JP2006261117A - ヘッドライト - Google Patents

Abstract

【課題】確実に再現可能であるべき２種類以上のライト調節の制御を可能にし、更に廉価なモータ及びセンサの使用を可能にするヘッドライトを提供する。
【解決手段】少なくとも１枚の遮光板（１０）がカム伝動装置と協働して、当該の少なくとも１枚の遮光板（１０）が各遮光板（１０）に対応配置された制御カム（１４）に沿って可動であるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドライトであって、該ヘッドライトが光源と、光源から放射された光を収束するためのリフレクタと、光源及び／又はリフレクタから放射された光の一部を遮るための遮光装置と、配光を投影するレンズとを備えた投影システムを有しており、前記遮光装置が少なくとも１枚の遮光板を有しており、該遮光板が、ヘッドライトの光軸に対して平行な水平の軸を中心として旋回可能である形式のものに関する。

従来技術では様々な投影システムが公知である。これらの投影システムは一般に１枚の遮光板を有しており、この遮光板によって放射光の一部が遮られ且つ遮光板の上縁部が光の境界線としてレンズを介して投影される。この場合一般に、遮光板によって明暗の境界線が、例えばフォグランプ用の水平方向の明暗の境界線として規定されるか、又は様々な複数の区分、例えば水平方向区分と、右側の車線縁部をより良く照明するための例えばロービーム増大区分とから成る明暗の境界線として規定されることが慣例である。明暗の境界線の形状は、遮光板切断部の投影輪郭、つまり遮光板縁部によって規定されている。更に、遮光板をヘッドライトの光軸に対して平行に延びる軸を中心として旋回可能に設けることが公知であり、例えばこれにより、遮光板は完全に放射経路から旋回されて、とりわけハイビーム機能が実現される。

今、別のヘッドライトを車両の制限されたフロント領域に設けることなく、ロービーム及びハイビームの他に高速道路又は霧用のライト調節、或いは市街地用ライト調節等の更なるライト機能を実現するという要望が強まっている。但しこれを達成するためには、軸を中心として旋回可能な１枚の遮光板を備えた従来のシステムでは、複数の位置若しくは中間位置が再現可能であり且つこれらの位置に極めて高い精度で到達できるマルチポイント調節器が必要とされる。それというのも、レンズ系に基づいて光学的に著しい増幅が行われるからである。この場合、伝達比が高く遊びの無い伝動装置を備えたステップモータ又は極めて正確な位置センサを備えたサーボモータを使用することが公知である。但し、このようなモータの使用は技術的に著しく手間がかかり且つコスト高である。

本発明の課題は、確実に再現可能であるべき２種類以上のライト調節の制御を可能にし、更に廉価なモータ及びセンサの使用を可能にするヘッドライトを提供することである。

この課題を解決するために本発明では、少なくとも１枚の遮光板がカム伝動装置と協働して、当該の少なくとも１枚の遮光板が各遮光板に対応配置された制御カムに沿って可動であるようにした。

この場合、対応配置された制御カムを備えた遮光板は、規定された軌道に沿ってガイドされる駆動ピンを介して運動され、しかも遮光板は、駆動ピンの規定された軌道と、制御カムの規定された軌道と、当該遮光板の同時保持との結合に基づいて、光軸に平行な所定の旋回軸を中心として変位される。

この場合、特に駆動ピンは所定の回転軸を中心とした円軌道に沿って運動可能であり、前記回転軸は遮光板の旋回軸に対して平行に延びており、両軸は互いに間隔をおいて配置されているか、又は択一的に駆動ピンはリニア軌道に沿って案内されてよい。

この場合、カム伝動装置は、少なくとも１枚の遮光板の規定された複数の不連続位置を制御する。運動の進行制御はカム軌道に沿って該カム軌道を介して行われるので、制御を極めて精密に行うことができる。

特別な利点は、遮光装置が２枚以上の遮光板を有していてよく、しかも、これらの遮光板は特に異なる投影縁部を有していてよく、更に、本発明により複数の遮光板が共通のアクチュエータによって同時に延いては正確に規定されて相互調節され得、これにより、複数の遮光板輪郭を組み合わせることによって、道路上の明暗の境界線の位置のみならず形状までも変えることができるという点にある。

つまり、特に１本の共通の駆動ピンが、少なくとも１枚、特に複数枚の遮光板を調節するために設けられていてよく、当該駆動ピンは遮光板の制御カムに沿って可動である。特に、遮光板はそれぞれその制御カムに沿って、円軌道又はリニア軌道に沿った駆動ピンの運動時に運動される。

駆動ピン又はクランクピンは各遮光板の制御カムに係合しており、これにより、１本の駆動ピンを用いてそれぞれ別の制御カムを有していてよい複数の遮光板を簡単に同時調節することができる。制御カムのカム軌道の構成に基づいて、運動の進行を正確に制御することができる。カム軌道が、駆動ピンのあり得る円軌道に対して平行に位置するのか、又は駆動ピンの円軌道の接線に対して垂直方向で若しくは鋭角又は鈍角で位置するのかに応じて伝達比が変化し、伝達比＝∞の場合は係止が生ぜしめられる。この係止によって、配光のための所望の遮光板調節が規定される。

遮光板が薄板打抜き部材として構成されており、この遮光薄板からカム軌道を直接に打ち抜くことができると構成は特に簡単なので、製作も著しく簡略化されている。

この場合、遮光板は複数の様々な区分、つまり係止区分と調節区分とから構成されていてよい。係止区分は遮光板の各保持位置、つまり所望の配光に適しており、調節区分は１つの係止位置から次の係止位置へ遮光板をその都度調節するために適している。

制御カムのカム軌道は、調節運動の程度に応じて構成する必要がある。つまり、市街地用ライト、フォグランプ、幹線道路用ライト及び高速道路用ライト間での調節のためには小さな調節運動しか必要ない。それというのも、前記の全ての照明状態では少なくとも１枚の遮光板が放射経路内に留まっているからである。これに対して遮光板が完全に放射経路から旋回されるハイビームへ調節する場合は極めて大きな調節が必要とされる。

更に本発明では、伝動装置がいわゆるフェールセーフ（Ｆａｉｌ−Ｓａｆｅ）機能を有しており、このフェールセーフ機能は、例えばエラーが生じた場合の電力供給中断に際して、少なくとも１枚の遮光板を自動的に無電力で所定の安全な位置、つまりロービーム位置へ戻し、これにより、如何なる場合も対向交通の幻惑が避けられるように構成されている。このためには、特に安全な位置、一般にはロービーム位置に向かって予負荷された戻しばねを備えた予負荷装置が設けられおり、遮光装置に対して前記基本位置への予負荷力を加えている。この場合、例えばロービームの基本位置からの調節は、常にばね力に抗して行われる。この安全機能は、本発明では特に簡単にシステムに組み込まれる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、本発明によるヘッドライトにおいてどのように使用されるのかという、カム伝動装置の機能形式の原理が概略的に示されている。この場合、遮光板は簡略化されて符号１０で示されている。この遮光板１０は、薄板打抜き部材から成っており且つ光線を透過させないように形成された第１の遮光板部分１２と、滑子案内として薄板から打ち抜かれた制御カム１４とを有している。

更に、遮光板１０は１つの支承部を有しており、この支承部を中心として遮光板１０は所定の円軌道に沿って旋回され得る。この場合、前記支承部の軸１８はヘッドライトの光軸（図示せず）に対して平行に延びている。

更に、別の回転軸２０が設けられており、この回転軸２０を中心として、駆動ピン２２が半径ｒ_１で旋回可能である。この場合、駆動ピン２２と回転支承部１８との間の半径は長さｒ_２を有している。今、駆動ピン２２が電動モータ、特にＤＣ、ＡＣ又はステップモータを介して駆動されると、駆動ピン２２は支承部２０を中心として回転運動され、このことは、適宜構成された制御カム１４において、支承部１８を中心とした遮光板１０の運動も同様に生ぜしめる。

制御カム１４のカム軌道の構成に応じて、駆動ピン２２の運動に基づき遮光板１０の多少なりとも大きな旋回が支承部１８を中心として得られるか、又は遮光板１０は所定の位置で係止される。この場合、係止位置は所望の照明状態を成すものである。

つまり、図１の最上図では、ここでは湾曲されずに支承部１８と駆動ピン２２との間の軸線の方向で延在する制御カムの向きと、支承部２０を中心とした半径ｒ_１のサークルライン２４の接線とから得られる１運動方向が示されており、この運動方向からは、大きな運動効率のために小さな伝達比しか必要としない運動Ｖ_ＲＥＳが生ぜしめられる。制御カム１４のこのような構成は、例えば支承部１８を中心とした遮光板１０の大きな調節角度を要求するハイビームポジションへの旋回を行おうとする場合に有利である。制御カムのこのような構成は、クランク滑り区分とも呼ばれる。

これに対して図１の真ん中の図面に示した制御カム１４は、半径ｒ_１を有する支承部２０を中心としたカム軌道２４に対応している。従って遮光板運動２２の周方向成分は、カム２４の接線方向に対して平行に延びているので伝達比は無限大となり、運動効率はゼロである。この場合は旋回ではなく、係止が生ぜしめられる。

図１の最下図に示した制御カムはほぼ円弧を描いてはいるが、この円弧は円弧線２４と合致はしていない。回動楔とも呼ばれる制御カムの曲線は大きな伝達比を生ぜしめ、これにより、遮光板１０において比較的小さな運動効率が生ぜしめられる。円弧線２４と制御カムの曲線との相互偏差は、所望の運動効率に関連して選択可能である。

制御カム１４の形状と、上で例示した様々な要素を用いることによって、制御カム１４を通走する駆動ピンが配光のための様々な係止位置に到達することができるように制御カム１４を構成することができる。

特に、種々様々な制御カム１４を備えた複数の異なる遮光板１０が、光放射方向で見て相前後して配置されており且つ同一の駆動ピン２２によって駆動されてよい。

図２には、ヘッドライト用の適当なカム伝動装置の構成が２つの図面で示されている。

図２では、図１に示した部材と同じ部材には再び同じ符号を付してある。図２には、第１の遮光板１０と第２の遮光板１０′とを有する１つの装置が示されており、この場合、両遮光板は、これらの遮光板が組み込まれた自動車の光軸の方向で見て相前後して配置されている。両遮光板１０，１０′は旋回軸１８を中心として旋回可能である。図２の下側の図面から明らかなように、両遮光板１０，１０′は互いに異なる投影縁部１６；１６′を有している。つまり、遮光板１０は右側の車線縁部における照明幅の増大を伴った明暗の境界線を可能にする投影縁部を有しており、遮光板１０′は、該遮光板の投影縁部１６′に基づき直線的に延びる明暗の境界線を有している。

両遮光板１０，１０′は、遮光板材料から打ち抜かれており且つ図２の下側の図面からよく判るように、異なる延在部を有する制御カム１４；１４′を有している。更に、駆動ギヤ２６が設けられており、この駆動ギヤ２６は軸線２０を中心として回転可能に支承されており、ほぼｒ_１の外径を駆動ピン２２までに有している。図２の下側の図面から、外径の範囲内で駆動ピン２２が駆動ギヤ２６に設けられているということが判る。駆動ギヤは、例えばステップモータを介して駆動される。駆動ピン２２は、図２の上側の図面に見られるように、相前後して配置された遮光板１０，１０′の両制御カムに係合しているので、両遮光板は駆動ギヤ２６の回動延いては駆動ピン２２の運動に追従する。

次に、２枚の遮光板１０，１０′における様々な調節の可能性を図３につき詳しく説明する。

特に図３に示した構成では、図２に示したようなカム伝動装置において、１つのヘッドライト投影システムに設けられた２枚の遮光板１０，１０′を駆動するための５つの異なる保持位置が可能である。既に図１について説明したように、異なる保持位置間での遮光板１０，１０′の調節運動は、カム軌道のいわゆる回動楔区分又はカム滑り区分によって形成される。これらの区分は、制御カム１４，１４′が伝達比＝∞を有する個々の係止位置間に構成された「調節区分」である。

この場合、駆動ピン２２は軸線２０を中心として不動の円弧２４に沿って運動し、これにより、遮光板１０，１０′は強制制御されてほぼ垂直方向で昇降運動される。遮光板１０，１０′は軸１８を中心として支承されているので、遮光板１０，１０′の垂直方向運動は、軸１８とは反対の側の終端部において、回転軸１８を中心とした相応の円運動に近似する。

図２及び図３に示したケースでは、遮光板１０，１０′によって４つの異なる明暗の境界線、及び全遮光板１０，１０′が放射経路から旋回されるハイビーム機能を実現しようとしている。

異なる明暗の境界線のための各保持位置で係止するためには、遮光板１０，１０′に設けられた制御カム１４，１４′のカム軌道は、駆動ギヤ２６の規定された出力角度に関して、円中心点が駆動ギヤ２６の回転軸線２０に正確に位置する円形区分を有しており、これにより、図１について説明したように、当該の複数の機能位置で遮光板１０，１０′の係止が行われる。

制御カム１４，１４′のカム軌道は、複数の係止範囲間に特に曲線的な延在部を有しており、この延在部は図１の最下図について説明したように、各遮光板１０，１０′を次の係止位置へ送るために回動楔状の延在部として特徴付けられている。但し、制御カム１４，１４′の半径の中心端部は回転軸線２０と合致していない。

最後に、図３の最下図に示したように、制御カム１４，１４′の最終区分はクランク滑り形状で形成されていてよく、これにより、図１の最上図に示したような大きな運動効率が得られ、ハイビーム配光を得るために遮光板を完全に放射経路から旋回させることができる。

この場合、駆動ギヤ２６はやはり電動モータを介して駆動され、場合によっては減速用の別の伝動装置が設けられていてよい。

図３の最上図にはフォグランプが示されており、この場合、投影縁部は遮光板１０′の縁部１６′によって形成され、縁部１６を有する遮光板１０は下方に押しずらされているので、縁部１６の投影は行われない。今、駆動ピン２２が駆動ギヤ２６を介して矢印方向３０で更に回動されると、まず最初に遮光板１０の旋回が行われ、これにより、縁部１６の一部が縁部１６′と同じ高さになる。このような配光は、一般に道路の縁部域を大幅に照明する必要のない市街地用配光である。それというのも、この場合はいずれにしろ道路照明により、道路縁部のための十分な光源が存在しているからである。図３の２番目の図に示した、上で説明した遮光板１０，１０′の相互位置には第２の係止位置が存在する。

図３の３番目の上から見た図に示した幹線道路用ライト位置では、対向車線の範囲及び自身の車線の中央に対して水平な明暗の境界線が遮光板１０の上縁部１６によって形成され且つ右側の車線縁部において、道路縁部域がより良く照明されるように明暗の境界線が下げられるように配光が行われる。

図３の４番目には高速道路用ライトが示されており、この係止位置において遮光板１０′は遮光板１０に対して再び持ち上げられたので、縁部１６，１６′によって形成される明暗の境界線は概ねオーバラップして水平に位置している。

この場合、光の到達範囲は市街地用ライト、フォグランプ、高速道路用ライトの各位置間で可変である。

図３の最下図及び最後の係止位置はハイビーム位置において得られる。この場合は、遮光板１０，１０′の制御カム１４，１４′の構成に基づいて、ヘッドライトの放射経路から遮光板１０，１０′が完全に旋回されているので特に良好な車線照明が得られるが、同時に起こり得る対向交通の幻惑の危険を有している。

更に、本発明によるヘッドライト構成ではフェールセーフ機能が設けられているので、戻しばねが戻しモーメントを駆動ギヤ及び／又は遮光板１０，１０′に加えており、これにより、電流中断時若しくはエラーの生じた場合には、遮光板１０，１０′は常にロービーム位置に、即ち上で規定した図３の最初の４つの状態の内の１つに戻される。

本発明による方法で、特に簡単に様々なライト調節の制御を行うことができ、しかも特に廉価なモータ若しくはセンサを用いても、個々の位置に正確に到達することが可能である。

カム伝動装置の概略図である。 ２枚の遮光板を備えたカム伝動装置の図である。 図２に示した伝動装置の様々な保持位置を示した図である。

符号の説明

１０，１０′ 遮光板、 １２ 遮光板部分、 １４ 制御カム、 １６，１６′ 投影縁部、 １８，２０ 支承部、 ２２ 駆動ピン、 ２４ サークルライン、 ２６ 駆動ギヤ

Claims (9)

1. ヘッドライトであって、該ヘッドライトが光源と、光源から放射された光を収束するためのリフレクタと、光源及び／又はリフレクタから放射された光の一部を遮るための遮光装置（１０）と、配光を投影するレンズとを備えた投影システムを有しており、前記遮光装置（１０）が少なくとも１枚の遮光板（１０）を有しており、該遮光板が、ヘッドライトの光軸に対して平行な水平の軸（１８）を中心として旋回可能である形式のものにおいて、
   少なくとも１枚の遮光板（１０）がカム伝動装置と協働して、当該の少なくとも１枚の遮光板（１０）が各遮光板（１０）に対応配置された制御カム（１４）に沿って可動であることを特徴とする、ヘッドライト。
2. カム伝動装置によって、少なくとも１枚の遮光板（１０）の規定された複数の不連続位置を制御することができる、請求項１記載のヘッドライト。
3. 遮光装置（１０）が２枚以上の遮光板（１０，１０′）を有しており、これらの遮光板（１０，１０′）がそれぞれ異なる投影縁部（１６，１６′）を有している、請求項１又は２記載のヘッドライト。
4. 制御カム（１４，１４′）に沿って少なくとも１枚の遮光板（１０，１０′）を調節するために駆動ピン（２２）が設けられており、該駆動ピンが、少なくとも１枚の遮光板（１０，１０′）の旋回軸（１８）に対して平行に延びる軸線（２０）を中心とした円軌道（２４）に沿って可動である、請求項１から３までのいずれか１項記載のヘッドライト。
5. 制御カム（１４，１４′）に沿って少なくとも１枚の遮光板（１０，１０′）を調節するために駆動ピン（２２）が設けられており、該駆動ピンがリニア軌道に沿って可動である、請求項１から３までのいずれか１項記載のヘッドライト。
6. 制御カム（１４，１４′）が、少なくとも１枚の遮光板（１０，１０′）に設けられた滑子案内によって形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のヘッドライト。
7. 複数の遮光板（１０，１０′）が１本の共通の駆動ピン（２２）によって可動である、請求項４から６までのいずれか１項記載のヘッドライト。
8. 制御カム（１４，１４′）が調節区分及び係止区分を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のヘッドライト。
9. 遮光装置（１０）が、該遮光装置（１０）に基本位置への戻しモーメントを加える予負荷装置と連結されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のヘッドライト。

Images