ФАРА ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ Российский патент 1997 года по МПК F21M3/00 

Изобретение касается фары для автомобилей, главным образом фары, которая генерирует пучок света, предназначенный для встречного движения на наземных дорогах, т.е. пучок ближнего света, или противотуманной фары. К этим фарам, кроме иных, относятся и эллиптическо-диоптрические фары с полиэллипсоидным рефлектором или рефлектором, имеющим форму вращающегося или трехосновного эллипса. В сравнении с обычными фарами эти фары обладают различными преимуществами, как, например, меньшим торцевым размером, высшей спектральной чувствительностью и хорошей равномерностью распределения света, но здесь все-таки не используется значительная часть светового пучка, которую экранирует экран.

Эти недостатки решены у фары согласно изобретению, состоящей из рефлектора вогнутой формы, источника света цилиндрической формы, экрана, экранирующего нижнюю часть рефлекторов и объектива-линзы с высокой светосилой, которая создает ограничение светового пучка проекцией темной поверхности экрана на светлом фоне рефлектора. Источник света лежит под осью рефлектора, в результате этого источник света отображается рефлектором около его горизонтали частично над экраном в фокальной плоскости линзы, если кромка экрана лежит на оси рефлектора. Верхняя часть рефлектора раскрыта более, чем нижняя часть, а источник света, имеющий форму аксиальной спирали или светящей дуги лампы, сдвинут с фокуса рефлектора к его вершине. Этим источник цвета отобразится с верхней части рефлектора и частично и с нижней части также над кромкой экрана, и граница раздела света и темноты, следовательно, формируется свободно формируемой плоскостью рефлектора. Экран служит для достижения требуемой четкости границы раздела света и темноты и для создания его соответствующей формы в соответствии с правовыми и иными требованиями. Линза - вращательно-симметричная, плоско-выпуклой формы. Ее ось параллельна или подобна оси рефлектора, а ее предметный фокус находится вблизи кромки экрана. Световой поток, концентрированный над кромкой экрана, направляется этой линзой обратно на дорогу. Этим достигается значительное повышение светоэффективности фары в результате редукции составляющей светового потока, экранируемой экраном.

Рефлектор или обычной формы, или в аксиальном сечении у вершины имеет форму эллипса, а на стороне края рефлектора имеет форму параболы с осью, параллельной оси рефлектора, а в радиальном сечении имеет форму двух полуэллипсов, которые большими осями соприкасаются на горизонтали рефлектора, причем верхний полуэллипс имеет меньший эксцентриситет, чем нижний. Для снижения уровня ослепляющей силы света фары и для подавления окраски исходящего света на верхней стороне до красного тона, а на нижней стороне до сине-фиолетового тона, возникающей дифракцией света на экране и спектральной дифракцией на линзе, апертура линзы ограничена верхним и/или нижним непрозрачным круговым сегментом.

Пример исполнения фары согласно изобретению изображен на чертежах, где на фиг. 1 фара в вертикальном сечении, на фиг.2 рефлектор в радиальном сечении А-А, на фиг.3 рефлектор в аксиальном сечении В-В, а на фиг.4 изображена линза в виде спереди.

На фиг. 1 находится пара, состоящая из рефлектора 11 вогнутой формы, источника света 21, экрана 31 и линзы 41. Ось 22 источника света 21 лежит под осью их рефлектора 11. Верхняя часть 13 рефлектора 11 раскрыта более, чем нижняя часть 14. Источник света 21 сдвинут к вершине "y" рефлектора 11, также его центр тяжести Т находится между вершиной "y" и фокусом F₁ рефлектора 11. Кромка 32 экрана 31 перпендикулярна плоскости х-y и находится вблизи предметного фокуса F₄ линзы 41. Линза 41 на стороне объекта 44 - плоскостная, а на стороне отображения 43 выпуклая и вращательно-симметричная по оси 42 линзы 41, причем эта ось 42 параллельна или подобна оси их рефлектора 11.

На фиг.2 в радиальном сечении А-А находится рефлектор 11, верхний размер Н_v которого больше, чем нижний размер Н_D
Н_v>Н_D (1)
Форма рефлектора 11 здесь составлена из двух полуэллипсов, которые большими осями соприкасаются на горизонтали z рефлектора 11, причем верхний полиэллипс с фокусом F_v имеет меньший эксцентриситет, чем нижний полуэллипс с фокусом F_D. Источник света 21 лежит под осью х рефлектора 11 так, что ось 22 источника света 21 находится под осью х рефлектора 11 на расстоянии
Δy = (0,1 - 0,5)•d,...(2) (2)
где d диаметр запасного цилиндрического тела источника света 21.

На фиг. 3 находится рефлектор 11 в аксиальном сечении В-В, его форма обычная, или на стороне 15 вершины у рефлектора 11 имеет форму эллипса, продолжающуюся в обозначенную штрихами линию, на стороне 16 края рефлектора 11 имеет форму параболы, продолжающуюся в обозначенную штрих-пунктиром линию, а осью 17 параллельной оси х рефлектора 11. На оси 17 параболы лежит ее вершина y_p, причем она проходит через фокус F₁ рефлектора 11, так что его форма непрерывная.

На фиг. 4 находится линза 41 в виде спереди р, апертура которой ограничена непрозрачная круговым сегментом 45 и/или 46, расстояние которого Н_1/2 от оси 42 линзы 41
Н_1/2 (0,2 0,5)•D (3)
где D диаметр апертуры линзы 41.

Фару, согласно изобретению, можно применять в дорожных транспортных средствах, где ее повышенная светоэффективность повышает дальность видимости, безопасную скорость автомобиля при ухудшенных условиях видимости, в результате чего повышается безопасность дорожного движения.

Использование: изобретение относится к области осветительных средств транспорта. Фара имеет источник света в форме аксиального цилиндра, ось которого лежит под осью (х) рефлектора. Кромка экрана перпендикулярна оси (х-y) и лежит вблизи предметного фокуса (F₁) линзы плоско-выпуклой формы. Рефлектор на верхней стороне раскрыт более, чем на нижней стороне. Источник света сдвинут к вершине (y) рефлектора, а ось линзы параллельна оси (х) рефлектора. Рефлектор - обычной формы или в радиальных сечениях имеет форму двух полуэллипсов, а в аксиальных сечениях - форму параболы у края и форму эллипса у вершины (у), причем ось параболы параллельна оси (х) рефлектора. Апертура линзы ограничена непрозрачными круговыми сегментами. При такой компоновке фары повышается ее светоэффективность. Находит применение в дорожных транспортных средствах. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Фара для автомобилей, содержащая рефлектор вогнутой формы, источник света цилиндрической формы, расположенный внутри рефлектора, экран, экранирующий нижнюю часть рефлектора и источник света и линзу, отображающую рефлектор, источник света и экран, отличающаяся тем, что ось источника света расположена под осью рефлектора, кромка экрана расположена перпендикулярно вертикальной плоскости сечения X Y параметра, линза выполнена в виде тела симметричной формы, а верхняя часть рефлектора, образованная кривой, выполнена раскрытой более чем нижняя часть рефлектора, при этом высота Н_П верхней части рефлектора больше, чем высота Н_Д нижней части рефлектора. 2. Фара по п. 1, отличающаяся тем, что источник света выполнен в форме цилиндра, расположенного аксиально в рефлекторе так, что его центр тяжести Т находится между фокусом F₁ и вершиной Y рефлектора. 3. Фара по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что ось линзы параллельна или подобна оси Х рефлектора. 4. Фара по пп. 1 3, отличающаяся тем, что верхняя кромка экрана расположена вблизи фокуса F₄ линзы. 5. Фара по пп. 1 4, отличающаяся тем, что линза выполнена плоско-выпуклой. 6. Фара по пп. 1 5, отличающаяся тем, что радиальные сечения рефлектора имеют форму двух полуэллипсов, соприкасающихся большими осями на горизонтали Z рефлектора, причем верхний полуэллипс имеет меньший эксцентриситет, чем нижний полуэллипс. 7. Фара по пп. 1 6, отличающаяся тем, что рефлектор в аксиальных сечениях на стороне вершины Y выполнен в форме эллипса, а на стороне края рефлектора в форме параболы с осью, пересекающей ось X рефлектора. 8. Фара по пп. 1 7, отличающаяся тем, что ось источника света находится под осью Х рефлектора на расстоянии
ΔY=(0,1÷0,5)d
где d диаметр цилиндрического тела источника света. 9. Фара по пп. 1 8, отличающаяся тем, что апертура линзы снабжена непрозрачным круговым сегментом, расстояние Н₁-Н₂ которой от оси линзы равняется
(0,2 0,5) D,
где D диаметр апертуры линзы.