(57)【要約】【課題】奥行き方向の厚さを薄くできしたがって、自動車の前照灯として好適な放電灯点灯装置を提供すること。【解決手段】  放電バルブが差し込まれるソケットと、このソケットに２次側巻線の一端が接続され他端が第１の駆動線に接続され２次巻線の一端が第２の駆動線に接続され他端が放電ギャップを介して第３の駆動線に接続された１次巻線から成るコイル、このコイルの中に挿入されたコア、及びこのコアと前記１次巻線及び２次巻線間に充填された樹脂とを有するトランスと、前記第２の駆動線と前記第３の駆動線の間に接続されたコンデンサと、を備え、前記トランスは、前記ソケットの横に並置されてなる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電バルブが差し込まれるソケットと、
このソケットに２次側巻線の一端が接続され他端が第１の駆動線に接続され２次巻線の一端が第２の駆動線に接続され他端が放電ギャップを介して第３の駆動線に接続された１次巻線から成るコイル、このコイルの中に挿入されたコア、及びこのコアと前記１次巻線及び２次巻線間に充填された樹脂とを有するトランスと、
前記第２の駆動線と前記第３の駆動線の間に接続されたコンデンサと、を備え、
前記トランスは、前記ソケットの横に並置されてなることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
放電バルブが差し込まれるソケットと、
このソケットに２次側巻線の一端が接続され他端が第１の駆動線に接続され２次巻線の一端が第２の駆動線に接続され他端が放電ギャップを介して第３の駆動線に接続された１次巻線から成るコイル、このコイルの中に挿入されたコア、及びこのコアと前記１次巻線及び２次巻線間に充填された樹脂とを有するトランスと、
前記第２の駆動線と前記第３の駆動線の間に接続されたコンデンサと、を備え、
前記トランスは、中央に空洞を有し前記二次側巻線の高電圧が発生する側でない端に開口部を有し前記一次側巻線が嵌め込まれる有底空洞を前記空洞の周囲に有する、樹脂製のボビンを用いて構成されて成ることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記トランスは、前記２次巻線は高電圧発生側において、前記コアより突出してしており、このコア及び前記２次巻線の少なくとも高圧発生側を樹脂により覆った構造を有してなることを特徴とする請求項１又は２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、自動車の前照灯などに用いられる放電灯の点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の前照灯などにも輝度の高い放電灯が用いられるようになってきている。自動車の前照灯において高輝度放電灯を用いる場合、エンジンルームのスペースを確保するために、放電灯のソケットから奥行き方向の厚さはできるだけ薄いことが望ましい。
【０００３】
しかし、一般に高輝度放電灯において、放電灯のソケットにイグナイタが接続されるが、このイグナイタには、比較的容積をとるトランスが必要である。したがって、ソケットとイグナイタを含む点灯ユニットが厚くなると共に大きくなってしまう問題があった。
【０００４】
そこで、駆動線用の配線の引き出し方向をソケット嵌合面の方向に向けて上記点灯ユニットを薄くすることが考えられた（特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、このようにすると、駆動線の引き出した方向に放電バルブが存在するので、引き出した駆動線を大きく曲げる必要があり、作業性や耐久性の面で問題があった。
【特許文献１】特開２００４−２０６９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記のような、従来の自動車の前照灯の、ソケットとイグナイタを含む点灯ユニットの問題点にかんがみてなされたもので、奥行き方向の厚さを薄くし小型にすることができしたがって、自動車の前照灯として好適な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】
【０００７】
本発明の請求項１によれば、放電バルブが差し込まれるソケットと、このソケットに２次側巻線の一端が接続され他端が第１の駆動線に接続され２次巻線の一端が第２の駆動線に接続され他端が放電ギャップを介して第３の駆動線に接続された１次巻線から成るコイル、このコイルの中に挿入されたコア、及びこのコアと前記１次巻線及び２次巻線間に充填された樹脂とを有するトランスと、前記第２の駆動線と前記第３の駆動線の間に接続されたコンデンサと、を備え、前記トランスは、前記ソケットの横に並置されてなることを特徴とする放電灯点灯装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、点灯ユニットの厚さを薄くし小型にすることができ、自動車の前照灯として好適な放電灯点灯装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。後述するように本発明の特徴の１つは、放電バルブが差し込まれるソケット、及びこのソケットに接続されるイグナイタのトランスにある。発明の理解を容易にするため、本発明の実施形態の特徴部分の詳細を説明する前に、放電灯の点灯装置の電気回路を述べる。
【００１０】
図１において、１１は直流電圧源であり、この電圧源１１の電圧はＤＣ／ＤＣコンバータ１２に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２において直流電圧源１１の電圧を例えば３６０Ｖ〜４００Ｖ程度に昇圧する。昇圧された電圧をＤＣ／ＡＣインバータ１３に供給し、例えばスイッチング素子４個を使用したフルブリッジ回路で数百Ｈｚのスイッチング動作を行い矩形波を生成する。
【００１１】
１４は制御回路であり、ＤＣ／ＡＣインバータ１３が生成される出力電流Ｉと電圧Ｖから電力を求め、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の発生する電力が、例えば３５Ｗで一定になるように制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２、ＤＣ／ＡＣインバータ１３、制御回路１４は、インバータ１５を構成する。
【００１２】
インバータ１５は、例えば４００Ｖと１ｋＶの直流電圧を出力する。インバータ１５では、ＤＣ／ＡＣインバータ１３は給電線１６１と１６２を用いて４００Ｖをイグナイタ１７に送電する。またＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、給電線１６３を用いて１ｋＶをイグナイタ１７に送電する。給電線１６１〜１６３は、全部をまとめてシールドを施すか、給電線そのものにシールドが施されたものを使用する。
【００１３】
１８は、イグナイタ１７と一体的に形成され、例えば放電バルブであるＨＩＤバルブ１９と嵌合させ、イグナイタ１７が発生する高圧パルス電圧を供給するソケットである。図１に示したイグナイタ１７の電気回路図の一例を図２に示す。
【００１４】
すなわち、２１１〜２１３は、インバータ１５から取り出される給電線１６１〜１６３と電気的に接続される接続端子であり、接続端子２１１は給電線１６１と、接続端子２１２は給電線１６２と、接続端子２１３は給電線１６３と、各々接続されている。接続端子２１１はコンデンサＣ１の一端に接続されると共に、細長いコアで構成される開磁路型のトランスＴＲの二次側巻線の一端に接続される。
【００１５】
接続端子２１２は、コンデンサＣ１の他端、コンデンサＣ２とトランスＴＲの一次側巻線の一端にそれぞれ接続される。接続端子２１３はコンデンサＣ２の他端に接続されると共に放電ギャップ２２を介してトランスＴＲの二次側巻線の他端に接続される。トランスＴＲの二次側巻線の他端はソケット１８を介してＨＩＤバルブ１９の一方の電極に、接続端子２１２はソケット１８を介してＨＩＤバルブ１９の他方の電極にそれぞれ接続される。
【００１６】
イグナイタ１７のソケット１８は、ＨＩＤバルブ１９の口金に直接嵌合できる形状になっており、トランスＴＲはソケット１８の端部に配置してある。インバータ１５は金属ケースに収納し磁気シールドが施される。また、イグナイタ１７は例えば磁気シールドされる。
【００１７】
図２におけるソケット１８とカバーを付けた状態のイグナイタ１７の、本発明一実施形態による構成例の斜視図を、図３に示す。図３において給電線１６１，１６２，１６３は取り除いて示している。
【００１８】
更に図３においてイグナイタ１７のカバーとトランスのボビンを取り除いた構造を図４に示す。図４では、給電線１６１，１６２，１６３を示している。図４に示したイグナイタ１７及びソケット１８の構造を上方から見た平面図を図５に示し、図５に示したトランスＴＲのＡ−Ａにおける断面図を図６に示した。
【００１９】
図６に示すように、トランスＴＲは、上方が細く、下方が太くなったテーパーを有する棒状コア６２の周囲に、同径の二次側巻線ｎ２が巻かれその上に一次側巻線ｎ１が巻かれた構造を有する。ソケット１８の一方の端子に接続される二次側巻線ｎ２の上方の端には高圧が発生する。一次巻線ｎ１が巻かれるのは、図６では、下方すなわち低圧側である。
【００２０】
上方の端部において、棒状コア６２よりも二次側巻線ｎ２が突出した構造を有する。棒状コア６２と二次側巻線ｎ２の間及び、二次側巻線ｎ２と棒状コア６２の上方の凹部等には、樹脂６３が充填される。この樹脂６３の材料としては、例えばゲル、エポキシ、シリコン、ウレタンなどが用いられる。
【００２１】
実際には、トランスＴＲの一次側巻線と二次側巻線が直接積層されるわけではなく、所定形状の樹脂製ボビンを介して積層される。このような樹脂製ボビン７２の断面図を図７に示し、その一部切欠斜視図を図８に示す。また、図９及び図１０にもこの樹脂製ボビンの構造を示す。実際に樹脂製ボビン７２に一次巻線ｎ１を組み込んだ断面図を図１１、図１２、図１３に示す。
【００２２】
図７及び図８において、樹脂製ボビン７２の中央には、棒状コア６２と二次側巻線が挿入される中央空洞７３が設けられている。この中央空洞７３の表面には、内側に向かった突起となる複数のリブ７４が軸方向に設けられている。番号７５はトランスＴＲの一次巻線ｎ１が嵌め込まれるための有底の巻線用空洞であり、番号７６は沿面距離を長くするための溝を示している。この溝７６は例えば深さが０．６ｍｍ程度である。
【００２３】
図１１に示すように、樹脂製ボビン７２の低圧側に巻線用空洞７５が設けられており、この巻線用空洞７５に一次巻線ｎ１が挿入される。このような構造を有するので、樹脂製ボビン７２の外側からも内側からも放電を抑制するように機能する。この点について述べる。樹脂製ボビン７２の外側においては、樹脂製ボビン７２の高圧側の表面に溝７６が設けられており、二次巻線ｎ２の高圧側から外側を介して一次巻線ｎ１の入り口までの距離は非常に遠くなって、放電を抑制することができる。一方、樹脂製ボビン７２の内側と二次巻線ｎ２の間には隙間１１１がある。しかし、樹脂ボビン７２の巻線用空洞７５に一次巻線ｎ１が図示されているように設けられているので、二次巻線ｎ２の高圧側から、隙間１１１を介して一次巻線ｎ１すなわち樹脂製ボビン７２の巻線用空洞７５の入り口までの距離も遠くなる。したがって、上記の構造により樹脂製ボビン７２の内側においても放電が抑制される。
【００２４】
また、上述のリブ７４が設けられているので、棒状コア６２と二次側巻線ｎ２を挿入した後にも二次側巻線ｎ２と樹脂製ボビン７２の内側に隙間を確保することができ、したがってこの隙間に外部から樹脂を容易に充填することが可能となる。
【００２５】
上述の一次側巻線ｎ１の材料としては硬い材料、例えばステンレスを用いる。硬い材料を一次側巻線ｎ１として用いると、この一次側巻線ｎ１を巻線用空洞７５に容易に挿入することが可能となる。
【００２６】
図１２は図１１の円１１２の部分の拡大図である。この図より明らかなように、樹脂製ボビン７２の外側の周囲には所定距離おいて、例えば０．３ｍｍ程度の突起１２１が設けられている。上記のよう棒状コア６２を二次側巻線ｎ２に挿入され、それが樹脂製ボビン７２に入れられた後、この樹脂製ボビン７２はこの外形に合ったケース１３１に入れられる。然るに樹脂製ボビン７２の周囲に上記突起１２１があるので、樹脂製ボビン７２とケース１３１の間には、例えば０．３ｍｍの隙間１３３が生ずる。この間隙１３３があるため、樹脂を後で流し込むことが容易となり、樹脂製ボビン７２をケース内に固定することが容易にできる。この隙間１３３は０．３ｍｍに限られず、０．２ｍｍから１．０ｍｍ程度あることが望ましい。
【００２７】
上述のような構造のトランスＴＲを用いて、図２に示すイグナイタ１７を構成し、このイグナイタ１７を用いて図１に示す放電灯の点灯装置を構成する。
【００２８】
この点灯装置の動作を次に説明する。インバータ１５の出力からイグナイタ１７の接続端子２１１，２１２に、４００Ｖの電圧が印加されると共に、接続端子２１３に約１ｋＶの電圧が印加される。これによりコンデンサＣ２への充電が開始され、放電ギャップ２２の放電破壊電圧に達すると、トランスＴＲの一次側巻線に電流が流れ、二次側巻線に、例えば２０ｋＶのパルス電圧が発生する。
【００２９】
これはトランスＴＲの二次側に、一次側巻線の巻線数ｎ１と二次側巻線の巻線数ｎ２の比に応じた電圧が発生する関係から、それぞれの巻線数をｎ１＜ｎ２の関係とすることで、二次側巻線に高い、例えば２０ｋＶの電圧を生成する。この電圧はＨＩＤバルブ１９に供給され、このＨＩＤバルブ１９の放電が開始される。
【００３０】
ＨＩＤバルブ１９の放電が開始されると、接続端子２１１，２１２に供給される電圧は、約４３Ｖ付近の電圧で安定した状態となり、以降はイグナイタ１７を介してＨＩＤバルブ１９を駆動し点灯を継続する。
【００３１】
なお、コンデンサＣ１は、トランスＴＲの二次側巻線に発生した高電圧を接続端子２１２を介してインバータ側に還流しないようにするためのものであり、接続端子２１１，２１２に供給される初期の電圧を吸収させ、インバータ側の部品が破壊しないようにするためのものである。この場合コンデンサＣ１は、イグナイタ１７に設けたが、インバータ１５内に設けてもよい。
【００３２】
図７にその断面を示す樹脂製ボビン７２を用いる。この樹脂製ボビン７２は、二次側巻線の外周部に一次側巻線を設け、しかも二次側巻線の高電圧が発生しない側に一次側巻線を挿入するための開口部を設けた構造を有している。
【００３３】
トランスＴＲは、図６に示すように棒状コア６２の二次側巻線ｎ２の高電圧が発生する側の端を細くし、こちらの側に厚く樹脂を充填すると、コロナ放電を防止することができる。一方図６に示す二次側巻線ｎ２の下方、即ち高電圧が発生しない側では、放電が生ずることはなく、最大限の出力を確保できる。この端部では、通常、アース電位であり、コロナ放電が生じないので、この部分で二次側巻線が露出してしまっても、沿面放電の起点にはならない。
【００３４】
図６に示すように、棒状コアの長さを二次側巻線ｎ２の長さよりも短くし、高電圧が発生する端部で断面が凹となるようにし、コイルの内側にも樹脂６３を十分、充填しているので、沿面放電やコロナ放電の発生を阻止することができる。
【００３５】
上記実施形態では、図６に示すように二次側巻線ｎ２は同径とし、棒状コア６２にテーパを設けていた。しかし、本発明では、同径の棒状コアを用い、高圧が発生する側ほど大径とした構造の二次側巻線ｎ２を用いてトランスＴＲを構成することも可能である。要するに、高電圧が発生する方ほど、二次側巻線と棒状コアの間隙が大きくなりこの部分に樹脂が充填されていれば本発明に用いるトランスＴＲとして適切である。上記実施形態では棒状コアは断面が円形の丸棒状としたが、断面が方形、多角形などであってもよい。
【００３６】
次に、放電灯起動用のトランスと一体化された放電灯点灯装置の構造について説明する。上述のように放電灯起動用のトランスＴＲは通常、全体の放電灯点灯装置の大きな容積を占める。したがって、トランスＴＲを並置した構造とする場合、リードを一端に有する管球を縦にガイド穴を介してトランス収納部に挿入し接続する場合、通常そのまま挿入するとトランスを収納しているほうが大きくなり、全体として装置が大型化することが避けられない。
【００３７】
そこで、図１４に示すような構造とすることにより、装置全体をコンパクトにすることが可能となる。図１４において、１４１は、リード１４２を接続される放電灯であり、この放電灯１４１の一端のリード１４２は、ランプ固定用台座１４４の孔１４５を通り、漏斗状ガイド１４６を介してトランス収納部１４７に導かれる。
【００３８】
この漏斗状ガイド１４６を、図示するように、トランスが設置されるトランス設置部位１４８から離れるような偏心した形状のものとすると、トランスの設置する容積を大きく採ることができる。したがって、信頼性の高い真円状に巻かれたトランスを用いることができ、性能的に良好な放電灯点灯装置が得られ、またこの装置を全体としてコンパクトにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明一実施形態による放電灯点灯装置の回路構成例を示す図。
【図２】図１に示した回路構成において、イグナイタの構造を詳しく説明するための図。
【図３】本発明一実施形態の点灯ユニットの外観を示す斜視図。
【図４】本発明一実施形態の点灯ユニットの内部構造を示す斜視図
【図５】本発明一実施形態の点灯ユニットの構造を示す平面図。
【図６】図５に示す点灯ユニットのトランスＴＲのＡ−Ａの断面を示す図。
【図７】本発明一実施形態における樹脂製ボビンの構造を示す断面図。
【図８】本発明一実施形態における樹脂製ボビンの構造を示す一部切欠斜視図。
【図９】本発明一実施形態における樹脂製ボビンの構造を示す他の方向から見た一部切欠斜視図。
【図１０】本発明一実施形態における樹脂製ボビンの構造を示す更に他の方向から見た斜視図。
【図１１】本発明一実施形態における樹脂製ボビンと二次側巻線、棒状コアとの構造を示す断面図。
【図１２】図１１に示した円１１０部分の拡大図。
【図１３】本発明一実施形態における樹脂製ボビンをケースに入れた状態を示す断面図。
【図１４】本発明一実施形態における放電灯点灯装置の構造を示す図。
【符号の説明】
【００４０】
１１・・・直流電源、
１２・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ、
１３・・・ＤＣ／ＡＣインバータ、
１４・・・制御回路、
１５・・・インバータ、
１６１，１６２，１６３・・・給電線、
１７・・・イグナイタ、
１８・・・ソケット、
１９・・・ＨＩＤバルブ、
２１１，２１２，２１３・・・接続端子、
２２・・・放電ギャップ、
６２・・・棒状コア、
７２・・・樹脂製ボビン、
７３・・・中央空洞、
７４・・・リブ、
７５・・・巻線用空洞、
７６・・・溝、
ＴＲ・・・トランス、
ｎ１・・・一次側巻線、
ｎ２・・・二次側巻線、
１１１，１３３・・・隙間
１２１・・・突起、
１３１・・・ケース、
１４１・・・放電灯、
１４２・・・リード、
１４４・・・ランプ固定用台座、
１４６・・・漏斗状ガイド、
１４７・・・トランス収納部。
【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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