JP4382643B2 - 可変配光型車両用前照灯 - Google Patents

Description

本発明は車両用の前照灯に関するものであり、詳細には、Adaptive Front Lighting Systemと称されて、従来のすれ違い配光と走行配光との２種類の配光に加えて、例えば、高速道路の走行時にも適する配光、曲線路を走行するときにも適する配光など、車両の走行状態により良く適合する配光形状を備える可変配光型として、一層の視認性の向上が図れるものとされる前照灯に係るものである。

従来の可変配光型の前照灯９１の構成の一例を示すものが図９及び図１０であり、この前照灯９１は、光源９３を焦点とする回転放物面の反射鏡９２を、前記光源９３を焦点とする状態を保ち、反射方向が下向き（図９参照）から水平方向（図１０参照）となるように回動させることで、すれ違い配光と、走行配光とを切換えられるようにしたものである。

同時に、この可変配光型の前照灯９１においては、より遠方の視認性が要求される走行配光においては、光量を増加させることができるように、フード９７の下方に設けられていた開口部９７ａを閉止していたシャッタ９８も移動させて、開口部９７ａからの光も照射光として加わる（図１０参照）ものとして、遠方視認性を向上させている。
特開平１１−１７６２０８号公報

しかしながら、近年の自動車の普及により交通量も増加すると共に、道路網も整備され、交差点などの増加、曲線路の増加、或いは、高速道路の発達などにより、従来のすれ違い配光と走行配光との２種類の切り換えのみの前照灯では実情にそぐわない面が生じてきている。

例えば、高速道路といえども、対向車線間の仕切板など防眩装置が充分でなく、高速走行を行うためには遠方視界を確保するために走行配光の使用が必要であるが、すれ違い配光で走行せざるを得ず、夜間には高速道路としての機能が充分に発揮できないなどの課題を生じている。

本発明は上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、光源と、この光源を第一焦点とする主楕円系反射面と、遮光板と、投影レンズとから成る通常のプロジェクタ型灯具部に対して、遮光板に遮られてそれ程有効に反射光が配光の形成に使用されることのない部分である遮光板よりも後方であり、且つ、下半部となる部分に、前記光源を第一焦点とし、長軸を斜め前で且つ下方とした回転楕円の一部分である副楕円反射面を、前記光源を前後方向への回動の中心とし、反射方向を後方とする副楕円系反射面を形成し、加えて、前記主楕円系反射面の下方には第一〜第三放物系反射面を略上下方向に並べて配置しておいて、前記副楕円反射面の回動により順次に光が達するものとしておき、前記副楕円系反射面からの反射光が前記第一〜第三放物系反射面へ反射したときに得られる配光形状と、前記プロジェクタ灯具からの配光形状の合成により所望の配光形状を得る可変配光車両用灯具として課題を解決するものである。

以上に説明した構成としたことで、本発明の可変配光車両用灯具は、従来のすれ違い配光と走行配光とに加えて新たな配光特性の追加形成が可能となり、更に、すれ違い配光、走行配光においても、副楕円系反射面と第一〜第三放物系反射面とを経由した光が加算されるものとなるので、従来よりも例えば水平方向に照射幅が広い、或いは、中心光度が高いなど視認性に優れる形状が得られるものとなり、可変配光車両用灯具としての目的を一層に的確に達成するものとなる。

また、本発明により設けられた副楕円反射面は、この種のプロジェクタ型灯具部においては、配光特性を形成するために遮光板により遮光されて、光源からの光の利用効率の低い部分であり、その部分の光を、前記副楕円反射面により回収、利用することで、同一光源でより明るく効率の高い前照灯とすることが可能となる。

つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に符合１で示すものは本発明に係る可変配光型車両用前照灯であり、この可変配光型車両用前照灯１には、光源２と、前記光源が第一焦点の位置に設置された回転楕円面など、主楕円系反射面３と、遮光板４と、投影レンズ５とからで成るプロジェクタ灯具部６が構成され、このプロジェクタ灯具部６に可動部品、および、その可動部品と対応する反射面を組合わせることで、可変配光が得られるものとされている。

よって、前記プロジェクタ灯具部６を構成している上記の各部品は、通常に使用されているプロジェクタ灯具のものと比較してみるとほぼ同一のものであり、従って、このプロジェクタ灯具部６については、通常に採用されているものと異なる部分についてのみ、説明するものとする。

まず、光源２については、通常には前記楕円系反射面３の長軸と一致する方向とした縦型フィラメント（ＪＩＳ Ｃ−７７１１に規定されるＣ−８型）のものが採用されているのが通常であるが、本発明においては、上記プロジェクタ灯具部６と他の部分との組合せを考慮した場合、横型フィラメント（ＪＩＳ Ｃ−７７１１に規定されるＣ−６型）を採用するほうがむしろ好ましい。

また、前記主楕円系反射面３については、基本的には、通常の構成のもので良いが、後に説明する、第一〜第三放物系反射面８〜１０を取付けるための取付け座３ａが下方で且つ後方の適宜位置に設けられている。また、前記楕円系反射面３の内部には、光源２を第一焦点とすると共に、この第一焦点ｆ１（光源２）を中心として長軸Ｚ方向、即ち、車両の前後方向に第二焦点側を揺動させる仮想回転楕円面７Ｄが想定されている。

ここで、前記仮想回転楕円面７Ｄは全ての部分が仮想で設けられているものではなく、前記光源２からの光を第二焦点に結像する範囲の部分が実体化されて副楕円系反射面７とされている。従って、光源を点灯した状態で、前記仮想回転楕円面７Ｄを揺動させると、副楕円系反射面７に反射する光も同様に揺動するものとなり、このときの光は必ず一旦前記仮想回転楕円面７Ｄの第二焦点に収束するものとなる。尚、この実施形態では副楕円系反射面７は、遮光板４の背面に設けられているが、光源２からの光が前記楕円系反射面３により有効に使用され得ない位置であれば、例えば、プロジェクタ灯具部６の外側など、どのような位置に配置されても良いものである。

そして、この実施形態においては、上記仮想回転楕円面７Ｄを揺動させたときに、停止する位置を３点に設定しておくものであり、初期位置においては、副楕円系反射面７に反射した光は、前記初期位置における第二焦点の位置を焦点とし、照射方向をやや下向きとする第一放物系反射面８に到達するものとなる。

尚、前記第一放物系反射面８は、上記にも記載したように主楕円系反射面３の取付け座３ａに取付けられているものであるので、同じ主楕円系反射面３に取付けられている光源２と一体化されている状態であり、組立時における相互の位置精度の確保は、それ程に困難なものとは成らない。そして、前記仮想回転楕円面７Ｄを揺動させるに従って、前記副楕円系反射面７からの光は、第二放物系反射面９、第三放物系反射面１０へと達する位置を移動していく。

また、前記遮光板４について説明を行うと、本発明では前記遮光板４には、従来通りに上向き光を遮蔽するために、前記主楕円系反射面３の長軸Ｚにほぼ接する高さとして従来通りの形状として形成されている垂直部４ａに加えて、後方に向けて略Ｌ字状に折り曲げが行われて水平部４ｂが形成されている。また、遮光板４全体としては必要に応じて軸などにより回動が行えるようにされている。

前記垂直部４ａには、この可変配光型車両用前照灯１が左側通行用である場合には、路側帯にある道路標識などの確認を容易にするために、配光の左右中心から左上がりで光を照射する配光形状を形成する部分も当然に設けられている。尚、投影レンズ５については前記遮光板４の垂直部４ａの近傍に焦点を有するものであり、必要に応じては非球面として形成されているものであり、従来例のものと特に相違はないので、ここでの詳細な説明は省略する。

ついで、本発明の可変配光型車両用前照灯１の機能について説明する。この実施形態においては、可変配光型車両用前照灯１には、通常のすれ違い配光と、走行配光とに加えて、例えば、比較的に通行量が少なく高速走行が可能ではあり、すれ違い走行では遠方の視認性に不足するが、対向車線があり走行配光は使用できない場合の使用に適する郊外地走行専用とした中間配光が、すれ違い配光と走行配光との間に加えられている。

まず、夜間、市街地を通常に走行するときには、すれ違い配光が選択されるものであり、この状態では、前記副楕円系反射面７からの反射光は、この副楕円系反射面７の第二焦点ｆ２に収束した後に、この光を適宜に下向きに反射するものとされた第一放物系反射面８に入射し、投影レンズ５と干渉することなく、車両前方に投射されるものとなる。

ここで、上記した第一放物系反射面８は副楕円系反射面７の第二焦点を焦点とするものであるので、前記第一放物系反射面８から投射される反射光は、原則としては平行光線となる。このときに、光源２のフィラメント２ａが横位置（即ち、長軸に対して水平に直交している状態、いわゆるＣ−６フィラメント形状）であると、第一放物系反射面８からの反射光も図２に示すように、プロジェクタ型灯具部６からのすれ違い配光ＤＭ中に付加配光Ｄ１として示すように、フィラメント形状に即した水平方向に幅広い形状となり明るさが加算されるものとなる。

よって、図２からも明らかなように、すれ違い配光としての基本形状を損なうことなく、遮光板４により遮光され、可変配光型車両用前照灯１の照射光として使用されることのなかった光が、前記副楕円系反射面７により回収され照射光として使用可能となるものであり、同じ消費電力の光源２でより明るい可変配光型車両用前照灯１とすること可能となるのである。

尚、このときに、前記第一放物系反射面８の前方に適宜な拡散レンズカットを設けたレンズ（図示せず）を設けるなどして、第一放物系反射面８からのスポット光の状態を適宜に拡散する。或いは、図３に示すように前記第一放物系反射面８を反射光を左右に分割して反射するように２面のものとして、前記プロジェクタ型灯具部６からの配光の左右端に配光Ｄ１１、配光Ｄ１２のように接続し、図４に示すように照射幅を拡げるなどは自在である。

ここで、市街地から比較的に交通量の少ない郊外に出ると、走行速度も高速走行が可能となる。このときに、従来のすれ違い配光では、遠方への視認性も不足気味となる。よって、本発明では、前記副楕円系反射面７を更に車両前方方向に回動させ、図５に示すように、光を第二放物系反射面９に当接させるようにする。

前記第二放物系反射面９は、前記副楕円系反射面７の第二焦点を焦点とする放物系反射面として形成されているが、前記副楕円系反射面７と第二放物系反射面９との間には、上記した遮光板４の水平部４ｂの先端が挿入されるものとなっており、前記副楕円系反射面７からの反射光の最上部を、図６に示すように水平線（Ｈ線）よりも上部に放射されることのないように遮蔽しカットオフを形成する。また、形状もほぼスポット状のままの配光Ｄ２とされている。このようにすることで、配光Ｄ２の加算により車両の正面方向の遠方を明るく照射するものとなり、高速で走行する際の遠方視界を確保することのできる、すれ違い配光と走行配光との中間配光が得られるものとなる。

しかも、対向車線側への光の全ては水平線よりも下方に位置し、上向き光を含むことはないので、走行中に例えすれ違う事態を生じたとしても、対向車の運転者などに眩惑を生じさせることはなく、安全性は保たれている。尚、このときにも、第二放物系反射面９からの反射光は、投影レンズと干渉することはないものとされている。

図７は、走行配光としたときの可変配光型車両用前照灯１の状態を示すものであり、前記副楕円系反射面７は更に前方に回動し、第一〜第三放物系反射面のうちの最も下方に取付けられた第三放物系反射面１０に光を与えるものとされる。このとき、前記遮光板４も軸を中心として回動し、垂直部４ａが長軸Ｚから下方に降りるようにすると共に、水平部４ｂも前記副楕円系反射面７からの光が第三放物系反射面１０に達するのを妨げないように移動する。

このようにすることで、長軸Ｚから垂直部４ａの部分が下がった分だけ、前記主楕円系反射面３からは上向きの光が投影レンズ５に入射するものとなり、加えて、第三放物系反射面１０からも上向きの光を含む配光Ｄ３が、車両正面（Ｖ線）で、且つ、水平線（Ｈ線）の近傍に投影されて前記プロジェクタ型灯具部６からの配光ＤＭに加算される。よって、可変配光型車両用前照灯１からは図８に示すように走行配光が得られるものとなる。

以上、何れの場合でものプロジェクタ型灯具部６により得られる、すれ違い配光、或いは、それに近似する配光形状に、第一放物系反射面８、第二放物系反射面９、第三放物系反射面１０からの反射光を加算することで、すれ違い配光、走行配光、および、両者の中間である郊外走行用の配光と３種類の配光形状が得られるものとなり、しかも、そのために駆動する部材は副楕円系反射面７の１面のみと最低限度のもので良く、簡素な構成で実現可能である。

また、前にも説明しているが、前記副楕円系反射面７で反射する光は、プロジェクタ型灯具部６としては、投影レンズ５から外部に放射された後には上向き光となり対向車に眩惑を生じさせる光となり、遮光板４で遮蔽せざるを得ない光であるので、灯具の照射光としては使用不可能な部分の光であり、本発明ではこれを照射光として回収、使用するものであるので、光源に対する光束利用率が向上し、同じ光源２においても、より明るい灯具とすることが可能となる。

本発明に係る可変配光型車両用前照灯の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る可変配光型車両用前照灯により得られるすれ違い配光の形状を示す説明図である。 本発明に係る可変配光型車両用前照灯の別の実施形態を要部で示す説明図である。 上記別の実施形態におけるすれ違い配光の形状を示す説明図である。 本発明に係る可変配光型車両用前照灯の中間配光を得るときの状態を示す断面図である。 本発明の可変配光型車両用前照灯により得られる中間配光の形状を示す説明図である。 本発明に係る可変配光型車両用前照灯の走行配光を得るときの状態を示す断面図である。 本発明の可変配光型車両用前照灯により得られる走行配光の形状を示す説明図である。 従来の可変配光型車両用前照灯のすれ違い配光時の例を示す断面図である 従来の可変配光型車両用前照灯の走行配光時の例を示す断面図である

符号の説明

１…可変配光型車両用前照灯
２…光源
２ａ…フィラメント
３…主楕円系反射面
３ａ…取付け座
４…遮光板
４ａ…垂直部
４ｂ…水平部
５…投影レンズ
６…プロジェクタ型灯具部
７…副楕円系反射面
８…第一放物系反射面
９…第二放物系反射面
１０…第三放物系反射面

Claims (3)

1. 光源と、前記光源が第一焦点の位置に設置された主楕円系反射面と、前記主楕円系反射面の第二焦点の近傍に設けられる遮光板と、前記遮光板の近傍に焦点を有する投影レンズとから成るプロジェクタ灯具部と、少なくとも１つの可動部が設けられ、該可動部、或いは、加えて前記プロジェクタ灯具部の一部を移動させて配光形状を変化させる可変配光型車両用前照灯において、前記可変配光型車両用前照灯には、垂直側の端部はすれ違い配光用の形状とされ、水平側の端部はＡＦＳ配光用の形状とされた略Ｌ字状の遮光板が、前記すれ違い配光用側を所定位置とし、ＡＦＳ配光側を下方として設けられると共に、前記可動部としては、前記光源を第一焦点とし前記主楕円系反射面の長軸方向に前記光源を中心として揺動可能として想定された仮想回転楕円面の一部で形成された副楕円系反射面が設けられており、加えて、前記主楕円系反射面の下方には、前記副楕円系反射面の第二焦点を焦点とし反射方向を適宜の下方とする第一放物系反射面と、前記第一放物系反射面の下方に連続して設けられ、同じく、副楕円系反射面の第二焦点を焦点とし反射方向を略水平とする第二放物系反射面と、前記第二放物系反射面の下方に連続して設けられ、反射方向を略水平から上向きとする第三放物系反射面とが設けられ、前記可変配光型車両用前照灯にすれ違い配光が要求されたときには、前記副楕円系反射面は前記第一放物系反射面に反射光を与える位置に回動して適宜な下向きの反射光を生じさせ、前記プロジェクタ灯具部からの配光と合成されてすれ違い配光を形成し、同じ前照灯にＡＦＳ配光が要求されたときには前記副楕円系反射面は前記光源を中心として更に所定量回動して前記遮光板の水平側の端部で成形された反射光を前記第二放物系反射面に与えて前記プロジェクタ灯具部からの配光と合成されてＡＦＳ配光を形成し、走行配光が要求されたときには、前記遮光板の垂直側の端部が適宜後退して前記プロジェクタ灯具部からの光に上向き光を含むものとすると共に、前記副楕円系反射面も第三放物系反射面に光を与える位置まで回動して光を与えて略水平から上向きとする反射光を生じさせ、プロジェクタ灯具部からの配光との合成で走行配光を形成することを特徴とする可変配光型車両用前照灯。
2. 前記光源のフィラメント、若しくは、アークは前記主楕円系反射面の長軸に対して直交する横置き位置であることを特徴とする請求項１記載の可変配光型車両用前照灯。
3. 前記第一放物系反射面は反射方向が左右に向かう２面が接続されて形成されており、この第一放物系反射面からの反射光は、前記プロジェクタ灯具部からの反射光の左右端に接続されるものとされていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の可変配光型車両用前照灯。

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