JP3972998B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配光パターンの異なるサブビーム用とメインビーム用の光源を近接して設置することができない放電灯等を光源として採用した車両用前照灯に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、所謂光源駆動式の車両用前照灯は、例えば図13及び図14に示すように、内面に回転放物反射面を形成したリフレクタ100を水平方向の略中心で上側リフレクタ101と下側リフレクタ102とに分割すると共に、その前方にシングルフィラメントやHID等の単一の光源103を配置し、上側リフレクタ101の焦点F1と下側リフレクタ102の焦点F2を同一光軸L上において前後方向にずれる位置に形成し、上記光源103を光軸L上において前後方向を移動させることにより「サブビーム」を照射するときは、図15(a)に示すように、上側リフレクタ101の焦点F1と下側リフレクタ102の焦点F2の中間位置に、また「メインビーム」を照射するときは、図15(b)に示すように上側リフレクタ101の焦点F1位置に停止させ、上側リフレクタ101による配光P1と下側リフレクタ102による配光P2によって所定の配光パターンに切り替えることができるように成っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように構成した従来の光源駆動式の車両用前照灯では、サブビーム照射時においては、図16(a)に示すように、上側リフレクタ101による配光P1と下側リフレクタ102による配光P2とを重合させて所定の配光パターンを形成することができるものの、メインビーム照射時には、図16(b)に示すように、下側リフレクタ102の配光P2が照射スクリーンの中心付近からかなり離れたH線の下側、即ち車両の手前側に大きく拡散してしまい、遠方視認性が悪く成り、また上側リフレクタ101の配光P1においても、サブビーム照射時の光軸方向とメインビーム照射時の光軸方向が同じ方向に成るため、サブビーム照射時の光軸方向をV線上の0.57°Dに設定すると、メインビーム照射時の光軸も0.57°D下向きに成ってしまい、遠方視認性が悪化してしまうという問題を有していた。
【0004】
本発明は、上記問題に鑑みて創案されたものであり、下側リフレクタの全部又は一部を光軸に対して移動させることができるように構成し、この移動可能な下側リフレクタに光源を固定して両者を同時に光軸に対して前後及び上下方向へ移動させることにより、メインビーム照射時における必要な配光パターンを形成することができる光源駆動式の車両用前照灯を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用前照灯は、内面に回転放物反射面を形成し、水平方向の略中心で焦点F1を有する上側リフレクタと、焦点F2を有する下側リフレクタとに分割して成るリフレクタと、このリフレクタの前方に光源として放電灯を装着して成る車両用前照灯において、前記放電灯を前記下側リフレクタの下部に設けた支持軸を中心にして可動自在に配置しつつ当該放電灯を前記下側リフレクタ又は下側リフレクタの一部に一体的に装着し、当該下側リフレクタの全部又は一部と共に前記放電灯を前後及び上下方向へ自在に回動させて配光パターンをサブビームとメインビームに切り換える光源の駆動機構を構成しサブビーム照射時には前記上側リフレクタの焦点F1と下側リフレクタの焦点F2とが同一光軸L上において光源を挟む前後方向にずれていて、またメインビーム照射時には、光源を前記光軸のやや下方ヘ移動させると共に、前記上側リフレクタの焦点F1の近傍まで接近させて、前記下側リフレクタ又は下側リフレクタの一部の光軸が上方に向くように構成したことを要旨としている。
【0006】
上記下側リフレクタ又は下側リフレクタの一部には、放電灯を一体的に装着して下側リフレクタ又は下側リフレクタの一部と共に前後及び上下方向へ自在に回動するように構成することができる。また上記下側リフレクタ又は下側リフレクタの一部と、これに一体的に装着した放電灯が、下側フレクタの下部に構成した支持軸を中心にして自在に回動するように構成することもできる。
【0007】
上記光源の駆動機構は、アクチュエ−タによって動作するカムによって構成することができる。
【0008】
上記のような構成によれば、下側リフレクタを前方及び上方へ移動させた状態で上側リフレクタの焦点F1と下側リフレクタの焦点F2とが同一光軸上において光源を挟んだ前後方向にずれてサブビームを照射し、また下側リフレクタを後方及び下方へ移動させた状態で光源が光軸Lのやや下方に移動すると共に、上側リフレクタの焦点F1に接近してメインビームを照射する。このとき、この下側リフレクタの光軸が下側リフレクタの移動範囲(回動角度)と同じ角度だけ上方に向くので、下側リフレクタの配光が照射スクリーンの中心付近まで上昇し、中心部分の光量が増加するため、遠方視認性が向上する。
【0009】
上記下側リフレクタは、その下部前端に支持軸を設け、この支持軸を中心点として開口部側を上下方向へ自在に回動するように支持すると共に、その下部においてカムを介在して駆動する構造に成っているため、メインビーム照射時には光源をサブビーム照射時の光源位置よりもやや下方へ移動させると共に、メインビームの光軸をやや上向きに設定することができるため、遠方視認性を向上することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用前照灯の好適な発明の実施の形態を図面に従って説明する。
本発明に係る車両用前照灯を構成するリフレクタ1は、図1に示すように、内面に回転放物反射面を形成し、水平方向、即ち回転放物反射面の略中心で焦点F1を有する上側リフレクタ2と、焦点F2を有する下側リフレクタ3とに分割して成り、その前方に光源Gと成る放電灯4を装着したものである。本実施の形態においては、上記上側リフレクタ2は、サブビーム照射時における所定の配光P1を形成するために、正面視において光軸Lを通る垂直線Vの左側に水平線Hの下方へ傾斜する反射面2aを延設し、路側方向への照射光が不足しないように構成してある。また、下側リフレクタ3は上記上側リフレクタ2の下方に全体として椀状に成るように形成してあり、本実施の形態においては光軸Lから垂直線Vを挟む左右両側の下方へ広がり扇形状に分割された可動部3aを形成すると共に、その上方に形成された固定部3bを上記上側リフレクタ2の下方に一体的に連続するように形成してある。
【0011】
上記のように構成した下側リフレクタ3の可動部3aには、光軸Lを含む上端に放電灯4を取り付けるためのリフレクタ底部3cが一体的に形成してあり、このリフレクタ底部3cに固定した放電灯4にソケット5が装着されるように構成してある。この下側リフレクタ3の可動部3aは、その下部に形成したブラケット6を介して支持軸7により回動自在に支持されており、後述する駆動機構によってその開口部側を所定範囲内において前後及び上下方向(矢印X−Y方向)へ自在に起伏させることができるように構成してあり、この可動部3aと共に放電灯4を光軸Lに対して前後及び上下方向へ移動させることができるように成っている。
【0012】
上側リフレクタ2の焦点F1と下側リフレクタ3の焦点F2とは、サブビーム照射時(図2(a)参照)には、同一光軸L上において、放電灯4の光源(発光部)Gを挟む前後方向にずれており、またメインビーム照射時(図2(b)参照)には光源Gを上記光軸Lのやや下方へ移動させると共に、上側リフレクタ2の焦点F1の近傍まで接近させることができるように成っている。
【0013】
下側リフレクタ3の上記可動部3aは、図3に示すように、その後部に形成したブラケット8に回動自在に連結したアーム9,9を介して灯具ハウジング(図示していない)側に固設したロータリーソレノイドやステップモータ等のアクチュエータ10に連結し、このアクチュエータ10の駆動力により上記支持軸7を中心にして前後及び上下方向へ可動部3aの開口部側を起伏させるように傾斜回動し、同時に放電灯4の光源G位置を光軸Lに対して前後及び上下に移動させて「サブビーム」と「メインビーム」との配光パターンを形成するように構成してある。
【0014】
(1)サブビーム
「サブビーム」照射時には、下側リフレクタ3の可動部3aは、図2(a)に示すように、起立した姿勢に支持されており、放電灯4の光源Gを挟んで同一光軸L上にある上側リフレクタ2の焦点F1と下側リフレクタ3の焦点F2とが前後方向にずれており、図4に示すように、照射スクリーンのH線下方に上側リフレクタ2による配光P1と下側リフレクタ3による配光P2とが重合してサブビーム配光パターンを形成する。
【0015】
(2)メインビーム
「メインビーム」照射時には、図2(b)に示すように、下側リフレクタ3の可動部3aが後方へθ度傾斜し、放電灯4の光源Gを光軸Lのやや下方へ移動させると共に、上側リフレクタ2の焦点F1の近傍に接近させる。この位置において、図5に示すように、照射スクリーンの中心に集光した上側リフレクタ2による配光P1を形成すると共に、この配光P1に重ね合わせるように下側リフレクタ3の可動部3aによる配光P2を形成して遠方視認性を向上した照射光を得るように成っている。また、下側リフレクタ3は、その固定部3bにより、H線の下方においてV線の左右に振り分けられた配光P3,P3を形成し、路側及び対向車線側の車両手前の路面を照明する照射光を得るように成っている。このとき、下側リフレクタ3の可動部3aの光軸がこの可動部3aの回動角度θと同じ角度だけ上方に向くため、車両手前の光量を減じ、遠方への光量を増加して遠方視認性の良好なメインビーム配光パターンを形成することができる。
【0016】
図6及び図7は、下側リフレクタ全体を移動させることができるように構成した本発明の第二の発明の実施の形態を示すものである。
この実施の形態において、リフレクタ11は、全体として略碗状に形成して成り、その内面に回転放物反射面を形成すると共に、水平方向、即ち回転放物反射面の光軸Lの略中心で焦点F1を有する上側リフレクタ12と、焦点F2を有する下側リフレクタ13とに分割してある。このリフレクタ11の前方には、放電灯14を装着し、上側リフレクタ12によってサブビーム照射時における所定の配光P1を形成する。また、この上側リフレクタ12は、正面視において光軸Lを通る垂直線Vの左側に水平線Hの下方へ傾斜する反射面12aが延設してあり、路側方向における車両手前側への照射光が不足しないように構成してある。
【0017】
下側リフレクタ13は、上記上側リフレクタ12の下方において完全に分割されており、この下側リフレクタ13全体が可動部として構成されている。上記のように構成した下側リフレクタ13には、光軸Lを含む上端に放電灯14を取り付けるためのリフレクタ底部13aが一体的に形成してあり、このリフレクタ底部13aに固定した放電灯14にソケット15が装着されるように構成してある。またこの下側リフレクタ13は、その下端に形成したブラケット16を介して支持軸17(回転中心O)により回動自在に支持されており、アクチュエータ(図示していない)によってその開口部側を所定範囲内において前後及び上下方向(矢印X−Y方向)へ自在に起伏させることができるように構成してあり、この下側リフレクタ13に装着した放電灯14を光軸Lに対して前後及び上下方向へ傾斜移動させることができるように成っている。
【0018】
上記のような構成によれば、「サブビーム」照射時には、下側リフレクタ13は図7(a)に示すように、起立した姿勢に支持されており、放電灯14の光源Gを挟んで同一光軸L上にある上側リフレクタ12の焦点F1と下側リフレクタ13の焦点F2とが前後方向にずれており、照射スクリーンのH線下方に上側リフレクタ12と下側リフレクタ13による所定のサブビーム配光パターンを形成することができる。
また、「メインビーム」照射時には、下側リフレクタ13は、図7(b)に示すように、後方へθ度傾斜して放電灯14の光源Gを光軸Lのやや下方へ移動させると共に、上側リフレクタ12の焦点F1の近傍に接近させる。この位置において、図8に示すように、照射スクリーンの中心に集光した上側リフレクタ12による配光P1を形成すると共に、この配光P1に重合するようにθ度上方へ傾斜した下側リフレクタ13による配光P2を形成し、遠方への光量を増加して遠方視認性の良好なメインビーム配光パターンを形成することができる。
【0019】
図9は、光源の駆動方法に関する他の実施の形態を示すものであり、上記第一及び第二の実施の形態と異なる部分について説明する。
この発明の実施の形態においては、内面に回転放物反射面を形成した略椀状のリフレクタ21の後部に放電灯24を装着するためのリフレクタ底部23cを構成し、リフレクタ開口部26に対して放電灯24を装着した上記リフレクタ底部23cを所定範囲内で前後方向へ抜き差ししながら傾斜移動するように構成したものである。本発明の実施の形態において、上記リフレクタ21は、水平方向、即ち回転放物反射面の略中心で焦点F1を有する上側リフレクタ22と、焦点F2を有する下側リフレクタ23とに分割し、この下側リフレクタ23をバルブホルダ28上に支持して放電灯24を装着したリフレクタ底部23cと共に前後及び上下方向へ自在に移動するように構成したものである。
【0020】
即ち、バルブホルダ28は、その主体部28aの上部に下側リフレクタ23を固着する構造に成っており、その前端を下側リフレクタ23の下部であって、かつ開口部寄りに回転中心Oを形成するように支持軸27によって支持する共に、その後端から立ち上げた放電灯保持部28bには、リフレクタ底部23cを固定し、放電灯24をリフレクタ21の後部から光軸L上に挿通させて支持し、更に主体部28aの後方へ係合縁29を突出させて成るものである。また、この係合縁29の下部にはアクチュエータ(図示していない)によって回転駆動されるカム30を係合させてある。このカム30は、図示例においては、その外周に小径部R1から大径部R3までを変径部R2によって連続形成してあり、小径部R1と大径部R3とが回転中心Oを共通にすると共に、概ね両者の円弧の形成長さが「R1+R3=2R2」、回転角Aが180度前後に成り、変径部R2において回転角Aを変位させることができるように形成し、バルブホルダ28がこの回転角Aの範囲で前後及び上下方向へ移動するように設定してある。従って、図10(a)に示すように、小径部R1と大径部R3の円弧範囲(B矢視部)においてはカム30が回転してもバルブホルダ28が移動することはなく、小径部R1から大径部R3に連続する変径部R2の円弧範囲(C矢視部)においてはバルブホルダ28が上下移動し、設定した回転角を越えてカム30が回転しても、バルブホルダ28に支持された放電灯24の支持位置がそれ以上には変化しないように構成してある(図10(b)参照)。
【0021】
上記バルブホルダ28の後端側は、このカム30によって支持されており、前端側を軸支している支持軸27を中心(回転中心O)にして後端側が上記カム30によって上下動作を生じ、その上方に支持したリフレクタ底部23c及び放電灯24を後方へ所定角度だけ傾斜させることができるように成っている。符号31は、係合縁29の後端側を下方へ張引付勢するバネ等の弾性体であり、カム30に対する係合縁29の浮き上がりを防止し、円滑な接触動作を可能にすると共に、リフレクタ底部23c及び放電灯24に対する振動その他の衝撃による不安定要素の影響を排除するためのものである。
而して、カム30の回転角Aが略−130°(図9(a))から−90°(図9(b))前後の範囲において小径部R1上にバルブホルダ28の係合縁29を支持してリフレクタ底部23cを後方へ移動させ、放電灯24をメインビーム照射姿勢に傾斜支持すると共に、回転角Aが略+90°(図9(c))から+135°(図9(d))前後の範囲においては大径部R3上にバルブホルダ28の係止縁29を支持してリフレクタ底部23cを前方へ移動させ、放電灯24をサブビーム照射姿勢に起立支持するように成っている。即ちバルブホルダ28は、カム30の回転角Aが−90°から+90°の範囲で前後及び上下方向へ傾斜移動するように構成したものであり、上記のように、カム30の一部に円弧を形成することにより、カム30の回転角Aの精度を高めることなく、バルブホルダ28の停止位置の精度を高めることを可能にしている。
【0022】
図11及び図12は、更に光源の駆動方法に関する他の実施の形態を示すものであり、上記第三の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
即ち、この発明の実施の形態は、上記第三の実施の形態において構成した弾性体31を用いず、バルブホルダ38の後部にカム40の回転中心Oを通り、小径部R1側から大径部R3側を結ぶ最大径Dに相当する上下内幅を有する枠体39を形成し、上記第三の実施の形態において詳述したカム30を逆向きに二枚又は三枚合わせにした形状(図示例は二枚)のカム40を内装し、枠体39の上下縁間に嵌合挟持すると共に、所定部位に固定されたカム40によって、バルブホルダ38の上下移動範囲を規制し、その浮き上がりを防止するように構成したものである。この実施の形態において、上記枠体39の上下縁には、二枚合わせにしたカム40の回転動作を円滑にするための切欠39a,39aが相互に逆向きに成るように形成してある(図12参照)。このような構成により、弾性体等のバルブホルダ38に形成した枠体39内面に対するカム40の摩擦の増加を防止してバルブホルダ38の円滑な動作を可能にする。
【0023】
上記発明の実施の形態において、カム40の回転角Aが略−130°(図11(a))から−90°(図11(b))前後の範囲においては小径部R1側が枠体39の上縁側に回動し、リフレクタ底部33cを後方へ移動させて放電灯34をメインビーム照射姿勢に傾斜支持すると共に、回転角Aが略+90°(図11(c))から+135°(図11(d))前後の範囲においては大径部R3側が枠体39の上縁側に移動しており、リフレクタ底部33cを前方へ移動させて放電灯34をサブビーム照射姿勢に起立支持するように成っている。
【0024】
なお、本発明の実施の各形態において、放電灯の周囲にシェードを付設して車両の前方上方への余分な照明光の出射を防止するように構成することができることは勿論である。
【0025】
【発明の効果】
本発明に係る車両用前照灯は、以上のように構成したから、下側リフレクタを後方へ傾斜移動させた「メインビーム」照射時には、下側リフレクタの光軸がリフレクタの回動傾斜角度と同じだけ上方へ向かって傾斜するため、照射スクリーンの中心部分の光量を増加し、遠方視認性に優れたメインビーム配光パターンを形成することができる。
また、下側リフレクタやソケットを装着した放電灯を簡単な構成によって簡単に前後及び上下方向へ移動させることができると共に、精度の高い配光パターンの切り換え操作を可能にする等、本発明の実施により得られる効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両用前照灯の下側リフレクタの一部を可動し得るように構成した第一の発明の実施の形態を示すもので、前面レンズを外した状態の概略正面図である。
【図2】第一の発明の実施の形態における下側可動リフレクタの作動状態を示すものであり、(a)は下側リフレクタを前方へ起立させた状態の側断面図、(b)は下側可動リフレクタを後方へθ°だけ傾斜移動させた状態の側断面図である。
【図3】第一の発明の実施の形態における後方から見た斜視図である。
【図4】第一の発明の実施の形態におけるサブビーム照射時の配光パターンを示す説明図である。
【図5】第一の発明の実施の形態におけるメインビーム照射時の配光パターンを示す説明図である。
【図6】下側リフレクタの全体を可動し得るように構成した第二の発明の実施の形態を示す前面レンズを外した状態の概略正面図である。
【図7】第二の発明の実施の形態における下側可動リフレクタの作動状態を示すものであり、(a)は下側リフレクタを前方へ起立させた状態の側断面図、(b)は下側可動リフレクタを後方へ傾斜移動させた状態の側断面図である。
【図8】第二の発明の実施の形態におけるメインビーム照射時の配光パターンを示す説明図である。
【図9】下側リフレクタの駆動装置に係る他の発明の実施の形態を示すものであり、(a)はカムの回転角を−130°に設定して下側リフレクタを後方へ傾斜させた状態(メインビーム照射時の状態)を示す要部側断面図、(b)は同じくカムを回転角−90°まで回転させた状態の要部側断面図、(c)は同じくカムの回転角を+90°に設定して下側リフレクタを前方へ起立移動させた状態(サブビーム照射時の状態)を示す要部側断面図、(d)は同じくカムを回転角+135°まで回転させた状態を示す要部側断面図である。
【図10】下側リフレクタを駆動するためのカムの構成を示すものであり、(a)は側面図、(b)はカムの回転角による半径の変化を示す説明図である。
【図11】下側リフレクタの駆動装置に係る更に他の発明の実施の形態を示すものであり、(a)はカムの回転角を−130°に設定して下側リフレクタを後方へ傾斜させた状態(メインビーム照射時の状態)を示す要部側断面図、(b)は同じくカムを回転角−90°まで回転させた状態の要部側断面図、(c)は同じくカムの回転角を+90°に設定して下側リフレクタを前方へ起立移動させた状態(サブビーム照射時の状態)を示す要部側断面図、(d)は同じくカムを回転角+135°まで回転させた状態を示す要部側断面図である。
【図12】枠体の構造を示す要部拡大斜視図である。
【図13】従来の車両用前照灯に構成したリフレクタの構造を示す概略正面図である。
【図14】同じく従来の車両用前照灯に構成したリフレクタの構造を示す要部側断面図である。
【図15】同じく従来の車両用前照灯に構成したリフレクタにおける上側リフレクタの焦点と下側リフレクタの焦点に対する光源の移動位置関係を示すものであり、(a)はサブビーム照射時を示す要部側断面図、(b)はメインビーム照射時を示す要部側断面図である。
【図16】同じく従来の車両用前照灯に構成したリフレクタによって形成される配光パターンを示すものであり、(a)はサブビーム照射時の配光パターンを示す説明図、(b)はメインビーム照射時の配光パターンを示す説明図である。
【符号の説明】
1,11,21 リフレクタ
2,12,22 上側リフレクタ
3,13,23 下側リフレクタ
3c,13c,23c,33c リフレクタ底部
4,14,24,34 放電灯
5,15,25,35 ソケット
6 ブラケット
7,17,27,37 支持軸
8 ブラケット
9,9 連結アーム
10 アクチュエータ
28 バルブホルダ
29 係合縁
30,40 カム
39 枠体
O 回転中心
G 光源
L 光軸
θ 回動角度
F1 上側リフレクタの焦点
F2 下側リフレクタの焦点
V 垂直線
H 水平線
X−Y 前後及び上下方向

Claims (1)

  1. 内面に回転放物反射面を形成し、水平方向の略中心で焦点F1を有する上側リフレクタと、焦点F2を有する下側リフレクタとに分割して成るリフレクタと、このリフレクタの前方に光源として放電灯を装着して成る車両用前照灯において、
    前記放電灯を前記下側リフレクタの下部に設けた支持軸を中心にして可動自在に配置しつつ当該放電灯を前記下側リフレクタ又は下側リフレクタの一部に一体的に装着し、当該下側リフレクタの全部又は一部と共に前記放電灯を前後及び上下方向へ自在に回動させて配光パターンをサブビームとメインビームに切り換える光源の駆動機構を構成しサブビーム照射時には前記上側リフレクタの焦点F1と下側リフレクタの焦点F2とが同一光軸L上において光源を挟む前後方向にずれていて、またメインビーム照射時には、光源を前記光軸のやや下方ヘ移動させると共に、前記上側リフレクタの焦点F1の近傍まで接近させて、前記下側リフレクタ又は下側リフレクタの一部の光軸が上方に向くように構成したことを特徴とする車両用前照灯。
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