JPS6021919Y2 - 調光装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、自動車等の計器盤照明の調光装置に関するも
のである。

従来、自動車等の速度計や燃料計等を収納する計器盤に
は、夜間の視認性を確保するために、照明装置が設けら
れている。

この照明装置は、一般に３Ｗ程度の電球を並列に５個な
いし６個設けて構成されている。

しかしながら、この照明装置が作動する夜間においても
、例えば、自動車がほとんど外光のない効外を走行する
場合と、比較的外光が入ってくる、いわゆる、市内走行
をする場合とでは、その照明の明るさを、外光の入り具
合いに応じて調節変更することが望ましいとされている
。

すなわち、外光がかなり多く入ってくる場合に適した光
度のままで、外光の全く入らない場所を走行するならば
、その過度の照明のために、計器盤が眩しく感ぜられ、
その結果、運転者の疲労が増大し、従って、運転の安全
性が脅かされる等、危険な状態になる恐れがある。

このために、計器盤の照明には、運転者が自由にその明
るさを調節し得る調光装置が従来より備えられているこ
とが多い。

このような調光装置には、大別して次のような２つの方
式があり、その第１の方式は、照明用電球に印加される
電圧を連続的に変化させることにより電球の明るさを調
節する方式であり、第２の方式は、照明用電球に印加す
る電圧を電球フィラメントの熱時定数の範囲内、すなわ
ち、電球の点滅が認識できない程度以上の早い周期、例
えば、６０Ｈ２で断続させることにより、その明るさを
調節する方式である。

この場合、一般には前者すなわち第１の方式が多く採用
されており、その具体的構成としては、照明用電球に可
変抵抗器を直列に接続し、この可変抵抗器の抵抗値を連
続的に変化させることによつて、電球の光度を調節する
ものであるが、この方式による場合には、構成が簡単且
つスイッチングノイズ等の発生がないという長所を有す
るのにもかかわらず、電球と同じ電流が直列設置の抵抗
器に流れることにより、抵抗器が発熱し、従って電力損
失も多大となるという欠点を有していた。

また、第２の方式である電球印加電圧を断続させる方式
は、一般には断続電流に含まれる高次高調波成分によっ
て周辺電子機器、例えば、ラジオ等にノイズを生じさせ
る欠点があり、従って、この欠点のために、第１の方式
に比較して、電力損失が少ないという長所を有するのに
もかかわらず、実用化が困難であった。

本考案は、上記の従来の欠点を除去した、第２の方式に
基づく調光装置を得ることをその目的とするものであっ
て、この目的達成のために、電源と照明用電球との間に
直列に介挿した主トランジスタと、電源電圧を所定値に
分圧する電源電圧分圧回路と、電源電圧分圧回路の出力
電圧を所定のパルスデューティに制御する制御部と、こ
のパルス状の電源電圧分圧回路から出力された分圧出力
の高次調波を除去するフィルタと、照明用電球印加電圧
を所定値に分圧する照明用電球印加電圧分圧回路と、照
明用電球印加電圧分圧回路の出力電圧及びフィルタ出力
電圧を入力とする差動アンブリファイヤーと、差動アン
ブリファイヤーの出力に応じて主トランジスタのベース
電流を制御スる副トランジスタとを備えていることを特
徴とするものである。

以下、本考案をその一実施例を示す添付図面に基づいて
説明する。

第１図において、符号１は無安定発振器であって、その
出力端１−１の出力波は、第２図■にその一例を示すよ
うな、例えば、パルス周期Ｔ＝２ＱｍＳｅｃの出力波を
有すると共に、その発振周波数ｆは、照明用電球の光度
にちらつきを感じない限度であり、且つ、できるだけ低
い周波数、例えば、５０Ｈ２に設定されている。

２は単安定発振器であって、その出力端２−１の出力波
は、第２図■にその一例として示される出力波形のよう
に、無安定発振器１の出力波形と同期し且つ可変抵抗器
３の抵抗値により定まる所定のパルス幅を有する発振動
作を行なうものである。

すなわち、この第２図Ｈに示す波形は、パルスの立上り
においては、第２図１に示す無安定発振器１の波形の立
上りに同期し、そのパルス幅Ｔ１は可変抵抗器３の抵抗
値の増減に応じて増減するものである。

４は抵珀Ｂ１と抵抗Ｒ２とからなる直列回路であって電
源５の電圧を所定の値に分圧する電源電圧分圧回路であ
り、この電源電圧分圧回路４の出力端４−１における分
圧出力は、単安定発振器２の出力波形に応じて、制御部
６を構成するトランジスタＴＲｌにより断続される。

従って、電源電圧分圧回路４の出力端４−１の出力波形
は第２図■に示すとおりとなり、また、その出力パルス
の波高値Ｈは、電源５の電圧をＥとすると、次のように
なる。

２ Ｈ＝ ・Ｅ Ｒ１＋Ｒ２ 次に７はフィルタ、例えば、周知の２次ローパスフィル
タであり、その増幅度は１であるが、一般には増幅度を
Ｋとおき、電源電圧分圧回路４から出力波形、すなわち
、第２図■に示したパルス波形をこの２次ローパスフィ
ルターに入力すると、その出力端７−１における出力波
形は、第２図Ｎに示すとおりの波形となる。

従って、この２次ローパスフィルターからの出力波形の
波高値Ｈ□は次のとおりとなる。

すなわち、Ｈｌ ＝ Ｋ−２，＋″２□Ｅ ８は、例えば、周知の演算増幅器による差動アンブリフ
ァイヤーであり、その２個の入力端子の一方には、２次
ローパスフィルタ７の出力電圧が、また他方には、照明
用電球９の印加電圧、すなわち、主トランジスタＴＲ３
のコレクタ端子の電圧を照明用電球印加電圧分圧回路１
０を構成する抵抗Ｒ３及び抵１．によって分圧した電圧
が接続される。

この差動アンブリファイヤー８は、次段の幅トランジス
タＴＲ２のオン・オフ状態を制御し、更に、副トランジ
スタＴＲ２は、電源５と照明用電球９との間に直列接続
した主トランジスＴＲ３のオン・オフ状態を制御する。

すなわち、差動アンブリファイヤー８、副トランジスタ
ＴＲ２及び主トランジスタＴＲ３は、常に差動アンブリ
ファイヤー８の２つの入力端子電圧が等しくなるように
動作腰その結果、照明用電球９に印加される電圧波形は
、第２図■に示すような波形となる。

ここで、主トランジスタＴＲ３のコレクタ−エミツタ間
電圧をＶｃｅとすると、照明用電球印加電圧の波高値Ｈ
２は次のとおりとなる。

礼：ｌ：Ｅ −Ｖｃｅ 従って、差動アンブリファイヤー８の反転入力端子には
、次に示す波高値Ｈ３のパルス電圧が印加される。

すなわち、Ｈ３＝−ＥＡ−−（Ｅ −Ｖｃｅ） Ｒ３＋Ｒ４ 従って、前述の非反転入力端子へのパルス電圧Ｈ１との
間で、Ｈ，＝Ｈ３の関係が成立するように、各素子は機
能する。

これを書き換えれば、２Ｒ４ に−＊Ｅ＝ （Ｅ −Ｖｃｅ） −（１
）Ｒ１＋Ｒ２Ｒ３＋Ｒ４ となり、これをＶｃｅについてまとめると、ＶＣｅ＝Ｅ
−（１−に−” ”） −（２）［有］□＋Ｒ２
）・Ｒ２ となる。

従って、主トランジスタＴＲ３のコレクターエミッタ間
電圧Ｖｃｅは当然のことながら、そのトランジスタ固有
のコレクターエミッタ間飽和電圧Ｖｃｅ （ｓａｔ）よ
りも低い値をとることができないために、抵抗Ｒ１ｔ
Ｒ２９Ｒ３及びＲ４の抵抗値を設計する際には、 Ｅ・〔１−に−のｓ ＋ Ｒ＜）Ｒｚ） （ト）１ ＋ Ｒ２）・Ｒ４ ≧ＶＣｅ（Ｓａｔ）・・・（３） なる関係を満足するように、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及び
Ｒ１の抵抗値を選定する必要がある。

また、抵抗Ｒ６は主トランジスタＴＲ３が照明用電球９
に流れるラッシュ電流によって破壊される恐れがある場
合に必要となる電流制限用の抵抗である。

本考案の調光装置は、以上のように構成されているため
に、２次ローパスフィルタ７によって、所期の高次高調
波を除去し、２次ローパスフィルタ７の出力波形、すな
わち、第２図■に示す波形と相似の波形を有する電圧を
照明用電球９に印加することができたために、印加電圧
が断続しているのにもかかわらず、周辺電子機器へのノ
イズの発生を制御することができる効果を有している。

また、電源電圧Ｅが変動した場合においても、予想され
得る電圧変動範囲内において、式（３）の関係を満足す
るように、抵１□、Ｒ２，Ｒ３及びＲ４の各抵抗値を設
定しておくならば、照明用電球に印加される電圧波形と
、２次ローパスフィルタの出力波形とを、常に相似関係
に保持することができ、従って、高調波ノイズの発生を
抑制できる効果を有している。

すなわち、前記第（２）式において、回路の動作条件に
より変動するパラメータはＶｃｅおよびＥである。

この中のＶｃｅは前述されたように、ある固有の値（Ｖ
ｃｅ （ｓａｔ））よりも低い値をとることができない
ことを考えに入れて、Ｖｃｅ≧Ｖｃｅ （ｓａｔ）であ
り、このことから前記第（３）式かえられる。

そしてこの第（３）式において、もう一方の変動パラメ
ータである電源電圧Ｅが変動する場合が考えられるが、
この点については、実用上予想される電圧変動の範囲内
で前記第（３）式を満足するように抵抗Ｒ□、Ｒ２，Ｒ
３およびＲ４の値を選択・設定することにより、Ｈ１＝
Ｈ３なる関係を保持することが可能であり、実用上の差
支えはないと考えられる。

従って、前述されたように、Ｈ１＝Ｈ３なる関係を保持
させることにより、高次高調波が除去された信号波形と
相似の電球駆動電圧波形が得られ、この種の調光装置を
用いたときの高調波ノイズの発生を抑制することができ
るものである。

なお、上記実施例においては、差動アンブリファイヤー
にＩＣ演算増幅器を用いた場合を示したが、これに限る
ものではなく、通常のトランジスタを組み合わせて構成
したものを使用してもよく、また、２次ローパスフィル
タについてモ、式（３）の関係を満足するように構成さ
れている限り、このフィルタ特性に合致した照明用電球
印加電圧波形のものが得られることから、２次ローパス
フィルタに限るものではなく、更に多次系又は異なる特
性のフィルタをこれに代替しても、実施例と同様の効果
を得ることができる。

このように本考案によれば、照明用電球に印加される電
圧波形を、所期の高調波成分を除去した信号波形に相似
させるように構成したために、電圧断続時のノイズの発
生を抑制することができ、また、印加電圧を断続して調
光するために、電力損失を軽減することができる効果を
有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す調光装置の回路図、第
２図はその主なる部分における動作波形図である。 １・・・・・・無安定発振器；２・・・・・・単安定発
振器；３・・・・・・可変抵抗器；４・・・・・・電源
電圧分圧回路；５・・・・・・電源：６・・・・・・制
御部；７・・・・・・フィルタ（２次ローパスフィルタ
）；８・・・・・・差動アンブリファイヤ；９・・・・
・・照明用電球；１０・・・・・・照明用電球印加電圧
分圧回路；Ｒ□、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ２・・・・・・抵抗；
ＴＲ１・・・・・・トランジスタ；ＴＲ２・・・・・・
副トランジスタ；ＴＲ３・・・・・・主トランジスタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 照明用電球に印加する電圧を一定周波数のパルスで断続
   し、そのパルスデューティの増減により、照明用電球の
   光量を調節する調光装置において、電源と照明用電球と
   の間に直列に介挿した主トランジスタと、電源電圧を所
   定値に分圧する電源電圧分圧回路と、電源電圧分圧回路
   の出力電圧を所定のパルスデューティに制御する制御部
   と、このパルス状の電源電圧分圧回路から出力された分
   圧出力の高次高調波を除去するフィルタと、照明用電球
   印加電圧を所定値に分圧する照明用電球印加電圧分圧回
   路と、照明用電球印加電圧分圧回路の出力電圧及びフィ
   ルタ出力電圧を入力とする差動アンブリファイヤーと、
   差動アンブリファイヤーの出力に応じて主トランジスタ
   のベース電流を制御する幅トランジスタとを備えている
   ことを特徴とする調光装置。