JP4431241B2

JP4431241B2 - ランプ光照射装置並びに車両用前照灯

Info

Publication number: JP4431241B2
Application number: JP2000041959A
Authority: JP
Inventors: 政人岡本; 浩岩崎
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: JP2001229709A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光りの照射方向及び／又は拡散角度を変更できるランプ光照射装置に関する。本発明はまた、このような装置によってビーム切換や配光制御を行う車両用前照灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ひとつの光源からの配光を走行ビーム配光とすれ違いビーム配光との切り換え可能としたインナーレンズを有する可動装置を設けた従来の車両用前照灯として、特開平１０−５５７０５号がある。これは、ひとつの光源となる放電灯（バルブ）、その光源の放射光を収束させるための放物線を基本とする反射鏡、走行ビーム配光とすれ違いビーム配光とを切り換えるインナーレンズ、インナーレンズを支持軸に対して回動させるための駆動装置、反射鏡から反射された光を前方に透過するアウターレンズとから構成されている。
【０００３】
このような従来の構成において、すれ違いビーム配光状態では、インナーレンズは反射鏡の上側１／３程度を覆うように垂下した状態に位置している。インナーレンズが垂下した状態では、反射鏡より照射された光を下向きに且つ拡散方向に制御する。また走行ビーム配光状態は、インナーレンズに連結されている駆動装置が動作することによって、インナーレンズは反射鏡からの直接の照射光を妨げないように約９０度上方に回動して水平状態になる。この状態で、反射鏡より照射された光位は走行ビームの配光を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の車両用前照灯においては、走行ビーム配光とすれ違いビーム配光との切り換えがインナーレンズによって可能であるが、大きなインナーレンズ５を回動させるため、駆動機構が大掛かりとなり、そのために大きな出力の駆動装置が必要となり、コスト高にもなる問題がある。また、スラント（傾斜）が大きく、車両のサイドへの回り込みの大きなアウターレンズでは、前照灯内への駆動機構の取り付けスペースにも制約が生じる問題がある。このような点からしても前照灯の全体形状の制約が生じ、また意匠デザイン上の制約も生じるという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記のようにインナーレンズの回動方式とは異なる全く別の方式により、光の照射方向を変えることができ、また走行ビーム配光とすれ違いビーム配光との切り換えが行える方式のものであり、その具体的な手段として、第１の発明は、外力により厚み方向に変形自在な透明ゲル状物質と、この透明ゲル状物質をその厚み方向から挟み込み一対の光透過板とで形成した可変プリズム装置をランプ光の通路に配置したランプ光照射装置であって、前記透明ゲル状物質は前記一対の透明板の一方に対応する面を山形の拡散カット形状に形成し、前記一対の光透過板を相対的に移動させて前記可変プリズム装置にプリズム作用を行わせる駆動装置を設け、前記可変プリズム作用を行わせる駆動装置により前記ランプ光の照射方向を変更することを特徴とするランプ光照射装置を提供するものである。
【０００６】
第２の発明は、前記透明ゲル状物質を透明シリコーンゲルとしたランプ光照射装置を提供するものである。
【０００７】
第３の発明は、ひとつの光源からの光を走行ビーム配光とすれ違いビーム配光とに切り換え可能とした車両用前照灯において、外力により厚み方向に変形自在な透明ゲル状物質と、この透明ゲル状物質をその厚み方向から挟む一対の光透過板とで形成し、前記透明ゲル状物質は前記一対の透明板の一方に対応する面を山形の拡散カット形状に形成した可変プリズム装置をランプ光の通路に配置し、前記一対の光透過板を相対的に移動させて前記可変プリズム装置にプリズム作用を行わせる駆動装置を設け、前記可変プリズム装置および駆動装置にて走行ビーム配光とすれ違い配光ビームとに切り換え可能とした車両用前照灯を提供するものである。
【０００８】
第４の発明は、前記透明ゲル状物質を透明シリコーンゲルとした車両用前照灯を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図１６は本発明の実施の形態を示す。図１は車両用前照灯の中央部の縦断側面図、図２は前照灯の正面斜視図、図３は可変プリズム装置の説明図、図４は可変プリズム装置を通過する光の屈折状態図、図５は素通しのときのスクリーン照度の配光図、図６はプリズム角２．５度のときのスクリーン照度の配光図、図７はプリズム角３．７度のときのスクリーン照度の配光図、図８は透明ゲル状物質の斜視図、図９は図８の透明ゲル状物質を有する可変プリズム装置の断面図、図１０は図８の透明ゲル状物質を押し潰した可変プリズム装置の断面図、図１１は可変プリズム装置が図９の状態での前照灯の配光特性、図１２は可変プリズム装置が図１０の状態での前照灯の配光特性図、図１３は他の実施形態である可変プリズム装置の正面図、図１４は図１３の可変プリズム装置の側面図、図１５は図１３の可変プリズム装置を有する前照灯の配光特性図、図１６はプリズムを複数に分割した可変プリズム装置の側面図、図１７はプリズムを複数に分割した他の形状の可変プリズム装置の側面図、図１８は本発明に係る車両用前照灯の走行ビーム配光パターン、図１９は本発明に係る車両用前照灯のすれ違いビーム配光パターンである。
【００１０】
先ず、本発明の第１の実施形態を図に基づいて説明する。図１において、１は車両用前照灯であり、一般に乗用車等の車両前面の左右端部に装飾フレーム等と共に取り付けられるため、その部分の車両の形状にマッチングした外観形状をしている。図１は車両の前面から見て右側の車両用前照灯を示したものであり、その形状は、車両のコーナ部においてその前面が前下方に傾斜し、その前面から側面に延びた形状をしていて、所謂スラントが大きく且つ車両のサイドへの回り込みが大きい形状である。車両の前面から見て左側の車両用前照灯も同様の構成であり、左右の車両用前照灯は左右対称形である。２は前照灯１の基体をなす反射壁であり、例えば、回転放物面とされ、その奥部の中央部には、光源３となるメタルハライドランプ等のランプであり、ソケット４にて取り付けられて電気の通電によって発光する。ソケット４はその端子５、５が所要の電源供給ラインにオン・オフ動作のスイッチ（図示せず）を介して接続されている。６はその周縁部を反射壁２の前面開口の周縁部に形成された溝７にシール材を介して挿入し保持されたアウターレンズであり、車両のデザインに合わせて前面が下方に傾斜した形状をなす。アウターレンズ６と反射壁２との接合は、この両者の周縁部がそれぞれ挿入保持される溝を前後に有する接合枠材にて接合する方法でもよい。
【００１１】
反射壁２から反射される光源３の光はアウターレンズ６を透過して車両の前方へ照射されるが、この照射方向を変更できるように、装置８が設けられている。この装置８は、可変プリズムとして機能するものであり、可変プリズムとして、外力による部分的な厚みの変更によってその厚み方向へ通過する光の照射角度が変更されるプリズム特性を有する透明ゲル状物質１０と、この透明ゲル状物質１０をその厚み方向から挟む一対の光透過板９、９を有した可変プリズム装置８を光の通路に配置し、透明ゲル状物質１０の厚み変更を一対の光透過板９、９相互の間隔変更によって行う駆動装置１１を設けてなる光照射装置である。このように、光透過板として設けた透明板９、９の平行度を変更することによって透明ゲル状物質１０を略楔状に変形させて透過する光が屈折する、即ち、光の照射方向が変わることを利用している。透明ゲル状物質１０の厚さを変更する方法によっては、光の屈折角度のみならず拡散角度をも変更することができる。１１は前照灯１内下部又は前照灯１の下面に設けられた駆動装置であり、一対の透明板９、９の相対的間隔を変更する。その一つの構成として、前照灯１内上部に固定した一方の透明板９に対して、上端部を回動可能に軸支持１２した他方の透明板９の下端部を前後方向へ電動機又は電磁ソレノイド装置１１にて駆動する方式を採用することができる。この電動機又は電磁ソレノイド装置１１への指令は、車両の操作者が行う。
【００１２】
図２は図１に代わる他の実施形態を示す。図１と大きく異なるところは、反射壁２の外側に形成した段差部３５に駆動装置１１を配置したことであり、駆動装置１１によって、一対の透明板９、９の相対的間隔を変更して透明ゲル状物質１０の厚さを変更することによって、アウターレンズ６を透過して車両の前方へ照射される光の照射方向、又は光の照射方向と拡散角度を変更できる可変プリズムとして機能することは図１と同様である。
【００１３】
いま、本発明に関して行った一つの実施例について以下に記述する。プリズム特性（機能）を有する透明ゲル状物質１０としては、製作の容易性、安定性、衝撃吸収性等を考慮してシリコーンゲルが適し、その一つとして、室温で硬化する無溶剤２液付加反応硬化型の液状シリコーンゲルが挙げられる。この一つとして、商品名がＷＡＣＫＥＲＳｉｌＧｅｌ（登録商標）６１２を使用した。この商品は、流動性が高く、硬化後は非常に柔らかいゲル状態になり、優れた衝撃吸収性を有し、透明性が高く顔料により着色可能であり、自己粘着性のためにプライマー無しで殆どの物質に密着できる特徴を有する。そして混合比を変えることによってある程度硬化の調節が可能である。
【００１４】
図３の可変プリズム装置８において、透明ゲル状物質１０として厚さが５ｍｍで６０ｍｍ×５０ｍｍの平板状にした上記商品名のものを用い、一対の透明板９、９として厚さ５ｍｍのポリカーボネート樹脂製の透明な平板を用い、この可変プリズム装置８に対して、図１のような前照灯の反射壁２を使用して、走行ビーム反射壁２から反射されるスポットパターンを可変プリズム装置８に透過させてそれをスクリーンに投影して、照射パターンの屈折などを測定した。この場合の透明ゲル状物質１０の屈折率は１．４０であり、また透明板９の屈折率は１．５８である。一対の透明板９、９は透明アクリル樹脂で構成してもよい。
【００１５】
これにおける測定結果として、素通し、即ち可変プリズム装置８を設けない状態でのスクリーン上の光束＝３５０ｌｍ（ルーメン）、透明ゲル状物質１０を有しない一対の透明板９、９のみの場合の光束＝３１５ｌｍ（ルーメン）であり、次に可変プリズム装置８を設けた状態において、プリズム角Ｔを０度、２．５度、３．７度の３つの場合について結果を得た。即ち、プリズム角Ｔ＝０度のとき出射角Ｓ＝０度（計算値と実測値とも）、透明ゲル状物質１０の透過率＝９０％で光束＝２８５ｌｍ（ルーメン）であり、プリズム角Ｔ＝２．５度のとき出射角Ｓ＝０．９８度（計算値）と０．８０度（実測値）、透明ゲル状物質１０の透過率＝９７％で光束＝３０８ｌｍ（ルーメン）であり、プリズム角Ｔ＝３．７度のとき出射角Ｓ＝１．４７度（計算値）と１．４０度（実測値）、透明ゲル状物質１０の透過率＝９８％で光束＝３１０ｌｍ（ルーメン）であった。このスクリーン上の配光パターンはそれぞれ図５乃至図７に示す。図４は可変プリズム装置８を透過する光の屈折状態を示す。配光パターンは可変プリズム装置８の形状を種種選択することによって変更できるので、車両の前照灯に適した配光パターンが形成されるような形状を設計すればよい。
【００１６】
配光パターンは可変プリズム装置８の形状を種種選択することによって変更できるので、車両の前照灯に適した配光パターン、即ち、図１８のような遠方を照射する走行ビーム配光パターンと、図１９のように車両の近くの前方を照射するすれ違いビーム配光パターンが形成されるような形状を設計すればよい。図１８と図１９は、右ハンドルの運転席から見た状態での車両の前照灯による配光特性の一つの良好な状態を示し、Ａは反射壁２からの反射光のうち可変プリズム装置８を透過しない光がアウターレンズ６を透過して前方へ照射される光による固定部配光形状であり、Ｂは反射壁２から前方へ照射される光が可変プリズム装置８を透過した光により形成される可変プリズム配光形状である。前照灯からはこれらＡ、Ｂの合成された配光が得られる。
【００１７】
図６と図７から明らかなように、プリズム角Ｔを大きくするに従って、光の中心が下がって照射方向が下向きになり、このことから、車両の前照灯などにおいてプリズム角Ｔを駆動装置１１にて変更することによって、照射方向を容易に変更できることが解る。また、透過率は、透明ゲル状物質１０単体で９０％以上、一対の透明板９、９を含めても８０％以上であり特に問題なく、出射角は、屈折率とプリズム角Ｔから算出した出射角とほぼ一致しているため特に問題なく、また、像の歪み、即ち、配光パターンにも可変プリズム装置８を通過したことによる変形や歪みが殆ど無い。このように可変プリズム装置８の光学特性は良好であることが解る。
【００１８】
図８乃至図１２は車両用前照灯における走行ビームとすれ違いビームとの切換に用いる可変プリズム装置８の一つの実施形態を示す。この場合、透明ゲル状物質１０は、一対の透明板９、９の一方に対応する面を丸味を呈する山形の拡散カット形状に形成し（図８）、山形の拡散カット形状を維持した図９の状態で図１１のすれ違いビーム配光（Ａは固定部配光形状、Ｂは可変プリズム装置８を通過した可変プリズム配光形状であり、これらの合成配光形状）を形成し、図１０のように山形の拡散カット形状を押し潰した状態で図１２の走行ビーム配光（Ａは固定部配光形状、Ｂは可変プリズム装置８を通過した可変プリズム配光形状であり、これらの合成配光形状）を形成する構成とすることもできる。
【００１９】
図１３と図１４には、透明ゲル状物質１０の厚みを上下左右いずれにも変更できるように一対の透明板９、９相互を４隅でバネ支持の構成とし、これによって、図１５に斜線で示すようにビームの中心を多方面に移動できる構成を示している。
【００２０】
図１６と図１７には、プリズムを複数に分割して多彩な照射配光が得られる構成を示したものであり、その一つとして、一対の透明板９、９の一方の透明板９の内面とこれに対応する透明ゲル状物質１０の面とを３段に変わる厚みに構成したものを示している。図１６のものと図１７のものとは、段形成の形状が異なり、異なる照射配光が得られる。
【００２１】
上記の他に、透明ゲル状物質１０と一対の透明板９、９の形状や厚みを、曲面にしたり、複雑な凹凸形状にしたり、中央部を透明に周辺部を不透明又は半透明にしたり等、目的に応じて種種の形状に構成できるため、様々な応用に適応できる。また、透明ゲル状物質１０と一対の透明板９、９の何れか一方、又は双方を着色することによって、色彩配光を得ることも容易である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の第１の発明では、透明ゲル状物質の厚み変更を駆動装置によって一対の光透過板相互の間隔を変更する手段によって達成できるので、装置として簡単であり、光照射方向の変更を、段階的或いは無段階的のいずれの装置へも適用できるものである。また、振動等に対しても良好であり自動車のように衝撃の大きいものに適用しても安定した光の制御が行えるものである。
【００２３】
本発明の第２の発明では、透明ゲル状物質を透明シリコーンゲルとすることで製作も簡単であり、装置としても安定したものができる。
【００２４】
また、本発明の第３の発明では、振動等に対しても安定して、走行ビーム配光とすれ違いビーム配光との切換を可変プリズム装置にて行うことができ、従来のインナーレンズの回動方式とは異なる全く別の方式の車両の前照灯として新規な装置が提供できる。
【００２５】
更に、本発明の第４の発明では、透明ゲル状物質を透明シリコーンゲルとすることで製作も簡単であり、装置としても安定したものができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用前照灯の中央部の縦断側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両用前照灯の正面斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る可変プリズム装置の説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る可変プリズム装置を通過する光の屈折状態図である。
【図５】本発明の実施形態に係る可変プリズム装置を設けない素通し状態のときのスクリーン照度の配光図である。
【図６】本発明の実施形態に係る可変プリズム装置のプリズム角が２．５度のスクリーン照度の配光図である。
【図７】本発明の実施形態に係る可変プリズム装置のプリズム角が３．７度のスクリーン照度の配光図である。
【図８】本発明の実施形態に係る可変プリズム装置の透明ゲル状物質の斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に係る透明ゲル状物質を有する可変プリズム装置の断面図である。
【図１０】図１０の透明ゲル状物質を押し潰した可変プリズム装置の断面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る可変プリズム装置の図１０の状態での前照灯の配光特性図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る可変プリズム装置の図１１の状態での前照灯の配光特性図である。
【図１３】本発明の他の実施形態である可変プリズム装置の正面図である。
【図１４】図１４の可変プリズム装置の側面図である。
【図１５】図１４の可変プリズム装置を有する前照灯の配光特性図である。
【図１６】本発明の他の実施形態であるプリズムを複数に分割した可変プリズム装置の側面図である。
【図１７】本発明の他の実施形態であるプリズムを複数に分割した他の形状の可変プリズム装置の側面図である。
【図１８】本発明に係る車両用前照灯の走行ビーム配光パターンである。
【図１９】本発明に係る車両用前照灯のすれ違いビーム配光パターンである。
【符号の説明】
１……前照灯
２……反射壁
３……光源
４……ソケット
５……端子
６……アウターレンズ
８……可変プリズム装置
９……光透過板
１０…透明ゲル状物質
１１…駆動装置

Claims

外力により厚み方向に変形自在な透明ゲル状物質と、この透明ゲル状物質をその厚み方向から挟み込み一対の光透過板とで形成した可変プリズム装置をランプ光の通路に配置したランプ光照射装置であって、
前記透明ゲル状物質は前記一対の透明板の一方に対応する面を山形の拡散カット形状に形成し、
前記一対の光透過板を相対的に移動させて前記可変プリズム装置にプリズム作用を行わせる駆動装置を設け、前記可変プリズム作用を行わせる駆動装置により前記ランプ光の照射方向を変更することを特徴とするランプ光照射装置。
前記透明ゲル状物質を透明シリコーンゲルとしたことを特徴とする請求項１に記載のランプ光照射装置。
ひとつの光源からの光を走行ビーム配光とすれ違いビーム配光とに切り換え可能とした車両用前照灯において、
外力により厚み方向に変形自在な透明ゲル状物質と、この透明ゲル状物質をその厚み方向から挟む一対の光透過板とで形成し、前記透明ゲル状物質は前記一対の透明板の一方に対応する面を山形の拡散カット形状に形成した可変プリズム装置をランプ光の通路に配置し、前記一対の光透過板を相対的に移動させて前記可変プリズム装置にプリズム作用を行わせる駆動装置を設け、前記可変プリズム装置および駆動装置にて走行ビーム配光とすれ違い配光ビームとに切り換え可能とした車両用前照灯。
前記透明ゲル状物質を透明シリコーンゲルとしたことを特徴とする請求項３に記載の車両用前照灯。