車両用前照灯

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【発明の名称】	車両用前照灯
【発明者】	【氏名】小山広雄【氏名】安達剛【氏名】岡本政人【氏名】川口嘉史
【要約】	【課題】従来の構成の車両用前照灯においては、配光特性形成のためにフード若しくは遮蔽板で約半分の光量を遮蔽するものであり、光源に対する光束利用率が低く、低効率である問題点を生じていた。【解決手段】本発明により、光源２のほぼ全周を楕円系とした複数の集光用反射面３で取り囲み、この集光用反射面３に第二焦点の位置に焦点を置く放物系とした照射用反射面４で照射方向に投射する車両用前照灯１としたことで、光源２からの光のほぼ全量を照射光として利用できるものとして効率を格段に向上させ課題を解決するものである。

【特許請求の範囲】
【請求項１】光源の中心軸と４５～１３５度の角度を有する長軸を有し前記光源を第一焦点としてこの光源をほぼ取り囲むように設けられ、それぞれが前記光源を通る鉛直線に対し対称的に配置される楕円系とされた少なくとも１対の集光用反射面と、それぞれの前記集光用反射面の第二焦点に略一致する位置に焦点を有し軸をこの車両用前照灯の照射方向と略一致させる放物系とした前記集光用反射面と同数で略直線状に配置される照射用反射面とから成り、それぞれの前記集光用反射面の第二焦点の近傍には前記集光用反射面に対し配光特性の形状を与える遮蔽板が設けられていることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】それぞれの前記遮蔽板の少なくとも一つにはこの遮蔽板で遮光した光を前記照射用反射面に向けて反射するための反射処理が行われていることを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯。
【請求項３】それぞれの前記遮蔽板の少なくとも一つのものは可動とされ、この可動により車両用前照灯の配光特性が可変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記載の車両用前照灯。
【請求項４】前記遮蔽板の複数が可動であり、その可動が１つのアクチュエータで行われていることを特徴とする請求項１～請求項３の何れかに記載の車両用前照灯。
【請求項５】前記光源が、メタルハライド放電灯のブラックストライプなしであるＤ２Ｓタイプであることを特徴とする請求項１～請求項４の何れかに記載の車両用前照灯。

【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、フォグランプなど照明用の車両用灯具に係り、光源に対する一層の効率向上、薄型化など従来この種の灯具に生じていた課題を解決する手段の提供を目的とする。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種、照明用の車両用灯具の構成の例を示すものが図６および図７であり、先ず、図６に示す車両用灯具９０は、白熱電球のフィラメントなど光源９１と、この光源９１の適宜に後方となる位置に焦点を有する回転放物面など放物系の反射面９２と、前記反射面９２の前方を覆い拡散プリズムカット９３ａが施されたレンズ９３とから構成されている。
【０００３】このように構成することで、前記反射面９２の上半部に反射する光源９１の光は下向きのものと成り、下半部に反射する光源９１の光は上向きのものと成るので、前記光源９１には下半部を遮蔽するフード９１ａが設けられ、上向き光を生じないものとして、すれ違い配光が形成されている。
【０００４】また、図７に示す車両用灯具８０は、光源８１と、この光源８１に第一焦点を有する回転楕円面など楕円系の反射面８２と、この反射面８２の第二焦点の位置に収束する光束の断面形状を照射方向に投影する片凸レンズ状の投影レンズ８３と、前記第二焦点に収束する光束中から投影レンズ８３で投影した後には上向き光となる略下半部の部分を遮蔽する遮蔽板８４とから構成されている。
【０００５】このように構成することで、投影レンズ８３は遮蔽板８４により略下弦の半月状とされた光束の断面形状を反転し、上弦の半月状の形状を照射方向に投影するものと成り、前記車両用灯具９０と同様に上向き光を含まないすれ違い配光が形成されるものと成る。
【０００６】尚、実際の実施に当たっては、路側にいる歩行者、或いは、路側に設けられている道路標識などの確認を容易とするために、左側通行の場合には左側に適宜の上向き光を放射するように、前記フード９１ａ、および、遮蔽板８４の形状は適宜な変更が成されている。また、車両用灯具９０においては前記光源９１の後方には、フードが設けられていない走行用光源９４が設けられ、この走行用光源９４に切り換えることで走行配光が得られるものとされている。
【０００７】
【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においては、車両用灯具８０においては約半分の光量を遮蔽する遮蔽板８４がすれ違い配光の形成のためには必要であり、車両用灯具９０においても、約半分の光を遮蔽するフード９１ａが同様に必要であるので、光源８１、９１に対する光束利用率が低く、光源８１、９１の光量の割には暗いものとなる問題点を生じていた。
【０００８】また、車両デザインとしては、基本的に幅広く、高さ低くが要求されるものであるが、車両用灯具８０においては、高さを低く設定することは可能であるが幅広くは実現不可能であり、また、車両用灯具９０においては、高さを低く設定するときには、ますます光束捕捉率が低下し実現不可能であるので、何れにしても現在のデザインを大きく変えることはできず、これによりデザインが陳腐化している問題点も生じている。
【０００９】
【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、光源の中心軸と４５～１３５度の角度を有する長軸を有し前記光源を第一焦点としてこの光源をほぼ取り囲むように設けられ、それぞれが前記光源を通る鉛直線に対し対称的に配置される楕円系とされた少なくとも１対の集光用反射面と、それぞれの前記集光用反射面の第二焦点に略一致する位置に焦点を有し軸をこの車両用前照灯の照射方向と略一致させる放物系とした前記集光用反射面と同数で略直線状に配置される照射用反射面とから成り、それぞれの前記集光用反射面の第二焦点の近傍には前記集光用反射面に対し配光特性の形状を与える遮蔽板が設けられていることを特徴とする車両用前照灯を提供することで課題を解決するものである。
【００１０】
【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および図２に符号１で示すものは本発明に係る車両用前照灯であり、図は理解を容易にするために単純化し模式化した状態で示してある。また、この車両用前照灯１の光源２としてはハロゲンランプ、メタルハライド放電灯など何れの方式のものも採用が可能であるが、ハロゲンランプの場合はシングルフィラメントで且つフードの設けられていないもの、メタルハライド放電灯の場合はブラックストライブが設けられていないＤ２Ｓタイプを採用することが好ましい。
【００１１】また、本発明では前記光源２を略全周で取り囲んで長軸Ｙをこの光源２の中心軸Ｘに対し略直交させる回転楕円面など楕円系とした反射面に対して適用できるが、理解を容易とするためにここでは第一焦点ｆ１を略光源の位置に一致させる集光用反射面３の少なくとも１対が配置される。尚、この実施形態では第一集光用反射面３１Ｌ、３１Ｒの１対と、第二集光用反射面３２Ｌ、３２Ｒの１対、都合２対が配置された例で説明するが、本発明はこの数を限定するものではない。また、本発明では中心軸Ｘに対する長軸Ｙの角度は４５～１３５度の角度の角度に対し適用可能であるが、ここでは代表的な例として９０度で行う。
【００１２】本発明においては前記第一集光用反射面３１Ｌと第二集光用反射面３２Ｌとに対し、第一集光用反射面３１Ｒと第二集光用反射面３２Ｒとは、光源２の中心線Ｘおよび長軸Ｙに対し直交する直線Ｚに対して線対称となるように配置されている。このようにすることで、光源２から放射される光のほぼ全量が集光用反射面３、即ち、第一集光用反射面３１（Ｌ、Ｒ）と第二集光用反射面３２（Ｌ、Ｒ）とに捕捉されるものと成る。
【００１３】そして、上記にも説明したように、第一集光用反射面３１も第二集光用反射面３２も楕円系であるので捕捉した光源２からの光をそれぞれの第二焦点ｆ２に収束させるものと成り、このそれぞれの第二焦点ｆ２に対応しては、この第二焦点ｆ２を焦点とし、軸を前記光源２の中心軸Ｘと略平行とする回転放物面など放物系とした照射用反射面４がそれぞれに設けられる。
【００１４】従って、集光用反射面３が、第一集光用反射面３１（Ｌ、Ｒ）と第二集光用反射面３２（Ｌ、Ｒ）との２対である場合には、照射用反射面４も第一照射用反射面４１（Ｌ、Ｒ）と第二照射用反射面４２（Ｌ、Ｒ）との都合２対を設けるものと成り、前記集光用反射面３で捕捉された光源２の光のほぼ全てが照射光として利用されるものとなる。
【００１５】尚、例えば２対とした集光用反射面３および照射用反射面４はどのように配置するのも自在ではあるが、この実施形態では車両のデザインと適合させるために、図示のように照射用反射面４の２対（４面）が横１列に並ぶものとし、これに対応して集光用反射面３の焦点ｆ１、ｆ２間の距離も第一集光用反射面３１（Ｌ、Ｒ）と第二集光用反射面３２（Ｌ、Ｒ）とで調整されている。
【００１６】以上が本発明の車両用前照灯１の基本構成であるが、上記の状態では単に集光用反射面３で捕捉した光を照射用反射面４で略平行光として照射方向に向かわせるのみであるので、例えば、すれ違い配光など所望の配光形状を自在に形成できるものとは成らない。
【００１７】そこで、本発明では上記の構成に加えて、それぞれの前記集光用反射面３の第二焦点ｆ２の近傍に遮蔽板５を設けるものであり、この遮蔽板５により第二焦点ｆ２に収束する集光用反射面３からの反射光の断面形状を整え、照射用反射面４で照射方向に反射するときの形状を、例えば、すれ違い配光など所望の配光形状に適するものとする。
【００１８】よって、この遮蔽板５の機能は、従来例で説明したフード若しくは遮蔽板とほぼ同様なものであるが、従来例の遮蔽板が反射面の長軸に略直交する状態で取付けられていた（図７参照）のに対し、本発明では長軸Ｙに対して平行に近い状態として設定されている。また、遮蔽板５は各集光用反射面、例えば第一集光用反射面３１Ｌ、第二集光用反射面３２Ｌ毎に設けても良いものであるが、同じ側の集光用反射面３の第二焦点ｆ２同士は近接しているので、本発明では一体化して形成している。
【００１９】そして、集光用反射面、例えば、集光用反射面３１Ｌ、３２Ｌに対面する側の面の先端近傍にはアルミニウムの真空蒸着などにより反射膜を形成しておけば、遮蔽板５により遮蔽が行われた光は、前記反射膜で反射が行われて照射用反射面４２Ｌに向かうものと成り、即ち、車両用前照灯１の照射光として回収が行われるものと成る。
【００２０】以上説明の構成とした本発明の車両用前照灯１の作用、効果について説明を行う。先ず本発明によれば、光源２のほぼ全周を集光用反射面３で取り囲むものであるので、光源２に対する光束捕捉率が略６０％と従来例の約２倍近くに向上するものと成り、同一の光源２においても格段に明るく視認性に優れる前照灯の実現を可能とする。
【００２１】また、照射用反射面４は本発明の構成としたことで、この実施形態では４個に分割されるものと成り、よって、正面から見たときの面積を同じとすれば、奥行寸法を格段に小さくすることが可能となる。また、照射用反射面４が分割されたことは、これらを横１列に配置するなどの手段により、従来にない横幅が広く、高さ方向が狭い車両用前照灯１の実現が可能となり、車両全体のデザインに合致させることが光量の損失なく可能となる。
【００２２】更には、それぞれの集光用反射面３の第二焦点ｆ２の位置に設けられた遮蔽板５により最適な形状としてそれぞれの照射用反射面４に入射させるものであるので、光源２に対しては配光形成のためのフード、ブラックストライブなどを設ける必要がなく、この面においても光束利用率が向上し明るい車両用前照灯１の実現を可能とする。
【００２３】図３～図５は本発明の別な実施形態であり、前の実施形態においては、例えばすれ違い配光など、得られる配光特性が限定されるものであった。しかしながら、光源２としてメタルハライド放電灯を採用したときなどには、このメタルハライド放電灯が起動装置などを必要とし、コスト高なものであるので、すれ違い用と走行用配光とのそれぞれに専用灯具を設けると、一層にコストアップが顕著となるので、１つの光源で配光特性の切換が可能な前照灯が要望されている。
【００２４】この実施形態は上記の要望に応えるべく行われたものであり、その具体的手段として、この実施形態においては遮蔽板を可動化し可動遮蔽板６としている。また、同時に可動化にあたり、図４に示すように、前記第一照射用反射面４１Ｌに対応する遮蔽部６ａと、同じ側にある第二照射用反射面４２Ｌに対応する遮蔽部６ｂとを一体化し、それぞれの遮蔽部６ａ、６ｂの略中間に設けた回動軸６ｃで双方がシーソ状に可動するものとしている。
【００２５】図５は前記可動遮蔽板６の動作状態を説明するものであり、先ず、第一照射用反射面４１Ｌと第二照射用反射面４２Ｌとにすれ違い配光を生成させるときには図中に実線で示す状態に設定される。すると、遮蔽部６ａは第一照射用反射面４１Ｌに入射する第一集光用反射面３１Ｌからの光を完全に遮光すると共に、遮蔽部６ｂは第二集光用反射面３２Ｌからの光束中に一部が挿入されて上向き光となる部分を遮蔽する。
【００２６】よって、この状態では、この実施形態における車両用前照灯１では、第一照射用反射面４１Ｌからは光が放射されることはなく、第二照射用反射面４２Ｌからのみ下向き光が照射されるものと成るので、すれ違い配光が得られるものと成る。尚、上記の説明において遮蔽部６ｂは、すれ違い配光の生成時には第二集光用反射面３２Ｌの一部を遮蔽するものであるので、この遮蔽部６ｂの近傍に反射膜６ｄを形成（図４参照）しておけば、前に説明したのと同様に遮蔽を行った光を反射し第二照射用反射面４２Ｌに与えるようにして回収することができる。
【００２７】また、走行配光を生成するときには、図示の状態で回動軸６ｃを適宜量だけ時計回りに回動させる。すると、可動遮蔽板６は図５中に鎖線で示す状態に設定され、遮蔽部６ａは第一集光用反射面３１Ｌからの光束中から退去して、第一照射用反射面４１Ｌに光を与える。同時に遮蔽部６ｂも第二集光用反射面３２Ｌからの光束中から完全に退去する。
【００２８】よって、第一照射用反射面４１Ｌからの照射光も第二照射用反射面４２Ｌからの照射光も共に上向き光を含むものと成り、車両の正面遠方を照射する走行配光が得られるものと成る。尚、この実施形態では車両用前照灯１の左側半部、即ち、第一照射用反射面４１Ｌ、第二照射用反射面４２Ｌに対してのみ可動遮蔽板６を設けた例で説明したが、このときには右側半部は、常時にすれ違い配光を形成するものとしておけばよい。
【００２９】また、図示は省略するが、右側半部、即ち、第一照射用反射面３１Ｒ、第二照射用反射面３２Ｒに対しても、同様な可動遮蔽板６を設けても良いものであり、この場合には１つの駆動部で双方の可動遮蔽板６を駆動することも可能である。尚、上記の構成を考察すれば、遮蔽部６ａと遮蔽部６ｂとでは可動に当たり、配光特性の切り換えに必要な移動量は異なることが予想されるが、これは、前記回動軸６ｃの位置を適切に設定することで、それぞれに必要な移動量を与えることが可能である。
【００３０】更に述べれば、上記の実施形態では、すれ違い配光を得るときには第一照射用反射面４１Ｌの側を光を放射しないものとしていたが、これは第二照射用反射面４２Ｌ側が光を照射しないものとしても良く、また、右側と左側で光を放射しなくなる照射用反射面を入れ換えても良いものであり、上記した手段の如何なる組合せも可能である。
【００３１】以上においては説明を簡素化するために、光源の中心軸Ｘと略直交する長軸Ｙを有しているものとして説明したが、これは４５～１３５度の角度に対応できるものであることは前述した通りである。更には、本発明では車両の進行方向に対して、直角方向に第一照射用反射面と第二照射用反射面とが並べられているものとして説明したが、本発明はこれに限定するものではない。
【００３２】実際の車両においては車体は流線型などと称されているようにコーナー部は前後および上下方向に４５度近くまで傾くことがある。また、前照灯は長手方向を水平として設置するのが常識であったが、近来の車両デザインでは、例えば吊り目、狐目などと称されるように長手方向を傾けて設置をせざるを得ない場合もあり、本発明はそれらに対応し得る。
【００３３】本発明において、これらが可能となる理由は下記である。放電灯など長手方向を有する光源の光度分布特性は光軸に鉛直な方向から前後各４５度の範囲は均等である。従って、図１～図３に示す灯具を左右、或いは前後に各４５度程度傾けても明るさは変わらず、同様に前照灯としての機能が発揮できる。
【００３４】但し、この場合、楕円系反射面の第二焦点の近傍に焦点を有する放物面系反射面は、焦点位置をそのままにしておき、光軸を車両の進行方向に向かわせることが必要であるのは当然である。図１でいえば、反射面４１Ｒ、４１Ｌ、４２Ｒ、４２Ｌの４面は正面に向かったままで、形状のみがレンズの外形形状にあわせて整えられる。
【００３５】
【発明の効果】以上に説明したように本発明により、光源の中心軸と略直交する長軸を有し前記光源を第一焦点としてこの光源をほぼ取り囲むように設けられ、それぞれが前記光源を通る鉛直線に対し対称的に配置される楕円系とされた少なくとも１対の集光用反射面と、それぞれの前記集光用反射面の第二焦点に略一致する位置に焦点を有し軸をこの車両用前照灯の照射方向と略一致させる放物系とした前記集光用反射面と同数で略直線状に配置される照射用反射面とから成り、それぞれの前記集光用反射面の第二焦点の近傍には前記集光用反射面に対し配光特性の形状を与える遮蔽板が設けられている車両用前照灯としたことで、第一には、光源を楕円系の集光用反射面で取り囲むものとし、且つ、外部には再度収束する第二焦点の近傍で光を取り出すものとしたことで、光源はほぼ全周が集光用反射面で取り囲まれるものとなり光束捕捉率が格段に向上し、加えてフード、ブラックストライプなども不要とし、もって同一の光源で一層に明るい前照灯の実現を可能とし、この種の車両用前照灯の性能向上に極めて優れた効果を奏するものである。
【００３６】また第二には、前記集光用反射面で光源からの光を任意数に分割し、それを同数の照射用反射面に配分するものとしたことで、個々の照射用反射面は小型化され奥行きも浅いものと成るので、前記照射用反射面を水平方向に並べるなどの手段で車両のデザインに沿う幅広で高さが低い車両用前照灯が照度の低下なく実現できるものと成り、車両全体の美観の向上にも極めて優れた効果を奏するものである。
【００３７】更に第三には、前記遮蔽板を可動とすることで、この遮蔽板の可動のみで、すれ違い配光と走行配光との切り換えを可能とし、例えばメタルハライド放電灯である光源の使用数を必要最低限の数で良いものとして、コストダウン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１２年４月２６日（２０００．４．２６）
【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２００１－３１２９０６（Ｐ２００１－３１２９０６Ａ）
【公開日】	平成１３年１１月９日（２００１．１１．９）
【出願番号】	特願２０００－１２６３７７（Ｐ２０００－１２６３７７）