JP5912539B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

本発明は、車両用前照灯に関し、特に、投影レンズを通じて配光パターンを形成するリフレクタを備えた車両用前照灯に関する。

従来から、投影レンズの光軸よりも下方にＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子を光源として配置し、光源からの光をリフレクタで反射させて、投影レンズを通じて配光パターンを形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。さらに、可動シェードを用いて、ロービーム用の配光形状とハイビーム用の配光形状を切替可能に設けられた車両用前照灯が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８−２８８１１３号公報 特開２００８−７８０８７号公報

上述の特許文献に既済されるように、投影レンズの光軸よりも下方に光源を配置して、さらに当該光軸よりも下方にもリフレクタを設けることにより、当該光軸よりも上方にのみリフレクタが設けられている場合に比べて配光パターン全体における光度の低下を抑制することが可能である。しかしながら、上述の特許文献に記載された車両用前照灯では、リフレクタが連続した面を形成されていることから配光パターンの形状や光度分布の自由度は制限されていた。

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、リフレクタで反射することによる配光パターンの光度低下を抑制しつつ、配光パターンの形状や光度分布の自由度を高めることが可能な車両用前照灯を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用前照灯は、光源が取り付けられる光源取付部と、光源の光を投影レンズに向けて反射する第１反射面を有し、投影レンズを通じて第１配光パターンを形成する第１リフレクタと、光源の光を投影レンズに向けて反射する第２反射面を有し、投影レンズを通じて第１配光パターンの略中央に第１配光パターンよりも小さい第２配光パターンを形成する第２リフレクタと、所定の第１位置と所定の第２位置との間で移動可能に設けられ、第１位置にあるときに第１リフレクタおよび第２リフレクタから投影レンズに向かう反射光の一部を遮光をして、第１配光パターンおよび第２配光パターンの合成パターンから所定のカットオフラインより上方の部分が削除されたロービーム用配光パターンを形成し、第２位置にあるときに第１リフレクタおよび第２リフレクタから投影レンズに向かう反射光の遮光を解除して合成パターンを形成するシェードと、シェードを、第１位置と第２位置との間で移動させる移動機構と、を備える。光源取付部は、灯具光軸より下方に光源を配置し、第１反射面と第２反射面とは非連続に形成されている。

この態様によれば、第１反射面と第２反射メントが非連続に形成されているため、一方の形状が他方の形状に与える影響が少ない。このため、第１配光パターンおよび第２配光パターンの形状や光度の自由度を高めることができ、適切な合成配光パターンおよびロービーム配光パターンを形成することができる。

第２反射面は、投影レンズの光軸よりも下方に配置されてもよい。この態様によれば、例えば第１反射面および第２反射面の双方が投影レンズの光軸よりも上方に配置されている場合に比べ、第１反射面および第２反射面の面積を広くとることができる。このため、第１配光パターンおよび第２配光パターンの形状や光度の自由度を高めつつ、照射光の光度をより高めることができる。

本発明によれば、リフレクタで反射することによる配光パターンの光度低下を抑制しつつ、配光パターンの形状や光度分布の自由度を高めることが可能な車両用前照灯を提供することができる。

本実施形態に係る車両用前照灯の右側面図である。 灯具ユニットの斜視図である。 灯具ユニットの側面図である。 可動シェードが退避位置にあるときに形成される配光パターンを示す図である。 可動シェードが進出位置にあるときに形成される配光パターンを示す図である。 （ａ）は、第１リフレクタの第１反射面による反射光の経路を示す図である。（ｂ）は、第２リフレクタの第２反射面による反射光の経路を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る車両用前照灯１０の右側面図である。以下、図１において左側を灯具前方、右側を灯具後方として説明する。車両用前照灯１０は、ランプボディ１２、透光カバー１４、支持部材１６、エイミングスクリュー１８、および灯具ユニット２０を有する。理解を容易にするため、ランプボディ１２および透光カバー１４は鉛直面による断面を示している。なお、車両用前照灯１０が車両に装着される場合、車両には互いに左右対称に形成された車両用前照灯１０が車両左前方および右前方のそれぞれに設けられる。図１は、左右いずれかの車両用前照灯１０の構成を示している。

ランプボディ１２は開口を有する箱状に形成される。透光カバー１４は透光性を有する樹脂またはガラスによって椀状に形成される。透光カバー１４は、縁部がランプボディ１２の開口部に取り付けられる。こうして、ランプボディ１２と透光カバー１４とによって覆われる領域に灯室が形成される。灯室内には、光源を含む灯具ユニット２０が配置される。透光カバー１４は、灯具前方に光を照射すべく灯具ユニット２０からの光を透過する。

図２は、灯具ユニット２０の斜視図である。図３は、灯具ユニット２０の側面図である。灯具ユニット２０は、投影レンズ３２、第１リフレクタ３４、第２リフレクタ３６、可動シェード３８、シェードアクチュエータ４０、発光モジュール４２を有する。投影レンズ３２は、灯具前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、その後方焦点面上に形成される光源像を反転像として灯具前方に投影する。支持部材１６は、投影レンズ３２、発光モジュール４２を支持する。支持部材１６は、エイミングスクリュー１８によってランプボディ１２に固定されている。こうして灯具ユニット２０が、ランプボディ１２に固定される。

発光モジュール４２は、発光素子４４および基板４６を有する。発光素子４４は、半導体発光素子であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）によって構成される。なお、発光素子４４がＬＥＤ以外の発光素子によって構成されていてもよく、また、発光素子４４に代えて放電灯や白熱灯など他の光源が用いられてもよい。支持部材１６の光源取付部１６ａに、発光素子４４が取り付けられる。光源取付部１６ａは、投影レンズ３２の後方焦点と投影レンズ３２の上端近傍とを通過する直線上且つ灯具光軸Ａｘより下方に発光素子４４を配置する。光源取付部１６ａは、発光素子４４が後ろ且つ上方に斜めに光を照射するよう発光モジュール４２を支持する。なお、光源取付部１６ａは、発光素子４４が真っ直ぐ上方（略真上）に光を照射するよう発光モジュール４２を支持してもよい。

第１リフレクタ３４および第２リフレクタ３６は、発光素子４４からの光を反射して、投影レンズ３２の後方焦点面に光源像を形成する。このように第１リフレクタ３４、第２リフレクタ３６、および投影レンズ３２は、発光素子４４が発した光を灯具前方に向けて集光する光学部材として機能する。

第１リフレクタ３４は、発光素子４４の光を投影レンズ３２に向けて反射する第１反射面３４ａを有し、投影レンズ３２を通じて第１配光パターンＰ１を形成する。第２リフレクタ３６は、発光素子４４の光を投影レンズ３２に向けて反射する第２反射面３６ａを有し、投影レンズ３２を通じて第２配光パターンＰ２を形成する。第１配光パターンおよび第２配光パターンについては後述する。

可動シェード３８は、所定の進出位置と所定の退避位置との間で移動可能に設けられる。可動シェード３８は、退避位置にあるときに第１リフレクタ３４および第２リフレクタ３６から投影レンズ３２に向かう反射光の遮光を解除して、第１配光パターンＰ１および第２配光パターンＰ２の合成配光パターンＰＳを形成する。一方、可動シェード３８は、進出位置にあるときに第１リフレクタ３４および第２リフレクタ３６から投影レンズ３２に向かう反射光の一部を遮光する。可動シェード３８の上端面３８ａには、ロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインを形成するよう、段差がある水平面として形成されている。これにより第１配光パターンＰ１および第２配光パターンＰ２の合成配光パターンＰＳから所定のカットオフラインより上方の部分が削除されたロービーム用配光パターンＰＬを形成する。なお、可動シェード３８の上端面３８ａは、反射面であってもよい。

シェードアクチュエータ４０は、可動シェード３８を、進出位置と退避位置との間で移動させる。したがってシェードアクチュエータ４０は、可動シェード３８の移動機構として機能する。車両用前照灯１０が搭載される車両には、ライトスイッチが設けられている。また、車両用前照灯１０が搭載される車両には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、発光素子４４の点灯やシェードアクチュエータ４０の作動を制御する灯具電子制御ユニット（図示せず。以下、「灯具ＥＣＵ」という）が設けられている。灯具ＥＣＵは、シェードアクチュエータ４０に駆動信号を出力することによりシェードアクチュエータ４０を作動させ、可動シェード３８を進出位置と退避位置のいずれかに配置させる。シェードアクチュエータ４０は、モータと減速機構によって構成されている。なお、シェードアクチュエータ４０がソレノイドを含むものであってもよい。

本実施形態では、第１反射面３４ａと第２反射面３６ａとは非連続に形成されている。これにより、形成すべき配光パターンの形状や光度分布の自由度を高めることができる。また、第２反射面３６ａは、投影レンズ３２の光軸Ａｘよりも下方に配置される。このため、例えば第１反射面３４ａおよび第２反射面３６ａの双方が投影レンズの光軸Ａｘよりも上方に配置されている場合に比べ、第１反射面３４ａおよび第２反射面３６ａの面積を広くとることができる。

図４は、可動シェード３８が退避位置にあるときに形成される配光パターンを示す図である。第１リフレクタ３４は、投影レンズ３２を通じて、水平方向に長い楕円状の大きな第１配光パターンＰ１を形成する。第２リフレクタ３６は、投影レンズ３２を通じて、第１配光パターンＰ１の略中央に第１配光パターンＰ１よりも小さい第２配光パターンＰ２を形成する。第２配光パターンＰ２もまた水平方向に長い楕円状に形成される。なお、第１配光パターンＰ１および第２配光パターンＰ２の形状や位置がこれに限定されないことは勿論である。

こうして、可動シェード３８が退避位置にあるときは、第１配光パターンＰ１と第２配光パターンとの合成配光パターンＰＳが形成される。合成配光パターンＰＳは、ロービーム用配光パターンにハイビーム用配光パターンが付加された状態の配光パターンとして利用される。

本実施形態のように第１配光パターンＰ１を形成する第１リフレクタ３４の第１反射面３４ａと第２配光パターンＰ２を形成する第２リフレクタ３６の第２反射面３６ａとを非連続に形成することで、広い第１配光パターンＰ１の中で、光度を高めるべき個所に適切に第２配光パターンＰ２を形成することができる。このため、合成配光パターンＰＳの最大光度を高めることができる。

図５は、可動シェード３８が進出位置にあるときに形成される配光パターンを示す図である。可動シェード３８の上端面３８ａによって、カットオフラインＣＬが形成される。可動シェード３８は、合成配光パターンＰＳから、このカットオフラインＣＬより上方部分を削除することで、ロービーム用配光パターンＰＬを形成する。ロービーム用配光パターンＰＬが形成されるときも、第２配光パターンＰ２の一部が中央に形成されるため、ロービーム用配光パターンＰＬの消点付近の光度を高めることができ、遠方視認性を高めることができる。

図６（ａ）は、第１リフレクタ３４の第１反射面３４ａによる反射光の経路を示す図である。図６（ｂ）は、第２リフレクタ３６の第２反射面３６ａによる反射光の経路を示す図である。図６（ａ）および図６（ｂ）は、ともに上方から見た図を示している。

図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、第２反射面３６ａによる反射光の方が、第１反射面３４ａによる反射光よりも、投影レンズ３２の焦点Ｐｆ付近でより集光していることが分かる。このため、第２反射面３６ａによって、第１配光パターンＰ１より小さいが光度の高い第２配光パターンＰ２を形成することができる。このため、合成配光パターンＰＳの最大光度を高めることができる。

本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。

１０ 車両用前照灯、 １６ａ 光源取付部、 ２０ 灯具ユニット、 ３２ 投影レンズ、 ３４ 第１リフレクタ、 ３４ａ 第１反射面、 ３６ 第２リフレクタ、 ３６ａ 第２反射面、 ３８ 可動シェード、 ３８ａ 上端面、 ４０ シェードアクチュエータ、 ４２ 発光モジュール、 ４４ 発光素子。

Claims (2)

1. 光源が取り付けられる光源取付部と、
   前記光源の光を投影レンズに向けて反射する第１反射面を有し、前記投影レンズを通じて第１配光パターンを形成する第１リフレクタと、
   前記光源の光を前記投影レンズに向けて反射する第２反射面を有し、前記投影レンズを通じて第１配光パターンの略中央に第１配光パターンよりも小さい第２配光パターンを形成する第２リフレクタと、
   所定の第１位置と所定の第２位置との間で移動可能に設けられ、第１位置にあるときに第１リフレクタおよび第２リフレクタから前記投影レンズに向かう反射光の一部を遮光をして、第１配光パターンおよび第２配光パターンの合成配光パターンから所定のカットオフラインより上方の部分が削除されたロービーム用配光パターンを形成し、第２位置にあるときに第１リフレクタおよび第２リフレクタから前記投影レンズに向かう反射光の遮光を解除して前記合成配光パターンを形成するシェードと、
   前記シェードを、第１位置と第２位置との間で移動させる移動機構と、
   を備え、
   前記光源取付部は、灯具光軸より下方に前記光源を配置し、
   第１反射面と第２反射面とは非連続に形成されていることを特徴とする車両用前照灯。
2. 第２反射面は、前記投影レンズの光軸よりも下方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。

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