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`
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`
`(57)【要約】
`【課題】 自動二輪車で走行中にピッチ角、バンク角、
`舵角等が変化しても、前照灯の照射範囲を安定に確保す
`る。
`【解決手段】 前照灯光軸制御装置10は、ピッチ角θ
`pを検出するポテンショメータ121,122と、バン
`ク角θbを検出する角速度センサ14と、舵角θsを検
`出する舵角センサ16と、車速vを検出する車速センサ
`18と、ピッチ角方向Dp、バンク角方向Db及び舵角
`方向Dsに前照灯20の光軸を回動するステップモータ
`22x,22y,22zと、検出されたピッチ角θp、
`バンク角θb、舵角θs及び車速vに基づきピッチ角方
`向補正量Dpy、バンク角方向補正量Dbx及び舵角方
`向補正量Dszを求め、ステップモータ22x,22
`y,22zを介して前記光軸の角度を補正する制御部2
`4とを備えている。
`
`−1−
`
`1
`
`SL-1006
`
`

`
`1
`
`【特許請求の範囲】
`【請求項1】 ピッチ角を検出するピッチ角センサと、
`ピッチ角方向に前照灯の光軸を回動するアクチュエータ
`と、前記ピッチ角センサによって検出されたピッチ角に
`基づきピッチ角方向補正量を求め、前記アクチュエータ
`を介して前記光軸の角度を補正する制御部とを備えた、
`自動二輪車の前照灯光軸制御装置。
`【請求項2】 バンク角を検出するバンク角センサと、
`バンク角方向に前照灯の光軸を回動するアクチュエータ
`と、前記バンク角センサによって検出されたバンク角に
`基づきバンク角方向補正量を求め、前記アクチュエータ
`を介して前記光軸の角度を補正する制御部とを備えた、
`自動二輪車の前照灯光軸制御装置。
`【請求項3】 ピッチ角を検出するピッチ角センサと、
`バンク角を検出するバンク角センサと、車速を検出する
`車速センサと、ピッチ角方向、バンク角方向及び舵角方
`向に前照灯の光軸を回動するアクチュエータと、前記ピ
`ッチ角センサ、前記バンク角センサ及び前記車速センサ
`によって検出されたピッチ角、バンク角及び車速に基づ
`きピッチ角方向補正量、バンク角方向補正量及び舵角方
`向補正量を求め、前記アクチュエータを介して前記光軸
`の角度を補正する制御部とを備えた、自動二輪車の前照
`灯光軸制御装置。
`【請求項4】 ピッチ角を検出するピッチ角センサと、
`バンク角を検出するバンク角センサと、舵角を検出する
`舵角センサと、車速を検出する車速センサと、ピッチ角
`方向、バンク角方向及び舵角方向に前照灯の光軸を回動
`するアクチュエータと、前記ピッチ角センサ、前記バン
`ク角センサ、前記舵角センサ及び前記車速センサによっ
`て検出されたピッチ角、バンク角、舵角及び車速に基づ
`きピッチ角方向補正量、バンク角方向補正量及び舵角方
`向補正量を求め、前記アクチュエータを介して前記光軸
`の角度を補正する制御部とを備えた、自動二輪車の前照
`灯光軸制御装置。
`【発明の詳細な説明】
`【0001】
`【発明の属する技術分野】本発明は、自動二輪車の前照
`灯の光軸を常に好ましい角度に保つための前照灯光軸制
`御装置に関する。
`【0002】
`【従来の技術】自動二輪車において、その前照灯の光軸
`を車速、舵角、バンク角等に応じて変化させる前照灯光
`軸制御装置が知られている(特開昭63−53137号
`公報、特開平7−195974号公報等)。例えば、前
`照灯を車速に応じて上下動させることにより、高速時に
`は遠方を照射し、低速時には近方を照射し、また、舵角
`やバンク角に応じて前照灯を左右に振らせている。
`【0003】
`【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
`前照灯光軸制御装置には次のような問題があった。
`
`(2)
`
`特開平10−324191
`
`2
`【0004】自動二輪車は、四輪車に比べて、加速又は
`減速や路面の凹凸によってピッチ角が変化しやすい。と
`ころが、従来、前照灯の照射範囲をピッチ角に応じて変
`化させるものはなかった。そのため、自動二輪車で走行
`中にピッチ角が変化することにより、前照灯が上下動す
`るので、前照灯の照射範囲が定まらずに揺動していた。
`【0005】自動二輪車において、車体がバンク角方向
`に傾斜すると、図10に示すとおり、前照灯の照射範囲
`が偏平化する。これは、前照灯の光軸が水平方向のやや
`下向きであること、及び、前照灯の光束が、光軸を中心
`線として、円錐状ではなく、水平方向を長軸とする楕円
`錐状に広がることに起因している。ところが、従来の、
`舵角やバンク角に応じて前照灯を左右に振らせるもの
`は、前照灯を舵角方向に振らせる、すなわち右折時なら
`ば右へ左折時ならば左へ前照灯を振らせているに過ぎな
`いので、照灯の照射範囲が偏平化することに対しては、
`何ら効果を奏しないものであった。なお、本明細書にお
`いて、右折には右カーブを進む場合も含むものとし、左
`折には左カーブを進む場合も含むものとする。
`【0006】
`【発明の目的】そこで、本発明の目的は、自動二輪車で
`走行中にピッチ角、バンク角、舵角等が変化しても前照
`灯の照射範囲を安定に確保できる、前照灯光軸制御装置
`を提供することにある。
`【0007】
`【課題を解決するための手段】請求項1記載の前照灯光
`軸制御装置は、ピッチ角を検出するピッチ角センサと、
`ピッチ角方向に前照灯の光軸を回動するアクチュエータ
`と、前記ピッチ角センサによって検出されたピッチ角に
`基づきピッチ角方向補正量を求め、前記アクチュエータ
`を介して前記光軸の角度を補正する制御部とを備えたも
`のである。
`【0008】ピッチ角センサは、車体の傾斜によるピッ
`チ角の変化を検出している。制御部は、ピッチ角センサ
`によって検出されたピッチ角に基づき、ピッチ角方向補
`正量を求める。アクチュエータは、制御部から出力され
`たピッチ角方向補正量に応じて、ピッチ角方向に前照灯
`の光軸を回動する。したがって、車体の傾斜によりピッ
`チ角が変化しても、前照灯の光軸の上下動が抑制される
`ことにより、前照灯の照射範囲は直ちに補正される。
`【0009】請求項2記載の前照灯光軸制御装置は、バ
`ンク角を検出するバンク角センサと、バンク角方向に前
`照灯の光軸を回動するアクチュエータと、前記バンク角
`センサによって検出されたバンク角に基づきバンク角方
`向補正量を求め、前記アクチュエータを介して前記光軸
`の角度を補正する制御部とを備えたものである。
`【0010】バンク角センサは、車体の傾斜によるバン
`ク角の変化を検出している。制御部は、バンク角センサ
`によって検出されたバンク角に基づき、バンク角方向補
`正量を求める。アクチュエータは、制御部から出力され
`
`10
`
`20
`
`30
`
`40
`
`50
`
`−2−
`
`

`
`3
`たバンク角方向補正量に応じて、バンク角方向に前照灯
`の光軸を回動する。したがって、車体の傾斜によりバン
`ク角が変化しても、前照灯の照射範囲に偏平化が生じな
`い。これは、楕円錐状に広がる光束の長軸が、常に水平
`方向に保たれるためである。
`【0011】請求項3記載の前照灯光軸制御装置は、ピ
`ッチ角を検出するピッチ角センサと、バンク角を検出す
`るバンク角センサと、車速を検出する車速センサと、ピ
`ッチ角方向、バンク角方向及び舵角方向に前照灯の光軸
`を回動するアクチュエータと、前記ピッチ角センサ、前
`記バンク角センサ及び前記車速センサによって検出され
`たピッチ角、バンク角及び車速に基づきピッチ角方向補
`正量、バンク角方向補正量及び舵角方向補正量を求め、
`前記アクチュエータを介して前記光軸の角度を補正する
`制御部とを備えたものである。
`【0012】この前照灯光軸制御装置は、前照灯が車体
`に固定されている自動二輪車に適用されるものであり、
`ピッチ角方向補正量及びバンク角方向補正量に加えて、
`舵角方向補正量を求めることにより、車体のいかなる傾
`斜に対しても、アクチュエータを介して光軸の角度を補
`正できる。
`【0013】請求項4記載の前照灯光軸制御装置は、ピ
`ッチ角を検出するピッチ角センサと、バンク角を検出す
`るバンク角センサと、舵角を検出する舵角センサと、車
`速を検出する車速センサと、ピッチ角方向、バンク角方
`向及び舵角方向に前照灯の光軸を回動するアクチュエー
`タと、前記ピッチ角センサ、前記バンク角センサ、前記
`舵角センサ及び前記車速センサによって検出されたピッ
`チ角、バンク角、舵角及び車速に基づきピッチ角方向補
`正量、バンク角方向補正量及び舵角方向補正量を求め、
`前記アクチュエータを介して前記光軸の角度を補正する
`制御部とを備えたものである。
`【0014】この前照灯光軸制御装置は、前照灯がハン
`ドルに固定されている自動二輪車に適用されるものであ
`り、ピッチ角方向補正量及びバンク角方向補正量に加え
`て、舵角方向補正量を求めることにより、車体のいかな
`る傾斜に対しても、アクチュエータを介して光軸の角度
`を補正できる。
`【0015】
`【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る前照灯光軸
`制御装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図
`2は、図1の前照灯光軸制御装置を自動二輪車に取り付
`けた状態を示す概観図である。以下、これらの図面に基
`づき説明する。
`【0016】本実施形態の前照灯光軸制御装置10は、
`ピッチ角θpを検出するピッチ角センサとしてのポテン
`ショメータ121,122と、バンク角θbを検出する
`バンク角センサとしての角速度センサ14と、舵角θs
`を検出する舵角センサ16と、車速vを検出する車速セ
`ンサ18と、ピッチ角方向Dp、バンク角方向Db及び
`
`(3)
`
`特開平10−324191
`
`4
`舵角方向Dsに前照灯20の光軸を回動するアクチュエ
`ータとしてのステップモータ22x,22y,22z
`と、ポテンショメータ121,122、角速度センサ1
`4、舵角センサ16及び車速センサ18によって検出さ
`れたピッチ角θp、バンク角θb、舵角θs及び車速v
`に基づきピッチ角方向補正量Dpy、バンク角方向補正
`量Dbx及び舵角方向補正量Dszを求め、ステップモ
`ータ22x,22y,22zを介して前記光軸の角度を
`補正する制御部24とを備えている。
`【0017】ポテンショメータ121,122は、直線
`型ポテンショメータであり、前輪及び後輪のサスペンシ
`ョンに設けられ、ストローク長を検出するものである。
`ポテンショメータ121は前輪用、ポテンショメータ1
`22は後輪用である。角速度センサ14は、圧電式角速
`度センサであり、バンク角方向Dbの角速度を検出する
`ものである。角速度を積分することによって、バンク角
`θbが得られる。舵角センサ16は、回転型ポテンショ
`メータであり、舵角θsすなわちハンドルの操作角を検
`出するものである。車速センサ18は、車輪の回転速度
`によって車速vを検出する一般的なものである。制御部
`24は、光軸制御用のプログラムを内蔵したマイクロコ
`ンピュータである。ステップモータ22x,22y,2
`2zは、制御部24から出力されたバルス信号に応じて
`所定の角度だけ正逆に回転するものである。
`【0018】図3及び図4は前照灯20とステップモー
`タ22x,22y,22zとの位置関係を示し、図3が
`正面図、図4が上面図である。以下、これらの図面に基
`づき説明する。
`【0019】ステップモータ22yの回動軸30yの先
`端は前照灯20に固定され、ステップモータ22y自体
`は取付ステー32xに固定されている。取付ステー32
`xは、コ字状に形成された金属板である。ステップモー
`タ22xの回動軸30xの先端は取付ステー32xに固
`定され、ステップモータ22x自体は取付ステー32z
`に固定されている。取付ステー32zは、L字状に形成
`された金属板である。ステップモータ22zの回動軸3
`0zの先端は取付ステー32zに固定され、ステップモ
`ータ22z自体は取付ステー32に固定されている。取
`付ステー32はハンドルに固定されている平板である。
`取付ステー32,32x,32zの構造は、前照灯20
`を三軸方向に自在に回動できるようになっている。すな
`わち、ステップモータ22xは、x軸を中心としてバン
`ク角方向Dbに前照灯20の光軸を回動する。ステップ
`モータ22yは、y軸を中心としてピッチ角方向Dpに
`前照灯20の光軸を回動する。ステップモータ22z
`は、z軸を中心として舵角方向Dsに前照灯20の光軸
`を回動する。
`【0020】図5は、ポテンショメータ121,122
`によってピッチ角θpを検出する原理を示す説明図であ
`る。図6は、ポテンショメータ121の出力電圧V1 と
`
`10
`
`20
`
`30
`
`40
`
`50
`
`−3−
`
`

`
`(4)
`
`特開平10−324191
`
`6
`に傾斜したことにより、点A,Bが点A’,B’になっ
`*
`たとする。このとき、点A,Bと点A’,B’との上下
`方向の変位量をそれぞれΔa,Δbとすると、自動二輪
`車の前後方向の傾斜角度すなわちピッチ角θpは、次式
`で与えられる。
`【0022】
`
`5
`変位量Δaとの関係を示すグラフである。図7は、ポテ
`ンショメータ122の出力電圧V2 と変位量Δbとの関
`係を示すグラフである。以下、これらの図面に基づきピ
`ッチ角θpの検出原理について説明する。
`【0021】図5に示すように、静止時の自動二輪車に
`おいて、地面に平行な直線上の一定距離Lの両端を点
`A,Bとする。ここで、走行中の自動二輪車が前後方向
`*
` θp=sin- 1 {(Δa−Δb)/L} ・・・・・
`【0023】また、ポテンショメータ121,122
`き舵角方向補正量Dszを求める方法について説明す
`は、それぞれ前輪及び後輪のサスペンションに設けられ
`る。
`ており(図2)、それぞれのストローク長の伸縮に比例
`【0031】図8のグラフは、バンク角θb及び車速v
`する出力電圧V1 ,V2 を生成する。出力電圧V1 ,V
`と最適な舵角方向補正量Dsz’との関係を、理論的及
`2 と変位量Δa,Δbとは、図6及び図7に示すとおり
`び実験的に求めたものである。この三次元マップは、制
`概ね比例関係にある。なぜなら、変位量Δa,Δbはス
`御部24に予め記憶されている。本実施形態では、前照
`トローク長の伸縮に概ね比例するからである。
`灯20がハンドルに固定されているので(図2)、次式
`【0024】したがって、図6及び図7の関係をマップ
`のとおり、図8に示す舵角方向補正量Dsz’から舵角
`化して制御部24(図1)に記憶させておけば、出力電
`センサ16(図1)で検出された舵角θsを差し引い
`圧V1 ,V2 に対応する変位量Δa,Δbを正確に得ら
`て、舵角方向補正量Dszとする。
`れるので、式 によってピッチ角θpを即時に算出でき
`【0032】
`る。
`Dsz=Dsz’−θs ・・・・・
`【0033】また、前照灯20がハンドルに固定されて
`【0025】次に、バンク角θbの検出原理について説
`いない場合(車体に固定されている場合)は、Dsz=
`明する。
`Dsz’とする。
`【0026】バンク角θbは、圧電振動ジャイロ等の角
`【0034】図9は、前照灯光軸制御装置10の動作を
`速度センサ14により、バンク角方向の角速度を検出
`示すフローチャートである。以下、図1及び図9に基づ
`し、その角速度を時間で積分することによって算出す
`き前照灯光軸制御装置10の動作を説明する。この動作
`る。すなわち、バンク角θbは、時間をt、バンク角方
`向の角速度をwb(t)、バンク角の初期値をθb0 と
`は、制御部24のプログラムに従って実行されるもので
`すると、次式で与えられる。
`ある。
`【0027】
`【0035】まず、車速センサ18で検出された速度v
`θb=∫t 0 t wb(t)dt+θb0 ・・・・・
`が零でなく(すなわち走行中であり)、かつ、角速度セ
`【0028】次に、ピッチ角方向補正量Dpy及びバン
`ンサ14によって検出されたバンク角方向Dbの角速度
`ク角方向補正量Dbxを求める方法について説明する。
`wb(t)が零であり、これらの状態が一定時間以上続
`【0029】例えば、ピッチ角方向補正量Dpy及びバ
`いているか否かを判断する(ステップ101)。一定時
`ンク角方向補正量Dbxを、ピッチ角θp及びバンク角
`間以上続いていれば、車体が路面に対して直立状態(す
`θbの絶対値を変えずに正負を反転させたものとする。
`なわち直進状態)であると判断し、バンク角θb及びそ
`の初期値θb0 を零とするとともに、式 による積分動
`すなわち、Dpy=−θp,Dbx=−θbとする。こ
`作をリセットする(ステップ102)。続いて、ステッ
`れにより、自動二輪車の傾斜によって生じたピッチ角θ
`プ101で一定時間以上続いていなければ、又は、ステ
`p及びバンク角θbを解消するように、ステップモータ
`ップ102で積分動作をリセットしたら、前述した方法
`22y,22x(図1)を回転させる。この方法は、ピ
`により、ピッチ角方向補正量Dpy、バンク角方向補正
`ッチ角方向補正量Dpy及びバンク角方向補正量Dbx
`量Dbx及び舵角方向補正量Dszを算出する(ステッ
`を算出するパラメータがそれぞれ一つであるので、最も
`プ103〜105)。続いて、ピッチ角方向補正量Dp
`簡単である。また、ピッチ角方向補正量Dpyを算出す
`y、バンク角方向補正量Dbx及び舵角方向補正量Ds
`るパラメータとして、ピッチ角θpに加えて、バンク角
`zに応じて、ステップモータ22y,22x,22zを
`θb、舵角θs又は車速vのいずれか一つ又は二つ以上
`駆動する(ステップ106〜108)。
`を用いてもよい。同様に、バンク角方向補正量Dbxを
`【0036】なお、本発明は、言うまでもなく、上記実
`算出するパラメータとして、バンク角θbに加えて、ピ
`施形態に限定されるものではない。例えば、ピッチ角セ
`ッチ角θp、舵角θs又は車速vのいずれか一つ又は二
`ンサ、バンク角センサ及び舵角センサの全てを、三軸方
`つ以上を用いてもよい。
`向を検出できる圧電振動ジャイロによって構成してもよ
`【0030】図8は、舵角方向補正量Dszを求める三
`い。ただし、この場合、ピッチ角に関しては坂道等にお
`次元マップを示すグラフである。以下、この図面に基づ
`
`10
`
`20
`
`30
`
`40
`
`50
`
`−4−
`
`

`
`7
`ける傾斜角(すなわち初期値)を考慮する必要がある。
`【0037】
`【発明の効果】請求項1、2、3又は4記載の前照灯光
`軸制御装置によれば、ピッチ角センサによって検出され
`たピッチ角に基づきピッチ角方向補正量を求め、アクチ
`ュエータを介して光軸の角度を補正することにより、加
`速又は減速や路面の凹凸によってピッチ角が変化して
`も、光軸の上下動を抑制できるので、前照灯の照射範囲
`の揺動を防止できる。
`【0038】請求項2、3又は4記載の前照灯光軸制御
`装置によれば、バンク角センサによって検出されたバン
`ク角に基づきバンク角方向補正量を求め、アクチュエー
`タを介して光軸の角度を補正することにより、前照灯の
`照射範囲の偏平化を防止できる。換言すると、光軸の角
`度をバンク角方向に補正することにより、左折時又は右
`折時でも直進方向側の照射範囲を安定に確保できる。
`【0039】請求項3又は4記載の前照灯光軸制御装置
`によれば、ピッチ角方向補正量及びバンク角方向補正量
`に加えて、舵角方向補正量を求めることにより、車体の
`いかなる傾斜に対しても、アクチュエータを介して光軸
`の角度を補正できるので、前照灯の照射範囲をいかなる
`場合でも常に安定に保つことができる。また、光軸の角
`度を舵角方向に補正することにより、夜間において進行
`方向側の情報を確実に得ることができる。
`【図面の簡単な説明】
`【図1】本発明に係る前照灯光軸制御装置の一実施形態
`を示す機能ブロック図である。
`【図2】図1の前照灯光軸制御装置を自動二輪車に取り
`付けた状態を示す概観図である。
`【図3】図1の前照灯光軸制御装置における、前照灯と
`ステップモータとの位置関係を示す正面図である。
`【図4】図1の前照灯光軸制御装置における、前照灯と
`ステップモータとの位置関係を示す上面図である。
`【図5】図1の前照灯光軸制御装置における、ポテンシ
`ョメータによってピッチ角を検出する原理を示す説明図
`
`(5)
`
`特開平10−324191
`
`8
`
`である。
`【図6】図1の前照灯光軸制御装置における、ポテンシ
`ョメータの出力電圧と変位量との関係を示すグラフであ
`る。
`【図7】図1の前照灯光軸制御装置における、ポテンシ
`ョメータの出力電圧と変位量との関係を示すグラフであ
`る。
`【図8】図1の前照灯光軸制御装置における、舵角方向
`補正量を求める三次元マップを示すグラフである。
`【図9】図1の前照灯光軸制御装置の動作を示すフロー
`チャートである。
`【図10】従来の問題点を説明するための概略図であ
`り、図10〔1〕が直進時であり、図10〔2〕が右折
`時である。
`【符号の説明】
`10 前照灯光軸制御装置
`121,122 ポテンショメータ(ピッチ角センサ)
`14 角速度センサ(バンク角センサ)
`16 舵角センサ
`18 車速センサ
`20 前照灯
`22x,22y,22z ステップモータ(アクチュエ
`ータ)
`24 制御部
`θp ピッチ角
`θb バンク角
`θs 舵角
`v 車速
`Dp ピッチ角方向
`Db バンク角方向
`Ds 舵角方向
`Dpy ピッチ角方向補正量
`Dbx バンク角方向補正量
`Dsz 舵角方向補正量
`
`10
`10
`
`20
`20
`
`30
`
`【図3】
`
`【図4】
`
`−5−
`
`

`
`(6)
`
`特開平10−324191
`
`【図1】
`
`【図2】
`
`【図6】
`
`【図7】
`
`−6−
`
`

`
`(7)
`
`特開平10−324191
`
`【図5】
`
`【図8】
`
`−7−
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`(8)
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`特開平10−324191
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`【図9】
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`【図10】
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`−8−

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