乃至１７０度であることを特徴とする、請求項１に記載の車両用灯具。
3. 上記第一の反射面の第二の焦点位置側が、９０度乃至１８０度の角度範囲に設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 上記各第二の反射面の焦点位置付近に、配光パターン形成用のシャッタを備えていることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の車両用灯具。
5. 上記シャッタが、それぞれ水平線カットオフ用とエルボー用に設定されていることを特徴とする、請求項４に記載の車両用灯具。
6. 光源の上側領域に、光源からの光を前方に向かって平行光として反射させるように、その焦点位置付近に光源が位置するように配置された回転放物面状の第三の反射面を備えており、
   上記第一の反射面が、光源から第三の反射面に向かう光が通過する領域に、切欠による透光部を備えていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の車両用灯具。
7. 上記第一の反射面の前側の表面に、透明材料，着色透明材料または着色不透明材料等の意匠部材が備えられていることを特徴とする、請求項１から６の何れかに記載の車両用灯具。

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