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【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

【氏名】河野 克彦
【要約】 【課題】本発明は、簡単な構成により、すれ違いビームを構成する際に光源から出射する光の利用効率を向上させるようにした、車両用灯具を提供することを目的とする。

【解決手段】光源１１付近を第一焦点とする楕円系反射面１２と、この楕円系反射面の第二焦点付近を焦点位置とする放物系反射面１５と、を備えた車両用灯具１０において、上記楕円系反射面で反射されて第二焦点付近に向かう光を反射させて、放物系反射面の焦点付近に導く第一の反射板１３と、上記放物系反射面の焦点付近に下端縁が位置するように、ほぼ垂直に配設され且つ光源側に反射面を有する第二の反射板１４と、上記光源付近を焦点位置とする第二の放物系反射面１６と、を備え、上記楕円系反射面の一部が退避可能な別体の可動式反射面１２ａとして構成されており、この可動式反射面が退避したとき、光源からの光がこの退避した領域を通って第二の放物系反射面に導かれるように、車両用灯具１０を構成する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 光源と、光源付近を第一焦点とする楕円系反射面と、この楕円系反射面の第二焦点付近を焦点位置とする放物系反射面と、を備えており、光源からの光を楕円系反射面で反射させた後、放物系反射面で反射させることにより、前方に向かって光を照射する、車両用灯具において、上記楕円系反射面で反射されて第二焦点付近に向かう光を下方に反射させて、放物系反射面の焦点付近に導く第一の反射板と、上記放物系反射面の焦点付近に下端縁が位置するように、ほぼ垂直に配設され且つ光源側に反射面を有する第二の反射板と、上記光源付近を焦点位置とする第二の放物系反射面と、を備えていると共に、上記楕円系反射面の一部が退避可能な別体の可動式反射面として構成されており、この可動式反射面が退避したとき、光源からの光がこの退避した領域を通って第二の放物系反射面に導かれることを特徴とする、車両用灯具。
【請求項２】 上記楕円系反射面が、光源の下方及び／又は側方にて、光源からの直接光を第二の放物系反射面に導く開口部を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】 上記第二の放物系反射面が、可動式反射面の退避領域を通過した光を、前方に向かって真っ直に反射させる第一の領域と、上記開口部を通過した光を、前方に向かってやや下方に反射させる第二の領域と、を有していることを特徴とする、請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項４】 上記において可動式反射面を固定して使用することを特徴とする車両用灯具。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の前部に設けられた前照灯または補助前照灯として使用される車両用灯具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車のヘッドランプは、４灯式ヘッドランプの場合には、すれ違いビームと走行ビームを切り替えるために、それぞれ専用のランプを設けて、これらを切り替えて点灯させるようにしたり、あるいは２灯式のヘッドランプの場合にはダブルフィラメントのバルブを使用して、二つのフィラメントを切り替えて通電するようにしている。これに対して、近年、新しい光源として、ＨＩＤランプが使用されるようになってきている。ＨＩＤランプは、所謂単光源であることから、４灯式ヘッドランプで使用されるが、走行用に使用するハロゲンランプとは色温度が異なることから、違和感を生ずることがあると共に、走行用に対してＨＩＤランプを使用することは、コストの点からも困難である。
【０００３】このため、２灯式ヘッドランプへのＨＩＤランプの使用が要求されており、このような車両用灯具は、例えば図８及び図９に示すように構成されている。図８において、車両用灯具１は、光源２と、光源２からの光を前方に向かって反射させる反射面３と、光源２の前側に配置された直射光防止のためのフード４と、から構成されている。ここで、反射面３は、図９に示すように、走行ビーム専用の領域３ａと、走行ビーム及びすれ違いビーム兼用の領域３ｂと、から構成されている。
【０００４】また、上記フード４は、光源２からの光が上記反射面３のみに入射するように、光源２から出射する光を遮光するためのものであり、反射面３全体に光を入射させる固定フード４ａと、さらに可動フード４ｂと、を有している。ここで、可動フード４ｂは、図８にて矢印Ａで示すように移動可能に支持されており、図８に示す挿入位置では、光源２からの光を反射面３の領域３ｂのみに入射させ、走行時には４ｂが固定フード４ａ内に退避されるようになっている。
【０００５】このような構成の車両用灯具１によれば、可動フード４ｂが挿入位置に在る場合には、光源２から出射した光が、固定フード４ａ及び可動フード４ｂによって規制されることにより、反射面３の領域３ｂのみに入射して、この領域３ｂで反射され、前方に向かってやや下方に照射され、すれ違いビームとしての所望の配光特性が得られるようになっている。
【０００６】これに対して、可動フード４ｂが退避位置に移動すると、光源２から出射した光が、固定フード４ａのみによって規制されることにより、反射面３全体に入射して、この反射面３で反射され、前方に向かってやや下方及び真っ直に照射され、走行ビームとしての所望の配光特性が得られるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような構成の車両用灯具１においては、すれ違いビーム時には、反射面３の領域３ａに入射する光を主としてバルブに設けられた遮光用ストライプにより、すれ違いビームの明確な明暗境界線を構成するようにしている。しかしながら、光源２からの光の一部を可動フード４ｂにより遮断しているために、光源２からの光の一部が、配光に利用されなくなってしまい、光の利用効率が低下する。このため、明るい光源２を使用したとしても、配光特性における光度が低くなってしまう。
【０００８】本発明は、以上の点から、簡単な構成により、すれ違いビームを構成する際に光源から出射する光の利用効率を向上させるようにした、車両用灯具を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明の構成によれば、光源と、光源付近を第一焦点とする楕円系反射面と、この楕円系反射面の第二焦点付近を焦点位置とする放物系反射面と、を備えており、光源からの光を楕円系反射面で反射させた後、放物系反射面で反射させることにより、前方に向かって光を照射する、車両用灯具において、上記楕円系反射面で反射されて第二焦点付近に向かう光を下方に反射させて、放物系反射面の焦点付近に導く第一の反射板と、上記放物系反射面の焦点付近に下端縁が位置するように、ほぼ垂直に配設され且つ光源側に反射面を有する第二の反射板と、上記光源付近を焦点位置とする第二の放物系反射面と、を備えていると共に、上記楕円系反射面の一部が退避可能な別体の可動式反射面として構成されており、この可動式反射面が退避したとき、光源からの光がこの退避した領域を通って第二の放物系反射面に導かれることを特徴とする、車両用灯具により、達成される。
【００１０】本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記楕円系反射面が、光源の下方及び／又は側方にて、光源からの直接光を第二の放物系反射面に導く開口部を備えている。
【００１１】本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記第二の放物系反射面が、可動式反射面の退避領域を通過した光を、前方に向かって真っ直に反射させる第一の領域と、上記開口部を通過した光を、前方に向かってやや下方に反射させる第二の領域と、を有している。
【００１２】上記構成によれば、可動式反射面が退避せずに挿入位置にあるときには、光源から可動式反射面を含む楕円系反射面で反射され、さらに第一の反射板により反射された光は、第一の反射板による楕円系反射面の第二の焦点の鏡像位置すなわち放物系反射面の焦点付近に向かって進む。そして、第二の反射板で反射された光は、放物系反射面に入射して、また第二の反射板で反射されない光も、同様に放物系反射面に入射して、前方に向かってやや下方に反射される。これにより、放物系反射面の焦点付近に向かって進む光は、全体が放物系反射面で反射されると共に、第二の反射板によりカットオフされることにより、すれ違いビームとしての配光特性を有することになる。
【００１３】これに対して、可動式反射面が退避されたときには、光源から可動式反射面を含まない楕円系反射面で反射され、さらに第一の反射板により反射された光は、第一の反射板による楕円系反射面の第二の焦点の鏡像位置すなわち放物系反射面の焦点付近に向かって進む。そして、第二の反射板で反射された光は、放物系反射面に入射して、また第二の反射板で反射されない光も、同様に放物系反射面に入射して、前方に向かってやや下方に反射される。これにより、放物系反射面の焦点付近に向かって進む光は、全体が放物系反射面で反射されると共に、第二の反射板により遮光されることにより、すれ違いビームとしての配光特性を有することになる。また、光源から可動式反射面の退避領域を通過した光は、第二の放物系反射面に入射し、前方に向かって真っ直に反射される。これと、上記すれ違いビームのうち可動反射面の退避領域を通過した光以外のビームとにより、走行ビームとしての配光特性を有することになる。
【００１４】従って、光源から楕円系反射面及び第一の反射板で反射されて、放物系反射面の焦点付近に入射する光は、そのすべてがすれ違いビームとして利用されることになり、光源からの光の利用効率が上昇する。これにより、同じ光源を使用する場合、より明るいすれ違いビームの配光特性が得られると共に、同じ明るさのすれ違いビームを実現するためには、より光量の低い光源を使用することができる。また、可動式反射面が退避位置に移動することによって、光源からこの退避領域を通過する光は、第二の放物系反射面により反射されることにより、走行ビームの配向特性が得られる。従って、可動式反射面の移動によって、すれ違いビーム及び走行ビームの切り替えが行なわれ得る。
【００１５】また、本発明による車両用灯具は、上記可動式反射面を固定して使用することを特徴とする。この発明においては、可動部を固定して、走行用、又はすれ違い用専用ランプとして使用する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図７を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１７】図１乃至図６は、本発明による車両用灯具の一実施形態の構成を示している。図１及び図２において、車両用灯具１０は、自動車の２灯式ヘッドランプにおける一例の前照灯であって、光源としてのバルブ１１と、楕円系反射面１２と、第一の反射板１３と、第二の反射板１４と、放物系反射面１５と、第二の放物系反射面平面１６と、から構成されている。
【００１８】上記バルブ１１は、一般に自動車の前照灯または補助前照灯に使用されるバルブであり、光軸がまっすぐ前方に延びるように固定保持されると共に、給電されるようになっている。
【００１９】上記楕円系反射面１２は、図３及び図４に示すように、バルブ１１を第一焦点（後側の焦点）とし且つ長軸が前方に向かって斜め上方に延びる楕円系反射面から構成されており、その内面が反射面として形成されている。ここで、楕円系反射面は、回転楕円面，楕円柱だけでなく、楕円面を基本とした自由曲面を含むものである。
【００２０】ここで、上記楕円系反射面１２は、その一部が、可動式反射面１２ａとして構成されている。この可動式反射面１２ａは、図１乃至図４に示す挿入位置（図５（Ａ）参照）と、楕円系反射面１２の他の部分（固定部分）の外側の退避位置（図５（Ｂ）参照）との間を移動可能に支持されており、挿入位置と退避位置との間を図示しない駆動手段により移動されるようになっている。さらに、上記楕円系反射面１２は、そのバルブ１１の下方領域にて、開口部１２ｂを備えている。
【００２１】上記第一の反射板１３は、バルブ１１から見て楕円系反射面２２の第二焦点の手前に配設されており、上記楕円系反射面１２で反射されて第二焦点に向かう光を下方に向かって反射させるように、バルブ１１側が反射面として構成されている。
【００２２】上記第二の反射板１４は、ほぼ垂直に、即ち第一の反射板１３の下縁から下方に延びるようにように配設されていると共に、その下端縁が、第一の反射板１３による上記楕円系反射面１２の第二焦点（前側の焦点）の鏡像位置付近に位置するように配設されている。また、第二の反射板１４は、そのバルブ１１側が反射面として構成されている。
【００２３】上記放物系反射面１５は、バルブ１１の前側に配置されていて、その焦点位置が上記第一の反射板１３による楕円系反射面１２の第二焦点の鏡像位置付近に位置するような前方に向かって凹状の放物系反射面として構成されている。ここで、放物系反射面は、回転放物面，放物柱だけでなく、放物面を基本とした自由曲面を含むものである。尚、図示の場合、放物系反射面１５は、バルブ１１の光軸より下側の領域にのみ配設されており、入射光を前方に向かってやや下方に反射させるように、最適な形状に形成されている。
【００２４】上記第二の放物系反射面１６は、バルブ１１の後側に配置されていて、その焦点位置が上記バルブ１１付近に位置するような前方に向かって凹状の放物系反射面として構成されている。ここで、放物系反射面は、回転放物面，放物柱だけでなく、放物面を基本とした自由曲面を含むものである。尚、図示の場合、第二の放物系反射面１６は、バルブ１１の光軸より上側の上部領域１６ａと、下側の下部領域１６ｂと、から構成されており、上部領域１６ａは、楕円系反射面１２の可動式反射面１２ａの退避領域を通過した光を前方に向かって真っ直に反射させるように、また下部領域１６ｂは、楕円系反射面１２の開口部１２ｂを通過した光を前方に向かってやや下方に反射させるように、それぞれ最適な形状に形成されている。
【００２５】本発明実施形態による車両用灯具１０は、以上のように構成されており、その動作について以下に説明する。先づ、可動式反射板１２ａが挿入位置にある場合について説明する。この場合、バルブ１１が給電され、発光することにより、バルブ１１から出射した光は、可動式反射板１２ａを含む楕円系反射面１２で反射されて、この楕円系反射面１２の第二焦点付近に向かって上方に進み、第二焦点の手前で第一の反射板１３により反射されて、下方に進む。このとき、光Ｌは、上記第一の反射板１３による楕円系反射面１２の第二焦点の鏡像位置に向かって進む。
【００２６】そして、上記鏡像位置付近に進んだ光Ｌは、第二の反射板１４の下端縁より上方に入射するほぼ半分の光Ｌ１が、第二の反射板１４の反射面により反射されて、やや下方に向かって斜め後方に進み、放物系反射面１５に入射して、この放物系反射面１５により前方に向かってやや下方に反射される。これに対して、第二の反射板１４の下端縁より下方に入射するほぼ半分の光Ｌ２が、第二の反射板１４の反射面により反射されずに、そのまま下方に向かって進み、放物系反射面１５に入射して、この放物系反射面により前方に向かってやや下方に反射される。
【００２７】また、バルブ１１から出射して楕円系反射面１２の開口部１２ｂを通過した光Ｌ３は、第二の放物系反射面１６の下部領域１６ｂ及び１６ａの下部に入射し、この下部領域１６ｂ及び１６ａの下部により前方に向かって反射される。
【００２８】このようにして、バルブ１１から出射して楕円系反射面１２及び第一の反射面で反射された光Ｌは、第二の反射板１４によって光Ｌ１及びＬ２に分配された後、それぞれ放物系反射面１５で反射され、また楕円系反射面１２の開口部１２ｂを通過した光は、第二の放物系反射面１６の下部領域１６ｂ及び１６ａにより反射されて、何れも自動車の前方に向かって照射される。これにより、各光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、それぞれ図６に示すように、水平線より下方でやや半円状の所謂すれ違いビームを形成するようになっている。従って、バルブ１１から出射して楕円系反射面１２で反射された光Ｌがすべてすれ違いビームを形成するために利用されるので、バルブ１１からの光の利用効率が向上することになり、すれ違いビームに関して、より明るい配光特性が得られる。
【００２９】この状態から、可動式反射面１２ａが図示しない駆動手段によって挿入位置から図５（Ｂ）に示す退避位置まで退避された場合には、バルブ１１が給電され、発光することにより、バルブ１１から出射した光は、可動式反射板１２ａを除いた楕円系反射面１２で反射されて、この楕円系反射面１２の第二焦点付近に向かって上方に進み、第二焦点の手前で第一の反射板１３により反射されて、下方に進む。このとき、光Ｌは、上記第一の反射板１３による楕円系反射面１２の第二焦点の鏡像位置に向かって進む。
【００３０】そして、上記鏡像位置付近に進んだ光Ｌは、第二の反射板１４の下端縁より上方に入射するほぼ半分の光Ｌ１が、第二の反射板１４の反射面により反射されて、やや下方に向かって斜め後方に進み、放物系反射面１５に入射して、この放物系反射面１５により前方に向かってやや下方に反射される。これに対して、第二の反射板１４の下端縁より下方に入射するほぼ半分の光Ｌ２が、第二の反射板１４の反射面により反射されずに、そのまま下方に向かって進み、放物系反射面１５に入射して、この放物系反射面により前方に向かってやや下方に反射される。
【００３１】また、バルブ１１から出射して楕円系反射面１２の開口部１２ｂを通過した光Ｌ３は、第二の放物系反射面１６の下部領域１６ｂ及び１６ａの下部に入射し、この下部領域１６ｂ及び１６ａの下部により前方に向かって反射される。
【００３２】さらに、バルブ１１から出射して楕円系反射面１２の可動式反射面１２ａの退避領域を通過した光Ｌ４は、第二の放物系反射面１６の上部領域１６ａに入射し、この上部領域１６ａにより前方に向かって真っ直に反射される。
【００３３】このようにして、バルブ１１から出射して楕円系反射面１２及び第一の反射面で反射された光Ｌは、第二の反射板１４によって光Ｌ１及びＬ２に分配された後、それぞれ放物系反射面１５で反射され、また楕円系反射面１２の開口部１２ｂを通過した光は、第二の放物系反射面１６の下部領域１６ｂ及び１６ａの下部により反射されて、何れも自動車の前方に向かって照射される。これにより、各光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、それぞれ図７に示すように、水平線より下方でやや半円状の所謂すれ違いビームを形成するようになっている。従って、バルブ１１から出射して楕円系反射面１２で反射された光Ｌがすべてすれ違いビームを形成するために利用されるので、バルブ１１からの光の利用効率が向上することになり、すれ違いビームに関して、より明るい配光特性が得られる。
【００３４】さらに、バルブ１１から出射して楕円系反射面１２の可動式反射面１２ａの退避領域を通過した光Ｌ４は、第二の放物系反射面１６の上部領域１６ａにより反射されて、自動車の前方に向かって真っ直に照射される。これにより、光Ｌ４は、図７に示すように、水平線よりやや上方の中心付近に集中した所謂走行ビームを形成するようになっている。従って、バルブ１１から出射して楕円系反射面１２の可動式反射面１２ａの退避領域を通過した光Ｌ４が走行ビームを形成することになり、一つのバルブ１１によってすれ違いビーム及び走行ビームの配光特性が得られる。
【００３５】また、すれ違いビームを形成する際のカットオフは、第二の反射板１４の下端縁により行なわれるので、上記可動式反射面１２ａは、このカットオフに関与しない。従って、カットオフの精度が可動部品によって低下するようなことはないため、可動式反射面１２ａの寸法精度や組立精度さらに移動精度をあまり必要としない。これにより、車両用灯具１０全体のコストが低減され得る。
【００３６】尚、上述した実施形態においては、いずれも自動車の前照灯に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、補助前照灯に対して本発明を適用し得ることは明らかである。また、上述した実施形態においては、第一の反射板１３，第二の反射板１４は、何れも平面反射鏡として構成されているが、これに限らず、曲率を有していてもよいことは明らかである。さらに、上述した実施形態においては、可動式反射面１２ａの移動によって、すれ違いビームと走行ビームを切り替える場合について説明したが、これに限らず、例えばＡＦＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｆｒｏｎｔｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ）のような配光特性を切り替える場合についても本発明を適用し得ることは明らかである。また、可動部を固定して、走行用、又はすれ違い用専用ランプとして使用することも可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、可動式反射面が挿入位置にあるときには、光源から楕円系反射面及び第一の反射板で反射された光は、この楕円系反射面の第二焦点の鏡像位置すなわち放物系反射面の焦点付近に向かって進む。そして、第二の反射板により分配された光は、それぞれ放物系反射面に入射して、前方に向かってやや下方に反射される。これにより、放物系反射面の焦点付近に向かって進む光は、全体が放物系反射面で反射されることにより、すれ違いビームとしての配光特性を有することになる。従って、光源から楕円系反射面及び第一の反射板で反射されて、放物系反射面の焦点付近に入射する光は、そのすべてがすれ違いビームとして利用されることになり、光源からの光の利用効率が上昇する。これにより、同じ光源を使用する場合、より明るいすれ違いビームの配光特性が得られると共に、同じ明るさのすれ違いビームを実現するためには、より光量の低い光源を使用することができる。
【００３８】また、可動式反射面が退避されたときには、光源から可動式反射面を含まない楕円系反射面で反射され、さらに第一の反射板により反射された光は、全体が放物系反射面で反射されると共に、第二の反射板によりカットオフされることにより、すれ違いビームとしての配光特性を有することになる。さらに、光源から可動式反射面の退避領域を通過した光は、第二の放物系反射面に入射し、前方に向かって真っ直に反射される。これにより、走行ビームとしての配光特性を有することになる。このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、すれ違いビームを構成する際に光源から出射する光の利用効率を向上させるようにした、極めて優れた車両用灯具が提供され得る。
【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９月１９日（２０００．９．１９）
【代理人】 【識別番号】１０００７９０９４
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 輝緒
【公開番号】 特開２００２−９３２１７（Ｐ２００２−９３２１７Ａ）
【公開日】 平成１４年３月２９日（２００２．３．２９）
【出願番号】 特願２０００−２８４２６８（Ｐ２０００−２８４２６８）