JP6996160B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

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特許法第30条第2項適用 平成29年6月16日にトヨタ車体株式会社、富士松工場(愛知県刈谷市一里山町金山100番地)に「車両用前照灯」を販売。
本発明は、車両用前照灯に関する。
光源と、光源からの光を反射するリフレクタと、リフレクタで反射した光を車両前方に出射して照射パターンを形成するレンズと、を備える車両用灯具が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の車両用灯具では、シェードによって照射パターンの上部に水平カットオフラインを形成する。また、この車両用灯具は、照射パターンの上方にオーバーヘッドサイン照射パターンを形成するため、リフレクタで反射した光の一部をシェードの反射面で反射してレンズに入射させる構成である。
特開2009-245600号公報
上記のような車両用灯具においては、照射パターンの上方であって水平カットオフラインの近傍にパターンを効率的に形成することが求められている。しかしながら、特許文献1に記載の構成では、シェードを配置する必要があるため、照射パターンの上方かつ水平カットオフラインの近傍にパターンを形成することが困難である。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、照射パターンの上方かつ水平カットオフラインの近傍に効率的にパターンを形成することが可能な車両用前照灯を提供することを目的とする。
本発明に係る車両用前照灯は、光源と、前記光源からの光を反射するリフレクタと、前記光源から直接到達する光及び前記リフレクタで反射した前記光が入射する入射面と、前記入射面に入射した前記光を車両前方の照射領域に出射する出射面とを有するレンズと、前記光源と前記レンズとの間に配置され、前記リフレクタで反射した前記光の一部を遮光するシェードと、前記光源、前記リフレクタ、前記レンズ及び前記シェードを支持する取付部材とを備え、前記シェードは、前記光源側と前記レンズ側とを連通する開口部を有し、前記取付部材は、前記光源と前記シェードの前記開口部との間において、前記光源から車両搭載状態における前方を見て前記開口部を覆う範囲に配置された壁部を有し、前記壁部は、前記レンズの光軸に対して車両搭載状態の左右方向に傾いた傾斜方向に形成され前記光源側と前記開口部側とを連通し前記傾斜方向に進行する光を通過させる溝部を有する。
また、本発明に係る車両用前照灯において、前記リフレクタは、前記光源からの光の一部を前記溝部に向けて前記傾斜方向に反射する傾斜反射面を有してもよい。
また、本発明に係る車両用前照灯において、前記傾斜方向は、水平面に対して略平行な方向であり、前記傾斜反射面は、前記溝部と車両搭載状態における高さ位置が等しくてもよい。
また、本発明に係る車両用前照灯において、前記取付部材は、前記光源と前記壁部との間において、前記光源から車両搭載状態における前方を見た状態で前記溝部を塞ぐ範囲に被覆部を有してもよい。
また、本発明に係る車両用前照灯において、前記被覆部は、平面視において前記溝部が延びる方向に平行に配置されてもよい。
本発明に係る車両用前照灯において、前記シェードは、前記開口部内に突出して設けられ、前記リフレクタで反射し前記壁部を越えて前記シェードに到達する光を遮光する突出部を有してもよい。
本発明によれば、照射パターンの上方かつ水平カットオフラインの近傍に効率的にパターンを形成することが可能となる。
図1は、本実施形態に係る車両用前照灯の一例を示す図である。 図2は、リフレクタをレンズ側から見た場合の一例を示す図である。 図3は、シェードを上方から見た状態を示す図である。 図4は、図3におけるA-A断面に沿った形状を示す図である。 図5は、図3におけるB-B断面に沿った形状を示す図である。 図6は、図3におけるC-C断面に沿った形状を示す図である。 図7は、車両前方に照射される場合の照射パターンの比較例を示す図である。 図8は、車両前方に照射される場合の照射パターンの実施例を示す図である。
以下、本発明に係る車両用前照灯の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。以下の説明において、前後、上下、左右の各方向は、車両用前照灯が車両に取り付けられた状態における方向であって、運転席から車両の進行方向を見た場合における方向を示す。なお、本実施形態では、上下方向は鉛直方向に平行であり、左右方向は水平方向であるとする。
図1は、本実施形態に係る車両用前照灯100の一例を示す図である。図1に示すように、車両用前照灯100は、光源10と、リフレクタ20と、レンズ30と、取付部材40と、シェード60とを備えている。光源10、リフレクタ20、レンズ30、取付部材40及びシェード60は、いわゆるプロジェクタ型のランプユニットを構成している。
車両用前照灯100は、車両前部の左側及び右側にそれぞれ取り付けられる。車両に取り付けられる場合、車両用前照灯100は、不図示のランプハウジングとランプレンズ(例えば、素通しのアウターレンズなど)とで形成される灯室に収容され、不図示の光軸調整機構に接続される。光軸調整機構は、車両用前照灯100は、上下方向及び左右方向の光軸調整が可能となっている。以下、車両用前照灯100として、車両の右側に取り付けられる車両用前照灯を例に挙げて説明する。この場合、車両用前照灯100に対して、左右方向の右側が車両の外側であり、左側が車両の内側である。なお、車両の左側に取り付けられる車両用前照灯については、車両用前照灯100に対して左右対称の構成であり、同様の説明が可能である。
灯室内には、上記ランプユニットの他、例えばクリアランスランプユニット、ターンシグナルランプユニット、デイタイムランニングランプユニットなどが配置される場合がある。また、灯室内には、インナーパネル(図示せず)やインナーハウジング(図示せず)やインナーレンズ(図示せず)などが配置される場合がある。
光源10は、本実施形態において、例えばLEDやOEL、OLED(有機EL)などの半導体型光源である。光源10は、発光面11を有する。光源10は、発光面11がランバーシアン分布を形成するように光を出射する。車両用前照灯100が車両に取り付けられた場合、発光面11は例えば上方に向けられ、水平面に平行に配置される。光源10は、取付部材40に固定されている。光源10は、後述するレンズ30の光軸AXよりも下方に配置される。
リフレクタ20は、光源10からの光をレンズ30に向けて反射する。リフレクタ20は、光源10の上方に配置され、例えば樹脂部材など、耐熱性が高くかつ光不透過性の材料を用いて形成されている。リフレクタ20は、スクリューなどの固定部材によって取付部材40に固定されている。
図2は、リフレクタ20をレンズ30側から見た場合の一例を示す図である。図1及び図2に示すように、リフレクタ20は、内面に第1反射面21、第2反射面22及び傾斜反射面23が形成されている。第1反射面21及び第2反射面22は、回転楕円面又は当該回転楕円面を基調とした自由曲面となっている。第1反射面21は、光源10からの光をレンズ30に向けて反射する。第2反射面22は、光源10からの光を後述するシェード60の第1板状部61の反射面に向けて反射する。
傾斜反射面23は、第1反射面21の下端部に配置される。傾斜反射面23は、第1反射面21の下端部の左右方向の中央部を空けて、左側及び右側にそれぞれ配置される。傾斜反射面23は、第1反射面21の下端部の左側、右側のそれぞれに、段部を介して複数並んで配置される。傾斜反射面23における光の反射方向については後述する。
レンズ30は、リフレクタ20に対して車両の前方に配置される。レンズ30は、例えばレンズホルダに支持される。レンズ30は、焦点(図示せず)と、光軸AXとを有する。レンズ30の光軸AXは、リフレクタ20の光軸と一致もしくはほぼ一致する。レンズ30は、リフレクタ20からの反射光及び光源10からの直射光を車両の前方に照射する。
図3は、シェード60を上方から見た状態を示す図である。図4は、図3におけるA-A断面に沿った形状を示す図である。図5は、図3におけるB-B断面に沿った形状を示す図である。図6は、図3におけるC-C断面に沿った形状を示す図である。
図3から図6に示すように、シェード60は、光源10とレンズ30との間に配置されている。シェード60は、リフレクタ20で反射した光の一部を遮光する。シェード60は、ネジ等の不図示の固定部材を介して取付部材40に取り付けられる。シェード60は、第1板状部61と、第2板状部62と、開口部63とを有する。
第1板状部61は、リフレクタ20の前方下側に配置され、水平面に対して下側端部が前方に傾いた状態で配置される。第1板状部61は、レンズ30側の面において、リフレクタ20の第2反射面22で反射した光をレンズ30に向けてオーバーヘッドサイン照射パターンP2として反射する。また、第1板状部61は、光源10側の面において、リフレクタ20で反射して到達した光L3を遮光する。
第2板状部62は、リフレクタ20の内側に配置される。第2板状部62は、水平面に平行に配置される。第2板状部62は、開口部63の上方を覆うように配置される。第2板状部62は、リフレクタ20で反射して到達した光L2を遮光する。
開口部63は、光源10側とレンズ30側とを連通する。開口部63は、光源10から直接到達した光をレンズ30側に通過させる。第1板状部61は、車両内側(左側)の一部が上方に突出した突出部61aを有する。突出部61aが設けられる部分では、開口部63の上下方向の寸法が狭くなっている。
取付部材40は、複数のフィン41と、シェード固定部42と、壁部43と、被覆部44と、突出部45とを有する。複数のフィン41は、板状に形成され、取付部材40の下方に向けて延びている。複数のフィン41は、半導体型光源である光源10において生じた熱を外部に放出する。シェード固定部42は、シェード60の取付部64が取り付けられる。シェード固定部42は、例えば上面が水平面に平行であるが、これに限定されない。
壁部43は、光源10とシェード60の開口部63との間において、光源10から前方を見て開口部63を覆う範囲に配置される。壁部43は、光源10から直接到達する光L1を遮光する。壁部43は、溝部43aを有する。溝部43aは、例えば壁部43の上面に配置される。溝部43aは、壁部43の左右方向の中央部に対して左側と右側とに1つずつ配置される。溝部43aは、壁部43の前後方向に貫いた状態で形成される。つまり、溝部43aは、光源10側と開口部63側とを連通する。
図4に示すように、溝部43aは、断面形状が矩形に形成される。溝部43aの断面形状は、矩形に限定されず、他の形状であってもよい。溝部43aは、例えば光源10側から前方を見た場合、開口部63に重なる位置に配置される。したがって、溝部43aを水平方向に延長した仮想延長線上には、開口部63が配置される。
左側に配置される溝部43aは、傾斜方向D1に沿って配置される。傾斜方向D1は、レンズ30の光軸AXに平行な仮想直線AX1に対して前側が右方に角度θ傾いた直線方向である。傾斜方向D1は、水平面に対しては、ほぼ平行な方向である。左側に配置される溝部43aは、リフレクタ20で反射される光のうち、傾斜方向D1に進行する光L5を壁部43の前方に通過させる。
右側に配置される溝部43aは、傾斜方向D2に平行に配置される。傾斜方向D2は、レンズ30の光軸AXに平行な仮想直線AX2に対して前側が左方に角度θだけ傾いた直線方向である。傾斜方向D2は、水平面に対しては、ほぼ平行な方向である。右側に配置される溝部43aは、リフレクタ20で反射される光のうち、傾斜方向D2に進行する光L6を壁部43の前方に通過させる。
本実施形態において、傾斜方向D1に進行する光L5及び傾斜方向D2に進行する光L6は、例えば上記のリフレクタ20の傾斜反射面23で反射した光を含む。ここで、傾斜反射面23の反射方向について説明する。傾斜反射面23は、光源10からの光の一部を、溝部43aに向けて、傾斜方向D1、D2に反射する。
具体的には、リフレクタ20において左右方向の左側に配置された傾斜反射面23は、光源10からの光を傾斜方向D1に反射する。また、リフレクタ20のうち左右方向の右側に配置された傾斜反射面23は、光源10からの光を傾斜方向D2に反射する。したがって、光L5は、リフレクタ20の左側に配置された傾斜反射面23で反射した光である。また、光L6は、リフレクタ20の右側に配置された傾斜反射面23で反射した光である。
傾斜方向D1、D2は、水平面に対して略平行な方向である。傾斜反射面23は、車両搭載状態における高さ位置が溝部43aと等しい。このため、傾斜反射面23において、溝部43aに向けて水平面に対してほぼ平行な方向に光を反射することができる。なお、傾斜反射面23の高さ位置については、溝部43aに向けて反射した光が溝部43aから上下方向にはみ出さない位置であれば水平面に対して傾いた方向であってもよい。
被覆部44は、光源10と壁部43との間に配置される。被覆部44は、図3に示すように、傾斜方向に平行に設けられる。また、図4では、被覆部44の位置を一点鎖線で示している。例えば図4に示すように、被覆部44は、光源10から前方を見た場合に、溝部43aを塞ぐ範囲に配置される。被覆部44は、傾斜方向とは異なる方向で溝部43aに向かう光L4を遮光する。また、突出部45は、壁部43のうち左右方向の中央部から前方に向けて突出する。突出部45は、第2板状部62の下方に配置される。突出部45は、上記の溝部43aを傾斜方向D1、D2の前方にそれぞれに延長した部分において、溝部45aを有する。
上記のように構成された車両用前照灯100において、光源10の発光面11から出射された光のうち、例えば前方に進行する光は、壁部43又は被覆部44によって遮光される。例えば、図3及び図5に示すように、光源10から壁部43に向けて前方に進行する光L1は、壁部43によって遮光される。また、光源10から壁部43の上側を第2板状部62に向けて進行する光L2は、第2板状部62によって遮光される。また、光源10から被覆部44に向けて前方に進行するL4は、被覆部44によって遮光される。
また、例えばリフレクタ20に向けて進行する光は、リフレクタ20の第1反射面21、第2反射面22、傾斜反射面23で反射する。第1反射面21で反射した光は、シェード60の端部(例えば、開口部63の光源側の端部)により一部がカットされてレンズ30の入射面31に入射し、出射面32から出射し、車両の前方の照射領域に照射される。これにより、カットオフラインCLを有する照射パターンP1(図8参照)が車両の前方に形成される。
第1反射面21で反射する光においては、例えば図3及び図5に示す光L3のように、壁部43の上方を通過し、第2板状部62の下方に進入する場合がある。本実施形態では、このような光L3を第1板状部61の光源10側の面で遮光する突出部61aが配置されている。したがって、第1板状部61の突出部61aによって光L3が遮光されるため、グレアの発生が抑制される。
また、第2反射面22で反射した光は、シェード60の第1板状部61の反射面61bで反射し、レンズ30の入射面31に入射し、出射面32から出射する。出射面32から出射した光は、車両の前方のうち照射パターンP1の上方に照射されて、オーバーヘッドサイン照射パターンP2(図8参照)を形成する。
また、傾斜反射面23で反射した光について、例えばリフレクタ20の左側に配置された傾斜反射面23で反射した光L5は、壁部43の左側の溝部43aに向けて傾斜方向D1に進行し、溝部43aを通過する。溝部43aを通過した光L5は、第2板状部62とシェード固定部42の上面との間の空間を通過し、シェード60の開口部63をレンズ30側に通過する。この光L5は、レンズ30の入射面31に入射し、出射面32から出射する。出射面32から出射した光L5は、車両前方に照射され、拡散パターンP3(図8参照)を形成する。
図7及び図8は、レンズ30から車両前方に照射される場合の照射パターンの一例を示している。図7は、本実施形態に記載の車両用前照灯100に対して、シェード60の開口部63が設けられない場合の比較例を示す。なお、比較例の構成は、シェード60に開口部63が設けられない構成以外については、本実施形態に係る車両用灯具100と同様である。したがって、比較例において車両用灯具100と同一の構成について説明する場合には、対応関係を示すため、車両用灯具100に付した符号と同一の符号を括弧付で記載する。図8は、本実施形態に記載の車両用前照灯100の実施例を示す。図7及び図8のH-H線は、車両の運転席から見た前方の水平線を示している。
図7に示すように、比較例においては、光源(10)からリフレクタ(20)の第1反射面(21)で反射してレンズ(30)の入射面(31)に入射した光は、出射面(32)から出射されて、車両前方に照射パターンP1aを形成する。照射パターンP1aは、シェード(60)によってカットされた水平カットオフラインCLを上部に有している。
また、光源(10)からリフレクタ(20)の第2反射面(22)で反射し、更にシェード(60)の反射面で反射してレンズ(30)の入射面(31)に入射した光は、出射面(32)から出射されて、車両前方にオーバーヘッドサイン照射パターンP2aを形成する。オーバーヘッドサイン照射パターンP2aは、照射パターンP1aのほぼ中央部から上方に離れた位置に形成される。
図8に示すように、実施例において、光源10からリフレクタ20の第1反射面21で反射してレンズ30の入射面31に入射した光は、出射面32から出射されて車両前方に照射パターンP1を形成する。また、光源10からリフレクタ20の第2反射面22で反射してレンズ30の入射面31に入射した光は、出射面32から出射されて車両前方にオーバーヘッドサイン照射パターンP2を形成する。オーバーヘッドサイン照射パターンP2は、照射パターンP1のほぼ中央部から上方に離れた位置に形成される。
また、光源10から出射され、リフレクタ20の傾斜反射面23で反射し、溝部43a及び開口部63を通過してレンズ30に入射した光L5、L6は、出射面32から出射され、上下方向において照射パターンP1とオーバーヘッドサイン照射パターンP2との間に拡散パターンP3、P4を形成する。拡散パターンP3、P4は、照射パターンP1及びオーバーヘッドサイン照射パターンP2とは離れた状態で形成されてもよいし、照射パターンP1及びオーバーヘッドサイン照射パターンP2の少なくとも一方と連なった状態で形成されてもよい。このように、照射パターンP1の上方であって水平カットオフラインCLの近傍の領域にパターンが形成される。本実施形態において、光源10が光軸AXよりも下方に配置されたため、光源10から出射された光は、傾斜反射面23で反射することにより、光軸AXに平行に近い光L5、L6として進行して、拡散パターンP3、P4を形成可能となる。
以上のように、本実施形態に係る車両用前照灯100は、光源10と、光源10からの光を反射するリフレクタ20と、リフレクタ20で反射した光が入射する入射面31と、入射面31に入射した光を車両前方の照射領域に出射する出射面32とを有するレンズ30と、光源10とレンズ30との間に配置され、リフレクタ20で反射した光の一部を遮光するシェード60と、光源10、リフレクタ20、レンズ30及びシェード60を支持する取付部材40とを備え、シェード60は、光源側とレンズ側とを連通する開口部63を有し、取付部材40は、光源10とシェード60の開口部63との間において、光源10から前方を見て開口部63を覆う範囲に配置された壁部43を有し、壁部43は、レンズ30の光軸AXに対して左右方向に所定角度θ傾いた傾斜方向に形成され光源10側と開口部63側とを連通し傾斜方向D1、D2に進行する光を通過させる溝部43aを有する。
本実施形態によれば、リフレクタ20で反射した光のうち、溝部43a及び開口部63を通過した光をレンズ30に入射させることができ、この光によって照射パターンP1を左側上方に拡散する拡散パターンP3及び照射パターンP1を右側上方に拡散する拡散パターンP4を形成することができる。これにより、照射パターンP1の上方かつ水平カットオフラインCLの近傍に効率的に拡散パターンP3、P4を形成することができる。
また、本実施形態に係る車両用前照灯100において、リフレクタ20は、光源10からの光の一部を溝部43aに向けて傾斜方向D1、D2に反射する傾斜反射面23を有する。これにより、リフレクタ20は、溝部43aを通過可能な光をより安定して供給することができる。
また、本実施形態に係る車両用前照灯100において、傾斜方向D1、D2は、水平面に対して略平行な方向であり、傾斜反射面23は、溝部43aと車両搭載状態における高さ位置が等しい。これにより、傾斜反射面23から溝部43aを通過する光をより確実に供給することができる。
また、本実施形態に係る車両用前照灯100において、取付部材40は、光源10と壁部43との間において、光源10から車両搭載状態における前方を見た状態で溝部43aを塞ぐ範囲に被覆部44を有する。これにより、傾斜方向D1、D2に平行な光以外の光が溝部43aに入り込むことを抑制できる。
また、本実施形態に係る車両用前照灯100において、被覆部44は、平面視において溝部43aが延びる方向に平行に配置される。これにより、傾斜方向D1、D2に平行な光以外の光が溝部43aに入り込むことをより確実に抑制できる。
また、本実施形態に係る車両用前照灯100において、シェード60は、開口部63内に突出して設けられ、リフレクタ20で反射し壁部43を越えてシェード60に到達する光を遮光する位置に突出部61aを有する。これにより、第1反射面21で反射する光のうち、壁部43の上方を通過し、第2板状部62の下方に進入する光が突出部61aにより遮光されるため、グレアの発生をより確実に抑制できる。
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、溝部43aが壁部43に2箇所配置される構成を例に挙げて説明したが、これに限定されず、1箇所又は3箇所以上に形成されてもよい。また、溝部43aが複数設けられる場合、形状、寸法等が異なる溝部43aを含んでもよい。
また、上記実施形態では、光源10から光を傾斜反射面23で反射させることで、溝部43aに光を通過させる構成として説明したが、これに限定されない。例えば、光源10からの光を傾斜反射面23とは異なる部分で反射させることで、溝部43aに光を通過させる構成としてもよい。また、光源10からの光を溝部43aに導光する構成等、他の構成が用いられてもよい。
10 光源
11 発光面
20 リフレクタ
30 レンズ
21 第1反射面
22 第2反射面
23 傾斜反射面
31 入射面
32 出射面
40 取付部材
41 フィン
42 シェード固定部
43 壁部
43a,45a 溝部
44 被覆部
45 突出部
60 シェード
61 第1板状部
61a 突出部
62 第2板状部
63 開口部
64 取付部
100 車両用前照灯
L1,L2,L3,L4,L5,L6,5 光
P1,P1a 照射パターン
P2,P2a オーバーヘッドサイン照射パターン
P3,P4 拡散パターン
AX 光軸
D1,D2 傾斜方向

Claims (6)

  1. 光源と、
    前記光源からの光を反射するリフレクタと、
    前記光源から直接到達する光及び前記リフレクタで反射した前記光が入射する入射面と、前記入射面に入射した前記光を車両前方の照射領域に出射する出射面とを有するレンズと、
    前記光源と前記レンズとの間に配置され、前記リフレクタで反射した前記光の一部を遮光するシェードと、
    前記光源、前記リフレクタ、前記レンズ及び前記シェードを支持する取付部材と
    を備え、
    前記シェードは、前記光源側と前記レンズ側とを連通する開口部を有し、
    前記取付部材は、前記光源と前記シェードの前記開口部との間において、前記光源から車両搭載状態における前方を見て前記開口部を覆う範囲に配置された壁部を有し、
    前記壁部は、前記レンズの光軸に対して車両搭載状態の左右方向に傾いた傾斜方向に形成され前記光源側と前記開口部側とを連通し前記傾斜方向に進行する光を通過させる溝部を有し、
    前記レンズの光軸及び前記傾斜方向は、水平面に対して略平行な方向であり、
    前記光源は、前記レンズの光軸よりも車両搭載状態における下方に配置される
    車両用前照灯。
  2. 前記リフレクタは、前記光源からの光の一部を前記溝部に向けて前記傾斜方向に反射する傾斜反射面を有する
    請求項1に記載の車両用前照灯。
  3. 記傾斜反射面は、前記溝部と車両搭載状態における高さ位置が等しい
    請求項2に記載の車両用前照灯。
  4. 前記取付部材は、前記光源と前記壁部との間において、前記光源から車両搭載状態における前方を見た状態で前記溝部を塞ぐ範囲に被覆部を有する
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
  5. 前記被覆部は、平面視において前記溝部が延びる方向に平行に配置される
    請求項4に記載の車両用前照灯。
  6. 前記シェードは、前記開口部内に突出して設けられ、前記リフレクタで反射し前記壁部を越えて前記シェードに到達する光を遮光する突出部を有する
    請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
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