JP2018085268A - 車両用前照灯の光軸調整機構 - Google Patents

Abstract

【課題】振動等によっても破損することがない耐久性の高い車両用前照灯の光軸調整機構を提供すること。【解決手段】ハウジング２とその前面開口部を覆うアウタレンズによって画成された灯室３内に灯具ユニット４を収容して成る車両用前照灯１の前記灯具ユニット４の光軸を調整する光軸調整機構を、前記灯具ユニット４の上部と下部を球面軸受１０，１１によってそれぞれ支持するとともに、両球面軸受１０，１１の各中心を通る垂直面Ｖ上と該垂直面Ｖに直交する水平面Ｈ上にアジャストボルト１４，１５をそれぞれ配置して構成する。ここで、前記各球面軸受１０，１１は、前記灯具ユニット４側に固定された凸球面状の内側スライダ１０Ａ，１１Ａと、前記ハウジング２側に固定された凹球面状の外側スライダ１０Ｂ，１１Ｂとを嵌合させることによってそれぞれ構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用前照灯の上下及び左右方向の光軸調整を行うための光軸調整機構に関するものである。

車両前部の左右に配置される前照灯（ヘッドランプ）には、その上下及び左右方向の光軸調整を行うための光軸調整機構（エイミング機構）が設けられている。ここで、光軸調整機構を備えた車両用前照灯の一例を図５に示す（特許文献１参照）。

即ち、図５は特許文献１において提案された車両用前照灯の側断面図であり、図示の車両用前照灯１０１は、ハウジング１０２とその前面開口部を覆う透明なアウタレンズ１０３によって画成された灯室１０４内に灯具ユニット１０５を収容して構成されている。

上記灯具ユニット１０５は、その左右がブラケット１０６に上下回動可能に支持されており、この灯具ユニット１０５のブラケット１０６は、光軸調整機構によってハウジング１０２に上下及び左右方向に回動可能に支持されている。ここで、光軸調整機構は、灯具ユニット１０５とブラケット１０６をハウジング１０２に対して上下及び左右方向に回動可能に支持する不図示のピボットと、該ピボットの中心を通る鉛直線上のピボットの上方に配置されたアジャストボルト１０７と、ピボットの横に配置されたアジャストボルト１０８を備えており、各アジャストボルト１０７，１０８は、ブラケット１０６に保持された各エイミングナット１０９，１１０にそれぞれ螺合挿通している。尚、エイミングナット１０９，１１０は、ブラケット１０６に対して上下及び左右方向に傾動可能に保持されている。

以上のように構成された車両用前照灯１０１において、一方のアジャストボルト１０７を回せば、これに螺合するエイミングナット１０９がブラケット１０６及び灯具ユニット１０５と共に不図示のピボットを中心として上下に回動するため、灯具ユニット１０５の上下方向の光軸調整がなされる。又、他方のアジャストボルト１０８を回せば、これに螺合するエイミングナット１１０がブラケット１０６及び灯具ユニット１０５と共に不図示のピボットを中心として左右に回動するため、灯具ユニット１０５の左右方向の光軸調整がなされる。

特開２０１４−１４６４６５号公報

ところで、近年、車両用前照灯の光源として、発光効率が高くて長寿命である等の利点を有するＬＥＤ（発光ダイオード）が使用されつつあるが、このＬＥＤは、発光によって高熱を発し、その温度が高くなると発光効率と寿命の低下を招くという問題を有している。このため、ＬＥＤを光源とする車両用前照灯の灯具ユニットにはヒートシンクが設けられ、このヒートシンクによる放熱によってＬＥＤの温度上昇を抑えるようにしている。

ところが、上述のように灯具ユニットにヒートシンクを設けると該灯具ユニットが高重量化し、この重量は、光軸調整機構を構成する１本のピボットと２本のアジャストボルトによって支持されているため、これらのピボットとアジャストボルトに大きな荷重が掛かり、車両走行時に大きな振動が加わった場合にこれらが破損する可能性があるという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、振動等によっても破損することがない耐久性の高い車両用前照灯の光軸調整機構を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ハウジングとその前面開口部を覆うアウタレンズによって画成された灯室内に灯具ユニットを収容して成る車両用前照灯の前記灯具ユニットの光軸を調整する光軸調整機構を、前記灯具ユニットの上部と下部を球面軸受によってそれぞれ支持可能とするとともに、両球面軸受の各中心を通る垂直面上と該垂直面に直交する水平面上にアジャストボルトをそれぞれ配置して構成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記各球面軸受は、前記灯具ユニット側に固定された凸球面状の内側スライダと、前記ハウジング側に固定された凹球面状の外側スライダとを嵌合させることによって構成されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記各球面軸受は、一方の前記灯具ユニット側に固定された凸球面状の内側スライダと、前記ハウジング側に固定された凹球面状の外側スライダとを嵌合させ、もう一方の前記灯具ユニット側に固定された凸球面状の内側スライダと、前記ハウジング側に固定された凹球面状の外側スライダとの間に隙間を持たせることによって構成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記各球面軸受は、前記灯具ユニット側に固定された凸球面状の内側スライダと、前記ハウジング側に固定された凹球面状の外側スライダとの間に隙間を持たせることによって構成されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記各アジャストボルトを前記ハウジング側にそれぞれ回転可能に支持するとともに、各アジャストボルトを、前記灯具ユニット側に左右及び上下方向に傾動可能に保持されたエイミングナットに螺合させたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、灯具ユニットは、上部と下部が球面軸受によって支持可能とされているため、重い灯具ユニットであっても、又、この重い灯具ユニットに振動が加わっても、上下の球面軸受によって振動が抑えられるとともに、２本のアジャストボルトに掛かる負荷が小さく抑えられ、アジャストボルトの破損が防がれて光軸調整機構の耐久性が高められる。

請求項２記載の発明によれば、凸球面状の内側スライダと凹球面状の外側スライダとを嵌合させることによって各球面軸受が構成されているため、灯具ユニットは、ハウジングに対して上下及び左右方向に自在に回動可能となり、２本のアジャストボルトによる上下及び左右方向の光軸調整が良好になされる。

請求項３記載の発明によれば、上下どちらか一方の凸球面状の内側スライダと凹球面状の外側スライダとを嵌合させ、上下どちらかもう一方の凸球面状の内側スライダと凹球面状の外側スライダとの間に隙間を持たせることによって各球面軸受が構成されているため、灯具ユニットは、ハウジングに対して嵌合した球面軸受に沿って上下及び左右方向に自在に回動可能となり、２本のアジャストボルトに振動が加わることにより２本のアジャストボルトが振動によって撓んでも、隙間を設けた上下の球面軸受が接触することにより灯具ユニットを補助的に支持することが可能になり、灯具ユニットの振動が抑えられるため、２本のアジャストボルトに掛かる負荷を小さく抑えることができ、アジャストボルトの破損が防がれて光軸調整機構の耐久性が高められる。

請求項４記載の発明によれば、上下の凸球面状の内側スライダと凹球面状の外側スライダとの間に隙間を持たせることによって各球面軸受を構成したため、灯具ユニットは、ハウジングに対して上下の球面軸受の隙間の中で上下及び左右方向に自在に回動可能となり、２本のアジャストボルトによる上下及び左右方向の光軸調整が可能になる。又、重い灯具ユニットに振動が加えられることにより２本のアジャストボルトが振動によって撓んでも、隙間を設けた上下の球面軸受が接触することにより灯具ユニットを補助的に支持することが可能になり、灯具ユニットの振動を抑えることができるため、２本のアジャストボルトに掛かる負荷を小さく抑えることができ、アジャストボルトの破損が防がれて光軸調整機構の耐久性が高められる。

請求項５記載の発明によれば、
２本の各アジャストボルトを回転させると、これに螺合する各エイミングナットが灯具ユニットと共に上下及び左右方向に移動して該灯具ユニットが上下及び左右方向に回動するため、該灯具ユニットの上下及び左右方向の光軸調整がなされる。

本発明の実施の形態１に係る光軸調整機構を備えた車両用前照灯の正面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の実施の形態２に係る光軸調整機構の側断面図である。 特許文献１において提案された車両用前照灯の側断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る光軸調整機構を備えた車両用前照灯の正面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図であり、図示の車両用前照灯１は、車両前部の左右に配置されるものであるが、その基本構成は左右で同じであるため、以下、一方の車両用前照灯１についてのみ図示及び説明する。

本実施の形態に係る車両用前照灯１は、ハウジング２とその前面開口部を覆う不図示のアウタレンズによって画成された灯室３内にプロジェクタ型の灯具ユニット４を収容して構成されている。ここで、ハウジング２は、光を透過しない不透明樹脂によってボックス状に一体成形されており、その前面開口部が透明な前記アウタレンズ（不図示）によって覆われることによって、これらのハウジング２と不図示のアウタレンズによって前記灯室３が画成されている。

灯室３内に収容された前記灯具ユニット４は、矩形枠状のブラケット５と、灯具モジュールで構成されている。灯具モジュールは、ブラケット５に支持されたリフレクタ６と、該リフレクタ６の前方（図２の左方）に配置された投影レンズ７と、該投影レンズ７を保持するレンズホルダ８と、不図示のヒートシンク等を備えている。そして、レンズホルダ８上には、光源であるＬＥＤ９が不図示の基板を介して設けられており、このＬＥＤ９は、その光出射方向が上向きとなるように配置されている。

而して、灯具ユニット４は、ブラケット５の上部と下部に設けられた球面軸受１０，１１によってハウジング２に対して上下及び左右方向に回動可能に支持されている。ここで、図２に示すように、各球面軸受１０，１１は、灯具ユニット４のブラケット５の下面に固定された凸球面状の内側スライダ１０Ａ，１１Ａと、左右２本のネジ１２によってハウジング２に固定された凹球面状の外側スライダ１０Ｂ，１１Ｂとを嵌合させることによってそれぞれ構成されており、各球面軸受１０，１１の中心が上下方向の光軸調整用アジャストボルト１４を通る鉛直線Ｖと、左右方向の光軸調整用アジャストボルト１６を通る水平線Ｈとが交わる点に位置するよう配置されている。本実施の形態における該中心は、車両用前照灯１を正面視で投影レンズ７の中心に位置しているが、各球面軸受１０，１１の中心は、投影レンズ７の中心に限る必要はない。尚、各球面軸受１０，１１を構成する内側スライダ１０Ａ，１１Ａは、投影レンズ７を中心とする半径Ｒ（図１及び図２参照）の凸球面をそれぞれ備え、外側スライダ１０Ｂ，１１Ｂは、投影レンズ７を中心とする半径Ｒの凹球面をそれぞれ備えている。

そして、図１に示すように、上下の球面軸受１０，１１の各中心と通る垂直面Ｖ上であって、投影レンズ７の下方には、ブラケット５に保持されたエイミングナット１３とこれに螺合挿通するアジャストボルト１４が配置されている(図２参照)。又、図１に示すように、投影レンズ７の中心を通る水平面Ｈ上であって、投影レンズ７の横には、ブラケット５に保持されたエイミングナット１５とこれに螺合挿通するアジャストボルト１６が配置されている（図３参照）。

ここで、灯具ユニット４を上下及び左右方向に回動可能に支持する上下の球面軸受１０，１１と、エイミングナット１３，１５及びアジャストボルト１４，１６は、本発明に係る光軸調整機構を構成するものであって、各アジャストボルト１４，１６は、ハウジング２に背面側から水平に貫通して灯室３内にそれぞれ延びており、その先端部が各エイミングナット１３，１５に螺合挿通し、これらの頭部はハウジング２の外部に露出している。尚、各エイミングナット１３，１５は、ブラケット５に対して上下及び左右方向に傾動可能に保持されている。

以上のように構成された光軸調整機構を備えた車両用前照灯１において、ＬＥＤ９が起動されてこれが発光すると、図１に示すように、該ＬＥＤ９から上方に向かう光は、リフレクタ６によって車両前方へと反射した後、投影レンズ７によって車両前方に投影されるため、車両前方が明るく照明される。

そして、斯かる車両用前照灯１において、光軸の調整が必要な場合には、例えば一方のアジャストボルト１４を回せば、これに螺合するエイミングナット１３が灯具ユニット４と共に投影レンズ７の中心を通る水平線を中心として上下に回動するため、灯具ユニット４の上下方向の光軸調整がなされる。又、他方のアジャストボルト１６を回せば、これに螺合するエイミングナット１５が灯具ユニット４と共に上下の球面軸受１０，１１の各中心を通る鉛直線を中心として左右に回動するため、灯具ユニット４の左右方向の光軸調整がなされる。

而して、本実施の形態に係る車両用前照灯１においては、灯具ユニット４は、上部と下部が球面軸受１０，１１によって支持されているため、重い灯具ユニット４であっても、又、この重い灯具ユニット４に振動が加わっても、上下の球面軸受１０，１１によって振動が抑えられるとともに、２本のアジャストボルト１４，１６に掛かる負荷が小さく抑えられ、これらのアジャストボルト１４，１６の破損が防がれて光軸調整機構の耐久性が高められる。

又、本実施の形態では、凸球面状の内側スライダ１０Ａ，１１Ａと凹球面状の外側スライダ１０Ｂ，１１Ｂとを嵌合させることによって上下の各球面軸受１０，１１をそれぞれ構成したため、灯具ユニット４は、ハウジング２に対して上下及び左右方向に自在に回動可能となり、２本のアジャストボルト１４，１６による上下及び左右方向の光軸調整が良好になされる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図４に基づいて説明する。尚、図４は本発明の実施の形態２に係る光軸調整機構の側断面図であり、本図においては、図２に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。

本実施の形態に係る光軸調整機構においては、下側の球面軸受１１の内側スライダ１１Ａと外側スライダ１１Ｂとの間に隙間δを設けており、他の構成は前記実施の形態１に係る光軸調整機構の構成と同じである。ここで、本実施の形態では、隙間δを０．５ｍｍに設定しているが、灯具ユニット４の重さやアジャストボルト１４，１６の弾性率によって灯具ユニット４の撓み量が変化するため、隙間δは０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの間で調整している。又、上側の球面軸受１０の内側スライダ１０Ａと外側スライダ１０Ｂとは嵌合しており、２本のアジャストボルト１４，１６を回すと、灯具ユニット４は、上側の球面軸受１０の外側スライダ１０Ｂに沿って上下及び左右方向に自在に回動可能となり、２本のアジャストボルト１４，１６による上下及び左右方向の光軸調整が良好になされる。

本実施の形態では、下側の球面軸受１１を構成する内側スライダ１１Ａと外側スライダ１１Ｂとの間に所定の隙間δを形成したため、その隙間δ以上の振幅の大きな振動が灯具ユニット４に加わった場合には、球面軸受１１の内側スライダ１１Ａと外側スライダ１１Ｂとが接触して灯具ユニット４の振動が抑えられるとともに、該灯具ユニット４の重量の一部が下側の球面軸受１１によって支えられる。この結果、光軸調整機構に加わる負荷が軽減されて当該光軸調整機構の耐久性が高められる。

尚、本実施の形態では、下側の球面軸受１１に隙間δを設けたが、上側の球面軸受１０に隙間δを設け、下側の球面軸受１１の内側スライダ１１Ａと下側スライダ１１Ｂとを嵌合させるようにしても良い。その場合、アジャストボルト１４，１６を回すと、灯具ユニット４は、下側の球面軸受１１に沿って上下及び左右方向への回動が可能になる。又、灯具ユニット４の振動が抑えられるとともに、該灯具ユニット４の重量の一部を上側の球面軸受１０によって支えることが可能になるため、光軸調整機構に加わる負荷が軽減されて当該光軸調整機構の耐久性が高められる。

＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態について説明する。尚、以下の説明では、図２〜図４に示したものと同一要素には同一符号を用いる。

本実施の形態に係る光軸調整機構は、上側の球面軸受１０の内側スライダ１０Ａと外側スライダ１０Ｂとの間及び下側の球面軸受１１の内側スライダ１１Ａと外側スライダ１１Ｂとの間にそれぞれ隙間δを設けたことを特徴としており、他の構成は前記実施の形態１，２に係る光学調整機構の構成と同じである。ここで、本実施の形態では、隙間δを０．５ｍｍに設定しているが、灯具ユニット４の重さやアジャストボルト１４，１６の弾性率によって灯具ユニット４の撓み量が変化するため、隙間δは０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの間で調整している。又、２本のアジャストボルト１４，１６を回すと、灯具ユニット４は、上下の球面軸受１０，１１の隙間δの範囲内で上下及び左右方向に光軸調整を行うことができる。但し、灯具ユニット４は、隙間δ分の無駄な動きをするため、隙間δは可能な限り小さいことが望ましいが、光軸調整の精度と灯具ユニット４に加わる振動による振幅の大きさとの兼ね合いによって隙間δを最適な値に設定すべきである。

本実施の形態では、上側の球面軸受１０の内側スライダ１０Ａと外側スライダ１０Ｂとの間及び下側の球面軸受１１の内側スライダ１１Ａと外側スライダ１１Ｂとの間にそれぞれ隙間δを設けたため、その隙間δ以上の振幅の大きな振動が灯具ユニット４に加わった場合には、下側の球面軸受１１の内側スライダ１１Ａと外側スライダ１１Ｂとが接触して灯具ユニット４の振動が抑えられるとともに、該灯具ユニット４の重量の一部が下側の球面軸受１１によって支えられるため、光軸調整機構に加わる負荷が軽減されて当該光軸調整機構の耐久性が高められる。又、本実施の形態では、上下の球面軸受１０，１１にそれぞれ隙間δを設けたため、前記実施の形態２よりも振動に対する耐久性が高められる。

尚、以上の実施の形態では、１つのプロジェクタ型の灯具ユニット４をブラケット５にセットしているが、プロジェクタ型の複数の灯具ユニット４を上下又は左右に並べてセットしても良い。その場合、光軸調整機構の中心は、上下方向の光軸調整用アジャストボルト１４を通る鉛直線Ｖと、左右方向の光軸調整用アジャストボルト１６を通る水平線Ｈとが交わる点とする。上下の球面軸受１０，１１は、その中心を通る鉛直線Ｖ上に中心が位置するように所定の半径Ｒの円周上付近に配置される。但し、その中心の位置は、灯具ユニット４の中央でも良く、片方のプロジェクタ型灯具ユニットの中央であっても良く、光軸調整に最適な位置に適宜変更することができる。

又、以上の形態では、灯具ユニット４としてプロジェクタ型のものを用いたが、光源からの光を直接投影レンズで車両前方へ照射するダイレクト型やリフレクタで反射した光源からの光を車両前方へと照射するリフレクタ型のものを用いても良い。更に、プロジェクタ型ダイレクト型及び／又はリフレクタ型を組み合わせたものを使用することができる。

更に、以上の実施の形態では、灯具ユニット４は、ブラケット５に球面軸受１０，１１を配置しているが、灯具ユニット４をヒートシンクに直接取り付けても良い。その場合、灯具ユニット４のヒートシンクに２本のアジャストボルトが配置されるが、上下方向の光軸調整用アジャストボルト１４を通る鉛直線Ｖと、左右方向の光軸調整用アジャストボルト１６を通る水平線Ｈとが交わる点を中心とし、その中心を通る鉛直線Ｖ上に上下の球面軸受１０，１１を配置すれば、前記と同様の効果が得られる。

１ 車両用前照灯
２ ハウジング
３ 灯室
４ 灯具ユニット
５ ブラケット
６ リフレクタ
７ 投影レンズ
８ レンズホルダ
９ ＬＥＤ
１０，１１ 球面軸受
１０Ａ，１１Ａ 球面軸受の内側スライダ
１０Ｂ，１１Ｂ 球面軸受の外側スライダ
１２ ネジ
１３ エイミングナット
１４ アジャストボルト
１５ エイミングナット
１６ アジャストボルト
Ｈ 上下の球面軸受の書く中心を通る垂直面
Ｖ 投影レンズの中心を通る水平面

Claims (5)

1. ハウジングとその前面開口部を覆うアウタレンズによって画成された灯室内に灯具ユニットを収容して成る車両用前照灯の前記灯具ユニットの光軸を調整する機構であって、
   前記灯具ユニットの上部と下部を球面軸受によってそれぞれ支持可能とするとともに、両球面軸受の各中心を通る垂直面上と該垂直面に直交する水平面上にアジャストボルトをそれぞれ配置して構成したことを特徴とする車両用前照灯の光軸調整機構。
2. 前記各球面軸受は、前記灯具ユニット側に固定された凸球面状の内側スライダと、前記ハウジング側に固定された凹球面状の外側スライダとを嵌合させることによって構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯の光軸調整機構。
3. 前記各球面軸受は、一方の前記灯具ユニット側に固定された凸球面状の内側スライダと、前記ハウジング側に固定された凹球面状の外側スライダとを嵌合させ、もう一方の前記灯具ユニット側に固定された凸球面状の内側スライダと、前記ハウジング側に固定された凹球面状の外側スライダとの間に隙間を持たせることによって構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯の光軸調整機構。
4. 前記各球面軸受は、前記灯具ユニット側に固定された凸球面状の内側スライダと、前記ハウジング側に固定された凹球面状の外側スライダとの間に隙間を持たせることによって構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯の光軸調整機構。
5. 前記各アジャストボルトを前記ハウジング側にそれぞれ回転可能に支持するとともに、各アジャストボルトを、前記灯具ユニット側に左右及び上下方向に傾動可能に保持されたエイミングナットに螺合させたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の車両用前照灯の光軸調整機構。
   

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