JP2011187243A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の走行状況に応じて多種類の配光パターンを形成することができ、車両前方の視認性を必要に応じて高めることができるプロジェクタ型の車両用前照灯を提供する。
【解決手段】シェード機構１５を、互いに平行な一対の回転ドラム２０及び駆動ドラム２２に巻装された無端ベルト４０と、無端ベルト４０上の移動方向に沿って配置され、カットオフラインを形成するための形状が相違する複数の遮光部材２１，２３，２５，２７，２９と、駆動ドラム２２を回転駆動する回転モータと、を備えた構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用前照灯に関し、特に車両の走行状況等に応じて前照灯の配光を変化させることが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、車両前後方向に延びる光軸上に配置された光源バルブからの光をリフレクタにより前方へ向けて光軸寄りに集光反射させ、この反射光をリフレクタの前方に設けられた投影レンズを介して灯具前方へ照射するように構成されたプロジェクタ型の灯具ユニットを備えた車両用前照灯が知られている。

この様なプロジェクタ型の灯具ユニットを使用する場合、投影レンズとリフレクタとの間にリフレクタからの反射光の一部を遮蔽可能なシェードを設けて、例えばすれ違い配光パターン等の要求される配光パターンに合わせて不要部分を遮蔽することで、所望の配光パターンの上端部にカットオフラインを形成することができる。
ところが、単一のシェードを固定した構成では、形成できる配光パターンが単一となり、例えばシェードをすれ違い配光パターン（ロービーム用配光パターン）に設定したときには、この灯具ユニットはすれ違いビーム専用としてのみ使用可能なものとなり、走行ビーム（ハイビーム用配光パターン）との切換え使用が不可能であった。

そこで、例えば特許文献１には、車幅方向に延びる水平軸線回りに回動し得るように構成された回動軸部材からなるシェード（回転シェード）を備えたプロジェクタ型の灯具ユニットが記載されている。
前記シェードは、外周面における周方向の２箇所が、左配光ロービーム用配光パターンを生成するための第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ための第２配光生成部として構成されるとともに、外周面における周方向の一部に形成された凹部が、ハイビーム用配光パターンを生成するための第３配光生成部として構成されている。
そして、前記シェードを車両走行状況に応じて回動させることにより、灯具ユニットからの光照射によって形成される配光パターンを変化させ、視認性の向上を図ることができる。

特開２００４−３４９１２０号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された灯具ユニットの構成では、回転シェードの外周面に形成できる配光生成部の数には限りがあり、通常のロービーム用配光パターン及びハイビーム用配光パターンに加えて、片ハイビーム用配光パターンや種々のロービーム用配光パターン等の多種類の配光パターンを形成することはできなかった。

従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、車両の走行状況に応じて多種類の配光パターンを形成することができ、車両前方の視認性を必要に応じて高めることができるプロジェクタ型の車両用前照灯を提供することである。

本発明の上記目的は、ランプボディとカバーで形成された灯室内に、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するリフレクタと、前記投影レンズと前記光源との間に配置されて前記リフレクタからの反射光の一部及び前記光源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シェード機構と、を備えた車両用前照灯であって、
前記シェード機構は、
互いに平行な一対の回転軸部材に巻装された無端ベルトと、
前記無端ベルト上の移動方向に沿って配置され、前記カットオフラインを形成するための形状が相違する複数の遮光部材と、
前記回転軸部材の少なくとも一方を回転駆動するアクチュエータと、
を備えることを特徴とする車両用前照灯により達成される。

上記構成の車両用前照灯によれば、形状が相違する複数の遮光部材を無端ベルト上に配置し、この無端ベルトを回転駆動することで、多種類の配光パターンを一つのアクチュエータによって切り換えることができる。また、一対の回転軸部材の間隔を広げて無端ベルトを長くすることで、遮光部材の種類を容易に増やすことができる。

尚、上記構成の車両用前照灯において、前記無端ベルトが金属ベルトからなり、前記遮光部材が前記金属ベルトに切り起こし形成された切り起こし片からなることが望ましい。
このような構成の車両用前照灯によれば、金属ベルトに切り起こし片を切り起こし形成することで、複数の遮光部材を無端ベルトに容易に一体形成することができ、製造コストを抑えることができる。

また、上記構成の車両用前照灯において、前記無端ベルトが等間隔に配置された一対の環状ベルトからなり、前記遮光部材が前記一対の環状ベルトに挟まれて積層された状態で支持された複数の薄板からなることが望ましい。
このような構成の車両用前照灯によれば、遮光部材の形状変更や交換を容易とすることができる。

以上に説明した本発明の車両用前照灯によれば、シェード機構は多種類のカットオフラインを形成することができると共に、容易に切り換えることができるので、車両の走行状況に応じて多種類の配光パターンを形成することができ、車両前方の視認性を必要に応じて高めることができる。

本発明の一実施形態に係る車両用前照灯の概略縦断面図である。 図１の車両用前照灯における灯具ユニットのII−II線に沿う断面図である。 図２に示したシェード機構の正面側要部斜視図である。 図３に示した無端ベルトの変形例を示す要部分解斜視図である。

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。
本実施形態の車両用前照灯１は、素通し状の透明カバー（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ウ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ための機構で、エイミング調整した段階では、灯具ユニット５の光軸Ａｘは、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なっている。

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シェード機構１５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３７が一体形成されている。この補助シェード３７は、ホルダ内空間の上部に位置する上部補助シェード３７ａ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３７ｂとで構成されている。
この補助シェード３７は、シェード機構１５の下方を通過しようと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ようになっている。

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ようになっている。

本実施形態の場合、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って、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。

本実施形態のシェード機構１５は、図３に示すように、光軸Ａｘの下方近傍において該光軸Ａｘと略垂直な平面に沿って上下に併設された互いに平行な一対の回転軸部材である回転ドラム２０及び駆動ドラム２２に巻装された無端ベルト４０と、無端ベルト４０上の移動方向に沿って配置され、配光パターンのカットオフラインを形成するための形状が相違する複数（本実施形態では５枚）の遮光部材２１，２３，２５，２７，２９と、駆動ドラム２２を回転駆動するアクチュエータとしての回転モータ３０と、を備える。

本実施形態の遮光部材２１，２３，２５，２７，２９は、可撓性を有する金属ベルトからなる無端ベルト４０に切り起こし形成された切り起こし片からなる。無端ベルト４０は、長尺の金属薄板に所望形状の切り起こし片を切り起こし形成した後、両端部をレーザー溶接などにより環状に接続することで、複数の遮光部材２１，２３，２５，２７，２９が一体形成される。

各遮光部材２１，２３，２５，２７，２９の上端２１ａ，２３ａ，２５ａ，２７ａ，２９ａは、それぞれ所望のロービーム用配光パターンや片ハイビーム用配光パターンのカットオフラインを生成する為の配光生成部の全水平領域を形成する形状とされている。
遮光部材２１〜２９までの各間隔は略等間隔に設定されている。これらの間隔は、使用する遮光部材に隣接する他の遮光部材によって、リフレクタ１３からの反射光がケラレを生じないように設定される。また、遮光部材２９と遮光部材２１の間隔は他に比べて広く設定されている。これは、この部分でリフレクタ１３からの反射光を遮蔽せずに前方へ照射するハイビーム用配光パターンを形成するためである。

光軸Ａｘと略垂直な平面に沿って上下に所定間隔をもって併設された回転ドラム２０と駆動ドラム２２とは、ホルダ１７に固定された一対の支持板４５，４５を車幅方向に貫通する支軸４１，４３によって、光軸Ａｘと直交する水平線と平行な各回転中心線を中心に回転自在に支持されている。

本実施形態の回転モータ３０は、ステップモータ等の回転モータから成り、減速ギア機構５０を介して駆動ドラム２２を回転駆動する（図２参照）。この回転モータ３０は、図示しないコントロールユニットにより車両走行状況或いはビーム切換えスイッチ操作に応じて駆動制御されるようになっている。

減速ギア機構５０は、図３に示すように、駆動ドラム２２の左側端に支持軸４３と同心に固定された平ギア５１と、回転モータ３０の回転駆動軸に固定されたピニオンギア５３とを備える。
そして、回転モータ３０を回転駆動することによって、回転ドラム２０と駆動ドラム２２の外周面に巻装された無端ベルト４０が走行し、遮蔽位置である回転ドラム２０の上方に各遮光部材２１，２３，２５，２７，２９の上端縁２１ａ，２３ａ，２５ａ，２７ａ，２９ａが順次突出するように構成されている。尚、回転ドラム２０及び駆動ドラム２２の外周面と無端ベルト４０との間には、スリップを生じることがない十分な摩擦力があるが、各ドラム外周面と無端ベルト４０との間に凹凸等の形状係合部を設けてスリップを確実防止することが望ましい。

そこで、回転モータ３０により無端ベルト４０の走行を制御することによって、遮蔽位置に位置させられる遮光部材２１，２３，２５，２７，２９を適宜選択し、その遮光部材の上端縁２１ａ，２３ａ，２５ａ，２７ａ，２９ａによって複数のロービーム用配光パターンや片ハイビーム用配光パターンのカットオフラインを形成することができる。

従って、回転モータ３０により無端ベルト４０における遮光部材２１，２３，２５，２７，２９の駆動停止位置を切換え、いずれかの遮光部材２１，２３，２５，２７，２９を遮蔽位置に位置させることにより、その上端縁２１ａ，２３ａ，２５ａ，２７ａ，２９ａを選択的に光軸Ａｘ近傍に配置すれば、そのリフレクタ反射光遮蔽作用により生成されたロービーム用配光パターンや片ハイビーム用配光パターンを切り換えることができる。また、遮光部材２９と遮光部材２１の中間部分を退避位置に位置させることにより、リフレクタ１３からの反射光を遮蔽せずに前方へ照射するハイビーム用配光パターンを生成することができる。

この様に、本実施形態の車両用前照灯１によれば、図示しないコントロールユニットにより車両走行状況或いはビーム切換えスイッチ操作に応じて回転モータ３０を駆動制御し、無端ベルト４０を回転駆動することで、遮光部材２１，２３，２５，２７，２９を遮蔽位置に選択的に位置させることにより、灯具ユニット５からの光照射によって形成される配光パターンを変化させ、視認性の向上を図ることができる。

この際、本実施形態に係るシェード機構１５は、形状が相違する複数の遮光部材２１，２３，２５，２７，２９を無端ベルト４０上に配置し、この無端ベルト４０を回転駆動することで、多種類の配光パターンを一つの回転モータ３０によって切り換えることができる。また、回転ドラム２０と駆動ドラム２２の間隔を広げて無端ベルト４０を長くすることで、遮光部材の種類を容易に増やすことができる。

図４は本発明の車両用前照灯に係る無端ベルトの変形例を示したものである。
無端ベルト６０は、図４に示すように、等間隔に配置された一対の環状ベルト６１，６３からなる。環状ベルト６１，６３は、それぞれ可撓性を有する長尺の金属薄板の両端部をレーザー溶接などにより接続することで環状に形成されている。

遮光部材６５，６７は、スペーサ部材６４と共に一対の環状ベルト６１，６３に左右方向から挟まれて積層された状態で支持された複数枚の薄板からなる。尚、図４中には２枚の遮光部材６５，６７のみ図示されているが、環状ベルト６１，６３には数枚の遮光部材６５，６７，・・・が所定間隔をもって支持されている。

各遮光部材６５，６７の上端６５ａ，６７ａは、それぞれ所望のロービーム用配光パターンや片ハイビーム用配光パターンのカットオフラインを生成する為の配光生成部の全水平領域を形成する形状とされている。また、各遮光部材６５，６７の左右端には、環状ベルト６１，６３が板厚方向にそれぞれ挿通される切り欠き６６が形成されている。

各遮光部材６５，６７の間には、複数枚のスペーサ部材６４が積層された状態で支持されており、各遮光部材６５，６７を所定間隔に保持している。
スペーサ部材６４の上端縁は、リフレクタ１３からの反射光を遮蔽することがない高さに設定されている。また、各スペーサ部材６４の左右端にも、環状ベルト６１，６３が板厚方向にそれぞれ挿通される切り欠き６６が形成されている。

そして、複数枚の遮光部材６５，６７及びスペーサ部材６４は、一対の環状ベルト６１，６３によって帯環状に積層された状態で支持され、図示しない回転ドラム及び駆動ドラムに巻装される。これら回転ドラム及び駆動ドラムは、遮光部材６５，６７及びスペーサ部材６４の左右端に当接するフランジ部を備えており、遮光部材６５，６７及びスペーサ部材６４の左右方向移動を規制しながら無端ベルト６０と共に走行させることができる。

従って、回転モータ３０により無端ベルト６０における複数枚の遮光部材６５，６７，・・・の駆動停止位置を切換え、いずれかの遮光部材６５，６７，・・・を遮蔽位置に位置させることにより、その上端縁６５ａ，６７ａ，・・・を選択的に光軸Ａｘ近傍に配置すれば、そのリフレクタ反射光遮蔽作用により生成されたロービーム用配光パターンや片ハイビーム用配光パターンを切り換えることができる。また、スペーサ部材６４のみを退避位置に位置させることにより、リフレクタ１３からの反射光を遮蔽せずに前方へ照射するハイビーム用配光パターンを生成することができる。
また、上述の遮光部材６５，６７及びスペーサ部材６４は、一対の環状ベルト６１，６３によって帯環状に積層された状態で支持されて分解可能なので、各遮光部材６５，６７の形状変更や交換が容易である。

尚、上記実施形態における回転軸部材、無端ベルト、遮光部材、アクチュエータ及びシェード機構などの具体的な構成も、上記実施形態に限定するものではない。必要とされる配光切換え動作が得られるなら、適宜に設計変更可能である。

１ 車両用前照灯
２ 透明カバー（カバー）
３ ランプボディ
５ 灯具ユニット
８ 投影レンズ
１０ 光源バルブ（光源）
１０ａ 発光部
１３ リフレクタ
１５ シェード機構
１７ ホルダ
２０ 回転ドラム（回転軸部材）
２１，２３，２５，２７，２９ 遮光部材
２１ａ，２３ａ，２５ａ，２７ａ，２９ａ 上端縁
２２ 駆動ドラム（回転軸部材）
３０ 回転モータ（アクチュエータ）
４０ 無端ベルト

Claims (3)

1. ランプボディとカバーで形成された灯室内に、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するリフレクタと、前記投影レンズと前記光源との間に配置されて前記リフレクタからの反射光の一部及び前記光源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シェード機構と、を備えた車両用前照灯であって、
   前記シェード機構は、
   互いに平行な一対の回転軸部材に巻装された無端ベルトと、
   前記無端ベルト上の移動方向に沿って配置され、前記カットオフラインを形成するための形状が相違する複数の遮光部材と、
   前記回転軸部材の少なくとも一方を回転駆動するアクチュエータと、
   を備えることを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記無端ベルトが金属ベルトからなり、前記遮光部材が前記金属ベルトに切り起こし形成された切り起こし片からなることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記無端ベルトが等間隔に配置された一対の環状ベルトからなり、前記遮光部材が前記一対の環状ベルトに挟まれて積層された状態で支持された複数の薄板からな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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