JP2017013734A - 車両用照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レイアウトの自由度が高い小型、コンパクトな効率の高い車両用照明装置を提供することである。
【解決手段】左右方向に偏向可能に支持された前照灯Ｌ_２の偏向角度を可変させる駆動装置としてのアクチュエータ３０をモータ３２と、そのモータ３２の回転を減速して出力する減速機４０とで形成する。減速機４０をモータ３２の回転軸３３と同軸上に設けられた出力軸４７と、モータ３２の回転軸３３と同軸上に設けられた固定配置の内歯車４８と、回転軸３３に取り付けられ、内歯車４８内に位置する部分に偏心軸部６１が設けられた駆動輪４９と、出力軸４７の軸端部に取り付けられて偏心軸部６１と内歯車４８との間で回転可能なケージ５０と、そのケージ５０に保持され、偏心軸部６１の偏心回転により内歯車４８の内歯５８に順次噛合するローラ５１を有してなる偏心式ローラ減速機として、車両用照明装置の小型、コンパクト化を図る。
【選択図】図３

Description

この発明は、車両の走行状況に応じて前照灯の照射方向を追従変化させる車両用照明装置に関する。

車両の前照灯を上下に設け、その下部前照灯を左右方向に偏向制御可能に支持し、夜間での走行時、その走行状況に応じて前照灯の照射方向を追従変化させることで視認性を高め、安全性を確保するようにしたＡＦＳ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｒｏｎｔ−ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）採用の車両用照明装置は下記特許文献１に記載されている。

上記車両用照明装置においては、図９に示すように、ステアリング１の操舵角をセンサ２で検出し、その操舵角検出センサ２や図では省略された車速検出センサから出力される検出信号を電子制御ユニット（ＥＣＵ）３に入力し、その電子制御ユニット３から出力される信号によりアクチュエータ４を制御して、偏向角可変可能な下部前照灯Ｌ_２を車両が曲がる方向に向けることで視認性を高めるようにしている。図９におけるＬ_１は固定の支持とされた上部前照灯を示す。

ここで、特許文献１に記載された車両用照明装置においては、モータおよびそのモータの回転を減速して出力する減速機構をアクチュエータとしており、そのアクチュエータによって下部前照灯Ｌ_２の向きを変えるようにしている。

特開２００２−３２６５３５号公報

ところで、上記特許文献１に記載された従来の車両用照明装置においては、下部前照灯Ｌ_２の作動に必要な減速比および回転トルクを得るため、減速機構として平歯車の噛合による複数段の歯車減速部において順次減速する歯車式減速機構を採用しているため、アクチュエータが大型化し、組み付けに大きなスペースを確保する必要があってレイアウトの自由度が低く、また、効率が低いという不都合がある。

この発明の課題は、レイアウトの自由度が高い小型、コンパクトな効率の高い車両用照明装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、左右方向に偏向制御可能な前照灯と、その前照灯の偏向角度を可変させる駆動装置とからなり、前記駆動装置が、モータと、そのモータの回転を減速して出力する減速機を有し、前記減速機からの出力回転を前記前照灯の回転支軸に伝達して前記前照灯を偏向させるようにした車両用照明装置において、前記減速機が、前記モータの回転軸に軸端を対向して同軸上に設けられた出力軸と、前記モータの回転軸の周囲において、その回転軸と同軸上に設けられた固定配置の内歯車と、前記モータの回転軸に取り付けられ、前記内歯車内に位置する部分に偏心軸部が設けられた駆動輪と、前記出力軸の軸端部に取り付けられ、前記偏心軸部と前記内歯車との間で回転可能なケージと、そのケージに保持され、前記偏心軸部の偏心回転により前記内歯車の内歯に順次噛合する前記内歯より少ない数のローラを有してなり、前記駆動輪の一回転当たりに前記ローラを内歯の一歯分だけ周方向に移動させてケージを減速回転させる偏心式ローラ減速機からなる構成を採用したのである。

上記の構成からなる車両用照明装置において、モータを駆動すると、駆動輪が回転し、その駆動輪に設けられた偏心軸部の偏心回転により複数のローラが内歯車の内歯に順次噛合して、駆動輪の一回転当たりにローラが内歯の一歯分だけ周方向に移動し、そのローラの周方向への移動によりローラを保持するケージが極めて大きな減速比でもって回転する。

このとき、ケージは出力軸の軸端部に取り付けられているため、ケージと共に出力軸が減速回転し、その回転が前照灯の回転支軸に伝達され、前照灯が左右方向に偏向する。

この発明に係る車両用照明装置においては、上記のように、減速機として偏心式ローラ減速機を採用しており、そのローラ減速機においては従来の歯車式減速機構に比較して減速比が極めて高いため、前照灯偏向駆動用としてのアクチュエータの高出力化を図ることができる。

また、ローラ減速機の出力軸とモータの回転軸は軸端面が対向する同軸上の配置であって、しかも、偏心式ローラ減速機は内歯車内にケージや駆動輪が組み込まれた軸方向長さがコンパクトなものであるため、小型コンパクトなアクチュエータを得ることができる。

その結果、アクチュエータの組込みに大きなスペースを確保する必要がなく、レイアウトの自由度を高めることができ、しかも、厚さをそのままにしてモータ径を大きくすることで出力をさらに高めることができる。

ここで、減速機の出力軸と前照灯の回転支軸とを共通とするのがよい。出力軸と回転支軸とを共通とすることによって部品点数を低減し、出力軸と回転支軸を軸継手で結合する必要がなくなるため、車両用照明装置の組立ての容易化を図ることができる。

また、減速機の出力軸の周囲に、上記出力軸から駆動輪への逆入力を遮断する逆入力遮断クラッチを設けておくのがよい。逆入力遮断クラッチを設けることで、前照灯からの逆入力を防止し、前照灯を偏向位置において確実に保持することができる。

上記逆入力遮断クラッチとして、減速機における出力軸の軸端部に設けられたクラッチ内輪とその外周囲に設けられた固定配置のクラッチ外輪間に上記減速機におけるケージの一部を配置し、そのケージに形成されたポケット内に一対のローラと、その一対のローラを離反する方向に付勢して上記クラッチ内輪の外周に形成された平坦なカム面と上記クラッチ外輪の内周円筒面間に形成されたくさび空間の狭小部に噛み込ませる弾性部材とを組込み、上記クラッチ内輪と上記ケージの相互間に回転方向遊びを有する回転係合部を設け、その回転係合部の回転方向遊びを上記ローラが係合解除可能な大きさとしたローラクラッチを採用することができる。

上記逆入力遮断クラッチの採用において、一対のローラのそれぞれがクラッチ内輪のカム面とクラッチ外輪の円筒面間に形成されたくさび空間の狭小部に対する噛み込みによって前照灯からの逆入力を遮断することができる。

また、一対のローラがくさび空間の狭小部に噛み込む係合状態において、モータの回転が偏心式ローラ減速機に入力されてケージが減速回転すると、ポケットの周方向で対向する両端部のうち、回転方向後行側に位置する端部が対応するローラを押圧するため、ローラが係合解除する。その係合解除後、回転係合部が係合し、ケージの回転が出力軸に伝達されて前照灯が偏向する。このため、逆入力遮断クラッチはローラ減速機の作動を阻害することなく出力軸から駆動輪への逆入力を遮断する。

ローラクラッチにおける回転係合部として、クラッチ内輪の外径面に突設されたピンと、ケージに形成され、上記ピンが挿入された周方向に長い長孔からなるものを採用することができる。

この発明に係る車両用照明装置において、出力軸の周囲に、その出力軸の回転角を検出する角度検知センサを設けておくのがよい。角度検知センサを設けることにより、前照灯の偏向角度を検出することができるため、前照灯の正確な角度制御を可能とすることができる。

この発明においては、上記のように、モータの回転を減速して出力する減速機を偏心式ローラ減速機としたことにより、レイアウトの自由度が高い小型、コンパクトの効率の高い車両用照明装置を得ることができる。

この発明に係る車両用照明装置の縦断面図 偏向駆動用アクチュエータの縦断面図 減速機の縦断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 偏向駆動用アクチュエータの他の例を示す縦断面図 図５のVI−VI線に沿った断面図 図６に示す回転係合部を拡大して示す断面図 偏向駆動用アクチュエータのさらに他の例を示す縦断面図 従来の車両用照明装置の概略図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、車両用照明装置は、灯具ボディ１０を有し、その灯具ボディ１０の前側開口部にレンズ１１が設けられている。

灯具ボディ１０内にはブラケット１２が組み込まれている。ブラケット１２は、上下に間隔を開けて設けられた２枚の棚板１３、１４を有し、各段の棚板１３、１４のそれぞれ上側に前照灯Ｌ_１、Ｌ_２が設けられている。

上段側棚板１３の上側に設けられた前照灯Ｌ_１は、リフレクタ１５と、そのリフレクタ１５内に取着された放電バルブ１６およびその放電バルブ１６の前側に設けられたシェード１７とからなる。この前照灯Ｌ_１は、上記リフレクタ１５が上段側棚板１３にねじ止め等の手段で固定されて自動車の正面に向けて所定の配光特性となる固定の支持とされている。

一方、下段側棚板１４の上側に設けられた前照灯Ｌ_２は、スイブルリフレクタ１８と、そのスイブルリフレクタ１８内に止着されたハロゲンランプ１９およびそのハロゲンランプ１９の前側に設けられたシェード２０とからなる。

スイブルリフレクタ１８は、上下に回転支軸２１、２２が設けられ、その回転支軸２１、２２のそれぞれが上下の棚板１３、１４によって回転自在に支持され、上記回転支軸１３、１４を中心にして下段の前照灯Ｌ_２が左右方向に偏向可能な支持とされている。この偏向可能な前照灯Ｌ_２を、以後「可動前照灯Ｌ_２」という。

可動前照灯Ｌ_２の下側には、その可動前照灯Ｌ_２を左右方向に偏向する偏向駆動装置としてのアクチュエータ３０が設けられている。

図２に示すように、アクチュエータ３０は、モータ３２と、そのモータ３２の回転を減速して図１に示す回転支軸２２に伝達する減速機４０とからなり、上記モータ３２および減速機４０はハウジング３１内に収容されている。ハウジング３１は、図１に示すように、灯具ボディ１０の底板１０ａで支持されている。

図２に示すように、モータ３２は、回転軸３３と、その回転軸３３の周囲に設けられたステータ３４と、そのステータ３４を覆うように被せられた円筒状のロータ３５とからなる。

回転軸３３は、ハウジング３１の底板３１ａ上面に突設された軸受筒３６内に下端部が挿入されて回転自在に支持されている。また、回転軸３３の上端部はステータ３４およびロータ３５を貫通して、ロータ３５の上面から外部に臨んでいる。

ステータ３４はハウジング３１の底板３１ａに支持されて固定とされている。ロータ３５はそのステータ３４の上面を覆う端板３５ａを上部に有し、その端板３５ａが回転軸３３に連結され、上記ステータ３４に通電すると、ロータ３５および回転軸３３が回転するようになっている。

減速機４０は、偏心式ローラ減速機からなる。図３および図４に示すように、ローラ減速機４０は、円形状のケース４１と、そのケース４１の頂板４５を貫通してモータ３２の回転軸３３と同軸上に配置された出力軸４７と、上記ケース４１に支持されて回転軸３３と同軸上に設けられた内歯車４８と、上記モータ３２における回転軸３３の上記ケース４１内に臨む上端部に取り付けられて内歯車４８内で回転可能な駆動輪４９と、その駆動輪４９と内歯車４８の対向部間に組み込まれたケージ５０およびそのケージ５０に保持された複数のローラ５１とからなる。

ケース４１は、上部ケース部４２と環状の下部ケース部４３とに２分割され、上部ケース部４２の上側には円筒部４４が設けられ、その円筒部４４がハウジング３１の上板３１ｂに形成された円形の開口３７に挿通されて、上端に設けられた頂板４５が上板３１ｂの外部に露出している。

また、ケース４１には、上部ケース部４２と下部ケース部４３の分割面のそれぞれに対向一対の円形凹部５２、５３が形成され、その一対の円形凹部５２、５３によって形成される周溝内に内歯車４８の外周部が嵌合されており、上記ハウジング３１の上板３１ｂ、上部ケース部４２および内歯車４８のそれぞれを貫通して下部ケース部４３のねじ孔５４にねじ込まれるボルト５５の締め付けにより上部ケース部４２と下部ケース部４３が互いに結合されてケース４１を形成し、そのケース４１がハウジング３１に固定されている。

ケース４１における下部ケース部４３の下面には環状溝５６が形成され、その環状溝５６内にロータ３５を回転自在に支持するすべり軸受５７が組み込まれている。

内歯車４８には、その内周に多数の内歯５８が等ピッチで形成され、隣り合う内歯５８間の歯溝面５９は曲面とされている。この内歯車４８はケース４１をハウジング３１に固定するボルト５５によってケース４１に固定されている。

駆動輪４９は、上部に小径軸部４９ａが設けられ、また、下部には大径軸部４９ｂが設けられ、その小径軸部４９ａと大径軸部４９ｂ間に偏心軸部６１が設けられている。δは駆動輪４９の中心Ｏ_０に対する偏心軸部６１の円筒状外径面の中心Ｏ_１の偏心量を示している。

駆動輪４９は、大径軸部４９ｂと下部ケース部４３の対向部間に組み込まれた転がり軸受６２によって回転自在に支持されている。また、小径軸部４９ａとケージ５０の対向部間に組み込まれた転がり軸受６３によって駆動輪４９はケージ５０に対して相対的に回転自在とされている。

駆動輪４９における偏心軸部６１の円筒状外径面には転がり軸受６４が圧入され、その転がり軸受６４と内歯車４８の対向部間にケージ５０が組み込まれている。ケージ５０は円筒状をなし、その上端から内向きに形成されたフランジ６５の内周部に円筒部６６が設けられ、その円筒部６６と上部ケース部４２の円筒部４４間に組み込まれた転がり軸受６７によってケージ５０が回転自在に支持されている。

また、ケージ５０における円筒部６６の上端は上板６８によって閉塞され、その上板６８に形成された軸挿入孔６９に出力軸４７の下端部に設けられた小径軸部４７ａが嵌合されて、その出力軸４７にケージ５０が固定されている。ケージ５０の固定に際し、ここでは、軸挿入孔６９に対して小径軸部４７ａをセレーション７０による嵌合としているが、スプラインによる嵌合としてもよい。

ケージ５０には複数のポケット７１が周方向に等ピッチで形成されている。ポケット７１は内歯車４８の内歯５８の数より少なく、それぞれのポケット７１に対して一つのローラ５１が組み込まれて径方向に移動自在とされている。

複数のローラ５１のそれぞれは、偏心軸部６１の偏心回転により内歯車４８における内歯５８の歯溝面５９に順次噛合して、偏心軸部の一回転当たりにローラ５１が内歯５８の一歯分だけ周方向に移動するようになっており、その移動によってケージ５０が減速回転し、その回転が出力軸４７から出力されるようになっている。

出力軸４７は、図１に示すように、可動前照灯Ｌ_２におけるスイブルリフレクタ１８の下部回転支軸２２に結合されている。

実施の形態で示す車両用照明装置は上記の構造からなり、図２に示すモータ３２のステータ３４に通電してロータ３５を回転すると、そのロータ３５に連結された回転軸３３が回転する。

回転軸３３には、図３に示すように、駆動輪４９が取り付けられているため、回転軸３３と共に駆動輪４９が回転し、その駆動輪４９に設けられた偏心軸部６１が偏心回転する。

偏心軸部６１の偏心回転により複数のローラ５１（図４参照）が内歯車４８の内歯５８に順次噛合し、駆動輪４９の一回転当たりにローラ５１が内歯５８の一歯分だけ周方向に移動し、そのローラ５１の周方向への移動によってローラ５１を保持するケージ５０が減速回転する。

このとき、ケージ５０は出力軸４７の軸端部に取り付けられているため、ケージ５０と共に出力軸４７が減速回転し、その回転が図１に示す可動前照灯Ｌ_２の回転支軸２２に伝達され、可動前照灯Ｌ_２が左右方向に偏向する。

実施の形態に示す車両用照明装置のように、モータ３２の回転軸３３の回転を減速して可動前照灯Ｌ_２の回転支軸２２に出力する減速機４０として偏心式ローラ減速機を採用することにより、そのローラ減速機４０においては歯車式減速機構に比較して減速比が極めて高いため、前照灯偏向駆動用としてのアクチュエータ３０の高出力化を図ることができる。

また、ローラ減速機４０は、図３に示すように、出力軸４７がモータ３２の回転軸３３に軸端面が対向する同軸上の配置であり、しかも、偏心式ローラ減速機４０は内歯車４８内にケージ５０や駆動輪４９を組み込んだ軸方向長さのコンパクトなものであるため、小型コンパクトなアクチュエータ３０を得ることができる。

その結果、アクチュエータ３０の組込みに大きなスペースを確保する必要がなく、レイアウトの自由度を高めることができる。

図１では、ローラ減速機４０の出力軸４７を可動前照灯Ｌ_２の下部回転支軸２２に連結しているが、出力軸４７と下部回転支軸２２とを共通とするのがよい。出力軸２２と下部回転支軸２２とを共通とすることにより部品点数を低減し、出力軸と回転支軸を軸継手で結合する必要がなくなるため、車両用照明装置の組立ての容易化を図ることができる。

図５乃至図７は、偏向駆動用アクチュエータ３０の他の例を示している。この例で示す偏向駆動用アクチュエータ３０においては、ローラ減速機４０のケース４１内に可動前照灯Ｌ_２からの逆入力を遮断する逆入力遮断クラッチ８０を組み込んでいる点、図３に示す駆動輪４９の小径軸部４９ａを省略している点で図３に示す偏向駆動用アクチュエータ３０と相違している。このため、図３に示すものと同一の部品については同一の符号を付して説明を省略する。

ここで、逆入力遮断クラッチ８０においては、ローラ減速機４０における出力軸４７の軸端部にクラッチ内輪８１を取り付け、そのクラッチ内輪８１の周囲に設けられたクラッチ外輪８２をケース４１の上部ケース部４２で支持して固定の配置とし、上記クラッチ内輪８１とクラッチ外輪８２間にケージ５０の上部を位置させると共に、そのケージ５０をクラッチ外輪８２に固定し、上記クラッチ内輪８１の外周にはクラッチ外輪８２の内周に形成された円筒面８３との間で周方向の両端が狭小のくさび空間を形成する複数の平坦なカム面８４を周方向に間隔をおいて設け、ケージ５０には、上記カム面８４のそれぞれと対向する位置にポケット８５を設け、各ポケット８５内に一対のローラ８６と、その一対のローラ８６間に弾性部材８７を組み込んで、一対のローラ８６をくさび空間の狭小部に噛み込む方向に付勢している。

また、クラッチ内輪８１とケージ５０の相互間に、ケージ５０の回転をクラッチ内輪８１に伝達する回転係合部８８を設けている。回転係合部８８は、クラッチ内輪８１の外径面に突設されたピン８９をケージ５０に形成された周方向に長い長孔９０内に挿入し、その長孔９０の周方向両端とピン８９との間に回転方向遊び９１を設け、その回転方向遊び９１をローラ８６が円筒面８３およびカム面８４に対して係合解除可能な大きさとしている。

上記の構成からなる逆入力遮断クラッチ８０において、ローラ減速機４０のケージ５０が減速回転すると、ポケット８５内に組み込まれた一対のローラ８６のうち、ケージ回転方向の後行側に位置する一方のローラ８６がポケット８５の一端部で押されて、円筒面８３およびカム面８４に対して係合解除し、その係合解除後、図７に示すピン８９が長孔９０の端部に当接し、ケージ５０の回転がクラッチ内輪８１を介して出力軸４７に伝達される。

また、出力軸４７の回転停止状態においては、一対のローラ８６のそれぞれがクラッチ内輪８１のカム面８４およびクラッチ外輪８２の円筒面８３とで形成されるくさび空間の狭小部にかみ込んで、カム面８４および円筒面８３のそれぞれに係合し、その係合によって可動前照灯Ｌ_２（図１参照）からの逆入力が遮断される。

図８は、偏向駆動用アクチュエータ３０のさらに他の例を示す。この例においては、ハウジング３１内において、出力軸４７の外周囲に、その出力軸４７の回転角を検出する角度検知センサ１００を組み込んでいる。他の構成は図１に示す偏向駆動用アクチュエータ３０と同一であるため、同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。

角度検知センサ１００として、ここでは、ポテンショメータを採用しているが、これに限定されるものではない。図８に示すように、角度検知センサ１００を設けることにより、可動前照灯Ｌ_２の偏向角度を検出することができるため、可動前照灯Ｌ_２の正確な角度制御を可能とすることができる。

なお、角度検知センサ１００は、図５に示す偏向駆動用アクチュエータ３０内にも組み込むようにしてもよい。

Ｌ_２ 前照灯
２２ 回転支軸
３２ モータ
３３ 回転軸
４０ 減速機
４７ 出力軸
４８ 内歯車
４９ 駆動輪
５０ ケージ
５１ ローラ
５８ 内歯
６１ 偏心軸部
８０ 逆入力遮断クラッチ
８１ クラッチ内輪
８２ クラッチ外輪
８３ 円筒面
８４ カム面
８５ ポケット
８６ ローラ
８７ 弾性部材
８８ 回転係合部
８９ ピン
９０ 長孔
９１ 回転方向遊び
１００ 角度検知センサ

Claims (6)

1. 左右方向に偏向制御可能な前照灯と、その前照灯の偏向角度を可変させる駆動装置とからなり、前記駆動装置が、モータと、そのモータの回転を減速して出力する減速機を有し、前記減速機からの出力回転を前記前照灯の回転支軸に伝達して前記前照灯を偏向させるようにした車両用照明装置において、
   前記減速機が、前記モータの回転軸に軸端を対向して同軸上に設けられた出力軸と、前記モータの回転軸の周囲において、その回転軸と同軸上に設けられた固定配置の内歯車と、前記モータの回転軸に取り付けられ、前記内歯車内に位置する部分に偏心軸部が設けられた駆動輪と、前記出力軸の軸端部に取り付けられ、前記偏心軸部と前記内歯車との間で回転可能なケージと、そのケージに保持され、前記偏心軸部の偏心回転により前記内歯車の内歯に順次噛合する前記内歯より少ない数のローラを有してなり、前記駆動輪の一回転当たりに前記ローラを内歯の一歯分だけ周方向に移動させてケージを減速回転させる偏心式ローラ減速機からなることを特徴とする車両用照明装置。
2. 前記減速機の出力軸と前記前照灯の回転支軸とを共通とした請求項１に記載の車両用照明装置。
3. 前記減速機の出力軸の周囲に、前記出力軸から前記駆動輪への逆入力を遮断する逆入力遮断クラッチを設けた請求項１又は２に記載の車両用照明装置。
4. 前記逆入力遮断クラッチが、前記減速機における出力軸の軸端部に設けられたクラッチ内輪とその外周囲に設けられた固定配置のクラッチ外輪間に前記減速機における前記ケージの一部を配置し、そのケージに形成されたポケット内に一対のローラと、その一対のローラを離反する方向に付勢して前記クラッチ内輪の外周に形成された平坦なカム面と前記クラッチ外輪の内周に形成された円筒面に係合させる弾性部材とを組込み、前記クラッチ内輪と前記ケージの相互間に回転方向遊びを有する回転係合部を設け、その回転係合部の回転方向遊びを前記ローラが係合解除可能な大きさとしたローラクラッチからなる請求項３に記載の車両用照明装置。
5. 前記回転係合部が、クラッチ内輪の外径面に突設されたピンと、前記ケージに形成され、前記ピンが挿入された周方向に長い長孔からなる請求項４に記載の車両用照明装置。
6. 前記出力軸の周囲に、その出力軸の回転角を検出する角度検知センサを設けた請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用照明装置。

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