JP6766297B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、たとえばヘッドランプおよびコーナーリングランプなど、異なる配光パターンを創出する車両用灯具に関する。

従来の車両においては、交差点での右左折の際に車両前方かつ車両内輪側を照射するコーナーリングランプが設けられることが多い。コーナーリングランプによって、運転者が歩行者などを容易に視認することができるため、交差点での巻き込み事故の防止を図ることができる。

特許文献１に、コーナーリングランプである車両用灯具の一例が開示されている。当該車両用灯具は、光源バルブと当該光源バルブからの光を反射させるリフレクタとを備えるリフレクタユニットが複数個設けられている。各々のリフレクタユニットの光照射方向（光軸方向）が、互いに異なる方向（平面視において車両前方に対し３０°、４５°、６０°側方）に設定されている。このような構成をとることによって、当該コーナーリングランプは異なる配光パターンを創出することができるため、従来のコーナーリングランプよりも車両前方かつ車両内輪側を広く照射することが可能となる。したがって、車両右左折時に、運転者が歩行者などをより容易に視認することができるため、より一層の事故防止を図ることが可能となる。

特許文献１に開示されている車両用灯具は、異なる配光パターンを創出するために、各々の光源バルブに対応したリフレクタがそれぞれ設定されている。このことは、灯具の大型化を招き、当該車両用灯具は、小型車には不向きであるという問題がある。あわせて、灯具の大型化に伴い、製造コストが上昇するという問題がある。

特開２００２−８７１５３号公報

本発明は、上述の事情に鑑み、異なる配光パターンを創出しつつ、かつ灯具の小型化および製造コストの縮減を図った車両用灯具を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される車両用灯具は、車両前方を向く第１光軸の軸線上に配置された第１光源と、平面視において前記第１光軸に対して鋭角をなし、かつ車両外方を向く第２光軸の軸線上に配置された第２光源と、前記第１光源および前記第２光源の背後において水平方向および車両上下方向にわたって格子状に配置され、かつ前記第１光源および前記第２光源から発せられた光を反射させる複数のリフレクタと、を備える車両用灯具であって、各々の前記リフレクタは、前記第１光源および前記第２光源の背後に向かって凹む放物面をなし、前記第１光軸をｘ軸、車幅方向をｙ軸、車両上下方向をｚ軸、前記第１光源の中心からの焦点距離をｆとしたとき、前記放物面は、数式ｘ＝ｙ²／４ｆ＋ｚ²／４ｆにより与えられ、前記第２光源の背後に向かって凹み、かつ前記第２光源の中心が焦点となる仮想放物面を設定したとき、前記放物面の一部が前記仮想放物面に接するように、前記放物面の前記焦点距離が調整されていることを特徴としている。

本発明にかかる車両用灯具は、第１光源および第２光源の背後に向かって凹む放物面をなす複数のリフレクタを備える。各々のリフレクタがなす放物面は、いずれも第１光源の中心が焦点となる放物面である。このような構成をとることによって、各々のリフレクタから第１光源の反射光の一部が第１光軸に沿って照射される。このため、当該車両用灯具によって、車両前方を照射する配光パターンを創出することができる。

また、各々のリフレクタがなす放物面の一部が仮想放物面に接するように、当該放物面における第１光源の中心からの焦点距離が調整されている。このような調整によって、複数のリフレクタがなす放物面の集合体の形状は、仮想放物面に近似したものとなる。ここで、仮想放物面は、第２光源の中心が焦点となる放物面として設定されているため、第２光源の反射光を第２光軸に沿って効率よく照射する形状となっている。このような構成をとることによって、各々のリフレクタから第２光源の反射光が第２光軸に沿って一様に照射される。このため、当該車両用灯具によって、車両外方（平面視において車両前方に対し鋭角をなす方向）を照射する配光パターンを創出することができる。このような複数のリフレクタから構成される集合体は、従来のリフレクタよりも小型化とすることが可能である。したがって、本発明によれば、異なる配光パターンを創出しつつ、かつ灯具の小型化および製造コストの縮減を図ることが可能となる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の実施形態にかかる車両用灯具の斜視図である。 図１に示す車両用灯具の平面図である。 図１に示す各々のリフレクタがなす放物面の設定手順を説明する平面図である。 図１に示す各々のリフレクタがなす放物面の設定手順を説明する平面図である。 図１に示す各々のリフレクタがなす放物面の設定手順を説明する平面図である。 図１に示す第１光源の反射光経路の解析平面図である。 図１に示す第２光源の反射光経路の解析平面図である。 図１に示す車両用灯具の車両前方における配光パターンの解析図である。

本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について、添付図面に基づいて説明する。

図１〜図８に基づき、本実施形態にかかる車両用灯具（以下「灯具Ａ」という。）について説明する。

本実施形態にかかる灯具Ａは、第１光源１１、第２光源２１および複数のリフレクタ３を備える。第１光源１１、第２光源２１および複数のリフレクタ３は、単一のランプハウジング（図示略）に収容される。当該ランプハウジングは、スタッドボルトやタッピングねじなどの締結部材を用いて車体（図示略）に固定される。また、当該ランプハウジングの前面は、第１光源１１および第２光源２１から発せられ、かつ複数のリフレクタ３により反射された光を拡散させるためのアウタレンズ（図示略）が取り付けられている。

図１は、灯具Ａの斜視図である。図２は、灯具Ａの平面図である。図３〜図５は、複数のリフレクタ３がなす放物面の設定手順を説明する平面図である。ここで、説明の便宜上、各図において示されるＵＰＲを車両上方向、ＤＷを車両下方向、ＦＲを車両前方向、ＲＲを車両後方向、ＲＨを車両右方向、ＬＨを車両左方向とする。このうち、ＦＲ、ＲＲ、ＲＨおよびＬＨは、いずれも水平方向に含まれる。なお、以下の説明で、特記なく前後を用いる場合は、車両前後方向の前後を示すものとする。

第１光源１１は、図２に示すように、車両前方を向く第１光軸１０の軸線上に中心Ｃ１が配置されている。第１光源１１は、車両前方を照射するヘッドランプ（ハイビーム）用の光源である。本実施形態にかかる第１光源１１は、たとえばＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。

第２光源２１は、図２に示すように、車両外方を向く第２光軸２０の軸線上に中心Ｃ２が配置されている。第２光源２１は、車両外方を照射するコーナーリングランプ用の光源である。なお、第２光源２１は、コーナーリングランプ用の光源に限定されず、第１光源１１から発せられた光に基づく配光パターンとは異なる配光パターンを創出する光源であればいずれでもよい。本実施形態にかかる第２光源２１は、第１光源１１と同じくＬＥＤである。第２光軸２０は、平面視において第１光軸１０に対して鋭角αをなす。このため、当該車両外方は、平面視において車両前方に対して鋭角αをなす方向を指す。本実施形態にかかる鋭角αは４５°である。ただし、鋭角αはこれに限定されず、当該車両外方が向く方向が所望の方向となるように適宜設定することができる。

図１〜図５において、第１光源１１および第２光源２１は、ともに水平面上に配置された円として示されている。第１光源１１の中心Ｃ１および第２光源２１の中心Ｃ２は、それぞれに対応する円の中心を指す。図１に示すように、第１光源１１の中心Ｃ１と第２光源２１の中心Ｃ２との車両上下方向における位置は、ともに同一である。

複数のリフレクタ３は、図１および図２に示すように、第１光源１１および第２光源２１の背後において水平方向および車両上下方向にわたって格子状に配置され、かつ第１光源１１および第２光源２１から発せられた光を反射させる部材である。各々のリフレクタ３は、第１光源１１および第２光源２１の背後に向かって凹む放物面をなしている。当該放物面は、水平方向および車両上下方向の双方にわたって形状をなす回転放物面である。複数のリフレクタ３は、合成樹脂製であり、射出成形により一体的に成形される。また、当該放物面には、第１光源１１および第２光源２１から発せられた光を効率よく反射させるための金属反射膜（図示略）が設けられている。

灯具Ａにおける複数のリフレクタ３の配置は、仮想放物面４を基準に設定されている。仮想放物面４は、灯具Ａにおいて実際には現れない部分である。図２に示すように、仮想放物面４は、第２光軸２０と、第２光源２１よりも背後に位置し、かつ第２光軸２０に直交する平面Ｓ２との交点Ｑ２に接するとともに、第２光源２１の中心Ｃ２が焦点となる回転放物面として設定されている。このため、仮想放物面４は、第２光源２１の背後に向かって凹む放物面である。また、仮想放物面４の焦点距離は、第２光源２１の中心Ｃ２から交点Ｑ２までの距離である。各々のリフレクタ３がなす放物面の一部が仮想放物面４に接するように、複数のリフレクタ３の配置が設定されている。

図１および図２に示すように、本実施形態では、水平方向にわたって１０列のリフレクタ３が配置されている。あわせて、車両上下方向にわたって５段のリフレクタ３が配置されている。なお、複数のリフレクタ３の配置数は、これに限定されない。

次に、図３〜図５に基づき、各々のリフレクタ３がなす放物面の設定手順について説明する。ここでは、車両上下方向において任意の段に配置された複数のリフレクタ３の一部を対象に説明する。なお、図５に示すリフレクタ３１，リフレクタ３２，・・・．リフレクタ３５は、複数のリフレクタ３に含まれる。

まず、図３に示すように、第１光軸１０をｘ軸、車幅方向（車両右方向および車両左方向を含む方向）をｙ軸、車両上下方向をｚ軸に設定する。この条件の下で、仮想放物面４の背後に位置し、かつ第１光源１１の中心Ｃ１からの焦点距離がｆ０である基準放物面Ｐを設定する。基準放物面Ｐは、数式ｘ＝ｙ²／４ｆ０＋ｚ²／４ｆ０により与えられる。基準放物面Ｐは、第１光源１１の背後に向かって凹み、かつ第１光軸１０と、第１光軸１０に直交する平面Ｓ１との交点Ｑ１に接する回転放物面の一部である。また、基準放物面Ｐの焦点距離ｆ０は、第１光源１１の中心Ｃ１から交点Ｑ１までの距離である。

次いで、図４に示すように、設定された基準放物面Ｐを複数に分割する。ここでは、基準放物面Ｐを、基準放物面Ｐ１，基準放物面Ｐ２，・・・，基準放物面Ｐ５の５つに分割している。

次いで、図５に示すように、分割された基準放物面Ｐ１，基準放物面Ｐ２，・・・，基準放物面Ｐ５の各々の放物面の一部が仮想放物面４に接するようにする。たとえば、基準放物面Ｐ１の一部が仮想放物面４に接するようにするには、基準放物面Ｐ１における第１光源１１の中心Ｃ１からの焦点距離をｆ０からｆ１に調整する。このときの基準放物面Ｐ１が、リフレクタ３１がなす放物面となり、その放物面は、数式ｘ＝ｙ²／４ｆ１＋ｚ²／４ｆ１により与えられる。同様に、基準放物面Ｐ２，基準放物面Ｐ３，・・・基準放物面Ｐ５の焦点距離をｆ０からｆ２，ｆ３，・・・，ｆ５に調整する。このような調整によって、基準放物面Ｐ２，基準放物面Ｐ３，・・・，基準放物面Ｐ５が、リフレクタ３２，リフレクタ３３，・・・，リフレクタ３５がなす放物面となる。以上の手順を経ることによって、各々のリフレクタ３がなす放物面が設定される。

以上より、各々のリフレクタ３がなす放物面は、第１光源１１の中心Ｃ１からの焦点距離をｆとしたとき、数式ｘ＝ｙ²／４ｆ＋ｚ²／４ｆにより与えられる放物面である。この場合において、焦点距離ｆが放物面の形状を決定する上でのパラメータとなっている。この数式により与えられる各々のリフレクタ３がなす放物面は、当該放物面の一部が仮想放物面４に接するように焦点距離ｆが調整されていることがいえる。なお、図５に示すように、焦点距離ｆは、車幅方向（ｙ軸が向く方向）において第１光源１１とリフレクタ３との離間距離が長くなるほど、そのリフレクタ３がなす放物面の焦点距離ｆが長くなる。

次に、灯具Ａの作用効果について説明する。

灯具Ａは、第１光源１１および第２光源２１の背後に向かって凹む放物面をなす複数のリフレクタ３を備える。各々のリフレクタ３がなす放物面は、いずれも第１光源１１の中心Ｃ１が焦点となる放物面である。図６は、第１光源１１から発せられた光が複数のリフレクタ３により反射された光の経路解析結果を示している。図６に記載の複数の直線は、第１光源１１に起因した反射光の経路を示している。このような構成をとることによって、図６に示すように、各々のリフレクタ３から第１光源１１の反射光の一部が第１光軸１０に沿って照射される。

また、各々のリフレクタ３がなす放物面の一部が仮想放物面４に接するように、当該放物面における第１光源１１の中心Ｃ１からの焦点距離ｆが調整されている。このような調整によって、複数のリフレクタ３がなす放物面の集合体の形状は、仮想放物面４に近似したものとなる。ここで、仮想放物面４は、第２光源２１の中心Ｃ２が焦点となる放物面として設定されているため、第２光源２１の反射光を第２光軸２０に沿って効率よく照射する形状となっている。図７は、第２光源２１から発せられた光が複数のリフレクタ３により反射された光の経路解析結果を示している。図７に記載の複数の直線は、第２光源２１に起因した反射光の経路を示している。このような構成をとることによって、図７に示すように、各々のリフレクタ３から第２光源２１の反射光が第２光軸２０に沿って一様に照射される。

図８は、灯具Ａの車両前方における配光パターンの解析結果を示す図である。図８において、ＣＬは第１光軸１０に対し車両上下方向に沿って直交する中心線を指し、ＨＳは、第１光源１１の中心Ｃ１および第２光源２１の中心Ｃ２が通る水平面を指す。図８に示すように、灯具Ａによって、第１光源１１により中心線ＣＬと水平面ＨＳとの交点の近傍に集約された車両前方を照射する配光パターンＬ１が創出される。あわせて、第２光源２１により中心線ＣＬよりも車両左方に寄って位置する車両外方を照射する配光パターンＬ２が創出される。ここでの車両外方は、平面視において第１光源１１が向く車両前方に対し鋭角αをなす方向である。このため、灯具Ａにより異なる配光パターンを創出することができる。このような複数のリフレクタ３から構成される集合体は、従来のリフレクタよりも小型化とすることが可能である。したがって、灯具Ａによれば、異なる配光パターンを創出しつつ、かつ灯具の小型化および製造コストの縮減を図ることが可能となる。

本実施形態では、第１光源１１をヘッドランプ用の光源、第２光源２１をコーナーリングランプ用の光源としている。ただし、光源はこの用途に限定されず、異なる配光パターンを創出する車両用灯具の全般において光源の用途を自在に設定することができる。

また、本発明は、先述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ：灯具
１０：第１光軸
１１：第１光源
２０：第２光軸
２１：第２光源
３，３１，３２，３３，３４，３５：リフレクタ
４：仮想放物面
α：鋭角
Ｃ１，Ｃ２：中心
Ｓ１，Ｓ２：平面
Ｑ１，Ｑ２：交点
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５：基準放物面
ｆ，ｆ０，ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ４：焦点距離
Ｌ１，Ｌ２：配光パターン
ＣＬ：中心線
ＨＳ：水平面

Claims (1)

1. 車両前方を向く第１光軸の軸線上に配置された第１光源と、
   平面視において前記第１光軸に対して鋭角をなし、かつ車両外方を向く第２光軸の軸線上に配置された第２光源と、
   前記第１光源および前記第２光源の背後において水平方向および車両上下方向にわたって格子状に配置され、かつ前記第１光源および前記第２光源から発せられた光を反射させる複数のリフレクタと、を備える車両用灯具であって、
   各々の前記リフレクタは、前記第１光源および前記第２光源の背後に向かって凹む放物面をなし、
   前記第１光軸をｘ軸、車幅方向をｙ軸、車両上下方向をｚ軸、前記第１光源の中心からの焦点距離をｆとしたとき、前記放物面は、数式ｘ＝ｙ²／４ｆ＋ｚ²／４ｆにより与えられ、
   前記第２光源の背後に向かって凹み、かつ前記第２光源の中心が焦点となる仮想放物面を設定したとき、
   前記放物面の一部が前記仮想放物面に接するように、前記放物面の前記焦点距離が調整されていることを特徴とする、車両用灯具。