(57)【要約】【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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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