JP2009266758A - 自動車用の２機能ヘッドライト - Google Patents

Abstract

【課題】自動車用の２目的ヘッドライト
【解決手段】 第1の機能として、カットオフ付きの照射光、特にロービームを、また第２の機能として、ハイビームを照射する、２機能の自動車用ヘッドライトであり、
−光軸上に、内焦点と外焦点とを有する楕円形の反射鏡（１）と、
−内焦点の近くに位置する光源（Ｓ）と、
−反射鏡の前方に位置し、反射鏡の外焦点と同一個所か、またはそのごく近辺に位置する焦点を有するレンズと、
−ロービーム照射のための作動位置と、ハイビーム照射のための引込位置をとることができ、作動位置においては、カットオフ用の上縁が、上述のレンズの焦点付近に位置するようになる、引込式遮光板（Ｍ）であって、前方に回転すると、反射鏡の下部にある引込位置に収まって、反射表面として機能し、かつハイビームの照射に寄与する遮光板（Ｍ）を備えるヘッドライトを提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、第１の機能として、カットオフ付きの照射と、第２の機能として、第２のタイプの照射、詳しくはハイビームを照射しうる、自動車用の２機能ヘッドライトに関する。

本発明に関するヘッドライトは、
−光軸上に、内焦点と外焦点を有する、楕円形の反射鏡と、
−内焦点付近に設けられた光源と、
−反射鏡の前方に設けられた、焦点が反射鏡の外焦点と同一個所、またはその近辺にあるレンズと、
−カットオフ付きの照射のための作動位置と、ハイビームの照射のための引込位置になりうる引込式であり、作動位置においては、カットオフ用の上縁が、レンズの焦点付近に位置する遮光板を備えている。

本発明の主目的は、２つの機能、詳しくはロービーム/ハイビームを有するヘッドライトであり、特にハイビームの際には、適宜の輝度と光量となる、ハロゲンタイプの光源を備えるヘッドライトを提供することである。この２機能ヘッドライトは、比較的簡素なデザインを保つと同時に、その原理と形状のために、従来のヘッドライトよりすぐれているのが望ましい。

本発明によると、上に定義したヘッドライトの遮光板は、反射鏡の下方の部位の引込位置にある時には、反射面となり、前方に回転すると、ハイビームが照射されるようになっている。遮光板は、好ましくは、放物線形の複合表面の一部となるように作られている。

本発明のヘッドライトは、その下方の部分に、遮光板が引込位置にある時にのみ、ハイビームが反射鏡の前方にあるレンズを通過するように照射されるようにする、最低１つの固定された複合表面を備えている。

また本発明のヘッドライトは、その上方の部分に、レンズの外郭の上に光を反射するようになっている最低１つの複合表面を有し、ロービームとハイビームの両方を発生しうるようになっているので有利である。

遮光板は、光軸と直交し、かつ前後軸と直交する水平軸の周りに回転して、引込むようになっている。

ヘッドライトのレンズは、凸レンズであるのがよい。レンズは、放射状に張り出したタブを有するフレームに取付けられており、レンズの外郭とハウジングの外郭との間に、光が通過しうる隙間を設けて、ハウジングに固定されている。

レンズの両側は、垂直の直線状の面であるのがよい。

遮光板は、ステッピングモータにより制御されるようになっているのが有利である。ステッピングモータによる制御により、従来のロービームと比較して、照射光のカットオフ線を、１０分の数度、具体的には０．２°〜０．６°上げる、いわゆる「高速道路」モードの照射を可能とする。

ヘッドライトの、レンズとハウジング間の自由空間の下部に、パーキングライトを設けてあるのがよい。

ある製造上の変形として、このヘッドライトの遮光板は、上述の最大作動位置と引込位置との間に、最低１つの中間位置を有しており、遮光板がその作動位置となっている時には、より高いカットオフ付きの光を照射することが可能となっている。

参考までに、遮光板のある位置から別の位置への移動は、ステッピングモータによってなされる。

本発明は、上述したものの他に、多くの実施形態を含むものであるが、以下、その一例を、添付図面を参照して説明する。なお、図は、本発明を限定するものではない。

図１と図２は、カットオフ付きの照射すなわちロービームと、ハイビームとの２つの機能を有する自動車用ヘッドライトＰを示す。

ヘッドライトＰは、楕円形の反射鏡１、詳しく言うと、垂直の軸線を有する連続または非連続の、複数の表面を有する楕円に近い形の反射鏡１を備えている。この反射鏡を、本明細書と特許請求の範囲においては、便宜上、「楕円形反射鏡」と呼ぶこととする。

自動車にヘッドライトＰを取付けた際には、反射鏡の光軸Ａ−Ａはほぼ水平であり、自動車の長手方向と平行となる。

楕円形の反射鏡１は、光軸Ａ-Ａを含む水平面の上方に、主要部１ａを有し、またこの水平面の下方に、部位１ａほどには前方に張り出していない後部１ｂを有している。

以下の記述において、「前方」と「後方」の語は、前方に反射される光の伝達方向に関して使用するものとする。

反射鏡１の光軸Ａ-Ａ上には、内焦点Ｆｉと外焦点Ｆｅがある。光源Ｓは、模式的に点として示してあり、内焦点Ｆｉ上か、またはその近辺に位置している。光源Ｓは、ゼノン球であるのがよい。

収斂性の凸レンズＬが、反射鏡１の前方に設けられている。レンズＬの焦点は、反射鏡１の外焦点Ｆｅと同一個所、またはそのごく近くにある。

引込式の遮光板Ｍは、図１、図３に示すように、カットオフ付きのロービームにする時には作動位置となり、図２、図４に示すように、ハイビームにする時には引込位置となる。

遮光板Ｍは、光軸Ａ−Ａに対して直交する回転軸２（図３）の周りに回転しうるように取り付けられており、光軸の下方において、内焦点Ｆｉの前方に位置している。

遮光板Ｍが作動位置となると、その上縁Ｍｈは、水平面において光軸Ａ−Ａとほぼ直交し、レンズＬの焦点、および外焦点Ｆｅの近辺の位置となり、照射光のカットオフの縁を形成する。

本発明においては、引込式遮光板は、放射線形反射板の複合表面の一部により形成されており、引込位置（図２、図４）においては、反射鏡1の下方に来る。

明細書および特許請求の範囲において、「複合表面」または「放射線形の複合表面」は、主として直線となっているか、詳しくは直線を形成する複数の小平面により構成された、ほぼ放射線形を構成するものを表している。

放射線形の複合表面は、特に遮光板Ｍが引込位置にある時には、各小平面の焦点は、反射鏡1における内焦点Ｆｉの近く、またはそれと同じ位置となる。

また、このヘッドライトは、その下方の部分に、遮光板Ｍが引込位置にある時（図４）に、ハイビームの照射に寄与する、最低１つ、好ましくは複数の、複合反射表面３ａ、３ｂ、３ｃが、反射鏡1に固定して設けられている。

下方の複合反射表面３ａ、３ｂ、３ｃの焦点は、前記内焦点の近くにあるか、またはこの内焦点と同じ位置にある。

下方の複合表面３ａ、３ｂ、３ｃで反射された光線ｒ５（図４）は、光軸Ａ−Ａと平行であり、レンズＬの下方、または側面のレンズの外郭と、ヘッドライトを保持するハウジング（図示していない）との間にあり、レンズＬを囲んでいる輪状隙間４を通過する。

レンズＬは、フレーム５（図１）から放射状に突出した３つのタブ６によって、輪状隙間４を有する状態で、ハウジングに取り付けられている。

反射鏡１の反射小面の列と、複合表面３ａ、３ｂ、３ｃの下方の部分には、遮光板Ｍが引込時に収まるような切り欠きが設けられている。遮光板Ｍの反射面が前方に回転して、引込位置となると、ハイビームを照射するようになる。遮光板Ｍの複合表面は、複合表面３ａ、３ｂ、３ｃの機能を補っている。

このヘッドライトＰは、その上方の部分に、図２に示すように、レンズの上部より放射状に離れた所に前縁が位置している、複合反射面７を最低１つ備えている。

複合反射面７の焦点は、下方にある、反射鏡１の内焦点Ｆｉの近く、またはそれと同一の位置にある。複合反射面７は、遮光板Ｍが、作動位置または引込位置にある時でも、レンズＬの外郭の上方に向けて光を反射させるので、ロービームおよびハイビームの照射に寄与する。

レンズＬの前面外形は、上方は円弧、下方も円弧、両端は垂直な直線の縁となっている。

レンズＬの上の、反射鏡１の開口部にある輪状隙間４に、パーキングライトＶが備えられることもある。

ステッピングモータ（図示していない）で作動させることにより、遮光板Ｍを、ロービームのカットオフ線を、従来のロービームと比較して１０分の数度、具体的には０．２°〜０．６°上げる「高速道路」モードの照射とすることができるので有利となる。

照射における、このカットオフ線の上方遷移は、遮光板Ｍが作動位置にある時に、ステッピングモータにあらかじめ設定されたパルス数を与えて、カットオフ用の上縁Ｍｈを引き下げることにより実現される。

図５ａから図５ｅは、ステッピングモータを備える本発明の実施形態によって得られる、ヘッドライトの照射光１０の変化を示す。

図５ａは、右側通行においての、遮光板Ｍが作動時の、通常のロービームを示す。この通常のロービームには、ほぼ水平なカットオフ縁１３を有するカットオフ縁１１があり、本発明のヘッドライトを装備した自動車の進行方向を横切るか、前方を走る他車のドライバーを眩惑しないようになっており、斜めのカットオフ縁１２は、右側を照射するようになっている。

図５ｅは、遮光板Ｍが引込位置にある時に照射されるハイビームを示す。ステッピングモータを用いない実施形態では、遮光板は、作動位置と引込位置の２つの位置しかないので、図５ａと図５ｅに示す例のように、ロービームとハイビームの、２つの照射光のみとなることに注意する必要がある。

ステッピングモータを用いる実施形態では、遮光板は、最大作動位置と引込位置との間に、１つまたは複数の中間位置がある。図５ｂから図５ｄは、３つの中間位置における照射光の形状を示す。

この例において、遮光板Ｍを、最大作動位置から第１の中間位置まで４°動かすと、照射光は、ロービーム（図５ａ）から、カットオフ縁１１が上がって、斜めのカットオフ縁１２のみならず、この斜めのカットオフ縁１２の左にある、ほぼ水平のカットオフ部分も上がるカットオフ（図５ｂ）付きの、「高速道路」モードの照射光に変化する。

遮光板Ｍを、最大作動位置から８°動かすと、照射光１０を、図５ｃに示す形状である「高速道路」において、カットオフ縁１１が図５ｂのものよりさらに高い照射光に変更することができる。

遮光板Ｍを、最大作動位置から１０°動かして、第３の中間位置にすると、カットオフ縁１１はさらに高くなり、図５ｄに示す照射光にすることができる。

当然ながら、引込位置から最大位置に向けて動かす間に、遮光板Ｍの位置を選ぶことにより、所望の照射光にすることも可能である。中間位置の数は、実施形態に応じて異なる。

上述の、最大位置から中間位置の間の変化角度は、例としてあげたものである。

例示したカットオフは、右側通行のためのものであり、実施形態を、左側通行のためのものに変更することも可能である。図５ａから図５ｅに示す、垂直軸の左右で線対称に変更すれば、右側通行用のカットオフが、左側通行用のものとなる。

ロービームの作動位置と、ハイビームの位置との間の、遮光板Ｍの回転角度は、およそ８０°であるのがよい。

ヘッドライトの作動は、次のようにして行われる。

図１または図３に示すように、遮光板Ｍが作動位置にあり、光源Ｓが点灯すると、第１の機能として、ロービームが照射される。

光源Ｓから、楕円形反射鏡１の上方の部位に放射された光線ｉ１（図３）は反射されて、外焦点Ｆｅ、またはその近辺を通過する反射光ｒ１となる。反射光ｒ１は下向きに進み、レンズＬを通過した後は、光軸Ａ−Ａと平行か、または下向きの角度で照射される。

光源から、反射鏡１の上方の部位に放射された光線ｉ２は、下向きに反射されて、反射光ｒ２となる。この反射光ｒ２は、レンズＬを通過しても、下向きの角度を保つ。

光源Ｓから下方に放射された光線ｉ３は、楕円形反射鏡の下方の部分１ｂにおいて、反射光ｒ３として上向きに反射され、遮光板の上縁Ｍｈをかすめて通過する。この反射光ｒ３は、レンズＬの焦点を通過すると、レンズＬを通過した後に、光軸Ａ−Ａと平行に照射され、また、レンズのＬの焦点の後方で、光軸Ａ−Ａと交差する場合には、レンズＬで下向きに屈折される。

反射鏡の下方の部位１ｂで反射され、レンズの焦点の前方で、光軸Ａ−Ａと交差する光線は、遮光板Ｍで遮蔽されるので、レンズＬを通過後に、ロービームに必要なカットオフ線を超えて上方に照射される、余計な光とはならない。

遮光板Ｍを、下方前方に、回転軸２に沿って約８０°回転させると、第２の機能としてハイビームが照射される。遮光板Ｍを低い位置にすると、楕円形反射鏡１の下方の部位と、複合表面３ａ、３ｂ、３ｃにある切り欠きに収まる。

遮光板Ｍの凹状の反射面は、ヘッドライトＰの下方の複合反射面３ａ、３ｂ、３ｃの機能を補う。

光線ｉ２とｉ３は、楕円形反射鏡の部位１ａと１ｂで反射されて、反射光ｒ２とｒ３となり、レンズＬを通過する。

光源から下方に照射された光線ｉ４は、遮光板Ｍの凹状反射面に反射されて、反射光ｒ４となり、レンズＬを通過する。

光源から下方に照射された光線ｉ５は、下方の複合表面３ａ、３ｂ、３ｃのいずれかによって反射されて、光軸Ａ−Ａとほぼ平行な反射光ｒ５になり、レンズＬの下方を、屈折することなく通過する。

本ヘッドライトのハイビーム使用時の照射光の光量は、引込式の遮光板を備えた、簡単な楕円形反射鏡で得られるものよりも大きい。

光源Ｓは、ハロゲン球でよいが、その原理と形状によって、充分明るく、現行のものを凌ぐ、バイピンハロゲン球も好ましいものである。

本発明のヘッドライトの、ハイビーム時の光量は、標準的なバイピンハロゲン球に比して、約２５％大きくなる。

遮光板Ｍは、動く反射鏡になるが、ハイビームの光量への寄与が重要な機能であるので、その位置が悪影響を及ぼすことはほとんどなく、主に従来のバイピンハロゲン球使用のものよりも利便性が大きい。

従来のヘッドライトは、遮光板の移動により、遮蔽されていた光が照射されるようになると、ロービームの照射光に追加されるようになっていたが、本発明のヘッドライトは、複合表面によって大きな屈折率を与え、ハイビームの光量に寄与するものである。

遮光板が作動位置にあって、ロービームを照射時の本発明のヘッドライトの概略側方斜視図である。 遮光板が引込位置にあって、ハイビームを照射時の本発明のヘッドライトの概略前方斜視図である。 遮光板が作動位置にあって、ロービームを照射時の本発明のヘッドライトの光軸に沿う略縦断面図である。 遮光板が引込位置にあって、ハイビームを照射時の本発明のヘッドライトの光軸に沿う略縦断面図である。 本発明のある実施形態における、ヘッドライトの照射光の変化を示す図である。 本発明のある実施形態における、ヘッドライトの照射光の変化を示す図である。 本発明のある実施形態における、ヘッドライトの照射光の変化を示す図である。 本発明のある実施形態における、ヘッドライトの照射光の変化を示す図である。 本発明のある実施形態における、ヘッドライトの照射光の変化を示す図である。

符号の説明

Ａ−Ａ 光軸
Ｆｅ 外焦点
Ｆｉ 内焦点
ｉ１〜ｉ５ 光線
Ｌ 凸レンズ
Ｍ 遮光板
Ｍｈ 上縁
Ｐ ヘッドライト
ｒ１〜ｒ５ 反射光
Ｓ 光源
Ｖ パーキングライト
１ 反射鏡
１ａ 主要部
１ｂ 後部
２ 回転軸
３ａ〜３ｃ 複合表面
４ 輪状隙間
５ フレーム
６ タブ
７ 複合反射面
１０ 照射光
１１〜１３ カットオフ縁

Claims (12)

1. 第1の機能として、カットオフ付きの照射光、詳しくはロービームを照射し、かつ第２の機能として、ハイビームを照射するようになっており、
   −光軸上に、内焦点（Ｆｉ）と外焦点（Ｆｅ）とを有する楕円形反射鏡（１）と、
   −内焦点（Ｆｉ）の近くに位置する光源（Ｓ）と、
   −反射鏡の前方に位置し、反射鏡の外焦点と同一個所、またはそのごく近辺に位置する焦点を有するレンズ（Ｌ）と、
   −ロービーム照射のための最大作動位置と、ハイビーム照射のための引込位置を取ることができ、作動位置においてはカットオフ用の上縁（Ｍｈ）が、上述のレンズの焦点付近に位置するようになっている引込式遮光板（Ｍ）とを備え、
   この引込式遮光板（Ｍ）は、引込位置では、反射鏡の下部へ移動し、前方へ回転して反射用表面として機能し、ハイビームの照射に寄与するようになっていることを特徴とする、自動車用の２機能ヘッドライト。
2. 上記の遮光板は、放物線形の複合表面の一部として形成されている、請求項１に記載のヘッドライト。
3. 下方部分に、遮光板（Ｍ）が引込位置にあるときにのみ利用され、レンズ（Ｌ）からハイビームが照射される時に寄与する、最低１つの複合表面（３ａ、３ｂ、３ｃ）を備える、請求項１または２に記載のヘッドライト。
4. 上方部分に、レンズの外郭の上方に光を反射させ、ロービームとハイビームの両方に寄与する、最低１つの複合表面（７）を有する、請求項１〜３のいずれか１つに記載のヘッドライト。
5. 遮光板（Ｍ）は、光軸（Ａ−Ａ）と直交し、かつ長手方向軸と直交する水平軸の周りを回転して収納されるようになっている、請求項１〜４のいずれか１つに記載のヘッドライト。
6. レンズは凸レンズ（Ｌ）である、請求項１〜５のいずれか１つに記載のヘッドライト。
7. レンズ（Ｌ）は、放射状に突出しているタブ（６）を有するフレーム（５）に取付けられており、レンズ（Ｌ）とハウジングの間に、光線が通過しうる隙間を有する状態でレンズが固定されている、請求項６に記載のヘッドライト。
8. レンズの両側面は、垂直な直線状となっている、請求項６または７に記載のヘッドライト。
9. 遮光板（Ｍ）は、ステッピングモータによって制御されるようになっている、請求項１〜８のいずれか１つに記載のヘッドライト。
10. ステッピングモータによる制御により、照射光のカットオフ線を、従来のロービームと比較して、１０分の数度、具体的には０．２°〜０．６°上げる、「高速道路」モードの照射を可能とするようになっている、請求項９に記載のヘッドライト。
11. ハウジングとレンズの外郭の間の隙間の下方に、パーキングライト（Ｖ）が組み込まれている、請求項７に記載のヘッドライト。
12. 上述の遮光板（Ｍ）を、上述の最大作動位置と引込位置との間にある、最低１つの中間位置とすることにより、遮光板（Ｍ）が上述の最大作動位置にある時よりも高いカットオフの光を照射しうるようになっている、請求項１〜１１のいずれか１つに記載のヘッドライト。

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