(57)【要約】  プリント基板２の表層と裏層それぞれに渦巻状に形成した導電箔１２，１３をスルーホール１４によって接続した巻線１１と、プリント基板２の巻線１１を間に挟んで配置した第１のコア２１および第２のコア２８とから構成したヘッドランプ用光源点灯装置のＤＣ／ＤＣコンバータ５を小形化し特性も向上させる。第１のコア２１の平板部２２にはプリント基板２のスルーホール１４と対向する位置に凹部２６を設けて、第１のコア２１の平板部２２とプリント基板２のスルーホール１４とを隔絶しつつ、第１のコア２１の平板部２２とプリント基板２の巻線１１を形成した領域とを当接する。
2012120562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の電源電圧を、ヘッドランプ用光源を点灯する所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータを備えるヘッドランプ用光源点灯装置であって、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
プリント基板の複数層に形成した渦巻状導電箔の中央側を、前記プリント基板を貫通する接続用貫通穴で接続して構成した巻線と、
平板部、および当該平板部に突設され前記プリント基板の巻線の渦の中央部分を貫通する中央脚部を有する第１の磁性部材と、
前記プリント基板の巻線を挟んで前記第１の磁性部材の平板部に対向して配置される第２の磁性部材とを有し、
前記第１の磁性部材の平板部は、前記中央脚部周囲の前記プリント基板の接続用貫通穴に対向する位置に凹部を有し、当該平板部を前記プリント基板の巻線が形成された領域に当接することを特徴とするヘッドランプ用光源点灯装置。
【請求項２】
前記第１の磁性部材の平板部に設けた凹部は、前記中央脚部の周囲から前記平板部の縁部につながる溝であることを特徴とする請求項１記載のヘッドランプ用光源点灯装置。
【請求項３】
前記第１の磁性部材の平板部に設けた凹部は、前記平板部を貫き、前記中央脚部の周囲から前記平板部の縁部につながる切り欠きであることを特徴とする請求項１記載のヘッドランプ用光源点灯装置。
【請求項４】
前記第２の磁性部材は板状であって、前記第１の磁性部材の平板部の板厚を、前記第２の磁性部材の板厚より厚くすることを特徴とする請求項１記載のヘッドランプ用光源点灯装置。
【請求項５】
前記第１の磁性部材の平板部に複数の凹部を設けたことを特徴とする請求項１記載のヘッドランプ用光源点灯装置。
【請求項６】
前記プリント基板の巻線は相対的に高電圧の巻線と低電圧の巻線とから成り、当該低電圧の巻線を、前記第１の磁性部材の平板部が当接する前記プリント基板の表層に配置することを特徴とする請求項１記載のヘッドランプ用光源点灯装置。
【請求項７】
前記ヘッドランプ用光源点灯装置が点灯するヘッドランプ用光源は、放電灯、または、半導体光源であることを特徴とする請求項１記載のヘッドランプ用光源点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のヘッドランプ用光源を点灯する電力を出力するＤＣ／ＤＣコンバータを備えるヘッドランプ用光源点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般照明用および車載用の光源には、従来のタングステン電球に代替して、少ない電力で明るく点灯する放電灯（冷陰極放電灯、およびＨｉｇｈ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ；ＨＩＤランプ等）、および長寿命でメンテナンスの不要なＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）が普及してきた。
ただし、タングステン電球に代替して放電灯またはＬＥＤを点灯するためには、入力される電源電圧を適当な電圧に変換して、それぞれの光源に適した電圧を印加する必要がある。そのため、それぞれの光源に適応する点灯装置が必要であり、扱い難さとコストの上昇が伴うが、点灯装置および光源を扱いやすくしたり、安価かつ小形にしたりすることは市場の流れである。そこで、点灯装置を小形にするひとつの方策として、点灯装置に用いるＤＣ／ＤＣコンバータ用のトランスを、プリント基板の導電箔によって形成した巻線と、この巻線を貫通するように装着されるコア（磁性部材）とによって構成するシートトランスがある（例えば、特許文献１〜３参照）。【０００３】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ用のトランスの特性を向上するため、または、小形にするためには、コアと巻線を近接して漏洩磁束を減少させることが望ましい。このため、コアと巻線の間の絶縁部材を排除して、プリント基板の表層の導電箔（巻線）にコアを当接することができれば好都合である。なお、一般的なプリント基板の表面（導電箔の表面を含む）には絶縁性の塗装が施されているが、この絶縁性塗膜の影響は十分小さいので、絶縁性塗膜を挟んだ当接も直接当接することと同等である。
しかしながら、コアには若干の導電性があるので、巻線の電圧が発生する部位にコアを当接すると、電流漏洩が発生するために好ましくない。【０００４】
ところで、プリント基板の１つの面に渦巻状の導電箔を形成しても、この面上では電流を通電するループにできないので、他の面にも渦巻状の導電箔を形成してプリント基板を貫通して両面に開口する導電性の貫通穴（スルーホール；Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｈｏｌｅ、またはバイアホール；Ｖｉａ  Ｈｏｌｅ）によって２つの面の導電箔をそれぞれの渦の中央側端部で接続することで、２つの面の導電箔はそれぞれの渦の外周側端部が巻線の巻き始めと巻き終わりになり、両端部が外周側へ引き出されたループにすることができる。これにより、プリント基板上での巻線の形成が可能になる。換言すれば、プリント基板に巻線を構成するには接続用貫通穴が必須である。そして、この接続用貫通穴の導電部も、上述のようなコアを介する漏洩電流が発生しないように、コアと隔絶する必要がある。【０００５】
このように、スルーホールを含めた巻線とコアとは、特性向上および小形化のためには当接させることが好ましい一方で、電流の漏洩を防ぐためには隔絶（絶縁）させることが好ましいという相反する位置関係上の性質がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２９１０６２号公報（段落０００７、０００９）
【特許文献２】国際公開第２０１０／２６６９０号
【特許文献３】特開２０１０−１７８４３９号公報（段落００３０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に係る発明はスイッチング電源等に用いられる薄型トランスに関し、コイルが一体に形成された多層基板を一対のフェライトコアで挟み、端子台に固定してトランスを構成するものである。フェライトコアには目的が不鮮明な切欠部が設けられること、および、多層基板のコイルはスルーホールによって接続されることが記載されているが、コアとスルーホールとの位置関係を特定するような記載はない。【０００８】
また、上記特許文献２に係る発明は、電子部品を搭載する電子部品用基板の一部に形成したコイルを第１コアと第２コアで挟むことによってシートトランスを構成するものである。第１コアと第２コアが組み合わさる部分の一部にギャップを形成しつつ、第１コアの内側平面部を電子部品用基板のコイルに当接させるために、コアとコイルの位置関係を特定する記載はあるが、電子部品用基板に形成されたコイルのスルーホールとコアとの位置関係を特定するような記載はない。【０００９】
また、上記特許文献３に係る発明は、多層のプリント基板に形成された渦巻状の巻線パターンによる１次巻線の厚さより２次巻線の厚さを厚く形成することで、過渡動作時の発熱を低減する構成である。巻線パターンは、プリント基板に設けられた貫通ビア（スルーホール）を介して接続されることが記載されているが、コアと貫通ビア（スルーホール）との位置関係を特定するような記載はない。【００１０】
このように、上記特許文献１〜３では、いずれも巻線同士を接続するスルーホールとコアとの位置関係が明らかにされておらず、スルーホールとコアを隔絶するのか接触させるのかが不明瞭であり、接触することで発生する電流の漏洩を考慮してこれに対処するような構成の記載はない。また、特性を向上させ小形化しつつ、電流の漏洩を発生させないような、スルーホールを含めた巻線とコアとの位置関係を特定する記載もない。従って、上述したような相反する位置関係上の性質を共に満たすことができないという課題がある。【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、特性を向上させ小形化しつつ、漏洩電流を発生させないＤＣ／ＤＣコンバータを備えたヘッドランプ用光源点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係るヘッドランプ用光源点灯装置は、プリント基板の複数層に形成した渦巻状導電箔の中央側を、プリント基板を貫通する接続用貫通穴で接続して構成した巻線と、平板部、および当該平板部に突設されプリント基板の巻線の渦の中央部分を貫通する中央脚部を有する第１の磁性部材と、プリント基板の巻線を挟んで第１の磁性部材の平板部に対向して配置される第２の磁性部材とを有するＤＣ／ＤＣコンバータを備え、第１の磁性部材の平板部は、中央脚部周囲のプリント基板の接続用貫通穴に対向する位置に凹部を有し、当該平板部をプリント基板の巻線が形成された領域に当接するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、プリント基板の複数層に形成した渦巻状の導電箔を渦の中央側で接続する接続用貫通穴を、第１の磁性部材の凹部と対向する位置に配置することにより、第１の磁性部材と接続用貫通穴とを隔絶して漏洩電流の発生を防止し、絶縁部材を不要とすることができる。また、プリント基板の導電箔を形成した領域と第１の磁性部材の凹部がある面とを当接させることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの特性を向上させることができる。この結果、安価で特性が良好なヘッドランプ用光源点灯装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置の回路部の全体構成を示す外観斜視図である。
【図２】実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置が備えるトランスの巻線とコアの構成を示す図である。
【図３】図２に示すコアの構成を示す分解斜視図である。
【図４】実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置のトランスを、図２（ａ）に示すＡＡ線に沿って切断した断面図である。
【図５】図４に示すトランスを適用したＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図である。
【図６】実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置が備えるトランスのコアの変形例を示す斜視図である。
【図７】実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置が備えるトランスのコアの別の変形例を示す斜視図である。
【図８】実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置の構成を示すブロック図であり、放電灯の点灯装置の構成例を示す。
【図９】実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置の構成を示すブロック図であり、半導体光源の点灯装置の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１に示すヘッドランプ用光源点灯装置の回路部１は、多層のプリント基板２、車載用バッテリなどの直流電源に接続するためのコネクタ部６、直流電源の電源電圧を昇圧するトランス４を含み、ヘッドランプ用光源を点灯するための所定の電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータ５、ヘッドランプ用光源に接続して所定の電圧を出力するためのコネクタ部３などから構成される。
【００１６】
図２はトランス４を構成する巻線とコアの構成を示す図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）はＡＡ線に沿って切断した縦断面図、図２（ｃ）は背面図、図２（ｄ）はＢＢ線に沿って切断した横断面図である。
トランス４の巻線１１は、プリント基板２の表層と裏層それぞれに渦巻状に形成した銅箔などの導電箔１２，１３で構成され、プリント基板２を貫通して形成したスルーホール（接続用貫通穴）１４により導電箔１２，１３の渦の中央側の端部１２ａ，１３ａを接続して、一式の巻線とする。
導電箔１２，１３の渦の外側の端部１２ｂ，１３ｂは、プリント基板２に実装された回路部品（不図示）に接続する。
【００１７】
図３に、トランス４を構成するコアの分解斜視図を示す。コアは、ＥＲ型コアとＩ型コアを組み合わせたいわゆるＥＩＲコアとし、ＥＲ型の第１コア（第１の磁性部材）２１は平板部２２と、この平板部２２の中央部に突設された中央脚部２３と、この平板部２２の両端に突設された外側脚部２４，２５とから構成される。この第１のコア２１には、平板部２２を貫き、中央脚部２３の周囲から平板部２２の縁部につながる切り欠き状の凹部２６を設ける。なお、図２および図３に示す凹部２７とスルーホール４４については後述する。
Ｉ型の直方体状の第２のコア（第２の磁性部材）２８は、第１のコア２１とでプリント基板２を間に挟みこむ位置に配置される。
【００１８】
プリント基板２には、第１のコア２１の中央脚部２３を通すための中央脚部挿通穴３１と、外側脚部２４，２５を通すための外側脚部挿通穴３２，３３とがそれぞれ貫通して形成されている。このプリント基板２に第１のコア２１と第２のコア２８を組み付ける場合、平板部２２のプリント基板２に対向する面（以下、当接面２２ａと称す）を、プリント基板２の巻線１１が形成された領域に当接させる。これにより、第１のコア２１と第２のコア２８を組み付けた状態で、導電箔１２が平板部２２の当接面２２ａに当接する一方、スルーホール１４は凹部２６に対向する位置に配置されるので当接面２２ａに接触しない。
【００１９】
この凹部２６（および後述する凹部２７）を設けた場合に、第１のコア２１の平板部２２の断面積が中央脚部２３の断面積と同等になるように、換言すれば、磁束の通路を狭小化しないように、第１のコア２１の平板部２２の厚さＴ１を第２のコア２８の厚さＴ２より厚くする。
【００２０】
なお、第１のコア２１および第２のコア２８をプリント基板２に固定する手段（不図示）は任意でよい。
また、図２の例では、第１のコア２１と第２のコア２８を組み付けた状態で、中央脚部２３と第２のコア２８の間にギャップを形成している。このギャップは、コアと巻線とでフライバックトランスを構成する場合にインダクタンスを調整するためのものであり、トランス４の種別に応じてギャップを形成したり、または、ギャップを形成せずに中央脚部２３と第２のコア２８を当接したりすればよい。
また、第２のコア２８とプリント基板２との間には空隙を設けているため、第２のコア２８に対向する面にスルーホール１４が露出していても互いが接触しない。従って、第２のコア２８に凹部２６（および後述する凹部２７）を設ける必要はなく、直方体状のＩ型コアを用いることができる。
【００２１】
図２に示す巻線とコアを用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータ５用のトランス４またはチョークコイルを構成する場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の特性を向上する手段としては、下記［１］〜［３］の手段がある。
［１］巻線の抵抗を少なくする
巻線の抵抗を少なくするためには、幅を広くして巻線の断面積を大きくするか、巻線の長さを短くすることが好ましい。
そこで、方形断面の中央脚部より円形断面の中央脚部２３（ただし、方形断面と円形断面の断面積は等しい）の周囲に形成した略円形の巻線の方が巻回する巻線の長さを短くできるため、巻線１１を略円形に形成すべく、第１のコア２１の中央脚部２３を円柱状にしている。
【００２２】
［２］巻線の発する磁束をコアに導いて漏洩磁束を減らす（その１）
このためには、渦巻状の巻線の面全体を覆う幅の広い平板部を備えたコアを使用することが好ましい。
そこで、図２のトランス４では、コアとして、中央脚部２３より幅の広い平板部２２を備える第１のコア２１と、同じく中央脚部２３より幅の広い直方体状の第２のコア２８とからなる一組のコア（例えばＥＩＲコア）を用いている。
【００２３】
［３］巻線の発する磁束をコアに導いて漏洩磁束を減らす（その２）
このためには、巻線に近接してコアを配置することが好ましい。
そこで、図２のトランス４では、絶縁部材を用いずに第１のコア２１の当接面２２ａに巻線１１の導電箔１２を当接（または近接配置）している。このとき、当接面２２ａとスルーホール１４とが接触しないように、平板部２２のスルーホール１４と対向する位置に、凹部２６を設けて隔絶している。
なお、プリント基板２の表裏面（導電箔１２，１３の表面を含む）に施す絶縁性の塗装は十分薄く、当絶縁性塗膜の有無が特性には影響しないので、当絶縁性塗装を施してもよいし、施さなくてもよい。上記絶縁部材とは当絶縁性塗膜以外に設ける絶縁部材のことである。
以上が、本実施の形態１に係るトランス４またはチョークコイルの基本的な構造である。
【００２４】
ところで、概ね１０ｋＨｚから１ＭＨｚで動作するＤＣ／ＤＣコンバータに使用するコアには、マンガンおよび亜鉛等を含むフェライト（Ｍｎ・Ｚｎ系フェライト）を使用することが一般的である。Ｍｎ・Ｚｎ系フェライトには導電性があり、電圧が印加される部位に直接接触すれば、それなりの電流が流れ（電流が漏洩して）、回路構成によっては好適な特性が得られない。
一方で特性向上のためには、上記［３］のように、コアと巻線（プリント基板の表層）を当接させる必要がある。
このように、特性向上のためには巻線とコアを当接させることが好ましい一方で電流漏洩を防ぐためには隔絶させることが好ましいという相反する事項に対し、電流漏洩の阻止を優先して、巻線とコアの間に絶縁部材を介在させる構成は、先立って説明した特許文献１〜３にも具体的な構成が示されないほど常識的である。
しかしながら、絶縁部材を介在させる構成では、巻線とコアの接近距離が制限され、特性向上にある程度の限界があった。また、絶縁部材が存在する分、ＤＣ／ＤＣコンバータの小形化も制限されてしまった。
【００２５】
ただし、Ｍｎ・Ｚｎ系フェライトのコアに漏洩電流が流れても問題がない構成もある。例えば、車載のヘッドランプ用光源点灯装置は電源電圧が１２Ｖまたは２４Ｖと低電圧なので、電源電圧をヘッドランプ用光源点灯用の電圧に昇圧するためのＤＣ／ＤＣコンバータ５用のトランス４の一次巻線は、印加される電圧が低電圧で、かつ、通電電流が大きい。このような巻線にＭｎ・Ｚｎ系フェライトのコアを接触させたところで、フェライトの導電性が巻線の導電箔の導電性よりはるかに小さなものであるため、巻線に通電される大電流に対してコアに漏洩する電流は微々たる量である。よって、実質的にトランスの特性に影響することはない。
従って、上記のような用途においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電流漏洩による性能の劣化は軽微であり、絶縁部品を介在させる必要がない。そのため、絶縁部品を廃止する分、巻線とコアを接近させて特性を向上でき、かつ、小形化によりコスト低減が可能となる。
【００２６】
とはいえ、ヘッドランプ用光源点灯装置に用いるＤＣ／ＤＣコンバータ５において、低電圧なのは電源側の一次巻線側だけで、二次巻線には高電圧が発生する。そのため、高電圧側の巻線をコアに接触させたときに流れる漏洩電流については無視できない場合があり、二次巻線のコアへの当接は好ましいことではない。そこで、一次巻線と二次巻線を設けるトランス４においては、例えばプリント基板２に４層基板を使用して、低電圧が印加される一次巻線をプリント基板２の表裏面に配置し、高電圧が発生する二次巻線をプリント基板２の中間層に配置する。
【００２７】
図４に構成例を示す。この図４は、トランス４を図２（ａ）に示すＡＡ線に沿って切断した断面の拡大図である。また、図５に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の回路図を示す。図４および図５において巻線の巻き順をアルファベット順に示す。
図４に示すように、プリント基板２には４層基板を使用して、上記同様、巻線１１をプリント基板２の表層と裏層に配置する。この巻線１１を一次巻線１１とする。一次巻線１１のＡ〜Ｄは、対面する第１のコア２１の平板部２２に当接し、一方、一次巻線１１のＥ〜Ｇは対面する第２のコア２８から隔絶している。また、一次巻線１１の端部１２ａ，１３ａをスルーホール１４を介して接続する。よって、一次電流は導電箔１２のＡ〜Ｄから導電箔１３のＥ〜Ｇを流れる。また、平板部２２のスルーホール１４と対向する位置に凹部２６（図２に示す）を形成して、当接面２２ａとスルーホール１４の間に絶縁用の間隙を設ける。
【００２８】
一方、高電圧が発生する二次巻線４１は、プリント基板２の中間層に、巻線１１の概ね同心円上に配置する。この二次巻線４１についても、一次巻線１１と同様に、渦巻状に形成した銅箔などの導電箔４２，４３の渦の中央側の端部４２ａ，４３ａをスルーホール（接続用貫通穴）４４を介して接続して、一式の巻線とする。二次巻線４１のＩ〜Ｘはプリント基板２の中間層に位置するので、第１のコア２１および第２のコア２８から隔絶している。また、導電箔４２，４３の渦の外側の端部４２ｂ，４３ｂを、プリント基板２の端子（不図示）に接続する。よって、二次電流は導電箔４２のＩ〜Ｐから導電箔４３のＱ〜Ｘを流れる。
【００２９】
二次巻線４１をプリント基板２の中間層に配置しても、導電箔４２，４３の渦の中央側にはスルーホール４４の開口部が存在するので、このスルーホール４４の一部がプリント基板２の表面と裏面に露出する。従って、第１のコア２１の平板部２２には凹部２７（図２に示す）を形成して、この凹部２７に対向する位置にスルーホール４４を配置することにより、当接面２２ａとスルーホール４４の間に絶縁用の空隙を形成する。スルーホール４４が露出した状態は、図２（ａ）および図２（ｃ）に示す。ただし、図２（ｃ）ではスルーホール４４の位置のみ示し、プリント基板２の中間層にある二次巻線の導電箔は図示を省略している。
【００３０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、トランス４、ＭＯＳ形の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からなるスイッチング素子６２、整流ダイオード６３、平滑コンデンサ６４から構成される。このＤＣ／ＤＣコンバータ５では、電源６１から直流電源を受け、スイッチング素子６２のオンオフ動作によりトランス４に磁気エネルギを蓄え、これを放出することで、トランス４で発生した電圧を整流ダイオード６３で整流し、平滑コンデンサ６４で平滑して、ヘッドランプ用光源（不図示）を点灯するための所定の直流電圧を生成する。
【００３１】
上述したように、第２のコア２８とプリント基板２との間には空隙を設けるため、第２のコア２８に対向する面にスルーホール１４，４４が露出していても互いが接触しない。従って、第２のコア２８に凹部２６，２７を設ける必要はなく、直方体状のＩ型コアを用いることができ、一組のコアのうち、凹部を設けるコアはプリント基板２に当接する一方のコア（第１のコア２１）だけで事足りる。このため、巻線１１，４１を覆う第２のコア２８の面を狭小化せずにすむため、良好な特性のＤＣ／ＤＣコンバータ５を実現できる。
【００３２】
なお、プリント基板２の表裏面（導電箔１２，１３の表面を含む）には絶縁性の塗装を施してもよいし、施さなくてもよい。図４ではプリント基板２の表裏面に絶縁性塗膜５１，５２を形成している。この絶縁性塗膜５１，５２は十分薄いので、絶縁性塗膜５１，５２を挟んだ当接面２２ａへの当接も直接当接することと同等であり、トランス４の特性に影響するほどの差異はない。
【００３３】
また、図１〜図３の例では第１のコア２１の凹部２６，２７を、中央脚部２３の周囲から平板部２２の縁部につながる切り欠きにしたが、これ以外の形状であってもよい。
例えば、図６に示す第１のコア２１では、中央脚部２３の周囲から平板部２２の縁部につながる溝を形成して凹部２６とする。
また例えば、図７に示す第１のコア２１では、中央脚部２３の周囲に窪みを形成して凹部２６とする。
【００３４】
これらの形状を比較すると、第１のコア２１の平板部２２の面積は、図７＞図６＞図１〜図３となる。そのため、上記［２］の理由により、図７の形状は、磁束の漏洩が少なく、トランスとして好ましい特性となる。
これに対し、図１〜図３の形状は、コアを成形する金型が簡素で、コアを安価に作製できる利点がある。コアは鉄系（フェライト）の粉体を固めて成形するために、金型として堅固な材料を使用する必要があり、複雑な形状は作り難い。また、堅固な材料を使用した金型であっても、複雑な形状の部分は磨耗によって変形しやすいため、成形し難い。このような理由から金型は簡素であるほうが好ましく、作製用の金型を考慮した場合には切り欠き形状が適している。
また、図６の形状は、特性およびコストにおいて中庸となる。
【００３５】
なお、図１〜図３、図６および図７の第１のコア２１においては、一次巻線１１のスルーホール１４用の凹部２６と二次巻線４１のスルーホール４４用の凹部２７とを、中央脚部２３の軸方向に対して対称になる位置に設けている。
【００３６】
図８は、ヘッドランプ用光源点灯装置が点灯するヘッドランプ用光源として、放電灯（ＨＩＤランプ）７１を用いる場合の構成例を示すブロック図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ部７３は、図１〜図５に示すＤＣ／ＤＣコンバータ５に相当し、トランス４、スイッチング素子６２、整流ダイオード６３、平滑コンデンサ６４等を備える。このＤＣ／ＤＣコンバータ部７３が、バッテリ等の外部の電源７２（図５の電源６１に相当する）の直流電源を放電灯７１の点灯電圧に昇圧する。電圧検出部７４は、放電灯７１に印加される電圧を検出する。電流検出部７５は、放電灯７１に通電される電流を検出する。インバータ部７６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部７３が出力する直流電圧を交流に変換する。制御部７７は、マイクロコンピュータ等によって構成され、電流検出部７５の検出電流が一定になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ部７３およびインバータ部７６を制御したり、電圧検出部７４の検出電圧が異常なときに動作停止制御をしたりする。始動回路部７８は、高電圧パルスを発生し、放電灯７１に印加して始動させる。ヘッドランプ用光源点灯装置の回路部１はこの他にも、例えば図１に示すコネクタ部３，６等を備える。
【００３７】
ヘッドランプ用光源点灯装置が点灯するヘッドランプ用光源として、発光ダイオード等の半導体光源８１を用いてもよい。図９に、半導体光源８１を用いる場合のヘッドランプ用光源点灯装置の構成例を示す。ＤＣ／ＤＣコンバータ部８３は、図１〜図５に示すＤＣ／ＤＣコンバータ５に相当し、トランス４、スイッチング素子６２、整流ダイオード６３、平滑コンデンサ６４等を備える。このＤＣ／ＤＣコンバータ部８３が、バッテリ等の外部の電源８２（図５の電源６１に相当する）の直流電源を半導体光源８１の点灯電圧に昇圧もしくは降圧、または通電する電流を抑制する。電圧検出部８４は、半導体光源８１に印加される電圧を検出する。電流検出部８５は、半導体光源８１に通電される電流を検出する。制御部８６は、マイクロコンピュータ等によって構成され、電流検出部８５の検出電流が一定になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ部８３を制御したり、電圧検出部８４の検出電圧が異常なときに動作停止制御をしたりする。ヘッドランプ用光源点灯装置の回路部１はこの他にも、例えば図１に示すコネクタ部３，６等を備える。
【００３８】
以上より、実施の形態１によれば、ヘッドランプ用光源点灯装置に用いるＤＣ／ＤＣコンバータ５は、プリント基板２の複数層それぞれに導電箔１２，１３，４２，４３で形成した渦巻状の巻線１１，４１と、プリント基板２の巻線１１，４１が形成された領域に当接する平板部２２、この平板部２２に突設されプリント基板２の巻線１１，４１の渦の中央部分を貫通する略円形断面の中央脚部２３、およびこの平板部２２の両端に突設されプリント基板２の巻線１１，４１の渦の外側を貫通する外側脚部２４，２５を有する第１のコア２１と、平板部２２のプリント基板２に当接する当接面２２ａのうちの中央脚部２３の周囲に設けた凹部２６，２７と、平板部２２に設けた凹部２６，２７と対向する位置に配置され、プリント基板２を貫通して異なる層にある導電箔１２，１３同士および導電箔４２，４３同士を渦の中央側で接続するスルーホール１４，４４と、プリント基板２を挟んで第１のコア２１の平板部２２と向き合う位置に配置される略直方体状（または板状）の第２のコア２８とを有するように構成した。このため、導電箔１２，１３，４２，４３が露出するスルーホール１４，４４と第１のコア２１とを絶縁する絶縁部材を不要にできるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ５を安価かつ小形に構成できる。よって、絶縁部材に要するコストおよび製造工数を削減することができると共に、作業性を向上させることができる。さらに、プリント基板２と第１のコア２１の平板部２２とを当接するので、コアと巻線が近接し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の特性を向上させることができる。従って、このＤＣ／ＤＣコンバータ５を適用した、安価かつ特性が良好なヘッドランプ用光源点灯装置を実現することができる。
【００３９】
また、実施の形態１によれば、凹部２６，２７として、平板部２２の当接面２２ａのうちの中央脚部２３の周囲に窪みを形成した場合には、磁束の漏洩を少なくでき、トランス４の特性を向上させることができる。
また、凹部２６，２７として、平板部２２を貫き中央脚部２３の周囲から平板部２２の縁部につながる切り欠きを形成した場合には、第１のコア２１を安価に作製することができる。
また、凹部２６，２７として、中央脚部２３の周囲から平板部２２の縁部につながる溝を形成した場合には、特性およびコストの観点でバランスがとれたトランス４を実現できる。
【００４０】
また、実施の形態１によれば、第１のコア２１の平板部２２の厚さＴ１を、第２のコア２８の厚さＴ２より厚くするようにしたので、第１のコア２１に凹部２６，２７を設けても磁束の通路が狭小化せず、特性を維持することができる。
【００４１】
また、実施の形態１によれば、第１のコア２１の平板部２２に複数の凹部２６，２７を設けるように構成したので、スルーホールの数を増やすことができる。このため、巻線の数を増やして一次巻線１１と二次巻線４１を設けた場合にもそれぞれのスルーホール１４，４４を平板部２２から隔絶することができる。よって、二次巻線４１の設計自由度が増し、良好な特性の巻線仕様が実現できる。
【００４２】
また、実施の形態１によれば、相対的に低電圧の一次巻線１１を、第１のコア２１の平板部２２が当接するプリント基板２の表層に配置するように構成した。低電圧が印加される一次巻線１１であれば第１のコア２１に当接しても漏洩電流は少なく、圧倒的に大きな一次電流への影響が少ないため、プリント基板２と平板部２２との間に絶縁部材を設置する必要がない。また、高電圧が発生する二次巻線４１側のスルーホール４４と第１のコア２１とが接触しないため、電流が漏洩せず、絶縁部材を省くことができる。
よって、絶縁部材に要するコストおよび製造工数を削減できると共に、作業性を向上させることができる。さらに、コアと巻線を当接（または近接配置）できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の小形化と特性向上もできる。
【００４３】
また、実施の形態１によれば、ヘッドランプ用光源点灯装置が点灯するヘッドランプ用光源に放電灯７１、または、半導体光源８１を用いるようにしたので、安価で好適な放電灯用または半導体光源用の点灯装置を実現できる。
【００４４】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、この発明に係るヘッドランプ用光源点灯装置は、漏洩電流を抑制しつつ巻線とコアを近接配置したＤＣ／ＤＣコンバータを備えるようにしたので、車載ヘッドランプの光源として放電灯または半導体光源を用いる点灯装置などに用いるのに適している。
【符号の説明】
【００４６】
１  （ヘッドランプ用光源点灯装置の）回路部、２  プリント基板、３，６  コネクタ部、４  トランス、５  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１  巻線（一次巻線）、１２，１３  導電箔、１２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂ  端部、１４  スルーホール、２１  第１のコア、２２  平板部、２２ａ  当接面、２３  中央脚部、２４，２５  外側脚部、２６，２７  凹部、２８  第２のコア、３１  中央脚部挿通穴、３２，３３  外側脚部挿通穴、４１  巻線（二次巻線）、４２，４３  導電箔、４２ａ，４３ａ，４２ｂ，４３ｂ  端部、４４  スルーホール、５１，５２  絶縁性塗膜、６１，７２，８２  電源、６２  スイッチング素子、６３  整流ダイオード、６４  平滑コンデンサ、７１  放電灯、７３，８３  ＤＣ／ＤＣコンバータ部、７４，８４  電圧検出部、７５，８５  電流検出部、７６  インバータ部、７７，８６  制御部、７８  始動回路部、８１  半導体光源。
【図１】
2012120562.tif 000003
【図２】
2012120562.tif 000004
【図３】
2012120562.tif 000005
【図４】
2012120562.tif 000006
【図５】
2012120562.tif 000007
【図６】
2012120562.tif 000008
【図７】
2012120562.tif 000009
【図８】
2012120562.tif 000010
【図９】
2012120562.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のヘッドランプ用光源を点灯する電力を出力するＤＣ／ＤＣコンバータを備えるヘッドランプ用光源点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般照明用および車載用の光源には、従来のタングステン電球に代替して、少ない電力で明るく点灯する放電灯（冷陰極放電灯、およびＨｉｇｈ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ；ＨＩＤランプ等）、および長寿命でメンテナンスの不要なＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）が普及してきた。
ただし、タングステン電球に代替して放電灯またはＬＥＤを点灯するためには、入力される電源電圧を適当な電圧に変換して、それぞれの光源に適した電圧を印加する必要がある。そのため、それぞれの光源に適応する点灯装置が必要であり、扱い難さとコストの上昇が伴うが、点灯装置および光源を扱いやすくしたり、安価かつ小形にしたりすることは市場の流れである。そこで、点灯装置を小形にするひとつの方策として、点灯装置に用いるＤＣ／ＤＣコンバータ用のトランスを、プリント基板の導電箔によって形成した巻線と、この巻線を貫通するように装着されるコア（磁性部材）とによって構成するシートトランスがある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ用のトランスの特性を向上するため、または、小形にするためには、コアと巻線を近接して漏洩磁束を減少させることが望ましい。このため、コアと巻線の間の絶縁部材を排除して、プリント基板の表層の導電箔（巻線）にコアを当接することができれば好都合である。なお、一般的なプリント基板の表面（導電箔の表面を含む）には絶縁性の塗装が施されているが、この絶縁性塗膜の影響は十分小さいので、絶縁性塗膜を挟んだ当接も直接当接することと同等である。
しかしながら、コアには若干の導電性があるので、巻線の電圧が発生する部位にコアを当接すると、電流漏洩が発生するために好ましくない。
【０００４】
ところで、プリント基板の１つの面に渦巻状の導電箔を形成しても、この面上では電流を通電するループにできないので、他の面にも渦巻状の導電箔を形成してプリント基板を貫通して両面に開口する導電性の貫通穴（スルーホール；Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｈｏｌｅ、またはバイアホール；Ｖｉａ  Ｈｏｌｅ）によって２つの面の導電箔をそれぞれの渦の中央側端部で接続することで、２つの面の導電箔はそれぞれの渦の外周側端部が巻線の巻き始めと巻き終わりになり、両端部が外周側へ引き出されたループにすることができる。これにより、プリント基板上での巻線の形成が可能になる。換言すれば、プリント基板に巻線を構成するには接続用貫通穴が必須である。そして、この接続用貫通穴の導電部も、上述のようなコアを介する漏洩電流が発生しないように、コアと隔絶する必要がある。
【０００５】
このように、スルーホールを含めた巻線とコアとは、特性向上および小形化のためには当接させることが好ましい一方で、電流の漏洩を防ぐためには隔絶（絶縁）させることが好ましいという相反する位置関係上の性質がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２９１０６２号公報（段落０００７、０００９）
【特許文献２】国際公開第２０１０／２６６９０号
【特許文献３】特開２０１０−１７８４３９号公報（段落００３０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に係る発明はスイッチング電源等に用いられる薄型トランスに関し、コイルが一体に形成された多層基板を一対のフェライトコアで挟み、端子台に固定してトランスを構成するものである。フェライトコアには目的が不鮮明な切欠部が設けられること、および、多層基板のコイルはスルーホールによって接続されることが記載されているが、コアとスルーホールとの位置関係を特定するような記載はない。
【０００８】
また、上記特許文献２に係る発明は、電子部品を搭載する電子部品用基板の一部に形成したコイルを第１コアと第２コアで挟むことによってシートトランスを構成するものである。第１コアと第２コアが組み合わさる部分の一部にギャップを形成しつつ、第１コアの内側平面部を電子部品用基板のコイルに当接させるために、コアとコイルの位置関係を特定する記載はあるが、電子部品用基板に形成されたコイルのスルーホールとコアとの位置関係を特定するような記載はない。
【０００９】
また、上記特許文献３に係る発明は、多層のプリント基板に形成された渦巻状の巻線パターンによる１次巻線の厚さより２次巻線の厚さを厚く形成することで、過渡動作時の発熱を低減する構成である。巻線パターンは、プリント基板に設けられた貫通ビア（スルーホール）を介して接続されることが記載されているが、コアと貫通ビア（スルーホール）との位置関係を特定するような記載はない。
【００１０】
このように、上記特許文献１〜３では、いずれも巻線同士を接続するスルーホールとコアとの位置関係が明らかにされておらず、スルーホールとコアを隔絶するのか接触させるのかが不明瞭であり、接触することで発生する電流の漏洩を考慮してこれに対処するような構成の記載はない。また、特性を向上させ小形化しつつ、電流の漏洩を発生させないような、スルーホールを含めた巻線とコアとの位置関係を特定する記載もない。従って、上述したような相反する位置関係上の性質を共に満たすことができないという課題がある。
【００１１】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、特性を向上させ小形化しつつ、漏洩電流を発生させないＤＣ／ＤＣコンバータを備えたヘッドランプ用光源点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係るヘッドランプ用光源点灯装置は、プリント基板の複数層に形成した渦巻状導電箔の中央側を、プリント基板を貫通する接続用貫通穴で接続して構成した巻線と、平板部、および当該平板部に突設されプリント基板の巻線の渦の中央部分を貫通する中央脚部を有する第１の磁性部材と、プリント基板の巻線を挟んで第１の磁性部材の平板部に対向して配置される第２の磁性部材とを有するＤＣ／ＤＣコンバータを備え、第１の磁性部材の平板部は、中央脚部周囲のプリント基板の接続用貫通穴に対向する位置に凹部を有し、当該平板部をプリント基板の巻線が形成された領域に当接し、プリント基板の巻線は相対的に高電圧の巻線と低電圧の巻線とから成り、低電圧の巻線を、第１の磁性部材の平板部が当接するプリント基板の表層に配置するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、プリント基板の複数層に形成した渦巻状の導電箔を渦の中央側で接続する接続用貫通穴を、第１の磁性部材の凹部と対向する位置に配置することにより、第１の磁性部材と接続用貫通穴とを隔絶して漏洩電流の発生を防止し、絶縁部材を不要とすることができる。また、プリント基板の導電箔を形成した領域と第１の磁性部材の凹部がある面とを当接させることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの特性を向上させることができる。この結果、安価で特性が良好なヘッドランプ用光源点灯装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置の回路部の全体構成を示す外観斜視図である。
【図２】実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置が備えるトランスの巻線とコアの構成を示す図である。
【図３】図２に示すコアの構成を示す分解斜視図である。
【図４】実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置のトランスを、図２（ａ）に示すＡＡ線に沿って切断した断面図である。
【図５】図４に示すトランスを適用したＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図である。
【図６】実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置が備えるトランスのコアの変形例を示す斜視図である。
【図７】実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置が備えるトランスのコアの別の変形例を示す斜視図である。
【図８】実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置の構成を示すブロック図であり、放電灯の点灯装置の構成例を示す。
【図９】実施の形態１に係るヘッドランプ用光源点灯装置の構成を示すブロック図であり、半導体光源の点灯装置の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１に示すヘッドランプ用光源点灯装置の回路部１は、多層のプリント基板２、車載用バッテリなどの直流電源に接続するためのコネクタ部６、直流電源の電源電圧を昇圧するトランス４を含み、ヘッドランプ用光源を点灯するための所定の電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータ５、ヘッドランプ用光源に接続して所定の電圧を出力するためのコネクタ部３などから構成される。
【００１６】
図２はトランス４を構成する巻線とコアの構成を示す図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）はＡＡ線に沿って切断した縦断面図、図２（ｃ）は背面図、図２（ｄ）はＢＢ線に沿って切断した横断面図である。
トランス４の巻線１１は、プリント基板２の表層と裏層それぞれに渦巻状に形成した銅箔などの導電箔１２，１３で構成され、プリント基板２を貫通して形成したスルーホール（接続用貫通穴）１４により導電箔１２，１３の渦の中央側の端部１２ａ，１３ａを接続して、一式の巻線とする。
導電箔１２，１３の渦の外側の端部１２ｂ，１３ｂは、プリント基板２に実装された回路部品（不図示）に接続する。
【００１７】
図３に、トランス４を構成するコアの分解斜視図を示す。コアは、ＥＲ型コアとＩ型コアを組み合わせたいわゆるＥＩＲコアとし、ＥＲ型の第１コア（第１の磁性部材）２１は平板部２２と、この平板部２２の中央部に突設された中央脚部２３と、この平板部２２の両端に突設された外側脚部２４，２５とから構成される。この第１のコア２１には、平板部２２を貫き、中央脚部２３の周囲から平板部２２の縁部につながる切り欠き状の凹部２６を設ける。なお、図２および図３に示す凹部２７とスルーホール４４については後述する。
Ｉ型の直方体状の第２のコア（第２の磁性部材）２８は、第１のコア２１とでプリント基板２を間に挟みこむ位置に配置される。
【００１８】
プリント基板２には、第１のコア２１の中央脚部２３を通すための中央脚部挿通穴３１と、外側脚部２４，２５を通すための外側脚部挿通穴３２，３３とがそれぞれ貫通して形成されている。このプリント基板２に第１のコア２１と第２のコア２８を組み付ける場合、平板部２２のプリント基板２に対向する面（以下、当接面２２ａと称す）を、プリント基板２の巻線１１が形成された領域に当接させる。これにより、第１のコア２１と第２のコア２８を組み付けた状態で、導電箔１２が平板部２２の当接面２２ａに当接する一方、スルーホール１４は凹部２６に対向する位置に配置されるので当接面２２ａに接触しない。
【００１９】
この凹部２６（および後述する凹部２７）を設けた場合に、第１のコア２１の平板部２２の断面積が中央脚部２３の断面積と同等になるように、換言すれば、磁束の通路を狭小化しないように、第１のコア２１の平板部２２の厚さＴ１を第２のコア２８の厚さＴ２より厚くする。
【００２０】
なお、第１のコア２１および第２のコア２８をプリント基板２に固定する手段（不図示）は任意でよい。
また、図２の例では、第１のコア２１と第２のコア２８を組み付けた状態で、中央脚部２３と第２のコア２８の間にギャップを形成している。このギャップは、コアと巻線とでフライバックトランスを構成する場合にインダクタンスを調整するためのものであり、トランス４の種別に応じてギャップを形成したり、または、ギャップを形成せずに中央脚部２３と第２のコア２８を当接したりすればよい。
また、第２のコア２８とプリント基板２との間には空隙を設けているため、第２のコア２８に対向する面にスルーホール１４が露出していても互いが接触しない。従って、第２のコア２８に凹部２６（および後述する凹部２７）を設ける必要はなく、直方体状のＩ型コアを用いることができる。
【００２１】
図２に示す巻線とコアを用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータ５用のトランス４またはチョークコイルを構成する場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の特性を向上する手段としては、下記［１］〜［３］の手段がある。
［１］巻線の抵抗を少なくする
巻線の抵抗を少なくするためには、幅を広くして巻線の断面積を大きくするか、巻線の長さを短くすることが好ましい。
そこで、方形断面の中央脚部より円形断面の中央脚部２３（ただし、方形断面と円形断面の断面積は等しい）の周囲に形成した略円形の巻線の方が巻回する巻線の長さを短くできるため、巻線１１を略円形に形成すべく、第１のコア２１の中央脚部２３を円柱状にしている。
【００２２】
［２］巻線の発する磁束をコアに導いて漏洩磁束を減らす（その１）
このためには、渦巻状の巻線の面全体を覆う幅の広い平板部を備えたコアを使用することが好ましい。
そこで、図２のトランス４では、コアとして、中央脚部２３より幅の広い平板部２２を備える第１のコア２１と、同じく中央脚部２３より幅の広い直方体状の第２のコア２８とからなる一組のコア（例えばＥＩＲコア）を用いている。
【００２３】
［３］巻線の発する磁束をコアに導いて漏洩磁束を減らす（その２）
このためには、巻線に近接してコアを配置することが好ましい。
そこで、図２のトランス４では、絶縁部材を用いずに第１のコア２１の当接面２２ａに巻線１１の導電箔１２を当接（または近接配置）している。このとき、当接面２２ａとスルーホール１４とが接触しないように、平板部２２のスルーホール１４と対向する位置に、凹部２６を設けて隔絶している。
なお、プリント基板２の表裏面（導電箔１２，１３の表面を含む）に施す絶縁性の塗装は十分薄く、当絶縁性塗膜の有無が特性には影響しないので、当絶縁性塗装を施してもよいし、施さなくてもよい。上記絶縁部材とは当絶縁性塗膜以外に設ける絶縁部材のことである。
以上が、本実施の形態１に係るトランス４またはチョークコイルの基本的な構造である。
【００２４】
ところで、概ね１０ｋＨｚから１ＭＨｚで動作するＤＣ／ＤＣコンバータに使用するコアには、マンガンおよび亜鉛等を含むフェライト（Ｍｎ・Ｚｎ系フェライト）を使用することが一般的である。Ｍｎ・Ｚｎ系フェライトには導電性があり、電圧が印加される部位に直接接触すれば、それなりの電流が流れ（電流が漏洩して）、回路構成によっては好適な特性が得られない。
一方で特性向上のためには、上記［３］のように、コアと巻線（プリント基板の表層）を当接させる必要がある。
このように、特性向上のためには巻線とコアを当接させることが好ましい一方で電流漏洩を防ぐためには隔絶させることが好ましいという相反する事項に対し、電流漏洩の阻止を優先して、巻線とコアの間に絶縁部材を介在させる構成は、先立って説明した特許文献１〜３にも具体的な構成が示されないほど常識的である。
しかしながら、絶縁部材を介在させる構成では、巻線とコアの接近距離が制限され、特性向上にある程度の限界があった。また、絶縁部材が存在する分、ＤＣ／ＤＣコンバータの小形化も制限されてしまった。
【００２５】
ただし、Ｍｎ・Ｚｎ系フェライトのコアに漏洩電流が流れても問題がない構成もある。例えば、車載のヘッドランプ用光源点灯装置は電源電圧が１２Ｖまたは２４Ｖと低電圧なので、電源電圧をヘッドランプ用光源点灯用の電圧に昇圧するためのＤＣ／ＤＣコンバータ５用のトランス４の一次巻線は、印加される電圧が低電圧で、かつ、通電電流が大きい。このような巻線にＭｎ・Ｚｎ系フェライトのコアを接触させたところで、フェライトの導電性が巻線の導電箔の導電性よりはるかに小さなものであるため、巻線に通電される大電流に対してコアに漏洩する電流は微々たる量である。よって、実質的にトランスの特性に影響することはない。
従って、上記のような用途においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電流漏洩による性能の劣化は軽微であり、絶縁部品を介在させる必要がない。そのため、絶縁部品を廃止する分、巻線とコアを接近させて特性を向上でき、かつ、小形化によりコスト低減が可能となる。
【００２６】
とはいえ、ヘッドランプ用光源点灯装置に用いるＤＣ／ＤＣコンバータ５において、低電圧なのは電源側の一次巻線側だけで、二次巻線には高電圧が発生する。そのため、高電圧側の巻線をコアに接触させたときに流れる漏洩電流については無視できない場合があり、二次巻線のコアへの当接は好ましいことではない。そこで、一次巻線と二次巻線を設けるトランス４においては、例えばプリント基板２に４層基板を使用して、低電圧が印加される一次巻線をプリント基板２の表裏面に配置し、高電圧が発生する二次巻線をプリント基板２の中間層に配置する。
【００２７】
図４に構成例を示す。この図４は、トランス４を図２（ａ）に示すＡＡ線に沿って切断した断面の拡大図である。また、図５に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の回路図を示す。図４および図５において巻線の巻き順をアルファベット順に示す。
図４に示すように、プリント基板２には４層基板を使用して、上記同様、巻線１１をプリント基板２の表層と裏層に配置する。この巻線１１を一次巻線１１とする。一次巻線１１のＡ〜Ｄは、対面する第１のコア２１の平板部２２に当接し、一方、一次巻線１１のＥ〜Ｇは対面する第２のコア２８から隔絶している。また、一次巻線１１の端部１２ａ，１３ａをスルーホール１４を介して接続する。よって、一次電流は導電箔１２のＡ〜Ｄから導電箔１３のＥ〜Ｇを流れる。また、平板部２２のスルーホール１４と対向する位置に凹部２６（図２に示す）を形成して、当接面２２ａとスルーホール１４の間に絶縁用の間隙を設ける。
【００２８】
一方、高電圧が発生する二次巻線４１は、プリント基板２の中間層に、巻線１１の概ね同心円上に配置する。この二次巻線４１についても、一次巻線１１と同様に、渦巻状に形成した銅箔などの導電箔４２，４３の渦の中央側の端部４２ａ，４３ａをスルーホール（接続用貫通穴）４４を介して接続して、一式の巻線とする。二次巻線４１のＩ〜Ｘはプリント基板２の中間層に位置するので、第１のコア２１および第２のコア２８から隔絶している。また、導電箔４２，４３の渦の外側の端部４２ｂ，４３ｂを、プリント基板２の端子（不図示）に接続する。よって、二次電流は導電箔４２のＩ〜Ｐから導電箔４３のＱ〜Ｘを流れる。
【００２９】
二次巻線４１をプリント基板２の中間層に配置しても、導電箔４２，４３の渦の中央側にはスルーホール４４の開口部が存在するので、このスルーホール４４の一部がプリント基板２の表面と裏面に露出する。従って、第１のコア２１の平板部２２には凹部２７（図２に示す）を形成して、この凹部２７に対向する位置にスルーホール４４を配置することにより、当接面２２ａとスルーホール４４の間に絶縁用の空隙を形成する。スルーホール４４が露出した状態は、図２（ａ）および図２（ｃ）に示す。ただし、図２（ｃ）ではスルーホール４４の位置のみ示し、プリント基板２の中間層にある二次巻線の導電箔は図示を省略している。
【００３０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、トランス４、ＭＯＳ形の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からなるスイッチング素子６２、整流ダイオード６３、平滑コンデンサ６４から構成される。このＤＣ／ＤＣコンバータ５では、電源６１から直流電源を受け、スイッチング素子６２のオンオフ動作によりトランス４に磁気エネルギを蓄え、これを放出することで、トランス４で発生した電圧を整流ダイオード６３で整流し、平滑コンデンサ６４で平滑して、ヘッドランプ用光源（不図示）を点灯するための所定の直流電圧を生成する。
【００３１】
上述したように、第２のコア２８とプリント基板２との間には空隙を設けるため、第２のコア２８に対向する面にスルーホール１４，４４が露出していても互いが接触しない。従って、第２のコア２８に凹部２６，２７を設ける必要はなく、直方体状のＩ型コアを用いることができ、一組のコアのうち、凹部を設けるコアはプリント基板２に当接する一方のコア（第１のコア２１）だけで事足りる。このため、巻線１１，４１を覆う第２のコア２８の面を狭小化せずにすむため、良好な特性のＤＣ／ＤＣコンバータ５を実現できる。
【００３２】
なお、プリント基板２の表裏面（導電箔１２，１３の表面を含む）には絶縁性の塗装を施してもよいし、施さなくてもよい。図４ではプリント基板２の表裏面に絶縁性塗膜５１，５２を形成している。この絶縁性塗膜５１，５２は十分薄いので、絶縁性塗膜５１，５２を挟んだ当接面２２ａへの当接も直接当接することと同等であり、トランス４の特性に影響するほどの差異はない。
【００３３】
また、図１〜図３の例では第１のコア２１の凹部２６，２７を、中央脚部２３の周囲から平板部２２の縁部につながる切り欠きにしたが、これ以外の形状であってもよい。
例えば、図６に示す第１のコア２１では、中央脚部２３の周囲から平板部２２の縁部につながる溝を形成して凹部２６とする。
また例えば、図７に示す第１のコア２１では、中央脚部２３の周囲に窪みを形成して凹部２６とする。
【００３４】
これらの形状を比較すると、第１のコア２１の平板部２２の面積は、図７＞図６＞図１〜図３となる。そのため、上記［２］の理由により、図７の形状は、磁束の漏洩が少なく、トランスとして好ましい特性となる。
これに対し、図１〜図３の形状は、コアを成形する金型が簡素で、コアを安価に作製できる利点がある。コアは鉄系（フェライト）の粉体を固めて成形するために、金型として堅固な材料を使用する必要があり、複雑な形状は作り難い。また、堅固な材料を使用した金型であっても、複雑な形状の部分は磨耗によって変形しやすいため、成形し難い。このような理由から金型は簡素であるほうが好ましく、作製用の金型を考慮した場合には切り欠き形状が適している。
また、図６の形状は、特性およびコストにおいて中庸となる。
【００３５】
なお、図１〜図３、図６および図７の第１のコア２１においては、一次巻線１１のスルーホール１４用の凹部２６と二次巻線４１のスルーホール４４用の凹部２７とを、中央脚部２３の軸方向に対して対称になる位置に設けている。
【００３６】
図８は、ヘッドランプ用光源点灯装置が点灯するヘッドランプ用光源として、放電灯（ＨＩＤランプ）７１を用いる場合の構成例を示すブロック図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ部７３は、図１〜図５に示すＤＣ／ＤＣコンバータ５に相当し、トランス４、スイッチング素子６２、整流ダイオード６３、平滑コンデンサ６４等を備える。このＤＣ／ＤＣコンバータ部７３が、バッテリ等の外部の電源７２（図５の電源６１に相当する）の直流電源を放電灯７１の点灯電圧に昇圧する。電圧検出部７４は、放電灯７１に印加される電圧を検出する。電流検出部７５は、放電灯７１に通電される電流を検出する。インバータ部７６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部７３が出力する直流電圧を交流に変換する。制御部７７は、マイクロコンピュータ等によって構成され、電流検出部７５の検出電流が一定になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ部７３およびインバータ部７６を制御したり、電圧検出部７４の検出電圧が異常なときに動作停止制御をしたりする。始動回路部７８は、高電圧パルスを発生し、放電灯７１に印加して始動させる。ヘッドランプ用光源点灯装置の回路部１はこの他にも、例えば図１に示すコネクタ部３，６等を備える。
【００３７】
ヘッドランプ用光源点灯装置が点灯するヘッドランプ用光源として、発光ダイオード等の半導体光源８１を用いてもよい。図９に、半導体光源８１を用いる場合のヘッドランプ用光源点灯装置の構成例を示す。ＤＣ／ＤＣコンバータ部８３は、図１〜図５に示すＤＣ／ＤＣコンバータ５に相当し、トランス４、スイッチング素子６２、整流ダイオード６３、平滑コンデンサ６４等を備える。このＤＣ／ＤＣコンバータ部８３が、バッテリ等の外部の電源８２（図５の電源６１に相当する）の直流電源を半導体光源８１の点灯電圧に昇圧もしくは降圧、または通電する電流を抑制する。電圧検出部８４は、半導体光源８１に印加される電圧を検出する。電流検出部８５は、半導体光源８１に通電される電流を検出する。制御部８６は、マイクロコンピュータ等によって構成され、電流検出部８５の検出電流が一定になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ部８３を制御したり、電圧検出部８４の検出電圧が異常なときに動作停止制御をしたりする。ヘッドランプ用光源点灯装置の回路部１はこの他にも、例えば図１に示すコネクタ部３，６等を備える。
【００３８】
以上より、実施の形態１によれば、ヘッドランプ用光源点灯装置に用いるＤＣ／ＤＣコンバータ５は、プリント基板２の複数層それぞれに導電箔１２，１３，４２，４３で形成した渦巻状の巻線１１，４１と、プリント基板２の巻線１１，４１が形成された領域に当接する平板部２２、この平板部２２に突設されプリント基板２の巻線１１，４１の渦の中央部分を貫通する略円形断面の中央脚部２３、およびこの平板部２２の両端に突設されプリント基板２の巻線１１，４１の渦の外側を貫通する外側脚部２４，２５を有する第１のコア２１と、平板部２２のプリント基板２に当接する当接面２２ａのうちの中央脚部２３の周囲に設けた凹部２６，２７と、平板部２２に設けた凹部２６，２７と対向する位置に配置され、プリント基板２を貫通して異なる層にある導電箔１２，１３同士および導電箔４２，４３同士を渦の中央側で接続するスルーホール１４，４４と、プリント基板２を挟んで第１のコア２１の平板部２２と向き合う位置に配置される略直方体状（または板状）の第２のコア２８とを有するように構成した。このため、導電箔１２，１３，４２，４３が露出するスルーホール１４，４４と第１のコア２１とを絶縁する絶縁部材を不要にできるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ５を安価かつ小形に構成できる。よって、絶縁部材に要するコストおよび製造工数を削減することができると共に、作業性を向上させることができる。さらに、プリント基板２と第１のコア２１の平板部２２とを当接するので、コアと巻線が近接し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の特性を向上させることができる。従って、このＤＣ／ＤＣコンバータ５を適用した、安価かつ特性が良好なヘッドランプ用光源点灯装置を実現することができる。
【００３９】
また、実施の形態１によれば、凹部２６，２７として、平板部２２の当接面２２ａのうちの中央脚部２３の周囲に窪みを形成した場合には、磁束の漏洩を少なくでき、トランス４の特性を向上させることができる。
また、凹部２６，２７として、平板部２２を貫き中央脚部２３の周囲から平板部２２の縁部につながる切り欠きを形成した場合には、第１のコア２１を安価に作製することができる。
また、凹部２６，２７として、中央脚部２３の周囲から平板部２２の縁部につながる溝を形成した場合には、特性およびコストの観点でバランスがとれたトランス４を実現できる。
【００４０】
また、実施の形態１によれば、第１のコア２１の平板部２２の厚さＴ１を、第２のコア２８の厚さＴ２より厚くするようにしたので、第１のコア２１に凹部２６，２７を設けても磁束の通路が狭小化せず、特性を維持することができる。
【００４１】
また、実施の形態１によれば、第１のコア２１の平板部２２に複数の凹部２６，２７を設けるように構成したので、スルーホールの数を増やすことができる。このため、巻線の数を増やして一次巻線１１と二次巻線４１を設けた場合にもそれぞれのスルーホール１４，４４を平板部２２から隔絶することができる。よって、二次巻線４１の設計自由度が増し、良好な特性の巻線仕様が実現できる。
【００４２】
また、実施の形態１によれば、相対的に低電圧の一次巻線１１を、第１のコア２１の平板部２２が当接するプリント基板２の表層に配置するように構成した。低電圧が印加される一次巻線１１であれば第１のコア２１に当接しても漏洩電流は少なく、圧倒的に大きな一次電流への影響が少ないため、プリント基板２と平板部２２との間に絶縁部材を設置する必要がない。また、高電圧が発生する二次巻線４１側のスルーホール４４と第１のコア２１とが接触しないため、電流が漏洩せず、絶縁部材を省くことができる。
よって、絶縁部材に要するコストおよび製造工数を削減できると共に、作業性を向上させることができる。さらに、コアと巻線を当接（または近接配置）できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の小形化と特性向上もできる。
【００４３】
また、実施の形態１によれば、ヘッドランプ用光源点灯装置が点灯するヘッドランプ用光源に放電灯７１、または、半導体光源８１を用いるようにしたので、安価で好適な放電灯用または半導体光源用の点灯装置を実現できる。
【００４４】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  （ヘッドランプ用光源点灯装置の）回路部、２  プリント基板、３，６  コネクタ部、４  トランス、５  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１  巻線（一次巻線）、１２，１３  導電箔、１２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂ  端部、１４  スルーホール、２１  第１のコア、２２  平板部、２２ａ  当接面、２３  中央脚部、２４，２５  外側脚部、２６，２７  凹部、２８  第２のコア、３１  中央脚部挿通穴、３２，３３  外側脚部挿通穴、４１  巻線（二次巻線）、４２，４３  導電箔、４２ａ，４３ａ，４２ｂ，４３ｂ  端部、４４  スルーホール、５１，５２  絶縁性塗膜、６１，７２，８２  電源、６２  スイッチング素子、６３  整流ダイオード、６４  平滑コンデンサ、７１  放電灯、７３，８３  ＤＣ／ＤＣコンバータ部、７４，８４  電圧検出部、７５，８５  電流検出部、７６  インバータ部、７７，８６  制御部、７８  始動回路部、８１  半導体光源。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の電源電圧を、ヘッドランプ用光源を点灯する所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータを備えるヘッドランプ用光源点灯装置であって、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
プリント基板の複数層に形成した渦巻状導電箔の中央側を、前記プリント基板を貫通する接続用貫通穴で接続して構成した巻線と、
平板部、および当該平板部に突設され前記プリント基板の巻線の渦の中央部分を貫通する中央脚部を有する第１の磁性部材と、
前記プリント基板の巻線を挟んで前記第１の磁性部材の平板部に対向して配置される第２の磁性部材とを有し、
前記第１の磁性部材の平板部は、前記中央脚部周囲の前記プリント基板の接続用貫通穴に対向する位置に凹部を有し、当該平板部を前記プリント基板の巻線が形成された領域に当接し、
前記プリント基板の巻線は相対的に高電圧の巻線と低電圧の巻線とから成り、当該低電圧の巻線を、前記第１の磁性部材の平板部が当接する前記プリント基板の表層に配置する
ことを特徴とするヘッドランプ用光源点灯装置。
【請求項２】
前記第１の磁性部材の平板部に設けた凹部は、前記中央脚部の周囲から前記平板部の縁部につながる溝であることを特徴とする請求項１記載のヘッドランプ用光源点灯装置。
【請求項３】
前記第１の磁性部材の平板部に設けた凹部は、前記平板部を貫き、前記中央脚部の周囲から前記平板部の縁部につながる切り欠きであることを特徴とする請求項１記載のヘッドランプ用光源点灯装置。
【請求項４】
前記第２の磁性部材は板状であって、前記第１の磁性部材の平板部の板厚を、前記第２の磁性部材の板厚より厚くすることを特徴とする請求項１記載のヘッドランプ用光源点灯装置。
【請求項５】
前記第１の磁性部材の平板部に複数の凹部を設けたことを特徴とする請求項１記載のヘッドランプ用光源点灯装置。
【請求項６】
前記ヘッドランプ用光源点灯装置が点灯するヘッドランプ用光源は、放電灯、または、半導体光源であることを特徴とする請求項１記載のヘッドランプ用光源点灯装置。
【国際調査報告】
2012120562.tif 000012
2012120562.tif 000013
2012120562.tif 000014