ヘッドランプ

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【発明の名称】	ヘッドランプ
【発明者】	【氏名】小山広雄【氏名】芥川貴志
【要約】	【課題】従来のヘッドランプの構成では左右幅が狭い縦長のヘッドランプを形成しようと図るときには、光量不足、配光特性不良などの問題点を生じて実現できず、これにより車両のデザインが制約を受けるものとなっていた。【解決手段】本発明により、第一焦点ｆ３１に光源２が配置される楕円面系とされた第１反射面３と、該第一反射面３の第二焦点ｆ３２の近傍に焦点ｆ４が配置され放物面系とされた第２反射面４とから成る２回反射の光学系の少なくとも１つを有するヘッドランプ１であり、２回反射の光学系が第１反射面３の第二焦点ｆ３２を左右方向にずらされて設置され、第２反射面の焦点ｆ４を通る光軸ｚ４も同方向にずらしたヘッドランプ１としたことで、左右方向の幅の狭いヘッドランプが要望されるときにも、収束性に優れる楕円系の第１反射面で第２反射面へ光を送り込み、光量と配光特性を満足させ課題を解決する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】第一焦点に光源が配置される楕円面系とされた第１反射面と、該第一反射面の第二焦点の近傍に焦点が配置され放物面系とされた第２反射面とから成り前記第１反射面と第２反射面とが取付状態での上下方向に略沿い配置される２回反射の光学系の少なくとも１つを有するヘッドランプであり、前記２回反射の光学系の少なくとも１つが前記第１反射面の第二焦点をヘッドランプの垂直中心線から左右方向にずらされて設置され、これに伴い前記第２反射面の焦点を通る光軸も同方向にずらされていることを特徴とするヘッドランプ。
【請求項２】前記第２反射面の少なくとも光軸がずらされた側の側面には、上下方向に略垂直で且つ前後方向に前記光軸と略平行する側面鏡が設けられていることを特徴とする請求項１記載のヘッドランプ。
【請求項３】前記第１反射面の前記第二焦点の近傍には、この第１反射面の長軸に略平行する板状として、配光特性にカットオフラインを形成する遮蔽板が設けられ、該遮蔽板の前記第１反射面に対峙する面の側には反射処理が行われて内面鏡部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記載のヘッドランプ。
【請求項４】前記遮蔽板は折り曲げ加工若しくは湾曲加工が施されていることを特徴とする請求項３記載のヘッドランプ。
【請求項５】前記第１反射面は分割が行われた複合反射面とされていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１に記載のヘッドランプ。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、前照灯、補助前照灯など車両の前方を照射する、いわゆるヘッドランプと称されている車両用灯具に関するものであり、詳細には車両への取付状態における形状を縦長としたヘッドランプの構成に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のヘッドランプ９０の構成の例を示すものが図１０であり、回転放物面、放物柱面、自由曲面など放物面系とした反射面９１の略焦点の位置には、例えばＣ－６型、或は、Ｃ－８型（図示はＣ－６型の例で示す）としたフィラメントが設置され光源９２とされている。尚、現状で採用されているヘッドランプ９０の前記反射面９１の寸法は水平方向への幅ｗが１５０～３００mm、垂直方向への高さｈが８０～１５０mmである。
【０００３】このときに、光軸に対し直交して設けられるＣ－６型の光源９２では、対向車線側に生じる上向き光を生じないものとすることが極めて困難であるので、近年では、光軸と平行で且つ反射面９１の略下半部に達する光を遮蔽するフードが電球の内部に設けられているＣ－８型（Ｈ４と称されるハロゲン電球、ＨＩＤと称されている放電灯もほぼ同じ光源形状を有する）のフィラメントが光源９２として採用されることが多いが、この場合には前記したフードにより光源９２に対する光束利用率の低下がやむを得ないものとされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記ヘッドランプ９０の反射面９１の縦横比などデザイン面は、このヘッドランプ９０が取付けられる車両のデザインとの整合性が重要視されるものであり、例えば幅ｗを高さｈよりも小さくした、いわゆる縦長のデザインが要求されることもある。
【０００５】しかしながら、この種のヘッドランプ９０には水平方向に幅が広い配光特性が要求されるものであるので、水平方向への光量を確保するのに必要な幅ｗ方向への寸法を狭く設定するとＣ－６型のフィラメントのものを含めて著しく光量が低下するものとなり、例えば幅ｗを５０mm程度まで狭めると従来の半分程度の光量しか得られないものとなり到底に実用に耐えないという問題点を生じる。
【０００６】また、特にＣ－８型（または、Ｈ４、ＨＩＤ）のフィラメントが光源９２として採用されているときには、上向き光の発生を防止するために設けられたフードが機能しなくなり、配光特性が崩れると共に、前記フードが設けられていることにより光量低下も一層に著しいものとなり、何れにしても縦長のデザインとする要望は実現できず、よって、車両側のデザインも制約を受けるという問題点を生じていた。
【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る楕円面系とされた第１反射面と、該第一反射面の第二焦点の近傍に焦点が配置され放物面系とされた第２反射面とから成り前記第１反射面と第２反射面とが取付状態での上下方向に略沿い配置される２回反射の光学系の少なくとも１つを有するヘッドランプであり、前記２回反射の光学系の少なくとも１つが前記第１反射面の第二焦点をヘッドランプの垂直中心線から左右方向にずらされて設置され、これに伴い前記第２反射面の焦点を通る光軸も同方向にずらされていることを特徴とするヘッドランプ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に符号１で示すものは本発明に係るヘッドランプの第一実施形態であり、図はこのヘッドランプ１を車両に取付けた状態での垂直方向への断面図として示し、このヘッドランプ１にはフィラメントあるいは放電灯のアークなどによる光源２が、長手方向を水平方向で且つ照射方向に直交するもの、即ち、Ｃ－６フィラメントと同様な形態として設けられている。
【０００９】また、このヘッドランプ１の光源２の上方寄りには回転楕円面など楕円面系とした第１反射面３と、回転放物面など放物面系とした第２反射面４とが設けられ、光源２の下方寄りには楕円面系とした第３反射面５と、放物面系とした第４反射面６とが設けられ、同じ光源２の前方寄りには放物面系とした第５反射面７が設けられている。
【００１０】このときに、前記第１反射面３は第一焦点ｆ３１を光源２に合致させて形成されているので、この第１反射面３は光源２の像を第二焦点ｆ３２に結像するものと成る。そして、前記第２反射面４は前記第二焦点ｆ３２の近傍に焦点ｆ４を有するものとして形成されているので、前記第１反射面３からの光を略平行光線としてヘッドランプ１の照射方向に反射するものとなる。
【００１１】従って、前記第２反射面４の焦点ｆ４を、第１反射面３の第二焦点ｆ３２よりも適宜に後方に設置しておけば、大部分が焦点ｆ４を通る中心線（光軸）ｚ４から上方の部分として形成されている第２反射面４からの反射光は下向きのものとなり、すれ違い配光に適するものとなる。
【００１２】また、光源２の下方寄りに設けられている第３反射面５と第４反射面６とも、上記とほぼ同様な構成とされている。このようにすることで、比較的に小型として形成が可能であり、且つ、光束捕捉率も優れる楕円面系の第１反射面３、第３反射面５で捕捉した光を、第２反射面４、第４反射面６で照射方向に向け反射する構成としたことで、例えば水平方向の幅を５０mm程度とするときにも充分な光量を有するヘッドランプ１の実現を可能とするのである。
【００１３】また、第５反射面７は略光源２の位置を焦点とする回転放物面など放物面系の反射面として形成され、前記第１反射面３と第３反射面５とでは捕捉できない部分の光を捕捉し、略平行光線として照射方向に反射し、光源２に対する光束捕捉率を一層に向上させるものである。尚、この第５反射面７においてもやや下向きの反射光を得るものとするなど、所望の配光特性を得るための適宜な焦点位置の調整が行われているものである。
【００１４】以上が本発明に係るヘッドランプ１の基本的な構成であり、この構成は既に同じ出願人により特願平１１－８２０５２号として出願されているが、本発明では上記の構成に加えて配光特性の形成を容易且つ正確に行えるものとするためと、一層に光源２に対する利用効率の向上を可能とするために、以下に説明する構成を付加するものである。
【００１５】先ず、付加が行われる構成の１としては、従来例のプロジェクタ型ヘッドランプの構成に見られるごとく、第１反射面３の第二焦点ｆ３２の近傍には配光特性を形成するときに不要となる部分の光を遮蔽するための遮蔽板８が設けられるが、本発明においては前記遮蔽板８は、この第１反射面３の長軸ｚ３に略平行として近接する板状とされて、第二焦点ｆ３２に近接する側の端面が遮蔽部８ａとされている。
【００１６】加えて、前記遮蔽板８の第１反射面３に対峙する側の面には、アルミニウムの蒸着など適宜な反射処理が行われて内面鏡部８ｂとされている。よって、本発明の遮蔽板８の構成によれば、遮蔽部８ａにより不要な光が排除されて一層に眩惑光などの発生の少ないヘッドランプ１の実現が可能となると共に、従来は遮蔽板に当接して遮蔽され無効となっていた光は内面鏡部８ｂで反射され第２反射面４に向かうものとなり、ヘッドランプ１は一層に明るさが増すものとなる。尚、１図中にも示すように遮蔽板８は第３反射面５に対しても同様に実施が可能であり、また、以下に説明するその他の構成の何れもが同様に実施が可能である。
【００１７】図２は、本発明により付加が行われた構成の２を示すものであり、図はヘッドランプ１を照射方向側の正面から見た状態で示してある。そして、本発明においては前記第１反射面３の第一焦点ｆ３１と第二焦点ｆ３２とを含む長軸ｚ３を第一焦点ｆ３１を回転中心として左右（図は左に傾けた状態で示す）の何れかに傾けるものである。
【００１８】図３は上記した長軸ｚ３を傾けるときの作用を示すものであり、上記に説明した遮蔽板８が設けられた第１反射面３において反射され、第２反射面４で再度に反射が行われる照射光の形状はレンズ１０（図１参照）による拡散などが行われない状態では略ハート状のパターンとなり、また、長軸ｚ３が鉛直なときには前記したハート状のパターンは正立するものとなる。
【００１９】そして、長軸ｚ３を傾けることにより図示のようにハート状のパターンＦも傾くものとなり、これにより、対向車線側への上向き光はないものとすると共に、路肩側への上向き光を確保して道路標識などの読み取りを容易とする配光特性の基本形状が第１反射面３と第２反射面４のみで得られるものとなる。尚、上記は左側通行の場合について説明を行ったが、右側通行の場合は第１反射面３を反対側に傾ければ良い。
【００２０】ここで、再び図２を詳細に検討して見ると、このヘッドランプ１の幅ｗが狭い場合には前記長軸ｚ３を傾けると、図示の状態で長軸ｚ３に対し左側に向かう光は再度に反射するべき第２反射面４が存在せずに、光量の損失を生じるものであることが判る。本発明は、この状態に対処するものであり、光軸ｚ３がずらされた側の側面には側面鏡９が設けられている。
【００２１】前記側面鏡９は、上下方向には垂直で、前後方向には前記第２反射面４の光軸ｚ４に平行として形成されているものであり、好ましくは第１反射面３の第二焦点ｆ３２は側面鏡９の面上に一致していることが望ましい。このようにして側面鏡９を設けたことで、第１反射面３の図示で右半部で反射する光は側面鏡９で折り返して第２反射面４に達するものとなる。
【００２２】このときに、側面鏡９の面と第１反射面３の第二焦点ｆ３２とが一致していると、第１反射面３の右半部からの光は、左半部からの光と同等のものとなり、これにより光量の損失が補償されるばかりでなく、寧ろ、第２反射面４の面積が２倍に増えたような作用を生じて、一層に明るいヘッドランプの実現を可能とするものとなる。
【００２３】図４は本発明の第二実施形態を示すものであり、前の実施形態では遮蔽板８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１８は略ヘ字状に折り曲げた形状とされている。
【００２４】このときには、前記した折り曲げを行うための折れ線１８ｃは前記第１反射面３の長軸ｚ３と略平行として形成されるものである。尚、この遮蔽板１８の第二焦点ｆ３２寄りの端部が遮蔽部１８ａとされるものであり、第１反射面３と対峙する側の面が内面反射鏡１８ｂとされている点は前の実施形態と同様である。
【００２５】また、図５に第三実施形態として示すように、樹脂の射出成形、あるいは、金属のダイキャスト成形などで、例えば光源２からの距離が離れるほどに厚さを増す楔状とすると共に平面形状も台形状など自在なものとして遮蔽板２８を形成し、遮蔽部２８ａに対して一層の形状の自由度を与えると共に、内面反射鏡２８ｂから回り込む側面部２８ｃにも反射処理を行い、例えば第１反射面３、第２反射面４、あるいは、側面鏡９に光を放射させるものとしても良いものである。
【００２６】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、一層に形状の設定を高精度のものとすることが可能となり、ヘッドランプ１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。
【００２７】図６、図７、図８は本発明の更に別の実施形態であり、この実施形態においては第１反射面の形状を変更することで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など全ての面で好ましいものである。
【００２８】本発明は上記に鑑みて、第１反射面を図６に第四実施形態として示すように長軸ｚ３に沿い３区画に分割した第１反射面３１とするものであり、このときに分割された右側部３１ａと左側部３１ｃとは前の実施形態と同様に、第一焦点ｆ３１と第二焦点ｆ３２を焦点とする回転楕円面として形成され、中央部３１ｂは前記長軸ｚ３と平行方向には第一焦点ｆ３１と第二焦点ｆ３２を焦点とする楕円が表れ、長軸ｚ３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。
【００２９】従って、中央部３１ｂ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、第１反射面３１の第二焦点ｆ３２に生じる光束Ｓは図７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１の配光特性を形成するのには最適な形状となる。
【００３０】尚、図８に第五実施形態として示すように第一焦点ｆ３１を原点として放射状の区画に分割し、その分割されたそれぞれの区画の軸線上に第二焦点ｆ３２ａ～ｆ３２ｄを有するような第１反射面３２とするときにも、図７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。
【００３１】図９は、本発明の第六実施形態を示すものであり、前述の第一実施形態においては側面鏡９は平面として形成されていたが、本発明は平面であることを限定するものではなく、図示のように側面鏡１９に段カット１９ａを設け、この側面鏡１９から第２反射面４に達する光に方向性を与えるなどして積極的に配光特性の形成に関与させても良いものである。
【００３２】また、上記を実施するにあたっては、図示は省略するが段カット１９ａの追加のみでなく側面鏡自体を曲面として形成しても良く、更には、側面鏡９、１９と対峙する面にも反射処理を行い補助側面鏡９ｂ（図２参照）、補助側面鏡１９ｂとしても良く、加えては、前記補助側面鏡９ｂ、１９ｂに段カットの追加なども自在である。
【００３３】
【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る楕円面系とされた第１反射面と、該第一反射面の第二焦点の近傍に焦点が配置され放物面系とされた第２反射面とから成り第１反射面と第２反射面とが取付状態での上下方向に略沿い配置される２回反射の光学系の少なくとも１つを有するヘッドランプであり、２回反射の光学系の少なくとも１つが第１反射面の第二焦点をヘッドランプの垂直中心線から左右方向にずらされて設置され、これに伴い第２反射面の焦点を通る光軸も同方向にずらされているヘッドランプとしたことで、左右方向の幅の狭いヘッドランプが要望されるときにも、収束性に優れる楕円系の第１反射面で第２反射面へ光を送り込むことで、充分な光量が確保できるものとして実現可能とし、もって、車両のデザインに制約を与えることをなくすると言う極めて優れた効果を奏するものである。
【００３４】また、第１反射面を傾けることで、この種の縦長としたヘッドランプの配光特性の形成を容易とすると共に、側面鏡により光量の損失も生じないものとして、この種の縦長のヘッドランプの実現を容易とすると共に、配光特性などの形状も所望のものが得られるものとして、この種の縦長のヘッドランプの性能向上にも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２０００－３４８５０９（Ｐ２０００－３４８５０９Ａ）
【公開日】	平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５）
【出願番号】	特願平１１－１５８７４４