JP3223751B2 - 放電灯を設けた自動車用前照灯 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光源として放電灯が設
けられている自動車用の前照灯に関するものであって、
簡単な構造として単純な作動とによって、すれ違いビー
ムと走行ビームとが切り替えられるように改良した発明
である。

【０００２】

【従来の技術】自動車用前照灯は、対向車が有る時に用
いるすれ違い配光パターンを形成するすれ違いビーム
と、対向車が無い時に用いる走行配光パターンを形成す
る走行ビームとの切り替え機能を必要とする。こうした
機能を果たすために各種の方式や機構が公用，公知であ
る。これらの方式を大別すると、すれ違いビーム専用の
前照灯２個と走行ビーム専用の前照灯２個とを１台の車
体に装着した４灯式と呼ばれる方式と、すれ違い・走行
の切替可能な前照灯２個を１台の車体に装着した２灯式
と呼ばれる方式とが有る。製造価格が安価であり、装着
スペースが小さくて済むという面では２灯式が有利であ
る。２灯式の中にも、すれ違い・走行の切替えを行なう
具体的な構造は多数知られており、例えばプロジェクタ
型前照灯の主要構成部材であるシェードを移動させる構
造も種々提案されている。また、１個の電球のガラス管
内に複数個のフィラメントやシェードを設けて、該複数
個のフィラメントの通電を切り替える技術も種々提案さ
れ、実用もされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】放電灯は、色調が白色
に近く、エネルギー効率が良いので、自動車用前照灯の
光源として使用するための研究が行なわれており、放電
灯特有の欠点（例えば紫外線による合成樹脂材料の劣化
や、高電圧における漏電など）も順次に改善されてい
る。そして、放電灯を光源として用いた前照灯において
すれ違いビームを形成する技術や走行ビームを形成する
技術も開発されている。しかし乍ら、放電灯を光源とし
て用いた２灯式の前照灯において、該放電灯の発光状態
を一定に保ったままで、光源以外の光学的部材を単純
に、かつ僅かな距離だけ動かして、すれ違いビーム・走
行ビームを有効に切り替える技術は未だ開発されていな
い。本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであっ
て、放電灯を光源として設置した前照灯を適用の対象と
し、放電灯やレンズを移動させることなく、リフレクタ
の一部分を短距離（灯具の大きさにもよるが、概ね数ミ
リメートル程度）単純に動かすことによってすれ違い・
走行の切り替えを行ない得る自動車用前照灯を提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、遮光ストライプ塗装を施された放電灯を
利用する。この種の放電灯は、例えばＤ２Ｒ型バルブと
して規格化され、量産されて市販されている公知の部材
であって、その入手に何らの困難は無い。図５は遮光ス
トライプ塗装を施された放電灯の１例としてのＤ２Ｒ型
バルブを説明するために示したものであって、（Ａ）は
外観斜視図、（Ｂ）は遮光ストライプの作用を表す模式
図である。前記の目的（すれ違い・走行ビーム切替）を
達成するため本発明に係る自動車用前照灯の構成は、遮
光ストライプ塗装を施された放電灯の放電部が光軸上に
配設されており、上記放電部で発生するアークが光軸と
ほぼ同方向になっていて、かつ、回転放物面状のリフレ
クタを具備している自動車用の前照灯において、リフレ
クタの反射面に生じる遮光ストライプの影に沿って該リ
フレクタが上下に２分されており、２分されたリフレク
タの上半部が放電灯に対して相対的に動かないように設
置されるとともに、２分されたリフレクタの下半部は放
電灯に対して相対的に、光軸とほぼ平行な方向に移動せ
しめられるように構成されていて、上記リフレクタの下
半部が前照灯の投光方向に前進すると、該リフレクタ下
半部の焦点が前記のアークよりも前方に位置して、リフ
レクタ上半部の反射光束とリフレクタ下半部の反射光束
とが重畳されてすれ違いビームを形成し、前記リフレク
タの下半部が後退すると、該リフレクタ下半部の焦点が
前記アークの中央よりも後方寄りに位置して、リフレク
タ上半部の反射光束とリフレクタ下半部の反射光束とが
協働して走行ビームを形成するようになっていることを
特徴とする。

【０００５】（図５（Ａ）参照）このＤ２Ｒ型の放電灯
１は、ソケット１ａに放電管１ｂが取り付けられてお
り、該放電灯１ｂを覆って外管１ｃが設置されるととも
に、該外管１ｃに遮光ストライプ塗装１ｄが施されてい
る。このＤ２Ｒ型の放電灯１をリフレクタに装着して矢
印ｂ方向に見ると図５（Ｂ）のごとくであって、リフレ
クタ２の中央付近に放電灯１が位置している。この放電
灯１が発光するとリフレクタ２の反射面はその光を受け
るが、前記の遮光ストライプ塗装１ｄによって、影３
ａ，影３ｂが出来る。本発明は、上記の影３ａ，３ｂに
沿って切れ目を入れる。

【０００６】すなわち、これら帯状の影３ａ，３ｂの真
中を通るように切れ目を入れて、リフレクタを２分割
し、リフレクタの下半部を光軸方向に（図５（Ｂ）にお
いて紙面と直角方向に）移動させる。

【０００７】

【作用】前述の手段によると、リフレクタが上下に２分
割されていて、上半部は光源である放電灯に対して動か
ないので、該放電灯から出射してリフレクタの上半部で
反射される光束の光路は変化しない。変化せずに配光パ
ターンの下半部を照明する。そしてリフレクタの下半部
は光軸方向に前後進する。該下半部の前後進に伴って該
下半部の焦点位置も前後に移動する。リフレクタ下半部
が後退して、その焦点が光源であるアークの後寄りにな
ると、該アークから出射してリフレクタ下半部（後退位
置）で反射した光束は配光パターンの上半部を照明す
る。従って、配光パターンの下半部を照明するリフレク
タ上半部の反射光束と協働して走行ビームを形成する。
リフレクタの下半部が前進して、その焦点が光源である
アークの前方に位置すると、該アークから出射した光束
は焦点の後方の光源から出射した光束として作用し、反
射光束は光軸よりも下向きになる。このため、配光パタ
ーンの下半部を照明するリフレクタ上半部の反射光束と
重畳してすれ違いビームを形成する。前記のようにリフ
レクタを上下に分割する場合、別段の考慮を払わずに切
目を入れて分割すると、該切目の所がリフレクタとして
の無効部になったり、有害な迷光を生じたりする虞れ無
しとしないが、本発明においては入射光の存在しない影
の部分（遮光ストライプの影の部分）に反って切目を設
けてリフレクタを分割するので、何らの光損失や有害光
を生じない。本発明においては、リフレクタを上下に２
分割して、その下半部を光軸方向に前後進させるという
簡単な構成であるから製造コストが安価であり、リフレ
クタ下半部の前，後移動距離は放電灯のアーク長さと大
差の無い短距離であり、その移動の形態は旋回などを伴
わない単純な平行移動であるから、リフレクタ下半部の
移動を案内して駆動する機構の構成も安価であり、しか
も、簡単な構成と単純な作動との結果として、作動信頼
性が高く耐久性に優れている。

【０００８】

【実施例】次に、図１ないし図４を順次に参照しつつ、
本発明の実施例を説明する。図２は本発明に係る放電灯
を設けた自動車用前照灯の１実施例を示し、（Ａ）はリ
フレクタを抽出して描いた正面図、（Ｂ）は放電灯とリ
フレクタとを描いた斜視図である。本実施例のリフレク
タ４の中央部には放電灯取付孔４ａが設けられている。
図示を省略するが、上記の放電灯取付孔４ａに放電灯を
取り付けて発光させると、リフレクタ４の反射面が上記
放電灯からの出射光によって照らされる。そして、先に
図５（Ａ）に示したような遮光ストライプ塗装を施され
た放電灯を用いると、図５（Ｂ）について説明した理由
によって、遮光ストライプの影３ａ，３ｂを生じる。上
記の影３ａ，３ｂは、放電管の遮光ストライプ塗装の幅
に対応する幅を有する帯状をなすので、その幅方向の中
央に位置せしめて切目４ｂ，４ｃを入れ、このリフレク
タ４を上下に分割してリフレクタ下半部４ｄとリフレク
タ上半部４ｅとを構成する。ただし、切目を入れて分割
するという表現は、構造の理解に便なるごとく説明した
ものであって、本発明を実施する際に一体のリフレクタ
を成形して切断するという意味ではない。実際には、リ
フレクタ下半部４ｄとリフレクタ上半部４ｅとをそれぞ
れ別体に成形した後に組み立てることが望ましい。図３
は上記実施例の自動車用前照灯を、光軸を含む垂直面で
切断して描いた側面断面図である。自動車用前照灯は一
般に、その光軸方向を調整し得るように構成されている
が、本発明においては説明の便宜上、光軸が動かない場
合について、構造，機能を説明することにする。すなわ
ち、本図３に示した光軸Ｚが傾動される場合は、図示さ
れた構成部材の全部が該光軸Ｚと一緒に傾動する。放電
灯１は、その発光部であるアークａを光軸Ｚ上に位置せ
しめるとともに、該アークａがＺ軸方向となるように設
置されている。そして、リフレクタ上半部４ｅは上記放
電灯１に対して相対的に固定されている。一方、リフレ
クタ下半部は、その光軸を図示の矢印Ｚと一致せしめつ
つ、図の左右方向に前，後進できるようになっている。
すなわち、前記のリフレクタ上半部４ｅに対しブラケッ
ト９を介して固定的に設置されているリフレクタ駆動用
のソレノイドコイル５によって、リフレクタ下半部・前
進位置４ｄ₁とリフレクタ下半部・後退位置４ｄ₂との間
を往復平行移動せしめられる。

【０００９】図３について以上に説明した構成により、
リフレクタ上半部４ｅの焦点位置は放電灯１のアークａ
の位置に対して相対的に固定されいて移動しない。そし
てリフレクタ下半部の焦点位置は放電灯のアークａの位
置に対して相対的に図の左右方向に移動する。従って、
リフレクタ下半部の焦点位置に対するアークａの位置が
前，後に移動したのと同様の現象を生じ、反射光のパタ
ーンが変わる。図４は上記実施例において光軸Ｚ上に位
置する放電灯のアークと、リフレクタ上半部の焦点位置
と、リフレクタ下半部が前進したときの焦点位置と、該
リフレクタ下半部が後退したときの焦点位置とを描くと
ともに、これらの関係寸法を付記した図表である。本図
４に示した矢印Ｚは光軸であって、矢印は当該自動車用
前照灯の投光方向を向いている。本発明における前，後
の呼称は、投光方向を前とし、その反対方向を後とす
る。上記光軸Ｚの上に、該光軸Ｚと同方向に、放電管の
アークａが位置している。図示の寸法Ｌ₁はアークの長
さを表わし、本実施例においては４．２ｍｍである。リ
フレクタ上半部の焦点位置Ｆｕは上記のアークａに対し
て固定点であり、アークａの後端から後方に距離Ｌ₂の
点に在る。本実施例における上記の距離Ｌ₂の実寸は
２．５ｍｍである。図示の点Ｆｄ₁は、リフレクタ下半
部が前進したときの該リフレクタ下半部の焦点位置であ
って、アークａの前端よりも距離Ｌ₄だけ前方に位置し
ている。本実施例における上記の距離Ｌ₄の実寸は２．
５ｍｍである。そして、該リフレクタ下半部が後退する
と、その焦点位置は図示の点Ｆｄ₂に移動する。この点
Ｆｄ₂はアークａの後端よりも距離Ｌ₃だけ前方に位置し
ており、該距離Ｌ₃の実寸は０．８ｍｍである。従っ
て、リフレクタ下半部の前，後進移動距離Ｌ₅は、 Ｌ₅＝Ｌ₄＋Ｌ₁−Ｌ₃ となり、本実施例における上記の移動距離Ｌ₅の実寸は
５．９ｍｍである。

【００１０】回転放物面状リフレクタの焦点位置から出
射して該放物面状リフレクタで反射された光は光軸と平
行に進行するが、本図４に示されたように光源であるア
ークａと焦点位置とが前後方向にずれているため、リフ
レクタ下半部が前進した場合と後退した場合とのそれぞ
れにおいて、次のような配光パターンが出来る。図１は
本発明に係る放電灯を設けた自動車用前照灯の１実施例
におけるリフレクタ下半部の前，後進に伴う配光パター
ンの変化を説明するために示したものであって、（Ａ−
１）はリフレクタ下半部後退時の模式的な断面側面図、
（Ａ−２）はリフレクタ下半部後退時の配光パターン図
表、（Ｂ−１）はリフレクタ下半部前進時の模式的な断
面側面図、（Ｂ−２）はリフレクタ下半部前進時の配光
パターン図表である。本図１（Ａ−１）に示すように、
リフレクタ上半部４ｅの焦点Ｆｕは光源であるアークａ
よりも後方に位置している。すなわち、アークａは回転
放物面状のリフレクタ上半部４ｅの焦点Ｆｕよりも前方
に位置している。いま仮に、リフレクタ上半部の焦点位
置Ｆｕから回転放物面状のリフレクタ上半部４ｅ上の点
ｐに入射した光束を考えると、矢印ｃのように光軸Ｚと
平行に反射されるが、アークａは上記の焦点位置Ｆｕよ
りも前方に位置しているので、該アークａから出射して
前記の点ｐに入射した光束は矢印ｄのように光軸Ｚより
も下方に向けて反射される。

【００１１】当該自動車用前照灯を、光軸Ｚが水平とな
るように支持して、その前方数十メートルに設置したス
クリーンを照明すると、リフレクタ上半部からの反射光
束は本図１（Ａ−２）に符号６で示したように、ほぼ水
平線Ｈ−Ｈの下方を照明する。詳しくは、対向車線側
（本例においては垂直線Ｖ−Ｖの右側）では水平線Ｈ−
Ｈの上方にはハミ出さず、自己車線側（左側）では若干
水平線Ｈ−Ｈの上方を照明しカットラインＣｕｔを形成
している。

【００１２】前記の図１（Ａ−１）の状態で、リフレク
タ下半部は後退位置４ｄ₂となり、その焦点は図示の点
Ｆｄ₂に位置している。すなわち、リフレクタ下半部に
ついて見ると、光源であるアークａはほぼ焦点Ｆｄ₂付
近に有り、該焦点Ｆｄ₂を含んでおり、該アークａの大
半の部分は焦点Ｆｄ₂よりも前寄りに位置し、該アーク
ａの一部分は焦点Ｆｄ₂の後方に位置している。アーク
ａの内、焦点Ｆｄ₂付近から出射した光束は光軸Ｚと平
行に反射される。光軸Ｚと平行な反射光がスクリーンに
達すると、（Ａ−２）図の中央の点Ｏ付近を照明する。
そして、アークａの内、焦点Ｆｄ₂よりも前側に位置す
る大部分から出射してリフレクタ下半部・後退位置４ｄ
₂で反射された光束は、光軸Ｚよりも上向きに反射され
る。上記上向きの反射光がスクリーンに到達すると（Ａ
−２）図に符号７で示したように、Ｈ−Ｈラインの上方
を照明する。このようにして、リフレクタ上半部の配光
エリア６と、リフレクタ下半部・後退時配光エリアとが
補完し合って走行用配光パターンが（Ａ−２）図のごと
く形成される。

【００１３】次に、リフレクタ下半部が後退した状態に
ついて、（Ｂ−１）図を参照して考察する。リフレクタ
下半部が後退してもリフレクタ上半部４ｅは移動しない
ので、その焦点Ｆｕはアークａの後方に位置している。
このため、（Ｂ−２）図に示したリフレクタ上半部配光
エリア６は、先に（Ａ−２）図について説明したリフレ
クタ上半部配光エリア６と同様である。すなわち、対向
車線側（右側）はＨ−Ｈラインよりも上方にハミ出さ
ず、自己車線側（左側）はＨ−Ｈラインの上方に張り出
してカットラインＣｕｔでカットされ、すれ違い配光パ
ターンを形成するに適したようになっている。ただし、
（Ｂ−２）図に示しているのはリフレクタによる反射光
束を調光することなく、直接にスクリーンを照射したと
きのパターンであって、実際にはこのパターンがプリズ
ムレンズで左右方向に拡散されて所望の配光パターンに
整えられる。しかし、所望の配光パターンとなるように
プリズムレンズで調光するためには、リフレクタによる
反射ビームが調光に適した特性になっていることを必要
とする。こうした意味で、リフレクタ上半部配光エリア
６は、所望のすれ違い配光パターンに調光するに適した
特性を示している。そして、リフレクタ下半部が前進位
置４ｄ₁になっている（Ｂ−１）図においては、リフレ
クタ下半部・前進時焦点位置Ｆｄ₁がアークａの前方に
位置している。すなわち、リフレクタ下半部について考
察すると、光源であるアークａが焦点の後方に位置して
いる。いま仮に、焦点Ｆｄ₁から出射してリフレクタ下
半部上の１点ｑで反射する光束を考えると、矢印ｅのよ
うに光軸Ｚと平行になる。そして、上記の焦点Ｆｄ₁よ
りも後方に位置するアークａから出射して上記の点ｑで
反射した光束は矢印ｆのように、光軸Ｚよりも下向きに
なる。この下向き加減の反射光束はスクリーンの上で、
（Ｂ−２）図に符号８で示したリフレクタ下半部・前進
時配光エリアのようにＨ−Ｈラインから離間して下方を
照射し、前述したリフレクタ上半部配光エリア６と重畳
する。先に述べたように、リフレクタ上半部配光エリア
６の輪郭は、プリズムレンズで左右に拡散して調光する
と好適なすれ違い配光パターンが得られる形状である。

【００１４】こうしたリフレクタ上半部配光エリアの上
に、リフレクタ下半部・前進時配光エリアが（Ｂ−２）
図のように重畳されると、照明エリアの中央部照度が上
昇して、いっそう運転し易い配光パターンとなり、しか
も、Ｈ−Ｈラインの下方を増光するので対向車に眩惑を
与える虞れが無い。こうした作用は、図４について説明
したようにリフレクタ下半部を前，後進させることによ
って行なわれ、しかもその移動距離は、例えば５．９ｍ
ｍというように僅少である。その上、リフレクタ下半部
の移動は単純な往復平行移動であって、旋回などを伴わ
ず、かつ、前進位置と後退位置とが位置決めされれば足
り、ファインコントロールを要しないので、例えば図３
の実施例のように安価な駆動ソレノイドコイル５によっ
て駆動すれば足り、かつ作動信頼性が高く、耐久性も優
れた構成とすることが容易であり、生産性も良い。

【００１５】

【発明の効果】本発明を適用すると、リフレクタが上下
に２分割されていて、上半部は光源である放電灯に対し
て動かないので、該放電灯から出射してリフレクタの上
半部で反射される光束の光路は変化しない。変化せずに
配光パターンの下半部を照明する。そしてリフレクタの
下半部は光軸方向に前後進する。該下半部の前後進に伴
って該下半部の焦点位置も前後に移動する。リフレクタ
下半部が後退して、その焦点が光源であるアークの後寄
りになると、該アークから出射してリフレクタ下半部
（後退位置）で反射した光束は配光パターンの上半部を
照明する。従って、配光パターンの下半部を照明するリ
フレクタ上半部の反射光束と協働して走行ビームを形成
する。リフレクタの下半部が前進して、その焦点が光源
であるアークの前方に位置すると、該アークから出射し
た光束は焦点の後方の光源から出射した光束として作用
し、反射光束は光軸よりも下向きになる。このため、配
光パターンの下半部を照明するリフレクタ上半部の反射
光束と重畳してすれ違いビームを形成する。前記のよう
にリフレクタを上下に分割する場合、別段の考慮を払わ
ずに切目を入れて分割すると、該切目の所がリフレクタ
としての無効部になったり、有害な迷光を生じたりする
虞れ無しとしないが、本発明においては入射光の存在し
ない影の部分（遮光ストライプの影の部分）に沿って切
目を設けてリフレクタを分割するので、何らの光損失や
有害光を生じない。本発明においては、リフレクタを上
下に２分割して、その下半部を光軸方向に前後進させる
という簡単な構成であるから製造コストが安価であり、
リフレクタ下半部の前，後移動距離は放電灯のアーク長
さと大差の無い短距離であり、その移動の形態は旋回な
どを伴わない単純な平行移動であるから、リフレクタ下
半部の移動を案内して駆動する機構の構成も安価であ
り、しかも、簡単な構成と単純な作動との結果として、
作動信頼性が高く耐久性に優れているという優れた実用
的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電灯を設けた自動車用前照灯の
１実施例におけるリフレクタ下半部の前，後進に伴う配
光パターンの変化を説明するために示したものであっ
て、（Ａ−１）はリフレクタ下半部後退時の模式的な断
面側面図、（Ａ−２）はリフレクタ下半部後退時の配光
パターン図表、（Ｂ−１）はリフレクタ下半部前進時の
模式的な断面側面図、（Ｂ−２）はリフレクタ下半部前
進時の配光パターン図表である。

【図２】本発明に係る放電灯を設けた自動車用前照灯の
１実施例を示し、（Ａ）はリフレクタを抽出して描いた
正面図、（Ｂ）は放電灯とリフレクタとを描いた斜視図
である。

【図３】上記実施例の自動車用前照灯を、光軸を含む垂
直面で切断して描いた側面断面図である。

【図４】上記実施例において光軸Ｚ上に位置する放電灯
のアークと、リフレクタ上半部の焦点位置と、リフレク
タ下半部が前進したときの焦点位置と、該リフレクタ下
半部が後退したときの焦点位置とを描くとともに、これ
らの関係寸法を付記した図表である。

【図５】遮光ストライプ塗装を施された放電灯の１例と
してのＤ２Ｒ型バルブを説明するために示したものであ
って、（Ａ）は外観斜視図、（Ｂ）は遮光ストライプの
作用を表す模式図である。

【符号の説明】

１…放電灯、１ａ…ソケット、１ｂ…放電管、１ｃ…外
管、１ｄ…遮光ストライプ塗装、２…リフレクタ、３
ａ，３ｂ…遮光ストライプの影、４…リフレクタ、４ａ
…放電灯取付孔、４ｂ，４ｃ…切目、４ｄ…リフレクタ
下半部、４ｄ₁…リフレクタ下半部・前進位置、、４ｄ₂
…リフレクタ下半部・後退位置、４ｅ…リフレクタ上半
部、５…リフレクタ駆動ソレノイドコイル、６…リフレ
クタ上半部配光エリア、７…リフレクタ下半部・後退時
配光エリア、８…リフレクタ下半部・前進時配光エリ
ア、ａ…放電管に発生するアーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F21S 8/10 F21V 7/16 F21V 14/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遮光ストライプ塗装を施された放電灯の
   放電部が光軸上に配設されており、上記放電部で発生す
   るアークが光軸とほぼ同方向になっていて、かつ、回転
   放物面状のリフレクタを具備している自動車用の前照灯
   において、 リフレクタの反射面に生じる遮光ストライプの影に沿っ
   て該リフレクタが上下に２分されており、 ２分されたリフレクタの上半部が放電灯に対して相対的
   に動かないように設置されるとともに、２分されたリフ
   レクタの下半部は放電灯に対して相対的に、光軸とほぼ
   平行な方向に移動せしめられるように構成されていて、 上記リフレクタの下半部が前照灯の投光方向に前進する
   と、該リフレクタ下半部の焦点が前記のアークよりも前
   方に位置して、リフレクタ上半部の反射光束とリフレク
   タ下半部の反射光束とが重畳されてすれ違いビームを形
   成し、 前記リフレクタの下半部が後退すると、該リフレクタ下
   半部の焦点が前記アークの中央部よりも後方寄りに位置
   して、リフレクタ上半部の反射光束とリフレクタ下半部
   の反射光束とが協働して走行ビームを形成するようにな
   っていることを特徴とする、放電灯を設けた自動車用前
   照灯。