JP2017130361A

JP2017130361A - ヘッドライト

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Publication number: JP2017130361A
Application number: JP2016009189A
Authority: JP
Inventors: 明峰林; Akimine Hayashi; 明智施; Mingzhi Shi
Original assignee: TYC Brother Industrial Co Ltd
Current assignee: TYC Brother Industrial Co Ltd
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2017-07-27
Anticipated expiration: 2036-01-20
Also published as: JP6138295B1

Abstract

【課題】簡単な構造でハイビームとロービームとを切り替えるヘッドライトの提供を目的とする。【解決手段】本発明のヘッドライトは、発光できる発光手段２と、発光手段２から発する光を受けて前方斜め下方へ反射させる反射面１２１を有する反射手段１２と、発光手段２の前方に、反射手段１２からの反射光を通過させて前記反射光を集光することができるように設置されている第１のレンズ３と、発光手段２と第１のレンズ３との間に介入して前記反射光を屈折させて上へ持ち上げる第１の位置と、発光手段２と第１のレンズ３との間から離脱して、前記反射光が直接に第１のレンズ３に到達できる第２の位置と、の間を移動できるように配置構成されている第２のレンズ４と、を有することを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明はヘッドライトに関し、特に、車用のヘッドライトに関する。

一般のヘッドライトは、発光手段と、該発光手段から発する光を所定の方向に照射するように反射できる反射手段と、該発光手段及び該反射手段を覆うレンズと、ハイビームとロービームとを互いに切り替える切替手段と、により構成されている。発光手段としてハロゲンランプやＨＩＤランプを使用する際には、切替手段として一般に遮光プレートが使用されており、該遮光プレートの角度または位置を調整することによって切り替える。また、発光手段としてＬＥＤを使用する際には、特許文献１に開示されているように、ハイビーム発光モジュールとロービーム発光モジュールとの２つの発光モジュールを具え、これらを切り替えることを切替手段とするヘッドライトが開発されている。

米国特許第８２８７１６３号明細書

しかしながら、特許文献１に開示されているヘッドライトは、ハイビームとロービームとを互いに切り替えるために、２つの相異する発光モジュールを構成しなければならず、構造が複雑な上、製造の手間とコストも増える欠点がある。

上記問題点に鑑みて、本発明は、簡単な構造でハイビームとロービームとを互いに切り替えることができるヘッドライトの提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、発光できる発光手段と、前記発光手段から発する光を受けて前方斜め下方へ反射させる反射面を有する反射手段と、前記発光手段の前方に、前記反射手段からの反射光を通過させて前記反射光を集光することができるように設置されている第１のレンズと、前記発光手段と前記第１のレンズとの間に介入して前記反射光を屈折させて上方へ持ち上げる第１の位置と、前記発光手段と前記第１のレンズとの間から離脱して、前記反射光が直接に前記第１のレンズに到達できる第２の位置と、の間を移動できるように配置構成されている第２のレンズと、を有しており、前記第２のレンズが前記第１の位置にある際、前記第１のレンズから射出する光が、前方に向くハイビームになり、前記第２のレンズが前記第２の位置にある際、前記第１のレンズから射出する光が、前記ハイビームより下方に向くロービームになるように構成されていることを特徴とするヘッドライトを提供する。

上記の構成によれば、本発明は、発光手段と第１のレンズとの間に介入して反射光を屈折させて上方へ持ち上げる第１の位置と、発光手段と前記第１のレンズとの間から離脱して、反射光が直接に前記第１のレンズに到達できる第２の位置と、の間を移動できるように配置構成されている第２のレンズを有するので、該第２のレンズを移動するだけで、ハイビームとロービームとを互いに切り替えることができ、従来の２つの相異する発光モジュールで切り替えるヘッドライトより簡単な構造を有して、製造の手間とコストを大幅に減少できる。

第１実施形態のヘッドライトの部品分解図である。第１実施形態のヘッドライトの正面図である。第１実施形態のヘッドライトのロービームを発する状態を示す断面図である。第１実施形態のヘッドライトのハイビームを発する状態を示す断面図である。第１実施形態のヘッドライトのロービームを発する状態を示す上面図である。第１実施形態のヘッドライトのハイビームを発する状態を示す上面図である。第２実施形態のヘッドライトの断面図である。第３実施形態のヘッドライトの上面図である。第４実施形態のヘッドライトの断面図である。第４実施形態のヘッドライトの第２のレンズの斜視図である。

以下では各図面を参照しながら、本発明の各実施形態について詳しく説明する。

図１及び図２は、第１実施形態のヘッドライトを示す図である。図３及び図５は、第１実施形態のヘッドライトのロービームを発する状態を示す図である。図４及び図６は、第１実施形態のヘッドライトのハイビームを発する状態を示す図である。

第１実施形態のヘッドライトは、図１に示されるように、上方に面する上面１１１と前方に面する前面１１２とを有するベース１と、ベース１の上面１１１に設置され、上方に向いて発光する発光手段２と、ベース１の上面１１１に設置され、発光手段２を覆いながら、図３に示されるように、発光手段２から発する光を受けて前方斜め下方へ反射させる反射面１２１を有する反射手段１２と、発光手段２の前方で、反射手段１２からの反射光を通過させて該反射光を集光することができるようにベース１に設置されている第１のレンズ３と、図４に示されるように、発光手段２と第１のレンズ３との間に介入して前記反射光を屈折させて上方へ持ち上げて、第１のレンズ３から射出する光が、前方に向くハイビームになれる第１の位置と、図３に示されるように、前記第１の位置の下方にあり、発光手段２と第１のレンズ３との間から離脱して、前記反射光が直接に第１のレンズ３に到達できて、第１のレンズ３から射出する光が、前記ハイビームより下方に向くロービームになれる第２の位置と、の間を移動できるようにベース１の前面に配置構成されている第２のレンズ４と、により構成されている。

ベース１は、図２に示されるように、ベース1の前面１１２に左右２つの案内バー１３が互いに平行に上下方向に延伸するように設置されている。

発光手段２は、図１及び図３に示されるように、表面が光を反射できる材料で作成されている設置部２４と、設置部２４の表面に設置されている回路基板２１と、回路基板２１に電気的に接続され、光源となるＬＥＤ素子２２と、反射手段１２からの反射光の一部を遮断できるように設置部２４から前方へ突出している遮光部２３と、を有するように構成されている。

なお、発光手段２の発光方向は、上方に向くことに限らず、反射手段１２の反射面１２１の反射角度等を調整することにより、発光した光が前方斜め下方へ反射されることができれば、任意の方向に向いて発光することができる。

反射手段１２の反射面１２１は、図３に示されるように、略楕円面に形成されている。

第１のレンズ３は、図１に示されるように、反射手段１２の左右両側から前に延伸しながら互いに向き合うように湾曲する上、図３に示されるように、中央部分の厚さが上下両側の厚さより厚くなるように前方側に突起して凸面になっている第１の光射出面３２２と、第１の光射出面３２２の反対側にあり、上下方向において直線であり且つ左右方向において前記湾曲と同じ曲率の円弧になっている第１の光射入面３２１と、ベース1の上面における反射手段１２の左右両側に例えば螺設により固定できる固定部３１と、を有し、固定部３１がベース1の上面における反射手段１２の左右両側に螺設されることにより、ベース1に設置される。

第２のレンズ４は、図１に示されるように、半円柱状に形成されているレンズ部４２と、レンズ部４２に接続され、ベース１の左右２つの案内バー１３の間に上下摺動できるように取り付けられている取付け部４１と、により構成されている。

取付け部４１は、中央に上下方向に延伸する案内孔４１１が開けられている。案内孔４１１に、頭部が案内孔４１１の幅より広いねじ５を通すと共に、ねじ５をベース１に開けられたねじ孔にきつく締めて固定すると、取付け部４１が上下摺動できなくなる。一方、ねじ５をベース１に螺合しているままで緩めると、取付け部４１が左右２つの案内バー１３の間で上下摺動できるようにベース１の前面に螺設されるようになる。

レンズ部４２は、図３及び図４に示されるように、ねじ５が案内孔４１１の下端に位置するように取付け部４１を上方に摺動すると、前記第１の位置（図４：ハイビーム）にあり、また、ねじ５が案内孔４１１の上端に位置するように取付け部４１を下方に摺動すると、前記第２の位置（図３：ロービーム）にあるように取付け部４１に接続されている。レンズ部４２はまた、平坦面に形成され、前記第１の位置にある場合、前記反射光を受ける第２の光射入面４２１と、第２の光射入面４２１の反対側にあって第２のレンズ４を通過する前記反射光を第１のレンズ３へ射出するべく、中央部分の厚さが左右両側の厚さより厚くなるように突起して凸面になっている第２の光射出面４２２とを有する凸レンズになっている。

第２の光射入面４２１及び第２の光射出面４２２はいずれも、図４に示されるように、下から第１の光射入面３２１に向いて前方斜め上方に延伸すると共に、第２の光射入面４２１と水平面Ｌとが成す鋭角の角度θが１５度〜７５度（１５度以上７５度以下）になるように形成されている。

反射手段１２からの反射光は前方斜め下方へ進行するため、上記角度θが７５度を越えて例えば垂直であると、前記反射光がレンズ部４２に入射する入射角が大きくなりすぎて、全反射が起こる可能性が高くなる。そこで、第２の光射入面４２１を水平面Ｌとが成す鋭角の角度θを上述の１５度〜７５度にすることにより、前記入射角を減少する。

なお、第２のレンズ４の移動には、駆動手段を設けて第２のレンズ４を上下移動することができる。上記駆動手段としては、例えば電磁弁を用いることができる。更に、第２のレンズ４を発光手段２と第１のレンズ３との間に介入させる方法は、本実施例の上下移動に限らず、左右移動または回転することで発光手段２と第１のレンズ３との間に介入させることもできる。このような場合には、案内孔４１１とねじ５とを省略することも可能である。

上記の構成によれば、第２のレンズ４が前記第２の位置にある場合、発光手段２から発する光は、図３及び図５に示されるように、反射手段１２の反射面１２１に前方斜め下方へ向かうように反射されて、一部が遮光部２３に遮断され、残余の光が第１のレンズ３に集光されて、明確なカットオフラインを有するロービームになる。

そして、第２のレンズ４が前記第１の位置にある場合、図４及び図６に示されるように、発光手段２から発する光は、反射手段１２の反射面１２１に前方斜め下方へ向かうように反射されて、一部が遮光部２３に遮断され、残余の光が第２のレンズ４で上方へ持ち上がるように屈折された後、第１のレンズ３に集光されて、前方に向くハイビームになる。

すなわち、本発明のヘッドライトは、第２のレンズ４を前記第２の位置から前記第１の位置に移動することにより、ヘッドライトをロービームからハイビームに切り替え、また、第２のレンズ４を前記第１の位置から前記第２の位置に移動することにより、ヘッドライトをハイビームからロービームに切り替えるので、従来の２つの相異する発光モジュールで切り替えるヘッドライトより簡単な構造でハイビームとロービームとを互いに切り替えることができ、ヘッドライトの製造の手間とコストを大幅に減少できる。

第２実施形態のヘッドライトは、図７に示されるように、第２のレンズ４のレンズ部４２の第２の光射入面４２１が、上下方向及び左右方向において前方に湾曲する曲面に形成されている以外、上記第１実施形態と類似する構成である。

第３実施形態のヘッドライトは、図８に示されるように、第２のレンズ４のレンズ部４２の第２の光射出面４２２が、左右３つの互いに並ぶ円弧面から連続してなっているように形成されている以外、上記第１実施形態と類似する構成である。

上記の第２の光射出面４２２の構成によれば、反射手段１２からの反射光を、より均一にレンズ部４２から射出できる。

第４実施形態のヘッドライトは、図９及び図１０に示されるように、第２のレンズ４のレンズ部４２の厚さが、上から下へ段々に薄くなるように形成されている以外、上記第１実施形態と類似する構成である。

上記のレンズ部４２の構成によれば、反射手段１２からの反射光を、より上方へ持ち上げて、レンズ部４２から射出できるので、ハイビームの照射距離を向上できる。

本発明のヘッドライトは、ハイビームとロービームとを互いに簡単に切り替える構造を備えるので、バイクや自動車などの車に使用することが好適である。

１ベース
１１１上面
１１２前面
１２反射手段
１２１反射面
１３案内バー
２発光手段
２１回路基板
２２ＬＥＤ素子
２３遮光部
２４設置部
３第１のレンズ
３１固定部
３２１第１の光射入面
３２２第１の光射出面
４第２のレンズ
４１取付け部
４１１案内孔
４２レンズ部
４２１第２の光射入面
４２２第２の光射出面
５ねじ
Ｌ水平面

上記目的を達成すべく、本発明は、発光できる発光手段と、前記発光手段から発する光を受けて前方斜め下方へ反射させる反射面を有する反射手段と、前記発光手段の前方に、前記反射手段からの反射光を通過させて前記反射光を集光することができるように設置されている第１のレンズと、前記発光手段と前記第１のレンズとの間に介入して前記反射光を屈折させて上方へ持ち上げる第１の位置と、前記発光手段と前記第１のレンズとの間から離脱して、前記反射光が直接に前記第１のレンズに到達できる第２の位置と、の間を移動できるように配置構成されている第２のレンズと、を有しており、前記第２のレンズが前記第１の位置にある際、前記第１のレンズから射出する光が、前方に向くハイビームになり、前記第２のレンズが前記第２の位置にある際、前記第１のレンズから射出する光が、前記ハイビームより下方に向くロービームになるように構成されており、前記第１のレンズは、第１の光射入面と、第１の光射出面と、を有し、左右両側から前に延伸しながら互いに向き合うように湾曲する上、中央部分の厚さが上下両側の厚さより厚くなるように前記第１の光射出面が突起して凸面になっており、前記第２のレンズは、前記第１の位置にある場合、前記反射光を受け、平面に構成されている第２の光射入面と、前記第２の光射入面の反対側にあって前記第２のレンズを通過する前記反射光を前記第１のレンズへ射出する第２の光射出面と、を有し、中央部分の厚さが左右両側の厚さより厚くなるように前記第２の光射出面が突起して凸面になっており、前記第２の光射入面及び前記第２の光射出面は、いずれも、下から前記第１の光射入面に向いて、前方斜め上方に延伸すると共に、前記第２の光射入面と水平面とが成す鋭角の角度が１５度〜７５度になるように形成されていることを特徴とするヘッドライトを提供する。

Claims

発光できる発光手段と、
前記発光手段から発する光を受けて前方斜め下方へ反射させる反射面を有する反射手段と、
前記発光手段の前方に、前記反射手段からの反射光を通過させて前記反射光を集光することができるように設置されている第１のレンズと、
前記発光手段と前記第１のレンズとの間に介入して前記反射光を屈折させて上方へ持ち上げる第１の位置と、前記発光手段と前記第１のレンズとの間から離脱して、前記反射光が直接に前記第１のレンズに到達できる第２の位置と、の間を移動できるように配置構成されている第２のレンズと、を有しており、
前記第２のレンズが前記第１の位置にある際、前記第１のレンズから射出する光が、前方に向くハイビームになり、
前記第２のレンズが前記第２の位置にある際、前記第１のレンズから射出する光が、前記ハイビームより下方に向くロービームになるように構成されていることを特徴とするヘッドライト。
前記第１のレンズは、第１の光射入面と、第１の光射出面と、を有しており、
前記第２のレンズは、前記第１の位置にある場合、前記反射光を受ける第２の光射入面と、前記第２の光射入面の反対側にあって前記第２のレンズを通過する前記反射光を前記第１のレンズへ射出する第２の光射出面と、を有しており、
前記第２の光射入面及び前記第２の光射出面は、いずれも、下から前記第１の光射入面に向いて、前方斜め上方に延伸すると共に、前記第２の光射入面と水平面とが成す鋭角の角度が１５度〜７５度になるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドライト。
前記第１のレンズは、左右両側から前に延伸しながら互いに向き合うように湾曲する上、中央部分の厚さが上下両側の厚さより厚くなるように前記第１の光射出面が突起して凸面になっており、
前記第２のレンズは、中央部分の厚さが左右両側の厚さより厚くなるように前記第２の光射出面が突起して凸面になっていることを特徴とする請求項２に記載のヘッドライト。
前記第２のレンズの厚さは、上から下へ段々に薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のヘッドライト。
上面と前面とを有するベースを有しており、
前記発光手段と前記反射手段とは前記ベースの前記上面に設置されており、
前記ベースの前記前面に左右２つの案内バーが上下方向に延伸するように設置されており、
前記第２のレンズは、前記左右２つの案内バーの間に上下摺動できるように取り付けられている取付け部に設置されていて前記第１の位置と前記第１の位置の下方にある前記第２の位置との間を移動でき、前記発光手段は、光源となるＬＥＤ素子と、表面が光を反射できる材料で作成され、前記ＬＥＤ素子が設置されている設置部と、前記反射手段からの前記反射光の一部を遮断できるように前記設置部から前方へ突出している遮光部と、を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のヘッドライト。