JP2007216881A

JP2007216881A - 車両用前照灯

Info

Publication number: JP2007216881A
Application number: JP2006041171A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sugimoto; 篤杉本; Kiyotaka Nunokawa; 清隆布川; Naohisa Tatara; 直久多々良
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-08-30
Also published as: DE102007007839A1; US20070195543A1; US7618173B2

Abstract

【課題】車両用前照灯の配光パターンにおける遠方視認性を改善するとともに、配光パターンの切り替えを高速に行うことを可能にする。
【解決手段】光源から出射される光の一部を遮光して所望の配光パターンを得るためのシェード切替手段１４０を備えるランプ１１０と、ランプの配光パターンを切り替える指令を受けたときにシェード切替手段１４０を制御する配光パターン切替制御手段と、ランプの光軸を垂直方向に偏向制御するレベリング手段１３０を備え、配光パターン切替制御手段は、「遠方視認ビーム」の配光パターンへの切替指令を受けたときにカットラインをハイビームのカットラインと同じ高さになるようにシェード切替手段１４０を制御し、当該カットラインが「ミドルビーム」に要求されるカットラインの高さになるようにレベリング手段１３０を制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は自動車等の車両の前照灯に関し、特に複数の異なる配光パターンに切り替えが可能な車両用前照灯に関するものである。

自動車のヘッドランプ等の前照灯は走行状況に応じて配光パターンを切り替えることができるように構成されており、一般的には対向車や先行車を眩惑することがない配光パターンである「すれ違いビーム」とも称される「ロービーム」と、前方の広い範囲を照明する配光パターンである「走行ビーム」とも称される「ハイビーム」とに切り替えることができるように構成されている。また、近年では対向車を眩惑しない範囲で可及的に前方の広い範囲を照明する配光パターンである「モータウェイビーム」あるいは「遠方視認ビーム」とも称される「ミドルビーム」にも切り替えることができるように構成したものも提案されている。ここで、「ロービーム」の配光パターンは図１０（ａ）のようにヘッドランプの光軸を基準にした配光パターン上の垂直線（以下、単に配光垂直線と称する）Ｖよりも右側領域では配光パターン上の水平線（以下、単に配光水平線と称する）Ｈよりも若干下側の角度0.57°の位置をカットラインＣＬとし、左側領域では配光水平線Ｈの高さをカットラインＣＬとする下側領域を照明する配光パターンとしている。「ハイビーム」の配光パターンは図１０（ｃ）のように配光垂直線Ｖの左右において配光水平線Ｈよりも若干上側で、特に左側領域では配光水平線Ｈの上側の角度２°の位置にカットラインＣＬを有する領域を照明する配光パターンとしている。また、「ミドルビーム」の配光パターンは図１０（ｂ）のように配光垂直線Ｖの右側領域では配光水平線Ｈよりも若干下側の角度0.23°の位置をカットラインＣＬとし、左側領域では配光水平線Ｈよりも若干上側の角度0.34°の位置をカットラインＣＬとする下側領域を照明する配光パターンとしている。なお、各図において、破線はシェードにより遮光が行われない場合の配光領域を示しており、また各図の配光パターンには概略の等光度線を示すように中心側ほど光度が高くなっている。

従来、これらの配光パターンの切り替えを可能にしたヘッドランプの一つとして、ヘッドランプ内に光源から出射される光の一部を遮光するシェードを設けておき、このシェードの位置を変化させることでヘッドランプから出射される光のパターンを変化する構成のものがある。例えば、特許文献１のヘッドランプは、光源の前側位置に形状が異なる複数のシェードを放射状に配置した水車のように回転可能な回転シェードを設け、この回転シェードの回転位置を制御して遮光に供するシェードを切り替えることで配光パターンを切り替える技術を採用している。
特開２００５−２５９５４９号公報

特許文献１のヘッドランプでは光源から出射される一定の配光パターンの光の一部を回転シェードによって遮光して照明する範囲を変化させ、所要の配光パターンを得るようにしている。換言すれば、光源から出射される配光パターンの一部を切り出してそれぞれの配光パターンを構成していることになる。特に、図１０（ｂ）に示したように「ミドルビーム」の配光パターンでは、配光水平線Ｈに沿った領域を遮光しているが、そのために「ミドルビーム」の配光パターンでは自車のヘッドランプの光軸近傍の光度の高い領域が遮光されてしまうことになり、「ミドルビーム」の配光パターンで最も必要性の高い自車の走行先の遠方領域の照明光度が低いものになってしまう。そのため、折角設けた「ミドルビーム」の配光パターンにおいても十分な遠方視認性が得られないという問題が生じている。

また、特許文献１のヘッドランプでは、回転シェードのシェード配列の関係で「ミドルビーム」から「ハイビーム」に切り替えるときに、一旦「ロービーム」の状態に切り替わって照明が暗い状態となってしまうため、運転者に違和感を感じさせることがある。これは特許文献１のヘッドランプの回転シェードは往復回転させてシェードの切り替えを行っているため、これらの異なる複数の配光パターンを切り替える場合には経時的に目的とする配光パターン以外の配光パターンに切り替わってしまう状態が生じることがあり、そのため目的とする配光パターンに高速に切り替えることが難しいという問題もある。

本発明の目的は、「ミドルビーム」のような配光パターンにおける遠方視認性を改善することを可能にし、また配光パターンの切り替えを高速に行うことを可能にした車両用前照灯を提供するものである。

本発明は、光源から出射される光の一部を遮光して所望の配光パターンを得るためのシェード切替手段を備えるランプと、ランプの配光パターンを切り替える指令を受けたときにシェード切替手段を制御する配光パターン切替制御手段とを備える車両用前照灯において、ランプの光軸を垂直方向に偏向制御するレベリング手段を備え、配光パターン切替制御手段は配光パターンの切替時にシェード切替手段の制御と共にレベリング手段を制御することが可能な構成とする。特に、シェード切替手段は少なくとも配光パターンにおけるカットラインの高さを変更可能であり、配光パターン切替制御手段はシェード切替手段のカットラインの高さに対応してレベリング手段によりランプの光軸を上下方向の傾きを制御する構成とする。

例えば、配光パターン切替制御手段は、「遠方視認ビーム」、すなわち「ミドルビーム」の配光パターンへの切替指令を受けたときにカットラインをハイビームのカットラインと同じ高さになるようにシェード切替手段を制御し、当該カットラインが「ミドルビーム」に要求されるカットラインの高さになるようにレベリング手段を制御する構成とする。また、シェード切替手段は複数の回転位置でカットラインの高さを変更可能に構成された回転シェードを備え、回転シェードは少なくともロービームとハイビームの配光パターンが形成可能な構成とする。

本発明の車両用前照灯によれば、例えば「ハイビーム」の配光パターンを構成するためのシェードを利用して「ミドルビーム」の配光パターンを得ることができるので、「ハイビーム」の配光パターンにおける高い光度の領域をそのまま利用して「ミドルビーム」の配光パターンを得ることができ、特に配光パターンの中心領域の光度を高め、「ミドルビーム」における遠方視認性を改善することが可能になる。また、シェード切替手段の切替えとレベリング手段の制御とを併せて行うことで、複数の異なる配光パターンを得るために必要とされるシェードの切替数を配光パターン数よりも少なくでき、ビームの切り替えを高速に行うことが可能になる。

本発明においては、レベリング手段の制御を開始する時点をシェード切替手段の制御を開始する時点以前に設定することが好ましい。「ミドルビーム」の配光パターンへの切替時に、先にカットラインのみが高くなることが回避でき、対向車に対する眩惑を防止する。また、レベリング手段を制御する時間とシェード切替手段を制御する時間とを同じ時間に設定することが好ましい。配光パターンの切替途中に予め設定している複数の配光パターンのいずれとも異なる配光パターンになる状態が回避でき、運転者に違和感を生じさせることがない。

本発明の実施例１を図面を参照して説明する。図１は本発明を自動車の左右の前照灯（ヘッドランプ）に適用した実施例の断面図であり、ここでは照射方向を左右に偏向（スイブル）可能なヘッドランプとして構成した例を示している。左右のヘッドランプは基本的には同じ構成であり、ここでは右側のヘッドランプＲＨＬを図示している。ヘッドランプＲＨＬはランプボディ１０１を備えており、このランプボディ１０１は前面が開口された容器状に形成されるとともに、当該前面開口に素通しのカバー１０２が取着されて内部にランプ室１０３が構成され、このランプ室１０３内にプロジェクタ型のランプユニット１１０が内装されている。このランプユニット１１０はスイブル機構１２０とレベリング機構１３０によって照射方向が水平左右方向と垂直上下方向にそれぞれ偏向制御可能に構成されている。また、シェード切替機構１４０によって配光パターンを形成するためのシェードが切替可能とされている。なお、図１には前記ランプユニット１１０の後述する光源を点灯させるための光源回路であるバラスト装置１６０が図示されている。

図２は前記ヘッドランプＲＨＬの要部の分解斜視図であり、ランプユニット１１０は概ねコ字状に曲げ加工されたフレーム１５０内に配設されており、このフレーム１５０の上板１５０Ｕと下板１５０Ｄとに上下に挟まれた状態で、かつフレーム１５０の背板１５０Ｂに設けられ開口１５４を挿通した状態で前記ホルダ１１２の上部と下部に設けられた回転支軸１１６の回りに水平方向に回動可能に支持されている。また、前記ランプユニット１１０は前記スイブル機構１２０によって水平左右方向に回動可能とされる。前記スイブル機構１２０は回動駆動源としてのアクチュエータ１２１を備えており、このアクチュエータ１２１は固定ネジ１２３によって前記フレーム１５０の下板１５０Ｄの下面に固定されている。前記アクチュエータ１２１の上面には回転出力軸１２２が突出されており、この回転出力軸１２２は前記ランプユニット１１０の下側の回転支軸１１６に連結される。前記アクチュエータ１２１内には図には表れないモータと、このモータの回転出力を変速する変速機構等が内蔵されており、このモータの回転によって前記回転出力軸１２２が回転される。前記アクチュエータ１２１への通電が制御されると、回転出力軸１２２によりランプユニット１１０は回転支軸１１６と共に所要の角度範囲で揺動され、ランプユニット１１０の光軸、すなわち照射方向が左右に傾動されてスイブル制御が行われる。

前記フレーム１５０は前記背板１５０Ｂの上辺の左右２箇所にそれぞれ配設したエイミングナット１５２に螺合するエイミングネジ１５１により前記ランプボディ１０１に支持されている。また、下辺の一部に配設した球軸受１５３においてレベリング機構１３０に連結されている。前記レベリング機構１３０はランプユニット１１０の前後方向に沿って進退動作可能な連結ロッド１３２を有するレベリングモータ１３１を有しており、このレベリングモータ１３１は前記ランプボディ１０１の外側面に固定され、前記連結ロッド１３２の先端部は前記フレーム１５０の前記球軸受１５３に嵌合されている。前記レベリングモータ１３１が駆動されると、連結ロッド１３２が軸方向に進退動作され、連結ロッド１３２に連結されたフレーム１５０が上辺の２つのエイミングネジ１５１を支点にして垂直方向に揺動され、フレーム１５０内に配設したランプユニット１１０の光軸、すなわち照射方向が上下に傾動されレベリング制御が行われる。なお、前記２つのエイミングネジ１５１を手操作により軸転調整することによりフレーム１５０の上辺２箇所をそれぞれ独立して前後方向に移動させ、フレーム１５０の水平左右方向の傾きと垂直方向の傾きを調整する。このエイミングネジ１５１による調整は自動車の所定の姿勢のときにランプユニット１１０の光軸が所定の上下方向に向くように調整するためのものであることは言うまでもない。

図１及び図２に示したように、前記ランプユニット１１０は回転楕円形状のリフレクタ１１１と、このリフレクタ１１１の前縁部に連結されたホルダ１１２と、ホルダ１１２の前縁部に固定されたレンズ１１３とでハウジングが構成され、前記リフレクタ１１１の背面に設けられたバルブ取付穴に取着されるソケット１１５により光源としての放電バルブ１１４が取り付けられている。このランプユニット１１０には前記放電バルブ１１４から出射される光を制限して配光パターンを切り替えるためのシェードを切り替えるシェード切替機構１４０が付設されている。このシェード切替機構１４０は前記ホルダ１１２内に配設された回転シェード１４１と、この回転シェード１４１を回転駆動するシェード駆動部１４２とで構成される。図３（ａ）は前記シェード切替機構１４０の概略構成を示す斜視図であり、図２を併せて参照すると回転シェード１４１の両端にランプユニット１１０の光軸と垂直な水平方向に向けられて前記ホルダ１１２に軸支された回転軸１４３を有し、この回転軸１４３の軸一端部はホルダ１１２を貫通してホルダ１１２の外部に突出されている。前記回転シェード１４１は後述するように回転軸１４３の回りに回転されたときの回転位置に応じて前記放電バルブ１１４から出射される光の遮光領域を相違させ、これにより異なる配光パターンを形成するものである。前記シェード駆動部１４２は前記回転軸１４３の一端部に取着された従動ヘリカルギヤ１４４と、この従動ヘリカルギヤ１４４に噛合され、回転軸線がランプユニット１１０の光軸と平行な方向に向けられた駆動ヘリカルギヤ１４５と、この駆動ヘリカルギヤ１４５を軸転駆動するためのシェードモータ１４６とで構成されている。このシェードモータ１４６は前記ランプユニット１１０のリフレクタ１１１の外側面に一体的に設けられたモータシート１１１ａにビス１４７により固定支持されたステッピングモータで構成され、所要の回転角度範囲内で往復回動制御される。また、この実施例１ではシェードモータ１４６の回転出力軸に前記駆動ヘリカルギヤ１４５が取着されているが、この間に適宜の減速機構を介在させるようにしてもよい。

前記回転シェード１４１は、回転軸１４３と垂直な方向の断面形状を図３（ｂ）に示すように、円周方向に異なる２つの半径寸法ｒ１，ｒ２をした形状に形成されており、これらの半径寸法の異なる部分がそれぞれ異なる配光パターンを形成するためのシェードとして構成されている。ここでは、円周方向の第１の円周部位が「ロービーム」の配光パターンを形成するための半径寸法が大きなロービームシェードＬＳとして構成され、これと１８０度の方向、すなわち直径方向に対向する第２の円周部位が「ハイビーム」の配光パターンを形成するための半径寸法が小さいハイビームシェードＨＳとして構成されている。これらロービームシェードＬＳとハイビームシェードＨＳは実際には光軸に沿って湾曲しているがここでは便宜的に直線形状で示している。回転シェード１４１は、ロービームシェードＬＳが遮光位置、すなわち図１の垂直上方に回転位置されたときにはランプユニット１１０から出射される光の配光パターンは図４（ａ）に示した配光パターンとなるように遮光する形状であり、ハイビームシェードが同様に遮光位置に回転位置されたときにはランプユニットから出射される光の配光パターンは図４（ｃ）に示した配光パターンとなるように遮光する形状に形成されている。そして、前記シェード駆動部１４２のシェードモータ１４６を往復回転駆動制御して回転シェード１４１の回転位置を切り替えることにより、前記ロービームシェードＬＳとハイビームシェードＨＳのいずれかを選択して前記遮光位置に回転位置させるように構成されている。

図１に示したように、前記レベリングモータ１３１はレベリング駆動回路２３に接続され、前記シェードモータ１４６はシェード切替回路２４に接続されている。これらレベリング駆動回路２３とシェード切替回路２４はそれぞれＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Controll Unit）２１に接続され、ＥＣＵ２１により制御される。ＥＣＵ２１には、本発明に関連するスイッチとしてヘッドランプのビームを切り替えるときに運転者によって操作されるビーム切替スイッチ２２が接続されている。ＥＣＵ２１はビーム切替スイッチ２２が操作されたときに出力されるビーム切替情報に基づいて前記シェード切替回路２４を制御すると同時に前記レベリング駆動回路２３を制御する。ここで、前記ビーム切替スイッチ２２は、「ロービーム」、「ハイビーム」、「ミドルビーム」への切り替えができるように構成されている。なお、図示は省略するが前記アクチュエータ１２１はスイブル駆動回路に接続され、バラスト装置１６０は調光回路に接続されており、これらスイブル駆動回路と調光回路も前記ＥＣＵ２１によって制御されるが、ここではこれらの回路についての説明は省略する。

以上の構成のヘッドランプにおけるビーム切替動作を説明する。自動車の運転席でビーム切替スイッチ２２を操作すると、そのビーム切替情報はＥＣＵ２１に入力され、ＥＣＵ２１はビーム切替情報に基づいてシェード切替回路２４によりシェード切替機構１４０のシェードモータ１４６を駆動し、回転シェード１４１の回転位置を制御する。同時にＥＣＵ２１はレベリング駆動回路２３によりレベリング機構１３０のレベリングモータ１３１を駆動し、ランプユニット１１０の光軸を上下方向に制御する。これにより、図５に示すように、ヘッドランプにおける配光パターンを制御する。

〔「ロービーム：図５のＬ」への切替〕
ビーム切替スイッチ２２が「ロービーム」に設定されると、ＥＣＵ２１はシェード切替回路２４によりシェード切替機構１４０の回転シェード１４１をロービームシェードＬＳの状態とする。すなわち、シェードモータ１４６を回転して駆動ヘリカルギヤ１４５を回動し、これに噛合する従動ヘリカルギヤ１４４を回動して所定回動位置にまで回動制御することで回転シェード１４１をロービームシェードＬＳの状態に設定する。このロービームシェードＬＳは回転シェード１４１の半径寸法が長い円周部位が遮光位置に回転位置される状態であるので、ランプユニット１１０の放電バルブ１１４から出射される光のうち光軸を含んでこれよりも上方に照射される光が遮光される。このとき、ＥＣＵ２１はレベリング駆動回路２３によりレベリングモータ１３１を制御してレベリング機構１３０を初期状態に設定しており、ランプユニット１１０の光軸は所定の初期位置に設定されている。これにより、ランプユニット１１０から照射される光の配光パターンは図４（ａ）のように配光垂直線Ｖよりも右側領域では配光水平線Ｈよりも若干下側の角度0.57°の位置をカットラインとし、左側領域では配光水平線Ｈの位置をカットラインＣＬとする配光パターンとなり、これは図１０（ａ）に示したこれまでの「ロービーム」の配光パターンと同じである。なお、「ロービーム」の配光パターンにおける配光垂直線Ｖの右側領域のカットラインは配光水平線より下方に0.57°の角度に設定される。図４（ａ）には、シェードで遮光を行わない場合の配光領域を破線で示し、また等光度線を概略的に示している。これは図４（ｂ），（ｃ）についても同様である。

〔「ハイビーム：図５のＨ」への切替〕
ビーム切替スイッチ２２が「ハイビーム」に設定されると、ＥＣＵ２１はシェード切替回路２４によりシェードモータ１４６を回転し、駆動ヘリカルギヤ１４５及び従動ヘリカルギヤ１４４を順次回動して回転シェード１４１をハイビームシェードＨＳの状態に設定する。このハイビームシェードＨＳは回転シェード１４１の半径寸法が短い円周部位が遮光位置に回転位置される状態であり、これによりランプユニット１１０の放電バルブ１１４から出射される光のうち光軸を含まないこれよりも上方に照射される光が遮光される。このとき、ＥＣＵ２１はレベリング駆動回路２３によりレベリングモータ１３１を制御して初期状態にしており、ランプユニット１１０の光軸は所定の初期位置に設定されている。これにより、ランプユニット１１０から照射される光の配光パターンは図４（ｃ）のように配光垂直線Ｖの左側が右側よりも若干カットラインＣＬが高く、左側領域において配光水平線Ｈよりも若干上側の角度２°の位置にカットラインＣＬを有する配光パターンとなり、これは図１０（ｃ）に示したこれまでの「ハイビーム」の配光パターンと同じである。なお、「ハイビーム」の配光パターンにおける配光垂直線Ｖの左側領域のカットラインは配光水平線Ｈより上方に２°の角度に設定される。

〔「ミドルビーム：図５のＭ」への切替〕
ビーム切替スイッチ２２が「ミドルビーム」に設定されると、ＥＣＵ２１はシェード切替回路２４によりシェードモータ１４６を回転し、駆動ヘリカルギヤ１４５及び従動ヘリカルギヤ１４４を順次回動して回転シェード１４１をハイビームシェードＨＳの状態に設定する。この状態は前述の「ハイビーム」の場合と同じであり、ランプユニット１１０の放電バルブ１１４から出射される光のうち光軸を含まないこれよりも上方に照射される光が遮光される。また、これと同時に、ＥＣＵ２１はレベリング駆動回路２３によりレベリングモータ１３１を制御してレベリング機構１３０を初期状態よりも若干下方に向け、ランプユニット１１０の光軸を初期位置よりも下方に偏向させた位置に設定する。これにより、ランプユニット１１０から照射される光の配光パターンのパターン自体は「ハイビーム」のパターンと同じであるが、ランプユニット１１０が下方に偏向されたことにより、配光パターンは図４（ｂ）のように配光垂直線Ｖの右側領域では配光水平線Ｈよりも若干下側の位置をカットラインＣＬとし、左側領域では配光水平線Ｈよりも若干上側の位置をカットラインＣＬとする配光パターンとなる。この実施例では左側領域のカットラインＣＬは配光水平線Ｈより上方に0.34°の角度、右側領域のカットラインＣＬは配光水平線Ｈより下方に0.23°の角度に設定される。なお、レベリング機構１３０によりランプユニット１１０の光軸を下方に下げる角度に余裕があるときには「ハイビーム」におけるカットラインの角度を前述の２°から３°にまで拡大しても本実施例の「ミドルビーム」の設定が可能である。この配光パターンは図１０（ｂ）に示したこれまでの「ミドルビーム」の配光パターンと比較するとカットラインＣＬの位置は略同じであるが、ランプユニット１１０の光軸を含む光度の高い領域を回転シェード１４１によって遮光していないため自車の走行先である配光水平線Ｈに沿った領域の光度を高め、「ミドルビーム」で目的としている、対向車を眩惑することなく遠方視認性を高めることができる。因みに、図１０（ｂ）の配光パターンの中心領域の光度が 40000cdであったのに対し、図４（ｂ）の配光パターンの中心領域の光度は 70000cdである。

実施例１では、「ロービーム」、「ハイビーム」、「ミドルビーム」の３つの配光パターンの切替えが可能であるが、回転シェード１４１にはロービームシェードＬＳとハイビームシェードＨＳの２つを設ければよい。そのため、回転シェード１４１を回転してビームを切り替える際の切替速度を高速化することができる。また、いずれのビームに切り替える場合でも、切替途中に目的とする以外のビームに切り替えられることがなく、切替途中に目的とするビームに切り替わってしまうという運転者が違和感を感じるようなこともない。

ここで、「ロービーム」から「ミドルビーム」への切り替えに際しては、図６（ａ）にシェード切替機構１４０とレベリング機構１３０を動作するときのタイミング図とそのときのカットラインＣＬの高さを示すように、レベリング機構１３０によりランプユニット１１０の光軸をθ１からθ２へと下方に偏向する制御の開始時間を、シェード切替機構１４０の回転シェード１４１のシェード半径をｒ１からｒ２の「ハイビーム」に切り替える制御の開始時間以前に設定する。すなわち、当該開始時間よりも微小時間だけ先に、またはこれと同時に行うようにする。このようにすることで、同図に破線で示すように、レベリング機構１３０の制御開始がシェード切替機構１４０の制御開始よりも遅れると、一時的に「ハイビーム」の配光パターンに近い状態になり、カットラインＣＬが眩惑領域に入って対向車を眩惑するおそれが生じるが、本実施例ではこのような眩惑が未然に回避できる。

また、図６（ｂ）にシェード切替機構１４０とレベリング機構１３０を動作したときのカットラインの高さを示すタイミング図に示すように、シェード切替機構１４０を切り替えるのに必要とされる時間とレベリング機構１３０により光軸を下方の所定角度位置まで下げるのに必要とされる時間とを同じ時間にすることが好ましい。すなわち、シェード切替機構１４０の動作とレベリング機構１３０の動作が同時に開始されて同時に終了されるようにすることが好ましい。同図に破線で示すようにレベリング機構１３０の動作の終了がシェード切替機構１４０の動作の終了よりも遅れてレベリング機構１３０のみが動作している状況が生じると、ビームの切り替えの途中で予め設定されている配光パターンとは異なる配光パターンが生じることがあり、運転者等に違和感を生じさせてしまうことがあるが、本実施例ではこのことが未然に回避できる。また、この場合にも前述のように対向車に対する眩惑が生じることもあるが、本実施例ではこれが回避できる。

実施例２は実施例１と同様に「ロービーム」、「ハイビーム」へのビーム切替ともに、「ミドルビーム」として「ハイミドルビーム」、「ローミドルビーム」、「ライトミドルビーム」の３つの異なる形態のミドルビームへのビーム切替を可能にしたヘッドランプである。ヘッドランプの構成は回転シェードの形状を除けば実施例１と同じであるので説明は省略する。実施例２の回転シェード１４１Ａは、図７に断面図を示すように、回転シェード１４１Ａを円周方向に４つの部位に区分し、第１、第２の各部位を実施例１と同様に半径ｒ１のロービームシェードＬＳ、半径ｒ２のハイビームシェードＨＳとして構成している。また、第３の部位は半径ｒ３の長さがロービームシェードＬＳよりも若干短いがハイビームシェードＨＳよりは長いミドルビームシェードＭＳとして構成している。このミドルビームシェードＭＳはシェード形状がハイビームシェードＨＳやロービームシェードＬＳとは異なっている。すなわち、光軸を左右に挟む左右の領域におけるシェード半径の長さ関係がハイビームシェードＨＳやロービームシェードＬＳとは異なっている。第４の部位は半径がｒ４（＝ｒ２）でシェードの形状がハイビームシェードＨＳとは回転軸線に沿って左右方向が逆向き形状をしたライトハイビームシェードＲＳとして構成している。

実施例２では「ロービーム」、「ハイビーム」のビーム切替は実施例１と全く同じであるので説明は省略する。一方、ビーム切替スイッチ２２により「ハイミドルビーム」、「ローミドルビーム」、「ライトミドルビーム」の各ビームに切り替えられると、これらいずれの場合でもＥＣＵ２１はレベリング駆動回路２３によりレベリングモータ１３１を制御してランプユニット１１０の光軸を初期位置よりも下方に偏向させた位置に設定する。これと同時にＥＣＵ２１はシェード切替回路２４によりシェード切替機構１４０の回転シェード１４１Ａの回転位置を制御し、それぞれのビームに対応してハイビームシェードＨＳ、ミドルビームシェードＭＳ、ライトハイビームシェードＲＳを上方位置に回転位置させる。

「ハイミドルビーム」は実施例１の「ミドルビーム」と同じ配光パターンであり、このときには、回転シェード１４１ＡはハイビームシェードＨＳが上方に回転位置されており、その配光パターンは図８（ａ）に示すように、配光垂直線Ｖの右側領域では配光水平線Ｈよりも若干下側の角度0.23°の位置をカットラインＣＬとし、左側領域では配光水平線Ｈよりも若干上側の角度0.34°の位置をカットラインＣＬとする下側領域を照明する配光パターンとなる。また、配光パターンが実施例１の「ミドルビーム」と同じであるので、ランプユニット１１０の光軸を含む光度の高い領域は回転シェード１４１Ａによって遮光していないため自車の走行先である配光水平線Ｈに沿った領域の光度を高め、対向車を眩惑することなく遠方視認性を高めた配光パターンを実現することができることは言うまでもない。

「ローミドルビーム」では、回転シェード１４１ＡはミドルビームシェードＭＳが上方に回転位置されており、その配光パターンは図８（ｂ）に示すように、配光垂直線Ｖの右側領域では配光水平線Ｈよりも若干下側の角度0.23°の位置をカットラインＣＬとし、左側領域では配光水平線Ｈに沿った位置をカットラインＣＬとする下側領域を照明する配光パターンとなる。また、ランプユニット１１０の光軸を含む光度の高い領域は回転シェード１４１Ａによって遮光していないため自車の走行先である配光水平線Ｈに沿った領域の光度を高めていることは「ハイミドルビーム」と同じである。この「ローミドルビーム」では、ミドルビームシェードＭＳのシェード形状を前述のように他のシェードと異なる形状に構成していることにより対向車の眩惑をより効果的に防止し、かつ路肩側の歩行者に対する眩惑を防止する一方で、自車の遠方視認性を高めた配光パターンを実現することができる。

「ライトミドルビーム」では、回転シェード１４１ＡはライトハイビームシェードＲＳが上方に回転位置されており、その配光パターンは図８（ｃ）に示すように、配光垂直線Ｖの右側が左側よりも若干カットラインＣＬが高く、右側領域では配光水平線Ｈよりも角度0.34°だけ高く、右側領域では配光水平線Ｈよりも角度0.23°だけ低い位置にカットラインＣＬを有する配光パターンとなり、これは図４（ｃ）に示した「ミドルビーム」の配光パターンと左右が対称であり、右側通行での走行時に有効である。なお、右側通行での走行時には、回転シェード１４１ＡをこのライトハイビームシェードＲＳに設定した上で、レベリング機構１３０によりランプユニット１１０の光軸を初期の状態に制御すれば、右側通行時における「ハイビーム」の配光パターンが得られることは言うまでもない。

なお、本発明では、実施例２の回転シェードには前記した４つのシェードに限られることなく、シェードの高さや形状が異なる他のシェードを増やすことも可能であり、それにより配光パターン、カットラインの位置が異なる別の「ミドルビーム」や、右側走行時における「ロービーム」の配光パターンを得ることが可能である。

図９は実施例３のランプユニットに設けられるシェードの断面図であり、ここではシェードを直進シェードとして構成したものである。ランプユニット１１０のホルダ１１２の内底面に上方に向けて矩形筒状をしたガイド１４７が立設され、このガイド１４７内に支持軸１４８が上下方向に摺動可能に挿入されている。この支持軸１４８の上部には所要の形状をした直進シェード１４１Ｂが一体的に設けられている。また、前記支持軸１４８の側面の一部は前記ガイド１４７の一側に設けられた開口溝１４７ａに臨まされており、この一部には上下方向に沿ってラック１４８ａが形成されている。また、前記ランプユニット１１０のホルダ１１２内には前記ラック１４８ａに噛合するピニオン１４９が配設され、このピニオン１４９の回転軸１４９ａは実施例１の回転軸１４３と同様にホルダ１１２の一側を貫通して外部に突出されている。この回転軸１４９ａの端部には図示は省略するが実施例１と同様に従動ヘリカルギヤ（１４４）が取着され、さらにシェードモータ（１４６）の回転出力軸に取着された駆動ヘリカムギヤ（１４５）に噛合されている。

実施例３では、シェード切替回路２４によりシェードモータ１４６を駆動し、駆動ヘリカルギヤ及び従動ヘリカルギヤを介して回転軸１４９ａを回転し、ピニオン１４９を回転させる。このピニオン１４９とラック１４８ａとの噛合により支持軸１４８は上下に往復移動され、支持軸１４８と一体の直進シェード１４１Ｂが上下方向に移動され、その上縁の高さが変化され、放電バルブから出射される光の遮光範囲が変化される。これにより、実施例１と同様の「ロービーム」、「ハイビーム」の各配光パターンを得ることができる。そして、「ハイビーム」の配光パターンに設定した状態でレベリング機構１３０によりランプユニット１１０の光軸を下方に偏向させることで、実施例１と同様な「ミドルビーム」への設定が可能になる。また、実施例３のシェード切替機構では直進シェード１４１Ｂを上下に移動させてカットラインを切り替えるので、実施例１のような回転シェードの回転位置を制御するシェード切替機構よりも迅速な切り替えが可能になる。

実施例３のシェード切替機構を用いたときには実施例１の「ハイビーム」、「ロービーム」、「ミドルビーム」のビーム切替と、実施例２の「ハイビーム」、「ロービーム」、「ハイミドルビーム」のビーム切替を同様にして実現することができる。また、実施例３のシェード切替機構は同一形状のシェードの高さを変化させる構成であるため配光パターンにおけるカットラインの高さ位置を連続的に変化制御することも可能であり、きめの細かい配光パターンの制御が実現できる。実施例３のシェード切替機構は実施例１，２のようにカットラインの形状を変化させることは難しいため、実施例２の「ライトミドルビーム」は実現が難しいが、「ローミドルビーム」は若干のカットラインの形状が相違するがこれに近い配光パターンでの実現は可能である。

本発明におけるシェード切替機構は配光パターンにおけるカットラインの位置や形状を制御することが可能な構成であれば実施例１，２，３の構成に限られるものではない。また、ビームの切り替えはビーム切替スイッチのみならず、自動車の車速、自動車に装備したナビゲーション情報、自動車に装備したカメラの撮像情報等に基づいて切り替えを行うように構成することも可能である。

実施例１のヘッドランプの断面構造及び回路接続を示す構成図である。実施例１の要部の分解斜視図である。シェード切替機構の概念構成を示す斜視図である。実施例１で切り替える配光パターン図である。シェード切替機構の動作を説明する図であり、配光パターンの平面図と縦断面図である。レベリング機構とシェード切替機構の動作タイミングとカットラインの高さの相関を示す図である。実施例２の回転シェードの断面図である。実施例２の配光パターン図である。実施例３のシェード切替機構の断面図である。従来の配光パターン図である。

符号の説明

２１ＥＣＵ
２２ビーム切替スイッチ
２３レベリング駆動回路
２４シェード切替回路
１１０ランプユニット
１１１リフレクタ
１１２ホルダ
１１３カバー
１２０スイブル機構
１３０レベリング機構
１３１レベリングモータ
１４０シェード切替機構
１４１回転シェード
１４１Ａ回転シェード
１４１Ｂ直進シェード
１４６シェードモータ
１５０フレーム

Claims

光源から出射される光の一部を遮光して所望の配光パターンを得るためのシェード切替手段を備えるランプと、前記ランプの配光パターンを切り替える指令を受けたときに前記シェード切替手段を制御する配光パターン切替制御手段とを備える車両用前照灯において、前記ランプの光軸を垂直方向に偏向制御するレベリング手段を備え、前記配光パターン切替制御手段は配光パターンの切替時に前記シェード切替手段の制御と共に前記レベリング手段を制御することが可能であることを特徴とする車両用前照灯。
前記シェード切替手段は少なくとも配光パターンにおけるカットラインの高さを変更可能であり、前記配光パターン切替制御手段は前記シェード切替手段のカットラインの高さに対応して前記レベリング手段によりランプの光軸を上下方向の傾きを制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
前記配光パターン切替制御手段は、遠方視認ビームの配光パターンへの切替指令を受けたときに前記カットラインをハイビームのカットラインと同じ高さになるように前記シェード切替手段を制御し、当該カットラインが遠方視認ビームに要求されるカットラインの高さになるように前記レベリング手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯。
前記シェード切替手段は複数の回転位置で前記カットラインの高さを変更可能に構成された回転シェードを備え、前記回転シェードは少なくともロービームとハイビームの配光パターンが形成可能であることを特徴とする請求項３に記載の車両用前照灯。
前記レベリング手段の制御を開始する時点を前記シェード切替手段の制御を開始する時点以前に設定することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の車両用前照灯。
前記レベリング手段を制御する時間と前記シェード切替手段を制御する時間とを同じ時間に設定することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の車両用前照灯。