JP5320099B2

JP5320099B2 - 車両用前照灯装置及び車両用前照灯器具

Info

Publication number: JP5320099B2
Application number: JP2009034269A
Authority: JP
Inventors: 健一 ▲高▼松; 司小倉
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-02-17
Also published as: JP2010192210A

Description

本発明は、車両用前照灯装置及び車両用前照灯器具に関するものである。

従来から、車両等の前照灯としてハロゲンランプ１１が用いられている。当該ハロゲンランプ１１は、図５に示すように、走行用フィラメント１１２、及びすれ違い用フィラメント１１３が内部に設けられたバルブ１１１と、車両に取り付けられる際に用いられるフランジ１１４と、フランジ１１４を介してバルブ１１１と対向して設けられ、車両側ハロゲンランプ専用コネクタ１３に接続されることで各フィラメントへ電源を供給するソケット１１５とを備えている。

そして、車両等の前照灯の明るさ向上や長寿命化のために、純正のハロゲンランプ１１を取り外した後に、ＨＩＤランプ１２１に後付けで交換することが度々行われている。このような、ＨＩＤランプ１２１を用いた例としては、図６に示すような、車両用前照灯装置Ｄがある（例えば特許文献１参照）。

車両用前照灯装置Ｄは、純正のハロゲンランプ１１を取り外した後に、車両側ハロゲンランプ専用コネクタ１３に接続される接続プラグ１２２と、接続プラグ１２２から信号線１２３を介して制御信号を受信し、接点をＯＮ／ＯＦＦするリレー１２４と、リレー１２４及び電源線１２５を介してバッテリー１４と接続されたインバータ１２６と、インバータ１２６から電源供給され、ランプ始動時に高電圧パルスを出力するイグナイタ１２７と、電源線１２５及び接続コネクタ１２８を介してインバータ１２６及びイグナイタ１２７と接続されたＨＩＤランプ１２１と、ＨＩＤランプ１２１が固定され、車両の前照灯ケースに取り付けられるフランジ１２９とを備えている。

そして、上記車両用前照灯装置Ｄは、車両に設けられている前照灯スイッチがＯＮされると、リレー１２４の接点がＯＮしてバッテリー１４からインバータ１２６に電源供給がなされる。そして、インバータ１２６が、所望の電圧をイグナイタ１２７へ出力し、イグナイタ１２７が高電圧パルスをＨＩＤランプ１２１へ印加することで、ＨＩＤランプ１２１が点灯を開始する。そして、点灯開始後は、インバータ１２６が、所望のランプ電圧をＨＩＤランプ１２１へ出力することで、ＨＩＤランプ１２１は点灯状態を維持する。

また、前照灯スイッチがＯＦＦされると、リレー１２４の接点がＯＦＦとなり、バッテリー１４からＨＩＤランプ１２１への電源供給が停止し、ＨＩＤランプ１２１は消灯する。

また、車両等の前照灯の明るさ向上や長寿命化を行う別の方法として、純正のハロゲンランプ１１を取り外し、複数のＬＥＤ１５１ｂからなるＬＥＤモジュール１５１を備えたＬＥＤランプ１５を取り付ける方法もある。

このようなＬＥＤランプ１５を用いた例として、図７に示すような、減流抵抗１５１ａ及び複数のＬＥＤ１５１ｂからなるＬＥＤモジュール１５１と、ダイオードブリッジ回路１５２とが一体に形成された車両用前照灯装置Ｅが提供されている（例えば特許文献２参照）。

車両用前照灯装置Ｅは、純正のハロゲンランプ１１を取り外した後に、車両側ハロゲンランプ専用コネクタ１３に接続される接続プラグ１５３と、当該接続プラグ１５３と電源線１５４を介して接続され、出力側にバリスタ１５６が接続されたダイオードブリッジ回路１５２と、ダイオードブリッジ回路１５２を介して電源供給されて発光するＬＥＤモジュール１５１と、車両の前照灯ケースに取り付けられると共に、一面側にダイオードブリッジ回路１５２が収納され、他面側にＬＥＤモジュール１５１が設けられたフランジ１５５とを備えている。

そして、上記車両用前照灯装置Ｅは、車両に設けられている前照灯スイッチがＯＮされると、車両側ハロゲンランプ専用コネクタ１３から接続プラグ１５３に電源が供給される。そして、ダイオードブリッジ回路１５２によって、接続プラグ１５３から供給された電源電圧の極性と、ＬＥＤモジュール１５１の極性とが整合された後に、ＬＥＤモジュール１５１に電源供給されることでＬＥＤモジュール１５１が発光する。

従って、車両用前照灯装置Ｅは、極性を考慮することなく接続プラグ１５３の接続を行うことができる。

特開２００３−７２４５７号公報登録実用新案３１４６６８７号公報

しかしながら、上記従来例におけるＨＩＤランプ１２１を用いた車両用前照灯装置Ｄは、ＨＩＤランプ１２１の他に、インバータ１２６やイグナイタ１２７、リレー１２４等の接続が必要となり、バルブの交換を行う感覚で純正のハロゲンランプ１１をＨＩＤランプ１２１に交換することは、一般ユーザーには困難なものであった。

また、エンジンルームの隙間も昨今の乗客空間向上のために狭くなっており、それに伴って前照灯を収納するために与えられる空間も狭くなっていることから、前照灯周辺に複数の部品を後から取り付けることは非常に困難であった。

また、上記従来例におけるＬＥＤランプ１５を用いた車両用前照灯装置Ｅは、上記車両用前照灯装置Ｄのように、高電圧を発生するイグナイタ１２７等を設ける必要はない。しかし、バッテリーの電圧変動によってＬＥＤモジュール１５１に供給される電源電圧も変動し、ＬＥＤモジュール１５１の点灯が不安定になる虞がある。従って、ダイオードブリッジ回路１５２だけでなく、ＬＥＤモジュール１５１を安定して点灯させるための点灯回路が必要となる。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、既存の前照灯ケースに取り付けられている純正のランプをＬＥＤランプに容易に交換できると共に、ＬＥＤランプを安定して点灯させることができる車両用前照灯装置を提供することにある。

請求項１の発明は、既存の前照灯ケースに着脱自在に取り付けられるフランジと、複数のＬＥＤによって構成され、フランジに固定されるＬＥＤモジュールと、フランジに固定され、バッテリーから出力される電源電圧を所定の電圧に変換してＬＥＤモジュールに電源供給を行う点灯回路とを備え、前記ＬＥＤモジュールは、前記フランジの一面側に配置され、前記点灯回路は、前記フランジの他面側に配置され、前記フランジは、断熱材から形成されることを特徴とする。

この発明によれば、車体に加工を施すことなく、既存の前照灯ケースに取り付けられている純正ランプをＬＥＤランプにバルブの交換を行う感覚で容易に交換することができると共に、ＬＥＤランプを安定して点灯させることができる。さらに、フランジによってＬＥＤモジュールと点灯回路とが隔離されることで、ＬＥＤモジュールから発生した熱が点灯回路側へ到達することを抑制して、点灯回路の熱破壊を防止することができる。

請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記フランジは、少なくとも一面が熱を反射する材料からなることを特徴とする。

この発明によれば、ＬＥＤモジュールから発生した熱が、フランジを介して点灯回路側へ到達することをより抑制し、点灯回路の熱破壊を更に防止することができる。

請求項３の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記点灯回路は、サージ電圧を吸収する保護回路を備えることを特徴とする。

この発明によれば、サージによる高電圧が、点灯回路及びＬＥＤモジュールに印加されることを防止し、点灯回路及びＬＥＤモジュールの各素子が破損することを防止することができる。

請求項４の発明は、車両用前照灯器具が、請求項１乃至３いずれか記載の車両用前照灯装置と、フランジが取り付けられる前照灯ケースとを備えることを特徴とする。

この発明によれば、請求項１乃至３いずれかの効果を奏すると共に、取り付け性、メンテナンス性に優れた車両用前照灯器具とすることができる。

以上説明したように、本発明では、既存の前照灯ケースに取り付けられている純正ランプをＬＥＤランプに容易に交換することができると共に、ＬＥＤランプを安定して点灯させることができるという効果がある。

本発明の実施形態１における車両用前照灯装置の一部破断した平面図を示す。同上における車両用前照灯装置の点灯回路の回路図を示す。同上における車両用前照灯装置のフランジに熱反射材を設けた場合の一部破断した平面図を示す。同上における車両用前照灯装置を備えた車両用前照灯器具の一部破断した平面図を示す。従来例におけるハロゲンランプの概略図を示す。同上におけるＨＩＤランプを備えた車両用前照灯装置の概略構成図を示す。同上におけるＬＥＤモジュールを備えた車両用前照灯装置の一部破断した平面図を示す。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態における車両用前照灯装置Ａは、図１、２に示すように、フランジ１と、当該フランジ１の一面側に配置されるＬＥＤモジュール２と、フランジ１の他面側に配置される点灯回路３と、車両のバッテリーＢに接続されて点灯回路３へ電源を供給する接続プラグ４とを備えている。

フランジ１は、断熱性を備えた樹脂材料によって形成されている。

ＬＥＤモジュール２は、複数のＬＥＤ２ａが接続されて構成され、透光性のバルブ５に覆われている。

点灯回路３は、入力端子間に接続されたバリスタ３１と、バッテリーＢから入力された電源電圧の極性とＬＥＤモジュール２の極性とを整合する逆接続防止回路３２と、バッテリーＢから逆接続防止回路３２を介して供給される電源電圧を所望のランプ電圧に変換した後に出力するＤＣ―ＤＣコンバータ３３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３からＬＥＤモジュール２へ供給されるランプ電圧を検出する電圧検出回路３４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３からＬＥＤモジュール２へ供給されるランプ電流を検出する電流検出回路３５と、電圧検出回路３４と電流検出回路３５とからそれぞれ出力される検出結果を元に、ＬＥＤモジュール２への供給電力を求めると共に、当該供給電力が所定の許容範囲内に収まるようにＤＣ―ＤＣコンバータ３３の出力制御を行う制御回路部３６とを備え、ケース本体６内に収納されている。

バリスタ３１は、点灯回路３の入力端子間に設けられ、点灯回路３に高電圧のサージが入力された場合に、点灯回路３を構成する各素子及びＬＥＤモジュール２に高電圧がかかり破損することを防止している。

逆接続防止回路３２は、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４がブリッジ接続して構成されており、バッテリーＢの電源電圧の極性とＬＥＤモジュール２の極性とを整合している。従って、車両用前照灯装置ＡをバッテリーＢに極性を誤って接続することがなく、点灯回路３の各素子及び、ＬＥＤモジュール２の破損を防止することができる。

ＤＣ−ＤＣコンバータ３３は、トランスＴを備えた所謂昇降圧回路であり、トランスＴの１次巻線Ｔ１に接続され、制御回路部３６によってＯＮ／ＯＦＦ制御されるスイッチ素子ＳＷ２と、トランスＴの２次巻線Ｔ２の一端にアノードが接続されたダイオードＤ５と、ダイオードＤ５のカソードと２次巻線Ｔ２の他端との間に接続されたコンデンサＣとを備えている。そして、制御回路部３６によってスイッチ素子ＳＷ２がＯＮされると、１次巻線Ｔ１に電流が流れてトランスＴにエネルギが蓄えられた後にスイッチ素子ＳＷ２がＯＦＦされると、トランスＴに蓄えられたエネルギが２次巻線Ｔ２よりダイオードＤ５を介してコンデンサＣに供給される。

電圧検出回路３４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３の出力端子間に接続され、直列に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２から構成される。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３から出力されるランプ電圧をＶ１とした場合に、電圧検出回路３４は、検出電圧Ｖｘ（Ｖｘ＝Ｖ１×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））を制御回路部３６へ出力する。

電流検出回路３５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３の出力端とＬＥＤモジュール２の一端との間に直列に接続された抵抗Ｒ３からなり、抵抗Ｒ３に発生する電圧降下をランプ電流Ｉ１の検出電圧Ｖｙ（Ｖｙ＝Ｉ１×Ｒ３）として制御回路部３６へ出力する。

制御回路部３６は、電圧検出回路３４及び電流検出回路３５から各々出力される検出電圧Ｖｘ，Ｖｙをそれぞれ増幅する増幅器３６１ａ、３６１ｂからなる増幅回路部３６１と、増幅回路部３６１から出力される電圧に基づいて基準値を生成する基準値生成回路部３６２と、電圧検出回路３４及び電流検出回路３５から各々出力される検出電圧Ｖｘ，Ｖｙと基準値生成回路部３６２で生成される基準値とに基づいてスイッチ素子ＳＷ２のオンデューティ比を調整するためのＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ制御部３６３と、ＰＷＭ信号に応じたオンデューティ比でスイッチ素子ＳＷ２をＯＮ／ＯＦＦするドライバ部３６４と、バッテリーＢから各部の動作電源を生成する制御電源３６５とを備えている。

そして、車両に設けられた前照灯点灯スイッチＳＷ１がＯＮされると、制御回路部３６がＤＣ−ＤＣコンバータ３３を動作させ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３からＬＥＤモジュール２へ直流のランプ電圧Ｖ１が印加される。そして、当該ランプ電圧Ｖ１がＬＥＤモジュール２に印加されることでランプ電流Ｉ１が流れ、制御回路部３６は前記検出電圧Ｖｘ、Ｖｙに基づいてスイッチ素子ＳＷ２をＰＷＭ制御することで、ＬＥＤモジュール２に流れるランプ電流Ｉ１が略一定となるように、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３の出力するランプ電圧Ｖ１を調整する。

例えば、ＬＥＤモジュール２がＬＥＤ２ａを４個直列接続した直列回路からなり、各ＬＥＤ２ａの順電圧の定格値が３．５Ｖの場合、定常時においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３から出力されるランプ電圧Ｖ１を、Ｖ１＝３．５Ｖ×４＝１４Ｖに設定すれば、ＬＥＤモジュール２に定格の順電流を流すことができる。

また、本実施形態におけるＤＣ−ＤＣコンバータ３３は、制御回路部３６によって昇圧動作及び降圧動作のいずれも可能であるから、直流電源であるバッテリーＢの電源電圧が１２Ｖであれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３を昇圧動作させ、バッテリーＢの電源電圧が２４Ｖや４８Ｖの場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３３を降圧動作させることにより、バッテリーＢの電源電圧にかかわらずＬＥＤモジュール２を定電流駆動することができる。

また、バッテリーＢの電圧変動が起こった場合、若しくは、車載電源ラインにノイズ等が印加されて電圧変動が起こった場合であっても、制御回路部３６が当該電圧変動によって発生するＬＥＤモジュール２への供給電力の変化を確認し、ＬＥＤモジュール２へ供給されるランプ電圧Ｖ１を制御することで、ＬＥＤモジュール２に略一定のランプ電流Ｉ１が流れ、ＬＥＤモジュール２を安定して点灯させることができる。

更に、フランジ１が、断熱性を有する材料から形成されていることから、フランジ１の一面側に配置されたＬＥＤモジュール２で発生した熱が、フランジ１の他面側に配置された点灯回路３側へ到達することを抑制でき、点灯回路３が熱破壊を起こすことを防止することができる。

加えて、図３に示すように、フランジ１の一面側に金属蒸着、若しくは、金属製の薄板からなる熱反射材１２設けることで、ＬＥＤモジュール２で発生した熱をＬＥＤモジュール２側へ反射することで、ＬＥＤモジュール２で発生した熱が、フランジ１の他面側に配置された点灯回路３側へ到達することをより抑制でき、点灯回路３が熱破壊を起こすことを更に防止することができる。

また、車両用前照灯装置Ａのフランジ１は、元々ハロゲンランプ１１が取り付けられている既存の車両用前照灯器具Ｃに対して、当該車両用前照灯器具Ｃからハロゲンランプ１１を取り外した後に、着脱自在に取り付けられる。

そして、元々取り付けられていたハロゲンランプ１１に代わって車両用前照灯装置Ａが取り付けられた車両用前照灯器具Ｃは、図４に示すように、車両用前照灯装置Ａと、前面が開口し後面の一部が開口した中空箱型に形成され、車両用前照灯装置Ａを収納する前照灯ケース７と、前照灯ケース７内においてＬＥＤモジュール２が挿通し、当該ＬＥＤモジュール２の光を前方に反射すると共に、車両用前照灯装置Ａを固定する反射板８と、前照灯ケース７に進退自在に螺合され、ねじ込み量を調節することで反射板８の傾きを変化させ、ランプの光軸を調節する光軸調節ねじ９と、前照灯ケース７の前面の開口７ａを覆設するレンズ１０とを備えている。

ここで、車両用前照灯装置Ａは、ＬＥＤモジュール２を前照灯ケース７の後面に形成される開口７ｂを介して前照灯ケース７内に挿入し、フランジ１を反射板８に固定するだけで取り付け作業を完了することができる。

従って、車両用前照灯器具Ｃは、元々取り付けられているハロゲンランプ１１から車両用前照灯装置Ａへバルブの交換を行う感覚で容易に変更でき、更には、取り付け施工性及びメンテナンス性が優れている。

１フランジ
２ＬＥＤモジュール
２ａＬＥＤ
３点灯回路
４接続プラグ
Ａ車両用前照灯装置

Claims

既存の前照灯ケースに着脱自在に取り付けられるフランジと、
複数のＬＥＤによって構成され、フランジに固定されるＬＥＤモジュールと、
フランジに固定され、バッテリーから出力される電源電圧を所定の電圧に変換してＬＥＤモジュールに電源供給を行う点灯回路とを備え、
前記ＬＥＤモジュールは、前記フランジの一面側に配置され、前記点灯回路は、前記フランジの他面側に配置され、
前記フランジは、断熱材から形成されることを特徴とする車両用前照灯装置。
前記フランジは、少なくとも一面が熱を反射する材料からなることを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯装置。
前記点灯回路は、サージ電圧を吸収する保護回路を備えることを特徴とする請求項１または２記載の車両用前照灯装置。
請求項１乃至３いずれか記載の車両用前照灯装置と、フランジが取り付けられる前照灯ケースとを備えることを特徴とする車両用前照灯器具。