JP2012182146A - アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【課題】 小さな取付スペースで取付可能であると共に、部品点数及び取付工数が少なくて済むアクチュエータを提供することを課題とする。
【解決手段】 車輌の走行状況に応じて照射方向が変化されるランプユニット60の照射方向を水平方向において変化させることが可能な水平駆動手段90と、照射方向を垂直方向において変化させることが可能な垂直駆動手段100とが一体化され、水平駆動手段と垂直駆動手段とが自動車用前照灯10の灯室40内に配置される単一のハウジング81内に設けられる。
【選択図】 図3
【解決手段】 車輌の走行状況に応じて照射方向が変化されるランプユニット60の照射方向を水平方向において変化させることが可能な水平駆動手段90と、照射方向を垂直方向において変化させることが可能な垂直駆動手段100とが一体化され、水平駆動手段と垂直駆動手段とが自動車用前照灯10の灯室40内に配置される単一のハウジング81内に設けられる。
【選択図】 図3
Description
本発明は新規なアクチュエータに関する。詳しくは、照射方向を水平方向で変化させる水平駆動手段と照射方向を垂直方向で変化させる垂直駆動手段とを備えたアクチュエータに関し、構造の簡単化を図る技術に関する。
車輌の走行状況に応じて照射方向が変化されるようにした車輌用灯具がある。
例えば、自動車用の前照灯において、荷重の変化によって、照射方向が上向きに過ぎたり或いは下向きに過ぎたりすることがある。このような場合、適時に、照射方向を下向き方向或いは上向き方向に変化させて照射方向が正しい方向となるようにする必要がある。また、蛇行路を走行したり、交差点で曲進する場合、当該自動車の進行方向の路面等をいち早く照射するために照射方向を左右に変化させることができると便利である。
特許文献1には、灯具ボディに対して傾動可能に支持されたブラケットに固定ランプとスイブルランプを支持し、上記スイブルランプをブラケットに対して水平方向に傾動可能とし、上記スイブルランプをブラケットに対して水平方向に傾動させるアクチュエータと、上記ブラケットを灯具ボディに対して垂直方向に傾動させるレベリングアクチュエータとを設けた前照灯が示されている。
このような前照灯にあっては、アクチュエータを駆動することによってスイブルランプを水平方向に傾動させて該スイブルランプの照射方向を水平方向に変化させることができ、また、レベリングアクチュエータを駆動することによってブラケットを垂直方向に傾動させて、該ブラケットに支持されている固定ランプ及びスイブルランプの照射方向を垂直方向に変化させることができる。
特許文献1に示された前照灯にあっては、自動車の走行状況に応じて、適時に照射方向を水平方向及び垂直方向で変化させることができる。
ところで、上記した特許文献1に示された自動車用前照灯にあっては、照射方向の水平方向における変更と垂直方向における変更のためにそれぞれ別々のアクチュエータを必要としている。
そのため、灯具ボディ等に2つのアクチュエータを個別に取り付ける必要があり、取付工数が多く、また、取付用の部品や部材(取付用ネジ等)が多く必要になり、コスト増の原因となる。
また、アクチュエータを取り付けるための構造を2カ所に設ける必要があり、この点でもコスト増の原因となる。
さらには、2つのアクチュエータを各別に配置すると共に、照射方向を変更するための可動部材、例えば、リフレクタやブラケット等の可動領域を確保しなければならず、灯具の小型化が阻害されたり、車輌側にスペースを必要としたりと、スペース上の不利益もあった。
そこで、本発明は、小さな取付スペースで取付可能であると共に、部品点数及び取付工数が少なくて済むアクチュエータを提供することを課題とする。
本発明アクチュエータは、上記した課題を解決するために、車輌の走行状況に応じて照射方向が変化されるランプユニットの前記照射方向を水平方向において変化させることが可能な水平駆動手段と、照射方向を垂直方向において変化させることが可能な垂直駆動手段とが一体化され、水平駆動手段と垂直駆動手段とが自動車用前照灯の灯室内に配置される単一のハウジング内に設けられたものである。
従って、本発明アクチュエータにあっては、自動車用前照灯の灯室内に配置される単一のハウジング内に設けられた水平駆動手段と垂直駆動手段とが一体化されているため、取付工数が少なく、また、取付の部品も少なくて済む。さらに、ランプボディ等への駆動手段の取付箇所が一カ所で済むため、ランプボディ、ランプユニットあるいはブラケット等の構造が簡単化され、これら部材の製造コストを低減することができる。
本発明アクチュエータは、車輌の走行状況に応じて照射方向が変化されるランプユニットの前記照射方向を水平方向において変化させることが可能な水平駆動手段と、照射方向を垂直方向において変化させることが可能な垂直駆動手段とが一体化され、水平駆動手段と垂直駆動手段とが自動車用前照灯の灯室内に配置される単一のハウジング内に設けられたことを特徴とする。
従って、本発明アクチュエータにあっては、自動車用前照灯の灯室内に配置される単一のハウジング内に設けられた水平駆動手段と垂直駆動手段とが一体化されているため、取付工数が少なく、また、取付の部品も少なくて済む。さらに、ランプボディ等への駆動手段の取付箇所が一カ所で済むため、ランプボディ、ランプユニットあるいはブラケット等の構造が簡単化され、これら部材の製造コストを低減することができる。
以下に、本発明アクチュエータを実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。
図1乃至図5は本発明アクチュエータを自動車用前照灯に適用した実施の形態を示すものである。
図1で分かるように、自動車用前照灯10は前方に向かって開口した凹部を有するランプボディ20を備え、該ランプボディ20の前面開口が透明カバー30によって覆われて灯室40が形成される。
図1及び図2で分かるように、上記灯室40内にランプボディ20に対して傾動可能に支持されたブラケット50が配置され、該ブラケット50にランプユニット60が水平方向で傾動可能に支持される。上記ブラケット50は上部の水平方向で離間した2点を回動支点部70、70によって支持され、下部を後述する2軸アクチュエータを介して支持される。
上記回動支点部70はランプボディ20の後面壁21に回転可能に支持された調整軸71とブラケット50に支持されたナット体72とによって構成される。上記調整軸71は螺軸部71aの後端に頭部71bが一体に形成されて成り、頭部71bがランプボディ20の後面壁21の後側に突出され、該頭部71bを操作することによって調整軸71を回転させることができる。上記ナット体72はブラケット50に対して若干傾動し得る状態で支持されており、該ナット体72に上記調整軸71の螺軸部71aが螺合される。従って、調整軸71を回転操作すると、回転方向に応じて螺軸部71aがナット体72に対して捻じ込まれ又は捻じ戻されるので、ブラケット50のナット体72を支持している部分のランプボディ20の後面壁21との間の間隔が変化する。なお、図示した回動支点部70はブラケット50とランプボディ20の後面壁21との間の間隔を調整することができるように構成したが、ブラケット50とランプボディ20との間の間隔を調整することができないように構成することも可能である。
ブラケット50には大きなほぼ矩形をした開口51が形成され、該開口51の上下両縁からは前方へ向けて支持片52、53が突出されている。そして、上側の支持片52の前端部には軸支部52aが形成され、下側の支持片53の前端部には挿通孔53aが形成されている。また、下側の支持片53の下面には取付ボス53b、53bが突出している。
上記ランプユニット60は、リフレクタ61とリフレクタ61に支持された光源バルブ62とリフレクタ61の前方を覆うように設けられた投光レンズ63と照射光のパターン(配光パターン)の上縁を限定するシェード64を備える。リフレクタ61は集光性を有する反射面61aを備え、該リフレクタ61の前端部に固定されたほぼ筒状をした取付枠65の先端部に凸レンズ状をした上記投光レンズ63が支持されている。
光源バルブ62から出射しリフレクタ61の反射面61aで反射された光はシェード64の上縁64aの近傍に集光される。また、上記投光レンズ63の焦点はシェード64の上縁64aの近傍に位置している。従って、配光パターンの上縁がシェード64の上縁64aによって限定されたビームが投光レンズ63によって前方へ照射される。
上記取付枠65の後端部の上面からは支点軸66が上方へ向けて突出され、同じく後端部の下面には連結ボス67が下方へ向けて突出されている。そして、連結ボス67には下方に開口した連結凹部67a(図1参照)が形成されている。なお、連結凹部67aの中心と上記支点軸66の中心とは同軸上に位置している。
そして、ランプユニット60は、支点軸66がブラケット50の上側の支持片52の軸支部52aに回転自在に支持され、連結ボス67がブラケット50の下側の支持片53の挿通孔53aから下側へ挿通される。そして、ランプユニット60の後端部はブラケット50の開口51から後方へ突出される。
上記ブラケット50の下側の支持片53の下側に水平駆動手段と垂直駆動手段が一体化されて成る2軸アクチュエータ80が支持される。
2軸アクチュエータ80は、図3及び図4から分かるように、単一のハウジング81内に水平駆動手段90と垂直駆動手段100が構成されて成る。
水平駆動手段90はハウジング81の上面から上方へ突出したスイブル駆動軸91を備え、水平駆動手段90の駆動によって該スイブル駆動軸91が回転されるようになっている。スイブル駆動軸91の外周面には軸方向に延びる係合突条91a、91a、・・・が突出されており、スイブル駆動軸91がランプユニット60の下面に形成された連結凹部67aに内嵌されたときに、上記係合突条91a、91a、・・・が連結凹部67aの内周面に形成された図示しない係合溝に係合して、スイブル駆動軸91と連結凹部67aとの間の回転方向の滑りが防止される。
上記スイブル駆動軸91の上記ハウジング81内に位置する基端部にはセクタギヤ92が一体に形成されており、ハウジング81内に配置されたスイブル用直流モータ93と連携ギヤ列94を介して連携されている。従って、モータ93の回転によってスイブル駆動軸91が、モータ93の回転方向に応じて右回り又は左回りに回転する。
上記垂直駆動手段100は上記ハウジング81に対して前後方向に摺動自在なレベリング駆動軸101を有する。レベリング駆動軸101は後端に球体101aを備え、球体101aから前側の部分は螺軸部101b及び該螺軸部101bと球体101aとの間に位置する摺動部101cとから成り、摺動部101cには回り止め用の摺動ピン101d、101dが突設されている。そして、ハウジング81の一方の側部の後面壁81aに形成された挿通孔81bからレベリング駆動軸101の球体101a及び摺動部101cの一部がハウジング81の内側から後方へ挿通され、摺動ピン101d、101dが上記後面壁81aに形成された摺動溝81c、81cに摺動自在に係合される。
内周面102aにネジ溝が形成されたスリーブ102が上記ハウジング81内に回転自在に設けられ、該スリーブ102の外周面にホィール部102bが一体に形成されている。そして、上記レベリング駆動軸101の螺軸部101bが上記スリーブ102の内周面102aのネジ溝に螺合している。
ウォーム部103aとスパーギヤ部103bとが同軸に一体に形成されて成る連結ギヤ103がハウジング81内に回転自在に配置され、そのウォーム部103aが上記スリーブ102のホィール部102bと噛合されている。
さらに、上記ハウジング81内にはレベリング用直流モータ104が配置され、該モータ104の回転軸104aに固定されたピニオンギヤ105が上記連結ギヤ103のスパーギヤ部103bと噛合されている。
従って、モータ104が回転すると、その回転軸104a、ピニオンギヤ105を介して連結ギヤ103が回転され、該連結ギヤ103のウォーム部103aとホィール部102bが噛合しているスリーブ102が回転される。スリーブ102が回転されると、レベリング駆動軸101は摺動ピン101d、101dがハウジング81の摺動溝81cと係合していることによって回転不能とされているので、スリーブ102の内周面102aに形成されたネジ溝によって螺軸部101bが送られ、これによって、モータ104の回転方向に応じて、レベリング駆動軸101は後方へ向かって又は前方へ向かって摺動することになる。
上記した2軸アクチュエータ80のハウジング81には取付片82、82が突設されており、該取付片82、82に形成されたネジ挿通孔82a、82aを下方から挿通された取付ネジ83、83がブラケット50の下側支持片53の下面に形成された取付ボス53b、53bに螺着され、これによって、2軸アクチュエータ80はブラケット50の下側支持片53の下面に固定される。
上記したように、2軸アクチュエータ80がブラケット50の下側支持片53の下面に固定されると、水平駆動手段90のスイブル駆動軸91がランプユニット60の連結凹部67aに内嵌状に連結され、また、垂直駆動手段100のレベリング駆動軸101は後方へ向かって突出される。そして、レベリング駆動軸101の後端に設けられた球体101aがランプボディ20の後面壁21に支持された球受体22に形成された図示しない受け凹部に内嵌される。これによって、レベリング駆動軸101の後端がランプボディ20に傾動自在な状態で連結される。
上記ハウジング81の前面部にはコネクタ84が設けられており、該コネクタ84を介して外部からハウジング81内に配置された回路基板への電力及び信号の供給が為される。
上記したランプユニット60の光源バルブ62には放電バルブが使用されており、そのために、ランプボディ20内の下部に放電バルブを点灯させるための点灯回路を備えた点灯回路ユニット110が配置される。点灯回路ユニット110から延びるコード111の先端にはバルブソケット112が接続されており、該バルブソケット112が光源バルブ62に接続されている。従って、点灯回路ユニット110内設けられた点灯回路によって生成された点灯電圧がバルブソケット112を介して光源バルブ62に印加され、これによって光源バルブ62が点灯する。
次に、ランプユニット60の照射方向の水平方向及び垂直方向での傾動について説明する。
例えば、ステアリング操作に応じて、スイブル用直流モータ93が所定の方向に回転すると、その回転の方向に応じてスイブル駆動軸91が右回転又は左回転をする。このスイブル駆動軸91の回転によって、ランプユニット60は支点軸66と連結凹部67aを結ぶ線を回動軸として右方へ又は左方へ回動され、これによって、照射方向が右方へ又は左方へ変更される。
運転席からの操作により又は自動動作により、レベリング用直流モータ104が回転されると、その回転の方向に応じて、レベリング駆動軸101が後方へ又は前方へと移動される。これによって、ブラケット50の2軸アクチュエータ80が固定されている位置とランプボディ20の後面壁21との間の間隔が変化される。これによって、ブラケット50は回動支点部70、70のナット体72、72を支持している部分を結ぶ線を回動軸として下向き方向に又は上向き方向に傾動される。これによって、ブラケット50に支持されているランプユニット60が下向き方向に又は上向き方向に傾動されるので、ランプユニット60によるビームの照射方向が下向き方向に又は上向き方向に変更されることになる。
図5に上記した2軸アクチュエータ80を使用しての照射方向を制御するための制御回路の一例120を示す。
制御回路120は上記した自動車用前照灯10を含む前照灯システム全体の制御を行うECU121を備え、該ECU121にはイグニッションスイッチ122及びランプスイッチ123が接続されている。そして、イグニッションスイッチ122が投入(ON)された状態でランプスイッチ123が投入(ON)されると、ECU121から点灯回路124に対して点灯指令が出され、これによって、点灯回路124によってランプユニット60の光源バルブ62が点灯され、所定の配光パターンを有するビームが前方へ向けて照射される。
上記ECU121には各種センサ125からの信号が入力されるようになっている。例えば、ステアリングセンサ125a、車高センサ125b、車速センサ125c、車輪センサ125d、GPSセンサ125eからの信号が入力されるようになっている。ステアリングセンサ125aからはステアリング操作したときのステアリング方向及びステアリング角度に関する情報が、車高センサ125bからは前後の車軸のそれぞれの高さに関する情報が、車速センサ125cから車速に関する情報が、車輪センサ125dからは各車輪の高さに関する情報が、GPSセンサ125eからは全地球測位システムに基づく現在位置情報が、それぞれ入力される。そして、ECU121は、上記各センサ125からの情報に基づいて、最適な照射方向となるように、所定の制御信号を2軸アクチュエータ80に送出し、2軸アクチュエータ80はECU121からの制御信号を一つのコネクタ84を介して受領するようになっている。
2軸アクチュエータ80のハウジング81内には回路基板130が配置され、該回路基板130上に制御プログラムが組み込まれたCPU(中央処理装置)131が搭載され、上記コネクタ84を介してECU121から所定の制御信号がCPU131に送られる。CPU131はECU121から得た制御信号に基づき回路基板130上に構成されたそれぞれのドライバ回路132、133に所定の信号を送り、各ドライバ回路132、133によってスイブル用直流モータ93、レベリング用直流モータ104が各別に駆動されるようになっている。
上記した自動車用前照灯10にあっては、水平駆動手段90と垂直駆動手段100とが一体化されて一つの2軸アクチュエータ80として構成されているため、灯具への取付工数が少なくて済み、また、取付の部品も少なくて済む。さらに、ランプボディ等への駆動手段の取付箇所が一カ所(上記実施の形態ではブラケット50)で済むため、ランプボディ、ランプユニットあるいはブラケット等の構造が簡単化され、これら部材の製造コストを低減することができる。
また、水平駆動手段90と垂直駆動手段100とが単一のハウジング81内に設けられているので、2つの駆動手段の組み立て工数が低減され、その結果、製造コストを低減することができる。
さらに、水平駆動手段90と垂直駆動手段100とを一体化して成る2軸アクチュエータ80はランプボディ20に対して傾動可能なブラケット50に支持されているので、駆動手段の一がランプボディ20の後方へ突出することがなく、灯具(自動車用前照灯)10の奥行を小さくすることができる。
また、ランプユニット60のランプボディ20への組付を前方から行うことができるため、組付効率が良好となり、コストダウンに寄与する。すなわち、ランプボディ20に支持させた調整軸71、71に予めナット体72、72を支持させておき、ランプユニット60及び2軸アクチュエータ80を取り付けたブラケット50のナット体取付孔(図示しない)を上記ナット体72、72に、また、2軸アクチュエータ80のレベリング駆動軸101の後端に形成された球体101aをランプボディ20に取り付けられた球受体22に位置合わせしておき、その状態から、ブラケット50を後方へ押し込むことによって、ナット体72、72をナット体取付孔に嵌め込み、また、レベリング駆動軸101後端の球体101aを球受体22の球状凹部に嵌合させることができ、これによって、ブラケット50を介してランプユニット60をランプボディ20に組み付けることができる。
さらにまた、水平駆動手段90と垂直駆動手段100への給電及び/又は制御信号の供給は単一のコネクタ84を介して行われるので、部品点数(例えば、コネクタ)を削減することができると共に、灯室40の配線を簡潔にすることができる。特に、上記した実施の形態に示すように、コネクタ84をハウジング81の前端部に位置させることにより、コネクタ84に接続されるコード84aが灯室40の後部空間に位置することがない。そのために、ランプボディ20の奥行を小さくすることができる。点灯ユニット110とバルブソケット112との間を接続するコード111は点灯ユニット110と光源バルブ62との位置関係から必然的に灯室40の後部に位置させざるを得ず、しかも、該コード111はランプユニット60の水平方向への回動に伴って水平方向へ移動するものであるため、そのための空間を灯室40の後部に確保しておく必要がある。そのような意味を持つ灯室40の後部にアクチュエータから引き出されるコードが位置することは、該コードを避けた位置にコード111の移動空間を確保しなければならず、それだけ、ランプボディ20の奥行を大きくしなければならないことになる。
水平駆動手段90及び垂直駆動手段100を制御するための回路は同一の回路基板130上に配置されているので、2軸アクチュエータ80を小型化することができると共に、2つの駆動手段90、100の電源回路や制御部品を共通化することができ、部品点数の削減が可能になる。
図6に本発明アクチュエータの比較例の要部を示す。
ランプユニット210はブラケット220に固定的に取り付けられる。
ランプユニット210はリフレクタ211、投光レンズ212を備え、図示しない光源バルブから出射した光を集光させると共に、その集光領域に位置させたシェードによって上縁を限定した配光パターンを有するビームとして投光レンズ212によって前方へ照射するようになっている。
ブラケット220は一つの回転支点部230と2軸アクチュエータ240を介してランプボディ(図示しない)に傾動可能に支持される。
回動支点部230はランプボディの後面壁に固定された支点軸231とブラケット220の一方の側部に支持された球受体232とから成り、支点軸231の前端に一体に形成された球体部231aが上記球受体232に形成された図示しない球状凹部に回転可能に嵌合されて構成される。
2軸アクチュエータ240は2つの駆動軸241、242を備える。ハウジング243内には上記2つの駆動軸241、242を各別に前後方向に移動させるためのモータ、各種ギヤ等を備えた駆動機構が構成され、また、ハウジング内に配置された回路基板に上記駆動機構を制御するための回路が構成されている。上記駆動軸241、242の前端には各別の球体部241a、242aが一体に形成されている。
上記ブラケット220の他方の側部、すなわち、上記回動支点部230の球受体232が支持された側部と反対側の側部には上下に離間して2つの球受体221、222が支持されており、各球受体221、222には図示しない球状凹部が形成されている。そして、上側の球受体221の球状凹部に上側の駆動軸241の球体部241aが回転可能に内嵌され、また、下側の球受体222の球状凹部に下側の駆動軸242の球体部242aが回転可能に内嵌され、これによって、ブラケット220の他方の側部が2軸アクチュエータ240を介してランプボディに支持される。
ランプユニット210の傾動は以下のようにして為される。
まず、2つの駆動軸241、242が同時に同じ方向へ同じ量移動すると、ブラケット220は回動支点部230の球受体232を支持している箇所を回動支点として水平方向へ回動する。従って、該ブラケット220に支持されているランプユニット210も水平方向へ回動されて、その照射方向が水平方向で変更されることになる。
また、駆動軸241、242の一方、例えば、下側の駆動軸242が移動すると、ブラケット220は球受体221を支持している箇所と球受体232を支持している箇所とを結ぶ線を回動軸として垂直方向に回動する。従って、該ブラケット220に支持されているランプユニット210も垂直方向へ回動されて、その照射方向が垂直方向で変更されることになる。
すなわち、駆動軸241、242及びこれら駆動軸241、242を駆動する機構は、駆動軸241、242が同時に同じ方向に同じ量移動するときには水平駆動手段となり、駆動軸241、242の一方だけが移動する場合や同時に異なる方向に移動するときには垂直駆動手段となる。
この比較例においても、上記した実施の形態と同様の効果を奏する。
なお、上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
走行状態、路面の状況、走行地域の環境等に対応して最適のビーム照射方向を選択しながら走行することを必要とする車輌の灯具として広く利用することができる。
10…自動車用前照灯、40…灯室、60…ランプユニット、80…アクチュエータ、81…ハウジング、84…コネクタ、90…水平駆動手段、100…垂直駆動手段、120…回路、130…回路基板
Claims (3)
- 車輌の走行状況に応じて照射方向が変化されるランプユニットの前記照射方向を水平方向において変化させることが可能な水平駆動手段と、照射方向を垂直方向において変化させることが可能な垂直駆動手段とが一体化され、
上記水平駆動手段と上記垂直駆動手段とが自動車用前照灯の灯室内に配置される単一のハウジング内に設けられた
ことを特徴とするアクチュエータ。 - 上記水平駆動手段と上記垂直駆動手段への給電及び/又は制御信号の供給は単一のコネクタを介して行われる
ことを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 - 上記水平駆動手段及び上記垂直駆動手段を制御するための回路は同一の回路基板上に配置されている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアクチュエータ。
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JP2003260980A (ja) * | 2002-03-07 | 2003-09-16 | Koito Mfg Co Ltd | 車両用照明装置 |
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2012
- 2012-05-11 JP JP2012109247A patent/JP2012182146A/ja active Pending
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