JP5055650B2 - プロジェクタ型前照灯 - Google Patents

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Description

本発明は、プロジェクタ型前照灯に係り、特に構造が簡易、かつ、小型のプロジェクタ型前照灯に関する。
従来、車両等において用いられるプロジェクタ型前照灯においては、光源を包囲する第１反射鏡に開口を設け、該開口を、電磁ソレノイドによって回動軸を中心に回動させられる第２反射鏡で開閉することにより、該開口閉塞時には、第１反射鏡及び第２反射鏡によってロービーム用配光パターンを形成し、該開口開放時には、第１反射鏡及び第１反射鏡の外側に配置された第３反射鏡によってハイビーム用配光パターンを形成するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２１５７１７号公報
しかしながら、この種のプロジェクタ型前照灯においては、第２反射鏡を電磁ソレノイドによって回動させる構成であるため、構造が複雑になるとともに、第２反射鏡を回動させるための負荷が大きくなり、ソレノイドが大型化し、プロジェクタ型前照灯を小型化できないという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、構造が簡易、かつ、小型のプロジェクタ型前照灯を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、投影レンズ、半導体光源、及び、前記投影レンズと半導体光源との間に配置されたシェードを有するプロジェクタ型前照灯において、前記半導体光源を包囲するように配置されており、前記半導体光源が発光した光を反射し、前記シェード上縁近傍に設定された焦点に集光させた後、前記投影レンズを介して前方に照射し、ロービーム用配光パターンを形成する反射面であって、前記半導体光源が発光した光の一部を通過させるための開口が形成されたロービーム用第１反射面と、前記ロービーム用第１反射面の開口に挿入される先端部を有するプランジャーを備えたソレノイドと、前記プランジャーの先端部に設けられた反射面であって、前記ソレノイドにより、前記ロービーム用第１反射面と略面一となる開口閉塞位置又は前記ロービーム用第１反射面の開口を通過する半導体光源が発光した光と干渉しない開口開放位置のいずれかに位置決めされるロービーム用第２反射面と、前記ロービーム用第１反射面の外側に配置された反射面であって、前記半導体光源が発光した光のうち前記ロービーム用第１反射面の開口を通過した光を前方に向けて反射し、ハイビーム用配光パターンを形成するハイビーム用反射面と、を備え、前記ロービーム用第１反射面の開口は、該第１反射面のうちロービーム用配光パターンのホットゾーンを形成する光を反射する部分に形成されていることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、ロービーム用第２反射面を、ソレノイドを構成するプランジャーの先端部自身に設けるようにしたので、従来のようにソレノイドを用いて反射面を回動させる構造が不要となり、従来と比較して、プロジェクタ型前照灯の構造を簡易、かつ、小型にすることが可能となる。また、従来のように反射面を回動させなくてよいので、従来と比較して、小型のソレノイド用いることが可能となり、これによっても、プロジェクタ型前照灯の小型化が可能となる。
また、請求項１記載の発明によれば、ロービーム用第１反射面のロービーム用配光パターンのホットゾーンを形成する光を反射する部分には、半導体光源が発光した光の一部を通過させるための開口が形成されているため、ロービーム用配光パターンには、ホットゾーンが存在しない。このため、請求項１記載の発明によれば、従来の開口が形成されていないロービーム用反射面と比較して、切り替え前のロービーム配光パターンのホットゾーンに運転者の目が順応することがない。従って、ロービームからハイビームへの切り替え感を持たせることが可能となる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ロービーム用第２反射面は、前記半導体光源が発光した光のうちロービーム用配光パターンのホットゾーンを形成する光を反射し、前記シェード上縁近傍に設定された焦点に集光させた後、前記投影レンズを介して前方に照射し、ロービーム用配光パターンのホットゾーンを形成することを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、ロービーム時、ロービーム用第１反射面によりホットゾーンが存在しないロービーム用配光パターンを形成し、ロービーム用第２反射面により該ロービーム用配光パターンのホットゾーンに相当する箇所にロービーム用配光パターンのホットゾーンを形成することが可能となる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記ハイビーム用反射面は、ブラケットと一体的に形成されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、ハイビーム用反射面とブラケットとを一体的に形成することで、放熱面が拡大するので、半導体光源の発光に伴う熱の放熱性能を向上させることが可能となる。
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の発明において、ハイビーム又はロービームのいずれかに切り替える切替スイッチがハイビームに切り替えられた場合、前記切り替えスイッチがロービームに切り替えられた場合よりも大きな電流を、前記半導体光源に供給する電流供給手段をさらに備えることを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、ハイビーム時には、半導体光源にロービーム時よりも高い電流が供給されるので、ロービーム用第１反射面により形成されるロービーム用配光パターンは、ロービーム時に形成されるロービーム用配光パターンよりも明るくなる。従って、ハイビーム時の視認性を向上させることが可能となる。
本発明によれば、構造が簡易、かつ、小型のプロジェクタ型前照灯を提供することが可能となる。
以下、本発明の一実施形態であるプロジェクタ型前照灯について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のプロジェクタ型前照灯１００の側面図である。図１に示すように、本実施形態のプロジェクタ型前照灯１００は、自動車等の車両や自動二輪車等に適用されるものであり、投影レンズ１０、半導体光源２０、投影レンズ１０と半導体光源２０の間に配置されたシェード３０、半導体光源２０を包囲するロービーム用第１反射面４０、ロービーム用第２反射面５０、ソレノイド６０、ロービーム用第１反射面４０の外側に配置されたハイビーム用反射面７０等を備えている。
投影レンズ１０の焦点は、シェード３０の上縁３０ａ近傍に設定されている。半導体光源２０は、例えば、一つ又は複数の白色又は有色の発光ダイオードが配置されたＬＥＤパッケージであり、回路基板２１上に実装されている。回路基板２１は、半導体光源２０の発光面２０ａを斜め後方に向けた状態でヒートシンク８０にネジ止め固定されている。シェード３０は、上縁３０ａにカットオフラインを形成するためのパターンが形成されており、半導体光源２０が発光し、ロービーム用第１反射面４０及びロービーム用第２反射面５０で反射された光の一部を遮光し、所定配光パターンを形成する。
ロービーム用第１反射面４０は、例えば、第１焦点が半導体光源２０（又はその近傍）に設定され、かつ、第２焦点がシェード３０の上縁３０ａ近傍に設定された回転楕円体等の楕円系反射面である。ロービーム用第１反射面４０は、半導体光源２０が発光した光を反射し、シェード３０の上縁３０ａ近傍に設定された第２焦点に集光させた後、投影レンズ１０を介して前方に照射し、図２（ａ）に示すように、ロービーム用配光パターンＰ１を形成する。ロービーム用第１反射面４０の所定部分（ロービーム用配光パターンＰ１のホットゾーン（高照度帯）を形成する光を反射する部分。ＭＡＸ照度帯を形成する部分。例えば、半導体光源２０の鉛直方向に位置する部分。）には、半導体光源２０が発光した光の一部を通過させるための開口４１（例えば、径５φ程度。略光軸方向に延びている。）が形成されている。このため、ロービーム用第１反射面４０により形成される図２（ａ）のロービーム用配光パターンＰ１は、図２（ｂ）の従来のロービーム用配光パターンには存在するホットゾーンＰＨが存在しない（又は、ホットゾーンＰＨが減少した）配光パターンとなる。図２は、このことを説明するための図である。図２（ａ）は、ロービーム用第１反射面４０の所定部分（ロービーム用配光パターンＰ１のホットゾーンを形成する光を反射する部分。）に開口４１が形成されたロービーム用第１反射面４０により形成されたロービーム用配光パターンであり、図２（ｂ）は、開口４１が形成されていない従来のロービーム用反射面により形成されたロービーム配光パターンである。図２を参照すると、開口４１が形成されたロービーム用第１反射面４０により形成されるロービーム用配光パターンＰ１は、ホットゾーンが存在しない配光パターンとなることが分かる。
ロービーム用第１反射面４０の開口４１は、ソレノイド６０により開閉される。
ソレノイド６０は、プランジャー６１、軸受け部６２、ソレノイド本体６３、リターンスプリング６４等を備えている。プランジャー６１は、略光軸方向に配置された開口４１より若干小径の円柱鉄心であり、ロービーム用第１反射面４０の開口４１に挿入される先端部６１ａ、軸受け部６２に当接する位置決め用鍔部６１ｂ、ソレノイド本体６３の底部６３ａに当接する位置決め用端部６１ｃ等を備えている。ソレノイド６０は、例えば、ヒートシンク８０に固定されるブラケット９０に固定され、所定位置に配置されている。
プランジャー６１の先端部６１ａには、該先端部６１ａを鏡面加工することにより又は鏡面加工された別部品を取り付けることにより、ロービーム用第２反射面５０が設けられている。このように、ロービーム用第２反射面５０を、プランジャー６１の先端部６１ａ自身に設けるようにしたので、従来のようにソレノイドを用いて反射面を回動させる構造が不要となり、従来と比較して、プロジェクタ型前照灯１００の構造が簡易、かつ、小型にすることが可能となる。また、従来のように反射面を回動させなくてよいので、従来と比較して、小型のソレノイド６０を用いることが可能となり、これによっても、プロジェクタ型前照灯１００の小型化が可能となる。
ロービーム用第２反射面５０は、ロービーム用第１反射面４０と同様、例えば、第１焦点が半導体光源２０（又はその近傍）に設定され、かつ、第２焦点がシェード３０の上縁３０ａ近傍に設定された回転楕円体等の楕円系反射面である。
図３は、ビーム切替回路の例である。図３に示すように、ビーム切替回路は、ビーム切替スイッチＳを備えている。ビーム切替スイッチＳをロービーム側に切り替えた場合、半導体光源２０に電流が供給される。しかし、ソレノイド６０に電流が供給されない。このため、プランジャー６１の先端部６１ａはロービーム用第１反射面４０の開口４１に挿入され、さらに、リターンスプリング６４の復元力によって図１中左方向に付勢され、位置決め用鍔部６１ｂが軸受け部６２に当接する。これにより、ロービーム用第２反射面５０は、ロービーム用第１反射面４０と略面一となる位置（開口４１閉塞位置）に位置決めされる（図１参照）。
従って、ビーム切替スイッチＳをロービーム側に切り替えた場合、図４に示すように、ロービーム用第１反射面４０によりホットゾーンが存在しないロービーム用配光パターンＰ１が形成されるとともに、開口４１閉塞位置に位置決めされたロービーム用第２反射面５０により該ロービーム用配光パターンのホットゾーンに相当する箇所に重畳されてロービーム用配光パターンＰ１のホットゾーンＰ２が形成される。
一方、ビーム切替スイッチＳをハイビーム側に切り替えた場合、ソレノイド６０に電流が供給される。このため、プランジャー６１はリターンスプリング６４を圧縮しながら図１中右方向に移動し、位置決め用端部６１ｃがソレノイド本体６３の底部６３ａに当接する（図５参照）。これにより、ロービーム用第２反射面５０は、ロービーム用第１反射面４０の開口４１を通過する半導体光源２０が発光した光と干渉しない位置（開口４１開放位置）に位置決めされる。半導体光源２０が発光した光の一部は、該開口４１を通過し、ロービーム用第１反射面４０（の開口４１）の外側に配置されたハイビーム用反射面７０によって前方に向けて反射され、ハイビーム用配光パターンＰ３を形成する（図５参照）。また、ビーム切替スイッチＳをハイビーム側に切り替えた場合、半導体光源２０にビーム切替スイッチＳをロービーム側に切り替えた場合よりも高い電流が供給される。
従って、ビーム切替スイッチＳをハイビーム側に切り替えた場合、図５に示すように、ロービーム用第１反射面４０によりホットゾーンが存在しないロービーム用配光パターンＰ１（ビーム切替スイッチＳをロービーム側に切り替えた場合よりも明るい）が形成されるとともに、このロービーム用配光パターンＰ１に重畳されてハイビーム用反射面７０によりハイビーム用配光パターンＰ３が形成される。
ハイビーム用反射面７０は、例えば、回転放物面等の放物面系反射面であり、ヒートシンク８０に固定される補強・放熱用ブラケット９０と一体的に形成され、所定位置に配置されている。このように、ハイビーム用反射面７０とブラケット９０とを一体的に形成することで、放熱面が拡大するので、半導体光源２０の発光に伴う熱の放熱性能を向上させることが可能となる。なお、本実施形態では、プランジャー６１は、ハイビーム用反射面７０と一体的に形成された補強・放熱用ブラケット９０に形成された開口を介して、開口４１に挿入されるようになっている。
次に、上記構成のプロジェクタ型前照灯１００の動作について説明する。
プロジェクタ型前照灯１００が搭載された車両又は自動二輪車において、ビーム切替スイッチＳをロービーム側に切り替えた場合、半導体光源２０に電流が供給される。しかし、ソレノイド６０に電流が供給されない。このため、ロービーム用第２反射面５０は、リターンスプリング６４により、ロービーム用第１反射面４０と略面一となる位置（開口４１閉塞位置）に位置決めされる。この場合、図４に示すように、ロービーム用第１反射面４０によりホットゾーンが存在しないロービーム用配光パターンＰ１が形成されるとともに、開口４１閉塞位置に位置決めされたロービーム用第２反射面５０により該ロービーム用配光パターンのホットゾーンに相当する箇所に重畳されてロービーム用配光パターンＰ１のホットゾーンＰ２が形成される。
次に、ビーム切替スイッチＳをハイビーム側に切り替えた場合、ソレノイド６０に電流が供給される。このため、ロービーム用第２反射面５０は、ソレノイド６０（プランジャー６１）により、ロービーム用第１反射面４０の開口４１を通過する半導体光源２０が発光した光と干渉しない位置（開口４１開放位置）に位置決めされる。この場合、図５に示すように、ロービーム用第１反射面４０によりホットゾーンが存在しないロービーム用配光パターンＰ１（ビーム切替スイッチＳをロービーム側に切り替えた場合よりも明るい）が形成されるとともに、このロービーム用配光パターンＰ１に重畳されてハイビーム用反射面７０によりハイビーム用配光パターンＰ３が形成される。
ここで、ビーム切替スイッチＳをハイビーム側に切り替えた場合、開口４１が形成されていない従来のロービーム用反射面により形成されたロービーム配光パターンＰ１´（ホットゾーンＰＨが存在する。図６（ａ）参照。）に、単にハイビーム用配光パターンＰ３を重畳させるだけでは、切り替え前のロービーム配光パターンＰ１´のホットゾーンＰＨに運転者の目が順応してしまうため、ロービームからハイビームへの切り替え感を持たせることが難しい。
しかし、本実施形態のプロジェクタ型前照灯１００では、ロービーム用第１反射面４０の所定部分（ロービーム用配光パターンＰ１のホットゾーンを形成する光を反射する部分。例えば、半導体光源２０の鉛直方向に位置する部分。）には、半導体光源２０が発光した光の一部を通過させるための開口４１が形成されており、切り替え前のロービーム用配光パターンＰ１には、ホットゾーンが存在しない（図２（ａ）、図６（ｂ）参照）。このため、本実施形態のプロジェクタ型前照灯１００によれば、ビーム切替スイッチＳをハイビーム側に切り替えた場合、切り替え前のロービーム配光パターンのホットゾーンに運転者の目が順応することがない。従って、ロービームからハイビームへの切り替え感を持たせることが可能となる（すなわち、ハイビームのＭＡＸ照度が際立つ）。また、ハイビーム時の遠方視認性も向上する。
また、ビーム切替スイッチＳをハイビーム側に切り替えた場合、半導体光源２０にビーム切替スイッチＳをロービーム側に切り替えた場合よりも高い電流が供給される。このため、ロービーム用第１反射面４０により形成されるロービーム用配光パターンＰ１は、ビーム切替スイッチＳをロービーム側に切り替えた場合に形成されるロービーム用配光パターンＰ１よりも明るくなる。従って、ハイビーム側に切り替え時の視認性を向上させることが可能となる。
以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ型前照灯１００によれば、ロービーム用第２反射面５０を、ソレノイド６０を構成するプランジャー６１の先端部６１ａ自身に設けるようにしたので、従来のようにソレノイドを用いて反射面を回動させる構造が不要となり、従来と比較して、プロジェクタ型前照灯の構造を簡易、かつ、小型にすることが可能となる。また、従来のように反射面を回動させなくてよいので、従来と比較して、小型のソレノイド６０を用いることが可能となり、これによっても、プロジェクタ型前照灯１００の小型化が可能となる。また、ソレノイド６０の消費電力を抑えることも可能となる。
また、本実施形態のプロジェクタ型前照灯１００によれば、ロービーム用第１反射面４０のロービーム用配光パターンＰ１のホットゾーンを形成する光を反射する部分には、半導体光源２０が発光した光の一部を通過させるための開口４１が形成されているため、ロービーム用配光パターンＰ１には、ホットゾーンが存在しない。このため、本実施形態のプロジェクタ型前照灯１００によれば、従来の開口が形成されていないロービーム用反射面と比較して、切り替え前のロービーム配光パターンＰ１のホットゾーンに運転者の目が順応することがない。従って、ロービームからハイビームへの切り替え感を持たせることが可能となる。
また、本実施形態のプロジェクタ型前照灯１００によれば、ロービーム時、ロービーム用第１反射面４０によりホットゾーンが存在しないロービーム用配光パターンＰ１を形成し、ロービーム用第２反射面７０により該ロービーム用配光パターンＰ１のホットゾーンに相当する箇所にロービーム用配光パターンのホットゾーンＰ２を形成することが可能となる。
また、本実施形態のプロジェクタ型前照灯１００によれば、ハイビーム用反射面７０とブラケット８０とを一体的に形成することで、放熱面が拡大するので、半導体光源２０の発光に伴う熱の放熱性能を向上させることが可能となる。
また、本実施形態のプロジェクタ型前照灯１００によれば、ハイビーム時には、半導体光源２０にロービーム時よりも高い電流が供給されるので、ロービーム用第１反射面４０により形成されるロービーム用配光パターンＰ１は、ロービーム時に形成されるロービーム用配光パターンＰ１よりも明るくなる。従って、ハイビーム時の視認性を向上させることが可能となる。
さらに、本実施形態のプロジェクタ型前照灯１００によれば、半導体光源２０一つだけで、ハイビーム用配光パターンＰ３及びロービーム用配光パターンＰ１を形成することが可能となる。これによっても、プロジェクタ型前照灯１００を小型化することが可能となる。また、消費電力を抑えることも可能となる。
次に、変形例について説明する。
上記実施形態では、ビーム切替スイッチＳをハイビーム側に切り替えた場合、半導体光源２０にビーム切替スイッチＳをロービーム側に切り替えた場合よりも高い電流が供給されるように説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ビーム切替スイッチＳをハイビーム側に切り替えた場合、半導体光源２０にビーム切替スイッチＳをロービーム側に切り替えた場合と同じ電流が供給されるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、ロービーム用第１反射面４０及びロービーム用第２反射面５０が、第１焦点が半導体光源２０（又はその近傍）に設定され、かつ、第２焦点がシェード３０の上縁３０ａ近傍に設定された回転楕円体等の楕円系反射面であるように説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ロービーム用第１反射面４０及びロービーム用第２反射面５０は、他の反射面、回転放物面等の放物面系反射面等であってもよい。同様に、ハイビーム用反射面７０も、他の反射面、例えば、回転楕円体等の楕円形反射面等であってもよい。
また、上記実施形態では、ハイビーム用反射面７０は、ヒートシンク８０に固定される補強・放熱用ブラケット９０と一体的に形成されているように説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ハイビーム用反射面７０は、エクステンション（図示せず）等に設けられていてもよい。同様に、ソレノイド６０も、エクステンション（図示せず）等に設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、半導体光源２０の発光面２０ａが斜め後方に向いた状態であるように説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、半導体光源２０の発光面２０ａは、車両前方を向いた状態であってもよい。
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
本実施形態のプロジェクタ型前照灯の側面図である。 ロービーム用配光パターンＰ１を説明するための図である。 ビーム切替回路の例である。 ロービーム時の配光パターン（ロービーム用配光パターンＰ１及びＰ２）を説明するための図である。 ハイビーム時の配光パターン（ハイビーム用配光パターンＰ３及びロービーム用配光パターンＰ１）を説明するための図である。 ハイビーム時の配光パターン（ハイビーム用配光パターンＰ３及びロービーム用配光パターンＰ１）を説明するための図である。
符号の説明
１００…プロジェクタ型前照灯、１０…投影レンズ、２０…半導体光源、３０…シェード、４０…ロービーム用第１反射面、４１…開口、５０…ロービーム用第２反射面、６０…ソレノイド、６１…プランジャー、６１ａ…先端部、６１ｂ…位置決め用鍔部、６１ｃ…位置決め用端部、６２…軸受け部、６３…ソレノイド本体、６４…リターンスプリング、７０…ハイビーム用反射面、８０…ヒートシンク、９０…ブラケット、Ｓ…切替スイッチ、Ｐ１、Ｐ２…ロービーム用配光パターン、Ｐ３…ハイビーム用配光パターン

Claims (4)

  1. 投影レンズ、半導体光源、及び、前記投影レンズと半導体光源との間に配置されたシェードを有するプロジェクタ型前照灯において、
    前記半導体光源を包囲するように配置されており、前記半導体光源が発光した光を反射し、前記シェード上縁近傍に設定された焦点に集光させた後、前記投影レンズを介して前方に照射し、ロービーム用配光パターンを形成する反射面であって、前記半導体光源が発光した光の一部を通過させるための開口が形成されたロービーム用第１反射面と、
    前記ロービーム用第１反射面の開口に挿入される先端部を有するプランジャーを備えたソレノイドと、
    前記プランジャーの先端部に設けられた反射面であって、前記ソレノイドにより、前記ロービーム用第１反射面と略面一となる開口閉塞位置又は前記ロービーム用第１反射面の開口を通過する半導体光源が発光した光と干渉しない開口開放位置のいずれかに位置決めされるロービーム用第２反射面と、
    前記ロービーム用第１反射面の外側に配置された反射面であって、前記半導体光源が発光した光のうち前記ロービーム用第１反射面の開口を通過した光を前方に向けて反射し、ハイビーム用配光パターンを形成するハイビーム用反射面と、
    を備え、
    前記ロービーム用第１反射面の開口は、該第１反射面のうちロービーム用配光パターンのホットゾーンを形成する光を反射する部分に形成されていることを特徴とするプロジェクタ型前照灯。
  2. 前記ロービーム用第２反射面は、前記半導体光源が発光した光のうちロービーム用配光パターンのホットゾーンを形成する光を反射し、前記シェード上縁近傍に設定された焦点に集光させた後、前記投影レンズを介して前方に照射し、ロービーム用配光パターンのホットゾーンを形成することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ型前照灯。
  3. 前記ハイビーム用反射面は、ブラケットと一体的に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ型前照灯。
  4. ハイビーム又はロービームのいずれかに切り替える切替スイッチがハイビームに切り替えられた場合、前記切り替えスイッチがロービームに切り替えられた場合よりも大きな電流を、前記半導体光源に供給する電流供給手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプロジェクタ型前照灯。
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