JP4579094B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

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、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。その際、ロービーム用の車両用前照灯においては、投影レンズの後側焦点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するように構成されている。

そして「特許文献１」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におけるバルブ軸方向に延びる線分光源として構成された、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」には、光源バルブとシェードとの間に、光源からの光をリフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させる第１付加リフレクタが設けられるとともに、上記バルブ挿入方向前方領域が、第１付加リフレクタで反射した光源からの光を前方へ向けて光軸寄りに反射させる第２付加リフレクタとして構成された車両用前照灯が記載されている。

特開２００４−１２７８３０号公報 特開２００５−１００７６６号公報

上記「特許文献１」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が、その光源はバルブ軸方向に延びる線分光源として構成されているので、リフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域への入射光量が極端に少なくなり、ロービーム用配光パターンの明るさを十分に確保することが困難となる。これは、線分光源の配光特性は、バルブ軸と直交する方向が最も光度が高く、バルブ軸方向の光度が最も低くなる光度分布を有していることによるものである。

その点、上記「特許文献２」に記載されているような第１および第２付加リフレクタを備えた灯具構成を採用すれば、シェードによって遮蔽されるべき光源からの直射光を、第１および第２付加リフレクタにより投影レンズに入射させて、これを前方照射光として有効に利用することができる。その際、この「特許文献２」に記載された車両用前照灯においては、その第１付加リフレクタの反射面の表面形状が、光源の位置を第１焦点とするとともに該第１付加リフレクタと第２付加リフレクタとの間の位置を第２焦点とする回転楕円面形状に設定されているので、この第２焦点に仮想光源があるものとして第２付加リフレクタの反射面の表面形状を設定することができ、これにより配光制御を容易に行うことが可能となる。

しかしながら、このように第１付加リフレクタの反射面の表面形状が回転楕円面形状に設定されていると、その第２焦点に光源からの輻射熱が集中してしまうので、この第２焦点に近接した第２付加リフレクタは高温になりやすく、その反射面を形成している蒸着膜のアンダコートが光源からの輻射熱の影響で早期に劣化してしまう、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、灯具構成部材への熱影響を効果的に抑えた上で、十分に明るいロービーム用配光パターンを形成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、第１および第２付加リフレクタを備えた構成とした上で、その構成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、を備えてなる車両用前照灯において、
上記光源が、上記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におけるバルブ軸方向に延びる線分光源として構成されており、
上記光源バルブと上記シェードとの間に、上記光源からの光を上記リフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させる第１付加リフレクタが設けられており、
上記バルブ挿入方向前方領域が、上記第１付加リフレクタで反射した上記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第２付加リフレクタとして構成されており、
上記第１付加リフレクタの反射面が、複数の反射部に分割されるとともに、これら各反射部の表面形状が、上記光源の位置を第１焦点とするとともに該第１付加リフレクタと上記第２付加リフレクタとの間における互いに異なる位置を第２焦点とする回転楕円面形状に設定されており、
上記第２付加リフレクタの反射面が、複数の反射部に分割されるとともに、これら各反射部に上記第１付加リフレクタの各反射部からの反射光を入射させ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。また、この「光源バルブ」は、光軸の側方からリフレクタに挿入固定されたものであれば、その際の具体的な挿入固定位置は特に限定されるものではない。

上記「バルブ挿入方向前方領域」とは、リフレクタの反射面において光源バルブの挿入方向前方に位置する反射領域を意味するものであって、光源バルブのバルブ軸がリフレクタの反射面と交差する点を含む反射領域であれば、その具体的な範囲は特に限定されるものではない。

上記「第１付加リフレクタ」は、光源バルブとシェードとの間に設けられ、光源からの光をバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させるように構成されたリフレクタであって、その反射面が複数の反射部に分割されるとともに、これら各反射部の表面形状が、光源の位置を第１焦点とするとともに第１付加リフレクタと第２付加リフレクタとの間における互いに異なる位置を第２焦点とする回転楕円面形状に設定されたものであれば、これら複数の反射部の個数や配置および各反射部の大きさ等の具体的な構成は特に限定されるものではない。

上記「第２付加リフレクタ」は、バルブ挿入方向前方領域において第１付加リフレクタからの反射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たリフレクタであって、その反射面が複数の反射部に分割されるとともに、これら各反射部に第１付加リフレクタの各反射部からの反射光を入射させるように構成されたものであれば、これら複数の反射部の個数や配置および各反射部の大きさや表面形状等の具体的な構成は特に限定されるものではない。また、この「第２付加リフレクタ」は、リフレクタと一体で形成されたものであってもよいし別体で形成されたものであってもよい。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用前照灯は、シェードを有する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。

また、本願発明に係る車両用前照灯は、その光源バルブとシェードとの間に、光源からの光をリフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させる第１付加リフレクタが設けられるとともに、リフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域が、第１付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて光軸寄りに反射させる第２付加リフレクタとして構成されているので、シェードによって遮蔽されるべき光源からの直射光を、第１および第２付加リフレクタを用いて投影レンズに入射させて、これを前方照射光として有効に利用することができる。しかも、光源は、バルブ軸方向に延びる線分光源として構成されているので、バルブ軸直交方向へ向かう最も光度が高い光線束を、第１および第２付加リフレクタによって利用することができる。

なお、リフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域を第２付加リフレクタとして構成することにより、光源からバルブ挿入方向前方領域へ入射する直射光については利用できなくなるが、この直射光はバルブ軸方向へ向かう最も光度が低い光線束であるので、全体としては利用光束を大幅に増大させることができる。そしてこれにより、車両用前照灯からの照射光により形成されるロービーム用配光パターンの明るさを十分に確保することができる。

また、第１付加リフレクタは、光源バルブとシェードとの間に設けられているので、この第１付加リフレクタを設けたことによってリフレクタからの反射光が余分に遮蔽されてしまうのを未然に防止することができる。

さらに、本願発明に係る車両用前照灯においては、その第１付加リフレクタの反射面が複数の反射部に分割されるとともに、これら各反射部の表面形状が、光源の位置を第１焦点とするとともに第１付加リフレクタと第２付加リフレクタとの間における互いに異なる位置を第２焦点とする回転楕円面形状に設定されており、また、第２付加リフレクタの反射面が複数の反射部に分割されるとともにこれら各反射部に第１付加リフレクタの各反射部からの反射光を入射させるように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、第１付加リフレクタの反射面を構成する各反射部の表面形状を、光源の位置を第１焦点とする回転楕円面形状に設定することにより、その各第２焦点に仮想光源があるものとして第２付加リフレクタの反射面を構成する各反射部の表面形状を設定することができ、これにより配光制御を容易に行うことが可能となる。

しかもその際、第１付加リフレクタの反射面を構成する各反射部の表面形状を構成する回転楕円面の第２焦点は、互いに異なる位置に設定されているので、光源からの輻射熱が一点に集中してしまわないようにすることができる。そしてこれにより、第２付加リフレクタが高温になりにくい灯具構成とすることができるので、その反射面を形成している蒸着膜のアンダコートが光源からの輻射熱の影響で早期に劣化してしまうのを効果的に抑制することができる。

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、灯具構成部材への熱影響を効果的に抑えた上で、十分に明るいロービーム用配光パターンを形成することができる。

上記構成において、光源バルブが光軸から下方に離れた位置において挿入固定された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、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場合には、光軸側方領域に光源バルブの挿入固定部が形成されることとなるので、この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。その点、光源バルブが光軸から下方に離れた位置においてリフレクタに挿入固定された構成とすれば、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ので、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することができ、これにより該拡散領域に十分な明るさを確保することができる。

上記構成において、光源バルブの種類が特に限定されないことは上述したとおりであるが、これがハロゲンバルブである場合には、その発熱量はかなり大きいものとなるので、本願発明の構成を採用することが特に効果的である。

上記構成において、光源バルブが、その光源を覆う透明ガラス管のバルブ軸方向先端部に遮光膜（いわゆるブラックトップ）が形成されてなるブラックトップ付バルブである場合には、その遮光膜の存在により、光源からリフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域への光入射が全く行われなくなるので、本願発明の構成を採用することが特に効果的である。

上記構成において、光源バルブのリフレクタへの挿入固定が、そのバルブ軸を水平方向に対して斜め上方へ向けるようにして行われる構成とすれば、光源バルブがリフレクタに対して真横から挿入固定される構成とした場合に比して、リフレクタに形成される光源バルブの挿入固定部の位置を下げることができるので、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より広く利用することができる。その際、バルブ軸の傾斜角度の大きさは特に限定されるものではないが、これを１〜１０°程度の範囲内の値（例えば５°程度）に設定することが好ましい。

上記構成において、第１および第２付加リフレクタの反射面を、いずれも上下２段で配置された上段反射部と下段反射部とからなる構成とし、第１付加リフレクタの上段反射部からの反射光が第２付加リフレクタの上段反射部に入射するとともに、第１付加リフレクタの下段反射部からの反射光が第２付加リフレクタの下段反射部に入射する構成とすれば、上段反射部の表面形状を構成する回転楕円面の第２焦点と下段反射部の表面形状を構成する回転楕円面の第２焦点とを上下方向にある程度離すことができるので、第２付加リフレクタに対する熱影響を確実に抑えることができる。また、このように第２付加リフレクタを上下２段で配置された上段反射部と下段反射部とからなる構成とすることにより、これら上段反射部および下段反射部の各々からの反射光により形成される配光パターンを、ロービーム用配光パターンの一部として形成するのに好ましい横長の配光パターンとすることが容易に可能となる。

その際、第２付加リフレクタの反射面を、その上段反射部からの反射光の投影レンズの後側焦点への収束度合よりも、その下段反射部からの反射光の上記後側焦点への収束度合の方が大きくなるように構成すれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、第２付加リフレクタの上段反射部からの反射光は、その下段反射部からの反射光に比して、シェードに遮蔽されることなく投影レンズに入射させることができる角度範囲が広くなる。したがって、上段反射部からの反射光の投影レンズの後側焦点への収束度合を小さくすれば、本来リフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域からの反射光により形成すべきロービーム用配光パターンにおける拡散領域の明るさを補強する付加配光パターンを形成することができる。一方、第２付加リフレクタの下段反射部からの反射光によりロービーム用配光パターンにおける拡散領域を補強する付加配光パターンを形成することは相対的に難しくなるが、この下段反射部からの反射光の投影レンズの後側焦点への収束度合を大きくすれば、ロービーム用配光パターンにおける高光度領域周辺の明るさを補強する付加配光パターンを形成することができる。

特に、光源バルブが、光軸から下方に離れた位置においてリフレクタに挿入固定された構成となっている場合には、第２付加リフレクタの上段反射部は、光軸の略真横に位置することとなるので、この上段反射部からの反射光により、ロービーム用配光パターンにおける拡散領域の明るさを補強する付加配光パターンを形成することが一層容易に可能となる。

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１０を示す側断面図である。

同図に示すように、この車両用前照灯１０は、車両の右前端部に配置される車両用前照灯であって、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、この灯具ユニット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、シェード３２と、第１付加リフレクタ３４と、第２付加リフレクタ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非球面レンズからなり、光軸Ａｘ上に配置されて、その後側焦点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、フィラメントを光源２２ａとするハロゲンバルブであって、その光源２２ａはバルブ軸Ａｘ１方向に延びる線分光源として構成されている。また、この光源バルブ２２は、その光源２２ａを覆う透明ガラス管２２ｂのバルブ軸方向先端部に遮光膜２２ｃが形成されてなるブラックトップ付バルブ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の左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、バルブ軸Ａｘ１を光軸Ａｘと直交する鉛直平面内において水平方向に延びるように配置するとともに、光源２２ａ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２２ａ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、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、図１および３に示すように、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。

このリフレクタ２４における反射面２４ａの下部左側領域には、光源バルブ２２を挿入固定するためのバルブ挿入固定部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の右側面部にはバルブ挿入孔（図示せず）が形成されている。

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。

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。

第１付加リフレクタ３４は、光源バルブ２２とシェード３２との間に設けられており、リフレクタ２４の底面壁に形成された位置決め凹部２４ｃに位置決め固定されている。その際、この第１付加リフレクタ３４は、シェード３２寄りの位置に設けられており、その上端縁が光軸Ａｘのやや下方に位置するように形成されている。

この第１付加リフレクタ３４は、光源２２ａからの直射光をリフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させるように構成されている。そして、このリフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域は、第１付加リフレクタ３４からの反射光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第２付加リフレクタ３６として構成されている。

第１付加リフレクタ３４の反射面３４ａは、上下２段で配置された上段反射部３４ａ１と下段反射部３４ａ２とに分割されており、第２付加リフレクタ３６の反射面３６ａは、上下２段で配置された上段反射部３６ａ１と下段反射部３６ａ２とに分割されている。

第１付加リフレクタ３４の上段反射部３４ａ１は、その表面形状が、光源２２ａの位置を第１焦点とするとともに、この上段反射部３４ａ１と第２付加リフレクタ３６の上段反射部３６ａ１との間における上段反射部３６ａ１寄りの位置を第２焦点Ａとする回転楕円面形状に設定されている。

一方、第１付加リフレクタ３４の下段反射部３４ａ２は、その表面形状が、光源２２ａの位置を第１焦点とするとともに、この下段反射部３４ａ２と第２付加リフレクタ３６の下段反射部３６ａ２との間における下段反射部３６ａ２寄りの位置を第２焦点Ｂとする回転楕円面形状に設定されている。

また、第２付加リフレクタ３６の反射面３６ａは、その上段反射部３６ａ１からの反射光の後側焦点Ｆへの収束度合よりも、その下段反射部３６ａ２からの反射光の後側焦点Ｆへの収束度合の方が大きくなるように構成されている。

すなわち、第２付加リフレクタ３６の上段反射部３６ａ１は、第１付加リフレクタ３４の上段反射部３４ａ１からの反射光を、鉛直方向に関してはシェード３２の上端縁３２ａ近傍に略収束する集光光として反射させるとともに水平方向に関しては略平行光として反射させるように構成されている。具体的には、この上段反射部３６ａ１は、その鉛直断面形状が上記第２焦点Ａを第１焦点とするとともにシェード３２の上端縁３２ａ近傍の点を第２焦点とする楕円形状に設定されており、その水平断面形状が上記第２焦点Ａを焦点とする放物線形状に設定されている。

一方、第２付加リフレクタ３６の下段反射部３６ａ２は、第１付加リフレクタ３４の下段反射部３４ａ２からの反射光を、鉛直方向に関してはシェード３２の上端縁３２ａ近傍に略収束する集光光として反射させるとともに水平方向に関してはシェード３２の上端縁３２ａの前方において略収束する集光光として反射させるように構成されている。具体的には、この下段反射部３６ａ２は、その鉛直断面形状が上記第２焦点Ｂを第１焦点とするとともにシェード３２の上端縁３２ａ近傍の点を第２焦点とする楕円形状に設定されており、その水平断面形状が上記第２焦点Ｂを第１焦点とするとともにシェード３２の上端縁３２ａの前方の点を第２焦点とする楕円形状に設定されている。

図４は、灯具ユニット２０のリフレクタ２４を、光源バルブ２２および第１付加リフレクタ３４が取り付けられた状態で示す正面図である。

同図にも示すように、光源バルブ２２はブラックトップ付バルブとして構成されているので、その光源２２ａから透明ガラス管２２ｂのバルブ軸方向先端部へ向かう光は、遮光膜２２ｃによって遮蔽されてしまう。このため、リフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域には、同図に２点鎖線で示すように、光源２２ａからの光が入射しない暗部Ｄが形成されてしまうこととなる。

その際、この暗部Ｄは、その上端縁が光軸Ａｘを含む平面よりもやや上方の位置まで拡がるように形成されるが、第２付加リフレクタ３６の反射面３６ａは、この暗部Ｄに略一致させるようにして形成されている。具体的には、第２付加リフレクタ３６の上段反射部３６ａ１は、光軸Ａｘの略真横に位置するようにして形成されており、その下段反射部３６ａ２は、この上段反射部３６ａ１の下側に隣接するようにして形成されている。

図５は、本実施形態に係る車両用前照灯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配光パターンを透視的に示す図である。

このロービーム用配光パターンＰＬＲは、基本配光パターンＰ０Ｒと２つの付加配光パターンＰａＲ、ＰｂＲとの合成配光パターンとして形成されている。

基本配光パターンＰ０Ｒは、ロービーム用配光パターンＰＬＲの基本形状をなす配光パターンであって、リフレクタ２４からの反射光によって形成されるようになっている。

この基本配光パターンＰ０Ｒ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。

この基本配光パターンＰ０Ｒ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は、Ｈ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方に位置している。これは光軸Ａｘが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ていることによるものである。そして、この基本配光パターンＰ０Ｒにおいては、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ＨＺＲが形成されている。

この基本配光パターンＰ０Ｒは、リフレクタ２４で反射した光源２２ａからの光により投影レンズ２８の後側焦点面（すなわち後側焦点Ｆを含む焦点面）上に形成される光源像の反転投影像として形成されるようになっており、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。その際、リフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域には、光源２２ａからの光が入射しない暗部Ｄが形成されるので、この基本配光パターンＰ０Ｒは、その左側の拡散角度が右側の拡散角度よりも小さい配光パターンとなっている。

付加配光パターンＰａＲは、基本配光パターンＰ０Ｒの左側の拡散領域を補強するように付加的に形成される配光パターンであって、第１付加リフレクタ３４の上段反射部３４ａ１および第２付加リフレクタ３６の上段反射部３６ａ１で順次反射した光源２２ａからの光により投影レンズ２８の後側焦点面上に形成される光源像の反転投影像として形成されるようになっている。その際、第２付加リフレクタ３６の上段反射部３６ａ１は、第１付加リフレクタ３４の上段反射部３４ａ１からの反射光を、鉛直方向に関してはシェード３２の上端縁３２ａ近傍に略収束する集光光として反射させるとともに水平方向に関しては略平行光として反射させるように構成されているので、この付加配光パターンＰａＲは比較的大きい配光パターンとなっている。したがって、この付加配光パターンＰａＲを付加することにより、車両前方路面のやや左寄りの領域を均一に幅広く照射することができる。

一方、付加配光パターンＰｂＲは、基本配光パターンＰ０ＲのホットゾーンＨＺＲの左側部分の明るさを補強するように付加的に形成される配光パターンであって、第１付加リフレクタ３４の下段反射部３４ａ２および第２付加リフレクタ３６の下段反射部３６ａ２で順次反射した光源２２ａからの光により投影レンズ２８の後側焦点面上に形成される光源像の反転投影像として形成されるようになっている。その際、第２付加リフレクタ３６の下段反射部３６ａ２は、第１付加リフレクタ３４の下段反射部３４ａ２からの反射光を、鉛直方向に関してはシェード３２の上端縁３２ａ近傍に略収束する集光光として反射させるとともに水平方向に関してはシェード３２の上端縁３２ａの前方において略収束する集光光として反射させるように構成されているので、この付加配光パターンＰｂＲは上段カットオフラインＣＬ２に沿った横長の比較的小さい配光パターンとなっている。したがって、この付加配光パターンＰｂＲを付加することにより、ホットゾーンＨＺＲを左側に拡大して車両前方路面の遠方領域の視認性を向上させることができる。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用前照灯１０の灯具ユニット２０は、シェード３２を有するプロジェクタ型の灯具ユニット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。

そして、本実施形態に係る灯具ユニット２０は、光源バルブ２２とシェード３２との間に、光源２２ａからの光をリフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させる第１付加リフレクタ３４が設けられるとともに、リフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域が、第１付加リフレクタ３４からの反射光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる第２付加リフレクタ３６として構成されているので、シェード３２によって遮蔽されるべき光源２２ａからの直射光を、第１および第２付加リフレクタ３４、３６を用いて投影レンズ２８に入射させて、これを前方照射光として有効に利用することができる。

しかも、本実施形態に係る灯具ユニット２０においては、光源２２ａがバルブ軸Ａｘ１方向に延びる線分光源として構成されているので、バルブ軸直交方向へ向かう最も光度が高い光線束を、第１および第２付加リフレクタ３４、３６によって利用することができる。

なお、本実施形態のように、リフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域を第２付加リフレクタ３６として構成することにより、光源２２ａからバルブ挿入方向前方領域へ入射する直射光は利用することができなくなるが、この直射光はバルブ軸方向へ向かう最も光度が低い光線束であるので、全体としては利用光束を大幅に増大させることができる。そしてこれにより、車両用前照灯１０からの照射光により形成されるロービーム用配光パターンＰＬＲの明るさを十分に確保することができる。

また、第１付加リフレクタ３４は光源バルブ２２とシェード３２との間に設けられているので、この第１付加リフレクタ３４を設けたことによってリフレクタ２４からの反射光が余分に遮蔽されてしまうのを未然に防止することができる。

さらに、本実施形態に係る車両用前照灯１０においては、その第１付加リフレクタ３４の反射面３４ａが上段反射部３４ａ１と下段反射部３４ａ２とからなるとともに、第２付加リフレクタ３６の反射面３６ａが上段反射部３６ａ１と下段反射部３６ａ２とからなり、その際、第１付加リフレクタ３４の上段反射部３４ａ１の表面形状は、光源２２ａの位置を第１焦点とするとともに、この上段反射部３４ａ１と第２付加リフレクタ３６の上段反射部３６ａ１との間における上段反射部３６ａ１寄りの位置を第２焦点Ａとする回転楕円面形状に設定されており、また、第１付加リフレクタ３４の下段反射部３４ａ２の表面形状は、光源２２ａの位置を第１焦点とするとともに、この下段反射部３４ａ２と第２付加リフレクタ３６の下段反射部３６ａ２との間における下段反射部３６ａ２寄りの位置を第２焦点Ｂとする回転楕円面形状に設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、これら各第２焦点Ａ、Ｂに仮想光源があるものとして第２付加リフレクタ３６の反射面３６ａを構成する上段反射部３６ａ１および下段反射部３６ａ２の表面形状を設定することができ、これにより配光制御を容易に行うことが可能となる。

しかもその際、第１付加リフレクタ３４の反射面３４ａを構成する上段反射部３４ａ１および下段反射部３４ａ２の表面形状を構成する回転楕円面の第２焦点Ａ、Ｂは、互いに上下方向にある程度離れた位置に設定されているので、光源２２ａからの輻射熱が一点に集中してしまわないようにすることができる。そしてこれにより、第２付加リフレクタ３６が高温になりにくい灯具構成とすることができるので、その反射面３６ａを形成している蒸着膜のアンダコートが光源からの輻射熱の影響で早期に劣化してしまうのを効果的に抑制することができる。

このように本実施形態によれば、プロジェクタ型の灯具ユニット２０として、側方挿入型の灯具構成が採用されているにもかかわらず、灯具構成部材への熱影響を効果的に抑えた上で、十分に明るいロービーム用配光パターンＰＬＲを形成することができる。

しかも本実施形態においては、光源バルブ２２が光軸Ａｘから下方に離れた位置においてリフレクタ２４に挿入固定されているので、バルブ挿入固定部２４ｂがリフレクタ２４の反射面２４ａにおける光軸側方領域に形成されてしまうのを回避することができ、これにより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ＰＬＲの拡散領域の明るさを十分に確保することができる。

また、本実施形態に係る灯具ユニット２０は、その光源バルブ２２がハロゲンバルブであり、その発熱量はかなり大きいものとなるので、本実施形態の構成を採用することが特に効果的である。しかも、この光源バルブ２２は、ブラックトップ付バルブであり、その遮光膜２２ｃの存在により、光源２２ａからリフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域への光入射が全く行われなくなるので、本実施形態の構成を採用することが特に効果的である。

さらに、本実施形態に係る灯具ユニット２０は、その第２付加リフレクタ３６が上下２段で配置された上段反射部３６ａ１と下段反射部３６ａ２とからなっているので、これら上段反射部３６ａ１および下段反射部３６ａ２の各々からの反射光により形成される配光パターンを、ロービーム用配光パターンＰＬＲの一部として形成するのに好ましい横長の付加配光パターンＰａＲ、ＰｂＲとして形成することが容易に可能となる。

その際、第２付加リフレクタ３６の反射面３６ａは、その上段反射部３６ａ１からの反射光の投影レンズ２８の後側焦点Ｆへの収束度合よりも、その下段反射部３６ａ２からの反射光の上記後側焦点Ｆへの収束度合の方が大きくなるように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、第２付加リフレクタ３６の上段反射部３６ａ１からの反射光は、その下段反射部３６ａ２からの反射光に比して、シェード３４に遮蔽されることなく投影レンズ２８に入射させることができる角度範囲が広くなる。したがって、上段反射部３６ａ１からの反射光の投影レンズ２８の後側焦点Ｆへの収束度合を小さくすれば、本来リフレクタ２４の反射面２４ａにおけるバルブ挿入方向前方領域からの反射光により形成すべきロービーム用配光パターンＰＬＲにおける拡散領域の明るさを補強する付加配光パターンＰａＲを形成することができる。一方、第２付加リフレクタ３６の下段反射部３６ａ２からの反射光によりロービーム用配光パターンＰＬＲにおける拡散領域を補強する付加配光パターンを形成することは相対的に難しくなるが、この下段反射部３６ａ２からの反射光の投影レンズ２８の後側焦点Ｆへの収束度合を大きくすれば、ロービーム用配光パターンＰＬＲにおけるホットゾーンＨＺＲ周辺の明るさを補強する付加配光パターンＰｂＲを形成することができる。

特に、本実施形態に係る灯具ユニット２０は、その光源バルブ２２が光軸Ａｘから下方に離れた位置においてリフレクタ２４に挿入固定された構成となっており、その第２付加リフレクタ３６の上段反射部３６ａ１は、光軸Ａｘの略真横に位置しているので、この上段反射部３６ａ１からの反射光により、ロービーム用配光パターンＰＬＲにおける拡散領域の明るさを補強する付加配光パターンＰａＲを形成することが一層容易に可能となる。

次に、上記実施形態の第１変形例について説明する。

図６は、本変形例に係る灯具ユニット１２０を示す，図３と同様の図である。

同図に示すように、本変形例に係る灯具ユニット１２０は、上記実施形態の灯具ユニット２０に対してバルブ挿入方向を左右反転させた構成となっている。

上記実施形態においては、付加配光パターンＰａＲにより基本配光パターンＰ０Ｒの左側の拡散領域を補強するとともに、付加配光パターンＰｂＲにより基本配光パターンＰ０ＲのホットゾーンＨＺＲを左側に拡大するようになっているが、本変形例の構成を採用すれば、図７に示すように、付加配光パターンＰａＬにより基本配光パターンＰ０Ｌの右側の拡散領域を補強するとともに、付加配光パターンＰｂＬにより基本配光パターンＰ０ＬのホットゾーンＨＺＬを右側に拡大することができる。これは、バルブ挿入方向を左右反転させることにより、リフレクタ１２４ならびに第１および第２付加リフレクタ１３４、１３６で反射した光の光路も光軸Ａｘに関して左右対称となり、これにより基本配光パターンＰ０Ｌの拡散領域の外形形状も基本配光パターンＰ０Ｒの場合と左右対称となり、また付加配光パターンＰａＬ、ＰｂＬも付加配光パターンＰａＲ、ＰｂＲと左右対称の位置に形成されることによるものである。

その際、第１付加リフレクタ１３４の反射面１３４ａを構成する上段反射部１３４ａ１および下段反射部１３４ａ２ならびに第２付加リフレクタ１３６の上段反射部１３６ａ１については、上記実施形態の構成をそのまま左右反転させた構成となっているが、第２付加リフレクタ１３６の下段反射部１３６ａ２については、上記実施形態の第２付加リフレクタ３６の下段反射部３６ａ２を左右反転させ上で、下段反射部３６ａ２の場合に比して反射光の収束度合をやや小さくするとともその収束位置をやや上方へ変位させた構成となっている。そしてこれにより、付加配光パターンＰｂＬを付加配光パターンＰａＲよりもやや大きめにしてやや下方に形成するようにし、これを下段カットオフラインＣＬ１に沿ってエルボ点Ｅ近傍から対向車線側へやや長く延びる配光パターンとするようになっている。

本変形例に係る灯具ユニット１２０を、車両の左前端部に配置される車両用前照灯に適用し、これを上記実施形態に係る灯具ユニット２０と同時に点灯させるようにすれば、図５に示すロービーム用配光パターンＰＬＲと図７に示すロービーム用配光パターンＰＬＬとを同時に形成することができるので、車両前方路面を左右に幅広く照射することができるとともに、そのホットゾーンＨＺＲ、ＨＺＬを左右両側に拡大することができる。

次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

図８は、本変形例に係る灯具ユニット２２０を示す，図４と同様のである。

この灯具ユニット２２０は、そのリフレクタ２２４に対する光源バルブ２２の挿入固定構造が、上記実施形態の場合と異なっている。

すなわち、上記実施形態においては、光源バルブ２２のリフレクタ２４への挿入固定が、そのバルブ軸Ａｘ１を光軸Ａｘと直交する鉛直平面内において水平方向に延びるように配置した状態で行われているが、本変形例においては、光源バルブ２２のリフレクタ２２４への挿入固定が、そのバルブ軸Ａｘ１を光軸Ａｘと直交する鉛直平面内において水平方向に対して５°程度斜め上方へ向けるように配置した状態で行われている。ただし、光源２２ａ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点は、上記実施形態の場合と同様である。

これを実現するため、リフレクタ２２４における反射面２２４ａの下部左側領域に形成されたバルブ挿入固定部２２４ｂは、上記実施形態のバルブ挿入固定部２４ｂに比してやや下方に変位した位置において傾斜した状態で形成されている。

このようにバルブ挿入固定部２２４ｂの位置を下げることにより、リフレクタ２２４の反射面２２４ａにおける光軸Ａｘの左側方領域を配光制御用としてより広く利用することが可能となり、これによりロービーム用配光パターンＰＬＲの右側拡散領域の明るさを増大させることができる。

本変形例においては、光源バルブ２２のバルブ軸Ａｘ１が多少上向きに傾斜しているので、これに伴って、リフレクタ２２４の反射面２２４ａに形成される暗部Ｄ´も上記実施形態の暗部Ｄに比して上方へ多少変位し、これにより反射面２２４ａの無効領域が拡大することとなる。したがって、リフレクタ２２４における反射面２２４ａのバルブ挿入方向前方領域に第２付加リフレクタ３６の反射面３６ａを形成しておくことが特に効果的である。

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 上記灯具ユニットのリフレクタを、光源バルブおよび第１付加リフレクタが取り付けられた状態で示す正面図 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ロービーム配光パターンを透視的に示す図 上記実施形態の第１変形例を示す、図３と同様の図 上記第１変形例の作用を示す、図５と同様の図 上記実施形態の第２変形例を示す、図４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、１２０、２２０ 灯具ユニット
２２ 光源バルブ
２２ａ 光源
２２ｂ 透明ガラス管
２２ｃ 遮光膜
２４、２２４ リフレクタ
２４ａ、３４ａ、３６ａ、１３４ａ、１３６ａ、２２４ａ 反射面
２４ｂ、２２４ｂ バルブ挿入固定部
２４ｃ 位置決め凹部
２６ ホルダ
２８ 投影レンズ
３０ リテーニングリング
３２ シェード
３２ａ 上端縁
３４、１３４ 第１付加リフレクタ
３４ａ１、３６ａ１、１３４ａ１、１３６ａ１ 上段反射部
３４ａ２、３６ａ２、１３４ａ２、１３６ａ２ 下段反射部
３６、１３６ 第２付加リフレクタ
５０ エイミング機構
Ａ、Ｂ 第２焦点
Ａｘ 光軸
Ａｘ１ バルブ軸
ＣＬ１ 下段カットオフライン
ＣＬ２ 上段カットオフライン
Ｄ、Ｄ´ 暗部
Ｅ エルボ点
Ｆ 後側焦点
ＨＺＬ、ＨＺＲ ホットゾーン
ＰａＬ、ＰａＲ、ＰｂＬ、ＰｂＲ 付加配光パターン
ＰＬＬ、ＰＬＲ ロービーム用配光パターン
Ｐ０Ｌ、Ｐ０Ｒ 基本配光パターン

Claims (7)

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、を備えてなる車両用前照灯において、
   上記光源が、上記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におけるバルブ軸方向に延びる線分光源として構成されており、
   上記光源バルブと上記シェードとの間に、上記光源からの光を上記リフレクタの反射面におけるバルブ挿入方向前方領域へ向けて反射させる第１付加リフレクタが設けられており、
   上記バルブ挿入方向前方領域が、上記第１付加リフレクタで反射した上記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第２付加リフレクタとして構成されており、
   上記第１付加リフレクタの反射面が、複数の反射部に分割されるとともに、これら各反射部の表面形状が、上記光源の位置を第１焦点とするとともに該第１付加リフレクタと上記第２付加リフレクタとの間における互いに異なる位置を第２焦点とする回転楕円面形状に設定されており、
   上記第２付加リフレクタの反射面が、複数の反射部に分割されるとともに、これら各反射部に上記第１付加リフレクタの各反射部からの反射光を入射させ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. 上記光源バルブが、上記光軸から下方に離れた位置において上記リフレクタに挿入固定されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯。
3. 上記光源バルブが、ハロゲンバルブである、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。
4. 上記光源バルブが、上記光源を覆う透明ガラス管のバルブ軸方向先端部に遮光膜が形成されてなるブラックトップ付バルブである、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用前照灯。
5. 上記光源バルブの上記リフレクタへの挿入固定が、該光源バルブのバルブ軸を水平方向に対して斜め上方へ向けるようにして行われている、ことを特徴とする請求項２〜４いずれか記載の車両用前照灯。
6. 上記第１および第２付加リフレクタの反射面が、いずれも上下２段で配置された上段反射部と下段反射部とからなり、
   上記第１付加リフレクタの上段反射部からの反射光が上記第２付加リフレクタの上段反射部に入射するとともに、上記第１付加リフレクタの下段反射部からの反射光が上記第２付加リフレクタの下段反射部に入射するように構成されている、ことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の車両用前照灯。
7. 上記第２付加リフレクタの反射面が、該第２付加リフレクタの上段反射部からの反射光の上記後側焦点への収束度合よりも該第２付加リフレクタの下段反射部からの反射光の上記後側焦点への収束度合の方が大きくなるように構成されている、ことを特徴とする請求項６記載の車両用前照灯。

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