JP2004090858A - ストップランプ - Google Patents
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Abstract
【課題】ストップランプにおいて、断線が起こっても並列に接続されているLEDに流れる電流を極力抑えることができ、Vfの値に差があるLED同士を並列につないでも明るさをほぼ均一にでき、LEDの個数を何個にもできること。
【解決手段】ストップランプ1の回路は、LED(DL1,…,DL6)と抵抗(R1,…,R6)が1個ずつ直列に接続されたユニットが6個格子状に接続され、2直列3並列の発光部分を構成している。これによって、例えばDL2が断線した場合でも、DL1に流れる電流の増加分を極力抑えることができ、また順方向電圧のバラツキのあるLEDが並列に接続された場合でも、各LEDに流れる電流の差を非常に小さくでき、明るさの差を殆どなくせる。さらに、各ユニットに抵抗が入っていることから、LEDを除去して直接接続することによってLEDの個数を自由に変えることができる。
【選択図】 図1
【解決手段】ストップランプ1の回路は、LED(DL1,…,DL6)と抵抗(R1,…,R6)が1個ずつ直列に接続されたユニットが6個格子状に接続され、2直列3並列の発光部分を構成している。これによって、例えばDL2が断線した場合でも、DL1に流れる電流の増加分を極力抑えることができ、また順方向電圧のバラツキのあるLEDが並列に接続された場合でも、各LEDに流れる電流の差を非常に小さくでき、明るさの差を殆どなくせる。さらに、各ユニットに抵抗が入っていることから、LEDを除去して直接接続することによってLEDの個数を自由に変えることができる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の発光ダイオード(以下、「LED」ともいう。)を直列及び並列に接続して光源として用いたハイマウント・ストップランプ、リアコンビネーションランプ等のストップランプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のストップランプについて、図12乃至図14を参照して説明する。図12は従来の発光ダイオードを格子状に複数個接続して点灯させるストップランプの回路を示す回路図である。図13は発光ダイオードの一般的な順方向電圧Vfと順方向電流Ifの関係を示す図である。図14は従来のストップランプにおいて発光ダイオードを5個使用した場合を示す回路図である。
【0003】
図12に示されるように、このストップランプにおいては、LED(DL1,DL2,DL3,DL4,DL5,DL6)を6個使用して2直列3並列に格子状に接続している。さらに逆接続防止用ダイオードD、電流制限用抵抗Rが直列に接続されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の回路には、以下のような問題点がある。
【0005】
▲1▼LEDが1個断線した場合、そのLEDと並行に接続されたLEDには断線する前の倍近い電流が流れることになり、最大定格電流に対するマージンに余裕がなくなる。 ▲2▼図13に示されるように、LEDの一般的な順方向電圧Vfと順方向電流Ifの関係は、Vfがある値以上になるとVfの小さな変化に対してIfが大きく変化するという関係にある。LEDのVf値は同種類のLED間でもばらつくことが多い。従来の方式では、Vfの値に差があるLED同士を並列につなぐと、Vfの小さい方に多くの電流が流れ、Vfの大きい方は電流が少なくなり、明るさに大きな差が生じてしまう。そこで、LEDのVf値を一つ一つ測定して±10mV程度のグループに分別してから使用していたので、非常に手間が掛かっていた。 ▲3▼構造上の要求から、LEDの数を5個にしようとした場合、従来の方式でLEDを格子状に接続すると図14のようになり、DL1〜DL4に流れる電流とDL5に流れる電流が違ってしまう。つまり、従来の方法ではLED5個の場合に対応できない。
【0006】
そこで、本発明は、断線が起こっても並列に接続されているLEDに流れる電流を極力抑えることができ、Vfの値に差があるLED同士を並列につないでも明るさをほぼ均一にでき、LEDの個数を何個にもすることができるストップランプの提供を課題とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明にかかるストップランプは、発光ダイオードと抵抗を直列に接続した回路を1ユニットとし、前記ユニットを複数個並列接続し、かつ、前記並列接続したユニットを複数個直列に接続することにより、回路網的に格子状に接続してなるものである。
【0008】
これによって、断線が起こっても並列に接続されたLEDには電流制限用抵抗がユニットとして直列に接続されているため、従来の回路では倍近い電流が流れていたのに対して、1.5倍程度の電流に抑えることができる。よってLEDの最大許容電流に対するマージンが大きくなる。また、Vfの値に差があるLED同士を並列につないだ場合でも両方のユニットに抵抗が接続されているため、Vfの差によるIfの差がならされて、両方のLEDにほぼ均一の電流が流れる。LEDの輝度は電流に比例するから、両方のLEDがほぼ均一の明るさとなる。
【0009】
このように、断線が起こっても並列に接続されている他方のLEDに流れ込む電流を極力抑えることができ、最大定格電流のマージンを確保しやすくなるほか、断線時のLED輝度のバラツキを抑えることができる。また、Vfの値に差があるLED同士を並列につないでも、互いに流れ込む電流のバラツキを抑えることができるので、通常点灯時のLEDの明るさをほぼ均一にできるストップランプとなる。
【0010】
請求項2の発明にかかるストップランプは、請求項1の構成において、前記発光ダイオードを接続しないユニットが存在するときには、前記発光ダイオードのアノードとカソードを取り付ける端子間を短絡して使用するものである。
【0011】
このように、LEDを接続しないユニットではLEDを取り付ける端子間をジャンパ線等で短絡して使用できるので、用いるLEDの個数を既存の回路の範囲内で自由に設定できるストップランプとなる。
【0012】
請求項3の発明にかかるストップランプは、請求項1または請求項2の構成において、並列関係にあって前記発光ダイオードを接続しないユニットでは、前記発光ダイオードの代わりにダイオードをダミーとして接続するものである。
【0013】
このように、LEDを接続しないユニットではLEDの代わりにダイオードをダミーとして接続して使用することにより、並列関係にある他のLEDにかかるVfを制御できるため、通常点灯時の明るさをほぼ均一にできるストップランプとなる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0015】
実施の形態1
まず、本発明のストップランプの実施の形態1について図1乃至図7を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態1にかかるストップランプの回路を示す回路図である。図2はLEDのVf−If特性を示す図である。図3(a)は従来方式の回路においてLEDが断線する前の回路図、(b)はLEDが断線した後の回路図である。図4(a)は本発明の実施の形態1にかかる回路においてLEDが断線する前の回路図、(b)はLEDが断線した後の回路図である。図5はLEDのVfにバラツキがある場合のVf−If特性を示す図である。図6は従来方式の回路の一部においてVfにバラツキがあるLEDを並列に接続した場合を示す図である。図7は本発明の実施の形態1にかかる回路の一部においてVfにバラツキがあるLEDを並列に接続した場合を示す図である。
【0016】
図1に示されるように、本実施の形態1のストップランプ1の回路は、LED(DL1,DL2,DL3,DL4,DL5,DL6)と抵抗(R1,R2,R3,R4,R5,R6)が1個ずつ直列に接続されたユニットを2個並列接続し、かつ、前記並列接続したユニットを3個直列に接続することにより、回路網的に格子状に接続してなるものである。これによって、6個のLEDが格子状に接続され、2直列3並列の発光部分を構成している。格子状に接続するのは、ストップランプのうちリアコンビネーションランプは1個のLEDが断線したとき全てのLEDが消灯してはならないという規定があるためである。さらに、逆接続防止用ダイオードDが直列に接続されている。各LEDに接続される抵抗は回路構造とLEDのVf−If特性に応じて適宜決められる。
【0017】
さて、このように構成された実施の形態1及びその変形例のストップランプの特性について、図2に示されるようなVf−If特性を有する発光ダイオードを用いた場合について説明する。まず、1個のLEDが断線した場合の効果について、従来の回路と比較して説明する。このLEDを用いて、電源電圧を12V、LEDに流れる電流を100mAとした場合、図3(a)に示される従来の回路においては各LEDに均等に100mAずつ流れている。しかし、図3(b)に示されるようにLED・DL2が断線した状態に相当する回路についてシミュレーションしてみると、並行に接続されていたLED・DL1には189mAの電流が流れる。
【0018】
これに対して、図4(a)に示される本実施の形態1の回路において、同じLEDを用いて、電源電圧12Vとすると、各LEDに均等に100mAずつ流れる。ここで、図4(b)に示されるようにLED・DL2が断線した状態に相当する回路についてシミュレーションしてみると、並行に接続されていたLED・DL1には152mAの電流が流れる。
【0019】
このように、1個のLEDが断線した場合、従来方式の回路では並行に接続されていたLEDに約1.9倍の電流が流れるが、本実施の形態1の回路においては約1.5倍に抑えることができる。よって、LEDの最大許容電流に対するマージンが大きくなる。
【0020】
次に、LEDの順方向電圧にバラツキがある場合の効果について、従来の回路と比較して説明する。図2のように100mA流したとき順方向電圧Vfが2.5VのものDaに対して、バラツキにより出てきたVfが2.4VのものDbとVfが2.6VのものDcを並列に接続した場合を考える。両者が同様の特性であるとすると、Vf−If特性は図5に示されるようになる。
【0021】
従来方式の回路において、DL1の位置にDbを、DL2の位置にDcを接続したとする。図6に示されるように両者のVfが2.5Vであるとすると、DL1には125mA、DL2には75mAの電流が流れる。LEDの輝度は電流に比例するから、両者の間には約1.67倍の明るさの差が発生する。
【0022】
これに対して、本実施の形態1の回路において、DL1の位置にDbを、DL2の位置にDcを接続したとする。すると図7のようになり、電源電圧が12Vであるからこの2つのユニットにかかる電圧は4Vとなるので、それぞれの電流を簡易的に考えると、DL1には、
(4−2.4)/15=0.107(A)
一方、DL2には、
(4−2.6)/15=0.093(A)
の電流が流れることになる。したがって、両者の比率は約1.15倍となり、従来方式の回路と比べると遥かに明るさの差が少なくなる。
【0023】
このようにして、本実施の形態1のストップランプは、一部で断線が起こっても格子状の回路により完全消灯を防ぐと共に、並列に接続されているLEDに流れ込む電流を抑えることができ、最大定格電流のマージンを確保しやすくできるほか、断線時のLED輝度のバラツキを抑えることができる。また、Vfの値に差があるLED同士を並列につないでも、互いに流れ込む電流のバラツキを抑えることができるので、通常点灯時のLEDの明るさをほぼ均一にできるストップランプとなる。これにより通常行っているVf値の近いLEDを選別する作業を低減できるので、製造コストを大幅に削減することができる。
【0024】
このように、断線時でも完全消灯せずに、かつ、明るさのバラツキを抑えることのできる信頼性の高いストップランプとすることができる。
【0025】
実施の形態2
次に、本発明のストップランプの実施の形態2について図8及び図9を参照して説明する。図8は本発明の実施の形態2にかかるストップランプの発光部分の回路を示す回路図である。図9は本発明の実施の形態2にかかるストップランプの変形例の発光部分の回路を示す回路図である。
【0026】
図8に示されるように、本実施の形態2のストップランプにおいては、LEDの個数を6個未満でも対応できるようにするため、LEDを接続しないユニットには、LEDのアノードとカソードを取り付ける端子間をジャンパ線L1,L2で短絡して使用している。これによって、LEDの個数は4個となる。さらに、図9にLED3個とLED2個の場合の発光部分の回路図を示す。LED3個の場合は一方の直列の3個のユニットだけを接続することによって形成できる。LED2個の場合はLEDを接続しないユニットには、LEDのアノードとカソードを取り付ける端子間をジャンパ線L3で短絡して使用している。
【0027】
このように、LEDを接続しないユニットではLEDを取り付ける端子間をジャンパ線等で短絡して使用できるので、用いるLEDの個数を自由に設定できる。このようにして、LEDの個数を何個にもすることができるストップランプとなる。ただし、互いに並列関係にあるユニットにおいて、片方にはLEDがあり、他方にはジャンパ線を配した場合、LED側には電流が余り流れず発光が弱くなる。したがって、このようなケースでは次の実施の形態3で説明するダミーダイオードが必要となる。また、このように同じ基板を用いてもLEDの個数変更に対してある程度の自由度があるので、基板製作のコストを抑えることができる。
【0028】
実施の形態3
次に、本発明のストップランプの実施の形態3について図10を参照して説明する。図10は本発明の実施の形態3にかかるストップランプの発光部分の回路を示す回路図である。
【0029】
図10に示されるように、本実施の形態3のストップランプにおいては、LEDの個数が5個の場合に対応するため、LEDを接続しないユニットにはダミーとして普通のダイオードD1,D2を2個直列に接続している。ただし、ダミー用ダイオードD1,D2は2個合わせた順方向電圧がLEDの順方向電圧値と近いものを選ぶようにする。
【0030】
ダミーのダイオードを用いるのは、互いに並列関係にあるユニットにおいて、片方にはLEDがあり、他方にはLEDがない場合にVfの釣り合いをとるためである。したがって、上記各実施の形態のようにユニットが2直3並列の6個の場合には、LEDが5個の場合のみに適用される。また、LEDをダミーのダイオードに置き換える場合には、図10に示されるようにダミーダイオードD1,D2を設置するための置き換え専用の回路が必要となる。
【0031】
このように、LEDを接続しないユニットではLEDの代わりにダイオードをダミーとして接続して使用できるので、用いるLEDの個数を自由に設定できる。このようにして、LEDの個数を何個にもすることができるストップランプとなる。
【0032】
実施の形態4
次に、本発明のストップランプの実施の形態4について図11を参照して説明する。図11は本発明の実施の形態4にかかるストップランプの回路を示す回路図である。
【0033】
図11に示されるように、本実施の形態4のストップランプ2の回路は、LED(DL1,……,DL9)と抵抗(R1,……,R9)が1個ずつ直列に接続されたユニットが9個格子状に接続され、3直列3並列の発光部分を構成している。これによって、より明るいストップランプとなる。さらに、逆接続防止用ダイオードDが直列に接続されている。
【0034】
そして、実施の形態1と同様に、いずれかのLED(例えばDL1)が断線した場合でも、そのLEDと並列に接続されていた2個のLED(DL2,DL3)に流れる電流の増加分を極力抑えることができ、LEDの最大許容電流に対するマージンが大きくなる。また、順方向電圧のバラツキのあるLEDが並列に接続された場合でも、各LEDに流れる電流の差を非常に小さくすることができ、明るさの差を殆どなくすることができる。
【0035】
さらに、本実施の形態4の回路においても、各ユニットに抵抗が入っていることから、LEDを除去してダミーのダイオードを接続することによってLEDの個数を自由に変えることができ、LEDが8個の場合、7個の場合にも対応できる。
【0036】
ストップランプのその他の部分の構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【0037】
また、本発明はストップランプに限定しているが、ある程度の輝度が要求されるウィンカーやバック時の後方照明、ヘッドライト等、複数のLEDで構成される回路にも適用することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明にかかるストップランプは、発光ダイオードと抵抗を直列に接続した回路を1ユニットとし、前記ユニットを複数個並列接続し、かつ、前記並列接続したユニットを複数個直列に接続することにより、回路網的に格子状に接続してなるものである。
【0039】
これによって、断線が起こっても並列に接続されたLEDには電流制限用抵抗がユニットとして直列に接続されているため、従来の回路では倍近い電流が流れていたのに対して、1.5倍程度の電流に抑えることができる。よってLEDの最大許容電流に対するマージンが大きくなる。また、Vfの値に差があるLED同士を並列につないだ場合でも両方のユニットに抵抗が接続されているため、Vfの差によるIfの差がならされて、両方のLEDにほぼ均一の電流が流れる。LEDの輝度は電流に比例するから、両方のLEDがほぼ均一の明るさとなる。
【0040】
このように、断線が起こっても並列に接続されている他方のLEDに流れ込む電流を極力抑えることができ、最大定格電流のマージンを確保しやすくなるほか、断線時のLED輝度のバラツキを抑えることができる。また、Vfの値に差があるLED同士を並列につないでも、互いに流れ込む電流のバラツキを抑えることができるので、通常点灯時のLEDの明るさをほぼ均一にできるストップランプとなる。
【0041】
請求項2の発明にかかるストップランプは、請求項1の構成において、前記発光ダイオードを接続しないユニットが存在するときには、前記発光ダイオードのアノードとカソードを取り付ける端子間を短絡して使用するものである。
【0042】
このように、LEDを接続しないユニットではLEDを取り付ける端子間をジャンパ線等で短絡して使用できるので、用いるLEDの個数を既存の回路の範囲内で自由に設定できるストップランプとなる。
【0043】
請求項3の発明にかかるストップランプは、請求項1または請求項2の構成において、並列関係にあって前記発光ダイオードを接続しないユニットでは、前記発光ダイオードの代わりにダイオードをダミーとして接続するものである。
【0044】
このように、LEDを接続しないユニットではLEDの代わりにダイオードをダミーとして接続して使用することにより、並列関係にある他のLEDにかかるVfを制御できるため、通常点灯時の明るさをほぼ均一にできるストップランプとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の形態1にかかるストップランプの回路を示す回路図である。
【図2】図2はLEDのVf−If特性を示す図である。
【図3】図3(a)は従来方式の回路においてLEDが断線する前の回路図、(b)はLEDが断線した後の回路図である。
【図4】図4(a)は本発明の実施の形態1にかかる回路においてLEDが断線する前の回路図、(b)はLEDが断線した後の回路図である。
【図5】図5はLEDのVfにバラツキがある場合のVf−If特性を示す図である。
【図6】図6は従来方式の回路の一部においてVfにバラツキがあるLEDを並列に接続した場合を示す図である。
【図7】図7は本発明の実施の形態1にかかる回路の一部においてVfにバラツキがあるLEDを並列に接続した場合を示す図である。
【図8】図8は本発明の実施の形態2にかかるストップランプの発光部分の回路を示す回路図である。
【図9】図9は本発明の実施の形態2にかかるストップランプの変形例の発光部分の回路を示す回路図である。
【図10】図10は本発明の実施の形態3にかかるストップランプの発光部分の回路を示す回路図である。
【図11】図11は本発明の実施の形態4にかかるストップランプの回路を示す回路図である。
【図12】図12は従来の発光ダイオードを格子状に複数個接続して点灯させるストップランプの回路を示す回路図である。
【図13】図13は発光ダイオードの一般的な順方向電圧Vfと順方向電流Ifの関係を示す図である。
【図14】図14は従来のストップランプにおいて発光ダイオードを5個使用した場合を示す回路図である。
【符号の説明】
1,2 ストップランプ
D1,D2 ダイオード
DL1,DL2,DL3,DL4,DL5,DL6,
DL7,DL8,DL9 発光ダイオード(LED)
R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9 抵抗
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の発光ダイオード(以下、「LED」ともいう。)を直列及び並列に接続して光源として用いたハイマウント・ストップランプ、リアコンビネーションランプ等のストップランプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のストップランプについて、図12乃至図14を参照して説明する。図12は従来の発光ダイオードを格子状に複数個接続して点灯させるストップランプの回路を示す回路図である。図13は発光ダイオードの一般的な順方向電圧Vfと順方向電流Ifの関係を示す図である。図14は従来のストップランプにおいて発光ダイオードを5個使用した場合を示す回路図である。
【0003】
図12に示されるように、このストップランプにおいては、LED(DL1,DL2,DL3,DL4,DL5,DL6)を6個使用して2直列3並列に格子状に接続している。さらに逆接続防止用ダイオードD、電流制限用抵抗Rが直列に接続されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の回路には、以下のような問題点がある。
【0005】
▲1▼LEDが1個断線した場合、そのLEDと並行に接続されたLEDには断線する前の倍近い電流が流れることになり、最大定格電流に対するマージンに余裕がなくなる。 ▲2▼図13に示されるように、LEDの一般的な順方向電圧Vfと順方向電流Ifの関係は、Vfがある値以上になるとVfの小さな変化に対してIfが大きく変化するという関係にある。LEDのVf値は同種類のLED間でもばらつくことが多い。従来の方式では、Vfの値に差があるLED同士を並列につなぐと、Vfの小さい方に多くの電流が流れ、Vfの大きい方は電流が少なくなり、明るさに大きな差が生じてしまう。そこで、LEDのVf値を一つ一つ測定して±10mV程度のグループに分別してから使用していたので、非常に手間が掛かっていた。 ▲3▼構造上の要求から、LEDの数を5個にしようとした場合、従来の方式でLEDを格子状に接続すると図14のようになり、DL1〜DL4に流れる電流とDL5に流れる電流が違ってしまう。つまり、従来の方法ではLED5個の場合に対応できない。
【0006】
そこで、本発明は、断線が起こっても並列に接続されているLEDに流れる電流を極力抑えることができ、Vfの値に差があるLED同士を並列につないでも明るさをほぼ均一にでき、LEDの個数を何個にもすることができるストップランプの提供を課題とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明にかかるストップランプは、発光ダイオードと抵抗を直列に接続した回路を1ユニットとし、前記ユニットを複数個並列接続し、かつ、前記並列接続したユニットを複数個直列に接続することにより、回路網的に格子状に接続してなるものである。
【0008】
これによって、断線が起こっても並列に接続されたLEDには電流制限用抵抗がユニットとして直列に接続されているため、従来の回路では倍近い電流が流れていたのに対して、1.5倍程度の電流に抑えることができる。よってLEDの最大許容電流に対するマージンが大きくなる。また、Vfの値に差があるLED同士を並列につないだ場合でも両方のユニットに抵抗が接続されているため、Vfの差によるIfの差がならされて、両方のLEDにほぼ均一の電流が流れる。LEDの輝度は電流に比例するから、両方のLEDがほぼ均一の明るさとなる。
【0009】
このように、断線が起こっても並列に接続されている他方のLEDに流れ込む電流を極力抑えることができ、最大定格電流のマージンを確保しやすくなるほか、断線時のLED輝度のバラツキを抑えることができる。また、Vfの値に差があるLED同士を並列につないでも、互いに流れ込む電流のバラツキを抑えることができるので、通常点灯時のLEDの明るさをほぼ均一にできるストップランプとなる。
【0010】
請求項2の発明にかかるストップランプは、請求項1の構成において、前記発光ダイオードを接続しないユニットが存在するときには、前記発光ダイオードのアノードとカソードを取り付ける端子間を短絡して使用するものである。
【0011】
このように、LEDを接続しないユニットではLEDを取り付ける端子間をジャンパ線等で短絡して使用できるので、用いるLEDの個数を既存の回路の範囲内で自由に設定できるストップランプとなる。
【0012】
請求項3の発明にかかるストップランプは、請求項1または請求項2の構成において、並列関係にあって前記発光ダイオードを接続しないユニットでは、前記発光ダイオードの代わりにダイオードをダミーとして接続するものである。
【0013】
このように、LEDを接続しないユニットではLEDの代わりにダイオードをダミーとして接続して使用することにより、並列関係にある他のLEDにかかるVfを制御できるため、通常点灯時の明るさをほぼ均一にできるストップランプとなる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0015】
実施の形態1
まず、本発明のストップランプの実施の形態1について図1乃至図7を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態1にかかるストップランプの回路を示す回路図である。図2はLEDのVf−If特性を示す図である。図3(a)は従来方式の回路においてLEDが断線する前の回路図、(b)はLEDが断線した後の回路図である。図4(a)は本発明の実施の形態1にかかる回路においてLEDが断線する前の回路図、(b)はLEDが断線した後の回路図である。図5はLEDのVfにバラツキがある場合のVf−If特性を示す図である。図6は従来方式の回路の一部においてVfにバラツキがあるLEDを並列に接続した場合を示す図である。図7は本発明の実施の形態1にかかる回路の一部においてVfにバラツキがあるLEDを並列に接続した場合を示す図である。
【0016】
図1に示されるように、本実施の形態1のストップランプ1の回路は、LED(DL1,DL2,DL3,DL4,DL5,DL6)と抵抗(R1,R2,R3,R4,R5,R6)が1個ずつ直列に接続されたユニットを2個並列接続し、かつ、前記並列接続したユニットを3個直列に接続することにより、回路網的に格子状に接続してなるものである。これによって、6個のLEDが格子状に接続され、2直列3並列の発光部分を構成している。格子状に接続するのは、ストップランプのうちリアコンビネーションランプは1個のLEDが断線したとき全てのLEDが消灯してはならないという規定があるためである。さらに、逆接続防止用ダイオードDが直列に接続されている。各LEDに接続される抵抗は回路構造とLEDのVf−If特性に応じて適宜決められる。
【0017】
さて、このように構成された実施の形態1及びその変形例のストップランプの特性について、図2に示されるようなVf−If特性を有する発光ダイオードを用いた場合について説明する。まず、1個のLEDが断線した場合の効果について、従来の回路と比較して説明する。このLEDを用いて、電源電圧を12V、LEDに流れる電流を100mAとした場合、図3(a)に示される従来の回路においては各LEDに均等に100mAずつ流れている。しかし、図3(b)に示されるようにLED・DL2が断線した状態に相当する回路についてシミュレーションしてみると、並行に接続されていたLED・DL1には189mAの電流が流れる。
【0018】
これに対して、図4(a)に示される本実施の形態1の回路において、同じLEDを用いて、電源電圧12Vとすると、各LEDに均等に100mAずつ流れる。ここで、図4(b)に示されるようにLED・DL2が断線した状態に相当する回路についてシミュレーションしてみると、並行に接続されていたLED・DL1には152mAの電流が流れる。
【0019】
このように、1個のLEDが断線した場合、従来方式の回路では並行に接続されていたLEDに約1.9倍の電流が流れるが、本実施の形態1の回路においては約1.5倍に抑えることができる。よって、LEDの最大許容電流に対するマージンが大きくなる。
【0020】
次に、LEDの順方向電圧にバラツキがある場合の効果について、従来の回路と比較して説明する。図2のように100mA流したとき順方向電圧Vfが2.5VのものDaに対して、バラツキにより出てきたVfが2.4VのものDbとVfが2.6VのものDcを並列に接続した場合を考える。両者が同様の特性であるとすると、Vf−If特性は図5に示されるようになる。
【0021】
従来方式の回路において、DL1の位置にDbを、DL2の位置にDcを接続したとする。図6に示されるように両者のVfが2.5Vであるとすると、DL1には125mA、DL2には75mAの電流が流れる。LEDの輝度は電流に比例するから、両者の間には約1.67倍の明るさの差が発生する。
【0022】
これに対して、本実施の形態1の回路において、DL1の位置にDbを、DL2の位置にDcを接続したとする。すると図7のようになり、電源電圧が12Vであるからこの2つのユニットにかかる電圧は4Vとなるので、それぞれの電流を簡易的に考えると、DL1には、
(4−2.4)/15=0.107(A)
一方、DL2には、
(4−2.6)/15=0.093(A)
の電流が流れることになる。したがって、両者の比率は約1.15倍となり、従来方式の回路と比べると遥かに明るさの差が少なくなる。
【0023】
このようにして、本実施の形態1のストップランプは、一部で断線が起こっても格子状の回路により完全消灯を防ぐと共に、並列に接続されているLEDに流れ込む電流を抑えることができ、最大定格電流のマージンを確保しやすくできるほか、断線時のLED輝度のバラツキを抑えることができる。また、Vfの値に差があるLED同士を並列につないでも、互いに流れ込む電流のバラツキを抑えることができるので、通常点灯時のLEDの明るさをほぼ均一にできるストップランプとなる。これにより通常行っているVf値の近いLEDを選別する作業を低減できるので、製造コストを大幅に削減することができる。
【0024】
このように、断線時でも完全消灯せずに、かつ、明るさのバラツキを抑えることのできる信頼性の高いストップランプとすることができる。
【0025】
実施の形態2
次に、本発明のストップランプの実施の形態2について図8及び図9を参照して説明する。図8は本発明の実施の形態2にかかるストップランプの発光部分の回路を示す回路図である。図9は本発明の実施の形態2にかかるストップランプの変形例の発光部分の回路を示す回路図である。
【0026】
図8に示されるように、本実施の形態2のストップランプにおいては、LEDの個数を6個未満でも対応できるようにするため、LEDを接続しないユニットには、LEDのアノードとカソードを取り付ける端子間をジャンパ線L1,L2で短絡して使用している。これによって、LEDの個数は4個となる。さらに、図9にLED3個とLED2個の場合の発光部分の回路図を示す。LED3個の場合は一方の直列の3個のユニットだけを接続することによって形成できる。LED2個の場合はLEDを接続しないユニットには、LEDのアノードとカソードを取り付ける端子間をジャンパ線L3で短絡して使用している。
【0027】
このように、LEDを接続しないユニットではLEDを取り付ける端子間をジャンパ線等で短絡して使用できるので、用いるLEDの個数を自由に設定できる。このようにして、LEDの個数を何個にもすることができるストップランプとなる。ただし、互いに並列関係にあるユニットにおいて、片方にはLEDがあり、他方にはジャンパ線を配した場合、LED側には電流が余り流れず発光が弱くなる。したがって、このようなケースでは次の実施の形態3で説明するダミーダイオードが必要となる。また、このように同じ基板を用いてもLEDの個数変更に対してある程度の自由度があるので、基板製作のコストを抑えることができる。
【0028】
実施の形態3
次に、本発明のストップランプの実施の形態3について図10を参照して説明する。図10は本発明の実施の形態3にかかるストップランプの発光部分の回路を示す回路図である。
【0029】
図10に示されるように、本実施の形態3のストップランプにおいては、LEDの個数が5個の場合に対応するため、LEDを接続しないユニットにはダミーとして普通のダイオードD1,D2を2個直列に接続している。ただし、ダミー用ダイオードD1,D2は2個合わせた順方向電圧がLEDの順方向電圧値と近いものを選ぶようにする。
【0030】
ダミーのダイオードを用いるのは、互いに並列関係にあるユニットにおいて、片方にはLEDがあり、他方にはLEDがない場合にVfの釣り合いをとるためである。したがって、上記各実施の形態のようにユニットが2直3並列の6個の場合には、LEDが5個の場合のみに適用される。また、LEDをダミーのダイオードに置き換える場合には、図10に示されるようにダミーダイオードD1,D2を設置するための置き換え専用の回路が必要となる。
【0031】
このように、LEDを接続しないユニットではLEDの代わりにダイオードをダミーとして接続して使用できるので、用いるLEDの個数を自由に設定できる。このようにして、LEDの個数を何個にもすることができるストップランプとなる。
【0032】
実施の形態4
次に、本発明のストップランプの実施の形態4について図11を参照して説明する。図11は本発明の実施の形態4にかかるストップランプの回路を示す回路図である。
【0033】
図11に示されるように、本実施の形態4のストップランプ2の回路は、LED(DL1,……,DL9)と抵抗(R1,……,R9)が1個ずつ直列に接続されたユニットが9個格子状に接続され、3直列3並列の発光部分を構成している。これによって、より明るいストップランプとなる。さらに、逆接続防止用ダイオードDが直列に接続されている。
【0034】
そして、実施の形態1と同様に、いずれかのLED(例えばDL1)が断線した場合でも、そのLEDと並列に接続されていた2個のLED(DL2,DL3)に流れる電流の増加分を極力抑えることができ、LEDの最大許容電流に対するマージンが大きくなる。また、順方向電圧のバラツキのあるLEDが並列に接続された場合でも、各LEDに流れる電流の差を非常に小さくすることができ、明るさの差を殆どなくすることができる。
【0035】
さらに、本実施の形態4の回路においても、各ユニットに抵抗が入っていることから、LEDを除去してダミーのダイオードを接続することによってLEDの個数を自由に変えることができ、LEDが8個の場合、7個の場合にも対応できる。
【0036】
ストップランプのその他の部分の構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【0037】
また、本発明はストップランプに限定しているが、ある程度の輝度が要求されるウィンカーやバック時の後方照明、ヘッドライト等、複数のLEDで構成される回路にも適用することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明にかかるストップランプは、発光ダイオードと抵抗を直列に接続した回路を1ユニットとし、前記ユニットを複数個並列接続し、かつ、前記並列接続したユニットを複数個直列に接続することにより、回路網的に格子状に接続してなるものである。
【0039】
これによって、断線が起こっても並列に接続されたLEDには電流制限用抵抗がユニットとして直列に接続されているため、従来の回路では倍近い電流が流れていたのに対して、1.5倍程度の電流に抑えることができる。よってLEDの最大許容電流に対するマージンが大きくなる。また、Vfの値に差があるLED同士を並列につないだ場合でも両方のユニットに抵抗が接続されているため、Vfの差によるIfの差がならされて、両方のLEDにほぼ均一の電流が流れる。LEDの輝度は電流に比例するから、両方のLEDがほぼ均一の明るさとなる。
【0040】
このように、断線が起こっても並列に接続されている他方のLEDに流れ込む電流を極力抑えることができ、最大定格電流のマージンを確保しやすくなるほか、断線時のLED輝度のバラツキを抑えることができる。また、Vfの値に差があるLED同士を並列につないでも、互いに流れ込む電流のバラツキを抑えることができるので、通常点灯時のLEDの明るさをほぼ均一にできるストップランプとなる。
【0041】
請求項2の発明にかかるストップランプは、請求項1の構成において、前記発光ダイオードを接続しないユニットが存在するときには、前記発光ダイオードのアノードとカソードを取り付ける端子間を短絡して使用するものである。
【0042】
このように、LEDを接続しないユニットではLEDを取り付ける端子間をジャンパ線等で短絡して使用できるので、用いるLEDの個数を既存の回路の範囲内で自由に設定できるストップランプとなる。
【0043】
請求項3の発明にかかるストップランプは、請求項1または請求項2の構成において、並列関係にあって前記発光ダイオードを接続しないユニットでは、前記発光ダイオードの代わりにダイオードをダミーとして接続するものである。
【0044】
このように、LEDを接続しないユニットではLEDの代わりにダイオードをダミーとして接続して使用することにより、並列関係にある他のLEDにかかるVfを制御できるため、通常点灯時の明るさをほぼ均一にできるストップランプとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の形態1にかかるストップランプの回路を示す回路図である。
【図2】図2はLEDのVf−If特性を示す図である。
【図3】図3(a)は従来方式の回路においてLEDが断線する前の回路図、(b)はLEDが断線した後の回路図である。
【図4】図4(a)は本発明の実施の形態1にかかる回路においてLEDが断線する前の回路図、(b)はLEDが断線した後の回路図である。
【図5】図5はLEDのVfにバラツキがある場合のVf−If特性を示す図である。
【図6】図6は従来方式の回路の一部においてVfにバラツキがあるLEDを並列に接続した場合を示す図である。
【図7】図7は本発明の実施の形態1にかかる回路の一部においてVfにバラツキがあるLEDを並列に接続した場合を示す図である。
【図8】図8は本発明の実施の形態2にかかるストップランプの発光部分の回路を示す回路図である。
【図9】図9は本発明の実施の形態2にかかるストップランプの変形例の発光部分の回路を示す回路図である。
【図10】図10は本発明の実施の形態3にかかるストップランプの発光部分の回路を示す回路図である。
【図11】図11は本発明の実施の形態4にかかるストップランプの回路を示す回路図である。
【図12】図12は従来の発光ダイオードを格子状に複数個接続して点灯させるストップランプの回路を示す回路図である。
【図13】図13は発光ダイオードの一般的な順方向電圧Vfと順方向電流Ifの関係を示す図である。
【図14】図14は従来のストップランプにおいて発光ダイオードを5個使用した場合を示す回路図である。
【符号の説明】
1,2 ストップランプ
D1,D2 ダイオード
DL1,DL2,DL3,DL4,DL5,DL6,
DL7,DL8,DL9 発光ダイオード(LED)
R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9 抵抗
Claims (3)
- 発光ダイオードと抵抗を直列に接続した回路を1ユニットとし、前記ユニットを複数個並列接続し、かつ、前記並列接続したユニットを複数個直列に接続することにより、回路網的に格子状に接続してなることを特徴とするストップランプ。
- 前記発光ダイオードを接続しないユニットでは、前記発光ダイオードのアノードとカソードを取り付ける端子間を短絡して使用することを特徴とする請求項1に記載のストップランプ。
- 並列関係にあって前記発光ダイオードを接続しないユニットでは、前記発光ダイオードの代わりにダイオードをダミーとして接続することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のストップランプ。
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