JP2011258485A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 配光パターンにおける眩惑光を防止する一方で製造が容易で低コストのシェードを備えた車両用灯具を提供する。
【解決手段】 光源から出射した光の一部を遮光して配光パターンのカットラインを形成する可動シェード５を備える車両用灯具であって、可動シェード５にはカットラインを形成するための上縁部５３に沿ってスリット５４が設けられ、このスリット５４が形成された左右の水平縁部片５３ＲＨ，５３ＬＨは投射レンズの収差を改善すべくランプ光軸Ｌｘの方向に対し斜めに曲げ加工される。また、シェード５はスリット５４を透過する洩光を遮光するための洩光遮光部５７を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は車両用灯具に関し、特に光源から出射した光の一部を遮光して所望の配光パターンを得るようにした車両用灯具に関するものである。

自動車の前照灯、特にロービームヘッドランプのように自車の直進方向を明るく照明する一方で対向車に対する眩惑を防止するようにした配光パターンが要求されるヘッドランプでは、光源から出射される光のうち眩惑を生じる方向に向けて出射される光を遮光するためのシェード（遮光板）を備えている。例えば、特許文献１には車両用前照灯としていわゆるプロジェクタ型のヘッドランプが開示されており、このヘッドランプでは光源から出射される光をリフレクタで反射して一旦集光し、その上でこの集光した光を投射レンズにより自車の前方領域に向けて投射しているが、リフレクタで集光される位置にシェードを配設し、このシェードで集光された光の一部を遮光することにより投射する光の配光パターンを制御する構成とされている。

自動車のロービームヘッドランプによるロービーム配光は、図６（ａ）に示すように配光パターンのほぼ水平軸Ｈよりも上側の領域に向けて投射される光を遮光するために水平方向にカットラインを形成している。このカットラインとしては、ランプ光軸Ｌｘよりも対向車線側に形成される右水平カットラインＲＬと、この右水平カットラインＲＬよりも低い高さ位置でランプ光軸Ｌｘよりも自車線側に形成される左水平カットラインＬＬと、ほぼランプ光軸Ｌｘ近傍にあってこれら左右の水平カットラインを結ぶ中央斜めカットラインＣＬとで構成されたものが一般的である。このカットラインは前記したシェードの縁部の形状で形成しているが、シェードをランプ光軸Ｌｘに垂直な方向に向けられた平面板で形成すると、投射レンズ２の球面収差によってロービーム配光ＰＬのカットライン、特に左右の水平カットラインＬＬ，ＲＬが水平方向の直線形状にならず、図６（ａ）のようにこれら水平カットラインＬＬ，ＲＬの両端の領域が水平軸Ｈよりも上方に膨らんだ配光になり、この膨らんだ領域の光が先行車や対向車を眩惑する眩惑光ＧＬとなるおそれが生じる。

特開２００９−６４７１３号公報 特開２００７−２９４２０３号公報

このような球面収差による眩惑光の発生を防止するために、特許文献２ではシェードをランプ光軸に対して湾曲した曲面状に形成している。このようにシェードを湾曲させることで投射レンズにおける球面収差を解消し直線状の水平カットラインを有する配光パターンを得ることが可能になる。しかし、このようにシェードを投射レンズの収差に対応して湾曲形成すると、シェードの加工が困難なものになり、シェードないしランプの低コスト化の障害になる。すなわち、シェードを所定の形状に湾曲形成することはプレス加工では困難であるためダイキャスト鋳造で形成する必要があるが、この種のダイキャスト鋳造は製造工数がかかり、製造が困難になるとともにコスト高の要因になる。特に、投射レンズの規格が異なるヘッドランプを製造する際には、投射レンズの規格に合わせてシェードを鋳造するための鋳造型を設計、製造する必要があり、これらの製造工数を加えるとシェードの製造工数が大幅に増大するとともにコストが極めて高いものになる。

本発明の目的は眩惑光が生じることがない配光パターンを得る一方で製造が容易で低コストのシェードを備えた車両用灯具を提供するものである。

本発明は、光源と、光源から出射した光の一部を遮光して配光パターンのカットラインを形成するシェードと、シェードで遮光されない光を前方に向けて投射する投射レンズとを備える車両用灯具において、シェードはカットラインを形成するための縁部に沿ってスリットが設けられ、このスリットが形成された領域において当該縁部は投射レンズの収差を改善すべくランプ光軸方向に曲げ加工されており、さらにシェードは当該スリットを透過する洩光を遮光するための洩光遮光部を備えることを特徴とする。

ここで、シェードはカットラインを形成するためのメインシェードと、オーバヘッドサイン光を形成するためのサブシェードとで構成され、スリットはメインシェードに形成され、洩光遮光部はサブシェードに形成される。また、メインシェードとサブシェードはいずれも板状の光不透過部材を曲げ加工して形成される。

本発明によれば、シェードは配光パターンのカットラインを形成するための縁部にスリットを設け、このスリットを利用して当該縁部を投射レンズの球面収差を緩和する状態に曲げ形成しているので、投射レンズの球面収差が要因となる眩惑光を防止することができる。また、シェードはスリットを利用して曲げ加工により製造できるので、特許文献２のようなダイキャスト鋳造で製造する必要がなく、容易にかつ低コストに製造できる。さらに、シェードにはスリットを透過した洩光を遮光するための洩光遮光部を備えているので、スリットによって新たな眩惑光が生じることもない。

さらに、本発明によれば、カットラインを形成するためのメインシェードと、オーバヘッドサイン光を形成するためのサブシェードとで構成されるシェードに適用したときには、遮光部はサブシェードに形成することができるので、シェードの部品点数やコストを増大することもない。

本発明を適用した実施形態のヘッドランプの縦断面図。 可動シェードの外観斜視図。 可動シェードの部分分解斜視図。 可動シェードの平面図とＢ−Ｂ線拡大断面図。 可動シェードの作用を説明する側面図。 ロービーム配光の配光パターン図。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。この実施形態は自動車のハイビーム配光とロービーム配光を切り替え可能なプロジェクタ型のヘッドランプとして構成したものである。図１はランプ光軸に沿った縦断面図であり、このヘッドランプＨＬは内面が光反射面１１として構成されたリフレクタ１と、このリフレクタ１の前面開口にレンズホルダ３により取着された投射レンズ２と、前記リフレクタ１に内装支持された光源４と、当該光源４の前側位置に配置されて前記リフレクタで反射されて投射レンズに入射される光の一部を遮光するための可動シェード５を備えている。この可動シェード５は後述するようにランプ光軸Ｌｘに対して前後方向に傾動可能であり、この傾動はヘッドランプＨＬの下側に配置された配光切替アクチュエータ６により行われるようになっている。

前記リフレクタ１は概ね自動車の前後方向に向けられたランプ光軸Ｌｘを長軸とする回転楕円形状を当該長軸方向に二分した碗型に形成されており、その第１焦点Ｆ１に前記光源４を配置している。この光源４はここではメタルハライド等の放電バルブ４１で構成されており、前記リフレクタ１の背面に開口されたバルブ取付穴１１に内装され、バルブコネクタ４２を介して所要の電力が供給されるようになっている。ここで、光源４はハロゲンバルブで構成されてもよい。前記したようにリフレクタ１の内面はアルミニウム蒸着等により光反射面１１として構成されているが、この光反射面１１のうち上側の一部領域１１ａは回転楕円面とは異なる形状とされ、後述するようにオーバヘッドサイン光を発生するためのオーバヘッドサイン反射部として構成されている。

前記投射レンズ２は片凸レンズで構成されており、略円筒構造をした前記レンズホルダ３によりレンズの中心（レンズ光軸）をランプ光軸Ｌｘに一致させて前記リフレクタ１の前面側に固定支持されている。この投射レンズ２の後側焦点は前記リフレクタ１の第２焦点Ｆ２に略一致する位置とされている。また、前記レンズホルダ３は内部空間での光透過を制限するための固定シェード３１が一体に形成されている。この固定シェード３１は前記リフレクタ１の前面開口のほぼ下半分領域と上側の周囲領域を覆い隠した開口窓３１ａを構成するものであり、リフレクタ１で反射された光のうち開口窓３１ａに向けられた光のみを透過し、配光に寄与しない、いわゆる迷光を遮光して投射レンズ２に入射されないように構成されている。

前記可動シェード５は前記投射レンズ２の後側焦点の近傍位置に配置されており、前記固定シェード３１で囲まれた開口窓３１ａを透過する光の一部を遮光するようにされている。図２は可動シェード５の外観斜視図、図３は部分分解斜視図であり、メインシェード板５Ｍとサブシェード板５Ｓの２枚のシェード板で構成している。メインシェード板はランプ光軸に垂直な面に沿った平面状の金属板をプレス加工して形成されており、左右の両端部には一対の支持片５１が曲げ形成され、これらの支持片５１に設けた軸穴５１ａには前記レンズホルダ３に設けた軸部材３３が挿入され、この軸部材３３を支点にして鉛直方向、すなわちランプ光軸Ｌｘの前後方向に傾動可能とされている。また、メインシェード５Ｍの下縁の左右方向中央部には連結片５２が曲げ形成されており、この連結片５２に設けた連結穴５２ａには前記配光切替アクチュエータ６に連結されている連結ロッド６２の一端が係合されている。

前記メインシェード５Ｍの上縁部５３は、図６（ａ）に示したロービーム配光ＰＬのカットライン、すなわち右水平カットラインＲＣＬ、中央斜めカットラインＣＣＬ、左カットラインＬＣＬに対応してランプ前面側からみて左右方向に左水平縁部５３Ｌ、左上がりの中央斜め縁部５３Ｃ、左水平縁部５３Ｌよりも高い右水平縁部５３Ｒを連設した形状に構成されている。その上で、メインシェード５Ｍには上縁部５３よりも所要寸法だけ下側の位置の左右縁部からそれぞれ中央に向けて水平直線状のスリット５４が切込み形成されており、これらのスリット５４によりメインシェード５Ｍの上縁部５３の左右領域は所要の上下幅寸法の右水平縁部片５３ＲＨと左水平縁部片５３ＬＨとして形成されている。そして、図４（ａ）にも示すように、メインシェード５Ｍの上縁部５３はランプ光軸Ｌｘに対して垂直な方向に向けられているが、これら右水平縁部片５３ＲＨと左水平縁部片５３ＬＨはそれぞれランプ光軸Ｌｘの前方向に向けて小角度θで斜めに曲げ形成されており、これによりメインシェード５Ｍを上方から見たときには上縁部５３は中央領域が後方に後退し、左右領域が前方に傾斜した「ハ」字状に近い形状に曲げ加工されている。この形状は投射レンズ２の球面収差に対応したものである。

前記サブシェード５Ｓは同じく金属板をプレス加工して形成したものであり、メインシェード５Ｍの前面に沿うように配置されるとともに、メインシェード５Ｍとサブシェード５Ｓのそれぞれの左右の中間部位に設けたカシメ穴５５を利用して両者はカシメにより一体化されている。サブシェード５Ｓは左右方向の中央領域に配設されたオーバヘッドサインパターン形成部５６と、このオーバヘッドサインパターン形成部５６の左右に設けられた洩光遮光部５７とで構成されている。オーバヘッドサインパターン形成部５７は、サブシェード５Ｓの中央領域を前方に向けて下方に傾斜させて曲げ加工した傾斜面からなる主反射面５６ｍを有しており、この主反射面５６ｍの表面形状を適切に設計することにより後述するように前記リフレクタ１のオーバヘッドサイン反射部１１ａから反射されてきた光の一部を投射レンズ２に向けて反射してオーバヘッドサイン光の配光パターンを形成する。また、この主反射面５６ｍの後側縁には主反射面５６ｍで反射する光の一部を減光する減光部５６ｄや、当該反射する光の一部を強調する副反射面５６ｓが設けられているが、ここではこれらについての詳細な説明は省略する。

一方、前記洩光遮光部５７は、前記サブシェード５Ｓの左右領域を横断面がＬ字状となるように曲げ加工して形成している。すなわち、前方に向けて曲げ加工した平面形状が略三角形をした水平片部５７ｈと、この水平片部５７ｈの前端縁を上方に曲げ起こした鉛直片部５７ｖを有する構成としている。そしてこれらの洩光遮光部５７はサブシェード５Ｓをメインシェード５Ｍに一体化したときには、図４（ｂ）に示すように、前記メインシェード５Ｍに設けた左右のスリット５４に対向配置され、これらスリット５４を覆うように構成されている。特に、洩光遮光部５７の水平片部５７ｈはメインシェード５Ｍの斜め前方に曲げ形成された左右の水平縁部片５３ＲＨ，５３ＬＨの下側領域に進入配置され、これら水平縁部片５３ＲＨ，５３ＬＨを斜め前方に曲げたときに生じた水平方向に広がる隙間を遮蔽する。また、鉛直片部５７ｖは当該左右の水平縁部片５３ＲＨ，５３ＬＨの下縁に沿って延びるスリット５４に対向配置され、スリット５４を前面側から遮蔽する。

前記配光切替アクチュエータ６は電磁ソレノイド等の駆動手段で構成されており、前記レンズホルダ３の下側に一体に設けたステム３２に固定支持されている。この配光切替アクチュエータ６は通電制御によって駆動プランジャ６１を前後方向に進退移動させることができ、この駆動プランジャ６１に前記連結ロッド６２の他端が係合されている。この連結ロッド６２の一端は前記したようにメインシェード５Ｍの連結片５２に係合されている。これにより、配光切替アクチュエータ６を駆動すると、駆動プランジャ６１の進退動作が連結ロッド６２を介して可動シェード５に伝達され、支持片５１を支点にして可動シェード５を鉛直状態と後方に傾斜した状態との間で傾動させることが可能とされている。

このヘッドランプＨＬによれば、配光切替アクチュエータ６の通電を制御して駆動プランジャ６１を後方に突出させ、連結ロッド６２により図５（ａ）のように可動シェード５を鉛直状態に制御すると、可動シェード５は固定シェード３１の開口窓３１ａ内に移動位置される。そのため、光源４から出射してリフレクタ１で反射され、第２焦点Ｆ２に集光される光の一部は可動シェード５によって遮光され、可動シェード５により遮光されない光のみが投射レンズ２に入射される。このとき、可動シェード５の上縁部を構成している左右の水平縁部５３Ｒ，５３Ｌと中央斜め縁部５３Ｃとによって投射レンズ２に入射される光がパターン形成されるため、投射レンズ２により前方に投射される光は図６（ｂ）に示したように水平及び中央斜めカットラインＲＬ，ＬＬ，ＣＬのある配光となり、ロービーム配光ＰＬが得られる。また、可動シェード５の上縁部の中央領域はランプ光軸Ｌｘと垂直な方向に向けられているが左右領域の水平縁部片５３ＲＨ，５３ＬＨは斜め前方に向けて曲げ形成されており、全体として「ハ」字状に形成されているので、可動シェード５の上縁部は全体として投射レンズ２の球面収差に対応して屈曲した形状となり、投射レンズ２による球面収差が緩和されることになる。そのため、特許文献２に示した湾曲形成したシェードにほぼ近い効果が得られることになり、図６（ａ）に示した眩惑光ＧＬが解消されることになる。

また、このとき光源４から出射された光の一部はリフレクタ１の上部のオーバヘッドサイン反射部１１ａで反射されて可動シェード５のオーバヘッドサイン形成部５６に投射される。ここで反射された光の殆どは主反射面５６ｍに投射され、この主反射面５６ｍの傾斜に従って上方に向けて反射されて投射レンズ２に入射される。そのため、ロービーム配光ＰＬの配光パターンよりも上側の領域を照明することになり、いわゆるオーバヘッドサイン配光ＯＨＳが得られる。このとき、主反射面５６ｍと共に設けられている副反射面５６ｓや減光部５６ｄによりオーバヘッドサイン配光ＯＨＳはその一部に減光部が形成され、あるいは配光のパターンが調整されることになり、法規に定められたオーバヘッドサイン配光を得ることが可能になる。

また、このロービーム配光ＰＬを得るための可動シェード５においては、可動シェード５のメインシェード５Ｍに設けられているスリット５４によって本来遮光すべき光の一部はこのスリット５４を透過してしまう。このスリット５４を透過した洩光は図６（ｂ）のロービーム配光ＰＫでは左右領域に輝線部ＧＬ１として生じ、これが新たな眩惑光になるおそれがあるが、この可動シェード５ではサブシェード５Ｓに設けた洩光遮光部５７がスリット５４を前面側から覆っており、この洩光遮光部５７によってスリット５４を透過した洩光が遮光されるため、ロービーム配光ＰＬにこのような輝線部ＧＬ１が生じることはなく、眩惑が生じることはない。

なお、配光切替アクチュエータ６の通電を逆に制御して駆動プランジャ６１を前方に後退させ、連結ロッド６２により図５（ｂ）のように可動シェード５を後方に傾動制御すると、光源４から出射してリフレクタ１で反射され、第２焦点Ｆ２に集光される光の殆どは可動シェード５によって遮光されることなく投射レンズ２に入射されることになり、レンズ光軸Ｌｘを配光中心とした広い範囲を照明し、いわゆるハイビーム配光が得られる。このときリフレクタ１のオーバヘッドサイン反射部１１ａで反射された光は可動シェード５のオーバヘッドサイン形成部５６の主反射面５６ｍに投射されることはなく、ハイビーム配光以外の領域に光を投射することはない。

このように、実施形態では、可動シェード５はロービーム配光ＰＬのカットラインを形成するためのメインシェード５Ｍと、オーバヘッドサイン配光ＯＨＳを得るためのサブシェード５Ｓとで構成されている。可動シェード５をメインシェード５Ｍとサブシェード５Ｓとで構成することは特許文献２でも行われているが、この実施形態ではロービーム配光ＰＬのカットラインを構成するメインシェード５Ｍでは、上縁部５３の中央領域はランプ光軸Ｌｘに垂直な方向に向けられているが、左右領域は左右のスリット５４により斜め前方に曲げ形成しているので、上縁部５３の全体形状はランプ光軸Ｌｘに対して湾曲した形状となり、投射レンズ２の球面収差が起因する配光パターン上での眩惑光の発生を防止することができる。また、このように左右領域を曲げ形成するための左右にスリット５４を設けても、サブシェード５Ｓの一部にスリット５４を覆うリーク遮光部５７を設けているので、スリット５４を透過した光による新たな眩惑光が生じることもない。そのため、眩惑光が生じないような可動シェードを構成する場合においても、可動シェード５を構成するメインシェード５Ｍとサブシェード５Ｓをいずれも金属板をプレス加工して形成することが可能になり、可動シェード５を容易に製造することができ、低コストのシェードを得ることができる。

実施形態では本発明をハイビーム配光とロービーム配光の切り替えが可能なヘッドランプの可動シェードに適用しているが、ロービーム配光の配光パターンのみを得るヘッドランプのシェードに適用してもよい。特に、オーバヘッドサイン光を得る配光パターンの場合には、オーバヘッドサイン光を得るためのサブシェードを利用してメインシェードに設けたスリットでのリーク光の遮光を行うことができるため、本発明を実現する上でシェードの部品点数を増大することはない。

実施形態ではメインシェードの上縁部のうちスリットを設けた左右の水平縁部片を直線状に斜めに曲げ形成しているが、投射レンズの球面収差に対応して曲面状に湾曲形成してもよく、球面収差が要因となる眩惑光をさらに有効に防止することができる。

本発明は配光パターンを制御するためのシェードを用いたランプに採用することが可能である。

１ リフレクタ
２ 投射レンズ
３ レンズホルダ
４ 光源
５ 可動シェード
５Ｍ メインシェード
５Ｓ サブシェード
６ 配光切替アクチュエータ
３１ 固定シェード
５３ 上縁部
５３ＲＨ，５３ＬＬ 左右水平縁部
５４ スリット
５６ オーバヘッドサイン形成部
５７ 洩光遮光部

Claims (3)

1. 光源と、光源から出射した光の一部を遮光して配光パターンのカットラインを形成するシェードと、前記シェードで遮光されない光を前方に向けて投射する投射レンズとを備える車両用灯具において、前記シェードはカットラインを形成するための縁部に沿ってスリットが設けられ、このスリットが形成された領域において前記縁部は前記投射レンズの収差を改善すべくランプ光軸方向に曲げ加工されており、さらに前記シェードは前記スリットを透過する洩光を遮光するための洩光遮光部を備えることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記シェードは前記カットラインを形成するためのメインシェードと、オーバヘッドサイン光を形成するためのサブシェードとで構成され、前記スリットは前記メインシェードに形成され、前記洩光遮光部は前記サブシェードに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記メインシェードとサブシェードはいずれも板状の光不透過部材を曲げ加工して形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
   
   
   

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