JP5894474B2 - 光学ユニット - Google Patents

Description

本発明は、光学ユニットに関し、特に車両用灯具に用いられる光学ユニットに関する。

従来、光源からの光をシェードにより遮光することによりロービーム用配光パターンを形成し、シェードにより遮光しない場合にハイビーム用配光パターンを形成する配光可変タイプの車両用前照灯装置がある。また、近年の車両の高性能化に伴い前照灯も周囲の状況に応じて標準的なロービームやハイビームとは形状の異なる特殊配光パターンを形成する車両用前照灯装置が提案されている。特にハイビームの場合、運転者の視界を向上させる一方で、対向車や歩行者へのグレアを考慮する必要がある。そこで、例えば、特許文献１に開示される車両用灯具は、歩行者、先行車、あるいは対向車の有無に応じてハイビームの照射領域を最適に設定できる構造を有している。

特開２００７−１７９９６９号公報

このような状況において、本発明者は以下の課題を認識するに至った。すなわち、車両用灯具における上述した配光パターンの切り替えを実現する光学ユニットとしては、例えば、光源光の一部を遮光する進出位置と光源光の当該一部を非遮光とする退避位置とに変位可能なシェードを複数設け、各シェードの位置を切り替えることで配光パターンを切り替える構成が考えられる。具体的には、例えば第１シェードを遮光位置に配置してロービーム用配光パターンを形成し、第２シェードを遮光位置に配置し、且つ第１シェードを非遮光位置に配置して特殊配光パターンを形成し、第１シェード及び第２シェードを非遮光位置に配置してハイビーム用配光パターンを形成する。シェードの変位にはＤＣモータ等のモータを用いることが考えられる。

車両用灯具の製造工程を簡略化したいという要求は常に存在している。そのため、上述の構成を有する光学ユニットについても、当然に製造工程の簡略化が求められる。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学ユニットの製造工程の簡略化を図るための技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は光学ユニットである。当該光学ユニットは、車両用灯具に用いられる光学ユニットであって、光源光の一部を遮光する進出位置と光源光の当該一部を非遮光とする退避位置とに変位可能なシェードと、給電用の端子接続部、及び前記シェードに接続される出力軸を有し、出力軸の回転により前記シェードを前記進出位置及び前記退避位置の一方から他方へ変位させるモータと、前記モータの収容空間を形成する壁部、前記収容空間へ前記モータを挿入するための開口部、外部電源に接続されるコネクタ、及び当該コネクタに電気的に接続され前記収容空間において露出する給電端子を有するケースと、を備える。前記給電端子は、前記モータを前記収容空間に挿入した際に、前記端子接続部と前記給電端子とが物理的に接触するように前記収容空間に配置されている。

この態様によれば、モータとコネクタとの電気的接続とを同時に行うことができるため、光学ユニットの製造工程を簡略化することができる。

上記態様において、前記壁部のうち前記開口部に接する第１壁部は、前記開口部から延びるスリットにより第１部分及び第２部分に分割されており、前記ケースは、前記第１部分と前記第２部分とが互いに離れる方向に変位して前記モータの前記収容空間への進入を許容し、前記モータが前記収容空間内に収容されると前記第１部分及び前記第２部分が前記変位した位置から互いに近づく方向に変位して前記モータの収容空間からの離脱を抑制してもよい。これにより、光学ユニットの製造工程をより簡略化することができる。

上記態様において、前記シェードを保持するベース部を備え、前記第１壁部は、前記ベース部に当接し、前記第１部分は、前記第１壁部の面方向に突出する第１フランジ部を含み、前記第２部分は、前記第１壁部の面方向に突出する第２フランジ部を含み、前記第１フランジ部及び前記第２フランジ部にはそれぞれ、前記ベース部に前記ケースを固定するための固定機構が設けられてもよい。これにより、ケースのベース部への取付機構を利用して、モータのケースからの脱落を抑制することができる。

上記いずれかの態様において、前記シェードを保持するベース部を備え、前記第１壁部は、前記ベース部に当接し、前記第１部分及び前記第２部分はそれぞれ、前記ベース部に接する面に位置決め凸部を有し、前記ベース部は、前記位置決め凸部が嵌め込まれる嵌合部を有してもよい。これにより、ケースのベース部への位置決め機構を利用して、モータのケースからの脱落を抑制することができる。

本発明によれば、光学ユニットの製造工程の簡略化を図るための技術を提供することができる。

実施の形態に係る光学ユニットを有する灯具ユニットが搭載された車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。 灯具ユニットの概略構造を示す斜視図である。 灯具ユニットの分解斜視図である。 実施の形態に係る光学ユニットの分解斜視図である。 モータ及びケースの概略構造を示す斜視図である。 モータ及びケースの概略断面図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、モータと給電端子との接続を説明するための斜視図である。 図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、モータがケースへ収容される際の第１壁部の形状変化を説明するための図である。 図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、第１シェード及び第２シェードの状態と形成される配光パターンとを説明するための図である。 図１０（Ａ）は、第１シェードの歯車部近傍の拡大図である。図１０（Ｂ）は、第２シェードの歯車部近傍の拡大図である。 灯具後方から見た光学ユニットの概略構造を示す図である。 図１２（Ａ）は、モータの概略構造を示す分解斜視図である。図１２（Ｂ）は、モータの内部構造の模式図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、実施の形態に係る光学ユニットを有する灯具ユニットが搭載された車両用灯具の概略構造を示す鉛直断面図である。図２は、灯具ユニットの概略構造を示す斜視図である。図３は、灯具ユニットの分解斜視図である。本実施の形態において説明する車両用灯具１は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置である。一対の前照灯ユニットは左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成であるため、図１には車両用灯具１として車両右側に配置される前照灯ユニットの構造を示す。

図１に示すように、車両用灯具１は、車両前方側に開口部を有するランプボディ２と、ランプボディ２の開口部を覆うように取り付けられた透光カバー４とを備える。透光カバー４は、透光性を有する樹脂やガラス等で形成されている。ランプボディ２と透光カバー４とにより形成される灯室３内には、灯具ユニット１０及び制御部１２が収容されている。灯具ユニット１０の上部には、灯具ユニット１０の揺動中心となるスイブル軸１４が突出している。スイブル軸１４は、略矩形状の枠体であるブラケット１６の上部フレームに対して、軸回りに回動可能に取り付けられている。ブラケット１６は、支持機構（図示せず）によりランプボディ２に固定されている。

ブラケット１６の下部には、スイブルアクチュエータ１８が設けられている。スイブルアクチュエータ１８には、上方に突出する回動出力軸（図示せず）が設けられている。灯具ユニット１０は、ブラケット１６の枠内に配置され、灯具ユニット１０の下面が回動出力軸に連結されている。スイブルアクチュエータ１８は、例えばステアリング操作に応じて駆動され、これにより灯具ユニット１０がスイブル軸１４を中心として左右方向にスイブルすることができる。

灯室３の下部には、灯具ユニット１０の点消灯や後述するシェードの変位等を制御する制御部１２が配置されている。制御部１２には、灯具ユニット１０の光源バルブに電力を供給するための給電ソケット２０がコード２２を介して接続されている。なお、制御部１２が設けられる位置は、特に限定されない。

灯室３内には、エクステンション部材２４が設けられている。エクステンション部材２４は、灯具ユニット１０よりも灯具前方側に配置され、ランプボディ２に固定されている。エクステンション部材２４は、灯具ユニット１０の存在領域に開口部２４ａを有し、灯具前方から見てランプボディ２の前面開口部と灯具ユニット１０との間の領域を覆っている。

図１〜図３に示すように、灯具ユニット１０は、光源バルブ２６、バルブ保持部２８、リフレクタ部３０、レンズホルダ３２、投影レンズ３４、及び光学ユニット１００を備える。光源バルブ２６は、例えば白熱球やハロゲンランプ、放電球等である。光源バルブ２６には、給電ソケット２０が取り付けられている。これにより、制御部１２から光源バルブ２６への電力供給が可能となる。なお、光源は発光素子であってもよい。

バルブ保持部２８は、環状の部材であり、灯具ユニット１０の光軸を中心軸とする筒状のバルブ挿入口（図示せず）を有する。リフレクタ部３０は、回転楕円面の一部で構成される反射面（図示せず）を有する。また、リフレクタ部３０の後部中央には、灯具ユニット１０の光軸を中心軸とする筒状のバルブ挿入口（図示せず）が形成されている。リフレクタ部３０の前方開口部３１の周縁には、灯具前方を向く主表面及び灯具後方を向く主表面を有するフランジ部３０ａが設けられている。フランジ部３０ａの灯具前方側主表面における所定位置には、灯具前方側に突出する複数の位置決め凸部３０ｂが設けられている。また、フランジ部３０ａの所定位置には、フランジ部３０ａを灯具前後方向に貫通する複数の貫通孔３０ｃが設けられている。また、フランジ部３０ａの上部にはスイブル軸１４が設けられている。

バルブ保持部２８は、バルブ保持部２８が有するバルブ挿入口の中心軸とリフレクタ部３０が有するバルブ挿入口の中心軸とが同一直線上に位置するように配置されて、リフレクタ部３０のバルブ挿入口の入口に固定されている。本実施の形態では、バルブ保持部２８とリフレクタ部３０とは一体的に形成されているが、両者は別体であってもよい。光源バルブ２６は、灯具後方からバルブ保持部２８のバルブ挿入口及びリフレクタ部３０のバルブ挿入口に挿通されて、リフレクタ部３０に対して着脱可能に取り付けられている。バルブ保持部２８により、光源バルブ２６は、その発光部がリフレクタ部３０の反射面の第１焦点と略一致する位置に固定される。

リフレクタ部３０の灯具前方側には、光学ユニット１００を挟んでレンズホルダ３２が配置されている。レンズホルダ３２は、筒状部３２ａと、筒状部３２ａから灯具後方側に突出する複数の脚部３２ｂとを有する。各脚部３２ｂは、先端が略直角に折り返されて形成された接続部３２ｂ１を有する。各接続部３２ｂ１には、灯具前後方向に延在する貫通孔３２ｃが設けられている。筒状部３２ａには、投影レンズ３４が嵌め込まれている。投影レンズ３４は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、その後方焦点を含む後方焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影レンズ３４は、レンズホルダ３２により灯具ユニット１０の光軸上に、且つ後方焦点がリフレクタ部３０の反射面の第２焦点と略一致する位置に配置されている。

光学ユニット１００は、主表面が灯具前後方向を向くように配置された略板状のベース部１１０を有する。ベース部１１０は、灯具前方から見て環状の枠部１１２と、枠部１１２の内側で略水平方向に延在するシェード連結部１１４とを有する。また、ベース部１１０は、シェード連結部１１４の上縁と、シェード連結部１１４よりも上側の枠部１１２の内周縁とで構成される、開口部１１６を有する。開口部１１６により、光源光の投影レンズ３４への入光が許容される。

枠部１１２の所定位置には、灯具前後方向に延在する複数の貫通孔１１８が設けられている。シェード連結部１１４には、第１シェード１３０及び第２シェード１４０が連結されている。第１シェード１３０及び第２シェード１４０は、シェード連結部１１４に対してそれぞれ独立に揺動可能に設けられており、開口部１１６の周縁の一部を塞ぐ位置と、開口部１１６の周縁の外側に延在する位置とに変位可能である。光学ユニット１００は、各シェードが開口部１１６の周縁の一部を塞ぐ位置に変位した際に、各シェードの上縁がリフレクタ部３０の反射面の第２焦点と重なるように配置されている。光学ユニット１００の構造については後に詳細に説明する。

リフレクタ部３０と光学ユニット１００とは、各位置決め凸部３０ｂが所定の貫通孔１１８に挿通されることで、互いの位置関係が定められている。また、レンズホルダ３２は、光学ユニット１００の貫通孔１１８から突出する所定の位置決め凸部３０ｂが所定の貫通孔３２ｃに挿通されることで、リフレクタ部３０及び光学ユニット１００に対する位置関係が定められている。この状態で、リフレクタ部３０の所定の貫通孔３０ｃと、光学ユニット１００の所定の貫通孔１１８と、レンズホルダ３２の所定の貫通孔３２ｃとが灯具前方から見て重なり、これらにネジ等の締結部材３６が挿通されて、リフレクタ部３０、光学ユニット１００及びレンズホルダ３２が連結されている。

続いて、実施の形態に係る光学ユニット１００の構造について詳細に説明する。図４は、実施の形態に係る光学ユニットの分解斜視図である。図４に示すように、本実施の形態に係る光学ユニット１００は、車両用灯具に用いられる光学ユニットであり、ベース部１１０、第１シェード１３０、第２シェード１４０、第１モータ１５０Ａ、第２モータ１５０Ｂ、第１ケース１７０Ａ及び第２ケース１７０Ｂを有する。以下、第１モータ１５０Ａ及び第２モータ１５０Ｂを特に区別しない場合は、これらをモータ１５０と総称する。また、第１ケース１７０Ａ及び第２ケース１７０Ｂを特に区別しない場合は、これらをケース１７０と総称する。

ベース部１１０は、上述のように枠部１１２、シェード連結部１１４、開口部１１６及び貫通孔１１８を有する。さらに、ベース部１１０は、灯具前方から見て、シェード連結部１１４の右側（車幅方向内側）の端部に、灯具前方に突出する第１シェード支持軸１２０Ａを有し、シェード連結部１１４の左側（車幅方向外側）の端部に、灯具前方に突出する第２シェード支持軸１２０Ｂを有する。また、ベース部１１０は、灯具前方から見て枠部１１２の右側の領域に、複数のケース固定用貫通孔１２１Ａ、複数の嵌合部１２２Ａ、及び出力軸用貫通孔１２３Ａを有し、枠部１１２の左側の領域に、複数のケース固定用貫通孔１２１Ｂ、複数の嵌合部１２２Ｂ、及び出力軸用貫通孔１２３Ｂを有する。本実施の形態において、嵌合部１２２Ａ，１２２Ｂは貫通孔である。

また、ベース部１１０は、枠部１１２の内周縁部側の領域に第１シェード用第１ストッパ１２４Ａ及び第２シェード用第１ストッパ１２４Ｂを有し、枠部１１２の外周縁部側の領域に第１シェード用第２ストッパ１２５Ａ及び第２シェード用第２ストッパ１２５Ｂを有する。灯具前方から見て、第１シェード用第１ストッパ１２４Ａ及び第１シェード用第２ストッパ１２５Ａはベース部１１０の右側領域に配置され、第２シェード用第１ストッパ１２４Ｂ及び第２シェード用第２ストッパ１２５Ｂはベース部１１０の左側領域に配置される。各ストッパは、灯具前方に突出している。さらに、ベース部１１０は、枠部１１２の所定位置に、復帰ばね係止孔１２６及び復帰ばね係止孔１２７（図９（Ａ）〜図９（Ｃ）、図１０（Ｂ）参照）を有する。

第１シェード１３０及び第２シェード１４０は、それぞれ略Ｌ字形状をしており、略水平方向に延在し、光源光を遮るために用いられる水平部１３２，１４２と、水平部１３２，１４２の一端から略垂直方向下方に延在し、モータ１５０の回転力を受けるための垂直部１３４，１４４とを有する。第１シェード１３０の水平部１３２の縁部１３２ａは、第１シェード１３０が後述する進出位置にあるときロービーム用配光パターンのカットオフラインを形成するように加工されている。第２シェード１４０の水平部１４２の縁部１４２ａは、第２シェード１４０が後述する進出位置にあるとき片ハイ用配光パターンのカットオフラインを形成するように加工されている。垂直部１３４，１４４の下端には、モータ１５０の出力軸に設けられた後述する接続部と噛み合う歯車部１３５，１４５が設けられている。

第１シェード１３０及び第２シェード１４０は、それぞれ水平部１３２，１４２と垂直部１３４，１４４との接合部近傍に灯具前方に突出する筒部１３６，１４６を有する。また、第１シェード１３０及び第２シェード１４０は、それぞれ所定位置に復帰ばね係止溝１３８，１４８を有する。第１シェード１３０は、第１シェード支持軸１２０Ａが筒部１３６に挿通されて、ベース部１１０に保持される。したがって、第１シェード１３０は車幅方向内側に配置される。水平部１３２は、第２シェード支持軸１２０Ｂに向けて延在する。垂直部１３４は、第１シェード用第１ストッパ１２４Ａと第１シェード用第２ストッパ１２５Ａとの間に延在し、歯車部１３５が出力軸用貫通孔１２３Ａの近傍に配置される。

第２シェード１４０は、第２シェード支持軸１２０Ｂが筒部１４６に挿通されてベース部１１０に保持される。したがって、第２シェード１４０は、車幅方向外側に配置される。水平部１４２は、第１シェード支持軸１２０Ａに向けて延在する。垂直部１４４は、第２シェード用第１ストッパ１２４Ｂと第２シェード用第２ストッパ１２５Ｂとの間に延在し、歯車部１４５が出力軸用貫通孔１２３Ｂの近傍に配置される。

筒部１３６，１４６の外周には、それぞれ止め輪１０２及び復帰ばね１０４Ａ，１０４Ｂがこの順に嵌め合わされる。復帰ばね１０４Ａ，１０４Ｂは、例えばねじりコイルばねで構成され、両端部がアーム状に延びるコイル部を有する。第１シェード１３０がベース部１１０に保持された状態で、復帰ばね１０４Ａは、一端が復帰ばね係止孔１２６に挿通され、他端が復帰ばね係止溝１３８により係止される。また、第２シェード１４０がベース部１１０に保持された状態で、復帰ばね１０４Ｂは、一端が復帰ばね係止孔１２７に挿通され、他端が復帰ばね係止溝１４８により係止される。

モータ１５０は、ケース１７０に収容され、ケース１７０を介してベース部１１０に固定される。図５は、モータ及びケースの概略構造を示す斜視図である。図６は、モータ及びケースの概略断面図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、モータと給電端子との接続を説明するための斜視図である。なお、図６は、モータ１５０がケース１７０に収容された状態を示し、またモータ１５０の出力軸１５２に沿った断面を示している。

図５〜図７（Ｂ）に示すように、モータ１５０は、例えばＤＣモータで構成され、ハウジング１５１、出力軸１５２、及び端子接続部１５３Ａ，１５３Ｂを有する。ハウジング１５１は、出力軸１５２が突出する上面１５１ａと、上面１５１ａと対向する底面１５１ｂと、互いに対向する略平坦な第１側面１５１ｃ及び第２側面１５１ｄと、互いに対向する湾曲した第３側面１５１ｅ及び第４側面１５１ｆとを有する。上面１５１ａ及び底面１５１ｂには、それぞれ外方にやや突出し、内部に軸受を収容するボス部１５４ａ，１５４ｂが設けられている。

出力軸１５２には、平歯車等のギヤで構成される接続部１６０が設けられている。出力軸１５２は、接続部１６０を介して第１シェード１３０又は第２シェード１４０に接続される。給電用の端子接続部１５３Ａ，１５３Ｂは、ハウジング１５１の第１側面１５１ｃにおける底面１５１ｂの近傍に設けられている。端子接続部１５３Ａは、陽極及び陰極の一方に対応し、端子接続部１５３Ｂは、陽極及び陰極の他方に対応する。

ケース１７０は、壁部１７２、収容空間１７４、開口部１７６、コネクタ１７８、給電端子１８０Ａ，１８０Ｂ、及び配線部１８２Ａ，１８２Ｂを有する。壁部１７２は、略長方形状の底壁部１７２ａと、第１壁部１７２ｂと、第２壁部１７２ｃと、第３壁部１７２ｄと、第４壁部１７２ｅとを含む。第１壁部１７２ｂと第４壁部１７２ｅとは互いに対向している。第２壁部１７２ｃ及び第３壁部１７２ｄは、互いに対向するとともに第１壁部１７２ｂ及び第４壁部１７２ｅに対して略垂直に延在する。第１壁部１７２ｂ、第２壁部１７２ｃ、第３壁部１７２ｄ及び第４壁部１７２ｅは側壁部を構成し、この４つの側壁部と底壁部１７２ａとによりモータ１５０を収容するための収容空間１７４が形成されている。４つの側壁部は、下端が底壁部１７２ａの周縁部に連結されているが、上端側には壁部１７２が設けられていない。すなわち、４つの側壁部の上端側に、収容空間１７４へモータ１５０を挿入するための開口部１７６が設けられている。

コネクタ１７８は、外部電源の端子が挿入される挿入口１７８ｍと、挿入口１７８ｍ内に配置されたコネクタ端子１７８Ａ，１７８Ｂを有し、第４壁部１７２ｅの外側面に設けられている。給電端子１８０Ａ，１８０Ｂは、収容空間１７４において露出している。配線部１８２Ａは、一端がコネクタ端子１７８Ａに接続され、コネクタ１７８内から収容空間１７４まで引き回されて、他端が給電端子１８０Ａに接続されている。配線部１８２Ｂは、一端がコネクタ端子１７８Ｂに接続され、コネクタ１７８内から収容空間１７４まで引き回されて、他端が給電端子１８０Ｂに接続されている。これにより、給電端子１８０Ａ，１８０Ｂは、コネクタ１７８に電気的に接続される。外部電源の端子は、挿入口１７８ａに挿入され、挿入口１７８ａ内のコネクタ端子１７８Ａ，１７８Ｂに接続される。これにより、コネクタ１７８が外部電源に接続される（図１参照）。そして、外部電源から送り出された電力は、コネクタ端子１７８Ａ，１７８Ｂ、配線部１８２Ａ，１８２Ｂ及び給電端子１８０Ａ，１８０Ｂを介して、モータ１５０に供給される。

モータ１５０は、第１側面１５１ｃが底壁部１７２ａと対向するように配置さる。したがって、開口部１７６は、出力軸１５２の軸方向に対して略平行に配置される。そして、モータ１５０は、出力軸１５２の軸方向に対して略垂直の方向であって、第１側面１５１ｃと底壁部１７２ａとの距離が近づく方向に押圧されて、開口部１７６を介して収容空間１７４に挿入される。モータ１５０がケース１７０に収容された状態で、上面１５１ａと第１壁部１７２ｂ、底面１５１ｂと第４壁部１７２ｅ、第１側面１５１ｃと底壁部１７２ａ、第３側面１５１ｅと第２壁部１７２ｃ、第４側面１５１ｆと第３壁部１７２ｄが、それぞれ対向する。

ここで、給電端子１８０Ａ，１８０Ｂは、モータ１５０を収容空間１７４に挿入した際に、端子接続部１５３Ａ，１５３Ｂと給電端子１８０Ａ，１８０Ｂとが物理的に接触するように収容空間１７４に配置されている。本実施の形態では、第１側面１５１ｃにおける底面１５１ｂの近傍に端子接続部１５３Ａ，１５３Ｂが設けられている。そのため、モータ１５０が収容空間１７４に収容された状態で第１側面１５１ｃと対向する底壁部１７２ａにおける、第４壁部１７２ｅの近傍に、給電端子１８０Ａ，１８０Ｂが突設されている。したがって、モータ１５０がケース１７０に挿入された際に、モータ１５０がケース１７０に収容されると同時に、端子接続部１５３Ａ，１５３Ｂに給電端子１８０Ａ，１８０Ｂが挿入される。よって、本実施の形態の光学ユニット１００によれば、モータ１５０のケース１７０への収容と、モータ１５０とコネクタ１７８との電気的接続とを同時に行うことができるため、光学ユニット１００の製造工程の簡略化を図ることができる。

ケース１７０の第４壁部１７２ｅには、モータ１５０のボス部１５４ｂが挿入されるスリット１７２ｅ１が設けられている。また、第４壁部１７２ｅとコネクタ１７８との間には、スリット１７２ｅ１に向けて突出する固定用フック部１８４が設けられている。モータ１５０がケース１７０に挿入される際、固定用フック部１８４は、モータ１５０のボス部１５４ｂにより押圧されて弾性変形し、スリット１７２ｅ１の外側に向けて変位する。モータ１５０が完全にケース１７０に収容されると、固定用フック部１８４がボス部１５４ｂを乗り越えた状態となり、ボス部１５４ｂによる固定用フック部１８４の押圧が解除されて、固定用フック部１８４は弾性により変位前の状態に戻る。これにより、モータ１５０のボス部１５４ｂと固定用フック部１８４とがランス係合し、モータ１５０の底面１５１ｂ側部分が収容空間１７４から抜け出ることが抑制される。

また、開口部１７６に接する第１壁部１７２ｂは、開口部１７６から延びるスリット１７２ｂ１により第１部分１７２ｂ２及び第２部分１７２ｂ３に分割されている。また、スリット１７２ｂ１内には、底壁部１７２ａ側から突出するボス受部１７２ｂ４が設けられている。ボス受部１７２ｂ４は、第１壁部１７２ｂの一部を構成する。また、第１部分１７２ｂ２及び第２部分１７２ｂ３は、それぞれスリット１７２ｂ１に接する面に、スリット１７２ｂ１側に突出する突出部１７２ｂ５，１７２ｂ６を有する。突出部１７２ｂ５及び突出部１７２ｂ６により、スリット１７２ｂ１に、スリット幅が他の領域よりも小さい括れ部が形成されている。この括れ部におけるスリット幅は、ボス部１５４ａの直径よりも小さく設定されている。

モータ１５０がケース１７０に挿入される際、モータ１５０のボス部１５４ａにより第１壁部１７２ｂが変形してモータ１５０のケース１７０への進入が許容される。モータ１５０がケース１７０に収容された状態で、出力軸１５２は、スリット１７２ｂ１を介して収容空間１７４から外部に突出する。

図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、モータがケースへ収容される際の第１壁部の形状変化を説明するための図である。まず、図８（Ａ）に示すように、モータ１５０がケース１７０に挿入される際、ボス部１５４ａがスリット１７２ｂ１の開放端からスリット内に進入する。そして、ボス部１５４ａは、突出部１７２ｂ５及び突出部１７２ｂ６（図５参照）で形成されるスリット１７２ｂ１の括れ部に向けて押し進められる。

図８（Ｂ）に示すように、ボス部１５４ａが括れ部に近づいていくと、ボス部１５４ａによって、括れ部のスリット幅が拡がる方向に突出部１７２ｂ５，１７２ｂ６が押圧される。これにより、第１壁部１７２ｂが弾性変形し、第１部分１７２ｂ２と第２部分１７２ｂ３とが互いに離れる方向（図８（Ｂ）において矢印で示す方向）に変位する。その結果、モータ１５０の収容空間１７４（図５参照）への進入が許容される。

図８（Ｃ）に示すように、ボス部１５４ａがスリット１７２ｂ１内をさらに押し進められると、ボス部１５４ａが括れ部を通過して突出部１７２ｂ５，１７２ｂ６を乗り越える。そして、ボス部１５４ａの下端がボス受部１７２ｂ４に突き当たり、モータ１５０が収容空間１７４内に収容される。この状態で、ボス部１５４ａによる突出部１７２ｂ５，１７２ｂ６の押圧が解除され、弾性により第１部分１７２ｂ２及び第２部分１７２ｂ３が変位した位置（図８（Ｂ）に示す位置）から互いに近づく方向（図８（Ｃ）において矢印で示す方向）に変位する。これにより、スリット１７２ｂ１の開放端に向かう方向へのボス部１５４ａの変位が突出部１７２ｂ５，１７２ｂ６により規制される。その結果、モータ１５０の収容空間１７４からの離脱が抑制される。

このように、本実施の形態に係る光学ユニット１００は、いわゆるスナップフィットによりモータ１５０をケース１７０に固定している。そのため、光学ユニット１００の製造工程を簡略化することができる。また、ケース１７０からのモータ１５０の抜け落ちを防ぐために開口部１７６を塞ぐカバーが必要とされないため、光学ユニット１００の部品点数の削減による低コスト化及び軽量化を実現できる。

図４、図５及び図８に示すように、第１壁部１７２ｂの第１部分１７２ｂ２は、第１壁部１７２ｂの面方向に突出する第１フランジ部１８６を含み、第２部分１７２ｂ３は、第１壁部１７２ｂの面方向に突出する第２フランジ部１８７を含む。そして、第１フランジ部１８６及び第２フランジ部１８７にはそれぞれ、ベース部１１０にケース１７０を固定するための固定機構１８８が設けられている。本実施形態において、固定機構１８８は、ねじ等の締結部材が挿通される挿通孔である。また、第１部分１７２ｂ２及び第２部分１７２ｂ３はそれぞれ、位置決め凸部１８９を有する。位置決め凸部１８９は、ケース１７０をベース部１１０に固定した状態でベース部１１０に接する面に設けられ、出力軸１５２の軸方向と略平行に突出している。

図４に示すように、ケース１７０は、ベース部１１０の枠部１１２における灯具後方側の主表面に、第１壁部１７２ｂが当接するようにして、ベース部１１０に取り付けられる。したがって、モータ１５０は、ケース１７０が当接するベース部１１０の面に対して出力軸１５２が略垂直となるように配置される。

第１ケース１７０Ａは、貫通孔である固定機構１８８がベース部１１０のケース固定用貫通孔１２１Ａと位置合わせされて、ベース部１１０に取り付けられる。第１ケース１７０Ａがベース部１１０に取り付けられる際、第１モータ１５０Ａの出力軸１５２及び接続部１６０がベース部１１０の出力軸用貫通孔１２３Ａに挿通され、歯車である接続部１６０の歯が第１シェード１３０の歯車部１３５と噛み合わされる（図３参照）。また、位置決め凸部１８９がベース部１１０の嵌合部１２２Ａに嵌め込まれ、これによりベース部１１０に対する第１ケース１７０Ａの高精度な位置決めがなされる。第１ケース１７０Ａは、ねじ等の締結部材２００が第１ケース１７０Ａの固定機構１８８及びベース部１１０のケース固定用貫通孔１２１Ａに挿通されることで、ベース部１１０に固定される。

第２ケース１７０Ｂは、貫通孔である固定機構１８８がベース部１１０のケース固定用貫通孔１２１Ｂと位置合わせされて、ベース部１１０に取り付けられる。第２ケース１７０Ｂがベース部１１０に取り付けられる際、第２モータ１５０Ｂの出力軸１５２及び接続部１６０がベース部１１０の出力軸用貫通孔１２３Ｂに挿通され、歯車である接続部１６０の歯が第２シェード１４０の歯車部１４５と噛み合わされる（図３参照）。また、位置決め凸部１８９がベース部１１０の嵌合部１２２Ｂに嵌め込まれ、これによりベース部１１０に対する第２ケース１７０Ｂの高精度な位置決めがなされる。第２ケース１７０Ｂは、ねじ等の締結部材２００が第２ケース１７０Ｂの固定機構１８８及びベース部１１０のケース固定用貫通孔１２１Ｂに挿通されることで、ベース部１１０に固定される。

本実施の形態では、ケース１７０が第１部分１７２ｂ２の第１フランジ部１８６と第２部分１７２ｂ３第２フランジ部１８７とに固定機構１８８を有し、第１部分１７２ｂ２及び第２部分１７２ｂ３がそれぞれベース部１１０に対して固定される。そのため、ケース１７０がベース部１１０に固定された状態で、第１部分１７２ｂ２及び第２部分１７２ｂ３の互いに離れる方向の変位が抑制される。したがって、ケース１７０のベース部１１０への取付機構を利用して、モータ１５０のケース１７０からの脱落を抑制することができる。また、位置決め凸部１８９も第１部分１７２ｂ２と第２部分１７２ｂ３とに設けられているため、位置決め凸部１８９によっても第１部分１７２ｂ２及び第２部分１７２ｂ３の互いに離れる方向の変位を抑制することができる。したがって、ケース１７０のベース部１１０への位置決め機構を利用して、モータ１５０のケース１７０からの脱落を抑制することができる。

なお、ケース固定用貫通孔１２１Ａ，１２１Ｂ及び固定機構１８８の寸法精度等を高めて、ケース固定用貫通孔１２１Ａ，１２１Ｂ、固定機構１８８及び締結部材２００によって、ベース部１１０に対するケース１７０の高精度な位置決めを行ってもよい。この場合、位置決め凸部１８９を省略することができる。また、本実施の形態では、ケース固定用貫通孔１２１Ａ及び固定機構１８８を貫通孔とし、締結部材２００を用いてベース部１１０にケース１７０を固定しているが、従来公知の他の固定様式を採用してもよい。

続いて、第１シェード１３０及び第２シェード１４０の変位と、光学ユニット１００により形成可能な配光パターンとについて説明する。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、第１シェード及び第２シェードの状態と形成される配光パターンとを説明するための図である。なお、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、灯具前方から見た光学ユニット１００を示している。

第１シェード１３０及び第２シェード１４０は、それぞれ第１シェード支持軸１２０Ａ、第２シェード支持軸１２０Ｂを回動軸として、光源光の一部を遮光する進出位置と光源光の当該一部を非遮光とする退避位置とに変位可能である。各シェードは、モータ１５０の出力軸１５２の回転により、進出位置及び退避位置の一方から他方へ変位される。また、各シェードは、モータ１５０がオフにされると、復帰ばね１０４Ａ，１０４Ｂの付勢力により前記他方から前記一方へ変位される。

本実施の形態において、第１シェード１３０は、第１モータ１５０Ａの出力軸１５２からの力が接続部１６０を介して伝達され、出力軸１５２の回転により進出位置から退避位置へ変位する。退避位置に向けて変位する第１シェード１３０は、第１シェード用第２ストッパ１２５Ａに突き当たって退避位置で停止する。また、第１シェード１３０は、第１モータ１５０Ａがオフになると、復帰ばね１０４Ａの付勢力により退避位置から進出位置へ変位する。進出位置に向けて変位する第１シェード１３０は、第１シェード用第１ストッパ１２４Ａに突き当たって進出位置で停止する。このように、ロービーム用配光パターンを形成するための第１シェード１３０が復帰ばね１０４Ａにより進出位置へ戻るよう構成することで、光学ユニット１００がハイビーム用配光パターン又は片ハイ用配光パターンの形成姿勢で固定されてしまうことを確実に回避してフェールセーフ機能を実現できる。

一方、第２シェード１４０は、第２モータ１５０Ｂの出力軸１５２の回転が接続部１６０を介して伝達され、出力軸１５２の回転により退避位置から進出位置へ変位する。進出位置に向けて変位する第２シェード１４０は、第２シェード用第１ストッパ１２４Ｂに突き当たって進出位置で停止する。また、第２シェード１４０は、第２モータ１５０Ｂがオフになると、復帰ばね１０４Ｂの付勢力により進出位置から退避位置へ変位する。退避位置に向けて変位する第２シェード１４０は、第２シェード用第２ストッパ１２５Ｂに突き当たって退避位置で停止する。

図９（Ａ）に示すように、第１シェード１３０が進出位置、第２シェード１４０が退避位置にある状態で、灯具ユニット１０は、ロービーム用配光パターンを形成することができる。また、図９（Ｂ）に示すように、第１シェード１３０及び第２シェード１４０が退避位置にある状態で、灯具ユニット１０は、ハイビーム用配光パターンを形成することができる。また、図９（Ｃ）に示すように、第１シェード１３０が退避位置、第２シェード１４０が進出位置にある状態で、灯具ユニット１０は、左側通行時に対向車線側のみにハイビーム領域を有する、いわゆる右片ハイ用配光パターンを形成することができる。なお、車両左側に配置される前照灯ユニットの灯具ユニットでは、灯具前方から見て第１シェード１３０が左側（車幅方向内側）に配置され、第２シェード１４０が右側（車幅方向外側）に配置される。そして、当該灯具ユニットは、ロービーム用配光パターンと、ハイビーム用配光パターンと、左側通行時に自車線側のみにハイビーム領域を有する、いわゆる左片ハイ用配光パターンとを形成することができる。上述した各配光パターンの形状は公知であるため、詳細な説明は省略する。

ここで、ケース１７０のベース部１１０への取付姿勢について説明する。図１０（Ａ）は、第１シェードの歯車部近傍の拡大図である。図１０（Ｂ）は、第２シェードの歯車部近傍の拡大図である。図１１は、灯具後方から見た光学ユニットの概略構造を示す図である。図１０（Ａ）に示すように、第１モータ１５０Ａの出力軸１５２が矢印Ｓの方向に回転すると、第１シェード１３０は、復帰ばね１０４Ａの付勢力に逆らって進出位置から退避位置へ向けて変位する。そして、第１シェード用第２ストッパ１２５Ａに当接して退避位置で停止する。第１シェード１３０が退避位置で停止した後も、第１モータ１５０Ａの出力軸１５２の回転力が第１シェード１３０に伝達され、接続部１６０により第１シェード１３０が押圧され続けて、第１シェード１３０が退避位置に維持される。

第１シェード１３０が退避位置に維持されている間、接続部１６０と歯車部１３５との接点Ｔには、第１シェード１３０を第１シェード用第２ストッパ１２５Ａに押し付ける方向の力Ｆ１がかかり続ける。一方、第１シェード１３０は第１シェード用第２ストッパ１２５Ａにより変位が規制されている。そのため、第１モータ１５０Ａは、力Ｆ１の反力を受け、接点Ｔを支点として、第１シェード１３０の垂直部１３４が付勢される方向と略逆の方向Ｘ１（接点Ｔと出力軸１５２とを結ぶ直線に対して略垂直の方向）に変位しようとする。

また、図１０（Ｂ）に示すように、第２モータ１５０Ｂの出力軸１５２が矢印Ｓの方向に回転すると、第２シェード１４０は、復帰ばね１０４Ｂの付勢力に逆らって退避位置から進出位置へ向けて変位する。そして、第２シェード用第１ストッパ１２４Ｂに当接して進出位置で停止する。第２シェード１４０が進出位置で停止した後も、第２モータ１５０Ｂの出力軸１５２の回転力が第２シェード１４０に伝達され、接続部１６０により第２シェード１４０が押圧され続けて、第２シェード１４０が進出位置に維持される。

第２シェード１４０が進出位置に維持されている間、接続部１６０と歯車部１４５との接点Ｔには、第２シェード１４０を第２シェード用第１ストッパ１２４Ｂに押し付ける方向の力Ｆ１がかかり続ける。一方、第２シェード１４０は第２シェード用第１ストッパ１２４Ｂにより変位が規制されている。そのため、第２モータ１５０Ｂは、力Ｆ１の反力を受け、接点Ｔを支点として、第２シェード１４０の垂直部１４４が付勢される方向と略逆の方向Ｘ２（接点Ｔと出力軸１５２とを結ぶ直線に対して略垂直の方向）に変位しようとする。

そこで、図１１に示すように、ケース１７０は、ストッパに当接したシェードを接続部１６０が押圧し続けることでモータ１５０にかかる力により、モータ１５０が変位する方向Ｘ１，Ｘ２の先端側に、壁部１７２の少なくとも一部が延在するように、ベース部１１０に対する姿勢が定められてベース部１１０に固定される。本実施の形態では、第１シェード用第２ストッパ１２５Ａに当接した第１シェード１３０が押圧され続けることで、第１モータ１５０Ａは、灯具後方から見て右下の方向Ｘ１に変位しようとする。これに対し、第１モータ１５０Ａが変位する方向Ｘ１の先端側に、第１ケース１７０Ａの底壁部１７２ａが延在している。

また、第２シェード用第１ストッパ１２４Ｂに当接した第２シェード１４０が押圧され続けることで、第２モータ１５０Ｂは、灯具後方から見て略右上の方向Ｘ２に変位しようとする。これに対し、第２モータ１５０Ｂが変位する方向Ｘ２の先端側に、第２ケース１７０Ｂの底壁部１７２ａが延在している。

これにより、モータ１５０の変位をケース１７０の壁部１７２で規制することができるため、モータ１５０がケース１７０から脱落することをより確実に抑制することができる。したがって、本実施の形態の光学ユニット１００によれば、定められたモータの取付姿勢を維持することができるため、光学ユニット１００の動作信頼性の向上を図ることができる。

続いて、第１シェード１３０及び第２シェード１４０の進出位置と退避位置の配置について説明する。図１２（Ａ）は、モータの概略構造を示す分解斜視図である。図１２（Ｂ）は、モータの内部構造の模式図である。

図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、モータ１５０は、上述したハウジング１５１、出力軸１５２及び端子接続部１５３Ａ，１５３Ｂ（図７（Ａ）参照）に加え、整流子１５５（コミテータ）、一対のブラシ１５６、ブラシアーム１５７、コア１５８、巻線１５９及び複数のマグネット１６２を備える。整流子１５５は、円筒形状を有し、出力軸１５２に圧入されている。したがって、整流子１５５は、出力軸１５２とともに回転する。また、整流子１５５は、出力軸１５２の軸周りに間隔をおいて配列された複数の整流子片１５５ａを有する。本実施の形態では、整流子片１５５ａは３つである。

一対のブラシ１５６は、整流子１５５を挟んで配置されている。２つのブラシ１５６は、それぞれブラシアーム１５７の先端に取り付けられて、先端面が整流子１５５の外周面に摺接するように保持されている。２つのブラシアーム１５７は、一方が端子接続部１５３Ａに、他方が端子接続部１５３Ｂにそれぞれ接続されている。コア１５８は、巻線１５９が巻回された状態で出力軸１５２に圧入されている。複数のマグネット１６２は、ハウジング１５１の内面に沿って設けられ、周方向に間隔をおいて配置されている。コア１５８は、外周面がマグネット１６２の内周面と所定のクリアランス（磁気ギャップ）を空けて対向配置されている。モータ１５０の構造は公知であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。

ここで、第１シェード１３０及び第２シェード１４０の進出位置及び退避位置は、モータ１５０によるシェードの変位時に出力軸１５２が回転する角度θが、以下の式（１）を満たすように設定されている。
式（１）：θ≧３６０°／ｎ （ｎは整流子片数）

また、本実施の形態では、第１シェード用第１ストッパ１２４Ａと第１シェード用第２ストッパ１２５Ａとの位置関係、及び第２シェード用第１ストッパ１２４Ｂと第２シェード用第２ストッパ１２５Ｂとの位置関係が、それぞれ角度θが上記式（１）を満たすように定められている。

モータ１５０は、出力軸１５２の回転が繰り返されると、ブラシ１５６の先端が摩耗して金属粉が発生する。モータ１５０は、この金属粉が隣接する整流子片１５５ａ間の隙間１５５ｂに入り込むと、整流子片１５５ａ間でショートしてしまう可能性がある。これに対し、進出位置及び退避位置は、シェード変位時の出力軸１５２の回転角度θが上記式（１）を満たすように互いの位置関係が設定されている。出力軸１５２の回転角度θが上記式（１）を満たす場合、シェードの変位時に出力軸１５２が回転する角度θは、隙間１５５ｂが配置される角度間隔以上となる。そのため、より確実にブラシ１５６を、整流子片１５５ａ間の隙間１５５ｂ上を通過させることができる。

本実施の形態では、モータ１５０が３つの整流子片１５５ａを有し、３つの整流子片１５５ａが出力軸１５２の軸回りに等間隔に配置されている。そのため、隙間１５５ｂは略１２０°の間隔で配置される。そして、進出位置及び退避位置は、シェードの変位持に出力軸１５２が回転する角度θが１２０°以上となるように設定される。したがって、シェードの変位時に、ブラシ１５６はほぼ確実に隙間１５５ｂを跨ぐ。

ブラシ１５６が整流子片１５５ａ間の隙間１５５ｂを跨ぐとき、ブラシ１５６と整流子１５５との間にはスパークが発生する。金属粉は、このスパークにより酸化されて導電性が失われる。そのため、シェード変位時の出力軸１５２の回転角度θを上記式（１）を満たすように設計することで、スパークをより確実に発生させることができ、金属粉による整流子片１５５ａ間のショートをより確実に回避することができる。その結果、モータ１５０をより長期間正常に動作させることができ、光学ユニット１００の動作信頼性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る光学ユニット１００は、第１シェード１３０及び第２シェード１４０が進出位置から退避位置、又は退避位置から進出位置まで変位する際に出力軸１５２の回転する角度θが、上記式（１）を満たすように、第１シェード１３０及び第２シェード１４０の進出位置及び退避位置が設定されている。これにより、モータ１５０をより長期間正常に動作させることができるため、光学ユニットの動作信頼性の向上を図ることができる。

また、本実施の形態の光学ユニット１００では、ストッパに当接したシェードを接続部１６０が押圧し続けることでモータ１５０にかかる力により、モータ１５０が変位する方向の先端側に、壁部１７２の少なくとも一部が延在するように、ベース部１１０に対するケース１７０の取付姿勢が定められている。これにより、ケース１７０からのモータ１５０の脱落をより確実に抑制することができるため、光学ユニット１００の動作信頼性の向上を図ることができる。

さらに、本実施の形態の光学ユニット１００では、モータ１５０が収容空間１７４に挿入された際に、端子接続部１５３Ａ，１５３Ｂと給電端子１８０Ａ、１８０Ｂとが物理的に接触するように、給電端子１８０Ａ，１８０Ｂが収容空間１７４に配置されている。これにより、モータ１５０のケース１７０への収容と、モータ１５０とコネクタ１７８との電気的接続とを同時に行うことができるため、光学ユニット１００の製造工程の簡略化を図ることができる。

本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることが可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述の実施の形態に変形が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。

１ 車両用灯具、 １００ 光学ユニット、 １５０ モータ、 １５２ 出力軸、 １５５ 整流子、 １５５ａ 整流子片、 １５６ ブラシ、 １６０ 接続部、 １７０ ケース、 １７０Ａ 第１ケース、 １７０Ｂ 第２ケース、 １７２ 壁部、 １７２ｂ１ スリット、 １７２ｂ２ 第１部分、 １７２ｂ３ 第２部分、 １７４ 収容空間、 １７６ 開口部、 １７８ コネクタ、 １８０Ａ，１８０Ｂ 給電端子、 １８６ 第１フランジ部、 １８７ 第２フランジ部、 １８８ 固定機構、 １８９ 位置決め凸部。

Claims (2)

1. 車両用灯具に用いられる光学ユニットであって、
   光源光の一部を遮光する進出位置と光源光の当該一部を非遮光とする退避位置とに変位可能なシェードと、
   給電用の端子接続部、及び前記シェードに接続される出力軸を有し、出力軸の回転により前記シェードを前記進出位置及び前記退避位置の一方から他方へ変位させるモータと、
   前記モータの収容空間を形成する壁部、前記収容空間へ前記モータを挿入するための開口部、外部電源に接続されるコネクタ、及び当該コネクタに電気的に接続され前記収容空間において露出する給電端子を有するケースと、
   前記シェードを保持するベース部と、を備え、
   前記給電端子は、前記モータを前記収容空間に挿入した際に、前記端子接続部と前記給電端子とが物理的に接触するように前記収容空間に配置され、
   前記壁部のうち前記開口部に接する第１壁部は、前記開口部から延びるスリットにより第１部分及び第２部分に分割されており、
   前記ケースは、前記第１部分と前記第２部分とが互いに離れる方向に変位して前記モータの前記収容空間への進入を許容し、前記モータが前記収容空間内に収容されると前記第１部分及び前記第２部分が前記変位した位置から互いに近づく方向に変位して前記モータの収容空間からの離脱を抑制し、
   前記第１壁部は、前記ベース部に当接し、
   前記第１部分は、前記第１壁部の面方向に突出する第１フランジ部を含み、
   前記第２部分は、前記第１壁部の面方向に突出する第２フランジ部を含み、
   前記第１フランジ部及び前記第２フランジ部にはそれぞれ、前記ベース部に前記ケースを固定するための固定機構が設けられることを特徴とする光学ユニット。
2. 前記シェードを保持するベース部を備え、
   前記第１壁部は、前記ベース部に当接し、
   前記第１部分及び前記第２部分はそれぞれ、前記ベース部に接する面に位置決め凸部を有し、
   前記ベース部は、前記位置決め凸部が嵌め込まれる嵌合部を有する請求項１に記載の光学ユニット。

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