JP4100167B2 - 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、可動シェードの姿勢を切り替えることにより、１個の光源で複数の配光パターン得るヘッドランプに関し、更に詳しくは、可動シェードの姿勢の切り替えにソレノイドとスプリングとを用いるヘッドランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、乗用車などの自動車に搭載され、一つの光源（メタルハイドランプ等の高圧金属蒸気放電灯、高輝度放電灯（ＨＩＤ）などの放電灯）からの光をすれ違い用の配光パターンと走行用の配光パターンに形成するヘッドランプが提案されている（例えば、特許文献１）。この種のヘッドランプは、１つの光源（２）と、この光源（２）からの光を反射することで、第一の配光パターン（例えば、すれ違い用の配光パターン）と第二の配光パターン（例えば、走行用の配光パターン）のそれぞれを得るリフレクタ（３）、このリフレクタ（３）に光源（２）からの光が照射される範囲を切り替える可動シェード（５）と、この可動シェード（５）の姿勢を切り替える、すなわち第一の配光パターンを得る第一の位置（例えば、ロービーム位置）と第二の配光パターンを得る第二の位置（例えば、ハイビーム位置）のいずれかに移動させるソレノイド（６）およびスプリング（５ａ）と、を備えるものである。
【０００３】
上記従来のヘッドランプの動作は、まず光源（２）を点灯すると、光源（２）からの光は、リフレクタ（３）に照射される。このとき、光源（２）からの光は可動シェード（５）が第一の位置あるいは第二の位置とすることにより、リフレクタ（３）に照射される範囲が切り替えられる。従って、可動シェード（５）が第一の位置（ロービーム位置）の場合は、リフレクタ（３）に照射された光源（２）からの光が、このリフレクタ（３）を介して第一の配光パターン（すれ違い用の配光パターン）を形成する。一方、ソレノイド（６）のコイルに通電することにより、可動シェード（５）が第一の位置（ロービーム位置）から第二の位置（ハイビーム位置）に移動した場合は、リフレクタ（３）に照射された光源（２）からの光が、このリフレクタ（３）を介して第二の配光パターン（走行用の配光パターン）を形成する。なお、可動シェード（５）が第二の位置（ハイビーム位置）において、ソレノイド（６）の通電を遮断するとソレノイドの吸引力がなくなり、可動シェード（５）はスプリング（５ａ）の弾性力により、第一の位置（ロービーム位置）に復帰することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３１９５０６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、すれ違い用の配光パターンと走行用の配光パターンとともに乗用車などの自動車の周辺環境に応じて配光パターンを形成できるヘッドランプの要求が高まってきた。例えば、外灯などの外部の光源が少ない市街地を自動車が走行する際には、この自動車の運転者の視認性を向上させるためにすれ違い用の配光パターンよりも前方、すなわち上向きに光を照射し、且つ出現頻度の低い歩行者や対向車の運転者に対して眩惑光をある程度制限するために走行用の配光パターンのような上向きに光を照射しない市街地用の配光パターンが要求されている。つまり、すれ違い用の配光パターンと走行用の配光パターンの中間の配光パターンを形成できるヘッドランプの要求がある。また、すれ違い用の配光パターンは、その一部が上向きに光を照射する。この光は、霧の発生時にこの霧により散乱し自動車の運転者の視認性が低下したり、カーブや右左折の多い街中の走行時に自動車の姿勢変動により歩行者や対向車の運転者に対して眩惑光を与えたりする恐れがある。したがって、すれ違い用の配光パターンのうち上向きに光を形成しない配光パターンも要求されている。
【０００６】
上述のような配光パターンをすれ違い用の配光パターンと走行用の配光パターンとともに形成するために、サーボモータなどにより可動シェードの姿勢を切り替え、すれ違い用の配光パターンと走行用の配光パターンとともに乗用車などの自動車の周辺環境に応じた配光パターンを形成できるヘッドランプが考えられる。しかし、サーボモータなどのモータは可動シェードの姿勢を切り替えるために、可動シェードの移動を制御することでその作動速度が遅くなるという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、可動シェードの姿勢を切り替えることにより、複数の配光パターンを得ることができるとともに、少なくとも可動シェードの姿勢を切り換えるための作動速度を速くすることができるヘッドランプを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明では、光源と、姿勢を切り替えることにより光源からの光の一部を遮光し、遮光されない光により第一の配光パターンと、第二の配光パターンと、当該第一の配光パターンと第二の配光パターンとの間の中間の配光パターンとをリフレクタを介して形成する可動シェードと、可動シェードがプランジャに固定され、前記プランジャを移動することで、当該可動シェードを第一の配光パターンを得る第一の位置から第二の配光パターンを得る第二の位置に移動させる第一のソレノイドと、プランジャの中心軸が第一のソレノイドのプランジャの中心軸と一直線上となるように配置され、プランジャを移動することで、当該プランジャに当接する可動シェードを第一の位置から中間の配光パターンを得る中間の位置に移動させる第二のソレノイドと、可動シェードを少なくとも第一の位置および第二の位置に停止させるストッパ機構と、可動シェードと第一のソレノイドとの間に取り付けられ、可動シェードを第二位置から中間の位置および第一の位置に復帰させる弾性部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、可動シェードの第一の位置から中間の位置への移動を第二のソレノイドの押圧力、可動シェードの第一の位置あるいは中間の位置から第二の位置への移動を第一のソレノイドの吸引力、可動シェードの第二の位置から第一の位置への移動あるいは中間の位置から第一の位置への移動を弾性部材の弾性力、可動シェードの第二の位置から中間の位置への移動を弾性部材の弾性力と第二のソレノイドの押圧力により行うので、可動シェードを第一の位置、第二の位置、中間の位置のいずれの位置にも移動させることができ、複数の配光パターンを得ることができる。また、可動シェードの姿勢の切り換えに第一の位置あるいは中間の位置から第二の位置に移動させる第一のソレノイドと、第一の位置から中間の配光パターンを得る中間の位置に移動させる第二のソレノイドを用いるので作動速度を速くすることができる。
【００１２】
また、この発明では、請求項１に記載のヘッドランプにおいて、弾性部材は、円錐台形状のコイルスプリングであることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、可動シェードの姿勢を中間の位置から第二の位置に切り替える際に、円錐台形状のコイルスプリングのばね特性（すなわちコイルスプリングは縮み始めで弾性力が緩やかに増加し、縮み終わりで弾性力が急激に増加する特性）により、第二の位置に可動シェードが移動する終端においては、コイルスプリングの弾性力が急激に増加し、第一のソレノイドの吸引力を急激に減衰させるように作用し、可動シェードの姿勢を切り替える際の作動音の減少を図ることができる。つまり、可動側である第一のソレノイドのプランジャや可動シェードが固定側であるストッパ部材などに当接する際に、この可動側がゆっくりと固定側に当接することとなるので、可動シェードの姿勢を切り替える際の作動音の減少を図ることができる。
【００１４】
また、この発明では、請求項１または２に記載のヘッドランプにおいて、ストッパ機構は、可動シェードの可動シェードステーに設けられた幅方向に突出する突出部と、第一のソレノイドの上部に係止され、可動シェードが第一の位置あるいは第二の位置に移動した際に、当該突出部に当接する突起部を有するストッパ部材と、で構成されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、可動シェードの姿勢を切り替える際には、第一および第二のソレノイドあるいは弾性部材により可動シェードを水平方向に移動させ、第一のソレノイドの吸引力あるいはコイルスプリングの弾性力により可動シェードステーの突出部をストッパ部材の突出部に押さえつけて当接させるので、ストッパ機構として複雑な機構、例えば可動シェードの回転方向を規制するためのピンやブッシュなどを必要とせず簡単な構成で可動シェードを第一の位置あるいは第二の位置に停止させることができる。これにより、ヘッドランプの組み立て時間や製造コストの減少をさらに図ることができる。
【００１６】
また、この発明では、請求項３に記載のヘッドランプにおいて、突出部は可動シェードステーの幅方向に対して傾斜角を有する当接面を有し、且つ突起部は当接面と平行に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、可動シェードステーに設けられた突出部の当接面とこの当接面に平行に設けられた突起部がそれぞれハの字状に設けられていることにより、可動シェードを第一の位置あるいは第二の位置に移動する際に、可動シェードが予定している移動方向とずれて移動しても、突出部の当接面が突起部にガイドされ、可動シェードは第一の位置あるいは第二の位置に補正されて確実に停止することができる。
【００１８】
また、この発明では、請求項３または４に記載のヘッドランプにおいて、ストッパ部材は、少なくとも突起部が弾性を有することを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、突起部の弾性により、可動シェードステーの突出部あるいはこの突出部の当接面が突起部に当接する際の当接音を減少することができ、可動シェードの姿勢を切り替える際の作動音の減少をさらに図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００２１】
図１はこの発明にかかるヘッドランプの概略構成例を示す図、図２は可動シェード、ストッパ部材、第一および第二のソレノイド、コイルスプリングの斜視図である。ここで、本実施形態においては、左側通行区分の自動車用のヘッドランプについて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、右側通行区分の自動車用のヘッドランプについても用いることができ、この場合はその構造が左右逆となる。図１および図２に示すように、ヘッドランプ１は、少なくとも光源２と、リフレクタ３と、可動シェード４と、ストッパ部材５と、第一のソレノイド６と、コイルスプリング７と、第二のソレノイド８とから構成されている。なお、９はハウジング、１０はハウジング９内を保護するためのレンズ、１１はインナーパネルである。
【００２２】
光源２は、例えばメタルハイドランプ等の高圧金属蒸気放電灯、高輝度放電灯（ＨＩＤ）などの放電灯であり、リフレクタ３に着脱可能に取り付けられている。また、この光源２は、リフレクタ３に取り付けることにより、このリフレクタ３に対して所定の位置となるように配置される。また、光源２は、コネクタ１２が着脱可能に接続されており、このコネクタ１２は後述するバラスト１３からの電源を光源２に供給するものである。ここで、１３は、光源２である放電灯の始動に必要な高電圧を供給し、且つ放電灯の点灯時には安定した電圧を供給するバラストである。
【００２３】
図３は、この発明にかかるヘッドランプの概略正面図である。図１および図３に示すようにリフレクタ３は、その内凹面がアルミ蒸着あるいは銀塗装などが施されており、回転放物面を基準に変形させた自由曲面で構成される反射面を有する。この反射面は、光源２からの光を後述する所定のすれ違い用の配光パターンに形成する第１反射面３ａと、光源からの光を後述する所定の市街地用の配光パターンに形成する中間反射面３ｂと、光源２からの光を後述する所定の走行用の配光パターンに形成する第２反射面３ｃが設けられている。なお、３ｄは可動シェード４、第一のソレノイド６や第二のソレノイド８などをヘッドランプ１の前方から視認できないようにするエクステンションであり、リフレクタ３と一体に成形されている。なお、このエクステンション３ｄは、リフレクタ３とは、別個に設けて良い。また、このリフレクタ３は、図示しない光軸調整手段を介してハウジング９に取り付けられている。
【００２４】
ここで、エクステンション３ｄには、ＳＵＳなどの薄鋼板からなる前方側が閉塞し且つ後方側が開口した筒状の固定シェード１４がスクリューなどの固定手段により取り付けられている。この固定シェード１４は、エクステンション３ｄに取り付けられることで、光源２の前方に配置され、光源２からの光のうち第１反射面３ａ、中間反射面３ｂおよび第２反射面３ｃに照射される照射光以外の前方に直接照射される直射光を遮光するものである。
【００２５】
可動シェード４は、図２に示すように、ＳＵＳなどの薄鋼板からなる可動シェード本体４ａ、可動シェードステー４ｂから構成されている。可動シェード本体４ａは、略円筒形状であり、その外径は上記固定シェード１４の内径よりも小さく、その内径は光源２と接触しない大きさとなっている。また、可動シェード本体４ａには、可動シェードステー４ｂに取り付けるための脚部４ｃが設けられている。一方、可動シェードステー４ｂは、その長手方向の前方側（図２では、左上側）に、この可動シェードステー４ｂの幅方向に突出する突出部４ｄが２箇所設けられ、この突出部４ｄに可動シェード本体４ａの脚部４ｃが取り付けられている。また、可動シェードステー４ｂの長手方向の後方側（図２では、右下側）は、その一部が垂直方向に折り曲げられている。この垂直方向に折り曲げられた可動シェードステー４ｂの所定個所に可動シェード４を後述する第一のソレノイド６のプランジャ６ａに固定するための固定穴４ｅが設けられている。また、突出部４ｄは、可動シェードステー４ｂの長手方向の前方側および後方側のそれぞれに可動シェードステー４ｂの幅方向に対して傾斜角（例えば、４５度）を有する２つのハイビーム側当接面４ｆ、２つのロービーム側当接面４ｇが設けられている。つまり、ハイビーム側当接面４ｆとロービーム側当接面４ｇは、可動シェードステー４ｂにハの字状に設けられている。なお、４ｈは、後述するコイルスプリング７を可動シェード４と第一のソレノイド６との間に取り付けるための可動シェード側取付穴である。ここで、可動シェード４は、脚部４ｃにより可動シェード本体４ａを可動シェードステー４ｂに取り付けているが、可動シェード本体４ａおよび可動シェードステー４ｂを一体に成形しても良い。
【００２６】
ストッパ部材５は、図２に示すように、ＳＵＳなどの薄鋼板からなる長方形状であり、その四隅に可動シェードステー４ｂの突出部４ｄのハイビーム側当接面４ｆ、ロービーム側当接面４ｇにそれぞれ平行なハイビーム側突起部５ａ、ロービーム側突起部５ｂが上方に突設されている。つまり、ハイビーム側突起部５ａとロービーム側突起部５ｂは、ストッパ部材５にハの字状に設けられている。また、ストッパ部材５の一部が鉛直方向に折り曲げられており、その折り曲げられたストッパ部材５の一部に後述する第一のソレノイド６の係止穴６ｅに対応するように２つの係止突起部５ｃが設けられている。ここで、ストッパ部材５の長手方向の長さｈ２は、可動シェード４が第一の位置であるロービーム位置から第二の位置であるハイビーム位置まで移動する距離、すなわち第一のソレノイド６のプランジャ６ａのストローク量と可動シェード４の突出部４ｄの長手方向の長さｈ１を合わせた長さとなっている。なお、ハイビーム側突起部５ａ、ロービーム側突起部５ｂは、弾性を有することが好ましい。これにより、可動シェードステー４ｂのハイビーム側当接面４ｆ、ロービーム側当接面４ｇがそれぞれハイビーム側突起部５ａ、ロービーム側突起部５ｂに当接する際の当接音を減少することができるからである。
【００２７】
図４は、第一のソレノイドの要部断面図であり、同図（ａ）はコイルに通電していない状態、同図（ｂ）はコイルに通電している状態を示す図である。第一のソレノイド６は、プル式ソレノイドであり、図２および図４（ａ）に示すように、プランジャ６ａ、コイル６ｂ、ソレノイドヨーク６ｃにより構成されている。プランジャ６ａは、円柱形状であり、その先端部に可動シェード４の可動シェードステー４ｂを固定する固定穴６ｄが設けられている。コイル６ｂは、ソレノイドヨーク６ｃ内にプランジャ６ａを取り囲むように設けられている。このソレノイド６は、コイル６ｂに通電することにより、コイル６ｂの磁力により同図（ｂ）に示すように、プランジャ６ａが矢印Ｂ方向に移動する。このときのプランジャ６ａのストローク量は、可動シェード４が第一の位置であるロービーム位置と第二の位置であるハイビーム位置との間を移動できる長さに設定されている。なお、第一のソレノイド６には上記ストッパ部材５の係止突起部５ｃに対応する位置に２つの係止穴６ｅが設けられている。また、６ｆは、後述するコイルスプリング７を第一のソレノイド６と可動シェード４との間に取り付けるためのソレノイド側取付穴である。また、図示は省略するが、第一のソレノイド６はハウジング９に取り付けられている。
【００２８】
コイルスプリング７は、図２に示すように、弾性を有する線材を円錐台形状に巻いたものである。このコイルスプリング７には、それぞれ可動シェードステー４ｂの可動シェード側取付穴４ｈおよび第一のソレノイド６のソレノイド側取付穴６ｆに挿入される先端部７ａ、７ｂが設けられている。ここで、コイルスプリングの軸方向の長さは、第一のソレノイド６のプランジャ６ａのストローク量よりも若干長めである。これは、コイルスプリング７を可動シェード４と第一のソレノイド６との間に付勢した状態で取り付けるためである。なお、コイルスプリング７は、コイルスプリング7が縮んだ際に線材が互いに接触しないように線材が円錐台形状に巻かれていることが好ましい。これにより、コイルスプリング７が縮んだ際にその軸方向の長さが円筒状のコイルスプリングと比較して短くなり、第一のソレノイド６のプランジャ６ａの長さを極力プランジャ６ａがストロークするのに必要な長さとすることができ、第一のソレノイド６のコンパクト化を図ることができるからである。
【００２９】
図５は、第二のソレノイドの要部断面図であり、同図（ａ）はコイルに通電していない状態、同図（ｂ）はコイルに通電している状態を示す図である。第二のソレノイド８は、プッシュ式ソレノイドであり、図２および図５（ａ）に示すように、プランジャ８ａ、コイル８ｂ、ソレノイドヨーク８ｃにより構成されている。第二のソレノイド８は、円柱形状のプランジャ８ａの先端部が第二のソレノイド８のコイル８ｂに通電してない状態で、可動シェード４の可動シェードステー４ｂ（ボルト１５）に当接するように配置されている。すなわち、第二のソレノイド８は、そのプランジャ８ａの中心軸と第一のソレノイド６のプランジャ６ａの中心軸とが一直線上となるように配置されている。コイル８ｂは、ソレノイドヨーク８ｃ内にプランジャ８ａを取り囲むように設けられている。この第二のソレノイド８は、コイル８ｂに通電することにより、コイル８ｂの磁力により同図（ｂ）に示すように、プランジャ８ａが矢印Ｃ方向に移動する。このときのプランジャ８ａのストローク量は、可動シェード４が後述する光源２からの光がリフレクタ３の中間反射面３ｂに照射される位置、すなわち中間の位置に移動できる長さに設定されている。また、図示は省略するが、第二のソレノイド８はハウジング９に取り付けられている。
【００３０】
次に、可動シェード４、ストッパ部材５、第一のソレノイド６、コイルスプリング７、第二のソレノイド８の組み立てについて説明する。図６は、可動シェード、ストッパ部材、第一および第二ソレノイド、コイルスプリングの組立斜視図である。図２および図６に示すように、まず、ストッパ部材５の係止突起部５ｃを第一のソレノイド６の係止穴６ｅに挿入することで、ストッパ部材５は、第一のソレノイド６の上部に係止される。次に、第一のソレノイド６のプランジャ６ａの外周にコイルスプリング７を配置する。このとき、コイルスプリング７の先端部７ｂをソレノイド６のソレノイド側取付穴６ｆに挿入する。
【００３１】
次に、可動シェード４を可動シェードステー４ｂの２つの突出部４ｄが、ストッパ部材５の突起部５ａ、５ｂ内に位置するようにストッパ部材５の上方に配置し、可動シェードステー４ｂの可動シェード側取付穴４ｈにコイルスプリング７の先端部７ａを挿入する。そして、ボルト１５を可動シェード４の固定穴４ｅを介して第一のソレノイド６のプランジャ６ａの固定穴６ｄと締結することで、可動シェード４をプランジャ６ａに固定する。そして、プランジャ６ａに可動シェード４の可動シェードステー４ｂを固定するボルト１５の上面にコイル８ｂに通電しない状態でプランジャ８ａの先端部が当接するように第二のソレノイド８を配置する。以上により、可動シェード４とストッパ部材５と第一のソレノイド６とコイルスプリング７と第二のソレノイド８を組み立て、第一のソレノイド６および第二のソレノイド８をハウジング９に固定することで、可動シェード４を光源２や固定シェード１４に対して所定の位置に配置する。なお、可動シェード４を第一のソレノイド６のプランジャ６ａに固定するためにボルト１５を用いたが、本発明これに限定されるものではなく、リベットやスポット溶接などで固定しても良い。
【００３２】
次に、本発明にかかるヘッドランプの動作について説明する。図７および図８は、本発明にかかるヘッドランプの動作説明図であり、図７（ａ）は可動シェードが第一の位置の状態の側面図、図７（ｂ）は可動シェードが中間の位置の状態の側面図、図７（ｃ）は可動シェードが第二の位置の状態の側面図である。図８（ａ）は可動シェードが第一の位置の状態の平面図、図８（ｂ）は可動シェードが中間の位置の状態の平面図、図８（ｃ）は可動シェードが第二の位置の状態の平面図である。また、図９は、この発明にかかるヘッドランプの配光パターンを示す図であり、同図（ａ）はすれ違い用の配光パターン、同図（ｂ）は市街地用の配光パターン、同図（ｃ）は走行用の配光パターンを示す図である。ここで、同図に示す配光パターンは、この発明にかかるヘッドランプ１から１０ｍ先のスクリーンに投影されたものであり、ＨＬ−ＨＲはスクリーンの左右の水平線、ＶＵ−ＶＤはスクリーンの上下の垂直線を示すものである。
【００３３】
可動シェード４は、第一のソレノイド６のコイル６ｂおよび第二のソレノイド８のコイル８ｂに通電されていない状態では、ストッパ機構である可動シェードステー４ｂの２つロービーム側当接面４ｇとストッパ部材５の２つのロービーム側突起部５ｂが当接することで第一の位置であるロービーム位置に停止している。ここで、コイルスプリング７は可動シェードステー４ｂと第一のソレノイド６との間に付勢された状態で取り付けられているため、ロービーム側当接面４ｇはロービーム側突起部５ｂに押し付けられた状態で当接している。従って、可動シェードステー４ｂはその長手方向のいずれにも移動せず、またロービーム側当接面４ｇとロービーム側突起部５ｂがハの字状であるため、その幅方向のいずれにも移動しないので、自動車の振動などにより可動シェード４がロービーム位置からずれることはない。ここで、図１に示すバラスト１３に電力を供給することで光源２を点灯する。点灯された光源２からの光は、その一部がロービーム位置に停止している可動シェード４の可動シェード本体４ａにより遮光される。遮光されない光源２からの光は、リフレクタ３の第１反射面３ａに照射光Ｌ１として照射される。第１反射面３ａは、照射光Ｌ１により反射光Ｌ１１を前方に照射する。この反射光Ｌ１１により、図９（ａ）に示すような所定のすれ違い用の配光パターンＬＰを得る。この配光パターンＬＰは、眩惑光を制限するように、明暗境界線ＬＰ１を有し、このＬＰ１は対向車に眩惑光を与えないための水平線部分ＬＰ２と左側路肩歩行者に眩惑光を与えずに且つ左側路肩歩行者を視認できるための緩傾斜線部分ＬＰ３とから構成されている。
【００３４】
次に、第二のソレノイド８のコイル８ｂに通電すると、図５（ｂ）に示すように、プランジャ８ａは、コイルから発生する磁力により矢印Ｃ方向に移動する。すなわち第二のソレノイド８にプランジャ８ａを押し出す押圧力が発生し、プランジャ８ａの先端部に当接している可動シェード４が図７（ａ）および図８（ａ）に示すように矢印Ａ方向に移動し始める。ここで、可動シェード４と第一のソレノイド６との間に取り付けられたコイルスプリング７には弾性力が発生する。また、第一のソレノイド６のコイル６ｂには通電されていないので、第一のソレノイド６のプランジャ６ａは、この第一のソレノイド６内を自由に移動できる。すなわち、可動シェード４が矢印Ａ方向に移動する際に、第一のソレノイド６には保持力や吸引力が発生しないので、第二のソレノイド８の押圧力を減衰する方向に作用する力は、コイルスプリング７の弾性力だけとなる。
【００３５】
図１０は、第一および第二のソレノイドに発生する力およびコイルスプリングに発生する力とプランジャのストロークとの関係を示す図である。ここで、同図に示すストローク量は、第一のソレノイド６のプランジャ６ａが吸引される方向および第二のソレノイド８のプランジャ８ａが押圧される方向を＋とする。同図に示すように、第二のソレノイド８の押圧力（同図では、ピッチの短い二点鎖線）は、プランジャ８ａのストローク量に比例して増加する。一方、コイルスプリング７の弾性力（同図では、実線）は、このコイルスプリング７が円錐台形状をしているため、プランジャ８ａが第二のソレノイド８からの突出し初めには、緩やかに増加する。つまり、同図の矢印Ｄに示すように、第二のソレノイド８の押圧力とコイルスプリング７の弾性力との差は、第二のソレノイド８の押圧力と円筒状のコイルスプリングの弾発力（同図では、ピッチの長い二点鎖線）との差と比較して緩やかに縮まる。従って、コイルスプリング７の弾性力が第二のソレノイド８の押圧力をあまり減衰させないように作用するので、プランジャ８ａの先端部がボルト１５を介して当接している可動シェード４は、第一の位置であるロービーム位置から中間位置へと移動しやすくなる。
【００３６】
可動シェード４が中間の位置に移動すると第二のソレノイド８のプランジャ８ａのストローク量は最大となるため、この第二のソレノイド８の押圧力によっては、可動シェード４を図７（ａ）および図８（ａ）に示す矢印Ａ方向にさらに移動することはできない。また、第一のソレノイド６のコイル６ｂは通電されていないので、この第一のソレノイド６には吸引力や保持力が発生せず、第二のソレノイド８の押圧力は、図１０に示すようにコイルスプリング７の弾発力よりも大きいので、第二のソレノイド８のコイル８ｂに通電しつづけることで、可動シェード４は中間の位置に停止することができる。
【００３７】
ここで、図１に示すバラスト１３に電力を供給することで光源２を点灯する。点灯された光源２からの光は、その一部が中間の位置に停止している可動シェード４の可動シェード本体４ａにより遮光される。遮光されない光源２からの光は、リフレクタ３の第１反射面３ａおよび中間反射面３ｂにそれぞれ照射光Ｌ１および照射光Ｌ２として照射される。第１反射面３ａおよび中間反射面３ｂは、それぞれ照射光Ｌ１および照射光Ｌ２により反射光Ｌ１１および反射光Ｌ２１を前方に照射する。この反射光Ｌ１１および反射光Ｌ２１により、図９（ｂ）に示すような所定の市街地用の配光パターンＭＰを得る。この配光パターンＭＰは明暗境界線ＭＰ１を有しており、この明暗境界線ＭＰ１は図９（ａ）に示すようなすれ違い用の配光パターンＬＰの明暗境界線ＬＰ１よりも上方、すなわちＨＬ−ＨＲよりも上方に設けられている。これにより、配光パターンＭＰは、自動車の運転者の視認性を向上させつつ、出現頻度の低い歩行者や対向車の運転者に対して眩惑光をある程度制限することができる配光パターンに形成されている。
【００３８】
なお、中間の位置に停止した可動シェード４の脚部４ｃが当接するように、ストッパ部材５のハイビーム側突起部５ａおよびロービーム側突起部５ｂを２つの係止突起部５ｃが設けられている折り曲げられたストッパ部材５の一部の近傍まで延在させても良い。これにより、中間の位置に停止した可動シェード４が可動シェードステー４ｂの幅方向への移動を防止することができる。また、ハイビーム側突起部５ａおよびロービーム側突起部５ｂと２つの係止突起部５ｃが設けられている折り曲げられたストッパ部材５の一部と間に、別途突起部を設けても良い。
【００３９】
次に、第一のソレノイド６のコイル６ｂに通電すると、図４（ｂ）に示すように、プランジャ６ａは、コイルから発生する磁力により矢印Ｂ方向に移動する。すなわち第一のソレノイド６にプランジャ６ａを吸引する吸引力が発生し、プランジャ６ａの先端部に当接している可動シェード４が図７（ｂ）および図８（ｂ）に示す状態からさらに矢印Ａ´方向に移動し始める。ここで、可動シェード４と第一のソレノイド６との間に取り付けられたコイルスプリング７には弾性力が発生する。また、第二のソレノイド８のプランジャ８ａは、可動シェード４が矢印Ａ´方向に移動することで、ボルト１５を介して可動シェード４に当接しなくなる。したがって、第二のソレノイド８に発生している保持力や押圧力は、可動シェード４が中間の位置から第二の位置であるハイビーム位置に移動する際に、第一のソレノイド６の吸引力に影響を与えないので、この第一のソレノイド６の吸引力を減衰する方向に作用する力は、コイルスプリング７の弾性力だけとなる。
【００４０】
ここで、可動シェード４が中間の位置から第二の位置であるハイビーム位置に移動すると可動側である可動シェードステー４ｂのハイビーム当接面４ｆが固定側であるストッパ部材５のハイビーム側突出部５ａに当接し、作動音が発生する。この作動音は、自動車に乗っている人に耳障りな音となり不快感を与える。特に、静粛性の高い自動車においては、上記作動音が問題となる。ところがコイルスプリング７の弾性力は、プランジャ６ａが第一のソレノイド６内に吸引され終わりには、急激に増加する。つまり、同図の矢印Ｄに示すように、第一のソレノイド６の吸引力とコイルスプリング７の弾性力との差は、第一のソレノイド６の吸引力と円筒状のコイルスプリングの弾発力との差と比較して急激に縮まる。従って、コイルスプリング７の弾性力が第一のソレノイド６の吸引力を急激に減衰させるように作用するので、プランジャ６ａに取り付けられた可動シェード４が中間の位置から第二の位置であるハイビーム位置に近づくにつれて、可動シェード４の移動速度が低下する。移動速度が低下した状態でストッパ機構である可動シェードステー４ｂの２つのハイビーム側当接面４ｆとストッパ部材５の２つのハイビーム側突起部５ａが当接する。これにより、ハイビーム側当接面４ｆがハイビーム側突起部５ａに当接する際の当接音の減少を図ることができる。
【００４１】
なお、可動シェード４が中間の位置から第二の位置であるハイビーム位置に移動する際に、自動車の振動や、第一のソレノイド６のプランジャ６ａとコイル６ｂとの隙間などにより、予定している移動方向ずれた状態で移動する場合がある。図１１は、可動シェードの停止位置を補正するための動作説明図であり、同図（ａ）はハイビーム側当接面がずれてハイビーム側突出部に当接した状態、同図（ｂ）はハイビーム側当接面が補正されてハイビーム側突出部に当接した状態を示す図である。同図（ａ）に示すように、可動シェード４が予定している移動方向である矢印Ｆ方向とずれた方向である矢印Ｇ方向に移動した場合は、可動シェードステー４ｂのハイビーム当接面４ｆがずれた状態でストッパ部材５のハイビーム側突出部５ａに当接する。このとき、２つのハイビーム側当接面４ｆのいずれか一方が先に一方のハイビーム側突出部５ａと当接する。
【００４２】
さらに、可動シェード４が矢印Ｇ方向に移動しようとすると、ハイビーム側当接面４ｆは可動シェードステー４ｂの幅方向に対して傾斜角を有するため、ハイビーム側当接面４ｆは、ハイビーム側突出部５ａに沿って矢印Ｈ方向に摺動する。これは、２つのハイビーム側当接面４ｆおよび２つのハイビーム側突出部５ａがそれぞれハの字状に可動シェードステー４ｂとストッパ部材５に設けられているためである。従って、可動シェード４は、矢印Ｇ方向に移動しようとする力と矢印Ｈ方向に移動しようとする力の合力により、予定している移動方向である矢印Ｆ方向に移動するように補正される。可動シェード４がさらに矢印Ｇ方向に移動しようとすると、同図（ｂ）に示すように、他方のハイビーム側当接面４ｆの他方がハイビーム側突出部５ｂと当接し、可動シェード４は第二の位置であるハイビーム位置に確実に停止することができる。
【００４３】
ここで、第一のソレノイド６のコイル６ｂに通電し続けることで、可動シェードステー４ｂのハイビーム側当接面４ｆがストッパ部材５のハイビーム側突起部５ａに押し付けられ当接した状態を維持でき、可動シェード４はハイビーム位置に停止する。従って、可動シェードステー４ｂはその長手方向のいずれにも移動せず、またハイビーム側当接面４ｆとハイビーム側突起部５ａがハの字状であるため、その幅方向のいずれにも移動しないので、自動車の振動などにより可動シェード４が第二の位置であるハイビーム位置からずれることはない。このとき、可動シェード４がハイビーム位置の状態のときに、可動シェード本体４ａにより遮光されていた光源２からの光は、リフレクタ３の第２反射面３ｃに照射光Ｌ３として照射される。第２反射面３ｃは、照射光Ｌ３により反射光Ｌ３１を前方に照射する。この反射光Ｌ３１、反射光Ｌ２１および反射光Ｌ１１により、図９（ｃ）に示すような所定の走行用の配光パターンＨＰを得る。この配光パターンＨＰは、最大光度値や最大光度帯が考慮されたパターンであり、その中央部分にホットゾーンＨＺ（最大光度点を含む最大光度帯）が形成される。
【００４４】
可動シェード４が第二の位置であるハイビーム位置に停止している状態では、コイルスプリング７の軸方向の長さは、図７に示すように、Ｈ１からＨ３まで短く、つまり縮んでいる。ここで、第一のソレノイド６のコイル６ｂに通電をやめると、可動シェード４は軸方向の長さがＨ３まで縮んだ状態のコイルスプリング７の弾性力により、中間の位置に復帰しようとする。このとき、第一のソレノイド６には、図１０に示すように、プランジャ６ａの位置を保持する保持力（同図では、ピッチの長い一点鎖線）が発生する。この第一のソレノイド６の保持力は、コイルスプリング７の弾性力を減衰するように作用するので、プランジャ６ａに取り付けられた可動シェード４がハイビーム位置から中間の位置に近づくにつれて、可動シェード４の移動速度が低下する。移動速度が低下した状態で、押圧力が発生している第二のソレノイド８のプランジャ８ａの先端部に第一のソレノイド６のプランジャ６ａに可動シェード４の可動シェードステー４ｂを固定するボルト１５の上面が当接し、可動シェード４は、ハイビーム位置から中間の位置まで復帰できる。ここで、第一のソレノイド６のコイル６ｂに通電を止めても、図１０に示すように、第二のソレノイド８の押圧力はコイルスプリング７の弾性力よりも大きいので、可動シェード４は中間の位置で停止した状態となる。これにより、可動シェード４が中間の位置に移動した際の可動シェード４（ボルト１５）とソレノイド８との当接音の減少を図ることができる。
【００４５】
可動シェード４が第二の位置であるハイビーム位置から中間の位置まで復帰し、停止した状態で第二のソレノイド８のコイル８ｂに通電をやめると、可動シェード４はまだ軸方向の長さがＨ２まで縮んだ状態のコイルスプリング７の弾性力により、さらに第一の位置であるロービーム位置に復帰しようとする。このとき、第二のソレノイド８には、図１０に示すように、プランジャ８ａの位置を保持する保持力（同図では、ピッチの短い一点鎖線）が発生する。この第二のソレノイド８の保持力は、コイルスプリング７の弾性力を減衰するように作用するので、プランジャ８ａがボルト１５を介して当接している可動シェード４が中間の位置からロービーム位置に近づくにつれて、可動シェード４の移動速度が低下する。移動速度が低下した状態でストッパ機構である可動シェードステー４ｂの２つのロービーム側当接面４ｇとストッパ部材５の２つのロービーム側突起部５ｂが当接し、可動シェード４は、中間の位置からロービーム位置まで復帰できる。これにより、ロービーム側当接面４ｇがロービーム側突起部５ｂに当接する際の当接音の減少を図ることができる。
【００４６】
なお、上記本発明にかかるヘッドランプの動作の説明では、可動シェード４を第一の位置であるロービーム位置から中間の位置、中間の位置から第二の位置であるハイビーム位置に移動させる場合について説明したが、可動シェード４がロービーム位置に停止した状態から第一のソレノイド６のコイル６ｂに通電することで、この可動シェード４を中間の位置に停止させず、直接ハイビーム位置に移動させても良い。また、上記本発明にかかるヘッドランプの動作の説明では、可動シェード４をハイビーム位置から中間の位置、中間の位置からロービーム位置に復帰させる場合について説明したが、可動シェード４がハイビーム位置に停止した状態から第一のソレノイド６のコイル６ｂに通電することをやめるとともに、第二のソレノイド８のコイル８ｂに予め通電しないかあるいはコイル８ｂの通電をやめることで、直接ロービーム位置に復帰させても良い。
【００４７】
以上により、可動シェード４は図１に示すように第一の位置であるロービーム位置と中間の位置とハイビーム位置のいずれにもその姿勢を切り替えることができ、複数の配光パターンを得ることができる。また、可動シェード４の姿勢の切り換えにロービーム位置あるいは中間の位置からハイビーム位置に移動させる第一のソレノイド６と、ロービーム位置から中間の位置に移動させる第二のソレノイド８を用いるので作動速度を速くすることができる。また、可動側である可動シェード４のハイビーム側当接面４ｆ、ロービーム側当接面４ｇ、可動シェード４（ボルト１５）がそれぞれ固定側であるストッパ部材のハイビーム側突起部５ａ、ロービーム側突起部５ｂ、第二のソレノイド８のプランジャ８ａに当接する際に、この可動側がゆっくりと固定側に当接することとなるので、可動シェード４の姿勢を切り替える際の作動音の減少を図ることができる。また、コイルスプリング７が緩衝部材としての機能を有するので、可動側と固定側との間に新たに緩衝部材を設ける必要がなくなり、第一のソレノイド６および第二のソレノイド８のコンパクト化、ヘッドランプの組み立て時間や製造コストの減少を図ることができる。
【００５０】
また、上記実施形態では、可動シェード４が第一の位置であるロービーム位置に停止している状態では、光源２からの光によりリフレクタ３の第１反射面３ａを介して第一の配光パターンとしてすれ違い用の配光パターンを形成し、可動シェード４が中間の位置に停止している状態では、光源２からの光によりリフレクタ３の中間反射面３ｂを介して中間の配光パターンとして市街地用の配光パターンを形成し、可動シェード４が第二の位置であるハイビーム位置に停止している状態では、光源２からの光によりリフレクタ３の第２反射面３ｃを介して第二の配光パターンとして走行用の配光パターンを形成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、可動シェード４が第一の位置に停止している状態では、光源２からの光によりリフレクタ３の第１反射面３ａを介して第一の配光パターンとしてすれ違い用の配光パターンのうち上向きに光を形成しない配光パターンを形成し、可動シェード４が中間の位置に停止している状態では、光源２からの光によりリフレクタ３の中間反射面３ｂを介して中間の配光パターンとしてすれ違い用の配光パターンを形成し、可動シェード４が第二の位置に停止している状態では、光源２からの光によりリフレクタ３の第２反射面３ｃを介して第二の配光パターンとして走行用の配光パターンを形成しても良い。すなわち、可動シェード４が第一の位置、中間の位置、第二の位置に停止することで、光源２からの光によりリフレクタ３の反射面を介してすれ違い用の配光パターン、走行用の配光パターン、乗用車などの自動車の周辺環境に応じた配光パターンを形成しても良い。
【００５１】
また、本発明では、ハイビーム側当接面４ｆ、ロービーム側当接面４ｇは、可動シェードステー４ｂの幅方向に対して傾斜角を有し、且つハイビーム側突起部５ａ、ロービーム側突起部５ｂは、ハイビーム側当接面４ｆ、ロービーム側当接面４ｇと平行に設けられているが、可動シェード４がその姿勢の切り替え時において、可動シェードステー４ｂの幅方向にずれる恐れがない場合は、上記ハイビーム側当接面４ｆ、ロービーム側当接面４ｇ、ハイビーム側突起部５ａ、ロービーム側突起部５ｂを可動シェードステー４ｂの幅方向と平行に設けても良い。
【００５２】
また、第二のソレノイド８のプランジャ８ａの先端部がボルト１５を介して可動シェード４に当接するが、このプランジャ８ａの先端部あるいはボルト１５の上面にゴム材などからなる弾性部材を設けても良い。これにより、可動シェード４が第二の位置から中間の位置に復帰時にボルト１５と第二のソレノイド８のプランジャ８ａとが当接する際の当接音の減少を図ることができる。なお、ボルト１５自体を金属以外の樹脂などで成形することで上記ボルト１５と第二のソレノイド８のプランジャ８ａとが当接する際の当接音の減少を図っても良い。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、可動シェードの第一の位置から中間の位置への移動を第二のソレノイドの押圧力、可動シェードの第一の位置あるいは中間の位置から第二の位置への移動を第一のソレノイドの吸引力、可動シェードの第二の位置から第一の位置への移動あるいは中間の位置から第一の位置への移動を弾性部材の弾性力、可動シェードの第二の位置から中間の位置への移動を弾性部材の弾性力と第二のソレノイドの押圧力により行うので、可動シェードを第一の位置、第二の位置、中間の位置のいずれの位置にも移動させることができ、複数の配光パターンを得ることができる。また、可動シェードの姿勢の切り換えに第一の位置あるいは中間の位置から第二の位置に移動させる第一のソレノイドと、第一の位置から中間の配光パターンを得る中間の位置に移動させる第二のソレノイドを用いるので作動速度を速くすることができる。
【００５５】
また、請求項２に記載の発明によれば、可動シェードの姿勢を中間の位置から第二の位置に切り替える際に、円錐台形状のコイルスプリングのばね特性（すなわちコイルスプリングは縮み始めで弾性力が緩やかに増加し、縮み終わりで弾性力が急激に増加する特性）により、第二の位置に可動シェードが移動する終端においては、コイルスプリングの弾性力が急激に増加し、第一のソレノイドの吸引力を急激に減衰させるように作用し、可動シェードの姿勢を切り替える際の作動音の減少を図ることができる。つまり、可動側である第一のソレノイドのプランジャや可動シェードが固定側であるストッパ部材などに当接する際に、この可動側がゆっくりと固定側に当接することとなるので、可動シェードの姿勢を切り替える際の作動音の減少を図ることができる。
【００５６】
また、請求項３に記載の発明によれば、可動シェードの姿勢を切り替える際には、第一および第二のソレノイドあるいは弾性部材により可動シェードを水平方向に移動させ、第一のソレノイドの吸引力あるいはコイルスプリングの弾性力により可動シェードステーの突出部をストッパ部材の突出部に押さえつけて当接させるので、ストッパ機構として複雑な機構、例えば可動シェードの回転方向を規制するためのピンやブッシュなどを必要とせず簡単な構成で可動シェードを第一の位置あるいは第二の位置に停止させることができる。これにより、ヘッドランプの組み立て時間や製造コストの減少をさらに図ることができる。
【００５７】
また、請求項４に記載の発明によれば、可動シェードステーに設けられた突出部の当接面とこの当接面に平行に設けられた突起部がそれぞれハの字状に設けられていることにより、可動シェードを第一の位置あるいは第二の位置に移動する際に、可動シェードが予定している移動方向とずれて移動しても、突出部の当接面が突起部にガイドされ、可動シェードは第一の位置あるいは第二の位置に補正されて確実に停止することができる。
【００５８】
また、請求項５に記載の発明によれば、突起部の弾性により、可動シェードステーの突出部あるいはこの突出部の当接面が突起部に当接する際の当接音を減少することができ、可動シェードの姿勢を切り替える際の作動音の減少をさらに図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかるヘッドランプの概略構成例を示す図である。
【図２】可動シェード、ストッパ部材、第一および第二のソレノイド、コイルスプリングの斜視図である。
【図３】この発明にかかるヘッドランプの概略正面図である。
【図４】第一のソレノイドの要部断面図であり、同図（ａ）はコイルに通電していない状態、同図（ｂ）はコイルに通電している状態を示す図である。
【図５】第二のソレノイドの要部断面図であり、同図（ａ）はコイルに通電していない状態、同図（ｂ）はコイルに通電している状態を示す図である。
【図６】可動シェード、ストッパ部材、第一および第二のソレノイド、コイルスプリングの組立斜視図である。
【図７】本発明にかかるヘッドランプの動作説明図であり、同図（ａ）は可動シェードが第一の位置の状態の側面図、同図（ｂ）は可動シェードが中間の位置の状態の側面図、同図（ｃ）は可動シェードが第二の位置の状態の側面図である。
【図８】本発明にかかるヘッドランプの動作説明図であり、同図（ａ）は可動シェードが第一の位置の状態の平面図、同図（ｂ）は可動シェードが中間の位置の状態の平面図、同図（ｃ）は可動シェードが第二の位置の状態の平面図である。
【図９】この発明にかかるヘッドランプの配光パターンを示す図であり、同図（ａ）はすれ違い用の配光パターン、同図（ｂ）は市街地用の配光パターン、同図（ｃ）は走行用の配光パターンを示す図である。
【図１０】第一および第二のソレノイドに発生する力およびコイルスプリングに発生する力とプランジャのストロークとの関係を示す図である。
【図１１】可動シェードの停止位置を補正するための動作説明図であり、同図（ａ）はハイビーム側当接面がずれてハイビーム側突出部に当接した状態、同図（ｂ）はハイビーム側当接面が補正されてハイビーム側突出部に当接した状態を示す図である。
【図１２】本発明にかかる他のヘッドランプの動作説明図であり、同図（ａ）は可動シェードが第一の位置の状態の側面図、同図（ｂ）は可動シェードが中間の位置の状態の側面図、同図（ｃ）は可動シェードが第二の位置の状態の側面図である。
【符号の説明】
１ ヘッドランプ
２ 光源
３ リフレクタ
３ａ 第１反射面
３ｂ 中間反射面
３ｃ 第２反射面
４ 可動シェード
４ａ 可動シェード本体
４ｂ 可動シェードステー
４ｄ 突出部
４ｆ ハイビーム側当接面
４ｇ ロービーム側当接面
５ ストッパ部材
５ａ ハイビーム側突起部
５ｂ ロービーム側突起部
６ 第一のソレノイド
６ａ プランジャ
７ コイルスプリング
８ 第二のソレノイド
８ａ プランジャ
９ ハウジング
１０ レンズ
１１ インナーパネル
１２ コネクタ
１３ バラスト
１４ 固定シェード
１５ ボルト

Claims (5)

1. 光源と、
   姿勢を切り替えることにより前記光源からの光の一部を遮光し、遮光されない光により第一の配光パターンと、第二の配光パターンと、当該第一の配光パターンと第二の配光パターンとの間の中間の配光パターンとをリフレクタを介して形成する可動シェードと、
   前記可動シェードがプランジャに固定され、前記プランジャを移動することで、当該可動シェードを前記第一の配光パターンを得る第一の位置から前記第二の配光パターンを得る第二の位置に移動させる第一のソレノイドと、
   プランジャの中心軸が前記第一のソレノイドのプランジャの中心軸と一直線上となるように配置され、前記プランジャを移動することで、当該プランジャに当接する可動シェードを前記第一の位置から中間の配光パターンを得る中間の位置に移動させる第二のソレノイドと、
   前記可動シェードを少なくとも第一の位置および第二の位置に停止させるストッパ機構と、
   前記可動シェードと前記第一のソレノイドとの間に取り付けられ、当該可動シェードを前記第二位置から前記中間の位置および前記第一の位置に復帰させる弾性部材と、
   を備えたことを特徴とするヘッドランプ。
2. 前記弾性部材は、円錐台形状のコイルスプリングであることを特徴とする請求項１に記載のヘッドランプ。
3. 前記ストッパ機構は、
   前記可動シェードの可動シェードステーに設けられた幅方向に突出する突出部と、
   前記第一のソレノイドの上部に係止され、前記可動シェードが第一の位置あるいは第二の位置に移動した際に、前記突出部に当接する突起部を有するストッパ部材と、
   で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドランプ。
4. 前記突出部は前記可動シェードステーの幅方向に対して傾斜角を有する当接面を有し、且つ前記突起部は前記当接面と平行に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のヘッドランプ。
5. 前記ストッパ部材は、少なくとも突起部が弾性を有することを特徴とする請求項３または４に記載のヘッドランプ。

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