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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem Horizontalantriebsmechanismus zum Ändern einer Beleuchtungsrichtung in der horizontalen Richtung und einem Vertikalantriebsmechanismus zum Ändern der Beleuchtungsrichtung in der vertikalen Richtung; ferner betrifft die Erfindung eine Technik zur Vereinfachung des Aufbaus.
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Es ist eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, die so ausgebildet ist, dass der Beleuchtungsrichtung gemäß einem Fahrzustand des Fahrzeugs geändert wird.
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Beispielsweise ändert sich die Beleuchtungsrichtung eines Fahrzeugscheinwerfers häufig stark nach oben oder nach unten in Abhängigkeit einer Veränderung der Beladung. In einem derartigen Falle ist es notwendig, rechtzeitig die Beleuchtungsrichtung durch Ändern der Beleuchtungsrichtung nach unten oder nach oben zu korrigieren. Wenn ferner das Fahrzeug auf einer kurvigen Straße fährt oder an einer Kreuzung abbiegt, ist es vorteilhaft, dass die Beleuchtungsrichtung seitlich so geändert werden kann, um eine Straßenoberfläche rasch auszuleuchten, die in Fahrtrichtung des Fahrzeuges liegt.
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JP-A-2003-260980 offenbart einen Scheinwerfer, der so ausgebildet, dass eine fixierte Leuchte und eine Schwenkleuchte an einem Bügel gehalten sind, der in Bezug auf einen Leuchtenkörper schwenkbar ist, dass die Schwenkleuchte horizontal in Bezug auf den Haltebügel schwenkbar ist und dass der Scheinwerfer einen Aktuator für das horizontale Schwenken der Schwenkleuchte in Bezug auf den Haltebügel aufweist und ferner auch einen Nivellieraktuator besitzt, um den Bügel in Bezug auf den Leuchtenkörper vertikal zu schwenken.
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Ein derartiger Scheinwerfer kann die Schwenkleuchte horizontal verfahren und damit horizontal die Beleuchtungsrichtung der Schwenkleuchte durch Ansteuern des Aktuators verändern. Ferner kann ein derartiger Scheinwerfer die Schwenkleuchte vertikal verfahren und damit die Beleuchtungsrichtung der Schwenkleuchte durch Ansteuern des Nivellieraktuators vertikal ändern.
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Der Scheinwerfer der
JP-A-2003-260980 kann zeitgerecht die Beleuchtungsrichtung horizontal und vertikal gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeuges ändern.
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Für den Scheinwerfer der
JP-A-2003-260980 sind jedoch separate Aktuatoren für die horizontale Anpassung der Beleuchtungsrichtung und für die vertikale Anpassung der Beleuchtungsrichtung erforderlich.
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Es ist daher erforderlich, zwei Aktuatoren an dem Leuchtengehäuse oder dergleichen einzeln anzubringen. Somit sind die entsprechenden Mann-Stunden für die Herstellung des Scheinwerfers hoch. Ferner sind auch Montageteile und Elemente (etwa Montageschrauben) für das Montieren der Aktuatoren erforderlich. Dies führt zu erhöhten Kosten für den Scheinwerfer.
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Des weiteren ist es erforderlich, entsprechende Montagestrukturen an zwei Stellen vorzusehen, um jeweils den Aktuator daran zu befestigen. Dies verursacht ebenso erhöhte Kosten.
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Des weiteren sollten die beiden Aktuatoren separat angeordnet sein. Des weiteren sind Freiräume für die Bewegung vorzusehen, in denen bewegbare Elemente zum Ändern der Beleuchtungsrichtung, beispielsweise eines Reflektors und eines Haltebügels, sich bewegen. Somit wird eine Größenreduzierung der Leuchte verhindert. Daher ist ein entsprechender Raumbedarf an der Seite des Fahrzeuges erforderlich. Daraus ergeben sich Nachteile hinsichtlich der Anordnung und der Raumaufteilung.
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Aus der
US2003/0169587 A1 ist ein Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug bekannt, umfassend eine Leuchteneinheit, wobei die Beleuchtungsrichtung der Leuchteneinheit gemäß eines Standes des Fahrzeugs geändert werden kann. Zu diesem Zweck sind ein Horizontalantriebsmechanismus und ein Vertikalantriebsmechanismus vorgesehen, wobei eine der Antriebsvorrichtungen innerhalb des Leuchtenkörpers angeordnet ist, wohingegen die andere Antriebsvorrichtung außerhalb der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist. Hierbei ist einer der Antriebsmechanismen, zwischen einer oberen und einer unteren Platte einer Klammer angeordnet, die innerhalb der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist.
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Überblick über die Erfindung
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Folglich ist eine Aufgabe der Erfindung, das Problem zu lösen, eine Beleuchtungsvorrichtung vorzusehen, die in einem Fahrzeug montierbar ist, in dem lediglich ein kleiner Montagebereich erforderlich, und wobei lediglich eine geringe Anzahl von Komponenten und Mann-Stunden für die Fertigung erforderlich sind.
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Um dieses Problem zu lösen, umfasst gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug: einen Leuchtenkörper, umfassend eine Leuchteneinheit, wobei eine Beleuchtungsrichtung der Leuchteneinheit gemäß einem Fahrzustand des Fahrzeugs geändert wird; wobei die Leuchteneinheit horizontal schwenkbar mittels einer Klammer befestigt ist; einen Horizontalantriebsmechanismus zum horizontalen Ändern der Beleuchtungsrichtung; und einen Vertikalantriebsmechanismus zum vertikalen Ändern der Beleuchtungsrichtung, wobei der Horizontalantriebsmechanismus und der Vertikalantriebsmechanismus als Einheit ausgebildet sind, und in einem einzelnen Gehäuse vorgesehen sind, wobei das Gehäuse innerhalb des Leuchtenkörpers angeordnet ist, und an der unteren Fläche eines unteren Halteteils der Klammer fixiert ist.
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Da in der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung der Horizontalantriebsmechanismus und der Vertikalantriebsmechanismus integriert, d. h. als gemeinsame Einheit, ausgeführt sind, ist der Betrag an Mann-Stunden für die Herstellung gering. Ferner ist auch die Anzahl der Montagekomponenten gering. Da ferner der Antriebsmechanismus in dem Leuchtenkörper an einem einzelnen Bereich montiert werden kann, kann der Aufbau des Leuchtenkörpers, der Leuchteneinheit oder eines Haltebügels vereinfacht werden. Somit können auch die Herstellungskosten dieser Elemente reduziert werden.
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In der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Leuchtenkörper: eine Leuchteneinheit, deren Beleuchtungsrichtung gemäß einem Fahrzustand eines Fahrzeuges geändert wird, einen Horizontalantriebsmechanismus zum horizontalen Ändern der Beleuchtungsrichtung und einen Vertikalantriebsmechanismus zum vertikalen Ändern der Beleuchtungsrichtung, wobei der Horizontalantriebsmechanismus und der Vertikalantriebsmechanismus miteinander in integraler Weise bzw. als Einheit aufgebaut sind.
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Da in einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung der Horizontalantriebsmechanismus und der Vertikalantriebsmechanismus miteinander in integraler Weise aufgebaut sind, sind daher die Mann-Stunden für die Herstellung gering. Ferner ist auch die Anzahl der Montagekomponenten klein. Da ferner der Antriebsmechanismus in dem Leuchtenkörper lediglich an einem einzelnen Bereich montiert werden kann, ist der Aufbau des Leuchtenkörpers, der Leuchteneinheit oder eines Montagebügels bzw. einer Klammer einfacher. Somit können die Herstellungskosten für diese Elemente verringert werden.
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Ferner sind gemäß der Ausführungsform der Erfindung der Horizontalantriebsmechanismus und der Vertikalantriebsmechanismus in einem einzelnen Gehäuse vorgesehen. Somit können die Mann-Stunden, die zum Zusammenbauen der Antriebsmechanismen erforderlich sind, verringert werden, wodurch die Herstellungskosten verringert werden.
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Ferner sind gemäß der Ausführungsform der Erfindung der Horizontalantriebsmechanismus und der Vertikalantriebsmechanismus schwenkbar in Bezug auf den Leuchtenkörper befestigt. D. h., der Antriebsmechanismus ragt nicht in Richtung der Rückseite des Leuchtenkörpers hervor. Somit kann die Tiefe der Leuchte verringert werden.
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Ferner kann das Montieren der Leuchteneinheit von der Vorderseite aus durchgeführt werden. Somit ergibt sich eine bessere Montierbarkeit. Dies trägt wiederum zu verringerten Kosten bei.
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Ferner ist gemäß der Ausführung der Erfindung die Zufuhr elektrischer Leistung und/oder eines Steuersignals zu dem Horizontalantriebsmechanismus und dem Vertikalantriebsmechanismus mittels eines einzelnen Steckers zu bewerkstelligen. Somit kann die Anzahl der Komponenten (beispielsweise eines Steckers) verringert werden. Ferner ist auch die Verdrahtung der Leuchte vereinfacht.
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Ferner sind gemäß der Ausführungsform der Erfindung die Schaltungen zum Ansteuern des Horizontalantriebsmechanismus und des Vertikalantriebsmechanismus auf der gleichen Platine angeordnet. Somit kann der Antriebsmechanismus miniaturisiert werden. Ferner können eine Versorgungsschaltung und Steuerungskomponenten von den beiden Antriebsmechanismen gemeinsam benutzt werden. Somit kann eine Verringerung der Anzahl der Komponenten verwirklicht werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Querschnittsansicht in Längsrichtung, die eine erste Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt.
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2 ist eine perspektivische Aufrissansicht, die einen wesentlichen Teil der ersten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
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3 ist eine perspektivische, teilweise ausgeschnittene Ansicht, die den Antriebsmechanismus der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung darstellt.
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4 ist eine Vorderansicht, die einen Schnitt entlang eine Linie IV-IV aus 3 zeigt.
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5 ist eine Blockansicht, die den Antriebsmechanismus der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung zeigt.
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6 ist eine schematische perspektivische Aufrissansicht eines wesentlichen Teils, wobei eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung gezeigt ist.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Es werden nun mit Bezugnahme zu den Zeichnungen Beleuchtungsvorrichtungen als Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung, die auf einen Fahrzeugscheinwerfer angewendet ist.
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Wie aus 1 zu entnehmen ist, weist ein Fahrzeugscheinwerfer 10 einen Leuchtenkörper 20 auf, der einen nach vorne geöffneten konkaven Bereich besitzt. Eine Leuchtenkammer 40 ist dadurch gebildet, dass die Frontöffnung des Leuchtenkörpers 20 mit einer transparenten Abdeckung 30 abgedeckt ist.
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Wie aus den 1 und 2 erkennbar ist, ist ein Bügel bzw. eine Klammer 50, die in Bezug auf den Leuchtenkörper 20 schwenkbar angebracht ist, in der Leuchtenkammer 40 angeordnet. Eine Leuchteneinheit 60 ist horizontal schwenkbar mittels der Klammer 50 befestigt. Die Klammer 50 besitzt zwei obere Punkte, die horizontal voneinander beabstandet sind, und die durch Drehstützpunktbereiche 70, 70 gehalten werden, und besitzt ferner einen unteren Teil, der von einem biaxialen Aktuator (der später beschrieben ist) gehalten wird.
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Der Drehstützpunktbereich 70 umfasst einen Justierschaft 71, der drehbar an einer hinteren Oberflächenwand 21 des Leuchtenkörpers 20 gehalten wird, und besitzt ein Mutter- bzw. Schraubelement 72, das von der Klammer 50 gehalten wird. Der Justierschaft 71 ist so aufgebaut, dass dieser einen Kopfbereich 71b an dem hinteren Ende eines Gewindeschaftbereichs 71a so ausgebildet aufweist, dass diese integral zueinander sind bzw. als Einheit ausgebildet sind. Der Justierschaft 71 kann durch Vorstellen des Kopfbereichs 71b an der hinteren Seite der hinteren Oberflächenwand 21 des Leuchtenkörpers 20 und durch anschließendes Bedienen des Kopfbereichs 71b gedreht werden. Das Mutterelement 72 wird in einem Zustand gehalten, in welchem das Mutterelement 72 geringfügig in Bezug auf die Klammer 50 schwenkbar ist. Der mit Gewinde versehene Schaftbereich 71a des Justierschafts 71 wird in das Mutterelement 72 eingeschraubt. Wenn daher der Justierschaft 71 gedreht wird, wird der mit Gewinde versehene Schaftbereich 71a in oder aus dem Mutterelement 73 gemäß einer entsprechenden Drehrichtung geschraubt. Somit wird der Abstand zwischen dem Bereich der Klammer 50, der das Mutterelement 72 hält, und der hinteren Oberflächenwand 21 des Leuchtenkörpers 20 geändert. Des weiteren ist der Drehstützpunktbereich 70 so gestaltet, um damit das Einstellen des Abstands zwischen der Klammer 50 und der hinteren Oberflächenwand 21 des Leuchtenkörpers 20 zu ermöglichen. Der Drehstützpunktbereich 70 kann jedoch so gestaltet sein, dass damit der Abstand nicht einstellbar ist.
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Eine große nahezu rechteckige Öffnung 51 ist in der Klammer 50 ausgebildet. Halteteile 52 und 53 ragen sowohl aus dem oberen und dem unteren Rand der Öffnung 51 hervor. Ferner ist ein in axialer Richtung wirkender Haltebereich 52a an dem vorderen Ende des oberen Halteteils 52 ausgebildet. In dem vorderen Endbereich des unteren Halteteils 53 ist ein Durchgangsloch 53a ausgebildet. Ferner ragen Montierauflagen 53b, 53b aus der unteren Fläche des unteren Halteteils 53 hervor.
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Die Leuchteneinheit 60 umfasst einen Reflektor 61, einen Lichtquellenkolben 62, der von dem Reflektor 61 gehalten wird, eine Projektionslinse 63, die so vorgesehen ist, dass diese den vorderen Teil des Reflektors 61 bedeckt, und ein Abschirmelement 64, um den oberen Rand eines Beleuchtungsmusters (eines Lichtverteilungsmusters) zu begrenzen. Der Reflektor 61 besitzt eine reflektierende Oberfläche 61a, die eine lichtbündelnde Eigenschaft aufweist. Die Projektionslinse 63, die eine konvexe Linse ist, wird an dem Endbereich eines nahezu zylindrischen Montagerahmens 65 gehalten, der an dem vorderen Endbereich des Reflektors 61 fixiert ist.
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Licht, das von dem Lichtquellenkolben 62 abgegeben und von der reflektierenden Oberfläche 61a reflektiert wird, wird in die Nähe eines oberen Randes 64a des Abschirmelements 64 gebündelt. Ferner liegt ein Brennpunkt der Projektionslinse 63 in der Nähe des oberen Randes 64a des Abschirmelements 64. Daher wird ein Strahl, dessen oberer Rand seines Lichtverteilungsmusters durch den oberen Rand 64a des Abschirmelements 64 begrenzt ist, mittels der Projektionslinse 63 nach vorne geworfen.
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Ein Stützpunktschaft 66 ragt nach oben von der oberen Fläche des hinteren Endbereichs des Montagerahmens 65 hervor, während eine Verbindungsauflage 67 von der unteren Fläche des gleichen hinteren Endbereichs nach unten hervorragt. Des weiteren ist ein konkaver Verbindungsbereich 67a (siehe 1), der nach unten geöffnet ist, an der Verbindungsauflage 67 ausgebildet. Die Mittelpunkte des konkaven Verbindungsbereichs 67a und des Stützpunktschafts 66 sind koaxial angeordnet.
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Des weiteren ist die Leuchteneinheit 60 so ausgebildet, dass der Stützpunktschaft 66 drehbar von dem axial stützenden Bereich 52a des Halteteils 52 gehalten wird, so dass die Verbindungsauflage 67 nach unten durch das Durchgangsloch 53a geführt wird. Des weiteren ragt der hintere Endbereich der Leuchteneinheit 60 nach hinten aus der Öffnung 51 der Klammer 50 hervor.
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Ein biaxialer Aktuator 80, der so ausgebildet, dass in integraler Weise der Horizontalantriebsmechanismus und der Vertikalantriebsmechanismus aufgebaut sind, wird unter dem unteren Halteteil 53 gehalten.
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Wie aus den 3 und 4 zu erkennen ist, ist der biaxiale Aktuator 80 so konfiguriert, dass der Horizontalantriebsmechanismus 90 und der Vertikalantriebsmechanismus 100 in einem einzelnen Gehäuse 81 angeordnet sind.
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Der Horizontalantriebsmechanismus 90 besitzt eine Schwenkantriebswelle 91, die aus der oberen Fläche des Gehäuses 81 hervorragt. Die Schwenkantriebswelle 91 wird in Drehung versetzt, indem diese von dem Horizontalantriebsmechanismus 90 angesteuert wird. Kontaktvorsprünge 91a, 91a, ..., die sich axial erstrecken, ragen aus der äußeren peripheren Fläche der Schwenkantriebswelle hervor. Wenn die Schwenkantriebswelle 91 in den verbindenden konkaven Bereich 67a eingepasst wird, greifen die Kontaktvorsprünge 91a, 91a, ..., in die Kontaktrillen (nicht gezeigt) ein, die in der inneren peripheren Oberfläche des konkaven Verbindungsbereiches 67a ausgebildet sind, um damit einen Schlupf in der Drehrichtung zwischen der Schwenkantriebswelle 91 und dem konkaven Verbindungsbereich 67a zu verhindern.
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Ein Sektorzahnrad 92 ist an dem Basisendbereich der Schwenkantriebswelle 91 ausgebildet, die in dem Gehäuse 81 so angeordnet ist, dass diese als eine Einheit erscheinen. Das Sektorzahnrad 92 steht mit einem Antriebs-DC-Motor 93, der in dem Gehäuse angeordnet ist, mittels eines kooperierenden Getriebezugs 94 in Verbindung. Daher bewirkt ein Anlaufen des Motors 93, dass die Schwenkantriebswelle 91 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gemäß der Drehrichtung des Motors 93 in Drehung versetzt wird.
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Der Vertikalantriebsmechanismus 100 besitzt eine Nivellierantriebswelle 101, die in Bezug auf das Gehäuse 81 frei nach vorne und nach hinten gleiten kann. Die Nivellierantriebswelle 101 besitzt ein kugelförmiges Element 101a am hinteren Ende. Ein vorderer Teil der Nivellierantriebswelle 101, der vor dem kugelförmigen Element 101a angeordnet ist, besteht aus einem Wellenbereich 101b mit Gewinde und einem Gleitbereich 101c, der zwischen dem Wellenbereich 101c mit Gewinde und dem kugelförmigen Element 101a angeordnet ist. Gleitstifte 101d, 101d, die als Arretierung dienen, sind an dem Gleitbereich 101c so vorgesehen, dass diese davon abstehen. Ferner verlaufen das kugelförmige Element 101a und ein Teil des Gleitbereichs 101c der Nivellierantriebswelle nach hinten von der Innenseite des Gehäuses 81 aus durch ein Durchgangsloch 81b, das an einer hinteren Oberflächenwand 81a eines Seitenbereichs des Gehäuses 81 gebildet ist. Die Gleitstifte 101d, 101d werden gleitend von den Gleitrillen 81c, 81c, die in der hinteren Oberflächenwand 81a gebildet sind, geführt.
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Eine Büchse 102 mit einer inneren Randfläche 102a, in der eine Schraubenaufnahme ausgebildet ist, ist drehbar in dem Gehäuse 81 vorgesehen. Ein Radbereich 102b ist an der äußeren peripheren Fläche der Büchse 102 so ausgebildet, dass diese als Einheit ausgebildet sind. Ferner ist der Wellenbereich 101b mit Gewinde der Nivellierantriebswelle 101 in die Schraubenwelle, die in der inneren peripheren Oberfläche 102a der Büchse 102 ausgebildet ist, eingeschraubt.
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Ein Verbindungsgetriebe 103, das aus einem Schneckenbereich 103a und einem Stirnrad 103b aufgebaut ist, die wiederum koaxial und als Einheit aufgebaut sind, ist drehbar in dem Gehäuse 81 angeordnet. Der Schneckenbereich 103a ist mit dem Radbereich 102b der Büchse 102 im Eingriff.
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Ferner ist ein Nivellier-DC-Motor 104 in dem Gehäuse 81 angeordnet. Ein Ritzel 105, das an einer drehenden Welle 104a des Motors 104 angebracht ist, ist mit dem Stirnradbereich 103b im Eingriff.
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Wenn daher der Motor 104 läuft, wird das Verbindungsgetriebe 103 über die Drehwelle 104a und das Ritzel 105 in Drehung versetzt. Ferner wird die Büchse 102, die mit dem Schneckenbereich 103a des Verbindungsgetriebes 103 und mit dem Radbereich 102b im Eingriff ist, in Drehung versetzt. Wenn die Büchse 102 gedreht wird, wird der Wellenbereich 101b mit Gewinde durch eine Schraubenrille, die in der inneren peripheren Oberfläche 102a der Büchse 102 ausgebildet ist, weiterbewegt, da die Gleitstifte 101d, 101d mit den Gleitrillen 81c des Gehäuses 81 im Eingriff sind, um damit die Nivellierantriebswelle 101 nicht drehbar zu machen. Folglich gleitet die Nivellierantriebswelle 101 entsprechend der Drehrichtung des Motors 104 nach vorne oder nach hinten.
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Montierteile 82, 82 sind in dem Gehäuse 81 des biaxialen Aktuators 80 so vorgesehen, dass diese sich davon erstrecken. Montierschrauben 83, 83, die durch Schraubenaufnahmelöcher 82a, 82a von unten durchgeführt sind, sind in die Montageauflagen 53b, 53b, die an dem unteren Halteteil 53 der Klammer 50 ausgebildet sind, eingeschraubt. Daher ist der biaxiale Aktuator 80 an der unteren Fläche des unteren Halteteils 53 fixiert.
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Wenn der biaxiale Aktuator 80 an der unteren Fläche des unteren Halteteils 53 der Klammer 50 in der zuvor beschriebenen Weise fixiert wird, ist die Schwenkantriebswelle 91 des Horizontalantriebsmechanismus 90 mit dem konkaven Verbindungsbereich 67a der Leuchteneinheit 60 so verbunden, dass diese darin eingepasst ist. Ferner steht die Nivellierantriebswelle 101 des Vertikalantriebsmechanismus 100 nach hinten hervor. Des weiteren ist das kugelförmige Element 101a, das an dem hinteren Ende der Nivellierantriebswelle 101 vorgesehen ist, in einen konkaven Aufnahmebereich (nicht gezeigt) eingepasst, der in einem konkaven Aufnahmebereich (nicht gezeigt) ausgebildet ist, der wiederum in einem kugelförmigen Aufnahmeelement 22 ausgebildet ist, das an der hinteren Oberflächenwand 21 des Leuchtenkörpers 20 befestigt ist. Folglich ist das hintere Ende der Nivellierantriebswelle 101 mit dem Leuchtenkörper 20 so verbunden, dass die Nivellierantriebswelle 101 in freier Weise schwenkbar ist.
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An einem vorderen Oberflächenbereich des Gehäuses 81 ist ein Stecker 84 vorgesehen, so dass elektrische Leistung und Signale von außen durch den Stecker 84 einer Schaltungsplatine zugeführt werden, die in dem Gehäuse 81 angeordnet ist.
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Als Lichtquellenkolben 62 der Leuchteneinheit 60 wird ein Entladungskolben verwendet. Daher ist eine Zünd- bzw. Ansteuerschaltungseinheit 110 für das Einschalten des Entladungskolbens in einem unteren Bereich des Leuchtenkörpers 20 vorgesehen. Eine Kolbenfassung 112 ist mit einem Ende eines Kabels 111 verbunden, das sich von der Ansteuerschaltungseinheit 110 erstreckt. Die Kolbenfassung 112 ist mit dem Lichtquellenkolben 62 verbunden. Daher wird eine Zündspannung, die von der in der Ansteuerschaltungseinheit 110 vorgesehenen Zündschaltung erzeugt wird, dem Lichtquellenkolben 62 über die Kolbenfassung 112 zugeführt. Folglich wird der Lichtquellenkolben 62 eingeschaltet.
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Als nächstes wird das Schwenken der Beleuchtungsrichtung der Leuchteneinheit 20 in der horizontalen Richtung und der vertikalen Richtung beschrieben.
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Wenn der Schwenk-DC-Motor 93 sich in einer vorbestimmten Richtung in Reaktion auf beispielsweise einen Lenkvorgang dreht, wird die Schwenkantriebswelle 91 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gemäß der Drehrichtung des Motors 93 in Drehung versetzt. Diese Drehung der Schwenkantriebswelle 91 bewirkt, dass die Leuchteneinheit 60 sich nach rechts oder nach links um eine Linie dreht, die den Stützpunktschaft 66 mit dem konkaven Verbindungsbereich 67a verbindet und die als eine Drehachse dient. Folglich wird die Beleuchtungsrichtung nach rechts oder nach links geändert.
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Wenn der Nivellier-DC-Motor 104 in Drehung versetzt wird, die durch eine Einwirkung auf den Fahrersitz oder durch einen automatischen Vorgang hervorgerufen wird, wird die Nivellierantriebswelle 101 entsprechend der Drehrichtung nach hinten oder nach vorne bewegt. Folglich wird der Abstand zwischen einer Stelle auf der Klammer 50, an der der biaxiale Aktuator 80 fixiert ist, und der hinteren Oberflächenwand 21 des Leuchtenkörpers 20 geändert. Somit wird die Klammer 50 nach unten oder nach oben um eine Linie geschwenkt, die als eine Drehachse dient und die Bereiche verbindet, die die Mutterelemente 72, 72 der Drehstützpunktbereiche 70, 70 zueinander fixieren. Folglich wird die durch die Klammer 50 gehaltene Leuchteneinheit 60 nach unten oder nach oben geschwenkt, so dass die Richtung, in der ein Strahl in der Leuchteneinheit ausgesendet wird, nach unten oder nach oben geändert wird.
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In 5 ist ein Beispiel einer Steuerschaltung 120 zum Steuern der Beleuchtungsrichtung unter Verwendung des biaxialen Aktuators 80 gezeigt.
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Die Steuerschaltung 120 besitzt eine ECU (elektronische Steuereinheit) 121 zum Steuern des gesamten Scheinwerfersystems einschließlich des Fahrzeugscheinwerfers 10. Ein Zündschalter 122 und ein Leuchtenschalter 123 sind mit der ECU 121 verbunden. Wenn ferner der Leuchtenschalter 123 bedient wird (d. h. eingeschaltet wird) in einem Zustande, in welchem der Zündschalter 122 eingeschaltet ist (d. h. in die Fahrstellung gebracht ist), wird ein Lichteinschaltbefehl von der ECU 121 zur Ansteuerschaltung 124 ausgegeben. Folglich wird der Lichtquellenkolben 62 der Leuchteneinheit 60 durch die Ansteuerschaltung 124 eingeschaltet. Somit wird ein Strahl mit dem vorbestimmten Lichtverteilungsmuster nach vorne ausgesendet.
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In die ECU 121 werden Signale, die von diversen Sensoren 125 ausgegeben werden, eingespeist. Signale, die beispielsweise von einem Lenksensor 125a, einem Fahrzeughöhensensor 125b, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 125c, einem Fahrzeugradsensor 125d, und einem GPS-Sensor 125e ausgegeben werden, werden in die ECU 121 eingespeist. Des weiteren werden in die ECU folgende Informationen eingespeist: Information, die eine Lenkrichtung und einen Lenkwinkel kennzeichnet, die von dem Lenksensor 125a ausgegeben wird, wenn ein Lenkvorgang ausgeführt wird, Information, die die Höhe jeweils der vorderen und der hinteren Achse betrifft, die von dem Fahrzeughöhensensor 125b ausgegeben wird, Information, die die Fahrzeuggeschwindigkeit betrifft, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 125c ausgegeben wird, Information, die die Höhe jedes Laufrades betrifft, die von dem Fahrzeugradsensor 125d ausgegeben wird, und Information, die die aktuelle Position entsprechend einem globalen Positioniersystem betrifft, und die von dem GPS-Sensor 125d ausgegeben wird. Des weiteren gibt die ECU 121 vorbestimmte Steuersignale an den biaxialen Aktuator 80 entsprechend der von jedem der Sensoren 125 eingespeisten Informationen so aus, dass die Beleuchtungsrichtung optimiert wird. Der biaxiale Aktuator 80 empfängt die Steuersignale von der ECU 121 über den einzelnen Stecker 84.
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In dem Gehäuse 81 des biaxialen Aktuators 80 ist eine Schaltungsplatine 130 angeordnet. Eine CPU (zentrale Recheneinheit) 131, in der ein Steuerungsprogramm installiert ist, ist auf der Schaltungsplatine 130 montiert. Es werden vorbestimmte Steuerungssignale von der ECU 121 zu der CPU 131 über den Stecker 84 gesendet. Die CPU 131 sendet vorbestimmte Signale entsprechend den Steuerungssignalen, die von der ECU 121 erhalten werden, an Treiberschaltungen 132, 133, die auf der Schaltungsplatine 130 vorgesehen sind. Der Schwenk-DC-Motor 93 und der Nivellier-DC-Motor 104 werden von den entsprechenden Treiberschaltungen 132, 133 angesteuert.
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Da der Horizontalantriebsmechanismus 90 und der Vertikalantriebsmechanismus 100 zusammen als Einheit ausgeführt und als der einzelne biaxiale Aktuator 80 in den Fahrzeugscheinwerfer 10 ausgebildet sind, sind die für die Montage des Aktuators in der Leuchte erforderlichen Mann-Stunden gering. Des weiteren ist auch die Anzahl der Montagekomponenten klein. Zudem ist lediglich eine Stelle in dem Leuchtenkörper (in der zuvor genannten Ausführungsform die Klammer 50) erforderlich, auf der der Antriebsmechanismus montiert wird. Folglich kann der Aufbau des Leuchtenkörpers, der Leuchteneinheit oder der Klammer vereinfacht werden. Somit können die Herstellungskosten für diese Elemente verringert werden.
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Da ferner der Horizontalantriebsmechanismus 90 und der Vertikalantriebsmechanismus 100 in dem einzelnen Gehäuse 81 vorgesehen sind, können die für den Zusammenbau der beiden Antriebsmechanismen erforderlichen Mann-Stunden verringert werden. Folglich verringern sich auch die Herstellungskosten in dieser Hinsicht.
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Da ferner der biaxiale Aktuator 80, der durch das Zusammenfügen des Horizontalantriebsmechanismus 90 und des Vertikalantriebsmechanismus 100 aufgebaut ist, von der Klammer 50 gehalten wird, die in Bezug auf den Leuchtenkörper 20 schwenkbar ist, ragt die Position des Antriebsmechanismus nicht über die Hinterseite des Leuchtenkörpers 20 hinaus. Folglich kann die Tiefe der Leuchte (d. h. des Fahrzeugscheinwerfers) 10 verringert werden.
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Ferner kann das Zusammenbauen der Leuchteneinheit 60 und des Leuchtenkörpers 20 von der Vorderseite aus erfolgen. Somit ist die Effizienz beim Zusammenbauen vorteilhafterweise verbessert. Dies trägt ebenso zu verringerten Kosten bei. D. h., die Justierschäfte 71, 71, die von dem Leuchtenkörper 20 gehalten werden, halten zunächst die Mutterelemente 72, 72. Die Positionen der Montagelöcher für die Mutterelemente (nicht gezeigt) in der Klammer 50, auf der die Leuchteneinheit 60 und der biaxiale Aktuator 80 montiert werden, werden entsprechend den Mutterelementen 72, 72 justiert. Ferner wird die Position des kugelförmigen Elements 101a, das an dem hinteren Ende der Nivellierantriebswelle 101 des biaxialen Aktuators 80 ausgebildet ist, entsprechend dem Kugelaufnahmeelement 22, das an dem Leuchtenkörper 20 montiert ist, justiert. In diesem Zustand wird die Kammer 50 nach hinten gedrückt. Somit können die Mutterelemente 72, 72 in die Montageöffnungen für die Mutterelemente eingepasst werden und das kugelförmige Element 101a, das an dem hinteren Ende der Nivellierantriebswelle 101 vorgesehen ist, kann in den kugelförmigen konkaven Bereich des Kugelaufnahmeelements 22 eingepasst werden. Folglich kann die Leuchteneinheit 60 mittels der Klammer 50 an dem Lampenkörper 20 montiert werden.
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Des weiteren wird die Zufuhr elektrischer Energie und/oder eines Steuerungssignals zu dem Horizontalantriebsmechanismus 90 und zu dem Vertikalantriebsmechanismus 100 mittels des einzelnen Steckers 84 bewerkstelligt. Somit kann die Anzahl der Komponenten (beispielsweise der Stecker) verringert werden. Ebenso kann die Verdrahtung in der Leuchtenkammer 40 vereinfacht werden. Wie in der vorhergehenden Beschreibung der Ausführungsform dargelegt ist, ist insbesondere der Stecker 84 an dem vorderen Endbereich des Gehäuses 81 angeordnet. Somit befindet sich ein Kabel 84a, das mit dem Stecker 84 verbunden ist, nicht in dem hinteren Raumbereich der Leuchtenkammer 40. Somit kann die Tiefe der Leuchtenkörpers 20 verringert werden. Das die Leuchteneinheit 110 mit der Kolbenfassung 112 verbindende Kabel 111 muss notwendigerweise an dem hinteren Bereich der Leuchtenkammer 40 auf Grund der Lagebeziehung zwischen der Leuchteneinheit 110 und dem Lichtquellenkolben 62 angeordnet werden. Da ferner das Kabel 111 beim Schwenken in horizontaler Richtung der Leuchteneinheit 60 horizontal bewegt wird, ist es erforderlich, einen Raumbereich hierfür in dem hinteren Bereich der Leuchtenkammer 40 vorzusehen. Das Kabel, das von dem Aktuator gezogen wird, ist an dem hinteren Bereich der Leuchtenkammer 40 angeordnet, der so ausgelegt ist, dass ein Raumbereich, in dem sich das Kabel 111 bewegt, so liegt, dass dieser trotz des Kabels bewahrt wird, so dass die Tiefe des Leuchtenkörpers 20 für diesen Zweck vergrößert sein sollte.
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Schaltungen, die für das Steuern des Horizontalantriebsmechanismus 90 bzw. des Vertikalantriebsmechanismus 100 vorgesehen sind, sind auf der gleichen Schaltungsplatine 130 angeordnet. Somit kann der biaxiale Aktuator 80 miniaturisiert werden. Ferner können eine Stromversorgungsschaltung und Steuerungskomponenten gemeinsam von den beiden Antriebsmechanismen 90 und 100 verwendet werden, um damit eine weitere Verringerung der Anzahl der Komponenten zu ermöglichen.
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(Zweite Ausführungsform)
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6 zeigt einen wesentlichen Teil einer zweiten Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
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Eine Leuchteneinheit 210 ist an einer Klammer 220 befestigt. Die Leuchteneinheit 210 besitzt einen Reflektor 211 und eine Projektionslinse 212 und bündelt Licht, das von einem Lichtquellenkolben (nicht gezeigt) ausgegeben wird. Ferner strahlt die Leuchteneinheit 210 das Licht in Vorwärtsrichtung als einen Strahl mit einem bestimmten Lichtverteilungsmuster aus, dessen oberer Rand durch ein Abschirmelement begrenzt ist, das an einem Lichtbündelungsgebiet angeordnet wird, wobei für die Strahlbündelung die Projektionslinse 212 verwendet wird.
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Die Klammer 220 wird von dem Leuchtenkörper (nicht gezeigt) mittels eines einzelnen Drehstützpunktsbereichs 230 und einem biaxialen Aktuator 240 schwenkbar gehalten.
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Der Drehstützpunktsbereich 230 umfasst einen Stützpunktschaft 231, der an der hinteren Oberflächenwand des Leuchtenkörpers fixiert ist, und umfasst ferner ein Kugelaufnahmeelement 232, das an einer Seite der Klammer 220 gehalten wird. Der Drehstützpunktbereich 232 ist so ausgebildet, dass dieser durch drehbares Einpassen eines kugelförmigen Elementbereichs 231a, der in integraler Weise an dem vorderen Ende des Drehstützpunktschafts 231 ausgebildet ist, in einen konkaven Kugelbereich (nicht gezeigt), der an dem Kugelaufnahmeelement 232 ausgebildet ist, eingepasst wird.
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Der biaxiale Aktuator 240 besitzt zwei Antriebswellen 241 und 242. Ein Antriebsmechanismus weist einen Motor auf, der für das separate Bewegen der beiden Antriebswellen 241 und 242 nach vorwärts und rückwärts verwendet wird, und ist in einem Gehäuse 243 untergebracht und besitzt ferner diverse Arten von Zahnrädern und dergleichen. Eine Schaltung zum Steuern des Antriebsmechanismus ist auf der Schaltungsplatine ausgebildet, die in dem Gehäuse angeordnet ist. Jeweils separate kugelförmige Elemente 241a, 242a sind an dem vorderen Ende jeweils der entsprechenden Antriebswelle 241, 242 so ausgebildet, dass die Welle und das kugelförmige Element eine Einheit bilden.
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Zwei Kugelaufnahmeelemente 221, 222 werden an den anderen Seiten des Bereichs der Klammer 220 gehalten, d. h. einer Seite gegenüberliegend zu dem Seitenbereich, an dem das Kugelaufnahmeelemente 232 des Drehstützpunktbereichs 230 gehalten wird, wobei die Elemente so angeordnet sind, dass diese in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung voneinander beabstandet sind. Ein konkaver Kugelbereich (nicht gezeigt) ist an jedem der Kugelaufnahmeelemente 221 und 222 ausgebildet. Ferner ist der kugelförmige Elementsbereich 241a der oberen Antriebswelle 241 drehbar in den konkaven Kugelbereich des oberen Kugelaufnahmeelements 221 eingepasst. Der kugelförmige Elementsbereich 242a der unteren Antriebswelle 242 ist drehbar in den konkaven Kugelbereich des unteren Kugelaufnahmeelements 222 eingepasst. Daher wird der andere Seitenbereich der Klammer 220 von dem Leuchtenkörper mittels des biaxialen Aktuators 240 gehalten.
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Das Schwenken der Leuchteneinheit wird wie folgt ausgeführt.
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Erstens, wenn sich die beiden Antriebswellen 241 und 242 gleichzeitig in die gleiche Richtung um einen gleichen Betrag bewegen, dreht sich die Klammer 220 horizontal, indem eine Stelle, an der der Kugelaufnahmebereich 232 des Drehstützpunktbereichs 230 gehalten wird, als ein Drehstützpunkt verwendet wird. Somit wird die Leuchteneinheit 210, die von der Klammer 220 gehalten wird, in ähnlicher Weise horizontal gedreht, so dass die Beleuchtungsrichtung horizontal geändert wird.
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Wenn sich ferner eine der beiden Antriebswellen 241 oder 242 bewegt, beispielsweise die untere Antriebswelle 242, dreht sich die Klammer 220 vertikal, indem eine Linie als Drehachse verwendet wird, die eine Stelle, an der das Kugelaufnahmeelement 221 gehalten wird, und eine Stelle, an der das Kugelaufnahmeelement 232 gehalten wird, verbindet. Somit wird die Leuchteneinheit 210, die von der Klammer 220 gehalten wird, in gleicher Weise vertikal gedreht, so dass die Beleuchtungsrichtung vertikal geändert wird.
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D. h., die Antriebswellen 241 und 242 und der Mechanismus zum Antreiben der Antriebswellen 241 und 242 dienen als der Horizontalantriebsmechanismus, wenn die Antriebswellen 241 und 242 sich gleichzeitig in der gleichen Richtung um den gleichen Betrag bewegen. Wenn lediglich eine der beiden Antriebswellen 241 und 242 bewegt wird, oder wenn die Antriebswellen 241 und 242 sich gleichzeitig in unterschiedliche Richtungen bewegen, dienen diese Antriebswellen und der Mechanismus zum Antreiben dieser beiden Wellen als der Vertikalantriebsmechanismus.
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Diese zweite Ausführungsform erreicht ähnliche Vorteile, wie sie zuvor mit der ersten Ausführungsform beschrieben sind.
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Die Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann in breiter Weise als eine Leuchte für ein Fahrzeug verwendet werden, das während des Fahrens eine optimale Strahlausleuchtungsrichtung gemäß einem Fahrzustand, den Straßenoberflächenbedingungen, der Umgebung des befahrenen Gebiets usw. auswählt.
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Der Fachmann erkennt, dass diverse Modifizierungen und Variationen an den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, ohne von dem Grundgedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung alle Modifizierungen und Variationen dieser Erfindung abdeckt, die mit dem Schutzbereich der angefügten Patentansprüche und ihren Äquivalenten verträglich sind.
