(57)【要約】【課題】十分な輝度で、且つ、安定して発光可能にした原動機付き二輪車に好適なＨＩＤ照明装置用の電源装置を提供する。【解決手段】交流発電機１と、交流発電機１の出力の第１の極性の電流波形を整流して、直流電圧を取り出す第１整流装置１２と、交流発電機１の出力の第１の極性の電流波形と反対極性の第２の極性の電流波形を整流する第２整流装置２２と、第２整流装置２２の直流出力から、第１整流装置１２の直流出力である直流電圧と同じ電圧で同じ極性の直流電圧を生成するインバータ６と、第１整流装置１２の出力とインバータ６の出力とを並列に接続する接続ノード５とを含むことを特徴とする。【選択図】図１
2011005968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流発電機と、
前記交流発電機の出力の第１の極性の電流波形を整流して、直流電圧を取り出す第１整流装置と、
前記交流発電機の出力の前記第１の極性の電流波形と反対極性の第２の極性の電流波形を整流する第２整流装置と、
前記第２整流装置の直流出力から、前記第１整流装置の直流出力である直流電圧と同じ極性の直流電圧を生成するインバータと、
前記第１整流装置の出力と前記インバータの出力とを並列に接続する接続ノードと、
を含むことを特徴とする原付二輪車に於けるＨＩＤ照明装置用電源装置。
【請求項２】
前記インバータは、一次コイルと出力コイルを有し、前記一次コイルと出力コイル間を絶縁した出力トランスと、前記出力トランスの一次コイルに流れる電流をスイッチングするためのスイッチングトランジスタと、前記スイッチングトランジスタをスイッチングさせるための発振回路とから構成され、前記出力トランスの出力コイルの出力は、整流器を介して、前記接続ノードに接続されることを特徴とする請求項１記載の原付二輪車に於けるＨＩＤ照明装置用電源装置。
【請求項３】
前記接続ノードの電圧が、所定の電圧を超えたことを検出する電圧検出手段を設けると共に、前記発振回路の出力と前記スイッチングトランジスタの入力間に、前記インバータの動作を停止せしめるインバータ動作停止手段を設け、前記電圧検出手段が前記接続ノードの電圧が所定の電圧以上になったことを検出した時、前記インバータ動作停止手段が、前記インバータの動作を停止せしめ、前記第２整流装置から前記接続ノードへの電力の供給を遮断するように構成したことを特徴とする請求項２記載の原付二輪車に於けるＨＩＤ照明装置用電源装置。
【請求項４】
前記第１整流装置又は前記第２整流装置と前記接続ノード間に電流遮断装置を設けると共に、前記接続ノードの電圧が、所定の電圧を超えたことを検出する電圧検出手段を設け、前記電圧検出手段が、前記接続ノードの電圧が所定の電圧以上になったことを検出した時、前記電流遮断装置は、前記第１整流装置又は前記第２整流装置から前記接続ノードへの電力の供給を遮断するように構成したことを特徴とする請求項１又２記載の原付二輪車に於けるＨＩＤ照明装置用電源装置。
【請求項５】
当該第１整流装置と当該接続ノード部との間若しくは当該インバータと当該接続ノード部との間に適宜のスイッチ手段を設けた事を特徴とする請求項１に記載の原付二輪車に於けるＨＩＤ照明装置用電源装置。
【請求項６】
原付二輪車に搭載されるＨＩＤ照明装置の駆動システムであって、当該駆動システムは、当該原付二輪車に搭載されている小型交流発電機から出力される交流電圧波形のうち、負側の半波のみを使用して得られた直流電圧をＨＩＤランプに供給する事を特徴とする原付二輪車に於けるＨＩＤランプからなる照明装置の駆動システム。
【請求項７】
原付二輪車に搭載されるＨＩＤ照明装置の駆動システムであって、当該駆動システムは、当該原付二輪車に搭載されている小型交流発電機から出力される交流電圧波形のうち、全波を整流して得られる電圧と負の半波のみを整流して得られる電圧とを、双方の電圧の極性を同一の極性とした上で当該両電圧を加算して得られた直流電圧をＨＩＤランプに供給する事を特徴とする原付二輪車に於けるＨＩＤランプからなる照明装置の駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原動機付き自転車を含む原動機付き二輪車に好適なＨＩＤ照明装置用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の原動機付き二輪車用のヘッドライトとしてはハロゲンランプが使用されており、その駆動方法としては、発電機の出力コイルの一部からタップをとり、整流せずに直接ハロゲンランプの駆動回路に発電機の出力電流を供給している。従って、使用される電力は低い状態にある。
従って、この従来から原動機付き二輪車用のハロゲンランプ照明駆動回路をそのまま使用して、ＨＩＤランプ用の照明装置として使用することは不可能である。
【０００３】
その為、従来のハロゲンランプ照明駆動回路のフレームワークを生かしながらＨＩＤランプ用の照明装置として使用する為には、従来のハロゲンランプ照明駆動回路からＨＩＤランプを点灯させるだけの十分な電力を取り出す工夫が必要となっていた。
図５は、従来の原動機付き二輪車用のハロゲンランプ照明装置用電源装置に整流器を組み込んだ例を示す回路図である。
【０００４】
図において、１は交流発電機、２０は電源であり、電源２０は、交流発電機１の出力電流を全波整流する整流器２２と平滑コンデンサ２３とから構成されている。又、６０は、ＨＩＤ（Ｈｉｇｈ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｌａｍｐ）１００を安定的に発光させるように所定の波形をＨＩＤ１００に供給するインバータである。
【０００５】
然しながら、原動機付き二輪車に好適なＨＩＤランプを駆動するには、３５Ｗ以上の電力が要求される。一方、上記回路では、電源２０の出力電圧は、約１２Ｖ、又、取り出せる電力は、約３０Ｗ程度であり、上記回路でＨＩＤ１００を駆動した場合、ＨＩＤを安定的に駆動できなく、特に、ウインカーを使用した場合や原動機付き二輪車の速度を落としたような場合、ＨＩＤ１００の照度が低下し、交通の安全を十分確保出来ないという問題があった。
【０００６】
一方、この回路にあっても、発電機の出力コイルの適宜のコイル部からタップを取り出して、当該タップから得られる電流波形を全波整流しているが、その出力電圧は、当該出力コイルの接地端部とは反対側の端部で、別の電装部品の駆動用電源として使用されるバッテリに接続される当該出力コイルの端部の出力電圧よりも低い電圧しか得られていない。
【０００７】
更に、上記した照明装置用電源装置では、当該バッテリの存在により、当該全波整流回路２２から出力される電圧は、当該バッテリにクランプされる事から、当該バッテリの電圧以上に高い電圧を出力する事は、不可能である。
【０００８】
然しながら、従来の原動機付き二輪車用の照明装置用電源装置では、上記した厳しいコスト条件があるために、実際には、当該バッテリに接続されている当該出力コイルの端部から出力される電圧を、正の電圧のみを半波整流する１個のダイオードが使用されているのが現実である。
従って、当該バッテリに接続されている当該出力コイルの端部から出力される電圧波形の内、負側の半波は、利用されていないのが現状である。
【０００９】
又、交流発電機１の出力をあげる、又は、交流発電機１の効率を改善する等の手段も考えられるが、コイル巻数の増加等が必要であり、いずれも著しくコストアップするという問題があった。
なお、高輝度放電ランプの点灯装置に関する文献としては、非特許文献１に示されたような文献が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】松下電工技報（２００１年５月号）第１３頁〜第１９頁「自動車用ＨＩＤ式ヘッドライト点灯装置」（塩見  務、神原  隆他）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特に、上記電源２０部分の出力不足を補強することで、ＨＩＤを十分な発光輝度で安定して動作せしめる新規な原動機付き二輪車に好適なＨＩＤ照明装置用電源装置及びその電源駆動システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記した目的を達成するために、基本的には、以下に記載されたような技術構成を採用するものである。
即ち、本発明に係わるＨＩＤ照明装置用電源装置の第１の態様は、
交流発電機と、
前記交流発電機の出力の第１の極性の電流波形を整流して、直流電圧を取り出す第１整流装置と、
前記交流発電機の出力の前記第１の極性の電流波形と反対極性の第２の極性の電流波形を整流する第２整流装置と、
前記第２整流装置の直流出力から、前記第１整流装置の直流出力である直流電圧と同じ極性の直流電圧を生成するインバータと、
前記第１整流装置の出力と前記インバータの出力とを並列に接続する接続ノードと、
を含むことを特徴とするものであり、
【００１３】
又、第２の態様は、
前記インバータは、一次コイルと出力コイルとを有し、前記一次コイルと出力コイル間を絶縁した出力トランスと、前記出力トランスの一次コイルに流れる電流をスイッチングするためのスイッチングトランジスタと、前記スイッチングトランジスタをスイッチングさせるための発振回路とから構成され、前記出力トランスの出力コイルの出力は、整流器を介して、前記接続ノードに接続されることを特徴とするものであり、
【００１４】
又、第３の態様は、
前記接続ノードの電圧が、所定の電圧を超えたことを検出する電圧検出手段を設けると共に、前記発振回路の出力と前記スイッチングトランジスタの入力間に、前記インバータの動作を停止せしめるインバータ動作停止手段を設け、前記電圧検出手段が前記接続ノードの電圧が所定の電圧以上になったことを検出した時、前記インバータ動作停止手段が、前記インバータの動作を停止せしめ、前記第２整流装置から前記接続ノードへの電力の供給を遮断するように構成したことを特徴とするものであり、
【００１５】
又、第４の態様は、
前記第１整流装置又は前記第２整流装置と前記接続ノード間に電流遮断装置を設けると共に、前記接続ノードの電圧が、所定の電圧を超えたことを検出する電圧検出手段を設け、前記電圧検出手段が、前記接続ノードの電圧が所定の電圧以上になったことを検出した時、前記電流遮断装置は、前記第１整流装置又は前記第２整流装置から前記接続ノードへの電力の供給を遮断するように構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のＨＩＤ照明装置用電源装置は、上記のように構成したので、原動機付き自転車を含む原動機付き二輪車に取り付けたＨＩＤを安定して、高輝度で発光させることが可能になった。
従って、アイドリング中、ブレーキ作動中や低速走行時等、どのような状況においても、原動機付き二輪車を安全に運転できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１の電源用インバータの構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施例２の電源用インバータの構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施例３の構成を示すブロック図である。
【図５】従来技術の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１〜図４を参照して、本発明の「発明を実施するための形態」について、説明する。
本発明の基本的な技術思想は、従来の原動機付き二輪車用ＨＩＤ照明装置の電源装置に於いては、ＨＩＤ照明装置を直接的に駆動する電力は、発電機の出力コイルの一部のコイルからタップを取り出しているので、そこから取り出される交流電圧に基づく電力よりも、当該出力コイルの当該バッテリに接続されている端部から得られる電力の方が、使用コイル数が多い事から高くなる事、及びコストの問題から、バッテリには、出力コイル出力される交流電圧波形の内、その正の半波のみしか充電されておらず、一方、当該交流電圧波形の内の負の半波は、利用されていない状態にある事が基本となっている。
【００１９】
係る負の半波を整流した電圧は、上記した通り、タップから取り出した交流電圧波形を電源２０で全波整流した電圧よりも大きくなる。そして、当該負の半波を整流した電圧のみでもＨＩＤランプを駆動させる事が出来る原動機付き二輪車もあるので、当該負の半波を整流した電圧のみでＨＩＤ照明装置を駆動させる事も可能であり、更には、当該負の半波を整流した電圧を当該電源２０で全波整流した電圧に加算する事も可能であり、係る知見によって従来の問題点を改善する事が可能となった。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の実施例１の構成を示すブロック図、図２は、本発明の実施例１の具体的構成を示す回路図である。
なお、図５と同一部分には、同一符号を用いている。
図１において、１は交流発電機であり、２０は、図５に示す従来の原付二輪車のＨＩＤ駆動用電源であり、本発明に於いては、図５の電源２０をそのまま使用するものである。
【００２１】
一方、１２は、交流発電機１の出力波形の負の波形部分を半波整流して、負の直流電圧を得るための第１の整流器、１３は、第１の整流器１２の整流出力を平滑する平滑コンデンサであり、出力端子１０に接続される接続ノード５には、−１２Ｖの出力電圧が得られる。なお、出力端子１０には、図示しないＨＩＤランプ駆動用のインバータが接続されている。
【００２２】
一方、２２は、交流発電機１の出力コイルの一部からタップを採って取り出した交流出力波形を全波整流して、正の直流電圧を得るための第２の整流器、２３は、第２の整流器２２の整流出力を平滑する平滑コンデンサであり、ノード４には、＋１２Ｖの直流電圧が得られる。
【００２３】
又、６は、ノード４の＋１２Ｖの直流電圧から−１２Ｖの直流電圧を生成するための電源用インバータであり、電源用インバータ６の直流出力端子６０は、接続ノード５に接続されている。
従って、この構成では、交流発電機１の端部に於ける交流出力波形の内、負の出力波形部分をのみを半波整流して、所定の電力を接続ノード５に供給する第１の電力供給路を設けると共に（図１の下側回路部分）、交流発電機１の出力コイルの一部からタップを採って取り出した交流電圧出力波形を全波整流して、この整流出力に基づき、電源用インバータ６を用いて所定の交流出力を生成し、この交流出力を整流することで、所定の電力を接続ノード５に供給する第２の電力供給路（図１の上側回路部分）を設けることで、必要な電力を図示しないＨＩＤに供給するように構成したものである。
【００２４】
従って、第１の電力供給路及び第２の電力供給路のそれぞれの出力電圧値は同じであっても良く、又相互に異なるものであっても良く、極性は同じである必要がある。
本具体例では、上記した様に、負の出力波形部分をのみを半波整流して得られた出力電圧値が、電源２０により全波整流して得られた出力電圧値よりも高いものである。
尚、本発明に於いては、当該第１の整流装置と当該第２の整流装置の何れか一方は、全波整流器であり、他方は半波整流器である事が望ましい。
【００２５】
そして、この構成によれば、本発明の電源から約６０Ｗの電力が得られるから、ＨＩＤの輝度も上昇し、安定した発光が得られる。
次に、図２に基づき、実施例１の具体的な回路構成を説明する。
図２において、符号６で示した図２の上半分の回路は、図１の電源用インバータ６の回路に相当する。
【００２６】
図２に示したように、電源用インバータ６は、一次コイル６１と二次コイル６２とを有し、一次コイル６１と二次コイル６２間を絶縁した出力トランス６３と、出力トランス６３の一次コイルに流れる電流をスイッチングするためのスイッチングトランジスタ６４と、スイッチングトランジスタ６４をスイッチングするための発振回路６５とで構成している。
【００２７】
符号６６は、ＤＣ／ＤＣコンバータであり、このＤＣ／ＤＣコンバータ６６では、ＩＣ６７を用いて、第２の整流器２２の整流出力である＋１２Ｖの電圧から＋１５Ｖの電圧を生成し、この＋１５Ｖの電圧で電源用インバータ６の発振回路６５を動作するように構成している。
【００２８】
そして、電源用インバータ６は、絶縁トランス６３により、一次コイル６１に接続される回路部分と、二次コイル６２に接続される回路部分とに直流的に完全に分離されているから、二次コイル６２に誘起される電力は、整流器８を介して、接続ノード５に供給することが可能になる。
【００２９】
又、図２において、符号７で示した図２の下半部分の回路部分は、電流遮断回路であり、この電流遮断回路は、図１の第１の整流器１２と接続ノード５間に設けられるようになっている。
この電流遮断回路７は、ダーリントン接続したスイッチングトランジスタ７１、７２と、接続ノード５の電圧を検出する抵抗器７３ａと半固定抵抗器７３ｂとで構成した電圧検出回路７３と、ツェナーダイオード７４ａとダイオード７４ｂと抵抗器７４ｃとで基準電圧を生成する基準電圧生成回路７４と、電圧検出回路７３で検出した電圧と基準電圧生成回路７４の基準電圧とを比較するためのトランジスタ７５とで構成している。
【００３０】
そして、接続ノード５の電圧が、所定の電圧以上になったことをトランジスタ７５が検出すると、スイッチングトランジスタ７１、７２に流れる電流を遮断して、第１の整流器１２から接続ノード５への電力の供給を遮断するように構成している。
【実施例２】
【００３１】
図３は、図２の電源用インバータの他の構成例を示す回路図である。
図３において、図２と同一部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
図３の構成では、電源用インバータ部分の構成は、図２の構成とほほ同じ構成であるが、図３の構成では、接続ノード５の電圧が、所定の電圧を超えた時、電源用インバータの発振回路６５の発振出力を、スイッチングトランジスタ６４に入力されないように構成することで、第２の整流器２２から接続ノード５への電力の供給を遮断する電流遮断回路を設けている。
【００３２】
即ち、図３の回路では、接続ノード５の電圧が、所定の電圧を超えると、フォトカプラ６８の発光素子６９が発光し、発振回路６５の出力−アース間に設けたフォトカプラ６８の受光素子７０が導通して、スイッチングトランジスタ６４のスイッチングを停止させるインバータ動作停止回路を設けている。従って、接続ノード５の電圧が、所定の電圧を超えると、第２の整流器２２を介しての接続ノード５への電力の供給が遮断される。
上記実施例１及び実施例２に示したように、電流遮断回路は、第１の電力供給路又は第２の電力供給路のいずれにも設けることが出来る。
【実施例３】
【００３３】
上記説明では、電源用インバータ６を第２の整流器と接続ノード５間に設けたが、図４のように、電源用インバータ６Ａを第１の整流器１２と接続ノード５間に設けるように構成しても、上記と同様な効果を得ることが出来る。
【実施例４】
【００３４】
又、本発明に於いては、上記したリミッター手段の代わりに、マニュアルで操作可能なスイッチング回路を設けておき、必要に応じて当該第１の整流回路から出力される電圧或は第２の整流回路から出力される電圧の何れかを選択して使用出来る様に構成したものであっても良い。
【００３５】
更に、本発明に於ける上記した各具体例に於いては、当該電圧の極性を逆にしても良いことは言うまでもない。
本発明に於いては、当該交流発電機１の端部に於ける交流出力波形の内、負の出力波形部分をのみを半波整流して得られる電圧と、交流発電機１の出力コイルの一部からタップを採って取り出した交流電圧出力波形を全波整流して得られる電圧とを同一の極性とした上で当該両者を加算して、ＨＩＤランプを低コストで安定的に点灯させるシステムであるが、上記した通り、当該交流発電機１の端部に於ける交流出力波形の内、負の出力波形部分をのみを半波整流して得られる電圧は、交流発電機１の出力コイルの一部からタップを採って取り出した交流電圧出力波形を全波整流して得られる電圧よりも高い電圧値を示すので、当該システムを当該負の半波を整流して得られる電圧のみを使用する様に構成したものであっても良い。
【００３６】
上記具体例を実現する為に、例えば、図１に示す手動若しくは適宜の信号により駆動可能なスイッチＳＷ１をノード５とインバータ６との間に配置する様に構成し、当該イッチＳＷ１をＯＦＦする様に構成したものであっても良く、或は図４に示す様に、当該電源２０と当該ノード部５との間若しくは当該ノード部５と当該インバータ６Ａとの間に同様のスイッチＳＷ２或いはＳＷ３を設けると共に、当該スイッチＳＷ２或いはＳＷ３をＯＦＦとして、点線で示す配線Ｑを有効とすることによって実現できるし、又、当該点線Ｑで示す配線を使用せずに、当該スイッチＳＷ２のみをＯＦＦとして使用するものであっても良い。
【００３７】
尚、上記各具体例に於いては、当該ＨＩＤ照明装置への配線経路中には、ハイロー（Ｈｉ／Ｌｏ）切り替え制御回路が使用されるものであることは、言うまでもない。
又、インバータ６Ａの出力コイルの一方の端部は、ノードＰに接続しても良く又コンデンサ２３の負側端子に接続するのが望ましい。
【符号の説明】
【００３８】
１  交流発電機
１２、２２  整流器
１３、２３  平滑コンデンサ
５  接続ノード
６  電源用インバータ
８  整流器
１０  出力端子
２０  電源
６０  インバータ
６１  一次コイル
６２  二次コイル
６３  絶縁トランス
１００  ＨＩＤ
【図１】
2011005968.tif 000003
【図２】
2011005968.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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