JP2012022860A

JP2012022860A - 車両用灯具

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Publication number: JP2012022860A
Application number: JP2010159244A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Uchida; 光裕内田
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2010-07-14
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2030-07-14
Also published as: JP5555079B2; US8801250B2; US20120014125A1

Abstract

【課題】ハイビームとロービームの視覚的差異を大きくする。
【解決手段】車両用灯具１が、バルブ１０と、バルブ１０の前方に配置された投影レンズ２０と、バルブ１０からの光を投影レンズ２０に向けて反射させ、その反射光を投影レンズ２０の焦点Ｆ１の近傍に集光させる第一の反射面３１と、遮光位置と退避位置との間を移動可能に設けられたシェード６０と、シェード６０の後面に設けられた第二の反射面７０と、投影レンズ２０の焦点Ｆ１の下方に配置され、シェード６０が遮光位置に位置する場合に第二の反射面７０によって反射された反射光を前方に反射させる第三の反射面４１と、投影レンズ２０の焦点Ｆ１の下方に配置され、シェード６０が遮光位置に位置する場合に第二の反射面７０によって反射された反射光を右斜め前及び左斜め前に反射させる左右一対の第四の反射面４２，４３と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

従来のプロジェクタ型車両用灯具では、シェードの上縁が投影レンズの焦点近傍に配置され、バルブが楕円面系リフレクタの第一焦点近傍に配置され、楕円面系リフレクタの第二焦点が投影レンズの焦点近傍に配置されている（例えば、特許文献１参照）。バルブから発した光が楕円面系リフレクタによって前方に反射され、その反射光の一部がシェードによって遮光され、遮光されない反射光が投影レンズによって前方に投射される。投影レンズによって投射された光が灯具光軸を通る水平面よりも上に照射されず、その水平面よりも下に照射される。これにより、すれ違い走行用の配光パターンが形成され、対向車に対するグレアの発生を抑えることができる。

プロジェクタ型車両用灯具には、シェードを倒伏・起立させることによって、走行用のハイビームとすれ違い用のロービームの切り替えを行える切替型灯具がある。シェードが立った状態では、シェードの上縁が投影レンズの焦点近傍に位置しているので、楕円面系リフレクタによって反射した反射光の一部がシェードによって遮光され、すれ違い用のロービームが形成される。シェードが倒れた状態では、シェードの上縁が投影レンズの焦点及び楕円面系リフレクタの第二焦点から離れるので、楕円面系リフレクタによって反射した反射光がシェードによって遮光されず、走行用のハイビームが形成される。

特開２００３−３３１６１７号公報

ところが、従来のハイビーム／ロービーム切替型灯具では、ロービーム時に遮光されない下向きの光がハイビーム時にはそのまま下向きの光となる。一方、ロービーム時に遮光されていた上向きの光が、ハイビーム時に遮光されなくなるだけであって、ハイビーム時にもそのまま上向きの光となる。従って、ハイビーム／ロービームの切り替えを行っても、下向きの光の明るさの変化が乏しく、ハイビームとロービームの視覚的差異が小さい。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ハイビームとロービームの視覚的差異を大きくすることである。

以上の課題を解決するために、本発明に係る車両用灯具は、バルブと、前記バルブの前方に配置され、その光軸が前後方向に設定されるとともにその焦点が前記バルブとの間に設定された投影レンズと、前記投影レンズの後方に配置され、前記バルブからの光を前記投影レンズに向けて反射させ、その反射光を前記投影レンズの焦点又はその近傍に集光させる第一の反射面と、上縁を有するとともに、その上縁が前記投影レンズの焦点又はその近傍に位置した遮光位置と、その上縁が前記投影レンズの焦点から下方に離れた退避位置との間を移動可能に設けられたシェードと、前記シェードの後面に設けられ、前記シェードが前記遮光位置に位置した場合に、前記第一の反射面から前記投影レンズに向かう反射光の一部を下方に反射させる第二の反射面と、前記投影レンズの焦点の下方に配置され、前記シェードが前記遮光位置に位置した場合に前記第二の反射面によって反射された反射光を前方に反射させて、その反射光を前記投影レンズの下方を通じて前方に投射する第三の反射面と、前記投影レンズの焦点の下方に配置され、前記シェードが前記遮光位置に位置した場合に前記第二の反射面によって反射された反射光を右斜め前及び左斜め前に反射させて、その反射光を前記投影レンズの下方を通じて右斜め前及び左斜め前に投射する左右一対の第四の反射面と、を備える。

好ましくは、前記シェードが前記遮光位置に位置した場合に、前記第三の反射面及び前記一対の第四の反射面によって投射される光の照射範囲が前記第一の反射面から前記投影レンズに向かって前記投影レンズによって前方に投射される光の照射範囲に重なる。

好ましくは、前記シェードが前記遮光位置に位置した場合に、前記第三の反射面及び前記一対の第四の反射面によって投射される光の照射範囲が前記投影レンズの光軸を通る水平面以下であり、前記シェードが前記遮光位置に位置した場合に、前記第一の反射面から前記投影レンズに向かって前記投影レンズによって前方に投射される光の照射範囲が前記投影レンズの光軸を通る水平面以下である。

好ましくは、前記第一の反射面が、前記バルブの発光部の上側を覆う上部反射面と、前記バルブの発光部の下側を覆う下部反射面と、を有し、前記上部反射面の後側焦点が前記バルブの発光部又はその近傍に設定され、前記上部反射面の前側焦点が前記投影レンズの後方であって前記投影レンズの焦点の前方に設定され、前記下部反射面の後側焦点が前記バルブの発光部又はその近傍に設定され、前記下部反射面の前側焦点が前記上部反射面の前側焦点よりも前記投影レンズの焦点に近く設定され、前記シェードが遮光位置に位置している場合の前記第二の反射面の位置が前記下部反射面の前側焦点と前記下部反射面との間であり、前記シェードが遮光位置に位置している場合に、前記下部反射面と前記第二の反射面とからなる光学系の焦点が前記第二の反射面の後方に設定され、水平断面での前記一対の第四の反射面の形状が楕円弧又はそれを基調とした自由曲線であり、前記一対の第四の反射面の楕円弧に係る後側焦点が前記光学系の焦点又はその近傍に設定され、前記一対の第四の反射面の楕円弧に係る長軸がその楕円弧に係る後側焦点からそれぞれ右斜め前、左斜め前に延びている。

好ましくは、前記車両用灯具が、前記投影レンズの上下左右を囲うように設けられているとともに、前後方向に貫通した開口部を前記投影レンズの下方に有するエクステンションを更に備え、前記第三の反射面及び前記一対の第四の反射面が前記開口部の後ろに配置され、前記一対の第四の反射面の楕円弧に係る前側焦点が前記開口部内に設定されているとともに、前記開口部の右縁近傍、左縁近傍にそれぞれ設定されている。

好ましくは、前記車両用灯具が、前記シェードを前記遮光位置から前記退避位置へ及びその逆に駆動する駆動機構を更に備える。

本発明によれば、シェードが遮光位置に位置した場合、第二の反射面によって反射した光は、第三の反射面によって前方に反射されるとともに、一対の第四の反射面によって左右の斜め前に反射される。そのため、第三の反射面及び一対の第四の反射面によって反射された光の照射範囲が左右に広がったものとなる。従って、第三の反射面及び一対の第四の反射面によって反射された光が投影レンズによって前方に投射された光を補強し、下向きの光が明るくなる。
一方、シェードが退避位置に位置すると、シェードが遮光位置に位置していた場合に第二の反射面によって反射していた光は反射されずに、投影レンズによって前方に投射される。そのため、その光が上向きの光となり、下向きの光が暗くなる。
よって、シェードの位置が切り替わることで、下向きの光の明るさが大きく変化し、ハイビームとロービームの視覚的差異が大きくなる。

本発明の実施形態に係る車両用灯具の前方斜視図である。同実施形態に係る車両用灯具の斜視図である。同実施形態に係る車両用灯具の断面図である。同実施形態に係る車両用灯具の断面図である。同実施形態に係るシェードの前方斜視図である。同実施形態に係るシェードの後方斜視図である。同実施形態に係る車両用灯具の各部材の位置関係を示した上面図である。同実施形態に係る車両用灯具によって仮想スクリーンに形成されるすれ違い用ビームの配光パターンを示した図である。同実施形態に係る車両用灯具によって仮想スクリーンに形成される走行用ビームの配光パターンを示した図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
また、以下の説明において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」は、それぞれ、車両用灯具が装備された車両の「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」である。従って、後ろから前に向かって見て(いわゆるドライバー視点又はライダー視点で見て)、左右の向きを定める。

図１は、車両用灯具１を斜め前から見て示した斜視図である。
この車両用灯具１は、前照灯として用いられるものである。この車両用灯具１は、エクステンション９０を有する。エクステンション９０は、図示しないハウジングの前側開口を塞ぐようにして、そのハウジングの前端部に固定されている。正面から見て、エクステンション９０の中央部には、レンズ枠９１が設けられている。レンズ枠９１は、前後方向に延びた中心線の回りを囲うように筒状に設けられている。レンズ枠９１の前端部には、開口９２が形成されている。その開口９２は、レンズ枠９１の中空を通って後ろ側まで貫通している。レンズ枠９１の周囲には、エクステンションリフレクタ９３が設けられている。エクステンションリフレクタ９３は、前側で開口するように椀状に設けられている。エクステンションリフレクタ９３の前側開口が透明なカバーによって塞がれている。エクステンションリフレクタ９３の内面（前面）には、アルミ蒸着等の反射膜が成膜され、エクステンションリフレクタ９３の内面が反射面となっている。エクステンションリフレクタ９３の下部の中央部からレンズ枠９１の周面の下部にかけての部分には、開口部９４が形成され、その開口部９４がエクステンションリフレクタ９３を前後に貫通している。開口部９４が、レンズ枠９１の開口９２の下に位置している。

図２は、車両用灯具１を斜め前から示した斜視図である。図３及び図４は、光軸Ａｘ１を通る鉛直断面に沿った断面図である。図２〜図４では、エクステンション９０及びハウジングが取り外された状態の車両用灯具１が示されている。

この車両用灯具１は、バルブ１０、投影レンズ２０、楕円面系リフレクタ３０、複合面系リフレクタ４０、オーバヘッドサイン配光用リフレクタ５０、シェード６０、反射面７０及び駆動機構８０等を備える。なお、図２では、シェード６０を詳細に図示するため、オーバヘッドサイン配光用リフレクタ５０の図示を省略する。

バルブ１０、投影レンズ２０、楕円面系リフレクタ３０、複合面系リフレクタ４０、オーバヘッドサイン配光用リフレクタ５０、シェード６０及び駆動機構８０が、一体に組み付けられて、ユニット化されている。そのユニットが、エクステンション９０の後ろに配置され、且つ、前記ハウジング内に収容されている。そのユニットがエイミング機構を介してハウジングに取り付けられている。そのユニットがエイミング機構によってハウジングに対して相対的に上下左右に傾けられることによって、ハウジングに対するユニットの取付角度が調整される。

投影レンズ２０は、凸レンズである。図１に示すように、この投影レンズ２０が開口９２を塞ぐようにしてレンズ枠９１内に配置され、正面から見て、エクステンション９０が投影レンズ２０の上下左右を囲うように設けられている。

図２〜図４に示すように、この投影レンズ２０の光軸Ａｘ１が開口９２（図１に図示）内を通って前後方向に延び、投影レンズ２０の焦点Ｆ１が投影レンズ２０の後方に設定されている。投影レンズ２０の後方に、バルブ１０、楕円面系リフレクタ３０、複合面系リフレクタ４０、オーバヘッドサイン配光用リフレクタ５０及びシェード６０が配置されている。

バルブ１０は、放電灯（例えば、高輝度放電灯（ＨＩＤ）、高圧金属蒸気放電灯等）、ハロゲン電球、白熱電球その他のバルブである。バルブ１０は、そのガラス管１１の長手方向が光軸Ａｘ１の方向（前後方向）になるように配置されている。バルブ１０の発光部１２が、投影レンズ２０の焦点Ｆ１の後方に配置されている。発光部１２とは、バルブ１０が放電灯である場合には発光管（放電部）であり、バルブ１０がハロゲン電球、白熱電球等である場合にはフィラメントである。なお、バルブ１０のガラス管１１の長手方向が光軸Ａｘ１に対して交差するようにバルブ１０が配置されていてもよい。例えば、ガラス管１１の長手方向が左右方向になるように、バルブ１０が横置きに配置されていてもよい。

楕円面系リフレクタ３０が略椀状に設けられ、その楕円面系リフレクタ３０が前方に向けて開口している。楕円面系リフレクタ３０の内面が、第一の反射面３１とされている。第一の反射面３１は、バルブ１０の発光部１２から発した光を前方の投影レンズ２０に向けて反射させて、投影レンズ２０の焦点Ｆ１又はその近傍に集光させるものである。

第一の反射面３１は、楕円面の形状に形成されている。楕円面とは、前後方向に延びた中心軸を回転軸とした回転楕円面若しくは扁平楕円面又はこれらを基調とした自由曲面をいう。扁平楕円面とは、前後方向に延びた中心軸を回転軸とした回転楕円面が上下又は左右につぶれたものをいう。また、第一の反射面３１は、これらの回転楕円面、扁平楕円面又は自由曲面を組み合わせた複合楕円面であってもよい。

より好ましくは、楕円面系リフレクタ３０は、以下のように設けられている。即ち、楕円面系リフレクタ３０は、上部リフレクタ３２と、下部リフレクタ３４とを有する。上部リフレクタ３２は、バルブ１０の上方に配置されている。そして、上部リフレクタ３２は、バルブ１０の発光部１２の後ろから発光部１２の上斜め前・右上斜め前・左上斜め前にかけて発光部１２の上側を覆うように略ドーム状に設けられている。下部リフレクタ３４は、バルブ１０の下方に配置されている。その下部リフレクタ３４は、発光部１２の後ろから発光部１２の下斜め前・右下斜め前・左下斜め前にかけて発光部１２の下側を覆うように略逆ドーム状に設けられている。

上部リフレクタ３２の内面が上部反射面３３とされ、下部リフレクタ３４の内面が下部反射面３５とされている。上部反射面３３と下部反射面３５の組合せが、第一の反射面３１である。上部反射面３３は、前後方向に延びた中心軸を回転軸とした回転楕円面を上下につぶして左右に拡げた扁平楕円面であるか、又は、その扁平楕円面を基調とした自由曲面である。下部反射面３５は、前後方向に延びた中心軸を回転軸とした回転楕円面であるか、又は、その回転楕円面を基調とした自由曲面である。ここで、上部反射面３３の上下方向の扁平度は下部反射面３５の上下方向の扁平度よりも大きく、上部反射面３３が下部反射面３５よりも左右に広がるように設けられている。

上部反射面３３の後側焦点（第一焦点）Ｆ３１が上部リフレクタ３２の内側に設定され、その後側焦点Ｆ３１よりも前方に上部反射面３３の前側焦点（第二焦点）Ｆ３２が設定されている。下部反射面３５の後側焦点（第一焦点）Ｆ５１が下部リフレクタ３４の内側に設定され、その後側焦点Ｆ５１よりも前方に下部反射面３５の前側焦点（第二焦点）Ｆ５２が設定されている。上部反射面３３が扁平楕円面又はそれを基調とした自由曲面に形成されているので、前側焦点Ｆ３２は、水平左右方向に延びるとともに、後ろに凸となるよう湾曲した焦線である。下部反射面３５の前側焦点Ｆ５２は、水平左右方向に延びるとともに、後ろに凸となるよう湾曲した焦線であってもよい。

上部反射面３３及び下部反射面３５の後側焦点Ｆ３１，Ｆ５１は、バルブ１０の発光部１２又はその近傍に位置している。好ましくは、上部反射面３３の後側焦点Ｆ３１と下部反射面３５の後側焦点Ｆ５１が重なっており、更に好ましくは、後側焦点Ｆ３１，Ｆ５１が発光部１２に重なっている。

上部反射面３３及び下部反射面３５の前側焦点Ｆ３２，Ｆ５２が投影レンズ２０の焦点Ｆ１又はその近傍に位置している。好ましくは、上部反射面３３の前側焦点Ｆ３２が投影レンズ２０の焦点Ｆ１よりも前方であって投影レンズ２０よりも後方に位置しており、下部反射面３５の前側焦点Ｆ５２が上部反射面３３の前側焦点Ｆ３２よりも投影レンズ２０の焦点Ｆ１の近くに位置している。更に好ましくは、下部反射面３５の前側焦点Ｆ５２が投影レンズ２０の焦点Ｆ１よりも前方であって投影レンズ２０よりも後方に位置している。

以上のように、第一の反射面３１が上部反射面３３と下部反射面３５の複合楕円面であるから、第一の反射面３１の前側焦点が前側焦点Ｆ３２，Ｆ５２として現れる。上部反射面３３は、発光部１２から発した光を前方の投影レンズ２０に向けて反射させ、その反射光を前側焦点Ｆ３２に集光させる。下部反射面３５は、発光部１２から発した光を前方の投影レンズ２０に向けて反射させ、その反射光を前側焦点Ｆ５２に集光させる。なお、第一の反射面３１が上部反射面３３と下部反射面３５の複合楕円面でなく、単一の楕円面である場合には、第一の反射面３１の後側焦点がバルブ１０の発光部１２又はその近傍に位置し、第一の反射面３１の前側焦点が投影レンズ２０の焦点Ｆ１又はその近傍に位置している。

シェード６０は、バルブ１０と投影レンズ２０との間に配置されている。このシェード６０は、第一の反射面３１によって反射されて投影レンズ２０に向かう反射光の一部を投影レンズ２０の焦点Ｆ１又はその近傍で遮光して、明暗境界線を有する配光パターンを形成するものである。

図５は、立った状態のシェード６０を斜め前から示した概略斜視図であり、図６は、立った状態のシェード６０を斜め後ろから示した概略斜視図である。図５及び図６中、矢印で示された上下前後左右の向きは、シェード６０が立った場合の向きを表している。

図２〜図６に示すように、シェード６０は下部６１及び上部６２を有し、これら下部６１及び上部６２が板状に設けられている。シェード６０の上部６２が下部６１の上端から後ろ上がりに傾斜している。シェード６０の下部６１及び上部６２の前面６３の左右中央部は、投影レンズ２０の像面の湾曲に対応して、後ろに向かって凹むよう湾曲している。

シェード６０の上部６２の上縁６４のうち光軸Ａｘ１よりも左の部分６５（以下、左部上縁６５という。）が略平坦に設けられている。光軸Ａｘ１よりも右の部分６６（以下、右部上縁６６という。）も略平坦に設けられている。左部上縁６５と右部上縁６６が互いに平行に設けられ、左部上縁６５と右部上縁６６の間に段差があり、左部上縁６５と右部上縁６６の間の部分６７（以下、傾斜部６７という。）が左部上縁６５及び右部上縁６６に対して傾斜している。傾斜部６７の傾斜角は、左部上縁６５及び右部上縁６６に対して１５°又は４５°であることが好ましい。なお、左部上縁６５と右部上縁６６が揃っていて、傾斜部６７が無くてもよい。

シェード６０が投影レンズ２０とバルブ１０との間に配置されている。このシェード６０は、第一の反射面３１によって前方に反射された光の一部を遮光する遮光位置（図３参照）と、遮光位置から下に外れた退避位置（図４参照）との間で移動可能に設けられている。具体的には、シェード６０が以下のように移動可能に設けられている。即ち、左右に延びた回転軸６９がシェード６０の下部６１の背面に取り付けられ、この回転軸６９がハウジング等の固定部材に回転可能に支持され、シェード６０が回転軸６９を中心に回転可能に設けられている。シェード６０は、回転軸６９を支点として起立したり、後ろに倒伏したりする。

シェード６０が起立した状態では、そのシェード６０が遮光位置に位置し、シェード６０の上縁６４が投影レンズ２０の焦点Ｆ１又はその近傍に位置している。シェード６０が遮光位置に位置している場合、左部上縁６５と右部上縁６６が水平になっている。また、シェード６０が遮光位置に位置している場合、シェード６０の上縁６４のうち光軸Ａｘ１よりも自車線側の部分が対向車線側の部分よりも高く設定されている。具体的には、車両用灯具１が左側通行用である場合、左部上縁６５が右部上縁６６よりも上に位置し、傾斜部６７が右下りに傾斜している。図２、図５、図６では、シェード６０が左側通行用として示されている。一方、車両用灯具１が右側通行用である場合、シェード６０の右部上縁６６が左部上縁６５よりも上に位置し、傾斜部６７が左下りに傾斜している。

一方、シェード６０が回転軸６９を中心にして後ろに倒伏した状態では、そのシェード６０が退避位置に位置し、シェード６０の上縁６４が投影レンズ２０の焦点Ｆ１から後ろ斜め下に離れている。

シェード６０は駆動機構８０によって駆動される。駆動機構８０は、シェード６０を遮光位置から退避位置に及びその逆に駆動するものである。駆動機構８０は、ソレノイド８１及びアーム８３を有する。ソレノイド８１は、ハウジング等の固定部材に取り付けられているとともに、下部リフレクタ３４の下方に配置されている。ソレノイド８１は、そのプランジャ８２が前に向くように配置されている。ソレノイド８１は、プランジャ８２を前後に進出・後退させる。プランジャ８２の先端がアームの８３の一端に回転可能に連結されている。アーム８３の他端がシェード６０に回転可能に連結されている。

シェード６０の後面６８の上部であってその左右中央部には、第二の反射面７０が形成されている。シェード６０が遮光位置に位置している場合には、この第二の反射面７０が後ろ斜め下に向いている。この第二の反射面７０は、後ろから見て、シェード６０の上縁６４に沿って左右に長尺な帯状に設けられている。第二の反射面７０は、平面であってもよいし、曲面（例えば、凸面、凹面、シリンドリカル面、球面）であってもよいし、その平面又は曲面を基調とした自由曲面（非球面）であってもよい。

シェード６０が遮光位置に位置している場合には、第二の反射面７０が下部反射面３５の前側焦点Ｆ５２よりも後方に位置しているとともに、前側焦点Ｆ５２と下部反射面３５との間に位置している。シェード６０が遮光位置に位置している場合には、第二の反射面７０が、第一の反射面３１によって反射されて投影レンズ２０に向かう反射光の一部を下方に反射させる。具体的には、第二の反射面７０は、下部反射面３５によって反射された反射光の殆どを後ろ斜め下に反射させ、下部反射面３５の前側焦点Ｆ５２を第二の反射面７０の後ろ斜め下の焦点Ｆ５３に変換する。つまり、下部反射面３５と第二の反射面７０からなる光学系の焦点Ｆ５３が第二の反射面７０の後方であって光軸Ａｘ１の下方に設定され、第一の反射面３１の反射光の一部が焦点Ｆ５３に集光する。

第二の反射面７０によって反射された反射光は、複合面系リフレクタ４０によって前方に反射される。図２、図３に示すように、複合面系リフレクタ４０は、シェード６０及び第二の反射面７０の下方に配置されている。図７は、投影レンズ２０、複合面系リフレクタ４０、エクステンションリフレクタ９３及びバルブ１０の位置を示した上面図である。図７や図１に示すように、複合面系リフレクタ４０は、エクステンション９０の開口部９４に臨むようにしてエクステンションリフレクタ９３の後方に配置されている。

図２、図３に示すように、複合面系リフレクタ４０と楕円面系リフレクタ３０は、一体化されている。具体的には、複合面系リフレクタ４０が下部リフレクタ３４の前端から下斜め前に垂下し、複合面系リフレクタ４０の上端と下部リフレクタ３４の前端が連接している。
複合面系リフレクタ４０の前側内面のうち上側の領域であってその左右中央部には、左右一対の第四の反射面４２，４３が形成されている。複合面系リフレクタ４０の前側内面のうち第四の反射面４２，４３の左右及び下の周囲の領域には、第三の反射面４１が形成されている。第三の反射面４１及び第四の反射面４２，４３は、投影レンズ２０よりも後ろに配置されている。また、第三の反射面４１及び第四の反射面４２，４３は、投影レンズ２０の焦点Ｆ１の下方に配置されている。

第三の反射面４１は、放物面の形状に形成されている。放物面とは、前後方向に延びた中心軸を回転軸とした回転放物面又はこれを基調とした自由曲面である。第三の反射面４１の焦点は、投影レンズ２０の焦点Ｆ１又はその近傍に設定されている。好ましくは、第三の反射面４１の焦点が、投影レンズ２０の焦点Ｆ１よりも僅か後方に、且つ、焦点Ｆ１よりも下方に設定されている。更に好ましくは、第三の反射面４１の焦点が、下部反射面３５と第二の反射面７０からなる光学系の焦点Ｆ５３に重なっている。

第三の反射面４１は、第二の反射面７０によって下方に反射された反射光を前方に向けて反射させる。第三の反射面４１によって反射された反射光は、投影レンズ２０の下の開口部９４を通って前方に投射される。

図７に示すように、水平断面での第四の反射面４２の形状は、楕円弧又は楕円弧を基調とした自由曲線である。上から平面視した場合、第四の反射面４２の楕円弧に係る後側焦点（第一焦点）Ｆ４２が、下部反射面３５と第二の反射面７０からなる光学系の焦点Ｆ５３又はその近傍に設定されている。上から平面視した場合、第四の反射面４２の楕円弧に係る長軸Ａｘ２は、後側焦点Ｆ４２から左斜め前に延びているとともに、光軸Ａｘ１を基準として左に傾いている。上から平面視した場合、第四の反射面４２の楕円弧に係る前側焦点Ｆ４４は、下部反射面３５と第二の反射面７０からなる光学系の焦点Ｆ５３の左斜め前方に設定されている。具体的には、前側焦点Ｆ４４は、開口部９４内であって開口部９４の左縁の近傍に設定されている。
左右方向に垂直な鉛直断面での第四の反射面４２の形状は、直線、円弧、楕円弧若しくは放物線又はこれらを基調とした自由曲線である。左右方向に垂直な鉛直断面での第四の反射面４２の形状がその他の形状でもよい。

水平断面での第四の反射面４３の形状は、楕円弧又は楕円弧を基調とした自由曲線である。上から平面視した場合、第四の反射面４３の楕円弧に係る後側焦点Ｆ４３が、下部反射面３５と第二の反射面７０からなる光学系の焦点Ｆ５３又はその近傍に設定されている。上から平面視した場合、第四の反射面４３の楕円弧に係る長軸Ａｘ３は、後側焦点Ｆ４３から右斜め前に延びているとともに、光軸Ａｘ１を基準として右に傾いている。上から平面視した場合、第四の反射面４３の楕円弧に係る前側焦点Ｆ４５は、下部反射面３５と第二の反射面７０からなる光学系の焦点Ｆ５３の右斜め前方に設定されている。具体的には、前側焦点Ｆ４５は、開口部９４内であって開口部９４の右縁の近傍に設定されている。
左右方向に垂直な鉛直断面での第四の反射面４３の形状は、直線、円弧、楕円弧若しくは放物線又はこれらを基調とした自由曲線である。左右方向に垂直な鉛直断面での第四の反射面４３の形状がその他の形状でもよい。

第四の反射面４２は、光軸Ａｘ１を通る鉛直断面よりも左に配置され、第四の反射面４３は、光軸Ａｘ１を通る鉛直断面よりも右に配置されている。光軸Ａｘ１を通る鉛直断面が、第四の反射面４２の右縁と第四の反射面４３の左縁を通っている。左右の第四の反射面４２，４３が、光軸Ａｘ１を通る鉛直断面に関して面対称である。なお、左右の第四の反射面４２，４３が面対称でなくてもよい。

オーバヘッドサイン配光用リフレクタ５０は、シェード６０の前側に配置されている。オーバヘッドサイン配光用リフレクタ５０は、シェード６０によって遮光されなかった反射光の一部を投影レンズ２０に向けて上に反射させ、オーバヘッドサイン配光を形成するものである。

シェード６０の動作について説明する。
ソレノイド８１のプランジャ８２が後ろに引き込むと、シェード６０が回転軸６９を中心に前に起き上がる。そして、図３に示すように、シェード６０が遮光位置まで移動すると、ソレノイド８１のプランジャ８２の引込動作も止まる。
一方、ソレノイド８１のプランジャ８２が前に引き出ると、シェード６０が回転軸６９を中心に後ろに倒れる。そして、図４に示すように、シェード６０が退避位置まで移動すると、ソレノイド８１のプランジャ８２の引出動作も止まる。

図８及び図９を参照して、車両用灯具１の配光特性について説明する。図８は、シェード６０が遮光位置に位置している場合の配光パターンを示したものである。図９は、シェード６０が退避位置に位置している場合の配光パターンを示したものである。図８及び図９は、車両用灯具１から前方に所定距離離れた仮想スクリーンに形成される配光パターンを示したものである。図８及び図９において横軸は、光軸Ａｘ１と仮想スクリーンの交点をゼロ°として左右の角度を表し、縦軸は、光軸Ａｘ１と仮想スクリーンの交点をゼロ°として上下の角度を表す。

シェード６０が遮光位置に位置している場合について説明する（図３、図８参照）。
バルブ１０に給電されて、発光部１２が発光する。そうすると、発光部１２から発した光が第一の反射面３１によって前方に反射される。シェード６０が遮光位置に位置していると、第一の反射面３１によって反射した光の一部がシェード６０によって遮光される。シェード６０によって遮光されずにシェード６０の上を通過した反射光は、投影レンズ２０に入射して、投影レンズ２０の前方に投射される。反射光の一部がシェード６０によって遮光されるから、投影レンズ２０によって前方に投射される光の照射範囲が光軸Ａｘ１を通る水平面以下になり、図８に示すような配光パターンＰ１が仮想スクリーンに形成される。配光パターンＰ１は、光軸Ａｘ１を通る水平面と仮想スクリーンとの交線（光軸Ａｘ１を中心にして上下方向にゼロ°の線）に沿ったカットオフライン（明暗境界線）Ｃ１を明部の上縁に有するものである。配光パターンＰ１の明部の形成に寄与する光は、主に、発光部１２から上に向かって発して上部反射面３３で反射される光である（図３に示す光ビームＢ１参照）。上部反射面３３が左右に広がるよう設けられているから、この配光パターンＰ１の明部が左右に広がりのあるものとなる。なお、バルブ１０がＨＩＤである場合、発光部１２から上に発する光は白色光であるから、配光パターンＰ１の明部が白色となる。

シェード６０によって遮光されずにシェード６０の上を通過した反射光がオーバヘッドサイン配光用リフレクタ５０によって反射され、その反射光が投影レンズ２０によって光軸Ａｘ１を通る水平面より上に投射される。そのため、図８に示すような、オーバヘッドサイン配光パターンＰ３が仮想スクリーンに形成される。

また、第一の反射面３１による反射光の一部が、第二の反射面７０によって下方の第三の反射面４１及び第四の反射面４２，４３に向けて反射される。第二の反射面７０による反射光が第三の反射面４１及び第四の反射面４２，４３によって反射される。第三の反射面４１及び第四の反射面４２，４３によって反射された光は、開口部９４を通って前方に投射される。第三の反射面４１及び第四の反射面４２，４３によって前方に反射される光の照射範囲が光軸Ａｘ１を通る水平面以下になり、図８に示すような配光パターンＰ２が仮想スクリーンに形成される。配光パターンＰ２の明部が配光パターンＰ１の明部に重なる。配光パターンＰ１と配光パターンＰ２との組合せによってすれ違い用ロービームの配光パターンが得られる。

配光パターンＰ２の明部の形成に寄与する光は、主に、発光部１２から下に向かって発して下部反射面３５で反射される光である（図３に示す光ビームＢ２参照）。また、上部反射面３３による反射光の一部も第二の反射面７０によって下方に反射されるから、その光も配光パターンＰ２の明部の形成に寄与する（図３に示す光ビームＢ３参照）。上部反射面３３による反射光の多くがシェード６０の上を通過するから、上部反射面３３の反射光よりも下部反射面３５の反射光の方が配光パターンＰ２の明部の形成に、より寄与する。なお、バルブ１０がＨＩＤである場合、発光部１２から下に発する光が黄色光であるから、配光パターンＰ２の明部が黄色となる。

下部反射面３５及び第二の反射面７０で反射された光（光ビームＢ２）のうち第三の反射面４１に入射した光は、第三の反射面４１によって前方に反射される。第三の反射面４１で反射された光は略平行光となり、その照射範囲は光軸Ａｘ１を通る水平面よりも下であって、左右方向ゼロ°の位置を中心とする。

下部反射面３５及び第二の反射面７０で反射された光のうち第四の反射面４２に入射した光は、第四の反射面４２によって左斜め前に反射される。第四の反射面４２で反射された光は、開口部９４内であって開口部９４の左縁の近傍に集光する。その集光箇所よりも前方では広がりのある光となる。第四の反射面４２で反射された光の照射範囲は光軸Ａｘ１を通る水平面よりも下であって、左右方向ゼロ°の位置よりも左側の位置（長軸Ａｘ２と仮想スクリーンの交点）を中心とする。

下部反射面３５及び第二の反射面７０で反射された光のうち第四の反射面４３に入射した光は、第四の反射面４３によって右斜め前に反射される。第四の反射面４３で反射された光は、開口部９４内であって開口部９４の右縁の近傍に集光する。その集光箇所よりも前方では広がりのある光となる。第四の反射面４３で反射された光の照射範囲は光軸Ａｘ１を通る水平面よりも下であって、左右方向ゼロ°の位置よりも右側の位置（長軸Ａｘ３と仮想スクリーンの交点）を中心とする。

配光パターンＰ２の明部は、第三の反射面４１及び第四の反射面４２，４３で反射された光の照射範囲の組合せである。そのため、配光パターンＰ２の明部は、左右に広がりのあるものとなる。

シェード６０が退避位置に位置している場合について説明する（図４、図９参照）。
シェード６０が退避位置に位置していると、第一の反射面３１で反射された反射光が遮光されず、更に第二の反射面７０に入射する反射光もない。第一の反射面３１で反射された反射光は、投影レンズ２０に入射して、投影レンズ２０の前方に投射される。そのため、図９に示すような配光パターンが仮想スクリーンに形成される。図９に示された配光パターンは、走行用ハイビームの配光パターンであって、配光パターンＰ４と配光パターンＰ５の組合せである。

第一の反射面３１のうち上部反射面３３で反射された光が、図９に示された配光パターンＰ４の形成に寄与する。上部反射面３３が左右に広がるよう設けられているから、この配光パターンＰ４の明部が左右に広がりのあるものとなる。また、配光パターンＰ４は、上下方向ゼロ°の水平面よりも上の中心部に明部Ｌを有するものである。明部Ｌは、上部反射面３３で反射された光のうち投影レンズ２０の焦点Ｆ１の下方を後ろから前に通過した光によって形成されたものである。具体的には、シェード６０が遮光位置に位置していた場合に上部反射面３３及び第二の反射面７０によって反射された光は、シェード６０が退避位置に位置することによって第二の反射面７０によって反射されなくなり、その光が明部Ｌの形成に寄与する。

第一の反射面３１のうち下部反射面３５で反射された光が、図９に示された配光パターンＰ５の形成に寄与する。配光パターンＰ５の明部は、左右方向ゼロ°の位置を中心としているとともに、上下方向ゼロ°の水平面よりも上に形成される。上部反射面３３の上下方向の扁平度は下部反射面３５の上下方向の扁平度よりも大きいから、配光パターンＰ５の明部の左右の広がりが配光パターンＰ４の明部の左右の広がりよりも狭い。

以上のような本実施形態によれば、第二の反射面７０がシェード６０の後面に形成されている。シェード６０が立った状態では、シェード６０が第一の反射面３１の前側焦点（前側焦点Ｆ３２，Ｆ５２）の近傍に配置されているから、第一の反射面３１によって集光された反射光が第二の反射面７０に入射する。そのため、第二の反射面７０の面積が小さくとも、大光量の光を第二の反射面７０で反射することができる。第二の反射面７０が狭くて済むので、車両用灯具１の小型化に貢献することができる。

また、第二の反射面７０がバルブ１０と投影レンズ２０の間に配置されているから、車両用灯具１の大型化を抑えることができる。

また、第二の反射面７０がシェード６０に形成されているから、第二の反射面７０用に別途リフレクタを必要としない。そのため、車両用灯具１の構成部品を削減することができ、コストダウンを図ることができる。

また、仮に第二の反射面７０が無いものとしたらシェード６０によって遮光される光が、第二の反射面７０によって下方に反射される。その反射光がすれ違い用の配光パターンに用いられる。そのため、発光部１２から発した光の光束利用効率が向上する。

また、第一の反射面３１による反射光が第二の反射面７０によって下方の第三の反射面４１及び第四の反射面４２，４３に向けて反射されるため、第三の反射面４１や第四の反射面４２，４３と第二の反射面７０との距離が短くても、第三の反射面４１及び第四の反射面４２，４３による反射光が投影レンズ２０やそのレンズホルダ等に干渉されない。そして、第三の反射面４１及び第四の反射面４２，４３による反射光の照射範囲を、光軸Ａｘ１を通る水平面よりも下にすることができる（図８参照）。第三の反射面４１や第四の反射面４２，４３と第二の反射面７０の距離を短くすることができるから、車両用灯具１の上下方向の大きさを小さくすることができる。

また、配光パターンＰ２の明部が配光パターンＰ１の明部に重なっているから、明るい配光が得られ、前方視認性が向上する。特に、バルブ１０がＨＩＤである場合、黄色の明部（配光パターンＰ２の明部）が白色の明部（配光パターンＰ１の明部）に重なるから、色ムラの発生を抑えることができる。

また、シェード６０が後ろに倒れることによってシェード６０が退避位置に位置するから、第二の反射面７０が隠れやい。そのため、シェード６０が退避位置に位置した場合、第一の反射面３１で反射された光が第二の反射面７０によって確実に反射しないようにすることができる。

また、シェード６０が遮光位置に位置した場合に形成される配光パターンＰ１の明部と、シェード６０が退避位置に位置した場合に形成される配光パターンＰ４の明部は、左右の広がり具合がほぼ同じである。配光パターンＰ１の明部と、配光パターンＰ２の明部とは、上部反射面３３によって反射された光によって形成される。そのため、これら明部の明るさはほぼ同じである。光軸Ａｘ１を通る水平面よりも下の領域に着目すると、シェード６０が遮光位置に位置した場合は、配光パターンＰ１の明部と配光パターンＰ２に明部が重なっているのに対し、シェード６０が反射位置に位置した場合、主に配光パターンＰ４の明部のみである。従って、シェード６０が遮光位置に位置した場合と、シェード６０が退避位置に位置した場合では、光軸Ａｘ１を通る水平面よりも下の領域の明るさが大きく変化する。そのため、すれ違い用のビームと走行用のビームの視覚的差異が大きくなる。それゆえ、走行用ビームとすれ違い用ビームの切り替え感を向上させることができる。

また、シェード６０が遮光位置に位置した場合に形成される配光パターンＰ２の明部の左右の広がりは、シェード６０が退避位置に位置した場合に形成される配光パターンＰ５の左右の広がりよりも広い。よって、すれ違い用ビームは、走行用ビームと比較して、より広い範囲をより明るく照らす。また、配光パターンＰ２の明部と配光パターンＰ５の明部とは、共に、下部反射面３５によって形成される。そのため、配光パターンＰ５の明部が、配光パターンＰ２の明部よりも明るく見える。よって、遠方視認性は、すれ違い用ビームよりも走行用ビームの方が高い。従って、すれ違い用のビームと走行用のビームの視覚的差異が大きくなる。

また、第四の反射面４２，４３の楕円弧に係る前側焦点Ｆ４４，Ｆ４５が開口部９４内に設定されているから、第四の反射面４２，４３による反射光がエクステンションリフレクタ９３によって遮光されない。特に、第四の反射面４２，４３の楕円弧に係る前側焦点Ｆ４４，Ｆ４５が開口部９４の縁近傍に設定されているから、配光パターンＰ２の明部の左右の広がりを開口部９４の範囲内で最大限に広げることができる。

本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、幾つかの変形例を挙げる。以下に挙げる変形例は、可能な限り組み合わせてもよい。

〔変形例１〕
シェード６０を回転させるための動力源がソレノイド８１に限るものではなく、モータであってもよいし、ピエゾ素子であってもよいし、その他の動力源であってもよい。例えば、モータの駆動軸を回転軸６９に直結してもよいし、モータの駆動軸と回転軸６９との間に歯車機構を設けてもよい。

〔変形例２〕
複合面系リフレクタ４０の前側内面の前端部に、オーバヘッドサイン配光用の反射面を形成してもよい。

〔変形例３〕
上記実施形態では、シェード６０が回転軸６９を中心にして前後に揺動可能に設けられていた。それに対して、シェード６０がリニアガイド等によって昇降可能に設けられていてもよい。この場合、シェード６０が上昇して、シェード６０の上縁６４が投影レンズ２０の焦点Ｆ１又はその近傍に位置したら、シェード６０が止まる。一方、シェード６０が下降して、シェード６０の上縁６４が投影レンズ２０の焦点Ｆ１又はその近傍から下に離れたら、シェード６０が止まる。駆動機構８０も適宜設計変更して、その駆動機構８０によってシェード６０を昇降させる。

１車両用灯具
１０バルブ
１２発光部
２０投影レンズ
３１第一の反射面
３３上部反射面
３５下部反射面
４１第三の反射面
４２，４３第四の反射面
５０オーバヘッドサイン配光用リフレクタ
６０シェード
６４上縁
６９回転軸
７０第四の反射面
８０駆動機構
９０エクステンション
９４開口部

Claims

バルブと、
前記バルブの前方に配置され、その光軸が前後方向に設定されるとともにその焦点が前記バルブとの間に設定された投影レンズと、
前記投影レンズの後方に配置され、前記バルブからの光を前記投影レンズに向けて反射させ、その反射光を前記投影レンズの焦点又はその近傍に集光させる第一の反射面と、
上縁を有するとともに、その上縁が前記投影レンズの焦点又はその近傍に位置した遮光位置と、その上縁が前記投影レンズの焦点から下方に離れた退避位置との間を移動可能に設けられたシェードと、
前記シェードの後面に設けられ、前記シェードが前記遮光位置に位置した場合に、前記第一の反射面から前記投影レンズに向かう反射光の一部を下方に反射させる第二の反射面と、
前記投影レンズの焦点の下方に配置され、前記シェードが前記遮光位置に位置した場合に前記第二の反射面によって反射された反射光を前方に反射させて、その反射光を前記投影レンズの下方を通じて前方に投射する第三の反射面と、
前記投影レンズの焦点の下方に配置され、前記シェードが前記遮光位置に位置した場合に前記第二の反射面によって反射された反射光を右斜め前及び左斜め前に反射させて、その反射光を前記投影レンズの下方を通じて右斜め前及び左斜め前に投射する左右一対の第四の反射面と、を備えることを特徴とする車両用灯具。
前記シェードが前記遮光位置に位置した場合に、前記第三の反射面及び前記一対の第四の反射面によって投射される光の照射範囲が前記第一の反射面から前記投影レンズに向かって前記投影レンズによって前方に投射される光の照射範囲に重なることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記シェードが前記遮光位置に位置した場合に、前記第三の反射面及び前記一対の第四の反射面によって投射される光の照射範囲が前記投影レンズの光軸を通る水平面以下であり、
前記シェードが前記遮光位置に位置した場合に、前記第一の反射面から前記投影レンズに向かって前記投影レンズによって前方に投射される光の照射範囲が前記投影レンズの光軸を通る水平面以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
前記第一の反射面が、前記バルブの発光部の上側を覆う上部反射面と、前記バルブの発光部の下側を覆う下部反射面と、を有し、
前記上部反射面の後側焦点が前記バルブの発光部又はその近傍に設定され、
前記上部反射面の前側焦点が前記投影レンズの後方であって前記投影レンズの焦点の前方に設定され、
前記下部反射面の後側焦点が前記バルブの発光部又はその近傍に設定され、
前記下部反射面の前側焦点が前記上部反射面の前側焦点よりも前記投影レンズの焦点に近く設定され、
前記シェードが遮光位置に位置している場合の前記第二の反射面の位置が前記下部反射面の前側焦点と前記下部反射面との間であり、
前記シェードが遮光位置に位置している場合に、前記下部反射面と前記第二の反射面とからなる光学系の焦点が前記第二の反射面の後方に設定され、
水平断面での前記一対の第四の反射面の形状が楕円弧又はそれを基調とした自由曲線であり、
前記一対の第四の反射面の楕円弧に係る後側焦点が前記光学系の焦点又はその近傍に設定され、
前記一対の第四の反射面の楕円弧に係る長軸がその楕円弧に係る後側焦点からそれぞれ右斜め前、左斜め前に延びていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の車両用灯具。
前記投影レンズの上下左右を囲うように設けられているとともに、前後方向に貫通した開口部を前記投影レンズの下方に有するエクステンションを更に備え、
前記第三の反射面及び前記一対の第四の反射面が前記開口部の後ろに配置され、
前記一対の第四の反射面の楕円弧に係る前側焦点が前記開口部内に設定されているとともに、前記開口部の右縁近傍、左縁近傍にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。
前記シェードを前記遮光位置から前記退避位置へ及びその逆に駆動する駆動機構を更に備えることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の車両用灯具。