JP3763036B2 - 車両用ヘッドランプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高輝度放電管を使用する車両用ヘッドランプに関するもので、特に、従来公知のＨ４型と称されるハロゲンランプと同様に、ハイビームとロービームの切り替えが可能な高輝度放電管を使用する車両用ヘッドランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ヘッドランプの主流を占めていたハロゲンランプに代わって、近時は少ない電力で多くの光量が得られ、路面や障害物などが一層見やすい高輝度放電管（High Intensity Discharge Lamp；以下、「ＨＩＤランプ」という。）が使用され始めているが、このＨＩＤランプは、Ｈ４型のハロゲンランプのようにハイビームとロービームの切り替えを行うことができない。
【０００３】
そこで、ＨＩＤランプでも、Ｈ４型のハロゲンランプと同様に、ハイビームとロービームの切り替えができる自動車の前照灯が、特開２００１−３５２１１号公報において提案されている。
【０００４】
この公報に開示された前照灯は、口金に配設された放電管の光源を遮蔽するシェードを、放電管の光軸方向に沿って前後にスライド移動させる駆動手段を備えた構造であって、前記シェードは、その脚部が口金を貫通して口金の裏側にロッド等で配置固定されたソレノイドの可動鉄片に連結され、この可動鉄片はスプリングで常に付勢されていて、ソレノイドが非作動状態では、シェードの遮蔽面が光源の位置に在って放電管の光を一部遮蔽してロービームの配光となり、ソレノイドのコイルに通電して可動鉄片をスプリングの応力に抗して引き込み、シェードをスライド移動させて放電管の光源の位置から遮蔽面がずらすと、光源から概ね全方位に光が放射され、ハイビームの配光がなされるよう構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本来のハロゲンランプは、ハイビーム用のランプと、ロービーム用の異なる２つのランプが、ガラス管内に高さ位置を変えて、すなわち、側面視でロービーム用のランプが、ハイビーム用のランプの位置よりも高い位置に配置され、いずれの場合でも照射される部位の配光のムラが生じないよう、安全走行のための検査基準が細かく定められている。
【０００６】
より詳しく述べると、従来のＨ４型のハロゲンランプのハイビーム時における配光照度は、発明者の実験によれば、図５に示すように光軸のほぼ中心に近い下方に最高照度点を有し、５００ｌｘの範囲は、左右方向に帯状にほぼ均等に拡散してムラが見られなかった。
【０００７】
これに対し、前記の構成からなる前照灯は、従来のハロゲンランプと異なり、光源はＨＩＤランプが一つのみで、このＨＩＤランプ（放電管）を中心部に設けた口金がリフレクタ（反射板）の中心部に配置され、光軸方向に沿って直線的に前進又は後退するよう構成されているので、その配光照度は、図６に示すように最高照度点が中心軸から右下方向に大きく外れるとともに、１５００ｌｘの範囲が、一つは中心軸の左側に、もう一つは前記最高照度点の左上側に分散し、配光照度にムラがあることが明らかとなった。
【０００８】
この発明はかかる実験結果に鑑み、車両用ヘッドランプにおいて、ＨＩＤランプを使用しても、夜間の走行時に使用されるハイビームの配光特性と、すれ違いの際に使用されるロービームの配光特性の両立させたＨＩＤランプについて、種々の角度から研究を重ね、ハイビーム時における光源を、ロービーム時のポジションより斜め下方に、直線的に、スライド移動させることによって、照射範囲内の配光ムラをなくし、夜間前方１００ｍ前後の距離にある交通上の障害物等を明確に確認することを見出し、この発明を完成させたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この発明の請求項１に記載の車両用ヘッドランプは、
反射光を前方に配光するリフレクタと、このリフレクタに装着するランプ主体とから構成されるものであって、
前記ランプ主体は、
前記リフレクタの中心部に、その開口縁と平行状態で配置される口金と、
この口金に係合保持されリフレクタの裏面側に、その中心軸がリフレクタの中心軸と交差するように固定配置される円筒状のホルダ主体からなるホルダと、
このホルダ主体内の基端部近傍に内装されるソレノイドと、
このソレノイドと係合し、前記口金から出没可能なようにホルダ主体内に係合保持される高輝度放電灯を有するスライダと、
半円弧状の板体の基端部側を切欠いて透光部を形成するとともに、一体的に付設された脚部を介して前記口金に直交状態で保持されるシェードと、
このシェードの先端部に装着されるキャップおよび前記スライダに付設され、ロービーム時にはシェードに形成された透光部を遮蔽し、ハイビーム時には開放することのできるシャッタとから構成され、
前記高輝度放電灯の光源を、ロービーム時にはリフレクタの中心軸上に位置させ、ハイビーム時には、リフレクタの中心軸から下方側に、リフレクタの中心軸と交差するように固定されたホルダの中心軸上を、スライド移動させるよう構成されていること
を特徴とする車両用ヘッドランプである。
【００１０】
また、この発明の請求項２に記載の発明は、
前記請求項１に記載の車両用ヘッドランプにおいて、
前記ホルダの中心軸は、
前記リフレクタの中心軸に対し、交差角度３°〜１０°の範囲内で交差していること
を特徴とするものである。
【００１１】
また、この発明の請求項３に記載の発明は、
前記請求項１に記載の車両用ヘッドランプにおいて、
前記口金は、
その外周縁部には、口金をリフレクタの中央部に固定させるための複数の取付け片を有し、前面部には、前記シェードの脚部を直交状態で係合保持するための係合片が、各脚部と相対する位置に設けられていること
を特徴とするものである。
【００１２】
また、この発明の請求項４に記載の発明は、
前記請求項１に記載の車両用ヘッドランプにおいて、
前記スライダは、
有底の筒状体の基端部が前記ソレノイドの可動アームと係合し、ソレノイドが作動すると可動アームが伸びてスライダを前方に押出し、停止すると可動アームがソレノイド内に後退してスライダを、ホルダ内の所定の位置に復帰させるよう構成されたものであること
を特徴とするものである。
【００１３】
また、この発明の請求項５に記載の発明は、
前記請求項１に記載の車両用ヘッドランプにおいて、
前記スライダは、
その可動範囲が５〜１０ｍｍの範囲に設定され、このスライダの先端開口部の中心部には高輝度放電灯の基端部が一体的に固定されているとともに、開口部の下縁側には、所要長さの半円弧状のシャッタが、高輝度放電灯がロービーム位置するときは、前記シェードの透光部をほぼ遮蔽するように、また、ハイビーム位置あるときは、前記透光部がほぼ開放されるように固定されていること
を特徴とするものである。
【００１４】
また、この発明の請求項６に記載の発明は、
前記請求項１に記載の車両用ヘッドランプにおいて、
前記シェードは、
耐熱樹脂又はステンレスや鉄などの金属材料で形成され、その内面の全面に黒色の耐熱塗料を塗布することによって、光の乱反射を防止するとともに、外面をクロムメッキもしくはサンディングしたこと
を特徴とするものである。
【００１５】
また、この発明の請求項７に記載の発明は、
前記請求項１に記載の車両用ヘッドランプにおいて、
前記ソレノイドは、
双方向自己保持タイプであること
を特徴とするものである。
【００１６】
また、この発明の請求項８に記載の発明は、
前記請求項１に記載の車両用ヘッドランプにおいて、
前記ソレノイドとスライダの結合は、
ソレノイドの可動アームに装着したＥリングを、スライダの基端側に形成した溝に差し込む構造としたこと
を特徴とするものである。
【００１７】
また、この発明の請求項９に記載の発明は、
前記請求項１に記載の車両用ヘッドランプにおいて、
前記スライダと高輝度放電灯の結合は、
スライダの開口部に高輝度放電灯の基端部を差し込み、その周囲および開口部全体にシリコン樹脂を充填し、高輝度放電灯の一次側及び二次側の配線は、スライダ内を這わせたのち、その先端部をそれぞれホルダ主体に配設した電源コードに接続すること
を特徴とするものである。
【００１８】
また、この発明の請求項１０に記載の発明は、
前記請求項１に記載の車両用ヘッドランプにおいて、
前記スライダは、
高輝度放電灯の一次側及び二次側の配線の先端に端子を装着させてスライダ内に這わせ、前記ホルダ主体の外周部から内側に電源供給用の電源コードの先端部に取付けた端子を差し込み、スライダ内の両側に配置した端子と接触するスライド接点方式にしたこと
を特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の車両用ヘッドランプの好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて具体的に説明すると、図１はこの発明に係る車両用ヘッドランプ１のロービーム時の状態を示す概略説明図、図２は同じくハイビーム時の概略説明図であって、この発明の車両用ヘッドランプ１は、基本的には、断面が円弧状のリフレクタ２と、このリフレクタ２に装着されるランプ主体３から構成されるものである。
【００２０】
前記ランプ主体３は、図３に示されるように、円筒状のホルダ主体４の一端開口部に口金５を一体的に装着保持するホルダ６と、このホルダ主体４内の基端部に固定される防水栓７と、基端部近傍に内装されるソレノイド８と、このソレノイド８と係合し、前記ホルダ６の口金５から出没可能なようにホルダ主体４内に係合保持されるスライダ９と、半円弧状の板体の基端部側を切欠いて透光部１０を形成するとともに、該透光部１０の左右各端部に所要長さの脚部１１，１１を一体的に付設したシェード１２と、このシェード１２に形成された前記透光部１０を開閉するシャッタ１５および前記シェード１２の先端部に装着されるキャップ１３の各部材から構成されるものである。なお、前記構成部材中、防水栓７は、ソレノイドに電力を供給するホルダ主体４基端の電源コード挿通部が、他の手段で防水処理され、内部に雨水などが浸入するおそれがなければ省略することができる。
【００２１】
前記ホルダ６は、ホルダ主体４の先端部に一体的に保持する口金５を、図１乃至図２に示すように、断面が円弧状のリフレクタ２における中央部の中心軸Ｏに対して直交する状態で取付けられており、ホルダ主体４は、その中心軸Ｘが、前記リフレクタ２の中心軸Ｏに対し、交差角αが角度３°から角度１０°の範囲、より好ましくは角度6°乃至７°の範囲で交差するよう、前記口金５の裏面側にホルダ主体４の先端部を傾斜させた状態で装着されるもので、口金５とホルダ主体４との係合手段には特段の制限はない。
【００２２】
また、前記口金５の外周縁部には、口金５をリフレクタ２の中央部に固定させるために３つの取付け片５ａが均等間隔で突出し、前面部には、前記シェード１２の脚部１１を直交状態で係合保持するための形状の異なる係合片５ｂが、各脚部１１と相対する位置に設けられている。
【００２３】
したがって、ランプ主体３の口金５をリフレクタ２の中央部に前記のように装着固定したとき、前記シェード１２は、リフレクタ２の中心軸Ｏと平行状態に配置されるものである。
【００２４】
一方、前記スライダ９は、有底の筒状体の基端部が前記ソレノイド８の可動アーム（プランジャ）８ａと係合し、ソレノイド８が作動すると可動アーム８ａが伸びてスライダ９を前方に押出し、停止すると可動アーム８ａがソレノイド８内に後退してスライダ９を所定の位置に復帰させるよう構成されたものである。
その可動範囲は５〜１０ｍｍの範囲、より好ましくは６〜７ｍｍの範囲に設定される。
このスライダ９の先端開口部の中心部には、ＨＩＤランプ１４の基端部が一体的に固定されているとともに、開口部の下縁側には、所要長さの半円弧状のシャッタ１５が、ロービーム時にＨＩＤランプ１４が位置するときは、前記シェード１２の透光部１０をほぼ閉止するように、また、ハイビーム時にＨＩＤランプ１４が位置するときは、前記透光部がほぼ開放されるように固定されている。
【００２５】
また、前記シェード１２を形成する材質については特段の制限はないが、耐熱樹脂又はステンレスや鉄などの金属材料を使用し、その内面の全面に黒色の耐熱塗料を塗布することによって、光の乱反射を防止するとともに、外面をクロムメッキもしくはサンディングすることによって、灯体に取付けた際の見栄えを向上させることができ好ましいものである。
【００２６】
また、このシェード１２の先端部には、キャップ１３が装着されるものであるが、このキャップ１３は、従来のハロゲンランプの先端部が耐熱塗料によって遮断され、ハロゲンランプを直視できないようになっているのと同様に、ＨＩＤランプ１４を直視できなくするためのものである。その取付け手段にはなんら制限はないが、たとえば、シェード１２と一体構造とするとか、キャップ１３の内側にシェード１２の先端縁と係合する溝を形成するなどして、ワンタッチで着脱できるように構成してもよい。
【００２７】
また、ホルダ６を構成する口金５は、公知のＨ４型のハロゲンランプにおいて使用されていたものを転用し、ホルダ主体４の成型時に口金５をインサート成形することによって、ＨＩＤランプへの転換をきわめてスムーズに行うことができ好ましいものである。
【００２８】
さらに、ロービーム時（すれ違い時）あるいはハイビーム時（通常走行時）の光源、ＨＩＤランプ１４をスライドさせる部分には、作動時に瞬間的にコイル通電し、ストローク後に永久磁石によりそのポジションをキープすることのできる双方向自己保持タイプのソレノイドを使用することによって、駆動部の省電力化を図ることができる。
特に、この双方向自己保持タイプのソレノイドは、作動時の作動音を小さくすることができ、吸引側のコイルに通電し、可動アーム（プランジャ）を動かす際に、もう一方のソレノイドにも通電させ、逆側の磁場を発生させる永久磁石の磁力を中和させ、小さい吸引力で作動させることができる。
【００２９】
なお、ソレノイド８とスライダ９の結合は、ソレノイド８の可動アーム８ａに溝を形成してＥリングを装着し、スライダ９の基端側に形成した溝に差し込む構造とし、スライダ９とＨＩＤランプ１４の結合は、スライダ９の開口部にＨＩＤランプ１４の基端部を差し込み、その周囲および開口部全体にシリコン樹脂を充填し、振動に強い構造とし、一次側及び二次側の配線は、スライダ９内を這わせたのち、その先端部をそれぞれホルダ主体４には配設した電源コード５ｃ，５ｃに接続するものである。
【００３０】
また、スライダ９と前記電源コード５ｃの接点部分は、ロービーム、ハイビームの光源をスライドさせることによる抵抗にならないようにホルダ主体４の外周部から内側に電源コード５ｃの先端部に取付けた端子を差し込み、スライダ９内の両側に配置した端子と接触するスライド接点方式にすることが好ましい。
【００３１】
上記構成からなる車両用ヘッドランプ１は、図１乃至図２で明らかなようにリフレクタ２の中心部に、このリフレクタ２の中心軸Ｏと直交する状態で口金５を固定し、リフレクタ２の裏面側からホルダ６の先端部を口金５に係合させると、ホルダ６は口金５に対して、前記リフレクタ２の中心軸Ｏに対してホルダ６の中心軸Ｘが所定の交差角α（たとえば交差角約７．０２度）で交差する状態で係合保持されるようあらかじめ構成されている。したがって、ホルダ主体４の基端側は中心軸Ｏより下方側に位置し、また、前記口金５に対しシェード１２は、その開口部を上方に向けて直交するよう固定されているので、シェード１２は、リフレクタ２の中心軸Ｏと平行に配置されている。
【００３２】
かかる取付け状態において、この発明の車両用ヘッドランプ１は、ロービーム時（すれ違い走行時）には、図１に示されるように、ＨＩＤランプ１４の先端部がシェード１２の先端部側に位置している。換言すれば、光源はリフレクタ２の中心軸Ｏ上に位置し、かつＨＩＤランプ１４の中心部がシェード１２のほぼ中心部にあって、ソレノイド８の可動アーム８ａは伸びた状態を保持し、ＨＩＤランプ１４を保持するスライダ９もホルダ６から押出され、リフレクタ２内に突出した状態を保持し、その結果、スライダ９の下縁側に取付けられたシャッタ１５も前方に移動し、シェード１２に形成された透光部１０を遮蔽している。
【００３３】
したがって、ＨＩＤランプ１４から照射される光は、リフレクタ２の上半分側に配光され、下半分側はシェード１２ならびにシャッタ１５によって遮られることになって、ロービーム状態が保持される。
【００３４】
このような状態において、ハイビーム（通常走行時）への切り替え信号が発信されると、ソレノイド８に通電されてソレノイド８が作動し、可動アーム８ａがソレノイド８内の所定の位置まで後退すると、ソレノイド８と一体のスライダ９も後退し、その結果、ＨＩＤランプ１４も６〜７ｍｍ程度後退し、図２に示す位置に停止すると同時に、シャッタ１５も後退して遮蔽していたシェード１２の透光部１０を開放するので、光源からの光は、上半部は勿論のこと、下半部にも透光部１０を介して照射され、ハイビームとなるものである。
【００３５】
特に、この発明の車両用ヘッドランプ１は、ロービームからハイビームへの切り替えに際し、ＨＩＤランプ１４の移動をリフレクタ２の中心軸Ｏに対し、所定の交差角を維持しながら直線状に行い、光源の位置を中心軸Ｏに対して上下方向において、直線上を移動させるよう構成しているので、図５に示すように、光源の中心（最高照度点）は、中心軸Ｏと直交する軸のやや下方にあって、図７のように光源がリフレクタ２の中心軸と平行移動するＨＩＤランプに比較し、最高照度点の位置ズレや分割がほとんどなく、照射範囲も上下、左右ともにきわめて均衡の取れたものであるため、ハロゲンランプと同様な配光特性が得られ、より広い視認範囲を確保することができるものである。
【００３６】
【発明の効果】
この発明の車両用ヘッドランプは、ランプとして従来のＨ４型のハロゲンランプに代えて高輝度放電管を採用しても、光源の位置をリフレクタの中心線を基準として上下方向に直線上をスライド移動させるというきわめて簡単な手段によって、ロービームからハイビームに、またその逆に簡単に切替えることができる。
【００３７】
特に、この発明の車両用ヘッドランプは、光源をリフレクタの中心線を基準として上下方向に直線上をスライド移動させることによって、光源を中心軸と平行にスライド移動させる公知の方式のものに比較して、Ｈ４型のハロゲンランプの配光特性に勝るとも劣らない配光特性を奏するもので、夜間の視認範囲を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る車両用ヘッドランプのロービーム時の状態を示す概略説明図である。
【図２】 同じくハイビーム時の概略説明図である。
【図３】 車両用ヘッドランプを構成するランプ主体の分解斜視図である。
【図４】 ランプ主体の主要部の分解斜視図である。
【図５】 ハロゲンランプのハイビーム時の配光照度分布図である。
【図６】 従来のＨＩＤランプのハイビーム時の配光照度分布図である。
【図７】 この発明のハイビーム時の配光照度分布図である。
【符号の説明】
１ 車両用ヘッドランプ
２ リフレクタ
３ ランプ主体
４ ホルダ主体
５ 口金
６ ホルダ
７ 防水栓
８ ソレノイド
９ スライダ
１０ 透光部
１２ シェード
１３ キャップ

Claims (10)

1. 反射光を前方に配光するリフレクタと、このリフレクタに装着するランプ主体とから構成されるものであって、
   前記ランプ主体は、前記リフレクタの中心部に、その開口縁と平行状態で配置される口金と、
   この口金に係合保持されリフレクタの裏面側に、その中心軸がリフレクタの中心軸と交差するように固定配置される円筒状のホルダ主体からなるホルダと、
   このホルダ主体内の基端部近傍に内装されるソレノイドと、
   このソレノイドと係合し、前記口金から出没可能なようにホルダ主体内に係合保持される高輝度放電灯を有するスライダと、
   半円弧状の板体の基端部側を切欠いて透光部を形成するとともに、一体的に付設された脚部を介して前記口金に直交状態で保持されるシェードと、
   このシェードの先端部に装着されるキャップおよび前記スライダに付設され、ロービーム時にはシェードに形成された透光部を遮蔽し、ハイビーム時には開放することのできるシャッタと
   から構成され、
   前記高輝度放電灯の光源を、ロービーム時にはリフレクタの中心軸上に位置させ、ハイビーム時には、リフレクタの中心軸から下方側に、リフレクタの中心軸と交差するように固定されたホルダの中心軸上を、スライド移動させるよう構成されていること
   を特徴とする車両用ヘッドランプ。
2. 前記ホルダの中心軸は、
   前記リフレクタの中心軸に対し、交差角度３°〜１０°の範囲内で交差していること
   を特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプ。
3. 前記口金は、
   その外周縁部には、口金をリフレクタの中央部に固定させるための複数の取付け片を有し、前面部には、前記シェードの脚部を直交状態で係合保持するための係合片が、各脚部と相対する位置に設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプ。
4. 前記スライダは、
   有底の筒状体の基端部が前記ソレノイドの可動アームと係合し、ソレノイドが作動すると可動アームが伸びてスライダを前方に押出し、停止すると可動アームがソレノイド内に後退してスライダを、ホルダ内の所定の位置に復帰させるよう構成されたものであること
   を特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプ。
5. 前記スライダは、
   その可動範囲が５〜１０ｍｍの範囲に設定され、このスライダの先端開口部の中心部には高輝度放電灯の基端部が一体的に固定されているとともに、開口部の下縁側には、所要長さの半円弧状のシャッタが、高輝度放電灯がロービーム位置にあるときは、前記シェードの透光部をほぼ遮蔽するように、また、ハイビーム位置にあるときは、前記透光部がほぼ開放されるように固定されていること
   を特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプ。
6. 前記シェードは、
   耐熱樹脂又はステンレスや鉄などの金属材料で形成され、その内面の全面に黒色の耐熱塗料を塗布することによって、光の乱反射を防止するとともに、外面をクロムメッキもしくはサンディングしたこと
   を特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプ
7. 前記ソレノイドは、
   双方向自己保持タイプであること
   を特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプ
8. 前記ソレノイドとスライダの結合は、
   ソレノイドの可動アームに装着したＥリングを、スライダの基端側に形成した溝に差し込む構造としたこと
   を特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプ。
9. 前記スライダと高輝度放電灯の結合は、
   スライダの開口部に高輝度放電灯の基端部を差し込み、その周囲および開口部全体にシリコン樹脂を充填し、高輝度放電灯の一次側及び二次側の配線は、スライダ内を這わせたのち、その先端部をそれぞれホルダ主体に配設した電源コードに接続すること
   を特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプ。
10. 前記スライダは、
    高輝度放電灯の一次側及び二次側の配線の先端に端子を装着させてスライダ内に這わせ、前記ホルダ主体の外周部から内側に電源供給用の電源コードの先端部に取付けた端子を差し込み、スライダ内の両側に配置した端子と接触するスライド接点方式にしたこと
    を特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプ。

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