JP7382199B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

本発明は、車両用前照灯に関する。

例えば、自動二輪車や自動三輪車などの鞍乗型車両がある。鞍乗型車両の前側中央部に搭載される車両用前照灯（ヘッドランプ）では、自動四輪車と同様に、上端にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成するすれ違い用ビーム（ロービーム）と、ロービーム用配光パターンの上方側にハイビーム用配光パターンを形成する走行用ビーム（ハイビーム）とを、それぞれ車両の前方（車両進行方向）に向けて切り替え自在に照射する。

また、車両用前照灯では、上述したロービームとなる光を出射するロービーム用光源と、ハイビームとなる光を出射するハイビーム用光源とを灯体内に別々に配置し、それぞれの光源から出射された光を共通したリフレクタにより反射しながら、ロービームとハイビームとを車両の前方に向けて照射することが提案されている（例えば、下記特許文献１を参照。）。

一方、車両用前照灯では、リフレクタの反射面を複数の反射領域に分割し、各反射領域で反射される光の反射方向を制御することによって、上述したロービーム用配光パターン及びハイビーム用配光パターンを形成することが提案されている（例えば、下記特許文献２を参照。）。

特開２０１３－１７１７１０号公報 特許第５５８２８６５号公報

ところで、上述した車両用前照灯では、ロービーム用光源の点灯からハイビーム用光源の点灯に切り替えた際に、図６に示すように、ロービーム用配光パターンＰ１’よりも上方側に形成されるハイビーム用配光パターンＰ２’に、ロービーム用配光パターンＰ１’のカットオフラインＣＬ’に相当するラインが形成されると共に、ホットゾーン（最も明るい部分）Ｈ’の位置も上方側に移動することになる。

ハイビーム用配光パターンでは、ホットゾーンＨ’が中心に位置すると共に、カットオフラインＣＬ’が形成されないことが要求される。このため、ハイビーム用配光パターンとして良好な配光が得られなくなる。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、良好な配光パターンが得られる車両用前照灯を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 ロービーム用配光パターンを形成する第１の光と、前記ロービーム用配光パターンよりも上方側にハイビーム用配光パターンを形成する第２の光とを、それぞれ車両の前方に向けて切り替え自在に照射する車両用前照灯であって、
前記第１の光を出射する第１の光源と、
前記第２の光を出射する第２の光源と、
前記第１の光及び前記第２の光を前記車両の前方に向けて反射するリフレクタとを備え、
前記第１の光源と前記第２の光源とは、前後方向に並んで配置されると共に、前記第１の光と前記第２の光とを前記リフレクタに向けて出射し、
前記リフレクタは、前記第２の光源よりも後方側に配置された前記第１の光源側に焦点が位置する回転放物系反射面を有し、
前記回転放物系反射面は、複数の反射領域に分割されると共に、各反射領域で反射される前記第１の光及び前記第２の光の反射方向及び光源像を制御することによって、前記ロービーム用配光パターン及び前記ハイビーム用配光パターンを形成しており、
前記複数の反射領域は、前記第１の光及び前記第２の光の光軸を挟んだ幅方向の一方側に配置された各反射領域に入射した前記第１の光及び前記第２の光を、前記第１の光及び前記第２の光の光軸を挟んだ幅方向の他方側に向けて反射すると共に、
前記第１の光及び前記第２の光の光軸を挟んだ幅方向の他方側に配置された各反射領域に入射した前記第１の光及び前記第２の光を、前記第１の光及び前記第２の光の光軸を挟んだ幅方向の一方側に向けて反射し、
前記第１の光及び前記第２の光の光軸を挟んだ幅方向の両側に並ぶ前記複数の反射領域のうち、前記光軸に近い側の反射領域により反射された光の光源像よりも、前記光軸から遠い側の反射領域により反射された光の光源像が相対的に小さくなるように、各反射領域で反射される前記第１の光及び前記第２の光の光源像が制御されていることを特徴とする車両用前照灯。
〔２〕 前記リフレクタは、前記第１の光源及び前記第２の光源の下方側に配置され、
前記第１の光源及び前記第２の光源は、前記第１の光及び前記第２の光を下方側に向けて出射することを特徴とする前記〔１〕に記載の車両用前照灯。
〔３〕 前記ロービーム用配光パターンは、上端にカットオフラインを含み、
前記ハイビーム用配光パターンは、前記カットオフラインを含まず、中心にホットゾーンが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用前照灯。
〔４〕 鞍乗型車両に搭載される鞍乗型車両用前照灯であることを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の車両用前照灯。

以上のように、本発明によれば、良好な配光パターンが得られる車両用前照灯を提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係る車両用前照灯の構成を示す断面図である。 図１に示す車両前照灯の第１の光源の点灯時に、リフレクタの各反射領域で反射される第１の光により形成されるロービーム用配光パターンを示す模式図である。 図１に示す車両前照灯の第２の光源の点灯時に、リフレクタの各反射領域で反射される第２の光により形成されるハイビーム用配光パターンを示す模式図である。 図１に示す車両用灯具において、第１の光によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成されたロービーム用配光パターンを示す模式図である。 図１に示す車両用灯具において、第２の光によって仮想鉛直スクリーンの面上に形成されたハイビーム用配光パターンを示す模式図である。 従来の車両前照灯により形成されるロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンとを示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

本発明の一実施形態として、例えば図１に示す車両用前照灯１について説明する。
なお、図１は、車両用前照灯１Ａの構成を示す断面図である。

また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向を車両用前照灯１の前後方向（長さ方向）、Ｙ軸方向を車両用前照灯１の左右方向（幅方向）、Ｚ軸方向を車両用前照灯１の上下方向（高さ方向）として、それぞれ示すものとする。

本実施形態の車両用前照灯１は、例えば、自動二輪車や自動三輪車などの鞍乗型車両（図示せず。）の前側中央部に搭載される鞍乗型車両用前照灯（ヘッドランプ）に本発明を適用したものである。

すなわち、この車両用前照灯１は、上端にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成するすれ違い用ビーム（ロービーム）と、ロービーム用配光パターンの上方側にハイビーム用配光パターンを形成する走行用ビーム（ハイビーム）とを、それぞれ車両の前方（＋Ｘ軸方向）に向けて切り替え自在に照射する。

なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用前照灯１を正面（車両前方）から見たときのそれぞれの方向を意味するものとする。

本実施形態の車両用前照灯１Ａは、図１に示すように、灯体（図示せず。）の内側に、ロービームとなる第１の光Ｌ１を出射する第１の光源２と、ハイビームとなる第２の光Ｌ２を出射する第２の光源３と、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を車両の前方に向けて反射するリフレクタ４とを備えている。

なお、灯体は、前面が開口したハウジングと、このハウジングの開口を覆う透明なレンズカバーとにより構成される。また、灯体の形状については、鞍乗型車両のデザイン等に合わせて、適宜変更することが可能である。

第１の光源２及び第２の光源３は、例えば白色光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる。また、ＬＥＤには、車両照明用の高出力（高輝度）タイプのもの（例えばＳＭＤ ＬＥＤなど。）を使用することができる。

第１の光源２と第２の光源３とは、互いに共通する実装基板５の一面（本実施形態では下面）側に実装されている。すなわち、この実装基板５は、第１の光源２と第２の光源３が設けられた一面側を下方に向けた状態で配置されている。

第１の光源２と第２の光源３とは、実装基板５の一面における前後方向に並んで配置されている。また、第１の光源２は、第２の光源３よりも後方側に配置されている。第１の光源２及び第２の光源３は、この実装基板５の一面に対して垂直な下方側に向かって第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を放射状に出射する。

なお、第１の光源２及び第２の光源３を構成するＬＥＤは、１つに限らず複数であってもよい。また、第１の光源２と第２の光源３とは、互いのＬＥＤの数を一致させたり、異ならせたりすることが可能である。また、第１の光源２及び第２の光源３については、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を放射状に出射するものであればよく、上述したＬＥＤ以外にも、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子を用いることができる。

また、実施基板５は、上述したＬＥＤを駆動する駆動回路が設けられた構成であってもよい。一方、ＬＥＤが設けられた実施基板５と、駆動回路が設けられた回路基板とを別々に配置し、これら実装基板５と回路基板とをハーネスと呼ばれる配線コードを介して電気的に接続し、ＬＥＤが発する熱から駆動回路を保護する構成とであってもよい。

リフレクタ４は、第１の光源２及び第２の光源３の配置に合わせて、実装基板５の一面側（本実施形態では実装基板５を挟んだ第１の光源２及び第２の光源３の下方側）に配置されている。

リフレクタ４は、その前面に回転放物系反射面４ａを有している。回転放物系反射面４ａは、第１の光源２側に焦点が位置する放物線の一部を回転させることによって得られる凹面状の反射面であり、その前方を除く第１の光源２及び第２の光源３の周囲を囲むように設けられている。

これにより、リフレクタ４は、第１の光源２及び第２の光源３から出射された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を、それぞれ回転放物系反射面４ａにより前方に向けて反射する。なお、本実施形態では、回転放物系反射面４ａの焦点が第１の光源２の中心（発光点）と一致する又はその近傍に位置するように、リフレクタ４が配置されている。

回転放物系反射面４ａは、複数の反射領域４０に分割されると共に、各反射領域４０で反射される第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の反射方向を制御することによって、上述したロービーム用配光パターン及びハイビーム用配光パターンを形成している。

なお、回転放物系反射面４ａにおいて、複数の反射領域４０に分割される各反射領域４０の分割ラインについては任意に設定することが可能であり、反射領域４０の数や大きさについても任意に調整することが可能である。

本実施形態では、回転放物系反射面４ａが左右方向（幅方向）Ｙに４分割、上下方向（高さ方向）Ｚに４分割されることによって、計１６個の反射領域４０に分割された場合を例示している。このうち、左右方向（幅方向）Ｙに４分割された反射領域群４０Ａ～４０Ｄ毎に、それぞれの反射領域群４０Ａ～４０Ｄに入射した第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の反射方向を制御している。

具体的に、回転放物系反射面４ａは、複数の反射領域群４０Ａ～４０Ｄのうち、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の光軸を挟んだ幅方向Ｙの一方側（＋Ｙ側）に並ぶ２つ反射領域群４０Ａ，４０Ｂと、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の光軸を挟んだ幅方向の他方側（－Ｙ側）に並ぶ２つ反射領域群４０Ｃ，４０Ｄとを有している。

このうち、反射領域群４０Ａ，４０Ｂでは、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の光軸を挟んだ幅方向の一方側に配置された各反射領域４０に入射した第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の光軸を挟んだ幅方向の他方側に向けて反射する。

一方、反射領域群４０Ｃ，４０Ｄでは、第１の光及び第２の光の光軸を挟んだ幅方向の他方側に配置された各反射領域４０に入射した第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の光軸を挟んだ幅方向の一方側に向けて反射する。

以上のような構成を有する本実施形態の車両用前照灯１では、ロービーム用光源となる第１の光源２から出射された第１の光Ｌ１をリフレクタ４の回転放物系反射面４ａにより反射することによって、ロービーム用配光パターンを形成するすれ違い用ビーム（ロービーム）が車両の前方に向けて照射される。

一方、本実施形態の車両用前照灯１では、ハイビーム用光源となる第２の光源３から出射された第２の光Ｌ２をリフレクタ４の回転放物系反射面４ａにより反射することによって、ハイビーム用配光パターンを形成する走行用ビーム（ハイビーム）が車両の前方に向けて照射される。

ここで、回転楕円反射面４ａを構成する４つの反射領域群４０Ａ～４０Ｄにより反射された第１の光Ｌ１により形成されるロービーム用配光パターンＰ１の光源像を図２に示す。一方、回転楕円反射面４ａを構成する４つの反射領域群４０Ａ～４０Ｄにより反射された第２の光Ｌ２により形成されるハイビーム用配光パターンＰ１の光源像を図３に示す。

また、本実施形態の車両用前照灯１に正対した仮想鉛直スクリーンに対して、車両用前照灯１の前方に向けて照射される第１の光Ｌ１を投影したときのロービーム用配光パターンＰ１の光源像を図４に示す。

一方、本実施形態の車両用前照灯１に正対した仮想鉛直スクリーンに対して、車両用前照灯１の前方に向けて照射される第２の光Ｌ２を投影したときのハイビーム用配光パターンＰ２の光源像を図５に示す。

回転放物系反射面４ａでは、図２及び図４に示すように、４つの反射領域群４０Ａ～４０Ｄ毎に各反射領域４０で反射される第１の光Ｌ１の反射方向を制御することによって、上端にカットオフラインＣＬを含むロービーム用配光パターンＰ１を形成している。

具体的には、４つの反射領域群４０Ａ～４０Ｄのうち、第１の光Ｌ１の光軸を挟んだ幅方向の一方側に配置された反射領域群４０Ａ，４０Ｂに入射した第１の光Ｌ１Ａ，Ｌ１Ｂを、第１の光Ｌ１の光軸を挟んだ幅方向の他方側に向けて反射することで、この幅方向におけるロービーム用配光パターンＰ１の他方側の光源像Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂを形成している。

一方、第１の光Ｌ１の光軸を挟んだ幅方向の他方側に配置された反射領域群４０Ｃ，４０Ｄに入射した第１の光Ｌ１Ｃ，Ｌ１Ｄを、第１の光Ｌ１の光軸を挟んだ幅方向の他方側に向けて反射することで、この幅方向におけるロービーム用配光パターンＰ１の一方側の光源像Ｐ１Ｃ，Ｐ１Ｄを形成している。これにより、ロービーム用配光パターンＰ１として良好な配光を得ることが可能である。

また、回転放物系反射面４ａでは、図３及び図５に示すように、４つの反射領域群４０Ａ～４０Ｄ毎に各反射領域４０で反射される第２の光Ｌ２の反射方向を制御することによって、上述した図２及び図４に示すロービーム用配光パターンＰ１の上方側に、ハイビーム用配光パターンＰ２を形成している。

具体的には、４つの反射領域群４０Ａ～４０Ｄのうち、第２の光Ｌ２の光軸を挟んだ幅方向の一方側に配置された反射領域群４０Ａ，４０Ｂに入射した第２の光Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂを、第２の光Ｌ２の光軸を挟んだ幅方向の他方側に向けて反射することで、この幅方向におけるハイビーム用配光パターンＰ２の他方側の光源像Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂを形成している。

一方、第２の光Ｌ２の光軸を挟んだ幅方向の他方側に配置された反射領域群４０Ｃ，４０Ｄに入射した第２の光Ｌ２Ｃ，Ｌ２Ｄを、第２の光Ｌ２の光軸を挟んだ幅方向の他方側に向けて反射することで、この幅方向におけるハイビーム用配光パターンＰ２の一方側の光源像Ｐ２Ｃ，Ｐ２Ｄを形成している。

このとき、ハイビーム用配光パターンＰ２の一方側の光源像Ｐ２Ｃ，Ｐ２Ｄは、上述したロービーム用配光パターンＰ１の一方側の光源像Ｐ１Ｃ，Ｐ１Ｄよりも上方側且つ中心側に向かってシフトする。一方、ハイビーム用配光パターンＰ２の他方側の光源像Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂは、上述したロービーム用配光パターンＰ１の他方側の光源像Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂよりも上方側且つ中心側に向かってシフトする。

これにより、ハイビーム用配光パターンＰ２は、一方側の光源像Ｐ２Ｃ，Ｐ２Ｄと他方側の光源像Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂとが重なり合いながら、上述したロービーム用配光パターンＰ１のカットオフラインＣＬを含まず、中心にホットゾーンＨが設けられた光源像となる。すなわち、ハイビーム用配光パターンＰ２として良好な配光を得ることが可能である。

以上のように、本実施形態の車両用前照灯１では、上述した第１の光源２及び第２の光源３から出射された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を共通したリフレクタ４により反射した場合でも、良好なロービーム用配光パターンＬ１及びハイビーム用配光パターンＬ２を得ることが可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも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において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記車両用前照灯１では、ロービーム用配光パターンＰ１を形成する第１の光Ｌ１と、ハイビーム用配光パターンＰ２を形成する第２の光Ｌ２とを、それぞれ車両の前方に向けて切り替え自在に照射する光源ユニットを備えた構成となっているが、このような構成に必ずしも限定されるものではない。例えば、上述した光源ユニットと共に、ロービーム用配光パターンＰ１又はハイビーム用配光パターンＰ２を形成する第３の光を車両の前方に向けて照射する別の光源ユニットを灯体内に配置した構成とすることも可能である。

なお、上記実施形態では、上述した自動二輪車や自動三輪車などの鞍乗型車両の車両用前照灯（ヘッドランプ）に本発明を適用した場合を例示したが、四輪自動車などの車両の前端側の両コーナー部に搭載される車両用前照灯（ヘッドランプ）に本発明を適用することも可能である。

１…車両用前照灯 ２…第１の光源 ３…第２の光源 ４…リフレクタ ４ａ…回転放物系反射面 ５…実装基板 ４０…反射領域 ４０Ａ～４０Ｄ…反射領域群 Ｌ１…第１の光 Ｌ２…第２の光 Ｐ１…ロービーム用配光パターン Ｐ２…ハイビーム用配光パターン

Claims (4)

1. ロービーム用配光パターンを形成する第１の光と、前記ロービーム用配光パターンよりも上方側にハイビーム用配光パターンを形成する第２の光とを、それぞれ車両の前方に向けて切り替え自在に照射する車両用前照灯であって、
   前記第１の光を出射する第１の光源と、
   前記第２の光を出射する第２の光源と、
   前記第１の光及び前記第２の光を前記車両の前方に向けて反射するリフレクタとを備え、
   前記第１の光源と前記第２の光源とは、前後方向に並んで配置されると共に、前記第１の光と前記第２の光とを前記リフレクタに向けて出射し、
   前記リフレクタは、前記第２の光源よりも後方側に配置された前記第１の光源側に焦点が位置する回転放物系反射面を有し、
   前記回転放物系反射面は、複数の反射領域に分割されると共に、各反射領域で反射される前記第１の光及び前記第２の光の反射方向及び光源像を制御することによって、前記ロービーム用配光パターン及び前記ハイビーム用配光パターンを形成しており、
   前記複数の反射領域は、前記第１の光及び前記第２の光の光軸を挟んだ幅方向の一方側に配置された各反射領域に入射した前記第１の光及び前記第２の光を、前記第１の光及び前記第２の光の光軸を挟んだ幅方向の他方側に向けて反射すると共に、
   前記第１の光及び前記第２の光の光軸を挟んだ幅方向の他方側に配置された各反射領域に入射した前記第１の光及び前記第２の光を、前記第１の光及び前記第２の光の光軸を挟んだ幅方向の一方側に向けて反射し、
   前記第１の光及び前記第２の光の光軸を挟んだ幅方向の両側に並ぶ前記複数の反射領域のうち、前記光軸に近い側の反射領域により反射された光の光源像よりも、前記光軸から遠い側の反射領域により反射された光の光源像が相対的に小さくなるように、各反射領域で反射される前記第１の光及び前記第２の光の光源像が制御されていることを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記リフレクタは、前記第１の光源及び前記第２の光源の下方側に配置され、
   前記第１の光源及び前記第２の光源は、前記第１の光及び前記第２の光を下方側に向けて出射することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記ロービーム用配光パターンは、上端にカットオフラインを含み、
   前記ハイビーム用配光パターンは、前記カットオフラインを含まず、中心にホットゾーンが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用前照灯。
4. 鞍乗型車両に搭載される鞍乗型車両用前照灯であることを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の車両用前照灯。

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