JP2007173160A - ヘッドライト用光源および該ヘッドライト用光源を採用したヘッドライト - Google Patents

Abstract

【課題】従来のヘッドライトにおいては、同じ発光源を使用するものであるので、水平方向に最適な発光源の長さと、垂直方向に最適な長さが一致せず、レンズカットなどで垂直方向を下向きとして対処していたが、路面が過剰に明るくなり運転者の視感度を低下させるなどの問題点を生じていた。
【解決手段】本発明により、車両への取付状態における発光源３の上方と下方であり、且つ、この発光源の長さ方向の略半分よりも後方を覆う位置には不透明部材によるストライプ、若しくは、遮光板が設けられているヘッドライト用光源とすることで、発光源の長さを、水平方向にも垂直方向にも最適化させて、視認性に優れるヘッドライトの提供を可能として、課題を解決する。
【選択図】図２

Description

本発明は、主にヘッドライトに用いられるヘッドライト用光源、および、このヘッドライト用光源を採用することで視認性などを向上させるなど、高性能化された配光パターンが得られるようにされたヘッドランプに係るものである。

従来の、この種のヘッドライト用光源９０、および、このヘッドライト用光源９０を採用したヘッドライト８０の例を示すものが図７〜図１０であり、まず、図７に示すものは、メタルハライド放電灯（Ｄ２Ｒ）と称されているヘッドライト用光源９０の側面図であり、図８に示すのは前記ヘッドライト用光源９０の発光源であるアークを発生する部分の断面図である。

前記ヘッドライト用光源９０は、内管９１と外管９２とで二重構造とされており、内管９１には、水銀、ヨウ化金属などが封入されて、内部にアークを放電するようにされている。また、外管９２は、人体に対して有害とされている上記アークの放電時に発生する紫外線を遮断し外部に放出されないようにするものとされている。

また、前記外管９２の外径には、例えば、黒色塗料の塗装などにより、２本のストライプ９３ａ、９３ｂが形成されており、一方のストライプ９３ａは図示の状態で上端が前記外管９２を通る水平線Ｈ上に位置している。それに対して、他方のストライプ９３ｂの上端は、前記水平線Ｈから反時計回りの１６５度の位置に上端が位置するようにされている。このようにすることで、前記内管９１内に発生されるアークからの光は、図８に示す状態で上方の１９５度の範囲に放射されるものとなる。

そして、上記ヘッドライト用光源９０が取付けられたヘッドライト８０の構成を示すものが図９であり、このときに、前記ヘッドライト用光源９０はヘッドライト８０に設けられている回転放物面の反射鏡８１の焦点よりも適宜の前方（照射方向）となるように、アークの位置が設定されている。尚、図中に符号８２で示すものはレンズであり、反射鏡８１で反射された光を適宜に左右に拡げるなどして視界を確保する。また符号８３、８４はフードであり、光源フード８３はヘッドライト用光源９０からの直射光を遮蔽し対向車などへの眩惑を防止し、下方フード８４は、ヘッドライト用光源９０からの光が反射鏡８１の下半部で反射すると上向き光となるので、ヘッドライト用光源９０から反射鏡８１の下半部を覆うものである。

よって、一方のストライプ９３ａは反射鏡８１の上半部に反射させるので前記ヘッドライト用光源９０からの光は、下向き光となり、水平線Ｈと他方のストライプ９３ｂの上端から放射される光を反射する反射鏡８１の下半部分のみが上向き光を生じるものとなる。また、反射鏡の焦点より前に前記光源９０を設置した場合には照射光は反転するものとなるので、図１０に示すように、運転席側から見て左側に１５度に傾斜する上向き光、いわゆるエルボを有する、すれ違い用配光ＳＢＯが得られるものとなる。尚、発光源としてアークに換えてハロゲン電球など白熱電球のフィラメントを採用するものもある。
特開２００１−２１０１１２号公報

前記した従来のヘッドライト用光源９０においては、配光の形状、特に水平線Ｈ近傍と、エルボと称されている左側１５度上がりの部分は、規定の形状とされていたが、例えば車両直前の路面の照度と、正面前方の照度比など、各部の照度に対しては、それ程に配慮が行われることはなかった。

しかしながら、近年にいたり、実用経験の蓄積、或いは、各種の実験により、上記したように水平線Ｈ近傍の配光形状を主として配光の形状を形成するのみでは、例えば、近年のメタルハライド放電灯が採用されているヘッドライトのように、光源の光量の増加のみでは期待する程に視認性の向上などが得られないことが明らかとなってきた。

上記を、より具体的に説明すれば、例えば、車両の直前の路面を明るく照射する配光形状としたヘッドライトにおいては、車両正面方向の光量を増し、遠方視界も同時に確保しようと図っても、前記した車両直前の路面からの明るい光で運転者の視感度が低下し、期待する程に遠方視認性の向上が得られないものとなる。

よって、上記に説明したように、外管９２の外壁に水平方向に設けられる一対のストライプ９３ａ、９３ｂでは、或いは、ストライプ９３ａ、９３ｂのみでは、より遠方視認性にも優れる安全なすれ違い配光を得ることは困難であるという問題点を生じており、夜間走行の大部分がすれ違い配光で行われる近年の交通事情では、より視認性に優れるヘッドライトの開発が望まれていた。

本発明は、上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、ヘッドライトの光源として使用され反射鏡の略焦点位置に、発光源が長さ方向を照射方向に沿わせて設置されて成るヘッドライト用光源において、前記ヘッドライト用光源のアウターガラス管の車両への取付状態における前記発光源の上方と下方であり、且つ、前記発光源の長さ方向の略半分より後方を覆う位置は不透明部材によるストライプ、若しくは、遮光板が設けられていることを特徴とするヘッドライト用光源、および、上記ヘッドライト用光源を採用したヘッドライトを提供することで、対向車、歩行者などに眩惑も与えることなく、かつ、遠方の視認性にも優れるヘッドライトの提供を可能として課題を解決するものである。

本発明によれば、発光源の長さを水平方向及び垂直方向に最適化することで、視認性に優れるヘッドライトの提供をすることができる。

つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に示すものは、本発明に係るヘッドライト用光源１の斜視図であり、例えば、Ｄ２Ｒ型メタルハライド放電灯、或いは、Ｈ１１型ハロゲンランプなど（図はＤ２Ｒメタルハライド放電灯の例で示す）、従来からこの種のヘッドランプの光源として採用されているものが採用可能である。また、後にも説明するが、反射鏡１１、レンズ１２が取付けられてヘッドライト１０とされる点も同様である。

尚、前記ヘッドライト用光源１は、チューブ（Ｔ）型のガラスバルブ２を有し、フィラメント、或いは、アークなど発光源３が前記ガラスバルブ２の軸Ｘ方向に沿い設けられているものが、後に説明するストライプ４の形成に当たり不透明塗料の塗装など、簡便な手段で行えるものとなるので、この点からも、上記したＤ２Ｒ型、或いは、Ｈ１１型のものが、本発明のヘッドライト用光源１とするときには、より好ましいものとなる。

そして、本発明でも、従来例の光源２と同様にストライプ４が形成されるものとされるが、従来のストライプが発光源３、若しくは、ガラスバルブ２の軸Ｘ方向に沿い、かつ、側面に設けられていたのに対して、本発明では、前記発光源３の上面には上ストライプ４ａが、下面には下ストライプ４ｂが形成されている。

また、前記上下ストライプ４ａ、４ｂは、前記発光源３を長手方向で分割し、この発光源３の略半分の長さを覆うように、例えば、黒色塗料の塗装などにより形成されている。尚、このとき、前記発光源３は図２に示すように発光源３の後方側の略半部、即ち、ヘッドライト用光源１の反射鏡１１寄りの約半分の範囲を前記上下ストライプ４ａ、４ｂにより遮蔽されている。

図３は前記ガラスバルブ２の軸Ｘに直交する断面図であり、図示のようにガラスバルブ２のフィラメント、或いは、アークなど発光源３の上方と下方とには、上記にも述べたように、後方側にストライプ４ａ、４ｂが設けられ、前記発光源３をガラスバルブ２の円周に沿い包囲角α＝３０度〜１００度（標準的には約５０度）の範囲で覆っている。

尚、このとき、前記上下ストライプ４ａ、４ｂは必ずしも矩形である必要はなく、配光特性を形成するときに、より良い配光形状を得るために、例えば、発光源３側、又は、反射鏡側で拡がるような台形状としても良く、或いは、上下ストライプ４ａ、４ｂ何れかのの一部に、いわゆるエルボなどを形成するための変形部を設けるなどは自在である。

また、前記ストライプ４ａ、４ｂは、上記で説明したように、必ずしも不透明塗料の塗装などで形成する必要もなく、例えば金属の薄板などにより形成した遮光板（図示は省略する）を採用しても良い。

また、前記ガラスバルブ２の後端側にはソケット５が取付けられていて、後に説明するヘッドライト１０への取付けと、前記発光源３への給電を可能としているのである。尚、実際には、前記ガラスバルブ２の内部には内管が設けられ、また、ソケット５には前記発光源３へ給電を行うためのステム、ガラスバルブ２を貫通し外部からの給電を可能とする導入線、電極なども設けられているが、本発明の要旨の部分ではないので、ここでの図示と説明は省略する。

図４は、前記ヘッドライト用光源１と、例えば回転放物面とした反射鏡１１とを組合わせたときの配光特性の形状の例を示すものであり、このとき、前記発光源３は、通常にすれ違い配光を得るときと同じ寸法だけ前記反射鏡１１の焦点の位置よりも前方に設置されている。ここで、図４に示す配光特性Ｑ１は、本発明により設けられるストライプ４ａ、４ｂとの比較のために、ストライプ、および、発光源３の下半部を覆うフードなどは全く設けられていないヘッドライト用光源１が用いられている。

上記したヘッドライト用光源１と、反射鏡１１との組合せで得られるヘッドライト１０の、基本配光パターンＱ１は、半径が略９度の拡がり角度を有するほぼ円形、言い換えれば円錐形のパターンとなる。尚、配光パターンＱ１の上半部に現れる略Ｖ字型の切れ込みは、ダブルエンド型の発光源３としたメタルハライド放電灯Ｄ２Ｒにおける前方向の給電線３ａの影である。

図５は、上記のように反射鏡１１に取付けが行われたヘッドライト用光源１を、前記上下ストライプ４ａ、４ｂを設けたものに交換し、点灯を行ったときの配光パターンＱ２を模式的に示すものであり、図５では、反射鏡１１の水平方向（Ｈ線）に反射される光と垂直方向（Ｖ線）に反射されるヘッドライト用光源１からの反射光とで代表させて示してある。

上記に説明したように、発光源３の一部を覆うストライプ４ａ、４ｂが上下方向に設けられたことで、従来例のものに対して、ストライプ４ａ、４ｂが設けられた上下方向Ｖに対して、遮蔽が行われない水平方向への光量が優勢となり、加えて、垂直方向に放射される光は。前記ストライプ４ａ、４ｂが設けられたことで、前記発光源３の長さの略半分が遮蔽され、当然に垂直方向への光の拡がりも略半分（この例であれば９度／２＝４．５度）となる。

このようにすることで、反射鏡１１からの反射光は、水平方向に広く垂直方向に狭い光となる。よって、前記反射鏡１１に設ける反射カット１１ａ、或いは、前記反射鏡１１の前面を覆い設けられるレンズ１２に施すレンズカット１２ａを適宜な形状のものとし、前記反射鏡１１の水平方向からの反射光と、垂直方向からの反射光とを、水平線Ｈに近接する下方近傍で重なるように調整を行えば、垂直方向Ｖには５度程度と狭い範囲の照射角を有する配光特性が得られるものとなる。

図６は、上記の説明のようにして得た、すれ違い配光ＳＢ１であり、このすれ違い配光ＳＢ１は、水平線Ｈから下向き５度の範囲内（０度〜−５度）ですれ違い配光としての形状が得られているので、対向車、歩行者にも眩しさを感じさせることがない。

また、狭い幅（約５度）の中に、すれ違い配光の形状が形成されていることで、最高照度が要求される車両正面の水平線Ｈ近傍から路面にかけては、急激な照度の低減が行われるものとなる。従って、車両の直前の路面は、夜間の近距離で障害物などを見るには適度の明るさ（例えば５〜１０ルックス）となるように調整される。

よって、従来のすれ違い配光に生じていた、車両直前の路面が過度に明るく照明されることで、遠方を照射している照度が充分であるにもかかわらず、運転者の視感度が低下して、遠方に対する視認性が低下するという問題点も解決される。尚、この問題点はヘッドライト用光源１に光量の大きなものを採用すると、車両直前の路面照度も向上し、視感度の低下も著しくなり、結果的には遠方視界を向上させることはできないものであったので、ヘッドライト、特に近年は使用される機会の多いすれ違い配光ＳＢ１の性能向上の面から非常に有効な手段となる。

また、本発明により、発光源３の反射鏡１１寄りの略半部を覆うように上下ストライプ４ａ、４ｂを設けたことで、垂直方向にフィラメント、若しくは、アークの投影像が大きくなる反射鏡１１の中心近傍で反射する光を遮蔽するものとなり、これにより、反射鏡１１の中心近傍から輝度の高い反射光が放射されることがなくなり、ヘッドライト光源１を前方から覆う光源フード１３も小型化できる。尚、水平方向は、前記反射鏡１１の中心近傍で反射しても、反射鏡１１の焦点よりも前方に発光源が置かれるなど、適宜に下向きとして設定されているので、対向車などに対する眩惑発生の要因とは成らない。

また、従来は、反射鏡１１の焦点の前方に発光源３が設置されたことで、発光源３の下方から放射され、反射鏡１１に反射した後には上向き光となる光を遮蔽するために、発光源３の下方にもフードを設けていたが、下ストライプ４ｂにより、光像も小さく、必要な領域に照射される光量も少なくなったので、レンズカット１１ａにより処理できる可能性も高くなり、光量の有効利用が図れるものとなる。

本発明に係るヘッドライト用光源を示す斜視図である。 同じく本発明に係るヘッドライト用光源を示す側面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 ストライプを設けないときのヘッドライト用光源と反射鏡とによる配光特性の例を示す説明図である。 本発明によるストライプを設けたヘッドライト用光源と反射鏡とによる配光特性の例を示す説明図である。 本発明によるヘッドライト用光源を採用したヘッドライトの配光特性を示す説明図である。 従来例のヘッドライト用光源をＤ２Ｒ型の例を示す側面図である。 図７のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 従来例の従来例のヘッドライトを示す説明図である。 従来例の配光特性を示す説明図である。

符号の説明

１…ヘッドライト用光源
２…ガラスバルブ
３…発光源
４…ストライプ
４ａ…上ストライプ
４ｂ…下ストライプ
５…ソケット
１０…ヘッドライト
１１…反射鏡
１１ａ…反射カット
１２…レンズ
１２ａ…レンズカット
１３…フード

Claims (3)

1. ヘッドライトの光源として使用され反射鏡の略焦点位置に、発光源が長さ方向を照射方向に沿わせて設置されて成るヘッドライト用光源において、前記ヘッドライト用光源のアウターガラス管の車両への取付状態における前記発光源の上方と下方であり、且つ、前記発光源の長さ方向の略半分より後方を覆う位置は不透明部材によるストライプ、若しくは、遮光板が設けられていることを特徴とするヘッドライト用光源。
2. 前記発光源の前記長さ方向に略半分より後方を覆う前記ストライプ、若しくは、遮光板の前記アウターガラス管の径方向への角度は、前後、左右方向に３０度〜１００度の範囲であることを特徴とする請求項１記載のヘッドライト用光源。
3. 上記請求項１または請求項２のヘッドライト用光源を採用したことを特徴とするヘッドライト。

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