JP2007294149A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の車両用前照灯では、第２切替スピードを第１切替スピードよりも速くするとソレノイドやモータが大型化する。
【解決手段】ステッピングモータ３４から構成されており、第１シェード５および第２シェード６の姿勢を複数の配光パターンが得られる複数の姿勢に切り替えるシェード切替装置７と、複数の配光パターンの切替が少なくとも第１切替と第２切替とを有し、定格電流でもしくは一定速制御でステッピングモータ３４を駆動制御して第１切替を行い、定格電流値よりも大きい電流値でまたはおよび加速制御でステッピングモータ３４を駆動制御して第２切替を行う制御装置１００と、を備える。この結果、第２切替スピードを第１切替スピードよりも速くしてもステッピングモータ３４が大型化することがない。
【選択図】 図１３

Description

この発明は、ヘッドランプやフォグランプなどであって、複数の配光パターン、たとえば、すれ違い用配光パターンと高速道路用配光パターン、すれ違い用配光パターンと走行用配光パターン高速道路用配光パターンと走行用配光パターン、などが得られるプロジェクタタイプの車両用前照灯に関するものである。特に、この発明は、複数の配光パターンの切替が少なくとも２つあって、その一方の切替が他方の切替に対して切替スピードが重視される場合において、一方の切替スピードを所定のスピードに確保することができ、しかも、その切替スピードを適正に制御することができる車両用前照灯に関するものである。

この種の車両用前照灯は、従来からある（たとえば、特許文献１参照）。以下、従来の車両用前照灯について説明する。従来の車両用前照灯は、光源と、前記光源からの光を反射させるリフレクタと、前記リフレクタからの反射光を前方に投影する投影レンズと、前記リフレクタから前記投影レンズに向かう反射光を前記複数の配光パターンが得られる複数のビームに切り替えるシェードと、前記シェードの姿勢を前記複数の配光パターンが得られる複数の姿勢に切り替えるシェード切替装置（ソレノイドとスプリングとから構成されている）と、を備え、前記ソレノイドのプランジャが前記シェードに当接している。以下、従来の車両用前照灯の作用について説明する。前記ソレノイドに通電したり通電を遮断したりすることにより、前記ソレノイドのプランジャが進退して、このプランジャの進退とスプリングの力との作用により、前記シェードが複数の姿勢に切り替わって、複数の配光パターンが得られる。

ここで、車両用前照灯においては、複数の配光パターンを切り替える際に、一方の切替が他方の切替に対して切替スピードが重視される場合があり、この場合においては、一方の切替スピードを所定のスピードに確保することが必要である。ところが、従来の車両用前照灯は、シェード切替装置としてソレノイドを使用するので、一方の切替スピードを所定のスピードに確保するためには、ソレノイドが大型化し、しかも、その切替スピードを適正に制御することが難しい。そこで、シェード切替装置としてソレノイドの代わりにモータを使用することが提案されている。この場合、通常のモータ（たとえば、ＤＣモータ）を使用するので、前記ソレノイドの場合とほぼ同様に、一方の切替スピードを所定のスピードに確保するためには、モータが大型化し、しかも、その切替スピードを適正に制御することが難しい。

特開２００３−１２３５１４号公報

この発明が解決しようとする問題点は、ソレノイドや通常のモータを使用した従来の車両用前照灯では、複数の配光パターンの切替が少なくとも２つあって、その一方の切替が他方の切替に対して切替スピードが重視される場合において、一方の切替スピードを所定のスピードに確保するためには、ソレノイドやモータが大型化し、しかも、その切替スピードを適正に制御することが難しいという点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、ステッピングモータから構成されており、シェードの姿勢を複数の配光パターンが得られる複数の姿勢に切り替えるシェード切替装置と、複数の配光パターンの切替が少なくとも第１切替と第２切替とを有し、定格電流でもしくは一定速制御でステッピングモータを駆動制御して第１切替を行い、定格電流値よりも大きい電流値でまたはおよび加速制御でステッピングモータを駆動制御して第２切替を行う制御装置と、を備えることを特徴とする。

また、この発明（請求項２にかかる発明）は、シェード切替装置が、切り替えられたシェードの姿勢が戻るのを防ぐ機構を有し、制御装置が、第１切替および第２切替が完了した時点でステッピングモータへの電流供給を遮断する、ことを特徴とする。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）は、制御装置の加速制御における加速時間がステッピングモータの特性上可能な範囲で最も短時間とする。

さらにまた、この発明（請求項４にかかる発明）は、制御装置が制御する第１切替が、すれ違い用配光パターンと高速道路用配光パターンとの切替であり、制御装置が制御する第２切替が、すれ違い用配光パターンと走行用配光パターンとの切替、もしくは、高速道路用配光パターンと走行用配光パターンとの切替である。

この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、ソレノイドおよび通常のモータ（たとえば、ＤＣモータ）の代わりにステッピングモータを使用し、かつ、そのステッピングモータを制御装置により駆動制御する。すなわち、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、制御装置の制御作用により、定格電流でもしくは一定速制御でステッピングモータを駆動制御して第１切替を行い、定格電流値よりも大きい電流値でまたはおよび加速制御でステッピングモータを駆動制御して第２切替を行うことができる。このために、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、複数の配光パターンの切替が少なくとも２つ（第１切替および第２切替）あって、その一方の切替（第２切替）が他方の切替（第１切替）に対して切替スピードが重視される場合において、制御装置のステッピングモータの駆動制御により、ステッピングモータを大型化することなく、一方の切替スピードを所定のスピードに確保することができ、しかも、その切替スピードを適正に制御することができる。

また、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、シェード切替装置が、切り替えられたシェードの姿勢が戻るのを防ぐ機構を有するので、制御装置が、第１切替および第２切替が完了した時点でステッピングモータへの電流供給を遮断しても、シェードの位置を固定することができる。このために、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、切替完了時点で電流を遮断するので、ステッピングモータの自己発熱を防止でき、ステッピングモータの耐久性を維持することができ、消費電力を抑制することができる。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用前照灯は、制御装置の加速制御における加速時間をステッピングモータの特性上可能な範囲で最も短時間とするので、第２切替の切替スピードをさらに上げることができ、第２切替の切替感を向上させることができる。

さらにまた、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用前照灯は、制御装置の制御により、すれ違い用配光パターンと高速道路用配光パターンとの切替を第１切替で行い、すれ違い用配光パターンと走行用配光パターンとの切替、もしくは、高速道路用配光パターンと走行用配光パターンとの切替を第２切替で行う。このために、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用前照灯は、第１切替のすれ違い用配光パターンと高速道路用配光パターンとの切替（他方の切替）に対して、切替スピードが重視される配光パターンの切替、すなわち、第２切替のすれ違い用配光パターンと走行用配光パターンとの切替（一方の切替）、もしくは、第２切替の高速道路用配光パターンと走行用配光パターンとの切替（一方の切替）の切替スピードを所定のスピードに確保することができる。この結果、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用前照灯は、車両が高速で走行する際に、すれ違い用配光パターンもしくは高速道路用配光パターンから走行用配光パターンに所定のスピードで切り替わるので、高速走行における視野を確保することができ、交通安全に貢献することができる。

以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施例のうちの３例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。図面において、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、左右の水平線、および、スクリーンの左右の水平線を示す。

図１〜図１４は、この発明にかかる車両用前照灯の実施例１を示す。以下、この実施例１にかかる車両用前照灯の構成について説明する。図１〜図４において、符号１は、この実施例１にかかる車両用前照灯である。前記車両用前照灯１は、たとえば、プロジェクタタイプのヘッドランプである。前記車両用前照灯１は、光源としての放電灯２と、リフレクタ３と、投影レンズ（集光レンズ）４と、シェードとしての第１シェード５および第２シェード６と、シェード切替装置７と、フレーム部材８と、ストッパ部材９と、シャフト１０と、制御装置１００と、を備えるものである。前記車両用前照灯１は、前記放電灯２および前記リフレクタ３および前記投影レンズ４および前記第１シェード５および前記第２シェード６および前記シェード切替装置７および前記フレーム部材８および前記ストッパ部材９および前記シャフト１０を組み付けてランプユニットを構成するものである。

前記放電灯２は、いわゆる、メタルハライドランプなどの高圧金属蒸気放電灯、高輝度放電灯（ＨＩＤ）などである。前記放電灯２は、前記リフレクタ３にソケット機構１１を介して着脱可能に取り付けられている。前記放電灯２の発光部分１２は、前記リフレクタ３の第１焦点（図示せず）もしくはその近傍に位置する。なお、光源としては、前記放電灯２以外に、ハロゲン電球、白熱電球でも良い。

前記リフレクタ３の内凹面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて、反射面１３が形成されている。前記リフレクタ３の反射面１３は、楕円を基調とした反射面、たとえば、回転楕円面や楕円を基本とした自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）などの反射面（図１〜図３の垂直断面が楕円面をなし、かつ、図示しない水平断面が放物面ないし変形放物面をなす反射面）からなる。このために、前記リフレクタ３の反射面１３は、第１焦点と、第２焦点（水平断面上の焦線、なお、図示せず）とを有する。前記リフレクタ３は、ホルダなどのフレーム部材８に固定保持されている。なお、前記リフレクタ３の反射面１３の自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）は、「Mathematical Elemennts for Computer Graphics」（Devid F. Rogers、J Alan Adams）に記載されているＮＵＲＢＳの自由曲面（Non-Uniform Rational B-Spline Surface）である。

前記投影レンズ４は、非球面レンズの凸レンズである。前記投影レンズ４の前方側は、凸非球面をなし、一方、前記投影レンズ４の後方側は、平非球面をなす。前記投影レンズ４は、前記フレーム部材８に固定保持されている。前記投影レンズ４は、図示されていないが、前記リフレクタ３の反射面１３の第２焦点よりも前側に物空間側の焦点面（メリジオナル像面）を有する。

前記第１シェード５および第２シェード６は、前記リフレクタ３の反射面１３から前記投影レンズ４に向かう反射光を、図９中の実線で示すすれ違い用配光パターンＬＰ（第１配光パターン）が得られるロービーム（すれ違いビーム）と、同じく図９中の点線で示す高速道路（モータウエイ）用配光パターンＭＰ（第２配光パターン）が得られるミッドビーム（高速道路ビーム）と、同じく図９中の二点鎖線で示す走行用配光パターンＨＰ（第３配光パターン）が得られるハイビーム（走行ビーム）と、に切り替えるものである。

前記第１シェード５は、図１〜図４に示すように、本体部１４と、前記本体部１４に一体に設けられている前側シェード部１５および後側シェード部１６および係合部１７および左右のストッパ部１８および左右のサブリフレクタ部１９および下面の湾曲部３２および押部５１と、から構成されている。前記左右のサブリフレクタ部１９の左右には、小円形の透孔２０がそれぞれ設けられている。前記サブリフレクタ部１９には、前記すれ違い用配光パターンＬＰおよび前記高速道路用配光パターンＭＰおよび前記走行用配光パターンＨＰの所定の位置にそれぞれ配置される所定のサブ配光パターン（図示せず）を形成する反射面が設けられている。

前記前側シェード部１５および前記後側シェード部１６は、横方向（左右方向、水平方向）に長いほぼ長方形の薄板部材から構成されている。前記前側シェード部１５と前記後側シェード部１６との間には、隙間が形成される。前記前側シェード部１５の上端縁および前記後側シェード部１６の上端縁には、前記すれ違い用配光パターンＬＰの上水平カットオフラインおよび斜めカットオフラインおよび下水平カットオフラインを形成するための下水平エッジおよび斜めエッジおよび上水平エッジがそれぞれ設けられている。

前記第２シェード６は、同じく図１〜図４に示すように、本体部２１と、前記本体部２１に一体に設けられているシェード部２２および係合部２３および左右のストッパ部２４および左右の折曲部２５と、から構成されている。前記左右の折曲部２５の左右には、小円形の透孔２６がそれぞれ設けられている。

前記シェード部２２は、横方向（左右方向、水平方向）に長いほぼ長方形の薄板部材から構成されている。前記シェード部２２は、前記第１シェード５の前記前側シェード部１５と前記後側シェード部１６との間の隙間に配置されている。前記シェード部２２の上端縁には、前記高速道路用配光パターンＭＰの上水平カットオフラインおよび斜めカットオフラインおよび下水平カットオフラインを形成するための下水平エッジおよび斜めエッジおよび上水平エッジがそれぞれ設けられている。

前記フレーム部材８は、図１〜図４に示すように、前記投影レンズ４を保持固定する。前記フレーム部材８の左右側壁のほぼ中央には、スリット２７がそれぞれ設けられている。また、前記フレーム部材８の上下壁のほぼ中央には、スイブル軸２８がそれぞれ一体に設けられている。

前記ストッパ部材９は、図１〜図４に示すように、ロ形状をなす。前記ストッパ部材９の左右のほぼ中央には、スリット２９が前記フレーム部材８の前記スリット２７と対応してそれぞれ設けられている。また、前記ストッパ部材９の左右の下部には、ストッパ部３０がそれぞれ一体に設けられている。

前記フレーム部材８と前記ストッパ部材９とは、スクリュー（図示せず）により一体に取り付けられている。また、前記リフレクタ３は、前記フレーム部材８および前記ストッパ部材９にスクリュー（図示せず）により一体に取り付けられている。

前記シャフト１０は、図１〜図４に示すように、断面円形をなす。前記シャフト１０の左右両端には、フラット部３１がそれぞれ設けられている。前記シャフト１０のフラット部３１は、前記フレーム部材８のスリット２７およびストッパ部材２８のスリット２９にそれぞれ固定されている。

前記第１シェード５および前記第２シェード６は、前記シャフト１０に回転可能に取り付けられている。すなわち、前記シャフト１０の左右の断面円形の両端部が前記第１シェード５の前記透孔２０および前記第２シェード６の前記透孔２６中にそれぞれ回転可能に挿入されている。この結果、前記第１シェード５および前記第２シェード６は、前記シャフト１０を介して前記リフレクタ３および前記フレーム部材８および前記ストッパ部材９に姿勢切替可能に取り付けられている。

前記第１シェード５において、前記前側シェード部１５および前記後側シェード部１６および前記押部５１は、前記シャフト１０に対して後側（前記リフレクタ３側）に位置し、一方、前記係合部１７および前記ストッパ部１８および前記湾曲部３２は、前記シャフト１０に対して前側（前記投影レンズ４側）に位置する。また、前記第２シェード６において、前記シェード部２２は、前記シャフト１０に対して後側（前記リフレクタ３側）に位置し、一方、前記係合部２３および前記ストッパ部２４は、前記シャフト１０に対して前側（前記投影レンズ４側）に位置する。

前記シェード切替装置７は、スプリング３３およびステッピングモータ３４およびねじ変換機構３５および進退ロッド３６から構成されている。前記シェード切替装置７は、前記第１シェード５および前記第２シェード６の姿勢を、複数の配光パターン（前記すれ違い用配光パターンＬＰおよび前記高速道路用配光パターンＭＰおよび前記走行用配光パターンＨＰ）が得られる複数の姿勢（ロービーム姿勢、ミッドビーム姿勢、ハイビーム姿勢）に切り替えるものである。なお、前記ステッピングモータ３４は、車両用として、もしくは、車両用前照灯用として、汎用されているものを使用する。

前記ステッピングモータ３４および前記ねじ変換機構３５および前記進退ロッド３６は、モータユニットを構成する。すなわち、図１〜図５に示すように、前記ステッピングモータ３４は、スクリュー３７により第１ブラケット３８に取り付けられている。前記第１ブラケット３８には、スクリュー３９により第２ブラケット４０が取り付けられている。前記第１ブラケット３８および前記第２ブラケット４０には、ベアリング４１を介して前記進退ロッド３６の両端部が進退可能に取り付けられている。前記第１ブラケット３８は、スクリュー（図示せず）により前記フレーム部材８に取り付けられている。これにより、前記ステッピングモータ３４および前記ねじ変換機構３５および前記進退ロッド３６から構成されているモータユニットは、前記リフレクタ３および前記フレーム部材８および前記ストッパ部材９および前記シャフト１０に組み付けられる。このとき、前記進退ロッド３６の進退方向が前記投影レンズ４および前記反射面１３の光軸に対して交差するので、前記モータユニットを前記フレーム部材８などにコンパクトに組み付けることができる。

前記ステッピングモータ３４の出力ギア４２には入力ギア４３が噛み合っている。前記入力ギア４３の中心には、めねじ４４が設けられている。一方、前記進退ロッド３６の中間部には、おねじ４５が設けられている。前記めねじ４４と前記おねじ４５とは、噛み合って、前記ねじ変換機構３５を構成する。前記ねじ変換機構３５は、切り替えられた前記第１シェード５および前記第２シェード６の姿勢が戻るのを防ぐ機構を構成するものである。前記進退ロッド３６には、回り止め部４６が一体に設けられている。前記回り止め部４６は、前記第２ブラケット４０に回転不可能にかつ前記進退ロッド３６の進退方向に移動可能に取り付けられている。この結果、前記進退ロッド３６は、前記ステッピングモータ３４の駆動により前記ねじ変換機構３５を介して進退して前記第１シェード５および前記第２シェード６の姿勢を前記スプリング３３と共に複数の姿勢（ロービーム姿勢、ミッドビーム姿勢、ハイビーム姿勢）に切り替える。このとき、前記進退ロッド３６は、前記めねじ４４および前記おねじ４５から構成されている前記ねじ変換機構３５を介して進退するものである。これにより、前記進退ロッド３６は、外力により反転（逆方向への進退）するようなことはないので、前記第１シェード５および前記第２シェード６の姿勢をがたなく保持することができる。

前記スプリング３３は、図４、図６、図７に示すように、中央のコの字形状の固定部４７と、左右の２個のコイル部４８と、左右両端の２個の付勢部４９と、から構成されている。前記２個のコイル部４８は、前記シャフト１０に巻装されている。すなわち、前記２個のコイル部４８中に前記シャフト１０が挿通されている。前記固定部４７は、前記第２ブラケット４０に固定されている。前記２個の付勢部４９は、前記第１シェード５の前記係合部１７の上面と、前記第２シェード６の前記係合部２３第２伝達部６１の上面とに、それぞれ弾性当接している。この結果、前記スプリング３３は、いわゆる、トーションばねであって、前記第１シェード５および前記第２シェード６を所定の方向、たとえば、図１〜図３、図６、図７中の矢印方向に常時付勢する。

前記スプリング３３により付勢されている前記第１シェード５の前記湾曲部３２は、前記進退ロッド３６の一端（上端）に直接当接している。前記スプリング３３の力は、前記第１シェード５を介して前記進退ロッド３６に伝達され、かつ、前記進退ロッド３６の伸び方向と反対方向（図１〜図３中の矢印方向）に作用する。また、前記スプリング３３の力は、前記第１シェード５および前記第２シェード６にかかる振動を抑制できる所定の力を有する。たとえば、前記スプリング３３の力は、前記第１シェード５および前記第２シェード６の重心位置に４．５Ｇ以上の振動がかかったときに発生する力以上を有する。

前記シェード切替装置７の前記ステッピングモータ３４は、図１０に示すように、前記制御装置１００を介して配光パターン切替スイッチ１０１および車速センサや加速度センサなどの車両走行状態検出部１０２に接続されている。前記配光パターン切替スイッチ１０１は、ドライバーの手動による切替操作により、外部切替操作信号１０３を前記制御装置１００に出力するものである。また、前記車両走行状態検出部１０２は、車両の走行状態（たとえば、車両の車速状態や車両の加速状態）を検出してその検出信号を外部切替操作信号１０３として前記制御装置１００に出力するものである。

前記制御装置１００は、前記車両用前照灯１専用の制御装置であって、車両側の制御装置（たとえば、マスタＥＣＵやメインＣＰＵ）に対して、スレーブＥＣＵやサブＣＰＵである。前記制御装置１００は、図１０に示すように、制御部１０４と、モータ駆動部１０５とから構成されている。前記制御部１０４は、前記外部切替操作信号１０３に基づいて、パルス信号の切替駆動信号１０６を前記モータ駆動部１０５に出力するものである。前記モータ駆動部１０５は、前記切替駆動信号１０６に基づいて、前記ステッピングモータ３４を駆動させるものである。これにより、前記ステッピングモータ３４が駆動して前記進退ロッド３６が進退し、前記進退ロッド３６の進退作用と前記スプリング３３のばね作用とにより、前記第１シェード５および前記第２シェード６の姿勢が複数の姿勢（ロービーム姿勢、ミッドビーム姿勢、ハイビーム姿勢）に切り替えられる。なお、前記第１シェード５および前記第２シェード６の姿勢の切替は、前記配光パターン切替スイッチ１０１による手動切替でも良いし、前記車両走行状態検出部１０２による自動切替でも良いし、双方の組み合わせでも良い。

すなわち、図１に示すように、前記ステッピングモータ３４が駆動して前記進退ロッド３６が第１位置に位置している状態（後退している状態もしくは縮んでいる状態）のとき。このときは、前記スプリング３３の前記２個の付勢部４９の付勢作用により、前記第１シェード５および前記第２シェード６が所定の方向に付勢されていて、図８（Ａ）に示すように、前記第１シェード５のストッパ部１８および前記第２シェード６のストッパ部２４が前記ストッパ部材９のストッパ部３０にそれぞれ弾性当接している。これにより、前記第１シェード５および前記第２シェード６は、ロービーム姿勢にあって、前記すれ違い用配光パターンＬＰが得られる。このとき、前記スプリング３３の作用と、前記ストッパ部１８、２４、３０の作用と、前記第１シェード５の前記湾曲部３２が前記進退ロッド３６の先端にスプリング力ＦＬで直接弾性当接している作用とにより、前記第１シェード５および前記第２シェード６は、がたなくロービーム姿勢を保持することができる。また、前記第１シェード５の前記押部５２は、前記第２シェード６の本体部２１に当接していない。

また、図２に示すように、前記ステッピングモータ３４が駆動して前記進退ロッド３６が第２位置に位置している状態（ほぼ中間の位置に位置している状態）のとき。このときは、前記第１シェード５のみが前記スプリング３３のスプリング力に抗して図２および図８（Ｂ）中の白抜き矢印方向に回転して、前記第１シェード５のストッパ部１８が前記ストッパ部材９のストッパ部３０から離れ、一方、前記第２シェード６のストッパ部２４が前記ストッパ部材９のストッパ部３０に弾性当接している。これにより、前記第１シェード５および前記第２シェード６は、ミッドビーム姿勢にあって、前記高速道路用配光パターンＭＰが得られる。このとき、前記スプリング３３の作用と、前記ストッパ部２４、３０の作用と、前記第１シェード５の前記湾曲部３２が前記進退ロッド３６の先端にスプリング力ＦＭで直接弾性当接している作用とにより、前記第１シェード５および前記第２シェード６は、がたなくミッドビーム姿勢を保持することができる。また、前記第１シェード５の前記押部５２は、前記第２シェード６の本体部２１に当接しているか否かの状態にある。

さらに、図３に示すように、前記ステッピングモータ３４が駆動して前記進退ロッド３６が第３位置に位置している状態（前進している状態もしくは伸びている状態）のとき。このときは、前記第１シェード５の前記押部５２が前記第２シェード６の本体部２１に当接し、前記第１シェード５および前記第２シェード６が前記スプリング３３のスプリング力に抗して図３および図８（Ｃ）中の白抜き矢印方向にそれぞれ回転して、前記第１シェード５のストッパ部１８および前記第２シェード６のストッパ部２４が前記ストッパ部材９のストッパ部３０からそれぞれ離れている。これにより、前記第１シェード５および前記第２シェード６は、ハイビーム姿勢にあって、前記走行用配光パターンＨＰが得られる。このとき、前記スプリング３３の作用と、前記第１シェード５の前記湾曲部３２が前記進退ロッド３６の先端にスプリング力ＦＨで直接弾性当接している作用とにより、前記第１シェード５および前記第２シェード６は、がたなくハイビーム姿勢を保持することができる。

ここで、前記第１シェード５の前記湾曲部３２が前記進退ロッド３６の先端にスプリング力ＦＬ、ＦＭ、ＦＨで常時直接弾性当接している。このために、前記進退ロッド３６が進退して前記第１シェード５および前記第２シェード６の姿勢が切り替わる際に、前記第１シェード５の前記湾曲部３２が前記進退ロッド３６の先端に線接触で常時直接弾性当接しているので、前記湾曲部３２および前記進退ロッド３６の耐久性が向上される。

図１１は、前記車両用前照灯１において、前記第１シェード５および前記第２シェード６の回転角度（すなわち、切り替えられる配光パターンＬＰ、ＭＰ、ＨＰのモード）と、前記第１シェード５および前記第２シェード６の回転負荷（すなわち、前記スプリング３３の保持力）と、の相対関係を示す説明図である。縦軸は、シェード回転負荷（スプリングの保持力）を示し、下から上にかけてシェード回転負荷（スプリングの保持力）が大きくなる。横軸は、シェード回転角度（配光モード）を示し、左から右にかけてシェード回転角度が大きくなる。

前記図１１において、実線Ａの本案件構造（３機能）は、前記第１シェード５および前記第２シェード６を、ロービーム姿勢（図１参照）とミッドビーム姿勢（図２参照）との間、および、ロービーム姿勢とハイビーム姿勢（図３参照）との間、および、ミッドビーム姿勢とハイビーム姿勢との間、において回転させる前記車両用前照灯１のシェード回転負荷（スプリング保持力）とシェード回転角度（配光モード）との相対関係を示す。また、破線Ｂの従来構造（２機能）は、１個のシェードをロービーム姿勢（図１参照）とハイビーム姿勢（図３参照）との間において回転させる車両用前照灯のシェード回転負荷（スプリング保持力）とシェード回転角度（配光モード）との相対関係を示す。

前記図１１の横軸において、「Ｌｏ」は、前記第１シェード５および前記第２シェード６また１個のシェードがロービーム姿勢（図１参照） にあるときのシェード回転角度、「Ｍｏｔｏｒｗａｙ」は、前記第１シェード５および前記第２シェード６がミッドビーム姿勢（図２参照） にあるときのシェード回転角度、「Ｈｉ」は、前記第１シェード５および前記第２シェード６また１個のシェードがハイビーム姿勢（図１参照） にあるときのシェード回転角度、をそれぞれ示す。また、縦軸において、「ＦＬ」は、前記第１シェード５および前記第２シェード６また１個のシェードがロービーム姿勢（図１参照） にあるときのシェード回転負荷（スプリング保持力）、「ＦＭ」は、前記第１シェード５および前記第２シェード６がミッドビーム姿勢（図２参照） にあるときのシェード回転負荷（スプリング保持力）、「ＦＨ′」は、１個のシェードがハイビーム姿勢（図３参照） にあるときのシェード回転負荷（スプリング保持力）、「ＦＨ」は、前記第１シェード５および前記第２シェード６がハイビーム姿勢（図３参照） にあるときのシェード回転負荷（スプリング保持力）、をそれぞれ示す。

前記図１１に示すように、前記スプリング３３は、いわゆる、トーションばねであって、前記第１シェード５および前記第２シェード６に対して、常時、前記進退ロッド３６の伸び方向と反対方向の力（図１中の矢印ＦＬ、図２中の矢印ＦＭ、図３中の矢印ＦＨ） をかけている。すなわち、前記スプリング３３は、前記第１シェード５および前記第２シェード６に、常に、図２および図３中の白抜きの矢印と反対方向の回転負荷をかけている。また、前記スプリング３３のばね定数（前記図１１の縦軸のスプリング保持力）は、前記図１１の横軸の前記第１シェード５および前記第２シェード６また１個のシェードの回転角度に比例する。このために、前記第１シェード５および前記第２シェード６をロービーム姿勢（図１参照）からハイビーム姿勢（図３参照）まで回転させると、シェード回転負荷（スプリング保持力）が増加する。しかも、前記車両用前照灯１は、ダブルシェードすなわち２枚のシェードである前記第１シェード５および前記第２シェード６を、ミッドビーム姿勢（図２参照）からハイビーム姿勢（図３参照）まで連動させる必要があるために、１個のシェードをロービーム姿勢（図１参照）からハイビーム姿勢（図３参照）まで回転させる破線Ｂの従来構造（２機能）の車両用前照灯と比較して、実線Ａに示すように、前記第１シェード５および前記第２シェード６が連動を開始する段階からシェード回転負荷（スプリング保持力）が約２倍となる。このように、前記車両用前照灯１は、前記図１１中の白抜き矢印Ｃに示すように、機能の追加により負荷が増加する。

図１２は、前記ステッピングモータ３４のプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性を示す説明図である。すなわち、前記図１２は、前記ステッピングモータ３４の出力（縦軸）と回転速度すなわち配光パターンの切替スピード（横軸）との相対関係を示す説明図である。縦軸は、前記ステッピングモータ３４が出力するトルクすなわち出力（ｍＮｍミリニュートンメートル）を示し、下から上にかけて出力が大きくなる。縦軸の出力の「ＦＬ」、「ＦＭ」、「ＦＨ′」、「ＦＨ」は、前記図１１の縦軸のシェード回転負荷（スプリング保持力）の「ＦＬ」、「ＦＭ」、「ＦＨ′」、「ＦＨ」とそれぞれ対応する。横軸は、前記ステッピングモータ３４を駆動させる前記切替駆動信号１０６のパルス信号の周波数（ｐｐｓパルスパーセコンド）を示し、左から右にかけて周波数が高くなり、前記ステッピングモータ３４の回転速度が速くなる。

前記図１２において、点Ｄは、前記図１１の破線Ｂの従来構造（２機能）の車両用前照灯の１個のシェードをロービーム姿勢からハイビーム姿勢に切り替えた時点、すなわち、１個のシェードによる前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替モードを示す。前記点Ｄにおいて、前記ステッピングモータ３４の出力は「ＦＨ′」（たとえば、約４．８ｍＮｍ）であり、前記ステッピングモータ３４の周波数は「ｆ１」（たとえば、約４００ｐｐｓ）である。点Ｅは、前記図１１の実線Ａの本案件構造（３機能）の前記車両用前照灯１の前記第１シェード５および前記第２シェード６をロービーム姿勢からハイビーム姿勢に切り替えた時点、すなわち、前記第１シェード５および前記第２シェード６による前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替モード、もしくは、前記第１シェード５および前記第２シェード６による前記高速道路用配光パターンＭＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替モードを示す。前記点Ｅにおいて、前記ステッピングモータ３４の出力は「ＦＨ」（たとえば、約８．０ｍＮｍ）であり、前記ステッピングモータ３４の周波数は「ｆ２」（たとえば、約３５０ｐｐｓ）である。

前記図１１および前記図１２に示すように、実線Ａの前記車両用前照灯１の前記第１シェード５および前記第２シェード６をロービーム姿勢からハイビーム姿勢に切り替える際のシェード回転負荷（スプリング保持力）および前記ステッピングモータ３４の出力「ＦＨ」は、破線Ｂの車両用前照灯の１個のシェードをロービーム姿勢からハイビーム姿勢に切り替える際のシェード回転負荷（スプリング保持力）および前記ステッピングモータ３４の出力「ＦＨ′」よりも大きい。このために、前記図１２に示すように、前記車両用前照灯１の前記第１シェード５および前記第２シェード６による前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替モードＥ、もしくは、前記第１シェード５および前記第２シェード６による前記高速道路用配光パターンＭＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替モードＥ、における前記ステッピングモータ３４の周波数「ｆ２」は、１個のシェードによる前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替モードＤにおける前記ステッピングモータ３４の周波数「ｆ１」よりも低い。この結果、前記車両用前照灯１の前記第１シェード５および前記第２シェード６による前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替スピード、もしくは、前記第１シェード５および前記第２シェード６による前記高速道路用配光パターンＭＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替スピードは、１個のシェードによる前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替スピードよりも遅い。このように、前記車両用前照灯１は、前記図１２中の白抜き矢印Ｆに示すように、機能の追加により配光パターンの切替スピードが低下する。

なお、前記図１２において、点Ｇに示すように、前記車両用前照灯１の前記第１シェード５および前記第２シェード６をロービーム姿勢からミッドビーム姿勢に切り替える際の前記ステッピングモータ３４の出力「ＦＭ」は、１個のシェードをロービーム姿勢からハイビーム姿勢に切り替える際の前記ステッピングモータ３４の出力「ＦＨ′」よりも小さい。このために、前記車両用前照灯１の前記第１シェード５および前記第２シェード６による前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記高速道路用配光パターンＭＰとの切替スピードを、所定の切替スピード、たとえば、１個のシェードによる前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記高速道路用配光パターンＭＰとの切替スピード、よりも遅く設定することができる。

ここで、車両が高速で走行する際に、高速走行における視野を確保するために、前記すれ違い用配光パターンＬＰもしくは前記高速道路用配光パターンＭＰから前記走行用配光パターンＨＰに高スピードで切り替わる必要がある。このために、第２切替の前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替（一方の切替）、もしくは、第２切替の前記高速道路用配光パターンＭＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替（一方の切替）は、第１切替の前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記高速道路用配光パターンＭＰとの切替（他方の切替）よりも、切替スピードが重視される。

そこで、前記制御装置１００は、図１３に示すように、定格電流で前記ステッピングモータ３４を駆動制御して前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記高速道路用配光パターンＭＰとの前記第１切替を行い、定格電流値よりも大きい電流値のオーバードライブで前記ステッピングモータ３４を駆動制御して前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの前記第２切替、もしくは、前記高速道路用配光パターンＭＰと前記走行用配光パターンＨＰとの前記第２切替を行う。これにより、前記車両用前照灯１は、前記第１シェード５および前記第２シェード６による前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替スピード、もしくは、前記第１シェード５および前記第２シェード６による前記高速道路用配光パターンＭＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替スピードを、１個のシェードによる前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替スピードにすることができる。以下、前記制御装置１００の制御について、図１３を参照して説明する。

前記図１３は、前記図１２と同様に、定格電流の場合とオーバードライブ（電流値が定格電流値よりも大きい）の場合との前記ステッピングモータ３４のプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性を示す説明図である。縦軸および横軸は、前記図１２の縦軸および横軸と同様である。また、前記図１３中、前記図１２と同符号は、同一のものを示す。前記図１３中の実線曲線は、前記図１２と同様に定格電流の場合の前記ステッピングモータ３４のプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性を示す。また、点線曲線は、オーバードライブの場合の前記ステッピングモータ３４のプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性を示す。

ステッピングモータは、一般に、供給電流値においてある程度の幅を有するものである。車両用として、もしくは、車両用前照灯用として、汎用されている前記ステッピングモータ３４における供給電流値の幅は、発熱耐久性などを考慮されていて、約４００ｍＡ〜約６００ｍＡである。そして、前記車両用前照灯１は、前記定格電流の電流値を消費電力が少ない約４００ｍＡとし、一方、前記オーバードライブの電流値を前記定格電流値の約１．５５倍の約６００ｍＡとする。

前記制御装置１００は、前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの前記第２切替、もしくは、前記高速道路用配光パターンＭＰと前記走行用配光パターンＨＰとの前記第２切替を行う際には、オーバードライブで前記ステッピングモータ３４を駆動制御する。すると、前記図１３に示すように、前記ステッピングモータ３４のプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性は、実線曲線に示す出力特性から点線曲線に示す出力特性に変わる。すなわち、前記図１３中の矢印Ｈに示すように、定格電流値の約１．５５倍の電流値のオーバードライブにより、すなわち、一時的に電流値を増加させて出力を向上させる。この結果、前記第１シェード５および前記第２シェード６による前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替スピード、もしくは、前記第１シェード５および前記第２シェード６による前記高速道路用配光パターンＭＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替スピードを、図１３中の点Ｅの周波数ｆ２から点Ｉの周波数ｆ１に、すなわち、１個のシェードによる前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替スピードにすることができる。一方、前記のように、前記第１シェード５および前記第２シェード６による前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記高速道路用配光パターンＭＰとの切替スピードは、所定の切替スピード、たとえば、１個のシェードによる前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記高速道路用配光パターンＭＰとの切替スピード（図１３中の点Ｄ、Ｉの周波数ｆ１）、よりも遅い切替スピード（図１３中の点Ｅの周波数ｆ２）に設定することができる。

前記制御装置１００の前記制御部１０４は、前記外部切替操作信号１０３が前記第１切替を行う信号の場合、定格電流のパルス信号の切替駆動信号１０６を前記モータ駆動部１０５に出力し、かつ、前記外部切替操作信号１０３が前記第２切替を行う信号の場合、オーバードライブのパルス信号の切替駆動信号１０６を前記モータ駆動部１０５に出力するものである。前記制御装置１００の前記モータ駆動部１０５は、定格電流のパルス信号の前記切替駆動信号１０６に基づいて、前記ステッピングモータ３４を定格電流で駆動させ、かつ、オーバードライブのパルス信号の切替駆動信号１０６に基づいて、前記ステッピングモータ３４をオーバードライブで駆動させるものである。

前記制御装置１００は、前記第１切替および前記第２切替が完了した時点で、前記ステッピングモータ３４への電流供給を遮断する。すなわち、前記車両用前照灯１は、図１０に示すように、前記第１シェード５および前記第２シェード６のロービーム姿勢およびミッドビーム姿勢およびハイビーム姿勢をそれぞれ検出する位置検出部１０７を有する。前記位置検出部１０７は、たとえば、光センサやマイクロスイッチなどからなり、前記第１シェード５および前記第２シェード６のロービーム姿勢およびミッドビーム姿勢およびハイビーム姿勢をそれぞれ検出して位置検出信号１０８を前記制御装置１００の前記制御部１０４に出力する。

前記制御装置１００の前記制御部１０４は、前記位置検出信号１０８に基づいて、前記第１シェード５および前記第２シェード６がロービーム姿勢またはミッドビーム姿勢またはハイビーム姿勢に位置して、前記第１切替および前記第２切替が完了したと判断して、前記切替駆動信号１０６の前記モータ駆動部１０５への出力を遮断する。これにより、前記制御装置１００の前記モータ駆動部１０５は、前記ステッピングモータ３４への電流供給を遮断する。このとき、前記シェード切替装置７の前記ねじ変換機構３５は、切り替えられた前記第１シェード５および前記第２シェード６の姿勢が戻るのを防ぐ機構を構成するものであるから、前記ステッピングモータ３４への電流供給を遮断しても、切り替えられた前記第１シェード５および前記第２シェード６の姿勢は、元の姿勢に戻ることなくその姿勢を維持固定することができる。

前記第１切替は、前記すれ違い用配光パターンＬＰから前記高速道路用配光パターンＭＰへの切替と、その逆の、前記高速道路用配光パターンＭＰから前記すれ違い用配光パターンＬＰへの切替と、である。また、前記第２切替は、前記すれ違い用配光パターンＬＰから前記走行用配光パターンＨＰへの切替と、その逆の、前記走行用配光パターンＨＰから前記すれ違い用配光パターンＬＰへの切替と、前記高速道路用配光パターンＭＰから前記走行用配光パターンＨＰへの切替と、その逆の、前記走行用配光パターンＨＰから前記高速道路用配光パターンＭＰへの切替と、である。

この実施例１にかかる車両用前照灯１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

まず、放電灯２を点灯する。すると、放電灯２からの光は、リフレクタ３の反射面１３で反射される。その反射光は、リフレクタ３の反射面１３の第２焦点に集光され、かつ、その第２焦点を通って拡散され、さらに、投影レンズ４を経て前方に投影（放射、照射）される。その投影光（放射光、照射光）は、図９中の実線で示すすれ違い用配光パターンＬＰ（第１配光パターン）が得られるロービーム（すれ違いビーム）として、または、図９中の点線で示す高速道路（モータウエイ）用配光パターンＭＰ（第２配光パターン）が得られるミッドビーム（高速道路ビーム）として、または、図９中の二点鎖線で示す走行用配光パターンＨＰ（第３配光パターン）が得られるハイビーム（走行ビーム）として、それぞれ前方に投影される。

ここで、制御装置１００が外部切替操作信号１０３に基づいてステッピングモータ３４を駆動させて進退ロッド３６を第１位置に位置させると、この進退ロッド３６の進退作用とスプリング３３の作用とにより、第１シェード５および第２シェード６の姿勢がロービーム姿勢に切り替わる。この結果、図９中の実線で示すすれ違い用配光パターンＬＰ（第１配光パターン）が得られる。

また、制御装置１００が外部切替操作信号１０３に基づいてステッピングモータ３４を駆動させて進退ロッド３６を第２位置に位置させると、この進退ロッド３６の進退作用とスプリング３３の作用とにより、第１シェード５および第２シェード６の姿勢がミッドビーム姿勢に切り替わる。この結果、図９中の点線で示す高速道路（モータウエイ）用配光パターンＭＰ（第２配光パターン）が得られる。

さらに、制御装置１００が外部切替操作信号１０３に基づいてステッピングモータ３４を駆動させて進退ロッド３６を第３位置に位置させると、この進退ロッド３６の進退作用とスプリング３３の作用とにより、第１シェード５および第２シェード６の姿勢がハイビーム姿勢に切り替わる。この結果、図９中の二点鎖線で示す走行用配光パターンＨＰ（第３配光パターン）が得られる。

さらにまた、制御装置１００は、第１切替を行う外部切替操作信号１０３に基づいて、第１切替、すなわち、すれ違い用配光パターンＬＰから高速道路用配光パターンＭＰへの切替、その逆の、高速道路用配光パターンＭＰからすれ違い用配光パターンＬＰへの切替、を行う際には、定格電流でステッピングモータ３４を駆動させる。これにより、第１切替は、図１３中の実線曲線のステッピングモータ３４のプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性で行われる。このときの定格電流値は、ステッピングモータ３４の発熱耐久性などを考慮されていて、約４００ｍＡであるから、ステッピングモータ３４が発熱による耐久性が劣化する虞はない。

さらにまた、制御装置１００は、第２切替を行う外部切替操作信号１０３に基づいて、第２切替、すなわち、すれ違い用配光パターンＬＰから走行用配光パターンＨＰへの切替、その逆の、走行用配光パターンＨＰからすれ違い用配光パターンＬＰへの切替、高速道路用配光パターンＭＰから走行用配光パターンＨＰへの切替、その逆の、走行用配光パターンＨＰから高速道路用配光パターンＭＰへの切替、を行う際には、オーバードライブでステッピングモータ３４を駆動させる。これにより、第２切替は、図１３中の点線曲線のステッピングモータ３４のプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性で行われる。このときのオーバードライブの電流値は、ステッピングモータ３４の発熱耐久性などを考慮されていて、約６００ｍＡであるから、ステッピングモータ３４が発熱による耐久性が劣化する虞はない。

さらにまた、制御装置１００は、位置検出信号１０８に基づいて、第１シェード５および第２シェード６がロービーム姿勢またはミッドビーム姿勢またはハイビーム姿勢に位置して、第１切替および第２切替が完了したと判断して、切替駆動信号１０６のモータ駆動部１０５への出力を遮断して、ステッピングモータ３４への電流供給を遮断する。

図１４は、制御装置１００の制御工程を示すフローチャートである。以下、図１４のフローチャートを参照して、制御装置１００の制御工程について説明する。

制御装置１００の作動をスタートさせる。すると、制御装置１００は、配光パターン切替スイッチ１０１や車両走行状態検出部１０２から外部切替操作信号１０３を入力する（外部切替操作信号１０３を入力 Ｓ１）。制御装置１００は、入力された外部切替操作信号１０３が第１切替を行う信号なのか第２切替を行う信号なのかを判断する（外部切替操作信号１０３は第２切替を行う信号か？ Ｓ２）。

前記のＳ２において、入力された外部切替操作信号１０３が第２切替を行う信号の場合、制御装置１００は、オーバードライブでステッピングモータ３４を駆動させる（オーバードライブでステッピングモータ３４を駆動 Ｓ３）。また、前記のＳ２において、入力された外部切替操作信号１０３が第１切替を行う信号の場合、制御装置１００は、定格電流でステッピングモータ３４を駆動させる（定格電流でステッピングモータ３４を駆動 Ｓ４）。

そして、制御装置１００は、位置検出部１０７から位置検出信号１０８が入力されたか否かに基づいて第１切替または第２切替が完了したか否かを判断する（位置検出信号１０８が入力されたか？ Ｓ５）。前記のＳ５において、位置検出信号１０８が入力されていなければ、制御装置１００は、第１切替または第２切替が未だ完了していないものと判断して前記のＳ３または前記のＳ４に戻る。

また、前記のＳ５において、位置検出信号１０８が入力されていれば、制御装置１００は、第１切替または第２切替が完了したものと判断し、ステッピングモータ３４への電流供給を遮断する（ステッピングモータ３４への電流供給を遮断 Ｓ６）。これにより、制御装置１００の作動が終了する。

この実施例１にかかる車両用前照灯１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施例１にかかる車両用前照灯１は、ソレノイドおよび通常のモータ（たとえば、ＤＣモータ）の代わりにステッピングモータ３４を使用し、かつ、そのステッピングモータ３４を制御装置１００により駆動制御する。すなわち、この実施例１にかかる車両用前照灯１は、制御装置１００の制御作用により、定格電流でステッピングモータ３４を駆動制御して第１切替を行い、定格電流値よりも大きい電流値のオーバードライブでステッピングモータ３４を駆動制御して第２切替を行うことができる。

このために、この実施例１にかかる車両用前照灯１は、複数の配光パターンの切替が、すれ違い用配光パターンＬＰと高速道路用配光パターンＭＰとの第１切替と、すれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替、もしくは、高速道路用配光パターンＭＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替と、である場合。この場合において、この実施例１にかかる車両用前照灯１は、第１切替のすれ違い用配光パターンＬＰと高速道路用配光パターンＭＰとの切替（他方の切替）に対して、切替スピードが重視される配光パターンの切替、すなわち、第２切替のすれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの切替（一方の切替）、もしくは、第２切替の高速道路用配光パターンＭＰと走行用配光パターンＨＰとの切替（一方の切替）の切替スピードを、図１３中の点Ｅの周波数ｆ２から点Ｉの周波数ｆ１に示すように、所定のスピードに確保することができる。この結果、この実施例１にかかる車両用前照灯１は、車両が高速で走行する際に、すれ違い用配光パターンＬＰもしくは高速道路用配光パターンＭＰから走行用配光パターンＨＰに所定のスピード（図１３中の周波数ｆ１）で切り替わるので、高速走行における視野を確保することができ、交通安全に貢献することができる。

このように、この実施例１にかかる車両用前照灯１は、一方の切替（第２切替）が他方の切替（第１切替）に対して切替スピードが重視される場合において、制御装置１００のステッピングモータ３４の駆動制御により、ステッピングモータ３４を大型化することなく、一方の切替スピードを所定のスピードに確保することができ、しかも、その切替スピードを適正に制御することができる。

また、この実施例１にかかる車両用前照灯１は、シェード切替装置７のねじ変換機構３５が、切り替えられた第１シェード５および第２シェード６の姿勢が戻るのを防ぐ機構を構成するものであるから、制御装置１００が、第１切替および第２切替が完了した時点でステッピングモータ３４への電流供給を遮断しても、切り替えられた第１シェード５および第２シェード６の姿勢が、元の姿勢に戻ることなくその姿勢を維持固定することができる。このために、この実施例１にかかる車両用前照灯１は、切替完了時点で電流を遮断するので、ステッピングモータ３４の自己発熱を防止でき、ステッピングモータ３４の耐久性を維持することができ、消費電力を抑制することができる。

図１５〜図１７は、この発明にかかる車両用前照灯の実施例２を示す。図中、図１〜図１４と同符号は、同一のものを示す。

この実施例２にかかる車両用前照灯の制御装置１００は、図１５〜図１７に示すように、実施例１の定格電流の代わりに一定速制御でステッピングモータ３４を駆動制御してすれ違い用配光パターンＬＰと高速道路用配光パターンＭＰとの第１切替を行い、実施例１のオーバードライブの代わりに加速制御でステッピングモータ３４を駆動制御してすれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替、もしくは、高速道路用配光パターンＭＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替を行う。これにより、この実施例２にかかる車両用前照灯は、第１シェード５および第２シェード６によるすれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの切替スピード、もしくは、第１シェード５および第２シェード６による高速道路用配光パターンＭＰと走行用配光パターンＨＰとの切替スピードを、１個のシェードによるすれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの切替スピードにすることができる。以下、この実施例２にかかる制御装置１００の制御について、図１５および図１６を参照して説明する。

図１５は、この実施例２にかかる車両用前照灯に使用されるステッピングモータ３４のプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性とプルアウト（Ｐｕｌｌ−ｏｕｔ）の出力特性とを示す説明図である。図１５の縦軸は、ステッピングモータ３４が出力するトルク（ｍＮｍミリニュートンメートル）を示し、下から上にかけてトルクが大きくなる。図１５の横軸は、ステッピングモータ３４を駆動させる切替駆動信号１０６のパルス信号の周波数ｆ（ｐｐｓパルスパーセコンド）を示し、左から右にかけて周波数が高くなり、ステッピングモータ３４の回転速度が速くなる。

前記図１５において、ステッピングモータ３４のプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性は、一定速制御でステッピングモータ３４を駆動制御した場合に得られる出力特性である。一方、ステッピングモータ３４のプルアウト（Ｐｕｌｌ−ｏｕｔ）の出力特性は、加速制御でステッピングモータ３４を駆動制御した場合に得られる出力特性である。また、前記図１５の縦軸における「必要出力ＦＨ」は、すれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替、もしくは、高速道路用配光パターンＭＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替のために、すなわち、第１シェード５および第２シェード６の姿勢をロービーム姿勢とハイビーム姿勢との切替、もしくは、ミッドビーム姿勢とハイビーム姿勢との切替のために、最低限必要なステッピングモータ３４の出力を示す。さらに、前記図１５の横軸における「起動周波数ｆ３」は、一定速制御でステッピングモータ３４を駆動制御して第１切替を行う際に、ステッピングモータ３４を駆動させるための周波数、および、加速制御でステッピングモータ３４を駆動制御して第２切替を行う際に、ステッピングモータ３４を起動させるための周波数を示す。さらにまた、前記図１５の横軸における「運転周波数ｆ４」は、加速制御でステッピングモータ３４を駆動制御して第２切替を行う際に、ステッピングモータ３４を起動時から徐々に加速して定速運転させるための周波数を示す。さらにまた、前記図１５において、点Ｐ１は、ステッピングモータ３４のプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性上の必要出力ＦＨと起動周波数ｆ３との交点である。さらにまた、前記図１５において、点Ｐ２は、ステッピングモータ３４のプルアウト（Ｐｕｌｌ−ｏｕｔ）の出力特性上の必要出力ＦＨと運転周波数ｆ４との交点である。

図１６（Ａ）は、一定速制御でステッピングモータ３４を駆動制御してすれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替、もしくは、高速道路用配光パターンＭＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替の切替時間ｔ１を示す説明図である。図１６（Ａ）の縦軸は、ステッピングモータ３４を駆動させる切替駆動信号１０６のパルス信号の周波数ｆ（ｐｐｓパルスパーセコンド）を示し、下から上にかけて周波数が高くなり、ステッピングモータ３４の回転速度が速くなる。図１６（Ａ）の横軸は、ステッピングモータ３４を駆動させる時間、および、すれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替時間ｔ、もしくは、高速道路用配光パターンＭＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替時間ｔ（ｓセコンド）を示し、左から右にかけて駆動時間および切替時間が長くなる。

一定速制御でステッピングモータ３４を駆動制御して第２切替を行うと、周波数が前記図１５のプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性上の点Ｐ１における起動周波数ｆ３に一定となる。このために、前記図１６（Ａ）に示すように、第２切替を行うための切替時間ｔがｔ１となる。すなわち、ステッピングモータ３４を一定の起動周波数ｆ３のパルスで時間ｔ１駆動させることにより、進退ロッド３６が、図１に示す第１位置と図３に示す第３位置との間、もしくは、図２に示す第２位置と図３に示す第３位置との間、を前進して（伸びて）または後退して（縮んで）、第１シェード５および第２シェード６の姿勢が、ロービーム姿勢とハイビーム姿勢との間、もしくは、ミッドビーム姿勢とハイビーム姿勢との間、に切り替わって、配光パターンが、すれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの間、もしくは、高速道路用配光パターンＭＰと走行用配光パターンＨＰとの間切り替わる。図１６（Ａ）において、横長の長方形のＰｕｌｓｅ数の面積（点々が施されている面）は、進退ロッド３６の図１に示す第１位置と図３に示す第３位置との間、もしくは、図２に示す第２位置と図３に示す第３位置との間、を前進した（伸びた）または後退した（縮んだ）距離を示す。前記距離（横長の長方形の面積）は、ステッピングモータ３４に供給するパルスの周波数ｆ３と、ステッピングモータ３４に周波数ｆ３のパルスを供給する時間ｔ１と、の積である。このように、一定速制御でステッピングモータ３４を駆動制御して第２切替を行うと、この第２切替に要する時間は、ｔ１となる。

ここで、前記図１５中の点Ｐ１における起動周波数ｆ３は、前記図１２および図１３中の点Ｅにおける周波数ｆ２とほぼ同数である。このために、一定速制御でステッピングモータ３４を駆動制御して行う第２切替スピードは、１個のシェードによる前記すれ違い用配光パターンＬＰと前記走行用配光パターンＨＰとの切替スピードよりも遅い。

そこで、制御装置１００は、前記図１５および図１６（Ｂ）に示すように、加速制御でステッピングモータ３４を駆動制御してすれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替、もしくは、高速道路用配光パターンＭＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替を行う。

図１６（Ｂ）は、加速制御でステッピングモータ３４を駆動制御してすれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替、もしくは、高速道路用配光パターンＭＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替の切替時間ｔ２を示す説明図である。図１６（Ｂ）の縦軸は、ステッピングモータ３４を駆動させる切替駆動信号１０６のパルス信号の周波数ｆ（ｐｐｓパルスパーセコンド）を示し、下から上にかけて周波数が高くなり、ステッピングモータ３４の回転速度が速くなる。図１６（Ｂ）の横軸は、ステッピングモータ３４を駆動させる時間、および、すれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替時間、もしくは、高速道路用配光パターンＭＰと走行用配光パターンＨＰとの第２切替時間ｔ（ｓセコンド）を示し、左から右にかけて駆動時間および切替時間が長くなる。

制御装置１００による加速制御は、まず、前記図１５中の点Ｐ１における起動周波数ｆ３でステッピングモータ３４を起動させ、つぎに、周波数ｆを上げてステッピングモータ３４の回転速度を加速させ、それから、周波数ｆが前記図１５中の点Ｐ２における運転周波数ｆ４に達した時点で、その運転周波数ｆ４でステッピングモータ３４を定速駆動させる制御である。また、制御装置１００の加速制御における加速時間ｔ３は、ステッピングモータ３４の特性上可能な範囲で最も短時間とする。

このために、前記図１６（Ｂ）に示すように、第２切替を行うための切替時間ｔがｔ２となる。すなわち、ステッピングモータ３４を、起動周波数ｆ３から運転周波数ｆ４までの加速パルスで加速時間ｔ３駆動させ、かつ、運転周波数ｆ４の定速パルスで定速時間（ｔ２−ｔ３）駆動させることにより、進退ロッド３６が、図１に示す第１位置と図３に示す第３位置との間、もしくは、図２に示す第２位置と図３に示す第３位置との間、を前進して（伸びて）または後退して（縮んで）、第１シェード５および第２シェード６の姿勢が、ロービーム姿勢とハイビーム姿勢との間、もしくは、ミッドビーム姿勢とハイビーム姿勢との間、に切り替わって、配光パターンが、すれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの間、もしくは、高速道路用配光パターンＭＰと走行用配光パターンＨＰとの間切り替わる。図１６（Ｂ）において、五角形のＰｕｌｓｅ数の面積（点々が施されている面）は、進退ロッド３６の図１に示す第１位置と図３に示す第３位置との間、もしくは、図２に示す第２位置と図３に示す第３位置との間、を前進した（伸びた）または後退した（縮んだ）距離を示す。前記距離（五角形の面積）は、起動から加速時間ｔ３までの台形の面積と、加速時間ｔ３から切替完了時間ｔ４までの縦長の長方形の面積と、の和である。前記台形の面積は、（起動周波数ｆ３＋運転周波数ｆ４）×加速時間ｔ３／２で求められる。また、前記縦長の長方形の面積は、運転周波数ｆ４×（切替完了時間ｔ４−加速時間ｔ３）で求められる。このように、加速制御でステッピングモータ３４を駆動制御して第２切替を行うと、この第２切替に要する時間は、ｔ２となる。

前記図１６（Ａ）における横長の長方形のＰｕｌｓｅ数の面積、すなわち、進退ロッド３６の進退距離と、前記図１６（Ｂ）における五角形のＰｕｌｓｅ数の面積、すなわち、進退ロッド３６の進退距離とは、等しい。このために、前記図１６（Ａ）の一定速制御による切替時間ｔ１よりも、前記図１６（Ｂ）の加速制御による切替時間ｔ２のほうが短い。すなわち、前記図１６（Ｂ）の加速制御による切替スピードが前記図１６（Ａ）の一定速制御による切替スピードよりも速い。このように、この実施例２にかかる車両用前照灯は、第１シェード５および第２シェード６によるすれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの切替スピード、もしくは、第１シェード５および第２シェード６による高速道路用配光パターンＭＰと走行用配光パターンＨＰとの切替スピードを、１個のシェードによるすれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとの切替スピードにすることができる。

図１７は、制御装置１００の制御工程を示すフローチャートである。以下、図１７のフローチャートを参照して、制御装置１００の制御工程について説明する。

制御装置１００の作動をスタートさせる。すると、制御装置１００は、配光パターン切替スイッチ１０１や車両走行状態検出部１０２から外部切替操作信号１０３を入力する（外部切替操作信号１０３を入力 Ｓ１１）。制御装置１００は、入力された外部切替操作信号１０３が第１切替を行う信号なのか第２切替を行う信号なのかを判断する（外部切替操作信号１０３は第２切替を行う信号か？ Ｓ１２）。

前記のＳ１２において、入力された外部切替操作信号１０３が第２切替を行う信号の場合、制御装置１００は、加速制御でステッピングモータ３４を駆動させる（加速制御でステッピングモータ３４を駆動 Ｓ１３）。また、前記のＳ１２において、入力された外部切替操作信号１０３が第１切替を行う信号の場合、制御装置１００は、一定速制御でステッピングモータ３４を駆動させる（一定速制御でステッピングモータ３４を駆動 Ｓ１４）。

そして、制御装置１００は、位置検出部１０７から位置検出信号１０８が入力されたか否かに基づいて第１切替または第２切替が完了したか否かを判断する（位置検出信号１０８が入力されたか？ Ｓ１５）。前記のＳ１５において、位置検出信号１０８が入力されていなければ、制御装置１００は、第１切替または第２切替が未だ完了していないものと判断して前記のＳ１３または前記のＳ１４に戻る。

また、前記のＳ１５において、位置検出信号１０８が入力されていれば、制御装置１００は、第１切替または第２切替が完了したものと判断し、ステッピングモータ３４への電流供給を遮断する（ステッピングモータ３４への電流供給を遮断 Ｓ１６）。これにより、制御装置１００の作動が終了する。

この実施例２にかかる車両用前照灯は、以上のごとき構成および作用からなるので、前記の実施例１にかかる車両用前照灯１とほぼ同様の効果を達成することができる。しかも、この実施例２にかかる車両用前照灯は、制御装置１００の加速制御における加速時間ｔ３をステッピングモータ３４の特性上可能な範囲で最も短時間とするので、第２切替の切替スピードをさらに上げることができ、第２切替の切替感を向上させることができる。特に、この実施例２にかかる車両用前照灯は、制御装置１００の加速制御によりステッピングモータ３４を駆動制御するので、ステッピングモータ３４の駆動制御が容易であり、制御装置１００を安価なものを使用することができる。

図１８および図１９は、この発明にかかる車両用前照灯の実施例３を示す。図中、図１〜図１７と同符号は、同一のものを示す。

この実施例３にかかる車両用前照灯の制御装置１００は、図１８に示すように、第２切替を行う際に、前記の実施例１のオーバードライブおよび前記の実施例２の加速制御でステッピングモータ３４を駆動制御して第２切替を行うものである。すなわち、定格電流値の約１．５５倍の電流値のオーバードライブにより、ステッピングモータ３４のプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）およびプルアウト（Ｐｕｌｌ−ｏｕｔ）の出力特性を一点鎖線曲線に示す出力特性から実線曲線に示す出力特性に変える（オフセットする）。この結果、起動周波数がｆ３からｆ５と上がり、運転周波数もｆ４からｆ６と上がる。さらに、加速制御により、周波数をオーバードライブの起動周波数ｆ５から定格電流値の運転周波数ｆ４を経てさらに高域のオーバードライブの運転周波数ｆ６に上げる。

図１９は、制御装置１００の制御工程を示すフローチャートである。以下、図１９のフローチャートを参照して、制御装置１００の制御工程について説明する。

制御装置１００の作動をスタートさせる。すると、制御装置１００は、配光パターン切替スイッチ１０１や車両走行状態検出部１０２から外部切替操作信号１０３を入力する（外部切替操作信号１０３を入力 Ｓ２１）。制御装置１００は、入力された外部切替操作信号１０３が第１切替を行う信号なのか第２切替を行う信号なのかを判断する（外部切替操作信号１０３は第２切替を行う信号か？ Ｓ２２）。

前記のＳ２２において、入力された外部切替操作信号１０３が第２切替を行う信号の場合、制御装置１００は、オーバードライブおよび加速制御でステッピングモータ３４を駆動させる（オーバードライブおよび加速制御でステッピングモータ３４を駆動 Ｓ２３）。また、前記のＳ２２において、入力された外部切替操作信号１０３が第１切替を行う信号の場合、制御装置１００は、定格電流もしくは一定速制御でステッピングモータ３４を駆動させる（定格電流もしくは一定速制御でステッピングモータ３４を駆動 Ｓ２４）。

そして、制御装置１００は、位置検出部１０７から位置検出信号１０８が入力されたか否かに基づいて第１切替または第２切替が完了したか否かを判断する（位置検出信号１０８が入力されたか？ Ｓ２５）。前記のＳ２５において、位置検出信号１０８が入力されていなければ、制御装置１００は、第１切替または第２切替が未だ完了していないものと判断して前記のＳ２３または前記のＳ２４に戻る。

また、前記のＳ２５において、位置検出信号１０８が入力されていれば、制御装置１００は、第１切替または第２切替が完了したものと判断し、ステッピングモータ３４への電流供給を遮断する（ステッピングモータ３４への電流供給を遮断 Ｓ２６）。これにより、制御装置１００の作動が終了する。

この実施例３にかかる車両用前照灯は、以上のごとき構成および作用からなるので、前記の実施例１にかかる車両用前照灯１および前記の実施例２にかかる車両用前照灯とほぼ同様の効果、さらには、前記の実施例１にかかる車両用前照灯１の効果と前記の実施例２にかかる車両用前照灯の効果との相乗効果を達成することができる。

この発明にかかる車両用前照灯の実施例１を示す縦断面図であって、第１シェードおよび第２シェードの姿勢がロービーム姿勢のときの状態を示す縦断面図である。 同じく、第１シェードおよび第２シェードの姿勢がミッドビーム姿勢のときの状態を示す縦断面図である。 同じく、第１シェードおよび第２シェードの姿勢がハイビーム姿勢のときの状態を示す縦断面図である。 同じく、構成部品を示す分解斜視図である。 同じく、モータユニットを示す分解斜視図である。 同じく、スプリングの作用を示す正面説明図である。 同じく、スプリングの作用を示す側面説明図である。 同じく、第１シェードおよび第２シェードのストッパ部とストッパ部材９のストッパ部との作用を示す説明図である。 同じく、すれ違い用配光パターンおよび高速道路用配光パターンおよび走行用配光パターンを示す説明図である。 同じく、要部のブロック図である。 同じく、シェード回転負荷（スプリング保持力）とシェード回転角度（配光モード）の相対関係を示す説明図である。 同じく、ステッピングモータのプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性を示す説明図である。 同じく、オーバードライブでステッピングモータを駆動制御する際のステッピングモータのプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性を示す説明図である。 同じく、制御装置の制御工程を示すフローチャートである。 この発明にかかる車両用前照灯の実施例２を示す加速制御でステッピングモータを駆動制御する際のステッピングモータのプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性およびプルアウト（Ｐｕｌｌ−ｏｕｔ）の出力特性の説明図である。 同じく、ステッピングモータを一定制御で駆動制御する際の切替時間とステッピングモータを加速制御で駆動制御する際の切替時間とを示す説明図である。 同じく、制御装置の制御工程を示すフローチャートである。 この発明にかかる車両用前照灯の実施例３を示すオーバードライブおよび加速制御でステッピングモータを駆動制御する際のステッピングモータのプルイン（Ｐｕｌｌ−ｉｎ）の出力特性およびプルアウト（Ｐｕｌｌ−ｏｕｔ）の出力特性の説明図である。 同じく、制御装置の制御工程を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両用前照灯
２ 放電灯（光源）
３ リフレクタ
４ 投影レンズ
５ 第１シェード
６ 第２シェード
７ シェード切替装置
８ フレーム部材
９ ストッパ部材
１０ シャフト
１１ ソケット機構
１２ 発光部分
１３ 反射面
１４ 本体部
１５ 前側シェード部
１６ 後側シェード部
１７ 係合部
１８ ストッパ部
１９ サブリフレクタ部
２０ 透孔
２１ 本体部
２２ シェード部
２３ 係合部
２４ ストッパ部
２５ 折曲部
２６ 透孔
２７ スリット
２８ スイブル軸
２９ スリット
３０ ストッパ部
３１ フラット部
３２ 湾曲部
３３ スプリング
３４ ステッピングモータ
３５ ねじ変換機構
３６ 進退ロッド
３７ スクリュー
３８ 第１ブラケット
３９ スクリュー
４０ 第２ブラケット
４１ ベアリング
４２ 出力ギア
４３ 入力ギア
４４ めねじ
４５ おねじ
４６ 回り止め部
４７ 固定部
４８ コイル部
４９ 付勢部
１００ 制御装置
１０１ 配光パターン切替スイッチ
１０２ 車両走行状態検出部
１０３ 外部切替操作信号
１０４ 制御部
１０５ モータ駆動部
１０６ 切替駆動信号
１０７ 位置検出部
１０８ 位置検出信号
ＬＰ すれ違い用配光パターン
ＭＰ 高速道路用配光パターン
ＨＰ 走行用配光パターン
ＦＬ、ＦＭ、ＦＨ スプリング力
ＶＵ−ＶＤ 上下垂直線
ＨＬ−ＨＲ 左右水平線

Claims (4)

1. 複数の配光パターンが得られるプロジェクタタイプの車両用前照灯において、
   光源と、
   前記光源からの光を反射させるリフレクタと、
   前記リフレクタからの反射光を前方に投影する投影レンズと、
   前記リフレクタから前記投影レンズに向かう反射光を前記複数の配光パターンが得られる複数のビームに切り替えるシェードと、
   ステッピングモータから構成されており、前記シェードの姿勢を前記複数の配光パターンが得られる複数の姿勢に切り替えるシェード切替装置と、
   前記複数の配光パターンの切替が少なくとも第１切替と第２切替とを有し、定格電流でもしくは一定速制御で前記ステッピングモータを駆動制御して前記第１切替を行い、定格電流値よりも大きい電流値でまたはおよび加速制御で前記ステッピングモータを駆動制御して前記第２切替を行う制御装置と、
   を備える、ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記シェード切替装置は、切り替えられた前記シェードの姿勢が戻るのを防ぐ機構を有し、
   前記制御装置は、前記第１切替および前記第２切替が完了した時点で、前記ステッピングモータへの電流供給を遮断する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記制御装置の加速制御における加速時間は、前記ステッピングモータの特性上可能な範囲で最も短時間とする、ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯。
4. 前記制御装置が制御する前記第１切替は、すれ違い用配光パターンと高速道路用配光パターンとの切替であり、前記制御装置が制御する前記第２切替は、すれ違い用配光パターンと走行用配光パターンとの切替、もしくは、高速道路用配光パターンと走行用配光パターンとの切替である、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用前照灯。

Images