JP4279162B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

本願発明は、いわゆるプロジェクタ型の車両用前照灯に関するものである。

一般に、プロジェクタ型の車両用前照灯は、車両前後方向に延びる光軸上に投影レンズが配置されるとともに、その後方側焦点よりも後方側に光源が配置されており、この光源からの光をリフレクタにより光軸寄りに反射させるように構成されている。

そして「特許文献１」や「特許文献２」には、このようなプロジェクタ型の車両用前照灯において、その光源が、光軸の側方からリフレクタに挿入固定された光源バルブの発光部により構成された、いわゆる側方挿入型の灯具構成が記載されている。

また「特許文献３」には、通常の後方挿入型のプロジェクタ型の車両用前照灯において、その光源の前方斜め下方位置に、該光源からの光をリフレクタの上部反射領域へ向けて反射させる付加リフレクタが設けられた灯具構成が記載されている。

実開平２−４７７０４号公報 特開２００１−２２９７１５号公報 実開平５−７２００６号公報

上記「特許文献１」および「特許文献２」に記載されているような側方挿入型の灯具構成を採用すれば、灯具の前後長を短くしてそのコンパクト化を図ることができる。

しかしながら、これら「特許文献１」および「特許文献２」に記載された車両用前照灯においては、光源バルブが光軸と同一水平面上においてリフレクタに挿入固定されているので、次のような問題がある。

すなわち、プロジェクタ型の車両用前照灯においては、リフレクタの反射面における光軸側方領域が、配光パターンの拡散領域を形成するのに適しているが、光源バルブが光軸と同一水平面上においてリフレクタに挿入固定されていると、反射面の光軸側方領域に光源バルブの挿入固定用の孔が形成されることとなるので、該光軸側方領域を配光制御用として有効に利用することができず、このため配光パターンの拡散領域の明るさを十分に確保することが困難となってしまう、という問題がある。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、プロジェクタ型の車両用前照灯において側方挿入型の灯具構成を採用した場合であっても、配光パターンの拡散領域の明るさを十分に確保することができる車両用前照灯を提供することを目的とするものである。

本願発明は、リフレクタに対する光源バルブの挿入固定位置に工夫を施すとともに、所定の付加リフレクタを備えた構成とすることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る車両用前照灯は、
車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、この投影レンズの後方側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、を備えてなる車両用前照灯において、
上記光源が、上記光軸から下方に離れた位置において該光軸の側方から上記リフレクタに挿入固定された光源バルブの発光部により構成されており、
上記光源の真下の位置に、該光源からの光を上記リフレクタにおいて上記光軸よりも上方に位置する上部反射領域へ向けて反射させる付加リフレクタが設けられており、
上記付加リフレクタの反射面形状が、上記光軸と直交する鉛直断面に沿った断面形状が略Ｗ字形に設定されるとともに、上記光軸を含む鉛直断面に沿った断面形状が略Ｕ字形に設定されており、
上記付加リフレクタの反射面が、平面視において上記光軸から左右斜め後方へ延びるように形成された複数の拡散反射素子からなる、ことを特徴とするものである。

本願発明に係る車両用前照灯からの光照射により形成される配光パターンは、ロービーム用配光パターンであってもよいし、ハイビーム用配光パターンであってもよいし、それ以外の配光パターンであってもよい。

上記「光源バルブ」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、放電バルブや、ハロゲンバルブ等が採用可能である。

上記光源バルブのリフレクタへの挿入固定は「光軸から下方に離れた位置」において行われているが、この挿入固定位置の光軸からの下方変位量は特に限定されるものではない。その際、リフレクタの反射面における光軸近傍領域で反射した光源バルブからの光が該光源バルブによって遮蔽されてしまうのを未然に防止する観点からは、下方変位量を１０ｍｍ以上の値に設定することが好ましく、１５ｍｍ以上の値に設定することがより好ましい。一方、光源バルブからリフレクタの反射面への入射光束を十分に確保する観点からは、下方変位量を３０ｍｍ以下の値に設定することが好ましい。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用前照灯はプロジェクタ型の車両用前照灯として構成されているが、その光源バルブは車両前後方向に延びる光軸の側方からリフレクタに挿入固定されているので、灯具の前後長を短くしてそのコンパクト化を図ることができる。

その際、光源バルブの挿入固定は、光軸から下方に離れた位置で行われているので、リフレクタの反射面における光軸側方領域を配光制御用として有効に利用することができる。そして、この光軸側方領域からの反射光により配光パターンの拡散領域を形成して、この拡散領域に十分な明るさを確保することができる。

また、光源の真下の位置には、該光源からの光をリフレクタにおいて光軸よりも上方に位置する上部反射領域へ向けて反射させる付加リフレクタが設けられているので、これにより配光パターンの拡散領域を一層明るくすることができる。

しかもこのとき、付加リフレクタを光源に近接させるようにして配置しても、光源は光軸から下方に離れた位置に配置されているので、この光源からリフレクタへ入射する光および該リフレクタから反射する光を、付加リフレクタによって遮蔽してしまわないようにすることができ、これにより光源からの下向き出射光の多くを付加リフレクタで反射させて配光パターン形成用として利用することができる。

このように本願発明によれば、プロジェクタ型の車両用前照灯において側方挿入型の灯具構成を採用した場合であっても、配光パターンの拡散領域の明るさを十分に確保することができる。

しかも本願発明においては、付加リフレクタの反射面形状として、光軸と直交する鉛直断面に沿った断面形状が略Ｗ字形に設定されているとともに、光軸を含む鉛直断面に沿った断面形状が略Ｕ字形に設定された構成となっているので、付加リフレクタからの反射光を、その向きが光源からリフレクタの上部反射領域に直接入射する光の向きに対して大きくずれないようにした上で、リフレクタの上部反射領域の広い範囲にわたって入射させることができる。そしてこれにより、付加リフレクタからの反射光によって形成される付加配光パターンを左右拡散角が大きくかつ略均一な光度分布を有するものとすることができるので、全体の配光パターンとしても、大きな配光ムラを発生させることなく、その拡散領域の明るさを増大させることができる。

さらに本願発明においては、付加リフレクタの反射面が、平面視において光軸から左右斜め後方へ延びるように形成された複数の拡散反射素子からなっているので、この付加リフレクタからの反射光を、木目細かく拡散させた状態でリフレクタの上部反射領域に入射させることができるので、配光パターンの配光ムラ発生を一層効果的に抑制することができる。

ところで、光源バルブが放電バルブである場合には、その放電容器の下部領域に溜まった沃化物により、光源からの下向き出射光は黄色味を帯びたものとなるので、付加リフレクタへの入射光もその一部が黄色味を帯びたものとなる。しかしながら、上述したように付加リフレクタからの反射光を木目細かく拡散させた状態でリフレクタの上部反射領域に入射させるようにすれば、付加配光パターンに色ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができ、これにより全体の配光パターンとしても色ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができる。

また一般に、放電バルブは、そのバルブ中心軸と略平行に延びるステーを有しているが、このステーをバルブ中心軸の真下の位置に対して該バルブ中心軸回りに所定角度回転させた状態で、放電バルブをリフレクタに挿入固定するようにすれば、光源からの下向き出射光を、ステーによって遮蔽されてしまうことなく付加リフレクタに入射させることができ、これにより配光パターンの拡散領域の明るさを一層増大させることができる。その際、上記「所定角度」の具体的な値は特に限定されるものではないが、光源からの下向き出射光の遮蔽を効果的に回避する観点からは、３０°以上に設定することが好ましく、４５°以上に設定することがより好ましい。

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯を示す側断面図である。

同図に示すように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、ランプボディ１２とその前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー１４とで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、エイミング機構５０を介して上下方向および左右方向に傾動可能に収容されてなっている。

そして、このエイミング機構５０によるエイミング調整が完了した段階では、灯具ユニット２０の光軸Ａｘは、車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びるようになっている。

図２および３は、灯具ユニット２０を単品で示す側断面図であり、図４および５は、灯具ユニット２０を単品で示す平断面図であり、図６は、図３のVI-VI 線矢視図である。

これらの図にも示すように、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、光源バルブ２２と、リフレクタ２４と、ホルダ２６と、投影レンズ２８と、シェード３２と、付加リフレクタ３４とを備えてなっている。

投影レンズ２８は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、光軸Ａｘ上に配置されている。そして、この投影レンズ２８は、その後方側焦点Ｆを含む焦点面上の像を反転像として前方へ投影するようになっている。

光源バルブ２２は、放電発光部を光源２２ａとするメタルハライドバルブ等の放電バルブであって、その光源２２ａはバルブ中心軸Ａｘ１方向に延びる線分光源として構成されており、そのバルブ中心軸Ａｘ１と略平行に延びるステー２２ｂを有している。

そして、この光源バルブ２２は、投影レンズ２８の後方側焦点Ｆよりも後方側でかつ光軸Ａｘから下方に離れた位置（例えば光軸Ａｘから２０ｍｍ程度下方に離れた位置）において、光軸Ａｘの右側方からリフレクタ２４に挿入固定されている。この挿入固定は、バルブ中心軸Ａｘ１を光軸Ａｘと直交する鉛直面内において水平方向に延びるように設定した状態で、かつ、そのステー２２ｂをバルブ中心軸Ａｘ１の真下の位置に対して該バルブ中心軸Ａｘ１回りに６０°程度前方側へ回転させた状態で、光源２２ａの発光中心を光軸Ａｘの鉛直下方に位置決めするようにして行われている。

リフレクタ２４は、光源バルブ２２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる反射面２４ａを有している。この反射面２４ａは、略楕円状の断面形状を有しており、そ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。そしてこれにより、図２および４に示すように、この反射面２４ａで反射した光源２２ａからの光を、鉛直断面内においては後方側焦点Ｆ近傍に略収束させるとともに、水平断面内においてはその収束位置をかなり前方へ移動させるようになっている。

このリフレクタ２４における反射面２４ａの下部右側領域には、バルブ挿入固定部２４ｂが反射面２４ａから突出するようにして形成されており、このバルブ挿入固定部２４ｂの左側面部にはバルブ挿入孔２４ｃが形成されている。そして、このリフレクタ２４は、その３箇所に形成されたエイミングブラケット２４ｄにおいて、エイミング機構５０を介してランプボディ１２に支持されている。

ホルダ２６は、リフレクタ２４の前端開口部から前方へ向けて略筒状に延びるように形成されており、その後端部においてリフレクタ２４に固定支持されるとともに、その前端部において投影レンズ２８を固定支持している。

シェード３２は、ホルダ２６の内部空間における略下半部に位置するようにして、該ホルダ２６と一体で形成されている。このシェード３２は、その上端縁３２ａが投影レンズ２８の後方側焦点Ｆを通るように形成されており、これによりリフレクタ２４の反射面２４ａからの反射光の一部を遮蔽して、投影レンズ２８から前方へ出射する上向き光の大半を除去するようになっている。

付加リフレクタ３４は、光源２２ａの真下の位置に設けられており、リフレクタ２４の下端部に形成された支持ブラケット部２４ｅに支持されている。この付加リフレクタ３４の反射面３４ａは、光源２２ａから２０〜３０ｍｍ程度離れた位置に形成されており、その表面形状は、光軸Ａｘと直交する鉛直断面に沿った断面形状が略Ｗ字形に設定されるとともに、光軸Ａｘを含む鉛直断面に沿った断面形状が略Ｕ字形に設定されている。

そしてこれにより、図３、５および６に示すように、付加リフレクタ３４は、その反射光の向きを、光源２２ａからリフレクタ２４の上部反射領域に直接入射する光の向きに対して大きくずれないようにした上で、該付加リフレクタ３４からの反射光を、リフレクタ２４の反射面２４ａにおいて光軸Ａｘよりも上方に位置する上部反射領域の広い範囲にわたって入射させるようになっている。

その際、この付加リフレクタ３４の反射面３４ａは、平面視において上記光軸から左右斜め後方へ延びるように形成された複数の拡散反射素子３４ｓからなっており、これにより付加リフレクタ３４からの反射光を木目細かく拡散させた状態でリフレクタ２４の上部反射領域に入射させるようになっている。

図７は、車両用前照灯１０から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図である。

同図に示すように、この配光パターンは、左配光のロービーム用配光パターンＰＬであって、その上端縁に水平カットオフラインＣＬ１とこの水平カットオフラインＣＬ１から所定角度（例えば１５°程度）で立ち上がる斜めカットオフラインＣＬ２とを有しており、両カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の交点であるエルボ点Ｅの位置は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方の位置に設定されている。そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅを囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されている。

このロービーム用配光パターンＰＬは、基本配光パターンＰ０と、付加配光パターンＰａとの合成配光パターンとして形成されている。

基本配光パターンＰ０は、ロービーム用配光パターンＰＬの基本形状をなす配光パターンであって、リフレクタ２４で反射して投影レンズ２８を透過した光源２２ａからの光によって形成されるようになっている。そして、水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、シェード３２の上端縁３２ａの反転投影像として、この基本配光パターンＰ０において形成されるようになっている。なお、この基本配光パターンＰ０において、その輪郭を示す曲線と略同心状に形成された複数の曲線は等照度曲線であって、配光パターンがその外周縁からホットゾーンＨＺへ向けて徐々に明るくなることを示している。

一方、付加配光パターンＰａは、基本配光パターンＰ０の拡散領域の明るさを補強するために付加的に形成される配光パターンであって、付加リフレクタ３４およびリフレクタ２４で順次反射して投影レンズ２８を透過した光源２２ａからの光によって形成されるようになっている。その際、付加リフレクタ３４からの反射光は、拡散光としてリフレクタ２４の上部反射領域に広い範囲にわたって入射するので、付加配光パターンＰａは、左右拡散角が大きくかつ略均一な光度分布を有する配光パターンとなる。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、ロービーム用配光パターンＰＬを形成するための光照射を行うプロジェクタ型の車両用前照灯として構成されているが、その光源バルブ２２は車両前後方向に延びる光軸Ａｘの側方からリフレクタ２４に挿入固定されているので、灯具の前後長を短くしてそのコンパクト化を図ることができる。

その際、光源バルブ２２の挿入固定は、光軸Ａｘから下方に離れた位置で行われているので、リフレクタ２４の反射面２４ａにおける光軸側方領域を配光制御用として有効に利用することができる。そして、この光軸側方領域からの反射光によりロービーム用配光パターンＰＬの拡散領域を形成して、この拡散領域に十分な明るさを確保することができる。

また、光源２２ａの真下の位置には、光源２２ａからの光をリフレクタ２４において光軸Ａｘよりも上方に位置する上部反射領域へ向けて反射させる付加リフレクタ３４が設けられているので、これにより付加配光パターンＰａを形成して、ロービーム用配光パターンＰＬの拡散領域を一層明るくすることができる。

その際、この付加リフレクタ３４は光源２２ａに近接した位置に配置されているが、光源２２ａは光軸Ａｘから下方に離れた位置に配置されているので、この光源２２ａからリフレクタ２４へ入射する光および該リフレクタ２４から反射する光を、付加リフレクタ３４によって遮蔽してしまわないようにすることができる。そしてこれにより、光源２２ａからの下向き出射光の多くを付加リフレクタ３４により反射させることができるので、付加配光パターンＰａを十分明るいものとすることができる。

このように本実施形態によれば、プロジェクタ型の車両用前照灯において側方挿入型の灯具構成を採用した場合であっても、ロービーム用配光パターンＰＬの拡散領域の明るさを十分に確保することができる。

特に本実施形態においては、付加リフレクタ３４の反射面形状が、光軸Ａｘと直交する鉛直断面に沿った断面形状が略Ｗ字形に設定されるとともに、光軸Ａｘを含む鉛直断面に沿った断面形状が略Ｕ字形に設定されているので、付加リフレクタ３４からの反射光を、その向きが光源２２ａからリフレクタ２４の上部反射領域に直接入射する光の向きに対して大きくずれないようにした上で、リフレクタ２４の上部反射領域の広い範囲にわたって入射させることができる。そしてこれにより、付加配光パターンＰａを左右拡散角が大きくかつ略均一な光度分布を有するものとすることができるので、ロービーム用配光パターンＰＬとしても、大きな配光ムラを発生させることなく、その拡散領域の明るさを増大させることができる。

しかも本実施形態においては、付加リフレクタ３４の反射面３４ａが、平面視において光軸Ａｘから左右斜め後方へ延びるように形成された複数の拡散反射素子３４ｓからなっているので、この付加リフレクタ３４からの反射光を、木目細かく拡散させた状態でリフレクタ２４の上部反射領域に入射させることができる。そしてこれにより、付加配光パターンＰａの光度分布を一層均一化することができるので、ロービーム用配光パターンＰＬの配光ムラ発生を一層効果的に抑制することができる。

本実施形態においては、光源バルブ２２として放電バルブが用いられているので、その放電容器の下部領域に溜まった沃化物により、光源２２ａからの下向き出射光は黄色味を帯びたものとなるが、上述したように付加リフレクタ３４からの反射光を木目細かく拡散させた状態でリフレクタ２４の上部反射領域に入射させることにより、付加配光パターンＰａに色ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができる。そしてこれにより、ロービーム用配光パターンＰＬとしても色ムラが発生してしまうのを効果的に抑制することができる。

この光源バルブ２２の光源２２ａは、バルブ中心軸Ａｘ１方向に延びる線分光源として構成されているので、バルブ中心軸Ａｘ１と直交する方向へ向かう最も光度が高い光線束を、該光源２２ａの真下に位置する付加リフレクタ３４に入射させることができ、これにより付加配光パターンＰａを一層明るいものとすることができる。

また、この光源バルブ２２は、そのバルブ中心軸Ａｘ１と略平行に延びるステー２２ｂを有しているが、このステー２２ｂをバルブ中心軸Ａｘ１の真下の位置に対して該バルブ中心軸Ａｘ１回りに６０°程度前方側へ回転させた状態でリフレクタ２４に挿入固定されているので、光源２２ａからの下向き出射光を、ステーによって遮蔽されてしまうことなく付加リフレクタ３４に入射させることができ、これにより配光パターンの拡散領域の明るさを一層増大させることができる。

なお、このようにステー２２ｂを前方側へ回転させる代わりに、後方側へ回転させるようにした場合においても同様の作用効果を得ることができる。

上記実施形態においては、光源バルブ２２がリフレクタ２４に対して真横の方向から挿入されているものとして説明したが、この真横の方向に対して多少挿入角度がずれていても、その上下方向あるいは前後方向のズレが３０°程度以下であれば、上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。

本願発明の一実施形態に係る車両用前照灯を示す側断面図 上記車両用前照灯の灯具ユニットを単品で示す側断面図であって、リフレクタで反射した光の光路を示す図 上記灯具ユニットを単品で示す側断面図であって、付加リフレクタで反射した光の光路を示す図 上記灯具ユニットを単品で示す平断面図であって、リフレクタで反射した光の光路を示す図 上記灯具ユニットを単品で示す平断面図であって、付加リフレクタで反射した光の光路を示す図 上記灯具ユニットを単品で示す正面図であって、付加リフレクタで反射した光の光路を示す図 上記車両用前照灯から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図

符号の説明

１０ 車両用前照灯
１２ ランプボディ
１４ 透光カバー
２０ 灯具ユニット
２２ 光源バルブ
２２ａ 光源
２２ｂ ステー
２４ リフレクタ
２４ａ 反射面
２４ｂ バルブ挿入固定部
２４ｃ バルブ挿入孔
２４ｄ エイミングブラケット
２４ｅ 支持ブラケット部
２６ ホルダ
２８ 投影レンズ
３２ シェード
３２ａ 上端縁
３４ 付加リフレクタ
３４ａ 反射面
３４ｓ 拡散反射素子
５０ エイミング機構
Ａｘ 光軸
Ａｘ１ バルブ中心軸
ＣＬ１ 水平カットオフライン
ＣＬ２ 斜めカットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ 後方側焦点
ＨＺ ホットゾーン
ＰＬ ロービーム用配光パターン
ＰＯ 基本配光パターン
Ｐａ 付加配光パターン

Claims (3)

1. 車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、この投影レンズの後方側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、を備えてなる車両用前照灯において、
   上記光源が、上記光軸から下方に離れた位置において該光軸の側方から上記リフレクタに挿入固定された光源バルブの発光部により構成されており、
   上記光源の真下の位置に、該光源からの光を上記リフレクタにおいて上記光軸よりも上方に位置する上部反射領域へ向けて反射させる付加リフレクタが設けられており、
   上記付加リフレクタの反射面形状が、上記光軸と直交する鉛直断面に沿った断面形状が略Ｗ字形に設定されるとともに、上記光軸を含む鉛直断面に沿った断面形状が略Ｕ字形に設定されており、
   上記付加リフレクタの反射面が、平面視において上記光軸から左右斜め後方へ延びるように形成された複数の拡散反射素子からなる、ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 上記光源バルブが、放電バルブである、ことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯。
3. 上記放電バルブが、該放電バルブのバルブ中心軸と略平行に延びるステーを有しており、このステーを上記バルブ中心軸の真下の位置に対して該バルブ中心軸回りに所定角度回転させた状態で上記リフレクタに挿入固定されている、ことを特徴とする請求項２記載の車両用前照灯。

Images