JP2007019046A - 車両用前照灯 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来から用いられている反射鏡および放電管を用いて、複数のビームモードで使用可能とする車両用前照灯を提供する。
【解決手段】車両用前照灯の放電管3を移動する回転移動手段Fは、回転駆動部B、回転移動体5、光源部D、本体筐体部Eから構成されている。回転駆動部Bにより回転移動体5が所定の量回転すると同時にその回転軸方向に所定の距離移動する様に構成されており、それによって、放電管3の発光部53は、反射鏡55に設けられたハイビーム用の発光部配置位置52とロービーム用の発光部配置位置50との間をらせん状に旋回移動しながら往復出来るように構成されている。
【選択図】 図1
【解決手段】車両用前照灯の放電管3を移動する回転移動手段Fは、回転駆動部B、回転移動体5、光源部D、本体筐体部Eから構成されている。回転駆動部Bにより回転移動体5が所定の量回転すると同時にその回転軸方向に所定の距離移動する様に構成されており、それによって、放電管3の発光部53は、反射鏡55に設けられたハイビーム用の発光部配置位置52とロービーム用の発光部配置位置50との間をらせん状に旋回移動しながら往復出来るように構成されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、車両用前照灯に関し、特に発光部が1個の放電管を用いて前照灯を複数のビームモードで使用可能とする機構を具備した車両用前照灯に関する。
車両用の前照灯として、消費電力35〜60W、約20ルーメン/ワットの高効率で点光源に近いハロゲンランプ(よう素球)の周りに反射鏡を配設することにより、高精度に集光した所謂プロジェクター式前照灯やマルチリフレクター式前照灯が現在主流になっている。上記プロジェクター式前照灯は所謂PE(poiyellipsoid;多楕円体)、及びDE(three dimensional ellipsoid;三次元楕円体)の、二種の規格が設定されており、又、マルチリフレクター式前照灯はMS(mulch surface;多面)を用いている。
図6は、従来の車両用前照灯1の外観図、図7は、前記前照灯1の断面図であって、図7(a)はハロゲンランプ2を、図7(b)はキセノンランプなどの放電管3をそれぞれ光源に用いた時の図である。また、図7(c)はハロゲンランプ2のフィラメント部の拡大図である。図7(a)における前照灯1は、消費電力35〜60W、約20ルーメン/ワットの高効率で点光源に近いハロゲンランプ(よう素球)2のハイビーム用と、シェード51を被ったロービーム用の2つの発光部(フィラメント)52、50がZ方向(前照灯1が車輛に装着された状態では前後方向)に並ぶように配設されていて、その周りに反射鏡55を配設することにより高精度に集光した、所謂プロジェクター式前照灯あるいはマルチリフレクター式前照灯である。
尚、当該各光源は、反射鏡の中心軸線上又はその極近傍に配置されるものであることは一般的である。
前記図7(a)における前照灯1において、反射鏡の中心軸線上に設けられたハイビーム用とシェード51を被ったロービーム用の2つの発光部52、50からそれぞれ発せられる光は、前記反射鏡55に向かって、それぞれX方向(前照灯1が車輛に装着された状態で当該反射鏡の中心軸線を含む左右方向)、Y方向(前照灯1が車輛に装着された状態で当該反射鏡の中心軸線を含む上下方向)に照射されると前記反射鏡で反射され、Z方向(当該反射鏡の中心軸線に沿った方向)に照射される。
前記前照灯1に使用されているハロゲンランプ2は、12Vまたは24Vという低い印加電圧で点灯するので絶縁対策を特段必要とせず、平均寿命は400時間程度である。そして形状的にH−1タイプ、HB−1タイプ、H−4タイプ、HB−4タイプ、HB−5タイプ、H−7タイプ等と称される数種類の仕様が設定され、各々について照明装置側の口金装着部(受金ともいう)及びハロゲンランプ側のつば付き口金の形状・寸法が規格化されている。
そして、前記ハロゲンランプを使用した前照灯におけるロービーム/ハイビームの切り替えについては、旧来は2つの専用ハロゲンランプをハイビーム用/ロービーム用に分けた反射鏡の中心軸線上若しくはその極近傍に配設して選択点灯する方式であったが、近年は前記図7(a)に示したH−4タイプのように1つのハロゲンランプ自身の中にハイビーム用とシェードを被ったロービーム用の2つの発光部52、50をそれぞれ併設して選択点灯されるように構成されている。即ち、ハイビームの場合はハイビーム用の発光部52のみを点灯し、ロービームの場合はシェード51を被ったロービーム用の発光部50のみを点灯してシェード51側の光を遮蔽して反射鏡での反射を変えることで配光制御を実現している。
一方、前記前照灯1に使用されているハロゲンランプ2は、図7(c)に示すようにハイビーム用と、シェードを被ったロービーム用の2つの発光部52、50の相対位置がずれている。即ち、ハイビーム用発光部52とロービーム用発光部50とは、当該反射鏡の中心軸線或いはその極近傍においてZ方向にL2(約6.5mm)だけ、またY方向にL1(約1.2mm)だけ離れて設けられている。その結果、前記反射鏡55は、ハイビーム用発光部52とロービーム用発光部50のそれぞれにおける位置で、所定の方向に光を反射するようにその反射面が定められている。即ち、ハイビーム用発光部52とロービーム用発光部50とが選択的に点灯され、ハイビーム用発光部52が点灯された時には光線IH1、IH2が反射鏡55で反射されて遠方が照射され、ロービーム用発光部50が点灯された時には光線IL1のみが反射鏡55で反射されて下方向を向く光線となって近距離が照射される。
一方、上記ハロゲンランプ2に代わる光源としてキセノンランプのような放電管がある。
前記放電管は初期点灯印加電圧が約2万Vと高電圧であるが、約100ルーメン±15%/ワットの高効率であって、前述のハロゲンランプよりも約2倍の大きな光束が得られる。
更に消費電力が35W程度で済み、寿命も4倍以上なので省エネルギーに最適であって、真に車両用の前照灯として理想的な光源である。一方、前照灯、特に車両用前照灯等では、ロービーム/ハイビームの切り替えを行えるように構成されなければならないが、現在の放電管3では上記H−4タイプのハロゲンランプ2のようにランプ自身の反射鏡の中心軸線若しくはその近傍に2つの発光部を設けるのは構造的に困難である。
また、前述のハロゲンランプ2を用いた旧来方式のように、別個に2つの放電管を反射鏡の中心軸線上若しくはその極近傍に併設するのではスペース的に問題であり、反射鏡の構成も難しい。さらに、コスト的にも割高になる。従って、例えば、従来の放電管3を図7(b)に示すように配設しても、前述のロービーム/ハイビームの切り替えを行うことができず、例えばハロゲンランプ2のハイビーム用発光部52が配設される位置に前記放電管3の発光部53を配設すると、光線IH1、IH2が反射鏡55で反射されて遠方のみが照射される。
前記問題点を解決する前照灯として、例えば特開2001−35211公報(特許文献1)に開示される発明がある。係る前照灯は、図8に示すように、口金61に配設された放電管64の発光部65を遮蔽するシェード67を放電管64の軸Z方向に沿って矢印Xにスライド移動させる駆動手段Kを備えた構造である。図8(a)は前照灯の実施の形態の放電管と口金の構造を示すロービーム状態の正面図であり、図8(b)はハイビームの状態の正面図である。上記シェード67はその脚部67bが口金61を貫通して口金61の裏側にロッド66等で配置固定されたソレノイド68の可動鉄片69に連結されている。
該可動鉄片69はスプリング60で常に付勢されていて、ソレノイド68が非作動状態ではシェード67の遮蔽面67aが発光部65の位置にあり、放電管64の光を一部遮蔽してロービームの配光となる。ソレノイド68のコイルに通電して可動鉄片69をスプリング60の応力に抗して引き込み、シェード67をスライド移動させる。放電管64の発光部65の位置から遮蔽面67aがずれると発光部65から概ね全方位に光が放射されハイビームの配光がなされる。
特開2001−35211号公報
しかし、係る方法では、以下のような問題点があった。即ち、前述したように、ハイビーム用発光部52とロービーム用発光部50とは、その中心点においてZ方向にL2だけ、またY方向にL1だけ離れて設けられている。しかし、前記特開2001−35211公報に開示されている前照灯では、発光部65を遮蔽するシェード67を放電管64の軸Z方向に沿って矢印Xにスライド移動させるのみである。その結果、1箇所の発光部は、ハイビーム用発光部52又はロービーム用発光部50の何れか一方の位置にしか設置できない。
一方、前記反射鏡55は、ハイビーム用発光部52とロービーム用発光部50のそれぞれにおける位置で、所定の方向に光を反射するようにその反射面の形状が定められている。
従って、従来から広く使用されている反射鏡をそのまま用いることができず、所定の位置に光を照射するためには特殊な反射鏡が必要になり、前照灯のコストが上昇する。また、自動車などは部品の規格が厳しく定められていて、例えば反射鏡の形状も、前述したように、規格化されていて、その形状、サイズ、設置スペースなどの自由度が少なく、前記反射鏡に対して設計上の制限がある。
更に又、前記特開2001−35211公報に開示されている前照灯では、口金61の裏側にロッド66等で配置固定されたソレノイド68の可動鉄片69が連結されている。
該可動鉄片69はスプリング60で常に付勢されるようになっている。従って、放電管64の発光部65またはシェード67を移動するための機構部が長くなり、係る機構部を規格化された反射鏡に収納するには各種の制限が生じる。
本発明は、前記問題を解決して、従来から用いられている反射鏡および放電管を用いて、複数のビームモードで使用可能とする車両用前照灯を提供することを目的としてなされたものである。
本発明は、上記目的を達成するために請求項1記載の車両用前照灯では、単一発光部を有する放電管を具備するマルチビームモードの車両用前照灯において、前記単一発光部を有する放電管を反射鏡の中心軸線に対して偏心した円を描く様に回転させながら、らせん状に前進/後退させて反射鏡のロービームまたはハイビームに適した位置に前記単一発光部を有する放電管の発光部を三次元的に瞬時に移動させる回転移動手段と、該回転移動手段の回転を制御する回転制御手段を備えることを特徴とするものであって、特に詳しくは、単一発光部を有する放電管と、中心軸線を有する反射鏡であって、当該中心軸線の近傍にハイビーム用発光源配置位置である第1の部位とロービーム用発光源配置位置である第2の部位とが互いに近接して独立的に且つ3次元的位置関係に規定されており、然も当該反射鏡中心軸線を取り囲む当該反射鏡の反射面は、当該ハイビーム用発光源からの光を反射する第1の反射面と当該ロービーム用発光源からの光を反射する第2の反射面とから構成される反射鏡と、当該放電管を搭載し、当該反射鏡の中心軸線と平行な回転軸線を有し、且つ当該回転軸線方向に摺動可能に構成されている回転移動体と、当該回転移動体を回転させると同時に当該回転移動体の当該回転軸線方向に摺動させる機能を有する回転移動手段と、及び該回転移動手段の回転動作及び摺動動作を制御する回転制御手段とを備えている車両用前照灯であって、当該車両用前照灯に於いては、更に当該放電管は、当該回転移動手段に於ける当該反射鏡から当該発光源からの光が出射される方向に面した端部に設けられると共に、当該回転移動体は、当該回転移動体の回転中心軸が当該反射鏡の中心軸線と平行であるが当該反射鏡の中心軸線から所定の距離だけずれた位置に配置されており、当該放電管の中心軸線は、当該回転移動体の回転中心軸と平行であるが、当該回転移動体の回転中心軸から所定の距離rだけ離れた位置に配置されており、当該回転移動体の回転によって形成される当該放電管の中心軸線が描く円形軌道が当該反射鏡の中心軸線から見た当該中心軸線の近傍に配置規定されている当該第1の部位と第2の部位の双方を通過する様に設定されており、当該回転移動体は、当該回転動作と同時に、当該反射鏡の中心軸線と平行な方向に所定の距離摺動しうる様に構成されていることを特徴とする車両用前照灯である。
また、本発明に於ける第2の解決手段は、請求項1に記載の車両用前照灯において、前記回転制御手段は、当該回転移動体の回転軸の回転方向を切替える駆動手段と、前記回転軸の回転時間を制御するタイマー回路と、当該回転制御手段に印加される信号の極性を切替えるスイッチ回路を具備することを特徴とするものである。
請求項1に記載の車両用前照灯によれば、単一発光部を有する放電管から発せられる光を前方に反射する反射鏡と、前記単一発光部を有する放電管とを具備するマルチビームモードの車両用前照灯において、前記単一発光部を有する放電管を反射鏡の中心軸線に対して偏心した円を描く様に回転移動させながら、らせん状に前進/後退させて反射鏡のロービームまたはハイビームに適した位置に前記単一発光部を有する放電管の発光部を三次元的に瞬時に移動させる回転移動手段と、当該回転移動手段の回転を制御する回転制御手段を備えることにより、簡単な回転機構により前記発光部を移動させ、ロービーム/ハイビームの配光切り替えができる車両用前照灯が実現できる。従って本発明では、従来から用いられている放電管などのような単一発光部を有する光源及び反射鏡を用いることができ、車両用前照灯の性能向上に対する効果が大である。
又、請求項2に記載の車両用前照灯によれば、当該回転制御手段は、当該回転移動手段の回転軸の回転方向を切替える駆動手段と、前記回転軸の回転時間を制御するタイマー回路と、当該回転制御手段に印加される信号の極性を切替えるスイッチ回路を具備することにより、車両用前照灯に電源を供給するプラス制御方式とマイナス制御方式に係らず用いることができ、車種によって異なる部品を用いる必要がなく、その結果、経済的であり、自動車の組立工数も低減できる。
以下、本発明に係る前照灯の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
なお、本発明に係る前照灯は、主に車両用の前照灯を対象とし、ここに用いられる放電管3及び図示していない反射鏡やレンズ等は公知であり、図6に示したような既存のハロゲンランプのものを踏襲することができるのでその説明は省き、専ら放電管3のロービーム/ハイビームの配光切り替え機構とその制御手段について説明する。
即ち、図1及び図3は、本発明に係る車両用の前照灯の1具体例の構成を示す図であって、図中、単一発光部53を有する放電管3からなる光源部Dを具備するマルチビームモードの車両用前照灯1において、前記単一発光部53を有する放電管3を反射鏡55の中心軸線に対して偏心した円を描く様に回転させながら、らせん状に前進/後退させて反射鏡55のロービームまたはハイビームに適した位置50、52に前記単一発光部53を有する放電管3の発光部53を三次元的に瞬時に移動させる回転移動手段Fと該回転移動手段Fの回転機構を駆動させる回転駆動部Bと当該回転駆動部Bの回転を制御する回転制御手段Gを備えることを特徴とするものであって、特に詳しくは、単一発光部を有する放電管3と、中心軸線を有する反射鏡55であって、当該中心軸線の近傍にハイビーム用発光源配置位置である第1の部位52とロービーム用発光源配置位置である第2の部位50とが互いに近接して独立的に且つ3次元的位置関係に規定されており、然も当該反射鏡55の中心軸線Mを取り囲む当該反射鏡55の反射面は、当該ハイビーム用発光源からの光を反射する第1の反射面57と当該ロービーム用発光源からの光を反射する第2の反射面58とから構成される反射鏡55と、当該放電管3を搭載し、当該反射鏡55の中心軸線Mと平行な回転軸線Q0を有し、且つ当該回転軸線Q0方向に摺動可能に構成されている回転移動体5、当該回転移動体5を回転させると同時に当該回転移動体5の当該回転軸線Q0方向に摺動させる機能を有する回転移動手段F、及び該回転移動手段Fの回転動作及び摺動動作を実行させる回転駆動部Bと当該回転駆動部B制御する回転制御手段Gとを備えている車両用前照灯1であって、当該車両用前照灯1に於いては、更に当該放電管3は、当該回転移動手段Fに於ける当該回転移動体5の当該反射鏡55から当該発光源からの光が出射される方向に面した端部に設けられると共に、当該回転移動体5は、当該回転移動体5の回転中心軸Q0が当該反射鏡の中心軸線Mと平行であるが当該反射鏡の中心軸線Mから所定の距離sだけずれた位置に配置されており、当該放電管3の中心軸線Q1は、当該回転移動体5の回転中心軸Q0と平行であるが、当該回転移動体5の回転中心軸Q0から所定の距離rだけ離れた位置に配置されており、当該回転移動体5の回転によって形成される当該放電管3の中心軸線Q1が描く円形軌道C1が当該反射鏡55の中心軸線Mから見た当該中心軸線の近傍に配置規定されている当該第1の部位52と第2の部位50の双方を通過する様に設定されており、当該回転移動体5は、当該回転動作と同時に、当該反射鏡55の中心軸線と平行な方向に所定の距離摺動しうる様に構成されている車両用前照灯1が示されている。
また、本発明に於ける前記回転制御手段Gは、前記当該回転移動体5の回転軸の回転方向を切替える駆動手段18と、前記回転軸の回転時間を制御するタイマー回路17と、当該回転制御手段Gに印加される信号の極性を切替えるスイッチ回路S1、S2を具備するものである。
本発明に於いて使用される当該放電管3は、図1或いは図7に示す様に単一発光部53を有するものであり、場合によっては、図7(a)に示す様に、当該放電管3の先端部に遮光部が設けられているもので有っても良く、或いは図2(b)又は図2(c)に示す様に当該放電管3の下端部に遮光部が設けられているもので有っても良い。
即ち、本発明は、単一発光部53を有する放電管3を、車両用前照灯1を構成する反射鏡55の中心軸線と一致させるかその近傍に配置すると共に、当該反射鏡55の当該中心軸線の近傍に3次元的位置関係に予め設けられている互いに近接したハイビーム用発光源配置位置である第1の部位52とロービーム用発光源配置位置である第2の部位50とに如何に短時間で、移動範囲が如何に少なく、効率的で、騒音発生がなく、安価に且つ確実に高速で移動させるかと言う技術的課題を解決したものであって、その基本的原理は図3に示されている。
つまり、本発明に於いては、当該単一発光部53を有する放電管3を予め定められた移動条件にしたがって螺旋状に回転させながら上下動と同時に前進若しくは後退させる事によって、3次元的な位置関係に配置されている当該反射鏡のロービームに適した位置とハイビームに適した位置の何れかに単一の操作によって移動配置させる様に構成されているものである。
そして、本発明に於いては、回転移動体5に単一発光部53を有する放電管3を当該回転移動体5の中心軸Q0から所定の距離離した位置に固定して設け、当該回転移動体5を所定の条件で回転させつつ前後に摺動させる様に構成したものであり、当該回転移動体5の回転と摺動を同時に実行させる方法或いは機構は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法或いは機構を使用する事が出来る。
例えば、当該回転移動体5を直接的に回転と摺動を行わせる機構を採用するものであっても良く、或いは、当該回転移動体5を当該回転移動体5の軸方向にスライド可能な状態で回転させ、例えば、当該回転移動体5に設けた突起部と当該回転移動体5が対向する固定の筐体部に設けた斜め状の溝部とを併用して、当該回転移動体5を回転させつつ当該突起部を当該溝部内で摺動させる事によって、当該回転移動体5をその軸方向に摺動させる様に構成した機構であっても良い。
処で、図1は、本発明に係る前照灯の実施形態の放電管3と、該放電管3を移動する機構部(以下、説明の簡略化のために図1に示す部分を放電管制御部Aと称す)を説明する一部断面図であって以下のような構造である。放電管制御部Aは、光源部D、本体筐体部E、回転移動体5及び回転移動体5を回転摺動させるための、例えば適宜のモーター或いは適宜のモーターと適宜の歯車列等からなる回転駆動部Bとから構成された回転移動手段Fとから構成されている。
当該本体筐体部Eは、筐体函部6(6a、6b)、固定取り付け部4により構成されている。なお、図1においては、前記回転駆動部Bの当該モーターを回転させる回転制御手段Gを示しているが、放電管3に供給する電源は図示していない。
当該本体筐体部Eの筐体函部6は、回転駆動部Bが収納される筐体函部6bと、回転移動体5が収納される筒状の筐体筒部6aから形成され、固定取り付け部4は筐体筒部6aに固定されており、側面には後述するシェード51を取り付ける突起部4aが形成されている。前記本体筐体部Eは、固定取り付け部4により図示していない反射鏡の中心軸線上にその外側より金属バネ等の方法により放電管3の発光部53が後述する予め定められた位置になるように固定されている。
本発明に於ける当該回転移動部5は、当該筐体筒部6aの内壁に接触しながら回転及びZ方向に摺動移動可能に収納されている。
図2は、本発明で使用される放電管の構成を示す説明図であって、図2(a)は、当該放電管制御部Aの概略図である。
一方、図2(b)は本発明の別の具体例に於いて使用される当該放電管に併用され、当該放電管に被せれるシェード51の構成を示し、又、図2(c)は当該放電管制御部Aに於いて当該放電管3にシェード51を被せた図である。
更に、その先端と底部にはそれぞれ光を遮る、傘状の遮蔽部51aと、樋状の遮蔽部51bが形成されている。該遮蔽部51a、51bは、光を遮る材料であればよく、例えば薄い金属板を打抜成形したものや耐熱性の合成樹脂またはセラミック材が適当である。
当該シェード51の後部51cには切り欠き51dが形成されていて、前記固定取り付け部4の側面に形成された突起部4aに前記切り欠き51dを回転嵌合すると、シェード51が前記固定取り付け部4に固定される。即ち、シェード51は前照灯に対して常に一定した方向(遮蔽部51bが放電管3に対して下になる)となるように取り付けられる。
そして、後述するようにして回転移動される放電管3の発光部53から発せられた光のうち、前方(+Z方向)及び下方に向かう光が遮蔽される。
なお、図2(a)、図2(b)、図2(c)において、その取り付け方向として附したX、Y、Z方向は、図7に示したX、Y、Z方向と同一である。尚、シェード51は円筒状であり、放電管3が後述するように回転しても接触しないだけの内径を有し、後部51cからシェード51の内部に放電管3が嵌入されるようになっている。
当該光源部Dの放電管3は、発光部53の中心軸Q1が当該回転移動体5の回転中心軸Q0に対して所定の距離rだけ離れた位置に配設される様に構成されており、当該回転移動体5が口金61を介して筐体部61に固定される。
放電管制御部Aが収納される図示していない反射鏡は、周知の構造の反射鏡であって、前記図7(a)に示した前照灯1のハイビーム用とロービーム用それぞれの発光部52、50の位置に発光部を配置した時に所定の方向に光を照射する構造である。即ち、ハイビーム用の発光部52の位置で発光部が点灯された場合、反射鏡から前方に照射される光は上下左右方向にあまり広がらずに遠方に到達し、又、ロービーム用の発光部50の位置で発光部が点灯された場合、反射鏡から前方に照射される光は左右方向に広がると共に下向きとなり遠方に到達しないように反射面及びレンズが形成されている。従って、前記シェード51が固定して設けられた放電管制御部Aを反射鏡の内部に収納した前照灯にあっては、放電管3の発光部53がハイビーム用の発光部52の位置に移動して点灯された場合、反射鏡から前方に照射される光は下方の光が遮られ、反射鏡によって反転された下側と、左、右方向へあまり広がらずに遠方に到達する。
本発明の理解を容易ならしめるために、本発明の基本的な原理を図3を用いて以下に説明する。
即ち、本発明に於ける当該回転移動手段Fに於ける当該回転移動体5と当該放電管3との位置関係及び当該回転移動体5と当該反射鏡55との位置関係は、以下の通りとなっている。
つまり、当該放電管3は、当該回転移動体5に於ける当該反射鏡55から当該発光源53からの光が出射される方向に面した端部80に設けられると共に、当該回転移動体5は、当該回転移動体5の回転中心軸Q0が当該反射鏡55の中心軸線Mと平行であるが当該反射鏡55の中心軸線Mから所定の距離sだけずれた位置に配置されており、一方、当該放電管3の中心軸線Q1は、当該回転移動体5の回転中心軸Q0と平行であるが、当該回転移動体5の回転中心軸Q0から所定の距離rだけ離れた位置に配置されており、当該回転移動体5の回転によって形成される当該放電管3の中心軸線Q1が描く円形軌道C1が当該反射鏡55の中心軸線Mから見た当該中心軸線Mの近傍に配置規定されている当該第1の部位52と第2の部位50の双方を通過する様に設定されており、当該回転移動体5は適宜の回転駆動部Bにより任意の方向に当該回転中心軸Q0を中心に所定の角度回転する様に構成されていると同時に、当該回転動作と同時に、当該反射鏡55の中心軸線Mと平行な方向、つまりZ方向に適宜の回転駆動部Bによって所定の距離摺動しうる様に構成されているものである。
図3に於ける53bの位置は、ハイビーム時に当該放電管3の発光源53が配置されるべき部位52を示すものであり、又、図3に於ける53aの位置は、ロービーム時に当該放電管3の発光源53が配置されるべき部位50を示すものであって、両者は、当該反射鏡55の中心軸線の近傍に相互に近接して配置されており、図3中、線Nは、当該反射鏡の中心軸Mを通るY方向線であって、当該線N上で当該位置53bと53aの間の点Mは、当該反射鏡55の中心軸線Mを表している。従って、当該点Mと当該回転移動体5の回転中心軸Q0との間の距離sが、上記した当該回転移動体5の回転中心軸Q0と当該反射鏡55の中心軸線Mとのずれの距離に相当する。
尚、当該反射鏡55の中心軸線Mは、必ずしも当該位置53bと53aの中間点である必要はない。
本発明に於ける当該放電管3の移動原理は、上記した通りであるから、所定の反射鏡55を使用する場合に、当該距離L1は予め決まっているので、本発明に係る機構に於いて、当該放電管3のY方向の移動距離を当該距離L1に合わせる為には、当該円形軌道C1の半径と回転角θとを調整することによって容易に一致させる事が可能である。
一方、本発明に於ける当該放電管3のZ方向の移動は、公知である当該回転駆動部Bにより容易に実施可能であるので、当該距離L2に合わせるように、当該回転移動体5をその距離だけ摺動させるようにすることで実現される。
本発明に於いては、当該放電管3の移動は、当該円形軌道C1の一部の円弧部分に沿ってらせん状に移動させるものであるが、その距離は極めて短く設定できるので、機構が簡単で、高速化可能であり、効率的で目標位置への移動も正確となり、騒音の発生もなく、且つ消費電力も少なくなると言う効果がえられる。
本発明に於ける回転移動体5の駆動原理を更に詳細に説明するならば、図3は、回転移動部5が回転することにより、放電管3の発光部53が、前記図7(a)に示した前照灯1のハイビーム用とロービーム用それぞれの発光部52、50の位置に移動する動作を説明する図であって、図3(a)、図3(b)は、それぞれ回転移動部5の上方及び側面から見た場合の説明図である。図3において、図1と同様に、回転移動部5の回転軸をQ0、放電管3の発光部53の中心軸をQ1とする。又、発光部53の移動方向Y及びZ、移動距離L1、L2は図7と同様の意味で使用する。
図7(c)より明らかなように、従来に於いて、ロービーム用として用いる場合、発光部50が点灯される。従って、本発明の放電管3を用いる場合、その発光部53は、前記発光部50がある位置に配置される。即ち、図3(a)では、発光部53の中心(53a)が点R1で示される位置にある。同様にして、ハイビーム用として用いる場合、発光部52が点灯される。従って、本発明の放電管3を用いる場合、その発光部53は、前記発光部52がある位置に配置される。即ち、図3(a)では、発光部53の中心(53b)が点R0で示される位置にある。
一方、図7(c)に示したように、発光部50と発光部52の、それぞれの中心は、Y及びZ方向に、それぞれ距離L1、L2だけ離れている。前述の点R0と点R1との間の距離が前記距離L1に相当する。又、回転移動部5がZ方向に距離L2だけ移動すると、当該回転移動部5に立設して設けられている放電管3も距離L2だけ移動し、その結果、発光部53の中心もZ方向に距離L2だけ移動される。
当該回転移動部5をZ方向に移動させる機構の例としては、例えば、当該回転移動部5を直接回転させながら摺動させる公知の機構を採用しても良く、例えば、図3(b)に示すように、回転移動部5が回転させられるが当該回転移動部5は当該回転軸に対して摺動可能な状態にした機構を用いる場合には、例えば、当該回転移動部5の側部に設けたピンを固定された当該筐体筒部6aの内壁に傾斜して形成されている摺動溝部7内に嵌合させたものであっても良く、係る構成であれば、当該摺動溝部7内の両端P0、P1間のZ方向の距離が、前記発光部53のZ方向の距離L2である。
なお、前記端P0、P1は、Z方向の距離が距離L2以上となる条件を満足すれば、摺動溝部7の両端でなくともよい。
前記の構成において、発光部53が、ハイビーム用及びロービーム用として点灯されるのに適した位置に移動される動作を以下に説明する。まず、発光部53がロービーム用の位置、即ち発光部53の中心が点R1で示される位置にある場合について説明する。
係る場合には回転移動体5は、Z方向に対して最も前方の位置、即ちピン8の位置は摺動溝部7内の端P1にある。前述したように発光部53の中心軸Q1が前記回転移動体5の回転中心軸Q0に対して距離rだけずれた位置に配置されることによって当該放電管3の中心軸Q1は、当該回転移動体5の回転に伴なって半径rの円周C上を移動するように配設されている。その結果、回転移動体5が回転駆動部Bにより図3に示すR方向に回転されると、発光部53の中心軸Q1は円周C1上を移動する。Y方向に平行な位置上の点R1、R0間の距離を前記距離L1と同一になるように定めておくと、回転移動体5が角度θだけ回転した時に、発光部53がハイビーム用として点灯されるのに適したY方向の位置に移動される。
又、回転移動体5が角度θだけ回転した時には、回転移動体5に立設されているピン8が、端P1の位置から摺動溝部7内を摺動する。当該ピン8はZ方向に対しては移動しないので、前記摺動溝部7内をピン8が端P0方向に摺動するにつれて回転移動体5は−Z方向に移動される。そして、所定の回転量(角度θ)だけ回転すると、回転移動体5は、Z方向に対して最も後方の位置、即ちピン8の位置は摺動溝部7内の端P0となる。端P1、P0間のZ方向の距離を前記距離L2と同一になるように定めておくと、発光部53の中心は距離L2だけ−Z方向に移動する。その結果、発光部53がハイビーム用として点灯されるのに適したZ方向の位置に移動される。
以上の結果、発光部53の中心軸Q1を回転移動体5の回転中心軸Q0に対して偏心するようにして、回転移動部5を回転させ当該発光部53を螺旋状に旋回摺動させることによって、発光部53の位置をロービーム用として点灯されるのに適した位置から、ハイビーム用として点灯されるのに適した位置に瞬時に移動できる。即ち、モータ9により放電管3を前進/後退させながら同時に偏心回転することで、その発光部53を三次元的に任意の位置に移動して反射鏡のロービームまたはハイビームに適した位置に移動させることができる。
また、前述とは逆に、発光部53の位置をハイビーム用として点灯されるのに適した位置から、ロービーム用として点灯されるのに適した位置に移動する場合には、回転移動体5の回転を前記とは逆の方向Lとすることにより、前記同様にして発光部53を移動することができる。即ち、発光部53を点ROの位置(端P0の位置)からL方向に回転し、回転移動体5を前方(+Z方向)に移動する。なお、前記回転量の制御は、回転角度を制御する以外に、例えば回転時間で行なってもよい。
次に、回転移動体5を回転駆動させる回転駆動部Bを制御する回転制御手段Gの実施形態について図4、図5を用いて説明する。図4は、回転制御手段Gの動作を理解するために示した従来の前照灯に電源を供給するための接続図であって、図4(a)はプラス制御方式、図4(b)はマイナス制御方式と呼ばれている図である。図5は、回転制御手段Gの実施形態を示す回路ブロック図と、その周辺部品の接続を示す図である。
前記図4(a)に示したプラス制御方式では、ハロゲンランプ2のハイビーム用、ロービーム用の発光部52、50の一方の端子が、図示していないコネクタの共通端子Cに接続され、車体アース側に接続されている。発光部52、50の他方の端子は、図示していないコネクタの端子L、Hに接続されている。該端子L、Hは、それぞれスイッチS1、S2を介して12Vの電源が印加されている。また、図4(b)に示したマイナス制御方式では、ハロゲンランプ2のハイビーム用、ロービーム用の発光部52、50の一方の端子が、図示していないコネクタの共通端子Cに接続され、12Vの電源が印加されている。
発光部52、50の他方の端子は、図示していないコネクタの端子L、Hに接続されている。該端子L、Hは、それぞれスイッチS1、S2を介して車体アース側に接続されている。
前記プラス制御方式とマイナス制御方式何れの場合においても、スイッチS1が閉じられるとロービーム用の発光部50に電圧が印加され、ロービームで照射される。また、スイッチS2が閉じられるとハイビーム用の発光部52に電圧が印加され、ハイビームで照射される。前記プラス制御方式とマイナス制御方式は、車種によって異なる。前述した回転制御手段Gは、前記何れの制御方式においても使用できた方が経済的であり、自動車の組立工数も低減できる。
図5において、前記回転制御手段Gは、前記プラス制御方式とマイナス制御方式、何れの制御方式においても使用でき、以下のような構成である。即ち、当該回転駆動部Bに設けられている適宜のモーター9等の回転軸の回転方向を切替える駆動手段18と、前記回転軸の回転時間を制御するタイマー回路17と、当該回転駆動部Bに印加される信号の極性を切替えるスイッチ回路16a、16bを備えている。スイッチ回路16a、16bは、ダイオードD1乃至D4及びD5乃至D8で構成されるダイオードブリッジ整流回路であり、その端子イ、ハ及びト、ホがコネクタ15の端子H0、C0、L0にそれぞれ接続されている。
また、スイッチ回路16a、16bのそれぞれの端子ロ、ヘは、タイマー回路17の入力端子ヌ、リと駆動手段18の入力端子オ、ワにそれぞれ接続されていると共に、ダイオードD9、D10のそれぞれのアノード端子にそれぞれ接続されている。該ダイオードD9、D10のそれぞれのカソード端子は図示していない放電管を点灯する電源に接続されているリレー接点を開閉する、リレー接点駆動コイル30の一方の端子3aに接続されている。更にスイッチ回路16aのダイオードD3、D4のアノードの接続点である端子ニ及び、スイッチ回路16bのダイオードD7、D8のアノードの接続点である端子チは、駆動手段18の入力端子ソ、ツにそれぞれ接続されている。前記端子ニ及びチは、それぞれダイオードD12、D11のカソード端子に接続されている。該ダイオードD12、D11のそれぞれのアノード端子は駆動手段18の接地端子タにそれぞれ接続されていると共に、前記リレー接点駆動コイル30の他方の端子3bに接続されている。駆動手段18の出力端子カ、ヨはモータ9にそれぞれ接続されている。
タイマー回路17の出力端子ルは、駆動手段18の入力端子レに接続されており、タイマー回路17と駆動手段18には図示していない電源電圧が印加されている。またタイマー回路17と駆動手段18は、例えば抵抗器とコンデンサとの時定数で決定される時間で作動する周知のシュミットトリガー回路、及び、周知のフルブリッジ回路であり、以下に述べる所定の動作をするようになっている。タイマー回路17の入力端子リ、ヌは何れも当該タイマー回路17を作動するための信号が印加される入力端子である。また、駆動手段18の入力端子オ、ワは、それぞれモータ9の回転方向を決定する信号端子であって前記周知のフルブリッジ回路の入力端子に印加される。
図5においては、図4で示したプラス制御方式とマイナス制御方式のスイッチS1、S2及びリレー接点駆動コイル30との接続も示してある。コネクタ15の端子H、Lは、スイッチS2、S1の一方の端子に、それぞれ接続されている。スイッチS2、S1の一方の端子は端子F1に、又、コネクタ15の端子Cは端子F2に接続されている。前述したプラス制御方式の場合、端子F1は12V電源に接続され、端子F2は接地される。
又、マイナス制御方式の場合、端子F1は接地され、端子F2は12V電源に接続される。
放電管は、前記プラス制御方式とマイナス制御方式の何れの場合においてスイッチS1、S2が閉じられた時にも点灯するように、スイッチ回路16a、16bのそれぞれの出力端子ロ、ヘから、それぞれダイオードD9、D10を介してリレー接点駆動コイル30の一方の端子3aに、又、スイッチ回路16a、16bのそれぞれの出力端子ニ、チからリレー接点駆動コイル30の他方の端子3bに接続されている。なお、リレー接点駆動コイル30の接続はこれ以外であってもよく、例えば、コネクタ15の端子H、Lと端子Cを、それぞれリレー接点駆動コイル30の一方の端子3a、他方の端子3bに接続してもよい。係る場合には、スイッチS1またはS2の何れか一方が閉じられた場合にもコネクタ15の端子H、Lの電圧がリレー接点駆動コイル30の一方の端子3aに印加されるようにする。
前述したように、プラス制御方式とマイナス制御方式ではコネクタ15に印加される電圧の極性が異なり、プラス制御方式では、図4(a)に示すように、端子Cが接地され、端子H、LにスイッチS2、S1を介して+12Vが印加される。又、マイナス制御方式では、図4(b)に示すように、端子Cに+12Vが印加され、端子H、LはスイッチS2、S1を介して接地される。
プラス制御方式では、端子F1には+12Vが印加され、端子F2は接地される。係る場合、例えば、スイッチS2が閉じられるとハイビーム用の位置に図1で示した放電管3の発光部53が以下のようにして移動される。即ち、スイッチS2が閉じられて端子Hに+12Vが印加され、端子Cが接地されると、スイッチ回路16aが導通し、タイマー回路17と駆動手段18のそれぞれの入力端子ヌ、オに、それぞれ+12Vが印加され、接地端子タが接地される。タイマー回路17の入力端子ヌに+12Vが印加されると、タイマー回路17が所定時間の間、出力端子ルに信号を出力し、該信号により駆動手段18によりモータ9を所定の方向(図3における回転移動部5がR方向に回転する方向)に前記所定時間(図3における角度θ回転する時間)だけ回転する。
また、スイッチS1が閉じられるとロービーム用の位置に前記放電管3の発光部53が以下のようにして移動される。即ち、スイッチS1が閉じられて端子Lに+12Vが印加され、端子Cが接地されると、スイッチ回路16bが導通し、タイマー回路17と駆動手段18のそれぞれの入力端子リ、ワに、それぞれ+12Vが印加され、接地端子タが接地される。タイマー回路17の入力端子リに+12Vが印加されるとタイマー回路17が所定時間の間、出力端子ルに信号を出力し、該信号により駆動手段18によりモータ9を所定の方向(図3における回転移動体5がL方向に回転する方向)に前記所定時間(図3における角度θ回転する時間)だけ回転する。
マイナス制御方式では、端子F1は接地され、端子F2には+12Vが印加される。係る場合、例えば、スイッチS2が閉じられるとハイビーム用の位置に前記放電管3の発光部53が以下のようにして移動される。即ち、スイッチS2が閉じられて端子Cに+12Vが印加され、端子Hが接地されると、スイッチ回路16aが導通し、タイマー回路17と駆動手段18のそれぞれの入力端子ヌ、オに、それぞれ+12Vが印加され、接地端子タが接地される。タイマー回路17の入力端子ヌに+12Vが印加されるとタイマー回路17が所定時間の間、出力端子ルに信号を出力し、該信号により駆動手段18によりモータ9を所定の方向(図3における回転移動体5がR方向に回転する方向)に前記所定時間(図3における角度θ回転する時間)だけ回転する。
また、スイッチS1が閉じられるとロービーム用の位置に前記放電管3の発光部53が以下のようにして移動される。即ち、スイッチS1が閉じられて端子Cに+12Vが印加され、端子Lが接地されると、スイッチ回路16bが導通し、タイマー回路17と駆動手段18のそれぞれの入力端子リ、ワに、それぞれ+12Vが印加され、接地端子タが接地される。タイマー回路17の入力端子リに+12Vが印加されるとタイマー回路17が所定時間の間、出力端子ルに信号を出力し、該信号により駆動手段18によりモータ9を所定の方向(図3における回転移動部5がL方向に回転する方向)に前記所定時間(図3における角度θ回転する時間)だけ回転する。
なお、駆動手段18の入力端子オ、ワには図示していない、例えばトランジスタを用いたスイッチ回路がそれぞれ直列に接続されていて、後述するように動作し、マイナス制御方式において駆動手段18の入力端子オ、ワに同時に+12Vが印加された場合でも、何れか一方の入力端子に印加された電圧が有効になるようになっている。即ち、前記マイナス制御方式では、端子F1は接地され、端子F2には+12Vが印加される。そして、例えばスイッチS2が閉じられて端子Cに+12Vが印加され、端子Hが接地されると、スイッチ回路16aのダイオードD2が導通し、タイマー回路17と駆動手段18のそれぞれの入力端子ヌ、オに、それぞれ+12Vが印加され、接地端子タが接地されると共に、スイッチ回路16bのダイオードD6も導通し、駆動手段18の入力端子ワにも+12Vが印加される。従ってこのままでは入力端子ワに印加された電圧を無効にして、入力端子オに印加された電圧を有効にしないと、モータ9を所定の方向に回転できないという不具合が生じる。なおこのことはスイッチS1が閉じられた場合も同様であって、入力端子オに印加された電圧を無効にして、入力端子ワに印加された電圧を有効にしないと、モータ9を所定の方向に回転できないという不具合が生じる。
係る不具合を解消するために、スイッチ回路16a、16bの前記端子ニ、チから駆動手段18の入力端子ソ、ツにそれぞれ接続されている信号線に印加される電圧が、駆動手段18に設けられている前記図示していないスイッチ回路の制御信号として印加され、該スイッチ回路が以下のように作動される。即ち、スイッチS2が閉じられて端子Cに+12Vが印加され、端子Hが接地された場合、端子Lは開放されている。その結果、駆動手段18の入力端子ソはダイオードD4を介して接地されるが、ダイオードD8のカソード端子は開放され、ダイオードD8のアノード端子に接続されている駆動手段18の入力端子ツが開放される。駆動手段18に設けられている図示していないそれぞれのスイッチ回路は、前記駆動手段18の入力端子ソまたはツが接地された時に閉じられ、開放された時に開かれるように構成されている。従って、駆動手段18の入力端子オに印加された信号電圧のみが有効になり、モータ9が所定の方向に回転される。
スイッチS1が閉じられて端子Cに+12Vが印加され、端子Lが接地された場合も同様の動作をする。即ち、スイッチS1が閉じられて端子Cに+12Vが印加され、端子Lが接地された場合、端子Hは開放されている。その結果、駆動手段18の入力端子ツはダイオードD8を介して接地されるが、ダイオードD4のカソード端子が開放され、ダイオードD4のアノード端子に接続されている駆動手段18の入力端子ソが開放される。駆動手段18に設けられている図示していないそれぞれのスイッチ回路は、前記駆動手段18の入力端子ソまたはツが接地された時に閉じられ、開放された時に開かれるように構成されている。従って、駆動手段18の入力端子ワに印加された信号電圧のみが有効になり、モータ9が所定の方向に回転される。
前述の如く、駆動手段18の入力端子オ、ワにそれぞれ直列に接続された図示していないスイッチ回路により、前記マイナス制御方式においても駆動手段18の入力端子オ、ワの何れか一方の信号のみが有効にされ、所定の方向にモータ等9を回転できる。
前述の回転制御手段CCによって作動される、放電管制御部Aの動作について図1に戻り以下に説明する。プラス制御方式、マイナス制御方式何れかの方式において、前記スイッチS1、S2の何れかが閉じられると、前述のように例えばモータ9を含む回転駆動部Bが所定の時間、所定の方向に回転する。その結果、回転移動体5は、回転しながら筐体部6aの内壁に傾斜して形成された摺動溝部7内を移動する。
回転移動体5に立設されているピン8はZ方向に対しては移動しないので、前記摺動溝部7内をピン8が摺動するにつれて回転移動体5はZ方向に移動される。放電管3は、回転移動体5に固定されていて、放電管の発光部53の軸と回転移動体5の軸は互いに偏心している。その結果、発光部53は螺旋状に移動し、ハイビーム用又はロービーム用として点灯されるのに適したY、Z方向の位置に移動される。前記放電管制御部Aの放電管3はシェード51で被われており、発光部53を前記の位置に移動することにより、放電管3のロービーム/ハイビームの配光切り替えができる。
1 車両用前照灯
2 ハロゲンランプ
3 放電管
4 固定取り付け部
4a 突起部
5 回転移動体
6 筐体函部
7 摺動溝部
8 ピン
9 モータ
50 ロービーム用の発光部配置位置
51 シェード
52 ハイビーム用の発光部配置位置
53 発光部
55 反射鏡
2 ハロゲンランプ
3 放電管
4 固定取り付け部
4a 突起部
5 回転移動体
6 筐体函部
7 摺動溝部
8 ピン
9 モータ
50 ロービーム用の発光部配置位置
51 シェード
52 ハイビーム用の発光部配置位置
53 発光部
55 反射鏡
Claims (2)
- 単一発光部を有する放電管と、
中心軸線を有する反射鏡であって、当該中心軸線の近傍にハイビーム用発光源配置位置である第1の部位とロービーム用発光源配置位置である第2の部位とが互いに近接して独立的に且つ3次元的位置関係に規定されており、然も当該反射鏡中心軸線を取り囲む当該反射鏡の反射面は、当該ハイビーム用発光源からの光を反射する第1の反射面と当該ロービーム用発光源からの光を反射する第2の反射面とから構成される反射鏡と、
当該放電管を搭載し、当該反射鏡の中心軸線と平行な回転軸線を有し、且つ当該回転軸線方向に摺動可能に構成されている回転移動体と、
当該回転移動体を回転させると同時に当該回転移動体の当該回転軸線方向に摺動させる機能を有する回転移動手段と、
該回転移動手段の回転動作及び摺動動作を制御する回転制御手段と、
を備えている車両用前照灯であって、当該車両用前照灯に於いては、更に
当該放電管は、当該回転移動手段に於ける当該反射鏡から当該発光源からの光が出射される方向に面した端部に設けられると共に、当該回転移動体は、当該回転移動体の回転中心軸が当該反射鏡の中心軸線と平行であるが当該反射鏡の中心軸線から所定の距離だけずれた位置に配置されており、
当該放電管の中心軸線は、当該回転移動体の回転中心軸と平行であるが、当該回転移動体の回転中心軸から所定の距離rだけ離れた位置に配置されており、当該回転移動体の回転によって形成される当該放電管の中心軸線が描く円形軌道が当該反射鏡の中心軸線から見た当該中心軸線の近傍に配置規定されている当該第1の部位と第2の部位の双方を通過する様に設定されており、
当該回転移動体は、当該回転動作と同時に、当該反射鏡の中心軸線と平行な方向に所定の距離摺動しうる様に構成されていることを特徴とする車両用前照灯。 - 前記回転制御手段は、当該回転移動体の回転軸の回転方向を切替える駆動手段と、前記回転軸の回転時間を制御するタイマー回路と、当該回転制御手段に印加される信号の極性を切替えるスイッチ回路を具備することを特徴とする請求項1に記載の車両用前照灯。
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Citations (4)
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JP2004006098A (ja) * | 2002-05-31 | 2004-01-08 | Sanyo Tekunika:Kk | 車両用前照灯 |
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2006
- 2006-10-27 JP JP2006292105A patent/JP2007019046A/ja active Pending
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