JP4030898B2

JP4030898B2 - 車輌用前照灯

Info

Publication number: JP4030898B2
Application number: JP2003064428A
Authority: JP
Inventors: 友史片瀬; 啓金子; 伸孝手塚
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2023-03-11
Also published as: JP2003338210A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な車輌用前照灯に関する。詳しくは、リフレクタによって集光された光を凸レンズによって前方へ投射する車輌用前照灯において、光源を増やさずに発光面積を増大させて対向車等からの被視認性を高め、且つ、光束の有効利用を図って視認性を高める技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車輌、特に、自動車用の前照灯に、いわゆるプロジェクタ型の前照灯がある。プロジェクタ型前照灯は、集光性を有するリフレクタと、光源と、上記光源から出射され上記リフレクタで反射された光を前方へ投射する凸レンズとを備え、リフレクタの見かけ面積が小さい割に大きな光束数を出射することができ、正面面積を小さく構成することが出来る。従って、前照灯を小型に構成することが出来る。
【０００３】
また、リフレクタの集光領域に遮光部材を配置することによって、配光パターンに明瞭なカットライン（明暗境界線）を形成することが出来るので、幻惑光の照射を効果的に抑えることが出来、すれ違いビームの照射に好適である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したプロジェクタ型の前照灯にあっては、前照灯の奥行をなるべく小さくするために、リフレクタの集光領域近傍に配置された凸レンズによって光の投射が行われるので、投射レンズの有効透過面積は極めて小さなものとなる。そのため、発光面積が極めて小さなものとなるので、対向車や先行車のドライバー及び歩行者から視認しづらく、対向車や先行車のドライバー及び歩行者がすれ違い車輌や後続車輌及び近接してくる車輌に気付くのが遅れる惧がある。
【０００５】
また、すれ違いビームを照射する車輌用前照灯にあっては、遮光部材によって遮られる方向に向かった光が無駄となり、その分利用光束数が減少してしまうという問題もある。
【０００６】
さらに、プロジェクタ型の前照灯にあっては、リフレクタで凸レンズの焦点近傍に集光パターンを形成し、それを凸レンズで拡大することで配光パターンとするため、リフレクタに複数の反射ステップを設けて所望の配光パターンを形成する前照灯と比較して、配光パターンの所望の場所に光を向けることが難しいといった問題がある。さらに、凸レンズにより光源像が拡大されてしまうため、ホットゾーン（配光パターンの集光領域）を形成し難いという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、プロジェクタ型の車輌用前照灯において、発光面積を増大させて対向車等からの被視認性を向上させると共に光束の有効利用を図って視認性を高めることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明車輌用前照灯は、上記した課題を解決するために、リフレクタと凸レンズとの間の位置で放電バルブより下方に配置された透明な導光体が照射軸から離間する方向に突出され、上記導光体は、放電バルブに臨んだ入射面と該入射面から導光体内に入射した光を反射させて前方へ照射する反射面を備え、上記リフレクタの光軸を挟んで導光体の反対側に付加リフレクタが設けられ、上記導光体の前面の一部に上記付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて反射する付加反射面が形成され、上記導光体によって前方へ照射された光が上記凸レンズから投射された光によって形成される配光パターンに付加照射されるようにしたものである。
【０００９】
従って、本発明車輌用前照灯にあっては、リフレクタと凸レンズとの間の位置から照射軸から離間する方向に突出された導光体が光るので、前方から見たときの発光面積が大きくなり、視認されやすくなる。
【００１０】
また、リフレクタの反射面があったとしても、遮光部材によって無駄になってしまうはずの光束を導光体によって凸レンズから投射された配光パターンに付加照射することによって、配光パターンの所望の場所に光を向けることが出来、さらには配光パターンのホットゾーンを形成し易くなる。そして、さらに、光源が放電バルブであり、リフレクタの光軸を挟んで導光体の反対側に付加リフレクタが設けられ、導光体の前面の一部に上記付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて反射する付加反射面が形成されたので、放電バルブの下方へ照射される着色光の色を付加リフクレタ及び付加反射面を介して照射される光の色によって緩和又は除去して路面照射光の色むらを解消することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明車輌用前照灯の詳細を、図１乃至図７に示す比較例と共に説明する。なお、図示した各比較例と実施の形態は、すれ違いビームを照射する自動車用前照灯（以下、「前照灯」と称する）に適用したものである。
【００１２】
図１乃至図４は本発明車輌用前照灯の第１の比較例を示すものである。
【００１３】
前照灯１は前方に開口した凹部を有するランプボディ２と該ランプボディ２の前面開口を覆うカバーレンズ３とによって画成された灯室４内にリフレクタ５、光源６、凸レンズ７、導光体８等が配設されて成る。
【００１４】
上記カバーレンズ３は透明な材料で形成され、光の屈折制御あるいは反射屈折制御を行うレンズステップと称される素子を有しない、いわゆる素通しのものであるが、必要に応じてレンズステップを形成しても良い。
【００１５】
リフレクタ５は光源６から出射された光を反射して所定の領域に集光させる特性を有する反射面５ａを有する。上記集光域は前方から見て上下幅に比較して左右幅が大きい横長で前後にもやや広がりを持った領域である。
【００１６】
上記リフレクタ５に光源として白熱バルブ６が取り付けられている。白熱バルブ６のフィラメント６ａが封入されたガラス球６ｂの前面にはブラックトップと称される遮光膜６ｃが付与されており、該遮光膜６ｃによってフィラメント６ａから凸レンズ７に直射される光が遮蔽されるようになっている。
【００１７】
なお、光源として使用できるのは、白熱バルブ６に限定されず、放電バルブ、その他の点灯方式のバルブも採用することができる。
【００１８】
リフレクタ５及び白熱バルブ６の前方に凸レンズ７が配置され、該凸レンズ７によってリフレクタ５の反射面５ａによって反射された白熱バルブ６の光が前方へすれ違いビームとして照射軸ｘ−ｘに沿って投射される。
【００１９】
上記白熱バルブ６と凸レンズ７との間の位置に遮光部材として遮光板９が配置される。該遮光板９はすれ違いビームの配光パターンの上縁（「カットライン」と称される）を限定するものであり、遮光板９の上端縁９ａが上記したリフレクタ５の集光域内に位置するように配置され、この遮光板９の上端縁によって上記カットラインが形成される。そして、上記凸レンズは、その焦点Ｆが遮光板９の上端縁９ａの左右方向における中央部近傍に位置するように配置される。
【００２０】
上記灯室４内でリフレクタ５の下方に導光体８が配設される。
【００２１】
導光体８は透明な材料で形成され、側方から見て楔状を為している。導光体８は上端面である入射面１０、入射面１０の前端からほぼ垂直に下方へ延びる出射面１１及び入射面１０の後端と出射面１１の下端との間を結ぶ反射面１２を有し、入射面１０にはフレネルステップ１３、１３、・・・（図３参照）が白熱バルブ６のフィラメント６ａの位置をほぼ中心とする同心円状に形成されている。そして、導光体８は入射面１０がリフレクタ５と遮光板９との間でリフレクタ５の下端とほぼ同じ高さに位置するように配置される。
【００２２】
白熱バルブ６のフィラメント６ａから出射し下方へ向かった光１４、１４、・・・は導光体８の入射面１０に入射する。そして、上記光１４、１４、・・・はフレネルステップ１３、１３、・・・で屈折されて導光体８内を反射面１２に向かう。なお、フレネルステップ１３、１３、・・・は入射面１０に入射した光を反射面１２に向かわせるためのものであるので、屈折のみによって光を制御する屈折型フレネルステップに限らず、反射によって光を制御する反射型フレネルステップであってもかまわない。すなわち、当該部位に形成するステップとしてどちらの型のフレネルステップが効率よく光を所望の方向、すなわち、反射面１２の方向に向けることができるかという観点から選択されるものである。また、フレネルステップ１３、１３、・・・を、上記したように、白熱バルブ６のフィラメント６ａ位置をほぼ中心とする同心円状に形成するのは、正面形状で矩形を為す導光体８の反射面１２にほぼ均一に光を振り向けるのに好適であるからであるが、正面方向から見て入射面１２から放射状に導光体８内に光を振り向ける場合には、左右に延びる平行な直線状に形成すると良い。
【００２３】
上記フレネルステップ１３、１３、・・・によって制御されて反射面１２に向かった光１４、１４、・・・は反射面１２によって反射されて出射面１１から出射される。そして、出射面１１から出射された光１４、１４、・・・は凸レンズ７によって前方へ投射された光１５、１５、・・・によって形成されるすれ違いビームの配光パターン１６に付加照射される。導光体８から出射される光１４、１４、・・・が付加照射される位置は特に限定されないが、例えば、カットライン１７の左右における中央部のやや下側、いわゆるホットゾーン１８に付加照射して、走行路の遠方視認性を向上させることが考えられる。
【００２４】
上記した前照灯１にあっては、リフレクタ５によって反射された光１３、１３、・・・が投射されることによって光って見える箇所である凸レンズ７の前方から見た面積は小さく、対向車や先行車のドライバー及び歩行者から視認しづらいが、導光体８も前方から見て光って見えるので、全体の発光面積が大きくなり、対向車や先行車のドライバー及び歩行者から視認しやすくなり、対向車や先行車のドライバー及び歩行者がすれ違い車輌や後続車輌及び近接してくる車輌に気付くのが遅れるという惧が無くなる。
【００２５】
また、導光体８の入射面１０が配置された場所、すなわち、フレクタ５と遮光板９との間でリフレクタ５の下端とほぼ同じ高さに位置する場所は、そこにリフレクタ５の反射面が仮に形成されていたとしても、該反射面で反射された光は、遮光板９によって遮られて（図１に２点鎖線で示す１９参照）前方に投射されないか、遮光板９によって遮られない光（図１に２点鎖線で示す２０参照）は極端に上方へ向かって、そのまま前方へ投射されれば、対向車のドライバー等に対する幻惑光となり、また、ランプボディ２の内面、バンパー等で２次、３次、・・・と反射されて、これも幻惑光となる。従って、上記光１９、２０が生じないように上記場所には反射面を形成しないようにしたり、仮に上記場所に反射面を形成した場合には、上記光２０が外部に照射されないように、適当な遮光手段を講じる等の対処をしなければならないようなものである。上記前照灯１にあっては、このように本来無駄な光となってしまう光１４、１４、・・・を導光体８によって前方へ照射し、且つ、凸レンズ７によって投射された光によって形成される配光パターン１６に付加照射するので、光源６から出射された光を有効に利用することが出来ると共に、配光パターンの所望の場所に光を向けることが出来、さらには配光パターンのホットゾーンを形成し易くなる。
【００２６】
図５は第１の比較例における導光体の変形例を示すものである。
【００２７】
この変形例にかかる導光体８Ａは正面形状が上記導光体８と異なる。すなわち、該導光体８Ａは正面形状で円弧部が下側に位置した扇形をしている。その他の部分については上記導光体８と同様である。
【００２８】
従って、この変形例にかかる導光体８Ａにあっては発光面積がより大きくなり、被視認性がさらに向上する。
【００２９】
なお、上記導光体８及び８Ａの反射面１２はいずれも傾斜した面として説明したが、このようにすることによって、出射面１１と対向した面の全面を有効反射面とすることが出来、光束の利用効率がよい。しかしながら、出射面１１と対向する面の全部を有効反射面とする必要がない場合又は被視認性の更なる向上やレイアウト上の都合により出射面１１の面積を拡大した場合は、出射面１１に対向した面を入射面１０及び出射面１１に対して共に傾斜した反射面と入射面１０に対して垂直で且つ出射面１１に対して平行な非反射面とを交互に形成した階段状の面としても良い。
【００３０】
図６は第１の比較例における導光体の別の変形例を示すものである。
【００３１】
この変形例にかかる導光体８Ｂは、後下がりに傾斜した入射面２１と該入射面２１の前端から基準面が前下がりに傾斜した出射面２２と入射面２１の後端と出射面２２の下端との間を結ぶ反射面２３とを備え、上記出射面２２が階段状に、すなわち、ほぼ前後方向に延びる水平面２２ａ、２２ａ、・・・と前方に対して正対した垂直面２２ｂ、２２ｂ、・・・とが交互に形成されたものである。そして、導光体８Ｂは、入射面２１の前端が遮光板９の下端に近接し、入射面２１の後端がリフレクタ５の反射面５ａの下端５ａ′のほぼ下方に位置するように配置される。
【００３２】
導光体８Ｂを上記したように配置することにより、光源と入射面２１との距離が大きくなるため、照射される光源像が小さなものとなり、配光パターンのホットゾーン（集光領域）が形成し易くなる。
【００３３】
また、導光体８Ｂの出射面２２を階段状にしたのは、反射面２３で反射された光を垂直面２２ｂ、２２ｂ、・・・から出射させることによって出射時に光が上方に屈折して照射光が上方に向かわないようにするためである。従って、出射時に大きな屈折があっても構わないならば、出射面２２を階段状にする必要はない。
【００３４】
図７は本発明車輌用前照灯の第２の比較例を示すものである。なお、図７には、要部以外のもの、すなわち、ランプボディや前面カバー等の図示は省略してある。
【００３５】
この第２の比較例にあっては、上下左右計４個の導光体８Ｕ、８Ｄ、８Ｌ、８Ｒが突設されたものである。
【００３６】
従って、この第２の比較例にあっては、第１の比較例に比較して導光体による発光面積が約４倍になり、前方からの被視認性が著しく向上する。
【００３７】
図８は本発明車輌用前照灯の実施の形態を示すものである。なお、図８には、第２の比較例におけると同様に、要部以外のもの、すなわち、ランプボディや前面カバー等の図示は省略してある。
【００３８】
この実施の形態も、すれ違いビームを照射する前照灯に本発明を適用したものである。従って、リフレクタ５Ｃと凸レンズ７との間に遮光部材として遮光板９Ｃが配置され、リフレクタ５Ｃによって反射された光のうちの一部を凸レンズ７に対して遮って、配光パターンの上縁（カットライン）を限定するようになっている。
【００３９】
リフレクタ５Ｃに対する所定の位置に放電バルブ２４が光源として配置される。そして、リフレクタ５Ｃの下端と遮光板９Ｃとの間の位置から下方へ延びる導光体８Ｃが配置され、リフレクタ５Ｃの光軸ｘ−ｘを挟んで導光体８Ｃの反対側の位置に付加リフレクタ２５が配置される。付加リフレクタ２５は放物面形状の反射面を有する放物面部２５ａと平面反射面を有する平面部２５ｂとから成り、放電バルブ２４からの光を放物面部２５ａで平行光束として平面部２５ｂに向けて反射し、平面部２５ｂによって導光体８Ｃの前面に向けて反射するようになっている。
【００４０】
導光体８Ｃの後面には前下がりに傾斜した反射面２６、２６、・・・が間隔を開けて上下方向に配列されている。また、導光体８Ｃの前面には前下がりに傾斜した付加反射面２７、２７、・・・とリフレクタ５Ｃの光軸ｘ−ｘに対してほぼ垂直な面を為す透光面２８、２８、・・・とが交互に形成されている。上記透光面２８、２８、・・・は上記反射面２６、２６、・・・と前後方向でほぼ対向した位置に形成されている。そして、上記付加リフレクタ２５は放電バルブ２４から直射された光２９、２９、・・・を付加反射面２７、２７、・・・へ向けて反射するようになっている。
【００４１】
この実施の形態にかかる前照灯にあっては、リフレクタ５Ｃで反射されて遮光板９Ｃの上縁近傍で集光した光３０、３０、・・・は、遮光板９Ｃによって遮られたものを除いて凸レンズ７によって前方へ投射されてすれ違いビームの配光を形成する。また、導光体８Ｃの入射面３１から導光体８Ｃ内に入射した光は３２、３２、・・・は導光体８Ｃの後面の反射面２６、２６、・・・で反射されて導光体８Ｃの前面に形成された透光面２８、２８、・・・を透過して前方に照射される。さらに、付加リフレクタ２５で反射された光２９、２９、・・・は導光体８Ｃの前面に形成された付加反射面２７、２７、・・・で反射されて上記光３２、３２、・・・と混合されて前方へ照射される。これによって、上記した第１の比較例におけると同様の効果を奏する。
【００４２】
放電バルブ２４を光源として使用した場合、放電バルブ２４のガラスチューブの下側に沃化物が溜まるため、該沃化物を透過して導光体８Ｃの入射面３１に入射する光３２、３２、・・・は黄色味がかった光となる。そのため、導光体８Ｃの後面の反射面２６、２６、・・・によって反射されて前方へ照射される光は黄色味がかった色となり、前方路面を照射する光に色むらが生じ、視認性を低下させるという問題がある。そこで、上記第３の実施の形態にあっては、付加リフレクタ２５によって導光体８Ｃの付加反射面２７、２７、・・・に放電バルブ２４本来の発光色の光若しくは青味がかった光２９、２９、・・・を照射し、該光を付加反射面２７、２７、・・・によって前方へ照射して上記黄色味がかった光３２、３２、・・・と混合することによって、路面照射光の色むらを解消することができる。
【００４３】
また、付加リフレクタ２５によって、本来上方に向かってロス光となる光を前方の路面照射に振り向けることができ、放電バルブ２４から出射される光を効率よく利用することができる。
【００４４】
なお、放電バルブ２４の光の一部を付加反射面２７、２７、・・・に向けて反射するための付加リフレクタの反射面の形状は、上記した２部２５ａ、２５ｂ構成のもの２５に限らず、放電バルブ２４からの光を付加反射面２７、２７、・・・へ向けて反射することができるものであれば、例えば、回転楕円面反射面等適宜の形状であってかまわない。
【００４５】
また、付加反射面２７、２７、・・・によって反射される光を青味がかった光とするときは、例えば、付加リフレクタ２５の反射面に青色のコーティングを施すことによって可能であるほか、付加反射面２７、２７、・・・の表面に青色のコーティングを施す等、適宜の手段を適用することができる。さらには、導光体８Ｃを青味がかった透明材料で形成することによっても、上記色むらを解消することができる。
【００４６】
なお、上記した各比較例と実施の形態には、本発明をすれ違いビームを照射する自動車用前照灯に適用したものを示したが、本発明の適用範囲がすれ違いビームを照射する自動車用前照灯に限定されることを意味するものではない。例えば、自動車用前照灯であっても、走行ビームを照射する自動車用前照灯に適用しても上記した効果を奏するものであり、そのような適用も本発明の技術的範囲に入るものである。。
【００４７】
その他、上記した各比較例と実施の形態に示した各部の形状乃至構造は、いずれも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００４８】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明車輌用前照灯は、集光性を有するリフレクタと放電バルブと放電バルブから出射されリフレクタで反射された光を前方へ投射する凸レンズとを備えた車輌用前照灯であって、リフレクタと凸レンズとの間の位置で放電バルブより下方に配置された透明な導光体が照射軸から離間する方向に突出され、上記導光体は、放電バルブに臨んだ入射面と該入射面から導光体内に入射した光を反射させて前方へ照射する反射面を備え、上記リフレクタの光軸を挟んで導光体の反対側に付加リフレクタが設けられ、上記導光体の前面の一部に上記付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて反射する付加反射面が形成され、上記導光体によって前方へ照射された光が上記凸レンズから投射された光によって形成される配光パターンに付加照射されることを特徴とする。
【００４９】
従って、本発明車輌用前照灯にあっては、リフレクタと上記凸レンズとの間の位置から照射軸から離間する方向に突出された導光体が光るので、前方から見たときの発光面積が大きくなり、視認されやすくなる。
【００５０】
また、リフレクタの反射面があったとしても、遮光部材によって無駄になってしまうはずの光束を導光体によって凸レンズから投射された配光パターンに付加照射することによって、配光パターンの所望の場所に光を向けることが出来、さらには配光パターンのホットゾーンを形成し易くなる。そして、さらに、光源が放電バルブであり、リフレクタの光軸を挟んで導光体の反対側に付加リフレクタが設けられ、導光体の前面の一部に上記付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて反射する付加反射面が形成されたので、放電バルブの下方へ照射される着色光の色を付加リフクレタ及び付加反射面を介して照射される光の色によって緩和又は除去して路面照射光の色むらを解消することができる。
【００５１】
請求項２に記載した発明にあっては、複数個の導光体が設けられているので、発光面積がさらに大きくなり、被視認性がさらに向上する。
【００５２】
請求項３に記載した発明にあっては、リフレクタと凸レンズとの間にリフレクタからの反射光の一部を遮って配光の上縁を限定する遮光部材が設けられているが、上記導光体は放電バルブより下方に配置されているので、配光の上縁を限定するために遮光部材によって遮られてしまう光を前方へ照射することができ、光源の光の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２乃至図４と共に本発明車輌用前照灯の第１の比較例を示すものであり、本図は縦断面図である。
【図２】要部の正面図である。
【図３】導光体の斜視図である。
【図４】配光パターンを示す図である。
【図５】導光体の変形例を示す正面図である。
【図６】導光体の別の変形例を示す縦断面図である。
【図７】本発明車輌用前照灯の第２の比較例を示す要部の正面図である。
【図８】本発明車輌用前照灯の実施の形態を示す要部の縦断面図である。
【符号の説明】
１…自動車用前照灯（車輌用前照灯）、５Ｃ…リフレクタ、８Ｃ…導光体、９Ｃ…遮光板（遮光部材）、２４…放電バルブ、２５…付加リフレクタ、２６…反射面、２７…付加反射面、２９…付加リフレクタ及び付加反射面を介して照射される光、３０…凸レンズによって投射される光、３１…入射面、３２…導光体を透過して照射される光、ｘ−ｘ…リフレクタの光軸

Claims

集光性を有するリフレクタと、放電バルブと、上記放電バルブから出射され上記リフレクタで反射された光を前方へ投射する凸レンズとを備えた車輌用前照灯であって、
上記リフレクタと上記凸レンズとの間の位置で上記放電バルブより下方に配置された透明な導光体が照射軸から離間する方向に突出され、
上記導光体は、上記放電バルブに臨んだ入射面と該入射面から導光体内に入射した光を反射させて前方へ照射する反射面を備え、
上記リフレクタの光軸を挟んで導光体の反対側に付加リフレクタが設けられ、
上記導光体の前面の一部に上記付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて反射する付加反射面が形成され、
上記導光体によって前方へ照射された光が上記凸レンズから投射された光によって形成される配光パターンに付加照射される
ことを特徴とする車輌用前照灯。
複数個の導光体が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の車輌用前照灯。
リフレクタと凸レンズとの間にリフレクタからの反射光の一部を遮って配光の上縁を限定する遮光部材が設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載の車輌用前照灯。