JP2006012451A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の走行状態に対応して、車両前方の視認性を高めることの出来る車両用灯具を提供する。
【解決手段】 車両用前照灯１０は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された光源２２ａを備えた放電バルブ２２と、光源２２ａからの光を光軸に向けて反射する第１リフレクタ２４と、第１リフレクタ２４の前方に配置された投影レンズ２８とを備えている。投影レンズ２８と第１リフレクタ２４との間には、第１リフレクタ２４からの反射光の進路を変更するプリズムレンズ３２が配置されている。プリズムレンズ３２は、第１リフレクタ２４からの反射光を第２リフレクタ３４に向かって反射する。プリズムレンズ３２からの光は、第２リフレクタ３４によって反射され車両前方に照射される。
【選択図】 図１

Description

本発明は車両用灯具に関し、特にプロジェクタ型の灯具ユニットにより、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成する車両用灯具に関する。

従来、プロジェクタ型の灯具ユニットにより車両前方へ向けて光照射を行うように構成された車両用灯具が知られている。
プロジェクタ型の灯具ユニットは、車両前後方向に延びる光軸上近傍に配置された光源からの光を、リフレクタにより前方へ向けて光軸寄りに集光反射させ、この反射光をリフレクタの前方に設けられた投影レンズを介して灯具前方へ照射することにより、例えば夜間や雨天時等において車両前方の視認性を向上させる。

この灯具ユニットにより、上端部にカットオフラインを有する配光パターンを形成する場合には、投影レンズの後方側焦点近傍にシェードを設け、このシェードにより、リフレクタからの反射光の一部を遮蔽してカットオフラインを形成するように構成されている。

この種のプロジェクタ型灯具ユニットの中にはプリズムレンズを介して灯具ユニットの側方に導光し、この側方に導光された光をラ、投影レンズを支持するレンズホルダにプリズムレンズを配置し、光源からの直接光をこのンプボディの一部で反射することにより前方に照射する灯具ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。

例えば、この特許文献１に記載の灯具ユニットによれば、光源から出射してリフレクタに照射されることなくランプボディに照射されて拡散される光源光を車両前方に照射することができるので、光源光の利用効率を高めることが可能となる。
実開平０６−０８４６０１公報（図１）

プロジェクタ型の灯具ユニット内で、シェードによって遮蔽される光は、光源から出射されて有効利用されていない光のうちの大部分を占めている。これらの光を有効利用することができれば、光源バルブを交換すること無く、光量の高い灯具を構成することが可能となる。しかしながら、特許文献１に記載の灯具ユニットの場合には、リフレクタによって反射されて、シェードによって遮蔽されて投影レンズに送り込まれない光については、プリズムレンズに有効に送り込むことができないため、光源光の利用効率を大幅に高めることは難しい。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、光源光の利用効率を高めることが可能な車両用灯具を提供することを目的とする。

（１） 前後方向に延びる光軸上に配置された光源と、
前記光源からの光を前記光軸に向けて反射する第１リフレクタと、
前記第１リフレクタからの反射光を部分的に遮蔽するシェードと、
前記第１リフレクタの前方に配置された投影レンズと、
前記投影レンズと前記第１リフレクタとの間に設けられ、前記第１リフレクタからの反射光の進路を変更するプリズムレンズと、
前記プリズムレンズから出射する前記反射光を車両前方に向けて反射する第２リフレクタと、を備えたことを特徴とする車両用灯具。
（２） 前記第２リフレクタは、前記プリズムレンズの下方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
（３） 前記第２リフレクタにより反射される反射光は、前記投影レンズを通過することなく車両前方に照射されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
（４） 前記プリズムレンズは、前記シェードに遮蔽される第１リフレクタからの反射光を前記第２リフレクタに向かって照射することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用灯具。
（５） 前記プリズムレンズと前記第２リフレクタとの間には、前記プリズムレンズから前記第２リフレクタへの光の入射を選択的に制御する制御部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用灯具。

本発明の車両用灯具は、第１リフレクタからの反射光の進路を変更するプリズムレンズと、プリズムレンズから出射する第２リフレクタからの反射光を車両前方に向けて反射する第２リフレクタと、を備えている。したがって、本発明の車両用灯具によれば、投影レンズから出射する光に加えて、第２リフレクタから出射する光を車両前方に投影させることが可能となり、車両前方の光の光量を投影レンズのみを用いた場合と比べて増大させることが可能となる。

また、本発明の車両用灯具では、第２リフレクタはプリズムレンズの下方に設けられており、第２リフレクタにより反射される反射光は、投影レンズを通過することなく車両前方に照射される。これは、言い換えると、プリズムレンズは、シェードにより遮蔽され、シェードに遮蔽されて投影レンズへ入射しない光を第２リフレクタに向けて反射し、この投影レンズに入射しない光が第２リフレクタによって車両前方に照射される。したがって、本発明の車両用灯具によれば、別の光源等を用いることなく、従来は投影に使用されていなかった光の成分を第２リフレクタから車両前方に照射することができる。したがって、本発明の車両用灯具は、従来は使用されていなかった光源光の成分を有効利用して、車両前方の光量を増加させることが可能となる。

また、本発明の車両用灯具では、プリズムレンズと第２リフレクタとの間には、プリズムレンズから第２リフレクタへの光の入射を選択的に許容する可動部材が設けられている。可動部材を用いることにより、選択的に第２リフレクタから照射される光のオン・オフを実現することが可能となり、状況に応じて光の光量を可変とすることができる応用性の高い車両用前照灯を提供することが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る車両用灯具の一実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る車両用灯具である車両用前照灯の光軸Ａｘを通る側断面図であり、図２は、シェード及びプリズムレンズを示す部分断面斜視図であり、図３は、プリズムレンズの断面方向における光路を示す模式図である。また、図４は、灯具ユニット内における光路を示す水平断面図であり、図５は、可動シェードが退避位置に位置する場合の光路を示す側断面図であり、図６は、可動シェードが遮蔽位置に位置する場合の光路を示す側断面図であり、図７は、車両用前照灯の配光パターンを示す模式図である。

本実施形態の車両用前照灯１０は、光透過性の透明カバー１２とランプボディ１４とによって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が収容されて構成されている。灯具ユニット２０は、エイミング機構５０を介してランプボディ１４に上下方向および左右方向に傾動可能に固定されている。

エイミング機構５０は、主としてエイミングスクリュウ５２とブラケット２６ａとエイミングナット５４により構成されている。
エイミングスクリュウ５２は、ランプボディ１４の複数箇所に回転可能に取り付けられており、灯具ユニット２０のブラケット２７に挿通され、エイミングナット５４を介して連結ブラケット２７に連結されている。エイミングスクリュウ５２は、図示せぬ調整部材を介して回転することによりブラケット２７を前後に傾動させ、これにより灯具ユニット２０全体が傾動して灯具ユニット２０の光軸Ａｘの向きが調整される。なお、エイミング調整後における灯具ユニット２０の光軸Ａｘは、車両前後方向に対して、０．５度〜０．６度程度下向きの方向に延びるように調整されている。

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、放電バルブ２２と、第１リフレクタ２４と、レンズホルダ２６と、投影レンズ２８と、シェード３０と、プリズムレンズ３２と、を備えている。

放電バルブ２２は、例えばメタルハライドバルブ等の放電バルブであり、その放電発光部により構成される光源２２ａが光軸Ａｘ上に位置するとともに、バルブ軸線が光軸Ａｘと同軸になるようにリフレクタ２４に取り付けられている。

リフレクタ２４は、光軸Ａｘを中心軸とする略楕円球面状の反射面２４ａを有している。この反射面２４ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が光源２２ａの略中心位置を第１焦点Ｆ１とする略回転楕円形を有しており、光源２２ａからの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射させるようになっている。この反射面２４ａの離心率は、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。

レンズホルダ２６は、リフレクタ２４の前端開口部に取り付けられた略筒状部材である。レンズホルダ２６は、その前端部に投影レンズ２８が光軸Ａｘに軸あわせされて取り付け固定されている。

投影レンズ２８は、前方側表面が凸面であり、後方側表面が平面の平凸レンズである。投影レンズ２８は、図４〜図６に示すように、その後方側焦点Ｆ２を含む後方側焦点面上に形成される光源２２ａの像を、反転像として前方へ投影するようになっている。

灯具ユニット２０の内部空間２０ａには、図１に示すように、シェード３０と、プリズムレンズ３２がリフレクタ２４側から光軸方向に沿って順に配置されている。

シェード３０は、灯具ユニット２０の内部空間２０ａにおける下側の略半分を遮光するように設けられた遮光部材である。このシェード３０は、水平方向に略平行に配置された上端縁３０ａが投影レンズ２８の後方側焦点Ｆ２の近傍に配置されている。このシェード３０の上端縁３４ａは、図２（ａ）に示すように、光軸Ａｘを含む鉛直面を基準として右側と左側で高さ位置が異なっており、この上端縁３４ａの形状に応じてカットオフライン１０２を有する配光パターン１０１を形成するように構成されている（図７参照）。

プリズムレンズ３２は、シェード３０の一側面である裏面３０ｂ、即ちシェード３０の放電バルブ２２側に取り付けられている。プリズムレンズ３２は、図２及び図３に示すように、リフレクタ２４の反射面２４ａ側に向けられた第１側面３２ａと、シェード３０側に向けられた第２側面３２ｂと、灯具ユニット２０の下方に向けられた第３側面３２ｃを備えた断面視三角形上のプリズムレンズである。このプリズムレンズ３２は、第１リフレクタ２４からの反射光を灯具ユニット２０の下方に導光するための導光部材でもある。

具体的に、図３を用いて説明すると、プリズムレンズ３２の第１側面３２ａに入射した光は、この第１側面３２ａ上で屈折してプリズムレンズ３２内に進入して第２側面３２ｂに至る。そして、第２側面３２ｂに到達した光は、この第２側面３２ｂにて第３側面３２ｃに向かって全反射される。そして、全反射された光は、第３側面３２ｃにて屈折してプリズムレンズ３２外に出射し、灯具ユニット２０の下方にて第１リフレクタ２４とレンズホルダ２６との間に形成された開口２４ａから灯具ユニット２０外に出射する。

プリズムレンズ３２及び開口２４ａの下方には、制御部材３６と、第２リフレクタ３４が配置されている。

第２リフレクタ３４は、回転放物面形状の反射面３４ａを有する反射鏡であり、プリズムレンズ３２から出射した光を反射面３４ａにて反射して、前方に送り出すように構成されている。

制御部材３６は、プリズムレンズ３２と第２リフレクタ３４との間に配置され、プリズムレンズ３２から第２リフレクタ３４への光の入射を選択的に許容する。この制御部材３６は、アクチュエータ３８の駆動により前後方向に駆動されるリンク機構３７を介して、光軸Ａｘに略平行な方向に移動可能に構成されている。

制御部材３６は、光を遮蔽する部材で構成されているため、このリンク機構３７により駆動されて平行移動することにより退避位置に退避した状態（図５参照）では、プリズムレンズ３２と第２リフレクタ３４との間に遮蔽物が無くなり、プリズムレンズ３２からの光が第２リフレクタ３４を介して前方に照射される。

一方、制御部材３６が、リンク機構３７を介して退避位置から平行移動することによりプリズムレンズ３２と第２リフレクタ３４との間の遮蔽位置に配置された状態（図６参照）では、プリズムレンズ３２から第２リフレクタ３４に至る光路が遮断され、第２リフレクタ３４に光が入射せず、したがってプリズムレンズ３２に入射した光は前方に照射されない。

このように、本実施形態では、制御部材３６は、プリズムレンズ３２に入射して下方に進行方向が曲げられる光を第２リフレクタ３４へ入射させ、前方に照射するかどうかを選択的に許容するように構成されている。

次に、図４〜図６を参照しながら、本実施形態の車両用前照灯１０における光路について説明する。

まず、制御部材３６が退避位置にあるときの配光パターンについて説明する。

図４及び図５に示すように、まず、放電バルブ２２の光源２２ａから出射された光は、リフレクタ２４に向かって照射され反射面２４ａにて反射される。そして、反射面２４ａにて反射された反射光は、後方側焦点Ｆ２およびその近傍に向かって照射されて、シェード３０の上端縁３０ａよりも上方を通過した光が、投影レンズ２８を介して灯具ユニット２０の前方に略平行光として出射し、車両前方に投影される。

また、リフレクタ２４に向かって照射され、リフレクタ２４の反射面２４ａにて反射された光のうち、シェード３０の上端縁３０ａよりも下方を通過した光の一部は、図５及び図６に示すように、プリズムレンズ３２の第１側面３２ａに照射される。そして、プリズムレンズ３２の第１側面３２ａにて屈折してプリズムレンズ３２内に入射した光は、プリズムレンズ３２の第２側面３２ｂにて、プリズムレンズ３２の第３側面３２ｃに向かって全反射される。そして、プリズムレンズ３２の第３側面３２ｃにて屈折して、プリズムレンズ３２の外部に出射した光は、そのまま灯具ユニット２０の下方の開口２４ａから灯具ユニット２０外に出射される。

そして、開口２４ａから出射した光は、図５に示すように、制御部材３６が、退避位置に退避した状態では、第２リフレクタ３４上で反射されて、レンズカバー１２を介して車両前方に照射される。

一方、制御部材３６が、プリズムレンズ３２と第２リフレクタ３４との間の遮蔽位置に配置された状態（図６参照）では、プリズムレンズ３２から第２リフレクタ３４に至る光路が遮断され、第２リフレクタ３４に光が入射が禁じられる。この場合には、プリズムレンズ３２に入射した光は車両前方に照射されない。

したがって、本実施形態の車両用前照灯１０においては、投影レンズ２８から光が前方照射されるとともに、制御部材３６の位置に応じて、第２リフレクタ３４から光が選択的に前方に拡散照射されるように構成されている。

図７は、本実施形態の車両用前照灯１０の配光パターンを示す模式図であり、（ａ）は右配光用のパターンを、そして（ｂ）は左配光用のパターンを示している。

投影レンズ２８を通った光は、シェード３０上端縁３０ａのラインが車両の前方に投影され、仮想鉛直スクリーン上に、図７（ａ），図７（ｂ）に示すように、上端縁３０ａの形状に対応する形状を有するカットオフライン１０２を備えた配光パターン１０１として映し出される。

ここで、制御部材３６が退避位置に位置している場合には、第２リフレクタ３４からの光による補助パターン１０３がこの配光パターン１０１の上に重ね合わされる。ここで、第２リフレクタ３４からの光は、カットオフライン１０２の下方にて前方中央に照射されるように調整されており、車両前方の視認性を高めたいような状況においてこの補助パターン１０３を照射するようにすることにより、車両前方中央付近の光量を補助パターン１０３照射前と比べて効果的に増加させることができる。

ここで、補助パターン１０３を用いる場合の例としては、例えば自動車専用道等での高速走行時等、側方視認性よりも前方視認性をさらに高める配光パターン（モータウェイ配光）を形成する場合に効果的である。補助パターン１０３を配光パターン１０１に重ね合わせることにより、車両前方の光量が車両側方に比べて相対的に上昇し、側方よりも前方の視認性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態の車両用前照灯１０は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された光源２２ａを備えた放電バルブ２２と、光源２２ａからの光を光軸に向けて反射する第１リフレクタ２４と、第１リフレクタ２４の前方に配置された投影レンズ２８と、投影レンズ２８と第１リフレクタ２４との間に設けられ、第１リフレクタ２４からの反射光の進路を変更するプリズムレンズ３２と、プリズムレンズ３２から出射する第２リフレクタ２４からの反射光を車両前方に向けて反射する第２リフレクタ３４と、を備えている。
したがって、本実施形態の車両用前照灯によれば、投影レンズ２８から出射する光に加えて、第２リフレクタ３４から出射する光を車両前方に投影させることが可能となり、車両前方の光の光量を投影レンズ２８のみを用いた場合と比べて増大させることが可能となる。

また、本実施形態の車両用前照灯１０では、第２リフレクタ３４は、プリズムレンズ３２の下方に設けられており、第２リフレクタ３４により反射される反射光は、投影レンズ２８を通過することなく車両前方に照射される。これは、言い換えると、プリズムレンズ３２は、シェード３０により遮蔽され、投影レンズ２８へ入射しない光を第２リフレクタ３４に向けて反射し、この投影レンズ２８に入射しない光が第２リフレクタ３４によって車両前方に照射される。
したがって、別の光源等を用いることなく、従来は投影に使用されていなかった光の成分を第２リフレクタ３４から車両前方に照射することができる。すなわち、本実施形態によれば、従来は使用されていなかった光源光の成分を有効利用して、車両前方の光量を向上させることが可能となる。

また、本実施形態の車両用前照灯１０では、プリズムレンズ３２と第２リフレクタ３４との間には、プリズムレンズ３２から第２リフレクタ３４への光の入射を選択的に許容する制御部材３６が設けられている。
したがって、制御部材３６を用いて選択的に第２リフレクタ３４から照射される光のオン・オフを実現することが可能となり、状況に応じて光の光量を可変とすることができる応用性の高い車両用前照灯１０を提供することが可能となる。

なお、本実施形態では、プリズムレンズ３２がシェード３０の放電バルブ２２側の一側面３０ｂに取り付けられるとして説明したが、この取り付け方についてはこれに限られることなく様々な態様が考えられる。

例えば、プリズムレンズ３２は、シェード３０とは独立に取り付けられてもよく、例えば、図８に示すように、リフレクタ２４の下部２に固定された図示せぬ取り付け部材を介してシェード３０とは別に固定されていてもよい。

また、プリズムレンズ３２は、シェード３０に取り付けられる場合には、シェード３０の一側面３０ｂとプリズムレンズ３２の第２側面３２ｂとの間に空隙を有して取り付けられることが好ましい。このような空隙が存在すると、第２側面３２ｂにおける屈折率が大きくなり、全反射角度が大きくなる。したがって、第２側面３２ｂにおける光の減衰を最小限にとどめることが可能となり、効率的に第２リフレクタ３４から光を車両の前方に照射することが可能となる。

本実施形態では、制御部材３６が退避位置と遮蔽位置の二位置間を移動するとして説明したが、プリズムレンズ３２から出射する光を一部分遮蔽するような位置で止めることも可能である。また、制御部材３６を移動可能とすることによって出射光の制御を説明したが、この制御部材３６を光を選択的に透過させる液晶によって構成し、電気的に光の透過または不透過を制御するようにしてもよい。

なお、本実施形態では、車両用灯具として、車両用前照灯１０を例に挙げて説明を行ったが、これに限られず、車両用の側方灯や後方灯に適用することも可能である。

本発明に係る車両用前照灯の一実施形態を示す断面図である。 シェード及びプリズムレンズを示す部分断面斜視図である。 プリズムレンズの断面方向における光路を示す模式図である。 灯具ユニット内における光路を示す水平断面図である。 可動シェードが退避位置に位置する場合の光路を示す側断面図である。 可動シェードが遮蔽位置に位置する場合の光路を示す側断面図である。 車両用前照灯の配光パターンを示す模式図である。

符号の説明

１０ 車両用前照灯
１２ 透明カバー
１４ ランプボディ
２０ 灯具ユニット
２２ 放電バルブ
２２ａ 光源
２４ 第１リフレクタ
２６ レンズホルダ
２８ 投影レンズ
３０ シェード
３２ プリズムレンズ
３４ 第２リフレクタ
３６ 制御部材
３８ アクチュエータ

Claims (5)

1. 前後方向に延びる光軸上に配置された光源と、
   前記光源からの光を前記光軸に向けて反射する第１リフレクタと、
   前記第１リフレクタからの反射光を部分的に遮蔽するシェードと、
   前記第１リフレクタの前方に配置された投影レンズと、
   前記投影レンズと前記第１リフレクタとの間に設けられ、前記第１リフレクタからの反射光の進路を変更するプリズムレンズと、
   前記プリズムレンズから出射する前記反射光を車両前方に向けて反射する第２リフレクタと、を備えたことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第２リフレクタは、前記プリズムレンズの下方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記第２リフレクタにより反射される反射光は、前記投影レンズを通過することなく車両前方に照射されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 前記プリズムレンズは、前記シェードに遮蔽される第１リフレクタからの反射光を前記第２リフレクタに向かって照射することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用灯具。
5. 前記プリズムレンズと前記第２リフレクタとの間には、前記プリズムレンズから前記第２リフレクタへの光の入射を選択的に制御する制御部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用灯具。
   

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