JP2011192486A

JP2011192486A - 車両用灯具

Info

Publication number: JP2011192486A
Application number: JP2010056570A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kanazawa; 隆志金澤
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2030-03-12
Also published as: JP5444051B2

Abstract

【課題】光源と、光源を包囲するよう配置されたリフレクタと、このリフレクタの下部から光照射方向に向って延設された立壁部を備えた車両用灯具において、光源からの出射光のうち立壁部による反射光がグレア光の発生要因となるのを抑制する構造を提供すること。
【解決手段】光源２と、光源２を覆うように配置されて光源２と対向する面を複数の反射面で構成した複合反射面３ａとするマルチリフレクタ３と、マルチリフレクタ３の下端部に連接されて下方に向かって延びる段差部４と、段差部４の下端部に連接されて灯具の光照射方向に向って延びる立壁部５を有する構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用灯具に関するものであり、詳しくは、グレア光の発生を抑制した車両用灯具に関する。

光源と、光源を包囲するよう配置されて光源からの出射光を（灯具の）光照射方向前方へ向けて反射するリフレクタと、このリフレクタの下部から立ち上がって光照射方向前方に向って延設された立壁を備えた車両用灯具において、光源からの出射光が立壁により反射されてその反射光が配光パターンの形成に寄与しないグレア光となって対向車や先行車の運転者を眩惑することがないように、立壁にグレア光発生の防止手段を施した車両用灯具の提案がなされている。

その具体的な例としては、立壁の一部を光源の光軸に対して側方に向って下向きに傾斜させて形成し、光源から立壁に向かって出射された出射光を光照射方向前方に対して左右方向の外側に向けて反射させることにより、立壁による反射光がグレア光となるのを抑制する、というものである（例えば、特許文献１参照。）。

また、他の例として、リフレクタの位置を前側にずらして立壁の立ち上がり位置を前側に移動させ、光源から立壁に向かって出射されていた出射光を立壁の立ち上がり位置の前側への移動によりリフレクタに向かうようにし、立壁の反射によってグレア光となっていた光源からの出射光をリフレクタで反射させることによりグレア光となるのを回避すると共に配光パターンの形成に有効に寄与させる、というものである（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００９−１２３６８９号公報特開２００９−１０４８１５号公報

ところで、上記提案された車両用灯具を含めて、光源と、光源を包囲するよう配置されて光源からの出射光を光照射方向前方へ向けて反射するリフレクタと、このリフレクタの下部から立ち上がって光照射方向前方に向って延設された立壁を備えた車両用灯具においては、光源からの出射光のうち立壁による反射光がグレア光の発生要因となるのは避けられない問題である。

特に、フォグランプにおいては、近年、欧州法規ＥＣＥ、北米規格ＳＡＥ等による要件が厳しくなっており、従来構成のフォグランプでは規格を満足できないものとなっている。

立壁による反射光がグレア光となるのには様々な要因が考えられるが、主に２つの要因が挙げられる。１つは、図１５のように、光源５０からの出射光がリフレクタ５１で反射され、その反射光がさらに立壁５２で反射されてその反射光が灯具外に照射されてグレア光となるものである。

この場合、リフレクタ５１は光源（フィラメント）近傍に焦点を有する回転放物面系の反射面５１ａを備えており、光源５０からリフレクタ５１の反射面５１ａに向けて出射された出射光は反射面５１ａで反射されてその反射光のほとんどが光源５０の光軸Ｘに沿ってほぼ平行（配光制御により完全な平行光線ではない）に灯具外に照射される。

ただし、立壁５２が立ち上がる部分の近傍に位置する反射面５１ａでは、光源５０からの出射光はその一部又は全部が立壁５２の方向に反射され、立壁５２の反射面５２ａによる反射光が灯具外に照射されてグレア光となる。

また、１つは、図１６のように、光源５０から立壁５２の立ち上がり部分の近傍の反射面５２ａに向けて出射された出射光は、その反射面５２ａがローレット状に形成されているためその一部がリフレクタ５１の反射面５１ａ方向に反射され、反射面５１ａによる反射光が灯具外に照射されてグレア光となる。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、光源と、光源を包囲するよう配置されて光源からの出射光を光照射方向前方へ向けて反射するリフレクタと、このリフレクタの下部から立ち上がって灯具の光照射方向前方に向って延設された立壁を備えた車両用灯具において、光源からの出射光のうち立壁による反射光がグレア光の発生要因となるのを抑制する構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、光源と、光源を覆うように配置されて光源と対向する面を反射面とするリフレクタと、前記反射面を前記光源の光軸よりも下部の任意の位置を水平面で切断し、その切断線をそのまま下方に移動したときにできる前記切断線の軌跡を反射面とする段差部と、前記段差部の下部を略水平面あるいは略湾曲面で切断し、その切断線をそのまま前方に移動したときにできる前記切断線の軌跡を反射面とする立壁部を備えていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記段差部の反射面は、前記光軸に垂直な直線に対する傾斜が、前方側に約５°傾斜する位置から後方側に傾斜する範囲にあることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記立壁部の反射面は、前方に向かって延びる凹部と凸部が交互に連続して形成されてなるローレット面であることを特徴とするものである。

本発明の車両用灯具は、リフレクタと立壁部を繋ぐ段差部を設け、光源から下方に出射された出射光が段差部の段差反射面で反射されるようにした。

その結果、段差反射面で反射された反射光は灯具前方上方に向けて照射され、グレア光の発生が抑制される。

実施形態の斜視図である。実施形態の縦断面図である。実施形態の部分拡大図である。実施形態と従来例の光線図である。図４の実施例に係わる光線シミュレーション結果の光度分布である。図４の従来例に係わる光線シミュレーション結果の光度分布である。実施形態の光線図である。図７に係わる光線シミュレーション結果の光度分布である。図１０に係わる光線シミュレーション結果の光度分布である。実施形態の光線図である。図１２に係わる光線シミュレーション結果の光度分布である。従来例の光線図である。段差部の傾斜角度の説明図である。図１３に係わる光線シミュレーション結果のグラフである。従来例の説明図である。同じく、従来例の説明図である。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１４を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１は、本発明の車両用灯具を光照射方向から見た斜視図であり、図２は図１の縦断面図である。なお、以下の説明において使用する、「左右方向」、「Ｙ軸方向あるいは上下方向」、「前後方向」等の方向を示す用語は夫々、車両用灯具を車両に搭載した状態における「車幅方向」、「車高方向」、「車長方向」を意味する。

本発明の車両用灯具１はその基本構成を、光源２と、光源２を覆うように配置されて光源２と対向する面を複数の反射面で構成した複合反射面３ａとするマルチリフレクタ（以下、リフレクタと略称する）３と、リフレクタ３の下端部に連接されて下方に向かって延びる段差部４と、段差部４の下端部に連接されて灯具の光照射方向前方（灯具前方）に向って延びる立壁部５と、リフレクタ３と立壁部５とで形成された開口の前方に位置する前面カバーレンズ（図示せず）とし、光源２からリフレクタ３の複合反射面３ａを構成する各反射面に向けて出射された出射光をそれぞれの反射面で適宜方向に向けて反射し、その反射光による照射光で所望の配光パターンを形成するものである。

以下に、上述した基本構成の詳細を具体的に説明する。まず、光源２はハロゲン電球等の車両用灯具の光源として一般的に用いられる電球が使用され、その光軸Ａを灯具の光照射方向に向けた状態で配置されている。

そして、光源２を側方及び斜め前方から覆うように光源２と対向する面を複数の反射面で構成した複合反射面３ａとするリフレクタ３が配置されている。

複合反射面３ａは、本実施形態においては、光源２の光軸Ｘに垂直な断面の形状を、長軸の方向を横方向とし略楕円形状とする楕円放物面系の反射面となっている。但し、断面を略長方形、略平行四辺形、略台形等の横長の形状とする放物面系の反射面とすることも可能である。

複合反射面３ａは、さらに光軸Ｘよりも下部の任意の位置を略水平面で切断した形状を呈しており、切断線の下方には該切断線をそのまま下方に移動したときにできる切断線の軌跡を反射面（段差反射面４ａ）とする段差部４が形成されている。

段差部４の段差反射面４ａは、下部の任意の位置を連続する凹凸を有する略水平面あるいは略曲面で切断した形状を呈しており、切断線の前方には該切断線をそのまま前方に移動したときにできる切断線の軌跡を反射面（立壁反射面５ａ）とする立壁部５が形成されている。

立壁部５の立壁反射面５ａは、図３のように、前方方向に向かって延びる凹部５ｂと凸部５ｃが交互に連続して形成されてなるローレットを有する略平面状あるいは略曲面状を呈している。

そこで、段差部の段差反射面の光学的な作用、効果について図４を参照して説明する。なお、図中には段差部を設けない状態も併記しており、段差部を設けた場合と段差部を設けない場合の夫々の光路形成に基づいて両者を対比して説明する。

まず、段差部を設けない場合、光源２から下方のリフレクタ３の複合反射面３ａに向かって出射された出射光Ｌ１は、点線により記載された複合反射面３ａで反射されて反射光が入射角α_１で立壁部５の立壁反射面５ａに入射し、同じ角度の反射角α_１で反射して反射光Ｌ２が灯具の前方に向けて照射される。

一方、段差部４を設けた場合は、光源２から出射されて上記同様の光路を経て段差部４の段差反射面４ａに至った出射光Ｌ１は、段差反射面４ａで反射されて反射光が入射角α_２で立壁部５の立壁反射面５ａに入射し、同じ角度の反射角α_２で反射して反射光Ｌ３が灯具の前方上方に向けて照射される。

立壁反射面５ａにおける反射角α_１と反射角α_２を比較すると、α_１よりもα_２の方が角度が小さい。つまり、段差部４を設けた場合の方が段差部を設けない場合よりも、立壁反射面５ａで反射された反射光Ｌ３が上方に拡散されることになる。その結果、段差部４を設けた方が立壁反射面５ａによる反射光Ｌ３が配光パターンの水平基準線Ｈからより離れる方向に向かい、グレア光を生じ難いものとなる。

なお、立壁部５の、前方方向に向かって延びる凹部と凸部が交互に連続して形成されてなるローレットを有する立壁反射面５ａは、そのローレットが、段差部を、連続する凹凸を有する略水平面あるいは略曲面で切断した切断線をそのまま前方に移動したときにできる切断線の軌跡をその形状としている。そのため、立壁反射面５ａの前方部分はローレット形状による光拡散効果が少ないが、立壁反射部５ａの段差部４に近い部分では段差部４による反射光が立壁反射面５ａに垂直に近い角度で入射するため、ローレットの連続する凹凸形状の拡散効果を強く受ける。その結果、立壁反射面５ａによる反射光Ｌ３を灯具上方に拡散することができ、グレア光を抑制することができる。

図５及び図６は、段差部を設けたことによるグレア光発生の抑制効果を光線シミュレーションにより検証した結果を表している。図５は、段差部を有する車両用灯具に関するものであり、図４に示すような、光源２から段差部４の段差反射面４ａに向けて出射された出射光Ｌ１が、順次段差反射面４ａ及び立壁部５の立壁反射面５ａで反射されてその反射光Ｌ３が前方のスクリーン上に投影する投影図を示している。

一方、図６は、段差部を有しない車両用灯具に関するものであり、図４に示すような、光源２から出射されて上記同様の光路を経てリフレクタ３の複合反射面３ａに向けて出射された出射光Ｌ１が、点線により記載された複合反射面３ａ及び立壁部５の立壁反射面５ａで反射されてその反射光Ｌ２が前方のスクリーン上に投影する投影図を示している。

図５と図６を比較すると、図６は、スクリーン上の光度分布が水平基準線Ｈと垂直基準線Ｖとの交点付近に集中して形成されており、グレア光となることが表わされている。それに対し、図５は、スクリーン上の光度分布が水平基準線Ｈと垂直基準線Ｖとの交点付近から離れた位置に分散しており、グレア光の発生が少ないことを表わしている。この光線シミュレーションにより、リフレクタ３の下部に段差部４を設けることにより、グレア光の発生を抑制できることが検証された。

また、リフレクタの下部に段差部を設けた場合、図７のように、光源２から立壁部５の段差部４近傍の立壁反射面５ａに向けて出射された出射光が立壁反射面５ａで反射されて反射光が段差反射面４ａに向かい、段差反射面４ａで反射された反射光が灯具前方上方に照射される。図８は、この照射光がスクリーン上に投影する投影図を光線シミュレーションにより求めたものであり、この場合もスクリーン上の光度分布が水平基準線Ｈと垂直基準線Ｖとの交点付近の上方に位置し、グレア光の発生を抑制できることを示している。

図９の、スクリーン上に投影された光度分布は、図１０に示すように段差部４を有する灯具において、光源２から段差部４の段差反射面４ａに向かって出射された出射光が段差反射面４ａで反射されて立壁部５の立壁反射面５ａに向かい立壁反射面５ａで反射された反射光Ｌ４と、光源２から立壁部５の立壁反射面５ａに向かって出射された出射光が立壁反射面５ａで反射されて段差部４の段差反射面４ａに向かい、段差反射面４ａで反射された反射光Ｌ５との合成された反射光で形成される光度分布を光線シミュレーションで求めたものである。

また、図１１の、スクリーン上に投影された光度分布は、図１２に示すように段差部を有しない灯具において、光源２からリクレクタ３の複合反射面３ａに向かって出射された出射光が複合反射面３ａで反射されて立壁部５の立壁反射面５ａに向かい立壁反射面５ａで反射された反射光Ｌ６と、光源２から立壁部５の立壁反射面５ａに向かって出射された出射光が立壁反射面５ａで反射されてリフレクタ３の複合反射面３ａに向かい、複合反射面３ａで反射された反射光Ｌ７の合成された反射光で形成される光度分布を光線シミュレーションで求めたものである。

図９と図１１の光度分布を比較すると、図９の光度分布が水平基準線Ｈと垂直基準線Ｖとの交点付近の上方に位置し、グレア光の発生を抑制できることを示している。それに対し、図１１の光度分布は水平基準線Ｈ上にも位置しており、多くのグレア光が発生していることがわかる。この、光線シミュレーションによっても、段差部４がグレア光の発生を抑制していることが示されている。

なお、段差部４は上下方向（Ｙ軸）に対する角度θが前方５°から後方側の範囲で傾いていることが好ましく、この傾斜角度も光線シミュレーションにより検証されている。

具体的には、図１３のように、段差部４の段差反射面４ａの上下方向（Ｙ軸）に対する角度θ（前方に傾斜した場合を＋とし、後方に傾斜した場合を−とする）を、＋１９°（段差部を有せず、段差反射面に対応する位置の複合反射面の角度）、＋１０°、＋５°、＋２°、０°、−２°、−５°、−１０°、−２０°、に設定し、夫々による照射光の水平基準線Ｈと垂直基準線Ｖとの交点付近の最高光度と光束を検証した。

そのシミュレーション結果を図１４に示している。このグラフからわかるように、段差反射面４ａの上下方向（Ｙ軸）に対する傾斜角は、前方１９°〜前方約５°の範囲は水平基準線Ｈと垂直基準線Ｖとの交点付近の最高光度と光束の値が高く、強いグレア光が照射されていることがわかる。それに対し、傾斜角度が前方約５°で最高光度と光束の値が急激に低下し、前方約５°の傾斜から後方の傾斜に対してはほとんど同一の最高光度と光束を示している。但し、この傾斜角度は灯具の開口の大きさ、複合反射面のＦ値、複合反射面の凹凸形状等の条件により決まるものであり、条件が変われば好ましいθ値も変わる。

このことより、段差部４の段差反射面４ａの上下方向（Ｙ軸）に対する角度θを、前方約５°から後方側に傾けることにより、グレア光の確実な抑制を実現できることが検証された。

１… 車両用灯具
２… 光源
３… マルチリフレクタ
３ａ… 複合反射面
４… 段差部
４ａ… 段差反射面
５… 立壁部
５ａ… 立壁反射面
５ｂ… 凹部
５ｃ… 凸部

Claims

光源と、
光源を覆うように配置されて光源と対向する面を反射面とするリフレクタと、
前記反射面を前記光源の光軸よりも下部の任意の位置を水平面で切断し、その切断線をそのまま下方に移動したときにできる前記切断線の軌跡を反射面とする段差部と、
前記段差部の下部を略水平面あるいは略湾曲面で切断し、その切断線をそのまま前方に移動したときにできる前記切断線の軌跡を反射面とする立壁部を備えていることを特徴とする車両用灯具。
前記段差部の反射面は、前記光軸に垂直な直線に対する傾斜が、前方側に約５°傾斜する位置から後方側に傾斜する範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記立壁部の反射面は、前方に向かって延びる凹部と凸部が交互に連続して形成されてなるローレット面であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。