JP2013032127A

JP2013032127A - 二輪車用ヘッドランプ

Info

Publication number: JP2013032127A
Application number: JP2011170036A
Authority: JP
Inventors: Tatsuma Kitazawa; 達磨北澤
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2013-02-14

Abstract

【課題】１つのランプでハイビーム配光とロービーム配光が得られ、かつコーナリング走行時に好適な配光を得ることを可能にした二輪車用ヘッドランプを提供する。
【解決手段】光源から出射した光の一部を遮光可能な可変シェード３と、遮光する領域を変化すべく当該可変シェード３を駆動制御するシェード駆動機構３５，３６，３７，３８を備えた二輪車用ヘッドランプであって、可変シェード３はランプ光軸Ｌｘに対して左右方向に配置され、それぞれ異なる領域を遮光可能な第１シェード３１と第２シェード３２を備えており、シェード駆動機構３５，３６，３７，３８は第１シェード３１及び第２シェード３２を独立して駆動制御することが可能な構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は二輪車のヘッドランプに関し、特に１つのヘッドランプでハイビーム配光とロービーム配光での光照射を可能にするとともに、二輪車のコーナリング走行時に安全走行に適した配光に制御することを可能にしたヘッドランプに関するものである。

二輪車用ヘッドランプには自動車と同様にハイビーム配光とロービーム配光を切り替えて光照射を行うものがあるが、二輪車はコーナリング時に車体をカーブ内側に傾けて走行するため、ロービーム配光時にこのような傾き、いわゆるバンクが生じると路面に対する配光パターンが変化してコーナリング先の光照射が不十分なものになり易い。そのため、二輪車における車体の傾き角、すなわちバンク角に対応してコーナリング走行時の配光を調整することが行われている。特許文献１ではバンク角に応じてヘッドランプ内に設けたシェード（遮光板）の角度を可変制御することでロービーム配光の配光パターンを調整し、コーナリング先の光照射を補償する技術が提案されている。また、特許文献２ではヘッドランプに複数のサブランプを付設し、バンク角に応じてサブランプを追加点灯することでコーナリング先におけるコーナリング配光での光照射の不足を補償している。

特開２００２−３４７６８０号公報特開２００８−１３０５号公報

このような二輪車のコーナリング走行時にヘッドランプの配光をバンク角の変化に追従させて調整する従来技術について検討すると、特許文献１のヘッドランプはシェードによりロービーム配光の配光パターンを一義的に決定しており、その上でバンク角の変化に追従してシェードの傾き角を調整することにより当該ロービーム配光の鉛直方向の傾きを制御するものである。そのため、ロービーム配光のヘッドランプのみを対象とするものとなり、ハイビーム配光が必要とされる場合にはハイビーム配光用のヘッドランプを別ランプとして装備する必要があり、少なくとも２つのヘッドランプを装備する必要がある。また、特許文献２はバンク角の変化で光照射が不足される領域をサブランプで照射する技術であり、光照射の不足による問題は生じないが、サブランプを設けることでヘッドランプを構成するランプ数が多くなる。このように、特許文献１と２のヘッドランプはいずれも所要の配光を得るためには複数のランプを備える必要があり、ヘッドランプ全体の構成が複雑になり、ヘッドランプの軽量化、小型化を図る上での障害になるとともに低コスト化が困難になる。

本発明の目的は１つのランプでハイビーム配光とロービーム配光での光照射を実現するとともに、コーナリング走行時に好適な配光を得ることを可能にした二輪車用ヘッドランプを提供するものである。

本発明は光源から出射した光の一部を遮光可能な可変シェードと、遮光する領域を変化すべく当該可変シェードを駆動制御するシェード駆動機構を備えた二輪車用ヘッドランプであって、可変シェードはランプ光軸に対して左右方向に配置され、それぞれ異なる領域を遮光可能な第１シェードと第２シェードを備えており、シェード駆動機構は第１シェード及び第２シェードを独立して駆動制御することが可能に構成されていることを特徴とする。

本発明において、第１シェードと第２シェードはそれぞれロービーム配光での光照射領域の左側領域と右側領域のカットオフラインを形成する構成とすることが好ましい。また、シェード駆動機構は、少なくとも二輪車のバンク角の変化に基づいて第１と第２のシェードを駆動制御する構成とすることが好ましい。

本発明によれば、第１と第２のシェードをシェード駆動機構により駆動制御することによりハイビーム配光とロービーム配光を切り替えることができる。また、第１と第２のシェードを二輪車のバンク角に基づいて駆動制御することにより、バンク角の変化に対応した好適な配光が得られる。これにより１つのランプで種々の配光に切り替えることが可能なヘッドランプが構成でき、ヘッドランプの軽量化及び小型化とともに、低コスト化を実現することが可能になる。

本発明のヘッドランプを適用した二輪車の概略斜視図。実施形態１のヘッドランプの縦断面図。可変シェードを含むヘッドランプの要部の概略斜視図。可変シェードを後方から見た図。ハイビーム配光とロービーム配光の切り替えを説明するための可変シェードの動作図と配光図。コーナリング走行でのバンク角に伴うロービーム配光の制御を説明するための可変シェードの動作図と配光図。実施形態の制御の変形を説明するための可変シェードの動作図と配光図。

（実施形態１）
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を自動二輪車（オートバイ）ＡＢのヘッドランプＨＬに適用した概略構成を示す図であり、自動二輪車ＡＢの前部に本発明にかかるヘッドランプＨＬが装備されている。このヘッドランプＨＬはランプ制御ユニットＬＣＵからのランプ制御信号によって点灯・消灯、及び配光が制御されるようになっている。このランプ制御ユニットＬＣＵには運転者の操作によりオン・オフされるランプ点灯スイッチＳＬと、配光をロービーム配光又はハイビーム配光の各配光パターンに切り替える配光制御スイッチＳＰが接続されている。また、自動二輪車ＡＢの車体には車体が鉛直線に対して左右に傾斜したときの傾斜角、すなわちバンク角を検出するバンク角センサＳＢが設けられ、前記ランプ制御ユニットＬＣＵに接続されている。このバンク角センサＳＢは例えばジャイロセンサで構成されており、検出したバンク角を前記ランプ制御ユニットＬＣＵに出力する。

図２は前記ヘッドランプＨＬの構成を説明するための断面図であり、ランプ光軸Ｌｘに沿った縦断面図である。ヘッドランプＨＬはランプボディ１１と、透明板からなる前面カバー１２とで構成されるランプハウジング１を有し、このランプハウジング１内に配置されたランプユニット２を有している。このランプユニット２は、ここではプロジェクタ型ランプとして構成されており、回転楕円形を基本にして内面を反射面に構成したリフレクタ２１と、このリフレクタ２１内に支持された光源としてのバルブ（電球）２２と、当該リフレクタ２１の前面開口に筒状のホルダ２３により支持された照射レンズ２４を備えている。また、前記ホルダ２３には配光に寄与しない光を遮光するための固定シェード２５が一体的に設けられている。前記バルブ２２は前記リフレクタ２１の第１焦点Ｆ１に配置され、前記ランプ制御ユニットＬＣＵに電気接続されている。また、前記リフレクタ２１の第２焦点Ｆ２は前記照射レンズ２４の後側焦点にほぼ一致されている。この第２焦点Ｆ２の近傍位置には大略でランプ光軸Ｌｘよりも下側領域を遮光するための可変シェード３が配設されている。すなわち、このランプユニット２では、バルブ２２から出射された光はリフレクタ２１で反射されて第２焦点Ｆ２に集光され、さらに第２焦点Ｆ２から照射レンズ２４に投射された上で照射レンズ２４を透して前方に向けて照射されるが、このときリフレクタ２１で反射された光の一部を可変シェード３によって遮光することにより所望の配光パターンに制御することが可能である。

図３は前記ランプユニット２の可変シェード３を含む部分の概略斜視図、図４は可変シェード３を後方から見た図である。可変シェード３はランプユニット２の後方から見て（以下、方向については同じである）、ランプ光軸Ｌｘよりもほぼ下側の領域で、かつ主に当該ランプ光軸Ｌｘよりも右側の領域を遮光することが可能な第１シェード３１と、同じくランプ光軸Ｌｘよりもほぼ下側の領域で、かつ主に当該ランプ光軸Ｌｘよりも左側の領域を遮光することが可能な第２シェード３２とで構成されている。なお、以降は第１シェード３１を右シェード、第２シェード３２を左シェードと称する。右シェード３１は光を透過しない所要の板厚の板材で形成されており、ランプ光軸Ｌｘに直交する方向に沿って配設されるとともに、右端寄り部分に設けられた傾動軸３３によって前記ホルダ２３に支持され、この傾動軸３３を中心にして所要の角度範囲で上下方向（鉛直方向）に傾動可能とされている。左シェード３２は光を透過しない２枚の薄い板材で構成され、これら２枚の板材で前記右シェード３１をランプ光軸Ｌｘ方向に挟むように構成されている。この左シェード３２は２枚の板材が左端寄りの部分において一体化されるとともに、この左端寄り部分に設けられた傾動軸３４によって前記ホルダ２３に支持され、この傾動軸３４を中心にして所要の角度範囲で上下方向に傾動可能とされている。

また、前記右シェード３１は右端寄り部分の下縁部に円弧状にギヤ歯を配列したセクタギヤ３５が一体に形成されており、前記ホルダ２３に支持された右モータ３７の回転軸に固着した駆動ギヤ３７ａに歯合されている。そのため、右モータ３７が回転すると、駆動ギヤ３７ａとセクタギヤ３５との歯合によって右シェード３１は左シェード３２に挟まれた位置において傾動軸３３を中心にして全体が上下方向に傾動されることになる。同様に、前記左シェード３２は左端寄り部分の下縁部にセクタギヤ３６が一体に形成されており、前記ホルダ２３に支持された左モータ３８の回転軸に固着した駆動ギヤ３８ａに歯合されている。そのため、左モータ３８が回転すると、駆動ギヤ３８ａとセクタギヤ３６との歯合によって左シェード３２は右シェード３１を挟む位置において傾動軸３４を中心にして全体が上下方向に傾動されることになる。これら右シェード３１と左シェード３２を傾動するためのセクタギヤ３５，３６，モータ３７，３８、駆動ギヤ３７ａ，３８ａ等からなる構成体は本発明におけるシェード駆動機構を構成するものである。

さらに、前記右シェード３１と左シェード３２はそれぞれリフレクタ２１内の前記ランプ光軸Ｌｘよりも下側領域の光を遮光するように横に長いほぼ矩形をした形状に形成され、かつ両シェード３１，３２の各上縁部はほぼ一直線となるように水平方向に延長されている。その一方で、両シェード３１，３２はそれぞれの上縁部の先端側の部位、すなわち右シェード３１ではランプ光軸Ｌｘよりも左側の部位３１ａ、左シェード３２ではランプ光軸Ｌｘよりも右側の部位３２ａはそれぞれ先端に向けて下方に傾斜した形状とされている。これにより右シェード３１と左シェード３２はランプユニット２が光照射する領域のうち、それぞれ異なる領域を遮光することが可能とされている。なお、この異なる領域を遮光するということは、一部に共通する領域を含んでいることを否定するものではない。これら右シェード３１と左シェード３２のそれぞれ下方に傾斜した部位３１ａ，３２ａの上縁部は後述の説明から判るように、ロービーム配光の斜めカットオフラインを構成するためのものである。

一方、前記右モータ３７と左モータ３８は前記ランプ制御ユニットＬＣＵに接続されており、このランプ制御ユニットＬＣＵにより両モータ３７，３８の回転が制御される。ランプ制御ユニットＬＣＵには前記ランプ点灯スイッチＳＬ、前記配光制御スイッチＳＰ、前記バンク角センサＳＢが接続されており、これらスイッチ及びセンサの出力を受けて前記両モータ３７，３８を同時にあるいは個々に回転制御し、この回転制御により前記左右の両シェード３１，３２を同時あるいは独立して傾動制御するようになっている。

以上の構成のヘッドランプＨＬ（ランプユニット２）では、二輪車の乗員がランプ点灯スイッチＳＬをオンにするとランプ制御ユニットＬＣＵはバルブ２２を発光させ、ヘッドランプＨＬは点灯状態となる。このとき、運転者が配光制御スイッチＳＰをハイビーム配光に設定すると、右モータ３７と左モータ３８はそれぞれ退避位置に回転駆動され、図５（ａ１）のように右シェード３１と左シェード３２はそれぞれ先端が最も下方に傾動した位置に制御される。そのため、両シェード３１，３２はリフレクタ２１の前側開口の広い領域、すなわち固定シェード２５の開口領域を殆ど開放する状態となり、バルブ２２から出射した光の殆どは両シェード３１，３２によって遮光されることなく照射レンズ２４に入射される。これにより、図５（ａ２）に示すように、二輪車ＡＢの前方の広い領域を光照射するハイビーム配光ＨｉＰに制御される。

一方、運転者が配光制御スイッチＳＰをロービーム配光に設定すると、右モータ３７と左モータ３８は基準位置に回転駆動され、図５（ｂ１）のように、右シェード３１と左シェード３２はそれぞれ基準傾動位置、すなわち両シェード３１，３２の上縁が水平方向にほぼ一直線となる傾動位置に制御される。そのため、バルブ２２から出射した光のうち、リフレクタ２１内のほぼ下半分に向けて反射された光は両シェード３１，３２によって遮光され、照射レンズ２４に入射されることはない。そのためリフレクタ２１内の上半分に向けて反射されて固定シェード２５の開口を透過した光が照射レンズ２４に入射される。これにより、図５（ｂ２）に示すように、二輪車ＡＢの前方のランプ光軸Ｌｘよりも下側の領域のみを光照射するロービーム配光ＬｏＰに制御される。このロービーム配光ＬｏＰのカットオフラインは左右のシェード３１，３２の上縁によって形成されるものであることは言うまでもない。

二輪車ＡＢがコーナリング走行する際に、ヘッドランプＨＬを前記したハイビーム配光ＨｉＰに制御している場合には、コーナリングによって二輪車ＡＢが内側に傾斜してバンク角が大きくなっても、ハイビーム配光による光照射領域は広いのでコーナリング先についても照明が確保されるため視認性が低下されることは殆どない。一方、対向車等に対する眩惑を防ぐために図６（ａ１）及び（ａ２）に示すように、ヘッドランプをロービーム配光ＬｏＰに制御している場合には、二輪車のコーナリング走行に伴うバンク角の増大によってコーナリング先の照明が不十分なものになり、視認性が低下する。例えば、図６（ｂ１）のように、左カーブ路をコーナリング走行する場合には二輪車ＡＢは左方向に傾いてバンク角θＢが大きくなるため、図６（ｂ２）のように、ロービーム配光ＬｏＰは当該バンク角θＢに伴って水平方向のカットオフラインが左に傾いた配光となり、二輪車前方の左側領域においてカットオフラインが極端に下方に移動されてしまい、コーナリング先の照明が不十分なものになる。

しかし、この実施形態では、バンク角センサＳＢはこのようなコーナリング走行に伴って生じるバンク角θＢを検出し、検出したバンク角をランプ制御ユニットＬＣＵに出力する。ランプ制御ユニットＬＣＵはこのバンク角θＢに基づいてバンク角と反対側のシェードを下方に傾動させる制御を実行する。すなわち、図６（ｃ１）に示すように、左カーブ路でのコーナリング走行において生じる左バンク角θＢに基づいて右モータ３７を駆動し、右シェード３１を下方に傾動する。このときの傾動角はバンク角の大きさに従う。この右シェード３１の下方への傾動により、右シェード３１により遮光されていた光が照射レンズ２４に入射されるようになる。これにより、図６（ｂ２）に示したロービーム配光ＬｏＰは図６（ｃ２）に示すように左側領域に付加照射領域ＡＰが付加され、二輪車ＡＢの前方の左側領域への光の照射量が増大する。このときのロービーム配光ＬｏＰの左側カットオフラインは左シェード３２の上縁３２ａで形成されることになって上方に移動した配光となる。これにより、コーナリング先である左カーブ路の光照射が確保されて視認性が改善し、安全走行の点で有利になる。

なお、図示は省略するが、右カーブ路をコーナリング走行する際には、二輪車が右方向に傾斜する右バンクによって図６（ｂ２）で示したとは反対にロービーム配光が右に傾いた配光となり、右カーブ路のコーナリング先の照明が不十分なものになるが、その際にはバンク角センサでＳＢ検出した右バンク角に基づいて左シェード３２を下方に傾動制御することにより右側領域のロービーム配光のカットオフラインを上方に移動させ、右カーブ路のコーナリング先の光照射を確保して視認性を改善することができる。

このようにヘッドランプの可変シェード３をそれぞれ独立して傾動制御される第１シェードと第２シェード、すなわち右シェード３１と左シェード３２で構成し、二輪車ＡＢに生じるバンク角に基づいて左右の各シェード３１，３２の傾動角を制御することにより二輪車のコーナリング走行においてもコーナリング先の光照射を確保して視認性を確保することができる。また、左右のシェード３１，３２を制御することによりハイビーム配光とロービーム配光を切り替えることもできる。さらに、説明を省略したが左右のシェード３１，３２の傾動角度を調整することで、特にランプ光軸Ｌｘよりも上側領域の配光パターンを調整し、異なる配光パターンのハイビーム配光やロービーム配光を得ることも可能になる。これにより種々の配光に切り替えることが可能なヘッドランプを１つのランプユニットで構成できるようになり、ヘッドランプの構成が簡略化でき、軽量化及び小型化とともに、低コスト化を実現することが可能になる。

ここで実施形態１ではバンク角センサＳＢで検出したバンク角に基づいて可変シェード３の制御を行っているが、二輪車ＡＢが右左折する際に運転者が操作する方向指示スイッチ（図示せず）に基づいて可変シェード３の制御を行うようにしてもよい。例えば、ロービーム配光時に方向指示スイッチが左に操作されたときには、図７（ａ）のように右モータ３７を駆動して右シェード３１を所定角度だけ下方に傾動する。これにより図７（ｂ）のように左側のカットオフラインが上方に移動されたロービーム配光ＬｏＰ２となり、左折しようとする左側領域の光照射領域が拡大される。したがって、左折に伴ってその後に二輪車ＡＢが左方向にコーナリング走行して左にバンクし、ロービーム配光ＬｏＰ２が左に傾いた場合でも、図７（ｃ）のように上方に移動されているカットオフラインにより左側領域の光照射が確保される。コーナリング走行に伴って二輪車ＡＢのバンク角が変化して行くときにはバンク角センサＳＢで検出したバンク角に基づいて可変シェード３を制御することでバンク角の変化に追従した好適な配光制御が行われることは言うまでもない。

また、二輪車ＡＢのハンドルの操舵角を検出する操舵角センサ（図示せず）の出力に基づいて可変シェード３の制御を行うようにしてもよい。例えば、二輪車が左カーブ路に進入してハンドルが左方向に操舵されたときには、図７（ａ）に示したように、右モータ３７を駆動して右シェード３１を所定角度だけ下方に傾動する。これにより図７（ｂ）に示したと同じように左側のカットオフラインが上方に移動されたロービーム配光ＬｏＰ２となり、進行しようとする左側領域の光照射領域が拡大される。二輪車ＡＢが左カーブ路をコーナリング走行する際には必然的に左バンクすることになり、そのためにロービーム配光ＬｏＰ２が左に傾いた場合でも、図７（ｃ）のように上方に移動されているカットオフラインにより左側領域の光照射が確保される。操舵角はカーブ路の曲率と相関を有し、このカーブ路の曲率は二輪車がコーナリング走行する際のバンク角とも相関を有するため、操舵角に応じて可変シェードの傾動角を制御することで、バンク角に基づいて可変シェードを制御する場合と同等に近い好適な配光制御が実現できる。

なお、実施形態１ではロービーム配光において左右の各シェード３１，３２の上縁が水平方向にほぼ一直線状に形成される例を示しているが、車両が左側通行の場合には、図示は省略するが右シェード３１を所定角度だけ下方に傾動した位置を基準位置に設定し、左側領域においてカットオフラインが左上がりに傾斜したロービーム配光に設定してもよい。これにより、二輪車ＡＢが直線走行する際において対向車の眩惑を防止する一方で自車線側の光照射領域を拡大することが可能になる。この場合においても１つのヘッドランプで当該配光が可能であるので、ヘッドランプの小型化、低コスト化が実現できる。

本発明は二輪車における小型化を図ったヘッドランプに採用することができる。

１ランプハウジング
２ランプユニット
３可変シェード
２１リフレクタ
２２バルブ（光源）
２３ホルダ
２４照射レンズ
２５固定シェード
３１右シェード（第１シェード）
３２左シェード（第２シェード）
３３，３４傾動軸
３５，３６セクタギヤ（シェード駆動機構）
３７，３８モータ（シェード駆動機構）
ＡＢ自動二輪車
ＨＬヘッドランプ
ＬＣＵランプ制御ユニット
ＳＬランプ点灯スイッチ
ＳＰ配光制御スイッチ
ＳＢバンク角センサ
θＢバンク角

Claims

光源から出射した光の一部を遮光可能な可変シェードと、前記遮光する領域を変化すべく前記可変シェードを駆動制御するシェード駆動機構を備えた二輪車用ヘッドランプであって、前記可変シェードはランプ光軸に対して左右方向に配置され、それぞれ異なる領域を遮光可能な第１シェードと第２シェードを備え、前記シェード駆動機構は前記第１シェード及び第２シェードを独立して駆動制御することが可能に構成されていることを特徴とする二輪車用ヘッドランプ。
前記第１シェードと第２シェードはそれぞれロービーム配光での光照射領域の左側領域と右側領域のカットオフラインを形成することを特徴とする請求項１に記載の二輪車用ヘッドランプ。
前記シェード駆動機構は、少なくとも二輪車のバンク角の変化に基づいて前記第１と第２のシェードを駆動制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の二輪車用ヘッドランプ。