特許 5745451 車両用前照灯

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5745451

(24)【登録日】2015年5月15日

(45)【発行日】2015年7月8日

(54)【発明の名称】車両用前照灯

(51)【国際特許分類】

   F21S 8/12 20060101AFI20150618BHJP

   F21Y 101/00 20060101ALN20150618BHJP

   F21W 101/10 20060101ALN20150618BHJP

【ＦＩ】

   F21S8/12 295

   F21Y101:00 300

   F21W101:10

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-82641(P2012-82641)

(22)【出願日】2012年3月30日

(65)【公開番号】特開2013-214356(P2013-214356A)

(43)【公開日】2013年10月17日

【審査請求日】2014年8月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000113791

【氏名又は名称】マブチモーター株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100109047

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 雄祐

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(72)【発明者】

【氏名】山崎 博嗣

(72)【発明者】

【氏名】皆川 矩毅

(72)【発明者】

【氏名】横井 正一郎

【審査官】 太田 良隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−００９７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６７５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１９３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０８８６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１５７９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６６５８３２６（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１３−２１５０１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ８／１０−８／１２

Ｈ０２Ｋ１３／００−１３／０８

Ｈ０２Ｐ３／００−３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と、
前記光源から出射した光の一部を遮蔽する第１の位置と、光の遮蔽量が異なる第２の位置との間を移動可能に構成されているシェードと、
前記シェードを、前記第１の位置から前記第２の位置へ向けて移動させる駆動力を発生するモータと、
前記第１の位置から前記第２の位置へ向けて移動してきた前記シェードを前記第２の位置で固定するための固定部と、を備え、
前記モータは、
供給された電力により発生する駆動力で前記シェードを前記第２の位置へ向けて移動させて固定する場合には、モータ位相が遅角となるように構成されているとともに、
前記シェードを前記第２の位置で固定する際には通電されていることを特徴とする車両用前照灯。

【請求項2】

前記シェードを前記第２の位置から前記第１の位置へ向けて押し戻す付勢力を発生する弾性部材を更に備え、
前記モータは、前記弾性部材が発生する付勢力に逆らって前記シェードを前記第２の位置へ向けて移動させることができる大きさの駆動力を発生できるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用前照灯に関し、例えば、配光パターンを切り替えることができる車両用前照灯に関する技術である。

【背景技術】

【0002】

従来、リフレクタからの反射光を投影レンズによって前方に投射配光するプロジェクタ型の灯具ユニットを備えた車両用前照灯であって、リフレクタと投影レンズとの間に、配光制御用の可動型の遮光シェードを配置することによって配光パターンを切り替えることができる車両用前照灯が知られている（特許文献１参照）。この車両用前照灯は、遮光シェードの移動にモータが用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−９７６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の車両用前照灯は、ハイビーム配光パターンを形成する際には、モータを駆動させることでシェードをストッパに当接するまで移動させる。また、この車両用前照灯は、モータが駆動されていない場合に、シェードをロービーム配光パターン形成位置へ戻すためのスプリングを備えている。

【0005】

しかしながら、上述の車両用前照灯は、シェードをハイビーム配光パターン形成位置で保持するためには、シェードをストッパに当接した状態で、モータへ電力を供給し続ける必要がある。そのため、モータの回転が停止している状態で、モータに電力が供給されると、モータが振動して異音（高周波ノイズ）が発生することが分かった。発生した異音は、モータの電源がオフとなるまで継続する。

【0006】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両用前照灯のシェードの移動を行うモータから発生する異音（高周波ノイズ）を抑制する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用前照灯は、光源と、光源から出射した光の一部を遮蔽する第１の位置と、光の遮蔽量が異なる第２の位置との間を移動可能に構成されているシェードと、シェードを、第１の位置から第２の位置へ向けて移動させる駆動力を発生するモータと、第１の位置から第２の位置へ向けて移動してきたシェードを第２の位置で固定するための固定部と、を備える。モータは、供給された電力により発生する駆動力でシェードを第２の位置へ向けて移動させて固定する場合には、モータ位相が遅角となるように構成されているとともに、シェードを第２の位置で固定する際には通電されている。

【0008】

この態様によると、シェードを第２の位置へ向けて移動させる状態では、モータ位相が遅角となるようなモータを用いている。そのため、シェードが固定部で固定され、整流が切り替わる回転位置近傍でモータがロックした場合、その際の反力でモータが逆転しても、モータ位相が進角となるモータと比べて、発生するトルクの大きさが小さい。そのため、再度モータが回転する可能性が小さく、モータのロックと再回転とが繰り返されることにより発生するモータの振動（異音）を抑制することができる。

【0009】

シェードを第２の位置から第１の位置へ向けて押し戻す力を発生する弾性部材を更に備えてもよい。モータは、弾性部材が発生する力に逆らってシェードを第２の位置へ向けて移動させることができる大きさの駆動力を発生できるように構成されていてもよい。これにより、モータを駆動しなくてもシェードが第１の位置へ戻れるため、モータの設計は一方向の回転を考慮すればよく、所定の回転方向においてモータ位相が遅角となるモータの設計が容易となる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、車両用前照灯のシェードの移動を行うモータから発生する異音（高周波ノイズ）を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施の形態に係る車両用前照灯の車両前後方向の断面図である。

【図2】ロービーム配光を行う状態にある灯具ユニットの斜視図である。

【図3】ハイビーム配光を行う状態にある灯具ユニットの斜視図である。

【図4】図４（ａ）は、シェードが図２に示す状態にある場合のロービーム配光パターンを示す図、図４（ｂ）は、シェードが図３に示す状態にある場合のハイビーム配光パターンを示す図である。

【図5】図５（ａ）〜図５（ｄ）は、モータの各回転角度位置での動作を説明するための模式図である。

【図6】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、モータの角度位置の変化によるトルク上昇について説明するための模式図である。

【図7】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、モータの角度位置の変化によるトルク上昇について説明するための模式図である。

【図8】本実施の形態に係るモータの概略構成を示す部分断面図である。

【図9】図９（ａ）は、有ブラシモータのエンドベルの一例を内部側から見た図、図９（ｂ）は、一方のブラシ及びブラシアームを取り出して示した図である。

【図10】モータの整流位相が遅角の場合のトルクリップルを模式的に示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

【0013】

（車両用前照灯）
はじめに、本発明を適用するのに適した車両用前照灯の一態様について説明する。図１は、本実施の形態に係る車両用前照灯の車両前後方向の断面図である。図２は、ロービーム配光を行う状態にある灯具ユニットの斜視図である。図３は、ハイビーム配光を行う状態にある灯具ユニットの斜視図である。図４（ａ）は、シェードが図２に示す状態にある場合のロービーム配光パターンを示す図、図４（ｂ）は、シェードが図３に示す状態にある場合のハイビーム配光パターンを示す図である。

【0014】

図１に示す通り、本実施の形態に係る車両用前照灯１は、ランプボディ２と、ランプボディ２の前面開口部を覆う前面レンズ３とを備えている。ランプボディ２と前面レンズ３とで囲まれた空間は灯室Ｓとなる。灯室Ｓには、プロジェクタ型の灯具ユニット４が内蔵されている。灯具ユニット４は、エイミング機構５（正面視３か所、一部図示せず）に取り付けられることによって上下及び左右に傾動可能な状態でランプボディ２に保持される。

【0015】

灯具ユニット４は、放電バルブ６、リフレクタ７、ホルダ８、投影レンズ９、ベース１０、可動型シェードユニット１１などによって構成されている。

【0016】

リフレクタ７は、椀型に形成され、その内側に反射面７ａを備えている。反射面７ａは、車両前後方向に延びる光軸Ａを中心軸とした略回転楕円面形状に形成されている。リフレクタ７の後端部には、光軸Ａ上に放電バルブ６（メタルハライドバルブ等を使用）が取り付けられ、その光源（発光中心）６ａは、リフレクタ７の第１焦点Ｆ１の近傍に配置されている。ホルダ８は、円筒状に形成され、その後端部が間に挟んだベース１０とともにリフレクタ７の前端部と一体化されている。ホルダ８の前端開口部には、投影レンズ９が取り付けられている。

【0017】

次に、図２及び図３を参照してベース１０と可動型シェードユニット１１について説明する。可動型シェードユニット１１は、リフレクタ７とホルダ８の間に挟持されたベース１０の前面に取り付けられる。ベース１０は、放電バルブ６と投影レンズ９との間に配置され、前面が光軸Ａ（図１参照）に垂直な板状部材から構成されている。また、ベース１０は、光軸Ａの方向に貫通し、リフレクタの反射光を通過させるスリット１０ａ、エイミング機構５の固定ブラケット５ａとネジ止め等によって連結するための取付け孔１０ｂ〜１０ｅ、が設けられている。ベース１０の両側には、後述する可動型シェードユニット１１のストッパ１０ｆ，１０ｇが設けられ、後部には、可動型シェードユニット１１の駆動源となるモータ１２の取付け部１０ｈが設けられている。

【0018】

可動型シェードユニット１１は、可動型シェード１３、平行リンク（１４，１５）、第１回動軸（１６，１７）、第２回動軸（１８，１９）によって構成される。

【0019】

本実施の形態における平行リンク（１４，１５）は、モータ１２の駆動力を受けるモータ側リンク１４と、トーションスプリング２０によってモータ１２の駆動力と逆方向の付勢トルクを与えられるバネ側リンク１５によって構成される。

【0020】

モータ側リンク１４は、中央に第１回動軸１６の軸受部１４ａ、上端部に第２回動軸１８の軸受部１４ｂを備える。またリンク１４は、下端部が側方に延出した正面視略Ｌ字状に形成され、円弧状に形成された下端Ｌ字状部分１４ｃの下面に歯部１４ｄを備える。バネ側リンク１５は、中央に第１回動軸１７の軸受部１５ａ、上端部に第２回動軸１９の軸受部１５ｂを備える。また、モータ側リンク１４における軸受部（１４ａ，１４ｂ）の中心間距離とバネ側リンク１５における軸受部（１５ａ，１５ｂ）の中心間距離は、同一となるよう各リンク（１４，１５）を形成する。

【0021】

第１回動軸（１６，１７）及び第２回動軸（１８，１９）は、シャフト等によって構成されている。また、第１回動軸（１６，１７）は、軸中心が同一の高さとなるようにベース１０に取り付けられている。リンク（１４，１５）は、それぞれ軸受部（１４ａ，１５ａ）を介して、第１回動軸（１６，１７）に対して回動可能な状態で取り付けられることにより、ベース１０に支持される。

【0022】

一方、第２回動軸（１８，１９）は、軸の中心間距離が第１回動軸（１６，１７）の軸の中心間距離と同一になるように可動型シェード１３に取り付けられている。リンク（１４，１５）は、それぞれ軸受部（１４ｂ，１５ｂ）を介して、回動可能な状態で第２回動軸（１８，１９）に取り付けられることにより、可動型シェード１３を支持する。なお、可動型シェード１３における第２回動軸（１８，１９）の取付け位置は、リンク（１４，１５）を取り付けた際に可動型シェード１３の上端縁、すなわち水平カットオフライン形成部（１３ａ，１３ｂ）が水平を保つ位置となっている。

【0023】

以上の構成により、モータ側リンク１４とバネ側リンク１５は、いずれか一方が第１回動軸を中心に回動すると、リンク間を平行に保ちつつ他方が第１回動軸を中心に回動する平行リンクとして機能する。そして、平行リンク（１４，１５）は、可動型シェード１３の水平カットオフライン形成部（１３ａ，１３ｂ）を水平に保ちつつ、光軸Ａに対して略垂直に昇降させる。

【0024】

一方、平行リンク（１４，１５）は、モータ１２とトーションスプリング２０を駆動源として回動する。ベース１０の後方に取り付けられたモータ１２は、モータ回転軸（図示せず）の先端がベース１０の前方に貫通し、その先端で回転する歯車１２ａを有する。モータ１２から回転トルク（本実施の形態では、正面視時計回りＤ１方向の回転トルク）を受けた歯車１２ａは、モータ側リンク１４の歯部１４ｄと噛み合い、モータ側リンク１４にトルク（本実施の形態では、正面視反時計回りＤ２方向の回転トルク）を与えることによってリンク１４を第１回動軸１６を中心として回転させ、併せてバネ側リンク１５を第１回動軸１７を中心として回転させる。

【0025】

トーションスプリング２０は、軸受部１５ａの周囲に配置され、一端がベース１０のバネ受け部１０ｉに取り付けられ、他端がバネ側リンク１５のバネ受け部１５ｃに取り付けられている。弾性体であるトーションスプリング２０は、モータ１２によるトルクと逆方向のトルク（本実施の形態では、正面視時計回りＤ１方向の回転トルク）をバネ側リンク１５に対して常時付勢するように取り付けられている。モータ１２の駆動を停止した際には、スプリング２０がバネ側リンク１５を第１回動軸１７を中心としてモータと逆方向に回転させ、併せてモータ側リンク１４をモータと逆方向に回転させる。

【0026】

なお、前述の平行リンクは、リンク間を平行に保った状態で、可動型シェード１３の水平カットオフライン形成部（１３ａ，１３ｂ）を水平に保ちつつ、光軸Ａに略垂直に昇降させるものであれば、２つのリンク（１４，１５）に限らず、三つ以上のリンクから構成されていてもよい。また、トーションスプリング２０は、モータ側リンク１４に取り付けることも可能であるが、リンク１５側に取り付けることによってリンク１５のガタ付きを低減させることができるため、リンク１５に取り付ける方が望ましい。

【0027】

次に、配光パターン切替え時における可動型シェードユニット１１の動作を説明する。本実施の形態の車両用前照灯１は、以下に示す構成により、モータ１２を駆動させない場合、常にロービーム配光パターンを形成し、モータ１２を駆動させると可動型シェード１３が移動してハイビーム配光パターンに切り替わるものである。

【0028】

可動型シェードユニット１１は、モータ１２を駆動させない場合、可動型シェード１３が図２のロービーム配光パターン形成位置（初期位置：第１の位置に相当）となるように構成されている。初期位置においては、平行リンク（１４，１５）は、鉛直方向に向いた状態となり、可動型シェード１３の水平カットオフライン形成部（１３ａ，１３ｂ）は、可動域の最も高い位置である、リフレクタ７の第２焦点Ｆ２の近傍に位置する。ベース１０の右側方には、初期位置において可動型シェード１３の右端１３ｃが当接するロービーム用ストッパ１０ｆが前方に突出するように設けられている。

【0029】

初期位置にある可動型シェード１３は、リンク（１４，１５）が正面視時計回りＤ１方向の回転トルクをスプリング２０から受けることによって右端１３ｃがストッパ１０ｆに押し付けられる。したがって、リンク（１４，１５）は、初期位置の状態で回動不能に固定される。

【0030】

放電バルブ６の光源６ａ（リフレクタ７の第１焦点Ｆ１近傍）から出射した光は、リフレクタ７により、光軸Ａに沿って第２焦点Ｆ２の近傍に反射され、投影レンズ９から車両用前照灯１の外部へ照射される。初期位置における可動型シェード１３は、リフレクタ７からの反射光の一部を第２焦点Ｆ２の近傍で遮光し、図４（ａ）に示すロービーム配光パターンを形成する。図１の光線表記中、一点鎖線部分は、可動型シェード１３によって遮光された反射光を示している。図４（ａ）の水平カットオフラインＣ１は、水平カットオフライン形成部１３ａに対応して形成され、カットオフラインＣ２は、水平カットオフライン形成部１３ｂに対応して形成された部分である。

【0031】

一方、可動型シェードユニット１１は、モータ１２が駆動するとリンク（１４，１５）が回転し、可動型シェード１３を図３に示すハイビーム配光パターンの形成位置に移動させるように構成されている。すなわち、モータ１２の回転トルクがスプリング２０による逆向きの付勢トルクを超えると、平行リンク（１４，１５）は、それぞれ正面視反時計回りＤ２方向に回転する。その際、可動型シェード１３の水平カットオフライン形成部（１３ａ，１３ｂ）は、水平を保ちつつ、光軸Ａの近傍からリフレクタ７の反射光に干渉しない位置（ハイビーム配光パターン形成位置：第２の位置に相当）まで下降する。ベース１０の左側方には、ハイビーム配光パターン形成位置において可動型シェード１３の左端１３ｄが当接するハイビーム用ストッパ１０ｇが前方に突出するように設けられている。可動型シェードユニット１１は、可動型シェード１３がハイビームパターン形成位置まで移動すると、可動型シェード１３の左端１３ｄがストッパ１０ｇに押し付けられるため、ハイビーム配光パターン形成位置で固定される。その際、リフレクタ７からの反射光は、可動型シェード１３の初期位置と異なり、図１の光線表記中の一点鎖線部分が可動型シェード１３によって遮光されずに投影レンズ９から前方に出射し、図４（ｂ）に示すハイビーム配光パターンを形成する。

【0032】

また、リンク（１４，１５）は、モータ１２の通電を切ると、トーションスプリング２０により、第１回動軸（１６，１７）の周りを正面視時計回りＤ１方向に回転し、可動型シェード１３の右端１３ｃがロービーム用ストッパ１０ｆに当接することによって再び初期位置で固定される。

【0033】

以上のように、本実施の形態に係る車両用前照灯１は、光源である放電バルブ６と、放電バルブ６から出射した光の一部を第１の位置において遮蔽することでロービーム配光パターンを形成するとともに、第１の位置と異なる第２の位置においてハイビーム配光パターンが形成されるように構成されている可動型シェード１３と、可動型シェード１３を、第１の位置から第２の位置へ向けて移動させる駆動力を発生するモータ１２と、第１の位置から第２の位置へ向けて移動してきた可動型シェード１３が当接することで、可動型シェード１３を第２の位置で固定するためのストッパ１０ｇと、を備える。

【0034】

また、可動型シェードユニット１１は、可動型シェード１３を第２の位置から第１の位置へ向けて押し戻す力を発生するトーションスプリング２０を更に備えている。

【0035】

可動型シェード１３は、車両前後方向ではなく光軸Ａと垂直な方向にスライドするため、灯具ユニット４の奥行きを狭くでき、車両用前照灯１を車両前後方向に薄くすることができる。また、ベース１０と可動型シェードユニット１１は、複雑な曲げを伴わない平板部材を中心に構成した結果、比較的加工が容易で単純な構成となっている。

【0036】

なお、リンク（１４，１５）は、ロービームで走行する際に鉛直方向を向いているため、車両の上下振動によってリンク（１４，１５）が回転トルク（第１回動軸１６，１７周りの回転モーメント）を受けにくい。したがって、本実施の形態の車両用前照灯１は、リンク（１４，１５）が前記振動によって回転しにくく、ロービーム走行中の配光パターンが崩れにくい構成になっている。したがって、前述の振動によるリンク（１４，１５）の回転は、付勢トルクの弱いトーションスプリング２０を採用しても防止することができる。したがって、モータ１２は、回転トルクの小さなものを採用してもスプリング２０のトルクに対抗してリンク（１４，１５）を回転させることができるため、本実施の形態の車両用前照灯１は、モータ１２に小型のものを採用することができる。

【0037】

また、本実施の形態の可動型シェードユニット１１は、車両前後方向に薄く作られているため、別の新たな可動シェードユニットを車両前後方向に重ねて配置することにより、ロービーム及びハイビーム配光以外の配光パターンを形成可能にしてもよい。その場合、可動シェードは、光軸と直交する上下方向にスライドする構成であるため、モータ１２と追加した可動シェードユニットのモータは、光軸Ａに対して左右対称になる位置に配置することが望ましい。

【0038】

また、本実施の形態の車両用前照灯１は、動作不良時を含めてモータ１２の通電が切れた場合、可動型シェード１３が必ずハイビーム配光パターン形成位置からロービーム配光パターン形成配置に戻る、フェールセーフ機能を実現する構成になっている。

【0039】

なお、本実施の形態では複数のリンクを平行リンク（１４，１５）としているが、前記複数のリンクは、１自由度のリンク機構であれば、平行リンク以外のリンクを採用してもよい。

【0040】

（モータの異音発生メカニズム）
本実施の形態に係る車両用前照灯１が備えるモータ１２は、可動型シェード１３をハイビーム配光パターン形成位置まで移動させて、機械的なストッパ１０ｇにより回転が停止（モータロック）された状態でも、ハイビーム配光パターンを形成している間は継続的に電源が供給される。つまり、可動型シェード１３をハイビーム配光パターン形成位置で固定する際には通電され続けている。そして、このモータ回転停止後の電源供給により、モータが振動して異音（高周波ノイズ）が発生することが分かった。発生した異音は、モータ電源がオフとなるまで継続する。

【0041】

このような異音発生のメカニズムを、以下に説明する。図５（ａ）〜図５（ｄ）は、モータの各回転角度位置での動作を説明するための模式図である。図５（ａ）に示すモータ３０は、３個の回転子巻線３２ａ，３２ｂ，３２ｃのそれぞれの両端が、対応する隣接した整流子片３４ａ，３４，３４ｃ間に接続されることを示している。一対のブラシ３６は、１８０°間隔の対向配置で、整流子片に接触している。ただし、このブラシ３６は摩耗していると仮定している。図５（ａ）に示す位置から矢印方向に進み、図５（ｂ）に示す位置で、モータの回転軸と連結している部材がストッパに当たり、モータ３０がロックしたとする。この状態では、依然として電源はオンになっている。次に、図５（ｃ）に示すように、樹脂製ギヤ等を含む停止機構が有する弾性に基づく反力でモータはわずかに逆転する。図５（ｃ）の状態は、図５（ａ）の状態と同じであり、図５（ｄ）に示すように再びトルクが上がって回転する。そして、図５（ｂ）と同じく、ストッパに当たりモータは再びロックする。この状態は、図５（ｂ）に示した状態である。そして、前述の動作を繰り返す。

【0042】

このように、電源オンの間、モータは図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）の状態を繰り返し、磁力は変化し、モータは振動して異音を発生することになる。つまり、モータがロックして、反力で逆転するとトルクが上昇し、再度ロックするまで回転する、といった上記状態を繰り返すことになる。すなわち、モータロック時のモータ回転角度位置が、高トルク位置であると、モータはその角度位置でそのまま停止するので異音は発生しないが、モータロック時のモータ回転角度位置が低トルク位置であると反力で逆転し、モータ回転角度位置が高トルク位置に達すると再度回転する。この際、上述の理由により異音が発生する。また、整流の切り替えで発生する火花によって高周波ノイズが生じることもあり、ラジオノイズとして車両の乗員に認知されてしまう場合もある。

【0043】

図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、モータの角度位置の変化によるトルク上昇について説明するための模式図である。図６（ａ）に示すように、３個の整流子片３４ａ，３４ｂ，３４ｃが互いの間にスリット３８を設けて配置されている。今、図６（ａ）に示すように、一対のブラシ３６ａ，３６ｂはそれぞれ、異なる整流子片３４ａ，３４ｂの上に位置している。一対のブラシ３６ａ，３６ｂの間には、直列接続された２つの巻線３２ａ，３２ｂと、別の１つの巻線３２ｃが並列接続されることになる。図６（ｂ）は、この状態を示す等価回路図であり、各巻線抵抗をＲとすると、２つのブラシ間の合成抵抗は、２／３Ｒとなる。

【0044】

次に、モータが図７（ａ）に示す状態まで回転したとする。このとき、対向配置されている一方のブラシ３６ａが、２つの整流子片３４ａ，３４ｃの間のスリット３８の上に位置しているとする。このとき、ブラシ３６ａが摩耗していると、１つの巻線３２ｂは、このブラシ３６ａによって短絡されているので、一対のブラシ３６ａ，３６ｂの間には、２つの巻線が並列接続された状態にある。図７（ｂ）は、この状態を示す等価回路図である。各巻線抵抗をＲとすると、２つのブラシ間の合成抵抗は、１／２Ｒとなる。このように、図７（ａ）に示すモータの角度位置の方が、図６（ａ）に示すモータの角度位置よりも、２つのブラシ間の合成抵抗は小さく、逆に、流れる電流、すなわちトルクは大きい。

【0045】

モータがストッパでロックした時、一方のブラシが２つの整流子片の間のスリットの上に位置していると、大きなトルクが発生して逆転は起こり難いのに対して、モータがストッパでロックした後の反力で逆転した時、一方のブラシが２つの整流子片の間のスリットの上に位置していると、大きなトルクで、再び回転を始めることになる。反力で逆転した時のブラシ位置が、整流子片の間のスリットの上になければ、トルクは上がらず異音は発生しない。しかし、モータがストッパでロックした時、あるいは反力で逆転した時のブラシ位置は、確率的なものであり、ロックした時に整流子間のスリットの上に位置させ、あるいは逆転時に整流子片間のスリットの上を避けるようにモータ回転を制御することは事実上困難である。

【0046】

そこで、このような知見に基づいて、本実施の形態に係る車両用前照灯に適したモータを考案した。

【0047】

図８は、本実施の形態に係るモータ１２の概略構成を示す部分断面図である。以下の説明において、２極（一対）の固定子磁極（マグネット４０）及び３極の回転子磁極４２を有するモータを例に挙げるが、本発明は、４極（二対）の固定子磁極及び６極の回転子磁極を有するモータに対しても適用することができる。この場合、例示した角度を、１／２倍することにより、４極の固定子磁極及び６極の回転子磁極を有するモータにも当てはまる。言い換えると、以下に例示する角度は、固定子磁極対数当たりの角度を示している。金属材料により有底中空筒状に形成されたケース４４の内周面には、偶数極（例えば２極）の対構成のマグネット４０が取り付けられている。このケース４４の開口部は、絶縁材料で成形された（合成樹脂製）エンドベル（ケース蓋）４６が嵌着されており、これによってケース４４の内部が封止される。エンドベル４６の中央部には、モータシャフト４８を回転可能に支持する軸受５０が収容されている。

【0048】

モータシャフト４８の他端は、有底中空筒状のケース４４の底部中央に設けられた軸受５２によって支持されている。このモータシャフト４８には、積層コア上に巻線を巻回することにより構成される回転子磁極４２と、整流子５４とが固定されており、モータシャフト４８、回転子磁極４２及び整流子５４により有ブラシモータの回転子を構成している。そして、この整流子５４に接触する一対のカーボンブラシ５６のそれぞれは、エンドベル４６に固定されているブラシ装置に取り付けられている。

【0049】

図９（ａ）は、有ブラシモータのエンドベルの一例を内部側から見た図、図９（ｂ）は、一方のブラシ及びブラシアームを取り出して示した図である。図示のエンドベルが嵌着されるケースの内周面に取り付けられる２極のマグネットは、図９（ａ）の水平方向に配置されている。図示したように、ブラシ装置は、整流子（不図示）に摺動接触する一対のカーボンブラシ５６と、これをそれぞれ圧入保持する一対のブラシアーム（支持手段）５８と、このブラシアーム５８とかしめ等により結合された一対のブラシベース６０と、このブラシベースと接続（あるいは一体形成）されている一対のリセプタクル端子６２とから構成される。ただし、図示の例においては、一方のリセプタクル端子６２とカーボンブラシ５６との間に直列に、ＰＴＣ（正特性サーミスタ）６４のような過電流を検出して焼損を防止する素子が接続されるものとして例示している。

【0050】

カーボンブラシ５６は、適度なブラシ圧を得るためにバネ性を有するブラシアーム５８に取り付けて、回転子の整流子５４に摺動するように構成されている。このような構成のブラシ装置は、合成樹脂製のエンドベル４６において、それと一体に形成された柱状部により限定される凹所内に圧入保持される。このブラシ装置への電源供給は、一対の外部端子を、外部端子挿入口６６を介してエンドベルの外部より挿入して、一対のリセプタクル端子６２のそれぞれに電気的に接触させることにより行われる。

【0051】

図示のカーボンブラシ５６は、図９（ｂ）中に矢印で示すように、ブラシが摺接する整流子の径方向Ｘとそれと直角の接線方向Ｙの２方向に移動可能に取り付けられている。これを可能にするために、ブラシアーム５８は、その根本側に曲げ加工部（湾曲部６８）を有している。すなわち、ブラシアーム５８は、ブラシベース先端部７０との固定（例えば、カシメ固定）側において、上記径方向Ｘと同一方向に略平行にして取り付け、その方向に所定距離だけ伸ばした後（図９（ｂ）中に延長部７２として図示）、その固定部とは離れた位置で曲げ加工により形成した湾曲部６８において、カーボンブラシ５６方向に略直角に折り曲げられる。

【0052】

本実施の形態に係る整流子５４は、回転子磁極に対するスリットの位置が中性位置よりも遅角側にずれた状態でモータシャフト４８に固定されており、モータの整流が遅角側で行われることになる。つまり、モータ１２は、モータ整流位相が遅角となるように構成されている。

【0053】

図１０は、モータの整流位相が遅角の場合のトルクリップルを模式的に示した図である。横軸は、時間（角度）を示し、縦軸は発生トルクを示している。モータの整流位相が遅角の場合、図１０に示すように、整流の切替えのタイミングに近付くにつれて、モータのトルクは大きく低下し、整流の切替えの直後にトルクが急激に増大する傾向がある。

【0054】

図５を参照して前述したように、確率的に決まることであるが、モータがストッパでロックした後の反力で逆転した時、摩耗したブラシの一方が２つの整流子片の間のスリットの上に位置していると、トルクの大きさによっては、再び回転を始めることになる。しかし、このような場合であっても、モータの整流位相を上述のように設定することにより、発生トルクの上昇を抑えることができる。

【0055】

周知のように、モータ巻線には、一定値の電源電圧と、逆起電力との差電圧が印加される。ブラシが第１の整流子片に接触し始めるとき、逆起電力が低いために、実質的に大きな電圧がモータ巻線に印加される。しかし、モータ巻線はインダクタンスを有しているために、電流は、所定の時定数で立ち上がることになる。立ち上がった後の電流は、逆起電力が大きくなるにつれて低下する。トルクもまた電流に比例して低下することになる。そして、ブラシ接触線が、整流子片間のスリットに到達すると、第１の整流子片を介しての電流はオフとなり、次の第２の整流子片に対して接触をし始め、また、同様な経過をたどる。

【0056】

しかしながら、図１０に示すように、整流位相が遅角のモータがストッパでロックされた際の反力で逆転し、回転位置が戻された時、トルク上昇は生じるが、その上昇幅は小さく、発生トルクの大きさ自体も小さい。このように、遅角で整流作用が行われているモータの場合には、モータがストッパでロックした後の反力で逆転した時、一方のブラシが２つの整流子片の間のスリットの上に位置しているような状況であっても、発生トルクは小さく、それゆえに、再び回転を始めることにはならない。

【0057】

そこで、本実施の形態に係る車両用前照灯１に用いるモータ１２は、供給された電力により発生する駆動力で可動型シェード１３を第２の位置（ハイビーム配光パターン形成位置）へ向けて移動させて固定する場合には、モータ位相が遅角となるように構成されている。

【0058】

そのため、可動型シェード１３がストッパ１０ｇに当接し、整流が切り替わる回転位置近傍でモータ１２がロックした場合、その際の反力でモータが逆転しても、モータ整流位相が進角となるモータと比べて、発生するトルクの大きさが小さく、また、その変動幅も小さい。そのため、再度モータが回転する可能性が小さく、モータのロックと再回転とが繰り返されることにより発生するモータの振動（異音）や高周波ノイズの発生を抑制することができる。

【0059】

なお、本実施の形態に係るモータ１２は、トーションスプリング２０が発生する力に逆らって可動型シェード１３をハイビーム配光パターン形成位置へ向けて移動させることができる大きさの駆動力（トルク）を発生できるように構成されている。これにより、モータ１２を駆動しなくても可動型シェード１３がロービーム配光パターン形成位置へ戻れるため、モータ１２の設計は一方向の回転を考慮すればよく、所定の回転方向においてモータ整流位相が遅角となるモータの設計が容易となる。

【0060】

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。これら実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【符号の説明】

【0061】

１ 車両用前照灯、 ４ 灯具ユニット、 ６ａ 光源、 ７ リフレクタ、 １０ｆ ロービーム用ストッパ、 １０ｇ ハイビーム用ストッパ、 １１ 可動型シェードユニット、 １２ モータ、 １３ 可動型シェード、 １４ モータ側リンク、 ２０ トーションスプリング、 ４０ マグネット、 ４２ 回転子磁極、 ４４ ケース、 ４６ エンドベル、 ４８ モータシャフト、 ５４ 整流子、 ５６ カーボンブラシ、 ５８ ブラシアーム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】