JPH1092207A - 車両用ヘッドライト光軸調整機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光軸が上向きとなった状態でアクチュエータ
に支障が生じた場合であっても、光軸を下向きとなるよ
うに調節することができる車両用ヘッドライト光軸調整
機構を提供する。 【解決手段】 ディフレクタ１２に対してヘッドライト
１の光軸と路面との俯角θが大きくなるような向きに弾
性力を作用させるコイルスプリング２０を配設するとと
もに、アクチュエータとして３相以上（本例では４相）
のステップモータを使用する。さらに、ステップモータ
１８のステータコイルのいずれかが断線もしくは短絡し
たと判定されたときには、断線もしくは短絡したステー
タコイルを除く他のステータコイルによってマグネット
ロータを回転させ、光軸を下向きにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のヘッドライ
トの光軸と路面とがなす俯角が所定の角度となるように
自動的にヘッドライトの光軸を調整する車両用ヘッドラ
イト光軸調整機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両用ヘッドライト光軸調整機構とし
て、例えば特開平８−１０２２０２号公報にでは、電動
モータ等のアクチュエータによりヘッドライトのリフレ
クタ（反射鏡）を角度を変更して光軸を所定の角度に調
節する発明が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、光
軸が上向きとなった状態（俯角が小さい状態）でアクチ
ュエータに支障が生じた場合には、アクチュエータによ
って光軸が下向きとなるように（俯角が大きくなるよう
に）に調節することができないので、上向き状態の光軸
が維持されてしまい、対向車両の運転手に対して好まし
くない。

【０００４】本発明は、上記点に鑑み、光軸が上向きと
なった状態でアクチュエータに支障が生じた場合であっ
ても、光軸を下向きとなるように調節することができる
車両用ヘッドライト光軸調整機構を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜
６に記載の発明では、反射鏡（１２）に対してヘッドラ
イト（１）の光軸と路面とがなす俯角（θ）が大きくな
るような向きに弾性力を作用させる弾性部材（２０、２
０ａ、２０ｂ）とを有することを特徴とする。

【０００６】これにより、光軸が上向きとなった状態で
ステップモータ１８に断線もしくは短絡等の支障が生じ
た場合であっても、弾性部材（２０、２０ａ、２０ｂ）
の弾性力によって光軸を下向きとなるように調節するこ
とができる。請求項２に記載の発明では、アクチュエー
タ（１８）は、３相以上のステータコイル（１７）とを
有するステップモータであり、ステータコイル（１７）
のいずれかが断線もしくは短絡したと判定されたときに
は、断線もしくは短絡したステータコイル（１７）を除
く他のステータコイル（１７）によってマグネットロー
タ（１６）を回転させ、俯角（θ）を所定の角度にする
ことを特徴とする。

【０００７】ところで、ＤＣモータのように単相コイル
のモータでは、コイルが１相であるので、コイルに断線
もしくは短絡等の支障が生じた場合にはモータは全く可
動しなくなる。これに対して、本発明では、３相以上の
ステータコイル１７を有するステップモータであるの
で、３相以上のステータコイル１７のうち、いずれかの
ステータコイルに断線もしくは短絡が発生していなけれ
ば、マグネットロータ（１６）を回転させることができ
る。

【０００８】したがって、単相コイルのモータを光軸調
整機構のアクチュエータとした場合に比べて、車両用ヘ
ッドライト光軸調整機構の信頼性を向上させることがで
きる。また、弾性部材（２０、２０ａ、２０ｂ）によっ
て俯角が大きくなる向き（光軸が下向き）となる向きに
弾性力が作用しているので、アクチュエータ（１８）を
光軸が下向きとなる向きに確実に回転させることができ
る。したがって、車両用ヘッドライト光軸調整機構の信
頼性をさらに向上させることができる。

【０００９】ところで、弾性部材（２０、２０ａ、２０
ｂ）の弾性力のみで光軸を下向きにするようにした場合
には、弾性部材（２０、２０ａ、２０ｂ）は、車両用ヘ
ッドライト光軸調整機構の機械抵抗に対抗する大きな弾
性力を発生する必要があるので、弾性部材（２０、２０
ａ、２０ｂ）の大型化を招いてしまう。さらに、正常時
に大きな弾性力に対抗して光軸調整を行う必要があるの
で、アクチュエータ（１８）の大型化をも招いてしま
う。

【００１０】これに対して、本発明によれば、アクチュ
エータ（１８）に支障が生じた場合には、弾性部材（２
０、２０ａ、２０ｂ）の弾性力とアクチュエータ（１
８）との両者により光軸が下向きになるように構成され
ているので、弾性部材（２０、２０ａ、２０ｂ）および
アクチュエータ（１８）の両者の大型化を抑制すること
ができる。

【００１１】請求項３に記載の発明では、いずれかのス
テータコイル（１７）で断線もしくは短絡したと判定さ
れたときには、断線もしくは短絡したと判定されたステ
ータコイル（１７）と組をなす他のステータコイル（１
７）への通電を遮断することを特徴とする。請求項４に
記載の発明では、ステータコイル（１７）より接地側に
は、ステータコイル（１７）への通電状態を制御するス
イッチ手段（Ｔｒ）がそれぞれ設けられていることを特
徴とする。

【００１２】請求項５に記載の発明では、ステータコイ
ル（１７）のいずれかが断線もしくは短絡したと判定さ
れたときには、断線もしくは短絡したステータコイル
（１７）を除く他のステータコイル（１７）に正常時よ
り長く通電することを特徴とする。これにより、１つの
ステータコイル（１７）からマグネットロータ（１６）
に与えられる起磁力が大きくなるので、断線もしくは短
絡により通電することができないステータコイル（１
７）が存在する場合であっても、マグネットロータ（１
６）を確実に回転させることができる。延いては、車両
用ヘッドライト光軸調整機構の信頼性をより一層向上さ
せることができる。

【００１３】請求項６に記載の発明では、弾性部材（２
０、２０ａ、２０ｂ）が発生する弾性力によって、俯角
（θ）が所定の角度を越えて大きくなることを防止する
俯角拡大規制手段（２１）を有することを特徴とする。
これにより、光軸が、過度に下向きになることを防止す
ることができる。なお、上記各手段の括弧内の符号は、
後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す
ものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施の形
態について説明する。 （第１実施形態）図１は車両の外観を示しており、車両
前方を照らすヘッドライト１が車両前方に配設されてい
る。このヘッドライト１の構造は、図２に示すように、
光源バルブ１１と、この光源バルブ１１が固定されると
ともに光源バルブ１１が発する光を反射させるリフレク
タ（反射鏡）１２と、車両前方側から光源バルブ１１を
覆うとともに光源バルブ１１から光を偏向させるレンズ
１３と、光源バルブ１１等を収納するライトハウジング
１４とから構成されている。

【００１５】また、リフレクタ１２の上方側部位Ａは、
ライトハウジング１４内の上方側部位を中心として回転
可能にライトハウジング１４に配設され、リフレクタ１
２の下方側部位Ｂは、後述する車両用ヘッドライト光軸
調整機構１５のシャフト１９に揺動可能に連結してい
る。これにより、シャフト１９が車両前後方向に移動す
ると、リフレクタ１２の角度がシャフトの移動とともに
変更するので、ヘッドライト１の光軸も変更する。

【００１６】１５は、ヘッドライト１の光軸を調節する
車両用ヘッドライト光軸調整機構（以下、光軸調整機構
と略す。）であり、この光軸調整機構１５は、図３に示
すように、着磁された永久磁石からなるマグネットロー
タ１６、およびマグネットロータ１６の周りに配設され
た４つのステータコイル１７（以下、各ステータコイル
を１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄとする。）からなる
４相ステップモータ１８と、マグネットロータ１６の回
転とともにステップモータ１８の軸方向前後に移動する
シャフト１９とから構成されている。

【００１７】なお、シャフト１９には雄ねじが切られて
おり、マグネットロータ１６の回転軸には、シャフト１
９には雄ねじにねじ結合する雌ねじが切られている。こ
れにより、マグネットロータ１６が回転すると、シャフ
ト１９がステップモータ１８の軸方向前後に移動する。
因みに、シャフト１９のリフレクタ１２側先端は、球面
摺動面１９ａが形成されており、リフレクタ１２に形成
された凹状の球面摺動面１２ａに嵌合し、、リフレクタ
１２およびシャフト１９が互いに揺動可能になってい
る。

【００１８】また、２０はリフレクタ１２に対して光軸
と路面とがなす俯角θ（図１参照）が大きくなるような
向きに弾性力を作用させる弾性部材をなすコイルスプリ
ングであり、２１はコイルスプリング２０が発生する弾
性力によって、俯角θが所定の角度を越えて大きくなる
ことを防止する俯角拡大規制手段をなすストッパでる。
なお、このストッパ２１は、ライトハウジング１４に一
体形成されている。

【００１９】次に、本実施形態の制御系について述べ
る。図４はステップモータ１８を駆動する駆動回路２２
を示す回路図であり、ステータコイル１７ａ、１７ｂの
共通端子側（Ａ−ＣＯＭ）およびステータコイル１７
ｃ、１７ｄの共通端子側（Ｂ−ＣＯＭ）とバッテリ２３
との間には、電圧を所定値まで下げるとともに、ステー
タコイル１７に流れる電流の立ち上がりを良くする（周
波数特性を向上させる）抵抗Ｒ、および後述する制御装
置２７とともに各ステータコイル１７〜１７ｄが断線も
しくは短絡したか否かを判定する判定手段をなす抵抗２
４、２５が配設されている。

【００２０】さらに、各ステータコイル１７ａ、１７
ｂ、１７ｃ、１７ｄの接地端子側（Ａ−ＧＮＤ、ａ−Ｇ
ＮＤ、Ｂ−ＧＮＤ、ｂ−ＧＮＤ）には、各ステータコイ
ル１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの通電状態を制御す
る４つのトランジスタ（スイッチ手段）Ｔｒが配設され
ている。また、図５はステップモータ１８の制御ブロッ
ク図を示しており、駆動回路２２の各トランジスタＴｒ
は、抵抗２４、２５の端子間電圧、および車両前後に配
設されて車両と路面との距離を測定する２つ車高センサ
２６ａ、２６ｂからの信号に基づいて制御装置２７によ
って制御されている。なお、制御装置２７には、ヘッド
ライト１のライトスイッチ２８からの信号が入力されて
おり、このライトスイッチ２８が投入されると、以下に
述べる制御フローが起動する。

【００２１】次に、制御装置２７の作動について図６に
示すフローチャートに基づいて述べる。乗員がライトス
イッチ２８を投入すると、制御装置２７は車高センサ２
６ａ、２６ｂからの信号を読み込み（ステップ１０
０）、光軸と路面との俯角θが所定値となるようにステ
ップモータ１８（駆動回路２２）を制御する（ステップ
１１０）。

【００２２】次に、制御装置２７は、抵抗２４の端子間
電圧を検出し、その検出値が規定範囲内か否かを判定し
（ステップ１２０）、その検出値が規定範囲外のときに
は、ステータコイル１７ａもしくはステータコイル１７
ｂのいずれか一方に断線もしくは短絡が発生したものと
みなしてステータコイル１７ｃ、１７ｄのみに通電して
ステップモータ１８を回転させて光軸を下向き（俯角θ
が大きくなる向き）にする（ステップ１３０） また、抵抗２４の端子間電圧が規定範囲内のときは、ス
テータコイル１７ａ、１７ｂに断線もしくは短絡が発生
していないものとみなし、抵抗２５の端子間電圧を検出
し、その検出値が規定範囲内か否かを判定する（ステッ
プ１４０）。

【００２３】次に、抵抗２５の端子間電圧が規定範囲外
のときには、ステータコイル１７ｃもしくはステータコ
イル１７ｄのいずれか一方に断線もしくは短絡が発生し
たものとみなしてステータコイル１７ａ、１７ｂのみに
通電してステップモータ１８を回転させて光軸を下向き
にする（ステップ１５０）。そして、両抵抗２４、２５
の端子間電圧が規定範囲内のときは、各ステータコイル
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに断線もしくは短絡が
発生していないものとみなして、再び車高センサ２６
ａ、２６ｂからの信号を読み込み（ステップ１００）、
光軸と路面との俯角θ（図１参照）が所定値となるよう
にステップモータ１８（駆動回路２２）を制御する（ス
テップ１１０）。

【００２４】また、ステータコイル１７ａ、１７ｂ、１
７ｃ、１７ｄのいずれかに断線もしくは短絡が発生した
ものとみなされたときには、光軸調整機構１５に支障が
発生したものとして乗員に向けて警告を発する（ステッ
プ１６０）。次に、ステータコイル１７ａ、１７ｂ、１
７ｃ、１７ｄのいずれかに断線もしくは短絡が発生した
ときの通電制御について述べる。なお、以下の説明は、
ステータコイル１７ｃもしくはステータコイル１７ｄの
いずれか一方に断線もしくは短絡が発生したものとみな
されたときを例に説明したものであり、ステータコイル
１７ａもしくはステータコイル１７ｂのいずれか一方に
断線もしくは短絡が発生した場合も同様である。

【００２５】ステータコイル１７ａおよびステータコイ
ル１７ｂに対して、図７の（ａ）に示すように順次通電
する（いわゆる、１相励磁）。なお、このとき、ステー
タコイル１７ａ、１７ｂに通電することによって励磁さ
れる起磁力では、マグネットロータ１６の回転方向を特
定することができないが、コイルスプリング２０によっ
て光軸と路面との俯角θが大きくなるような向きに弾性
力が作用しているので、マグネットロータ１６は俯角θ
が大きくなるような向きに回転する。

【００２６】また、各ステータコイル１７ａ、１７ｂの
通電時間は、ステータコイル１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、
１７ｄのいずれにも断線もしくは短絡が発生していない
正常時より長い時間通電するように設定されている。因
みに、本実施形態では、正常時では、各ステータコイル
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに数ｍｓｅｃのオーダ
で通電し、断線もしくは短絡が発生したときには数十ｍ
ｓｅｃのオーダで通電するように設定されている。

【００２７】次に、本実施形態の特徴を述べる。コイル
スプリング２０によって光軸と路面との俯角θが大きく
なるような向き（光軸が下向きとなる向き）に弾性力が
作用しているので、光軸が上向きとなった状態でステッ
プモータ１８に断線もしくは短絡等の支障が生じた場合
であっても、光軸を下向きとなるように調節することが
できる。

【００２８】ところで、ＤＣモータのように単相コイル
のモータでは、コイルが１相であるので、コイルに断線
もしくは短絡等の支障が生じた場合にはモータは全く可
動しなくなる。これに対して、本実施形態のように、４
相のステータコイル１７を有するステップモータ１８で
は、ステータコイル１７ａ、１７ｂもしくはステータコ
イル１７ｃ、１７ｄのいずれか一対のステータコイルに
断線もしくは短絡が発生していなければ、マグネットロ
ータ１６を回転させることができる。

【００２９】したがって、単相コイルのモータを光軸調
整機構のアクチュエータとした場合に比べて、光軸調整
機構の信頼性を向上させることができる。また、コイル
スプリング２０によって光軸が下向きとなる向きに弾性
力が作用しているので、ステップモータ１８を光軸が下
向きとなる向きに確実にマグネットロータ１６を回転さ
せることができる。したがって、光軸調整機構の信頼性
をさらに向上させることができる。

【００３０】ところで、コイルスプリング２０の弾性力
のみで光軸を下向きにするようにした場合には、コイル
スプリング２０は、光軸調整機構１５の機械抵抗に対抗
する大きな弾性力を発生する必要があるので、コイルス
プリング２０の大型化を招いてしまう。さらに、正常時
には、コイルスプリング２０の大きな弾性力に対抗して
光軸調整を行う必要があるので、ステップモータ１８の
大型化をも招いてしまう。

【００３１】これに対して、本実施形態によれば、ステ
ップモータ１８に支障が生じた場合には、コイルスプリ
ング２０の弾性力とステップモータ１８との両者により
光軸が下向きになるように構成されているので、コイル
スプリング２０およびステップモータ１８の両者の大型
化を抑制することができる。また、俯角拡大規制手段を
なすストッパ２１が設けられているので、俯角θが所定
の角度を越えて大きくなることを防止することができ
る。したがって、光軸が、過度に下向きになることを防
止することができる。

【００３２】また、本実施形態によれば、ステータコイ
ル１７のいずれかが断線もしくは短絡したと判定された
ときには、断線もしくは短絡したステータコイル１７を
除く他のステータコイル１７に正常時より長く通電する
ので、１つのステータコイル１７からマグネットロータ
１６に与えられる起磁力が大きくなるので、断線もしく
は短絡により通電することができないステータコイル１
７が存在する場合であっても、マグネットロータ１６を
確実に回転させることができる。延いては、光軸調整機
構の信頼性をより一層向上させることができる。

【００３３】（第２実施形態）上述の実施形態では、ス
テータコイル１７ａ〜１７ｄのいずれかが断線もしくは
短絡したか否かの判定を行うために、各ステータコイル
１７ａ〜１７ｄの共通側に抵抗２４、２５を配設した
が、本実施形態では、抵抗２４、２５に替えて図８に示
すように、４つのトランジスタＴｒの接地側に抵抗２９
〜３２を配設したものである。

【００３４】そして、各抵抗２９〜３２の端子間電圧を
検出することにより、４つステータコイル１７ａ〜１７
ｄの端子側（Ａ−ＣＯＭ、Ｂ−ＣＯＭ、Ａ−ＧＮＤ、ａ
−ＧＮＤ、Ｂ−ＧＮＤ、ｂ−ＧＮＤうち、端子側で断線
もしくは短絡が発生したかを判定することができる。そ
して、例えば、共通端子で接続されて組をなす２つのス
テータコイル１７の接地端子側のうちいずれか一方が断
線もしくは短絡したと判定されたときには、共通端子へ
の通電を遮断して他方側のステータコイル１７への通電
を遮断する。

【００３５】ここで、仮に、他方側のステータコイル１
７への通電が遮断されなかったとすると、俯角θが大き
くなる向きにマグネットロータ１６が回転しようとして
も、他方側のステータコイル１７によって励磁された起
磁力によってその回転が阻害される場合が発生する。こ
れに対して、本実施形態によれば、他方側のステータコ
イル１７への通電が遮断されるので、上述のように、マ
グネットロータ１６の回転が阻害されることが確実に防
止され、上述の実施形態と同様な効果を得ることができ
る。

【００３６】ところで、上述の実施形態では、図７
（ａ）に示すように、各ステータコイル１７に対して順
次通電したが、２相同時に通電される状態が発生する、
いわゆる２相励磁としてもよい。また、上述の実施形態
では、４相ステップモータを例に本発明を説明したが、
本発明のアクチュエータは、４相ステップモータに限定
されるものではなく、３相以上のステップモータであれ
ばよい。

【００３７】また、上述の実施形態では、リフレクタ１
２に対して光軸と路面との俯角θが大きくなるような向
きに弾性力を作用させる弾性部材としてコイルスプリン
グ２０を用いたが、弾性部材としてダッシュポット構造
を有する空気ばね２０ａ（図９参照）やゴム２０ｂ（図
１０参照）を用いてもよい。また、第１実施形態では、
ステータコイル１７ａ〜１７ｄのいずれかが断線もしく
は短絡したか否かの判定を行うために、各ステータコイ
ル１７ａ〜１７ｄの共通側に抵抗２４、２５を配設した
が、図１１に示すように、抵抗２４、２５をトランジス
タＴｒの接地側に配設してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両の外観を示す外観図である。

【図２】ヘッドライトの構造図である。

【図３】ステップモータの断面図である。

【図４】ステップモータの駆動回路図である。

【図５】ステップモータの制御系を示すブロック図であ
る。

【図６】ステップモータの制御フローを示すフローチャ
ートである。

【図７】（ａ）はステータコイルへの通電状態を示すタ
イムチャートであり、（ｂ）は（ａ）に対応するステー
タコイルを示す説明図である。

【図８】第２実施形態に係るステップモータの駆動回路
図である。

【図９】弾性部材の変形例を示す模式図である。

【図１０】弾性部材の変形例を示す模式図である。

【図１１】ステップモータの駆動回路を変形例を示す回
路図である。

【符号の説明】

１１…光源バルブ、１２…リフレクタ（反射鏡）、１３
…レンズ、１４…ライトハウジング、１５…車両用ヘッ
ドライト光軸調整機構、１６…マグネットロータ、１７
…ステータコイル、１８…ステップモータ、１９…シャ
フト、２０…コイルスプリング（弾性部材）、２１…ス
トッパ（俯角拡大規制手段）、２２…駆動回路、２３…
バテッリ、２４、２５…抵抗、２６ａ、２６ｂ…車高セ
ンサ、２７…制御装置、２８…ライトスイッチ、２９〜
３２…抵抗。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源バルブ（１１）と、この光源バルブ
   （１１）が固定されるとともに前記光源バルブ（１１）
   が発する光を反射させる反射鏡（１２）とからなる車両
   ヘッドライト（１）の光軸を調節する車両用ヘッドライ
   ト光軸調整機構（１５）であって、 前記反射鏡（１２）の角度を調節するアクチュエータ
   （１８）と、 前記ヘッドライト（１）の光軸と路面とがなす俯角
   （θ）が所定の角度となるように前記アクチュエータ
   （１８）を制御する制御装置（２７）と、 前記反射鏡（１２）に対して前記俯角（θ）が大きくな
   るような向きに弾性力を作用させる弾性部材（２０、２
   ０ａ、２０ｂ）とを有することを特徴とする車両用ヘッ
   ドライト光軸調整機構。
2. 【請求項２】 前記アクチュエータ（１８）は、回転す
   るマグネットロータ（１６）と、このマグネットロータ
   （１６）の周りに配設された３相以上のステータコイル
   （１７）とを有するステップモータであり、 前記ステータコイル（１７）が断線もしくは短絡したか
   否かを判定する判定手段（２４、２５、２９〜３２、２
   ７）を有しており、 前記制御装置（２７）は、前記判定手段（２４、２５、
   ２９〜３２、２７）により前記ステータコイル（１７）
   のいずれかが断線もしくは短絡したと判定されたときに
   は、断線もしくは短絡したステータコイル（１７）を除
   く他のステータコイル（１７）によって前記マグネット
   ロータ（１６）を回転させ、前記俯角（θ）を所定の角
   度にすることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッ
   ドライト光軸調整機構。
3. 【請求項３】 前記制御装置（２７）は、前記判定手段
   （２４、２５、２９〜３２、２７）により、いずれかの
   前記ステータコイル（１７）で断線もしくは短絡したと
   判定されたときには、断線もしくは短絡したと判定され
   た前記ステータコイル（１７）と組をなす他のステータ
   コイル（１７）への通電を遮断することを特徴とする請
   求項２に記載の車両用ヘッドライト光軸調整機構。
4. 【請求項４】 前記ステータコイル（１７）より接地側
   には、前記ステータコイル（１７）への通電状態を制御
   するスイッチ手段（Ｔｒ）がそれぞれ設けられているこ
   とを特徴とする請求項２または３に記載の車両用ヘッド
   ライト光軸調整機構。
5. 【請求項５】 前記制御装置（２７）は、前記判定手段
   （２４、２５、２９〜３２、２７）により前記ステータ
   コイル（１７）のいずれかが断線もしくは短絡したと判
   定されたときには、断線もしくは短絡したステータコイ
   ル（１７）を除く他のステータコイル（１７）に正常時
   より長く通電することを特徴とする請求項２ないし４の
   いずれか１つに記載の車両用ヘッドライト光軸調整機
   構。
6. 【請求項６】 前記弾性部材（２０、２０ａ、２０ｂ）
   が発生する弾性力によって、前記俯角（θ）が所定の角
   度を越えて大きくなることを防止する俯角拡大規制手段
   （２１）を有することを特徴とする請求項１ないし５の
   いずれか１つに記載の車両用ヘッドライト光軸調整機
   構。