JP2005259545A - 投射型自動車用ヘッドランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 配光切替時に対向車へのグレアを減少させること。
【解決手段】 略椀形状のリフレクター２６と、リフレクター２６の第１焦点Ｆ１に配置された光源２４と、リフレクター２６前方に配置された投射レンズ２８と、リフレクター２６の第２焦点Ｆ２近傍に配置され、リフレクター２６で反射されて投射レンズ２８に向かう光の一部を遮る配光制御用の回転シェード３４と、回転シェード３４を回動させるモータとを備え、回転シェード３４にはハイビーム，ロービーム，その他のビームにそれぞれ対応する遮光部を周方向に隣接配置し、ステッピングモータ５８で回転シェード３４を高速で回動させることで、ロービームＬｏ−Ｒとその他のビーム（雨天用ビームＷｅｔ−Ｌ，高速走行用ビームＭＷ−Ｌ）間での配光切替時に、対向車に対するグレアの発生を防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、略椀形状のリフレクターからの反射光を投射レンズによって前方に投射配光する投射型ヘッドランプに係り、特に、シェードを回動することにより配光を切り替えることのできる投射型自動車用ヘッドランプに関する。

この種のヘッドランプの従来技術としては、略楕円体形状のリフレクターと、リフレクターの略第１焦点に配置された光源と、リフレクターの第２焦点より前方に配置された投射レンズと、リフレクターの略第２焦点近傍に回転自在に配置され、リフレクターで反射されて投射レンズに向かう光の一部を遮る回転シェードとを備え、前記回転シェードは、水平支軸回りに回動可能で、この回転シェードを回動させることにより所定の配光パターンを形成する投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記回転シェードは、前記リフレクタの光軸の略真下において左右に分割され、それぞれが水平支軸回りに独立回動可能な複数の分割回転シェードからなり、各分割回転シェードに設けられた羽根状の遮光板は前記水平支軸方向に延長されて相互に重合するように構成されている（特許文献１参照）。この場合、各分割シェードは、複数のギアに連結された２台のモータの駆動により独立に回動できるようになっている。
特開平６−７６６０４号公報(第２頁〜第３頁、図１)

しかしながら、前記した従来技術において、回転シェードの駆動源としてＤＣ（直流）モータが採用されており、しかも各分割回転シェードに設けられた各遮光板の間隔が９０度に設定されているので、ロービームとハイビーム以外のビームを対象にして配光を切り替えると、各分割シェードがそれぞれ独立に回動する過程で瞬間的にグレアが発生する恐れがある。すなわち、モータにＤＣモータを用いた場合、ＤＣモータはその起動時に０から順次加速され、回転シェードが指定の回転角度に達するまでの時間が長く、すなわち切替に要する時間が長くなるので、一方の遮光板が光軸から外れ、他方の遮光板が光軸に近づくまでの間に、瞬間的にグレアが発生することがある。

また、回転シェードが分割シェードではなく、単一体で構成されている場合であっても、遮光板が９０度離間して配置されている場合は、特にＤＣモータによる回転シェードの回転速度が遅いため、瞬間的にグレアが発生することがある。

本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転シェードの回動速度を高めて配光の切り替えを瞬時に行うことで、配光切替時の対向車に対するグレアの発生を防止することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る投射型自動車用ヘッドランプにおいては、略椀形状のリフレクターと、前記リフレクターの略第１焦点に配置された光源と、前記リフレクターの第２焦点より前方に配置された投射レンズと、前記リフレクターの略第２焦点近傍であって前記投射レンズの光軸と略直交する方向に延在し、かつ回動自在に配設され、前記光軸近傍におけるその側縁部がリフレクター側から投射レンズに向かう光の一部を遮って所定の配光パターンを形成するように構成された配光制御用の回転シェードと、前記回転シェードを回動するモータと、を備えた投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記モータをステッピングモータで構成するようにした。

（作用）回転シェードを回動するためのモータをステッピングモータで構成したため、ＤＣモータよりも高速度で回転シェードを回動することができる。すなわち、ステッピングモータは、その起動時に瞬時に、例えば、０．１秒で指定の回転角度（例えば４５度）に達する。このため、配光切替時に、リフレクター側から投射レンズに向かう光がビーム対応遮光部のいずれかで適正に遮光されない状態（回転シェード上方の光通過領域が光軸の下方まで拡大される状態となって、クリアカットラインが上昇する形態）となる時間は瞬時で、それだけ対向車に対しグレア光とならない。

また、請求項２または４においては、請求項１記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記回転シェードには、少なくともハイビーム対応遮光部，ロービーム対応遮光部およびその他のビーム対応遮光部を周方向に順次隣接して配置するとともに、ハイビーム対応遮光部とロービーム対応遮光部間を略９０度離間するように構成したものである。

（作用）使用頻度が最も高いロービーム対応遮光部に隣接してハイビーム対応遮光部が設けられており、ロービームとハイビーム間のスピーディな切り替えが可能である。

また、周方向に隣接するロービーム対応遮光部とハイビーム対応遮光部が接近すると、背の低いハイビーム対応遮光部により形成されるハイビーム（の配光パターン）が背の高いロービーム対応遮光部の遮光作用の影響を受けるおそれがあるが、ロービーム対応遮光部とハイビーム対応遮光部間は両者が周方向に大きく離間する略９０度に設定されて、ハイビームがロービーム対応遮光部の遮光作用の影響を受けない構成となっている。なお、回転シェードを略９０度回動させるために要す時間は、例えば約０．２秒という非常に短い時間で済むので、ハイビームとロービーム間の配光切り替えのスピーディさが損なわれることはない。

また、請求項３または４においては、請求項１記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記回転シェードには、少なくともハイビーム対応遮光部，ロービーム対応遮光部およびその他のビーム対応遮光部を周方向に順次隣接して配置するとともに、ロービーム対応遮光部とその他のビーム対応遮光部間を略４５度離間するように構成したものである。

（作用）周方向に隣接する遮光部の間隔が狭過ぎると、投射レンズの焦点近傍に複数の遮光部が接近して配置されることとなって、選択されたビームのクリアカットラインが不鮮明となる。逆に、隣接する遮光部の間隔が広すぎると、ビーム対応遮光部を切り替える（ビームの配光を切り替える、即ち回転シェードが回動する）際に、図１１に示すように、遮光部の側縁部位置が光軸ＬからＨだけ下がった状態となって、それだけクリアカットラインが上がり、対向車へのグレア光となる。さらに、対応遮光部を切り替える（ビームの配光を切り替える、即ち回転シェードが回動する）際に、投射レンズの焦点より前方に前傾した遮光部表面での反射光Ｌ１によって、対向車へのグレア光となる場合もある。

そして、選択されたビームのクリアカットラインが不鮮明とならないためには、隣接する遮光部の間隔が３８度以上であることが望ましく、また、ビームの配光を切り替える際の前傾遮光部の表面反射によるグレア光の抑制に有効であるためには、隣接する遮光部の間隔が６０度以下であることが望ましいことが、発明者の実験によって、確認されたことから、周方向に隣接するロービーム対応遮光部とその他のビーム対応遮光部の間隔（配置角度）を略４５度に設定することで、それぞれ鮮明なクリアカットラインをもつロービームおよびその他のビームが得られるとともに、配光切り替えの際に遮光部の表面反射に起因したグレア光が発生することもない。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係る投射型自動車用ヘッドランプによれば、配光切替時に対向車に対してグレアが発生するのを防止することができる。

請求項２によれば、適正な配光パターンのハイビーム，ロービームおよびその他のビーム間におけるスピーディな切り替えができる
請求項３によれば、鮮明なクリアカットラインをそれぞれもつロービームおよびその他のビーム間におけるスピーディな切り替えができるとともに、ロービームとその他のビーム間の配光切り替え時にグレア光が発生することもない
請求項４によれば、適正な配光パターンのハイビーム，鮮明なクリアカットラインをそれぞれもつロービームおよびその他のビーム間におけるスピーディな切り替えができるとともに、ロービームとその他のビーム間の配光の切り替え時にグレア光が発生することもないので、自動車の安全走行に貢献できる。

次に、本発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。図１〜５は、本発明の一実施例である投射型自動車用ヘッドランプを示し、図１は投射型自動車用ヘッドランプの要部である光投射ユニットの分解斜視図、図２は同ヘッドランプの光軸位置での縦断面図、図３は同光投射ユニットの側面図、図４は一部を断面で示す同光投射ユニットの平面図、図５はユニットフレームに一体化された同光投射ユニットからリフレクタを取り外して後方から見た背面図である。

これらの図において、投射型自動車用ヘッドランプのランプボディ１０は容器状に形成されており、ランプボディ１０の前面開口部には、前面レンズ１２が組み付けられて灯室Ｓが画成されている（図２参照）。灯室Ｓ内には、エイミング機構によってヘッドランプの照射軸（光投射ユニット１４の光軸）Ｌを傾動調整できるように、またスイブル機構によって左右方向に同光軸Ｌをスイブル可能に光投射ユニット１４が収容されている。

即ち、光投射ユニット１４には、同軸状に上下一対の支軸２２ａ，２２ｂが設けられ、中央が開口（開口部１０１）する正面視略矩形枠状のユニットフレーム１００（図５参照）における上面壁１００ａと下面壁１００ｂに支軸２２ａ，２２ｂが支承されて、ユニットフレーム１００に対し光投射ユニット１４がスイブル軸Ｌ２２（図１，５参照）周りに左右方向揺動可能に構成されている。また、下方の支軸２２ｂは、ユニットフレーム１００の下面壁１００ｂに固定されたスイブルアクチュエータ４０の出力軸で構成されている。そして、スイブルアクチュエータ４０の正逆回転可能な出力軸である支軸２２ｂは、光投射ユニット１４（のレンズホルダ３０）に固定一体化されており、スイブルアクチュエータ４０の駆動（支軸２２ｂの回動）により光投射ユニット１４が左右方向に揺動（スイブル）する。例えば、ハンドル操舵に連係してスイブルアクチュエータ４０が駆動し、ハンドル操舵方向にしかも操舵量に比例して光投射ユニット１４がスイブルして、車両のハンドル操舵方向前方が明るく照明される。

一方、ランプボディ１０とユニットフレーム１００間に介装されているエイミング機構は、図示して説明しないが、左右エイミングスクリューと上下エイミングスクリューと前記２本のエイミングスクリューに対し正面視直交する位置に設けられた玉継手などの傾動支点で主として構成されている。そして、ユニットフレーム１００に一体化されている光投射ユニット１４からリフレクタ２６を取り外して後方から見た背面図を示す図５において、ユニットフレーム１００の左上コーナ部には、上下エイミングスクリューに螺合するナット部材挿着用の上下に長い矩形状の孔１０２ａが、ユニットフレーム１００の右下コーナ部には、左右エイミングスクリューに螺合するナット部材挿着用の左右に長い矩形状の孔１０２ｂが、ユニットフレーム１００の左下コーナ部には、玉継手などの傾動支点構成部材挿着用の円孔１０２ｃがそれぞれ形成されている。なお、本実施例では、光投射ユニット１４がエイミング機構で支持されているが、光投射ユニット１４がエイミング機構ではなくオートレベリング機構によって支持されている場合には、ランプボディ１０に固定されたレベリング用アクチュエータ（図示せず）の前後進退動作可能な摺動子（図示せず）が前方の延出し、この摺動子の先端部を支承するナット部材が孔１０２ａに挿着されることになる。

そして、上下エイミングスクリューおよび左右エイミングスクリューを回動操作すれば、ユニットフレーム１００と光投射ユニット１４が一体に傾動するので、上下エイミングスクリューおよび左右エイミングスクリューによってヘッドランプの照射軸（光投射ユニット１４の光軸）Ｌを上下左右方向に傾動調整（エイミング）できる。符号１８は、光投射ユニット１４を取り囲み、傾動調整やスイブル可能なユニットフレーム１００（光投射ユニット１４）と干渉しないように配設されたエクステンションリフレクターである。

光投射ユニット１４は、放電バルブ２４の挿着された前面側が開口する略椀形状で正面視略楕円体形状のアルミダイキャスト製リフレクター２６と、リフレクター２６の前方に配置された投射レンズ２８と、筒形状に形成されてその軸方向後端部がリフレクター２６の前面側にねじ固定されたアルミダイキャスト製レンズホルダー３０とが一体化された構造で、投射レンズ２８を把持する円環状の取付金具３２はレンズホルダー３０にねじ固定されている。

リフレクター２６の内側にはアルミ蒸着処理された楕円反射面２６ａが形成され、この楕円反射面２６ａは第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを有し、第１焦点Ｆ１位置には放電バルブ２４の放電中心が位置している。また第２焦点Ｆ２付近であって投射レンズ２８の焦点位置には、リフレクター２６で反射して投射レンズ２８に向かう光の一部を遮ってクリアカットラインを形成するための金属製（例えば、アルミニウム製）の回転シェード３４が設けられている。この回転シェード３４には、リフレクター２６で反射したバルブ２４からの出射光が集光し、集光した光が回転シェード３４の前方に導かれ、投射レンズ２８によってヘッドランプの前方に略平行光となって投射配光される。

回転シェード３４は、ヘッドランプの照射軸(投射レンズ２８の光軸)Ｌと直交する方向に配置された回転軸３６と、回転軸３６の周方向に所定の間隔（角度）を保って配置された複数の遮光板３８（３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅ、３８ｆ）を備えて構成されている。遮光板３８ａ〜３８ｆの形状およびその配置の詳細については、後で詳しく説明する。そして、ステッピングモータ５８の駆動によって、回転シェード３４（回転軸３６）が正逆方向に回動し、各遮光板３８が照射軸(光軸)Ｌの位置になるごとに各遮光板３８がつくる配光パターンに応じたクリアカットラインを形成するようになっている。

具体的には、図３〜図５に示すように、回転軸３６の両端側には、各遮光板３８ａ〜３８ｆを支持するための円盤４２、４４が固定されており、回転軸３６の各円盤４２、４４より外側は、レンズホルダー３０を横切って延在する金属製の軸受用ブラケット５０に軸受４６、４８を介して回転自在に支持されている。この軸受用ブラケット５０はレンズホルダー３０にねじ固定されており、軸受４６、４８は軸受用ブラケット５０に形成された貫通孔(図示せず)内に回転軸３６とともに挿入されている。この回転軸３６の軸方向一端部（図４，５左側）には、金属製の偏芯カムであるウエットカム５２が軸着されており、ウエットカム５２と軸受４８との間には駆動力伝達機構５６が配置されている。

駆動力伝達機構５６は、ステッピングモータ５８と回転シェード３４間に介装されており、ステッピングモータ５８は、図４に示すように、リフレクター２６の側面側の領域、すなわち、リフレクター２６の湾曲部近傍の領域に配置されている。このステッピングモータ５８は、回転シェード３４を回転駆動するための駆動力を発生する駆動源として構成されており、その出力軸６０が回転シェード３４の回転軸３６と直交する方向に配置されている。ステッピングモータ５８の駆動力を駆動力伝達機構５６を介して回転軸３６に伝達するに際して、駆動力伝達機構５６は複数のギア列を用いて構成されている。

すなわち、駆動力伝達機構５６は、回転シェード３４の回転軸３６に軸着されて、黄銅を用いて形成されたヘリカルギア（第１のヘリカルギア）６２と、ヘリカルギア（はすば歯車）６２の下方でヘリカルギア６２と噛み合う合成樹脂製のヘリカルギア（第２のヘリカルギア）６４と、ヘリカルギア（はすば歯車）６４に連結された黄銅製の連結軸６６と、連結軸６６の軸方向端部に連結された黄銅製の平ギア６８と、平ギア６８と噛み合いステッピングモータ５８の出力軸６０に軸着された黄銅製の平ギア７０とを備えて構成されている。そして、連結軸６６の中程には金属製の円盤７２（図３，４参照）が固定され、円盤７２の外周には金属製のストッパピン７４が突設されている。ヘリカルギア６４は、中間ギアとして耐熱性を考慮した樹脂(例えば、ＰＥＥＫ樹脂またはナイロン樹脂)を用いて構成されている。駆動ギアである平ギア７０は、ステッピングモータ５８の駆動力を従動ギアである平ギア６８に伝達し、平ギア６８に伝達された駆動力は連結軸６６を介してヘリカルギア６４に伝達され、ヘリカルギア６４に伝達された駆動力はヘリカルギア６２を介して回転シェード３４（回転軸３６）に伝達される。この場合、ヘリカルギア６２とヘリカルギア６４によって、駆動力の方向が９０度変換される。すなわち、一対のヘリカルギア６２，６４が直交変換ギアを構成している。

また、ステッピングモータ５８は、レンズホルダー３０に固定されたモータブラケット７６に固定されており、平ギア６８とヘリカルギア６４を連結する連結軸６６は、モータブラケット７６に挿着された軸受７８、８０（図３参照）によって回転自在に支持されている。モータブラケット７６には、図３，４および図６（ｃ）に示すように、ストッパピン７４の回動路上に突出してストッパピン７４を掛止するストッパ部７７（７７ａ，７７ｂ）が形成されており、回転シェード３４（連結軸６６）が正方向に回動したときには、図６（ｃ）および図７（ｂ）に示すように、ストッパピン７４がストッパ部７７の一方の側面７７ｂと当接して、回転シェード３４（連結軸６６）はそれ以上の回動が阻止され、一方、回転シェード３４（連結軸６６）が逆方向に回動したときには、図６（ｃ）および図７（ａ）に示すように、このストッパピン７４がストッパ部７７の他方の側面７７ａと当接して、回転シェード３４（連結軸６６）はそれ以上の回動が阻止されるようになっている。すなわち、回転シェード３４（連結軸６６）は、例えば、０〜３１５度の範囲で回動可能であるが、それ以上の回動は、ストッパピン７４とストッパ部７７（７７ａ，７７ｂ）との当接によって阻止されるようになっている。これにより、ステッピングモータ５８の駆動制御における位置ズレを補正する初期設定（イニシャライズ）を行うことができる。なお、図１，４における符号５９は、ステッピングモータ５８の回転角を検出するための位置検出器（ポテンショメータ）である。

一方、回転シェード３４の上方には、正面視長方形状のウエットシェード本体８２が上下動自在に配置されている。ウエットシェード本体８２は、レンズホルダー３０の側方位置に設けられたピン８８支点周りに揺動可能で、レンズホルダー３０の側方の切欠き３０ａを横切るように配置された正面視コ字形状の揺動アーム８４の先端側に一体に形成されている。このウエットシェード本体８２は、雨天走行用のシェードとして、雨天時の配光パターンを形成するときにのみ、回転シェード３４上方の領域のうち照射軸（光軸）Ｌ近傍の領域に下降（垂下）し、それ以外のときには回転シェード３４から大きく上方に離れてレンズホルダー３０側に移動し、配光パターンに影響を与えないようになっている。

また、揺動アーム８４の基端側は、板ばねで構成された帯状の湾曲するカムフォロワ８６に連結されている。具体的には、ウエットシェード８１を構成するウエットシェード本体８２および揺動アーム８４と、カムフォロワ８６とが板ばね状の板金一体成形体で構成されている。そして、カムフォロワ８６の先端側はウエットカム５２の外周面に押圧され、基端側はピン８８を介してモータブラケット７６に固定されている。

すなわち、このカムフォロワ８６の基端部とモータブラケット７６との間にはコイルばね９０が装着され、コイルばね９０の一端側９０ａはモータブラケット７６に係止され、他端側９０ｂはカムフォロワ８６の上面側に係止されて、コイルばね９０のばね力（弾性力）が、カムフォロワ８６がウエットカム５２の外周面を押圧する方向に作用している。

このウエットカム５２は、回転シェード（回転軸３６）とともに正逆方向に回動し、カムフォロワ８６がウエットカム５２の長径側の外周面と接触している間は、図３仮想線で示すように、ウェットシェード本体８２が回転シェード３４から離れた位置（回転シェード３４の上方に大きく離れた位置）に配置され、一方、カムフォロワ８６がウエットカム５２の短径側の外周面と接触したときには、図３実線で示すように、ウェットシェード本体８２が鉛直方向に垂下して回転シェード３４の上方近傍に配置されるとともに、同時に遮光板３８ｄが照射軸(光軸)Ｌの近傍にくるようになっている。

すなわち、ウェットシェード本体８２は、ウエットカム５２の外周面を倣うカムフォロワ８６に揺動アーム８４を介して一体化されており、ウエットカム５２は、雨天用ビームを照射するための配光切替操作に基づく回転シェード３４の回動に連動して、短径側がカムフォロワ８６に当接し、それ以外のビームを照射するための配光切替操作に基づく回転シェード３４の回動に連動して、長径側がカムフォロワ８６に当接するようになっている。そして、揺動アーム８４は、カムフォロア８６との連結点を支点として回転シェード３４の上方まで延在してウエットシェード本体８２を支持し、カムフォロア８６がウエットカム５２の短径側に当接したときにウェットシェード本体８２を光の通過領域まで垂下させ、カムフォロア８６がウエットカム５２の長径側に当接したときにはウエットシェード本体８２を退避領域まで上昇させるようになっている。このため、ステッピングモータ５８の駆動に伴う回転シェード３４の回動に連動してウエットカム５２が回動し、回転シェード３４（ウエットカム５２）の回動位置に応じてウエットシェード本体８２が光の通過領域と退避領域との間を移動するので、回転シェード３４回動用のステッピングモータ５８によってウエットシェード本体８２の位置も制御することができる。

また、揺動アーム８４は、回転シェード３４上方の光通過領域を跨ぐように形成されており、揺動アーム８４が揺動する際、およびウエットシェード本体８２が光通過領域内に配置された形態となった場合においても、揺動アーム８４は光通過領域を跨ぐ形態に保持されて、回転シェード３４上方の光通過領域を通って投射レンズ２８に向かう光を遮光しない。

さらに、揺動アーム８４先端においてウエットシェード本体８２を上方から垂直に支持する部位８４ａは、揺動アーム８４の水平領域８４ｂに対し直交するように屈曲して、その板幅方向が光軸Ｌ方向に一致している。このため、揺動アーム８４の先端部位８４ａの板厚相当の面積だけが光通過領域における光を遮光するが、その遮光量は配光を形成する上で無視できる。

また、回転軸３６に対し放射状に配置されている回転シェード３４の遮光板３８ａ〜３８ｆは、図６に示すように、遮光板３８ａが配置されている位置を基準として円周方向反時計回りに、遮光板３８ｂは９０度、遮光板３８ｃは１３５度、遮光板３８ｄは１８０度、遮光板３８ｅは２２５度、遮光板３８ｆは３１５度の角度差のある位置にそれぞれ配置されている。これは、回転シェード３４が図７（ａ）に示す初期位置から正方向に１８０度回動し、図６（ｂ）に示すように、遮光板３８ｄが光軸Ｌに最も接近する位置となると、カムフォロワ８６がウエットカム５２の短径側の外周面と接触して、ウェットシェード本体８２が鉛直方向に垂下して回転シェード３４の上方近傍に配置されることを示している。

この場合、遮光板３８ａは、左配光におけるハイビームＨｉ−Ｌに対応し、遮光板３８ｂは、左配光におけるロービームＬｏ−Ｌに対応し、遮光板３８ｃは、左配光における高速用ビームＭＷ−Ｌに対応し、遮光板３８ｄは、左配光における雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌに対応し、遮光板３８ｅは、右配光におけるロービームＬｏ−Ｒに対応し、遮光板３８ｆは、右配光におけるハイビームＨｉ−Ｒに対応しており、運転者により、いずれかのビームを照射するための配光切替操作が行なわれると、操作に応じて回転シェード３４が回動するようになっている。

すなわち、ステッピングモータ５８はリード線（図示せず）を介して制御回路（図示せず）に接続されており、制御回路には運転者が操作するための配光切替用操作スイッチ（図示せず）からの信号が入力される。そして、運転者の配光切替操作により、例えば、図７（ａ）に示すように、左配光用のハイビームＨｉ−Ｌを形成する初期位置から、同ロービームＬｏ−Ｌ、同高速用ビームＭＷ−Ｌ、同雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌ、右配光用のロービームＬｏ−Ｒ、同ハイビームＨｉ−Ｒの順に照射すべきビームが選択されたときには、制御回路からステッピングモータ５８に対して、操作スイッチの操作位置に応じたパルス信号が順次出力される。これにより、ステッピングモータ５８が正方向に回動し、ステッピングモータ５８が正方向に回動する過程で、各遮光板３８ａ〜３８ｆが順次照射軸(光軸)Ｌの近傍位置に移動するようになっている。

具体的には、図７（ａ）に示す左配光用のハイビームＨｉ−Ｌ形成位置から、回転シェード３４を正方向に順次回動するための操作が実行されると、左配光用のロービームＬｏ−Ｌが選択されたときには、遮光板３８ｂが光軸Ｌの近傍位置になり、次に、左配光用の高速用ビームＭＷ−Ｌが選択されたときに、遮光板３８ｃが光軸Ｌの近傍位置になり、次に、左配光用の雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌが選択されたときには、遮光板３８ｄが光軸Ｌの近傍位置となる。さらに、右配光用のロービームＬｏ−Ｒが選択されたときには、遮光板３８ｅが光軸Ｌの近傍位置となり、この後、さらに右配光用のハイビームＨｉ−Ｒが選択されたときには、遮光板３８ｆが光軸Ｌの近傍位置になる。

この場合、ウェットシェード本体８２は、回転シェード３４の上方の領域のうちリフレクター２６で反射されて投射レンズ２８に向かう光の通過領域と光の通過領域から外れた退避領域との間を移動可能に配置された状態にあって、雨天用ビームを照射するための配光切替操作時に、回転シェード３４の回動に連動して、退避領域から光の通過領域まで垂下し、リフレクター２６で反射されて投射レンズ２８に向かう光のうち車両手前の一部の路面を照射するための光を遮るようになっている。このため、雨天や霧のときに、ヘッドランプ照射光が強すぎて車両前方及び両サイドの路面部分全体が白く反射して見にくいとか、車両前方の路面部分での反射光による対向車へのグレアという問題がない。

一方、図７（ｂ）に示す右配光用のハイビームＨｉ−Ｒ形成位置から、回転シェード３４を逆方向に順次回動するための操作が実行されて、右配光用のロービームＬｏ−Ｒ、左配光用の雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌ、左配光用の高速用ビームＭＷ−Ｌ、左配光用のロービームＬｏ−Ｌ、左配光用のハイビームＨｉ−Ｌの順に照射すべきビームが選択されたときには、制御回路からステッピングモータ５８に対して、操作スイッチの操作位置に応じたパルス信号が順次出力される。これにより、ステッピングモータ５８が逆方向に回動し、ステッピングモータ５８が逆方向に回動する過程で、各遮光板が、遮光板３８ｆ、３８ｅ、３８ｄ、３８ｃ、３８ｂ、３８ａの順に照射軸(光軸)Ｌの近傍位置に移動するようになっている。

この場合も、ウェットシェード本体８２は、雨天用ビームを照射するための配光切替操作時に、回転シェード３４の回動に連動して、退避領域から光の通過領域まで垂下し、リフレクター２６で反射されて投射レンズ２８に向かう光のうち車両手前の一部の路面を照射するための光を遮り、雨天や霧のときに、ヘッドランプ照射光が強すぎて車両前方及び両サイドの路面部分全体が白く反射して見にくいとか、車両前方の路面部分での反射光による対向車へのグレアという問題がない。

次に、リフレクター２６から投射レンズ２８側を見たときの回転シェード３４の遮光版３８の形状を図８の（ａ）〜（ｅ）に示す。(ａ)は、左配光におけるロービームＬｏ−Ｌを形成するための遮光板３８ｂの形状を示す。(ｂ)は、左配光における高速用ビームＭＷ−Ｌを形成するための遮光板３８ｃの形状を示す。（ｃ）は、左配光における雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌを形成するための遮光板３８ｄの形状とウェットシェード本体８２との位置関係を示す。(ｄ)は、右配光におけるロービームＬｏ−Ｒを形成するための遮光板３８ｅの形状を示す。(ｅ)は、左配光および右配光におけるハイビームＨｉ−Ｌ、Ｈｉ−Ｒを形成するための遮光板３８ａ、３８ｆの形状を示す。

次に、図８の(ａ)〜(ｅ)に示すシェード形状に対応したスクリーン上の照射配光パターンを図９の(ａ)〜(ｅ)に示し、路面上の照射配光パターンを図１０の(ａ)〜(ｅ)に示す。図９、図１０の(ａ)、(ｄ)において、各配光パターンは左配光と右配光が異なるだけで、配光パターンは同一である。図９、図１０の(ｂ)、(ｃ)においては、遮光板による配光パターンは同一であるが、(ｃ)において、ウェットシェード本体８２があるため、車両前方近傍の領域に他の領域よりも暗い領域Ａが形成され、ビームが濡れた路面で反射して対向車に対してグレアになるのを防止できる。また、図９、図１０における(ｅ)においては、左配光、右配光ともハイビームとして、車両の前面側から遠方まで広範囲に亘って配光される同一のパターンを示している。

また、本実施例では、回転シェード３４の周方向には、所定のビームに対応する遮光板３８ａ〜３８ｆが所定の角度差をもって隣接配置されているが、次のような工夫がなされている。

第１に、運転者による配光切り替えの際の使い勝手を考慮している。

即ち、左配光が要求される国と右配光が要求される国の国境を超えて走行する場合のために、回転シェード３４には、左配光の遮光板３８ａ〜３８ｄと右配光の遮光板３８ｅ，３８ｆが周方向に連続して配置されており、ヘッドランプの配光を左配光と右配光とで簡単かつスピーディに切り替えることができる。

また、使用頻度が最も高いロービーム対応遮光板３８ｂ（３８ｅ）に隣接してハイビーム対応遮光板３８ａ（３８ｆ）が設けられて、ロービームとハイビーム間のスピーディな切り替えが可能となっている。

また、ロービーム対応遮光板３８ｂ（３８ｅ）とハイビーム対応遮光板３８ａ（３８ｆ）を隣接配置したため、両遮光板３８ｂ（３８ｅ）と３８ａ（３８ｆ）の間隔が狭いと、背の低いハイビーム対応遮光板３８ａ（３８ｆ）により形成されるハイビーム（の配光パターン）が背の高いロービーム対応遮光板３８ｂ（３８ｅ）の遮光作用の影響を受けて、適正なハイビームの形成が困難となるおそれがあるが、本実施例では、ロービーム対応遮光板３８ｂ（３８ｅ）とハイビーム対応遮光板３８ａ（３８ｆ）とは、適正なハイビームが形成されるように、周方向に大きく離間する９０度の角度差をもって配置されている。

第２に、鮮明なクリアカットラインの形成と配光切り替えの際のグレア光発生防止のために、隣接する遮光板３８ｂ〜３８ｅが所定の角度差（４５度）をもって配置されている。

即ち、隣接する遮光板３８の間隔が狭過ぎると、投射レンズ２８の焦点近傍に複数の遮光板３８が接近して配置されることとなって、選択されたビームのクリアカットラインが不鮮明となる。逆に、隣接する遮光板３８の間隔が広すぎると、図１１に示すように、対応遮光板３８を切り替える（ビームの配光を切り替える、即ち回転シェード３４が回動する）際に、遮光板３８の側縁部位置が光軸ＬからＨだけ下がった状態となって、それだけクリアカットラインが上がり、対向車へのグレア光となる。さらに、対応遮光板３８を切り替える（ビームの配光を切り替える、即ち回転シェード３４が回動する）際に、投射レンズ２８の焦点より前方に前傾した遮光板表面での反射光Ｌ１によって、対向車へのグレア光となる場合もある。

そして、発明者の実験によると、選択されたビームのクリアカットラインが不鮮明とならないためには、隣接する遮光板３８の間隔が３８度以上であることが望ましく、また、遮光板３８の側縁部位置の光軸Ｌ下方への低下によるクリアカットラインの上昇および対向車へのグレアの発生を抑制するためには、周方向に隣接するビーム対応遮光板３８，３８間のなす中心角が１８０度未満であることが望ましく、さらにビームの配光を切り替える際の前傾遮光板の表面反射によるグレア光の抑制に有効であるためには、隣接する遮光板３８の間隔が６０度以下であることが望ましいことが、それぞれ確認された。また、選択されたビームのクリアカットラインが不鮮明とならないためには、遮光板３８の先端部（側縁部）をエッジ形状にすること、遮光板３８での表面反射を抑制するためには、遮光板３８をアルマイト処理や黒化処理することも有効であることが確認された。

このため、本実施例では、遮光板３８ａ〜３８ｆをアルマイト処理するとともに、隣接する遮光板３８ｂ〜３８ｅのそれぞれの間隔（配置角度）を４５度に設定することで、それぞれ鮮明なクリアカットラインをもった左配光ロービーム，同高速走行用ビーム，同雨天用ビームおよび右配光ロービームを形成できるとともに、これらのビーム間で配光を切り替える途中で従来のようにハイビームに切り替わる等に起因したグレア光が発生せず、対向車に迷惑をかけるという不具合もない。

第３に、回転シェード３４の駆動源として、ＤＣモータではなく、ステッピングモータ５８が採用されており、僅か０．１秒（０．２秒）で回転シェード３４を４５度（９０度）回動させることができる。すなわち、ビーム対応遮光板３８ｂ〜３８ｅ間はそれぞれ０．１秒で、ビーム対応遮光板３８ａ（３８ｆ），３８ｂ（３８ｅ）間はそれぞれ０．２秒で切り替えることができる。このため、本実施例では、ビームの配光の切り替えをスピーディかつ高精度に行うことができるとともに、配光切り替えの際の回転シェード３４の回転速度が速い分、ビームの配光を切り替える際の遮光板３８の側縁部位置が光軸Ｌから下がった状態となる時間や、グレア光につながる前傾遮光板の表面反射時間がほとんどなくなって、それだけ対向車に対するグレア光の発生が抑制されたものとなっている。

図１２〜図１５は、本発明の第２の実施例である投射型自動車用ヘッドランプを示し、図１２は同ヘッドランプの要部である光投射ユニットの分解斜視図、図１３は同光投射ユニットの側面図、図１４は一部を断面で示す同光投射ユニットの平面図、図１５はユニットフレームに一体化された同光投射ユニットからリフレクタを取り外して後方から見た背面図である。

前記した第１の実施例における光投射ユニット１４では、直交変換ギヤで構成した駆動力伝達機構５６を介してモータ５８の駆動力が回転シェード３４に伝達されるように構成されているが、この第２の実施例における光投射ユニット１４Ａでは、ステッピングモータ５８の出力軸６０と回転シェード３４（回転軸３６）とが直列に連結されている。即ち、回転シェード３４（回転軸３６）の軸方向一端側には、偏芯カムであるウエットカム５２と駆動力伝達機構５６Ａを構成するオルダム継手とステッピングモータ５８が直列に連結配置されており、ウエットカム５２は軸受４８に隣接して回転シェード３４（回転軸３６）に同軸状にねじ固定されている。オルダム継手５６Ａは、ウエットカム５２に隣接して回転シェード３４（回転軸３６）の軸方向端部にねじ固定されている。ステッピングモータ５８は、配光切替操作に伴って発生するパルス信号に応答して、回転シェード３４を所定角度回転駆動するための駆動力を発生する駆動源として構成されている。そして、ステッピングモータ５８の出力軸６０と回転シェード３４の回転軸３６間にはオルダム継手５６Ａが介装されているため、出力軸６０と回転軸３６との軸ずれを防止できる。

また、オルダム継手５６Ａの外周には、ストッパピン７４を突出形成した円盤７２が固定され、モータブラケット７６に設けたストッパ部７７にストッパピン７４が掛止されることで、回転シェード３４の回動範囲が規定されている。

その他の構成は前記した第１の実施例と同一であり、同一の符号を付すことでその重複した説明は省略する。

この第２実施例では、回転シェード３４が駆動力伝達機構であるオルダム継手５６Ａを介してモータ５８に直列に連結されており、回転シェード３４とモータ５８間にギア数の多い駆動力伝達機構（直交変換ギア機構）５６を介装した前記第１の実施例と比べて部品点数が少なく構成が簡潔で、それだけ製造コストも安価である。また、駆動力伝達機構５６Ａは、構成部品点数が少ない分、伝達される動力の損失が少なく駆動力伝達効率に優れ、回転シェード３４の駆動源として小容量のモータを利用することで、それだけ低コスト化が可能となる。

なお、前記した第１，第２の実施例の回転シェード３４には、ハイビームＨｉ−Ｌ、Ｈｉ−Ｒに対応する遮光板３８ａ、３８ｆがそれぞれ独立して設けられているが、ハイビームＨｉ−Ｌ、Ｈｉ−Ｒの配光パターンは同じであることから、図１６に示すように、右配光ロービーム対応遮光板３８ｅと左配光雨天用ビーム対応遮光板３８ｄとの間に例えば右配光高速走行用ビーム対応遮光板３８ｇを新たに付加して、ハイビームＨｉ−Ｌ、Ｈｉ−Ｒに対応する遮光板３８ａ、３８ｆを共用にしてもよい。そして、このように構成した場合は、それぞれ鮮明なクリアカットラインをもった左配光ロービーム，同高速走行用ビーム，同雨天用ビーム，右配光高速走行用ビームおよび同ロービームが得られるとともに、これらのビーム間で配光を切り替える際にグレア光が発生することもない。

また、前記した実施例では、図８（ｅ）に示すように、ハイビームＨｉ−Ｌ、Ｈｉ−Ｒに対応する遮光板３８ａ、３８ｆが回転軸３６よりも僅かに突出する高さをもつように形成されているため、左配光および右配光におけるハイビームＨｉ−Ｌ、Ｈｉ−Ｒは、図９（ｅ），図１０（ｅ）仮想線に示すように配光パターン上端部（前方照明領域先端側）が水平にカットされた形状となっているが、遮光板３８ａ、３８ｆの高さを例えば０とすることで、左配光および右配光におけるハイビームＨｉ−Ｌ、Ｈｉ−Ｒの配光を図９（ｅ），図１０（ｅ）仮想線を含む楕円形状に構成することもできる。

本発明の一実施例である投射型自動車用ヘッドランプの要部である光投射ユニットの分解斜視図である。 同ヘッドランプの光軸位置での縦断面図である。 同光投射ユニットの側面図である。 一部を断面で示す同光投射ユニットの平面図である。 ユニットフレームに一体化された同光投射ユニットからリフレクタを取り外して後方から見た背面図である。 (ａ)は回転シェードの回動に連動するウェットカムの高さの変化を説明するための図、(ｂ)はウエットカムとカムフォロワおよび回転シェード（の遮光板）との関係を説明するための図、（ｃ）回転シェードの回動範囲を規制するストッパピンとストッパ部を示す図である。 回転シェードの回動方向とビームとの関係を説明するための図である。 配光パターンに対応した遮光板の形状を説明するための図である。 スクリーンへの照射配光パターンを説明するための図である。 路面への照射配光パターンを説明するための図である。 回転シェードにおいて隣接するビーム対応遮光板が大きく離間配置された場合の問題点を説明する図である。 本発明の第２の実施例である投射型自動車用ヘッドランプの要部である光投射ユニットの分解斜視図である。 同光投射ユニットの側面図である。 一部を断面で示す同光投射ユニットの平面図である。 ユニットフレームに一体化された同光投射ユニットからリフレクタを取り外して後方から見た背面図である。 本発明の他の実施例の要部である回転シェードの側面図で、遮光板の配置を説明するための図である。

符号の説明

１０ ランプボディ
１２ 前面レンズ
１４、１４Ａ 光投射ユニット
２４ 放電バルブ
Ｌ ヘッドランプの照射軸（光投射ユニットの光軸、投射レンズの光軸）
２６ リフレクター
２６ａ 楕円反射面
２８ 投射レンズ
３０ レンズホルダー
３４ 回転シェード
３６ 回転軸
３８ａ 左配光ハイビーム対応遮光板
３８ｂ 左配光ロービーム対応遮光板
３８ｃ 左配光高速走行用ビーム対応遮光板
３８ｄ 左配光雨天用ビーム対応遮光板
３８ｅ 右配光ロービーム対応遮光板
３８ｆ 右配光ハイビーム対応遮光板
５２ ウエットカム
５６，５６Ａ 駆動力伝達機構
５８ ステッピングモータ
６２、６４ ヘリカルギア
６８、７０ 平ギア
８１ ウエットシェード
８２ ウエットシェード本体
８６ カムフォロワ
１００ ユニットフレーム

Claims (4)

1. 略椀形状のリフレクターと、前記リフレクターの略第１焦点に配置された光源と、前記リフレクターの第２焦点より前方に配置された投射レンズと、前記リフレクターの略第２焦点近傍であって前記投射レンズの光軸と略直交する方向に延在し、かつ回動自在に配設され、前記光軸近傍におけるその側縁部がリフレクター側から投射レンズに向かう光の一部を遮って所定の配光パターンを形成するように構成された配光制御用の回転シェードと、前記回転シェードを回動するモータと、を備えた投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記モータはステッピングモータで構成されたことを特徴とする投射型自動車用ヘッドランプ。
2. 請求項１記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記回転シェードには、少なくともハイビーム対応遮光部，ロービーム対応遮光部およびその他のビーム対応遮光部が周方向に順次隣接して配置されるとともに、ハイビーム対応遮光部とロービーム対応遮光部間は略９０度離間するように配置されたことを特徴とする投射型自動車用ヘッドランプ。
3. 請求項１記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記回転シェードには、少なくともハイビーム対応遮光部，ロービーム対応遮光部およびその他のビーム対応遮光部が周方向に順次隣接して配置されるとともに、ロービーム対応遮光部とその他のビーム対応遮光部間は略４５度離間するように配置されたことを特徴とする投射型自動車用ヘッドランプ。
4. 請求項１記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記回転シェードには、少なくともハイビーム対応遮光部，ロービーム対応遮光部およびその他のビーム対応遮光部が周方向に順次隣接して配置されるとともに、ハイビーム対応遮光部とロービーム対応遮光部間は略９０度離間するように配置されるとともに、ロービーム対応遮光部とその他のビーム対応遮光部間は略４５度離間するように配置されたことを特徴とする投射型自動車用ヘッドランプ。
   

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