JP4520282B2 - 回動用駆動装置、及び車両用ヘッドランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は車両に備えられた車両用ランプを回動させる回動用駆動装置、及び該回動用駆動装置を備えた車両用ヘッドランプ装置に関する。

従来、車両の進行方向前端には、例えば特許文献１にて開示される車両用ヘッドランプ装置が設けられている。この車両用ヘッドランプ装置は、車両の進行方向前方を照射する車両用ランプと、該車両用ランプを車両の左右方向に回動させる回動用駆動装置と、車両用ランプ及び回動用駆動装置を収容するランプケースとを備えている。

この回動用駆動装置はステッピングモータを備えており、ステッピングモータの回転軸の回転が複数の中間ギヤによって減速されて出力ギヤに伝達される。そして、出力ギヤに伝達された回転は出力ギヤに設けられた出力軸から出力される。前記車両用ランプは出力軸に固定されており、出力軸の回動により回動される。

また、出力ギヤにおいて出力軸が形成された面と逆側の面には、出力軸と軸線を同じくする円筒状の突出部が形成されている。この突出部の内側には円環状の磁石が固定されており、該磁石は出力軸と一体回転する。そして、磁石の内側には、磁気センサが設けられている。磁気センサは、磁石により発生する磁束量を計測しており、磁石の回転に伴う磁束量の変化を検出することにより出力軸の回転位置、即ち車両用ランプの照射方向を検出している。
特開２００４−２０８４１８号公報

しかしながら、車両用ランプを回動させるために回動する出力軸の回転角度は小さいため、出力軸と一体に回転する突出部の回転角度も小さい。従って、突出部の内側に固定された磁石の回転確度も小さく、この磁石の磁束量の変化を磁気センサによって検出することにより検出される出力軸の回転位置の誤差が大きくなってしまうという問題があった。そのため、出力軸の回転位置を精度良く検出することが困難であった。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、出力軸の回転位置を精度良く検出することができる回動用駆動装置、及び該回動用駆動装置を備えた車両用ヘッドランプ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、回転軸を有するモータと、前記回転軸に取着された駆動ギヤと、前記駆動ギヤの回転を減速する中間ギヤと、出力軸と、前記中間ギヤと噛合し該中間ギヤから伝達された回転により前記出力軸を回転させるための出力歯部と、前記出力軸と一体回転するセンサ歯部とを有する出力ギヤと、前記出力ギヤよりも後段に設けられ、前記センサ歯部の回転よりも増速されて回転するセンサギヤと、前記センサギヤと共に回転し、前記出力軸の回転位置を検出するために設けられた回転位置検出部とを備えた回動用駆動装置であって、前記センサ歯部の軸方向の厚さが前記出力歯部の軸方向の厚さよりも薄く形成されるとともに、該センサ歯部の軸方向の位置が前記出力歯部の軸方向の厚さの範囲内に設定されるよう該出力歯部とセンサ歯部とが前記出力軸の周方向に配置されることによって、前記出力ギヤには軸方向において該出力歯部とセンサ歯部との間に段差部が形成され、前記回転位置検出部は、その周縁部の一部が前記段差部に配置されていることを特徴とする回動用駆動装置とした。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回動用駆動装置において、前記回転位置検出部は、前記センサギヤの外径よりも大きい外径を有する円環状の磁石である。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の回動用駆動装置において、前記センサギヤは、前記センサ歯部と直接噛合して前記センサ歯部から伝達された回転を増速する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の回動用駆動装置において、前記回転位置検出部の軸方向の厚さは、前記段差部の高低差よりも薄い。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の回動用駆動装置に置いて、前記回転位置検出部は、軸方向には、前記段差部の高低差の範囲内に配置されている。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回動用駆動装置において、第１収容部及び該第１収容部よりも深く形成された第２収容部を有する第１ケースと、該第１ケース部と嵌合する第２ケース部とから構成され、前記駆動ギヤ、前記中間ギヤ、前記出力ギヤ、前記センサギヤ、及び前記回転位置検出部を収容するケースを備え、前記第１収容部に前記駆動ギヤが収容され、前記第２収容部に前記出力ギヤが収容され、前記第１収容部の底部の外側面に前記回転軸の軸線が前記外側面と直交するように前記モータが配置されている。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の回動用駆動装置において、前記回転位置検出部は、その軸方向の厚さが前記駆動ギヤの軸方向の厚さ以下に形成され、該回転位置検出部の少なくとも一部が前記第１収容部に収容されている。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の回動用駆動装置と、前記回動用駆動装置の前記出力軸に固定された車両用ランプと、前記回動用駆動装置及び前記車両用ランプを収容するランプケースとを備えたことを特徴とする車両用ヘッドランプ装置とした。

（作用）
請求項１に記載の発明によれば、センサギヤはセンサ歯部よりも増速されて回転するため、出力軸の回転角度が拡大されて回転位置検出部に伝達される。即ち、回転位置検出部の回転角度は、出力軸の回転角度よりも大きくなる。よって、回転位置検出部の回転角度、若しくはその回転角度分の回転位置検出部の回転距離を利用して検出される出力軸の回転位置の誤差が小さく抑えられる。その結果、出力軸の回転位置が精度良く検出される。

また、回転位置検出部と共に回転するセンサギヤは、出力軸を有する出力ギヤよりも後段に設けられている。ここで、出力ギヤよりも回転軸側に設けられた駆動ギヤ及び中間ギヤのいずれか１つのギヤに回転位置検出部が固定されている場合を考える。この場合、回転位置検出部が固定されたギヤ以降の後段のギヤで空転が起こっても、回転位置検出部が固定されたギヤは正常に回転するため、その空転を回転位置検出部を用いて検出することができない。従って、請求項１に記載の発明のように、回転位置検出部と共に回転するセンサギヤが出力ギヤよりも後段に設けられていると、駆動ギヤ、中間ギヤ、及び出力ギヤのいずれのギヤの空転も回転位置検出部を用いて検出される。
また、センサ歯部は出力歯部に比べて軸方向の厚さが薄く形成されている。そのため、センサ歯部と出力歯部とによって段差部が形成される。そして、回転位置検出部の周縁部の一部が、センサ歯部と出力歯部とによって形成された段差部に配置されているため、回転位置検出部は出力歯部と径方向に重なる。従って、回動用駆動装置は軸方向に小型化される。

請求項２に記載の発明によれば、回転位置検出部は円環状の磁石である。従って、例えば、回転位置検出部と軸方向に対向する位置、若しくは磁石と径方向に対向する位置に磁気センサを配置し、回転位置検出部の回転に伴う磁束量の変化を検出して出力軸の回転位置を検出する。また、回転位置検出部は、その外径がセンサギヤの外径よりも大きいため、回転位置検出部の回転距離は、センサギヤの回転距離よりも長くなる。回転距離が長いと、回転位置検出部の磁束量の変化が検出し易い。その結果、出力軸の回転位置の検出精度が向上し、回動用駆動装置の高精度な制御が可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、センサギヤは、センサ歯部と直接噛合してセンサ歯部から伝達された回転を増速するため、センサギヤとセンサ歯部との間にギヤを設けた場合と比べて部品点数が減少される。

請求項４に記載の発明によれば、回転位置検出部の軸方向の厚さは、段差部の高低差よりも薄いため、回転位置検出部は、軸方向には段差部からはみ出し難い。従って、回動用駆動装置は軸方向により小型化される。

請求項５に記載の発明によれば、センサ歯部は、軸方向には、出力歯部の軸方向の厚さの範囲内に形成されている。更に、回転位置検出部は、軸方向には、段差部の高低差の範囲内に配置されている。従って、回転位置検出部は、軸方向には段差部からはみ出さない。よって、回動用駆動装置は、より確実に軸方向に小型化される。

請求項６に記載の発明によれば、モータの回転軸の回転は、駆動ギヤ、中間ギヤ、出力ギヤの順に伝達されるに連れて減速されるため、出力ギヤにかかる荷重は駆動ギヤにかかる荷重に比べて大きい。そのため、駆動ギヤに比べて大きな荷重がかかる出力ギヤは、一般的に駆動ギヤに比べて軸方向に大きく形成されている。従って、駆動ギヤを第１収容部に収容し、駆動ギヤに比べて軸方向に大きい出力ギヤを第１収容部よりも深く形成された第２収容部に収容することにより、駆動ギヤを第２収容部に収容し、出力ギヤを第１収容部に収容する場合よりも、ケース内の空間を有効に利用することができ、回動用駆動装置の小型化が更に図られる。また、モータは、第２収容部よりも浅く形成された第１収容部の底部の外側面に、回転軸の軸線が外側面と直交するように配置されていることから、第１収容部の底部と第２収容部の底部とにより形成された段差の部分に配置される。従って、第１収容部と第２収容部とにより形成された段差を有効に利用し、より一層回動用駆動装置の小型化が図られる。
請求項７に記載の発明によれば、回転位置検出部は、その軸方向の厚さが駆動ギヤの軸方向の厚さ以下に形成されると共に、その少なくとも一部が第２収容部よりも浅く形成された第１収容部に収容されているため、ケース内の空間をより有効に利用して更に一層回動用駆動装置の小型化を図ることができる。

請求項８に記載の発明によれば、センサギヤはセンサ歯部よりも増速されて回転するため、出力軸の回転角度が拡大されて回転位置検出部に伝達される。即ち、回転位置検出部の回転角度は、出力軸の回転角度よりも大きくなる。よって、回転位置検出部の回転角度、若しくはその回転角度分の回転位置検出部の回転距離を利用して検出される出力軸の回転位置の誤差が小さく抑えられる。その結果、出力軸の回転位置、即ち車両用ランプの照射方向が精度良く検出される。

本発明によれば、出力軸の回転位置が精度良く検出される回動用駆動装置、及び該回動用駆動装置を備えた車両用ヘッドランプ装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両１０の進行方向全端部には、車両用ヘッドランプ装置としてのランプユニット１１が一対備えられている。図２に示すように、ランプユニット１１は、ランプケース１２と、該ランプケース１２に収容された車両用ランプ１３と、同じくランプケース１２に収容され車両用ランプ１３を左右方向に回動させる回動用駆動装置１４とから構成されている。

図３に示すように、回動用駆動装置１４は、モータとしてのステッピングモータ１５と、該ステッピングモータ１５の回転を減速して出力する減速部１６とを備えている。
減速部１６は、第１ケース部としての上部ケース２１と第２ケース部としての下部ケース２２とからなるケース２３を備えている。ケース２３の内部には、駆動ギヤ４０、中間ギヤとしての中間ギヤ群５０、出力ギヤ７０、センサギヤ９０、センサ用マグネット１００（図４参照）、及び制御回路装置１１０が収容されている。

上部ケース２１は第１収容部２６及び第２収容部２７を有している。第２収容部２７は第１収容部２６よりも深さが深く形成されており、これにより上部ケース２１は２段底になっている。第１収容部２６の底部２８及び第２収容部２７の底部３０よりなる上部ケース２１の底部の周縁には、側壁部２１ａが底部２８及び底部３０に対して垂設されている。そして、側壁部２１ａにより形成された上部ケース２１の開口部は、該開口部に略平板状をなす下部ケース２２が嵌合されることにより閉塞されている。

第１収容部２６の底部２８の外側面２８ａには、モータ固定部２９が突出形成されている。モータ固定部２９は略円柱状に形成され、その外径はステッピングモータ１５のハウジングケース３１の内径と等しく形成されている。

ここで、ステッピングモータ１５について説明する。ステッピングモータ１５は、有底円筒状をなす前記ハウジングケース３１と、該ハウジングケース３１の内周面に固定されたステータ３２と、該ステータ３２に対向配置されたマグネット３３及び回転軸３４を有するロータ３５とを備えている。そして、ステッピングモータ１５は、ハウジングケース３１の開口部３１ａが前記モータ固定部２９によって閉塞されるように、前記底部２８の外側面２８ａに対して固定されている。また、ステッピングモータ１５は、底部２８の外側面２８ａに固定された状態では、回転軸３４の軸線Ｌが外側面２８ａと直交している。尚、底部２８の外側面２８ａに固定されたステッピングモータ１５の軸方向の長さは、第１収容部２６と第２収容部２７とにより形成された段部の高低差に略等しい。

前記回転軸３４の一端（図３において上側の端部）は、ハウジングケース３１の底部に設けられた軸受３６にて回転可能に支持されている。また、回転軸３４の他端（図３において下側の端部）は、前記モータ固定部２９の径方向中央に形成された軸受孔２９ａからケース２３内に突出している。軸受孔２９ａの内周面には、前記軸受３６と共に回転軸３４を支持する軸受３７が固定されている。

次に、ケース２３内に収容された各部品、即ち、駆動ギヤ４０、中間ギヤ群５０、出力ギヤ７０、センサギヤ９０、センサ用マグネット１００（図４参照）、及び制御回路装置１１０について説明する。

駆動ギヤ４０は、ケース２３内に突出した回転軸３４の先端部に取着されており、回転軸３４と一体回転する。この駆動ギヤ４０は第１収容部２６に収容されている。
前記中間ギヤ群５０は、第１中間ギヤ５１、第２中間ギヤ５２、及び第３中間ギヤ５３からなる３つの中間ギヤにより構成されている。この中間ギヤ群５０は、駆動ギヤ４０から伝達される回転を減速して出力ギヤ７０に伝達する。

第１中間ギヤ５１は、駆動ギヤ４０と同様に第１収容部２６に収容されている。そして、第１中間ギヤ５１は、下部ケース２２の内側面２４に形成された第１下側軸受部２４ｂと第１収容部２６の底部２８に形成された第１上側軸受部２８ｂとにより軸支された第１回転軸５４に固定され、駆動ギヤ４０と噛合している。

第２中間ギヤ５２は大径ギヤ部５５と小径ギヤ部５６とを備えている。そして、第２中間ギヤ５２は、下部ケース２２側に大径ギヤ部５５が、上部ケース２１側に小径ギヤ部５６が配置されるようにして、第２収容部２７に収容されている。この第２中間ギヤ５２は、下部ケース２２の内側面２４に形成された第２下側軸受部２４ｃと第２収容部２７の底部３０に形成された第２上側軸受部３０ｃとにより軸支された第２回転軸５７に固定され、大径ギヤ部５５が前記第１中間ギヤ５１と噛合している。

第３中間ギヤ５３は大径ギヤ部５８と小径ギヤ部５９とを備えている。そして、第３中間ギヤ５３は、下部ケース２２側に小径ギヤ部５９が、上部ケース２１側に大径ギヤ部５８が配置されるようにして、第２収容部２７に収容されている。この第３中間ギヤ５３は、下部ケース２２の内側面２４に形成された第３下側軸受部２４ｄと第２収容部２７の底部３０に形成された第３上側軸受部３０ｄとにより軸支された第３回転軸６０に固定され、大径ギヤ部５８が前記第２中間ギヤ５２の小径ギヤ部５６と噛合している。

前記出力ギヤ７０は、出力軸７１と、該出力軸７１の軸方向中央から変位した位置で該出力軸７１の外周面から径方向外側に向かって延設されたギヤ部７２とを備えている。この出力ギヤ７０は第２収容部２７に収容されている。尚、ステッピングモータ１５の回転軸３４の回転は、駆動ギヤ４０、中間ギヤ群５０、出力ギヤ７０の順に伝達されるに連れて減速されるため、出力ギヤ７０にかかる荷重は駆動ギヤ４０にかかる荷重に比べて大きい。従って、駆動ギヤ４０に比べて大きな荷重がかかる出力ギヤ７０は、駆動ギヤ４０に比べて軸方向に大きく形成されている。

出力軸７１の一端（下部ケース２２側の端部）には、該出力軸７１の軸方向に沿って凹設された支持凹部７３が形成されている。そして、出力軸７１は、下部ケース２２の内側面２４から突出形成された軸支部２４ｅを支持凹部７３に挿入することにより、該軸支部２４ｅによって軸支されている。

また、出力軸７１において、支持凹部７３の周囲には円環状のばね収容凹部７４が形成されており、該ばね収容凹部７４には、ねじりコイルばね７５が収容されている。図４に示すように、ねじりコイルばね７５の一端は、出力軸７１の近傍の側壁部２１ａに形成された係止部２１ｂに係止されており、他端は、ばね収容凹部７４の開口部から該ばね収容凹部７４の底部に向かって軸方向に沿って形成された係止溝７６に係止されている。このねじりコイルばね７５は、出力ギヤ７０に対し周方向一方に付勢力を付与しており、駆動ギヤ４０、中間ギヤ群５０、及び該出力ギヤ７０間に設けられているバックラッシによる出力ギヤ７０のがたつきを防止している。

図３に示すように、出力軸７１の他端（第２収容部２７側の端部）は、第２収容部２７の底部３０に形成された貫通孔３０ｅからケース２３の外部に突出している。そして、出力軸７１の他端には、前記車両用ランプ１３（図２参照）が該出力軸７１と一体回転可能に固定される。

図４及び図５に示すように、ギヤ部７２は、周方向に並んで一体に形成された出力歯部７８及びセンサ歯部７９から構成されており、扇形状をなしている。本実施形態では、ギヤ部７２の扇形の仰角が約１６０°となっている。

図４に示すように、出力歯部７８はギヤ部７２の周方向の約半分を占めている。出力歯部７８の仰角は、車両用ランプ１３（図２参照）の回動範囲に応じて設定されている。この出力歯部７８は、前記第３中間ギヤ５３の小径ギヤ部５９と噛合している。

図６に示すように、センサ歯部７９の軸方向（出力軸７１の軸方向）の厚さｔ１は、出力歯部７８の軸方向の厚さｔ２よりも薄く形成されている。本実施形態では、センサ歯部７９の軸方向の厚さｔ１は、出力歯部７８の軸方向の厚さｔ２の約半分となっている。そして、このセンサ歯部７９は、軸方向には、出力歯部７８の軸方向の厚さｔ２の範囲内に形成されており、本実施形態では、センサ歯部７９の軸方向一端面７９ａ（図６において上側の面）が、出力歯部７８の軸方向一端面７８ａ（図６において上側の面）と同一平面内に位置している。従って、センサ歯部７９の軸方向他端面７９ｂ（図６において下側の面）側には、センサ歯部７９と出力歯部７８とによって段差部８０が形成されている。段差部８０の高低差ｔ３は、出力歯部７８の軸方向の厚さｔ２の約半分となっている。

前記センサギヤ９０は、センサギヤ部９１と、回転位置検出部としてのセンサ用マグネット１００が固定された磁石固定部９２とを備えている。センサギヤ９０は、上部ケース２１側にセンサギヤ部９１が、下部ケース２２側に磁石固定部９２が配置されるようにしてケース２３内に収容されている。また、センサギヤ９０は、センサギヤ部９１がケース２３において第２収容部２７に収容され、磁石固定部９２の一部が第１収容部２６に収容されている（図４参照）。そして、センサギヤ９０は、下部ケース２２の内側面２４に形成された図示しないセンサギヤ軸支部によって軸支され、センサギヤ部９１が前記センサ歯部７９と噛合している。即ち、センサギヤ９０は、出力ギヤ７０よりも後段に設けられている。

センサギヤ部９１は、センサ歯部７９よりもピッチ円の直径が小さく形成されている。そして、センサギヤ部９１の歯数は、センサ歯部７９が円形の歯車である場合の歯数よりも少なく形成されている。従って、センサギヤ部９１は、センサ歯部７９から伝達された回転を増速する。また、センサギヤ部９１の軸方向の厚さは、センサ歯部７９の軸方向の厚さｔ１よりも若干厚く形成されている。

磁石固定部９２は、センサギヤ部９１の軸方向一端側（図６において下端側）で該センサギヤ部９１と一体に形成され、円板状をなしている。磁石固定部９２の軸方向の厚さｔ４は、前記段差部８０の高低差ｔ３よりも若干薄く形成されている。また、磁石固定部９２の外径は、センサギヤ部９１の外径よりも大きく形成されている。従って、センサギヤ部９１とセンサ歯部７９とが噛合した状態では、磁石固定部９２は、その一部が段差部８０に配置され、出力歯部７８と径方向に重なる。また、磁石固定部９２は、軸方向には段差部８０の高低差ｔ３の範囲内に配置されている。

図４に示すように、磁石固定部９２の外周面には、周方向に等角度間隔に複数（本実施形態では１８０°間隔に２つ）の空転防止突起部９３が形成されている。空転防止突起部９３は、磁石固定部９２の外周面から径方向外側に向かって突出形成されており、軸方向から見ると矩形状をなしている。

図６に示すように、磁石固定部９２の反センサギヤ部９１側の軸方向端面には、円環状のばね収容凹部９４が形成されており、該ばね収容凹部９４には、ねじりコイルばね９５が収容されている。図４に示すように、ねじりコイルばね９５の一端は、ばね収容凹部９４の内周面に軸方向に沿って形成された係止溝９６に係止され、他端は、上部ケース２１においてセンサギヤ９０の近傍に形成された係止部２１ｃに係止されている。このねじりコイルばね９５はセンサギヤ９０に対し周方向一方に付勢力を付与しており、センサギヤ部９１とセンサ歯部７９との間に設けられたバックラッシによるセンサギヤ９０のがたつきを防止している。

磁石固定部９２に固定されたセンサ用マグネット１００は円環状をなしており、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁されている。図６に示すように、センサ用マグネット１００の内径は磁石固定部９２の外径と等しく形成されている。また、センサ用マグネット１００の外径はセンサギヤ部９１の外径よりも大きく形成されている。そして、センサ用マグネット１００の軸方向の厚さｔ５は、前記段差部８０の高低差ｔ３よりも若干薄く形成されており、磁石固定部９２の軸方向の厚さｔ４と等しい。磁石固定部９２に固定されたセンサ用マグネット１００は、その周縁部１００ａの一部がセンサ歯部７９と出力歯部７８とによって形成された前記段差部８０に配置され、出力歯部７８と径方向に重なる。そして、センサ用マグネット１００は、軸方向には、段差部８０の高低差ｔ３の範囲内に配置されている。更に、センサ用マグネット１００は、その軸方向の厚さｔ５が駆動ギヤ４０の軸方向の厚さ以下に形成されており、その一部が第１収容部２６に収容されている。

図４に示すように、センサ用マグネット１００の内周面には、前記空転防止突起部９３に対応した形状の空転防止凹部１０１が周方向に等角度間隔に複数（本実施形態では１８０°間隔に２つ）形成されている。センサ用マグネット１００は、空転防止凹部１０１に空転防止突起部９３を係合させて磁石固定部９２に固定されている。これにより、センサ用マグネット１００に対するセンサギヤ９０の空転が防止される。

前記制御回路装置１１０は、図３及び図４に示すように、第１収容部２６に収容されている。そして、図４に示すように、制御回路装置１１０の基板１１１上には、ホールＩＣ１１２が備えられている。ホールＩＣ１１２は、前記センサ用マグネット１００と軸方向に対向する位置に備えられている。

ホールＩＣ１１２は、センサ用マグネット１００の回転に伴う磁束量の変化を検出し、磁束量の変化に応じた検出信号を制御回路装置１１０に出力する。制御回路装置１１０は、ホールＩＣ１１２から入力された検出信号に基づいてセンサ用マグネット１００の回転位置、即ち、センサギヤ部９１と噛合するセンサ歯部７９が延設された出力軸７１の回転位置を検出する。制御回路装置１１０は、出力軸７１の回転位置を検出することにより、車両用ランプ１３の照射方向を検出している。また、制御回路装置１１０は、検出した車両用ランプ１３の照射方向に応じてステッピングモータ１５にパルス信号を出力し、該ステッピングモータ１５を制御する。

次に、上記のように構成された回動用駆動装置１４の動作を説明する。
制御回路装置１１０が出力するパルス信号によりステッピングモータ１５が駆動されると、回転軸３４が所定角度回転し、駆動ギヤ４０が所定角度回転する。駆動ギヤ４０の回転は、第１中間ギヤ５１、第２中間ギヤ５２、及び第３中間ギヤ５３を介して減速されながら出力歯部７８に伝達される。出力歯部７８が回転すると、該出力歯部７８と一体に形成された出力軸７１が回転して車両用ランプ１３が回転される。この時、出力歯部７８が回転されると、該出力歯部７８及び出力軸７１と一体に形成されたセンサ歯部７９が回転し、センサギヤ部９１が回転される。センサ歯部７９から伝達された回転は、センサギヤ部９１にて増速される。従って、出力軸７１の回転角度は、センサギヤ部９１にて拡大されてセンサ用マグネット１００に伝達される。また、センサ用マグネット１００の外径がセンサギヤ部９１の外径よりも大きく形成されていることから、センサギヤ部９１に伝達された回転は、センサ用マグネット１００にて回転距離が拡大される。ホールＩＣ１１２は、センサギヤ部９１にて拡大された出力軸７１の回転角度の分だけ回転したセンサ用マグネット１００の磁束量の変化に応じた検出信号を制御回路装置１１０に出力する。制御回路装置１１０は、ホールＩＣ１１２から入力された検出信号に基づいて、出力軸７１の回転位置、即ち車両用ランプ１３の照射方向を検出する。そして、制御回路装置１１０は、検出した車両用ランプ１３の照射方向に応じてステッピングモータ１５を制御する。

また、駆動ギヤ４０、中間ギヤ群５０、出力ギヤ７０、及びセンサギヤ９０のいずれかのギヤがロックされた場合には、これら全てのギヤが回動不能となる。この時、制御回路装置１１０は、ステッピングモータ１５にパルス信号を出力してもセンサ用マグネット１００の磁束量の変化が検出されないことから、回動用駆動装置１４に異常が生じていると判断してステッピングモータ１５へのパルス信号の出力を停止し、ステッピングモータ１５を停止させる。

更に、駆動ギヤ４０、中間ギヤ群５０、及び出力ギヤ７０のいずれかのギヤが空転している場合には、空転しているギヤよりも後段のギヤは回転しない。本実施形態では、出力ギヤ７０より後段にセンサギヤ９０が設けられている。従って、例えば、センサギヤ９０に対して出力ギヤが空転している場合、出力ギヤ７０は正常に回転するが、センサギヤ９０が回転しない。この時、制御回路装置１１０は、ステッピングモータ１５にパルス信号を出力してもセンサ用マグネット１００の磁束量の変化が検出されないことから、回動用駆動装置１４に異常が生じていると判断してステッピングモータ１５へのパルス信号の出力を停止し、ステッピングモータ１５を停止させる。出力ギヤ９０以外のギヤ（駆動ギヤ４０、及び中間ギヤ群５０）が空転している場合も、同様に、制御回路装置１１０は、回動用駆動装置１４に異常が生じていると判断してステッピングモータ１５を停止させる。このように、制御回路装置１１０は、ステッピングモータ１５にパルス信号を出力してもセンサ用マグネット１００の磁束量の変化が検出されない場合には、回動用駆動装置１４に異常が生じていると判断してステッピングモータ１５を停止させる。

上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）センサ歯部７９からセンサギヤ部９１に伝達される回転は、センサギヤ部９１によって増速されるため、出力軸７１の回転角度が拡大されてセンサ用マグネット１００に伝達される。即ち、センサ用マグネット１００の回転角度は、出力軸７１の回転角度よりも大きくなる。従って、センサ用マグネット１００の回転角度を利用して検出される出力軸７１の回転位置の誤差が小さく抑えられる。その結果、出力軸７１の回転位置、即ち車両用ランプ１３の照射方向を精度良く検出することができる。

（２）本実施形態では、出力軸７１を有する出力ギヤ７０よりも後段に、センサ用マグネット１００が固定されたセンサギヤ９０が設けられている。ここで、出力ギヤ７０よりも回転軸３４側に設けられた駆動ギヤ４０及び中間ギヤ群５０のいずれか１つのギヤにセンサ用マグネット１００が固定されている場合を考える。この場合、センサ用マグネット１００が固定されたギヤ以降の後段のギヤで空転が起こっても、センサ用マグネット１００が固定されたギヤは正常に回転するため、その空転をセンサ用マグネット１００を用いて検出することができない。従って、本実施形態のように、センサ用マグネット１００が固定されたセンサギヤ９０が出力ギヤ７０よりも後段に設けられていると、駆動ギヤ４０、中間ギヤ群５０、及び出力ギヤ７０のいずれのギヤで空転が起こっても、その空転をセンサ用マグネット１００を用いて検出することができる。その結果、駆動ギヤ４０、中間ギヤ群５０、及び出力ギヤ７０のいずれのギヤで空転が起こった場合でも、制御回路装置１１０によってステッピングモータ１５を停止させることができる。

（３）センサ用マグネット１００は円環状をなしており、その外径はセンサギヤ部９１の外径よりも大きい。そのため、センサ歯部７９からセンサギヤ部９１に伝達された回転は、センサギヤ部９１により増速されて回転角度が拡大され、更に、センサ用マグネット１００により回転距離が拡大される。そして、ホールＩＣ１１２は、センサギヤ部９１の回転距離を拡大して回転するセンサ用マグネット１００の磁束量の変化に応じた検出信号を制御回路装置１１０に出力し、制御回路装置１１０はホールＩＣ１１２から出力された検出信号によって出力軸７１の回転位置を検出する。回転距離が拡大されると、センサ用マグネット１００の回転に伴う磁束量の変化が検出し易い。従って、出力軸７１の回転位置の検出精度が向上し、回動用駆動装置１４の高精度な制御が可能となる。よって、車両用ランプ１３の照射方向を高精度に制御することができる。

（４）センサギヤ９０（センサギヤ部９１）はセンサ歯部７９と直接噛合してセンサ歯部７９から伝達された回転を増速するため、センサギヤ９０とセンサ歯部７９との間にギヤを設けた場合と比べて部品点数を少なくすることができる。従って、回動用駆動装置１４の組立てをより容易に行うことができる。

（５）センサ歯部７９は、出力歯部７８に比べて軸方向の厚さが薄く形成されている。更に、センサ歯部７９は、軸方向には、出力歯部７８の軸方向の厚さｔ２の範囲内に形成されている。そのため、センサ歯部７９と出力歯部７８とによって段差部８０が形成される。そして、センサ用マグネット１００の周縁部１００ａの一部が、センサ歯部７９と出力歯部７８とによって形成された段差部に配置されているため、センサ用マグネット１００は出力歯部７８と径方向に重なる。更に、磁石固定部９２の軸方向の厚さｔ４、及びセンサ用マグネット１００の軸方向の厚さｔ５は、段差部８０の高低差ｔ３よりも若干薄く形成されると共に、磁石固定部９２及びセンサ用マグネット１００は、軸方向には、高低差ｔ３の範囲内に配置されている。従って、磁石固定部９２及びセンサ用マグネット１００は、軸方向には、段差部８０からはみ出さない。よって、回動用駆動装置１４を軸方向に小型化することができる。その結果、この回動用駆動装置１４を収容するランプケース１２の形状の自由度を増大させることができる。

（６）駆動ギヤ４０をケース２３において第１収容部２６に収容し、駆動ギヤ４０に比べて軸方向に大きい出力ギヤ７０をケース２３において第１収容部２６よりも深く形成された第２収容部２７に収容している。そのため、駆動ギヤ４０を第２収容部２７に収容し、出力ギヤ７０を第１収容部２６に収容する場合よりも、ケース２３内の空間を有効に利用することができ、回動用駆動装置１４の小型化を更に図ることができる。

（７）ステッピングモータ１５は、第２収容部２７よりも浅く形成された第１収容部２６の底部２８の外側面２８ａに、回転軸３４の軸線Ｌが外側面と直交するように配置されていることから、第１収容部２６と第２収容部２７とにより形成された段部に配置される。従って、第１収容部２６と第２収容部２７とにより形成された段部を有効に利用してステッピングモータ１５を配置することで、より一層回動用駆動装置１４の小型化を図ることができる。

（８）ステッピングモータ１５は、ハウジングケース３１の開口部３１ａが前記モータ固定部２９にて閉塞されるようにして、第１収容部２６の底部２８の外側面２８ａに対して固定されている。従って、ハウジングケース３１の開口部３１ａを閉塞するためのエンドプレートを省くことが可能となる。その結果、ステッピングモータ１５の軸方向の小型化を図ることができ、引いてはこのステッピングモータ１５を備えた回動用駆動装置１４の小型化を更に図ることができる。また、エンドプレートを組付けるための組付け工数が減少されるため、製造コストを低減させることができる。

（９）センサ用マグネット１００は、その軸方向の厚さｔ５が駆動ギヤ４０の軸方向の厚さ以下に形成されている。更に、センサ用マグネット１００は、その一部が第１収容部２６に収容されている。従って、ケース２３内の空間をより有効に利用して、更に一層回動用駆動装置１４の小型化を図ることができる。

（１０）第３中間ギヤの小径ギヤ部５９と噛合する出力歯部７８は、センサギヤ部９１と噛合するセンサ歯部７９よりも大きな荷重がかかる。従って、出力ギヤ７０のギヤ部７２において、出力歯部７８に比べて加えられる荷重が小さいセンサ歯部７９の軸方向の厚さｔ１のみを薄くすることにより、出力軸７１は従来と変わりなく回動され、従来と同様に車両用ランプ１３を回動させることができる。また、ギヤ部７２においてセンサ歯部７９の軸方向の厚さｔ１が出力歯部７８の軸方向の厚さｔ２よりも薄く形成されていることから、センサ歯部７９の厚さｔ１が出力歯部７８の厚さｔ２と等しく形成された場合よりも、回動用駆動装置１４を軽量化することができる。

（１１）センサ用マグネット１００の回転に伴う磁束量の変化を検出するホールＩＣ１１２は、センサ用マグネット１００の軸方向に沿った位置に配置されている。従って、センサ用マグネット１００の外周側にホールＩＣ１１２が配置される場合よりも、回動用駆動装置１４をセンサ用マグネット１００の径方向に小型化することができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、センサ歯部７９の軸方向の厚さｔ１は、出力歯部７８の軸方向の厚さｔ２の約半分となっているが、これに限らない。センサ歯部７９の軸方向の厚さｔ１は、出力歯部７８の軸方向の厚さｔ２よりも薄ければよい。例えば、センサ歯部７９の軸方向の厚さｔ１は、出力歯部７８の軸方向の厚さｔ２よりも薄い範囲内で、出力歯部７８の軸方向の厚さｔ２の半分以上であってもよいし、出力歯部７８の軸方向の厚さｔ２の半分以下であってもよい。このように構成しても、回動用駆動装置１４の小型化を図ることができる。

○上記実施形態では、センサ歯部７９の軸方向一端面７９ａは、出力歯部７８の軸方向一端面７８ａと同一平面内に位置しているが、これに限らない。例えば、ギヤ部７２の軸方向両側に段差部が形成されるように、出力歯部７８に対するセンサ歯部７９の軸方向の位置が設定されていてもよい。この場合、センサ用マグネット１００は、いずれか一方の段差部に周縁部１００ａの一部が位置するように配置される。また、ギヤ部７２は、センサ歯部７９の軸方向一端面７９ａ側に段差部８０が形成され、センサ歯部７９の軸方向他端面７９ｂが、出力歯部７８の軸方向他端面７８ｂ（図５及び図６参照）と同一平面内となるように形成されてもよい。このように構成しても、回動用駆動装置１４の小型化を図ることができる。

○上記実施形態では、センサ用マグネット１００は、その軸方向の厚さｔ５が、段差部８０の高低差ｔ３よりも若干薄くなるように形成されているが、これに限らない。センサ用マグネット１００は、その軸方向の厚さｔ５が、段差部８０の高低差ｔ３よりも厚くなるように形成されてもよいし、薄くなるように形成されてもよい。センサ用マグネット１００の軸方向の厚さｔ５が、段差部８０の高低差ｔ３よりも薄い場合には、回動用駆動装置１４をセンサ用マグネット１００の軸方向により小型化することができる。尚、磁石固定部９２は、その軸方向の厚さｔ４がセンサ用マグネット１００の厚さｔ５と等しく形成されるとよい。

○上記実施形態では、センサギヤ９０（センサギヤ部９１）とセンサ歯部７９とが直接噛合しているが、これに限らない。例えば、センサ歯部７９とセンサギヤ９０との間に複数（１つを含む）のギヤを設けてもよい。但し、センサギヤ９０の回転が、センサ歯部７９の回転よりも増速されるようにギヤを設ける。このように構成すると、ケース２３内において、センサギヤ９０を配置する位置の自由度が増す。

○上記実施形態では、ホールＩＣ１１２は、センサ用マグネット１００と軸方向に対向する位置に配置されているが、センサ用マグネット１００の外周で該センサ用マグネット１００と径方向に対向する位置に配置されてもよい。

○上記実施形態では、センサ用マグネット１００に対するセンサギヤ９０の空転を防止するために、センサ用マグネット１００には空転防止凹部１０１が形成され、磁石固定部９２には空転防止突起部９３が形成されている。これらの空転防止凹部１０１及び空転防止突起部９３は、周方向に等角度間隔に設けられなくても良い。また、空転防止凹部１０１及び空転防止突起部９３は、１つであってもよいし、３つ以上形成されてもよい。更に、空転防止凹部１０１及び空転防止突起部９３は、軸方向から見た形状が、半円状、三角形状、及び多角形状であってもよい。

○上記実施形態では、ステッピングモータ１５のハウジングケース３１の開口部３１ａは、第１収容部２６の底部２８に形成されたモータ固定部２９にて閉塞されている。しかしながら、ハウジングケース３１の開口部３１ａはエンドプレートにて閉塞してもよい。

○上記実施形態では、中間ギヤ群５０は、３つの中間ギヤ５１，５２，５３から構成されているが、２つ以下の中間ギヤから構成されてもよいし、４つ以上の中間ギヤから構成されてもよい。

○上記実施形態では、センサ用マグネット１００の磁束量の変化を検出するために、ホールＩＣ１１２が用いられているが、ホールＩＣ以外の磁気センサ（磁気抵抗素子等）を用いてもよい。

○上記実施形態では、出力軸７１を回動させるためにステッピングモータ１５を用いているが、直流モータや、ブラシレスモータ等を用いてもよい。
○上記実施形態では、回動用駆動装置１４は、車両用ランプ１３を車両１０の左右方向に回動させるために用いられているが、車両用ランプ１３以外のものを回動させるために用いられてもよい。

上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）前記回転位置検出部は、その軸方向の厚さが前記駆動ギヤの軸方向の厚さ以下に形成され、該回転位置検出部の少なくとも一部が前記第１収容部に収容されていることを特徴とする。

上記のように構成すると、回転位置検出部は、その軸方向の厚さが駆動ギヤの軸方向の厚さ以下に形成されると共に、その少なくとも一部が第２収容部よりも浅く形成された第１収容部に収容されているため、ケース内の空間をより有効に利用して更に一層回動用駆動装置の小型化を図ることができる。

車両を示す斜視図。 ランプユニットを示す断面図。 回動用駆動装置を示す断面図（図４におけるＡ−Ａ断面図）。 下部ケースを外した状態の回動用駆動装置を示す底面図。 出力ギヤを示す斜視図。 出力ギヤとセンサギヤとが噛合した状態を示す断面図（図４におけるＢ−Ｂ断面図）。

符号の説明

１２…ランプケース、１３…車両用ランプ、１４…回動用駆動装置、１５…モータとしてのステッピングモータ、２１…第１ケース部としての上部ケース、２２…第２ケース部としての下部ケース、２３…ケース、２６…第１収容部、２７…第２収容部、２８…底部、２８ａ…外側面、３４…回転軸、４０…駆動ギヤ、５０…中間ギヤとしての中間ギヤ群、７０…出力ギヤ、７１…出力軸、７８…出力歯部、７９…センサ歯部、８０…段差部、９０…センサギヤ、１００…回転位置検出部及としてのセンサ用マグネット、１００ａ…周縁部、Ｌ…回転軸の軸線、ｔ１…センサ歯部の軸方向の厚さ、ｔ２…出力歯部の軸方向の厚さ、ｔ３…高低差、ｔ５…回転位置検出部の軸方向の厚さとしてのセンサ用マグネットの軸方向の厚さ。

Claims (8)

1. 回転軸を有するモータと、
   前記回転軸に取着された駆動ギヤと、
   前記駆動ギヤの回転を減速する中間ギヤと、
   出力軸と、前記中間ギヤと噛合し該中間ギヤから伝達された回転により前記出力軸を回転させるための出力歯部と、前記出力軸と一体回転するセンサ歯部とを有する出力ギヤと、
   前記出力ギヤよりも後段に設けられ、前記センサ歯部の回転よりも増速されて回転するセンサギヤと、
   前記センサギヤと共に回転し、前記出力軸の回転位置を検出するために設けられた回転位置検出部と
   を備えた回動用駆動装置であって、
   前記センサ歯部の軸方向の厚さが前記出力歯部の軸方向の厚さよりも薄く形成されるとともに、該センサ歯部の軸方向の位置が前記出力歯部の軸方向の厚さの範囲内に設定されるよう該出力歯部とセンサ歯部とが前記出力軸の周方向に配置されることによって、前記出力ギヤには軸方向において該出力歯部とセンサ歯部との間に段差部が形成され、
   前記回転位置検出部は、その周縁部の一部が前記段差部に配置されていることを特徴とする回動用駆動装置。
2. 請求項１に記載の回動用駆動装置において、
   前記回転位置検出部は、前記センサギヤの外径よりも大きい外径を有する円環状の磁石であることを特徴とする回動用駆動装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の回動用駆動装置において、
   前記センサギヤは、前記センサ歯部と直接噛合して前記センサ歯部から伝達された回転を増速することを特徴とする回動用駆動装置。
4. 請求項３に記載の回動用駆動装置において、
   前記回転位置検出部の軸方向の厚さは、前記段差部の高低差よりも薄いことを特徴とする回動用駆動装置。
5. 請求項４に記載の回動用駆動装置において、
   前記回転位置検出部は、軸方向には、前記段差部の高低差の範囲内に配置されていることを特徴とする回動用駆動装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回動用駆動装置において、
   第１収容部及び該第１収容部よりも深く形成された第２収容部を有する第１ケースと、該第１ケース部と嵌合する第２ケース部とから構成され、前記駆動ギヤ、前記中間ギヤ、前記出力ギヤ、前記センサギヤ、及び前記回転位置検出部を収容するケースを備え、
   前記第１収容部に前記駆動ギヤが収容され、
   前記第２収容部に前記出力ギヤが収容され、
   前記第１収容部の底部の外側面に前記回転軸の軸線が前記外側面と直交するように前記モータが配置されていることを特徴とする回動用駆動装置。
7. 請求項６に記載の回動用駆動装置において、
   前記回転位置検出部は、その軸方向の厚さが前記駆動ギヤの軸方向の厚さ以下に形成され、該回転位置検出部の少なくとも一部が前記第１収容部に収容されていることを特徴とする回動用駆動装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の回動用駆動装置と、
   前記回動用駆動装置の前記出力軸に固定された車両用ランプと、
   前記回動用駆動装置及び前記車両用ランプを収容するランプケースと
   を備えたことを特徴とする車両用ヘッドランプ装置。

Images