JP2018071742A - ピボット、軸受機構及び自動車用のヘッドランプ - Google Patents

ピボット、軸受機構及び自動車用のヘッドランプ Download PDF

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Abstract

【課題】ピボットに作用する荷重を、ピボットを支承するケースに効率よく伝達できるコンパクトなピボットを提供する。
【解決手段】軸部材131を保持可能な貫通孔11が中心を通るように形成された球体部10と、吊下又は載置される摺動ガイド部20と、を備えるピボット1であって、球体部10は、2本の脚部30を介して摺動ガイド部20に連結される。また、ピボット1と、ピボット1を支承するケース2と、を有する軸受機構3であって、ケース2は、球体部10を支承する受面41,51が形成された2つの半割構造体40,50からなり、2つの半割構造体40,50は、少なくとも3つの係止手段42,52で互いに係止されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、軸部材を保持するピボット、軸受機構及び自動車用のヘッドランプに関する。
通常、自動車用のヘッドランプは、光源の光軸を調整するために光軸調整機構を備えている。このような光軸調整機構として、エイミングスクリュー(調整軸)と、調整軸のネジ部が螺合するナット部材(ピボット)と、ピボットの球状の外周面を有する本体(球体部)を支承するベアリング部材(ケース)とを、含んで構成されるものが知られている(特許文献1参照)。このピボットは、自動車の振動荷重などを吸収するため、摺動ガイド部も備えている。そして、これらのピボットやケースは、プラスチック樹脂製で射出成形により形成されている。
特開2007−055600号公報
しかしながら、特許文献1の図12に記載のピボットの構造では、球体部の上下部分をケースで支承することができないため、ケースの受面の面積を広げることができなかった。そのため、ケースの許容荷重を大きくすることができず、破損することがあった。一方、特許文献1の図23に記載のピボットの構造では、球体部の上下部分をケースで支承することができるが、摺動ガイド部が球体部の中心からオフセットした脚部で連結されており、球体部と摺動ガイド部との間には、モーメントが作用する。そのため、球体部と脚部との間で破損することがあった。
そこで、本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、ピボットに作用する荷重を、ピボットを支承するケースに効率よく伝達できるコンパクトなピボット、軸受機構及び自動車用のヘッドランプを提供することを目的とする。
(1)本発明に係る一つの態様は、軸部材を保持可能な貫通孔が中心を通るように形成された球体部と、吊下又は載置される摺動ガイド部と、を備えるピボットであって、前記球体部は、2本の脚部を介して前記摺動ガイド部に連結される。
(2)上記(1)の態様において、2本の前記脚部は、前記貫通孔の軸線方向と直交するとともに前記中心を通る平面に重なるように形成されていてもよい。
(3)上記(1)又は(2)の態様において、前記摺動ガイド部は、平板状のプレートと、弾性片とを有し、前記プレートは、一方の面に2本の前記脚部が連結されるとともに、他方の面に前記弾性片が連結されていてもよい。
(4)上記(1)から(3)までのいずれか1つの態様において、前記弾性片は、前記球体部とは反対側に突出する凸部を少なくとも2つ有してもよい。
(5)本発明に係る別の一つの態様は、ピボットと、前記ピボットを支承するケースと、を含む軸受機構であって、前記ピボットは、上記(1)から(4)までのいずれか1つの態様のピボットであり、前記ケースは、前記球体部を支承する受面が形成された2つの半割構造体からなり、2つの前記半割構造体は、少なくとも3つの係止手段で互いに係止されている。
(6)本発明に係る更に別の一つの態様は、レンズが装着されるランプハウジングと、光源を保持する保持部材と、光軸を調整する光軸調整機構と、を備える自動車用ヘッドランプであって、前記光軸調整機構は、調整軸としての軸部材と、上記(1)から(4)までのいずれか1つの態様のピボットと、前記ピボットを支承するケースと、を含み、前記ピボットは、前記軸部材を雄ネジ部及び雌ネジ部のネジ構造により前記貫通孔に保持し、前記ケースには、被取付部が形成されており、前記ランプハウジングには、前記摺動ガイド部を吊下又は載置する案内部が形成され、前記保持部材には、前記ケースの前記被取付部が取付けられる取付部が形成されている。
本発明によれば、ピボットに作用する荷重を、ピボットを支承するケースに効率よく伝達できるコンパクトなピボット、軸受機構及び自動車用のヘッドランプを提供することができる。
本発明の実施形態に係るピボットを備える自動車用のヘッドランプを示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るピボットを示す後方からの斜視図である。 本発明の実施形態に係るピボットを示す(a)正面図、(b)側面図である。 ケースを示す後方からの斜視図である。 ケースの展開状態を示す(a)平面図、(b)正面図、(c)側面図である。 軸受機構の組立方法を示す概略図である。 光軸調整機構の取付状態を示す(a)側面断面図、(b)後方から見た背面図である。 変形例の弾性片を有するピボットを示す正面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書の実施形態においては、全体を通じて、同一の部材には同一の符号を付している。また、前後、左右及び上下は、自動車用ヘッドランプをレンズ側の正面前方から見た場合を示す。
まず、本発明の実施形態に係るピボット1を説明する前に、自動車用のヘッドランプ100について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るピボットを備える自動車用のヘッドランプを示す斜視図である。
図1に示されるヘッドランプ100は、ランプハウジング110の内側に設けられたリフレクタ120が揺動することで、光源121の光軸が調整されるものであり、ランプハウジング110と、リフレクタ120と、光軸調整機構130とを備えている。
ランプハウジング110は、前方側が開口した箱状のものであり、プラスチック樹脂で形成されている。このランプハウジング110は、前方の開口にレンズ(アウターレンズ)111が装着されている。
また、ランプハウジング110には、光軸調整機構130を吊下げる案内部112が形成されている。案内部112は、前方から見て、ランプハウジング110の周壁の天面から内側に、L字状に突出した左右一対の突出片で、蟻溝状に形成されている。ただし、案内部112は、光軸調整機構130を載置するように底面に形成されることもあり、あるいは、側面に形成されることもある。
レンズ111は、光源121からの直接光又は反射光を、透過させるものである。
つぎに、リフレクタ120は、後方中央に光源121が取付けられる保持部材として機能するものであり、光源121からの光を前方に向けて反射するように湾曲面で形成されている。そのため、リフレクタ120はプラスチック樹脂で形成され、その内側は、銀メッキや銀蒸着が施された反射面となっている。
また、リフレクタ120には、光軸調整機構130を取付ける取付部122が形成されている。取付部122は、リフレクタ120から後方に向かって延出したブラケット状であり、先端に矩形開口が形成されている。
光源121には、メタルハライドランプなどの放電灯やLED素子が用いられる。
ここで、光軸調整機構130について説明する。
光軸調整機構130は、光源121の光軸を調整するもので、ヘッドランプ100を前方から見ると、リフレクタ120の裏側の左上、右上の2か所に設けられている(図1参照)。この光軸調整機構130は、前方の一端側がリフレクタ120に取付けられており、後方の他端側がランプハウジング110に取付けられている。なお、リフレクタ120の裏側の左下には、光軸を調整する際の揺動支点が設けられている。
この光軸調整機構130は、調整軸としての軸部材131と、軸部材131を保持するピボット1と、ピボット1を支承するケース2と、を含んで構成されている。
(軸部材)
軸部材131は、概略丸棒状の部材であり、プラスチック樹脂で形成されている。軸部材131の前方側には、外周に雄ネジ部132が形成されている。一方、軸部材131の後方側には、作業員が治具などを用いて軸部材131を回転させることができるように、図示されない被操作部が形成されており、被操作部がランプハウジング110の外側に露出するように、軸部材131は回転可能に軸支されている。
(ピボット)
図2は、本発明の実施形態に係るピボットを示す後方からの斜視図であり、図3は本発明の実施形態に係るピボットを示す(a)正面図、(b)側面図である。なお、図3(b)において、右方向が自動車の前方方向である。
ピボット1は、軸部材131を保持する球体部10と、ランプハウジング110に形成された案内部112に吊下又は載置される摺動ガイド部20と、を備えており、プラスチック樹脂で形成されている(図2参照)。
球体部10は、外縁が全体として球状であるが、内部には中心Cを通るように貫通孔11が形成されており、貫通孔11の軸方向の両側は、面取加工されている。また、貫通孔11の内周には、軸部材131の雄ネジ部132が螺合する雌ネジ部12が形成されている(図3(a)参照)。軸部材131の雄ネジ部132を貫通孔11の雌ネジ部12に螺合させ球体部10に保持した場合、軸部材131を回転させると、雄ネジ部132及び雌ネジ部12のネジ構造により、ピボット1が相対的に前後に移動するようになっている。
また、球体部10は、2本の脚部30を介して摺動ガイド部20に連結されている。そして、2本の脚部30が連結される領域以外の球体部10の外面は、後述するケース2に支承される被受面となるため、平滑な面に仕上げられている。
つぎに、摺動ガイド部20は、平板状のプレート21と、弾性片22とを有している。このプレート21は、一方の面である表面21aに2本の脚部30が連結されるとともに、他方の面である裏面21bに弾性片22が連結されている。
また、プレート21の端面は、貫通孔11の軸方向の一方(左)側が、球体部10の面取加工された外縁と略同一平面であり、他方(右)側は、球体部10の面取加工された外縁よりも外側にオフセットした位置まで延びている。そして、表面21aのうち2本の脚部30より外側の領域は、ランプハウジング110の案内部112に吊下又は載置されたときに、摺動し易いように平滑な面に仕上げられている。
弾性片22は、球体部10とは反対側に突出する凸部22aを少なくとも2つ有している。弾性片22は、プレート21の左右側辺と同じ幅(前後方向の長さ)で、球体部10とは反対側に延出しており、中央付近が前後方向に細くなっている。凸部22aは、中央付近を挟んで両側に位置している。そして、凸部22aの球体部10とは反対の表面は、案内部112に吊下又は載置されたとき、摺動し易いように平滑な面に仕上げられている。
そして、2本の脚部30は、上述した球体部10と摺動ガイド部20とに連結されている。2本の脚部30は、前方から見て球体部10の左右から摺動ガイド部20に向かって延びており、球体部10と摺動ガイド部20と2本の脚部30との間には、空間Sが形成されている(図2及び図3(a)参照)。
さらに、この2本の脚部30は、球体部10の貫通孔11の軸線方向と直交するとともに中心Cを通る平面Lに重なるように形成されている(図3(b)参照)。脚部30の端面は、貫通孔11の軸方向の一方(左)側が、球体部10の面取加工された外縁と略同一平面であり、他方(右)側は、平面Lより外側にオフセットした位置から摺動ガイド部20に向かって更に他方側に湾曲している。2本の脚部30をこのような平面Lに重ねることで、球体部10を備えるピボット1であっても、この平面Lを分割面(パーティング面)とし、アンダーカットを生じることがない金型を製作できるから、ピボット1を単純な金型で成形することができる。なお、2本の脚部30同士とプレート21の表面21aとの間には、補強部31が一体に形成されている。
(ケース)
図4は、ケースを示す後方からの斜視図であり、図5は、ケースの展開状態を示す(a)平面図、(b)正面図、(c)側面図である。
ケース2は、ピボット1の球体部10の外面を受面41,51で支承するものであり、2つの半割構造体40,50からなる(図4参照)。この2つの半割構造体40,50は、プラスチック樹脂で形成されており、さらに、互いに連結された一体成形品に形成されている。このケース2は、前方側にリフレクタ120の取付部122に取付けられる被取付部46,56が形成されており、後方側に受面41,51が形成されている。
2つの半割構造体40,50は、球体部10を支承するように組立てられる際、少なくとも3つの係止手段42,52で互いに係止される。なお、本実施形態の2つの半割構造体40,50は、それぞれ別体で形成してもよく、その場合、係止手段42,52の個数も3つに限られない。
まず、半割構造体40は、球体部10の摺動ガイド部20とは反対側の上方側を略半球面状の受面41で支承する(図5参照)。受面41は、球体部10を支承したときに、摺動し易いように平滑な面に仕上げられている。
半割構造体40の係止手段42aは、開口を有するもので、半割構造体50に組立てられたときに前方となる端部側に形成され、一方、係止手段42b,42cは、突起を有するもので、左右に形成されている。
また、位置決め手段43bは、先端がカットされた円柱状のもので、位置決め手段43cは、円形の穴であり、被取付部46の左又は右に形成される。
つぎに、半割構造体50は、球体部10の摺動ガイド部20側の下方側を略半球面状の受面51で支承する(図5参照)。ただし、球体部10の下方側は2本の脚部30が連結されているため、受面51は、球体部10の下方部分を支承する受面51aと、球体部10の左右部分を支承する受面51b,受面51cとの3つの領域に分かれている。受面51aは、ピボット1の空間Sに挿通される大きさに形成されている。また、受面51aと受面51bとの間、及び、受面51aと受面51cとの間には、脚部30が挿通できるように、それぞれ隙間Gが形成されている。受面51は、球体部10を支承したときに、摺動し易いように平滑な面に仕上げられている。
半割構造体50の受面51aに形成される係止手段52aは、突起を有し、一方、受面51b,51cにそれぞれ形成される係止手段52b,52cは、開口を有しており、半割構造体40の係止手段42a,42b,42cに相対する位置に形成されている。また、位置決め手段53bは、円形の穴であり、位置決め手段53cは、先端がカットされた円柱状のものであり、半割構造体40の位置決め手段43b,43cに相対する位置に形成されている。
被取付部46,56は、組立状態では中空の四角柱状となるもので、それぞれ係止爪47,57を有している。被取付部46,56は、リフレクタ120の取付部122の矩形開口に挿入されることで、係止爪47,57が開口内に係止され、リフレクタ120に取付けられる(図7参照)。
(軸受機構の組立方法)
ピボット1をケース2で支承する軸受機構3の組立方法について説明する。図6は、軸受機構の組立方法を示す概略図である。
まず、展開状態のケース2を、半割構造体50を先頭にして、半割構造体50の受面51aをピボット1の空間Sに挿入するとともに、2本の脚部30を隙間Gに挿入する。
つぎに、半割構造体40を半割構造体50の側に折曲げていき、位置決め手段43bの円柱が、位置決め手段53bの円形穴に挿入されるとともに、位置決め手段53cの円柱が、位置決め手段43cの円形穴に挿入される。さらに、係止手段42b,42cの突起が、係止手段52b,52cの開口にそれぞれ挿入され、また、係止手段52aの突起が、係止手段42aの開口に挿入される。
このようにして、ケース2の2つの半割構造体40,50が互いに位置決めされ、ケース2は、ピボット1を支承するように係止される。
なお、係止手段42,52の突起及び開口の関係や位置決め手段43,53の関係は、それぞれ相対的なものであるから、互いに入れ替えて反対側に形成してもよいし、他の係止構造であってもよい。
この軸受機構3に、調整軸としての軸部材131を取付けることで、光軸調整機構130が構成される。言い換えると、ピボット1の貫通孔11の雌ネジ部12に、軸部材131の雄ネジ部132を螺合させることで、軸部材131が軸受機構3に取付けられ、光軸調整機構130が構成される。
さらに、この光軸調整機構130を、ヘッドランプ100に取付けることで、光源121の光軸を調整することができる。
図7は、光軸調整機構の取付状態を示す(a)側面断面図、(b)後方から見た背面図である。
図7に示されるように、光軸調整機構130は、ランプハウジング110の案内部112に吊下げられ、リフレクタ120の取付部122に取付けられている。具体的には、ピボット1の摺動ガイド部20が、案内部112の蟻溝に摺動可能に係止されており、また、ケース2の被取付部46,56が、取付部122の矩形開口に挿入されて回転不能に取付けられ、係止爪47,57により抜止めされている。
そして、作業員が治具で被操作部を操作し、正面から見てヘッドランプ100の右上の光軸調整機構130の軸部材131を右ネジ回りに回転させると、軸部材131の外周に形成された雄ネジ部132も同時に回転し、雄ネジ部132に螺合する雌ネジ部12が形成されたピボット1が軸方向の後方に移動し、リフレクタ120が右斜め上向きに揺動する。このようにして、各光軸調整機構130は、リフレクタ120を上下及び左右方向に揺動し、光源121の光軸を調整する。
以上のとおり、実施形態のピボット1は、軸部材131を保持可能な貫通孔11が中心Cを通るように形成された球体部10と、吊下又は載置される摺動ガイド部20と、を備えるものであって、球体部10は、2本の脚部30を介して摺動ガイド部20に連結されている。これにより、ピボット1が吊下又は載置されたときに、荷重が加わる方向、すなわち上下方向にも、球体部10の被受面を形成することができるため、コンパクトなピボット1であっても、ピボット1に作用する荷重を、ピボット1を支承するケース2に効率よく伝達することができる。
実施形態では、2本の脚部30は、貫通孔11の軸線方向と直交するとともに中心Cを通る平面Lに重なるように形成されている。これにより、球体部10と摺動ガイド部20と脚部30とを備えるピボット1を射出成形で成形する場合でも、成形金型において、ピボット1の球体部10と摺動ガイド部20との間に、アンダーカットが生じることがないため、複雑な構造とならず、金型のコストを低減することができるし、成形工程も減らすことができる。
実施形態では、摺動ガイド部20は、平板状のプレート21と、弾性片22とを有し、プレート21は、一方の面である表面21aに2本の脚部30が連結されるとともに、他方の面である裏面21bに弾性片22が連結されている。これにより、ピボット1が吊下又は載置されたときに、荷重又は衝撃が加わったとしても、弾性片22が撓むことで荷重又は衝撃を吸収することができる。
実施形態では、弾性片22は、球体部10とは反対側に突出する凸部22aを少なくとも2つ有している。これにより、ピボット1が吊下又は載置されたときに、荷重又は衝撃が加わったとしても、荷重又は衝撃を分散することができるため、ピボット1の摺動ガイド部20の弾性片22の許容強度を高めることができる。
実施形態の軸受機構3は、ピボット1と、ピボット1を支承するケース2と、を含むものであって、ピボット1の球体部10を支持するケース2は、球体部10を支持する受面41,51が形成された2つの半割構造体40,50からなり、2つの半割構造体40,50は、少なくとも3つの係止手段42,52で互いに係止されている。これにより、ピボット1が上下方向に球体部10の被受面が形成されたもので、ケース2が2つの半割構造体40,50からなるものであっても、ピボット1をケース2で支承した際、ケース2の2つの半割構造体40,50の係止が解除されて展開するようなことが起こらない。
実施形態の自動車用のヘッドランプ100は、アウターレンズ111が装着されるランプハウジング110と、光源121が取付けられたリフレクタ(保持部材)120と、光軸を調整する光軸調整機構130と、を備え、ランプハウジング110は、ピボット1の摺動ガイド部20を吊下又は載置する案内部112が形成され、リフレクタ120は、ケース2を取付ける取付部122が形成され、光軸調整機構130は、調整軸としての軸部材131と、ピボット1と、ピボット1の球体部10を支承するケース2と、を含み、ピボット1は、軸部材131をネジ構造により貫通孔11に保持し、ケース2は、取付部122に取付けられる被取付部46,56が形成されている。これにより、自動車が上下などに振動しても、摺動ガイド部20で荷重又は衝撃を吸収することができるから、光軸調整機構130が破損することがなく、ヘッドランプ100としての使用に耐えることができる。
(変形例)
図8は、変形例の弾性片を有するピボットを示す正面図である。
上記実施形態では、弾性片22は、2つの凸部22aを有するものとされたが、図8に示されるように、3つの凸部22aを有するものとしてもよい。弾性片22の凸部22aが2つの場合、荷重が凸部22aに加わると、中央側が凹部になっているため、中央に応力が集中することがある。ピボット1を射出成形で形成する場合、球体部10付近にゲートが形成されるから、弾性片22の部分では、溶融樹脂が合流してできるウェルドラインが、中央付近となるため、応力の集中する位置と、ウェルドラインの位置とが略一致し、強度が十分確保できないことがある。
しかしながら、変形例の弾性片22では、3つの凸部22aを有しており、2つの凹部ができるから、凸部22aに加わった荷重による応力は、2つの凹部の付近に分散する。そのため、ピボット1の摺動ガイド部20の許容強度をさらに高めることができ、自動車が上下などに激しく振動しても、荷重又は衝撃を吸収することができる。
上記実施形態では、ヘッドランプ100の左下に、光軸を調整する際の揺動支点が設けられたが、右下や右上などでいずれの位置であってもよい。また、すべてを光軸調整機構130としてもよく、揺動支点に換えて自動車の姿勢に対応して自動調整を行う光軸調整ユニットを設けてもよい。
また、上記実施形態では、光源121を保持する保持部材120を、リフレクタとしたが、保持部材120は、リフレクタに限らず、ブラケットや、放熱用のヒートシンクなどの部材に保持されてもよい。
くわえて、ピボット1とケース2とを含む軸受機構3は、上述した光軸調整機構130のような製品だけでなく、球面滑り軸受を必要とする各種機械の関節運動部分に適用してもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
1 ピボット
10 球体部、11 貫通孔、12 雌ネジ部
20 摺動ガイド部、21 プレート、21a 表面、21b 裏面、22 弾性片、22a 凸部
30 脚部、31 補強部
2 ケース
40 半割構造体、41 受面、42,42a,42b,42c 係止手段、43,43b,43c 位置決め手段、46 被取付部、47 係止爪
50 半割構造体、51,51a,51b,51c 受面、52,52a,52b,52c 係止手段、53,53b,53c 位置決め手段、56 被取付部、57 係止爪
3 軸受機構
100 ヘッドランプ
110 ランプハウジング、111 レンズ、112 案内部
120 リフレクタ(保持部材)、121 光源、122 取付部
130 光軸調整機構、131 軸部材、132 雄ネジ部
C 中心
L 平面
S 空間
G 隙間

Claims (6)

  1. 軸部材を保持可能な貫通孔が中心を通るように形成された球体部と、
    吊下又は載置される摺動ガイド部と、を備えるピボットであって、
    前記球体部は、2本の脚部を介して前記摺動ガイド部に連結される
    ことを特徴とするピボット。
  2. 2本の前記脚部は、前記貫通孔の軸線方向と直交するとともに前記中心を通る平面に重なるように形成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のピボット。
  3. 前記摺動ガイド部は、平板状のプレートと、弾性片とを有し、
    前記プレートは、一方の面に2本の前記脚部が連結されるとともに、他方の面に前記弾性片が連結されている
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のピボット。
  4. 前記弾性片は、前記球体部とは反対側に突出する凸部を少なくとも2つ有する
    ことを特徴とする請求項3に記載のピボット。
  5. ピボットと、前記ピボットを支承するケースと、を含む軸受機構であって、
    前記ピボットは、請求項1から4までのいずれか1項に記載のピボットであり、
    前記ケースは、前記球体部を支承する受面が形成された2つの半割構造体からなり、
    2つの前記半割構造体は、少なくとも3つの係止手段で互いに係止されている
    ことを特徴とする軸受機構。
  6. レンズが装着されるランプハウジングと、光源を保持する保持部材と、光軸を調整する光軸調整機構と、を備える自動車用のヘッドランプであって、
    前記光軸調整機構は、調整軸としての軸部材と、請求項1から4までのいずれか1項に記載のピボットと、前記ピボットを支承するケースと、を含み、
    前記ピボットは、前記軸部材を雄ネジ部及び雌ネジ部のネジ構造により前記貫通孔に保持し、
    前記ケースには、被取付部が形成されており、
    前記ランプハウジングには、前記摺動ガイド部を吊下又は載置する案内部が形成され、
    前記保持部材には、前記ケースの前記被取付部が取付けられる取付部が形成されている
    ことを特徴とする自動車用のヘッドランプ。
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