(57)【要約】【課題】起動回路と放電灯を接続する出力ケーブルが長くなった場合であっても、放電灯の始動時に生じるサージ電圧を抑制することができる放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】バラスト回路１５と起動回路１２とを収容した本体ケース１と、起動トランス１２と接続されたＨ側出力線２０ａ及びＬ側出力線２０ｂとからなる出力ケーブルとを備えた放電灯点灯装置において、Ｈ側出力線２０ａを覆う第１の磁性体部材２１と、Ｌ側出力線２０ｂを覆う第２の磁性体部材２２と、Ｈ側出力線２０ａ及びＬ側出力線２０ｂを共に覆う第３の磁性体部材２３とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯と第１の出力線及び第２の出力線からなる出力ケーブルを介して接続され、放電灯の始動時に直流電圧又は交流電圧を出力すると共に、放電灯の始動後は交流電圧を出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路と前記第１の出力線との間に２次巻線が接続された起動トランスを有して、前記放電灯の始動時に、前記インバータ回路から出力される直流電圧又は交流電圧に起動パルスを発生させる起動回路とを備えた放電灯点灯装置において、
前記第１の出力線を覆う第１の磁性体部材を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記第１の磁性体部材は、前記出力ケーブルに流れる交流電流に対して、１ＭＨｚ帯までの低周波数領域におけるインピーダンスよりも、１０ＭＨｚ帯から１００ＭＨｚ帯の高周波領域におけるインピーダンスの方が高くなる周波数特性を有することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記第２の出力線を覆う第２の磁性体部材と、前記第１の出力線及び前記２の出力線を共に覆う第３の磁性体部材とのうち、少なくともいずれか一方を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記第２の磁性体と前記第３の磁性体は、前記出力ケーブルに流れる交流電流に対して、１ＭＨｚ帯までの低周波領域におけるインピーダンスよりも、１０ＭＨｚ帯から１００ＭＨｚ帯の高周波領域におけるインピーダンスのほうが高くなる周波数特性を有することを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯と接続されて、該放電灯に始動用の高電圧パルスと点灯用の交流電圧を出力する放電灯点灯装置に関し、特に放電灯の始動時に生じるノイズを低減するためのの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載されてＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプ等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置は、一般に、図５（ａ）に示したように、バッテリ１０１から出力される直流電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１０２、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバータ１０３、及び、起動トランス１０５とトリガ回路１０６とを有してＨＩＤランプ１００の始動時にＨＩＤランプ１００に高電圧パルスを印加する起動回路１０４を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５（ａ）に示した回路構成においては、バッテリ１０１の出力電圧（１２Ｖ又は２４Ｖ）がＤＣ／ＤＣコンバータ１０２により４００Ｖ程度の直流高電圧に昇圧され、該直流高電圧がＤＣ／ＡＣインバータ１０３により数百Ｈｚの交流電圧に変換されて、ＨＩＤランプ１００に供給される。そして、交流電圧によりＨＩＤランプ１００が点灯状態に維持される。
【０００４】
また、ＤＣ／ＡＣインバータ１０３の出力は、ＨＩＤランプ１００の消灯時には数１００Ｖの交流又は直流とされる。そして、ＨＩＤランプ１００の始動時には、トリガ回路１０６から起動トランス１０５の１次巻線に起動パルス発生用１次電圧を印加することによって、起動トランス１０５の２次巻線に１次巻線と２次巻線との巻数比に応じた高電圧を生じさせ、該高電圧の印加によりＨＩＤランプ１００を始動（点灯開始）させる。
【０００５】
図５（ｂ）は、自動車のヘッドランプユニットに、上述した図５（ａ）の回路構成を収容した本体ケース１１０を、出力ケーブル１２０を介してＨＩＤランプの口金１１４と接続する場合の取り付け態様を示したものであり、本体ケース１１０は、図示したように、一般的にはヘッドランプユニットのハウジング１３０の下部に取り付けられる。なお、ハウジング１３０の前面にレンズ１１１が装着され、ハウジング１３０の後面にメンテナンス用カバー１１２が備えられている。
【０００６】
そして、ハウジング１３０内には、ＨＩＤランプを光源とするプロジェクターランプ１１３と、ＨＩＤランプの口金１１４に装着されるランプソケット１１５と、プロジェクターランプ１１３を回転させてその照射方向を変更するＡＳＦ（Adaptive Front-lighting System）機能を実現するためのモータ駆動回路１２２及びモータ・ギアユニット１２１とが備えられている。
【０００７】
ここで、放電灯点灯装置の形態としては、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示したように、大きく分けて３種類が採用されている。図６（ａ）に示した第１の形態は、全ての回路構成（起動回路１２６、及びＤＣ／ＤＣコンバータ，ＤＣ／ＡＣインバータ等を含むバラスト回路１２５）を一つの本体ケース１１０内に収容し、出力ケーブル１２０により本体ケース１１０と接続されてＨＩＤランプ１００の口金１１４と嵌合するランプソケット１１５を備えたものである。
【０００８】
また、図６（ｂ）に示した第２の形態は、起動回路１２６を分離して起動回路ケース１１０ｂに収容し、バラスト回路１２５を本体ケース１１０ａに収容して、第１の出力ケーブル１２０ａにより起動回路ケース１１０ｂと本体ケース１１０ａとを接続し、第２の出力ケーブル１２０ｂにより起動回路ケース１２６をランプソケット１１５に接続したものである。
【０００９】
また、図６（ｃ）に示した第３の形態は、起動回路１２６を分離してランプソケット１１５ａ内に収容し、出力ケーブル１２０により本体ケース１１０ａをランプソケット１１５ａに接続したものである。
【００１０】
図６（ａ）に示した第１の形態と図６（ｃ）に示した第３の形態の放電灯点灯装置をヘッドランプユニットに装着する場合、本体ケース１１０，１１０ａをヘッドランプユニットのハウジングの下部に取り付け、ランプソケット１１５，１１５ａにＨＩＤランプ１００の口金１１４を嵌合させる。
【００１１】
また、図６（ｂ）に示した第２の形態の放電灯点灯装置をヘッドランプユニットに装着する場合、本体ケース１１０ａを第１の形態及び第３の形態と同様にヘッドランプユニットのハウジングの下部に取り付け、ランプソケット１１５ａをＨＩＤランプ１００の口金と嵌合させる。そして、起動回路ケース１１０ｂを、図５（ｂ）に示したメンテナンス用カバー１１２の内側等のハウジング１３０の内部に固定する必要がある。
【００１２】
ここで、図６（ｂ）に示したようにＡＦＳ機能を備えたヘッドランプユニットでは、ハウジング１３０内にモータ駆動ユニット１２２及びモータ・ギアユニット１２１が配置されるため、ハウジング１３０が大型化する。また、ヘッドランプのデザイン形状によりハウジング１３０が大型化する場合もある。
【００１３】
そして、このようにヘッドランプのハウジングが大型化すると、前記第１の形態の放電灯点灯装置においては、ハウジングの下部に取り付けられる本体ケース１１０と、ランプソケット１１５とを接続する出力ケーブル１２０が長くなる。また、前記第２の形態の放電灯点灯装置においても、起動回路ケース１１０ｂの設置場所によっては、ハウジング内に固定される起動回路ケース１１０ｂとランプソケット１１５とを接続する出力ケーブル１２０ｂが長くなる。そして、出力ケーブル１２０ａ，１２０ｂを長くするほど、ＨＩＤランプ１００の始動時に起動回路１２６から高電圧を出力したとき生じるインパルス性のサージ電圧のレベルが大きくなり、該サージ電圧の入力によりバラスト回路１２５が破損するおそれがある。
【００１４】
さらに、ＡＦＳ機能を備えた場合、前記第２の形態の放電灯点灯装置においては、モータ駆動回路１２２及びモータギアユニット１２１を備えることによりヘッドランプユニットのハウジング内のスペースが減少するため、図６（ｂ）に示した第２の形態を採用した場合に、起動回路ケース１１０ｂを収容することが困難になるという不都合がある。
【００１５】
また、図６（ｃ）に示した第３の形態の放電灯点灯装置においては、起動回路１２６がランプソケット１１５ａに内蔵されているため、ＨＩＤランプ１００の始動時におけるサージ電圧の発生は抑制されるが、ランプソケット１１５ａが重量が増加する。そのため、図５（ｂ）を参照して、プロジェクターランプ１１３と共にプロジェクターランプ１１３に接続されたランプソケット１１５も回転させるモータ・ギアユニット１２１及びモータ駆動回路１２２の負荷が大きくなるという不都合があった。
【００１６】
さらに、車載用の電子機器においては、オーディオ等の他の機器に悪影響を及ぼす放射のノイズの発生を防止するための対策がなされるが、本体ケース１１０，１１０ａに収容されたバラスト回路１２５においても強いノイズを生じるため、シールド対策がなされている。そして、かかるシールド対策として、一般には、出力ケーブル１２０，１２０ａ，１２０ｂに金属線で編んだシールド材を被せ、また、ランプソケット１１５，１１５ａ自体を覆う金属製カバーを装着する。そして、出力ケーブル１２０，１２０ａ，１２０ｂが長くなれば必要なシールド材も長くなるため、コストアップを生じるという不都合があった。
【特許文献１】特開平１１−３２９７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は上記背景を鑑みてなされたものであり、起動回路と放電灯を接続する出力ケーブルが長くなった場合であっても、放電灯の始動時に生じるサージ電圧を抑制することができる放電灯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】
【００１８】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、放電灯と第１の出力線及び第２の出力線からなる出力ケーブルを介して接続され、放電灯の始動時に直流電圧又は交流電圧を出力すると共に、放電灯の始動後は交流電圧を出力するインバータ回路と、前記インバータ回路と前記第１の出力線との間に２次巻線が接続された起動トランスを有して、前記放電灯の始動時に、前記インバータ回路から出力される直流電圧又は交流電圧に起動パルスを発生させる起動回路とを備えた放電灯点灯装置において、前記第１の出力線を覆う第１の磁性体部材を備えたことを特徴とする。
【００１９】
かかる本発明によれば、詳細は後述するが、前記放電灯の始動時に前記起動トランスから高電圧パルスが出力されると、前記第１の出力線にサージ電流が流れて前記第１の出力線の周囲に磁界が生成される。そして、このとき、前記第１の出力線を覆った前記第１の磁性体部材は、前記第１の出力線の周囲に生成された磁界による発生磁束から高周波電力を吸収し低減するように作用する。そのため、前記出力ケーブルが長くなるほど大きくなる傾向がある前記放電灯の始動時におけるサージ電流を減少させ、該サージ電流により生じるサージ電圧によって前記インバータ回路の破損が生じることを防止することができる。さらに、該サージ電流の減少により、前記放電灯の点灯時に前記第１の出力線及び前記第２の出力線から発生する放射ノイズも低減される。そのため、前記第１の出力線及び前記第２の出力線をシールドする必要がなくなり、前記第１の出力線及び前記第２の出力線を長くした場合に、これに伴ってシールド部材の必要量の増加によるコストアップが生じることがない。
【００２０】
また、前記第１の磁性体部材は、前記出力ケーブルに重畳する交流電圧に対して、１ＭＨｚ帯（１ＭＨｚ以上、１０ＭＨｚ未満の周波数領域）までの低周波数領域におけるインピーダンスよりも、１０ＭＨｚ帯（１０ＭＨｚ以上、１００ＭＨｚ未満の周波数領域）から１００ＭＨｚ帯（１００ＭＨｚ以上、１０００ＭＨｚ未満の周波数領域）の高周波領域におけるインピーダンスのほうが高くなる周波数特性を有することを特徴とする。
【００２１】
かかる本発明によれば、前記放電灯の始動時に前記起動トランスから出力される低周波領域での高電圧出力に対する影響を回避すると共に、ＴＶ帯（約９０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）に含まれる高周波ノイズである１０ＭＨｚ帯から１００ＭＨｚ帯までの高周波領域の信号成分を遮断して、他の電子機器に悪影響を及ぼす放射ノイズの発生を抑制することができる。
【００２２】
また、前記第２の出力線を覆う第２の磁性体部材と、前記第１の出力線及び前記２の出力線を共に覆う第３の磁性体部材とのうち、少なくともいずれか一方を備えたことを特徴とする。
【００２３】
かかる本発明によれば、前記第２の磁性体部材を備えることによって、前記第２の出力線から生じる放射ノイズをさらに低減することができる。また、前記第３の磁性体部材を備えることによって、前記第１の出力線及び前記第２の出力線から生じるコモンモード性の放射ノイズをより低減することができる。
【００２４】
また、前記第２の磁性体と前記第３の磁性体は、前記出力ケーブルに流れる交流電流に対して、１ＭＨｚ帯までの低周波領域におけるインピーダンスよりも、１０ＭＨｚ帯から１００ＭＨｚ帯の高周波領域におけるインピーダンスのほうが高くなる周波数特性を有することを特徴とする。
【００２５】
かかる本発明によれば、前記放電灯の始動時に前記起動トランスから出力される低周波領域での高電圧出力に対する影響を回避すると共に、ＴＶ帯の高周波ノイズである１０ＭＨｚ帯から１００ＭＨｚ帯までの高周波領域の信号成分を遮断して、他の電子機器に悪影響を及ぼす放射ノイズの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態について、図１〜図４を参照して説明する。図１は本発明の放電灯点灯装置の構成図、図２はＨＩＤランプの始動時に生じるサージ電圧の説明図、図３は誘導性のサージ電流の低減効果を確認するための実験回路の説明図、図４はＨＩＤランプ点灯時に生じる高周波ノイズの説明図である。
【００２７】
図１を参照して、本実施の形態の放電灯点灯装置は、車両のヘッドライト等に使用されるＨＩＤランプ３０（本発明の放電灯に相当する）と接続されて、ＨＩＤランプ３０を点灯させるものであり、回路基板を収容した本体ケース１と、ＨＩＤランプ３０を着脱自在に嵌合するランプソケット３１と、本体ケース１及びランプソケット３１を接続する出力ケーブル２０（２０ａ，２０ｂ）とにより構成される。
【００２８】
本体ケース１は金属製の筐体であり、本体ケース１内の回路基板には、バッテリ３５から入力される直流電圧Ｖinを昇圧して直流高電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ１０、該直流高電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバータ１１、及び、起動トランス１３とトリガ回路１４とを有してＨＩＤランプの始動時（点灯開始時）にＨＩＤランプ３０に高電圧パルスを印加する起動回路１２が備えられている。
【００２９】
また、起動トランス１３に接続された出力ケーブル２０のHigh側の出力線２０ａ（本発明の第１の出力線に相当する。以下、Ｈ側出力線２０ａという。）には、Ｈ側出力線２０ａを覆う第１の磁性体部材２１が装着され、出力ケーブル２０のLow側の出力線２０ｂ（本発明の第２の出力線に相当する。以下、Ｌ側出力線２０ｂという。）には、Ｌ側出力線２０ｂを覆う第２の磁性体部材２２が装着されている。
【００３０】
さらに、出力ケーブル２０には、Ｈ側出力線２０ａとＬ側出力線２０ｂを共に覆う第３の磁性体部材２３が装着されている。なお、第１の磁性体部材２１、第２の磁性体部材２２、及び第３の磁性体部材２３としては、クランプ型、ビーズ型、スリーブ型等の形態の磁性体部材を用いることができる。
【００３１】
本体ケース１内においては、主としてＤＣ／ＤＣコンバータ１０のスイッチング動作に起因するノイズが発生する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は、バッテリ３５から入力される直流電圧Ｖinを数１０KHz〜数１００KHz程度の周波数によりスイッチングして昇圧するため、高調波を考慮すると数MHzまでのノイズを発生する。しかし、起動トランス１３の２次巻線が出力電圧，出力電流に対して十分なフィルターインダクタとして作用するため、本体ケース１から外部へのノイズの伝播は遮蔽される。
【００３２】
このように、本体ケース１内で生じるノイズが遮蔽されるため、ＦＭ帯〜ＴＶ帯を中心とする高周波ノイズについては、ノイズの発生源を本体ケース１の外部のＨＩＤランプ３０に限定して対策を施すことができる。なお、起動トランス１３はノーマルチョークコイルとして作用するので、出力部にはコモンモードチョークフィルターも配置することが望ましい。
【００３３】
次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０とＤＣ／ＡＣインバータ１１を含むバラスト回路１５においては、小電力用よりも、電圧電流の使用率及び過渡的な変動で一般的に故障率が高くなる大電力用半導体素子が多用されており、ＨＩＤランプ３０の始動時に生じるインパルス性のサージ電圧がバラスト回路１５内に侵入すると、大電力用半導体素子の破損が生じ易い。また、バラスト回路１５には、大電力用半導体素子の動作を制御するために、５Ｖ程度の低電圧により作動するＣＭＯＳ論理回路が備えられるが、サージ電圧の侵入はＣＭＯＳ論理回路のラッチアップ故障の要因ともなる。
【００３４】
図２（ａ）は、上述したようにバラスト回路１５の故障の要因となるインパルス性のサージ電圧の発生メカニズムを示したものであり、ＨＩＤランプ３０の始動時に生じるインパルス性のサージ電圧は、起動回路１２からフィルタ回路４５を介してＤＣ／ＡＣインバータのＨブリッジ回路４０に伝播する電圧Ｓa，Ｓbにより確認することができる。
【００３５】
Ｈブリッジ回路４０は、ＦＥＴ４１及びＦＥＴ４４をＯＮしてＦＥＴ４３及びＦＥＴ４２をＯＦＦした状態と、ＦＥＴ４１及びＦＥＴ４４をＯＦＦしてＦＥＴ４３及びＦＥＴ４２をＯＮした状態とを交互に切替えることにより、交流電圧を出力するが、インパルス性のサージ電圧は、ＯＦＦしているＦＥＴのドレイン−ソース間の電圧として確認することができる。
【００３６】
Ｈブリッジ回路４０は、ＨＩＤランプ３０の始動時には、図２（ａ）に示したように、ＦＥＴ４１及びＦＥＴ４４をＯＮしてＦＥＴ４３及びＦＥＴ４２をＯＦＦした状態を維持して、直流電圧を出力する。そして、この直流電圧に起動回路１２により起動パルスが重畳されて、ＨＩＤランプ３０に高電圧パルスが印加される。
【００３７】
このようにして、ＨＩＤランプ３０に高電圧パルスが印加されたときにサージ電圧が生じる要因は、ＨＩＤランプ３０に接続されるＨ側出力線２０ａとＬ側出力線２０ｂに生じる急峻なパルス性サージ電流と配線インダクタンスにある。
【００３８】
Ｈブリッジ回路４０のＦＥＴ４１〜４４で観測されるサージ電圧に関しては、Ｈ側出力線２０ａが接続される箇所（図中ｘ）と、Ｌ側出力線２０ｂが接続される箇所（図中ｙ）の２点で同様に観測される。これは、サージ電圧発生の要因となるサージ電流Ｉcが、Ｈ側出力線２０ａでは起動トランス１３の２次巻線のインダクタンスや巻線間容量により減衰しても、Ｈ側出力線２０ａとＬ側出力線２０ｂの間では、サージ電流が互いに電磁誘導しながら伝播するので同様なサージ電圧が発生するためである。
【００３９】
かかるＨ側出力線２０ａでのサージ電流の生成過程と、Ｌ側出力線２０ｂへの電磁誘導については、発生するサージ電圧のパルス幅が１０nsec〜２０nsecと高周波領域にあることから、分布定数回路及び出力線が平行している高周波伝送線路として扱うことにより解明することができる。
【００４０】
ＨＩＤランプ３０を始動（点灯開始）させるためには、２０kV程度の高電圧パルスを印加するが、この高電圧パルスをＨ側出力線２０ａに印加した場合、印加電圧は、ＨＩＤランプ３０の電極間で放電が開始されるまである上昇率をもって上昇する。そして、この間、Ｈ側出力線２０ａの周囲には印加された高電圧により強い電界が形成される。そして、この電界の強さの変化に応じて磁界Ｈbが生じ、この磁界Ｈbを打ち消すように、Ｌ側出力線２０ｂにはＨ側出力線２０ａに流れるパルス電流Ｓdと逆向きのパルス電流Ｓcが流れることになる。
【００４１】
このように、ＨＩＤランプ３０が起動する前から、Ｈ側出力線２０ａとＬ側出力線２０ｂにパルス電流が流れるが、このパルス電流が強いサージ性を持つのはＨ側出力線２０ａにおける高周波の合成によるものである。Ｈ側出力線２０ａとＬ側出力線２０ｂ間には線間容量が存在し、線材のインダクタンスもあるため、高電圧パルスの印加により生じるパルス電流Ｉaには高周波の寄生振動が発生する。
【００４２】
そして、このように振動したパルス電流Ｉaは、ＨＩＤランプ３０が起動する前はＨ側出力線２０ａの終端がＨＩＤランプ３０の電極で開放されているため、同相で反射された反射波Ｉbとの間で波形合成がなされる。また、反対側の起動トランス１３との接続点においても、インピーダンス変化があるためパルス電流Ｉcの反射Ｉdが生じる。その結果、起動トランス１３とＨＩＤランプ３０間のＨ側出力線２０ａでは、パルス電流の反射と透過が繰り返され、これらのパルス電流の合成により不規則な振動をした高周波パルス電流が生成される。そして、このパルス電流の合成の過程で寄生振動のパルスのピークが重なり合うと、サージ性の高いパルス電流が生じる。
【００４３】
さらに、このようなサージ性の高いパルス電流が生じた時点でＨＩＤランプ３０が始動すると、Ｈ側出力線２０ａの終端がＬ側出力線２０ｂに短絡されて、それまで同相で合成されていたパルス電流が逆相で合成されるようになるため、ＨＩＤランプ３０の始動を境としてパルス電流の波形が反転し、電流変化率が激しいサージ性のパルス電流となる。そして、かかるサージ性のパルス電流は、Ｈ側出力線２０ａとＬ側出力線２０ｂを互いに誘導しながら伝播して行くため、Ｈブリッジ回路４０では同様なサージ電圧が発生する。
【００４４】
以上説明したように、高電圧パルスを印加してＨＩＤランプ３０を始動させるときには、ＨＩＤランプ３０の始動前後において、サージ性の高いパルス電流（以下、サージ電流という）が発生する。図２（ｂ）は、実際のサージ電流の波形を示したものであり、縦軸が電流（Ｉ）に設定され、横軸が時間（ｔ）に設定されている。そして、ｔ0の時点でＨ側出力線２０ａへの高電圧パルスの印加が開始され、ｔ1でＨＩＤランプ３０が始動（点灯開始）した場合を示しており、ｔ1の前後で大きなサージ電流が生じていることがわかる。
【００４５】
ここで、サージ電流はＨ側出力線２０ａが長くなるほど増大する傾向がある。これは、Ｈ側出力線２０ａが長くなると、線材のインダクタンス及びＨ側出力線２０ａとＬ側出力線２０ｂとの間の線間容量が増大して、寄生振動パルスの振幅が増大するため、より大きなサージ電流が合成されるからである。例えば、Ｈ側出力線２０ａ及びＬ側出力線２０ｂを２０cmとした場合よりも、４０cmとした場合の方が、より強い共振作用が生じてサージ電流が増大する。
【００４６】
また、放射ノイズ対策として一般に行われる出力線にシールド用の金属皮膜を被せる対策を施すと、インパルス性のサージ電流を増大させる作用が生じる。これは、出力線に金属被覆を被せると、線間容量の他に、出力線と金属被覆との間にコンデンサが形成されて寄生振動が強まるからである。また、該コンデンサには金属被覆により起動パルス電圧が減衰された１〜２kV程度の電圧による充電電荷が存在し、ＨＩＤランプ３０の始動時に該コンデンサから放電されると、インパルス性サージ電流となってサージ電圧をさらに増大させる。
【００４７】
以上説明したように、サージ電圧が発生する要因となるサージ電流がＨ側出力線２０ａで合成され、さらにＬ側出力線２０ｂには電磁誘導によるサージ電流が生じるため、かかるサージ電流の合成と電磁誘導によるサージ電流の発生を低減することで、サージ電圧の発生を抑制することができる。
【００４８】
すなわち、高電圧パルスの印加によるＨ側出力線２０ａからの電界放射後、Ｈ側出力線２０ａの周囲に生成される磁界を弱めることで、ＨＩＤランプ３０が始動する前後で発生する誘導性のサージ電流を低減することができる。図１に示した第１の磁性体部材２１は、磁界による発生磁束を吸収してＨ側出力線２０ａの周囲に生成される磁界を弱め、これにより誘導性のサージ電流を低減するためのものである。
【００４９】
第１の磁性体部材２１の周波数特性としては、ＨＩＤランプ３０の点灯時における電力損失が増加しないように、１０MHz以下ではインピーダンスが低く、数１０MHz〜数１００MHz帯では高いインピーダンスを保持するものが好ましい。また、２０kVの高電圧が出力されるＨ側出力線２０ａに装着されることを考慮すると絶縁抵抗が高い方が好ましい。さらに、経年変化、温度特性、コスト等を勘案すると、材質としてはＮi系フェライトが好適である。
【００５０】
以下の表（１）は、第１の磁性体部材２１として、Ｎi系フェライトを用いた部材をＨ側出力線２０ａに被せたときのサージ電圧の低減効果を示したものである。
【００５１】
【表１】
2006339098.tif 000003
【００５２】
上記表（１）から明らかなように、第１の磁性体部材２１を装着しない場合は、(a)の出力線を２０cmとしたときよりも、(b)の出力線を４０cmと長くしたときの方がサージ電圧は高くなっている。そして、(c)に示したように、第１の磁性体部材２１を装着することにより、出力線を４０cmとしたときのサージ電圧のレベルを大幅に減少させることができる。
【００５３】
また、本願発明者らは、４０cm長のＨ側出力線２０ａに第１の磁性体部材２１を装着することによる誘導性のサージ電流の低減効果を調べるために、図３に示した回路構成により実験を行った。図３に示した回路構成では、Ｌ側出力線２０ｂと並列に６２．５mW定格の１０kΩのチップ抵抗５０を接続し、サージ電流により生じる電力供給がチップ抵抗５０にとって過電力となるように設定されている。
【００５４】
そして、第１の磁性体部材２１を装着しない場合と、第１の磁性体部材２１を装着した場合とについて、それぞれ３０００回ずつＨＩＤランプ３０を始動し、Ｈ側出力線２０ａの周囲に生じる磁界Ｈcにより誘起されるＬ側出力線２０ｂのサージ電流Ｓeによるチップ抵抗５０の過電力劣化を確認した。その結果を以下の表（２）に示す。
【００５５】
【表２】
2006339098.tif 000004
【００５６】
表（２）において、第１の磁性体部材２１を装着した場合の抵抗値変化が９．６kΩ〜９．１kΩであったのに対して、第１の磁性体部材２１を装着しない場合の抵抗値の変化は８．４kΩ〜９．１kΩであり、チップ抵抗５０の劣化の程度が大きいことがわかる。これにより、第１の磁性体部材２１を装着することによって、Ｌ側出力線２０ｂに生じるサージ電流Ｓeの低減効果が得られることが確認された。なお、チップ抵抗５０の抵抗値にばらつきがあるのは、抵抗値を揃えるためのトリミング工程でトリミングされた抵抗体の幅に差があるためである。
【００５７】
次に、図４を参照して、図１に示した放電灯点灯装置における放電ノイズの低減効果について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したように、ＤＣ／ＡＣインバータ１１から出力される交流電圧により、ＨＩＤランプ３０が点灯されている場合、ＨＩＤランプ３０で発生した放電ノイズＤa，Ｄb，Ｄc，Ｄdは、Ｈ側出力線２０ａとＬ側出力線２０ｂとで、異なる影響を及ぼす。
【００５８】
図４（ａ）に示したように、Ｈ側出力線２０ａに交流電圧のＨｉｇｈ側Ｐgが供給された場合、Ｌ側出力線２０ｂは、直接ＧＮＤに接続されて終端が比較的低インピーダンスとなっている。そのため、ＨＩＤランプ３０で発生した放電ノイズＤa，ＤbによりＬ側出力線２０ｂに伝播した高周波ノイズＮb，Ｎaは、ＧＮＤに吸収されて低減し易い。
【００５９】
それに対して、Ｈ側出力線２０ａは起動トランス１３を介してＤＣ／ＡＣインバータ１１（図１参照）と接続され、終端が高インピーダンスとなっている。そのため、Ｈ側出力線２０ａ側に伝播した高周波ノイズＮcは吸収され難く、高周波ノイズＮcの一部が起動トランス１３で反射されて反射波Ｎdが生じる。
【００６０】
また、図４（ｂ）に示したように、Ｌ側出力線２０ｂに交流電圧のＨｉｇｈ側Ｐgが供給された場合も、Ｌ側出力線２０ｂは、直接ＤＣ／ＡＣインバータ１１の出力部に接続されて終端が比較的低インピーダンスとなっている。そのため、ＨＩＤランプ３０で発生した放電ノイズＤc，ＤdによりＬ側出力線２０ｂに伝播した高周波ノイズＮe，Ｎfは、ＤＣ／ＡＣインバータ１１に吸収されて低減し易い。
【００６１】
それに対して、Ｈ側出力線２０ａは起動トランス１３を介してＧＮＤに接続され、終端が高インピーダンスとなっている。そのため、Ｈ側出力線２０ａに伝播した高周波ノイズＮgは吸収され難く、高周波ノイズＮgの一部が起動トランス１３で反射されて反射波Ｎhが生じる。
【００６２】
そして、ＨＩＤランプ３０と起動トランス１３との間で、高周波ノイズと反射波が合成されて強いノイズ成分が生じる。また、起動トランス１３の２次巻線のインダクタンスによる逆起電力作用によって、ＨＩＤランプ３０への交流電圧の印加がＯＦＦされる時には、Ｈ側出力線２０ａに振動が生じ、これも高周波ノイズの成分となる。そして、このようにしてＨ側出力線２０ａで生じた高周波ノイズの電流により発生した磁界により、Ｌ側出力線２０ｂにも誘導電流が流れるが、上述したようにＬ側出力線２０ｂは低インピーダンスで終端されているため、該誘導電流は低減される。
【００６３】
このように、ＨＩＤランプ３０の点灯時には、Ｈ側出力線２０ａで高周波ノイズ成分の合成が行われる。そのため、Ｈ側出力線２０ａに第１の磁性体部材２１を装着することにより、Ｈ側出力線２０ａに伝播する高周波ノイズＮc，Ｎgを減衰させると共に、Ｌ側出力線２０ｂに生じる誘電電流も低減させることができるため、ノイズ成分により生じる放射ノイズＷa，Ｗbの発生を効果的に低減することができる。
【００６４】
以上説明したように、第１の磁性体部材２１をＨ側出力線２０ａに装着することによって、ＨＩＤランプ３０の始動時におけるサージ電圧の発生を抑制することができると共に、ＨＩＤランプ３０の定常点灯時における放射ノイズの発生を低減することができる。
【００６５】
また、Ｌ側出力線２０ｂに第２の磁性体部材２２（図１参照）を装着することにより、Ｌ側出力線２０ｂに生じる誘導電流と、ＨＩＤランプ３０付近で発生する放電ノイズを低減して、放射ノイズの発生をさらに低減させることができる。また、Ｈ側出力線２０ａとＬ側出力線２０ｂを共に覆う第３の磁性体部材２３（図１参照）を装着することにより、ＨＩＤランプ３０付近で生じる放電ノイズのコモンモード成分をより低減して、放射ノイズをさらに低減させることができる。
【００６６】
このように、第１の磁性体部材２１を装着した上で、さらに、第２の磁性体部材２２と第３の磁性体部材２３を組み合わせて装着することにより、特に始動時に強いノイズを生じる水銀フリーＨＩＤランプにおいても、効果的に放電ノイズを低減することができる。以下の表（３）は、水銀フリーＨＩＤランプを使用した車両用ヘッドランプにおいて、ＨＩＤランプの始動時から点灯安定状態になるまでの間に生じる周波数１MHz〜１GHz帯の放射ノイズのレベル（ピーク値）を、本発明の第１の磁性体部材２１，第２の磁性体部材２２，及び第３の磁性体部材２３によるノイズ対策を施した場合と、従来の出力線及びランプソケットのシールドによるノイズ対策を施した場合と、これらのノイズ対策を施さない場合とで比較した実験結果を示したものである。
【００６７】
【表３】
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【００６８】
上記表（３）の実験結果から、従来のシールドによるノイズ対策では、ランプ背面側ではノイズレベルが１０ｄＢ低減しているが、ランプ前方のノイズレベルは低減していないことがわかる。そして、ランプ前方への放射ノイズは、反射波を考慮すると自車両に影響することが十分に考えられる。また、放射ノイズは高周波領域の広範囲に亘って生じるため、タクシー無線等の業務用無線に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００６９】
それに対して、本発明の第１〜第３の磁性体部材の装着によるノイズ対策では、ランプ背面側でノイズレベルが２０ｄＢ低減すると共に、ランプ前方のノイズレベルも１０ｄＢ低減している。これは、第１の磁性体部材２１，第２の磁性体部材２２，及び第３の磁性体部材２３の装着によって、出力線２０ａ，２０ｂを伝播する高周波の伝導性ノイズの電力が低減し、これにより放射ノイズの発生が抑制されるからである。
【００７０】
このように、第１の磁性体部材２１，第２の磁性体部材２２，及び第３の磁性体部材２３を備えることにより、出力線２０ａ，２０ｂのシールド処理を行うことなく放射ノイズを低減させることができる。そのため、出力線２０ａ，２０ｂを長くした場合に、シールド部材の必要量の増加によるコストアップは生じない。
【００７１】
なお、本実施の形態では、第１の磁性体部材２１，第２の磁性体部材２２，及び第３の磁性体部材２３を備えたが、高レベルのサージ電流が生じ易いＨ側出力線２０ａに第１の磁性体部材２１を装着することを必須とし、Ｌ側出力線２０ｂに覆う第２の磁性体部材２２と、Ｈ側出力線２０ａ及びＬ側出力線２０ｂを共に覆う第３の磁性体部材２３とについては、放電灯点灯装置が搭載される車両や照明機器等の仕様に応じて、適宜装着すればよい。この場合、第２の磁性体部材２２と第３の磁性体部材２３の装着という簡易な手法により、車両や照明機器側の大きな設計変更を伴うことなく、適切なノイズ対策を施すことができる。
【００７２】
[発明の効果]
本発明によれば、Ｈ側出力線を覆う第１の磁性体部材を備えることにより、Ｈ側出力線とＬ側出力線をある程度長くした場合であっても、放電灯の始動時に生じるサージ電圧のレベルを減少させて、回路部の破損を防止することができる。
【００７３】
そのため、上記背景技術で説明した図６（ｃ）の形態のように、起動回路１２６を本体ケース１１０ａから分離してランプソケット１１５ａ内に設ける必要がなく、図５（ｂ）のＡＦＳユニット（モータ・ギアユニット１２１，モータ駆動回路１２２）を備えたヘッドランプユニットにおいても、図６（ａ）の形態で対応することができる。
【００７４】
また、第１の磁性体部材を備えることで放電灯の始動時や定常点灯時に生じる放電ノイズも低減されるため、Ｈ側出力線及びＬ側出力線のシールド対策が不要となり、コストを抑えて放射ノイズ対策を施すことができる。この場合、従来のシールドによるノイズ対策では困難であった、放電灯前方への放射ノイズも低減させることができる。
【００７５】
また、放電灯点灯装置が搭載される車両や照明器具等における放射ノイズの許容レベルに応じて、Ｌ側出力線を覆う第２の磁性体部材とＨ側出力線及びＬ側出力線を共に覆う第３の磁性体部材を、適宜組み合わせて装着するという簡易な手法により、放射ノイズの発生をさらに抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の放電灯点灯装置の構成図。
【図２】ＨＩＤランプの始動時に生じるサージ電圧の説明図。
【図３】誘導性のサージ電流の低減効果を確認するための実験回路の説明図。
【図４】ＨＩＤランプ点灯時に生じる高周波ノイズの説明図。
【図５】従来の放電灯点灯装置の構成図及びヘッドランプユニットへの取り付け態様の説明図。
【図６】従来の放電灯点灯装置の構成態様の説明図。
【符号の説明】
【００７７】
１…本体ケース、１０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１…ＤＣ／ＡＣインバータ、１２…起動回路、１３…起動トランス、１４…トリガ回路、１５…バラスト回路、２０ａ…Ｈ側出力線（第１の出力線）、２０ｂ…Ｌ側出力線（第２の出力線）、２１…第１の磁性体部材、２２…第２の磁性体部材、２３…第３の磁性体部材、３０…ＨＩＤランプ（放電灯）、３１…ランプソケット、４０…Ｈブリッジ回路、４５…フィルタ回路
【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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