JP2006040839A - 投射型自動車用ヘッドランプ - Google Patents

Abstract

【課題】遮光シェード上下摺動部の摺接面積を減らすことで、遮光シェードが円滑に上下摺動できる投射型自動車用ヘッドランプを提供する。
【解決手段】 光源装着リフレクターの前方に配置された投射レンズの焦点近傍に、配光パターン形成用の遮光シェード３４が、ベース７６に立設した左右一対の柱状部７７に支承された偏芯カム３６に摺接するよう下方にばね３９付勢保持され、モータ５８駆動による偏芯カム３６によりの上下に平行移動する投射型ヘッドランプで、上下に延びる長孔３４ｃを設けた平板状下方延出部３４ｂ２を柱状部７７に対向して遮光シェード３４に形成し、位置決めと長孔３４ｃに沿った摺動を可能にする複数の水平ガイドピン３７を左右の柱状部７７に設けた。遮光シェード３４の摺動部（水平ガイドピン３７と長孔３４ｃとの係合部）の摺接面積（摺動摩擦抵抗）が小さく、小容量モータ５８でも遮光シェード３４が円滑に上下摺動する。
【選択図】 図７

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自動車用ヘッドランプであって、リフレクターと投射レンズ間に配光制御用の遮光シェードが配置された投射型自動車用ヘッドランプに係り、特に、偏芯カムに摺接するようにばね付勢保持された遮光シェードが偏芯カムの回動に連係して上下に平行移動することで配光パターンを変えることが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、下記特許文献１等の種々の提案がなされている。図１７,１８では、特許文献１のヘッドランプの水平断面および遮光シェードの縦断面を示すが、光源２を装着したリフレクター１と前方の投射レンズ３との間には、リフレクター１側から投射レンズ３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配光制御用の遮光シェード４が設けられているが、光路を左右に横切るように延在する遮光シェード４は、断面門型基部４ａに立設され、基部４ａは、ばね部材７により偏芯カム８に摺接するように付勢保持されるとともに、ベース５を介してリフレクター２に一体化されている支持枠６に上下方向摺動可能に支持されている。そして、偏芯カム８の回動に連係して遮光シェード４が上下に平行移動し、ヘッドランプの配光パターンのカットライン位置が上下に変化する。
実開平７−３６３０５号公報(実用新案登録第２６０４６８９号)

しかしながら前記した従来技術では、遮光シェード４下端側の断面門型基部４ａと、この基部４ａを支持する支持枠６との摺接面積が大きいため、遮光シェード４の摺動摩擦抵抗が大きく、スピーディかつスムーズにカットラインを変更できないという問題があった。また、スピーディなカットラインの変更には、容量の大きい駆動モータが必要となって、ヘッドランプの低コスト化を妨げる一因ともなっていた。

本発明の目的は、遮光シェードを上下摺動させる際の摺動部の摺接面積を減らすことで、遮光シェードが円滑に上下摺動できる投射型自動車用ヘッドランプを提供することにある。

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焦点近傍かつ前記投射レンズの焦点近傍に投射レンズの光軸と略直交する左右方向に延在するように配置され、その上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配光制御用の遮光シェードとを備え、前記遮光シェードは、前記リフレクターに一体化されたベースに対し上下方向摺動可能に支持されるとともに、前記ベースに支承された左右に延びる偏芯カムにその下端部が摺接するようにばね付勢保持されて、モータ駆動による前記偏芯カムの回動に連係して上下に摺動する投射型自動車用ヘッドランプにおいて、
前記遮光シェードには、上下に延びる長孔をそれぞれ設けた左右一対の下方延出部を形成し、一方、前記ベース側には、前記偏芯カムを支承するとともに、前記下方延出部と左右に相対向する左右一対の柱状部を形成し、前記左右の柱状部には、相対向する下方延出部の長孔にそれぞれ係合して前記遮光シェードを前後左右方向に位置決めしかつ前記遮光シェードの長孔に沿った摺動を可能にする複数の水平ガイドピンを設けるように構成した。

（作用）上下左右に離間する少なくとも３箇所に水平ガイドピンと長孔との係合部を設けることで、遮光シェードは前後左右方向に位置決めされる。なお、遮光シェードの左右方向の具体的な位置決め手段としては、請求項２に示すように、水平ガイドピンの少なくとも１つに、長孔周縁部が係合する溝を設けたり、左右一対の水平ガイドピンに長孔周縁部係合用の段差を設ける等の構成が考えられる。

さらに、水平ガイドピンと長孔との係合により前後左右方向に位置決めされた遮光シェードの下端部が偏芯カムに摺接するようにばね付勢保持されることで、遮光シェードは、上下方向にも位置決めされて、水平ガイドピンと長孔との係合部ががたつくこともない。

そして、モータ駆動による偏芯カムの回動に連係して遮光シェードが上下に平行移動して、遮光シェードの上側縁部によって設定される配光パターンのクリアカットラインが上下方向に移動し、たとえばハイビームやロービームや雨天走行用ビームといった走行状況に対応した種々の配光パターンを形成できる。

そして、遮光シェードが上下に平行移動する際の摺動部は、ベース側の左右の柱状部にそれぞれ設けられた水平ガイドピンと、該水平ガイドピンが係合する遮光シェード側の左右一対の平板状下方延出部に設けられた長孔でのみ構成されていて、摺動部（水平ガイドピンと長孔間の係合部）の摺接面積が非常に小さいため、摺動部の摺動摩擦抵抗はその面積に比例して非常に小さい。特に、摺動部の摺動摩擦抵抗は、水平ガイドピンの断面を円で構成した場合に最小となる。

また、水平ガイドピンと長孔間の係合部における摺動摩擦抵抗を小さくするためには、遮光シェードを偏芯カムに摺接するように保持させるためのばねを水平ガイドピンと長孔間の係合部（摺動部）にできるだけ接近した位置に配設することが望ましい。そして、配光パターンにおけるクリアカットライン形成に寄与する遮光シェードは、駆動モータにおける負荷が最小となるように、偏芯カムの回転支軸の真上においてカム外周面と摺接して上下に移動するように配置されており、この摺接位置と前後方向に一致するように水平ガイドピンと長孔間の係合部（摺動部）を配置することが望ましいが、レイアウトの関係から、水平ガイドピンと長孔間の係合部（摺動部）を遮光シェードと偏芯カムの摺接位置（回転支軸位置）に一致させて配置できない場合がある。このような場合には、水平ガイドピンと長孔間の係合部（摺動部）が遮光シェードと偏芯カムの摺接位置（回転支軸位置）の前後方向にオフセットした位置となるが、それらの位置のオフセット間にばね配設位置を設けることで、摺動部における摺動摩擦抵抗を軽減することが望ましい。

請求項２においては、請求項１に記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、 前記水平ガイドピンの少なくとも１つに、前記長孔周縁部が係合する溝を設けるように構成した。

なお、水平ガイドピンに設ける長孔周縁部係合用の溝としては、水平ガイドピンの左右の側面に相対向する縦溝として平行に設けてもよいが、水平ガイドピンをベース側の柱状部に取着する際に、溝が上下方向となるように水平ガイドピンを周方向に位置決めする必要があるので、これを省くために、長孔周縁部係合用の溝は水平ガイドピンに周設することが望ましい。

（作用）遮光シェードの平板状下方延出部に設けられている長孔の周縁部が、該長孔に係合する水平ガイドピンに設けられている溝に係合することで、遮光シェードは水平ガイドピンの長手方向（ベース側の左右一対の柱状部に対し左右方向）に位置決めされる。即ち、遮光シェードは、左右方向に正確に位置決めされた形態で上下方向に摺動するので、配光切り替え時のクリアカットラインは左右にぶれることなく上下に移動する。

また、水平ガイドピン側の溝とこの溝に係合する長孔周縁部も、遮光シェードが上下に平行移動する際の摺動部を構成し、この摺動部において摺動摩擦抵抗が発生するが、この摺動部（水平ガイドピン側の溝とこの溝に係合する長孔周縁部）の摺接面積も非常に小さいことから、この摺動部に発生する摺動摩擦抵抗も非常に小さい。

請求項３においては、請求項１または２に記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記遮光シェードを板金の成形体で構成するようにした。

（作用）遮光シェードを板金の成形体で構成したので、遮光シェードの製造が容易となる。また、板金製の遮光シェード（の下方延出部）は板厚が薄い分、相対摺動部（水平ガイドピンと長孔間の係合部）の摺接面積が小さく、それだけ摺動部の摺動摩擦抵抗が小さい。また、板金製の遮光シェードは軽量であるため、遮光シェードを偏芯カムに摺接するように付勢保持するためのばね力はそれだけ小さくてよく、遮光シェードと偏芯カムの摺接面に作用する摩擦力も当然小さくなる。したがって、遮光シェードを上下に摺動させるための駆動モータにおける負荷がそれだけ軽減される。

請求項４においては、請求項１〜３のいずれかに記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記水平ガイドピンを、前記左右一対の下方延出部における長孔を貫通して前記左右一対の柱状部にその両端が固定された第１の水平ガイドピンと、少なくとも前記左右いずれか一方の柱状部に設けられた前記第１のガイドピンより上方または下方の第２の水平ガイドピンで構成するようにした。

（作用）遮光シェードを左右一対の長孔に沿って上下方向に摺動させるためには、上下左右に離間する少なくとも３箇所の水平ガイドピンと長孔との係合部が必要であるが、左右の２箇所の係合部を構成する水平ガイドピンを１本の長い第１の水平ガイドピンで構成したので、水平ガイドピンは２本で済む。

なお、水平ガイドピンとして左右のガイドピンを一体化した１本の長い水平ガイドピンを使用する場合は、柱状部間に配置された左右一対の偏芯カムと干渉しないように、柱状部下方に配設し、柱状部上方には、偏芯カムと干渉するおそれのない短い水平ガイドピンを配設することが望ましい。

請求項５においては、請求項１〜４のいずれかに記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記偏芯カムを、前記左右一対の柱状部に支承された回転支軸に所定距離離間させて配置した一対のカムで構成した。

（作用）偏芯カムを単一のカムで構成する場合は、遮光シェードの左右方向の揺動（前後軸周りの揺動）が阻止されて遮光シェードが偏芯カムに安定して摺接するようにばね付勢保持されるためには、カムの巾を遮光シェードの長さに応じてある程度大きくしたり、ばね力を高める必要があり、それだけカムの重量の増加や、遮光シェードと偏芯カムとの摺接面に作用する摺動摩擦抵抗の増加により、駆動モータにかかる負荷が増大するおそれがあるが、偏芯カムを左右一対の分割したカムで構成したので、たとえそれぞれのカムの巾が小さくても、遮光シェードを一対のカムに安定して摺接する状態に保持できるので、偏芯カムの軽量化や遮光シェードと偏芯カムとの摺接面に作用する摺動摩擦抵抗の低減により、駆動モータにかかる負荷が減少する。

請求項６においては、請求項１〜５のいずれかに記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記ベースに、前記遮光シェード上方の光通過領域と該光通過領域の上方に大きく外れた退避領域との間を上下方向に揺動する揺動アーム型の第２の遮光シェードを設け、前記第２の遮光シェードの揺動アーム部が前記偏芯カムの回転支軸に連結した第２の偏芯カムに倣い動作することで、第２の遮光シェードが上下方向に揺動するように構成した。

（作用）モータ駆動による偏芯カムの回動に連係して遮光シェードが上下に平行移動し、遮光シェード（の上側縁部）に対応する配光パターンのクリアカットラインが上下に移動して、たとえばハイビームやロービーや雨天走行用ビームといった走行状況に対応した配光パターンが形成される。また、偏芯カムの回動に連動して第２の偏芯カムが回動し、揺動アーム型の第２の遮光シェードが揺動して遮光シェード上方の光通過領域における所定位置に第２のシェードが配置された形態となって、車両前方への照射光のうち所定の一部の領域に向かう光だけがこの第２のシェードによって遮光され、車両前方の一部の領域における照射光量が低下した所定の配光が形成される。

例えば、雨天用ビームを照射するための配光切替操作が行われたときには、遮光シェードが上下方向所定位置となり、その遮光シェードの上側縁部によって雨天時に最適なクリアカットライン位置となる配光パターンが形成されるとともに、第２のシェード（ウエットシェード）が上方の退避領域から揺動して光通過領域における所定位置まで垂下し、この第２のシェード（ウエットシェード）によって投射レンズに向かう光の一部（車両手前の一部の路面を照射するための光）が遮光される。このため、車両手前の路面の一部領域への照射光量が少なくなって、雨天走行時の濡れた路面反射による視認性の低下や対向車へのグレアの発生という不具合がない。また、霧の中を走行する際には、車両手前の路面の一部領域への照射光量が少なくなって、ヘッドランプの強い照射光が車両前方の霧で散乱し白く光って路面が全く見えないという不具合もない。

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、遮光シェードが上下に平行移動する際の摺動部の摺接面積（摺動摩擦抵抗）が小さいので、遮光シェードが円滑に上下摺動し、スピーディかつスムーズにクリアカットライン位置を上下方向に変更できる。

また、遮光シェードが上下に平行移動する際の摺動部の摺接面積（摺動摩擦抵抗）が小さく、遮光シェードの円滑な上下摺動を確保できるので、低価格な小容量モータを使用することで、投射型自動車用ヘッドランプの低価格化が実現できる。

請求項２によれば、クリアカットラインの左右への変位を伴うことなく、スピーディかつスムーズにクリアカットライン位置を上下方向に変更できるので、配光切り替え時の前方視認性が低下することもない。

請求項３によれば、遮光シェードを上下に摺動させるための駆動モータに作用する負荷が非常に小さいので、よりスピーディかつスムーズにクリアカットライン位置を上下方向に変更できる。

また、小容量モータ使用のスピーディかつスムーズなクリアカットライン位置の変更が可能な軽量かつ低価格の投射型自動車用ヘッドランプを提供できる。

請求項４によれば、水平ガイドピンは２本で、それだけ遮光シェードの摺動機構の構成が簡潔となる。

請求項５によれば、遮光シェードを上下に摺動させるための駆動モータに作用する負荷がさらに一層小さいので、より一層スピーディかつスムーズにクリアカットライン位置を上下方向に変更できる。

また、小容量モータ使用のよりスピーディかつスムーズなクリアカットライン位置の変更が可能な軽量かつ低価格の投射型自動車用ヘッドランプを提供できる。

請求項６によれば、遮光シェードの上下位置に対応する所定高さのクリアカットラインをもつ配光パターンで、車両前方照射領域の一部の領域における照射光量が低下した所定の配光を形成できる。

例えば、フォグランプ等の補助ランプを備えることなく、雨天や霧発生時の走行時に前方及び両サイドの路面部分がよく見えかつ対向車へのグレア発生のおそれもないヘッドランプを提供できる。さらに、第２のシェードが上下に移動（揺動）することでヘッドランプの照明光量が変化する領域は、路面照射パターンの手前（車両近傍）側に限られるので、運転者にとって配光の違和感をほとんど認識することもない。

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１〜１４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、図６は光投射ユニットに一体化された配光切替機構の背面斜視図、図７は同配光切替機構の正面斜視図、図８は遮光シェードの正面斜視図、図９は遮光シェードの背面斜視図、図１０は偏芯カム（回転支軸）と遮光シェード側の長孔（柱状部側の水平ガイドピン）と圧縮コイルばねの平面配置図、図１１（ａ）は偏芯カムに摺接する遮光シェードとウェットカムに倣い動作するウェットシェードの側面配置図、同（ｂ）は偏芯カムの回転支軸周方向における所定のビーム対応位置を示す図、同（ｃ）は所定のビームとそれに対応する遮光シェードおよびウェットシェードの上下方向相対高さを示す図、図１２は所定のビームに対応する遮光シェードの上下方向の位置を示す背面図、図１３は所定のビームに対応する配光スクリーン上への照射配光パターンを示す図、図１４は所定のビームに対応する路面上への照射配光パターンを示す図である。

これらの図（特に、図２）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。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２，５参照）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）が前方に延出し、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、光源である放電バルブ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。図２における符号１６は、ランプボディ１０の底部に固定されたバラスト回路ユニットで、バラスト回路ユニット１６から導出した出力ケーブル１７が放電バルブ２４の後端部に接続されている。

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板金製の遮光シェード３４が設けられている。この遮光シェード３４位置には、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、集光した光が遮光シェード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。

そして、遮光シェード３４は、図８，９に示すように、クリアカットライン形成用の上側縁部３４ａ１が設けられた左右に延在する立壁状の遮光シェード本体３４ａに、後述する偏芯カム３６（３６Ａ，３６Ｂ）との摺接部である左右に延在する水平プレート部３４ｂ１が形成された脚部３４ｂが溶接により一体化された構造で、遮光シェード本体３４ａは、投射レンズ２８の収差の影響がないように後方凸に湾曲した形状に形成されて、上側縁部３４ａ１によって形成されるクリアカットラインの鮮明化が図られている。また、水平プレート部３４ｂ１両端側における遮光シェード本体３４ａから前方側（投射レンズ２８側）にわずかにオフセットした位置には、後述する水平ガイドピン３７（３７Ａ，３７Ｂ）係合用の上下に延びる長孔３４ｃをそれぞれ設けた左右一対の下方延出部３４ｂ２が屈曲形成されている。

この遮光シェード３４は、その水平プレート部３４ｂ１が偏芯カム３６（３６Ａ，３６Ｂ）に摺接するように載置されており、偏芯カム３６（３６Ａ，３６Ｂ）の回動に連係して遮光シェード３４が上下方向に摺動して、遮光シェード３４（の上側縁部３４ａ１）の上下位置に対応するクリアカットラインをもつ配光パターン（図１３，１４参照）が形成されるようになっている。

即ち、レンズホルダ３０に一体化されたベース７６には、図６，７に示す遮光シェード３４を含む配光切替機構Ｘが組み付け一体化されている。符号７７は、遮光シェード３４の左右一対の下方延出部３４ｂ２に相対向するようにベース７６上に立設された左右一対の柱状部で、柱状部７７，７７間には、左右方向に延在する回転支軸（カム軸）３５が支承され、回転支軸（カム軸）３５には、一対の偏芯カム３６（３６Ａ，３６Ｂ）が離間して設けられている。また、柱状部７７における遮光シェード３４の下方延出部３４ｂ２に相対向する位置には、下方延出部３４ｂ２の長孔３４ｃにそれぞれ係合する上下２本の水平ガイドピン３７（３７Ａ，３７Ｂ）が設けられている。

下側の水平ガイドピン３７Ａは、長い長尺ピンで構成され、柱状部７７に接近して配置された偏芯カム３６（３６Ａ，３６Ｂ）と干渉しないように左右一対の柱状部７７、７７間の下方位置に架設されて、左右の下方延出部３４ｂ２のそれぞれの長孔３４ｃを貫通して左右に延在している。一方、偏芯カム３６（３６Ａ，３６Ｂ）と干渉するおそれのない短ピンで構成された上側の水平ガイドピン３７Ｂは、正面視右側の柱状部７７上側に設けられて、相対向する下方延出部３４ｂ２の長孔３４ｃに係合している。このように、水平ガイドピン３７（３７Ａ，３７Ｂ）と長孔３４ｃ間の上下左右３箇所の係合部により、遮光シェード３４は前後方向に位置決めされている。また、短い水平ガイドピン３７Ｂには、長孔３４ｃ周縁部係合用の溝３８が周設されており、この溝３８に長孔３４ｃ周縁部が係合することで、遮光シェード３４は左右方向にも位置決めされている。なお、符号３４ｄは、水平ガイドピン３７Ｂを長孔３４ｃに係合させるための拡大された開口部である。

また、遮光シェード３４の左右両端部とベース７６間には、それぞれ圧縮コイルばね３９が介装されて、遮光シェード３４の水平プレート部３４ｂ１底面が偏芯カム３６（３６Ａ，３６Ｂ）の外周面に摺接するように付勢保持されている。

即ち、水平ガイドピン３７Ａ，３７Ｂと長孔３４ｃとの係合により前後左右方向に位置決めされた遮光シェード３４の下端部が偏芯カム３６（３６Ａ，３６Ｂ）に摺接するようにばね付勢されることで、遮光シェード３４は、上下方向にも位置決めされて、水平ガイドピン３７Ａ，３７Ｂと長孔３４ｃとの係合部ががたつくこともない。具体的には、水平ガイドピン３７Ａ，３７Ｂと長孔３４ｃ間係合部に作用する圧接力が圧縮コイルばね３９のばね付勢力に釣り合った形態に保持されている。

そして、遮光シェード３４の偏芯カム３６（３６Ａ，３６Ｂ）との摺接位置（回転支軸３５位置）と前後方向（光軸Ｌに沿った方向）に同位置となるように、水平ガイドピン３７（３７Ａ，３７Ｂ）および長孔３４ｃを配置しかつ圧縮コイルばね３９を介装することが、摺動部である水平ガイドピン３７（３７Ａ，３７Ｂ）と長孔３４ｃ間係合部の摺動摩擦が少なくて遮光シェード３４を長孔３４ｃに沿って上下方向に円滑に摺動させる上で最も望ましいが、遮光シェード３４の偏芯カム３６（３６Ａ，３６Ｂ）との摺接位置（回転支軸３５位置）に水平ガイドピン３７（３７Ａ，３７Ｂ）と長孔３４ｃとの係合部を設けることは実際には困難である。

そこで、本実施例では、図１０に示すように、上下に延びる長孔３４ｃをそれぞれ設けた左右一対の下方延出部３４ｂ２を遮光シェード３４前方側（投射レンズ２８側）にわずかにオフセットした位置に形成するとともに、遮光シェード３４の偏芯カム３６（３６Ａ，３６Ｂ）との摺接位置（回転支軸３５位置）Ｐ１とピン・長孔３４ｃ係合位置Ｐ２との略中間位置Ｐ３に圧縮コイルばね３９を介装することで、水平ガイドピン３７（３７Ａ，３７Ｂ）と長孔３４ｃとの摺動部に作用する摺動摩擦力が軽減されるように工夫されている。

また、偏芯カム３６を特許文献１（図１７，１８参照）に示すように、単一のカムで構成する場合は、遮光シェードが揺動することなく偏芯カムに安定して摺接するようにばね付勢保持されるためには、カムの巾を遮光シェードの長さに応じてある程度大きくしたり、ばね力を高める必要があり、それだけカムの重量の増加や、遮光シェードと偏芯カムとの摺接面に作用する摺動摩擦抵抗の増加により、駆動モータにかかる負荷が増大するおそれがある。しかし、本実施例では、偏芯カム３６を左右一対の分割した同一形状のカム３６Ａ，３６Ｂで構成したので、遮光シェード３４の両端側がカム３６Ａ，３６Ｂに摺接し、たとえそれぞれのカム３６Ａ，３６Ｂの巾が小さくても、また圧縮コイルばね３９のばね力をそれほど高めなくても、遮光シェード３４を一対のカム３６Ａ，３６Ｂに安定して摺接する状態に保持でき、偏芯カム３６Ａ，３６Ｂの軽量化や遮光シェード３４と偏芯カム３６Ａ，３６Ｂとの摺接面に作用する摺動摩擦抵抗の低減効果により、駆動モータ５８にかかる負荷が減少することになる。

また、回転支軸３５には上ヘリカルギア６２が軸着され、この上ヘリカルギア６２にはベース側ブラケット７６ａ，７６ｂに支承されて前後方向に延在する連結軸６６の下ヘリカルギア６４が噛み合って、直交変換ギア機構５６が構成されており、ステッピングモータ５８の回転駆動力は直交変換ギア機構５６を介して回転支軸３５（偏芯カム３６）に伝達される。符号６８，７０は連結軸６６，モータ出力軸６０にそれぞれ設けられた平ギア、図４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。

また、ベース７６には、図３，４，６および図１１（ｂ）に示すように、連結軸６６に突設されたストッパピン７８の回動路上に突出してストッパピン７８を掛止するストッパ部７９（７９ａ，７９ｂ）が形成されており、ストッパピン７８の回動可能範囲（例えば、０〜２７０度）において偏芯カム３６（回転支軸３５）が正逆方向に回動できる。

また、回転支軸３５の端部には、ヘリカルギア６２に隣接して第２の偏芯カムであるウェットカム５２が軸着されている。

一方、遮光シェード３４の上方には、ウェットカム５２によって動作する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の側方位置において、ベース側ブラケット７６ｃ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の上側方の切欠き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、遮光シェード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遮光シェード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を介してベース側ブラケット７６ｃに固定されている。

すなわち、このカムフォロワ８６の基端部とベース側ブラケット７６ｃ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はブラケット７６ｃ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、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コイルばね９０のばね力（弾性力）が作用している。

このウエットカム５２は、偏芯カム３６（回転支軸３５）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が遮光シェード３４から離れた位置（遮光シェード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遮光シェード３４の上方近傍に配置されるとともに、同時に遮光シェード３４の上側縁部が照射軸(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偏芯カム３６（回転支軸３５）の回動に連動して、短径側がカムフォロワ８６に摺接し、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偏芯カム３６（回転支軸３５）の回動に連動して、長径側がカムフォロワ８６に摺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遮光シェード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の短径側に対応する位置となっ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の長径側に対応する位置となっ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の駆動に伴う偏芯カム３６（回転支軸３５）の回動に連動してウエットカム５２が回動し、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、遮光シェード３４上下摺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、遮光シェード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、遮光シェード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、偏芯カム３６（３６Ａ，３６Ｂ）の外周形状は、図１１（ａ）に示すように、半径Ｒ１が最も短いハイビームＨｉ−Ｌ対応位置３６ａを０度とし、この０度位置から半径Ｒ４が最も大きいロービームＬｏ−Ｌ対応位置３６ｄまでの円周方向の角度差２７０度の間に、半径Ｒ２，Ｒ３が徐々に大きくなる高速用ビームＭＷ−Ｌ対応位置３６ｂおよび雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌ対応位置３６ｃが９０度間隔に設けられている。そして、偏芯カム３６（３６Ａ，３６Ｂ）が回動して、各ビーム対応位置３６ａ〜３６ｄが遮光シェード３４との摺接位置（回転軸３５の真上位置）となることで、図１１（ｃ）に示すように、遮光シェード３４の位置（高さ）がそれぞれ変化する。

一方、回転支軸３５に連結一体化されているウェットカム５２では、その外周形状短径部５２ｃが偏芯カム３６の雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌ対応位置３６ｃに対応している。即ち、偏芯カム３６（回転支軸３５）が図１１（ｂ）に示す初期位置（ストッパピン７８がストッパ部７９ａに当接する位置）から正方向に１８０度回動し、図１１（ａ）に示すように、雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌ対応位置３６ｃが遮光シェード３４との摺接位置となると、カムフォロワ８６がウエットカム５２の短径部５２ｃに係合して、ウェットシェード本体８２が鉛直方向に垂下して遮光シェード３４の上方近傍に配置されることを示している。

そして、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、操作に応じて偏芯カム３６（回転支軸３５）が回動して、遮光シェード３４が上下に摺動することで、配光が切り替わ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１１（ｂ）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、同高速用ビームＭＷ−Ｌ、同雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌ、同ロービームＬｏ−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、偏芯カム３６（回転支軸３５）が正方向に回転し、遮光シェード３４が順次上方に移動するようになっている。

具体的には、左配光用のハイビームＨｉ−Ｌが選択されると、遮光シェード３４は図１２（ａ）に示される位置となって、図１３（ａ），１４（ａ）に示す配光パターンが形成され、高速用ビームＭＷ−Ｌが選択されると、遮光シェード３４は図１２（ｂ）に示される位置となって、図１３（ｂ），１４（ｂ）に示す配光パターンが形成され、雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌが選択されると、遮光シェード３４は図１２（ｃ）に示される位置となって、図１３（ｃ），１４（ｃ）に示す配光パターンが形成され、ロービームＬｏ−Ｌが選択されると、遮光シェード３４は図１２（ｄ）に示される位置となって、図１３（ｄ），１４（ｄ）に示す配光パターンが形成される。

特に、雨天用ビームを照射するための配光切替操作時には、偏芯カム３６の回動により遮光シェード３４が摺動（上昇）するとともに、回動するウェットカム５２に倣い動作するウェットシェード本体８２は、図１２に示すように、上方の退避領域から遮光シェード３４の上方近傍位置まで垂下し、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、雨天や霧発生時の走行の際、前方及び両サイドの路面部分がよく見えるとともに、対向車にグレアを与えることもない。

また、配光を逆方向に切り替える際、即ち、ストッパピン７８がストッパ部７９ｂに当接する左配光用ロービームＬｏ−Ｌ形成位置から、同雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌ、同高速用ビームＭＷ−Ｌおよび同ハイビームＨｉ−Ｌの順に照射すべきビームが選択されたときにも、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、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、偏芯カム３６（回転支軸３５）が逆方向に回転し、遮光シェード３４が順次下方に移動するようになっている。

この場合も、前記した正方向の切り替えにおいて得られると同様の図１３，１４に示す配光パターンが得られる。

図１５および図１６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１５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１６は配光切替機構の要部斜視図である。

前記した第１の実施例における光投射ユニット１４では、直交変換ギヤ機構５６を介してステッピングモータ５８の駆動力が回転支軸３５（偏芯カム３６およびウェットカム５２）に伝達されるように構成されているが、この第２の実施例の光投射ユニット１４Ａでは、ステッピングモータ５８の出力軸６０と回転支軸３５（偏芯カム３６およびウェットカム５２）とが直列に連結されている。即ち、回転支軸３５の軸方向一端側には、ウエットカム５２、オルダム継手５６Ａ、ステッピングモータ５８が直列に連結配置されている。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、回転支軸３５（偏芯カム３６およびウェットシェード５２）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と回転支軸３５（偏芯カム３６およびウェットカム５２）間にはオルダム継手５６Ａが介装されているため、出力軸６０と回転支軸３５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７８を突出形成した円盤７２が固定され、モータブラケット７６ｂに設けたストッパ部（図示せず）にストッパピン７８が掛止されることで、回転支軸３５（偏芯カム３６およびウェットカム５２）の回動範囲が規定されている。

また、前記した第１の実施例における配光切替機構Ｘでは、遮光シェード３４の左右方向の位置決め手段として、柱状部７７に設けた１本の上側の水平ガイドピン３７Ｂに長孔３４ｃ周縁部係合用の溝３８を設けているが、この第２の実施例における配光切替機構Ｘ１では、左右の柱状部７７，７７にそれぞれ上側の水平ガイドピン３７Ｃが対向して設けられ、それぞれの水平ガイドピン３７Ｃの先端部に、遮光シェード３４側下方延出部３４ｂ２の長孔３４ｃおよび長孔３４ｃ周縁部に係合する段差部３８ａが設けられて、遮光シェード３４が左右方向に位置決めされるように構成されている。そして、水平ガイドピン３７Ａ，３７Ｃと長孔３４ｃとの係合部（摺動部）が４箇所となることで、遮光シェード３４はより正確に上下方向に平行移動できる。

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、回転支軸３５（偏芯カム３６およびウェットシェード５２）がオルダム継手５６Ａを介してモータ５８に直列に連結されており、回転支軸３５とモータ５８間にギア数の多い直交変換ギア機構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、駆動力伝達機構を構成する部品点数が少ない分、駆動力伝達機構によって伝達される動力の損失が少なく駆動力伝達効率に優れ、遮光シェード３４およびウェットシェード８２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できる。

なお、前記した実施例では、柱状部７７，７７間に架設した下方の長い第１のガイドピン３７Ａが遮光シェード３４側の左右一対の下方延出部３４ｂ２に形成した長孔３４ｃにそれぞれ係合するように構成されているが、長い１本の第１のガイドピン３７Ａに代えて、左右の柱状部７７，７７それぞれに取着された左右一対の下方の短い水平ガイドピンが相対向する長孔３８ｃに係合する構成であってもよい。

また、前記した実施例では、遮光シェード３４が板金製遮光シェード本体３４ａと板金製脚部３４ｂの２部材で構成されていたが、板金の一体成形体で構成してもよい。

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。 光投射ユニットに一体化された配光切替機構の背面斜視図である。 同配光切替機構の正面斜視図である。 遮光シェードの正面斜視図である。 遮光シェードの背面斜視図 偏芯カム（回転支軸）と遮光シェード側の長孔（柱状部側の水平ガイドピン）と圧縮コイルばねの平面配置図である。 （ａ）は偏芯カムに摺接する遮光シェードとウェットカムに倣い動作するウェットシェードの側面配置図、（ｂ）は偏芯カムの回転支軸周方向における所定のビーム対応位置を示す図、（ｃ）は所定のビームとそれに対応する遮光シェードおよびウェットシェードの上下方向相対高さを示す図である。 所定のビームに対応する遮光シェードの上下方向の位置を示す背面図である。 所定のビームに対応する配光スクリーン上への照射配光パターンを示す図所定のビームに対応する配光スクリーンへの照射配光パターンを示す図である。 所定のビームに対応する路面上の照射配光パターンを示す図である。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。 同ヘッドランプにおける配光切替機構の要部斜視図である。 従来のヘッドランプの要部平面図である。 同ヘッドランプの遮光シェードの拡大断面図である。

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
Ｌ ヘッドランプの照射軸（光投射ユニットの光軸）
Ｌ２２ スイブル軸
２４ 光源である放電バルブ
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
Ｘ，Ｘ１ 配光切替機構
３４ 遮光シェード
３４ｂ２ 左右一対の下方延出部
３４ｃ 下方延出部に設けた上下に延びる長孔
３５ 偏芯カムの回転支軸
３６（３６Ａ，３６Ｂ） 左右一対の偏芯カム
３７Ａ 下方の第１の水平ガイドピン
３７Ｂ 上方の第２の水平ガイドピン
３７Ｃ 上方の第２の水平ガイドピン
３８ 第２の水平ガイドピンに設けた長孔周縁部係合用の溝
３８ａ 第２の水平ガイドピン先端に設けた長孔周縁部係合用の段差部
３９ 圧縮コイルばね
５２ 第２の偏芯カムであるウエットカム
５６ 直交変換ギア機構
５８ ステッピングモータ
７６ ベース
７６ａ，７６ｂ，７６ｃ ベース側ブラケット
７７ 左右一対の柱状部
８１ 第２のシェードであるウエットシェード
８２ 第２のシェード本体であるウエットシェード本体
８４ 揺動アーム
８６ カムフォロワ
１００ ユニットフレーム

Claims (6)

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焦点近傍かつ前記投射レンズの焦点近傍に投射レンズの光軸と略直交する左右方向に延在するように配置され、その上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配光制御用の遮光シェードとを備え、前記遮光シェードは、前記リフレクターに一体化されたベースに対し上下方向摺動可能に支持されるとともに、前記ベースに支承された左右に延びる偏芯カムにその下端部が摺接するようにばね付勢保持されて、モータ駆動による前記偏芯カムの回動に連係して上下に平行移動する投射型自動車用ヘッドランプにおいて、
   前記遮光シェードには、上下に延びる長孔をそれぞれ設けた左右一対の下方延出部が形成され、一方、前記ベース側には、前記偏芯カムを支承するとともに、前記下方延出部と左右に相対向する左右一対の柱状部が形成され、前記左右の柱状部には、相対向する下方延出部の長孔にそれぞれ係合して前記遮光シェードを前後左右方向に位置決めしかつ前記遮光シェードの長孔に沿った摺動を可能にする複数の水平ガイドピンが設けられたことを特徴とする投射型自動車用ヘッドランプ。
2. 前記水平ガイドピンの少なくとも１つには、前記長孔周縁部が係合する溝が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の投射型自動車用ヘッドランプ。
3. 前記遮光シェードは、板金の成形体で構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の投射型自動車用ヘッドランプ。
4. 前記水平ガイドピンは、前記左右一対の下方延出部における長孔を貫通して前記左右一対の柱状部にその両端が固定された第１の水平ガイドピンと、少なくとも前記左右いずれか一方の柱状部に設けられた前記第１のガイドピンより上方または下方の第２の水平ガイドピンで構成されたこと特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の投射型自動車用ヘッドランプ。
5. 前記偏芯カムは、前記左右一対の柱状部に支承された回転支軸に所定距離離間させて配置した一対のカムで構成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の投射型自動車用ヘッドランプ。
6. 前記ベースには、前記遮光シェード上方の光通過領域と該光通過領域の上方に大きく外れた退避領域との間を上下方向に揺動する揺動アーム型の第２の遮光シェードが設けられ、前記第２の遮光シェードの揺動アーム部が前記偏芯カムの回転支軸に連結された第２の偏芯カムに倣い動作することで、第２の遮光シェードが上下方向に揺動することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の投射型自動車用ヘッドランプ。

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