JP6415262B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、可動シェードを備えるプロジェクタ型ランプに関するものである。

車両用ヘッドランプには、配光パターンをロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンに切り替えることができるプロジェクタ型ヘッドランプがある（例えば、特許文献１）。斯かるプロジェクタ型ヘッドランプは、光源と、該光源から出射される光を反射させるリフレクタと、該リフレクタによって反射した光を投影する投影レンズと、前記リフレクタによって反射した光の一部を選択的に遮蔽する可動シェードと、該可動シェードを駆動するアクチュエータを含んで構成されている。

ところで、配光パターンの切り替えは、可動シェードをアクチュエータによって回動させることによって遮光範囲を変化させることによって行われるが、光源として放電灯や電球を用いる場合には、可動シェードには高い耐熱性が要求されることから金属製の可動シェードが専ら用いられていた。この金属製の可動シェードに複雑な自由曲面を形成することは困難であるため、該可動シェードに要求される反射機能を付与することは不可能である。

ところが、近年、プロジェクタ型ランプにも光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）が使用されるようになってきており、ＬＥＤの発熱量は放電灯や電球の発熱量に比して小さいため、可動シェードを樹脂で一体成形することが行われている。

特開２０１１−１１９１８４号公報

可動シェードには、反射や遮光等の光学機能と耐熱性が要求されるとともに、摺動部を有することから高い耐磨耗性と摺動性が要求されるが、この可動シェードを樹脂で一体成形する場合には、該可動シェードに要求される前記性能の全てを同時に満足することは不可能である。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、可動シェードに要求される光学機能と摺動機能を同時に満足することができるプロジェクタ型ランプを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源と、該光源から出射される光を反射させるリフレクタと、該リフレクタによって反射した光を投影する投影レンズと、前記リフレクタによって反射した光の一部を選択的に遮蔽する可動シェードと、該可動シェードを駆動するモータと、前記モータと前記可動シェードの間に位置する金属ホルダと、を備えたプロジェクタ型ランプにおいて、
前記可動シェードは、光学反射と遮光機能を有する光学機能シェードと、前記光学機能シェードと別体に構成された摺動部を有する摺動機能シェードとを備え、
前記金属ホルダは、前記モータと前記光学機能シェードの間に位置する水平部と、前記水平部から折り曲げて下方に延びる垂直部と、前記水平部の一部を折り曲げて立ち上がる遮光部を備え、
前記摺動機能シェードは、左右の側壁部材と、前記側壁部材を連結するクロス部材と、前記クロス部材に設けた軸孔とを備え、ＰＰＳ（ポリフェニレン・サルファイド）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＰＡ（プリフタルアミド）又はＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン）樹脂で一体に構成され、
前記左右の側壁部材の一方には、扇形の歯車が刻設されており、
前記歯車は、前記モータの出力軸に設けたピニオンと噛合しており、
前記光学機能シェードは、平坦なアーチ部と、前記摺動機能シェードと係合する係合部を備え、前記摺動機能シェードより耐熱性の高いＰＣ樹脂で構成されており、
前記光学機能シェードと前記摺動機能シェードは、前記光学機能シェードを前記摺動機能シェードの上に被せた状態で一体化したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記可動シェードは、前記摺動機能シェードに形成された軸孔に挿通する回転軸によってハウジングに回動可能に軸支されており、
前記可動シェードは、前記回転軸に巻装されたスプリングによって前記光学機能シェードを水平状態を維持する方向に付勢されていることを特徴とする。

本発明によれば、可動シェードを、光学反射と遮光機能を有する光学機能シェードと、摺動部を有する摺動機能シェードとに２分割し、両者を結合一体化するようにしたため、光学機能シェードを、耐熱性の高いＰＣ樹脂で構成し、その表面にアルミ蒸着等の反射処理を施すことによって、該光学機能シェードに光学反射と遮光機能等の所要の光学機能を付与することができる。又、摺動部を有する摺動機能シェードを、耐磨耗性と寸法精度の高いＰＰＳ、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＰＰＡ又はＰＥＥＫ樹脂によって構成することによって、該摺動機能シェードに高い耐磨耗性と摺動性を付与することができる。

従って、光学機能シェードと摺動機能シェードを結合一体化して成る可動シェードは、これに要求される性能の全てを同時に満足することができる。

本発明に係るプロジェクタ型ランプの縦断面図である。 本発明に係るプロジェクタランプのシェードユニットの斜視図である。 本発明に係るプロジェクタランプのシェードユニットの分解斜視図である。 本発明に係るプロジェクタランプの可動シェードの斜視図である。 本発明に係るプロジェクタランプの可動シェードを構成する光学機能シェードを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は裏面図である。 本発明に係るプロジェクタランプの可動シェードを構成する摺動機能シェードを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。 配光パターンがロービーム用配光パターンに切り替えられた状態を示す図であって、（ａ）はシェードユニットの正面図、（ｂ）はプロジェクタ型ランプの縦断面図である。 配光パターンがハイビーム用配光パターンに切り替えられた状態を示す図であって、（ａ）はシェードユニットの正面図、（ｂ）はプロジェクタ型ランプの縦断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るプロジェクタ型ランプの縦断面図であり、図示のプロジェクタ型ランプ１は、車両の前部左右に配置されるヘッドランプであって、光学ユニット２とシェードユニット３及び光源ユニット４を車両前後方向（図１の左方が車両前方）に組み付けて構成されている。

上記光学ユニット２は、非球面状の投影レンズ５と、該投影レンズ５を保持するレンズホルダ６等を含んで構成されている。又、前記シェードユニット３は、当該プロジェクタ型ランプ１の配光パターンをロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンの何れかに切り替えるものであって、上下方向に回動可能な可動シェード７と、該可動シェード７の駆動源であるＤＣモータ８と、冷却ファン９等をハウジング１０に組み込んで構成されている。尚、このシェードユニット３の構成の詳細については後述する。

前記光源ユニット４は、略水平に配置された基板１１上に実装された光源である不図示のＬＥＤ（発光ダイオード）と、該ＬＥＤから上方に向かって出射する光を車両前方へと反射させるリフレクタ１２と、ＬＥＤにて発生する熱を放熱させるためのヒートシンク１３等を含んで構成されている。

ここで、前記シェードユニット３の構成の詳細と作用を図２〜図８に基づいて以下に説明する。

図２はシェードユニットの斜視図、図３は同シェードユニットの分解斜視図、図４は同シェードユニットの可動シェードの斜視図、図４は同可動シェードを構成する光学機能シェードを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は裏面図、図５は同可動シェードを構成する摺動機能シェードを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、図７は配光パターンがロービーム用配光パターンに切り替えられた状態を示す図であって、（ａ）はシェードユニットの正面図、（ｂ）はプロジェクタ型ランプの縦断面図、図８は配光パターンがハイビーム用配光パターンに切り替えられた状態を示す図であって、（ａ）はシェードユニットの正面図、（ｂ）はプロジェクタ型ランプの縦断面図である。

シェードユニット３は、図２及び図３に示すように、上方が開口する矩形ボックス状の前記ハウジング１０に、前記可動シェード７と、該可動シェード７を駆動するアクチュエータとしての前記ＤＣモータ８、前記光学ユニット４のヒートシンク１３に冷却風を送るための前記冷却ファン９等を組み込んで構成されており、ＤＣモータ８は、直角に折り曲げられた板金製の金属ホルダ１４に取り付けられている。尚、金属ホルダ１４は、ＤＣモータ８が発生するノイズを遮断するための磁気シールド板として機能している。又、本実施の形態では、可動シェード７を回転駆動するアクチュエータとしてＤＣモータ８を使用したが、これに代えてソレノイド等を使用しても良い。

前記可動シェード７は、回転軸１５によってハウジング１０に回動可能に軸支されており、上下に２分割された光学機能シェード１６と摺動機能シェード１７を組付一体化して構成されている。ここで、光学機能シェード１６は、光学反射と遮光機能を備える部材であって、耐熱性の高い耐熱ＰＣ（ポリカーボネイト）樹脂によって平面視Ｈ状に一体成形され、その表面はアルミ蒸着等の反射処理が施されている。又、摺動機能シェード１７は、横方向（幅方向）に貫通する軸孔１７ａや歯車１７ｂ等の摺動部を有する部材であるため、自己潤滑性を有して耐磨耗性と寸法精度の高い樹脂、例えば潤滑剤配合のＰＰＳ（ポリフェニレン・サルファイド）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＰＡ（プリフタルアミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン）等の樹脂によって平面視Ｈ状に一体成形されている。

ところで、光学機能シェード１６は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、平坦なアーチ部１６Ａと、該アーチ部１６Ａの左右両端から平行に延びるアーム部１６Ｂを備えており、アーチ部１６Ａの左右両側部には下方に突出する係合爪１６ａがそれぞれ形成され、アーチ部１６Ａの前後方向端縁の一部にはブラケット１６ｂが垂直下方に一体に突設され、このブラケット１６ｂには矩形の係合孔１６ｃが形成されている。

又、光学機能シェード１６の左右のアーム部１６Ｂには、長孔状の位置決め孔１６ｄと円孔状の位置決め孔１６ｅがそれぞれ形成されており、各アーム部１６Ｂの裏面の位置決め孔１６ｄ，１６ｅの近傍には、図５（ｂ）に示すように、丸い突起状の上下位置管理面１６ｆがそれぞれ突設されている。更に、図５（ｂ）に示すように、光学機能シェード１６のアーチ部１６Ａの裏面の左右両端部の前記係合爪１６ａが形成された近傍には、丸い突起状の上下位置管理面１６ｇが突設されている。

他方、図６（ａ），（ｂ）に示すように、前記摺動機能シェード１７は、左右の扇状の側壁部材１７Ａ，１７Ｂをクロス部材１７Ｃによって連結して平面視Ｈ状に一体成形されており、クロス部材１７Ｃに横方向（幅方向）に貫設された前記軸孔１７ａには、前記回転軸１５が挿通している。そして、左右の側壁部材１７Ａ，１７Ｂの前後方向一端上面の所定箇所（光学機能シェード１６の前記位置決め孔１６ｄ，１６ｅに対応する箇所）には、位置決めピン１７ｃがそれぞれ立設されており、各位置決めピン１７ｃの近傍（光学機能シェード１６の前記上下位置管理面１６ｆに対応する箇所）には、丸い突起状の上下位置管理面１７ｄが突設されている。

又、摺動機能シェード１７の左右の側壁部材１７Ａ，１７Ｂの前後方向他端の上面の所定箇所（光学機能シェード１６の前記上下位置管理面１６ｇに対応する箇所）には、丸い突起状の上下位置管理面１７ｅが突設されている。そして、クロス部材１７Ｃの長手方向に沿う１箇所（光学機能シェード１６の前記係合孔１６ｃに対応する箇所）には、係合爪１７ｆが一体に形成されている。

ところで、摺動機能シェード１７の左右の側壁部材１７Ａ，１７Ｂの軸孔１７ａ近傍の外面上部には、前後方向に沿う係合リブ１７ｇ（図４，図５（ａ）及び図７（ｂ）参照）が前後方向に沿ってそれぞれ形成されており、一方の側壁部材１７Ａの外周の一部には、扇形の前記歯車（セクタギヤ）１７ｂが刻設されている。

而して、２分割された光学機能シェード１６と摺動機能シェード１７とは以下の要領で組付一体化されて可動シェード７が構成される。

即ち、摺動機能シェード１７を下にして光学機能シェード１６を摺動機構シェード１７の上に被せるが、このとき、光学機能シェード１６に形成された位置決め孔１６ｄ，１６ｅに摺動機能シェード１７に立設された位置決めピン１７ｃを嵌合させることによって、光学機能シェード１６と摺動機能シェード１７とが左右及び前後方向に正確に位置決めされる。そして、この状態から光学機能シェード１６を摺動機能シェード１７に下方へと押し付ければ、光学機能シェード１６に形成された左右の係合爪１６ａが摺動機能シェード１７の左右の側壁部材１７Ａ，１７Ｂに形成された係合リブ１７ｇに係合するとともに、摺動機能シェード１７に形成された係合爪１７ｆが光学機能シェード１６に形成された係合孔１６ｃに係合するため、光学機能シェード１６と摺動機能シェード１７とが図４に示すように組付一体化されて可動シェード７が構成される。このとき、光学機能シェード１６に形成された各２つずつの上下位置管理面１６ｆ，１６ｇと摺動機能シェード１７に形成された各２つずつの上下位置管理面１７ｄ，１７ｅが上下に重ねられるため、これらの上下位置管理面１６ｆ，１６ｇ，１７ｄ，１７ｅの高さを管理することによって、光学機能シェード１６と摺動機能シェード１７とが上下方向に正確に位置決めされる。

以上のように構成された可動シェード７は、摺動機能シェード１７に形成された軸孔１７ａに挿通する回転軸１５によってハウジング１０（図２及び図３参照）に上下方向に回動可能に軸支されるが、該可動シェード１７は、回転軸１５に巻装されたスプリング１８（図７（ａ）参照）によって図７に示すロービーム状態（水平状態）を維持する方向に付勢されている。

ところで、図３に示すように、ハウジング１０内には、前記金属ホルダ１４に取り付けられた前記ＤＣモータ８が横起き状態で収容されるが、このＤＣモータ８の横方向に延びる出力軸８ａの端部には、図７及び図８に示すように、小径のピニオン１９が結着されており、このピニオン１９は、可動シェード７（摺動機能シェード１７）に形成された扇形の歯車１７ｂに噛合している。

ここで、金属ホルダ１４は、板金を直角に折り曲げて構成されており、図３に示すように、水平部１４Ａから一体に延びるブラケット１４ａの端部には、円孔１４ｂが形成されている。又、金属ホルダ１４の垂直部１４Ｂには、矩形の係合孔１４ｃが形成されている。

而して、金属ホルダ１４は、ブラケット１４ａに形成された円孔１４ｂに挿通する不図示のネジをハウジング１０のフランジ部１０Ａに開口するネジ孔１０ａにねじ込むとともに、その垂直部１４Ｂに形成された係合孔１４ｃに、ハウジング１０に形成された係合爪１０ｂを係合させることによって、図２に示すようにハウジング１０に固定される。

ところで、本実施の形態に係るプロジェクタ型ランプ１が日中に太陽光の照射を受けた場合、太陽光の入射角度によっては、太陽光が投影レンズ５の背面で全反射し、投影レンズ５の前面から下方に向かって出射して集光し、この集光した太陽光が樹脂部品である可動シェード７（摺動機能シェード１７）の歯車１７ｂに照射されることがある。このような場合、集光した太陽光の照射を受ける歯車１７ｂが異常加熱されて溶損する等の問題が発生することは前述の通りである。

そこで、本実施の形態では、図３に示すように、板金製の金属ホルダ１４の水平部１４Ａの一部を直角に折り曲げて垂直に立ち上げることによって遮光部１４ｄを形成し、金属ホルダ１４のハウジング１０への取付状態において、図２に示すように、該金属ホルダ１４の一部に形成された遮光部１４ｄによって可動シェード７（摺動機能シェード１７）の歯車１７ｂを覆って太陽光の照射から保護する構成を採用した。

而して、本実施の形態に係るプロジェクタ型ランプ１において、光源ユニット４の不図示のＬＥＤに電流が供給されて該ＬＥＤが発光すると、ＬＥＤから上方に向かって出射する光は、リフレクタ１２によって車両前方へと反射するが、ＤＣモータ８に通電されていないために該ＤＣモータ８が非作動状態にあるときには、前述のようにスプリング１８の付勢力によって可動シェード７が図７に示すようにロービーム状態を維持している。このため、リフレクタ１２によって反射した光の一部が可動シェード７によって遮断され、投影レンズ５によって車両前方へと投影される光の配光パターンがロービーム用配光パターンとなって先行車のドライバや歩行者等にグレアを与えることがない。

上記状態からＤＣモータ８に通電がなされて該ＤＣモータ８が起動されると、その出力軸８ａの端部に結着されたピニオン１９が図８（ｂ）の矢印方向（時計方向）に回転するため、該ピニオン１９に噛合する歯車１７ｂを備える可動シェード７がスプリング１８の付勢力に抗して回転軸１５を中心として矢印方向（反時計方向）に回動する。すると、可動シェード７は、車両前方に向かって下方へと傾斜するハイビーム状態となり、この状態ではリフレクタ１２によって反射した光が可動シェード７によって遮られることなく投影レンズ５によって車両前方へと投影されるため、配光パターンがハイビーム用配光パターンへと切り替えられる。

以上において、本実施の形態では、配光パターンをロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンの何れかに切り替えるための可動シェード７を、光学反射と遮光機能を有する光学機能シェード１６と、軸孔１７ａや歯車１７ｂ等の摺動部を有する摺動機能シェード１７とに２分割し、両者を結合一体化するようにしたため、光学機能シェード１６を、例えば耐熱性の高いＰＣ樹脂で構成し、その表面にアルミ蒸着等の反射処理を施すことによって、該光学機能シェード１６に光学反射と遮光機能等の所要の光学機能を付与することができる。又、軸孔１７ａや歯車１７ｂ等の部を有するし摺動機能シェード１７を、例えば耐磨耗性と寸法精度の高いＰＰＳ樹脂によって構成することによって、該摺動機能シェード１７に高い耐磨耗性と摺動性を付与することができる。

従って、光学機能シェード１６と摺動機能シェード１７を結合一体化して成る可動シェード７は、これに要求される性能の全てを同時に満足することができるという効果が得られる。

尚、以上は本発明を車両のヘッドランプに対して適用した形態について説明したが、本発明は、他の任意のプロジェクタ型ランプに対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１ プロジェクタ型ランプ
２ 光学ユニット
３ シェードユニット
４ 光源ユニット
５ 投影レンズ
６ レンズホルダ
７ 可動シェード
８ ＤＣモータ（アクチュエータ）
９ 冷却ファン
１０ ハウジング
１１ 基板
１２ リフレクタ
１３ ヒートシンク
１４ 金属ホルダ
１５ 回転軸
１６ 光学機能シェード
１７ 摺動機能シェード
１７ａ 軸孔（摺動部）
１７ｂ 歯車（摺動部）
１８ スプリング
１９ ピニオン

Claims (2)

1. 光源と、該光源から出射される光を反射させるリフレクタと、該リフレクタによって反射した光を投影する投影レンズと、前記リフレクタによって反射した光の一部を選択的に遮蔽する可動シェードと、該可動シェードを駆動するモータと、前記モータと前記可動シェードの間に位置する金属ホルダと、を備えたプロジェクタ型ランプにおいて、
   前記可動シェードは、光学反射と遮光機能を有する光学機能シェードと、前記光学機能シェードと別体に構成された摺動部を有する摺動機能シェードとを備え、
   前記金属ホルダは、前記モータと前記光学機能シェードの間に位置する水平部と、前記水平部から折り曲げて下方に延びる垂直部と、前記水平部の一部を折り曲げて立ち上がる遮光部を備え、
   前記摺動機能シェードは、左右の側壁部材と、前記側壁部材を連結するクロス部材と、前記クロス部材に設けた軸孔とを備え、ＰＰＳ（ポリフェニレン・サルファイド）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＰＡ（プリフタルアミド）又はＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン）樹脂で一体に構成され、
   前記左右の側壁部材の一方には、扇形の歯車が刻設されており、
   前記歯車は、前記モータの出力軸に設けたピニオンと噛合しており、
   前記光学機能シェードは、平坦なアーチ部と、前記摺動機能シェードと係合する係合部を備え、前記摺動機能シェードより耐熱性の高いＰＣ樹脂で構成されており、
   前記光学機能シェードと前記摺動機能シェードは、前記光学機能シェードを前記摺動機能シェードの上に被せた状態で一体化したことを特徴とするプロジェクタ型ランプ。
2. 前記可動シェードは、前記摺動機能シェードに形成された軸孔に挿通する回転軸によってハウジングに回動可能に軸支されており、
   前記可動シェードは、前記回転軸に巻装されたスプリングによって前記光学機能シェードを水平状態を維持する方向に付勢されていることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ型ランプ。
   

Images