自動車用放電ランプ

【課題】光源として１個の発光管を反射鏡の光軸に沿って前後動させることによってロービーム配光とハイビーム配光とを切り替えるように構成した自動車用放電ランプにおいては、ハイビーム照射時に発光管の下半部に照射された光はシールド板によって遮蔽されて利用されないため、ハイビーム配光の照射面積が狭くなって暗く感じられるという問題があった。
【解決手段】発光管の下半部を取り囲む位置に三次元曲面を含む反射体を配置しておき、前記発光管の発光部が前記光軸の後方の位置にあってハイビームを発生させるときに、前記発光部から下方に放射された光を前記三次元曲面を含む反射体でロービームが形成されるように前記凹面反射鏡の方向に反射させて、前記ハイビームにロービームを重ね合わせて照射することにより照射面積の広いハイビーム配光を得る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主に自動車の前照灯用の光源として１個の発光管を反射鏡の光軸に沿って前後動させることによってロービーム（すれ違い用ビーム）配光とハイビーム（走行用ビーム）配光とを切り替えるように構成した、自動車用放電ランプの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、Ｈ４型と称される自動車用ハロゲン電球に対応して、ＨＩＤランプ（高光度放電ランプ）を用いた自動車用放電ランプが実用化されている。
【０００３】
Ｈ４型と称される自動車用ハロゲン電球は、一般的に図７Ａに示すように、口金７１を備えた石英バルブ７２内の中心軸上にロービーム配光を得るための白熱フィラメント７３とハイビーム配光を得るための白熱フィラメント７４とを前後に配列し、かつ前記白熱フィラメント７３と白熱フィラメント７４の境界部から前記白熱フィラメント７３の周囲下半部を覆うシールド板７５を設けた構造となっている。前記石英バルブ７２の内部にはアルゴンのような不活性ガスとともに適量のハロゲンが封入されている。かかる構造のハロゲン電球を凹面反射鏡に装着して前記白熱フィラメント７３を点灯すると図７Ｂのようなロービーム配光が得られ、前記白熱フィラメント７４を点灯すると図７Ｃのようなハイビーム配光が得られる。このハロゲン電球の特長は、白熱フィラメント７４を点灯した場合に該白熱フィラメント７４から放射された光は遮蔽物がないため全て有効に利用されるので、照射面積の広いハイビーム配光が得られるという点にある。
【０００４】
これに対して、前記Ｈ４型のハロゲン電球に対応する、ＨＩＤランプを用いた自動車用放電ランプは、例えば特許第３７６３０３６号公報や特開２００６−１４７４２７号公報に開示されているように、一般的に次のような構造となっている。すなわち、図８Ａ乃至図８Ｃに示すように、１個の発光管８１とその外管８２を一体化したバーナー８３を口金８４に対して前後動可能に取り付けるとともに、バーナーの周囲下半部に略半円筒状のシールド板８５を設置した構造となっている。８６は前記バーナーの前端部に配置したトップキャップである。また、前記シールド板８５の口金８４側の端部にはスリット８７が設けてある。このスリット８７は前記バーナー８３の前後動に連動するシャッター８８によって開閉されるようになっている。かかる構造の放電ランプを凹面反射鏡に装着して前記発光管８１を点灯した場合、図８Ｂに示すように前記発光管８１が前方の位置Ａにあるときは図８Ｄのようなロービーム配光が得られ、図８Ｃに示すように前記発光管８１を後方の位置Ｂに移動させたときは図８Ｅのようなハイビーム配光が得られる。なお、前記スリット８７は、前記発光管８１が位置Ａにあるときは前記シャッター８８によって閉じられており、発光管８１が位置Ｂにあるときは開いている。したがって、前記スリット８７から外部に照射された光はハイビーム配光の形成に寄与する。
【０００５】
しかしながら、前記のような従来の自動車用放電ランプにおいては、１個の発光管を反射鏡の光軸に沿って異なった位置に移動させることによりロービーム配光とハイビーム配光を得るようになっているため、前記ハロゲン電球のように一方の光源（白熱フィラメント）のみをシールド板で取り囲む構造を採用することはできない。そこで、発光管の周囲下半部全体に亘ってシールド板を設けて、ロービーム配光を得ることを優先させ、ハイビーム配光をある程度犠牲にするような遮光制御を行っている。このため、ロービーム配光は図８Ｄのようにハロゲン電球の場合と同様に広い照射面積となるが、ハイビーム配光は図８Ｅのように照射面積がせまくなってしまい、明るさの点でもの足りなく感じられる。シールド板の一部にスリットを設けてハイビーム配光を補足する手段を採った場合でも大きな改善は得られない。
【特許文献１】特許第３７６３０３６号公報
【特許文献２】特開２００６−１４７４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はＨ４型の自動車用ハロゲン電球に対応する、ＨＩＤランプを用いた自動車用放電ランプであって、ロービーム配光の照射面積ばかりでなく、ハイビーム配光の照射面積を広くして、何れの配光においても十分な明るさが得られるようにした自動車用放電ランプを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前記課題を解決するために、水平方向の光軸を有する凹面反射鏡に装着される自動車用放電ランプを次のように構成する。すなわち、中央に発光部を有し両端にシール部を有していてその長手方向の中心軸を前記凹面反射鏡の光軸に一致させて配置した発光管と、前記発光管の発光部から放射された光が前記凹面反射鏡で反射されてロービーム配光を形成することとなる前記光軸の前方の位置から、ハイビーム配光を形成することとなる前記光軸の後方の位置に前記発光部の位置を移動させ得るように、前記発光管を前後動可能に保持する口金と、前記発光管の下半部を取り囲む位置に配置されていて前記発光管の発光部が前記光軸の後方の位置にあるときに該発光部から下方に放射された光をロービーム配光が形成されることとなる反射鏡面の方向に反射させる三次元曲面を含む光線反射体と、を備えた構成にすることを特徴とする。つまり、発光管の下半部を取り囲む位置に三次元曲面を含む光線反射体を設置しておき、発光管の発光部が凹面反射鏡の光軸の後方にあるとき即ちハイビーム配光を形成することとなる場合に、前記発光部から下方に放射された光を、前記三次元曲面を含む光線反射体によってロービーム配光が形成されることとなる反射鏡面の方向に反射させるように構成してある。かかる構成によって、ハイビーム配光が形成されているときに、従来はシールド板によって遮蔽されて無駄になっていた発光部から下方に放射される光を、三次元曲面を含む光線反射体で反射させてロービームをも発生させ、これをハイビームと一緒に照射することにより照射面積の広い配光が得られるようにしたものである。
【０００８】
また、本発明では、前記三次元曲面を含む光線反射体は、発光管の外側に該発光管の中心軸と同軸的に設置したガラスシリンダーに設けられていることを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記ガラスシリンダーの一部を三次元曲面に成形加工し、該三次元曲面の部分に光線反射体を付着させることにより、三次元曲面を含む光線反射体を形成したことを特徴とする
【００１０】
さらに、前記三次元曲面の部分に付着させる光線反射体が金属蒸着膜であることを特徴としている。
【００１１】
なお、前記三次元曲面の部分に付着させる光線反射体は金属板であってもよい。
【００１２】
また、前記三次元曲面を含む光線反射体は金属板で形成されており、発光管の外側に該発光管の中心軸と同軸的に配置したガラスシリンダーの内部に固定されていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、発光管の外側にガラスシリンダーを設けずに、前記三次元曲面を含む光線反射体を金属板又は耐熱性樹脂で形成したうえ、これを外部に露出した状態で前記口金に固定した構造を採用することもできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、１個の発光管の発光部を反射鏡の光軸に沿って前後動させることによってロービーム配光とハイビーム配光とを切り替えるように構成した自動車用放電ランプにおいて、ハイビーム配光のときに、本来はシールド板によって遮蔽されて無駄になる光を、三次元曲面を含む光線反射体によって凹面反射鏡に当ててロービームを発生させ、これをハイビームと一緒にして照射するようにしたので、広い照射面積のハイビーム配光が得られる。
【実施例１】
【００１５】
図１Ａ乃至図１Ｃは本発明に係る自動車用放電ランプの最も典型的は実施例を示すもので、図中、１１は放電ランプの発光管であって、中央に発光部１２を有し両端にシール部１３を有していて、その長手方向の中心軸を図示していない凹面反射鏡の光軸Ｘ−Ｘに一致させて配置する。１４は前記発光管１１を前記凹面反射鏡の底部に保持する口金である。この口金１４は、前記発光管１１の発光部１２から放射された光が前記凹面反射鏡で反射されてロービーム（配光）を形成することとなる前記光軸Ｘ−Ｘの前方の位置Ａから、ハイビーム（配光）を形成することとなる前記光軸Ｘ−Ｘの後方の位置Ｂに前記発光部１２の位置を移動させ得るように、前記発光管１１を前後動可能に保持する。１５は前記発光管１１の下半部を取り囲む位置に配置された三次元曲面を含む光線反射体である。この光線反射体１５は、前記発光管１１の発光部１２が前記光軸Ｘ−Ｘの後方の位置Ｂにあるとき、つまりハイビームが発生されているときに、前記発光部１２から下方に放射された光を前記凹面反射鏡の方向に反射させてロービームを発生させ、これを前記ハイビームと一緒に照射させることにより、前記ハイビームの照射面積を広げる作用をする。
【００１６】
この実施例では、前記三次元曲面を含む光線反射体１５は、発光管１１の外側に該発光管１１の中心軸と同軸的に設置したガラスシリンダー１６に設けられている。このガラスシリンダー１６は、従来発光管１１のシール部１３に一体的に固定されていた外管とは異なって、前記発光管１１の前後動とは関係なく口金１４に独立して固定されている。前記反射体15は、前記ガラスシリンダー１６の一部を加熱成形などの手段によって三次元曲面に加工し、該三次元曲面の部分に光線反射体を付着させることにより構成してある。前記三次元曲面の部分に付着させる光線反射体は金属蒸着膜でもよいし、プレス加工した金属板であってもよい。かかる光線反射体１５は、発光管１１の周囲方向に対しては図１ＢのＥ１で示す範囲に形成され、発光管１１の長手方向に対しては図１ＣのＬで示す範囲に形成される。前記ガラスシリンダー１６の口金１４側の下半部のうち前記光線反射体１５が形成されていない部分１７はスリットと同様の役割を果たす。なお、１８はガラスシリンダー１６の先端部に装着したトップキャップである。
【００１７】
図２は図１に示した実施例の変形例を示すもので、ガラスシリンダー１６の口金１４側の下半部全体にわたって光線反射体１５を形成した構成としてある。かかる構成では発光管11の発光部１２が前記光軸Ｘ−Ｘの後方の位置Ｂにあるとき、つまりハイビームが発生されているときに、前記発光部１２から下方に放射された光がスリットを通してハイビーム配光を補足することはないが、前記三次元曲面を含む光線反射体によってロービームが補足されるため、ハイビーム配光時の照射面積を広くすることができる。
【００１８】
図３Ａは図１Ａ乃至図１Ｃに示した実施例において、発光管１１の発光部１２が凹面反射鏡の光軸Ｘ−Ｘの前方の位置Ａにある状態を示している。この状態では、発光部１２から上方に放射された光は、図３Ｂに示すように凹面反射鏡１９によって反射されてロービームが形成される。図３Ｃはロービーム配光の形状を示したものである。また、この状態で発光部１２から下方に放射された光は、図３Ａに示すように三次元曲面を含む光線反射体１５によって主として口金１４の方向に向けてＥ２の範囲に反射される。この範囲の光はロービームの形成に何ら影響を与えない。
【００１９】
これに対して、図４Ａは図１Ａ乃至図１Ｃに示した実施例において、発光管１１の発光部１２が凹面反射鏡の光軸Ｘ−Ｘの後方の位置Ｂにある状態を示している。この状態では、発光部１２から上方に放射された光は、図４Ｂに示すように凹面反射鏡１９によって反射されてハイビームが形成される。また、この状態で発光部12から下方に放射された光は、図４Ａに示すように三次元曲面を含む光線反射体１５によって主としてＥ３の範囲に反射される。この範囲に照射された光は図４Ｂのように凹面反射鏡１９によって反射されてロービームを形成する。そしてこのロービームは前記ハイビーム一緒になって照射されることになるため、ハイビーム発生時の配光パターンは図４Ｃに示すように広い範囲のものとなる。
【００２０】
尚、本発明で記載する自動車は四輪車、二輪車等を含み、又、自転車、電車、航空機、船舶などの乗物用光源としても利用する事が出来る。
【実施例２】
【００２１】
図５は本発明の別の実施例を示すもので、三次元曲面を含む光線反射体１５を金属板で形成したうえ、これを、発光管１１の外側に該発光管１１の中心軸と同軸的に配置したガラスシリンダー１６の内部に固定した構成としてある。光線反射体１５はガラスシリンダー１６に設けた孔にカシメ付けることにより、あるいは耐熱性接着剤を用いて固定することができる。この構成の利点はガラスシリンダー１６の変形加工を要しないことと、必要な反射特性を有する光線反射体を備えたガラスシリンダーを交換できることである。
【実施例３】
【００２２】
図６は本発明の更に別の実施例を示すもので、三次元曲面を含む光線反射体１５を金属板又は耐熱性樹脂で形成したうえ、これを外部に露出した状態で前記口金１４に固定した構成としてある。かかる構成の利点はガラスシリンダーを省略して部品点数を少なくできることである。
【００２３】
なお、本発明においては、発光管１１はシール部１３に固定される外管なしで前記口金１４に保持されていることを特徴とする。このような構成によって、より小さい駆動力によって発光管１１を前後動させることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、主に自動車の前照灯用の光源として、産業上、広く利用する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】本発明に係る自動車用放電ランプの斜視図
【図１Ｂ】本発明に係る自動車用放電ランプの正面図
【図１Ｃ】本発明に係る自動車用放電ランプの一部切断側面図
【図２】図１A乃至図１Cに示す自動車用放電ランプの一部変形例の斜視図
【図３Ａ】図１Cにおいて発光管がロービームを発生させる位置にあるときの三次元曲面反射体からの反射光の光路図
【図３Ｂ】図１Cにおいて発光管がロービームを発生させる位置にあるときの凹面反射鏡からの反射光の光路図
【図３Ｃ】図３Bに示すようなロービームの照射面の配光パターン図
【図４Ａ】図１Cにおいて発光管がハイビームを発生させる位置にあるときの三次元曲面反射体からの反射光の光路図
【図４Ｂ】図１Cにおいて発光管がハイビームを発生させる位置にあるときの凹面反射鏡からの反射光の光路図
【図４Ｃ】図４Bに示すようなハイビームの照射面の配光パターン図
【図５】本発明の第２実施例の斜視図
【図６】本発明の第３実施例の斜視図
【図７Ａ】従来のH４型ハロゲン電球の斜視図
【図７Ｂ】図７Aのハロゲン電球におけるロービーム照射面の配光パターン図
【図７Ｃ】図７Aのハロゲン電球におけるハイビーム照射面の配光パターン図
【図８Ａ】H４型ハロゲン電球に対応する従来の自動車用放電ランプの斜視図
【図８Ｂ】図８Aに示す放電ランプでロービームを発生させる状態の側面図
【図８Ｃ】図８Aに示す放電ランプでハイビームを発生させる状態の側面図
【図８Ｄ】図８Bに示す放電ランプからロービームを発生させたときの配光パターン図
【図８Ｅ】図８Cに示す放電ランプからハイビームを発生させたときの配光パターン図
【符号の説明】
【００２６】
１１：発光管
１２：発光部
１３：シール部
１４：口金
１５：光線反射体
１６：ガラスシリンダー
１８：トップキャップ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向の光軸を有する凹面反射鏡に装着される自動車用放電ランプであって、中央に発光部を有し両端にシール部を有していてその長手方向の中心軸を前記凹面反射鏡の光軸に一致させて配置した発光管と、前記発光管の発光部から放射された光が前記凹面反射鏡で反射されてロービーム配光を形成することとなる前記光軸の前方の位置から、ハイビーム配光を形成することとなる前記光軸の後方の位置に前記発光部の位置を移動させ得るように、前記発光管を前後動可能に保持する口金と、前記発光管の下半部を取り囲む位置に配置されていて、前記発光管の発光部が前記光軸の後方の位置にあるときに該発光部から下方に放射された光をロービーム配光が形成されるように前記凹面反射鏡の方向に反射させる三次元曲面を含む光線反射体と、を備えたことを特徴とする自動車用放電ランプ。
【請求項２】
前記三次元曲面を含む光線反射体は、発光管の外側に該発光管の中心軸と同軸的に設置したガラスシリンダーに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用放電ランプ。
【請求項３】
ガラスシリンダーの一部を三次元曲面に成形加工し、該三次元曲面の部分に光線反射体を付着させることにより、三次元曲面を含む光線反射体を形成したことを特徴とする請求項２に記載の自動車用放電ランプ。
【請求項４】
前記三次元曲面の部分に付着させる光線反射体が金属蒸着膜である請求項３に記載の自動車用放電ランプ。
【請求項５】
前記三次元曲面の部分に付着させる光線反射体が金属板である請求項３に記載の自動車用放電ランプ。
【請求項６】
前記三次元曲面を含む光線反射体は金属板で形成されており、発光管の外側に該発光管の中心軸と同軸的に配置したガラスシリンダーの内部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用放電ランプ。
【請求項７】
前記三次元曲面を含む光線反射体は金属板又は耐熱性樹脂で形成されており、外部に露出した状態で前記口金に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用放電ランプ。
【請求項８】
前記発光管はシール部に固定される外管なしで前記口金に保持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の自動車用放電ランプ。

【図１Ａ】