JP6539112B2 - 車両用灯具ユニットおよび回転遮光部材 - Google Patents

車両用灯具ユニットおよび回転遮光部材 Download PDF

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Description

本発明は、車両用灯具ユニットおよび回転遮光部材に関する。
従来、ロータリーシェードと称される部品を備えた灯具ユニットが知られている。ロータリーシェードとしては、回転軸方向について異なる位置を接続するように回転軸周りに延びるねじれ端面を備えたものが考案されている。（特許文献１参照）。ねじれ端面は、ハイビームパターン内に部分的に形成される非照射領域との境界として投影される部分である。このようなロータリーシェードを備えた灯具ユニットは、ロータリーシェードの回転に伴い、投影に供されるねじれ端面の位置が回転軸方向において変化するため、スイブル制御を行うことなく非照射領域との境界の位置、すなわち非照射領域の位置や大きさを変化させることができる。
国際公開第１４／０９１９１９号パンフレット
ところで、ロータリーシェードを回転させて非照射領域の位置や大きさを変化させる場合、照射領域と非照射領域との境界の形状（カットオフライン）が大きく変化すると、運転者の視認性に違和感を与える場合がある。また、カットオフラインの形状が大きく変化する場合、前方の車両や歩行者に対するグレア抑制を優先すると非照射領域を大きくする必要がある。そのような場合、前方視認性が低下するおそれがある。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、グレア抑制や前方視認性の向上を考慮した新たな技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具ユニットは、車両前方に配光パターンを形成するように構成された光学系と、光源の光の少なくとも一部を遮光できる回転遮光部材と、を備えた車両用灯具ユニットであって、回転遮光部材は、回転軸を中心とした回転に伴い光源の光の遮光量が変化するように形成された螺旋状の遮光部を有する。遮光部は、水平方向と交差する方向に延びるカットオフラインの位置が水平方向で異なる複数の配光パターンを形成できるように構成されており、回転遮光部材の回転位置の変化に対する、カットオフラインとして投影される縁部の位置の変化が非線形となるように構成されている。
この態様によると、回転遮光部材の回転位置の変化による、カットオフラインの移動や形状の変化に対するドライバの違和感を抑制できる。なお、カットオフラインは、傾斜したものだけでなく、水平方向と垂直に交差するものであってもよい。
遮光部は、複数の配光パターンとして第１の配光パターン、第２の配光パターンおよび第３の配光パターンを形成できるように構成されており、回転遮光部材の第１回転位置Ｒ１において第１の配光パターンの第１カットオフラインとして投影される第１縁部と、回転遮光部材を第１回転位置Ｒ１から更に回転させた第２回転位置Ｒ２（Ｒ１＜Ｒ２）において第２の配光パターンの第２カットオフラインとして投影される第２縁部と、回転遮光部材を第２回転位置Ｒ２から更に回転させた第３回転位置Ｒ３（Ｒ２＜Ｒ３）において第３の配光パターンの第３カットオフラインとして投影される第３縁部と、を含んでもよい。第１回転位置Ｒ１から第２回転位置Ｒ２まで回転させる際の回転変化量ΔＲに対する、第１縁部から第２縁部までの回転軸方向の変化量ΔＨの比率ΔＨ／ΔＲは、第２回転位置Ｒ２から第３回転位置Ｒ３までの回転変化量ΔＲ’に対する、第２縁部から第３縁部までの回転軸方向の変化量ΔＨ’の比率ΔＨ’／ΔＲ’と異なるように構成されていてもよい。これにより、カットオフラインの形状の変化を抑制できる。
遮光部は、第２の配光パターンによる照射面積が、第１の配光パターンによる照射面積よりも広く、かつ、第３の配光パターンによる照射面積よりも狭くなるように構成されており、比率ΔＨ／ΔＲ＜比率ΔＨ’／ΔＲ’を満たしてもよい。これにより、例えば、第２の配光パターンを形成する際に、第３の配光パターンの第３カットオフラインに対応する第３縁部が投影されることで第２カットオフラインの形状が変化することを抑制できる。
遮光部は、第１回転位置Ｒ１から第３回転位置Ｒ３まで回転させる際の回転変化量ΔＲ”に対する、第１縁部から第３縁部までの回転軸方向の変化量ΔＨ”の比率ΔＨ”／ΔＲ”が一定となる螺旋状の面を仮想面αとすると、第１縁部から第２縁部までの第１遮光面Ｐ１と仮想面αが成す角θ１は、第２縁部から第３縁部までの第２遮光面Ｐ２と仮想面αが成す角θ２以下となるように構成されていてもよい。
光学系は投影レンズを含んでもよい。回転遮光部材は、投影レンズの焦点近傍に配置されており、遮光部は、第２縁部を挟んで屈曲した遮光面であり、第２縁部が第２回転位置Ｒ２において投影されることで車両前方に形成される第２カットオフラインの下端が、光軸を中心に水平方向で±ＸＨ°（ただし、ＸＨは、前記第２カットオフラインの下端とＨ−Ｈ線（水平線）との角度差ＸＶ以下である）の範囲に位置するように構成されていてもよい。これにより、光軸近傍の第２カットオフラインを精度良く形成できる。
本発明の別の態様は、回転遮光部材である。この回転遮光部材は、車両用灯具ユニットにおける光源の光の少なくとも一部を遮光できる回転遮光部材であって、回転軸を中心とした回転に伴い光源の光の遮光量が変化するように形成された螺旋状の遮光部を有する。遮光部は、水平方向と交差する方向に延びるカットオフラインの位置が水平方向で異なる複数の配光パターンを形成できるように構成されており、回転遮光部材の回転位置の変化に対する、カットオフラインとして投影される縁部の位置の変化が非線形となるように構成されている。
この態様によると、回転遮光部材の回転位置の変化による、カットオフラインの移動に対するドライバの違和感を抑制できる。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を部品、制御方法、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、グレア抑制や前方視認性の向上を考慮した新たな技術を提供できる。
本実施の形態に係る前照灯装置が搭載された車両の全体構成を模式的に示した図である。 本実施の形態に係る車両用灯具ユニットの概略構成を示す斜視図である。 本実施の形態に係る車両用灯具ユニットの断面図である。 右灯具ユニットを構成する一部の要素間の位置関係を示す平面図である。 図５（ａ）は、右ロータリーシェードの外観を示す斜視図、図５（ｂ）は、図５（ａ）とは異なる回転位置における右ロータリーシェードの外観を示す斜視図である。 図６（ａ）は、回転位置Ｒ１にある右ロータリーシェードの第２接続部近傍を、車両の前方から見た状態を示した模式図、図６（ｂ）は、回転位置Ｒ２にある右ロータリーシェードの第２接続部近傍を、車両の前方から見た状態を示した模式図、図６（ｃ）は、回転位置Ｒ３にある右ロータリーシェードの第２接続部近傍を、車両の前方から見た状態を示した模式図、図６（ｄ）は、図６（ａ）に示す右ロータリーシェードによって形成される配光パターンを示す図、図６（ｅ）は、図６（ｂ）に示す右ロータリーシェードによって形成される配光パターンを示す図、図６（ｆ）は、図６（ｃ）に示す右ロータリーシェードによって形成される配光パターンを示す図である。 部分的右ハイビームパターンＰＨ１〜ＰＨ３の傾斜カットオフラインの形状が、右ロータリーシェードの回転位置によって徐々に変化してしまう現象を説明するための模式図である。 図８（ａ）は、右ロータリーシェードの第２接続部の円筒部外周面を平面状に展開した模式図、図８（ｂ）は、図８（ａ）の円筒部外周面の拡大図である。 遮光部の回転位置Ｒと、部分的右ハイビームパターンにおける傾斜カットオフラインの位置との関係を示す図である。 光軸とカットオフラインの下端との位置関係を説明するための模式図である。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。また、以下の説明に用いる「左」および「右」は、運転席から見た左右の方向を示している。
図１は、本実施の形態に係る前照灯装置１２が搭載された車両１０の全体構成を模式的に示した図である。前照灯装置１２は、統合制御部１４、車輪速センサ１６、操舵角センサ１７、およびカメラ１８とともに前照灯制御システム１１を構成している。
統合制御部１４は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ等を備え、車両１０における様々な制御を実行する。
車輪速センサ１６は、車両１０に組み付けられる左右の前輪および後輪の４つの車輪の各々に対応して設けられている。車輪速センサ１６の各々は統合制御部１４と通信可能に接続されており、車輪の回転速度に応じた信号を統合制御部１４に出力する。統合制御部１４は、車輪速センサ１６から入力された信号を利用して車両１０の速度を算出する。
操舵角センサ１７は、ステアリングホイールに設けられて統合制御部１４と通信可能に接続されている。操舵角センサ１７は、運転手によるステアリングホイールの操舵回転角に対応した信号を統合制御部１４に出力する。統合制御部１４は、操舵角センサ１７から入力された信号を利用して車両１０の進行方向を算出する。
カメラ１８は、例えばＣＣＤ（Charged Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の撮像素子を備え、車両前方を撮影して画像データを生成する。カメラ１８は統合制御部１４と通信可能に接続されており、生成された画像データは統合制御部１４に出力される。
前照灯装置１２は、車両１０の前部右寄りに配置される右前照灯ユニット２２Ｒ、および車両１０の前部左寄りに配置される左前照灯ユニット２２Ｌを備えている。右前照灯ユニット２２Ｒにおいては、ランプボディ２３Ｒに透光カバー２４Ｒが装着されて灯室２５Ｒを区画形成している。
図２は、本実施の形態に係る車両用灯具ユニットの概略構成を示す斜視図である。図３は、本実施の形態に係る車両用灯具ユニットの断面図である。図２、図３に示す右灯具ユニット３０Ｒは、光源３１、ヒートシンク３２、リフレクタ３３、投影レンズ３４、右ロータリーシェード３６、駆動機構３７、および支持部３８を備えている。
光源３１は、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）や有機ＥＬ素子などの半導体発光素子である。光源３１は、ヒートシンク３２に対して固定されている。ヒートシンク３２は、光源３１から発する熱を発散させるのに適した材質および形状とされている。光源３１から出射された光は、リフレクタ３３によって反射され前方に向かう。その光の少なくとも一部は、リフレクタ３３の前方に配置された投影レンズ３４を通過する。
リフレクタ３３は、車両１０の前後方向に延びる光軸Ａ１を中心軸とする略楕円球面を基調とする反射面を有している。光源３１は、反射面の鉛直断面を構成する楕円の第１焦点に配置されている。これにより、光源３１から出射された光が当該楕円の第２焦点に収束するように構成されている。
投影レンズ３４は樹脂製であり、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズである。投影レンズ３４は、後方焦点Ｆがリフレクタ３３の反射面の第２焦点に一致するように配置されており、後方焦点Ｆ上の像を車両１０の前方に反転像として投影するように構成されている。
図４は、右灯具ユニット３０Ｒを構成する一部の要素間の位置関係を示す平面図である。右ロータリーシェード３６は、光源３１から出射された光の一部を遮るように、投影レンズ３４の後方に配置されている。右ロータリーシェード３６は回転軸Ａ２を有しており、当該回転軸Ａ２が、投影レンズ３４の後方焦点Ｆの下方を通るように配置されている。
駆動機構３７は、右ロータリーシェード３６の軸方向左側の端部に固定されている。駆動機構３７は、モータと歯車機構を有しており、右ロータリーシェード３６を回転軸Ａ２周りに回転させる。具体的には、車両１０の統合制御部１４から入力される制御信号に応じてモータおよび歯車機構が駆動され、右ロータリーシェード３６を当該信号に応じた角度および方向に回転させるように構成されている。支持部３８は、図２に示すように、右ロータリーシェード３６の軸方向右側の端部を回転可能に支持している。
このように本実施の形態に係る右灯具ユニット３０Ｒは、車両前方に配光パターンを形成するように構成された光学系と、光源３１の光の少なくとも一部を遮光できる右ロータリーシェード３６と、を備えている。
図５（ａ）は、右ロータリーシェード３６の外観を示す斜視図、図５（ｂ）は、図５（ａ）とは異なる回転位置における右ロータリーシェード３６の外観を示す斜視図である。右ロータリーシェード３６は、後に詳述するように、駆動機構３７による駆動に基づく回転角度に応じて異なる形状の端縁が、投影レンズ３４の後方焦点Ｆに配置されるような周面および端面を有する形状とされている。
光源３１から出射された光は、リフレクタ３３によって反射されて前方に向かう。その光の一部は、右ロータリーシェード３６によって遮られる。このとき投影レンズ３４の後方焦点Ｆに配置されている端縁の形状が、車両１０の前方に形成される配光パターンの周縁の一部として投影される。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、右ロータリーシェード３６は、左側円筒部３６ａ、右側円筒部３６ｂ、第１接続部３６ｃ、第２接続部３６ｄ、第３接続部３６ｅ、および第４接続部３６ｆを備えている。
左側円筒部３６ａは、回転軸Ａ２に沿う向きから見た断面形状が、回転軸Ａ２を中心とする同心円となる形状を有している。左側円筒部３６ａには、回転軸Ａ２と同軸の軸孔３６ａ１が形成されている。軸孔３６ａ１は、駆動機構３７と結合される。右側円筒部３６ｂは、回転軸Ａ２に沿う向きから見た断面形状が、回転軸Ａ２を中心とする同心円となる形状を有している。
第１接続部３６ｃは、右側円筒部３６ｂに連続して形成され、運転席から見て右側円筒部３６ｂの左側に配置される部分である。第１接続部３６ｃは、回転軸Ａ２に沿う向きから見た断面形状が、回転軸Ａ２を中心とする同心半円となる形状を有している。
第２接続部３６ｄは、運転席から見て第１接続部３６ｃの左側に配置される部分であり、円筒部３６ｄ１、第１螺旋面３６ｄ２、および第２螺旋面３６ｄ３を有している。円筒部３６ｄ１は、回転軸Ａ２に沿う向きから見た断面形状が、回転軸Ａ２を中心とする同心半円となる形状を基調とし、その一部が第１螺旋面３６ｄ２および第２螺旋面３６ｄ３により切り欠かれた形状を呈している。
第３接続部３６ｅは、第１接続部３６ｃと第２接続部３６ｄの円筒部３６ｄ１に連続して形成され、これらを接続する部分である。すなわち第３接続部３６ｅは、第１接続部３６ｃにより形成される半円筒状の周面と第２接続部３６ｄの円筒部３６ｄ１により形成される周面とを接続するように、回転軸Ａ２周りに延び、かつ回転軸Ａ２の方向に沿って傾斜する面である。図４にも示すように、第２接続部３６ｄと第３接続部３６ｅの境界線は、投影レンズ３４の後方焦点Ｆまたは近傍を通るように配置される。
第４接続部３６ｆは、左側円筒部３６ａと第２接続部３６ｄの第２螺旋面３６ｄ３に連続して形成され、これらを接続する部分である。
本実施の形態に係る右ロータリーシェード３６は、前方車両にグレアを与えないように近距離前方を照明するロービームパターンや、遠方まで前方の広範囲を照明するハイビームパターンを形成できる。更に、右ロータリーシェード３６は、ハイビーム照射状態において前方に検出された車両や歩行者の存在する領域のみを非照明領域とすることにより、グレア抑制と前方視認性の確保を両立した配光パターンを形成できる。本明細書においては、当該配光パターンを「部分的ハイビームパターン」と称する。
なお、ロータリーシェードを用いてロービームパターンやハイビームパターンを形成する手法については周知であるため、説明を省略する。以下では、主として部分的ハイビームパターンを本実施の形態に係る回転遮光部材を用いて形成する場合について説明する。
本実施の形態に係る右ロータリーシェード３６は、車両用灯具ユニットにおける光源の光の少なくとも一部を遮光できる回転遮光部材である。右ロータリーシェード３６は、回転軸を中心とした回転に伴い光源３１から出射された光の遮光量が変化するように形成された、螺旋状の遮光部（第２接続部３６ｄ）を有する。
第２接続部３６ｄは、水平方向と交差する方向（本実施の形態では上方に向かって斜め方向）に延びるカットオフラインの位置が水平方向で異なる複数の配光パターンを形成できるように構成されている。また、右ロータリーシェード３６の回転位置の変化に対する、カットオフラインとして投影される縁部の位置の変化が非線形となるように構成されている。
図６（ａ）は、回転位置Ｒ１にある右ロータリーシェード３６の第２接続部３６ｄ近傍を、車両１０の前方から見た状態を示した模式図、図６（ｂ）は、回転位置Ｒ２にある右ロータリーシェード３６の第２接続部３６ｄ近傍を、車両１０の前方から見た状態を示した模式図、図６（ｃ）は、回転位置Ｒ３にある右ロータリーシェード３６の第２接続部３６ｄ近傍を、車両１０の前方から見た状態を示した模式図、図６（ｄ）は、図６（ａ）に示す右ロータリーシェード３６によって形成される配光パターンを示す図、図６（ｅ）は、図６（ｂ）に示す右ロータリーシェード３６によって形成される配光パターンを示す図、図６（ｆ）は、図６（ｃ）に示す右ロータリーシェード３６によって形成される配光パターンを示す図である。
遮光部として機能する第２接続部３６ｄは、図６（ａ）に示す右ロータリーシェード３６の第１回転位置Ｒ１において、図６（ｄ）に示す部分的右ハイビームパターンＰＨ１の傾斜カットオフライン６４として投影される第１縁部３６ｄ４を含んでいる。第１縁部３６ｄ４は、円筒状の第２接続部３６ｄの回転軸Ａ２方向の端面上に形成されている。また、第１縁部３６ｄ４は、第２螺旋面３６ｄ３の径方向の一辺を構成する直線状のものである。
図６（ａ）に示す状態において、右ロータリーシェード３６の上端部には、第３接続部３６ｅの外周部、第２接続部３６ｄの円筒部３６ｄ１の外周部、斜めに形成された第１縁部３６ｄ４、第４接続部３６ｆの上面の一部が現れている。
図６（ｄ）に示す配光パターンは、第３接続部３６ｅの外周部、円筒部３６ｄ１および第１縁部３６ｄ４が、車両１０の前方に配置された仮想鉛直スクリーンに投影されることにより形成される。この配光パターンは、部分的右ハイビームパターンＰＨ１に相当し、右ロービームパターンよりも照明面積が広く、右ハイビームパターンよりも照明面積が狭い。
部分的右ハイビームパターンＰＨ１は、水平カットオフライン６１および傾斜カットオフライン６４を有している。
水平カットオフライン６１は、第３接続部３６ｅおよび円筒部３６ｄ１の上縁により形成されて水平線Ｈ−Ｈのやや下方において水平に延びており、自車線側カットオフラインおよび対向車線側カットオフラインとして利用される。
傾斜カットオフライン６４は、第２螺旋面３６ｄ３の第１縁部３６ｄ４により形成され、水平カットオフライン６１の右端から右上方に向かって斜めに延びている。
図６（ａ）に示すように、運転席から見て第１縁部３６ｄ４の左側には、光が通過可能な空間３６ｋが形成されている。当該空間３６ｋを通過した光は、図６（ｄ）に示すように、傾斜カットオフライン６４の右側の領域を照明する。
すなわち、図６（ａ）に示す回転位置Ｒ１まで駆動機構３７が右ロータリーシェード３６を回転させたとき、第３接続部３６ｅおよび円筒部３６ｄ１の上縁が、水平カットオフライン６１として投影レンズ３４の前方に投影される。また第２螺旋面３６ｄ３の一部である第１縁部３６ｄ４が、傾斜カットオフライン６４として投影レンズ３４の前方に投影される。右ロータリーシェード３６の上方および空間３６ｋを通過する光は、部分的右ハイビームパターンＰＨ１として、水平カットオフライン６１の下方、および水平カットオフライン６１の上方の領域のうち傾斜カットオフライン６４の右側を照明する。
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す回転位置Ｒ１の状態から車両１０の後方に向けて回転位置Ｒ２まで更に回転させた右ロータリーシェード３６を、車両１０の前方から見た状態を示している。
図６（ｂ）に示す状態において、右ロータリーシェード３６の上端部には、第３接続部３６ｅの外周部、第２接続部３６ｄの円筒部３６ｄ１の外周部、斜めに形成された第２縁部３６ｄ５が現れている。
図６（ｅ）に示す配光パターンは、第３接続部３６ｅの外周部、円筒部３６ｄ１および第２縁部３６ｄ５が、車両１０の前方に配置された仮想鉛直スクリーンに投影されることにより形成される。この配光パターンは、部分的右ハイビームパターンＰＨ２に相当し、部分的右ハイビームパターンＰＨ１や右ロービームパターンよりも照明面積が広く、右ハイビームパターンよりも照明面積が狭い。
部分的右ハイビームパターンＰＨ２は、水平カットオフライン６１および傾斜カットオフライン６４を有している。
水平カットオフライン６１は、第３接続部３６ｅおよび円筒部３６ｄ１の上縁により形成されて水平線Ｈ−Ｈのやや下方において水平に延びており、自車線側カットオフラインとして利用される。
傾斜カットオフライン６４は、第１螺旋面３６ｄ２と第２螺旋面３６ｄ３との境界にある第２縁部３６ｄ５により形成され、水平カットオフライン６１の右端のＶ−Ｖ線近傍から右上方に向かって斜めに延びている。
図６（ｂ）に示すように、運転席から見て第２縁部３６ｄ５の左側には、光が通過可能な空間３６ｋが形成されている。当該空間３６ｋを通過した光は、図６（ｅ）に示すように、傾斜カットオフライン６４の右側の領域を照明する。
すなわち、図６（ｂ）に示す回転位置Ｒ２（Ｒ２＞Ｒ１）まで駆動機構３７が右ロータリーシェード３６を回転させたとき、第３接続部３６ｅおよび円筒部３６ｄ１の上縁が、水平カットオフライン６１として投影レンズ３４の前方に投影される。また、第２縁部３６ｄ５が、傾斜カットオフライン６４として投影レンズ３４の前方に投影される。右ロータリーシェード３６の上方および空間３６ｋを通過する光は、部分的右ハイビームパターンＰＨ２として、水平カットオフライン６１の下方、および水平カットオフライン６１の上方の領域のうち傾斜カットオフライン６４の右側を照明する。
右ロータリーシェード３６が図６（ａ）に示す状態から図６（ｂ）に示す状態まで回転されるのに伴い、傾斜カットオフライン６４として投影される第２螺旋面３６ｄ３の一部は、第１縁部３６ｄ４から第２縁部３６ｄ５に移行し、徐々に第３接続部３６ｅに近づいていく。これに伴って光が通過可能な空間３６ｋは徐々に広くなっていく。したがって、傾斜カットオフライン６４は徐々に左側へ移動し、その右側の照明領域の面積が大きくなる。これに伴って水平カットオフライン６１は徐々に短くなる。
図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示す回転位置Ｒ２の状態から車両１０の後方に向けて回転位置Ｒ３まで更に回転させた右ロータリーシェード３６を、車両１０の前方から見た状態を示している。
図６（ｃ）に示す状態において、右ロータリーシェード３６の上端部には、第３接続部３６ｅの外周部、第２接続部３６ｄの円筒部３６ｄ１の外周部、斜めに形成された第３縁部３６ｄ６が現れている。
図６（ｆ）に示す配光パターンは、第３接続部３６ｅの外周部、円筒部３６ｄ１および第３縁部３６ｄ６が、車両１０の前方に配置された仮想鉛直スクリーンに投影されることにより形成される。この配光パターンは、部分的右ハイビームパターンＰＨ３に相当し、部分的右ハイビームパターンＰＨ１、部分的右ハイビームパターンＰＨ２および右ロービームパターンよりも照明面積が広く、右ハイビームパターンよりも照明面積が狭い。
部分的右ハイビームパターンＰＨ３は、水平カットオフライン６１および傾斜カットオフライン６４を有している。
水平カットオフライン６１は、第３接続部３６ｅおよび円筒部３６ｄ１の上縁により形成されて水平線Ｈ−Ｈのやや下方において水平に延びており、自車線側カットオフラインとして利用される。
傾斜カットオフライン６４は、第１螺旋面３６ｄ２の一部である第３縁部３６ｄ６により形成され、水平カットオフライン６１の右端から右上方に向かって斜めに延びている。
図６（ｃ）に示すように、運転席から見て第３縁部３６ｄ６の左側には、光が通過可能な空間３６ｋが形成されている。当該空間３６ｋを通過した光は、図６（ｆ）に示すように、傾斜カットオフライン６４の右側の領域を照明する。
すなわち、図６（ｃ）に示す回転位置Ｒ３（Ｒ３＞Ｒ２）まで駆動機構３７が右ロータリーシェード３６を回転させたとき、第３接続部３６ｅおよび円筒部３６ｄ１の上縁が、水平カットオフライン６１として投影レンズ３４の前方に投影される。また、第３縁部３６ｄ６が、傾斜カットオフライン６４として投影レンズ３４の前方に投影される。右ロータリーシェード３６の上方および空間３６ｋを通過する光は、部分的右ハイビームパターンＰＨ３として、水平カットオフライン６１の下方、および水平カットオフライン６１の上方の領域のうち傾斜カットオフライン６４の右側を照明する。
右ロータリーシェード３６が図６（ｂ）に示す状態から図６（ｃ）に示す状態まで回転されるのに伴い、傾斜カットオフライン６４として投影される第１螺旋面３６ｄ２の一部は、第２縁部３６ｄ５から第３縁部３６ｄ６に移行し、徐々に第３接続部３６ｅに近づいていく。これに伴って光が通過可能な空間３６ｋは徐々に広くなっていく。したがって、傾斜カットオフライン６４は徐々に左側へ移動し、その右側の照明領域の面積が大きくなる。これに伴って水平カットオフライン６１は徐々に短くなる。
上述の部分的右ハイビームパターンＰＨ１〜ＰＨ３は、いずれも傾斜カットオフライン６４の形状（水平線Ｈ−Ｈと成す角度）の変化が余りない。これは後述するように、本実施の形態に係る右ロータリーシェード３６の、非線形に変化する螺旋状の端面を有する第２接続部３６ｄの構成がもたらす効果の一つである。換言すれば、第２接続部３６ｄの構成を工夫しない場合、以下の理由により、部分的右ハイビームパターンＰＨ１〜ＰＨ３の傾斜カットオフライン６４の形状が徐々に変化してしまう。
図７は、部分的右ハイビームパターンＰＨ１〜ＰＨ３の傾斜カットオフライン６４の形状が、右ロータリーシェードの回転位置によって徐々に変化してしまう現象を説明するための模式図である。
図７に示すように、光源３１より出射されてリフレクタ３３により反射された光は、リフレクタ３３の焦点を通過して投影レンズ３４に向かうだけでなく、様々な方向から投影レンズ３４に向かって進行する。このとき、特に投影レンズ３４への入射光量に及ぼす影響が大きいのが、リフレクタ３３の焦点を通らずに直接投影レンズ３４に入射する光（例えば、図７に示す光線Ｌ１，Ｌ２）である。具体的には、投影レンズ３４の後方焦点Ｆの後方から、光軸Ａ１に向かって空間３９ｋを通過する光である。
ここで、図７における遮光部の一部は、右ロータリーシェード３９の回転位置の変化に対する、カットオフラインとして投影される縁部３９ｂの位置の変化が線形となるように構成されている、螺旋面３９ａである。そして、リフレクタ３３により反射された光の一部は、螺旋面３９ａの縁部３９ｂや円筒部３９ｃにより遮られ（図７に示す光線Ｌ３）、他の一部（図７に示す光線Ｌ４）は通過することで、傾斜カットオフライン６４を形成する。
一方、螺旋面３９ａの縁部３９ｂで遮光されずに、空間３９ｋに到達した光の一部（図７に示す光線Ｌ５）は、螺旋面３９ａにより遮られる。その結果、例えば、図６（ｄ）に示す傾斜カットオフライン６４’が形成される。一方、本実施の形態に係る右ロータリーシェード３６では、実線で示す傾斜カットオフライン６４は、第１縁部３６ｄ４が前方に投影されることにより形成されるものである。
すなわち、図７に示す構成では、螺旋面３９ａにより光が遮られることによって、傾斜カットオフライン６４の近傍の照度は下がり、螺旋面３９ａの一部の縁部の輪郭が投影されたものに対応する傾斜カットオフライン６４’が形成される。特に投影レンズ３４への入射光量に大きな影響を及ぼす光線Ｌ５方向からの入射光が螺旋面３９ａにより遮られるため、非照明領域との境界近傍の照度が大きく低下し、当該境界が不明瞭になる。
一方、本実施の形態に係る右ロータリーシェード３６によれば、右ロータリーシェード３６の回転位置の変化に対する、カットオフラインとして投影される縁部の位置の変化が非線形となるように構成されているため、縁部近傍を通過するものの螺旋面で遮られてしまう光の量を抑制することができる。これにより、本来の意図通りに第１縁部３６ｄ４を傾斜カットオフライン６４として前方に投影させることができる。
なお、同様の現象は、図６（ｅ）に示す部分的右ハイビームパターンＰＨ２における傾斜カットオフライン６４’や、図６（ｆ）に示す部分的右ハイビームパターンＰＨ３における傾斜カットオフライン６４’として生じ得る。特に、図７の右ロータリーシェード３９が回転することで遮光部が車両の右側に移動することで、空間３９ｋの幅が広がると、空間３９ｋに到達する光のうち光軸Ａ１に対して大きな角度を持った光が増加する。
光軸Ａ１に対して大きな角度を持った光は、螺旋面３９ａで遮られる可能性がより多くなるため、図６（ｅ）に示す部分的右ハイビームパターンＰＨ２における傾斜カットオフライン６４’や、図６（ｆ）に示す部分的右ハイビームパターンＰＨ３における傾斜カットオフライン６４’のように、傾斜カットオフライン６４の近傍の照度が下がる領域が増大し、傾斜カットオフライン６４’の水平方向Ｈ−Ｈとの成す角も徐々に小さくなる。
しかしながら、本実施の形態に係る右ロータリーシェード３６は、図６（ｄ）〜図６（ｆ）に示すように、傾斜カットオフライン６４の水平方向Ｈ−Ｈとの成す角に大きな変化はない。そのため、右ロータリーシェード３６の回転位置の変化による、傾斜カットオフライン６４の移動や形状の変化に対するドライバの違和感を抑制できる。
以下に、本実施の形態に係る右ロータリーシェード３６の遮光部の構成について更に詳述する。図８（ａ）は、右ロータリーシェード３６の第２接続部３６ｄの円筒部３６ｄ１外周面を平面状に展開した模式図、図８（ｂ）は、図８（ａ）の円筒部３６ｄ１外周面の拡大図である。図９は、遮光部の回転位置Ｒと、部分的右ハイビームパターンにおける傾斜カットオフラインの位置との関係を示す図である。
遮光部としての第２接続部３６ｄの円筒部３６ｄ１は、前述のように複数の配光パターンとして部分的右ハイビームパターンＰＨ１、部分的右ハイビームパターンＰＨ２および部分的右ハイビームパターンＰＨ３を形成できるように構成されている。また、円筒部３６ｄ１は、右ロータリーシェード３６の第１回転位置Ｒ１において部分的右ハイビームパターンＰＨ１の傾斜カットオフライン６４として投影される第１縁部３６ｄ４と、右ロータリーシェード３６を第１回転位置Ｒ１から更に回転させた第２回転位置Ｒ２（Ｒ１＜Ｒ２）において部分的右ハイビームパターンＰＨ２の傾斜カットオフライン６４として投影される第２縁部３６ｄ５と、右ロータリーシェード３６を第２回転位置Ｒ２から更に回転させた第３回転位置Ｒ３（Ｒ２＜Ｒ３）において部分的右ハイビームパターンＰＨ３の傾斜カットオフライン６４として投影される第３縁部３６ｄ６と、を含んでいる。
そして、第１回転位置Ｒ１から第２回転位置Ｒ２まで回転させる際の回転変化量ΔＲに対する、第１縁部３６ｄ４から第２縁部３６ｄ５までの回転軸方向の変化量ΔＨの比率ΔＨ／ΔＲは、第２回転位置Ｒ２から第３回転位置Ｒ３までの回転変化量ΔＲ’に対する、第２縁部３６ｄ５から第３縁部３６ｄ６までの回転軸方向の変化量ΔＨ’の比率ΔＨ’／ΔＲ’と異なるように構成されている。
前述のように、遮光部として機能する円筒部３６ｄ１は、部分的右ハイビームパターンＰＨ２による照射面積が、部分的右ハイビームパターンＰＨ１による照射面積よりも広く、かつ、部分的右ハイビームパターンＰＨ３による照射面積よりも狭くなるように構成されている。また、遮光部は、図９のラインＳ１に示すように、比率ΔＨ／ΔＲ＜比率ΔＨ’／ΔＲ’を満たすように構成されている。これにより、例えば、部分的右ハイビームパターンＰＨ２を形成する際に、部分的右ハイビームパターンＰＨ３の傾斜カットオフライン６４に対応する第３縁部３６ｄ６が投影されることで、部分的右ハイビームパターンＰＨ２の傾斜カットオフライン６４の形状が変化することを抑制できる。
なお、図９のラインＳ２に示すように、第１回転位置Ｒ１から第２回転位置Ｒ２まで回転させる際の回転変化量ΔＲに対する、第１縁部３６ｄ４から第２縁部３６ｄ５までの回転軸方向の変化量ΔＨの比率ΔＨ／ΔＲが、第２回転位置Ｒ２から第３回転位置Ｒ３までの回転変化量ΔＲ’に対する、第２縁部３６ｄ５から第３縁部３６ｄ６までの回転軸方向の変化量ΔＨ’の比率ΔＨ’／ΔＲ’より大きくなるように構成してもよい。この場合、遮光部の縁部での遮光量は増加するものの、螺旋面で遮られる光が減少するため、傾斜カットオフラインの移動がより滑らかになり（形状変化が減少し）、ドライバに与える違和感をより抑制できる。
また、図８（ｂ）や図９に示すように、円筒部３６ｄ１は、第１回転位置Ｒ１から第３回転位置Ｒ３まで回転させる際の回転変化量ΔＲ”に対する、第１縁部３６ｄ４から第３縁部３６ｄ６までの回転軸方向の変化量ΔＨ”の比率ΔＨ”／ΔＲ”が一定となる螺旋状の面を仮想面αとすると、第１縁部３６ｄ４から第２縁部３６ｄ５までの第１遮光面Ｐ１（第２螺旋面３６ｄ３）と仮想面αが成す角θ１は、第２縁部３６ｄ５から第３縁部３６ｄ６までの第２遮光面Ｐ２（第１螺旋面３６ｄ２）と仮想面αが成す角θ２以下となるように構成されている。これにより、部分的右ハイビームパターンＰＨ２、ＰＨ３において、傾斜カットオフライン６４’の発生を抑制し、所望の傾斜カットオフライン６４を形成しやすくなる。
図１０は、光軸とカットオフラインの下端との位置関係を説明するための模式図である。なお、本実施の形態に係る光学系は投影レンズ３４を含んでおり、右ロータリーシェード３６は、投影レンズ３４の焦点Ｆ近傍に配置されている。また、円筒部３６ｄ１の遮光部は、第２縁部３６ｄ５を挟んで屈曲した遮光面（第１螺旋面３６ｄ２および第２螺旋面３６ｄ３）であり、第２縁部３６ｄ５が第２回転位置Ｒ２において投影されることで車両前方に形成される傾斜カットオフライン６４の下端が、光軸を中心に水平方向で±ＸＨ°の範囲に位置するように構成されている（図１０参照）。これにより、光軸近傍の傾斜カットオフライン６４を精度良く形成できる。なお、ＸＨは、Ｈ−Ｈ線と水平カットオフライン６１との角度の差ＸＶ以下となるように設定されている。また、ＸＶは例えば０．５７°以下に設定されている。この場合、ＸＨは０．５７以下であるとよい。
なお、上述の説明は、左右を適宜に読み替えることにより、左灯具ユニット３０Ｌについても適用可能である。
また、本実施の形態に係る遮光部の螺旋状の遮光面は、数学的に厳密に螺旋面である必要はなく、本願発明の作用効果を奏するのであれば傾斜面や曲面、屈曲面でも良い。また、連続した面である必要もなく、段差や不連続な領域が存在してもよい。
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
１０ 車両、 １１ 前照灯制御システム、 １２ 前照灯装置、 ２２Ｌ 左前照灯ユニット、 ２２Ｒ 右前照灯ユニット、 ３０Ｌ 左灯具ユニット、 ３０Ｒ 右灯具ユニット、 ３１ 光源、 ３３ リフレクタ、 ３４ 投影レンズ、 ３６ 右ロータリーシェード、 ３６ｄ１ 円筒部、 ３６ｄ２ 第１螺旋面、 ３６ｄ３ 第２螺旋面、 ３６ｄ４ 第１縁部、 ３６ｄ 第２接続部、 ３６ｄ５ 第２縁部、 ３６ｄ６ 第３縁部、 ３６ｅ 第３接続部、 ３６ｆ 第４接続部、 ３６ｋ 空間、 ３７ 駆動機構、 ６１ 水平カットオフライン、 ６４ 傾斜カットオフライン、 Ａ１ 光軸、 Ａ２ 回転軸、 Ｐ１ 第１遮光面、 Ｐ２ 第２遮光面、 ＰＨ１，ＰＨ２，ＰＨ３ 部分的右ハイビームパターン、 Ｒ１ 第１回転位置、 Ｒ２ 第２回転位置、 Ｒ３ 第３回転位置。

Claims (5)

  1. 車両前方に配光パターンを形成するように構成された光学系と、
    光源の光の少なくとも一部を遮光できる回転遮光部材と、を備えた車両用灯具ユニットであって、
    前記回転遮光部材は、
    回転軸を中心とした回転に伴い光源の光の遮光量が変化するように形成された螺旋状の遮光部を有し、
    前記遮光部は、
    水平方向と交差する方向に延びるカットオフラインの位置が水平方向で異なる複数の配光パターンを形成できるように構成されており、
    回転遮光部材の回転位置の変化に対する、前記カットオフラインとして投影される縁部の位置の変化が非線形となるように構成されており、
    前記複数の配光パターンとして第１の配光パターン、第２の配光パターンおよび第３の配光パターンを形成できるように構成されており、
    回転遮光部材の第１回転位置Ｒ１において前記第１の配光パターンの第１カットオフラインとして投影される第１縁部と、
    回転遮光部材を前記第１回転位置Ｒ１から更に回転させた第２回転位置Ｒ２（Ｒ１＜Ｒ２）において前記第２の配光パターンの第２カットオフラインとして投影される第２縁部と、
    回転遮光部材を前記第２回転位置Ｒ２から更に回転させた第３回転位置Ｒ３（Ｒ２＜Ｒ３）において前記第３の配光パターンの第３カットオフラインとして投影される第３縁部と、を含み、
    前記第１回転位置Ｒ１から前記第２回転位置Ｒ２まで回転させる際の回転変化量ΔＲに対する、前記第１縁部から前記第２縁部までの回転軸方向の変化量ΔＨの比率ΔＨ／ΔＲは、前記第２回転位置Ｒ２から前記第３回転位置Ｒ３までの回転変化量ΔＲ’に対する、前記第２縁部から前記第３縁部までの回転軸方向の変化量ΔＨ’の比率ΔＨ’／ΔＲ’と異なるように構成されている、
    ことを特徴とする車両用灯具ユニット。
  2. 前記遮光部は、
    前記第２の配光パターンによる照射面積が、前記第１の配光パターンによる照射面積よりも広く、かつ、前記第３の配光パターンによる照射面積よりも狭くなるように構成されており、
    前記比率ΔＨ／ΔＲ＜前記比率ΔＨ’／ΔＲ’を満たす、
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具ユニット。
  3. 前記遮光部は、
    前記第１回転位置Ｒ１から前記第３回転位置Ｒ３まで回転させる際の回転変化量ΔＲ”に対する、前記第１縁部から前記第３縁部までの回転軸方向の変化量ΔＨ”の比率ΔＨ”／ΔＲ”が一定となる螺旋状の面を仮想面αとすると、
    前記第１縁部から前記第２縁部までの第１遮光面Ｐ１と仮想面αが成す角θ１は、前記第２縁部から前記第３縁部までの第２遮光面Ｐ２と仮想面αが成す角θ２以下となるように構成されている、
    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ユニット。
  4. 前記光学系は投影レンズを含み、
    前記回転遮光部材は、前記投影レンズの焦点近傍に配置されており、
    前記遮光部は、
    前記第２縁部を挟んで屈曲した遮光面であり、前記第２縁部が前記第２回転位置Ｒ２において投影されることで車両前方に形成される前記第２カットオフラインの下端が、光軸を中心に水平方向で±ＸＨ°（ただし、ＸＨは、前記第２カットオフラインの下端とＨ−Ｈ線（水平線）との角度差ＸＶ以下である）の範囲に位置するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用灯具ユニット。
  5. 車両用灯具ユニットにおける光源の光の少なくとも一部を遮光できる回転遮光部材であって、
    回転軸を中心とした回転に伴い光源の光の遮光量が変化するように形成された螺旋状の遮光部を有し、
    前記遮光部は、
    水平方向と交差する方向に延びるカットオフラインの位置が水平方向で異なる複数の配光パターンを形成できるように構成されており、
    回転遮光部材の回転位置の変化に対する、前記カットオフラインとして投影される縁部の位置の変化が非線形となるように構成されており、
    前記複数の配光パターンとして第１の配光パターン、第２の配光パターンおよび第３の配光パターンを形成できるように構成されており、
    回転遮光部材の第１回転位置Ｒ１において前記第１の配光パターンの第１カットオフラインとして投影される第１縁部と、
    回転遮光部材を前記第１回転位置Ｒ１から更に回転させた第２回転位置Ｒ２（Ｒ１＜Ｒ２）において前記第２の配光パターンの第２カットオフラインとして投影される第２縁部と、
    回転遮光部材を前記第２回転位置Ｒ２から更に回転させた第３回転位置Ｒ３（Ｒ２＜Ｒ３）において前記第３の配光パターンの第３カットオフラインとして投影される第３縁部と、を含み、
    前記第１回転位置Ｒ１から前記第２回転位置Ｒ２まで回転させる際の回転変化量ΔＲに対する、前記第１縁部から前記第２縁部までの回転軸方向の変化量ΔＨの比率ΔＨ／ΔＲは、前記第２回転位置Ｒ２から前記第３回転位置Ｒ３までの回転変化量ΔＲ’に対する、前記第２縁部から前記第３縁部までの回転軸方向の変化量ΔＨ’の比率ΔＨ’／ΔＲ’と異なるように構成されている、
    ことを特徴とする回転遮光部材。
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