JP2011181233A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】シェード部材の駆動部材が故障してもロービームを照射することができるフェールセーフ機能に優れた車両用前照灯を提供する。
【解決手段】投影レンズ８と、光源１０と、リフレクタ１３と、回動可能な筒状のシェード部材２０とを備えた車両用前照灯１であって、ロービーム配光パターン形成部２０Ｃが投影レンズ８の後方側焦点近傍に位置するロービーム配光パターン位置に、シェード部材２０を常時付勢する付勢部材５０と、シェード部材をロービーム配光パターン位置から一方に回動させた第１配光パターン位置に位置決めする第１ストッパ６０Ａと、シェード部材をロービーム配光パターン位置から他方に回動させた第２配光パターン位置に位置決めする第２ストッパ６０Ｂと、付勢部材５０の付勢力に抗してシェード部材２０を第１配光パターン位置あるいは第２配光パターン位置に向かって回動する駆動部材３０とを備えた構造とする。
【選択図】図３

Description

本発明は車両用前照灯に関し、特に車両用前照灯の配光を変化させることのできる可変配光機能を備えたプロジェクタ型の車両用前照灯に関する。

従来より、プロジェクタ型の灯具ユニットにより車両前方へ向けて光を照射する車両用前照灯が知られている。この車両用前照灯として、例えば特許文献１に、一つの光源を用いてロービーム用配光パターンやハイビーム用配光パターンを形成するために、回動軸部材（シェード部材）を備えたものが知られている。

特許文献１記載の車両用前照灯の回動軸部材は、その回転中心の周方向に沿って、左配光ロービーム用配光パターンを生成する第１配光生成部と、右配光ロービーム用配光パターンを生成する第２配光生成部と、ハイビーム用配光パターンを生成するための第３配光生成部とを備えている。この回動軸部材がシェード駆動機構（駆動部材）により所定角度回転されると、リフレクタからの反射光の一部が第１〜３配光生成部のいずれか一つを通過して所望の配光パターンが形成される。

特開２００４−３４９１２０号公報

ところで、上記特許文献１に記載の車両用前照灯では、車両の走行状況に応じて自動的に回動軸部材を回転させる場合、回動軸部材をステップモータ等のシェード駆動機構で選択的に駆動させなければならない。このとき、ステップモータ自体や制御回路等に故障が発生してステップモータを駆動することができなくなる可能性がある。特に、ハイビーム照射時にモータが故障した場合には、自動でロービーム照射に切り替えることができないので、対向車へグレアを与えてしまう虞があった。

そこで本発明は、万一、シェード部材の駆動部材が故障してもロービーム用配光パターンを照射することができるフェールセーフ機能に優れた車両用前照灯を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は以下により達成される。
（１） 車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、
前記投影レンズの後方側焦点よりも後方において前記光軸上に配置された光源と、
前記光源からの光を前方に向けて前記光軸寄りに反射させるリフレクタと、
車幅方向に延びる回転中心回りに回動可能な筒状のシェード部材とを備えた車両用前照灯であって、
前記シェード部材の外周面における周方向に、ロービーム配光パターンを形成するロービーム配光パターン形成部と、第１配光パターンを形成する第１配光パターン形成部と、第２配光パターンを形成する第２配光パターン形成部が設けられ、
前記ロービーム配光パターン形成部が前記投影レンズの後方側焦点近傍に位置するロービーム配光パターン位置に、前記シェード部材を常時付勢する付勢部材と、
前記シェード部材を前記ロービーム配光パターン位置から一方に回動させた、前記第１配光パターン形成部が前記投影レンズの後方側焦点近傍に位置する前記第１配光パターン位置に、前記シェード部材を位置決めする第１ストッパと、
前記シェード部材を前記ロービーム配光パターン位置から他方に回動させた、前記第２配光パターン形成部が前記投影レンズの後方側焦点近傍に位置する第２配光パターン位置に、前記シェード部材を位置決めする第２ストッパと、
前記付勢部材の付勢力に抗して前記シェード部材を前記第１配光パターン位置あるいは前記第２配光パターン位置に向かって回動する駆動部材とを備えることを特徴とする車両用前照灯。
（２） 前記シェード部材は前記回転中心から径方向に延びて、前記シェード部材が回動されたときに前記付勢部材の付勢力に抗して前記第１ストッパあるいは前記第２ストッパ側に移動させるアーム部材を有し、
前記付勢部材は前記アーム部材の先端側を付勢することを特徴とする（１）の車両用前照灯。

本発明の車両用前照灯によれば、万一、シェード部材のロービーム配光パターン形成部が投影レンズの後方側焦点近傍に位置しない状態で駆動部材が故障したとしても、付勢部材がシェード部材をロービーム配光パターン位置に常時付勢しているので、シェード部材はロービーム配光パターン位置に戻り、必ずロービーム配光パターンが形成されることになる。すなわち、駆動部材が故障すれば車両はロービームを照射することになるので、車両がハイビームのままで走行し続けて対向車にグレアを与えるという事態を確実に回避できる。よって本発明によれば、フェールセーフ機能に優れた安全な車両用前照灯を提供できる。

また、本発明の車両用前照灯によれば、駆動部材は単にシェード部材を第１配光パターン位置あるいは第２配光パターン位置に向かって正逆回転させればよく、シェード部材の位置決めは第１ストッパあるいは第２ストッパがすることになる。したがって、シェード部材を所定角度回動させて静止させる必要がないので、回転角度を制御できるステップモータを必要とせず、安価なＤＣモータ等を駆動部材として用いることができる。よって安全な車両用前照灯を安価に提供することができる。

更に、アーム部材の先端側が付勢部材により付勢されるので、付勢力の小さな付勢部材を用いてもアーム部材の先端側に大きなモーメントを発生させることができる。よって安全な車両用前照灯をより安価に提供することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用前照灯の縦断面図である。 図１の車両用前照灯のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 図１に示した車両用前照灯の要部斜視図である。 図３に示したシェード部材のＩＶ―ＩＶ線矢視断面図である。 図５Ａはシェード部材が第１配光パターン位置に位置する時、図５Ｂはシェード部材が第２配光パターン位置に位置する時の動作図である。

以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る車両用前照灯を詳細に説明する。図１乃至図５は本発明の一実施形態に係る車両用前照灯を示したものである。

図１を参照して、本実施形態の車両用前照灯１は、素通し状の透明カバー２とランプボディ３とで区画形成された灯室４内に、灯具ユニット５が収容されている。
灯具ユニット５は、エイミングスクリュー６ａ及びエイミングナット６ｂとで構成されるエイミング機構６を介して、ランプボディ３に支持されている。エイミング機構６は、エイミングナット６ｂによる締め付けを調整することで灯具ユニット５の取付位置及び取付角度を微調整する機構である。通常の状態では、灯具ユニット５の光軸Ａｘが車両前後方向に対して０．５〜０．６度程度下向きの方向に延びるようにエイミング機構６が調整されている。

灯具ユニット５は、プロジェクタ型の灯具ユニットであり、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された投影レンズ８と、バルブ軸を光軸Ａｘに一致させて投影レンズ８の後方側焦点Ｆよりも後方に配置された放電バルブやハロゲンバルブ等の光源バルブ（光源）１０と、この光源バルブ１０が挿入固定されて光源バルブ１０から放射された光Ｌ１，Ｌ２を前方に向けて光軸Ａｘ寄りに反射させるリフレクタ１３と、後方側焦点Ｆ近傍において光軸Ａｘ近傍に上端縁が位置するように配置されてリフレクタ１３からの反射光の一部及び光源バルブ１０からの直接光の一部を遮蔽して配光パターンのカットオフラインを形成する円筒状のシェード部材２０と、シェード部材２０を回動させるＤＣモータ（駆動部材）３０（図２参照）と、投影レンズ８とリフレクタ１３の前端開口縁との間に介在して両者の連結手段となる略円筒状のホルダ１７とを備えている。

本実施形態において、ホルダ１７には補助シェード１８が一体形成されている。この補助シェード１８は、ホルダ内空間の上部に位置する上部補助シェード１８ａと、ホルダ内空間の下部側で光軸Ａｘよりも低い位置に設けられた下部補助シェード１８ｂとで構成されている。この補助シェード１８は、シェード部材２０の下方を通過するリフレクタ反射光を遮蔽するとともに、投影レンズ８に入射しようとする迷走光を遮蔽する。

投影レンズ８は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、その後方側焦点Ｆを含む焦点面上の像を反転像として前方へ投影する。

本実施形態では、光源バルブ１０は放電により発光する発光部１０ａをバルブ軸（中心軸）上に有するメタルハライドバルブである。光源バルブ１０は、バルブ軸を前記光軸Ａｘに一致させた状態で、光軸Ａｘの後方から前記リフレクタ１３に挿入固定されている。

リフレクタ１３は、図２に示すように、発光部１０ａを通る光軸Ａｘを中心軸とする略楕円球面状の反射面１３ａを有している。この反射面１３ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が発光部１０ａの中心位置を第１焦点（Ｆ１）とすると共に投影レンズ８の後方側焦点Ｆ近傍を第２焦点とする略楕円形に設定されており、発光部１０ａからの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射させるようになっている。また、この反射面１３ａの離心率は、鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。

シェード部材２０は光軸Ａｘの下方近傍において車幅方向に延びる水平軸線（回転中心）Ｈｘに沿って配置されると共に該水平軸線Ｈｘ周りに回動し得るように構成される。シェード部材２０は、水平軸線Ｈｘ上に配置された支軸２１ａ，２１ｂを両端に有する略半円筒状の金属部材からなる。

この円筒状のシェード部材２０の外周面には、図３，４の如く、右側ハイビーム配光パターン形成部２０Ａ（第１配光パターン形成部）、ロービーム配光パターン形成部２０Ｃ、両側ハイビーム配光パターン形成部２０Ｂ（第２配光パターン形成部）、が周方向に順に形成されている。

これらの配光パターン形成部２０Ａ〜２０Ｃは、所定の角度領域において、水平軸線Ｈｘからシェード部材２０の外周面までの径方向距離が変化された部位である。例えば、径方向距離が小さい領域はリフレクタからの反射光の大部分が通過できるので、路面の上方まで光を照射できる配光パターンを形成できる。一方、径方向距離が大きい領域はリフレクタからの反射光の大部分を遮ることになるので、車両近傍にのみ光を照射する配光パターンを形成できる。これらの形状を適宜組み合わせてロービーム配光パターンや右側ハイビーム配光パターンや両側ハイビーム配光パターンを形成する。

図２を参照して、シェード部材２０の支軸２１ａ，２１ｂはホルダ１７に回転可能に支持されている。このシェード部材２０の一方の支軸２１ａには相対回転不可能に固定された第１ギヤ部材２２が設けられている。駆動部材としてのＤＣモータ３０の駆動軸には相対回転不可能に固定された第２ギヤ部材３１が設けられ、第１ギヤ部材２２と第２ギヤ部材３１とが噛み合うことによりＤＣモータ３０の駆動力がシェード部材２０に伝達される。

図３を参照して、シェード部材２０の他方の支軸２１ｂには、シェード部材２０と相対回転不可能に固定されたアーム部材４０が設けられている。アーム部材４０はシェード部材２０の回転軸から径方向に延びた本体部と、本体部の径方向先端からシェード部材２０の長手方向に延出する延出部４１とを備える。

また、アーム部材４０に隣接してトーションスプリング５０（付勢部材）がシェード部材２０に設けられている。トーションスプリング５０の巻回部５１はシェード部材２０の回転軸に設けられ、巻回部５１から径方向に直線状に延出する一対の直線部５２ａ，５２ｂはアーム部４０の延出部４１を前後から挟み込み、更に一対の直線部５２ａ，５２ｂの先端側は後述するロービームストッパ６０Ｃを挟持する。

シェード部材２０の前方に第１ストッパ６０Ａ、後方に第２ストッパ６０Ｂ、下方にロービームストッパ６０Ｃがそれぞれホルダ１７に固設される。これらストッパ６０Ａ〜６０Ｃはトーションスプリング５０の直線部５２ａ，５２ｂが当接可能なようにシェード部材２０の支軸２１ｂ側に設けられる。

なお、トーションスプリング５０の無負荷状態における一対の直線部５２ａ，５２ｂの先端の間隔を、アーム部材４０の延出部４１の前後方向寸法（図２の左右方向）よりも小さくする。さらに、ロービームストッパ６０Ｃの前後方向の寸法を、アーム部材４０の延出部４１の前後方向の寸法と同じかやや大きくする。これにより、トーションスプリング５０の一対の直線部５２ａ，５２ｂが所定の付勢力で延出部４１とロービームストッパ６０Ｃとを挟持することになる。

シェード部材２０はロービーム配光パターン位置と、右側ハイビーム配光パターン位置（第１配光パターン位置）と、両側ハイビーム配光パターン位置（第２配光パターン位置）とに回動可能である。シェード部材２０が回動し、右側ハイビーム配光パターン形成部２０Ａ、両側ハイビーム配光パターン形成部２０Ｂ、ロービーム配光パターン形成部２０Ｃがそれぞれ投影レンズ８の後方焦点Ｆ近傍に位置したときに、右側ハイビーム配光パターン、両側ハイビーム配光パターン、ロービーム配光パターンがそれぞれ照射可能となる。

右側ハイビーム配光パターン位置とは、図５Ａの如く右側ハイビーム配光パターン形成部２０Ａが投影レンズ８の後方側焦点Ｆ近傍に位置するようにシェード部材２０が回動されて、右側ハイビーム配光パターンを照射可能な位置である。換言すれば、アーム部材４０の延出部４１が第１ストッパ６０Ａ側に位置した状態である。

両側ハイビーム配光パターン位置とは、図５Ｂの如く両側ハイビーム配光パターン形成部２０Ｂが投影レンズ８の後方側焦点Ｆ近傍に位置するようにシェード部材２０が回動されて、両側ハイビーム配光パターンを照射可能な位置である。換言すれば、アーム部材４０の延出部４１が第２ストッパ６０Ｂ側に位置した状態である。

ロービーム配光パターン位置とは、図３や、図５Ａ，５Ｂ中の二点鎖線で示すようにロービーム配光パターン形成部２０Ｃが投影レンズ８の後方側焦点Ｆ近傍に位置するようにシェード部材２０が回動されて、ロービーム配光パターンを照射可能な位置である。換言すれば、アーム部材４０の延出部４１がロービームストッパ６０Ｃ側に位置した状態である。

ところで、シェード部材２０はトーションスプリング５０の付勢力により、常にロービーム配光パターン位置に位置するように付勢されている。すなわち、トーションスプリング５０の一対の直線部５２ａ，５２ｂが、シェード部材２０に固定されたアーム部４０の延出部４１と、ホルダ１７に固定されたロービームストッパ６０Ｃとを所定の付勢力で一緒に挟持するので、シェード部材２０はロービーム配光パターン位置に常時付勢されている。

ロービーム配光パターン位置から図５Ａの状態まで、ＤＣモータ３０を正転させてシェード部材２０を右側ハイビーム配光パターン位置に向かって回動させると、アーム部材４０の延出部４１がトーションスプリング５０の一方の直線部５２ａを持ち上げる。このとき、トーションスプリング５０の他方の直線部５２ｂはロービームストッパ６０Ｃに当接したままなので、トーションスプリング５０には元の形状に戻ろうとする、すなわちシェード部材２０をロービーム配光パターン位置に戻そうとする復元力が発生する。このように、ＤＣモータ３０はトーションスプリング５０の復元力（付勢力）に抗してシェード部材２０を回動させることになる。

ＤＣモータ３０によるシェード部材２０の回転運動は、図５Ａに示すようにトーションスプリング５０の一方の直線部５２ａが第１ストッパ６０Ａに当接することで停止する。第１ストッパ６０Ａは、右側ハイビーム配光パターン形成部２０Ａが投影レンズ８の後方側焦点Ｆ近傍に位置するようにシェード部材２０が回動された位置で、シェード部材２０の回転運動を停止する位置に設けられている。つまり、第１ストッパ６０Ａはシェード部材２０を右側ハイビーム配光パターン位置に位置決めする。

他方、図５Ｂの如くシェード部材２０をロービーム配光パターン位置から他方に回動させるようにＤＣモータ３０を逆転させると、トーションスプリング５０の付勢力に抗して他方の直線部５２ｂが持ち上げられて、他方の直線部５２ｂが第２ストッパ６０Ｂに当接するまでシェード部材２０が回動される。この状態では、シェード部材２０の両側ハイビーム配光パターン形成部２０Ｂが投影レンズ８の後方側焦点Ｆ近傍に位置している。

ここでも上記第１ストッパ６０Ａと同様に、第２ストッパ６０Ｂは、両側ハイビーム配光パターン形成部２０Ｂが投影レンズ８の後方側焦点Ｆ近傍に位置するようにシェード部材２０が回動された位置で、シェード部材２０の回転運動を停止する位置に設けられている。つまり、第２ストッパ６０Ｂはシェード部材２０を両側ハイビーム配光パターン位置に位置決めする。

なお、ＤＣモータ３０への通電が遮断されるとＤＣモータ３０には駆動力が生じなくなる。この状態では、トーションスプリング５０の復元力のみがシェード部材２０に付与されるので、シェード部材２０はロービーム配光パターン位置に位置されるように回動される。すなわち、ＤＣモータ３０への通電を解除すると自動的にシェード部材２０はロービーム配光パターン位置まで回動される。

このように、ロービーム配光パターンから右側ハイビーム配光パターンあるいは両側ハイビーム配光パターンに切り替える際には、第１ストッパ６０Ａあるいは第２ストッパ６０Ｂがシェード部材２０の位置決めをするので、ＤＣモータ３０を単に正逆回転させて、シェード部材２０を右側ハイビーム配光パターン位置あるいは両側ハイビーム配光パターン位置に向かって回動させればよい。すなわち、シェード部材２０を所定角度回動させて静止させる必要がないので、回転角度を制御できるステップモータ等を必要としない。本発明の駆動部材は２方向に駆動力を発生できる機構のものであればよいので、本実施形態では安価なＤＣモータ３０を採用して、安全な車両用前照灯１を安価に提供することができる。

さらに、ＤＣモータ３０への通電を遮断したときにシェード部材２０は自動的にロービーム配光パターン位置まで回動されるので、万一、ＤＣモータ３０が故障してＤＣモータ３０に駆動力が生じなくなった場合でも必ずロービーム配光パターンが形成される。よって、より安全なフェールセーフ機能に優れた車両用前照灯１が実現される。

なお、上述の実施形態ではトーションスプリング５０によってシェード部材２０を回動させる構造を例に挙げて説明したが、トーションスプリング５０の替わりにコイルスプリングを付勢部材に用いても良い。
この場合は、コイルスプリングの一端をシェード部材２０のロービーム配光パターン形成部２０Ｂの径方向反対側に固定し、他端をホルダ１７のシェード部材２０下側に固定する。シェード部材２０がロービーム配光パターン位置に位置するときに、コイルスプリングの長手方向寸法が最小となり、シェード部材がロービーム配光パターン位置以外に位置する時はコイルスプリングが伸長されるので、コイルスプリングはシェード部材２０をロービーム配光パターン位置に常時付勢することができる。

さらに、上述の実施形態では、トーションスプリング５０の一対の直線部５２ａ，５２ｂが第１ストッパ６０Ａあるいは第２ストッパ６０Ｂに当接する構造としたが、アーム部材４０の延出部４１が第１ストッパ６０Ａあるいは第２ストッパ６０Ｂに当接する構造としてもよい。

また、第１配光パターン形成部として右側ハイビーム配光パターン、第２配光パターン形成部として両側ハイビーム配光パターンが設けられる例を説明したが、この構造に限らない。シェード部材２０の外周面の形状を変更して、第１配光パターン形成部２０Ａおよび第２配光パターン形成部２０Ｂを左側ハイビーム配光パターン、タウンモード配光パターン、レインモード配光パターン等を形成可能としてもよい。

また、上述の実施形態ではアーム部材４０、トーションスプリング５０、第１ストッパ６０Ａ、第２ストッパ６０Ｂ、ロービームストッパ６０Ｃをホルダ１７の内部に設けた例を図示したが、ホルダ１７の外部にアーム部材４０、トーションスプリング５０、第１ストッパ６０Ａ、第２ストッパ６０Ｂ、ロービームストッパ６０Ｃ等を設けても良い。

１ 車両用前照灯
８ 投影レンズ
１０ 光源
１３ リフレクタ
１７ ホルダ
２０ シェード部材
２０Ａ 右側ハイビーム配光パターン形成部（第１配光パターン形成部）
２０Ｂ 両側ハイビーム配光パターン形成部（第２配光パターン形成部）
２０Ｃ ロービーム配光パターン形成部
３０ ＤＣモータ
４０ アーム部材
５０ トーションスプリング（付勢部材）
６０Ａ 第１ストッパ
６０Ｂ 第２ストッパ
６０Ｃ ロービームストッパ

Claims (2)

1. 車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、
   前記投影レンズの後方側焦点よりも後方において前記光軸上に配置された光源と、
   前記光源からの光を前方に向けて前記光軸寄りに反射させるリフレクタと、
   車幅方向に延びる回転中心回りに回動可能な筒状のシェード部材とを備えた車両用前照灯であって、
   前記シェード部材の外周面における周方向に、ロービーム配光パターンを形成するロービーム配光パターン形成部と、第１配光パターンを形成する第１配光パターン形成部と、第２配光パターンを形成する第２配光パターン形成部が設けられ、
   前記ロービーム配光パターン形成部が前記投影レンズの後方側焦点近傍に位置するロービーム配光パターン位置に、前記シェード部材を常時付勢する付勢部材と、
   前記シェード部材を前記ロービーム配光パターン位置から一方に回動させた、前記第１配光パターン形成部が前記投影レンズの後方側焦点近傍に位置する前記第１配光パターン位置に、前記シェード部材を位置決めする第１ストッパと、
   前記シェード部材を前記ロービーム配光パターン位置から他方に回動させた、前記第２配光パターン形成部が前記投影レンズの後方側焦点近傍に位置する第２配光パターン位置に、前記シェード部材を位置決めする第２ストッパと、
   前記付勢部材の付勢力に抗して前記シェード部材を前記第１配光パターン位置あるいは前記第２配光パターン位置に向かって回動する駆動部材とを備えることを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記シェード部材は前記回転中心から径方向に延びて、前記シェード部材が回動されたときに前記付勢部材の付勢力に抗して前記第１ストッパあるいは前記第２ストッパ側に移動させるアーム部材を有し、
   前記付勢部材は前記アーム部材の先端側を付勢することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。

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