JP5642246B1 - 配光可変型前照灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配光可変型前照灯装置において、制御回路の故障時にも確実な原点復帰を保持すること。【解決手段】ストッパ部が形成されているハウジングと、ハウジングに固定されている光源と、投射レンズを保持し、光源を中心に回転するホルダーと、外周に歯車が形成されホルダーに固定されている第１のレバーと、当接片が形成されていてホルダーを中心に回転する第２のレバーと、一端は第１のレバーに係止されていて、他端は第２のレバーに係止されている第１のコイルスプリングと、一端は第２のレバーに係止されていて、他端はハウジングに係止されている第２のコイルスプリングと、駆動歯車が装着されているモータと、を備えている配光可変型前照灯装置。第１のコイルスプリングと第２のコイルスプリングは巻装方向が反対であり、第２のレバーの当接片とハウジングのストッパ部はモータの非通電時には当接しているものである。【選択図】図１

Description

この発明は、前照灯装置に関し、特に、光源の照射領域がバンク角に対応して変化する配光可変型前照灯装置に関する。

バイクなどの自動二輪車は、直線を走っているときには車体を真っ直ぐにして走るが、カーブを曲がるときには車体を内側に寝かすようにして走る。このように車体を傾けることをバンクと表現する。バンク角はバイクがどのくらい地面に向かって倒れているのかを表している。あまり車体が倒れていなければ、バンク角が浅いといい、車体がより強く倒れていれば（または車体が寝ていたら）、バンク角が深いという。自動二輪車には前照灯装置が取り付けられている。

配光可変型の前照灯装置は、光源と、反射鏡と遮光板とレンズ等から成る前照灯モジュールと、この前照灯モジュールの全体を光源まわりに回転させる駆動装置と、車体角検出手段と、制御手段などから構成されている（例えば特許文献１）。制御手段は、前照灯モジュール（または回転可動部）を、光源の光軸回りにかつ車体のバンクした方向とは逆方向に、車体角検出手段で検出された車体のバンク角の大きさに応じた角度だけ、回転させる。前照灯モジュールは、光軸と平行な軸を中心に一体で回動し、車体旋回時にも照射領域を運転者に提供する。この配光可変型前照灯装置には、前照灯モジュールの原点位置を機械的に位置決めする機構が設けられていない。

自動二輪車はイグニッションスイッチをオンすることで電気系統がオンされる。前照灯装置の制御装置は、オン状態になると前照灯モジュールを回転の機械的限界位置まで一旦回転させたのちに、この限界位置から予め求められている所定の回転角度だけ反対方向に回転させることにより、前照灯モジュールを回転の原点位置に復帰させている。この構成では、位置決めに余分な動作を伴うことから、前照灯モジュールを原点位置の状態とするまでには時間を要する。また、作動時に制御手段や駆動装置に故障が生じると、配光が変更されたままの状態で固定され、対向車に眩惑が発生する。

別の配光可変型前照灯装置は、前照灯モジュールの回動を減速する平歯車を備えている（例えば特許文献２）。平歯車には、回動軸と同軸とし且つ両端が略直線状に延長されてお互いが反対方向に偏寄力を生じる一対のレバー部（コイルスプリングを含む）と、それぞれのレバー部に偏寄力に抗して前照灯モジュールに原点位置を与える固定ストッパと、回動軸に外力による回動を生じたときにはこの回動軸と共に回動して偏寄力に抗する側のレバー部をたわませるレバー誘導部とが設けられている。

この配光可変型前照灯装置では、外力が取り除かれたときにはレバー部の偏寄力によりレバー誘導部を押し戻して平歯車を回動させ、前照灯モジュールを原点位置に復帰させる構成となっている。この構成では、原点位置の位置決め精度は、固定ストッパとレバー誘導部の部品寸法精度に大きく依存する。部品の出来栄えによっては原点位置が定まらない場合があり、原点位置付近での挙動が不安定になっていた。また、原点位置の調整は、前照灯モジュールの取り付け状態によるため、前照灯取り付け後の原点位置調整が困難であった。

特開２００１-３４７９７７号公報 特開２０００-１３３０２６号公報

以上のように、回転の原点位置を機械的に位置決めする機構が設けられていない配光可変型前照灯装置では、前照灯モジュールを回転の機械的限界位置まで一旦回転させたのちに、この限界位置から予め求められている所定の回転角度だけ反対方向に回転させ位置決めするようにしている。この構成では位置決めに余分な動作を伴うことから、前照灯モジュールを位置決め状態とするまでに少なからず時間が必要であった。また、作動時に制御手段や駆動装置に故障を生じると、配光が変更されたままの状態で固定されるため、対向車へ眩惑を発生するなどの課題を生じるものとなっていた。

本発明に係る配光可変型前照灯装置は、突出したストッパ部が内周部に形成されているハウジングと、ハウジングに固定されている光源と、投射レンズを保持し、光源を中心に回転するホルダーと、軸方向に突出している第１の係合片を有し、外周に歯車が形成されホルダーに固定されている固定レバーと、開口部と第２の係合片を有し、突出した当接片が外周部に形成されていてホルダーを中心に回転するリリーフレバーと、一端は固定レバーに係止されていて、他端はリリーフレバーに係止されている第１のコイルスプリングと、一端はリリーフレバーに係止されていて、他端はハウジングに係止されている第２のコイルスプリングと、固定レバーの歯車と歯合する駆動歯車が装着されていてハウジングに固定されているモータと、を備えている。固定レバーの第１の係合片はリリーフレバーの開口部に挿入されており、第１のコイルスプリングは、第１の係合片と第２の係合片とが当接する方向に付勢し、第１のコイルスプリングと第２のコイルスプリングは付勢方向が反対であり、リリーフレバーの当接片とハウジングのストッパ部はモータの非通電時には当接しているものである。

この発明による配光可変型前照灯装置によれば、モータや制御回路の故障時にも確実な原点復帰を保持することができる。また、原点位置に位置決め状態とするまでの時間が短縮される。

実施の形態１による配光可変型前照灯装置の構成を説明する図である。 回転可動部の構成を示す詳細図である。 固定レバーの構成を示す部品図である。 リリーフレバーの構成を示す部品図である。 回転可動部が原点位置にあるときの配光可変型前照灯装置の動作を説明する図である。 車体が左旋回時にあるときの配光可変型前照灯装置の動作を説明する図である。 車体が右旋回時にあるときの配光可変型前照灯装置の動作を説明する図である。 実施の形態２による配光可変型前照灯装置の構成を説明する図である。 実施の形態３による配光可変型前照灯装置の構成を説明する図である。

以下に本発明にかかる、配光可変型前照灯装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１を図面に従って説明する。図１は配光可変型前照灯装置の断面図を示している。配光可変型前照灯装置１は、ハウジング２、光源３、制御用モータ４、回転可動部１０、フロントガラス１８、回転角検出装置１９、制御装置２０などから構成されている。ハウジング２とフロントガラス１８はホットメルトによって固定されている。光源３および回転可動部１０は光軸３ｊを有する。制御用モータ４はハウジング２に固定されている。駆動ギヤ４ａは制御用モータ４に装着されている。回転可動部１０の外周部はハウジング２の内周部に回転可能に支持されている。回転角検出装置１９は、車体のバンクした方向と角度を検出する。制御装置２０は制御用モータ４に作用し、回転可動部１０を光軸３ｊの回りに車体のバンクした方向と逆方向に、かつバンク角の大きさに応じた角度だけ回転させ、運転者に車両の旋回時にも照射領域を提供する。ハウジング２には、リリーフスプリング２１（図２参照）を係止するのに使用される孔２ａと、回転可動部１０の回転を停止させるストッパ部２ｂ（図５参照）が形成されている。

図２は、回転可動部１０の詳細を示す断面図である。回転可動部１０は、導光部品１１、投射レンズ１２、外側ホルダー１３、固定レバー１５、リリーフレバー１６、内側ホルダー１７、リリーフスプリング２１、バックスプリング２２などから構成されている。投射レンズ１２は内側ホルダー１７にねじ止めされている。内側ホルダー１７の中央部には導光部品１１が保持されている。光源３を出射した光は導光部品１１の入射面から入射し、導光部品１１の出射面から出射する。導光部品１１は入射した光の光強度分布を均一にして出射する。投射レンズ１２は導光部品１１の出射面から出射された光を照射領域に投射する。

外側ホルダー１３は内側ホルダー１７に固定されている。外側ホルダー１３の外周部には軸受け２ｃと軸受け２ｄが取り付けられている。軸受け２ｃは、外側ホルダー１３の投射レンズ側の外周に取り付けられている。軸受け２ｄは、外側ホルダー１３の光源側の外周に取り付けられている。軸受け２ｃと軸受け２ｄの間に、固定レバー１５とリリーフレバー１６は、配置されている。一体化した回転可動部１０は、光軸３ｊと平行な軸を中心にして回動する。外側ホルダー１３の外周には固定レバー１５が固定されている。外側ホルダー１３の外周部には、略円板形状をなすリリーフレバー１６が回転可能に設けられている。リリーフレバー１６にはコイルスプリングからなるリリーフスプリング２１が嵌装されている。固定レバー１５にはコイルスプリングからなるバックスプリング２２が巻装されている。リリーフスプリング２１とバックスプリング２２は巻装方向が異なる。

図３Ａ〜図３Ｃは固定レバー１５の構成を示す部品図である。固定レバー１５は外側ホルダー１３の外周に固定される。固定レバー１５の係合片１５ａは、軸方向に突出している。係合片１５ｂは固定レバー１５の側面に配置されている。固定レバー１５の外周に形成されている歯車１５ｈは制御用モータ４に装着されている駆動ギヤ４ａと歯合する。固定レバー１５の開口部１５ｏには外側ホルダー１３が挿入される。固定レバーの係合片１５ｂはバックスプリング２２の一端部を係止する。

図４Ａ〜図４Ｃはリリーフレバー１６の構成を示す部品図である。リリーフレバー１６の支持部１６ａは外側ホルダー１３の外周部に回転可能に嵌合される。当接片１６ｂは、リリーフレバー１６の外側面から突出している。支持部１６ａは一部が切り欠かれ、突出した係合片１６ｃを成している。係合片１６ｄは支持部１６ａの前方面側から軸方向に突出している。係合片１６ｅは支持部１６ａの後方面側から軸方向に突出している。リリーフレバー１６の開口部１６ｏに外側ホルダー１３が挿入される。係合片１６ｄにバックスプリング２２の他端部が係止される。リリーフスプリング２１の一端部はハウジングの孔２ａに係止され、他端部はリリーフレバー１６の係合片１６ｅに係止される。係合片１５ａおよび係合片１６ｃが本発明の係合手段を構成している。

図５は、図１における断面を示している。この図では、車体は傾いておらず、車軸６が垂直に立っている。直線走行時等では配光可変型前照灯装置１の制御用モータ４は非通電状態にある。非通電時においては、リリーフレバー１６がリリーフスプリング２１の付勢力を受け、当接片１６ｂとストッパ部２ｂが当接し、リリーフレバー１６の回動が停止している。一方、固定レバー１５はバックスプリング２２の付勢力を受け、係合片１５ａがリリーフレバー１６の係合片１６ｃに当接し、固定レバー１５の回動が停止している。従ってこの状態での前照灯の配光角度は水平方向を保つように決定される。以下、この位置を前照灯（または回転可動部１０）の原点位置という。

リリーフスプリング２１の付勢力により、リリーフレバー１６は一方向（本実施の形態では時計回り方向）へ付勢されている状態にある。リリーフスプリング２１は、本発明の第1の付勢手段を構成している。リリーフレバー１６がリリーフスプリング２１により付勢されている方向（本実施の形態では時計回り方向）へ回転する際に、リリーフレバー１６の当接片１６ｂがストッパ部２ｂに当接することにより回転が停止する。

バックスプリング２２の付勢力により、リリーフレバー１６の係合片１６ｃと固定レバー１５の係合片１５ａとが当接する方向へ両レバーが付勢されている。バックスプリング２２の付勢力はリリーフスプリング２１の付勢力と等しい大きさに設定されている。リリーフスプリング２１及びバックスプリング２２の付勢力は、制御用モータ４による回転可動部の軸上での駆動トルクよりも小さく、制御用モータ４の非通電時における停動トルクよりも大きく設定されている。なお、バックスプリング２２は本発明の第２の付勢手段を構成している。

係合片１５ａはリリーフレバー１６がリリーフスプリング２１により付勢されている方向と反対方向（本実施の形態では反時計回り方向）へ所定角度以上回動したときにリリーフレバー１６の係合片１６ｃに当接する。また、所定角度以上においては、係合片１５ａが係合片１６ｃを介してリリーフスプリング２１からの付勢力を受けるので、固定レバー１５はリリーフスプリング２１の付勢方向（本実施の形態では時計回り方向）に付勢される。反対に所定角度以下では、リリーフレバー１６がストッパ部２ｂによってその回転が停止されるので、固定レバー１５はリリーフスプリング２１の付勢力を受けない。

図６は、車軸が左側に傾いている様子を現している。車両が原点位置の状態より左旋回を行う時であれば、制御用モータ４の駆動ギヤ４ａは反時計回り方向に回転し、固定レバー１５により回転可動部１０が時計回り方向へ回転する。すなわち、リリーフレバー１６が前記の如く停止されたままの状態で、固定レバー１５がバックスプリング２２の付勢力に抗して回動させられ、固定レバー１５の係合片１５ａがリリーフレバー１６の係合片１６ｃから離脱する。

図７は、車軸が右側に傾いている様子を現している。車両が原点位置の状態より右旋回を行う時であれば、制御用モータ４の駆動ギヤ４ａは時計回り方向に回転し、固定レバー１５により回転可動部１０が反時計回り方向へ回転する。すなわち、固定レバー１５の回動に伴い、固定レバー１５の係合片１５ａがリリーフレバー１６の係合片１６ｃに当接することにより、リリーフレバー１６はリリーフスプリング２１の付勢力に抗して追従回動を行う。

以上のように、本発明の配光可変型前照灯装置によれば、制御用モータの非通電時において、リリーフレバー１６と第1の付勢手段の付勢力を受けて固定レバー１５が一方向に付勢され且つストッパ部２ｂにより停止された状態にあると同時に、リリーフレバー１６に対して固定レバー１５が第２の付勢手段の付勢力を受け且つ係合手段を介して連動可能に係合した状態にあるため、配光を原点位置に保持することができ、制御装置や駆動装置に故障を生じた場合でも、配光が変更されたままの状態で固定されることがなくなる。

バックスプリング２２の付勢力はリリーフスプリング２１の付勢力と等しく設定されていることから、付勢方向が切り替わる際の制御用モータ４への負荷を一定に保つことができる。また、当接片１６ｂのストッパ部２ｂへの当接は、常にリリーフスプリング２１からの付勢力のみで行われる。付勢方向が一方向からとなるため、部品の出来栄えによらず確実にストッパ部２ｂに当接されることで原点位置付近での挙動が安定するとともに余分な動作を行うことなく原点位置が決定される。部品精度が緩和することにより生産性が向上する。本来の配光可変の機能には影響を及ぼすことなく、万一のモータや制御回路の故障時に確実に自動的に前照灯モジュールは原点位置に復帰する。

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１に対し、ストッパ部２ｂを調整ねじ２３に変更した配光可変型前照灯装置である。図８に示されるように、ハウジング２にはねじ穴２３ａが穿設されている。ねじ穴２３ａにはリリーフレバー用の調整ねじ２３がねじ付けられている。調整ねじ２３は、リリーフレバー１６が第1の付勢手段による付勢方向へ回動する際に、当接片１６ｂがねじ先端部に当接することにより、リリーフレバー１６の回転を停止させるものである。調整ねじ２３の他端はハウジング２の外部に突出している。調整ねじ２３は、その軸線がリリーフレバー１６の接線方向にほぼ沿うように配置されており、調整ねじ２３を螺進あるいは螺退させることによって、当接片１６ｂの当接位置を調整することができる。

本構成によれば、原点位置を任意に調整することができ、原点位置の微調整が可能となるため、水平状態での配光を精度よく確保することが可能となる。また、調整ねじ２３の一端がハウジング２の外部に突出していることから、前照灯装置を車体から取り外すことなく外部から原点位置を微調整できる。また、リリーフレバー１６の当接片１６ｂの寸法が多少ばらついたとしても、調整ねじ２３にて当接位置を調整できることから、部品精度を緩く設定することが可能であり生産性が向上する。

実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態２に対し、調整ねじ２３の当接部（先端）を凸曲面形状に変更した配光可変型前照灯装置である。図９に示されるように、リリーフレバー１６の当接片１６ｂが当接する調整ねじ２３の先端を凸曲面形状に加工することにより、調整ねじ２３の調整範囲が大きくなる場合であっても、常に調整ねじ２３のほぼ先端中心で荷重を受けることが可能になる。リリーフレバー１６の当接片１６ｂが調整ねじ２３との繰り返し当接により磨耗した場合でも、調整ねじ２３の先端部で安定して荷重を受けることができ、長寿命化にも寄与するものである。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 配光可変型前照灯装置、２ ハウジング、２ａ 穴、２ｂ ストッパ部、２ｃ 軸受け、２ｄ 軸受け、３ 光源、３ｊ 光軸、４ 制御用モータ、４ａ 駆動ギヤ、６ 車軸、１０ 回転可動部、１１ 導光部品、１２ 投射レンズ、１３ 外側ホルダー、１５ 固定レバー、１５ａ 係合片、１５ｂ 係合片、１５ｈ 歯車、１５ｏ 開口部、１６ リリーフレバー、１６ａ 支持部、１６ｂ 当接片、１６ｃ 係合片、１６ｄ 係合片、１６ｅ 係合片、１６ｏ 開口部、１７ 内側ホルダー、１８ フロントガラス、１９ 回転角検出装置、２０ 制御装置、２１ リリーフスプリング、２２ バックスプリング、２３ 調整ねじ、２３ａ ねじ穴

Claims (5)

1. 突出したストッパ部が内周部に形成されているハウジングと、
   前記ハウジングに固定されている光源と、
   投射レンズを保持し、前記光源を中心に回転するホルダーと、
   軸方向に突出している第１の係合片を有し、外周に歯車が形成され前記ホルダーに固定されている固定レバーと、
   開口部と第２の係合片を有し、突出した当接片が外周部に形成されていて前記ホルダーを中心に回転するリリーフレバーと、
   一端は前記固定レバーに係止されていて、他端は前記リリーフレバーに係止されている第１のコイルスプリングと、
   一端は前記リリーフレバーに係止されていて、他端は前記ハウジングに係止されている第２のコイルスプリングと、
   前記固定レバーの歯車と歯合する駆動歯車が装着されていて前記ハウジングに固定されているモータと、を備え、
   前記固定レバーの第１の係合片は前記リリーフレバーの開口部に挿入されており、
   前記第１のコイルスプリングは、前記第１の係合片と前記第２の係合片とが当接する方向に付勢し、
   前記第１のコイルスプリングと前記第２のコイルスプリングは付勢方向が反対であり、
   前記リリーフレバーの当接片と前記ハウジングのストッパ部は前記モータの非通電時には当接している配光可変型前照灯装置。
2. 調整ねじの先端が内周部から突出しているハウジングと、
   前記ハウジングに固定されている光源と、
   投射レンズを保持し、前記光源を中心に回転するホルダーと、
   軸方向に突出している第１の係合片を有し、外周に歯車が形成され前記ホルダーに固定されている固定レバーと、
   開口部と第２の係合片を有し、突出した当接片が外周部に形成されていて前記ホルダーを中心に回転するリリーフレバーと、
   一端は前記固定レバーに係止されていて、他端は前記リリーフレバーに係止されている第１のコイルスプリングと、
   一端は前記リリーフレバーに係止されていて、他端は前記ハウジングに係止されている第２のコイルスプリングと、
   前記固定レバーの歯車と歯合する駆動歯車が装着されていて前記ハウジングに固定されているモータと、を備え、
   前記固定レバーの第１の係合片は前記リリーフレバーの開口部に挿入されており、
   前記第１のコイルスプリングは、前記第１の係合片と前記第２の係合片とが当接する方向に付勢し、
   前記第１のコイルスプリングと前記第２のコイルスプリングは付勢方向が反対であり、
   前記リリーフレバーの当接片と前記ハウジングの調整ねじは前記モータの非通電時には当接している配光可変型前照灯装置。
3. 前記調整ねじは、前記リリーフレバーと対向する先端部分が丸く加工されていることを特徴とする請求項２に記載の配光可変型前照灯装置。
4. 前記第１のコイルスプリングの付勢力は、前記第２のコイルスプリングの付勢力と等しい大きさに設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の配光可変型前照灯装置。
5. 前記ホルダーの光源側の外周に取り付けられた第１の軸受けと、
   前記ホルダーの投射レンズ側の外周に取り付けられた第２の軸受けと、を備え、
   前記固定レバーおよび前記リリーフレバーは、前記第１の軸受けと前記第２の軸受けとの間に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の配光可変型前照灯装置。