(57)【要約】【課題】従来のヘッドランプでは、配光パターンを変更する場合において、一体構造のメインリフレクタおよびサブリフレクタ全体を変更する必要がある。【解決手段】メインリフレクタ２とサブリフレクタ３とを別個に構成し、シェード５により遮られる光Ｌ２をサブ反射面１１側に通す開口部２２をメインリフレクタ２に設ける。この結果、メインリフレクタ２とサブリフレクタ３とを別個に構成したので、配光パターンを変更する場合において、配光パターンを変更する側のメインリフレクタ２またはサブリフレクタ３を変更し、配光パターンを変更しない側のメインリフレクタ２またはサブリフレクタ３をそのまま使用することができる。このように、メインリフレクタ２またはサブリフレクタ３の汎用性があり、その分、製造コストを安価にすることができる。また、シェード５により遮られる光Ｌ２を補助用の配光パターンＳＰとして有効利用することができる。【選択図】        図１
2006040560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインリフレクタとサブリフレクタとを有するプロジェクタタイプのヘッドランプおいて、
楕円を基調とするメイン反射面を有する前記メインリフレクタと、
放物線を基調とするサブ反射面を有する前記サブリフレクタと、
前記メイン反射面の第１焦点および前記サブ反射面の焦点近傍に配置された光源と、
前記メイン反射面の第２焦点近傍に配置されており、前記光源からの光であって前記メイン反射面からの反射光の一部をカットオフして残りの反射光ですれ違い用の配光パターンを形成する前記シェードと、
前記すれ違い用の配光パターンを外部に投影する投影レンズと、
前記光源からの光であって前記サブ反射面からの反射光を補助用の配光パターンとして外部に前記すれ違い用の配光パターン上であって所定の方向に照射する光照射手段と、
を備え、
前記メインリフレクタと前記サブリフレクタとは、別個に構成されており、かつ、前記メインリフレクタには、前記シェードにより遮られる光を前記サブ反射面側に通す開口部が設けられている、ことを特徴とするヘッドランプ。
【請求項２】
前記サブ反射面の光軸は、前記メイン反射面の光軸に対して車両の外側に向いている、ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドランプ。
【請求項３】
前記サブリフレクタおよび前記光照射手段をほぼ垂直な回転中心線回りに回転させる駆動手段を備える、ことを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、メインリフレクタとサブリフレクタとを有するプロジェクタタイプのヘッドランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のヘッドランプは、従来からある（たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。以下、このヘッドランプについて説明する。なお、括弧つきの符号は、特許文献１、特許文献２、特許文献３にそれぞれ対応する。このヘッドランプは、メインリフレクタ（１１、２、２４）と、サブリフレクタ（１２、１３、３４Ｂ）と、光源（１４、４、２２）と、シェード（１９、７、３２）と、投影レンズ（２１、９、２８）とを備えるものである。
【０００３】
以下、前記のヘッドランプの作用について説明する。光源（１４、４、２２）を点灯すると、光源（１４、４、２２）からの光の一部がメインリフレクタ（１１、２、２４）のメイン反射面で反射され、この反射光の一部がシェード（１９、７、３２）でカットオフされ、かつ、残りの反射光が投影レンズ（２１、９、２８）を経て外部に所定のすれ違い用の配光パターンとして照射される。一方、光源（１４、４、２２）からの光の残りがサブリフレクタ（１２、１２、３４Ｂ）のサブ反射面で反射され、この反射光が補助用の配光パターンとして外部にすれ違い用の配光パターン上であって所定の方向に照射される。
【０００４】
ところが、前記の従来のヘッドランプは、メインリフレクタ（１１、２、２４）とサブリフレクタ（１２、１３、３４Ｂ）とが一体構造をなす。このために、前記の従来のヘッドランプは、メインリフレクタ（１１、２、２４）のメイン反射面によるすれ違い用の配光パターンまたはサブリフレクタ（１２、１３、３４Ｂ）のサブ反射面による補助用の配光パターンを変更する場合などにおいて、一体構造のメインリフレクタ（１１、２、２４）およびサブリフレクタ（１２、１３、３４Ｂ）全体を変更する必要があり、製造コスト上課題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１５７０１号公報
【特許文献１】特開昭６４−８６４０１号公報
【特許文献１】特開２００１−１９５９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明が解決しようとする問題点は、前記の従来のヘッドランプでは、配光パターンを変更する場合において、一体構造のメインリフレクタ（１１、２、２４）およびサブリフレクタ（１２、１３、３４Ｂ）全体を変更する必要がある点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、メインリフレクタとサブリフレクタとをそれぞれ別個に構成し、かつ、シェードにより遮られる光をサブ反射面側に通す開口部をメインリフレクタに設ける、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のヘッドランプは、メインリフレクタとサブリフレクタとをそれぞれ別個に構成したので、配光パターンを変更する場合において、配光パターンを変更する側のメインリフレクタまたはサブリフレクタを変更し、配光パターンを変更しない側のメインリフレクタまたはサブリフレクタをそのまま使用することができる。このように、この発明のヘッドランプは、メインリフレクタまたはサブリフレクタの汎用性があり、その分、製造コストを安価にすることができる。また、この発明は、シェードにより遮られる光を補助用の配光パターンとして有効利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、この発明にかかるヘッドランプの実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１０】
以下、実施例にかかるヘッドランプの構成について説明する。図６において、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示し、符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。また、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、コンピュータのシミュレーションで得られたスクリーン上の配光パターンを簡略化して示す等光度曲線の説明図であって、中央の等光度曲線は、高光度帯であって、その他の曲線は、外に行くにしたがって低くなる光度帯である。さらに、図７（Ａ）、（Ｂ）は、コンピュータのシミュレーションで得られた道路上の配光パターンを簡略化して示す等照度曲線の平面から見た説明図であって、中央の等照度曲線は、高照度帯であって、その他の曲線は、外に行くにしたがって低くなる照度帯である。この明細書および図面においては、自動車Ｃが左側通行の場合について説明する。自動車Ｃが右側通行の場合は、この左側通行と左右逆となる。
【００１１】
図１〜図５において、符号１は、この実施例にかかるヘッドランプである。前記ヘッドランプ１は、たとえば、プロジェクタタイプのヘッドランプである。前記ヘッドランプ１には、メインリフレクタ２と、サブリフレクタ３と、光源としての放電灯４と、シェード５と、投影レンズ（集光レンズ）６と、光照射手段７と、駆動手段８とを備える。
【００１２】
前記メインリフレクタ２の内凹面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて、前記メイン反射面９が形成されている。前記メイン反射面９は、楕円を基調とした反射面、たとえば、回転楕円面や楕円を基本とした自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）などの反射面からなる。このために、前記メイン反射面９は、第１焦点Ｆ１と、第２焦点Ｆ２とを有する。前記メインリフレクタ２は、ホルダ（フレーム）１０に固定保持されている。前記メイン反射面９は、図３および図４に示すように、前記放電灯４からの光Ｌ１、Ｌ２のうち一部の光Ｌ１を反射させて図６（Ａ）に示すすれ違い用の配光パターンＬＰとして利用している。
【００１３】
前記サブリフレクタ３の内凹面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていてサブ反射面１１が形成されている。前記サブ反射面１１は、前記メイン反射面９の第１焦点Ｆ１近傍を焦点Ｆとする放物線を基調とした反射面、たとえば、回転放物面、楕円放物面、放物柱面の組み合わせ、放物面を基本とした自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）などの反射面からなる。前記サブ反射面１１は、図３および図５に示すように、前記放電灯４からの光Ｌ１、Ｌ２であって、前記メイン反射面９で反射される光のうち、通常前記シェード５により遮られる光Ｌ２を反射させて図６（Ｂ）、（Ｄ）に示す補助用の配光パターンＳＰとして有効利用している。前記のＮＵＲＢＳ曲面は、「Mathematical Elemennts for Computer Graphics」（Devid F. Rogers、J Alan Adams）に記載されているＮＵＲＢＳの自由曲面（Non-Uniform Rational B-Spline Surface）である。
【００１４】
前記放電灯４は、いわゆる、メタルハライドランプなどの高圧金属蒸気放電灯、高輝度放電灯（ＨＩＤ）などである。前記放電灯４は、前記メインリフレクタ２にソケット機構１２を介して着脱可能に取り付けられている。前記放電灯４の発光部分１３は、前記メインリフレクタ２のメイン反射面９の第１焦点Ｆ１および前記サブリフレクタ３のサブ反射面１１の焦点Ｆ近傍に位置する。なお、光源としては、前記放電灯４以外に、ハロゲン電球、白熱電球でも良い。
【００１５】
前記シェード５は、半長円のリング形状の取付部１４と、前記取付部１４の水平部の下縁の中央に一体の設けられた長方形の板形状のシェード部１５と、前記取付部１４の水平部の上縁に設けられたエッジ部１６とから構成されている。前記シェード５の前記取付部１４が前記メインリフレクタ２と前記ホルダ１０との間にスクリュー１７により取り付けられている。また、前記シェード５のシェード部１５の下端が前記メインリフレクタ２に設けられたスリット１８に差し込まれている。そして、前記シェード５は、前記メイン反射面９の第２焦点Ｆ２近傍、この例では、第２焦点Ｆ２に対して前記放電灯４側に配置されている。前記シェード５は、前記放電灯４からの光Ｌ１であって、前記メイン反射面９からの反射光Ｌ３の一部を前記シェード部１５によりカットオフし、かつ、残りの反射光Ｌ４で前記すれ違い用の配光パターンＬＰを形成するものである。なお、前記エッジ部１６は、前記すれ違い用の配光パターンＬＰのカットオフラインを形成する。
【００１６】
前記投影レンズ６は、非球面レンズの凸レンズである。前記投影レンズ６の前方側は、凸非球面をなし、一方、前記投影レンズ６の後方側は、平非球面をなす。前記投影レンズ６は、前記ホルダ１０に固定保持されている。前記投影レンズ６は、図示されていないが、前記メイン反射面９の第２焦点Ｆ２よりも前側に物空間側の焦点面（メリジオナル像面）を有する。前記投影レンズ６は、前記メイン反射面９からの反射光Ｌ３であって、前記シェード５の前記シェード部１５によりカットオフされた反射光以外の反射光Ｌ４を、図６（Ａ）に示すすれ違い用の配光パターンＬＰとして外部に投影するものである。
【００１７】
前記光照射手段７は、光透過性の部材から構成されており、半楕円形でかつ水平部の上縁の中央に半楕円形の凹部を有する板形状をなす。前記光照射手段７には、垂直な半円柱（シリンドリカル）形状のプリズム素子群１９が設けられている。前記光照射手段７の下端の中央が前記サブリフレクタ３に設けられたスリット２０に取り付けられている。これにより、前記サブリフレクタ３と前記光照射手段７とは、一体構造をなす。前記光照射手段７は、前記放電灯４からの光Ｌ２であって、前記サブ反射面１１で反射された反射光Ｌ５を、図６（Ｂ）、（Ｄ）に示す補助用の配光パターンＳＰとして外部に前記すれ違い用の配光パターンＬＰ上であって所定の方向に照射するものである。
【００１８】
前記駆動手段８は、たとえば、モータまたはソレノイドから構成されている。前記駆動手段８には、前記サブリフレクタ３に一体に設けられた回転軸２１が回転力伝達機構（図示せず）を介して回転可能に取り付けられている。この結果、前記駆動手段８は、一体構造の前記サブリフレクタ３および前記光照射手段７をほぼ垂直な回転中心線、前記回転軸２１の中心線回りに回転させるものである。前記駆動手段８は、制御装置（図示せず）を介してステアリングハンドル（図示せず）と接続されている。この結果、ステアリングハンドルを右側に回転させると、制御装置を介して前記駆動手段８が駆動して前記サブリフレクタ３および前記光照射手段７を右側に回転させる。一方、ステアリングハンドルを左側に回転させると、制御装置を介して前記駆動手段８が駆動して前記サブリフレクタ３および前記光照射手段７を左側に回転させる。
【００１９】
前記メインリフレクタ２と前記サブリフレクタ３とは、別個に構成されている。また、前記メインリフレクタ２には、前記放電灯４からの光Ｌ２であって、前記メイン反射面９で反射される光のうち、通常前記シェード５（図１中、２点鎖線で示される仮想のシェード部２３）により遮られる光Ｌ２を前記サブ反射面１１側に通す開口部２２が設けられている。
【００２０】
前記ヘッドランプ１の構成部品のメインリフレクタ２、サブリフレクタ３、放電灯４、シェード５、投影レンズ６、光照射手段７、駆動手段８などは、アウターレンズもしくはアウターカバー（図示せず）とランプハウジング（図示せず）とに区画された灯室（図示せず）内に配置されることにより、前記ヘッドランプ１が構成される。また、前記メインリフレクタ２側は、前記ホルダ１０を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。一方、前記サブリフレクタ３側は、前記駆動手段８を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。
【００２１】
この実施例にかかるヘッドランプ１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
【００２２】
まず、放電灯４を点灯する。すると、放電灯４の発光部分１３から光Ｌ１、Ｌ２が放射される。この放電灯４からの光Ｌ１、Ｌ２のうち、一部の光Ｌ１は、図３および図４に示すように、メイン反射面９で反射される。このメイン反射面９で反射された反射光Ｌ３の一部は、シェード５のシェード部１５によりカットオフされる。一方、シェード５のシェード部１５でカットオフされなかった反射光Ｌ４は、投影レンズ６を経て外部に図６（Ａ）に示す所定のすれ違い用の配光パターンＬＰとして照射される。
【００２３】
また、放電灯４からの光Ｌ２であって、メイン反射面９で反射される光のうち、通常シェード５の仮想のシェード部２３により遮られる光Ｌ２は、メインリフレクタ２の開口部２２を介してサブ反射面１１側に放射されて、このサブ反射面１１で反射される。この反射光Ｌ５は、光照射手段７のプリズム素子群１９を経て外部に図６（Ｂ）、（Ｄ）に示す補助用の配光パターンＳＰとしてすれ違い用の配光パターンＬＰ上であって所定の方向に照射される。
【００２４】
ここで、ステアリングハンドルが中立の位置に位置する場合においては、図５に示すように、メイン反射面９の光軸Ｚ−Ｚと、サブ反射面１１の光軸Ｚ１−Ｚ１とがほぼ位置する。この場合においては、補助用の配光パターンＳＰは、図６（Ｂ）に示す状態にある。この図６（Ｂ）に示す補助用の配光パターンＳＰと、図６（Ａ）に示すすれ違い用の配光パターンＬＰとが合成されることにより、図６（Ｃ）および図７（Ａ）に示す合成の配光パターンＰ１が得られる。この合成の配光パターンＰ１においては、車両Ｃの手前側の部分Ｐ３の広がりが増すことによって、路肩や交差点などの視認性が向上される。
【００２５】
また、ステアリングハンドルをたとえば右側に回転させた場合においては、制御装置を介して駆動手段８がサブリフレクタ３および光照射手段７を右側に回転させる。この結果、図５に示すように、サブ反射面１１の光軸Ｚ１−Ｚ１がメイン反射面９の光軸Ｚ−Ｚに対して右側に回転する。このために、補助用の配光パターンＳＰは、図６（Ｄ）に示す状態となる。この図６（Ｄ）に示す補助用の配光パターンＳＰと、図６（Ａ）に示すすれ違い用の配光パターンＬＰとが合成されることにより、図６（Ｅ）および図７（Ｂ）に示す合成の配光パターンＰ２が得られる。この合成の配光パターンＰ２においては、車両Ｃがカーブする先の部分Ｐ４を照明することによって、カーブの先の視認性が向上されるとともに路肩や交差点などの視認性も向上される。なお、ステアリングハンドルを左側に回転させた場合においては、補助用の配光パターンＳＰが図６（Ｄ）に示す状態と左右逆となり、かつ、図６（Ｅ）および図７（Ｂ）に示す合成の配光パターンＰ２と左右逆の合成の配光パターンが得られる。
【００２６】
この実施例にかかるヘッドランプ１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。
【００２７】
この実施例におけるヘッドランプ１は、メインリフレクタ２とサブリフレクタ３とをそれぞれ別個に構成したので、メインリフレクタ２のメイン反射面９によるすれ違い用の配光パターンＬＰまたはサブリフレクタ３のサブ反射面１１による補助用の配光パターンＳＰを変更する場合において、配光パターンを変更する側のメインリフレクタ２またはサブリフレクタ３を変更し、配光パターンを変更しない側のメインリフレクタ２またはサブリフレクタ３をそのまま使用することができる。このように、この実施例におけるヘッドランプ１は、メインリフレクタ２またはサブリフレクタ３の汎用性があり、その分、製造コストを安価にすることができる。
【００２８】
また、この実施例におけるヘッドランプ１は、シェード５の仮想のシェード部２３により遮られる光Ｌ２を補助用の配光パターンＳＰとして有効利用することができる。しかも、この実施例におけるヘッドランプ１は、シェード５の仮想のシェード部２３が不要であるから、シェード５のシェード部１５を小型化することができ、その分、シェード５の軽量化および材料の節約となる。
【００２９】
特に、この実施例におけるヘッドランプ１は、サブリフレクタ３をステアリングハンドルと連動して左右に回転させることができるので、カーブの先の視認性が向上される。しかも、この実施例におけるヘッドランプ１は、サブリフレクタ３と光照射手段７を回転させるものであるから、ランプユニット全体を回転させるヘッドランプと比較して、駆動手段８を小型、小出力で済み、その分、製造コストを安価にすることができる。さらに、サブリフレクタ３と光照射手段７の回転制御が簡単でありかつ正確に行うことができる。その上、ランプユニット全体が回転するヘッドランプのように、車両の進行方向を誤認するようなことがない。
【００３０】
なお、前記の実施例においては、サブリフレクタ３をステアリングハンドルと連動して左右に回転させるように構成されたものである。ところが、この発明においては、サブリフレクタ３をステアリングハンドルと連動せずに固定式であっても良い。このサブリフレクタ３が固定式の場合において、メイン反射面９の光軸Ｚ−Ｚを、サブ反射面１１の光軸Ｚ１−Ｚ１と合致させても良いし、また、サブ反射面１１の光軸Ｚ１−Ｚ１に対して車両Ｃの外側に向けても良い。この場合においては、配光パターンのうち車両Ｃの手前側の部分が広がるので、路肩や交差点などの視認性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明にかかるヘッドランプの実施例を示す構成部品の分解斜視図である。
【図２】同じく、正面図である。
【図３】同じく、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】同じく、図２におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】同じく、図２におけるＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】同じく、コンピュータのシミュレーションで得られたスクリーン上の配光パターンを簡略化して示す等光度曲線の説明図である。
【図７】同じく、コンピュータのシミュレーションで得られた道路上の配光パターンを簡略化して示す等照度曲線の平面から見た説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ヘッドランプ
２  メインリフレクタ
３  サブリフレクタ
４  放電灯（光源）
５  シェード
６  投影レンズ
７  光照射手段
８  駆動手段
９  メイン反射面
１０  ホルダ
１１  サブ反射面
１２  ソケット機構
１３  発光部分
１４  取付部
１５  シェード部
１６  エッジ部
１７  スクリュー
１８  スリット
１９  プリズム素子群
２０  スリット
２１  回転軸
２２  開口部
２３  仮想のシェード部
Ｃ  車両
Ｆ１  メイン反射面の第１焦点
Ｆ２  メイン反射面の第２焦点
Ｆ  サブ反射面の焦点
Ｚ−Ｚ  メイン反射面の光軸
Ｚ１−Ｚ１  サブ反射面の光軸
ＬＰ  すれ違い用の配光パターン
ＳＰ  補助用の配光パターン
Ｐ１、Ｐ２  合成された配光パターン
Ｌ１  放電灯からの光であってメイン反射面で反射される光
Ｌ２  放電灯からの光であってサブ反射面で反射される光
Ｌ３  メイン反射面からの反射光
Ｌ４  シェードでカットオフされなかった反射光
Ｌ５  サブ反射面からの反射光
ＶＵ−ＶＤ  上下垂直線
ＨＬ−ＨＲ  左右水平線
【図１】
2006040560.tif 000003
【図２】
2006040560.tif 000004
【図３】
2006040560.tif 000005
【図４】
2006040560.tif 000006
【図５】
2006040560.tif 000007
【図６】
2006040560.tif 000008
【図７】
2006040560.tif 000009