JP6109500B2

JP6109500B2 - エイミングスクリュとその製造方法

Info

Publication number: JP6109500B2
Application number: JP2012155134A
Authority: JP
Inventors: 丈幸立岩
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2032-07-11
Also published as: JP2013082430A; WO2013047741A1

Description

本発明は灯具の光軸方向を調整するために用いるエイミングスクリュとその製造方法に関するものである。

自動車のヘッドランプ等の灯具では光照射方向の基準となる光軸方向を調整するためのエイミング装置が備えられており、このエイミング装置を手動で調整するためにエイミングスクリュが設けられる。図８はこの種のエイミング装置の概念構成を示しており、ランプボディ１０１と前面カバー１０２からなるランプハウジング１００内に光源（電球やＬＥＤ）１０３を支持したリフレクタ１０４を上下方向及び左右方向に傾動可能に支持し、当該リフレクタ１０４の上下方向及び左右方向の傾動角度を調整することによってエイミング調整を行っている。このようなリフレクタ１０４における傾動動作を実現するために、例えば、リフレクタ１０４の背後の１箇所に球継ぎ手構造の支点部１０５を配設するとともに、この支点部１０５とは別の箇所にそれぞれ上下方向と左右方向の調整を行うエイミング部を配設している。ここでは上下方向のエイミング部１０６を図示しているが、このエイミング部１０６ではランプボディ１０１にエイミングスクリュ１Ａを軸転可能に保持し、このエイミングスクリュ１Ａのネジ部３Ａにリフレクタ１０４の一部に支持したナット部材１０７を螺合させている。エイミングスクリュ１Ａを軸転操作することによってナット部材１０７を前後方向に螺進させ、この螺進に伴う移動によりリフレクタ１０４を支点部１０５を支点として上下方向、左右方向に傾動させている。

このエイミングスクリュ１Ａは一部にクラウンギア（冠状歯車）からなるギア部４Ａが一体に設けられており、調整治具としてのプラスドライバ（十字ネジ回し）Ｄをこのクラウンギア４Ａに歯合させるとともに、プラスドライバＤを軸転操作することによってクラウンギア４Ａ、すなわちエイミングスクリュ１Ａを軸転操作することが可能とされている。従来、この種のエイミングスクリュ１ＡはプラスドライバＤとの歯合部での機械的な強度を確保するために全体を金属で形成し、あるいは樹脂で形成する際には少なくともクラウンギア４Ａを金属で形成している。また、特許文献１に記載のように全体を樹脂で形成しても所要の機械的な強度を確保してプラスドライバでの操作をすることが可能なエイミングスクリュも提案されている。

特開２００２−１９３０２３号公報

近年、エイミングスクリュを軸転操作する際の調整治具としてプラスドライバに代えてインパクトドライバを用いることが多くなっており、そのためエイミングスクリュにはインパクトドライバから受ける衝撃に耐える機械的な強度が要求される。従来の金属で形成したエイミングスクリュは、機械的な強度を確保するために金属材料として高硬度のＳＵＳ（ステンレス鋼）を用いているが、この種のＳＵＳは高価でありエイミングスクリュの低コスト化を図る上で問題がある。ギア部のみを高硬度のＳＵＳで構成し、これを樹脂にインサート形成したエイミングスクリュも提案されているが、ギア部を形成するためにはギア、例えばクラウンギアの径寸法以上の面積の高硬度ＳＵＳ板が必要であり、低コスト化を図る上での障害になる。一方、特許文献１のように全体を樹脂で形成したエイミングスクリュは高硬度ＳＵＳが不要であるので低コスト化には有利であるが、インパクトドライバを用いた場合でのギア部における機械的な強度の信頼性を確保することが難しい。また、特許文献１のエイミングスクリュではネジ部を金属製のエイミングスクリュのネジ部分と同じ径寸法に形成しているため、このネジ部の機械的強度の信頼性を金属製のエイミングスクリュと同程度に確保することが難しいものとなっている。

本発明の目的は強度上の信頼性を確保する一方で低コストに製造することが可能なエイミングスクリュとその製造方法を提供するものである。

本発明は、灯具の光軸を調整する際の被調整部材に螺合されるネジ部と、光軸調整用の治具が歯合されるギア部とを備え、これらネジ部とギア部が樹脂により一体に成形されたエイミングスクリュであって、前記ネジ部は軸心位置に空洞を有する中空構造であり、前記空洞は長さ方向の両端側が開口され、かつネジ部の長さ方向の１箇所に当該空洞を閉塞する閉塞部を備える。さらに、このエイミングスクリュをコアピンとガス注入を併用して製造することで、任意に閉塞部の製造が実現できる。

本発明において、ギア部は歯面に金属歯板が一体に成形されていることが好ましい。この場合、金属歯板の円周方向の複数箇所にギア部の樹脂に埋設されるアンカーを一体に有する構成としてもよい。

本発明によれば、軸心位置に空洞を設けてネジ部を中空構造としているので、ネジ部の外径寸法を増大して機械的な強度を高めても、ネジ部ないしエイミングスクリュ全体の樹脂質量の増加が抑制でき、低コスト化が実現できる。また、閉塞部によってエイミングスクリュの長さ方向の一部において空洞を閉塞することで、この部分においてエイミングスクリュは中実構造となり、当該部分における機械的な強度を高めるとともに、空洞を通して外部から水分や埃が灯具内に侵入することが防止できる。

また、本発明によれば、ギア部の歯面に一体成形した金属歯板でギア部の機械的な強度を高めることができるとともに、金属歯板はギア部の歯面にのみ形成すればよいので金属歯板の面積を抑制でき、高硬度かつ高価格の金属歯板を用いた場合でもエイミングスクリュの低コスト化が実現できる。さらに、金属歯板の円周方向の複数箇所にギア部の樹脂に埋設されるアンカーを一体に設けることで、金属歯板をギア部に対して強固に一体化することができ、金属歯板の脱落をより確実に防止することができる。

本発明のエイミングスクリュの実施形態の斜視図。エイミングスクリュの一部を破断した側面図。ギア部の一部の分解斜視図。ギア部の一部の拡大断面図。エイミングスクリュの変形例の断面図。金属歯板の変形例の外観斜視図とギア部の一部の側面方向の断面図。金属歯板の他の変形例の正面図。エイミングスクリュを備えた灯具の一例の概略断面図。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明のエイミングスクリュの外観斜視図、図２は当該エイミングスクリュの一部を破断した側面図である。このエイミングスクリュ１はポリアセタール樹脂やナイロン樹脂を主体にして全体の外形状が概略円柱ロッド状に形成されており、長さ方向のほぼ後半分は図８に示したエイミングスクリュ１Ａと同様にランプハウジング１００のランプボディ１０１に軸転可能に支持させるための支持部２として構成され、前半分はリフレクタ１０４に支持したナット部材１０７に螺合されるネジ部３として構成されている。また、前記支持部２の後端部位にはギア部４が一体に形成されている。

前記支持部２は図８に示したと同様にエイミングスクリュ１が取着されるランプボディ１０１に設けた円筒状の支持穴１０８に内挿され、当該支持穴１０８において軸転可能に支持される部分であり、前記支持穴１０８の内径にほぼ等しい外径寸法の円柱状に形成されている。この支持部２の周面には円周方向の複数箇所に肉盗み用の凹部２１が設けられ、軸転される際の支持穴１０８の内面との摩擦抵抗を低減させている。また、支持部２の後端側のギア部４との間の周面には支持穴１０８との間のシール（防水）を確保するための図には表れないシールリングを嵌合させるためのシール溝２２が設けられている。さらに、支持部２の前端側には後方に向けて拡径した羽根状の一対の係止片２３が設けられ、エイミングスクリュ１を前記支持穴１０８に内挿したときにこれら係止片２３の後端部が支持穴１０８の内縁に弾接係合することによって支持部２を支持穴１０８内に係止し、エイミングスクリュ１の脱落を防止する。

前記ネジ部３は特許文献１に示したエイミングスクリュよりも外径寸法が大きく形成されており、ここでは前記支持部２の外径にほぼ等しい外径寸法に形成されるとともに、その外周面に螺旋溝、すなわちネジ条３１を形成している。例えば、特許文献１のエイミングスクリュのネジ部はＭ５であるのに対し、この実施形態のエイミングスクリュ１ではネジ部３はＭ８〜Ｍ１２の規格に形成している。このネジ部３は図８に示したリフレクタ１０４に支持したナット部材１０７に螺合される。

さらに、前記ネジ部３は軸心位置に長さ方向の空洞３２を形成して中空構造としている。これによりネジ部３は外径を大きくすることによって機械的な強度を増大する一方で空洞３２によってネジ部３を構成する樹脂の体積の増大が抑制され、エイミングスクリュ１の全体の質量の増大及び樹脂材料の増大によるコスト高が防止される。前記空洞３２の内径寸法はエイミングスクリュ１を構成している樹脂の種類やネジ部３の外径によって決定されるものであり、ネジ部３において要求される機械的な強度を確保できる範囲でなるべく大きな内径寸法に設計すればよい。

前記ギア部４は、前記支持部２及びネジ部３と一体に成形した樹脂ギア４１と、この樹脂ギア４１にインサート成形した金属歯板４２とで構成されている。樹脂ギア４１は前記支持部２に連なる円柱ボス４０を有し、このボス４０の周面において軸方向と垂直な面方向に複数の歯４３を放射状に配列したベベルギア（傘歯車）として形成したものである。ここではこれらの歯４３は円周方向の断面形状が円弧波型となるように複数の円弧歯を円周方向に配列した構成とされている。また、前記金属歯板４２は前記樹脂ギア４１の歯４３の円弧波型に倣って板厚み方向に円弧波状に加工された円環板として形成されている。

図３に一部を分解して示すように、前記金属歯板４２は高硬度のＳＵＳで構成されており、前記樹脂ギア４１の樹脂成形時、換言すればエイミングスクリュ１の樹脂成形時に樹脂ギア４１と一体にインサート成形することにより、金属歯板４２は樹脂ギア４１の歯面、すなわち円弧波型をした歯４３の表面に埋設された状態で一体化され、当該歯面の一部を構成することになる。ここでは図４（ａ）に１つの歯４３の拡大断面図を示すように、金属歯板４２は樹脂ギア４１の各歯４３の歯面において径方向のほぼ中間領域に埋設されており、したがって金属歯板は自身の裏面と両側面において樹脂ギアに密接された状態で一体化され、これらの密接面において金属歯板は樹脂ギアに対して強固に支持されることになる。なお、図４（ｂ）に示すように裏面の幅寸法を表面の幅寸法よりも大きくした台形断面形状の金属歯板４２Ａとして構成した、いわゆるアリ溝構造とし、樹脂ギア４１に対する支持強度を高めることができる。

この実施形態では、前記エイミングスクリュ１のギア部４と支持部２の各部位においても軸心位置に長さ方向の空洞４４，２４を形成して中空構造としている。この空洞４４，２４は前記ネジ部３の空洞３２に連通されており、結果としてエイミングスクリュ１は全長にわたって中空構造に形成されていることになる。このようにギア部４から支持部２の領域においても中空構造とすることで、エイミングスクリュ１に必要な機械的な強度を確保する一方で質量を低減して低コスト化に有利になる。

この実施形態のエイミングスクリュ１は、特許文献１のエイミングスクリュと同様に、すなわち図８に示したようにランプボディ１０１の支持穴１０８に内挿され、係止片２３で抜け止めすることで支持部２において軸転が可能な状態で支持される。また、ネジ部３はリフレクタ１０４に支持したナット部材１０７に螺合され、軸転されたときに当該ナット部材１０７をランプの前後方向に螺進させ、リフレクタ１０４を傾動してランプ光軸の調整を行うことになる。このエイミングスクリュ１の軸転に際しては、図８に示したと同様に、調整治具としてのプラスドライバＤをギア部４に対してほぼ直角な方向からギア部４の歯４３に歯合させ、当該プラスドライバＤを軸転操作することによってギア部４を回動させエイミングスクリュ１を軸転させることはこれまでと同じである。

このエイミングスクリュ１においてはネジ部３の径寸法をこれまでよりも大径に形成しているので、この径寸法の増加によってネジ部３、ないしはエイミングスクリュ１の全体の機械的な強度を増大することができる。その一方でネジ部３の中心位置に設けた空洞３２によってネジ部３を中空構造としているので、エイミングスクリュ１を構成する樹脂の体積の増大が抑制され、エイミングスクリュ１の質量の増大及び樹脂材料の増大によるコスト増が防止される。特に、実施形態のエイミングスクリュ１ではネジ部３はもとより、支持部２からギア部４にわたる領域についても空洞２４，４４を設けて中空構造としているので質量の低減効果は高く、コストの大幅な削減が可能になる。

また、ギア部４はベベルギアとして構成した樹脂ギア４１の歯面に高硬度の金属歯板４２を一体に成形しているので、エイミング調整時の調整治具としてのプラスドライバあるいはインパクトドライバをギア部４に歯合させて調整を行うときには、当該調整治具は金属歯板４２に当接されることになる。そのため、調整治具からギア部４１に加えられる回転力や衝撃力は金属歯板４２に加えられることになり、当該金属歯板４２の高硬度な特性によってギア部４の歯面の機械的な強度が増大されることになる。その一方で、金属歯板４２は樹脂ギア４１の歯面の径方向の中間領域にのみ設けているので、ギア部４の全体を金属で形成する場合に比較して金属歯板４２の面積、すなわち金属歯板４２を構成している高価な高硬度のＳＵＳの面積を小さくでき、金属歯板４２のコストを低減する上で有効である。

このように、実施形態のエイミングスクリュ１は必要とされる機械的な強度を確保しながらも樹脂質量の増大を抑制して低コスト化が実現できる。また、ギア部４における歯面での機械的な強度を確保するための金属歯板４２を小型にでき、この点からもエイミングスクリュ１の低コスト化が実現できる。

図５は前記した実施形態の変形例のエイミングスクリュの断面図である。前記実施形態のエイミングスクリュでは軸方向の全長にわたって空洞３２，２４，４４が形成されているので、ランプハウジングの内外が当該空洞３２，２４，４４を通して連通状態にあり、外部の水分や塵埃が空洞３２，２４，４４を通してランプハウジング１００内に侵入するおそれがある。そこで、ここでは空洞３２，２４，４４のうち、ネジ部３に設けた空洞３２をエイミングスクリュ１の軸方向の一部において閉塞した閉塞部３３Ａを設けている。図５（ａ）では、エイミングスクリュ１の先端部に閉塞部３３Ａを設け、この先端部において空洞３２を閉じて当該部分を中実構造としている。このエイミングスクリュ１を成形する際には、ネジ部３の先端側からはコアピンを配設することはなく、同図に鎖線で示すように空洞２４，４４を形成するためのコアピンＣＰ１を金型に配設するが、このコアピンＣＰ１を軸方向に貫通する通気孔（図示せず）を通して窒素ガスを注入することで先端部に閉塞部３３Ａを有する空洞３２を製造することができる。したがって、このエイミングスクリュに１よれば空洞３２は先端部位において閉塞部３３により閉塞されるので、空洞３２ないし空洞２４，４４を通して外部の水分や埃がランプハウジング１００内に侵入することを防止することができる。

図５（ｂ）は、エイミングスクリュ１のネジ部３の一部、特に図８に示したナット部材１０７に螺合する部分を含む領域において空洞３２を閉塞する閉塞部３３Ｂを設け、この部分を中実構造としている。この場合には、図５（ｂ）に鎖線で示すように、エイミングスクリュ１の基端側と先端側からそれぞれコアピンＣＰ１，ＣＰ２を配設すると同時に、基端側のコアピンＣＰ１に設けた通気孔から窒素ガスを注入して空洞３２を形成する。これにより、先端側のコアピンＣＰ２との間に閉塞部３３Ｂが形成でき空洞３２を閉塞することができる。このエイミングスクリュ１によれば、ナット部材１０７に螺合する部分が閉塞部３３Ｂによって中実構造とされるので、ナット部材１０７を介してリフレクタ１０４から伝えられる応力に対する強度を高めて安定したエイミング調整が実現できる。また、閉塞部３３Ｂによって空洞３２ないし空洞２４，４４を通して外部の水分や埃がランプハウジング１００内に侵入することを防止することができることは言うまでもない。

図５（ｃ）は、エイミングスクリュ１の支持部２において空洞３２を閉塞した閉塞部３３Ｃを設けて中実構造としている。この空洞を形成する際には、エイミングスクリュ１の基端側と先端側からそれぞれコアピンＣＰ１，ＣＰ２を配設するが、先端側の細径のコアピンＣＰ２を空洞３２の長さよりも幾分短く形成することによりコアピンＣＰ１との間の支持部２に閉塞部３３Ｃを形成する。支持部２は前記したように係止片２３を形成しており、この係止片２３を設けた部位においてエイミングスクリュ１の径寸法が小さくなっている。この径寸法が小さくされた部分を閉塞部３３Ｃによって中実構造とすることで、エイミングスクリュ１をランプハウジング１００に支持させたときにランプハウジング１００との間に生じる応力に対する強度を高めて、安定した支持を行うことができる。空洞３２ないし空洞２４，４４を通して外部の水分や埃がランプハウジング１００内に侵入することを防止することができることは同じである。

本発明における閉塞部は前記３つの例で示した箇所に限られるものではなく、例えば支持部２の係止片２３よりも基端側に設けた空洞２４の一部あるいは全部を閉塞する構成であってもよい。あるいは、ギア部４に設けた空洞４４の一部あるいは全部を閉塞する構成であってもよい。また、閉塞部３３Ａ〜３３Ｃの軸方向の長さはエイミングスクリュ１に要求される機械的な強度に応じて適宜の長さに設計することが可能である。

一方、ギア部４においては、樹脂ギア４１の表面に金属歯板４２を一体にインサート成形するのみでは両者の接合力に限界があり、ドライバＤにより操作されたときに加えられる応力によって金属歯板４２が樹脂ギア４１から脱落することも考えられる。そこで、図６（ａ）に外観斜視図を示すように、金属歯板４２の円周外縁の複数箇所４にそれぞれ板厚方向の裏面方向に向けて、すなわちエイミングスクリュ１の軸方向に向けてアンカー４５を突出形成している。ここでは、金属歯板４２をプレス加工する際に円周方向に４分した４箇所にそれぞれ背面側に向けて突出したアンカー４５を一体に設けている。アンカー４５は突出方向の先端に向けて幅広になる楔状に形成している。

そして、エイミングスクリュ１を樹脂成形する際に金属歯板４２をインサート成形することにより、図６（ｂ）にギア部４の軸方向の一部を側面方向から見た断面図を示すように、金属歯板４２が樹脂ギア４１の表面に埋設されるのと同時に、アンカー４５は樹脂ギア４１の軸方向の内部の深い位置に埋設される。これにより、金属歯板４２にドライバＤの操作力が加えられた場合でも、アンカー４５は樹脂ギア４１内に深く埋設され、しかもアンカー４５は楔状をしているので樹脂ギア４１から引き抜かれることも難しく、金属歯板４２が樹脂ギア４１から脱落することが確実に防止できる。

実施形態では４つのアンカーを設けたが、アンカーは金属歯板４２の全周方向にわたって脱落を防止するために円周方向に均等に配設されていればよい。例えば、図７（ａ）のように金属歯板４２の円周を２分した２箇所にアンカー４５を配設してもよく、あるいは図７（ｂ）のように金属歯板４２の円周を３分した３箇所にアンカー４５を配設してもよい。また、図示は省略するが、アンカーの形状はメタルが脱落する方向への移動を係止する構成であればよいので、楔状に限られるものではなく先端が幅広の矩形状、あるいはその他の形状として構成されてもよい。

実施形態ではネジ部３の外径寸法は支持部２の外径寸法にほぼ等しく形成しているが、これはエイミングスクリュ１をランプボディ１０１の外側から支持穴１０８に内挿する際に前端側のネジ部３を挿通させることができる最大の径寸法に構成したことによるものであり、エイミングスクリュ１に必要な強度が確保されるものであれば支持部２よりも小径であってもよい。また、このネジ部３の外径寸法は軸心位置に形成する空洞３２の内径寸法の違いによっても異なる寸法に設計することが可能である。

実施形態ではギア部４をベベルギアとして構成しているが、これに限定されるものではなく、同等の機能を有するものであれば例えばクラウンギアとして形成してもよい。また、歯４３の形状も実施形態の円弧波型に限定されるものではなく三角波型の歯であってもよい。さらに、金属歯板４２は樹脂ギア４１の歯面の径方向の一部に設けているが、歯面の全面にわたって配設してもよい。ただし、配設する面積が大きくなれば金属歯板４２で構成したことによる低コスト化の利点が少なくなるので、コストとの関係をみながら強度保持に最小限必要とされる領域にのみ金属歯板４２を設けるようにすればよい。

本発明はエイミング装置を備えた車両用灯具に用いられるエイミングスクリュに採用することが可能である。

１エイミングスクリュ
２支持部
３ネジ部
４ギア部
２４，３２，４４空洞
３１ネジ条
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ閉塞部
４１樹脂ギア
４２金属歯板
４３歯（歯面）
４５アンカー
１００ランプハウジング
１０１ランプボディ
１０２前面カバー
１０３光源
１０４リフレクタ
１０５支点部
１０６エイミング部
１０７ナット部材
１０８支持穴

Claims

灯具の光軸を調整する際の被調整部材に螺合されるネジ部と、光軸調整用の治具が歯合されるギア部とを備え、これらネジ部とギア部が樹脂により一体に成形されたエイミングスクリュであって、当該エイミングスクリュは軸心位置に空洞を有する中空構造であり、前記空洞は長さ方向の両端側が開口され、かつ前記ネジ部の長さ方向の１箇所に当該空洞を閉塞する閉塞部を備えることを特徴とするエイミングスクリュ。
前記ギア部は歯面に金属歯板が一体に成形されていることを特徴とする請求項１に記載のエイミングスクリュ。
前記金属歯板は円周方向の複数箇所に前記ギア部の樹脂に埋設されるアンカーを一体に有することを特徴とする請求項２に記載のエイミングスクリュ。
ネジ部とギア部とを備えて樹脂成形により製造され、前記ネジ部の長さ方向の１箇所に設けられた閉塞部により閉塞されかつ両端側が開口された空洞を軸心位置に備えるエイミングスクリュの製造方法であって、前記エイミングスクリュを成形する金型に一対のコアピンを設けておき、成形時に、これらコアピンを前記エイミングスクリュの基端側と先端側から配設し、かつコアピンに設けた通気孔からガスを注入して前記閉塞部及び前記空洞を形成することを特徴とするエイミングスクリュの製造方法。