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JPH0817044B2 - 車輌用前照灯 - Google Patents

車輌用前照灯

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Publication number
JPH0817044B2
JPH0817044B2 JP1338384A JP33838489A JPH0817044B2 JP H0817044 B2 JPH0817044 B2 JP H0817044B2 JP 1338384 A JP1338384 A JP 1338384A JP 33838489 A JP33838489 A JP 33838489A JP H0817044 B2 JPH0817044 B2 JP H0817044B2
Authority
JP
Japan
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lens
condenser lens
light
lamp
lamp body
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP1338384A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03203112A (ja
Inventor
勝 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koito Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koito Manufacturing Co Ltd filed Critical Koito Manufacturing Co Ltd
Priority to JP1338384A priority Critical patent/JPH0817044B2/ja
Priority to US07/580,746 priority patent/US5021930A/en
Priority to FR9011749A priority patent/FR2656675B1/fr
Priority to DE4032011A priority patent/DE4032011C2/de
Priority to IT48398A priority patent/IT1242102B/it
Priority to GB9026273A priority patent/GB2239511B/en
Publication of JPH03203112A publication Critical patent/JPH03203112A/ja
Publication of JPH0817044B2 publication Critical patent/JPH0817044B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/0029—Spatial arrangement
    • B60Q1/0041—Spatial arrangement of several lamps in relation to each other
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車輌用前照灯に用いられる集光レンズの色収
差を無くす構造に関する。
〔従来技術〕
車輌用前照灯は、光源からの光を略平行光にして自動
車前方を照らす働きをするが、構造上、光源からの光を
放物面反射鏡によって略平行光にするタイプと、光源か
らの光を楕円反射鏡及び集光レンズにより略平行光にす
るタイプとがある。後者のタイプに用いられる集光レン
ズは、集光レンズの光軸から遠く離れた位置へ入射する
光は屈折率が大きくなるので色収差を生じやすい。この
色収差は、光源からの光の中に存在する種々の波長の光
（種々の色の光）の屈折率がそれぞれ微妙に異なり、従
って各色の光に対し集光レンズの焦点距離が微妙に異な
ってくるために生じる現象である。
この色収差を消すために、従来は光を拡散するための
加工を施したシェード（マスク）を焦点位置近傍に配置
するもの（特開昭53-23180）や光の屈折や拡散を行なう
部材を集光レンズに直接貼付る（特開昭60-62001）等の
種々のものが存在する。
〔発明の解決しようとする課題〕
しかしながら前記従来の技術においては、色収差を消
すために光の拡散や屈折を行なうためのシェード（マス
ク）や部材を設けねばならず、これらのシェード（マス
ク）等の加工を行なったり、光の透過率の減少を補うた
め大きな出力を有する光源を用いなければならなかっ
た。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたもので、配光パ
ターンに不要な光を遮光シェードに特別な加工を施すこ
となく、透過率の減少なしに色収差を消すことのできる
車輌用前照灯を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は以上の目的を達成するためになされたもの
で、楕円反射鏡と、該楕円反射鏡の第１焦点に配置され
た光源と、第２焦点に焦点を概略合わせた集光レンズ
と、集光レンズの前方に設けられたアウターレンズと、
を有する車輌用前照灯において、前記アウターレンズ
を、集光レンズによって生じる色収差相殺用の所定曲率
の折れ曲がり部を集光レンズの光軸に対応する位置に形
成した前方に凸なる縦断面く字型に形成するようにした
ものである。
〔作用〕
本発明は以上のようにアウターレンズの折れ曲がり部
に集光レンズと色収差の相殺を行なう働きをさせること
により、従来のようにシェード等に加工を施す必要がな
い。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図〜第17図は、車輌用灯具の一例を示す４灯式コ
ンビネーションヘッドランプであり、車輌の左側（運転
席から見て左側）に取付けられるものを示す。第１図は
正面図、第２図は平面図、第３図は底面図、第４図は側
面図（車輌中央側）、第５図は背面図、第６図は第１図
の水平断面（A-A断面）図、第７図は第１図のD-D断面
図、第８図は第１図のB-B断面図、第９図は第１図のC-C
断面図、第10図は第１図のG-G断面図、第11図は第１図
のE-E断面図、第12図は第１図のF-F断面図、第13図は第
１図のR-R断面図、第14図は第１図のT-T断面図、第15図
は第１図のM-M断面図、第16図は第１図のN-N断面図、第
17図は第１図のQ-Q断面図である。
車体２に対して取付けられるランプボディ４の内部に
は、ハイビームランプ６とロービームランプ８の２つが
設けられている（第６図参照）。両ランプ6,8は、各々
のランプバルブ10,12から発せられる光を反射するリフ
レクター14,16を有する。リフレクター14,16はランプボ
ディ４に対しエイミング機構18,20を介して取付けられ
ており、所定の微小角度を回動して姿勢を変えられるよ
うになっている。反射された光は、インナーレンズ22或
いは集光レンズ24を介して、前方へ所定の配光或いは範
囲を伴って投射される。ロービームランプ８は、各国の
配光規格を満足する配光パターンに不要な光をシェード
17により遮光し、残った光が集光レンズ24を透過してい
く。集光レンズ24は、リフレクター16である楕円反射鏡
に対し、ホルダー26を介して一体的に取付けられてい
る。集光レンズ24の前方には、集光レンズ24の熱から側
方部分を守るためのプロテクター28が設けられ、このプ
ロテクター28は前記インナーレンズ22に取付けられてい
る。インナーレンズ22はハイビームランプ６の前方のみ
ならず、コンビネーションヘッドランプの側端部に存在
するクリアランスランプ30の前方にも存在する（第13図
参照）。これらのインナーレンズ22及び集光レンズ24の
前方にはアウターレンズ32が設けられ、車体の外表面の
曲面に連続しており、デザインされた車の全体の曲面の
一部を構成している。
以下、各部分について詳しく説明する。
（リフレクター） ハイビームランプ６にはリフレクター14として放物面
反射鏡が用いられ（第11図）、ロービームランプ８には
リフレクター16として楕円反射鏡が用いられている（第
８図）。各々のリフレクター14,16の中央には、各々の
ランプバルブ10,12を挿着するためのバルブ挿着孔34,3
4′が開けられている。また、リフレクター16の前方に
はシェード17が設けられ、ランプバルブ12からの光の一
部を遮光しカットラインが形成された所定の配光を得る
ようになっている。各々のリフレクター14,16はランプ
ボディ４に対し、エイミング機構18,20を介して、取付
けられている。それぞれのエイミング機構18,20（第７
図、第９図、第10図、第12図）は、リフレクター14,16
を全ての方向に回動可能に支持する１つの支点部36,3
6′と、リフレクター14,16を支持する２本の調整支持部
38,38′とからなり、３点でリフレクター14,16を支持す
るようになっている。支点部36,36′（第７図、第12
図）は、ランプボディ４側に設けられた棒状のピポット
40,40′の先端に形成された球部42,42′と、この球部4
2,42′を包むように保持しリフレクター14,16側に取付
けられるピボット受44,44′とからなる。この支点部36,
36′は、リフレクター14,16が姿勢を変えるときの、言
わば支点となる。調整支持部38,38′（第９図、第10
図）は、ランプボディ４を貫通し回動自在に設けられる
アジャスティングスクリュー46,46′と、このアジャス
ティングスクリュー46,46′の先端に螺合しリフレクタ
ー14,16側に固定されるセルフロッキングナット48,48′
とからなる。アジャスティングスクリュー46,46′は一
体に形成してあるフランジ50,50′がランプボディ４の
裏側に接し、一体に形成された溝52,52′に圧入された
ファスナ54,54′がランプボディ４の内側に接して、ラ
ンプボディ４を挟み込んでいる。これにより、アジャス
ティングスクリュー46,46′は回転してもランプボディ
４に対し軸方向には移動しない。セルフロッキングナッ
ト48,48′は、リフレクター14,16側に設けられており、
螺合するアジャスティングスクリュー46,46′の先端は
前記回転によりセルフロッキングナット48,48′を軸方
向に移動させることができる。２本存在するアジャステ
ィングスクリュー46,46′を別々に動かすことによりリ
フレクター14,16は水平面内の姿勢、及び車体左右方向
に想定される軸回りにおける姿勢を変えることができ
る。このように姿勢を変えることで、投射する光の狙い
を微調整することができる。
（ランプバルブ） 前記リフレクター14,16のバルブ挿着孔34,34′に対し
後方からそれぞれランプバルブ10,12が挿着される（第
６図、第８図、第11図）。ランプバルブの挿着にはセッ
トスプリング56,56′が設けられる。即ち、前記バルブ
挿着孔34,34′の縁部に対し、一端が回動可能に設けら
れたセットスプリング56,56′の他端を指先で押し撓
め、バルブ挿着孔の他方の縁に形成された係止部に、前
記セットスプリング56,56′を係止させる。これによ
り、セットスプリング56,56′の中央部がランプバルブ1
0,12のフランジ58,58′を後方から押圧し、バルブ挿着
孔34,34′の縁部へ押し付けて、ランプバルブ10,12の固
定を行なうようになっている。ランプバルブ10,12のフ
ランジ58,58′の後方には口金60,60′が設けられ、この
口金60,60′に設けられた端子62,62′から電力が供給さ
れ、前記ランプバルブ10,12内のフィラメントが発光す
るようになっている。
（インナーレンズ） インナーレンズ22は前記ハイビームランプ６（第６
図、第11図）及びクリアランスランプ30（第13図）に対
して、各々のリフレクター14,16の開口部側に設けられ
ている。このインナーレンズ22は透光性ポリカーボ樹脂
により一体的に成形されており、第６図に示されるよう
に、ロービームランプ８に対応した部分には前記プロテ
クター28を取付けるための孔64が開口されている。また
ハイビームランプ６側のインナーレンズ22の外周縁には
フード66と呼ばれる化粧枠が一体的に形成されており、
このフードの部分にはグレー色の遮光塗装68がなされて
いる。このようにインナーレンズ22とフード66を一体的
に成形することで部品点数を少なくし、従って組付工程
を削減することが可能となる。また仮りにインナーレン
ズ22とフード66とを別部材により形成した場合に比べ、
ヘッドランプの外から見た場合に、フード66とインナー
レンズ22の間に隙間が形成されることがなく見栄えを良
くできる。さらに、インナーレンズとフードとの間にこ
の隙間がないことにより、リフレクター14とインナーレ
ンズ22との間に存在するエイミングのための余裕隙間70
が、ヘッドランプ外部から見えることがなく、見栄えを
より良くすることができる。さらにインナーレンズとフ
ードとの間に隙間がないことから、隙間より光が漏れる
ことを防止できる。
またインナーレンズ22の上部には、曇り防止窓として
の空気孔72が形成され（第１図、第10図）、この空気孔
72を通ってインナーレンズ22とアウターレンズ32の間に
閉じ込められた空気がランプボディ４内の空間へ流通で
きる。この流通により、空気の対流を起こさせ、インナ
ーレンズ22やアウターレンズ32内部の曇りを防止するこ
とができる。またインナーレンズ22内外の温度差を小さ
くすることができ、インナーレンズ22の熱変形も防止で
きる。
インナーレンズ22のランプボディ４への取付けは、第
16図に示すように、インナーレンズ22がアウターレンズ
32に対しねじ80止めされ、また、第14図に示すように、
ランプボディ４に対し形成されたインナーレンズ22のた
めのシール溝74に対し、インナーレンズ22の端部に設け
られたシール脚76がシール剤78を介して係合することに
より行なわれる。それと同時にアウターレンズ32の端部
に形成されたシール脚82もランプボディに形成されたシ
ール溝84に対しシール剤86を介して係合することによ
り、行なわれる。このように、ねじ80によりインナーレ
ンズ22をアウターレンズ32に対し予め一体化しておくこ
とにより、組付時の作業性をよくすることができる。
（プロテクター） インナーレンズ22の中央に設けられた孔64（第６図参
照）に対してプロテクター28が嵌め込まれ、内側からね
じ88により取付けられる。このプロテクター28は集光レ
ンズとランプボディやアウターレンズとの空間を覆い、
集光レンズ24の熱から周囲を守るためのものであり、ア
ルミダイカスト製である。アルミ製とすることにより、
集光レンズ、プロテクター、アウターレンズに囲まれた
空間内の熱をプロテクターによりこの空間の外側に放出
し、空間内の温度を下げ、プロテクター28自体やアウタ
ーレンズ32が熱変形を起こすことを防止できる。尚、ア
ルミ製ではなく他の金属製とすることも可能で金属プレ
ートを円筒形状に丸めたものでもよい。このプロテクタ
ー28は略円錐状の上下部分を斜めにカットした形状をし
ており、内側端部には、ロービームランプ８のエイミン
グが行なわれ得るように、集光レンズ24との間に隙間90
が形成されている。この余裕隙間90を通って、アウター
レンズ32と集光レンズ24との間に存在する空気はランプ
ボディ４内の空間へ流通することができる。
（ホルダー） ロービームランプ８側のリフレクター16である楕円反
射鏡の前方縁には、ねじ92によりホルダー26が取付けら
れている。このホルダー26は、アルミダイカスト製であ
り、集光レンズ24を取付けるためのものである。ホルダ
ー26は全体が概略筒型をしており、ホルダー26の前縁に
はレンズフィッティングと呼ばれる取付金具94がねじ96
により取付けられている。取付金具94の先端は断面略Ｌ
字型に屈曲しており、この先端が、集光レンズ24の外周
囲に形成されているフランジ部98の前面を押えるように
ようになっている。このようにしてリフレクター16、シ
ェード17、ホルダー26、取付金具94、及び集光レンズ24
は一体的となる。
（アウターレンズ） アウターレンズ32は前記インナーレンズ22及び集光レ
ンズ24の前方を覆う一枚ものの部材で、透明なポリカー
ボ樹脂により成形される。このアウターレンズ32の前面
部分の縦断面形状（第７図〜第10図）は、連続した曲率
半径を有さず、上下方向中央付近が折れ曲がり、小さな
曲率半径を有している。この折れ曲がり部100は前記集
光レンズ24に対応する位置に設けられている（第８
図）。この折れ曲がり部100は、その折れ曲がった形状
によってレンズの働きをし、集光レンズ24が持っている
色収差を相殺することができるようになっている。この
色収差は集光レンズ24が球面を有するために生ずるもの
であり、ランプバルブ12からの光の中に存在する種々の
波長の光（種々の色の光）の屈折率がそれぞれ微妙に異
なり、従って各色の光に対し集光レンズ24の焦点距離が
微妙に異なってくるために生じる現象である。具体的に
は、本来白色であるはずの光が青く色づく現象となる。
この現象に対し、本実施例のように折れ曲がり部100に
レンズの働きをさせ逆の色収差を生じさせ、集光レンズ
24の色収差と相殺させて前記青色を白色に戻すことが可
能となる。
このように集光レンズの色収差とアウターレンズの色
収差を相殺させて、色収差を消す原理について、以下説
明する。
先ず、１枚のレンズの屈折率をｎ、両面の曲率半径が
r1,r2とすると、焦点距離ｆは幾何光学的に 1/f＝（ｎ−１）（1/r1−1/r2） ……（１） となる。そして波長λ1,λ２の光に対する屈折率ｎ（λ
１）,n（λ２）の差をΔｎとすれば Δｎ＝ｎ（λ１）−ｎ（λ２） ｎ＝（ｎ（λ１）＋ｎ（λ２））/2 と表される。さらに（１）式により Δf/f＝−Δn/（ｎ−１） ……（２） となる。尚、Δｆは波長λ1,λ２の光に対する焦点距離
差である。ここで −（ｎ−１）／Δｎ≡ν＞０ と定義されるνは分散率と呼ばれるが、これを用いれば
（２）式は Δｆ＝f/ν ……（３） となる。
次に、２枚のレンズを間隔δ離して配置した場合の合
成焦点距離ｆは、２枚のレンズの焦点距離をf0,f1とし
て、幾何学的に 1/f＝1/f0＋1/f1−δ/f0f1 ……（４） となる。両辺を微分して、（３）式を用いれば Δf/f2＝（１−δ/f1）/f0ν０＋（１−δ/f0）/f1ν１
……（５） となる。尚、ν0,ν１は２枚のレンズの分散率である。
色消条件はΔｆ＝０であるので、（５）式より f0ν０＋f1ν１＝（ν０＋ν１）δ ……（６） （４），（６）式を解けば、所要のｆをもつ色消しレン
ズを得る。同一種のレンズであるとすればν１＝ν０で
あり（６）式は f0＋f1＝２δ ……（７） となる。
（７）式を本実施例の集光レンズ24とアウターレンズ
32にあてはめると、集光レンズ24の焦点距離をf0、集光
レンズ24とアウターレンズ32の間隔をδとすることによ
りアウターレンズ32の焦点距離f1を得る。従ってアウタ
ーレンズ32の焦点距離を（７）式で与えられるf1とする
ことにより、集光レンズ24とアウターレンズ32の色収差
が相殺され、色収差が消えることになる。
アウターレンズ32の外周にはシール脚102が一体的に
形成され、ランプボディ４の外周に形成されたシール溝
104に対しシール剤106を介して係合することにより、ア
ウターレンズ32がランプボディ４に対し組付けられる
（第６図、第14図）。また、大きく湾曲し細くなって車
体側コーナー部に周り込む側端部において（第６図、第
13図）、前記組付が正確になされるように、アウターレ
ンズ32側にシール脚102と平行にピン108を一体的に形成
し、ランプボディ４側には前記ピン108が刺し込まれる
ピン孔を形成する。このピン孔が設けられる凸部110
は、シール溝104の外側側面に設けられる。組付けに際
してはシール脚102をシール溝104に挿入すると同時に、
ピン108をピン孔へ刺し込む。一般にシール溝104はシー
ル脚102に対し寸法的な遊びがあり、この遊びにシール
剤106が充填されるようになっている。シール剤106は、
高温で軟化しやすくシール脚102に対し直角方向には位
置決めの働きをしにくいものとなっている。このことと
合わせて、アウターレンズ32の側端部は細く湾曲してい
るので撓みやすく、車輌横方向に変位しやすいものとな
っている。このため従来はシール溝104とシール脚102に
よっては車輌横方向の位置決めが難しかったのに対し、
本実施例においてはピン108とピン孔が係合することに
より位置決めを容易にできる。また組付け後は、第２
図、第３図、第５図、及び第11図に示すようにアウター
レンズ32とランプボディ４の境目において、ヘッドラン
プ周囲で５カ所にクリップ112と呼ばれる湾曲した板状
のスプリング部材が設けられ、アウターレンズ側32の突
起114とランプボディ４側の突起116を挟み込むようにし
て両者を締め付けている（第11図）。この締め付けは、
言わばシール脚102をシール溝104の深さ方向に押し付け
るものであり、シール溝104の巾方向におけるアウター
レンズの位置を保持する働きは弱いものとなっている。
即ち、シール脚102とシール溝104との間に存在する軟ら
かいシール剤106の分だけ、ランプボディ４に対しアウ
ターレンズ32が車輌横方向にずれる可能性を有するもの
である。これに対し本実施例のようにピン108を凸部110
のピン孔に挿し込むことにより、アウターレンズ32は巾
方向にずれないものとなる。このピン108とピン孔を、
従来ずれの生じやすかったヘッドランプ側端部に設ける
ことにより、ずれ、ひいてはガタや、アウターレンズ32
とランプボディ４との間が開いてしまうことを防止でき
る。
（ランプボディ） 前記したようにランプボディ４とアウターレンズ32と
の係合は、アウターレンズ32側のシール脚102とランプ
ボディ側のシール溝104とによって行なわれる。このシ
ール溝104は、例えば第８図の断面に示すようにランプ
ボディ４の肉厚部より外側に設けられており、ランプボ
ディの外側にシール溝104の分だけ凸部を形成する。符
号122はボンネットを示す。なお、ランプボディの裏面
には第６図に示されるように灯室内外を連通する通気孔
129が形成されており、温度差によるレンズの曇り防止
をおこなっている。第８図、第11図に同様目的の連通孔
130,131が示されている。
ランプボディ４の車体への取付けは、例えばクランプ
をランプボディにねじによって取付け、このクランプ係
合する突起を車体側に設けることにより行なう。さら
に、取付けをより強固にするためにランプボディ４の中
央側端部において車輌後方に向かって突出する取付アー
ム124を一体的に形成し（第４図、第15図、第17図）、
この取付アームの先端にスプリングナット126やファス
ナー127を介し、ボルトにより車体側ブラケット128に締
め付ける。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明の車輌用前照灯によれば、
アウターレンズに集光レンズの色収差を相殺するレンズ
として作用する折り曲がり部を形成した非常に簡潔な構
成によって、集光レンズの色収差を消すことができるの
で、従来のような加工を施したシェード（マスク）等が
不要となって、灯具構成部品点数を少なくすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は第１
図の平面図、第３図は第１図の底面図、第４図は第１図
の車輌中央側の側面図、第５図は第１図の背面図、第６
図は第１図の水平断面（A-A断面）図、第７図は第１図
のD-D断面図、第８図は第１図のB-B断面図、第９図は第
１図のC-C断面図、第10図は第１図のG-G断面図、第11図
は第１図のE-E断面図、第12図は第１図のF-F断面図、第
13図は第１図のR-R断面図、第14図は第１図のT-T断面
図、第15図は第１図のM-M断面図、第16図は第１図のN-N
断面図、第17図は第１図のQ-Q断面図である。 ８……ロービームランプ、10,12……ランプバルブ、14,
16……リフレクター、24……集光レンズ、32……アウタ
ーレンズ、100……折れ曲り部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】楕円反射鏡と、該楕円反射鏡の第１焦点に
    配置された光源と、第２焦点に焦点を概略合わせた集光
    レンズと、集光レンズの前方に設けられたアウターレン
    ズと、を有する車輌用前照灯において、前記アウターレ
    ンズは、集光レンズによって生じる色収差相殺用の所定
    曲率の折れ曲がり部が集光レンズの光軸に対応する位置
    に形成された前方に凸なる縦断面く字型に形成されたこ
    とを特徴とする車輌用前照灯。
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