(57)【要約】【課題】    プロジェクターヘッドランプの太陽光による集光され、シェード近傍にて集光し意図しない温度上昇が生じる問題がある。集光による温度上昇による影響低減を図る車両用のプロジェクターヘッドランプを提供すること。【解決手段】    ＬＥＤ光源２と、前記ＬＥＤ光源２から出射された光を前方へ反射させるリフレクタ３と、前記リフレクタ３の前方に配置され、当該リフレクタ３で反射された光を車両前方へ投影する投影レンズ５と、前記リフレクタ３と前記投影レンズ５の間に配置されたシェード４にて車両用プロジェクターヘッドランプ１を構成する。シェード４は、反射面とした上面４１ａを有する天板部４１と、上端縁部４３と、下壁部４２が一体に形成され、下壁部４２の表面にはアルミニウム層を１５００オングストロームから２５００オングストロームの厚みで形成した集熱防止部６が設けられている。【選択図】  図２
2015106460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前方にロービーム配光を形成するプロジェクターヘッドランプにおいて、
光源と、
前記光源から出射された光を前方へ反射させるリフレクタと、
前記リフレクタの前方に配置され、当該リフレクタで反射された光を車両前方へ投影する投影レンズと、
前記リフレクタと前記投影レンズの間に配置され、前記投影レンズへ入射する光の一部を遮光する樹脂材料により形成されたシェードと、
を備え、
前記シェードは、前記投影レンズの光軸Ａｘを含む水平面上もしくは光軸Ａｘを含む水平面の近傍で略水平板状に形成された天板部と、前記天板部の前端に連なり前記投影レンズの焦点近傍に配置され前記ロービーム配光の上端線であるカットオフラインを形成する上端縁部と、前記上端縁部から下方に向かって延びる下壁部とが一体に形成されており、
前記下壁部の前記投影レンズ側の表面には、アルミニウム層を１５００オングストロームから２５００オングストロームの厚みで形成した集熱防止部が設けられ、
前記上板部の上面にはアルミニウム層からなる反射面が前記集熱防止部と一体に形成されていることを特徴とするプロジェクターヘッドランプ。
【請求項２】
前記光源がＬＥＤ光源であり、
前記投影レンズが樹脂製レンズであり、
前記投影レンズを固定するレンズ固定ホルダが、前記シェードと一体に形成した樹脂部材かならることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクターヘッドランプ。
【請求項３】
前記集熱防止部が、前記ロービーム配光の前記カットオフラインの中央部を形成する前記上端縁部の下方に位置する下壁部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロジェクターヘッドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車、自動四輪車等の車体に取り付ける車両用のプロジェクターヘッドランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用のプロジェクターヘッドランプは、ハロゲンバルブ、放電灯などの光源と、光源の後方に設けた回転楕円形状の反射面をもつ反射面と、光源および反射面の前方に設けた投影レンズから構成されるランプユニットをランプハウジング内に設置する。また、プロジェクターヘッドランプは一般的に車両の前方側端部に取り付けられる。反射面は、楕円形の反射面の反射面に近い側の第１焦点位置を光源位置と一致させ、第２焦点を投影レンズの光源側の焦点位置とほぼ一致させて配置される。投影レンズは直径が５０ｍｍ程度の半球面形状の非球面レンズが多く用いられている。
車両用のすれ違い配光ビームをプロジェクターヘッドランプで形成する場合には、反射面の第２焦点位置と、投影レンズの光源側の焦点位置とをほぼ一致させている位置、たとえば反射面の第２焦点位置の近傍にすれ違い配光の明暗境界線（カットオフライン）の形状に対応する上端形状を有するシェードを設ける構成とされる。
【０００３】
投影レンズは前方に大きく突出した凸形状となっているため、車両の前方側端部に取り付た状態で、突出した凸形状の投影レンズの前面から太陽光線が入射すると、太陽光線が投影レンズの光源側に集光する。特に、太陽光線が斜め上方から入射すると投影レンズの。斜め下方にて集光する。すなわち光源側に光源側焦点位置近傍に設けたシェードの近くに集光する。したがって、シェードの下方側が加熱され、意図しない温度上昇が生じ、プロジェクターヘッドランプが変形することもある。
【０００４】
このようなプロジェクターヘッドランプの太陽光による集光の問題を解決するための対策も知られている。例えば、特許文献１のプロジェクターヘッドランプでは、プロジェクターヘッドランプを奥まった位置に取り付けている。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１７７２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のプロジェクターヘッドランプは、車体の奥まった位置に設置しているので太陽光線が投影レンズの前方から入射する角度が制限される。また、投影レンズの前方から入射する光量を低減する。これにより太陽光線の集光による加熱により、プロジェクターヘッドランプの変形を防止することができる。
しかしながら、奥まった位置に設けるために、四輪車の車両の前方側端部に取り付る場合には、ランプユニットの上側にひさしを設けるなどの対策が必要になりデザイン上好ましくない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、太陽光線の集光による加熱によるプロジェクターヘッドランプの変形を抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
車両前方にロービーム配光を形成するプロジェクターヘッドランプにおいて、
光源と、
前記光源から出射された光を前方へ反射させるリフレクタと、
前記リフレクタの前方に配置され、当該リフレクタで反射された光を車両前方へ投影する投影レンズと、
前記リフレクタと前記投影レンズの間に配置され、前記投影レンズへ入射する光の一部を遮光する樹脂材料により形成されたシェードと、
を備え、
前記シェードは、前記投影レンズの光軸Ａｘを含む水平面上もしくは光軸Ａｘを含む水平面の近傍で略水平板状に形成された天板部と、前記天板部の前端に連なり前記投影レンズの焦点近傍に配置され前記ロービーム配光の上端線であるカットオフラインを形成する上端縁部と、前記上端縁部から下方に向かって延びる下壁部とが一体に形成されており、
前記下壁部の前記投影レンズ側の表面には、アルミニウム層を１５００オングストロームから２５００オングストロームの厚みで形成した集熱防止部が設けられ、
前記上板部の上面にはアルミニウム層からなる反射面が前記集熱防止部と一体に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、集熱防止部を設けたことにより、太陽光による集光がなされた場合であっても、変形が抑止される。また、集熱防止部に形成するアルミニウム層は反射面と一体に形成されるので、集熱防止部を形成するための工程を同時に行うことができ、簡単な方法で製造することができ得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態における車両用前照灯によって車両前方の仮想スクリーン上に形成されるロービームを示す図である。
【図２】実施形態における車両用前照灯の側断面図である。
【図３】実施形態における車両用前照灯の要部の斜視図である。
【図４】実施形態におけるシェードの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、図２のプロジェクターヘッドランプ１による配光パターンを示す概略照度図である。図２は、本実施形態におけるプロジェクターヘッドランプ１の側断面図である。なお、配光パターンはプロジェクターヘッドランプ１から所定距離離れた位置（例えば２５ｍ前方）において鉛直方向に設けた仮想スクリーン上に投影した照射範囲を示すものである。
【００１２】
図２に示すように、プロジェクターヘッドランプ１は、図示しない車両に搭載されて図１に示すような車両前方に所定のロービーム配光パターンＬＢを形成するプロジェクタ型のものであり、光源２と、リフレクタ３と、シェード４と、投影レンズ５とを備えている。
【００１３】
リフレクタ３は、下方斜め前方に開口する湾曲凹板状に形成され、光源２の上方を覆うように配置されている。このリフレクタ３の光源２側の面（下面）は、光源２から出射された光を反射させる反射面３１となっている。反射面３１は、回転楕円系の反射面であり、光源２の位置を第１焦点（後側焦点）、投影レンズ５の焦点Ｆ近傍を第２焦点（前側焦点）とする楕円を光軸Ａｘを中心として回転した回転楕円面を基調とした自由曲面とされる。これにより、光源２から出射された光を前方へ反射させて第２焦点（前側焦点）に集光させることができる。
【００１４】
光源２は、出射面を上方かつ僅かに斜め後方へ向けた状態で配置されたＬＥＤ（発光ダイオード）であり、アルミナイトライド、銅板などの熱伝導率の高い材料からなる図示しない基台上に設けたものを用い、基台と熱的に結合した図示しない放熱フィンなどの放熱部材と結合して固定されている。光源２は、ＬＥＤやＬＤ（レーザーダイオード）などの半導体光源や、フィラメント光源などの他種の光源であってもよい。
【００１５】
投影レンズ５は、前面が凸面とされた平凸レンズであり、前後方向に沿った光軸Ａｘを有している。この投影レンズ５は、光軸Ａｘ上の焦点（後側焦点）Ｆが反射面３１の第２焦点近傍に位置するようにリフレクタ３の前方に配置されている。投影レンズ５は、反射面３１で反射された光源２からの放射光を、焦点Ｆを含む焦点面上に形成された像を、車両前方へ反転投影する。投影レンズ５はポリカーボネートなどの樹脂材料により形成されており、レンズホルダ４９と投影レンズ５の後面の外縁とを接合することにより保持される。
【００１６】
シェード４は、リフレクタ３と投影レンズ５との間に配置され、リフレクタ３から投影レンズ５へ入射する光の一部を遮光して、上端にカットオフラインＣＬを有するロービームＬＢを形成するために所定位置に配設される。図３は、プロジェクターヘッドランプ１の光源、リフレクタおよびシェードの関係を説明するための要部の斜視図であり、図４は、シェード４の正面図である。なお、図４におけるＡ−Ａ線が図２のプロジェクターヘッドランプ１の側断面図におけるシェードの断面位置を示している。
【００１７】
シェード４は、光軸Ａｘを含む水平面上もしくは光軸Ａｘを含む水平面近傍で略平行な略水平板状に形成された天板部４１と、天板部４１と繋がって、天板部４１の前端から下方に向かって延びる下壁部４２とを有している。このうち、天板部４１の上面４１ａは、アルミ蒸着等が施された反射面となっており、リフレクタ３の反射面３１で反射されて上面４１ａに入射した光を前方の投影レンズ５に向けて反射させるようになっている。また、下壁部４２は、光軸Ａｘから左右両側方へ離れるに連れて前方に位置するように湾曲しており、その上端縁部４３で天板部４１と連なっている。
【００１８】
上端縁部４３は、投影レンズ５の焦点Ｆ近傍に配置されるとともに、この投影レンズ５の焦点Ｆを含む略鉛直方向に伸びる焦点面に沿って、光軸Ａｘから左右両側方へ離れるに連れて前方に位置するように湾曲している。この上端縁部４３が、ロービームＬＢの上端線であるカットオフライン（明暗境界線）ＣＬを形成する。上端縁部４３上の点を通過した光が投影レンズ５を通過してカットオフラインＣＬ上に照射されるように配設されている。
【００１９】
具体的には、上端縁部４３は、光軸Ａｘを中心として、略水平に形成された右半部４３ａと、右半部４３ａよりもやや上方位置に形成された左半部４３ｂが設けられている。上端縁部４３の右半部４３ａが、図２に示すカットオフラインＣＬのうち左側の自車線側水平カットオフラインＣＬ１を形成し、上端縁部４３の左半部４３ｂが、自車線側水平カットオフラインＣＬ１よりもやや低い右側の対向車線側水平カットオフラインＣＬ２を形成するようになっている。
【００２０】
下壁部４２の前面、すなわち投影レンズ５側の面には、アルミニウム層が形成された集熱防止部６が形成されている。集熱防止部６については後述する。
【００２１】
天板部４１、下壁部４２および上端縁部４３は、樹脂材料により一体に形成することでシェード４を構成する。また、図４に示すように、シェード４より前方に設けるレンズホルダ４９も、シェード４と一体に形成する。一体に形成することで、投影レンズ５とシェード４の上端縁部４３の位置関係を設計位置に対して高精度で配設することができる。
【００２２】
以上の構成を具備するプロジェクターヘッドランプ１では、光源２から出射された光が、リフレクタ３の反射面３１で反射された後に、投影レンズ５から車両前方へ反転投影される。その際、リフレクタ３の反射面３１から投影レンズ５へ入射する光の一部がシェード４によって遮光されることにより、シェード４の上端縁部４３の反転像であるカットオフラインＣＬを有するロービームＬＢが形成される。
【００２３】
次に、集熱防止部６について検討した実験内容とともに説明する。
【００２４】
上述のように構成されたプロジェクターヘッドランプ１を図示しない車両前端に設けた場合において、太陽光がプロジェクターヘッドランプ１の前方方向、特にプロジェクターヘッドランプ１の斜め上方から入射すると、太陽光線は投影レンズ５により屈折して進行し、光軸Ａｘより下方の後方側焦点において集光する。このとき、下壁部４２上もしくはその近傍位置において集光すると、太陽光線の熱エネルギーも集光領域に集まり温度を上昇させる。
【００２５】
前方に凸の半球形状の投影レンズ５を用いたプロジェクターヘッドランプ１において、どの位置に集光すると、シェード４の変形が生じるかについて検討した。まず、投影レンズの前方から入射する太陽光線として平行光線を入射させ、その角度を変えてシミュレーションを実施して検討した。シミュレーションによる検討の結果、シェードの下壁部４２上に投影レンズ５の後方側焦点は位置していないが、プロジェクターヘッドランプ１の斜め上方から入射する場合において、下壁部４２の近傍に集光する場合があった。
【００２６】
そこで、本実施形態においては、下壁部４２は投影レンズ５の後方側焦点位置よりも、光源２側に位置するように構成されている。
【００２７】
次に、長い時間、太陽光線が同じ方向から入射する場合における問題を確認するため、赤外成分の放射光を含む光源をプロジェクターヘッドランプ１の斜め上方に配置し、所定の時間連続して照射して、下壁部４２の近傍を加熱する実験を実施した。
実験に用いたプロジェクターランプ１の下壁部４２は、投影レンズ５の後方側焦点位置よりも光源２側に位置するシェード４を設けたものを用いた。
【００２８】
上記の加熱実験の結果、特にプロジェクターヘッドランプ１の投影レンズ５の光軸Ａｘの斜め上方から入射させたときに、投影レンズ５の光軸Ａｘの鉛直下方向の下壁部４２において温度上昇がみられた。
【００２９】
投影レンズ５の光軸Ａｘの鉛直下方向の下壁部４２における温度上昇による対策を検討するための、次のサンプルを作成して同じ加熱実験を実施した。
【００３０】
サンプル１は、天板部４１の上面にアルミニウム層からなる反射面を設け、下壁部４２には樹脂材料がそのまま露出させた一体成形のシェード４を用いた。サンプル２は、サンプル１のシェードと同一形状、同一材料により形成し、天板部４１の上面のみならず下壁部４２の投影レンズ５側の表面にもアルミニウム層を１０００オングストロームの厚みでスパッタ法により成膜したシェード４を用いた。サンプル３は、サンプル２の下壁部４２の投影レンズ５側の表面に形成するアルミニウム層の厚みを１５００オングストロームの厚みとした。サンプル４は、サンプル２の下壁部４２の投影レンズ５側の表面に形成するアルミニウム層の厚みを２０００オングストロームの厚みとした。サンプル５は、サンプル２の下壁部４２の投影レンズ５側の表面に形成するアルミニウム層の厚みを２５００オングストロームの厚みとした。サンプル６は、サンプル２の下壁部４２の投影レンズ５側の表面に形成するアルミニウム層の厚みを３０００オングストロームの厚みとした。
【００３１】
サンプル１からサンプル６のプロジェクターヘッドランプを同一条件にて上記した加熱実験を実施した。それぞれのサンプルの複数個について実験を実施した。
その結果、サンプル１においては、下壁部４２の表面の焦げおよび変形が見られた。サンプル３、サンプル４およびサンプル５においては、下壁部４２の表面の焦げ、変形などが発生しなかった。サンプル２においては、下壁部４２の表面の焦げは見られなかったもののサンプル３〜６に比べたときに、アルミニウム層の色がアルミニウム金属色でなく、基材である樹脂材料が見えるハーフミラー状態であった。サンプル６においては、下壁部４２の表面の焦げが生じる場合があった。
【００３２】
上記のアルミニウム層の厚みを変更した加熱実験の結果、アルミニウム層を１５００オングストロームから２５００オングストロームの厚みで形成することが好ましいことが判った。アルミニウム層が１０００オングストローム以下の場合には、アルミニウム層を形成するアルミ粒子間に、微小な隙間があいているために、微小な隙間を通して基材である樹脂材料を太陽光線が照射する可能性があるからである。また、アルミニウム層を３０００オングストローム以上とした場合には、下壁部４２の表面状態が１５００オングストロームから２５００オングストロームの厚みとした場合に比べて荒れて凹凸が見られる。そのために表面状態が安定せず、表面状態が不均一になり易くなるためである。
【００３３】
上記の実験結果から、シェード４の下壁部４２は、投影レンズ５の後方側焦点位置よりも光源２側に位置するシェード４を設け、且つ、下壁部４２の表面にアルミニウム層を１５００オングストロームから２５００オングストロームの厚みで形成することが好ましいことが判明した。アルミニウム層を１５００オングストロームから２５００オングストロームの厚みで形成する部分は、下壁部４２の全体に、上板部の上面の反射面と同時にアルミニウム層をスパッタ法にて形成することが最も好適である。上板部の上面の反射面と同時にアルミニウム層をスパッタ法にて形成することで、アルミニウム層の形成を一度の工程で実施することができる。また、スパッタ法にて形成することで、太陽光線の集光が下壁部４２の近傍で生じたとしても、アルミニウム層の剥離等が生じにくい。
【００３４】
また、下壁部４２の投影レンズ側表面のアルミニウム層を１５００オングストロームから２５００オングストロームの厚みで形成する集熱防止部６は、下壁部４２の全体に限るものではなく、投影レンズ後方側で、投影レンズの光軸Ａｘで太陽光線が集光する集光領域の近傍の箇所とすれば良い。なお、集熱防止部６を下壁部４２の投影レンズ側表面の全面としても良い。
【００３５】
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。例えば、本実施の形態においてアルミニウム層はスパッタ法にて形成した膜を樹脂基材上に直接成膜する例で説明したが、下地層を設けたり、蒸着法でも適用可能であろう。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１        プロジェクターヘッドランプ
２        ＬＥＤ光源
３        リフレクタ
３１      反射面
４        シェード
４１      天板部
４１ａ    上面
４２      下壁部
４３      上端縁部
４９      レンズホルダ
５        投影レンズ
６        集熱防止部
Ａｘ      光軸
Ｆ        焦点
ＬＢ      ロービーム
ＣＬ      カットオフライン
ＣＬ１    自車線側水平カットオフライン
ＣＬ２    対向車線側水平カットオフライン
【図１】
2015106460.tif 000003
【図２】
2015106460.tif 000004
【図３】
2015106460.tif 000005
【図４】
2015106460.tif 000006