JP2004122912A - 車両用灯具 - Google Patents
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Abstract
【課題】ランプボディ内の熱上昇を防ぎ、且つダンプサージ等に対する保護回路を備える車両用灯具を提供する。
【解決手段】車両に用いられる車両用灯具であって、与えられた電力に応じて発光する光源と、光源を格納し、光源を防水するランプボディと、ランプボディの外部に設けられ、光源と直列に接続された第１抵抗と、ランプボディの内部に設けられ、光源に供給される供給電圧又は供給電流にダンプサージが生じた場合に、光源に供給される過電流を防ぐべく設けられた電流制限回路とを備える車両用灯具を提供する。
【選択図】 図２
【解決手段】車両に用いられる車両用灯具であって、与えられた電力に応じて発光する光源と、光源を格納し、光源を防水するランプボディと、ランプボディの外部に設けられ、光源と直列に接続された第１抵抗と、ランプボディの内部に設けられ、光源に供給される供給電圧又は供給電流にダンプサージが生じた場合に、光源に供給される過電流を防ぐべく設けられた電流制限回路とを備える車両用灯具を提供する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に用いられる車両用灯具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用灯具において電源から光源に電力を供給する場合に、光源に過電流が流れることを防ぐために、光源と直列に制限抵抗が設けられている（例えば、特許文献１参照）。光源はランプボディの内部に格納されるが、光源や周辺回路に対する制限抵抗の発熱の影響を低減するために、制限抵抗はランプボディの外部に設けられている。特に、光源として発光ダイオードを用いている場合、発光ダイオードは熱変動に対して影響を受けやすいため、制限抵抗はランプボディの外部に設ける必要がある。
【０００３】
また、自動車等の車両においてはイグニッションサージ等のダンプサージが発生するため、車両用灯具は、当該ダンプサージから光源等を保護するための保護回路を備える必要がある。また、当該保護回路に対して、防水等の保護をするために、当該保護回路はランプボディ内に設けられる必要がある。このため、従来の灯具において、当該保護回路は制限抵抗と光源との間に設けられている。例えば、制限抵抗と光源との間に、光源と並列にサージアブソーバ等が保護回路として設けられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１５９１３号公報（第２−４頁、第７−８図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、保護回路が、制限抵抗より下流に設けられているため、光源に対する保護として機能しない場合がある。例えば、光源が発光ダイオードであり、保護回路がサージアブソーバ等である場合、発光ダイオードの順方向電圧より、サージアブソーバのクランプ電圧の方が大きくなるため、サージアブソーバは、発光ダイオードに対する保護回路として機能しない。
【０００６】
また、発光ダイオードに対する保護回路として機能させるために、制限抵抗より上流に保護回路を設けた場合、制限抵抗をランプボディの内部に設けるか、保護回路若しくは配線をランプボディの外部に空中配線により設けなければならずコストが増大する。また、保護回路をランプボディの外部に設けた場合、保護回路自体の防水や、衝撃に対する保護が困難である。
【０００７】
つまり、従来の車両用灯具においては、保護回路をランプボディの内部に設けることによる、配線の簡素化及び保護回路自体の保護と、保護回路による光源の保護を両立することが困難であり、また制限抵抗をランプボディの外部に設け、且つ光源に対して有効な保護回路を設けることが困難であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、車両に用いられる車両用灯具であって、与えられた電力に応じて発光する光源と、光源を格納し、光源を防水するランプボディと、ランプボディの外部に設けられ、光源と直列に接続された第１抵抗と、ランプボディの内部に設けられ、光源に供給される供給電圧又は供給電流にダンプサージが生じた場合に、光源に供給される過電流を防ぐべく設けられた電流制限回路とを備えることを特徴とする車両用灯具を提供する。
【０００９】
電流制限回路は、第１抵抗に供給される電圧が、所定の電圧以上である場合に、第１抵抗に流れる電流を略零に制御してよい。また、車両用灯具は、外部の電源が生成した電圧を、電流制限回路に印加する伝送線路を更に備え、電流制限回路は、伝送線路より受け取った電圧が所定の電圧より小さい場合に、伝送線路より受け取った電流を、第１抵抗を介して光源に供給し、伝送線路より受け取った電圧が所定の電圧より大きい場合に、伝送線路より受け取った電流を接地電位にバイパスしてよい。
【００１０】
また、車両用灯具は、外部のスイッチによって車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能する灯具であって、ランプボディの内部に設けられ、第１抵抗と並列であって、光源と直列に接続された、第１抵抗より抵抗の大きい第２抵抗を更に備え、車両用灯具がストップランプとして機能する場合に、第１抵抗が外部の電源からの電力を前記スイッチを介して受け取り、車両用灯具がテールランプとして機能する場合に、第２抵抗が外部の電源からの電力をスイッチを介して受け取ってよい。
【００１１】
また、車両用灯具は、車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能する灯具であって、電流制限回路は、光源と直列に接続され、光源に電流を供給するか否かを繰り返し切り替える切替トランジスタと、車両用灯具をストップランプとして機能させる場合に、切替トランジスタをオン状態に保ち、車両用灯具をテールランプとして機能させる場合に、切替トランジスタがオン又はオフする時間比を制御することにより、光源に供給される電力を制御するデューティー制御部とを有してよい。
【００１２】
また、電流制限回路は、第１抵抗と光源との間に設けられ、第１抵抗に流れる抵抗電流を検出し、検出した抵抗電流が所定の電流より大きい場合に、抵抗電流の一部を接地電位にバイパスしてよい。
【００１３】
また、電流制限回路は、第１抵抗と光源との間に設けられ、第１抵抗から光源に供給される電流を制限する制限トランジスタと、抵抗電流が所定の電流より大きい場合に、抵抗電流の一部を接地電位にバイパスすると共に、光源に供給される電流を制限トランジスタに制限させる制御トランジスタとを有してよい。
【００１４】
また、車両用灯具は、車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能する灯具であって、光源を点滅させて、光源の明るさを低減させるチョッパ制御部と、車両用灯具をストップランプとして機能させる場合に、外部の電源が生成した電源電圧を、第１抵抗に供給する第１伝送線路と、車両用灯具をテールランプとして機能させる場合に、電源電圧をチョッパ制御部に供給し、光源の明るさを低減して発光させる第２伝送線路とを更に備えてよい。
【００１５】
チョッパ制御部は、外部の電源が生成した電流を光源に供給するか否かを繰り返し切り替える切替トランジスタと、切替トランジスタがオン又はオフする時間比を制御するデューティー制御部とを有し、デューティー制御部は、第１伝送線路が第１抵抗に電源電圧を供給している場合に、切替トランジスタをオフにしてよい。
【００１６】
尚、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又、発明となりうる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１０の断面図の一例を示す。車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両の車体に設けられ、ストップランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ等に用いられる。
【００１９】
車両用灯具１０は、ランプボディ２０、回路基板４０、複数の光源ユニット３０、及び配線３１を備える。ランプボディ２０は、光源３２が生成した光を透過する透過部２４と、回路基板４０及び複数の光源３２を格納するためのホルダ２２を有する。透過部２４は、光源３２が生成した光を拡散又は集光するレンズであってよい。また、ランプボディ２０は、複数の光源３２及び回路基板４０を防水する機能を有する。つまり、ランプボディ２０は、複数の光源３２及び回路基板４０を密閉する。また、ランプボディ２０は開口部を有し、車両の車体に取り付けられることにより、当該開口部が遮蔽され、複数の光源３２及び回路基板４０を密閉及び防水してもよい。
【００２０】
複数の光源３２は、与えられた電力により発光する。本例において複数の光源３２は、発光ダイオードである。回路基板４０は、複数の光源３２に供給する電力を制御する。回路基板４０は、配線３１を介して外部の電源から電力が供給され、供給された電力を調整し、光源３２に供給する。ここで、外部の電源とは、例えば自動車等の車両のバッテリである。また、本例において、車両用灯具１０は複数の光源３２を備えていたが、他の例においては、車両用灯具１０は、一の光源３２を備える構成であってもよい。
【００２１】
図２は、車両用灯具１０の回路構成の一例を示す。車両用灯具１０は、ダンプサージ等から光源ユニット３０を保護する機能を有する。また、本例において車両用灯具１０は一の光源ユニット３０を備え、ランプボディ２０の外部に設けられ、光源ユニット３０と直列に接続された第１抵抗４６、及び外部の電源２００が生成した電圧を外部のスイッチ５０を介して回路基板４０に供給する伝送線路４８を更に備える。
【００２２】
第１抵抗４６は、光源ユニット３０に供給される供給電流を規定するための抵抗である。第１抵抗４６は、例えばランプボディ２０の外面に固定されてよく、また配線３１に固定されてもよい。第１抵抗４６及び配線３１はそれぞれ防水されていることが好ましい。また、スイッチ５０は、例えば車両のブレーキペダルに連動するブレーキスイッチ、運転席に設けられるランプスイッチ等の、使用者によって操作されるスイッチであってよい。
【００２３】
回路基板４０には、光源ユニット３０に供給される供給電圧又は供給電流にダンプサージが生じた場合に、光源ユニット３０に供給される過電流を防ぐべく設けられた電流制限回路４２と、光源ユニット３０に順方向電流を供給するダイオード５２が設けられている。また、伝送線路４８は、第１抵抗４６及び電流制限回路４２に、電源２００から供給された電源電圧を印加する。
【００２４】
電流制限回路４２は、第１抵抗４６に供給される電源電圧が、所定の電圧以上である場合に、第１抵抗４６に流れる電流を低減する。ここで、所定の電圧は、光源ユニット３０が破壊される電圧より低い電圧である。つまり、ダンプサージ等により過電圧が印加された場合に、伝送線路４８から第１抵抗４６に供給される電流を低減することにより、光源ユニット３０が破壊されることを防止する。
【００２５】
本例において、電流制限回路４２は、ダイオード５２を介して伝送線路４８より受け取った電源電圧が所定の電圧より小さい場合に、伝送線路４８より受け取った電流を、第１抵抗４６を介して光源ユニット３０に供給し、伝送線路４８より受け取った電圧が所定の電圧より大きい場合に、伝送線路４８より受け取った電流の少なくとも一部を接地電位にバイパスする。また、ダイオード５２は、スイッチ５０と電流制限回路４２との間に設けられ、電流制限回路４２からスイッチ５０に逆電流が流れることを防止する。
【００２６】
また、電流制限回路４２は、伝送線路４８と接地電位との間に逆接続されたツェナーダイオード４４を有する。ツェナーダイオード４４の耐圧より大きい電源電圧が、電流制限回路４２に印加された場合、伝送線路４８から受け取った電流の少なくとも一部は、ツェナーダイオード４４を介して接地電位にバイパスされる。このとき、直列に接続された第１抵抗４６と光源ユニット３０には、ツェナーダイオードによりクランプされた供給電圧が印加され、当該供給電圧に応じた供給電流が供給される。このため、光源ユニット３０に供給される供給電流は所定の電流以下に制御され、光源ユニット３０の破壊を防ぐことができる。また、ツェナーダイオード４４の耐圧は、電源２００が生成する電源電圧より大きく、光源ユニット３０が破壊される電圧より小さいことが望ましい。また、電流制限回路４２は、ツェナーダイオード４４に代えて、サージアブソーバを有してもよい。
【００２７】
第１抵抗４６は、受け取った電流を光源ユニット３０に供給する。光源ユニット３０は、受け取った電流に応じて発光する。光源ユニット３０は複数の光源３２を直列に接続したものであってよい。ここで、光源３２は発光ダイオードである。
【００２８】
本例における車両用灯具１０においては、まず電源電圧をランプボディ２０の内部の電流制限回路４２に供給し、電流制限回路４２はダンプサージ等がないか否かを検出する。そして、ダンプサージ等が無い場合に、伝送線路４８から受け取った電流をランプボディ２０の外部の第１抵抗４６に供給する。このため、光源ユニット３０の光源３２の順方向電圧の大きさによらず、ダンプサージ等の過電流から、光源ユニット３０を保護することができる。
【００２９】
また、電流制限回路４２が受け取った電流をランプボディ２０の外部に出力するため、第１抵抗４６をランプボディ２０の外部に設けることができる。このため、第１抵抗４６の発熱によるランプボディ２０の内部の熱上昇を低減することができる。このため、車両用灯具１０は精度よく動作することができる。また、電流制限回路４２をランプボディ２０内部に設けているため、電流制限回路４２を保護することができる。
【００３０】
また、ランプボディ２０の外部において、電源２００の高圧側と低圧側との電圧をクランプするような保護回路若しくはそのための配線を設ける場合に比べ、空中配線をする必要が無いため、回路を簡素化することができる。
【００３１】
図３は、車両用灯具１０の回路構成の他の例を示す。本例における車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両のテールランプ、及び前記テールランプより明るく発光するストップランプとして機能する。また、本例における車両用灯具１０は、複数の光源ユニット３０を備え、図２に関連して説明した車両用灯具１０の回路構成に加え、複数の第２抵抗６０、複数のダイオード５８を更に備える。図３において図２と同一の符号を付した構成要素は、図２に関連して説明した構成要素と同一又は同様の機能及び構成を有する。また、第１抵抗４６は、並列に設けられた光源ユニット３０のそれぞれと直列に接続され、それぞれの光源ユニット３０に電力を供給する。また、車両用灯具１０は、スイッチ５０及びスイッチ５６を介して外部の電源２００と接続される。
【００３２】
複数の第２抵抗６０は、ランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられ、第１抵抗４６と並列であって、複数の光源ユニット３０のそれぞれと直列に接続される。また、第２抵抗６０は、第１抵抗４６の抵抗値より大きい抵抗値を有する。
【００３３】
車両用灯具１０をストップランプとして機能させる場合、スイッチ５０がオン状態となり、第１抵抗４６が外部の電源２００からの電力をスイッチ５０を介して受け取り、電流制限回路４２に電源電圧が印加される。図２において説明したように、電源電圧が所定の電圧より小さい場合、第１抵抗４６、及び複数のダイオード５８を介してそれぞれの光源ユニット３０に電力が供給される。
【００３４】
車両用灯具１０をテールランプとして機能させる場合、スイッチ５６がオン状態となり、それぞれの第２抵抗６０が外部の電源２００からの電力をスイッチ５６を介して受け取り、それぞれの光源ユニット３０に電力が供給される。第２抵抗６０の抵抗値は、第１抵抗４６の抵抗値より大きいため、それぞれの光源ユニット３０には、ストップランプとして機能する場合に比べ、小さい電力が供給される。本例のように、車両用灯具１０が、複数の光源３０を並列に有している場合には、第２抵抗の抵抗値は、第１抵抗４６の抵抗値に並列に設けられた光源３０の数を乗じた抵抗値より大きいことが好ましい。これにより、光源ユニット３０は、ストップランプとして機能する場合に比べ、少ない光量で発光する。また、第２抵抗６０の抵抗値が大きいため、ダンプサージ等が生じた場合であっても、それぞれの光源ユニット３０に供給される電力を抑制することができる。
【００３５】
本例における車両用灯具１０によれば、車両用灯具１０を例えばテールランプ及びストップランプのように発光量の異なる複数のモードで機能させる場合に、ダンプサージ等における影響の大きいモードで使用される伝送線路に対して電流制限回路４２を設けることにより、小さい回路規模で効率よく光源ユニット３０を保護することができる。
【００３６】
図４は、車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す。本例における車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能し、テールランプとして機能する場合に、光源ユニット３０に流れる電流をチョッパ制御することにより、光源ユニット３０の発光量を制御する。
【００３７】
本例における車両用灯具１０は、ランプボディ２０の外部に設けられた第１抵抗４６、ランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられた電流制限回路４２、ランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられたダイオード（６１、６２）、及びランプボディ２０の内部に設けられた複数の光源ユニット３０を備える。また、車両用灯具１０は、図２において説明した車両用灯具１０と同様に、スイッチ５０及びスイッチ５６を介して電源２００と接続される。
【００３８】
ダイオード６１はスイッチ５６と直列に設けられ、スイッチ５６がオンされた場合に、電源２００から供給される電源電流を回路基板４０の内部に供給する。また、ダイオード６２はスイッチ５０と直列に設けられ、スイッチ５０がオンされた場合に、電源２００から供給される電源電流を回路基板４０の内部に供給する。また、回路基板４０は、受け取った電源電流をランプボディ２０の外部に設けられた第１抵抗４６を介して、複数の光源ユニット３０に供給する。
【００３９】
電流制御回路４２は、複数の光源ユニット３０と直列に接続され、複数の光源ユニット３０に電流を供給するか否かを繰り返し切り替える切替トランジスタ６４と、車両用灯具１０をストップランプとして機能させる場合に、切替トランジスタ６４をオン状態に保ち、車両用灯具１０をテールランプとして機能させる場合に、切替トランジスタ６４がオン又はオフする時間比を制御することにより、複数の光源ユニット３０に供給される電力を制御するデューティー制御部６７とを有する。
【００４０】
切替トランジスタ６４は、複数の光源ユニット３０のそれぞれと直列に設けられ、ゲート端子に印加される電圧に基づいて、複数の光源ユニット３０に電流を流すか否かを切り替える。切替トランジスタ６４は、例えばＭＯＳトランジスタである。
【００４１】
デューティー制御部６７は、回路基板４０の内部において、ダイオード６１及びダイオード６２に流れる電流又は与えられる電圧を検出し、検出した電流又は電圧に基づいて、車両用灯具１０がテールランプとして機能するモードか、ストップランプとして機能するモードかを判定する。つまり、ダイオード６１又はダイオード６２のいずれに電源電流が供給されているかを検出することにより、スイッチユニット５４のいずれのスイッチがオンしているかを検出し、車両用灯具１０がいずれのモードで動作するべきかを判定する。また、デューティー制御部６７は、検出した電流において、ダンプサージ等を検出した場合、切替トランジスタ６４をオフ状態にすることにより、それぞれの光源ユニット３０に流れる電流を略零に制御してもよい。切替トランジスタ６４は、ダンプサージ等の電圧より大きい耐圧を有することが好ましい。これにより、ダンプサージ等において光源ユニット３０に供給される電力を低減し、光源ユニット３０の破損を防ぐことができる。
【００４２】
本例における車両用灯具１０によれば、第１抵抗４６をランプボディ２０の外部に設けているため、第１抵抗４６における発熱によるランプボディ２０内の温度上昇を低減することができる。このため、精度よく発光することができる。また、デューティー制御部６７をランプボディ２０の内部に設けているため、デューティー制御部６７を保護することができる。また、デューティー制御部６７が、回路基板４０内において電源電流を検出しているため、電源電流を検出するために空中配線を用いる必要がなく、車両用灯具１０を簡素化することができる。また、図３の車両用灯具１０の構成に比べ、第２抵抗６０を省けるため、ランプボディ２０の内部の温度上昇を更に低減することができる。
【００４３】
図５は、車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す。図５において、図２と同一の符号を付した構成要素は、図２において説明した構成要素と同一又は同様の機能及び構成を有する。本例における車両用灯具１０は、ランプボディ２０の外部に設けられた第１抵抗４６、ランプボディ２０の内部に設けられた複数の光源ユニット３０、逆電流を防ぐためのダイオード８４、及びランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられた電流制限回路４２を備える。
【００４４】
電流制限回路４２は、第１抵抗４６と複数の光源ユニット３０との間に設けられ、第１抵抗４６に流れる抵抗電流を検出し、検出した抵抗電流に基づいて、光源ユニット３０に供給する供給電流を制御する。電流制限回路４２は、シャント抵抗６６、ベース抵抗７０、制限トランジスタ６８、制御トランジスタ７２、及びバイパス抵抗７４を有する。
【００４５】
制限トランジスタ６８は、第１抵抗４６と複数の光源ユニット３０との間に設けられ、第１抵抗４６から光源ユニット３０に供給される電流を制限する。制御トランジスタ７２は、抵抗電流が所定の電流より大きい場合に、光源ユニット３０に供給される電流を制限トランジスタ６８に制限させる。
【００４６】
シャント抵抗６６は、抵抗電流を検出するための抵抗であって、一端が第１抵抗４６に接続され、他端がベース抵抗７０及び制限トランジスタ６８のエミッタ端子に接続される。また、ベース抵抗７０は、一端がシャント抵抗６６及び制限トランジスタ６８のエミッタ端子に接続され、他端が制御トランジスタ７２のベース端子に接続される。また、バイパス抵抗７４は、一端が制限トランジスタ６８のベース端子及び制御トランジスタ７２のコレクタ端子に接続され、他端が接地電位に接続される。
【００４７】
抵抗電流が所定の電流より小さい場合、つまり抵抗電流によるシャント抵抗６６における電圧降下が、制御トランジスタ７２の閾電圧より小さい場合、制限トランジスタ７２はオフ状態であり、制限トランジスタ６８は、オン状態であるため、抵抗電流が供給電流として光源ユニット３０に供給される。
【００４８】
また、抵抗電流が所定の電流より大きい場合、つまり抵抗電流によるシャント抵抗６６における電圧降下が、制御トランジスタ７２の閾電圧より大きい場合、制御トランジスタ７２はオン状態となり、抵抗電流の一部が制御トランジスタ７２及びバイパス抵抗７４を介して接地電位にバイパスされる。このときバイパス抵抗７４における降下電圧により、制限トランジスタ６８は、供給電流を低減するように制御される。本例における電流制限回路４２は、所定の電流より大きい抵抗電流を検出した場合に、シャント抵抗６６における降下電圧と、制御トランジスタ７２のベースエミッタ電圧とが略等しくなるように、供給電流を制御する。
【００４９】
本例における電流制御回路４２によれば、抵抗電流が所定の電流より大きくなった場合に、供給電流を低減することができる。また、ダンプサージ等の大きな電流増加が生じた場合であっても、大電力はトランジスタ６８に短時間印加されるのみなので、発熱を低減することができる。また、第１抵抗４６の抵抗電流を検出し、抵抗電流の電流値に応じて、供給電流の制御しているため、第１抵抗４６をランプボディ２０の外部に設け、電流制御回路４２をランプボディ２０の内部に設けることができる。そのため、第１抵抗４６における発熱によるランプボディ２０内部の温度上昇を低減することができる。また、電流制御回路４２を保護することができる。
【００５０】
図６は、車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す。本例における車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能し、テールランプとして機能する場合に、光源ユニット３０に流れる電流をチョッパ制御することにより、光源ユニット３０の発光量を制御する。図６において、図４と同一の符号を付した構成要素は、図４において説明した構成要素と同一又は同様の機能及び構成を有する。本例における車両用灯具１０は、ランプボディ２０の外部に設けられた第１抵抗４６、ランプボディ２０の内部に設けられた複数の光源ユニット３０、及びランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられた電流制限回路４２を備える。
【００５１】
外部のスイッチ５０は、複数の光源ユニット３０に電力を供給するか否かを切り替え、第１抵抗４６は、電源２００と複数の光源ユニット３０のそれぞれとの間に直列に設けられる。
【００５２】
電流制限回路４２は、複数の光源ユニット３０と接地電位との間に設けられ、複数の光源ユニット３０に供給される供給電流に基づいて、複数の光源ユニット３０に供給電流を流すか否かを切り替える。電流制限回路４２は、デューティー制御部６７、ゲート抵抗７８、切替トランジスタ６４、シャント抵抗８２、制御トランジスタ８０、及び逆電流を防ぐためのダイオード８４を有する。
【００５３】
切替トランジスタ６４は、ＭＯＳトランジスタであって、複数の光源ユニット３０に供給電流を供給するか否かを切り替える。デューティー制御部６７は、切替トランジスタ６４をオン又はオフさせるための信号を、切替トランジスタ６４のゲート端子に抵抗７８を介して供給する。例えば、車両用灯具１０をストップランプとして機能させる場合、切替トランジスタ６４をオン状態に保ち、テールランプとして機能させる場合、切替トランジスタ６４を繰り返しオンオフさせ、当該オン及びオフの時間比を制御し、複数の光源ユニット３０に供給される電力を制御する。
【００５４】
シャント抵抗８２は、切替トランジスタ６４と接地電位との間に設けられた供給電流を検出するための抵抗である。制御トランジスタ８０は、コレクタ端子が抵抗７８と切替トランジスタ６４のゲート端子との間に接続され、エミッタ端子が接地電位に接続され、ベース端子が切替トランジスタ６４とシャント抵抗８２との間に接続される。
【００５５】
制御トランジスタ８０は、シャント抵抗８２に流れる供給電流が所定の電流より大きいか否かに基づいて、切替トランジスタ６４のゲート電圧を制御し、切替トランジスタ６４を制御する。つまり、供給電流によるシャント抵抗８２における電圧降下が、制御トランジスタ８０の閾電圧より大きい場合に、制御トランジスタ８０は電流を流し始め、デューティー制御部６７が生成する信号の一部を接地電位にバイパスし、切替トランジスタ６４のコレクタ電流を低減させる。
【００５６】
本例における車両用灯具１０によれば、チョッパ制御を行う場合であっても、ダンプサージ等の大きな電流増加が生じた場合に、切替トランジスタ６４のコレクタ電流を低減することにより、光源ユニット３０に過電力が供給されることを防ぐことができる。本例における車両用灯具１０によれば、シャント抵抗８２における降下電圧と、制御トランジスタ８０のベースエミッタ電圧とが略等しくなるように、供給電流を制御することができる。また、電流制限回路４０に、チョッパ制御を行うための切替トランジスタ６４を設けることにより、図５において説明した車両用灯具１０と同一のトランジスタ数で、電流制限による回路保護と、チョッパ制御とを行うことができる。
【００５７】
図７は、車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す。本例における車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能し、テールランプとして機能する場合に、光源ユニット３０に流れる電流をチョッパ制御することにより、光源ユニット３０の発光量を制御する。車両用灯具１０は、図５において説明した車両用灯具１０の構成に加え、ランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられたチョッパ制御部７６、及びダイオード（９２、９４）を更に備える。また、車両用灯具１０は、図２において説明した車両用灯具１０と同様に、スイッチ５０及びスイッチ５６を介して外部の電源２００と接続される。
【００５８】
車両用灯具１０がストップランプとして機能する場合、スイッチ５０がオン状態となり、第１伝送線路９８は、電源２００からの電源電圧及び電源電流を、第１抵抗４６を介して電流制限回路４２に供給する。
【００５９】
電流制限回路４２は、図７において説明した電流制限回路４２の構成に加え、ツェナーダイオード１２８、抵抗１２６、抵抗１２４、抵抗１１８、及びトランジスタ１２０を更に有する。これらの構成要素は、ダンプサージ等が生じた場合に、第１伝送線路９８から供給される電源電流の一部を接地電位にバイパスする。
【００６０】
ツェナーダイオード１２８は、一端が第１抵抗４６とシャント抵抗６６との間に接続され、他端が抵抗１２６及び抵抗１２４とを介して接地電位と接続される。ここで、ツェナーダイオード１２８の他端、抵抗１２６、及び抵抗１２４は直列に接続される。ダンプサージ等により、第１抵抗４６に流れる電源電圧が所定の電圧より大きくなった場合、ツェナーダイオード１２８は、電源電流の一部を抵抗１２６に供給する。この場合、抵抗１２６に供給された電流の一部は抵抗１２４を介して接地電位にバイパスされる。
【００６１】
トランジスタ１２０は、ベース端子が抵抗１２４と抵抗１２６との間に接続され、エミッタ端子が接地電位に接続され、コレクタ端子が抵抗１１８を介してトランジスタ７２のベース端子に接続される。ダンプサージ等が生じ、抵抗１２６及び抵抗１２４に電流が流れることにより、トランジスタ１２０はオン状態となり、抵抗６６に供給された電流の一部が、抵抗７０及び抵抗１１８を介して接地電位にバイパスされ、トランジスタ７２のベース電圧が低下する。このため、トランジスタ７２がオン状態となり、トランジスタ６８をオフ方向に向かわせ、供給電流を低減することができる。つまり、ダンプサージ等が生じた場合に、複数の光源ユニット３０に供給される供給電流は減少し、光源ユニット３０の破損を防ぐことができる。
【００６２】
車両用灯具１０がテールランプとして機能する場合、スイッチ５６がオン状態となり、第２伝送線路１００は、電源２００からの電源電圧及び電源電流をチョッパ制御部７６に供給する。チョッパ制御部７６は、第２伝送線路１００と複数の光源ユニット３０との間に設けられ、受け取った電源電圧及び電源電流に基づいて、複数の光源ユニット３０を点滅させて、複数の光源ユニット３０の明るさを低減させる。
【００６３】
チョッパ制御部７６は、ツェナーダイオード８６、抵抗８８、切替トランジスタ６４、抵抗９０、抵抗７８、制御トランジスタ８０、及びデューティー制御部６７を有する。
【００６４】
切替トランジスタ６４は、第２伝送線路１００と複数の光源ユニット３０との間に直列に設けられ、オンオフを繰り返すことにより、チョッパ制御された電力を複数の光源ユニット３０に供給する。切替トランジスタ６４は、ゲート端子に与えられる電圧に基づいて、第２伝送線路１００から受け取った電源電圧及び電源電流を抵抗９０及びダイオード９４を介して複数の光源ユニット３０に供給するか否かを切り替える。本例において、切替トランジスタ６４はＭＯＳトランジスタである。また、抵抗９０は、複数の光源ユニット３０に供給する供給電流を規定するための抵抗であって、第１抵抗４６と同一の抵抗値を有してよい。抵抗９０には、チョッパ制御された電流が流れるため、抵抗９０において消費される電力は、第１抵抗４６において消費される電力より少ない。このため、抵抗９０の発熱による、ランプボディ２０内部の温度上昇は、第１抵抗４６がランプボディ２０内部に設けられる場合に比べ少ない。
【００６５】
制御トランジスタ８０は、コレクタ端子が抵抗７８を介して切替トランジスタ６４のゲート端子に接続され、切替トランジスタ６４をオン又はオフ状態に制御する。つまり、制御トランジスタ８０が抵抗８８及び抵抗７８を介してコレクタ電流を流すことにより、切替トランジスタ６４がオン状態となり、制御トランジスタ８０がエミッタ電流を流さない場合に、切替トランジスタ６４がオフ状態となる。ここで、抵抗８８は、第２伝送線路１００と抵抗７８とを電気的に接続する抵抗である。また、ツェナーダイオード８６は、抵抗８８と並列に設けられ、抵抗８８に印加される電圧をクランプする。
【００６６】
デューティー制御部６７は、制御トランジスタ８０にエミッタ電流を流すか否かを制御することにより、切替トランジスタ６４がオン又はオフする時間比を制御する。切替トランジスタ６４がオン又はオフする時間比を制御することにより、所望の電力を複数の光源ユニット３０に供給することができる。
【００６７】
また、デューティー制御部６７は、スイッチ５６がオン状態であることを検出する手段を有する。例えば、第２伝送線路１００を介して回路基板４０に供給される電源電圧又は電源電流を検出することにより、スイッチ５６がオン状態であるか否かを検出する。デューティー制御部６７は、スイッチ５６がオン状態である場合に、切替トランジスタ６４がオン又はオフする時間比を制御する。例えば、第２伝送線路１００から供給される電源電圧を、デューティー制御部６７の駆動電圧としてデューティー制御部６７に供給し、スイッチ５６がオン状態である場合のみ、デューティー制御部６７を動作させてもよい。
【００６８】
また、チョッパ制御部７６は、抵抗１１２、抵抗１１４、トランジスタ１１０、抵抗１０６、ツェナーダイオード１０８、抵抗１０４、トランジスタ１０２を更に有する。これらの構成要素は、スイッチ５０がオン状態で有るか否かを検出し、スイッチ５０がオン状態である場合に、切替トランジスタ６４をオフ状態とし、複数の光源ユニット３０への電力の供給を停止させる。
【００６９】
抵抗１１２及び抵抗１１４は、第１抵抗４６と接地電位との間に直列に設けられる。トランジスタ１１０は、ベース端子が抵抗１１２と抵抗１１４との間に接続され、スイッチ５０がオン状態となった場合に、エミッタ電流を接地電位に流す。つまり、抵抗１１２、抵抗１１４、及びトランジスタ１１０により、スイッチ５０がオン状態であるか否かを検出する。
【００７０】
抵抗１０６は、第２伝送線路１００とトランジスタ１１０のコレクタ端子との間に設けられる。また、トランジスタ１０２は、ベース端子が抵抗１０４を介して抵抗１０６と接続される。トランジスタ１１０がエミッタ電流を流した場合、抵抗１０６に電流が流れ、トランジスタ１０２は第２伝送線路１００からエミッタ電流を受け取る。また、トランジスタ１０２は、コレクタ電流を抵抗７８に供給することにより、切替トランジスタ６４をオフ状態に保つ。これにより、スイッチ５０がオフ状態であり、且つスイッチ５６がオン状態である場合にのみ、複数の光源ユニット３０にチョッパ制御された電力を供給することができる。つまり、スイッチ５０及びスイッチ５６が共にオン状態になった場合であっても、複数の光源ユニット３０に過電流を供給することなく、複数の光源ユニット３０を保護することができる。
【００７１】
また、ツェナーダイオード１０８は、抵抗１０６と接続され、ダンプサージ等が生じた場合に、電源電流を接地電位にバイパスする。これにより、トランジスタ１０２をオン状態にし、切替トランジスタ６４をオフ状態にすることができ、複数の光源ユニット３０を保護することができる。
【００７２】
本例における車両用灯具１０によれば、第１伝送線路９８から光源ユニット３０に電力が供給されている場合、電流制限回路４２によって、ダンプサージ等から光源ユニット３０を保護することができる。また第２伝送線路１００から光源ユニット３０に電力が供給されている場合、チョッパ制御により電力が低減されて光源ユニット３０に供給されるため、ダンプサージ等から光源ユニット３０を保護することができる。
【００７３】
図８は、車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す。本例における車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能し、テールランプとして機能する場合に、光源ユニット３０に流れる電流をチョッパ制御することにより、光源ユニット３０の発光量を制御する。図８において、電源２００、スイッチ５０、スイッチ５６、第１伝送線路９８、第２伝送線路１００、第１抵抗４６、及び複数の光源ユニット３０は、図７において説明した電源２００、スイッチ５０、スイッチ５６、第１伝送線路９８、第２伝送線路１００、第１抵抗４６、及び複数の光源ユニット３０と同一である。
【００７４】
本例において、車両用灯具１０は、ランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられた、電流制限回路４２、モード切替部１３０、ダイオード９２、及びダイオード９４とを備える。ダイオード９２及びダイオード９４は、図７におけるダイオード９２及びダイオード９４と同一である。
【００７５】
モード切替部１３０は、図７において説明したチョッパ制御部７６と同様に、スイッチ５０がオン状態で有るか否かを検出し、スイッチ５０がオン状態である場合に、切替トランジスタ６４をオフ状態とし、複数の光源ユニット３０への電力の供給を停止させる。
【００７６】
モード切替部１３０は、抵抗１１２、抵抗１１４、抵抗１０６、抵抗１０４、トランジスタ１１０、トランジスタ１０２、抵抗７８、及びトランジスタ１４６を有する。モード切替部１３０における構成要素のうち、図７において説明したチョッパ制御部７６の構成要素と同一の符号を付した構成要素は、図７において説明した構成要素と同一の機能を有する。
【００７７】
ここで、トランジスタ１４６は、第２伝送線路１００と複数の光源ユニット３０との間に設けられ、複数の光源ユニット３０に供給する電力を制限するトランジスタである。図７において説明したものと同様に、スイッチ５０がオン状態である場合、トランジスタ１０２は、コレクタ電流を抵抗７８を介して接地電位に流す。このとき、トランジスタ１４６のゲート端子には、抵抗７８における電圧降下分の電圧が印加され、トランジスタ１４６は、複数の光源ユニット３０に電流を供給しなくなる。これにより、スイッチ５０がオフ状態であり、且つスイッチ５６がオン状態である場合にのみ、第２伝送線路１００から複数の光源ユニット３０に電力を供給することができる。つまり、スイッチ５０及びスイッチ５６が共にオン状態になった場合であっても、複数の光源ユニット３０に過電流を供給することなく、複数の光源ユニット３０を保護することができる。
【００７８】
電流制限回路４２は、図６において説明した電流制限回路４２と同様の機能及び構成を有する。本例における電流制限回路４２は、図６において説明した電流制限回路４２の構成に加え、トランジスタ１５４、ツェナーダイオード１５６、抵抗１５８、及び抵抗１６０を有する。これらの構成要素は、ダンプサージ等により、切替トランジスタ６４のドレイン電圧が上昇した場合、切替トランジスタ６４をオフ状態にし、複数の光源ユニット３０を保護する。
【００７９】
ツェナーダイオード１５６は、複数の光源ユニット３０と接地電位との間に、切替トランジスタ６４と並列に設けられる。ダンプサージ等により、切替トランジスタ６４のドレイン電圧が、ツェナーダイオード１５６の閾電圧より大きくなった場合に、ツェナーダイオード１５６は、複数の光源ユニット３０に供給された供給電流の少なくとも一部を、直列に接続された抵抗１５８及び抵抗１６０を介して接地電位に流す。
【００８０】
トランジスタ１５４のベース端子は、抵抗１５８と抵抗１６０との間に接続され、抵抗１５８及び抵抗１６０に電流が流れた場合にオン状態となる。トランジスタ１５４のコレクタ端子は、抵抗７８と切替トランジスタ６４のゲート端子との間に接続され、エミッタ端子は、接地電位に接続される。トランジスタ１５４がオン状態になった場合、抵抗７８から接地電位に、トランジスタ１５４を介して電流が流れ、切替トランジスタ６４はオフ状態となる。これにより、ダンプサージ等が生じた場合に複数の光源ユニット３０に供給される電流を抵抗８２で制限するだけでなく、完全に零とすることができ、複数の光源ユニット３０を保護することができる。
【００８１】
図９は、複数の光源ユニット３０の構成の一例を示す。複数の光源ユニット３０は、直列に接続された一つ又は複数の光源３２、及び光源３２に直列に接続され、光源３２に供給する供給電流を規定する抵抗１６４をそれぞれ有する。本例において、車両用灯具１０は、光源ユニット３０ａ及び光源ユニット３０ｂを備え、光源ユニット３０ｂが、光源ユニット３０ａより多くの光源３２を有する場合について説明する。
【００８２】
複数の光源ユニット３０において、光源３２の数が異なる場合、光源３２の順方向電圧の和が、それぞれの光源ユニット３０により異なってしまう。この場合、それぞれの抵抗１６４を、光源３２の数に応じた抵抗値に設定することによりそれぞれの光源ユニット３０に供給される電流を略同一にすることができる。
【００８３】
しかし、抵抗１６４の抵抗値の設定により、それぞれの光源ユニット３０に供給される電流を略同一に制御した場合、電源２００が生成する電源電圧が変化した場合に、それぞれの光源ユニット３０に供給される電流にバラツキが生じてしまう。
【００８４】
本例におけるそれぞれの光源ユニット３０は、他の光源ユニット３０との光源３２の個数の差に応じたダイオード１６２を、光源３２と直列に有する。また、本例におけるそれぞれの光源ユニット３０の抵抗１６４は略同一の抵抗値を有する。つまり、それぞれの光源ユニット３０は、他の光源ユニット３０との光源３２の個数差により生じる光源３２による順方向電圧のバラツキを補正するためのダイオード１６２を有する。
【００８５】
本例においては、光源３２の個数の少ない光源ユニット３０ａは、光源３２による順方向電圧の差を補正するための、一つ又は複数のダイオード１６２を有する。これにより、光源ユニット３０ａ及び光源ユニット３０ｂに供給される供給電流を略同一にし、且つ電源２００が生成する電源電圧が変化した場合であっても、それぞれの供給電流を略同一に保つことができる。これにより、それぞれの光源３２を均一の明るさで発光させることができる。つまり、複数の光源ユニット３０における色ムラ等の発光バラツキを低減させることができる。
【００８６】
図１０は、車両用灯具１０の構成の更なる他の例を示す。本例における車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能する。車両用灯具１０は、光源ユニット３０ａ、及び光源ユニット３０ｂを備える。また、スイッチ５６と光源３０ａ及び光源３０ｂとの間には、図３又は図５に説明した電流制限回路４２を備えていてよい。また、車両用灯具１０は、図２において説明した車両用灯具１０と同様に、スイッチ５０及びスイッチ５６を介して電源２００に接続される。
【００８７】
光源ユニット３０ａは、スイッチ５６と直列に接続され、逆電流を防止するダイオード１６６ａと、ダイオード１６６ａと直列に接続された一つ又は複数の光源３２と、ダイオード１６６ａと複数の光源３２との間に設けられ、光源３２に供給する供給電流を規定する抵抗１６４ａと、光源３２と直列に接続された一つ又は複数のダイオード１６２とを有する。ダイオード１６２は、図９において説明したダイオード１６２と同様に、複数の電源における光源３２の順方向電圧の和のバラツキを補正するために設けられる。
【００８８】
光源ユニット３０ｂは、スイッチ５０と直列に接続され、逆電流を防止するダイオード１６６ｂと、ダイオード１６６ｂと直列に接続された抵抗１６４ｂと、スイッチ５６と直列に接続され、逆電流を防止するダイオード１６６ｃと、ダイオードｃと直列に接続された抵抗１６４ｃと、抵抗１６４ｂ及び抵抗１６４ｃと接地電位との間に設けられ、光源ユニット３０ａの光源３２より多い光源３２とを有する。
【００８９】
また、光源ユニット３０ａは、ダイオード１６２に代えて、ダイオードとして機能するトランジスタ１６８を有してもよい。例えば、順方向電圧を微調整するために、順方向電圧が異なるダイオードとしてトランジスタ１６８を有してよい。また、ダイオード１６２として、特性の異なるショットキーダイオード、ツェナーダイオード等を用いることにより、順方向電圧を微調整してもよい。また、光源ユニット３０ｂも、順方向電圧を微調整するためのダイオード１６２を更に有してよい。
【００９０】
本例における車両用灯具１０によれば、光源ユニット３０の複数の光源３２に流れる電流を略同一にできるため、色ムラ、輝度ムラ等の発光バラツキを低減することができる。
【００９１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００９２】
上記説明から明らかなように、本発明に係る車両用灯具によれば、光源に供給する供給電流を規定する抵抗をランプボディの外部に設けることにより、当該抵抗における発熱によるランプボディの内部の温度上昇を低減することができる。このため、精度よく発光することができる。更に、抵抗をランプボディの外部に設けつつ、光源に供給する供給電流を制御する回路をランプボディの内部に設けることができる。このため、精度よく且つ安全に発光することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用灯具１０の断面図の一例を示す図である。
【図２】車両用灯具１０の回路構成の一例を示す図である。
【図３】車両用灯具１０の回路構成の他の例を示す図である。
【図４】車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す図である。
【図５】車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す図である。
【図６】車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す図である。
【図７】車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す図である。
【図８】車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す図である。
【図９】光源ユニット３０の構成の一例を示す図である。
【図１０】車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・車両用灯具、２０・・・ランプボディ、２２・・・ホルダ、２４・・・透過部、３０・・・光源ユニット、３１・・・配線、３２・・・光源、４０・・・回路基板、４２・・・電流制限回路、４４・・・ツェナーダイオード、４６・・・第１抵抗、４８・・・伝送線路、５０・・・スイッチ、５２・・・ダイオード、５６・・・スイッチ、５８・・・ダイオード、６０・・・第２抵抗、６１・・・ダイオード、６２・・・ダイオード、６４・・・スイッチング素子、６６・・・シャント抵抗、６７・・・デューティー制御部、６８・・・制限トランジスタ、７２・・・制御トランジスタ、７０・・・ベース抵抗、７４・・・バイパス抵抗、７８・・・ゲート抵抗、８０・・・制限トランジスタ、８２・・・シャント抵抗、８４・・・ダイオード、８６・・・ツェナーダイオード、８８・・・抵抗、９０・・・抵抗、９２・・・ダイオード、９４・・・ダイオード、９８・・・第１伝送線路、１００・・・第２伝送線路、１０４・・・抵抗、１０６・・・抵抗、１０８・・・ツェナーダイオード、１１０・・・トランジスタ、１１２・・・抵抗、１１４・・・抵抗、１１８・・・抵抗、１２０・・・トランジスタ、１２４・・・抵抗、１２６・・・抵抗、１２８・・・ツェナーダイオード、１４６・・・トランジスタ、１５４・・・トランジスタ、１５６・・・ツェナーダイオード、１５８・・・抵抗、１６０・・・抵抗、１６２・・・ダイオード、１６４・・・抵抗、１６６・・・ダイオード、１６８・・・トランジスタ、２００・・・電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に用いられる車両用灯具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用灯具において電源から光源に電力を供給する場合に、光源に過電流が流れることを防ぐために、光源と直列に制限抵抗が設けられている（例えば、特許文献１参照）。光源はランプボディの内部に格納されるが、光源や周辺回路に対する制限抵抗の発熱の影響を低減するために、制限抵抗はランプボディの外部に設けられている。特に、光源として発光ダイオードを用いている場合、発光ダイオードは熱変動に対して影響を受けやすいため、制限抵抗はランプボディの外部に設ける必要がある。
【０００３】
また、自動車等の車両においてはイグニッションサージ等のダンプサージが発生するため、車両用灯具は、当該ダンプサージから光源等を保護するための保護回路を備える必要がある。また、当該保護回路に対して、防水等の保護をするために、当該保護回路はランプボディ内に設けられる必要がある。このため、従来の灯具において、当該保護回路は制限抵抗と光源との間に設けられている。例えば、制限抵抗と光源との間に、光源と並列にサージアブソーバ等が保護回路として設けられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１５９１３号公報（第２−４頁、第７−８図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、保護回路が、制限抵抗より下流に設けられているため、光源に対する保護として機能しない場合がある。例えば、光源が発光ダイオードであり、保護回路がサージアブソーバ等である場合、発光ダイオードの順方向電圧より、サージアブソーバのクランプ電圧の方が大きくなるため、サージアブソーバは、発光ダイオードに対する保護回路として機能しない。
【０００６】
また、発光ダイオードに対する保護回路として機能させるために、制限抵抗より上流に保護回路を設けた場合、制限抵抗をランプボディの内部に設けるか、保護回路若しくは配線をランプボディの外部に空中配線により設けなければならずコストが増大する。また、保護回路をランプボディの外部に設けた場合、保護回路自体の防水や、衝撃に対する保護が困難である。
【０００７】
つまり、従来の車両用灯具においては、保護回路をランプボディの内部に設けることによる、配線の簡素化及び保護回路自体の保護と、保護回路による光源の保護を両立することが困難であり、また制限抵抗をランプボディの外部に設け、且つ光源に対して有効な保護回路を設けることが困難であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、車両に用いられる車両用灯具であって、与えられた電力に応じて発光する光源と、光源を格納し、光源を防水するランプボディと、ランプボディの外部に設けられ、光源と直列に接続された第１抵抗と、ランプボディの内部に設けられ、光源に供給される供給電圧又は供給電流にダンプサージが生じた場合に、光源に供給される過電流を防ぐべく設けられた電流制限回路とを備えることを特徴とする車両用灯具を提供する。
【０００９】
電流制限回路は、第１抵抗に供給される電圧が、所定の電圧以上である場合に、第１抵抗に流れる電流を略零に制御してよい。また、車両用灯具は、外部の電源が生成した電圧を、電流制限回路に印加する伝送線路を更に備え、電流制限回路は、伝送線路より受け取った電圧が所定の電圧より小さい場合に、伝送線路より受け取った電流を、第１抵抗を介して光源に供給し、伝送線路より受け取った電圧が所定の電圧より大きい場合に、伝送線路より受け取った電流を接地電位にバイパスしてよい。
【００１０】
また、車両用灯具は、外部のスイッチによって車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能する灯具であって、ランプボディの内部に設けられ、第１抵抗と並列であって、光源と直列に接続された、第１抵抗より抵抗の大きい第２抵抗を更に備え、車両用灯具がストップランプとして機能する場合に、第１抵抗が外部の電源からの電力を前記スイッチを介して受け取り、車両用灯具がテールランプとして機能する場合に、第２抵抗が外部の電源からの電力をスイッチを介して受け取ってよい。
【００１１】
また、車両用灯具は、車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能する灯具であって、電流制限回路は、光源と直列に接続され、光源に電流を供給するか否かを繰り返し切り替える切替トランジスタと、車両用灯具をストップランプとして機能させる場合に、切替トランジスタをオン状態に保ち、車両用灯具をテールランプとして機能させる場合に、切替トランジスタがオン又はオフする時間比を制御することにより、光源に供給される電力を制御するデューティー制御部とを有してよい。
【００１２】
また、電流制限回路は、第１抵抗と光源との間に設けられ、第１抵抗に流れる抵抗電流を検出し、検出した抵抗電流が所定の電流より大きい場合に、抵抗電流の一部を接地電位にバイパスしてよい。
【００１３】
また、電流制限回路は、第１抵抗と光源との間に設けられ、第１抵抗から光源に供給される電流を制限する制限トランジスタと、抵抗電流が所定の電流より大きい場合に、抵抗電流の一部を接地電位にバイパスすると共に、光源に供給される電流を制限トランジスタに制限させる制御トランジスタとを有してよい。
【００１４】
また、車両用灯具は、車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能する灯具であって、光源を点滅させて、光源の明るさを低減させるチョッパ制御部と、車両用灯具をストップランプとして機能させる場合に、外部の電源が生成した電源電圧を、第１抵抗に供給する第１伝送線路と、車両用灯具をテールランプとして機能させる場合に、電源電圧をチョッパ制御部に供給し、光源の明るさを低減して発光させる第２伝送線路とを更に備えてよい。
【００１５】
チョッパ制御部は、外部の電源が生成した電流を光源に供給するか否かを繰り返し切り替える切替トランジスタと、切替トランジスタがオン又はオフする時間比を制御するデューティー制御部とを有し、デューティー制御部は、第１伝送線路が第１抵抗に電源電圧を供給している場合に、切替トランジスタをオフにしてよい。
【００１６】
尚、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又、発明となりうる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１０の断面図の一例を示す。車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両の車体に設けられ、ストップランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ等に用いられる。
【００１９】
車両用灯具１０は、ランプボディ２０、回路基板４０、複数の光源ユニット３０、及び配線３１を備える。ランプボディ２０は、光源３２が生成した光を透過する透過部２４と、回路基板４０及び複数の光源３２を格納するためのホルダ２２を有する。透過部２４は、光源３２が生成した光を拡散又は集光するレンズであってよい。また、ランプボディ２０は、複数の光源３２及び回路基板４０を防水する機能を有する。つまり、ランプボディ２０は、複数の光源３２及び回路基板４０を密閉する。また、ランプボディ２０は開口部を有し、車両の車体に取り付けられることにより、当該開口部が遮蔽され、複数の光源３２及び回路基板４０を密閉及び防水してもよい。
【００２０】
複数の光源３２は、与えられた電力により発光する。本例において複数の光源３２は、発光ダイオードである。回路基板４０は、複数の光源３２に供給する電力を制御する。回路基板４０は、配線３１を介して外部の電源から電力が供給され、供給された電力を調整し、光源３２に供給する。ここで、外部の電源とは、例えば自動車等の車両のバッテリである。また、本例において、車両用灯具１０は複数の光源３２を備えていたが、他の例においては、車両用灯具１０は、一の光源３２を備える構成であってもよい。
【００２１】
図２は、車両用灯具１０の回路構成の一例を示す。車両用灯具１０は、ダンプサージ等から光源ユニット３０を保護する機能を有する。また、本例において車両用灯具１０は一の光源ユニット３０を備え、ランプボディ２０の外部に設けられ、光源ユニット３０と直列に接続された第１抵抗４６、及び外部の電源２００が生成した電圧を外部のスイッチ５０を介して回路基板４０に供給する伝送線路４８を更に備える。
【００２２】
第１抵抗４６は、光源ユニット３０に供給される供給電流を規定するための抵抗である。第１抵抗４６は、例えばランプボディ２０の外面に固定されてよく、また配線３１に固定されてもよい。第１抵抗４６及び配線３１はそれぞれ防水されていることが好ましい。また、スイッチ５０は、例えば車両のブレーキペダルに連動するブレーキスイッチ、運転席に設けられるランプスイッチ等の、使用者によって操作されるスイッチであってよい。
【００２３】
回路基板４０には、光源ユニット３０に供給される供給電圧又は供給電流にダンプサージが生じた場合に、光源ユニット３０に供給される過電流を防ぐべく設けられた電流制限回路４２と、光源ユニット３０に順方向電流を供給するダイオード５２が設けられている。また、伝送線路４８は、第１抵抗４６及び電流制限回路４２に、電源２００から供給された電源電圧を印加する。
【００２４】
電流制限回路４２は、第１抵抗４６に供給される電源電圧が、所定の電圧以上である場合に、第１抵抗４６に流れる電流を低減する。ここで、所定の電圧は、光源ユニット３０が破壊される電圧より低い電圧である。つまり、ダンプサージ等により過電圧が印加された場合に、伝送線路４８から第１抵抗４６に供給される電流を低減することにより、光源ユニット３０が破壊されることを防止する。
【００２５】
本例において、電流制限回路４２は、ダイオード５２を介して伝送線路４８より受け取った電源電圧が所定の電圧より小さい場合に、伝送線路４８より受け取った電流を、第１抵抗４６を介して光源ユニット３０に供給し、伝送線路４８より受け取った電圧が所定の電圧より大きい場合に、伝送線路４８より受け取った電流の少なくとも一部を接地電位にバイパスする。また、ダイオード５２は、スイッチ５０と電流制限回路４２との間に設けられ、電流制限回路４２からスイッチ５０に逆電流が流れることを防止する。
【００２６】
また、電流制限回路４２は、伝送線路４８と接地電位との間に逆接続されたツェナーダイオード４４を有する。ツェナーダイオード４４の耐圧より大きい電源電圧が、電流制限回路４２に印加された場合、伝送線路４８から受け取った電流の少なくとも一部は、ツェナーダイオード４４を介して接地電位にバイパスされる。このとき、直列に接続された第１抵抗４６と光源ユニット３０には、ツェナーダイオードによりクランプされた供給電圧が印加され、当該供給電圧に応じた供給電流が供給される。このため、光源ユニット３０に供給される供給電流は所定の電流以下に制御され、光源ユニット３０の破壊を防ぐことができる。また、ツェナーダイオード４４の耐圧は、電源２００が生成する電源電圧より大きく、光源ユニット３０が破壊される電圧より小さいことが望ましい。また、電流制限回路４２は、ツェナーダイオード４４に代えて、サージアブソーバを有してもよい。
【００２７】
第１抵抗４６は、受け取った電流を光源ユニット３０に供給する。光源ユニット３０は、受け取った電流に応じて発光する。光源ユニット３０は複数の光源３２を直列に接続したものであってよい。ここで、光源３２は発光ダイオードである。
【００２８】
本例における車両用灯具１０においては、まず電源電圧をランプボディ２０の内部の電流制限回路４２に供給し、電流制限回路４２はダンプサージ等がないか否かを検出する。そして、ダンプサージ等が無い場合に、伝送線路４８から受け取った電流をランプボディ２０の外部の第１抵抗４６に供給する。このため、光源ユニット３０の光源３２の順方向電圧の大きさによらず、ダンプサージ等の過電流から、光源ユニット３０を保護することができる。
【００２９】
また、電流制限回路４２が受け取った電流をランプボディ２０の外部に出力するため、第１抵抗４６をランプボディ２０の外部に設けることができる。このため、第１抵抗４６の発熱によるランプボディ２０の内部の熱上昇を低減することができる。このため、車両用灯具１０は精度よく動作することができる。また、電流制限回路４２をランプボディ２０内部に設けているため、電流制限回路４２を保護することができる。
【００３０】
また、ランプボディ２０の外部において、電源２００の高圧側と低圧側との電圧をクランプするような保護回路若しくはそのための配線を設ける場合に比べ、空中配線をする必要が無いため、回路を簡素化することができる。
【００３１】
図３は、車両用灯具１０の回路構成の他の例を示す。本例における車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両のテールランプ、及び前記テールランプより明るく発光するストップランプとして機能する。また、本例における車両用灯具１０は、複数の光源ユニット３０を備え、図２に関連して説明した車両用灯具１０の回路構成に加え、複数の第２抵抗６０、複数のダイオード５８を更に備える。図３において図２と同一の符号を付した構成要素は、図２に関連して説明した構成要素と同一又は同様の機能及び構成を有する。また、第１抵抗４６は、並列に設けられた光源ユニット３０のそれぞれと直列に接続され、それぞれの光源ユニット３０に電力を供給する。また、車両用灯具１０は、スイッチ５０及びスイッチ５６を介して外部の電源２００と接続される。
【００３２】
複数の第２抵抗６０は、ランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられ、第１抵抗４６と並列であって、複数の光源ユニット３０のそれぞれと直列に接続される。また、第２抵抗６０は、第１抵抗４６の抵抗値より大きい抵抗値を有する。
【００３３】
車両用灯具１０をストップランプとして機能させる場合、スイッチ５０がオン状態となり、第１抵抗４６が外部の電源２００からの電力をスイッチ５０を介して受け取り、電流制限回路４２に電源電圧が印加される。図２において説明したように、電源電圧が所定の電圧より小さい場合、第１抵抗４６、及び複数のダイオード５８を介してそれぞれの光源ユニット３０に電力が供給される。
【００３４】
車両用灯具１０をテールランプとして機能させる場合、スイッチ５６がオン状態となり、それぞれの第２抵抗６０が外部の電源２００からの電力をスイッチ５６を介して受け取り、それぞれの光源ユニット３０に電力が供給される。第２抵抗６０の抵抗値は、第１抵抗４６の抵抗値より大きいため、それぞれの光源ユニット３０には、ストップランプとして機能する場合に比べ、小さい電力が供給される。本例のように、車両用灯具１０が、複数の光源３０を並列に有している場合には、第２抵抗の抵抗値は、第１抵抗４６の抵抗値に並列に設けられた光源３０の数を乗じた抵抗値より大きいことが好ましい。これにより、光源ユニット３０は、ストップランプとして機能する場合に比べ、少ない光量で発光する。また、第２抵抗６０の抵抗値が大きいため、ダンプサージ等が生じた場合であっても、それぞれの光源ユニット３０に供給される電力を抑制することができる。
【００３５】
本例における車両用灯具１０によれば、車両用灯具１０を例えばテールランプ及びストップランプのように発光量の異なる複数のモードで機能させる場合に、ダンプサージ等における影響の大きいモードで使用される伝送線路に対して電流制限回路４２を設けることにより、小さい回路規模で効率よく光源ユニット３０を保護することができる。
【００３６】
図４は、車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す。本例における車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能し、テールランプとして機能する場合に、光源ユニット３０に流れる電流をチョッパ制御することにより、光源ユニット３０の発光量を制御する。
【００３７】
本例における車両用灯具１０は、ランプボディ２０の外部に設けられた第１抵抗４６、ランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられた電流制限回路４２、ランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられたダイオード（６１、６２）、及びランプボディ２０の内部に設けられた複数の光源ユニット３０を備える。また、車両用灯具１０は、図２において説明した車両用灯具１０と同様に、スイッチ５０及びスイッチ５６を介して電源２００と接続される。
【００３８】
ダイオード６１はスイッチ５６と直列に設けられ、スイッチ５６がオンされた場合に、電源２００から供給される電源電流を回路基板４０の内部に供給する。また、ダイオード６２はスイッチ５０と直列に設けられ、スイッチ５０がオンされた場合に、電源２００から供給される電源電流を回路基板４０の内部に供給する。また、回路基板４０は、受け取った電源電流をランプボディ２０の外部に設けられた第１抵抗４６を介して、複数の光源ユニット３０に供給する。
【００３９】
電流制御回路４２は、複数の光源ユニット３０と直列に接続され、複数の光源ユニット３０に電流を供給するか否かを繰り返し切り替える切替トランジスタ６４と、車両用灯具１０をストップランプとして機能させる場合に、切替トランジスタ６４をオン状態に保ち、車両用灯具１０をテールランプとして機能させる場合に、切替トランジスタ６４がオン又はオフする時間比を制御することにより、複数の光源ユニット３０に供給される電力を制御するデューティー制御部６７とを有する。
【００４０】
切替トランジスタ６４は、複数の光源ユニット３０のそれぞれと直列に設けられ、ゲート端子に印加される電圧に基づいて、複数の光源ユニット３０に電流を流すか否かを切り替える。切替トランジスタ６４は、例えばＭＯＳトランジスタである。
【００４１】
デューティー制御部６７は、回路基板４０の内部において、ダイオード６１及びダイオード６２に流れる電流又は与えられる電圧を検出し、検出した電流又は電圧に基づいて、車両用灯具１０がテールランプとして機能するモードか、ストップランプとして機能するモードかを判定する。つまり、ダイオード６１又はダイオード６２のいずれに電源電流が供給されているかを検出することにより、スイッチユニット５４のいずれのスイッチがオンしているかを検出し、車両用灯具１０がいずれのモードで動作するべきかを判定する。また、デューティー制御部６７は、検出した電流において、ダンプサージ等を検出した場合、切替トランジスタ６４をオフ状態にすることにより、それぞれの光源ユニット３０に流れる電流を略零に制御してもよい。切替トランジスタ６４は、ダンプサージ等の電圧より大きい耐圧を有することが好ましい。これにより、ダンプサージ等において光源ユニット３０に供給される電力を低減し、光源ユニット３０の破損を防ぐことができる。
【００４２】
本例における車両用灯具１０によれば、第１抵抗４６をランプボディ２０の外部に設けているため、第１抵抗４６における発熱によるランプボディ２０内の温度上昇を低減することができる。このため、精度よく発光することができる。また、デューティー制御部６７をランプボディ２０の内部に設けているため、デューティー制御部６７を保護することができる。また、デューティー制御部６７が、回路基板４０内において電源電流を検出しているため、電源電流を検出するために空中配線を用いる必要がなく、車両用灯具１０を簡素化することができる。また、図３の車両用灯具１０の構成に比べ、第２抵抗６０を省けるため、ランプボディ２０の内部の温度上昇を更に低減することができる。
【００４３】
図５は、車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す。図５において、図２と同一の符号を付した構成要素は、図２において説明した構成要素と同一又は同様の機能及び構成を有する。本例における車両用灯具１０は、ランプボディ２０の外部に設けられた第１抵抗４６、ランプボディ２０の内部に設けられた複数の光源ユニット３０、逆電流を防ぐためのダイオード８４、及びランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられた電流制限回路４２を備える。
【００４４】
電流制限回路４２は、第１抵抗４６と複数の光源ユニット３０との間に設けられ、第１抵抗４６に流れる抵抗電流を検出し、検出した抵抗電流に基づいて、光源ユニット３０に供給する供給電流を制御する。電流制限回路４２は、シャント抵抗６６、ベース抵抗７０、制限トランジスタ６８、制御トランジスタ７２、及びバイパス抵抗７４を有する。
【００４５】
制限トランジスタ６８は、第１抵抗４６と複数の光源ユニット３０との間に設けられ、第１抵抗４６から光源ユニット３０に供給される電流を制限する。制御トランジスタ７２は、抵抗電流が所定の電流より大きい場合に、光源ユニット３０に供給される電流を制限トランジスタ６８に制限させる。
【００４６】
シャント抵抗６６は、抵抗電流を検出するための抵抗であって、一端が第１抵抗４６に接続され、他端がベース抵抗７０及び制限トランジスタ６８のエミッタ端子に接続される。また、ベース抵抗７０は、一端がシャント抵抗６６及び制限トランジスタ６８のエミッタ端子に接続され、他端が制御トランジスタ７２のベース端子に接続される。また、バイパス抵抗７４は、一端が制限トランジスタ６８のベース端子及び制御トランジスタ７２のコレクタ端子に接続され、他端が接地電位に接続される。
【００４７】
抵抗電流が所定の電流より小さい場合、つまり抵抗電流によるシャント抵抗６６における電圧降下が、制御トランジスタ７２の閾電圧より小さい場合、制限トランジスタ７２はオフ状態であり、制限トランジスタ６８は、オン状態であるため、抵抗電流が供給電流として光源ユニット３０に供給される。
【００４８】
また、抵抗電流が所定の電流より大きい場合、つまり抵抗電流によるシャント抵抗６６における電圧降下が、制御トランジスタ７２の閾電圧より大きい場合、制御トランジスタ７２はオン状態となり、抵抗電流の一部が制御トランジスタ７２及びバイパス抵抗７４を介して接地電位にバイパスされる。このときバイパス抵抗７４における降下電圧により、制限トランジスタ６８は、供給電流を低減するように制御される。本例における電流制限回路４２は、所定の電流より大きい抵抗電流を検出した場合に、シャント抵抗６６における降下電圧と、制御トランジスタ７２のベースエミッタ電圧とが略等しくなるように、供給電流を制御する。
【００４９】
本例における電流制御回路４２によれば、抵抗電流が所定の電流より大きくなった場合に、供給電流を低減することができる。また、ダンプサージ等の大きな電流増加が生じた場合であっても、大電力はトランジスタ６８に短時間印加されるのみなので、発熱を低減することができる。また、第１抵抗４６の抵抗電流を検出し、抵抗電流の電流値に応じて、供給電流の制御しているため、第１抵抗４６をランプボディ２０の外部に設け、電流制御回路４２をランプボディ２０の内部に設けることができる。そのため、第１抵抗４６における発熱によるランプボディ２０内部の温度上昇を低減することができる。また、電流制御回路４２を保護することができる。
【００５０】
図６は、車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す。本例における車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能し、テールランプとして機能する場合に、光源ユニット３０に流れる電流をチョッパ制御することにより、光源ユニット３０の発光量を制御する。図６において、図４と同一の符号を付した構成要素は、図４において説明した構成要素と同一又は同様の機能及び構成を有する。本例における車両用灯具１０は、ランプボディ２０の外部に設けられた第１抵抗４６、ランプボディ２０の内部に設けられた複数の光源ユニット３０、及びランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられた電流制限回路４２を備える。
【００５１】
外部のスイッチ５０は、複数の光源ユニット３０に電力を供給するか否かを切り替え、第１抵抗４６は、電源２００と複数の光源ユニット３０のそれぞれとの間に直列に設けられる。
【００５２】
電流制限回路４２は、複数の光源ユニット３０と接地電位との間に設けられ、複数の光源ユニット３０に供給される供給電流に基づいて、複数の光源ユニット３０に供給電流を流すか否かを切り替える。電流制限回路４２は、デューティー制御部６７、ゲート抵抗７８、切替トランジスタ６４、シャント抵抗８２、制御トランジスタ８０、及び逆電流を防ぐためのダイオード８４を有する。
【００５３】
切替トランジスタ６４は、ＭＯＳトランジスタであって、複数の光源ユニット３０に供給電流を供給するか否かを切り替える。デューティー制御部６７は、切替トランジスタ６４をオン又はオフさせるための信号を、切替トランジスタ６４のゲート端子に抵抗７８を介して供給する。例えば、車両用灯具１０をストップランプとして機能させる場合、切替トランジスタ６４をオン状態に保ち、テールランプとして機能させる場合、切替トランジスタ６４を繰り返しオンオフさせ、当該オン及びオフの時間比を制御し、複数の光源ユニット３０に供給される電力を制御する。
【００５４】
シャント抵抗８２は、切替トランジスタ６４と接地電位との間に設けられた供給電流を検出するための抵抗である。制御トランジスタ８０は、コレクタ端子が抵抗７８と切替トランジスタ６４のゲート端子との間に接続され、エミッタ端子が接地電位に接続され、ベース端子が切替トランジスタ６４とシャント抵抗８２との間に接続される。
【００５５】
制御トランジスタ８０は、シャント抵抗８２に流れる供給電流が所定の電流より大きいか否かに基づいて、切替トランジスタ６４のゲート電圧を制御し、切替トランジスタ６４を制御する。つまり、供給電流によるシャント抵抗８２における電圧降下が、制御トランジスタ８０の閾電圧より大きい場合に、制御トランジスタ８０は電流を流し始め、デューティー制御部６７が生成する信号の一部を接地電位にバイパスし、切替トランジスタ６４のコレクタ電流を低減させる。
【００５６】
本例における車両用灯具１０によれば、チョッパ制御を行う場合であっても、ダンプサージ等の大きな電流増加が生じた場合に、切替トランジスタ６４のコレクタ電流を低減することにより、光源ユニット３０に過電力が供給されることを防ぐことができる。本例における車両用灯具１０によれば、シャント抵抗８２における降下電圧と、制御トランジスタ８０のベースエミッタ電圧とが略等しくなるように、供給電流を制御することができる。また、電流制限回路４０に、チョッパ制御を行うための切替トランジスタ６４を設けることにより、図５において説明した車両用灯具１０と同一のトランジスタ数で、電流制限による回路保護と、チョッパ制御とを行うことができる。
【００５７】
図７は、車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す。本例における車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能し、テールランプとして機能する場合に、光源ユニット３０に流れる電流をチョッパ制御することにより、光源ユニット３０の発光量を制御する。車両用灯具１０は、図５において説明した車両用灯具１０の構成に加え、ランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられたチョッパ制御部７６、及びダイオード（９２、９４）を更に備える。また、車両用灯具１０は、図２において説明した車両用灯具１０と同様に、スイッチ５０及びスイッチ５６を介して外部の電源２００と接続される。
【００５８】
車両用灯具１０がストップランプとして機能する場合、スイッチ５０がオン状態となり、第１伝送線路９８は、電源２００からの電源電圧及び電源電流を、第１抵抗４６を介して電流制限回路４２に供給する。
【００５９】
電流制限回路４２は、図７において説明した電流制限回路４２の構成に加え、ツェナーダイオード１２８、抵抗１２６、抵抗１２４、抵抗１１８、及びトランジスタ１２０を更に有する。これらの構成要素は、ダンプサージ等が生じた場合に、第１伝送線路９８から供給される電源電流の一部を接地電位にバイパスする。
【００６０】
ツェナーダイオード１２８は、一端が第１抵抗４６とシャント抵抗６６との間に接続され、他端が抵抗１２６及び抵抗１２４とを介して接地電位と接続される。ここで、ツェナーダイオード１２８の他端、抵抗１２６、及び抵抗１２４は直列に接続される。ダンプサージ等により、第１抵抗４６に流れる電源電圧が所定の電圧より大きくなった場合、ツェナーダイオード１２８は、電源電流の一部を抵抗１２６に供給する。この場合、抵抗１２６に供給された電流の一部は抵抗１２４を介して接地電位にバイパスされる。
【００６１】
トランジスタ１２０は、ベース端子が抵抗１２４と抵抗１２６との間に接続され、エミッタ端子が接地電位に接続され、コレクタ端子が抵抗１１８を介してトランジスタ７２のベース端子に接続される。ダンプサージ等が生じ、抵抗１２６及び抵抗１２４に電流が流れることにより、トランジスタ１２０はオン状態となり、抵抗６６に供給された電流の一部が、抵抗７０及び抵抗１１８を介して接地電位にバイパスされ、トランジスタ７２のベース電圧が低下する。このため、トランジスタ７２がオン状態となり、トランジスタ６８をオフ方向に向かわせ、供給電流を低減することができる。つまり、ダンプサージ等が生じた場合に、複数の光源ユニット３０に供給される供給電流は減少し、光源ユニット３０の破損を防ぐことができる。
【００６２】
車両用灯具１０がテールランプとして機能する場合、スイッチ５６がオン状態となり、第２伝送線路１００は、電源２００からの電源電圧及び電源電流をチョッパ制御部７６に供給する。チョッパ制御部７６は、第２伝送線路１００と複数の光源ユニット３０との間に設けられ、受け取った電源電圧及び電源電流に基づいて、複数の光源ユニット３０を点滅させて、複数の光源ユニット３０の明るさを低減させる。
【００６３】
チョッパ制御部７６は、ツェナーダイオード８６、抵抗８８、切替トランジスタ６４、抵抗９０、抵抗７８、制御トランジスタ８０、及びデューティー制御部６７を有する。
【００６４】
切替トランジスタ６４は、第２伝送線路１００と複数の光源ユニット３０との間に直列に設けられ、オンオフを繰り返すことにより、チョッパ制御された電力を複数の光源ユニット３０に供給する。切替トランジスタ６４は、ゲート端子に与えられる電圧に基づいて、第２伝送線路１００から受け取った電源電圧及び電源電流を抵抗９０及びダイオード９４を介して複数の光源ユニット３０に供給するか否かを切り替える。本例において、切替トランジスタ６４はＭＯＳトランジスタである。また、抵抗９０は、複数の光源ユニット３０に供給する供給電流を規定するための抵抗であって、第１抵抗４６と同一の抵抗値を有してよい。抵抗９０には、チョッパ制御された電流が流れるため、抵抗９０において消費される電力は、第１抵抗４６において消費される電力より少ない。このため、抵抗９０の発熱による、ランプボディ２０内部の温度上昇は、第１抵抗４６がランプボディ２０内部に設けられる場合に比べ少ない。
【００６５】
制御トランジスタ８０は、コレクタ端子が抵抗７８を介して切替トランジスタ６４のゲート端子に接続され、切替トランジスタ６４をオン又はオフ状態に制御する。つまり、制御トランジスタ８０が抵抗８８及び抵抗７８を介してコレクタ電流を流すことにより、切替トランジスタ６４がオン状態となり、制御トランジスタ８０がエミッタ電流を流さない場合に、切替トランジスタ６４がオフ状態となる。ここで、抵抗８８は、第２伝送線路１００と抵抗７８とを電気的に接続する抵抗である。また、ツェナーダイオード８６は、抵抗８８と並列に設けられ、抵抗８８に印加される電圧をクランプする。
【００６６】
デューティー制御部６７は、制御トランジスタ８０にエミッタ電流を流すか否かを制御することにより、切替トランジスタ６４がオン又はオフする時間比を制御する。切替トランジスタ６４がオン又はオフする時間比を制御することにより、所望の電力を複数の光源ユニット３０に供給することができる。
【００６７】
また、デューティー制御部６７は、スイッチ５６がオン状態であることを検出する手段を有する。例えば、第２伝送線路１００を介して回路基板４０に供給される電源電圧又は電源電流を検出することにより、スイッチ５６がオン状態であるか否かを検出する。デューティー制御部６７は、スイッチ５６がオン状態である場合に、切替トランジスタ６４がオン又はオフする時間比を制御する。例えば、第２伝送線路１００から供給される電源電圧を、デューティー制御部６７の駆動電圧としてデューティー制御部６７に供給し、スイッチ５６がオン状態である場合のみ、デューティー制御部６７を動作させてもよい。
【００６８】
また、チョッパ制御部７６は、抵抗１１２、抵抗１１４、トランジスタ１１０、抵抗１０６、ツェナーダイオード１０８、抵抗１０４、トランジスタ１０２を更に有する。これらの構成要素は、スイッチ５０がオン状態で有るか否かを検出し、スイッチ５０がオン状態である場合に、切替トランジスタ６４をオフ状態とし、複数の光源ユニット３０への電力の供給を停止させる。
【００６９】
抵抗１１２及び抵抗１１４は、第１抵抗４６と接地電位との間に直列に設けられる。トランジスタ１１０は、ベース端子が抵抗１１２と抵抗１１４との間に接続され、スイッチ５０がオン状態となった場合に、エミッタ電流を接地電位に流す。つまり、抵抗１１２、抵抗１１４、及びトランジスタ１１０により、スイッチ５０がオン状態であるか否かを検出する。
【００７０】
抵抗１０６は、第２伝送線路１００とトランジスタ１１０のコレクタ端子との間に設けられる。また、トランジスタ１０２は、ベース端子が抵抗１０４を介して抵抗１０６と接続される。トランジスタ１１０がエミッタ電流を流した場合、抵抗１０６に電流が流れ、トランジスタ１０２は第２伝送線路１００からエミッタ電流を受け取る。また、トランジスタ１０２は、コレクタ電流を抵抗７８に供給することにより、切替トランジスタ６４をオフ状態に保つ。これにより、スイッチ５０がオフ状態であり、且つスイッチ５６がオン状態である場合にのみ、複数の光源ユニット３０にチョッパ制御された電力を供給することができる。つまり、スイッチ５０及びスイッチ５６が共にオン状態になった場合であっても、複数の光源ユニット３０に過電流を供給することなく、複数の光源ユニット３０を保護することができる。
【００７１】
また、ツェナーダイオード１０８は、抵抗１０６と接続され、ダンプサージ等が生じた場合に、電源電流を接地電位にバイパスする。これにより、トランジスタ１０２をオン状態にし、切替トランジスタ６４をオフ状態にすることができ、複数の光源ユニット３０を保護することができる。
【００７２】
本例における車両用灯具１０によれば、第１伝送線路９８から光源ユニット３０に電力が供給されている場合、電流制限回路４２によって、ダンプサージ等から光源ユニット３０を保護することができる。また第２伝送線路１００から光源ユニット３０に電力が供給されている場合、チョッパ制御により電力が低減されて光源ユニット３０に供給されるため、ダンプサージ等から光源ユニット３０を保護することができる。
【００７３】
図８は、車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す。本例における車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能し、テールランプとして機能する場合に、光源ユニット３０に流れる電流をチョッパ制御することにより、光源ユニット３０の発光量を制御する。図８において、電源２００、スイッチ５０、スイッチ５６、第１伝送線路９８、第２伝送線路１００、第１抵抗４６、及び複数の光源ユニット３０は、図７において説明した電源２００、スイッチ５０、スイッチ５６、第１伝送線路９８、第２伝送線路１００、第１抵抗４６、及び複数の光源ユニット３０と同一である。
【００７４】
本例において、車両用灯具１０は、ランプボディ２０の内部の回路基板４０に設けられた、電流制限回路４２、モード切替部１３０、ダイオード９２、及びダイオード９４とを備える。ダイオード９２及びダイオード９４は、図７におけるダイオード９２及びダイオード９４と同一である。
【００７５】
モード切替部１３０は、図７において説明したチョッパ制御部７６と同様に、スイッチ５０がオン状態で有るか否かを検出し、スイッチ５０がオン状態である場合に、切替トランジスタ６４をオフ状態とし、複数の光源ユニット３０への電力の供給を停止させる。
【００７６】
モード切替部１３０は、抵抗１１２、抵抗１１４、抵抗１０６、抵抗１０４、トランジスタ１１０、トランジスタ１０２、抵抗７８、及びトランジスタ１４６を有する。モード切替部１３０における構成要素のうち、図７において説明したチョッパ制御部７６の構成要素と同一の符号を付した構成要素は、図７において説明した構成要素と同一の機能を有する。
【００７７】
ここで、トランジスタ１４６は、第２伝送線路１００と複数の光源ユニット３０との間に設けられ、複数の光源ユニット３０に供給する電力を制限するトランジスタである。図７において説明したものと同様に、スイッチ５０がオン状態である場合、トランジスタ１０２は、コレクタ電流を抵抗７８を介して接地電位に流す。このとき、トランジスタ１４６のゲート端子には、抵抗７８における電圧降下分の電圧が印加され、トランジスタ１４６は、複数の光源ユニット３０に電流を供給しなくなる。これにより、スイッチ５０がオフ状態であり、且つスイッチ５６がオン状態である場合にのみ、第２伝送線路１００から複数の光源ユニット３０に電力を供給することができる。つまり、スイッチ５０及びスイッチ５６が共にオン状態になった場合であっても、複数の光源ユニット３０に過電流を供給することなく、複数の光源ユニット３０を保護することができる。
【００７８】
電流制限回路４２は、図６において説明した電流制限回路４２と同様の機能及び構成を有する。本例における電流制限回路４２は、図６において説明した電流制限回路４２の構成に加え、トランジスタ１５４、ツェナーダイオード１５６、抵抗１５８、及び抵抗１６０を有する。これらの構成要素は、ダンプサージ等により、切替トランジスタ６４のドレイン電圧が上昇した場合、切替トランジスタ６４をオフ状態にし、複数の光源ユニット３０を保護する。
【００７９】
ツェナーダイオード１５６は、複数の光源ユニット３０と接地電位との間に、切替トランジスタ６４と並列に設けられる。ダンプサージ等により、切替トランジスタ６４のドレイン電圧が、ツェナーダイオード１５６の閾電圧より大きくなった場合に、ツェナーダイオード１５６は、複数の光源ユニット３０に供給された供給電流の少なくとも一部を、直列に接続された抵抗１５８及び抵抗１６０を介して接地電位に流す。
【００８０】
トランジスタ１５４のベース端子は、抵抗１５８と抵抗１６０との間に接続され、抵抗１５８及び抵抗１６０に電流が流れた場合にオン状態となる。トランジスタ１５４のコレクタ端子は、抵抗７８と切替トランジスタ６４のゲート端子との間に接続され、エミッタ端子は、接地電位に接続される。トランジスタ１５４がオン状態になった場合、抵抗７８から接地電位に、トランジスタ１５４を介して電流が流れ、切替トランジスタ６４はオフ状態となる。これにより、ダンプサージ等が生じた場合に複数の光源ユニット３０に供給される電流を抵抗８２で制限するだけでなく、完全に零とすることができ、複数の光源ユニット３０を保護することができる。
【００８１】
図９は、複数の光源ユニット３０の構成の一例を示す。複数の光源ユニット３０は、直列に接続された一つ又は複数の光源３２、及び光源３２に直列に接続され、光源３２に供給する供給電流を規定する抵抗１６４をそれぞれ有する。本例において、車両用灯具１０は、光源ユニット３０ａ及び光源ユニット３０ｂを備え、光源ユニット３０ｂが、光源ユニット３０ａより多くの光源３２を有する場合について説明する。
【００８２】
複数の光源ユニット３０において、光源３２の数が異なる場合、光源３２の順方向電圧の和が、それぞれの光源ユニット３０により異なってしまう。この場合、それぞれの抵抗１６４を、光源３２の数に応じた抵抗値に設定することによりそれぞれの光源ユニット３０に供給される電流を略同一にすることができる。
【００８３】
しかし、抵抗１６４の抵抗値の設定により、それぞれの光源ユニット３０に供給される電流を略同一に制御した場合、電源２００が生成する電源電圧が変化した場合に、それぞれの光源ユニット３０に供給される電流にバラツキが生じてしまう。
【００８４】
本例におけるそれぞれの光源ユニット３０は、他の光源ユニット３０との光源３２の個数の差に応じたダイオード１６２を、光源３２と直列に有する。また、本例におけるそれぞれの光源ユニット３０の抵抗１６４は略同一の抵抗値を有する。つまり、それぞれの光源ユニット３０は、他の光源ユニット３０との光源３２の個数差により生じる光源３２による順方向電圧のバラツキを補正するためのダイオード１６２を有する。
【００８５】
本例においては、光源３２の個数の少ない光源ユニット３０ａは、光源３２による順方向電圧の差を補正するための、一つ又は複数のダイオード１６２を有する。これにより、光源ユニット３０ａ及び光源ユニット３０ｂに供給される供給電流を略同一にし、且つ電源２００が生成する電源電圧が変化した場合であっても、それぞれの供給電流を略同一に保つことができる。これにより、それぞれの光源３２を均一の明るさで発光させることができる。つまり、複数の光源ユニット３０における色ムラ等の発光バラツキを低減させることができる。
【００８６】
図１０は、車両用灯具１０の構成の更なる他の例を示す。本例における車両用灯具１０は、例えば自動車等の車両のテールランプ、及びテールランプより明るく発光するストップランプとして機能する。車両用灯具１０は、光源ユニット３０ａ、及び光源ユニット３０ｂを備える。また、スイッチ５６と光源３０ａ及び光源３０ｂとの間には、図３又は図５に説明した電流制限回路４２を備えていてよい。また、車両用灯具１０は、図２において説明した車両用灯具１０と同様に、スイッチ５０及びスイッチ５６を介して電源２００に接続される。
【００８７】
光源ユニット３０ａは、スイッチ５６と直列に接続され、逆電流を防止するダイオード１６６ａと、ダイオード１６６ａと直列に接続された一つ又は複数の光源３２と、ダイオード１６６ａと複数の光源３２との間に設けられ、光源３２に供給する供給電流を規定する抵抗１６４ａと、光源３２と直列に接続された一つ又は複数のダイオード１６２とを有する。ダイオード１６２は、図９において説明したダイオード１６２と同様に、複数の電源における光源３２の順方向電圧の和のバラツキを補正するために設けられる。
【００８８】
光源ユニット３０ｂは、スイッチ５０と直列に接続され、逆電流を防止するダイオード１６６ｂと、ダイオード１６６ｂと直列に接続された抵抗１６４ｂと、スイッチ５６と直列に接続され、逆電流を防止するダイオード１６６ｃと、ダイオードｃと直列に接続された抵抗１６４ｃと、抵抗１６４ｂ及び抵抗１６４ｃと接地電位との間に設けられ、光源ユニット３０ａの光源３２より多い光源３２とを有する。
【００８９】
また、光源ユニット３０ａは、ダイオード１６２に代えて、ダイオードとして機能するトランジスタ１６８を有してもよい。例えば、順方向電圧を微調整するために、順方向電圧が異なるダイオードとしてトランジスタ１６８を有してよい。また、ダイオード１６２として、特性の異なるショットキーダイオード、ツェナーダイオード等を用いることにより、順方向電圧を微調整してもよい。また、光源ユニット３０ｂも、順方向電圧を微調整するためのダイオード１６２を更に有してよい。
【００９０】
本例における車両用灯具１０によれば、光源ユニット３０の複数の光源３２に流れる電流を略同一にできるため、色ムラ、輝度ムラ等の発光バラツキを低減することができる。
【００９１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００９２】
上記説明から明らかなように、本発明に係る車両用灯具によれば、光源に供給する供給電流を規定する抵抗をランプボディの外部に設けることにより、当該抵抗における発熱によるランプボディの内部の温度上昇を低減することができる。このため、精度よく発光することができる。更に、抵抗をランプボディの外部に設けつつ、光源に供給する供給電流を制御する回路をランプボディの内部に設けることができる。このため、精度よく且つ安全に発光することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用灯具１０の断面図の一例を示す図である。
【図２】車両用灯具１０の回路構成の一例を示す図である。
【図３】車両用灯具１０の回路構成の他の例を示す図である。
【図４】車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す図である。
【図５】車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す図である。
【図６】車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す図である。
【図７】車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す図である。
【図８】車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す図である。
【図９】光源ユニット３０の構成の一例を示す図である。
【図１０】車両用灯具１０の回路構成の更なる他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・車両用灯具、２０・・・ランプボディ、２２・・・ホルダ、２４・・・透過部、３０・・・光源ユニット、３１・・・配線、３２・・・光源、４０・・・回路基板、４２・・・電流制限回路、４４・・・ツェナーダイオード、４６・・・第１抵抗、４８・・・伝送線路、５０・・・スイッチ、５２・・・ダイオード、５６・・・スイッチ、５８・・・ダイオード、６０・・・第２抵抗、６１・・・ダイオード、６２・・・ダイオード、６４・・・スイッチング素子、６６・・・シャント抵抗、６７・・・デューティー制御部、６８・・・制限トランジスタ、７２・・・制御トランジスタ、７０・・・ベース抵抗、７４・・・バイパス抵抗、７８・・・ゲート抵抗、８０・・・制限トランジスタ、８２・・・シャント抵抗、８４・・・ダイオード、８６・・・ツェナーダイオード、８８・・・抵抗、９０・・・抵抗、９２・・・ダイオード、９４・・・ダイオード、９８・・・第１伝送線路、１００・・・第２伝送線路、１０４・・・抵抗、１０６・・・抵抗、１０８・・・ツェナーダイオード、１１０・・・トランジスタ、１１２・・・抵抗、１１４・・・抵抗、１１８・・・抵抗、１２０・・・トランジスタ、１２４・・・抵抗、１２６・・・抵抗、１２８・・・ツェナーダイオード、１４６・・・トランジスタ、１５４・・・トランジスタ、１５６・・・ツェナーダイオード、１５８・・・抵抗、１６０・・・抵抗、１６２・・・ダイオード、１６４・・・抵抗、１６６・・・ダイオード、１６８・・・トランジスタ、２００・・・電源
Claims (9)
- 車両に用いられる車両用灯具であって、
与えられた電力に応じて発光する光源と、
前記光源を格納し、前記光源を防水するランプボディと、
前記ランプボディの外部に設けられ、前記光源と直列に接続された第１抵抗と、
前記ランプボディの内部に設けられ、前記光源に供給される供給電圧又は供給電流にダンプサージが生じた場合に、前記光源に供給される過電流を防ぐべく設けられた電流制限回路と
を備えることを特徴とする車両用灯具。 - 前記電流制限回路は、前記第１抵抗に供給される電圧が、所定の電圧以上である場合に、前記第１抵抗に流れる電流を低減することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
- 外部の電源が生成した電圧を、前記電流制限回路に印加する伝送線路を更に備え、
前記電流制限回路は、前記伝送線路より受け取った電圧が前記所定の電圧より小さい場合に、前記伝送線路より受け取った電流を、前記第１抵抗を介して前記光源に供給し、前記伝送線路より受け取った電圧が前記所定の電圧より大きい場合に、前記伝送線路より受け取った電流の少なくとも一部を接地電位にバイパスすることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。 - 前記車両用灯具は、外部のスイッチによって車両のテールランプ、及び前記テールランプより明るく発光するストップランプとして機能する灯具であって、
前記ランプボディの内部に設けられ、前記第１抵抗と並列であって、前記光源と直列に接続された、前記第１抵抗より抵抗の大きい第２抵抗を更に備え、
前記車両用灯具が前記ストップランプとして機能する場合に、前記第１抵抗が外部の電源からの電力を前記スイッチを介して受け取り、
前記車両用灯具が前記テールランプとして機能する場合に、前記第２抵抗が外部の電源からの電力を前記スイッチを介して受け取ることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。 - 前記車両用灯具は、車両のテールランプ、及び前記テールランプより明るく発光するストップランプとして機能する灯具であって、
前記電流制限回路は、
前記光源と直列に接続され、前記光源に電流を供給するか否かを繰り返し切り替える切替トランジスタと、
前記車両用灯具を前記ストップランプとして機能させる場合に、前記切替トランジスタをオン状態に保ち、前記車両用灯具を前記テールランプとして機能させる場合に、前記切替トランジスタがオン又はオフする時間比を制御することにより、前記光源に供給される電力を制御するデューティー制御部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。 - 前記電流制限回路は、前記第１抵抗と前記光源との間に設けられ、前記第１抵抗に流れる抵抗電流を検出し、検出した前記抵抗電流が所定の電流より大きい場合に、前記抵抗電流の一部を接地電位にバイパスすることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
- 前記電流制限回路は、
前記第１抵抗と前記光源との間に設けられ、前記第１抵抗から前記光源に供給される電流を制限する制限トランジスタと、
前記抵抗電流が前記所定の電流より大きい場合に、前記抵抗電流の一部を前記接地電位にバイパスすると共に、前記光源に供給される電流を前記制限トランジスタに制限させる制御トランジスタと
を有することを特徴とする請求項６に記載の車両用灯具。 - 前記車両用灯具は、車両のテールランプ、及び前記テールランプより明るく発光するストップランプとして機能する灯具であって、
前記光源を点滅させて、前記光源の明るさを低減させるチョッパ制御部と、
前記車両用灯具を前記ストップランプとして機能させる場合に、外部の電源が生成した電源電圧を、前記第１抵抗に供給する第１伝送線路と、
前記車両用灯具を前記テールランプとして機能させる場合に、前記電源電圧を前記チョッパ制御部に供給し、前記光源の明るさを低減して発光させる第２伝送線路と
を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の車両用灯具。 - 前記チョッパ制御部は、
前記外部の電源が生成した電流を前記光源に供給するか否かを繰り返し切り替える切替トランジスタと、
前記切替トランジスタがオン又はオフする時間比を制御するデューティー制御部と
を有し、
前記デューティー制御部は、前記第１伝送線路が前記第１抵抗に前記電源電圧を供給している場合に、前記切替トランジスタをオフにすることを特徴とする請求項８に記載の車両用灯具。
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