Hintergrund der Erfindung
a) Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Einstellvorrichtung der optischen Achse eines
Projektionsscheinwerfers, der als ein Scheinwerfer für
Kraftfahrzeuge übernommen wurde, und bezieht sich im
besonderen auf eine Einstellvorrichtung der optischen Achse,
bei der, wenn ein Projektionsscheinwerfer auf der Karosserie
eines Kraftfahrzeuges angebracht ist, eine optische Achse
des Scheinwerfers vorläufig in Vertikal- und
Horizontalrichtung einstellbar ist, um die geeignetste
Beleuchtungsposition zu erzielen.
b) Beschreibung des betreffenden Standes der Technik
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Bei einem herkömmlichen Scheinwerfer wurde die Einstellung
der optischen Achse durch einen Mechanismus ausgeführt, bei
dem die reflektierende Oberfläche eines Reflektors, der
einen Lampenkolben aufweist und innerhalb eines Gehäuses
angeordnet ist, kippbar bezüglich der horizontalen Achse und
der vertikalen Achse des Reflektors angeordnet ist, oder
durch einen Mechanismus ausgeführt wird, bei dem das gesamte
Gehäuse einschließlich eines Reflektors kippbar bezüglich
der Horizontal- und vertikalachse angeordnet ist.
Andererseits ist es bei einem Projektionsscheinwerfer
erforderlich, das durch den Reflektor reflektierte Licht im
Brennpunkt einer Konvexlinse zu kondensieren. Zu diesem
Zweck sind sowohl der Reflektor als auch die Konvexlinse auf
dem gleichen Rahmen angebracht, um nicht die relative
Position zwischen ihnen zu verändern. Eine solche
Projektionsscheinwerfereinheit wird in dem Gehäuse
aufgenommen, das eine Frontlinse aufweist und das mit einem
Prisma ausgebildet ist zum Streuen des von der Konvexlinse
projizierten Lichtes, weshalb es nicht möglich ist, die
herkömmliche Einstellvorrichtung der optischen Achse, bei
der nur die reflektierende Oberfläche eines Reflektors
bezüglich eines Gehäuses gekippt wird, auf einen
Projektionsscheinwerfer unverändert anzuwenden. Außerdem ist
der Projektionsscheinwerfer kompakt im Vergleich zu dem
herkömmlichen Scheinwerfer, und es ist erforderlich, daß der
Frontabschnitt des Gehäuses, an dem ein Diffusionsprisma
angeordnet ist, einen Abschnitt der Karosserie des
Fahrzeuges bildet. Deshalb ist es notwendig, daß die gesamte
Lampeneinheit einschließlich des Gehäuses auf der Karosserie
des Fahrzeuges befestigt ist, so daß es nicht möglich ist,
den herkömmlichen Einstellmechanismus für die optische
Achse, bei der das gesamte Gehäuse einschließlich eines
Reflektors um die Horizontal- und Vertikalachse gekippt
wird, auf den Projektionsscheinwerfer zu übertragen. Die
Projektionsscheinwerfereinheit ist im Vergleich zu einem
herkömmlichen Scheinwerfer kompakt, die Einheit ist jedoch
in einer Konfiguration ausgebildet, bei der sie in
Axialrichtung des Reflektors verlängert ist. Deshalb ist es
wichtig, daß die gesamte Lampeneinheit einschließlich des
Gehäuses auf der Karosserie des Fahrzeuges angebracht ist
und daß dann die optische Achse eingestellt wird und der
Scheinwerfer sicher in einer vorbestimmten Position gehalten
wird.
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Der Werdegang der Entwicklung bei der Nutzung des
Projektionsscheinwerfers ist vergleichsweise kurz und
deshalb gibt es gegenwärtig keine Einstellvorrichtung für
die optische Achse, die eine genügend große Zuverlässigkeit
zum Anbringen der Einstellvorrichtung für die optische Achse
an Kraftfahrzeugen und einen kompakten Aufbau besitzt.
Deshalb besteht ein Interesse an einer Entwicklung einer
Einstellvorrichtung für die optische Achse, die dem obigen
Zustand genügt.
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Aus GB-A-2 020 410 ist eine Einstellvorrichtung einer
optischen Achse für eine Projektionsscheinwerfereinheit
bekannt, die einen Reflektor mit einer konkaven
reflektierenden Oberfläche aufweist und einen
Lichtschirmkolben aufweist, der in der Achse des Reflektors
und der Linse angeordnet ist. Diese Scheinwerfereinheit ist
in einer Montageplatte mittels einer Dreipunktaufhängung
einstellbar angebracht.
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US-A-2 338 901 offenbart einen Projektionsscheinwerfer mit
einem Gehäuse und einer Projektionsscheinwerfereinheit. Die
Scheinwerfereinneit weist einen Reflektor mit einer konkaven
reflektierenden Oberfläche auf, weist einen
Lichtquellenkolben auf, der auf der Achse des Reflektors
angeordnet ist, und weist einen Schirm auf, der in dem
Bereich angeordnet ist, bei dem das Licht kondensiert wird,
das durch die konkave Oberfläche reflektiert wird. Der
Schirm ist zum Formen des Lichts in eine vorbestimmte
Gestalt vorgesehen. Die Scheinwerfereinheit weist außerdem
eine Konvexlinse mit einem Brennpunkt an der Position des
Schirms auf zum Projizieren des Lichts, das durch den Schirm
nach vorne hindurchtritt.
Zusammenfassung der Erfindung
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Einstellvorrichtung der optischen Achse eines
Projektionsscheinwerfers zu schaffen, die eine kompakte
Anordnung aufweist und eine hohe Zuverlässigkeit hat.
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Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin,
eine Einstellvorrichtung der optischen Achse eines
Projektionsscheinwerfers anzugeben, bei der die
Einstelloperation der optischen Achse sehr einfach ist und
bei der es möglich ist, sicher den eingestellten Zustand des
Scheinwerfers beizubehalten.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine
Einstellvorrichtung der optischen Achse eines
Projektionsscheinwerfers anzugeben, der eine solche
Beschaffenheit aufweist, daß keine Resonanz einer
Lampeneinheit bezüglich irgendeiner Vibration von außen
bewirkt wird.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine
Einstellvorrichtung der optischen Achse eines
Projektionsscheinwerfers anzugeben, bei der die Größe eines
Lampengehäuses nicht durch die Existenz der
Einstelleinrichtung bewirkt wird und bei der eine minimale
Größe der Lampeneinheit entsprechend der in das
Lampengehäuse installierten Lampeneinheit erzielt werden
kann.
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Andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden unter
Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und
die anliegenden Zeichnungen verstanden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Fig. 1 bis 9 zeigen eine erste Ausführungsform der
Einstellvorrichtung der optischen Achse eines
Projektionsscheinwerfers der vorliegenden Erfindung, Fig. 1
ist eine Längsschnittansicht, die den
Projektionsscheinwerfer zeigt, der die Einstellvorrichtung
der optischen Achse vorsieht, Fig. 2 ist eine
Perspektivansicht, die einen Scheinwerfer einschließlich der
Einstellvorrichtung der optischen Achse und einen Teil eines
Gehäuses zeigt, Fig. 3 ist eine Vorderansicht, die den
Projektionsscheinwerfer zeigt, Fig. 4 ist eine
Schnittansicht, die entlang der Linie IV-IV in Fig. 3
verläuft, Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die entlang der
Linie V-V in Fig. 3 verläuft, die Fig. 6 bis 9 sind
schematische Ansichten zum Erläutern der Position der
Öffnung, die in einem Reflektor ausgebildet sein kann.
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Die Fig. 10 bis 13 zeigen eine zweite Ausführungsform der
Einstellvorrichtung der optischen Achse eines
Projektionsscheinwerfers der vorliegenden Erfindung, Fig. 10
ist eine Vorderansicht des Projektionsscheinwerfers, Fig. 11
ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie XI-XI in Fig.
10 verläuft, Fig. 12 ist eine Schnittansicht, die entlang
der Linie XII-XII in Fig. 10 verläuft, Fig. 13 ist eine
Schnittansicht, die entlang der Linie XIII-XIII in Fig. 10
verläuft.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein gesamten
Projektionsscheinwerfer 10 gezeigt, in welchem ein Reflektor
12 eine innenliegende Reflexionsfläche 14 aufweist und in
welchem ein Lampenkolben 16 als eine Lichtquelle auf einer
Reflektorachse Z-Z angebracht ist. Die innenliegende
Reflexionsfläche 14 ist als solches als ein um laufender
Rotationsellipsoid ausgebildet, und der Lampenkolben 16 als
eine Lichtquelle ist in einer solchen Weise angeordnet, daß
der Glühfaden des Lampenkolbens 16 auf einem Brennpunkt des
Rotationsellipsoiden angeordnet ist und daß ein Schirm 18
zum Formen des auf der innenliegenden Reflexionsfläche
reflektierten Lichts und zum Kondensieren des Lichts zum
anderen Brennpunkt des Rotationsellipsoiden hin in einer
solchen Weise angeordnet ist, daß der Oberkantenabschnitt
des Schirms auf der Horizontalfläche einschließlich der
Reflektorachse Z-Z angeordnet ist. Eine Konvexlinse 20 zum
Projizieren des durch den Schirm 18 geformten
Strahlenbündels nach vorne ist abseits von dem Schirm um
einen konstanten Abstand (der Brennweite der Konvexlinse)
angeordnet, und die Konvexlinse 20 ist solcherart
angeordnet, daß der Mittelpunkt der Konvexlinse auf der
Reflektorachse Z-Z plaziert ist. Dieses optische System ist
auf dem gleichen Rahmen 22 integral angeordnet, um eine
Lampeneinheit zu bilden. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der
Rahmen 22 annähernd zylindrisch ausgebildet, und die
Konvexlinse 20 ist an einem Ende des Rahmens 22 befestigt.
Das andere Ende des Rahmens 22 ist annähernd rechteckig als
ein Flanschabschnitt 23 zum Zwecke der Befestigung des
Reflektors 12, wie später erläutert wird, ausgebildet. Der
Reflektor 12 besteht aus Kunstharz und der Öffnungsabschnitt
ist als annähernd rechteckig in dieser Ausführungsform
ausgebildet, obwohl im allgemeinen der Öffnungsabschnitt als
der Flanschabschnitt 24, der in Richtung senkrecht zur
Reflektorachse hinsichtlich der Festigkeit hervorspringt,
ausgebildet ist. Auf dem Flanschabschnitt 24 sind
zylindrische Verbindungselemente 26 angeordnet, die in einer
Richtung parallel zur Reflektorachse in der Nähe der vier
Ecken des Flanschabschnitts 24 vorspringen. Diese
Verbindungselemente 26 sind integral mit dem Reflektor 12
ausgebildet. Der Flanschabschnitt 23 des Rahmens 22 ist mit
dem Reflektor 12 durch Verschrauben von
Außengewindeschrauben 28 in Innengewindeschrauben, die an
dem Endpunkt der jeweiligen Verbindungselemente 26
ausgebildet sind, verbunden. Öffnungen 30 für die
Wärmestrahlung sind an der Peripherie des zylindrischen
Rahmens 22 ausgebildet, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
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Die Lampeneinheit wird durch eine andere Halterung 36
getragen, die drehbar bezüglich der Halterung 34, die in dem
Gehäuse 32 befestigt ist, angeordnet. Die drehbare Halterung
36 besteht, wie in Fig. 3 gezeigt ist, aus einer Basiswand
38, die annähernd parallel zu der Horizontalebene
einschließlich der Horizontalachse X-X senkrecht zur
Reflektorachse befindlich ist und besteht aus einem Paar
Vertikalwänden 40a und 40b, die von beiden Endabschnitten
der Basiswand 38 hochstehen, wodurch eine U-förmige
Gestaltung als ein Ganzes gebildet wird. Die Halterung 36
ist drehbar um eine Drehwelle 42 angebracht, die in ein Loch
eingesetzt ist, das auf einem Abschnitt der Basiswand 38
angrenzend zur Vertikalwand 40a, nämlich um die Achse
senkrecht zur Reflektorachse und außerdem parallel zur
Horizontalachse X-X und der Vertikalachse Y-Y, ausgebildet
ist. Das Bezugszeichen 44 bezeichnet einen
Gleitführungsschuh, der an der hinteren Fläche der Basiswand
38 in der Nähe der Vertikalwand 40b unter den Vertikalwänden
40a und 40b ausgebildet ist, und der Gleitführungsschuh 44
steht in Eingriff mit der Halterung 36. Der
Gleitführungsschuh 44 trägt einen Teil des Gewichtes der
zuvor erwähnten Lampeneinheit und der Halterung 36, und der
Gleitführungsschuh 44 ist zum Ausführen der Funktion des
Reduzierens der Reibungskraft zwischen der Halterung 36 und
dem Gleitführungsschuh 44 bei der Drehung der Halterung 36
um die Drehwelle 42 ausgebildet. Die Lampeneinheit ist
drehbar um die Horizontalachse bezüglich der Halterung 36
eingebaut. An dem oberen Abschnitt der paarweise
angeordneten Vertikalwände 40a und 40b sind jeweils
Horizontalwellen 50a und 50b vorgesehen, und beide
Seitenabschnitte des Flanschabschnittes 23 des Rahmens 22
werden drehbar jeweils von den Horizontalwellen 50a und 50b
getragen. Die Lampeneinheit ist vorzugsweise solcherart
aufgebaut, daß das Schwerezentrum der Lampeneinheit in der
Vertikalfläche senkrecht zur Reflektorachse und die
Horizontalwellen 50a und 50b einschließend angeordnet ist.
In dieser Ausführungsform ist das Schwerezentrum der
Lampeneinheit in der Nähe der Linie angeordnet, die die
Horizontalwellen 50a und 50b miteinander verbindet.
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Es sind Einrichtungen zum Drehen der Lampeneinheit um die
Vertikalwelle 42 und die Horizontalwellen 50a und 50b
jeweils zwischen der Halterung 36 und dem Gehäuse 32 und
zwischen dem Rahmen 22 und dem Gehäuse 32 vorgesehen. Ihr
Aufbau wird im besonderen nachstehend beschrieben. Zwei
Einstellschrauben 60 und 62 sind parallel zur Reflektorachse
und Durchgangslöcher sind auf dem Gehäuse 32 jeweils
angeordnet und die Einstellschraube 62 ist, wie in Fig. 2
gezeigt ist, so angeordnet, daß sie durch das Durchgangsloch
70, das auf dem Flanschabschnitt 24 des Reflektors 12
ausgebildet ist, hindurchtritt. Die Einstellschrauben sind
so aufgebaut, daß sie sich nicht in Axialrichtung jeweils
bewegen, und der Außengewindeabschnitt jeder
Einstellschraube 61 und 63 wird, wie in den Fig. 4 und 5
gezeigt ist, in die jeweilige der Muttern 64 und 66
eingeschraubt, die jeweils auf dem oberen Abschnitt des
Flansches 23 des Rahmens 22 und der Vertikalwand 40b der
Halterung 36 befestigt sind. Die Mutter 64 ist in einer
Position abseits von der Drehwelle 42 positioniert, und die
Mutter 66 ist in einer Position abseits und aufwärts von der
Linie positioniert, die die Horizontalwellen 50a und 50b
verbindet. In dieser Ausführungsform ist das Schwerezentrum
der Lampeneinheit in der Nähe der Linie angeordnet, die die
Horizontalwellen 50a und 50b verbindet. Deshalb kann die
aufzubringende Last an den Einstellschrauben 60 und 62 klein
sein.
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Entsprechend der so aufgebauten Einstellvorrichtung der
optischen Achse wird durch Drehen der Einstellschraube 60
nach vorne oder entgegengesetzt die Halterung 36 um die
Vertikalwelle 42 bezüglich des Gehäuses 32 nach vorne oder
entgegengesetzt gedreht in einem solchen Zustand, daß die
Drehposition der Lampeneinheit um die Horizontalachse
bezüglich der Halterung 36 beibehalten wird, wobei
andererseits durch Drehen der Einstellschraube 42 nach vorne
oder entgegengesetzt die Lampeneinheit um die
Horizontalwellen 50a und 50b bezüglich der Halterung 36
gedreht wird, in einem solchen Zustand, daß die Drehposition
der Halterung 36 um die Vertikalwelle bezüglich des Gehäuses
32 beibehalten wird. Deshalb kann die optische Achse der
Lampeneinheit einfach eingestellt werden und in der
eingestellten Position beibehalten werden durch Drehen der
Einstellschraube 60 oder 62 in die geeignete Richtung.
Außerdem wird entsprechend des zuvor erläuterten Aufbaus ein
Mitschwingen hinsichtlich der äußeren Schwingung verhindert.
Bezugszeichen 80 bezeichnet eine transparente Abdeckung zum
Abdecken der Frontöffnung des Gehäuses 32, die an dem
Öffnungsabschnitt des Gehäuses 32 durch Verwenden eines
Klebemittels 82 befestigt ist. Das Bezugszeichen 84
bezeichnet eine nicht transparente Innenplatte zum Abdecken
des auf die transparente Abdeckung 80 durch die Öffnungen 30
des Rahmens 22 einfallenden Lichts, das ein Teil des Lichts
ist, das von dem optischen Lampehkolben 16 emittierte Licht
ist, wodurch das Licht nicht austritt.
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In dieser Ausführungsform ist das Durchgangsloch 70 als die
Einstellschraube 62 auf dem Abschnitt des Flansches 24 des
Reflektors 12, wie in Fig. 6 gezeigt ist, lose durchlassend
ausgebildet, es kann jedoch an der Stelle vorgesehen sein,
wie in den Fig. 7 bis 9 gezeigt ist, in welcher die Funktion
der reflektierenden Oberfläche 14 von dem das von dem
Lichtlampenkolben 16 emittierte Licht zum anderen Brennpunkt
des Reflektors 12 hin reflektierte Licht nicht wesentlich
beeinflußt wird. In Fig. 7 ist das Durchgangsloch 72 an der
Begrenzungslinie zwischen dem Flansch 24 und der
reflektierenden Oberfläche 14 vorgesehen, in Fig. 8 ist das
Durchgangsloch 74 an der Begrenzungslinie zwischen der
reflektierenden Oberfläche 14 und dem Flansch 24 vorgesehen,
und in Fig. 9 ist eine Aussparung 76 vorgesehen, die über
dem Flansch 24 vorgesehen ist und die reflektierende
Oberfläche 14 ist in der Nähe der Begrenzungslinie zwischen
dem Flansch 24 und der reflektierenden Oberfläche 14
vorgesehen. Die Größe des Durchgangslochs oder der
Aussparung kann so sein, daß die Einstellschraube lose
hindurchtreten kann. Durch diese Beschaffenheit kann die
Größe des Gehäuses entsprechend der Größe der darin
aufgenommenen Lampeneinheit minimiert werden ohne des
Einflusses hinsichtlich des Vorhandenseins der
Einstellschraube 62 insbesondere ohne Vergrößerung der
Abmessung in Vertikalrichtung.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 13 ist eine zweite
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das
gleiche Bezugszeichen wird für das gleiche Teil oder ein
ähnliches Teil wie in der ersten Ausführungsform verwendet.
In dieser Ausführungsform ist ein Rahmen 23, der an der
Lampeneinheit angebracht ist, auf einer Halterung 90
installiert, und die Halterung 90 ist mit dem Gehäuse 32
über ein Kugelgelenk 92 verbunden. Die Halterung 90 ist
entsprechenderweise zur Drehhalterung 36 in der ersten
Ausführungsform ausgebildet, ist aber unterschiedlich
dahingehend, daß der Rahmen 23 auf der Halterung 90
befestigt ist, und daß die Halterung 90 frei kippbar
bezüglich des Gehäuses 32 ausgebildet ist. Die Halterung 90
besteht aus einer Basiswand 94, ein Paar Vertikalwänden 96a
und 96b, die von beiden Endabschnitten der Basiswand 94
emporstehen, und besteht aus einem kippbaren Wellenabschnitt
98, der den Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen des
Kugelabschnittes des Kugelgelenks 92 aufweist und auf der
hinteren Oberfläche der Basiswand 94 integral ausgebildet
ist. Die Lampeneinheit und die Halterung 90 sind solcherart
angeordnet, daß das Schwerezentrum G des Systems
einschließlich der Lampeneinheit und der Halterung 90 auf
der Vertikalfläche senkrecht zur Reflektorachse angeordnet
ist und die Linie einschließt, die die paarweise
angeordneten Vertikalwände 96a und 96b einschließt, und das
Kugelgelenk 92 ist an der Position auf der gleichen Ebene,
wie das Schwerezentrum G oder auf einer Ebene geringfügig
entfernt von der obigen Platte und an einer Position zu der
Vertikalwand 96 von der Reflektorachse hin angeordnet. Das
Gewicht des Systems einschließlich der Lampeneinheit und der
Halterung 90 wird durch das Kugelgelenk 92 getragen, und
durch Drehen der Einstellschraube 60 nach vorne oder
entgegengesetzt wird die Halterung 90, d.h. die
Lampeneinheit, mit dem Mittelpunkt an dem Kugelgelenk 92 um
die Vertikalachse nach vorne oder entgegengesetzt gedreht,
andererseits kann durch Drehen der Einstellschraube 62 nach
vorne oder entgegengesetzt die Lampeneinheit nach vorne oder
entgegengesetzt mit dem Mittelpunkt an dem Kugelgelenk 92 um
die Horizontalachse gedreht werden. Deshalb kann nach
Befestigen des Gehäuses 32 einschließlich der Lampeneinheit
auf der Karosserie des Fahrzeuges eine optische Achse der
Lampeneinheit einfach eingestellt werden und außerdem in der
eingestellten Position gehalten werden. In dieser
Ausführungsform ist das Durchgangsloch 70 zum Durchlassen
der Einstellschraube 62 lose auf dem Flanschabschnitt 24 des
Reflektors 12 ausgebildet, kann jedoch in den Positionen,
wie sie in den Fig. 7 bis 9 gezeigt sind, ausgebildet sein.