JP4498977B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

本願発明は、いわゆるプロジェクタ型の車両用前照灯に関するものである。

一般に、プロジェクタ型の車両用前照灯は、車両前後方向に延びる光軸上に投影レンズが配置されるとともに、その後側焦点よりも後方側に光源が配置されており、この光源からの光をリフレクタにより光軸寄りに反射させるように構成されている。

そして「特許文献１」には、このようなプロジェクタ型の車両用前照灯において、その投影レンズの外周側に環状の付加レンズを設け、この付加レンズにより光源からの光を光軸と略平行な光として前方へ出射させるように構成されたものが記載されている。

その際、この「特許文献１」に記載された車両用前照灯においては、その投影レンズの後方近傍でかつその外周縁近傍に、光源からの直射光を後方へ向けて光軸から離れる方向に反射させる第１付加リフレクタが設けられるとともに、この第１付加リフレクタの後方に、該第１付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて反射させる第２付加リフレクタが設けられており、光源からの光をこれら第１および第２付加リフレクタで順次反射させた後に付加レンズに入射させる構成となっている。

特開２００２−３５８８０６号公報

通常のプロジェクタ型の車両用前照灯は、灯具点灯時その投影レンズが発光して見えるだけであるが、上記「特許文献１」に記載されているように、投影レンズの外周側に付加レンズが設けられた構成とすれば、その分だけ灯具全体の発光面積を増大させることができる。そしてこれにより、対向車ドライバ等に対する灯具の被視認性を高めて、車両走行時の安全性向上を図ることができる。

しかしながら、上記「特許文献１」に記載された車両用前照灯においては、その付加レンズが一般的な平凸レンズ状の断面形状で環状に形成されているので、これを投影レンズの表面形状に沿わせるようにして配置することができない、という問題がある。

また、付加レンズからの出射光を前方照射光として用いるのではなく、対向車ドライバ等に対する灯具の被視認性を高めるために用いる、という観点からは、付加レンズからの出射光量は少ない量で足り、むしろ、付加レンズからの出射光が強すぎると、対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうこととなるので、この点に配慮することが肝要である。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、プロジェクタ型の車両用前照灯において、その被視認性を高めるために投影レンズの外周側に配置される付加レンズを、投影レンズの表面形状に沿わせるようにして配置することができ、かつ、該付加レンズからの出射光量が過大にならないように制御することができる車両用前照灯を提供することを目的とするものである。

本願発明は、付加レンズを断面略楔形に形成した上で、この付加レンズに対する光源からの光の入射経路に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る車両用前照灯は、
車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、この投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、を備えてなる車両用前照灯において、
上記光源の後方に、該光源からの光を前方へ向けて上記光軸から離れる方向に反射させる第１付加リフレクタが設けられており、
上記投影レンズの後方近傍でかつ該投影レンズの外周縁近傍に、上記第１付加リフレクタで反射した上記光源からの光を後方へ向けて上記光軸から離れる方向に反射させる第２付加リフレクタが設けられており、
この第２付加リフレクタの後方に、該第２付加リフレクタで反射した上記第１付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて反射させる第３付加リフレクタが設けられており、
上記投影レンズの外周側に、上記第３付加リフレクタで反射した上記第２付加リフレクタからの反射光を上記光軸と略平行な光として前方へ出射させる断面略楔形の付加レンズが設けられている、ことを特徴とするものである。

上記「光源」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、放電バルブやハロゲンバルブの発光部あるいは発光ダイオード等の発光素子の発光チップ等が採用可能である。また、この「光源」は、投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置されていれば、その具体的な位置や向き等は特に限定されるものではなく、例えば、光軸上に配置されていてもよいし、光軸上から外れた位置に配置されていてもよい。

上記「付加レンズ」は、投影レンズの外周側に設けられた断面略楔形のレンズであって、第１、第２および第３付加リフレクタで順次反射した光源からの光を光軸と略平行な光として前方へ出射させるように構成されたものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。また、この「付加レンズ」は、投影レンズの全周にわたって環状に形成されたものであってよいし、その周方向の一部に形成されたものであってもよい。

上記「断面略楔形」とは、光軸を含む平面に沿った断面形状が略楔形に設定されていることを意味するものである。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用前照灯は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された光源からの光を、リフレクタにより前方へ向けて光軸寄りに反射させる構成となっているが、その光源の後方には、該光源からの光を前方へ向けて光軸から離れる方向に反射させる第１付加リフレクタが設けられており、投影レンズの後方近傍でかつ該投影レンズの外周縁近傍には、第１付加リフレクタで反射した光源からの光を後方へ向けて光軸から離れる方向に反射させる第２付加リフレクタが設けられており、この第２付加リフレクタの後方には、該第２付加リフレクタで反射した第１付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて反射させる第３付加リフレクタが設けられており、投影レンズの外周側には、第３付加リフレクタで反射した第２付加リフレクタからの反射光を光軸と略平行な光として前方へ出射させる断面略楔形の付加レンズが設けられているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、光源からの光は、第１、第２および第３付加リフレクタで順次反射した後、投影レンズの外周側に設けられた付加レンズにより光軸と略平行な光として前方へ出射するので、この出射光の分だけ通常のプロジェクタ型の車両用前照灯よりも灯具全体の発光面積を増大させることができる。そしてこれにより、対向車ドライバ等に対する灯具の被視認性を高めて、車両走行時の安全性向上を図ることができる。

その際、付加レンズは断面略楔形に形成されているので、この付加レンズを投影レンズの表面形状に沿わせるようにして配置することが容易に可能となる。そしてこれにより、付加レンズと投影レンズとの意匠上の調和を図ることができるとともに、灯具をコンパクトに構成することができる。

また、この付加レンズには、光源からの光が第１、第２および第３付加リフレクタで順次反射した後に入射するので、これら各付加リフレクタで反射する毎に光源からの光を絞り込むことができ、これにより付加レンズに入射する第３付加リフレクタからの反射光の光量を比較的少ない適切な量に設定することができる。

このように本願発明によれば、プロジェクタ型の車両用前照灯において、その被視認性を高めるために配置される付加レンズを、投影レンズの表面形状に沿わせるようにして配置することができ、かつ、該付加レンズからの出射光量が過大にならないように制御することができ、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えてしまわないようにすることができる。

上記構成において、付加レンズの具体的な構成が特に限定されないことは上述したとおりであるが、この付加レンズを、凸メニスカスレンズの周縁部からなる環状レンズまたは該環状レンズの一部として、投影レンズの外周縁に沿って設けられた構成とすれば、この付加レンズと投影レンズとの意匠上の調和および灯具のコンパクト化を一層推進することができる。

上記構成において、第１、第２および第３付加リフレクタの反射面の構成は特に限定されるものではないが、第１付加リフレクタの反射面の、光軸を含む平面に沿った断面形状を、光源の発光中心を焦点とする第１の放物線で構成し、第２付加リフレクタの反射面の、光軸を含む平面に沿った断面形状を、第１の放物線の軸と平行な軸線を軸とするとともに該第２付加リフレクタの後方近傍の点を焦点とする第２の放物線で構成し、第３付加リフレクタの反射面の、光軸を含む平面に沿った断面形状を、第２の放物線の焦点を第１焦点とするとともに光源の後方に位置する点を第２焦点とする１対の双曲線における第１焦点側の双曲線で構成し、付加レンズの焦点を、１対の双曲線の第２焦点近傍に位置設定するようにすれば、付加レンズの焦点距離を長くすることができる。そしてこれにより、付加レンズを比較的薄肉に形成した場合においても、該付加レンズに入射した第３付加リフレクタからの光を光軸と略平行な光として前方へ出射させることができる。また、このように付加レンズを薄肉に形成することにより、付加レンズを透明樹脂製の射出成形品で構成した場合においても、ヒケの発生を少なくしてその光学的精度を高めることができる。

あるいはこのようにする代わりに、第１付加リフレクタの反射面を、光源の発光中心を第１焦点とするとともに該第１付加リフレクタの前方に位置する点を第２焦点とする第１の楕円で構成し、第２付加リフレクタの反射面を、第１の楕円の第２焦点を第１焦点とするとともに該第２付加リフレクタの後方近傍に位置する点を第２焦点とする第２の楕円で構成し、第３付加リフレクタの反射面を、第２の楕円の第２焦点を第１焦点とするとともに光源の後方に位置する点を第２焦点とする１対の双曲線における第１焦点側の双曲線で構成し、付加レンズの焦点を、１対の双曲線の第２焦点近傍に位置設定するようにした場合においても、付加レンズの焦点距離を長くすることができる。そしてこれにより、付加レンズを比較的薄肉に形成した場合においても、該付加レンズに入射した第３付加リフレクタからの光を光軸と略平行な光として前方へ出射させることができる。また、このように付加レンズを薄肉に形成することにより、付加レンズを透明樹脂製の射出成形品で構成した場合においても、ヒケの発生を少なくしてその光学的精度を高めることができる。

上記構成において、光源の発光中心、１対の双曲線の第２焦点および付加レンズの焦点が、いずれも光軸上に位置する構成とすれば、断面略楔形の付加レンズをその周方向に関して同一断面形状に維持した上で、該付加レンズからの出射光を光軸と平行な光とすることができる。

上記構成において、第２付加リフレクタの後方近傍に、第１付加リフレクタで反射した光源からの光以外の光が該第２付加リフレクタに入射するのを規制する遮光部材が設けられた構成とすれば、付加レンズからの出射光により形成される配光パターンが必要以上に明るくなってしまうのを確実に防止することができる。また、光源が放電バルブの放電発光部で構成されている場合には、放電バルブの放電室の下端部に堆積した封入物が擬似光源となって付加レンズが黄色く光って見えてしまうおそれがあるが、上記遮光部材を設けることにより、この堆積した封入物を擬似光源とする黄色い光が第２付加リフレクタに入射してしまうのを阻止することができ、これにより付加レンズが黄色く光って見えてしまうのを未然に防止することができる。

この場合において、第１、第２および第３付加リフレクタを光軸の上方に設けるようにした上で、遮光部材の一部を、光源からの直射光を下方へ向けて反射させる第４付加リフレクタとして構成するとともに、光軸の下方に、この第４付加リフレクタで反射した光源からの光を、投影レンズの下方側を通すようにして前方へ向けて反射させる第５付加リフレクタを設けるようにすれば、第４および第５付加リフレクタで順次反射した光源からの光により形成される配光パターンを、投影レンズからの出射光により形成される配光パターンに付加することができ、これにより光源からの光を有効利用することができる。この場合において、第４および第５付加リフレクタの反射面の具体的形状は特に限定されるものではない。

上記構成において、付加レンズの表面に、複数のＶ字溝が、光軸に関して周方向に互いに所定間隔をおいて形成された構成とすれば、灯具点灯時、各Ｖ字溝は発光させずに付加レンズのそれ以外の部分を発光させるようにすることができる。そしてこれにより、付加レンズの部分の発光が投影レンズの部分の発光とは異なる種類のものであることを対向車ドライバ等に認識させることが容易に可能となるので、プロジェクタ型の車両用前照灯であるにもかからわず投影レンズ以外の部分が発光していることによる違和感を、対向車ドライバ等に与えてしまうおそれをなくすことができる。

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

まず、本願発明の第１実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る車両用前照灯１０を示す正面図であり、図２および３は、その側断面図および平断面図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、ロービーム用配光パターンを形成するための光照射を行うプロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されており、図示しないランプボディ等に組み込まれた状態で用いられるようになっている。

この車両用前照灯１０は、光源バルブ１２と、リフレクタ１４と、投影レンズ１６と、シェード１８と、第１ホルダ２０と、第２ホルダ２２と、第１付加リフレクタ２４と、第２付加リフレクタ２６と、第３付加リフレクタ２８と、付加レンズ３０と、第１遮光部材３２と、第２遮光部材３４とを備えてなり、車両前後方向に延びる光軸Ａｘを有している。ただし、この車両用前照灯１０は、エイミング調整が完了した段階では、その光軸Ａｘが車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びた状態で配置されるようになっている。

投影レンズ１６は、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、光軸Ａｘ上に配置されている。そして、この投影レンズ１６は、その後側焦点Ｆを含む焦点面上の像を、灯具前方に配置された鉛直仮想スクリーン上に反転像として投影するようになっている。この投影レンズ１６は、その外周縁部において環状の第１ホルダ２０に固定支持されている。

光源バルブ１２は、放電発光部を光源１２ａとするメタルハライドバルブ等の放電バルブであって、リフレクタ１４の後頂開口部１４ｂに挿着されており、その光源１２ａは、光軸Ａｘ上において該光軸Ａｘに沿って延びる線分光源として構成されている。

リフレクタ１４は、光源バルブ１２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる反射面１４ａを有している。この反射面１４ａの光軸Ａｘを含む平面に沿った断面形状が略楕円形に設定されており、その離心率は鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。そしてこれにより、この反射面１４ａで反射した光源１２ａからの光を、鉛直断面内においては後側焦点Ｆ近傍に略収束させるとともに、水平断面内においてはその収束位置を後側焦点Ｆの前方側へ変位させるようになっている。

シェード１８は、第１ホルダ２０の略下半部から後方側へ延びるようにして該ホルダ２０と一体で形成されている。このシェード１８は、その上端縁１８ａが投影レンズ１６の後側焦点Ｆを通るように形成されており、これによりリフレクタ１４の反射面１４ａからの反射光の一部を遮蔽して、投影レンズ１６から前方へ出射する上向き光の大半を除去するようになっている。その際、このシェード１８の上端縁１８ａは、投影レンズ１６の後側焦点面に沿って水平方向に略円弧状に延びるとともに左右段違いで形成されている。

第１付加リフレクタ２４は、光源１２ａの後方における光軸Ａｘの上方に設けられており、光源１２ａからの光を前方へ向けて光軸Ａｘから離れる方向に反射させるようになっている。この第１付加リフレクタ２４は、リフレクタ１４と一体で構成されており、その反射面２４ａは、リフレクタ２４の反射面１４ａの内周縁部において後頂開口部１４ｂに沿って円弧状に延びている。その際、この反射面２４ａは、その光軸Ａｘを含む平面に沿った断面形状が、光源１２ａの発光中心Ａを焦点とするとともに光軸Ａｘに対して傾斜した軸線Ａｘ１を軸とする第１の放物線Ｐ１で構成されており、これにより光源１２ａからの光を平行光として反射させるようになっている。また、この反射面２４ａは、その周方向両端縁が、光軸Ａｘを含む水平面からある程度上方に位置するように形成されており、これにより、リフレクタ１４の反射面１４ａにおける光軸Ａｘの左右両側に位置する部分が、ロービーム用配光パターンを形成するための反射領域として確保されるようになっている。

第２付加リフレクタ２６は、投影レンズ１６の後方近傍でかつ該投影レンズ１６の外周縁近傍に設けられており、第１付加リフレクタ２４で反射した光源１２ａからの光を後方へ向けて光軸Ａｘから離れる方向に反射させるようになっている。この第２付加リフレクタ２６は、光軸Ａｘを中心とする環状部材であって、第１ホルダ２０と一体で構成されており、その反射面２６ａは、投影レンズ１６の外周縁に沿って全周にわたって形成されている。ただし、第１付加リフレクタ２４の反射面２４は光軸Ａｘの上方に位置しているので、この第１付加リフレクタ２４で反射した光源１２ａからの光は、第２付加リフレクタ２６の反射面２６ａに対して、その光軸Ａｘの上方領域にのみ入射することとなる。この反射面２６ａは、その光軸Ａｘを含む平面に沿った断面形状が、第１の放物線Ｐ１の軸Ａｘ１と平行な軸線Ａｘ２を軸とするとともに該第２付加リフレクタ２６の後方近傍の点Ｂを焦点とする第２の放物線Ｐ２で構成されており、これにより第１付加リフレクタ２４からの平行光を第２の放物線Ｐ２の焦点Ｂに収束する光として反射させるようになっている。

第３付加リフレクタ２８は、第２付加リフレクタ２６の後方に設けられており、第２付加リフレクタ２６で反射した第１付加リフレクタ２４からの光を前方へ向けて反射させるようになっている。この第３付加リフレクタ２８は、光軸Ａｘを中心とする環状部材であって、第２ホルダ２２に固定支持されており、その反射面２８ａは、第２付加リフレクタ２６の反射面２６ａと対向するようにして全周にわたって形成されている。その際、この反射面２８ａは、その光軸Ａｘを含む平面に沿った断面形状が、第２の放物線Ｐ２の焦点Ｂを第１焦点とするとともに光源１２ａのかなり後方に位置する光軸Ａｘ上の点Ｃを第２焦点とする１対の双曲線における第１焦点Ｂ側の双曲線Ｈで構成されており、その軸Ａｘ３の光軸Ａｘに対する傾斜角度は、第１の放物線Ｐ１の軸Ａｘ１の傾斜角度よりも僅かに小さい値に設定されている。そして、この反射面２８ａは、第２付加リフレクタ２６で反射して第１焦点Ｂに一旦収束した後この第１焦点Ｂからの発散光として入射する光を、１対の双曲線の第２焦点Ｃからの発散光として反射させるようになっている。

付加レンズ３０は、投影レンズ１６の外周側に設けられており、第３付加リフレクタ２８で反射した第２付加リフレクタ２６からの反射光を光軸Ａｘと平行な光として前方へ出射させるようになっている。この付加レンズ３０は、凸メニスカスレンズの周縁部からなる断面略楔形の環状レンズとして、投影レンズ１６の外周縁に沿って設けられている。そして、この付加レンズ３０は、その内周縁において第１ホルダ２０に固定支持されるとともに、その外周縁において第２ホルダ２２の前端部に固定支持されている。その際、この付加レンズ３０は、その焦点が上記１対の双曲線の第２焦点Ｃに位置するように配置されており、これにより第３付加リフレクタ２８からの反射光を第２焦点Ｃからの発散光として入射させるようになっている。

この付加レンズ３０に入射する第３付加リフレクタ２８からの反射光は、上記１対の双曲線の第２焦点Ｃを擬似光源とする光であり平行光に近い発散光となっているので、これを付加レンズ３０において光軸Ａｘと平行な光とするための屈折力は小さいもので足り、このため付加レンズ３０は比較的肉厚の薄いものとなっている。

第２ホルダ２２は、環状に形成されており、その後端部においてリフレクタ１４に固定支持されている。

第１および第２遮光部材３２、３４は、第２付加リフレクタ２６の後方近傍に設けられており、第１付加リフレクタ２４で反射した光源１２ａからの光以外の光が第２付加リフレクタ２６に入射するのを規制するようになっている。

第１遮光部材３２は、第２付加リフレクタ２６の内周縁から後方へ向けて円筒状に延びるようにして該第２付加リフレクタ２６と一体で形成されている。一方、第２遮光部材３４は、第３付加リフレクタ２８の内周縁から前方へ向けて円錐状に延びるようにして該第３付加リフレクタ２８と一体で形成されている。そして、第１遮光部材３２の後端部と第２遮光部材３４の前端部との間には、光軸Ａｘを中心とする細い環状間隙が形成されるようになっている。

これにより、第１付加リフレクタ２４で反射した光源１２ａからの光のうち、この環状間隙を通った光だけを第２付加リフレクタ２６に入射させるようになっている。そしてこれにより、付加レンズ３０への入射光量を少なく抑えるとともに、放電バルブ１２の放電室の下端部に堆積した封入物を擬似光源とする黄色い光が、第２付加リフレクタ２６に入射するのを、第１および第２遮光部材３２、３４により阻止するようになっている。

また、これら第１および第２遮光部材３２、３４により、光源１２ａからの直射光が第２付加リフレクタ２６や付加レンズ３０に入射するのを阻止するようになっている。

図４は、本実施形態に係る車両用前照灯１０から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンを透視的に示す図である。

このロービーム用配光パターンＰＬ１は、左配光のロービーム用配光パターンであって、基本配光パターンＰ０と付加配光パターンＰａ１との合成配光パターンとして形成されるようになっている。

基本配光パターンＰ０は、ロービーム用配光パターンＰＬ１の主要部を構成する配光パターンであって、投影レンズ１６からの出射光によって形成されるようになっている。

この基本配光パターンＰ０は、その上端縁に左右段違いのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２を有している。このカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを鉛直方向に通るＶ−Ｖ線を境にして左右段違いで水平方向に延びており、Ｖ−Ｖ線よりも右側の対向車線側部分が下段カットオフラインＣＬ１として形成されるとともに、Ｖ−Ｖ線よりも左側の自車線側部分が、この下段カットオフラインＣＬ１から傾斜部を介して段上がりになった上段カットオフラインＣＬ２として形成されている。

この基本配光パターンＰ０において、下段カットオフラインＣＬ１とＶ−Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅは、Ｈ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方に位置している。これは光軸Ａｘが車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びていることによるものである。そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅを囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されている。

この基本配光パターンＰ０は、リフレクタ１４で反射した光源１２ａからの光により投影レンズ１６の後側焦点面（すなわち後側焦点Ｆを含む焦点面）上に形成される光源像の反転投影像として形成されるようになっており、そのカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２は、シェード１８の上端縁１８ａの反転投影像として形成されるようになっている。

付加配光パターンＰａ１は、基本配光パターンＰ０に対して付加的に形成される配光パターンであって、付加レンズ３０からの出射光によって形成されるようになっている。

この付加配光パターンＰａ１は、付加レンズ３０からの出射光が、光軸Ａｘと平行な光となっていることから、エルボ点Ｅを中心とするスポット状の配光パターンとなる。この付加配光パターンＰａ１は、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方にも拡がる配光パターンとなっているので、付加レンズ３０からの出射光は、投影レンズ１６からの出射光に含まれる迷光とともに、対向車ドライバ等の目に入射することとなる。そして、この付加レンズ３０からの出射光の分だけ、通常のプロジェクタ型の車両用前照灯よりも灯具全体の発光面積が増大し、灯具の被視認性が高まることとなる。その際、この付加レンズ３０からの出射光量は少量であり、付加配光パターンＰａの形成によって対向車ドライバ等にグレアを与えてしまうようなことはない。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された投影レンズ１６の後側焦点Ｆよりも後方側において光軸Ａｘ上に配置された光源１２ａからの光を、リフレクタ１４により前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに反射させる構成となっているが、その光源１２ａの後方には、該光源１２ａからの光を前方へ向けて光軸Ａｘから離れる方向に反射させる第１付加リフレクタ２４が設けられており、投影レンズ１６の後方近傍でかつ該投影レンズ１６の外周縁近傍には、第１付加リフレクタ２４で反射した光源１２ａからの光を後方へ向けて光軸Ａｘから離れる方向に反射させる第２付加リフレクタ２６が設けられており、この第２付加リフレクタ２６の後方には、該第２付加リフレクタ２６で反射した第１付加リフレクタ２４からの反射光を前方へ向けて反射させる第３付加リフレクタ２８が設けられており、投影レンズ１６の外周側には、第３付加リフレクタで反射した第２付加リフレクタ２６からの反射光を光軸Ａｘと平行な光として前方へ出射させる断面略楔形の付加レンズ３０が設けられているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、光源１２ａからの光は、第１、第２および第３付加リフレクタ２４、２６、２８で順次反射した後、投影レンズ１６の外周側に設けられた付加レンズ３０により光軸Ａｘと平行な光として前方へ出射するので、この出射光の分だけ通常のプロジェクタ型の車両用前照灯よりも灯具全体の発光面積を増大させることができ、これにより対向車ドライバ等に対する灯具の被視認性を高めることができる。具体的には、付加レンズ３０からの出射光により形成される付加配光パターンＰａ１はカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の上方にも拡がる配光パターンとなっているので、付加レンズ３０からの出射光を投影レンズ１６からの出射光に含まれる迷光とともに対向車ドライバ等の目に入射させることができる。そしてこれにより車両走行時の安全性向上を図ることができる。

しかも、この付加レンズ３０は断面略楔形に形成されているので、これを投影レンズ１６の表面形状に沿わせるようにして配置することが容易に可能となる。そしてこれにより、付加レンズ３０と投影レンズ１６との意匠上の調和を図ることができるとともに、灯具をコンパクトに構成することができる。

また、この付加レンズ３０には、光源１２ａからの光が第１、第２および第３付加リフレクタ２４、２６、２８で順次反射した後に入射するので、これら各付加リフレクタで反射する毎に光源１２ａからの光を絞り込むことができ、これにより付加レンズ３０に入射する第３付加リフレクタ２８からの反射光の光量を比較的少ない適切な量に設定することができる。そしてこれにより、付加レンズ３０からの出射光量も適切な量にすることができるので、付加配光パターンＰａを形成したことによって対向車ドライバ等にグレアを与えてしまわないようにすることができる。

このように本実施形態によれば、プロジェクタ型の車両用前照灯１０において、その被視認性を高めるために配置される付加レンズ３０を、投影レンズ１６の表面形状に沿わせるようにして配置することができ、かつ、該付加レンズ３０からの出射光量が過大にならないように制御することができ、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えてしまわないようにすることができる。

特に本実施形態に係る車両用前照灯１０は、その付加レンズ３０が、凸メニスカスレンズの周縁部からなる環状レンズとして、投影レンズ１６の外周縁に沿って設けられているので、この付加レンズ３０と投影レンズ１６との意匠上の調和および灯具のコンパクト化を一層推進することができる。

また本実施形態に係る車両用前照灯１０は、第１付加リフレクタ２４の反射面２４ａの光軸Ａｘを含む平面に沿った断面形状が、光源１２ａの発光中心Ａを焦点とする第１の放物線Ｐ１で構成されており、第２付加リフレクタ２６の反射面２６ａの光軸Ａｘを含む平面に沿った断面形状が、第１の放物線Ｐ１の軸Ａｘ１と平行な軸線Ａｘ２を軸とするとともに該第２付加リフレクタ２６の後方近傍の点Ｂを焦点とする第２の放物線Ｐ２で構成されており、第３付加リフレクタ２８の反射面２８ａの光軸Ａｘを含む平面に沿った断面形状が、第２の放物線のＰ２焦点Ｂを第１焦点とするとともに光源１２ａのかなり後方に位置する光軸Ａｘ上の点Ｃを第２焦点とする１対の双曲線における第１焦点Ｂ側の双曲線Ｈで構成されており、付加レンズ３０の焦点が、上記１対の双曲線の第２焦点Ｃに位置設定されているので、付加レンズ３０の焦点距離を長くすることができる。そしてこれにより、本実施形態の付加レンズ３０は比較的薄肉に形成されているにもかかわらず、この付加レンズ３０に入射した第３付加リフレクタから２８の光を光軸Ａｘと平行な光として前方へ出射させることができる。

そして、このように付加レンズ３０を薄肉に形成することにより、これを透明樹脂製の射出成形品で構成した場合においても、ヒケの発生を少なくしてその光学的精度を高めることができる。

しかも本実施形態においては、光源１２ａの発光中心Ａが光軸Ａｘ上に位置しており、また、上記１対の双曲線の第２焦点でありかつ付加レンズ３０の焦点である点Ｃが光軸Ａｘ上に位置しているので、断面略楔形の付加レンズ３０をその周方向に関して同一断面形状に維持した上で、該付加レンズ３０からの出射光を光軸Ａｘと平行な光とすることができる。

また本実施形態に係る車両用前照灯１０は、第２付加リフレクタ２６の後方近傍に、第１付加リフレクタ２４で反射した光源１２ａからの光以外の光が該第２付加リフレクタ２６に入射するのを規制する第１および第２遮光部材３２、３４が設けられているので、付加レンズ３０からの出射光により形成される配光パターンＰａ１が必要以上に明るくなってしまうのを確実に防止することができる。また、本実施形態に係る車両用前照灯１０のように、光源１２ａが放電バルブ１２の放電発光部で構成されている場合には、放電バルブ１２の放電室の下端部に堆積した封入物が擬似光源となって付加レンズ３０が黄色く光って見えてしまうおそれがあるが、本実施形態においては、第１および第２遮光部材３２、３４が設けられているので、この堆積した封入物を擬似光源とする黄色い光が第２付加リフレクタ２６に入射してしまうのを阻止することができ、これにより付加レンズ３０が黄色く光って見えてしまうのを未然に防止することができる。

なお、上記第１実施形態においては、第２および第３付加リフレクタ２６、２８の反射面２６ａ、２８ａが光軸Ａｘに関して全周にわたって形成されているものとして説明したが、第２付加リフレクタ２６の反射面２６ａについては、第１付加リフレクタ２４で反射した光源１２ａからの光が入射する部分を含む所定角度範囲にわたって円弧状に形成された構成とすることも可能である。同様に、第３付加リフレクタ２８の反射面２８ａについても、第２加リフレクタ２６で反射した第１付加リフレクタ２４からの光が入射する部分を含む所定角度範囲にわたって円弧状に形成された構成とすることが可能であるが、上記第１実施形態のように全周にわたって形成しておくことにより、非点灯時における灯具の見映えを高めることができる。

次に、本願発明の第２実施形態について説明する。

図５は、本実施形態に係る車両用前照灯１１０を示す側断面図である。

同図に示すように、この車両用前照灯１１０は、その基本的な構成は上記第１実施形態の場合と全く同様であるが、第１および第２付加リフレクタ１２４、１２６の反射面１２４ａ、１２６ａの表面形状が、上記第１実施形態に係る車両用前照灯１０の第１および第２付加リフレクタ２４、２６の場合と異なっている。

すなわち、本実施形態の第１付加リフレクタ１２４の反射面１２４ａは、その光軸Ａｘを含む平面に沿った断面形状が、光源１２ａの発光中心を第１焦点Ａとするとともに該第１付加リフレクタ１２４の前方に位置する点Ｄを第２焦点とする第１の楕円Ｅ１で構成されており、これにより光源１２ａからの光を第１の楕円Ｅ１の第２焦点Ｄに収束する光として反射させるようになっている。

また、本実施形態の第２付加リフレクタ１２６の反射面１２６ａは、第１の楕円Ｅ１の第２焦点Ｄを第１焦点とするとともに該第２付加リフレクタ１２６の後方近傍に位置する点Ｂを第２焦点とする第２の楕円Ｅ２で構成されており、これにより、第１付加リフレクタ１２４で反射して第１の楕円Ｅ１の第２焦点Ｄに一旦収束した後、この第２焦点Ｄからの発散光として入射する光を、第２の楕円Ｅ２の第２焦点Ｂに収束する光として反射させるようになっている。

なお、本実施形態においても、第３付加リフレクタ１２８からの反射光の光路および付加レンズ３０からの出射光の光路は、上記第１実施形態の場合と同様である。

したがって、本実施形態の構成を採用した場合においても、上記第１実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。

次に、本願発明の第３実施形態について説明する。

図６は、本実施形態に係る車両用前照灯２１０を示す正面図であり、図７は、その側断面図である。

これらの図に示すように、この車両用前照灯２１０は、その基本的な構成は上記第１実施形態の場合と全く同様であるが、第２遮光部材２３４等の構成が上記第１実施形態に係る車両用前照灯１０の場合と異なっている。

すなわち、本実施形態の第２遮光部材２３４は、光源１２ａの前方斜め上方において光源１２ａからの直射光を下方へ向けて反射させる第４付加リフレクタとして構成されており、その前端部下端縁において第１付加リフレクタ２４で反射した光源１２ａからの光以外の光が第２付加リフレクタ２６に入射するのを規制するようになっている。

また本実施形態においては、光軸Ａｘの下方に、第４付加リフレクタ２３４で反射した光源１２ａからの光を、投影レンズ１６の下方側を通すようにして前方へ向けて反射させる第５付加リフレクタ２３６が設けられている。

さらに本実施形態においては、第２付加リフレクタ２２６、第３付加リフレクタ２２８、付加レンズ２３０、第１遮光部材２３２および第２ホルダ２２２が、上記第１実施形態の第２付加リフレクタ２６、第３付加リフレクタ２８、付加レンズ３０、第１遮光部材３２および第２ホルダ２２の下端部を、所定角度範囲にわたって切り欠いたような構成となっており、これにより第５付加リフレクタ２３６を灯具正面視において露出させるようになっている。

第４付加リフレクタ２３４の反射面２３４ａは、光源１２ａの発光中心Ａを第１焦点とするとともに光軸Ａｘの下方近傍における第４付加リフレクタ２３４の真下に位置に位置する点Ｇを第２焦点とする回転楕円面で構成されており、これにより光源１２ａからの光を第２焦点Ｇに収束する光として反射させるようになっている。

また、第５付加リフレクタ２３６の反射面２３６ａは、上記回転楕円面の第２焦点Ｇを焦点とするとともに光軸Ａｘに対して僅かに下向きに傾斜した軸線を中心軸とする回転放物面上に複数の拡散反射素子が縦縞状に形成された構成となっており、これにより、第４付加リフレクタ２３４で反射して第２焦点Ｇに一旦収束した後この第２焦点Ｇからの発散光として入射する光を、僅かに下向きの左右拡散光として反射させるようになっている。

図８は、本実施形態に係る車両用前照灯２１０から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンを透視的に示す図である。

このロービーム用配光パターンＰＬ３は、基本配光パターンＰ０と付加配光パターンＰａ１と、付加配光パターンＰｂとの合成配光パターンとして形成されるようになっている。

基本配光パターンＰ０および付加配光パターンＰａ１は、上記第１実施形態の場合と同様である。

付加配光パターンＰｂは、基本配光パターンＰ０に対して付加的に形成される配光パターンであって、第５付加リフレクタ２３６からの反射光によって形成されるようになっている。

この付加配光パターンＰｂは、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の下方近傍においてＶ−Ｖ線を中心にして左右方向に拡がる横長配光パターンとして形成されており、ホットゾーンＨＺ周辺の明るさを補強するようになっている。

本実施形態の構成を採用した場合においても、上記第１実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。

特に本実施形態においては、第４および第５付加リフレクタ２３４、２３６で順次反射した光源１２ａからの光により形成される付加配光パターンＰｂを、投影レンズ１６からの出射光により形成される基本配光パターンＰ０に付加するようになっているので、ロービーム用配光パターンＰＬ３を車両前方路面の視認性に優れたものとすることができ、これにより光源１２ａからの光を有効利用することができる。

次に、本願発明の第４実施形態について説明する。

図９は、本実施形態に係る車両用前照灯３１０を示す正面図であり、図１０および１１は、その側断面図および平断面図である。

これらの図に示すように、この車両用前照灯３１０は、その基本的な構成は上記第１実施形態の場合と全く同様であるが、第１付加リフレクタ３２４の反射面３２４ａが、光軸Ａｘに関して全周にわたって環状に形成されているとともに、付加レンズ３３０の表面に複数のＶ字溝３３０ａが、光軸Ａｘに関して周方向に互いに所定間隔をおいて形成されている点で上記第１実施形態の場合と異なっている。これら複数のＶ字溝３３０ａは、３０°間隔で１２本形成されている。

本実施形態においては、環状に形成された第１、第２および第３付加リフレクタ３２４、２６、２８で順次反射した光源１２ａからの光を、付加レンズ３３０の全周領域から前方へ出射させ、これにより付加レンズ３３０を環状に発光させるようになっている。

ただし、この付加レンズ３３０の環状発光部は、放射状の暗部が形成されたものとなっている。これは、付加レンズ３３０の表面に複数のＶ字溝３３０ａが形成されており、これら各Ｖ字溝３３０ａの部分は該Ｖ字溝３３０ａの全反射作用により発光せずに付加レンズ３３０のそれ以外の部分が発光することによるものである。

図１２は、本実施形態に係る車両用前照灯３１０から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンを透視的に示す図である。

このロービーム用配光パターンＰＬ４は、基本配光パターンＰ０と付加配光パターンＰａ４との合成配光パターンとして形成されるようになっている。

基本配光パターンＰ０は、上記第１実施形態の場合と同様である。

付加配光パターンＰａ４は、付加レンズ３３０からの出射光によって形成される配光パターンであって、上記第１実施形態の付加配光パターンＰａ１と略同一形状のスポット状の配光パターンとなっているが、上記第１実施形態の付加配光パターンＰａ１よりも全体的に明るい配光パターンとなっている。これは、付加レンズ３３０からの出射光が該付加レンズ３３０の全周領域にわたって得られることによるものである。

本実施形態の構成を採用した場合においても、上記第１実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。

また本実施形態においては、付加レンズ３３０の全周領域から前方へ光が出射するようになっているので、対向車ドライバ等に対する灯具の被視認性をより高めて、車両走行時の安全性を一層向上させることができる。

その際、付加レンズ３３０は、その発光面積が上記第１実施形態の付加レンズ３０の発光面積よりも大きくなっているので、この付加レンズ３３０からの出射光によって形成される付加配光パターンＰａ４が上記第１実施形態の付加配光パターンＰａ１よりも全体的に明るい配光パターンとなっているにもかかわらず、該付加レンズ３３０の輝度を上記第１実施形態の付加レンズ３０の輝度と同程度に抑えることができ、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えてしまわないようにすることができる。

さらに本実施形態においては、付加レンズ３３０の表面に、複数のＶ字溝３３０ａが、光軸Ａｘに関して周方向に互いに所定間隔をおいて形成されているので、灯具点灯時に各Ｖ字溝３３０ａを発光させないようにすることができる。そしてこれにより、付加レンズ３３０の部分の発光が投影レンズ１６の部分の発光とは異なる種類のものであることを対向車ドライバ等に認識させることが容易に可能となるので、車両用前照灯３１０がプロジェクタ型の車両用前照灯であるにもかからわず、その投影レンズ１６以外の部分が発光していることによる違和感を、対向車ドライバ等に与えてしまうおそれをなくすことができる。

本願発明の第１実施形態に係る車両用前照灯を示す正面図 上記車両用前照灯を示す側断面図 上記車両用前照灯を示す平断面図 上記車両用前照灯から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図 本願発明の第２実施形態に係る車両用前照灯を示す側断面図 本願発明の第３実施形態に係る車両用前照灯を示す正面図 上記第３実施形態に係る車両用前照灯を示す側断面図 上記第３実施形態に係る車両用前照灯から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図 本願発明の第４実施形態に係る車両用前照灯を示す正面図 上記第４実施形態に係る車両用前照灯を示す側断面図 上記第４実施形態に係る車両用前照灯を示す平断面図 上記第４実施形態に係る車両用前照灯から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図

符号の説明

１０、１１０、２１０、３１０ 車両用前照灯
１２ 光源バルブ
１２ａ 光源
１４ リフレクタ
１４ａ、２４ａ、２６ａ、２８ａ、１２４ａ、１２６ａ、１２８ａ、２２６ａ、２２８ａ、２３４ａ、２３６ａ、３２４ａ 反射面
１４ｂ 後頂開口部
１６ 投影レンズ
１８ シェード
１８ａ 上端縁
２０ 第１ホルダ
２２、２２２ 第２ホルダ
２４、１２４、２３４、３２４ 第１付加リフレクタ
２６、１２６、２２６、３２６ 第２付加リフレクタ
２８、１２８、２２８、３２８ 第３付加リフレクタ
３０、２３０、３３０ 付加レンズ
３２、２３２、３３２ 第１遮光部材
３４、３３４ 第２遮光部材
２３４ 第２遮光部材、第４付加リフレクタ
２３６ 第５付加リフレクタ
３３０ａ Ｖ字溝
Ａ 光源の発光中心、第１の放物線の焦点、第１の楕円の第１焦点
Ａｘ 光軸
Ａｘ１ 第１の放物線の軸
Ａｘ２ 第２の放物線の軸
Ａｘ３ １対の双曲線の軸
Ｂ 第２の放物線の焦点、第２の楕円の第２焦点、１対の双曲線の第１焦点
Ｃ １対の双曲線の第２焦点、付加レンズの焦点
ＣＬ１、ＣＬ２ カットオフライン
Ｄ 第１の楕円の第２焦点、第２の楕円の第１焦点
Ｅ エルボ点
Ｅ１ 第１の楕円
Ｅ２ 第２の楕円
Ｆ 後側焦点
Ｇ 回転楕円面の第２焦点
ＨＺ ホットゾーン
Ｐ１ 第１の放物線
Ｐ２ 第２の放物線
ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ４ ロービーム用配光パターン
Ｐ０ 基本配光パターン
Ｐａ１、Ｐａ４、Ｐｂ 付加配光パターン

Claims (8)

1. 車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、この投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源からの光を前方へ向けて上記光軸寄りに反射させるリフレクタと、を備えてなる車両用前照灯において、
   上記光源の後方に、該光源からの光を前方へ向けて上記光軸から離れる方向に反射させる第１付加リフレクタが設けられており、
   上記投影レンズの後方近傍でかつ該投影レンズの外周縁近傍に、上記第１付加リフレクタで反射した上記光源からの光を後方へ向けて上記光軸から離れる方向に反射させる第２付加リフレクタが設けられており、
   この第２付加リフレクタの後方に、該第２付加リフレクタで反射した上記第１付加リフレクタからの反射光を前方へ向けて反射させる第３付加リフレクタが設けられており、
   上記投影レンズの外周側に、上記第３付加リフレクタで反射した上記第２付加リフレクタからの反射光を上記光軸と略平行な光として前方へ出射させる断面略楔形の付加レンズが設けられている、ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 上記付加レンズが、凸メニスカスレンズの周縁部からなる環状レンズまたは該環状レンズの一部として、上記投影レンズの外周縁に沿って設けられている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯。
3. 上記第１付加リフレクタの反射面の、上記光軸を含む平面に沿った断面形状が、上記光源の発光中心を焦点とする第１の放物線で構成されており、
   上記第２付加リフレクタの反射面の、上記光軸を含む平面に沿った断面形状が、上記第１の放物線の軸と平行な軸線を軸とするとともに該第２付加リフレクタの後方近傍の点を焦点とする第２の放物線で構成されており、
   上記第３付加リフレクタの反射面の、上記光軸を含む平面に沿った断面形状が、上記第２の放物線の焦点を第１焦点とするとともに上記光源の後方に位置する点を第２焦点とする１対の双曲線における第１焦点側の双曲線で構成されており、
   上記付加レンズの焦点が、上記１対の双曲線の第２焦点近傍に位置している、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用前照灯。
4. 上記第１付加リフレクタの反射面の、上記光軸を含む平面に沿った断面形状が、上記光源の発光中心を第１焦点とするとともに該第１付加リフレクタの前方に位置する点を第２焦点とする第１の楕円で構成されており、
   上記第２付加リフレクタの反射面の、上記光軸を含む平面に沿った断面形状が、上記第１の楕円の第２焦点を第１焦点とするとともに該第２付加リフレクタの後方近傍に位置する点を第２焦点とする第２の楕円で構成されており、
   上記第３付加リフレクタの反射面の、上記光軸を含む平面に沿った断面形状が、上記第２の楕円の第２焦点を第１焦点とするとともに上記光源の後方に位置する点を第２焦点とする１対の双曲線における第１焦点側の双曲線で構成されており、
   上記付加レンズの焦点が、上記１対の双曲線の第２焦点近傍に位置している、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用前照灯。
5. 上記光源の発光中心、上記１対の双曲線の第２焦点および上記付加レンズの焦点が、いずれも上記光軸上に位置している、ことを特徴とする請求項３または４記載の車両用前照灯。
6. 上記第２付加リフレクタの後方近傍に、上記第１付加リフレクタで反射した上記光源からの光以外の光が該第２付加リフレクタに入射するのを規制する遮光部材が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の車両用前照灯。
7. 上記第１、第２および第３付加リフレクタが、上記光軸の上方に設けられており、
   上記遮光部材の一部が、上記光源からの直射光を下方へ向けて反射させる第４付加リフレクタとして構成されており、
   上記光軸の下方に、上記第４付加リフレクタで反射した上記光源からの光を、上記投影レンズの下方側を通すようにして前方へ向けて反射させる第５付加リフレクタが設けられている、ことを特徴とする請求項６記載の車両用前照灯。
8. 上記付加レンズの表面に、複数のＶ字溝が、上記光軸に関して周方向に互いに所定間隔をおいて形成されている、ことを特徴とする請求項１〜７いずれか記載の車両用前照灯。

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