JP4237717B2 - 自動車用ヘッドランプ - Google Patents

Description

この発明は、リフレクタで配光パターンを制御する自動車用ヘッドランプに関するものである。

自動車用ヘッドランプは、光源と、自由曲面の反射面が複合的に組み合わせられてなるリフレクタとを備え、前記光源を点灯すると、前記光源からの光が前記リフレクタで反射されて外部に所定の配光パターンで照射されてなり、前記リフレクタは、固定式であり且つ所定の配光パターンが得られるメインリフレクタと、該メインリフレクタの左側又は右側に立設され且つ光軸を有して前記配光パターンの右側又は左側に拡散タイプの配光パターンが得られるサブリフレクタとから構成されており、前記光源は、前記光軸上に配置されてなると共にシェードによりグレア光が出ないように所定部位が囲繞されてなる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１２３５１０号公報

しかしながら、このような従来の自動車用ヘッドランプにあっては、リフレクタの強度確保のために、補強部材を配設せねばならず、原価が高騰するおそれがある。また、光源の前側に配されるシェードには、メッキなどを施して見栄えを確保しているが、このメッキ処理により、原価が高騰するおそれがある。更に、該シェードの強度確保が困難で脱落のおそれもあり、シェードは、光源を囲繞するので、その高温に耐え得る材質にしなければならず、この点でも原価が高騰するおそれがある。

この発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、原価が低減できるシェードを備えた自動車用ヘッドランプを提供するものである。

請求項１に記載の発明は、横置きの光源と、自由曲面の反射面が複合的に組み合わせられてなるリフレクタとを備え、前記リフレクタは、固定式であり且つ所定の配光パターンが得られるメインリフレクタと、該メインリフレクタの左右側に立設され且つ光軸を有して前記配光パターンの右側又は左側に拡散タイプの配光パターンが得られるサブリフレクタとからすれ違い用ランプが構成されており、前記光源は、前記光軸上に配置されてなると共に前記メインリフレクタから張り出し且つ前記サブリフレクタ間に架設されてなるシェードによりグレア光が出ないように所定部位が囲繞されており、前記光源と対向する前記メインリフレクタの該光源の真後側に前記シェード形成用の抜き孔を兼ねた放熱用の開口が形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自動車用ヘッドランプであって、前記すれ違い用ランプのメインリフレクタは、隣接した走行用ランプと一体に形成してなることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、光源が横置きであるから、配光パターンの外側の光量を上げることができる。また、前記シェードは、メインリフレクタから張り出し且つ前記サブリフレクタ間に架設されてなるため、該シェードの折損脱落のおそれがない。また、強度を持たせる手段がメインリフレクタと一体のために、剛性が確保できるばかりか、著しい原価低減が図れる。シェードの表面処理もメインリフレクタと一体のため、原価低減が図れる。

また、請求項１に記載の発明によれば、メインリフレクタには、前記シェード形成用の抜き孔を兼ねた放熱用の開口を形成してなるため、光源の熱を受けやすいメインリフレクタからの放熱性能が著しく向上することができる。また、開口がメインリフレクタであるため、熱は後方に逃がすことが出来るため、レンズが曇りにくいことになる。

請求項２に記載の発明によれば、前記すれ違い用のランプのメインリフレクタは、隣接した走行用ランプと一体に形成してなるため、灯体の剛性が著しく向上できる。

原価が低減できるシェードを備えた自動車用ヘッドランプを提供する、という目的を、横置きの光源と、自由曲面の反射面が複合的に組み合わせられてなるリフレクタとを備え、前記リフレクタは、固定式であり且つ所定の配光パターンが得られるメインリフレクタと、該メインリフレクタの左右側に立設され且つ光軸を有して前記配光パターンの右側又は左側に拡散タイプの配光パターンが得られるサブリフレクタとからすれ違い用ランプが構成されており、前記光源は、前記光軸上に配置されてなると共に前記メインリフレクタから張り出し且つ前記サブリフレクタ間に架設されてなるシェードによりグレア光が出ないように所定部位が囲繞されてなることで、実現した。

以下、この発明の一実施例を図１〜図８に基づいて説明する。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、この実施の形態にかかるヘッドランプ２，３は、左側通行区分の自動車に取り付けられるものである。従って、右側通行区分の自動車に取り付けられるヘッドランプは、この実施の形態にかかるヘッドランプ２，３と左右逆となる。更に、この実施の形態において、メインリフレクタ４により得られる所定の配光パターンは、すれ違い用の配光パターンである。

図において、符号「ＦＲ」は、自動車の進行方向であって、運転者側から見た前方を示す。符号「ＲＲ」は、自動車の進行方向と逆方向であって、運転者側から見た後方を示す。符号「Ｕ」は、上側を示す。符号「Ｄ」は、下側を示す。符号「Ｍ」と「Ｓ」は、上側Ｕと下側Ｄとの間を示す。符号「Ｌ」は、運転者側から前方を見た場合の左側を示す。符号「Ｒ」は、運転者側から前方を見た場合の右側を示す。符号「Ｚ−Ｚ」は、光軸（疑似光軸）のことを示す。符号「Ｈ−Ｈ」は、水平線（水平軸）のことを示す。符号「Ｖ−Ｖ」は、垂直線（垂直軸）のことを示す。

符号１は、自動車であり、図１に示す上側から見た上面図に明らかなように、自動車１の左右中心０Ｘの最前位置（図１の最も上の部分）から左側Ｌ及び右側Ｒにいくに従い後ＲＲ側にいく形状に形成されている。かかる自動車１の左側Ｌ及び右側Ｒに、前記した左側Ｌのヘッドランプ２と右側Ｒのヘッドランプ３とが配置されている。

前記した左側Ｌのヘッドランプ２は、すれ違い用ランプ２ａと、走行用ランプ２ｂとよりなる。前記すれ違い用ランプ２ａは、前記メインリフレクタ４の右側Ｒに立設されてなるサブリフレクタ５の透孔１２（図示省略）の光軸ＺＬ−ＺＲ上に、「光源」としての放電灯（メタルハライドランプなどの高圧金属蒸気放電灯、高輝度放電灯（ＨＩＤ）など）８が着脱可能に配置されている。該放電灯８の光軸ＺＬ−ＺＲは、メインリフレクタ４の光軸ＺＦ−ＺＲの焦点位置に直交するように左Ｌ、右Ｒを向いているので、本発明では「横置き」という。該放電灯８は、シェード１３により配光パターンにグレア光が生じないように障壁となっている。

符号１０は、前記メインリフレクタ４の左側Ｌに立設されてなる補助のサブリフレクタであり、前記サブリフレクタ５の反射の邪魔にならない程度のものでしかない。

前記シェード１３は、前記光軸ＺＬ−ＺＲに沿って配置されてなると共にメインリフレクタ４から前ＦＲ側に張り出し且つサブリフレクタ５、１０間に一体に形成されてなる。

前記した右側Ｒのヘッドランプ３は、図２に示す左側Ｌのヘッドランプ２と概略左右対称に形成されてなるので、図示を省略した。

前記放電灯８には、カットライン形成用のストライブを有するカテゴリーＤ２Ｒタイプである。

前記メインリフレクタ４は、固定式であって、所定のすれ違い用の配光パターンが得られる。また、前記メインリフレクタ４は、放電灯８の光軸ＺＬ−ＺＲ近辺の幅が最高光度が得られる程度の幅、例えば、７０から１００ミリメートルの幅を有し、長さが所定のすれ違い用の配光パターンが得られる程度の縦長形状の構造を為す。該メインリフレクタ４には、放電灯８が横置きであるがために、前記シェード１３形成用の抜き孔を兼ねた放熱用の開口１６が放電灯８の配設される位置の後側ＲＲに形成されてなる。

図３に示すように、左側Ｌのメインリフレクタ４を代表して説明すると、上下に３〜４段（上段、中段、下段）に分割されていると共に左右に４段に分割されている。即ち、上段の４個の縦長のセグメントＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４と、中段の縦長のセグメントＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４と、下段の縦長のセグメントＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４とから構成されている。右側Ｒのメインリフレクタは、左側Ｌのメインリフレクタ４に近似した構成である。

前記メインリフレクタ４は、上端から前記光軸ＺＬ−ＺＲ近辺まで、即ち、上段のセグメントＵ１〜Ｕ４及び中段のセグメントＭ１〜Ｍ４並びに下段のセグメントＳ１〜Ｓ４において得られる配光パターン中に含まれる反射面から構成されている。

前記サブリフレクタ５は、固定式であって、立て壁形状を為し、図３に示すように、上下に５段に分割された縦長のセグメントＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５よりなる。図３において、Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９は、セグメントのように描かれているが、ダミーであって、レンズ１５を通してヘッドランプ２，３を覗き込んだ時の見栄えを損なわないようにしただけのものである。該サブリフレクタ５は、上下に行くに従って前Ｆ側に突出した構造を為す。

図７は、コンピュータのシュミレーションで得られたサブリフレクタ５の各セグメントＲ１〜Ｒ５の配光パターン（小四角形の光源の像が集合された配光パターン）を簡略化して示す説明図である。また、図８は、コンピュータのシュミレーションで得られた右側Ｒのサブリフレクタの各セグメント（図示省略）の配光パターンを簡略化して示す説明図である。

図７（ａ）は、左側Ｌのヘッドランプ２のサブリフレクタ５の上から１番目のセグメントＲ１の配光パターンを示す。以下同様に、図７（ｂ）は、サブリフレクタ５の上から２番目のセグメントＲ２の配光パターンを示す。図７（ｃ）は、サブリフレクタ５の上から３番目のセグメントＲ３の配光パターンを示す。図７（ｄ）は、サブリフレクタ５の上から４番目のセグメントＲ４の配光パターンを示す。図７（ｅ）は、サブリフレクタ５の上から５番目のセグメントＲ５の配光パターンを示す。

図８（ａ）は、右側Ｒのヘッドランプ３のサブリフレクタの上から１番目のセグメント（図示省略）の配光パターンを示す。以下同様に、図８（ｂ）は、該サブリフレクタの上から２番目のセグメント（図示省略）の配光パターンを示す。図８（ｃ）は、サブリフレクタの上から３番目のセグメント（図示省略）の配光パターンを示す。図８（ｄ）は、サブリフレクタの上から４番目のセグメント（図示省略）の配光パターンを示す。図８（ｅ）は、サブリフレクタの上から５番目のセグメント（図示省略）の配光パターンを示す。

図７に示すように、左側Ｌのヘッドランプ２のすれ違い用ランプ２ａのサブリフレクタ５の各セグメントＲ１〜Ｒ５により得られる配光パターンは、垂直線ＶＵ−ＶＤの左側Ｌに、且つ水平線ＨＬ−ＨＲの下側にそれぞれ拡散タイプされている。図８は、右側Ｒのヘッドランプ３のサブリフレクタの各セグメントにより得られる配光パターンで、垂直線ＶＵ−ＶＤの右側Ｒに、且つ水平線ＨＬ−ＨＲの下側にそれぞれ拡散タイプされている。

前記した補助のサブリフレクタ１０も固定式であって、立て壁形状を為し、図３に示すように、左側Ｌの補助のサブリフレクタ１０を代表して説明すると、上下に５段に分割された縦長のセグメントＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５とよりなる。図３において、Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９は、セグメントのように描かれているが、ダミーであって、レンズ１５を通してヘッドランプ２，３を覗き込んだ時の見栄えを損なわないようにしただけのものである。該補助のサブリフレクタ１０は、上下に行くに従って前Ｆ側に突出した構造を為す。

前記した一連のセグメントは、図示したようにセグメントの境界線が見えているが、一連のセグメントの場合（セグメントが連続的に形成されている場合）、セグメントの境界線が見えない場合がある。

前記ヘッドランプ２，３のすれ違い用ランプ２ａは、メインリフレクタ４と、サブリフレクタ５と、補助のサブリフレクタ１０とが一体に形成されてなり、放電灯８が支持されることで構成されてなり、レンズ１５と、ランプハウジング６により区画された灯室内に配置されるが、更に、走行用ランプ２Ｂのリフレクタ４ｂと前記サブリフレクタ５とが一体に形成されてなる。尚、図２に示すヘッドランプ２は、放電灯８等が２個左右並設されているが、これに限定されるものではない。また、符号７は、放電灯８を透孔１２から着脱させた後に閉じることのできるキャップである。

前記メインリフレクタ４及びサブリフレクタ５は、例えば、「Mathe-matical Elements for Computer Graphics」(Devid F.Rogers、J Alan Adams)に記載されている自由曲面の反射面が複合的に組み合わせられてなり、該反射面は、アルミ蒸着や銀塗装などにより形成されている。

以上のように、この実施例によれば、放電灯８を点灯すると、放電灯８からの光がメインリフレクタ４によって反射されて、図６（ａ）に示すような最高光度を有する所定のすれ違い用の配光パターン（図６（ａ）は、左側Ｌのヘッドランプ２の配光パターン）が得られる。また、放電灯８からの光が左側Ｌのヘッドランプ２のすれ違い用ランプ２ａにあっては右側Ｒのサブリフレクタ５、右側Ｒのヘッドランプ３にあってはすれ違い用ランプ（図示省略）の左側Ｌのサブリフレクタによって反射されて、図６（ｂ）に示すような拡散タイプの配光パターン（図６（ｂ）は、左側Ｌのヘッドランプ２のすれ違い用ランプ２ａの配光パターン）が得られる。この際、放電灯８が横置きであることにより、外側の光量を上げることができる。この所定のすれ違い用の配光パターンの右側Ｒ及び左側Ｌに拡散タイプの配光パターンがそれぞれ合成されて、図６（ｃ）に示すような配光パターン（図６（ｃ）は、左側Ｌのヘッドランプ２のすれ違いランプ２ａの配光パターン）で外部に照射される。

シェード１３は、メインリフレクタ４から張り出し且つ前記サブリフレクタ５，１０間に架設されてなるため、該シェード１３の折損脱落のおそれがない。また、強度を持たせる手段がメインリフレクタ４と一体のために、剛性が確保できるばかりか、著しい原価低減が図れる。シェード１３の表面処理もメインリフレクタ４と一体のため、原価低減が図れる。

メインリフレクタ４には、前記シェード１３形成用の抜き孔を兼ねた放熱用の開口１６を形成してなるため、横置きの放電灯８の熱１７を受けやすいメインリフレクタ４からの放熱性能が著しく向上することができる。また、開口１６がメインリフレクタ４であるため、熱１７は後側ＲＲに逃がすことが出来るため、レンズ１５が曇りにくいことになる。

前記すれ違い用ランプ２ａのメインリフレクタ４は、隣接した走行用ランプ２ｂと一体に形成してなるため、灯体の剛性が著しく向上できる。

自由曲面からなる前記サブリフレクタ５による配光パターンは、図６（ｂ）に示すようになっていて、前記メインリフレクタ４及び前記サブリフレクタ５それぞれにおいて反射された放電灯８の光の合成配光パターンが、図６（ｃ）に示す所望の配光パターンとなるのである。

前記実施例の場合、上下に複数に分割されてなるサブリフレクタ５が、図３に示すように、正面から見て段々形状をなすものであるが、段々形状に限定されるものではなく、１本の線で結ばれているものでも良い。

この発明の一実施例に係るヘッドランプを搭載した自動車の前側を示す概略上面図。 図１のＨ部の水平断面にかかる説明図。 図２の矢視ＤＡにかかる左側のヘッドランプのリフレクタを示す正面図。 図３のＳＢ−ＳＢ線に沿ったヘッドランプのリフレクタを示す断面図。 図３のＳＣ−ＳＣ線に沿ったヘッドランプのリフレクタを示す断面図。 図１の光源が点灯した状態における配光パターンを示し、（ａ）は、左側のヘッドランプのメインリフレクタによるすれ違い用の配光パターン、（ｂ）は、同ランプのサブリフレクタによる拡散タイプの配光パターン、（ｃ）は、同ランプのメインリフレクタ及びサブリフレクタによる合成配光パターン。 左側のヘッドランプに搭載されてなる光源のフィラメントパターンを示す図。 右側のヘッドランプに搭載されてなる光源のフィラメントパターンを示す図。

符号の説明

１ 自動車
２ 左側のヘッドランプ
２ａ すれ違い用ランプ
２ｂ 走行用ランプ
３ 右側のヘッドランプ
４ メインリフレクタ
５ サブリフレクタ
８ 「光源」としての放電灯
１３ シェード
１６ 開口
ＦＲ 自動車の進行方向
ＲＲ 自動車の進行方向と逆方向
Ｕ 上段
Ｍ 中段
Ｓ 下段
Ｌ 左側
Ｒ 右側
ＺＬ−ＺＲ 光軸（疑似光軸）
Ｈ−Ｈ 水平線（水平軸）
Ｖ−Ｖ 垂直線（垂直軸）

Claims (2)

1. 横置きの光源と、自由曲面の反射面が複合的に組み合わせられてなるリフレクタとを備え、前記リフレクタは、固定式であり且つ所定の配光パターンが得られるメインリフレクタと、該メインリフレクタの左右側に立設され且つ光軸を有して前記配光パターンの右側又は左側に拡散タイプの配光パターンが得られるサブリフレクタとからすれ違い用ランプが構成されており、
   前記光源は、前記光軸上に配置されてなると共に前記メインリフレクタから張り出し且つ前記サブリフレクタ間に架設されてなるシェードによりグレア光が出ないように所定部位が囲繞されており、
   前記光源と対向する前記メインリフレクタの該光源の真後側に前記シェード形成用の抜き孔を兼ねた放熱用の開口が形成されていることを特徴とする自動車用ヘッドランプ。
2. 請求項１に記載の自動車用ヘッドランプであって、
   前記すれ違い用ランプのメインリフレクタは、隣接した走行用ランプと一体に形成してなることを特徴とする自動車用ヘッドランプ。

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