JP4536894B2 - 投射ヘッドライト及びこのようなヘッドライトを有する自動車のための照明装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は請求項１の上位概念に記載した投射ヘッドライト並びに請求項１３の上位概念に記載した少なくとも２つのこのような投射ヘッドライトを有する自動車のための照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のためのヘッドライトは、使用できる光量が制限されているために、普通の幅の直線の道路を照明するように構成されている。この場合見分けるために必要な高い光度値は大体において道路の右縁の自動車前方ほぼ５０ｍの距離のところに集中せしめられている。ところでカーブ走行の場合には、最高の照度の方向を横方向にずらせのがよい。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許第１５８０７４０号明細書に記載されている自動車のための照明装置は回動可能に支承されたヘッドライトを有しており、これらのヘッドライトは自動車のカーブ走行の場合にカーブ照明に役立つ。この照明装置においては、ヘッドライト全体が自動車のシャシの少なくともほぼ鉛直の軸線を中心として回動する。ヘッドライトは、ヘッドライトを車輪と同じ向きにかつ車輪よりも大きな角度で旋回させるために、自動車かじ取りリンクと駆動結合されており、この駆動結合は、各ヘッドライトに対して、かじ取りリンクと連結されていてかじ取り運動中にその軸線を中心とする旋回運動を行うレバーと、ヘッドライトに回動不能に設けられた部材と、部材及びレバーの連接点を結合するリンクとによって行われる。
【０００４】
更に、照明の方向に関連する部分が、それ自体回動可能に配置されている別個の小さな付加ヘッドライトから生ぜしめられる装置も公知である。
【０００５】
このような装置において問題となることは、それぞれ回動させなければならない大きな構造群が大きなスペースを必要とするということである。更に、このようなヘッドライトの大きな質量及びこれと結び付いた大きな慣性力、保持力及び駆動力が大きなかつ頑丈な軸受け装置を必要とする。
【０００６】
更にヘッドライト全体を回動させることは、ヘッドライト構造群と、前方に向かっての終端部分となっているカバー枠との間に、ヘッドライトの回動運動を可能ならしめるすき間を必要とする。このようなすき間は多くの場合、ヘッドライトの外観に関しては望ましいものではない。
【０００７】
最後に、回動可能なヘッドライトの光投射の、ロービームの際に許容されるカットオフラインを越える部分も問題であり、この部分はこの場合対向車のために単にわずかに制限された光度公差しか許容されていない角度範囲内にも生ぜしめられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底をなす課題は、上位概念に記載した自動車のためのヘッドライト及び自動車のための照明装置を改善して、前述の欠点を取り除き、路面を最適に照明した状態で小さな慣性力、保持力及び駆動力で光束軸線の回動を可能にすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題は上位概念に記載したヘッドライト並びに自動車のための照明装置において、請求項１及び１３の特徴構成要件によって解決される。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によるヘッドライトにおいては、ヘッドライトを構成する光学装置の配向パターンを生ぜしめる部分だけが動かされ、したがって著しく小さな慣性力、保持力及び駆動力が生じ、これによって反射鏡の軸受け装置を小さく構成することができる。更に、ヘッドライトと例えばヘッドライトを取り囲むカバー枠との間の運動すき間が必要でなくなる。それは回動の際にレンズがその位置を変化させないからである。やはり不動のシェードによって、前述の不都合な光部分が、対向車のために単にわずかに制限された光度公差しか許容されていない角度範囲に生ずることもない。
【００１１】
本発明による照明装置の利点は、このようなヘッドライトの反射鏡が互いに無関係に別個に制御されることによって、どのような走行状況においても自動車の走行状態に関連して最適の路面照明が可能であることである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の有利な実施の形態は従属請求項に記載したとおりである。
【００１３】
例えば回動軸線は鉛直に配置されている。
【００１４】
シェードは投射レンズに関してペツバルのシャーレの部分として構成されている。これによって、一面では反射鏡の回動運動が妨げられず、かつ他面では反射鏡とシェードとの間隔を小さくして、反射鏡を可及的に大きく、光を大きく包括できるように構成することができる。更に、レンズによりシェードの写像によって生ぜしめられるカットオフラインの必要な鮮明さ及びコントラストが反射鏡から来る光束の方向に無関係に充分に大きくなる。
【００１５】
別の有利な実施形態では、回動軸線は鉛直線に対して後方・上方に向かって傾斜しており、したがって反射鏡の回動運動の際に反射鏡の頂点は上方に向かって動かされ、これにより路面上に生ぜしめられる配向パターンにおいて高い光度の方向は自動車に近づけられる。これによって、カーブにおいては通常わずかな速度で走行が行われ、自動車により近い視点が有利で望ましいという事情が考慮される。
【００１６】
所望の効果を達成するために、反射鏡が大きな水平旋回範囲（例えば±２５°）を有している場合に、回動軸線はほぼ３°〜１０°だけ斜め後方に向かって傾斜している。反射鏡が±１０°の水平旋回範囲を有している場合には、回動軸線は４０°まで斜め後方に向かって傾斜させると有利である。
【００１７】
更に、回動軸線が、自動車の縦軸線に対して横に、鉛直線からわずかに傾斜して配置されており、その際回動軸線は、右側通行の場合には、ビーム方向で見て鉛直線に対して左上方に向かって、かつ、左側通行の場合には、ビーム方向で見て鉛直線に対して右上方に向かって、傾斜して配置されているようにすることができる。この形式で、反射鏡が左に向かって回動運動をする場合、反射鏡頂点は下方に動かされ、これによって路面上に生ぜしめられる配向パターンにおいて、最高の光度の方向は自動車からより遠くになる。これによって、ヘッドライトが右側通行用に構成されている場合にシェードが左に向かって大きく開かれているために、右カーブのためのカーブ調整の際に光束のより大きなレンジが達成される。これに対し反射鏡が右に向かって回動する場合には最大値の位置が幾分か下げられ、これによって全体としてよりわずかな光がシェードによって遮へいされる。左側通行用に構成されているヘッドライトの場合には、相応して逆のことが当てはまる。
【００１８】
所望の効果を達成するために、反射鏡が大きな水平旋回範囲（例えば±２５°）を有している場合には、回動軸線はほぼ０．５°〜１．５°だけ斜めにされており、これに対し反射鏡が例えば±１０°の水平旋回範囲を有している場合には、回動軸線を１．５°〜３°だけ斜めにするのが有利である。
【００１９】
前述の鉛直線に対する回動軸線の縦の傾斜及び横の傾斜を組み合わせることによって、換言すれば例えば左・後方・上方に向かって延びる回動方向によって、前述の利点を同時に達成することができる。
【００２０】
回動軸線を前述のように傾斜させて位置させることに対して代替的に、あるいは補足的に、光最大値の所望の鉛直移動を、反射鏡の上方の軸受け又は下方の軸受けを縦方向にしゅう動可能にすることによって、あるいは反射鏡を鉛直に案内するカーブディスクによっても任意に生ぜしめることができる。
【００２１】
前述の型の少なくとも２つのヘッドライトを有している照明装置の有利な実施形態では、自動車がカーブ走行をする場合に、カーブの外側の反射鏡だけが回動せしめられる。これによって自動車軸線の方向での第１の光束と回動せしめられた反射鏡からの第２の光束との重畳が可能になる。この光束の重畳によって大きく広げられた全照明が達成され、特に極めて狭い右カーブ及び例えば典型的な峠道において生ずるようなわずかな路面幅の場合に、右の路面縁の照明が拡大され、改善される。
【００２２】
更に、有利な１実施形態では、投射ヘッドライトの反射鏡が次のように、すなわち自動車の速度が低い場合には反射鏡の光束軸線が交差するように回動せしめられる。光束軸線の間の角度は有利には２０°までである。これによっても、改善された側方照明が達成される。回動可能な反射鏡のための制御信号は例えば速度に関連する制御信号である。更に、走行状態を特徴付ける別の制御信号を使用することもできる。
【００２３】
【実施例】
図１に示した投射原理のヘッドライトは反射鏡１０を有し、この反射鏡の頂点範囲に発光体、例えば白熱灯２０が挿入されている。反射鏡の前方には不動のシェード３０と投射レンズ４０とが配置されている。シェード３０は投射レンズ４０に関してペツバルのシャーレの部分として構成しておくことができ、これによりＤで示した矢印に沿っての反射鏡の回動運動が妨げられることはない。この形式で反射鏡とシェードとの間隔を小さくすることができ、したがって反射鏡１０を可及的に大きく、光を大きく包括できるように構成することができ、かつ他面においてシェード３０の写像によって投射レンズ４０により生ぜしめられるカットオフラインの必要な鮮明さ及びコントラストが、反射鏡１０から来る光束の方向に無関係に充分に大きい。
【００２４】
反射鏡１０の回動運動は、ヘッドライトの投射レンズ４０の第２の主点の近くに配置されている鉛直の回動軸線６０を中心として行われ、したがって反射鏡１０を出る光束は常に全体としてレンズ開口に向けられており、これにより反射鏡が運動するにもかかわらず、投射レンズ４０に向けられないで照明に関与しない光による光損失は生じない。
【００２５】
回動軸線６０は鉛直線に対してわずかに後方に向かって傾斜させておくこともでき、したがって反射鏡１０が回動運動する場合に反射鏡の頂点が上方に向かって動かされ、これにより路面上に生ぜしめられる配向パターンにおいて高い光度の方向が自動車に、より近づけられる。これによって、カーブにおいては普通は遅い速度で走行が行われ、自動車により近く位置する視点が有利で望ましいという事情が考慮される。
【００２６】
更に、回動軸線６０は鉛直線に対してわずかに、例えば右側交通用に構成されたヘッドライトの場合には左に、傾斜させておくことができ、したがって反射鏡１０が左に回動運動する場合に反射鏡頂点が下方に向かって動かされ、これによって路面上に生ぜしめられた配向パターンにおいて最高の光度の方向が自動車からより遠ざけられる。この形式で、右側通行用に構成されたヘッドライトの、左に大きく開かれているシェード３０の場合に、右カーブのためのカーブ調整の際の光束のより大きなヘッドライトレンジが達成される。この形式で配向パターンの最大値は右上方にずらされる。これに対し反射鏡１０が右に向かって回動せしめられる場合には、最大値の位置は幾分か下げられ、その際全体としてわずかな光がシェード３０によって遮へいされ、これにより、より多くの光が役立てられる。
【００２７】
回動軸線の前述の傾斜位置に対して代替的に、あるいは補足的に、反射鏡の前方に配置されている最高の照明度Ｅ_maxの位置の所望の鉛直移動は、図２に示すように上方の軸受け１１を不動にして、下方の軸受け１２を縦方向に調節可能にすることによって生ぜしめることもできる。あるいは図３に示すように、カーブディスク３４によって生ぜしめることもできる。このカーブディスクは例えばシェード３０の部分であることができ、このカーブディスク上で反射鏡１０がローラ１４によってあるいは滑子などによって鉛直に案内されている。反射鏡駆動装置の作用点は図３において符号１５で概略的に示されている。
【００２８】
例えば左・後方・上方に向かって延びる回動軸線方向を達成するための前述の縦傾斜と横傾斜との組み合わせによって、縦傾斜及び横傾斜に関連して先に述べた利点が同時に達成されることは、明らかである。
【００２９】
図４には前述のヘッドライトの光束の最高の照明度Ｅ_maxの位置の可能な軌跡が概略的に示されている。
【００３０】
この図４には、水平線Ｈ−Ｈと、鉛直線Ｖ−Ｖと、ヘッドライトのカットオフラインＨＤＧが示されている。最高の照明度Ｅ_maxの位置はＸ印で示されており、この位置は例えば反射鏡１０がカーブディスク３４上で鉛直に案内される図３に示したヘッドライトの場合、カットオフラインＨＤＧの下側でＩＩで示した軌跡上に位置することができる。回動軸線が左に向かって横傾斜せしめられている場合の反射鏡の前方の最高の照明度Ｅ_maxを有している軌跡は点線で表されており、Ｉで示されている。回動軸線が後方に傾斜せしめられている場合の最高の照明度Ｅ_maxの軌跡は破線で示されている。
【００３１】
自動車のための照明装置５０は少なくとも２つの前述のヘッドライト５２，５３を有しており、これらのヘッドライトは自動車の走行状態に関連して、互いに無関係に、制御可能である。図５においては、右カーブを走行している自動車が平面図で示されている。図５から分かるように、カーブ外側のヘッドライト５２がカーブ曲率半径に関連して制御されるのの対し、カーブ内側のヘッドライト５３は旋回せしめられないままである。この形式で、自動車軸線に向いたカーブ内側のヘッドライト５３の光束と、回動せしめられたカーブ外側のヘッドライト５２の光束とが重畳せしめられ、これによって大きく広げられた全照明が達成される。特に、極めて狭い右カーブ及び例えば典型的な峠道において生ずるわずかな路面幅の場合に、右の路面縁の照明が拡大され、改善される。
【００３２】
図６においては水平角度に関連する左及び右のヘッドライトの光度分布が示されている。
【００３３】
図７には、図６に光度分布が示されている両方のヘッドライトの全照明、換言すれば全光度分布が水平角度と関連して示されている。路面幅は図６及び図７において５ｍであった。ヘッドライト取り付け高さは０．６５ｍであった。図示されている右カーブの曲率半径は４０ｍである。自動車の右のヘッドライト５３と左のヘッドライト５２との「交差」によって、自動車の全光束のレンジゾーンの方向及び幅をカーブ走行とは無関係に制御することもできる。例えば高速で走行し、道路が直線である場合に、両方の個別配向パターンの軸線、換言すれば両方の反射鏡１０の回動角度を道路縁に対して平行に向け、これにより特に大きなレンジを達成する。
【００３４】
道路が幅広い場合あるいは低速で走行する場合、光束軸線は２０°まで交差せしめられ、換言すれば反射鏡１０は２０°の角度まで互いに相対的に回動せしめられ、これにより改善された側方照明が達成される。このことは単に一方の、あるいはまた両方の反射鏡軸線を回動させることによって達成することができる。配向パターンの回動運動のこのような重畳せしめられた制御は、例えば速度に関連する制御信号によって、あるいは自動車の走行状態を特徴付ける別の制御信号によって、カーブに関連する制御に対して付加的に達成することができる。
【００３５】
ヘッドライトの前述の操作形式は、ほかの回動可能なヘッドライト対においても実施することができる。例えば図示していない「スポット」ヘッドライトにおいても実施することができるが、「スポット」ヘッドライトの全光束は個別光束の幅に対して２倍だけ拡幅することができ、若しくは個別光束の中心を互いに上下にずらす場合にやはり２倍だけ強化させることができる。３つ以上の個別光束がある場合には、側方の全照明幅を更に拡大することができ、あるいは逆に全光度を更に高めることができる。例えば光を生ぜしめる光学的ユニットにおける別個に制御可能なレンジ調節装置によるように、個別光束の鉛直の調整可能性との組み合わせによって、全配向パターンを別の諸要求に適合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるヘッドライトの水平中央断面図である。
【図２】図１に示したヘッドライトの反射鏡の支承部の鉛直中央断面図である。
【図３】本発明によるヘッドライトの別の実施例の鉛直中央断面図である。
【図４】本発明によるヘッドライトの直線走行並びにカーブ走行の際の最高の照明度の位置の軌跡を示した図である。
【図５】本発明による自動車の照明装置の概略的平面図である。
【図６】本発明による照明装置の左及び右のヘッドライトの明るさパターンを示した図である。
【図７】本発明による照明装置の全照明の明るさパターンを示した図である。
【符号の説明】
１０ 反射鏡、 １１ 上方の軸受け、 １２ 下方の軸受け、 １４ ローラ、 １５ 反射鏡駆動装置の作用点、 ２０ 白熱灯、 ３０ シェード、 ３４ カーブディスク、 ４０ 投射レンズ、 ５０ 照明装置、 ５２ ヘッドライト、 ５３ ヘッドライト、 ６０ 回動軸線、 Ｄ 矢印、 Ｅ_max 最高の照明度、 ＨＤＧ カットオフライン、 Ｈ−Ｈ 水平線、 Ｖ−Ｖ 鉛直線、 Ｉ 軌跡、 ＩＩ 軌跡

Claims (15)

1. その頂点範囲内に光源（２０）が配置されている反射鏡（１０）と、この反射鏡（１０）の前方に配置されているシェード（３０）と、このシェードの前方に配置されている投射レンズ（４０）とを有している形式の、自動車用の投射ヘッドライトにおいて、反射鏡（１０）が光源（２０）と一緒に、投射レンズ（４０）の第２の主点の近くに配置されている回動軸線（６０）を中心にして、回動可能であることを特徴とする、投射ヘッドライト。
2. 回動軸線（６０）が鉛直に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の投射ヘッドライト。
3. シェード（３０）が投射レンズ（４０）に関してペツバルのシャーレの部分として構成されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の投射ヘッドライト。
4. 回動軸線（６０）が鉛直線に対して後方に向かって傾斜していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の投射ヘッドライト。
5. 反射鏡（１０）が殊に±２５°までの大きな水平旋回範囲を有している場合に、回動軸線（６０）がほぼ３°〜１０°だけ斜め後方に向かって傾斜していることを特徴とする、請求項４記載の投射ヘッドライト。
6. 反射鏡（１０）が殊に±１０°までの水平旋回範囲を有している場合に、回動軸線（６０）が４０°までの角度だけ斜め後方に向かって傾斜していることを特徴とする、請求項４記載の投射ヘッドライト。
7. 回動軸線（６０）が、自動車の縦軸線に対して横に、鉛直線からわずかに傾斜して配置されており、その際回動軸線は、投射ヘッドライトが右側通行のために構成されている場合には、ビーム方向で見て鉛直線に対して左に向かって、かつ、投射ヘッドライトが左側通行のために構成されている場合には、ビーム方向で見て鉛直線に対して右に向かって、傾斜して配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の投射ヘッドライト。
8. 反射鏡（１０）が殊に±２５°までの大きな水平旋回範囲を有している場合に、回動軸線（６０）がほぼ０．５°〜１．５°の角度だけ斜めにされていることを特徴とする、請求項７記載の投射ヘッドライト。
9. 反射鏡（１０）が±１０°までの水平旋回範囲を有している場合に、回動軸線（６０）が１．５°〜３°の角度だけ斜めにされていることを特徴とする、請求項７記載の投射ヘッドライト。
10. 鉛直線に対して後方に向かっての回動軸線（６０）の傾斜が、自動車の縦軸線に対して横の、鉛直線に対する回動軸線（６０）の傾斜と組み合わせ可能であることを特徴とする、請求項４から９までもいずれか１項記載の投射ヘッドライト。
11. 反射鏡（１０）が複数の軸受け（１１，１２）で支承されており、これらの軸受けの少なくとも１つが縦方向にしゅう動可能であることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載の投射ヘッドライト。
12. 反射鏡（１０）がカーブディスク（３４）に沿って旋回可能であることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載の投射ヘッドライト。
13. 請求項１から５までのいずれか１項記載の少なくとも２つの投射ヘッドライトを有する自動車のための照明装置において、投射ヘッドライトの反射鏡（１０）が、自動車の走行状態に関連して互いに無関係に制御されて、回動可能であることを特徴とする、投射ヘッドライトを有する自動車のための照明装置。
14. 自動車がカーブ走行をする場合に、カーブの外側の投射ヘッドライトの反射鏡（１０）だけが回動せしめられることを特徴とする、請求項１３記載の照明装置。
15. 投射ヘッドライト（５２，５３）の反射鏡（１０）が次のように、すなわち自動車の速度が低い場合には反射鏡の光束軸線が交差し、これに対し自動車の速度が高い場合には反射鏡の光束軸線が互いにほぼ平行に配置されているように、回動可能であることを特徴とする、請求項１３又は１４記載の照明装置。

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