JP2021114405A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体型の光源の下方にリフレクタを備えた前照灯（車両用灯具）において、そのリフレクタの反射面に形成したカットオフ配光セグメントの側縁部の加工アールに起因する対向車線側へのグレアを抑制する。【解決手段】リフレクタ３の反射面３００を車幅方向に並ぶ複数のセグメント３１〜３３に分割し、上方から見て光源２の発光部２０を含む少なくとも一つのセグメント３１をカットオフ配光セグメント３１とする。対向車線側に隣接する対向車線側セグメント３２を、カットオフ配光セグメント３１よりも車両前方に配置する一方、反対側に隣接する自車線側セグメント３３はカットオフ配光セグメント３１よりも車両後方に配置する。【選択図】図５

Description

本発明は、光源からの放射光をリフレクタにより反射させ、所定の配光パターンとして車両前方に照射するようにした車両用灯具に関する。

従来から車両用灯具においては、対向車の運転手を幻惑しないようにロービーム（すれ違い用）の配光パターンが設定されている。この配光パターンは一例を図４に示すように、車両前方の仮想の鉛直スクリーン上において、水平線Ｈと垂直線Ｖとが交差する点の近傍から自車の走行車線側（図の左側であって以下、自車線側ともいう）に向かって斜め上向きに延びる斜めカットオフラインＣＬ１を有しており、これにより対向車線側（図の右側）へのグレアを抑制しながら、自車線側は遠方まで照らせるようになっている。

また、車両用灯具としては、いわゆるリフレクタタイプの灯具ユニットを備えたものが知られている（例えば特許文献１、２を参照）。これは、半導体型の光源と、この光源の下方に配置され、当該光源から下方へ放射される光を所定の配光パターンとして車両前方に照射するリフレクタと、を備えている。そして、このリフレクタの反射面に、前記したロービームの配光パターンにおける斜めカットオフラインＣＬ１を形成するための領域が設けられる。

特開２００９−０２６５８７号公報 特開２０１０−１９８８５７号公報

ところで、前記従来技術のような灯具ユニットにおいて、リフレクタの反射面を左右方向に並ぶ複数のセグメントに分割する場合がある。この場合、斜めカットオフライン付近の光の光度を高めるために、斜めカットオフラインを形成するための領域を含むセグメントを、光源に近い、例えば光源の直下のセグメントとするのが好ましい（以下、カットオフ配光セグメントと呼ぶ）。

一例として図６に示すように、上方から見て光源２の直下に位置するセグメントｓ１がカットオフ配光セグメントとされ、このセグメントｓ１が車両前後方向の前方（図において上方）寄りに配置されて、その右左にそれぞれ隣接するセグメントｓ２，ｓ３は一段、後方（図において下方）に配置される。こうすることで、隣接するセグメント間の段差を繋ぐ側面部ｔにおいて放射光が反射し、グレアが発生することを回避できる。

しかしながら、そうして前方寄りにカットオフ配光セグメントｓ１を配置していても、その側縁部において反射される光が左右に広がってしまい、対向車線側へのグレアが発生することが分かった。これは、製造工程でリフレクタの反射面を形成する際に、図７に模式的に示すようにカットオフ配光セグメントｓ１の側縁部に凸の意図しない曲部（加工アール）Ｒが成形上、現れてしまうことに起因する。

すなわち、カットオフ配光セグメントｓ１の対向車線側（図の右側）の側縁部に形成された凸の加工アールＲに光源２からの放射光Ｌ１が反射されると、破線で示す設計時の反射光路よりも外側に広がってしまい、実線で示すように、より対向車線側に反射されるようになる。この結果、上述した図４に仮想線（二点鎖線）で示すように、車両前方への配光パターンにおいて斜めカットオフラインＣＬ１の右側、すなわち対向車線側にグレアＧが発生するのである。

かかる問題点を考慮して本発明の目的は、半導体型の光源の下方にリフレクタを備えた車両用灯具において、そのリフレクタの反射面の形状に工夫を凝らし、カットオフ配光セグメントの側縁部の加工アールに起因する対向車線側へのグレアを抑制することにある。

上記の目的を達成するために本発明の一つの側面は、半導体型の光源と、この光源の下方に配置され、当該光源から下方へ放射される放射光を所定の配光パターンとして車両前方に照射するリフレクタと、を備える車両用灯具を対象とする。そして、前記リフレクタの反射面を車幅方向に並ぶ複数のセグメントに分割し、上方から見て前記光源の発光部の光軸と交差する少なくとも一つのセグメントを、カットオフ配光パターンを形成するためのカットオフ配光セグメントとする。

その上で、前記カットオフ配光セグメントの対向車線側に隣接する対向車線側セグメントを、前記カットオフ配光セグメントよりも車両前方に配置する一方、前記カットオフ配光セグメントを間に挟んで前記対向車線側セグメントとは反対側に隣接するセグメントは、前記カットオフ配光セグメントよりも車両後方に配置したものである。

かかる構成により、まず、光源から下方への放射光がリフレクタの反射面において車両前方に向かって反射され、水平若しくは少し下向きに照射される。これにより図４を参照して上述した所定の配光パターンが形成される。また、光源からの放射光のうち、近い位置に配置されるカットオフ配光セグメントにより反射されたものが、前記の配光パターンにおける斜めカットオフライン付近に照射されるので、十分な光の光度が得られる。

さらに、対向車線側セグメントｓ２がカットオフ配光セグメントｓ１よりも車両前方に位置することから、図８に模式的に示すように、カットオフ配光セグメントｓ１の対向車線側の側縁部には凹の加工アールＲが形成される。そして、この凹の加工アールＲによって光源２からの放射光Ｌ１が反射されるとき、その反射光路は実線で示すように、設計時の反射光路（破線で示す）よりも図において左側、つまり、自車線側に向かうようになる。

よって、図４を参照して上述した配光パターンにおいて、斜めカットオフラインＣＬ１の右側（対向車線側）にグレアＧが発生することを抑制できる。なお、カットオフ配光セグメントｓ１の対向車線側と反対側の側縁部には凸の加工アールが形成されるが、この凸の加工アールによって光源２からの放射光Ｌ１は、より自車線側に反射されることになるので、対向車線側へのグレアの発生を招くことはない。

好ましくは前記リフレクタの反射面において、前記カットオフ配光セグメントと前記対向車線側セグメントとの間を繋ぐ側面部を、上方から見て車両前後方向に対し１５度以下の傾斜角度を有するものとする。こうすると、上述したように凹の加工アールによって反射される光の一部が対向車線側へ向かおうとしても、この反射光を側面部によって遮ることができる。

また、好ましくは前記光源の発光部を長方形状とし、その各辺が、上方から見て車両前後方向に対し傾斜するように配置してもよい。こうすると、リフレクタの反射面へ上方から投影される発光部の長方形状の像が傾斜し、反射されて車両前方へ投影される照射光の像も傾斜するようになるから、この像によって好適な角度の斜めカットオフラインを形成し易い。

一つの側面では本発明によれば、リフレクタの反射面において光源の下方に位置するカットオフ配光セグメントに対して、その対向車線側に隣接する対向車線側セグメントを車両前方に配置し、一方、反対側に隣接するセグメントは車両後方に配置することにより、カットオフ配光セグメントの側縁部の加工アールから自車線側に向かって光が反射されるようになって、対向車線側へのグレアを抑制できる。

本実施形態の車両用灯具を備えた車両の一例を示す平面図である。 一実施形態の車両用灯具のロービームのリフレクタを拡大して示す正面図である。 灯具ユニットの構成を説明するための図２のiii-iii線における断面図である。 灯具ユニットの配光パターンの一例を示す説明図である。 上方から見てリフレクタの反射面の構造を示す説明図である。 従来までの灯具ユニットのリフレクタの反射面の構造を示す説明図である。 凸の加工アールによる光の反射について模式的に示す説明図である。 凹の加工アールによる光の反射について模式的に示す説明図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、添付図面では、見易さのために、複数存在する同一属性の部位には、一部のみしか参照符号が付されていない場合がある。以下、特に断りがない場合、「前」、「後」は、各々、車両の「前進方向」、「後進方向」を示し、「上」、「下」、「左」、「右」は、各々、車両に乗車する運転者から見た方向を示す。また、「上」、「下」は鉛直方向での「上」、「下」でもあり、「左」、「右」は水平方向での「左」、「右」でもある。また、車両外側とは、車両の左右方向の中心を通る車両の前後軸に対して、車両の左右方向で外側を指し、車両内側とは、車両の左右方向で当該前後軸に近い側を指す。

［車両用灯具の全体的な構成］
図１は、本実施形態の車両用灯具を備えた車両１０２の平面図である。図示のように本実施形態の車両用灯具は、車両１０２の前側の左右のそれぞれに設けられる前照灯１０１Ｌ、１０１Ｒであるが、以下では車両用灯具と記載することもある。この車両用灯具は、車両前側に開口したハウジング（図示せず）と、開口を覆うようにハウジングに取り付けられるアウターレンズ（図示せず）とを備え、ハウジングとアウターレンズとで形成される灯室内に複数の灯具ユニット１（図３を参照）等が配置されている。

一例として左右の前照灯１０１Ｌ、１０１Ｒは、詳細は図示しないが、ロービーム及びハイビームのそれぞれの灯具ユニット１が車幅方向に並んで設けられており、図２に示すようにロービームの２つのリフレクタ３Ｌとハイビームのリフレクタ（図示せず）とが一体化され、リフレクタアセンブリ３０として形成されている。このリフレクタアセンブリ３０は、右側の前照灯１０１Ｒのものであって、図示しないハイビームのリフレクタは、ロービームのリフレクタ３Ｌよりも車両外側に位置している。

なお、上述したハイビーム及びロービームのリフレクタの左右の配置は逆であってもよい。また、特に言及しない限り左側の前照灯１０１Ｌについても同様の構成であってよい。例えば左側の前照灯１０１Ｌにおいて灯具ユニット１の配置は、右側の前照灯１０１Ｒに対して左右対称であってよい。

以下では、主に図３を参照して、右側の前照灯１０１Ｒにおけるロービームの灯具ユニット１の構造について詳細に説明する。その他の灯具ユニットも概略構造は同じなので、特に言及する必要がなければ便宜上、灯具ユニット１、リフレクタ３などと表記し、区別せずに説明する。なお、図３は、図２のiii-iii線における断面図である。

図３に表れているように灯具ユニット１は、リフレクタタイプのもので、半導体型の光源２と、この光源２の下方に配置され、当該光源２から下方へ放射される放射光Ｌ１を所定の配光パターンとして車両前方に照射するリフレクタ３と、を備えている。なお、ロービームの灯具ユニット１の配光パターンについて具体的には、図４を参照して後述する。

光源２は、例えばＬＥＤ、ＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体を備えた半導体型の光源であって、発光部２０と基板２１とによって構成されている。発光部２０は、発光チップ（ＬＥＤチップ）を基板２１の下面のほぼ中央に実装され、下方に向けて発光する。なお、発光部２０は、発光チップ（ＬＥＤチップ）を封止樹脂部材で封止したパッケージ（ＬＥＤパッケージ）からなる場合もある。

発光部２０は一例として長方形状とされ、複数個の正方形の発光チップを配列して構成されている。なお、発光部２０においては、１個の長方形の発光チップ、又は１個の正方形の発光チップを使用してもよい。また、発光部２０においては、発光チップを１列又は複数列に配置して使用してもよい。

リフレクタ３は、回転放物面の一部の形状、すなわち、回転放物面の上部を除いた下部からなる形状であり、その内面には、反射面３００が設けられている。この反射面３００は、下側に向いている発光部２０の発光面と対向するパラボラ系の自由曲面からなる。なお、この反射面３００の基準焦点は、光源２の発光面の中心又はその近傍に位置づけられている。

また、図２に表れているようにリフレクタ３の反射面３００は、左右方向に並ぶ複数のセグメントに分割されている。ロービームのリフレクタ３では、左右の中央付近にあるセグメント３１、言い換えると光源２の直下にあるセグメント３１（上方から見て光源２の発光部２０の光軸と交差するセグメント）が、斜めカットオフ配光パターンを形成するために用いられる（以下、カットオフ配光セグメントと呼ぶ）。

より具体的に、本実施形態では、リフレクタ３の左右中央部に１個のカットオフ配光セグメント３１が設けられ、その左側に３個の、また、右側には４個の配光セグメント（カットオフ配光セグメント３１に隣接するもののみ、符号３２、３３を付す）が設けられている。そして、カットオフ配光セグメント３１が形成するカットオフ配光パターンと、その他の配光セグメントが形成する配光パターンとが重なり合うことで、以下に説明するようにロービームの配光パターンが形成される。

［ロービームの配光パターン］
すなわち、一般的に車両のロービームにおいては、対向車の運転手を幻惑しないように、カットオフラインを有する配光パターンが設定されている。図４は、車両前方における灯具ユニット１の光軸に垂直な仮想の平面（鉛直スクリーン）上の照度の分布（断面照度）を、灯具ユニット１の配光パターンとして模式的に示したものである。なお、図４において、ラインＶはスクリーン上での鉛直基準線を示し、ラインＨは水平基準線を示す。

図４に実線で表れているように、カットオフ配光セグメント３１からの照射光は、鉛直スクリーン上において水平線Ｈと垂直線Ｖとが交差する近傍（エルボー点）から自車線側（図の左側）に向かって水平線Ｈよりも斜め上向きに延びる斜めカットオフラインＣＬ１を形成する。また、エルボー点から略水平線Ｈに沿って対向車線側（図の右側）に水平に延びる水平カットオフラインＣＬ２は、以下に述べるように他の配光セグメントからの照射光が形成する。

一例として本実施形態では、カットオフ配光セグメント３１に隣接する２つの配光セグメント３２、３３からの照射光が、水平カットオフラインＣＬ２の形成に寄与している。すなわち、自車線側（図の左側）の斜めカットオフラインＣＬ１を含む中央寄りの配光パターンＰ１が、カットオフ配光セグメント３１と、これに隣接する２つの配光セグメント３２、３３からの照射光によって形成されている。

この配光パターンＰ１の光の光度を高めることで、自車線側を遠方まで照らし、良好な前方視認性が得られるようになる。そのために本実施形態では、上述したように光源２の直下に位置し、光源２に近いセグメント３１をカットオフ配光セグメント３１としている。そして、このカットオフ配光セグメント３１で反射された光源２（発光部２０）の像が、斜めカットオフラインＣＬ１の付近に投射される。

すなわち、図４においては斜めカットオフラインＣＬ１の付近の長方形の領域Ａが、光源２の像を表している。本実施形態では光源２の発光部２０を長方形状とし、図５に示すように上方から見て、左右両側の各辺が車両前後方向に対し例えば７５度の傾斜角度を有するように配置している。こうすると、光源２からの放射光Ｌ１は、発光部２０の形状を表す傾斜した長方形の像として反射面３００に投影される。

そして、反射面３００で反射された放射光Ｌ２が車両前方に向かって照射されると、水平線Ｈに対し約１５度傾斜した前記長方形の領域Ａを形成する。つまり、本実施形態では光源２の発光部２０を傾斜させることで、リフレクタ３の反射面３００へ上方から投影される発光部２０の像も傾斜し、反射されて車両前方へ投影される照射光の像も傾斜することになり、この像によって水平線Ｈから適度に傾斜した斜めカットオフラインＣＬ１を形成し易い。

さらに、前記配光パターンＰ１の外側には、前記３つのセグメント３１〜３３を除いたその他の配光セグメントからの照射光が、図４に破線で示す配光パターンＰ２として重ね合わされ、これによりロービームの配光パターンが形成される。このように２つの配光パターンＰ１，Ｐ２を重ね合わせることにより、外側に向かって徐々に光の光度が低下する好適な分布が得られる。

なお、図４に表れているようにロービームの配光パターンの上方には、水平線Ｈよりも上側においてエルボー点から自車線側及び対向車線側の両方に延びる配光パターンＰ３が形成される（オーバーヘッドパターン）。これは、車道の側方に設けられた案内板や道路標識等を運転者が視認し易いように、強すぎない適度の光量で照射するためのものである。

［リフレクタの反射面の詳細構造］
ところで、前記のようにロービームの灯具ユニット１においては、図５に表れているように、リフレクタ３の反射面３００における光源２の直下のセグメント３１を、カットオフ配光セグメント３１としている。この場合に従来一般的には、図６に示すように、カットオフ配光セグメントｓ１の右左にそれぞれ隣接するセグメントｓ２，ｓ３を一段、後方に配置することで、隣接するセグメント間の段差を繋ぐ側面部ｔにおいて光が反射しないようにしている。

しかしながら、そのように前寄りに配置したカットオフ配光セグメントｓ１の側縁部には製造工程で反射面３００を形成する際に、図７に模式的に示すように意図しない凸の曲部（加工アール）Ｒが形成されてしまう。図７は対向車線側（図の右側）の側縁部に形成された凸の加工アールＲを示しており、ここにおいて光源２からの放射光Ｌ１が反射されると、破線で示す設計時の反射光路よりも外側に広がって、実線で示すように対向車線側に向かうようになる。

こうして対向車線側に向かう光によって、上述の図４には仮想線（二点鎖線）で示すが、斜めカットオフラインＣＬ１の付近の長方形の領域Ａが対向車線側（図の右側）にずれたようになって、水平線Ｈよりも上にグレアＧが発生する。つまり、従来の反射面の構造では、製造工程で必ず形成されてしまう側縁部の凸の加工アールＲによって、対向車線側へのグレアの問題が発生することになる。

この点に着目して本実施形態では、前記の図５に表れているように、カットオフ配光セグメント３１の対向車線側に隣接するセグメント３２（以下、対向車線側セグメント３２と呼ぶ）を、カットオフ配光セグメント３１よりも車両前方に配置している。また、カットオフ配光セグメント３１と対向車線側セグメント３２との間を繋ぐ側面部３４は、車両前方に向かって対向車線側セグメント３２に近づくように傾斜させている。

この側面部３４の傾斜角度θは、上方から見て車両前後方向に対し例えば１〜１５度くらいに設定されていればよく、５〜７度くらいが好ましい。なお、カットオフ配光セグメント３１を間に挟んで、対向車線側セグメント３２とは反対側に隣接するセグメント３３（以下、自車線側セグメント３３と呼ぶ）は、カットオフ配光セグメント３１よりも車両後方に配置している。

このような配置によって本実施形態では、上述した対向車線側へのグレアの発生を抑制することができる。図６と対比して説明するために図８に模式的に示すように、対向車線側セグメント３２（ｓ２）がカットオフ配光セグメント３１（ｓ１）よりも車両前方に位置する場合、このカットオフ配光セグメント３１（ｓ１）の対向車線側の側縁部には凹の加工アールＲが形成される。

そして、その凹の加工アールＲによって光源２からの放射光Ｌ１が反射されるとき、反射光路は図８に実線で示すように、設計時の反射光路（破線で示す）よりも図において左側、つまり、自車線側に向かうようになる。しかも、仮に対向車線側（図の右側）に少し光が反射されたとしても、この光は対向車線側セグメント３２との間の側面部３４によって遮られる。

よって、製造工程で形成されてしまうカットオフ配光セグメント３１の側縁部の凸の加工アールによって、図４を参照して上述したように斜めカットオフラインＣＬ１の右側（対向車線側）にグレアＧが発生することを抑制できる。なお、図示はしないが、カットオフ配光セグメント３１の自車線側の側縁部には凸の加工アールが形成されるが、この凸の加工アールによって光源２からの放射光Ｌ１は、より自車線側に反射されるようになるので、問題はない。

［実施形態の車両用灯具が奏する効果］
以上、説明したように本実施形態に係る車両の前照灯１０１Ｒでは、ロービームのリフレクタ３の反射面３００を左右方向に並ぶ複数のセグメントに分割し、光源２の直下にあるセグメント３１をカットオフ配光セグメント３１としている。このことで、車両前方に向かって照射される光の配光パターンの中に形成される斜めカットオフラインＣＬ１付近の光の光度を高めることができる。

そして、本実施形態によれば、前記カットオフ配光セグメント３１の対向車線側に隣接する対向車線側セグメント３２を、カットオフ配光セグメント３１よりも車両前方に配置する一方、反対側に隣接する自車線側セグメント３３は車両後方に配置することで、カットオフ配光セグメント３１の側縁部の加工アールにおいて反射された放射光が対向車線側に向かい、グレアが発生することを抑制できる。

［他の実施形態］
以上、本発明の望ましい実施形態について詳述したが、本発明の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、光源２の直下に位置する１つのカットオフ配光セグメント３１よりも車両前方に対向車線側セグメント３２を配置し、車両後方に自車線側セグメント３３を配置している。

本発明は、前記の構成に限ることなく、例えば光源２が、上方から見て２つのカットオフ配光セグメント３１に跨るように配置されている場合、そのうちの対向車線側のカットオフ配光セグメント３１の対向車線側に隣接する対向車線側セグメント３２を車両前方に配置し、自線側のカットオフ配光セグメント３１の自車線側に隣接する自車線側セグメント３３車両後方に配置すればよい。また、前記２つのカットオフ配光セグメント３１については、対向車線側のものを自車線側のものよりも車両前方に配置すればよい。

また、上述した実施形態では、長方形状の光源２（発光部２０）の各辺が、上方から見て車両前後方向に対し傾斜するように配置しているが、これに限らず、光源２（発光部２０）の左右両側の辺が車両前後方向に沿うように配置してもよい。このようにしても、リフレクタ３の反射面３００の角度を適切に設定すれば、配光パターンにおいて水平線Ｈから適度に傾斜した斜めカットオフラインＣＬ１を形成できる。

また、上述した実施形態では、図５に示したように、カットオフ配光セグメント３１と対向車線側セグメント３２との間の側面部３４を、車両前後方向に対し例えば１〜１５度くらいの角度θで傾斜させているが、この傾斜角度θは１５度以上であってもよい。

さらに、上述した実施形態では、車両の通行区分がいわゆる左側通行であることを想定して、自車線側を左側、対向車線側を右側としているが、これにも限定されず、法規上、いわゆる右側通行の国や領域においては自車線側を右側、対向車線側を左側とすればよい。言い替えると右ハンドルの車両において自車線側は左側、対向車線側は右側になり、左ハンドルの車両において自車線側は右側、対向車線側は左側になる。

１ 灯具ユニット
２ 半導体型の光源
２０ 発光部
３ リフレクタ
３１（ｓ１） カットオフ配光セグメント
３２（ｓ２） 対向車線側セグメント
３３（ｓ３） 自車線側セグメント
３００ リフレクタの反射面
１０１Ｌ 前照灯
１０１Ｒ 前照灯（車両用灯具）
１０２ 車両
Ｌ１ 光源からの放射光
θ 側面部の傾斜角度

Claims (3)

1. 半導体型の光源と、
   前記光源の下方に配置され、当該光源から下方へ放射される放射光を所定の配光パターンとして車両前方に照射するリフレクタと、を備える車両用灯具であって、
   前記リフレクタの反射面が車幅方向に並ぶ複数のセグメントに分割されているとともに、上方から見て前記光源の発光部の光軸と交差する少なくとも一つのセグメントが、カットオフ配光パターンを形成するためのカットオフ配光セグメントとされ、
   前記カットオフ配光セグメントの対向車線側に隣接する対向車線側セグメントが、前記カットオフ配光セグメントよりも車両前方に配置されている一方、前記カットオフ配光セグメントを間に挟んで前記対向車線側セグメントとは反対側に隣接するセグメントは、前記カットオフ配光セグメントよりも車両後方に配置されている、車両用灯具。
2. 前記リフレクタの反射面において、前記カットオフ配光セグメントと前記対向車線側セグメントとの間を繋ぐ側面部が、上方から見て車両前後方向に対し１５度以下の傾斜角度を有する、請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記光源の発光部は長方形状とされ、その各辺が、上方から見て車両前後方向に対し傾斜するように配置されている、請求項１または２のいずれかに記載の車両用灯具。

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