JP4244015B2

JP4244015B2 - 投射型自動車用ヘッドランプ

Info

Publication number: JP4244015B2
Application number: JP2004068154A
Authority: JP
Inventors: 篤杉本; 英樹福地
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2024-03-10
Also published as: JP2005259473A

Description

本発明は、略椀形状のリフレクターからの反射光を投射レンズによって前方に投射配光する投射型ヘッドランプに係り、特に、回転シェードを回動することにより配光を切り替えることのできる投射型自動車用ヘッドランプに関する。

この種のヘッドランプの従来技術としては、略椀形状のリフレクターと、リフレクターの略第１焦点に配置された光源と、リフレクターの第２焦点より前方に配置された投射レンズと、リフレクターの略第２焦点近傍に回転自在に配置され、リフレクターで反射されて投射レンズに向かう光の一部を遮る配光形成用の回転シェードと、回転シェードを回転駆動するための駆動力を発生するモータと、モータの駆動力を回転シェードに伝達する複数のギア等を備え、回転シェードを、段付円筒体と、段付円筒体の軸心から偏心した位置に形成された水平支軸で構成し、段付円筒体の外形形状（側縁部の形状）によってクリアカットラインを形成し、モータの駆動により回転シェードを正逆回動することにより、配光パターンのクリアカットラインの位置を上下方向に調整するようにしたものが提案されている(特許文献１参照)。

ところで、自動車等のヘッドランプでは、通常、図１５に示したように前方範囲２を照射するようになっているが、この際、対向車が眩しすぎないように、対向車側の照射範囲は、光源からの光をランプ内に配置された図示しないシェード等によって遮光されるようになっている。

ところが、雨天走行時にヘッドランプの強い光で路面を照射すると、前方の路面部分４からの路面反射により、車両の運転者が、前方の路面の状況をよく確認できなくなったり、対向車にグレアを与えたりすることがある。また、霧の中を走行する際には、ヘッドランプの強いビーム６で霧を照射すると、ビーム６の下側の路面が全く見えなくなるので、路上の白線（センターラインや路肩のレーンマーク）さえ確認できなくなることがある。

このため、従来では、雨天や霧発生時には、ヘッドランプの代わりにフォグランプ等の補助ランプを点灯して、光を前方広範囲に拡散させて手前の両サイドの路面部分を主に照射し、車両前方手前の路面部分や、両サイドの路面部分、特に、路上の白線を見易くしたり、対向車へのグレアを減少させることが必要とされていた。
特開平６−１３９８０２号公報(第２頁〜第４頁、図１〜図５)

しかしながら、前記した従来技術のように、補助ランプ等を備えると、高価になってしまうことになる。

そこで、本発明の目的は、補助ランプ等を備えることなく、ヘッドランプのみであっても、雨天や霧発生時の走行の際の車両前方及び両サイドの路面部分の視認性に優れ、対向車へのグレアを減少させる上で有効となるなど、回動シェードによってその回動位置に対応した所定の配光を形成する際に、普段は回転シェード上方の光通過領域の上方に退避した位置にある第２のシェードを光通過領域の所定位置に移動させることで、車両前方の照射領域における所定位置の照射光量だけが低下する所望の配光を形成できる投射型自動車用ヘッドランプを提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る発明の投射型自動車用ヘッドランプにおいては、
略椀形状のリフレクターと、前記リフレクターの略第１焦点に配置された光源と、前記リフレクターの第２焦点より前方に配置された投射レンズと、前記リフレクターの略第２焦点近傍であって前記投射レンズの光軸と略直交する方向に延在し、かつ回転自在に配設され、前記光軸近傍におけるその側縁部がリフレクター側から投射レンズに向かう光の一部を遮って所定の配光パターンを形成するように構成された配光制御用の回転シェードと、前記回転シェードを回動するモータと、を備えた投射型自動車用ヘッドランプにおいて、
前記回転シェードに同軸状に連結されたカムと、前記回転シェード上方に前記回転シェードの回動に連動して揺動する第２のシェードとを備え、
前記第２のシェードは、前記回転シェードの上方の光通過領域と該光通過領域から外れた上方の退避領域との間を上下動し遮光部として機能する第２のシェード本体と、前記カムの外周面に摺接するカムフォロワと、前記第２のシェード本体配置側から前記カム配置側にかけて下方に開口するコ字形に形成されて前記第２のシェード本体を上方から支持する枠状の揺動アームとから構成された。

（作用）モータの駆動により、配光制御用の回転シェードが所定の回動位置まで回動すると、回転シェードの回動位置に関連づけてその外周に形成されている遮光部の形状に対応した配光パターンが形成される。すなわち、回転シェードの外周には、ハイビームやロービーや雨天走行用ビームといった走行状況に対応した配光パターンを形成する複数の遮光部が形成されており、回転シェードを回動させることで、走行状況に対応する種々の配光パターンを形成できる。さらに、回転シェード（カム）の回動に連動して第２のシェードが揺動し、回転シェードの回動位置に応じて第２のシェード本体が光の通過領域と退避領域との間を移動するので、回転シェードを駆動するモータによって第２のシェード本体の位置を制御することができる。回転シェード上方の光通過領域における所定位置に第２のシェード本体が配置された形態となると、車両前方への照射光のうち所定の一部の領域に向かう光だけがこの第２のシェードによって遮光され、車両前方の一部の領域における照射光量が低下する。このため、回転シェードの所定回動位置において、回転シェードの遮光部形状に対応した所定の配光パターンを持つとともに、車両前方照射領域の一部の領域における照射光量が低下した所定の配光が形成される。

例えば、雨天用ビームを照射するための配光切替操作が行われたときには、回転シェードが所定位置に回動し、その回動位置に対応する遮光部（雨天に対応する形状に形成された遮光部）によって雨天時のクリアカットラインが形成される。この場合は、カム（ウエットカム）は、雨天用ビームを照射するときの配光切替操作に連動して短径側がカムフォロワに当接し、それ以外のビームを照射するときの配光切替操作に連動して長径側がカムフォロワに当接する。そして、揺動アームは、カムフォロアと一体に上下方向に揺動し、カムフォロアがウエットカムの短径側に当接したときに第２のシェード本体であるウエットシェードを回転シェード上方の光通過領域まで垂下させ、カムフォロアがウエットカムの長径側に当接したときにはウエットシェードを光通過領域上方の退避領域まで上昇させる。この第２のシェード本体（ウエットシェード本体）によって投射レンズに向かう光の一部（車両手前の一部の路面を照射するための光）が遮光されたときは、車両手前の路面の一部領域への照射光量が少なくなって、雨天走行時の濡れた路面反射による視認性の低下や対向車へのグレアの発生に至らない。また、霧の中を走行する際には、車両手前の路面の一部領域への照射光量が少なくなって、従来のように、ヘッドランプの強い照射光が車両前方の霧で散乱し白く光って路面が全く見えないという不具合がない。

回転シェード上方に位置して下方に開口するコ字形に形成された揺動アームは、揺動する際、または、第２のシェード本体が光通過領域内に配置された形態となった際においても、回転シェード上方の光通過領域を通って投射レンズに向かう光を遮光しない。特に、揺動アームの第２のシェード本体支持部位における正面に対する幅を小さく形成すれば、配光形成に寄与する光を極力遮光しないようにできる。

請求項２に係る発明においては、請求項１に記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記第２のシェード本体，揺動アームおよびカムフォロワを板金の一体成形体で構成するようにした。

（作用）板金のプレス成形により、第２のシェード，揺動アーム本体およびカムフォロワを一体化した成形体を簡単に形成できる。

請求項３に係る発明においては、請求項１または２に記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記カムを金属で構成するようにした。

（作用）灯室内は高温となって、回転シェードを介してその熱がモータに伝達されるおそれがあるが、カムがヒートシンクとして機能し、回転シェードの熱がモータに伝わるのを抑制するので、それだけモータの温度上昇が抑制される。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明の投射型自動車用ヘッドランプによれば、回転シェードの所定回動位置において、回転シェードの遮光部形状に対応した所定の配光パターンを持つとともに、車両前方照射領域の一部の領域における照射光量が低下した所定の配光を形成できる。例えば、雨天走行用の遮光部が形成された回転シェードと第２のシェードによって、補助ランプ等を備えることなく、ヘッドランプのみであっても、雨天や霧のときに、前方及び両サイドの路面部分がよく見えるようにしながら、対向車へのグレアも減少させることができる。この際、回転シェード上方の光通過領域を通過する光が揺動アームによって遮光されないので、設計どおりの所定の配光を形成できる。

また、回転シェード上方の光通過領域と同光通過領域上方の退避領域との間を第２のシェード本体が上下に移動することでヘッドランプの照明光量が変化する領域は、路面照射パターンの手前（車両近傍）側に限られるので、運転者にとって配光の違和感をほとんど認識することがない。

また、単一の駆動源によって回転シェードおよび第２のシェードの位置を制御することができるので、それだけ装置構造が簡潔となる。

請求項２に係る発明によれば、第２のシェードの製造が容易である上に、第２のシェードの揺動機構も簡潔となる。

請求項３に係る発明によれば、カムのヒートシンクとしての機能により、モータの温度上昇が抑制されて、回転シェードの回動を伴う配光制御切替機構の長期の使用が保証される。

次に、本発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。図１〜５は、本発明の一実施例である投射型自動車用ヘッドランプを示し、図１は投射型自動車用ヘッドランプの要部である光投射ユニットの分解斜視図、図２は同ヘッドランプの光軸位置での縦断面図、図３は同光投射ユニットの側面図、図４は一部を断面で示す同光投射ユニットの平面図、図５はユニットフレームに一体化された同光投射ユニットからリフレクタを取り外して後方から見た背面図である。

これらの図において、投射型自動車用ヘッドランプのランプボディ１０は容器状に形成されており、ランプボディ１０の前面開口部には、前面レンズ１２が組み付けられて灯室Ｓが画成されている（図２参照）。灯室Ｓ内には、エイミング機構によってヘッドランプの照射軸（光投射ユニット１４の光軸）Ｌを傾動調整できるように、またスイブル機構によって左右方向に同光軸Ｌをスイブル可能に光投射ユニット１４が収容されている。

即ち、光投射ユニット１４には、同軸状に上下一対の支軸２２ａ，２２ｂが設けられ、中央が開口（開口部１０１）する正面視略矩形枠状のユニットフレーム１００（図５参照）における上面壁１００ａと下面壁１００ｂに支軸２２ａ，２２ｂが支承されて、ユニットフレーム１００に対し光投射ユニット１４がスイブル軸Ｌ２２（図１，５参照）周りに左右方向揺動可能に構成されている。また、下方の支軸２２ｂは、ユニットフレーム１００の下面壁１００ｂに固定されたスイブルアクチュエータ４０の出力軸で構成されている。そして、スイブルアクチュエータ４０の正逆回転可能な出力軸である支軸２２ｂは、光投射ユニット１４（のレンズホルダ３０）に固定一体化されており、スイブルアクチュエータ４０の駆動（支軸２２ｂの回動）により光投射ユニット１４が左右方向に揺動（スイブル）する。例えば、ハンドル操舵に連係してスイブルアクチュエータ４０が駆動し、ハンドル操舵方向にしかも操舵量に比例して光投射ユニット１４がスイブルして、車両のハンドル操舵方向前方が明るく照明される。

一方、ランプボディ１０とユニットフレーム１００間に介装されているエイミング機構は、図示して説明しないが、左右エイミングスクリューと上下エイミングスクリューと前記２本のエイミングスクリューに対し正面視直交する位置に設けられた玉継手などの傾動支点で主として構成されている。そして、ユニットフレーム１００に一体化されている光投射ユニット１４からリフレクタ２６を取り外して後方から見た背面図を示す図５において、ユニットフレーム１００の左上コーナ部には、上下エイミングスクリューに螺合するナット部材挿着用の上下に長い矩形状の孔１０２ａが、ユニットフレーム１００の右下コーナ部には、左右エイミングスクリューに螺合するナット部材挿着用の左右に長い矩形状の孔１０２ｂが、ユニットフレーム１００の左下コーナ部には、玉継手などの傾動支点構成部材挿着用の円孔１０２ｃがそれぞれ形成されている。なお、本実施例では、光投射ユニット１４がエイミング機構で支持されているが、光投射ユニット１４がエイミング機構ではなくオートレベリング機構によって支持されている場合には、ランプボディ１０に固定されたレベリング用アクチュエータ（図示せず）の前後進退動作可能な摺動子（図示せず）が前方に延出し、この摺動子の先端部を支承するナット部材が孔１０２ａに挿着されることになる。

そして、上下エイミングスクリューおよび左右エイミングスクリューを回動操作すれば、ユニットフレーム１００と光投射ユニット１４が一体に傾動するので、上下エイミングスクリューおよび左右エイミングスクリューによってヘッドランプの照射軸（光投射ユニット１４の光軸）Ｌを上下左右方向に傾動調整（エイミング）できる。符号１８は、光投射ユニット１４を取り囲み、傾動調整やスイブル可能なユニットフレーム１００（光投射ユニット１４）と干渉しないように配設されたエクステンションリフレクターである。

光投射ユニット１４は、放電バルブ２４の挿着された前面側が開口する略椀形状で正面視略楕円体形状のアルミダイキャスト製リフレクター２６と、リフレクター２６の前方に配置された投射レンズ２８と、筒形状に形成されてその軸方向後端部がリフレクター２６の前面側にねじ固定されたアルミダイキャスト製レンズホルダー３０とが一体化された構造で、投射レンズ２８を把持する円環状の取付金具３２はレンズホルダー３０にねじ固定されている。

リフレクター２６の内側にはアルミ蒸着処理された楕円反射面２６ａが形成され、この楕円反射面２６ａは第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを有し、第１焦点Ｆ１位置には放電バルブ２４の放電中心が位置している。また第２焦点Ｆ２付近であって投射レンズ２８の焦点位置には、リフレクター２６で反射して投射レンズ２８に向かう光の一部を遮ってクリアカットラインを形成するための金属製（例えば、アルミニウム製）の回転シェード３４が設けられている。この回転シェード３４には、リフレクター２６で反射したバルブ２４からの出射光が集光し、集光した光が回転シェード３４の前方に導かれ、投射レンズ２８によってヘッドランプの前方に略平行光となって投射配光される。

回転シェード３４は、ヘッドランプの照射軸(投射レンズ２８の光軸)Ｌと直交する方向に配置された回転軸３６と、回転軸３６の周方向に所定の間隔を保って配置された複数の遮光板３８（３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅ、３８ｆ）を備えて構成されている。遮光板３８ａ〜３８ｆの形状の詳細については、後で詳しく説明する。そして、ステッピングモータ５８の駆動によって、回転シェード３４（回転軸３６）が正逆方向に回動し、各遮光板３８が照射軸(光軸)Ｌの位置になるごとに各遮光板３８がつくる配光パターンに応じたクリアカットラインを形成するようになっている。

具体的には、図３〜図５に示すように、回転軸３６の両端側には、各遮光板３８ａ〜３８ｆを支持するための円盤４２、４４が固定されており、回転軸３６の各円盤４２、４４より外側は、レンズホルダー３０を横切って延在する金属製の軸受用ブラケット５０に軸受４６、４８を介して回転自在に支持されている。この軸受用ブラケット５０はレンズホルダー３０にねじ固定されており、軸受４６、４８は軸受用ブラケット５０に形成された貫通孔(図示せず)内に回転軸３６とともに挿入されている。この回転軸３６の軸方向一端部（図４，５左側）には、金属製の偏芯カムであるウエットカム５２が軸着されており、ウエットカム５２と軸受４８との間には駆動力伝達機構５６が配置されている。

駆動力伝達機構５６は、ステッピングモータ５８と回転シェード３４間に介装されており、ステッピングモータ５８は、図４に示すように、リフレクター２６の側面側の領域、すなわち、リフレクター２６の湾曲部近傍の領域に配置されている。このステッピングモータ５８は、回転シェード３４を回転駆動するための駆動力を発生する駆動源として構成されており、その出力軸６０が回転シェード３４の回転軸３６と直交する方向に配置されている。ステッピングモータ５８の駆動力を駆動力伝達機構５６を介して回転軸３６に伝達するに際して、駆動力伝達機構５６は複数のギア列を用いて構成されている。

すなわち、駆動力伝達機構５６は、回転シェード３４の回転軸３６に軸着されて、黄銅を用いて形成されたヘリカルギア（第１のヘリカルギア）６２と、ヘリカルギア（はすば歯車）６２の下方でヘリカルギア６２と噛み合う合成樹脂製のヘリカルギア（第２のヘリカルギア）６４と、ヘリカルギア（はすば歯車）６４に連結された黄銅製の連結軸６６と、連結軸６６の軸方向端部に連結された黄銅製の平ギア６８と、平ギア６８と噛み合いステッピングモータ５８の出力軸６０に軸着された黄銅製の平ギア７０とを備えて構成されている。そして、連結軸６６の中程には金属製の円盤７２（図３，４参照）が固定され、円盤７２の外周には金属製のストッパピン７４が突設されている。ヘリカルギア６４は、中間ギアとして耐熱性を考慮した樹脂(例えば、ＰＥＥＫ樹脂またはナイロン樹脂)を用いて構成されている。駆動ギアである平ギア７０は、ステッピングモータ５８の駆動力を従動ギアである平ギア６８に伝達し、平ギア６８に伝達された駆動力は連結軸６６を介してヘリカルギア６４に伝達され、ヘリカルギア６４に伝達された駆動力はヘリカルギア６２を介して回転シェード３４（回転軸３６）に伝達される。この場合、ヘリカルギア６２とヘリカルギア６４によって、駆動力の方向が９０度変換される。すなわち、一対のヘリカルギア６２，６４が直交変換ギアを構成している。

また、ステッピングモータ５８は、レンズホルダー３０に固定されたモータブラケット７６に固定されており、平ギア６８とヘリカルギア６４を連結する連結軸６６は、モータブラケット７６に挿着された軸受７８、８０（図３参照）によって回転自在に支持されている。モータブラケット７６には、図３，４および図６（ｃ）に示すように、ストッパピン７４の回動路上に突出してストッパピン７４を掛止するストッパ部７７（７７ａ，７７ｂ）が形成されており、回転シェード３４（連結軸６６）が正方向に回動したときには、図６（ｃ）および図７（ｂ）に示すように、ストッパピン７４がストッパ部７７の一方の側面７７ｂと当接して、回転シェード３４（連結軸６６）はそれ以上の回動が阻止され、一方、回転シェード３４（連結軸６６）が逆方向に回動したときには、図６（ｃ）および図７（ａ）に示すように、このストッパピン７４がストッパ部７７の他方の側面７７ａと当接して、回転シェード３４（連結軸６６）はそれ以上の回動が阻止されるようになっている。すなわち、回転シェード３４（連結軸６６）は、例えば、０〜３１５度の範囲で回動可能であるが、それ以上の回動は、ストッパピン７４とストッパ部７７（７７ａ，７７ｂ）との当接によって阻止されるようになっている。これにより、ステッピングモータ５８の駆動制御における位置ズレを補正する初期設定（イニシャライズ）を行うことができる。なお、図１，４における符号５９は、ステッピングモータ５８の回転角を検出するための位置検出器（ポテンショメータ）である。

一方、回転シェード３４の上方には、正面視長方形状のウエットシェード本体８２が上下動自在に配置されている。ウエットシェード本体８２は、レンズホルダー３０の側方位置に設けられたピン８８支点周りに揺動可能で、レンズホルダー３０の側方の切欠き３０ａを横切るように配置された正面視コ字形状の揺動アーム８４の先端側に一体に形成されている。このウエットシェード本体８２は、雨天走行用のシェードとして、雨天時の配光パターンを形成するときにのみ、回転シェード３４上方の領域のうち照射軸（光軸）Ｌ近傍の領域に下降（垂下）し、それ以外のときには回転シェード３４から大きく上方に離れてレンズホルダー３０側に移動し、配光パターンに影響を与えないようになっている。

また、揺動アーム８４の基端側は、板ばねで構成された帯状の湾曲するカムフォロワ８６に連結されている。具体的には、ウエットシェード８１を構成するウエットシェード本体８２および揺動アーム８４と、カムフォロワ８６とが板ばね状の板金一体成形体で構成されている。そして、カムフォロワ８６の先端側はウエットカム５２の外周面に押圧され、基端側はピン８８を介してモータブラケット７６に固定されている。

すなわち、このカムフォロワ８６の基端部とモータブラケット７６との間にはコイルばね９０が装着され、コイルばね９０の一端側９０ａはモータブラケット７６に係止され、他端側９０ｂはカムフォロワ８６の上面側に係止されて、コイルばね９０のばね力（弾性力）が、カムフォロワ８６がウエットカム５２の外周面を押圧する方向に作用している。

このウエットカム５２は、回転シェード（回転軸３６）とともに正逆方向に回動し、カムフォロワ８６がウエットカム５２の長径側の外周面と接触している間は、図３仮想線で示すように、ウェットシェード本体８２が回転シェード３４から離れた位置（回転シェード３４の上方に大きく離れた位置）に配置され、一方、カムフォロワ８６がウエットカム５２の短径側の外周面と接触したときには、図３実線で示すように、ウェットシェード本体８２が鉛直方向に垂下して回転シェード３４の上方近傍に配置されるとともに、同時に遮光板３８ｄが照射軸(光軸)Ｌの近傍にくるようになっている。

すなわち、ウェットシェード本体８２は、ウエットカム５２の外周面を倣うカムフォロワ８６に揺動アーム８４を介して一体化されており、ウエットカム５２は、雨天用ビームを照射するための配光切替操作に基づく回転シェード３４の回動に連動して、短径側がカムフォロワ８６に当接し、それ以外のビームを照射するための配光切替操作に基づく回転シェード３４の回動に連動して、長径側がカムフォロワ８６に当接するようになっている。そして、揺動アーム８４は、カムフォロア８６との連結点を支点として回転シェード３４の上方まで延在してウエットシェード本体８２を支持し、カムフォロア８６がウエットカム５２の短径側に当接したときにウェットシェード本体８２を光の通過領域まで垂下させ、カムフォロア８６がウエットカム５２の長径側に当接したときにはウエットシェード本体８２を退避領域まで上昇させるようになっている。このため、ステッピングモータ５８の駆動に伴う回転シェード３４の回動に連動してウエットカム５２が回動し、回転シェード３４（ウエットカム５２）の回動位置に応じてウエットシェード本体８２が光の通過領域と退避領域との間を移動するので、回転シェード３４回動用のステッピングモータ５８によってウエットシェード本体８２の位置も制御することができる。

また、揺動アーム８４は、回転シェード３４上方の光通過領域を跨ぐように形成されており、揺動アーム８４が揺動する際、およびウエットシェード本体８２が光通過領域内に配置された形態となった場合においても、揺動アーム８４は光通過領域を跨ぐ形態に保持されて、回転シェード３４上方の光通過領域を通って投射レンズ２８に向かう光を遮光しない。

さらに、揺動アーム８４先端においてウエットシェード本体８２を上方から垂直に支持する部位８４ａは、揺動アーム８４の水平領域８４ｂに対し直交するように屈曲して、その板幅方向が光軸Ｌ方向に一致している。このため、揺動アーム８４の先端部位８４ａの板厚相当の面積だけが光通過領域における光を遮光するが、その遮光量は配光を形成する上で無視できる。

また、回転軸３６に対し放射状に配置されている回転シェード３４の遮光板３８ａ〜３８ｆは、図６に示すように、遮光板３８ａが配置されている位置を基準として円周方向反時計回りに、遮光板３８ｂは９０度、遮光板３８ｃは１３５度、遮光板３８ｄは１８０度、遮光板３８ｅは２２５度、遮光板３８ｆは３１５度の角度差のある位置にそれぞれ配置されている。これは、回転シェード３４が図７（ａ）に示す初期位置から正方向に１８０度回動し、図６（ｂ）に示すように、遮光板３８ｄが光軸Ｌに最も接近する位置となると、カムフォロワ８６がウエットカム５２の短径側の外周面と接触して、ウェットシェード本体８２が鉛直方向に垂下して回転シェード３４の上方近傍に配置されることを示している。

この場合、遮光板３８ａは、左配光におけるハイビームＨｉ−Ｌに対応し、遮光板３８ｂは、左配光におけるロービームＬｏ−Ｌに対応し、遮光板３８ｃは、左配光における高速用ビームＭＷ−Ｌに対応し、遮光板３８ｄは、左配光における雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌに対応し、遮光板３８ｅは、右配光におけるロービームＬｏ−Ｒに対応し、遮光板３８ｆは、右配光におけるハイビームＨｉ−Ｒに対応しており、運転者により、いずれかのビームを照射するための配光切替操作が行なわれると、操作に応じて回転シェード３４が回動するようになっている。

すなわち、ステッピングモータ５８はリード線（図示せず）を介して制御回路（図示せず）に接続されており、制御回路には運転者が操作するための配光切替用操作スイッチ（図示せず）からの信号が入力される。そして、運転者の配光切替操作により、例えば、図７（ａ）に示すように、左配光用のハイビームＨｉ−Ｌを形成する初期位置から、同ロービームＬｏ−Ｌ、同高速用ビームＭＷ−Ｌ、同雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌ、右配光用のロービームＬｏ−Ｒ、同ハイビームＨｉ−Ｒの順に照射すべきビームが選択されたときには、制御回路からステッピングモータ５８に対して、操作スイッチの操作位置に応じたパルス信号が順次出力される。これにより、ステッピングモータ５８が正方向に回動し、ステッピングモータ５８が正方向に回動する過程で、各遮光板３８ａ〜３８ｆが順次照射軸(光軸)Ｌの近傍位置に移動するようになっている。

具体的には、図７（ａ）に示す左配光用のハイビームＨｉ−Ｌ形成位置から、回転シェード３４を正方向に順次回動するための操作が実行されると、左配光用のロービームＬｏ−Ｌが選択されたときには、遮光板３８ｂが光軸Ｌの近傍位置になり、次に、左配光用の高速用ビームＭＷ−Ｌが選択されたときに、遮光板３８ｃが光軸Ｌの近傍位置になり、次に、左配光用の雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌが選択されたときには、遮光板３８ｄが光軸Ｌの近傍位置となる。さらに、右配光用のロービームＬｏ−Ｒが選択されたときには、遮光板３８ｅが光軸Ｌの近傍位置となり、この後、さらに右配光用のハイビームＨｉ−Ｒが選択されたときには、遮光板３８ｆが光軸Ｌの近傍位置になる。

この場合、ウェットシェード本体８２は、回転シェード３４の上方の領域のうちリフレクター２６で反射されて投射レンズ２８に向かう光の通過領域と光の通過領域から外れた退避領域との間を移動可能に配置された状態にあって、雨天用ビームを照射するための配光切替操作時に、回転シェード３４の回動に連動して、退避領域から光の通過領域まで垂下し、リフレクター２６で反射されて投射レンズ２８に向かう光のうち車両手前の一部の路面を照射するための光を遮るようになっている。このため、ヘッドランプのみであっても、雨天や霧のときに、前方及び両サイドの路面部分がよく見えるようにし、対向車へのグレアを減少させることができる。

一方、図７（ｂ）に示す右配光用のハイビームＨｉ−Ｒ形成位置から、回転シェード３４を逆方向に順次回動するための操作が実行されて、右配光用のロービームＬｏ−Ｒ、左配光用の雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌ、左配光用の高速用ビームＭＷ−Ｌ、左配光用のロービームＬｏ−Ｌ、左配光用のハイビームＨｉ−Ｌの順に照射すべきビームが選択されたときには、制御回路からステッピングモータ５８に対して、操作スイッチの操作位置に応じたパルス信号が順次出力される。これにより、ステッピングモータ５８が逆方向に回動し、ステッピングモータ５８が逆方向に回動する過程で、各遮光板が、遮光板３８ｆ、３８ｅ、３８ｄ、３８ｃ、３８ｂ、３８ａの順に照射軸(光軸)Ｌの近傍位置に移動するようになっている。

この場合も、ウェットシェード本体８２は、雨天用ビームを照射するための配光切替操作時に、回転シェード３４の回動に連動して、退避領域から光の通過領域まで垂下し、リフレクター２６で反射されて投射レンズ２８に向かう光のうち車両手前の一部の路面を照射するための光を遮るので、ヘッドランプのみであっても、雨天や霧のときに、前方及び両サイドの路面部分がよく見えるようにし、対向車へのグレアを減少させることができる。

次に、リフレクター２６から投射レンズ２８側を見たときの回転シェード３４の遮光版３８の形状を図８の（ａ）〜（ｅ）に示す。(ａ)は、左配光におけるロービームＬｏ−Ｌを形成するための遮光板３８ｂの形状を示す。(ｂ)は、左配光における高速用ビームＭＷ−Ｌを形成するための遮光板３８ｃの形状を示す。（ｃ）は、左配光における雨天用ビーム（ウエットビーム）Ｗｅｔ−Ｌを形成するための遮光板３８ｄの形状とウェットシェード本体８２との位置関係を示す。(ｄ)は、右配光におけるロービームＬｏ−Ｒを形成するための遮光板３８ｅの形状を示す。(ｅ)は、左配光および右配光におけるハイビームＨｉ−Ｌ、Ｈｉ−Ｒを形成するための遮光板３８ａ、３８ｆの形状を示す。

次に、図８の(ａ)〜(ｅ)に示すシェード形状に対応したスクリーン上の照射配光パターンを図９の(ａ)〜(ｅ)に示し、路面上の照射配光パターンを図１０の(ａ)〜(ｅ)に示す。図９、図１０の(ａ)、(ｄ)において、各配光パターンは左配光と右配光が異なるだけで、配光パターンは同一である。図９、図１０の(ｂ)、(ｃ)においては、遮光板による配光パターンは同一であるが、(ｃ)において、ウェットシェード本体８２があるため、車両前方近傍の領域に他の領域よりも暗い領域Ａが形成され、ビームが濡れた路面で反射して対向車に対してグレアになるのを防止できる。また、図９、図１０における(ｅ)においては、左配光、右配光ともハイビームとして、車両の前面側から遠方まで広範囲に亘って配光される同一のパターンを示している。

上述したように、本実施例によれば、雨天用ビームを照射するための配光切替操作が行われたときには、回転シェード３４の回動に伴う遮光板３８ｄによって雨天時のクリアカットラインを形成するとともに、回転シェード３４の回動に連動して、ウェットシェード本体８２が退避領域から光の通過領域まで垂下し、リフレクター２６で反射されて投射レンズ２８に向かう光のうち車両手前の一部の路面を照射するための光を遮ぎるようにしたため、補助ランプ等を備えることなく、ヘッドランプのみであっても、雨天や霧のときに、前方及び両サイドの路面部分がよく見えるようにし、対向車へのグレアを減少させることができる。

また、本実施例によれば、ステッピングモータ５８の駆動に伴う回転シェード３４の回動に連動してウエットカム５２が回動し、回動シェード３４（ウエットカム５２）の回動位置に応じてウェットシェード本体８２が光の通過領域と退避領域との間を移動するので、回動シェード３４（ウエットカム５２）回動用のステッピングモータ５８によってウェットシェード本体８２の位置も制御することができる。

さらに、本実施例によれば、回転シェード３４の回転軸３６に金属製ウエットカム５２が固定されているので、ウエットカム５２をヒートシンク（放熱板）として利用することで、回転シェード３４の熱がステッピングモータ５８に伝わるのを抑制することができる。

図１１〜図１４は、本発明の第２の実施例である投射型自動車用ヘッドランプを示し、図１１は同ヘッドランプの要部である光投射ユニットの分解斜視図、図１２は同光投射ユニットの側面図、図１３は一部を断面で示す同光投射ユニットの平面図、図１４はユニットフレームに一体化された同光投射ユニットからリフレクタを取り外して後方から見た背面図である。

前記した第１の実施例における光投射ユニット１４では、直交変換ギヤで構成した駆動力伝達機構５６を介してモータ５８の駆動力が回転シェード３４に伝達されるように構成されているが、この第２の実施例の光投射ユニット１４Ａでは、ステッピングモータ５８の出力軸６０と回転シェード３４（回転軸３６）とが直列に連結されている。即ち、回転シェード３４（回転軸３６）の軸方向一端側には、偏芯カムであるウエットカム５２、オルダム継手５６、ステッピングモータ５８が直列に連結配置されており、ウエットカム５２は軸受４８に隣接して回転軸３６に同軸状にねじ固定されている。駆動力伝達機構であるオルダム継手５６Ａは、ウエットカム５２に隣接して回転軸３６の軸方向端部にねじ固定されている。ステッピングモータ５８は、配光切替操作に伴って発生するパルス信号に応答して、回転シェード３４を所定角度回転駆動するための駆動力を発生する駆動源として構成されている。そして、ステッピングモータ５８の出力軸６０と回転シェード３４の回転軸３６間にはオルダム継手５６Ａが介装されているため、出力軸６０と回転軸３６との軸ずれを防止できる。

また、オルダム継手５６の外周には、ストッパピン７４を突出形成した円盤７２が固定され、モータブラケット７６に設けたストッパ部７７にストッパピン７４が掛止されることで、回転シェード３４の回動範囲が規定されている。

その他の構成は前記した第１の実施例と同一であり、同一の符号を付すことでその重複した説明は省略する。

この第２実施例では、回転シェード３４が駆動力伝達機構であるオルダム継手５６Ａを介してモータ５８に直列に連結されており、回転シェード３４とモータ５８間にギア数の多い駆動力伝達機構（直交変換ギア機構）５６を介装した前記第１の実施例と比べて、部品点数が少なく構成が簡潔で、それだけ製造コストも安価である。また、駆動力伝達機構を構成する部品点数が少ない分、駆動力伝達機構によって伝達される動力の損失が少なく駆動力伝達効率に優れ、回転シェード３４の駆動源として小容量のモータを利用することで、それだけ低コスト化できる。

なお、前記した実施例では、図８（ｅ）に示すように、ハイビームＨｉ−Ｌ、Ｈｉ−Ｒに対応する遮光板３８ａ、３８ｆが回転軸３６よりも僅かに突出する高さをもつように形成されているため、左配光および右配光におけるハイビームＨｉ−Ｌ、Ｈｉ−Ｒは、図９（ｅ），図１０（ｅ）仮想線に示すように配光パターン上端部（前方照明領域先端側）が水平にカットされた形状となっているが、遮光板３８ａ、３８ｆの高さを例えば０とすることで、左配光および右配光におけるハイビームＨｉ−Ｌ、Ｈｉ−Ｒの配光を図９（ｅ），図１０（ｅ）仮想線を含む楕円形状に構成することもできる。

また、前記した実施例における回転シェード３４は、回転軸３６の周方向に遮光板３８ａ〜３８ｆを配置した構造であるが、このような構造に限られるものではなく、例えば、本発明の従来技術として説明した特開平６−１３９８０２号公報に示すように、段付円筒体をその軸心から偏心した位置に形成した水平支軸周りに回動させることで複数の配光パターンを形成できるようにした構成など、リフレクター２６の略第２焦点近傍にリフレクター２６の光軸Ｌと直交する方向に延在し、かつ回動自在に配設され、光軸Ｌ近傍におけるその側縁部がリフレクター２６側から投射レンズ２８に向かう光の一部を遮って所定の配光パターンを形成するように構成された配光制御用の回転シェードであればよい。

本発明の一実施例である投射型自動車用ヘッドランプの要部である光投射ユニットの分解斜視図である。同ヘッドランプの光軸位置での縦断面図である。同光投射ユニットの側面図である。一部を断面で示す同光投射ユニットの平面図である。ユニットフレームに一体化された同光投射ユニットからリフレクタを取り外して後方から見た背面図である。 (ａ)は回転シェードの回動に連動するウェットカムの高さの変化を説明するための図、(ｂ)はウエットカムとカムフォロワおよび回転シェード（の遮光板）との関係を説明するための図、（ｃ）回転シェードの回動範囲を規制するストッパピンとストッパ部を示す図である。回転シェードの回動方向とビームとの関係を説明するための図である。配光パターンに対応した遮光版の形状を説明するための図である。スクリーンへの照射配光パターンを説明するための図である。路面への照射配光パターンを説明するための図である。本発明の第２の実施例である投射型自動車用ヘッドランプの要部である光投射ユニットの分解斜視図である。同光投射ユニットの側面図である。一部を断面で示す同光投射ユニットの平面図である。ユニットフレームに一体化された同光投射ユニットからリフレクタを取り外して後方から見た背面図である。従来のヘッドランプの路面照射状態を説明するための図である。

符号の説明

１０ランプボディ
１２前面レンズ
１４，１４Ａ光投射ユニット
Ｌヘッドランプの照射軸（光投射ユニットの光軸）
Ｌ２２スイブル軸
２４放電バルブ
２６リフレクター
２６ａ楕円反射面
２８投射レンズ
３０レンズホルダー
３４回転シェード
３６回転軸
３８ａ〜３８ｆ配光パターン形成用の遮光部である遮光板
５２偏芯カムであるウエットカム
５６，５６Ａ駆動力伝達機構
５８ステッピングモータ
８１第２のシェードであるウエットシェード
８２第２のシェード本体であるウエットシェード本体
８４揺動アーム
８６カムフォロワ
１００ユニットフレーム

Claims

略椀形状のリフレクターと、前記リフレクターの略第１焦点に配置された光源と、前記リフレクターの第２焦点より前方に配置された投射レンズと、前記リフレクターの略第２焦点近傍であって前記投射レンズの光軸と略直交する方向に延在し、かつ回転自在に配設され、前記光軸近傍におけるその側縁部がリフレクター側から投射レンズに向かう光の一部を遮って所定の配光パターンを形成するように構成された配光制御用の回転シェードと、前記回転シェードを回動するモータとを備えた投射型自動車用ヘッドランプにおいて、
前記回転シェードに同軸状に連結されたカムと、前記回転シェード上方に前記回転シェードの回動に連動して揺動する第２のシェードとを備え、
前記第２のシェードは、前記回転シェードの上方の光通過領域と該光通過領域から外れた上方の退避領域との間を上下動し遮光部として機能する第２のシェード本体と、前記カムの外周面に摺接するカムフォロワと、前記第２のシェード本体配置側から前記カム配置側にかけて下方に開口するコ字形に形成されて前記第２のシェード本体を上方から支持する枠状の揺動アームとから構成されたことを特徴とする投射型自動車用ヘッドランプ。
請求項１に記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記第２のシェード本体，揺動アームおよびカムフォロワが板金の一体成形体で構成されたことを特徴とする投射型自動車用ヘッドランプ。
請求項１または２に記載の投射型自動車用ヘッドランプにおいて、前記カムは金属で構成されたことを特徴とする投射型自動車用ヘッドランプ。