車両用灯具

トップ :: F 機械工学照明加熱武器爆破 :: F21 照明

【発明の名称】	車両用灯具
【発明者】	【氏名】小山広雄【氏名】芥川貴志
【要約】	【課題】夜間の大部分はすれ違い配光で走行せざるを得ない現況であるにもかかわらず、従来の車両用灯具の構成ではすれ違い配光時の光源に対する光束利用率は低くなり、よって視認性に劣るものとなっている問題点を生じている。【解決手段】本発明により、第一焦点に光源３が配置され且つ長軸ｚに沿う略半部として形成された楕円系反射面２と、楕円系反射面２の長軸ｚに板面を沿わせて配設され前円系反射面に対峙する側の面を内面鏡部４ｂとされると共に端部が第二焦点の近傍に位置されて遮蔽部４ａとされる遮蔽板４とから成る導光機構５０の少なくとも１つを具備する車両用灯具１としたことで、導光機構５０の内面鏡部４ｂにより、通常はすれ違い配光を生成するときには遮蔽され無効となる部分の光を反射により回収できるものとして課題を解決する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】第一焦点に光源が配置され且つ長軸に沿う略半部として形成された楕円系反射面と、該楕円系反射面の長軸に板面を沿わせて配設され前記楕円系反射面に対峙する側の面に反射処理が成されて内面鏡部とされると共に端部が前記楕円系反射面の第二焦点の近傍に位置されて遮蔽部とされる遮蔽板とから成る導光機構の少なくとも１つを具備することを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】前記導光機構の前記遮蔽板の遮蔽部は、少なくとも前記第二焦点に生じる光源像を遮蔽する位置から光源像を遮蔽しない位置までの間を可動する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
【請求項３】前記遮蔽板は、曲げ加工が施されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用灯具。
【請求項４】前記楕円系反射面は光軸に略沿う方向に分割が行われた複合楕円系反射面とされていることを特徴とする請求項１～請求項３の何れか１に記載の車両用灯具。
【請求項５】前記導光機構の前記楕円系反射面の第二焦点の側には、この第二焦点を略焦点とする投影レンズが同軸に設けられていることを特徴とする請求項１～請求項４の何れか１に記載の車両用灯具。
【請求項６】前記導光部材の前記楕円系反射面の第二焦点の側には、この第二焦点を略焦点とし、光軸を略照射方向とする放物系反射面が設けられていることを特徴とする請求項１～請求項４の何れか１に記載の車両用灯具。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用灯具に関するものであり、詳細には、ヘッドランプ、フォグランプなどとして用いられている照明を目的とする車両用灯具の構成に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の車両用灯具の構成をプロジェクター型としたヘッドランプ９０の例で示すものが図１３であり、ヘッドランプ９０は回転楕円面など楕円系とした反射鏡９１と、この反射鏡９１の第一焦点の位置に置かれた光源９２と、前記反射鏡９１の第二焦点に結像される光源９２の像Ｇを前方に投影する投影レンズ９３と、すれ違い配光を形成するための遮蔽板９４とから構成されている。
【０００３】前記遮蔽板９４は前記反射鏡９１の第二焦点の近傍に設置されるものであり、上記したように第二焦点に生じる光源像Ｇの略下半分を遮蔽し、投影されるときには上向き光となる部分の光が投影レンズ９３により投影されるのを防ぎ、対向車に眩惑を与えないものとしたすれ違い配光を得るものとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記した従来の構成のヘッドランプ９０においては、すれ違い配光を得るために第二焦点に生じる光源像Ｇの略半分を遮蔽するものであるので、当然にヘッドランプ９０として前方を照射するのに有効利用される光量は、光源９２が発生している全光量の略半分となり、利用効率が低いものとなる問題点を生じている。
【０００５】また、前記光源９２として近年、メタルハライド放電灯など放電灯が採用されることがあり、この場合、光源９２から下方に放射される光に着色を生じることがあり、照明光は単色であることが要求されているので、反射鏡９１は実質的に上半部のみで構成されるものとなり、光束利用効率はますます低下するものとなっている。
【０００６】更に、この種のプロジェクター型としたヘッドランプ９０においては、第二焦点に生じる拡大されて結像する光源９２の像Ｇ（２～４倍）を投影レンズ９３で投影するものであるので、このヘッドランプ９０の正面を照射する中心光度が低く、遠方に対する視認性が低いという問題点も生じている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、第一焦点に光源が配置され且つ長軸に沿う略半部として形成された楕円系反射面と、該楕円系反射面の長軸に板面を沿わせて配設され前記楕円系反射面に対峙する側の面に反射処理が成されて内面鏡部とされると共に端部が前記楕円系反射面の第二焦点の近傍に位置されて遮蔽部とされる遮蔽板とから成る導光機構の少なくとも１つを具備することを特徴とする車両用灯具を提供することで課題を解決するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】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～図４に示すものは本発明に係る車両用灯具１の第一実施形態であり、この第一実施形態は、本発明をプロジェクタ型のヘッドランプ、フォグランプとして応用したときの例を示すものである。
【０００９】この第一実施形態においては車両用灯具１は、第一焦点ｆ１と第二焦点ｆ２とを有する回転楕円面など楕円系とされると共にこの回転楕円面を長軸ｚに沿い略二分したときの半部の形状とされた楕円系反射面２と、該楕円系反射面２の第一焦点ｆ１に配置された光源３と、平板状として形成されその板面を長軸ｚに沿わせ、一方の端部を第二焦点ｆ２の近傍に位置させて遮蔽部４ａとし、全体が第一焦点ｆ１と第二焦点ｆ２との間に配置される遮蔽板４とから成る導光機構５０と、前記導光機構５０中の楕円系反射面２の第二焦点ｆ２の近傍を焦点とし、前記長軸ｚと同軸として配置される投影レンズ５とから構成されている。
【００１０】そして、前記前記導光機構５０中の遮蔽板４の楕円系反射面２に対峙する側の面にはアルミニウムの真空蒸着などによる鏡面処理が行われ内面鏡部４ｂとされている。また、この第一実施形態においては前記遮蔽板４は他方の端部４ｃ側で軸止が行われるなどして、この他方の端部４ｃを回動の中心として遮蔽部４ａがすれ違い位置ｓ（図１の状態）と走行位置ｍ（図３の状態）とに可動とされている。
【００１１】以上の構成とした本発明の車両用灯具１は、遮蔽板４を図１に示す、すれ違い位置ｓとするときには、投影レンズ５から外部に投射された後には上向き光となる部分の光は遮蔽部４ａにより遮蔽され、従来例のプロジェクタ型ヘッドランプと同様なすれ違い配光が得られるものとなる。
【００１２】ここで、遮蔽板４により遮蔽された光の動向について検討してみると、遮蔽板４には内面鏡部４ｂが形成されているので、遮蔽板４に達した光は内面鏡部４ｂで反射が行われて折り返され、上下が反転した状態で第二焦点ｆ２の位置に結像を行うものと成る。
【００１３】そして、この第二焦点ｆ２の位置には遮蔽板４により遮蔽が行われなかった部分の光も結像しているので、上記の内面鏡部４ｂにより反射して生じた結像とが略同位置で重なるものとなり、図２に模式的に示すように楕円系反射面２からの光の全てが結像する半円形状の結像Ｓｓとなり、面積が略半減し、輝度がほぼ倍増する結像が得られるものとなり、この形状が投影レンズ５により上下左右が反転されて照射方向に投影されるので、従来例と同様なすれ違い配光が得られるものと成る。
【００１４】よって、本発明の構成とした車両用灯具１によれば、面積が半分となり輝度が２倍となる光源３の結像を投影レンズ５により投影して得られるすれ違い配光特性は、全光量が略倍増するので全体的に明るくなると共に、配光特性における中心部分、即ち、車両の正面方向の光度も顕著に向上し、遠方への視認性など性能面も向上する。
【００１５】ここで、前記遮蔽板４を図３に示す走行位置ｍ、即ち、楕円系反射面２からの光を遮蔽することのない位置に回動させれば、楕円系反射面２からの光は遮蔽が行われなくなり、投影レンズ５には図４に模式的に示すように円形の結像Ｓｍの形状が入射されるものと成るので、上向きの光も含む走行配光が得られるものとなる。そして、このときにも楕円系反射面２からの反射光の全光量が使用されるものとなる。
【００１６】尚、この第一実施形態を実施するにあたっては、上記に記載したように遮蔽板４を可動とし、すれ違い配光と走行配光とを切換可能としても良いものではあるが、前記すれ違い位置ｓのみとするときにも、上記のように全光量の増加、視認性の向上など顕著な作用、効果が得られるものであるので、遮蔽板４を固定し、すれ違い専用の車両用灯具としても良いものである。
【００１７】図５～図７に示すものは本発明の第二実施形態であり、この第二実施形態では車両用灯具１０には、回転放物面など光軸ｘを照射方向に向かわせる第一放物系反射面１１が設けられ、この第一放物系反射面１１の焦点ｆ３の近傍には光源３が配置されて、前記第一放物系反射面１１と光源３およびレンズ１６（のレンズカット）により公知の手段ですれ違い配光が得られるものとされている。
【００１８】上記の構成とされた車両用灯具１０においては、従来は光源３からの直射光が車両用灯具１０の外部に放射されて眩惑光となるのを防ぐために設けられているフードに換えて導光機構５１が設けられるものであり、この導光機構５１を構成する楕円系反射面１２は、第一焦点ｆ１を前記光源３に一致させている。
【００１９】尚、前記楕円系反射面１２は前の第一実施形態と同様に、例えば回転楕円面１２を長軸ｚに沿い略二分したときの半部とする形状とされ、且つ、光源３を前方から覆うものとされて、前記した直射光の車両用灯具１０外への放射を防ぐと共に、前記光源３からの光が第一放物系反射面１１に達するのを妨げないものとされている。
【００２０】そして、楕円系反射面１２の第二焦点ｆ２は光源３に対し後方で且つ上方に位置するように設定され、また、前の第一実施形態と同様に、一方の端部を第二焦点ｆ２の近傍に位置させて遮蔽部１４ａとし、全体を第一焦点ｆ１と第二焦点ｆ２との間に配置するものとされた遮蔽板１４が設けられ、この遮蔽板１４の楕円系反射面１２に対峙する側の面は内面鏡１４ｂとされ、遮蔽部１４ａ側を同様に可動とされて導光機構５１とされているのである。
【００２１】加えて、この第二実施形態では、楕円系反射面１２の第二焦点ｆ２に略一致させる焦点ｆ４を有する第二放物系反射面１５が設けられるものであり、この第二放物系反射面１５の光軸ｙは前記第一放物系反射面１１と略同一方向である車両用灯具１０の照射方向とされている。
【００２２】図７は、前記遮蔽板１４を可動させたときの第二放物系反射面１５に達する光の状態を説明するものであり、先ず遮蔽板１４が走行位置ｍにあるときには、楕円系反射面１２の第二焦点ｆ２に向かう光を一切に遮らないものであるので、楕円系反射面１２からの反射光は、この楕円系反射面１２の長軸ｚと第二放物系反射面１５とが交わる点Ｐより上方に光が達することはほとんどなく、第二放物系反射面１５の範囲１５ｍにとどまるものとなる。
【００２３】そして、遮蔽板１４がすれ違い位置ｓに向かい移動するに従って、内面鏡１４ｂで反射される光を生じて、ついには第二放物系反射面１５の全面である範囲１５ｓに光が達するものとなる。ここで、第二放物系反射面１５は前記第二焦点ｆ２と略同位置を焦点ｆ４とする回転放物面など放物系であるので、この第二放物系反射面１５から反射される光は光軸ｙに略平行な平行光線である。
【００２４】従って、第二放物系反射面１５によって反射が行われる位置とレンズ１６面における透過位置とは相関があり、第二放物系反射面１５の範囲１５ｍのみで光を反射している状態ではレンズ面上の範囲１６ｍのみを光が透過し、第二放物系反射面１５の全面、即ち範囲１５ｓで光を反射しているときにはレンズ１６面の全面（範囲１６ｓ）を光が透過するものとなる。
【００２５】よって、レンズ１６面上の範囲１６ｍをレンズカットなし、若しくは、軽微なレンズカットを施すものとしておけば、正面前方をスポット状に照射する光が得られ、即ち、走行配光が得られるものとなる。また、遮蔽板１４をすれ違い位置ｓに移動させるときには、上向き光を生じていた部分が内面鏡部１４ｂで反射し反転像となるのでレンズ１６面上の全面から下向き光が得られるものとなり、すれ違い配光が得られるものとなる。
【００２６】よって、この第二実施形態の構成によっても、上記の第一実施形態と同様に遮蔽板１４移動のみで走行配光とすれ違い配光とに適する照射方向の光束が得られるものとなり、しかも、光源からの略全光量が利用可能となる。尚、このときに、水平方向の照射幅を得るため或は一層に最適な配光特性に修正するなどの目的で、レンズ１６面上の範囲１６ｓにもレンズカットを施すなどは自在である。
【００２７】また、前記遮蔽板１４を第二焦点ｆ２を越えて第二放物系反射面１５側に適宜に突出するものとしておけば、この遮蔽板１４をすれ違い位置ｓとするときには光を第二放物系反射面１５の範囲１５ｍに達しなくすることも可能であり、このようにすることで、一層にすれ違い配光と走行配光との切換が明確に行えるものとなる。
【００２８】以上に説明したように、この第二実施形態によれば、従来はフードにより遮蔽され無効となっていた光を導光機構５１の楕円系反射面１２で回収し、第二放物系反射面１５で照射光に変換することで、同じ明るさの光源であっても照射光量を増し、より明るい車両用灯具１０の実現を可能とする。加え、遮蔽板１４を可動とすることで光源３が１個の車両用灯具１０においても、光源３の移動など高精度が要求される構成を用いることなくすれ違い配光と走行配光との切換を可能とする。尚、この第二実施形態においても導光機構５１で光量の損失を生じることのないものであることは言うまでもない。
【００２９】図８は本発明の第三実施形態を示すものであり、上記の第一、第二実施形態は何れも１つの車両用灯具１、１０にそれぞれ１つの導光機構５０、５１を具備するものであったが、本発明はこれを限定するものではなく、図示のように１つの車両用灯具２０に、１つの光源３を共有する２つの導光機構５２、５３を設けて、例えば光を上下に分割する車両用灯具２０としても良いものであり、このようにすることで従来は不可能であった上下方向の高さが、左右方向の幅よりも大きい照明用とした車両用灯具２０が実現可能となる。
【００３０】図９は本発明の第四実施形態を要部で示すものであり、前の何れの実施形態でも遮蔽板４、１４は平面の板状として形成されているものとして説明を行ったが、本発明はこれを限定するものではない。そして、この実施形態では、従来例のプロジェクタ型ヘッドランプの遮蔽板と同様に路肩側の光量を積極的に増やす作用が得られるように、遮蔽板２４は折れ線２４ｄで略ヘ字状に折り曲げた形状とされている。
【００３１】このときには、前記した折り曲げを行うための折れ線２４ｄは前記した楕円系反射面（図示せず、図１を参照）の長軸ｚと略平行として形成されるものである。尚、この遮蔽板２４の組立時には第二焦点ｆ２寄りとなる端部は遮蔽部２４ａとされるものであり、楕円系反射面と対峙する側の面が内面鏡部２４ｂとされている点は前の実施形態と同様である。また、この遮蔽板２４を、他方の端部２４ｃで軸止するなどして、可動、固定の何れとすることも自在である点も同様である。
【００３２】このように、遮蔽板の形状を工夫することで、すれ違い配光における配光特性の上端部である明暗境界線の形状の形成を自在なものとして、所望の配光特性を得られるものとなり、また、一層に配光形状の設定を高精度のものとすることが可能であり、車両用灯具としての性能を一層に向上させられるものとなるのである。
【００３３】図１０、図１１、図１２は本発明の第五および第六実施形態であり、これらの実施形態においては、例えば第一実施形態、第二実施形態、第三実施形態などで説明した楕円面反射面２、１２などの形状を変更することで、車両用灯具としての配光特性を一層に向上させるものである。そもそも、車両用のヘッドランプ１においては、上下方向には狭く、左右方向には広い照射幅の配光特性が視認性の向上、眩惑の防止など全ての面で好ましいものである。
【００３４】本発明は上記に鑑みて、第１反射面を図１０に示すように長軸ｚに沿い３区画に分割した楕円系反射面２２とするものであり、このときに分割された右側部２２ａと左側部２２ｃとは前の何れの実施形態と同様に、第一焦点ｆ１と第二焦点ｆ２を焦点とする回転楕円面などとして形成され、中央部２２ｂは前記長軸ｚと平行方向には第一焦点ｆ１と第二焦点ｆ２を焦点とする楕円が表れ、長軸ｚと直交方向には直線が表れる楕円柱面として形成されている。
【００３５】従って、中央部２２ｂで反射が行われる光は図示の状態で左右方向には収束は行われず光源からの放射角のままのものと成るので、楕円系反射面２２の第二焦点ｆ２に生じる光束Ｓは図１１に示すように上下幅が狭く左右幅が広いものとなり、車両用のヘッドランプ、フォグランプの配光特性を形成するのには最適な形状となる。
【００３６】尚、図１２に示すように楕円系反射面３２を、第一焦点ｆ１を原点として放射状の区画３２ａ～３２ｄに分割し、その分割されたそれぞれの区画の軸線上に第二焦点ｆ２ａ～ｆ２ｄを有するような楕円系反射面３２とするときにも、図１１に示すように上下幅が狭く左右幅が広い光束Ｓが得られるものであり、これは何れを採用しても良く、更には自由曲面として同等な光束Ｓを得ても良いものである。
【００３７】
【発明の効果】以上に説明したように本発明により、第一焦点に光源が配置され且つ長軸に沿う略半部として形成された楕円系反射面と、該楕円系反射面の長軸に板面を沿わせて配設され前記楕円系反射面に対峙する側の面に反射処理が成されて内面鏡部とされると共に端部が前記楕円系反射面の第二焦点の近傍に位置されて遮蔽部とされる遮蔽板とから成る導光機構の少なくとも１つを具備する車両用灯具としたことで、前記導光機構の内面鏡部により、通常はすれ違い配光を生成するときには遮蔽され無効となる部分の光を反射により回収できるものとして、現在の交通状況下では夜間走行時の大部分を占めるすれ違い配光の光量低下をないものとして視認性の向上などこの種の車両用灯具の性能向上に極めて優れた効果を奏するものである。

【出願人】	【識別番号】０００００２３０３【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社
【出願日】	平成１１年６月４日（１９９９．６．４）
【代理人】	【識別番号】１０００６２２２５【弁理士】【氏名又は名称】秋元輝雄
【公開番号】	特開２０００－３４８５０８（Ｐ２０００－３４８５０８Ａ）
【公開日】	平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５）
【出願番号】	特願平１１－１５８７４３