JPH0716308U - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メインフィラメントと、サブフィラメントと
シェードとを具備している車両用前照灯を改良し、サブ
フィラメントから出射してリフレクタで反射された光束
（レンズを通っていない）の配光パターンを、左右方向
に縮小することなく上下方向に縮小して、照射区域の下
限を上昇させ、遠方視認性を良くする。 【構成】 従来例のリフレクタが回転放物面１よりなる
反射面を有していて、焦点Ｆ′よりも前側から矢印ｃ′
のごとく出射した光を矢印ｄ′のように下向き傾向に反
射した。本考案のリフレクタは楕円放物面６よりなる反
射面を有していて、上記矢印ｃ′の光を矢印ｇのごとく
反射する。この矢印ｇは光軸Ｘよりは下向きであり、前
記矢印ｄ′（従来例）よりも上向きである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、単独走行用配光パターンと、すれ違い走行用配光パターンとの切換 操作が可能な車両用灯具に係り、特に、シェードを備えたサブフィラメントが設 けられていて、該シェードがサブフィラメントからの出射光の一部を遮って、す れ違い走行用配光パターンのカットラインを形成する構造の車両用灯具に関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の車両用前照灯のリフレクタは、回転放物面状の反射面を有する。図４は 、従来例のリフレクタの反射面を構成している回転放物面の斜視図に光路を付記 した図である。Ｘ，Ｙ，Ｚは直交３軸で、Ｘ軸は回転放物面１の対称軸（光軸） であって、正常な使用状態においてはほぼ水平である。Ｙは水平軸，Ｚは垂直軸 である。 上記の回転放物面１を、光軸Ｘを含む面で切断すると、総べての切断面に現わ れる切口は同じ放物線となる。例えばＸ−Ｚ面による切口は、 ｚ²＝４Ｆ_x ………(1) で表わされる放物線をなし、またＸ−Ｚ面による切口は、 ｙ²＝４Ｆ_x ………(2) で表わされる放物線をなし、この回転放物面の一般式は、 ｘ＝Ａ（ｙ²＋ｚ²） ………(3) である。 焦点Ｆ′から矢印ａのごとく出射して回転放物面１よりなる反射面で反射され た光束は、矢印ｂのごとく反射されてＸ軸（光軸）方向の平行光束となる。この 平行光束は単独走行用の配光パターンを形成するために利用される。このため、 図５を参照して後述するように、光源バルブのメインフィラメントは焦点Ｆ′の 付近に位置せしめられる。 焦点Ｆ′よりも前方の位置から矢印ｃのように出射して回転放物面１よりなる 反射面で反射された光束は、矢印ｄのごとく下向き方向に反射される。この下向 き方向の光束はすれ違い走行用配光パターンを形成するために利用される。この ため、図５を参照して後述するように、光源バルブのサブフィラメントは焦点Ｆ ′よりも前方に位置せしめられる。なお、上記サブフィラメントの位置から矢印 ｃ′のように下向きに出射した光束は矢印ｄ′のように上向きに反射されて有害 光となるので、図５について後述するようにシェードを設けて上記有害光を遮り 、対向車の運転者に眩惑を与えないようになっている。次に、その光源部を説明 する。図５は光源バルブの１例として示したものであって、メインフィラメント と、サブフィラメントと、該サブフィラメントの下方を覆って配置されたシェー ドとを具備するＨ４形バルブの側面図に、回転放物面の垂直断面の一部および焦 点位置を付記した図である。光軸Ｘ上に位置せしめて、焦点Ｆ′と重なるように メインフィラメント３が配置され、該焦点Ｆ′よりも前方に距離Ｌ₁を隔ててサ ブフィラメント４が配置され、該サブフィラメントの下方を覆う形にシェード５ が配置されて、管球２の中に封入されている。図示の寸法ｆは回転放物面の焦点 距離を示している。 メインフィラメント３に通電して発光させると、該メインフィラメント３から 出射して回転放物面１よりなる反射面で反射された光束は光軸Ｘと平行に反射さ れて単独走行用の配光パターンを形成する。また、サブフィラメント４に通電し て発光させると、該サブフィラメント４から出射した光束の内で、シェード５で 遮られずに回転放物面１よりなる反射面で反射された部分は下向きの光束となっ てすれ違い走行用の配光パターンを形成する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

図４について説明した従来例の車両用灯具におけるリフレクタの作用は、焦点 Ｆ′に点光源を置いた場合を想定したものであるが、実際にはメインフィラメン トは若干の大きさを持っているので、光路矢印ａ，ｂで示した光束は太さを有し ている。同様に、サブフィラメントから出射してすれ違い走行用の配光パターン を形成する光路矢印ｃ，ｄの光束も太さを有しているため光の広がりを生じる。 図６は従来例の回転放物面状反射面を有するリフレクタの反射光束によってスク リーンを照射した場合の照度分布を示す図表であって、（Ａ）はリフレクタ反射 光束そのままでレンズを通さずに照射した場合の図表、（Ｂ）はレンズを通した 場合の図表である。詳しくは、リフレクタの光軸を水平ならしめて前照灯を固定 し、１０メートル前方に垂直なスクリーンを設けて照射した場合の図表であって 、図示のＶ−Ｖ線はスクリーン上の垂直線、Ｈ−Ｈ線はスクリーン上の水平線で ある。方眼目盛は中心点Ｏからの拡散角を示し、例えば５Ｌは左方５度を、５Ｒ は右方５度を、１０Ｄは下方１０度を、それぞれ表わしている。Ｈ−Ｈラインよ りも上方に平行斜線を付して示した区域はシェード（図５に示した符号５の部材 ）の陰になっている部分であり、これによって、すれ違い用配光パターンのカッ トライン（Ｃｕｔ）が形成されている。

【０００４】 図４においては、回転放物面１上の１点ｒで反射される光路のみについて述べ たが、この反射点は１点ではなく、反射面上に無数に存在する。そこで、考察を 単純ならしめるため上記無数の反射点の内の３点で反射された３本の光束につい て、レンズを通さない場合の配光パターンを図６（Ａ）を参照しつつ次に述べる 。図５に示したＨ４形バルブを用いるとともに、同図に示した焦点距離ｆを３０ ミリメートルに設定した場合、配光設計上の理由から図示の距離Ｌ₁は１．０〜 ２．７ミリメートルが適正な寸法範囲である。 点光源でなく、小円柱状の輪郭を有するサブフィラメントから出射した光束が 、３箇所で反射されると、３個の光像Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃がスクリーン上に結像する 。（実際には、無数の光像が重なり合って配列され、ほぼ扇形の配光区域Ｐ₁が 形成される）。その下縁は、Ｈ−Ｈラインから約９度下方（９Ｄ）に達する。 ところが、このように９度下向きの光束が前照灯から投光されると、前照灯か ら近距離の路上が照明される。例えば前照灯の地上高が６０〜９０センチメート ルであるとすると、４〜６メートル前方の路上が照明される。このように近距離 区域が明るく照らされると遠方が見えにくくなるので望ましくない。 そこで前照灯のレンズにレンズステップを形成し、レンズを通した配光パター ンが図６（Ｂ）のように前記の光像Ｓ₁〜Ｓ₃を７度下方（７Ｄ）程度まで振り上 げて配光区域の下端部（斑点を付して示す）を切り詰めた形状の配光区域Ｐ₂を 形成する。このような配光パターンの修正をレンズで行なうと、レンズステップ の段差を大きくしなければならず、この段差が分光現象を生じるという問題を派 生する。 上記の分光現象を防止するため、設計的にレンズ面の一部を平行移動させて厚 肉にすることによって段差を減少させる工夫も為されているが、分光現象を完全 に防止することは出来ない上に、レンズ肉厚の増加によって大重量，高コストと なり、しかもレンズの透過率が低下する。 本考案は上述の事情に鑑みて為されたものであって、レンズを通さない配光パ ターンについて、左右方向の広がりに悪影響（縮少）を及ぼすことなく、上下方 向の広がりを縮少せしめて、レンズによる調光の負担を軽くした車両用灯具を提 供することを目的とする。レンズによる調光（特に光束の上方振り向け）の負担 を軽くすることにより、レンズの重量，コストの低減および分光の防止が当然に 期待できる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の目的（レンズによる調光の負担軽減）を達成するための本考案に係る車 両用前照灯の構成は、放物面よりなるリフレクタと、上記リフレクタの焦点近傍 に配置された光源バルブとを具備している車両用前照灯であって、上記の光源バ ルブがメインフィラメントと、サブフィラメントと、シェードとを有しているも のに適用され、 前記の放物面よりなるリフレクタは楕円放物面よりなる反射面を有しており、 かつ、当該前照灯を車両に装着して、その光軸を水平ならしめたとき、 光軸を含む垂直面で切断した切口の放物線の焦点距離ｆ_zが、光軸を含む水平 面で切断した切口の放物線の焦点距離ｆ_yよりも大きいことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

上記の構成によると、水平断面に現われる放物線は比較的短焦点であるから、 左右方向の拡散角が比較的大きく、配光パターンの左右方向に縮少させる虞れが 無い。しかも垂直断面に現われる放物線は比較的長焦点であるから上下方向の拡 散角が比較的小さく、配光パターンを上下方向に縮小させる。ただし、すれ違い 用の配光パターンは上半部をシェードでカットされているから、本発明に係る構 成の結果は配光パターンの上部とは関係が無く、リフレクタによるサブフィラメ ント出射の反射エリア（レンズを通さない配光パターンにおけるエリア）の、下 方の縁が上方へ振り上げられることになる。この場合、下方に向かう光束を遮蔽 するのではなく、その反射方向を上に振り向けるのであるから、光束の有効利用 率に悪影響を及ぼすことが無い。

【０００７】

【実施例】

次に、図１ないし図３を順次に参照しつつ本考案の実施例を説明する。図１は 、本考案に係る車両用灯具の１実施例におけるリフレクタの楕円放物面と、従来 例のリフレクタの回転楕円面とを対比するよう、同一座標軸上に重ねて描いた斜 視図である。本図１に鎖線で描いた回転放物面１は、図４に示した回転放物面１ を同一方向から見て同一縮尺で複写したものである。これに比して本発明に係る リフレクタの反射面を構成する楕円放物面６は、Ｙ軸方向が短径でＺ軸方向が長 径になっている。 楕円放物面の一般式は、図示の角θの関数として表わされ、 ｙ＝４ｆ・ｆ_y・ｘ²ｃｏｓθ …………(4) ｚ＝４ｆ・ｆ_z・ｘ²ｓｉｎθ …………(5) ただし ｆ_y ≦ｆ≦ｆ_z である。

【０００８】 （図１参照）実線で描かれている前記の楕円放物面６をＺ−Ｘ面で切断した切口 の放物線は、 ｚ²＝４ｆ_zｘ ……………(6) となる。また、該楕円放物面６をＺ−Ｘ面で切断した切口の放物線は、 ｙ²＝４ｆ_yｘ ……………(7) となる。

【０００９】 図２は、本実施例に用いた光源バルブと、本実施例におけるリフレクタの反射 面を構成している楕円放物面との関係を示す説明図である。本例の光源バルブは 図５に示した従来例の光源バルブと同様のＨ４形バルブである。ただし本考案を 実施する際の光源バルブはＨ４形に限定されるものではなく、メインフィラメン トと、サブフィラメントと、シェードとを備えているものであれば良い。 図２に付記した寸法ｆ_y，ｆ_zは、前掲の（４），（５），（７），（６）式に 用いられている焦点距離である。ただし本発明における楕円放物面の焦点距離は 一定値ではなく、図１に示した角θの変化に伴って、図２に示した寸法Ｅの範囲 で連続的に変化する。 本実施例におけるｆ_yの値を３０ミリメートルとし、ｆ_zの値を３２ミリメート ルとした場合、図２に示した寸法Ｌ₂（最小焦点距離ｆ_yとメインフィラメント３ の前端との間隔寸法）は０．６〜１．０ミリメートルが適正範囲であり、図２に 示した寸法Ｌ₃（最大焦点距離ｆ_zとサブフィラメント４の後端との間隔寸法）は ０．３〜０．７ミリメートルが適正範囲である。

【００１０】 図３は、以上に説明した実施例の楕円放物面よりなる反射面の反射光が、レン ズを通らないでスクリーンに照射された場合の配光パターンを示し、該反射面上 の５個所の反射点の射光で形成されたサブフィラメントの光像５個を付記した図 表である。 説明の便宜上、図６（Ａ）のようにレンズを通らない反射光によって形成され る配光パターンを無調光パターンと呼び、図６（Ｂ）のようにレンズを通って調 光された反射光によって形成される配光パターンを調光パターンと呼ぶことにす る。 図６（Ａ）は従来例の無調光パターン、図６（Ｂ）は従来例の調光パターンで ある。 これに比して図３は本実施例の無調光パターンであるが、３者を比較対照して 容易に理解されるように本実施例の無調光パターン（図３）の配光特性は、従来 例における調光パターン（図６（Ｂ））に類似している。さらに詳しく観察する と、３個所の反射点で反射された光束によって結像したサブフィラメントの３個 の光像Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃は、左右方向には縮小せず上下方向に縮小している。さら にその両側の反射点による光像を鎖線で示すとＳ₄，Ｓ₅のごとくである。 本実施例の楕円放物面よりなる反射面による反射光像Ｓ₁〜Ｓ₃が、従来例に比 して上方に振り上げられる理由を、第１図について次に述べる。ただし、図１に 付記した光路矢印は、従来例におけると実施例におけるとの差を誇張して描いて ある。 従来例の回転放物面１に向かって点線矢印ｃ′のごとく入射した光が、従来例 の回転放物面１よりなる反射面で反射されると、点線矢印ｄ′のごとく下向き気 味に反射される。この作用は図４に示した矢印ｃ，矢印ｄと類似である。 上記矢印ｃ′の光が、本実施例の楕円放物面６よりなる反射面で反射されると 点線矢印ｇのごとく、やはり下向き気味の光となるが、前記の矢印ｄ′（従来例 ）に比して俯角が小さい。このような作用により、本実施例の調光パターン（図 ３）は無調光の状態において、その照明区域Ｐ₃の下方縁が約６．５度下向き（ ６．５Ｄ）となり、しかも左右方向に約１１度の広がりを有している。従って、 レンズによって反射光を格段に振り上げる必要無く所望の配光パターンを形成す ることができる。

【００１１】

【考案の効果】

本考案を適用すると、水平断面に現われる放物線は比較的短焦点であるから、 左右方向の拡散角が比較的大きく、配光パターンの左右方向に縮少させる虞れが 無い。しかも垂直断面に現われる放物線は比較的長焦点であるから上下方向の拡 散角が比較的小さく、配光パターンを上下方向に縮小させる。ただし、すれ違い 用の配光パターンは上半部をシェードでカットされているから、本発明に係る構 成の結果は配光パターンの上部とは関係が無く、リフレクタによるサブフィラメ ント出射光の反射エリア（レンズを通さない配光パターンにおけるエリア）の、 下方の縁が上方へ振り上げられることになる。この場合、下方に向かう光束を遮 蔽するのではなく、その反射方向を上に振り向けるのであるから、光束の有効利 用率に悪影響を及ぼすことが無いという優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る車両用灯具の１実施例におけるリ
フレクタの楕円放物面と、従来例のリフレクタの回転楕
円面とを対比するよう、同一座標軸上に重ねて描いた斜
視図である。

【図２】本実施例に用いた光源バルブと、本実施例にお
けるリフレクタの反射面を構成している楕円放物面との
関係を示す説明図である。

【図３】以上に図示した実施例の楕円放物面よりなる反
射面の反射光が、レンズを通らないでスクリーンに照射
された場合の配光パターンを示し、該反射面上の５個所
の反射点の反射光で形成されたサブフィラメントの光像
５個を付記した図表である。

【図４】従来例のリフレクタの反射面を構成している回
転放物面の斜視図に光路を付記した図である。

【図５】光源バルブの１例として示したものであって、
メインフィラメントと、サブフィラメントと、該サブフ
ィラメントの下方を覆って配置されたシェードとを具備
するＨ４形バルブの側面図に、回転放物面の垂直断面の
一部および焦点位置を付記した図である。

【図６】従来例の回転放物面状反射面を有するリフレク
タの反射光束によってスクリーンを照射した場合の照度
分布を示す図表であって、（Ａ）はリフレクタ反射光束
そのままでレンズを通さずに照射した場合の図表、
（Ｂ）はレンズを通した場合の図表である。

【符号の説明】

１…回転放物面、２…管球、３…メインフィラメント、
４…サブフィラメント、５…シェード、６…楕円放物
面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 放物面よりなるリフレクタと、上記リフ
   レクタの焦点近傍に配置された光源バルブとを具備して
   いる車両用前照灯であって、上記の光源バルブがメイン
   フィラメントと、サブフィラメントと、シェードとを有
   しているものにおいて、 前記の放物面よりなるリフレクタは楕円放物面よりなる
   反射面を有しており、 かつ、当該前照灯を車両に装着して、その光軸を水平な
   らしめたとき、 光軸を含む垂直面で切断した切口の放物線の焦点距離ｆ
   _zが、光軸を含む水平面で切断した切口の放物線の焦点
   距離ｆ_yよりも大きいことを特徴とする車両用前照灯。