(57)【要約】【課題】装置の小型化するとともに作製時の作業工程を簡素にする【解決手段】高電圧パルス発生回路を構成するトランス２０、コンデンサ２１及びスイッチ２２を実装する基板３と、電源と接続する入力線４と、負荷と接続する出力線５とを含む箱状のケース１からなり、高電圧パルスを発生する高電圧パルス発生装置である。そして、基板３上の各接続部分に溶接を使用し、ケース１の内部を単一の樹脂充填剤６で充填する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧パルス発生回路を構成するトランス、コンデンサ及びスイッチを実装する実装基板と、
電源と接続する入力線と、
負荷と接続する出力線とを含む箱状のケースからなり、
高電圧パルスを発生する高電圧パルス発生装置であって、
前記実装基板上の各接続部分に溶接を使用し、
前記ケースの内部を単一の樹脂で充填することを特徴とする高電圧パルス発生装置。
【請求項２】
前記接続部分のうち、少なくとも１つにおいて、前記実装基板のリード線間を接続する金属板を備え、その金属板と前記リード線とを溶接することを特徴とする請求項１記載の高電圧パルス発生装置。
【請求項３】
前記接続部分のうち、少なくとも１つにおいて、前記実装基板のリード線間を接続する金属ワイヤーを備え、その金属ワイヤーと前記リード線とを溶接することを特徴とする請求項１記載の高電圧パルス発生装置。
【請求項４】
前記金属板及び前記金属ワイヤーは、前記リード線と主成分が同一の材料であることを特徴とする請求項２又は３記載の高電圧パルス発生装置。
【請求項５】
前記金属板及び前記金属ワイヤーは、鉄系素子であることを特徴とする請求項２又は３記載の高電圧パルス発生装置。
【請求項６】
前記リード線のうち、少なくとも１つの先端部が略Ｔ字状であることを特徴とする請求項３記載の高電圧パルス発生装置。
【請求項７】
前記リード線のうち、少なくとも１つが矩形であり、その矩形の角部を溶接することを特徴とする請求項３記載の高電圧パルス発生装置。
【請求項８】
前記出力線のうち少なくとも高圧線は、前記ケース内部で少なくとも１回屈曲し、前記ケースの底面近傍で前記トランスと接続することを特徴とする請求項１記載の高電圧パルス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車輌用前照灯又は補助灯など放電灯を利用した照明器具に用いられる高電圧パルス発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の高電圧パルス発生装置は、種々提案されまた市販されている。例えば、図１３に、従来の高電圧パルス発生装置Ａを放電灯７０に接続した回路の一例を示している。この高電圧パルス発生装置Ａは、先ず、高電圧パルス発生用のスイッチ２２がオフの状態で、ＩＮ１及びＩＮ３から電流が供給され、高電圧パルス発生用のコンデンサ２１が充電される。スイッチ２２は、両端の電位差が所定の電圧になると、オンに切り換わり、トランス（パルストランス）２０の一次巻線（図１３左側）に電流が流れ、高電圧パルスを発生する。
【０００３】
次に、従来の高電圧パルス発生装置の外観図を図１４に示す。ケース１には、トランス２０を含む電子部品、基板（プリント配線基板など）３が収納されている。トランス２０の内部は、高電圧を絶縁するために絶縁用樹脂（図示せず）で充填されている。基板３は、電子部品とははんだなどにより電気的に接続がされるとともに、負荷（図示せず）に高電圧パルスを供給するための出力線５と接続している。
【０００４】
さらに、車などに搭載する点灯装置の場合、高電圧パルス発生装置Ａが、図１５（ａ）に示すように最初から搭載されているときは、防水機能を有する場所に設置されているが、図１５（ｂ）に示すように後から搭載するときは、被水環境下に設置されるので、高電圧パルス発生装置Ａに何らかの防水機能が必要である。このため、図１４に示すケース１は、トランス２０及び基板３を収納した後、例えばシリコンなどの防水を目的とする防水用樹脂（図示せず）で内部空間を充填している。
【０００５】
なお、特許文献１には、放電灯用安定器と高電圧パルス発生器を接続する際に、放電灯用の電流を供給するための高電圧パルス発生器への出力線が接続された後に、パルス発生用コンデンサに充電電流を供給する高電圧パルスへの出力線が接続されるようなコネクタを構成した放電灯点灯装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１１５３９６号公報（第３頁−第４頁，第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の高電圧パルス発生装置などは、トランスのみを収納する専用ケースを設け、トランスの内部の絶縁用樹脂、外部の防水用樹脂は異なる樹脂であるので、小型化が難しく、また、作製時の作業工程が増加する問題があった。絶縁用樹脂でトランスの外部を充填するとはんだにより電気的な接続が行われている部分に過大な応力が加わるのではんだクラックが発生する可能性があり、防水用樹脂でトランスの内部を充填すると高電圧パルスの印加が繰り返されるにつれて絶縁不良になる可能性があるという問題もある。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、装置を小型化することができるとともに作製時の作業工程を簡素にすることができる高電圧パルス発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、高電圧パルス発生回路を構成するトランス、コンデンサ及びスイッチを実装する実装基板と、電源と接続する入力線と、負荷と接続する出力線とを含む箱状のケースからなり、高電圧パルスを発生する高電圧パルス発生装置であって、前記実装基板上の各接続部分に溶接を使用し、前記ケースの内部を単一の樹脂で充填することを特徴とする。
【０００９】
この構成では、接続部分に溶接を使用するので、ケース内部を単一の樹脂で充填するができ、小型化することができるとともに、作製時の作業工程を簡素にすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記接続部分のうち、少なくとも１つにおいて、前記実装基板のリード線間を接続する金属板を備え、その金属板と前記リード線とを溶接することを特徴とする。この構成では、各電子部品間の断線を防止することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記接続部分のうち、少なくとも１つにおいて、前記実装基板のリード線間を接続する金属ワイヤーを備え、その金属ワイヤーと前記リード線とを溶接することを特徴とする。この構成では、各電子部品間の接続を生産性良く行うことができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記金属板及び前記金属ワイヤーは、前記リード線と同一の材質であることを特徴とする。この構成では、金属板及び金属ワイヤーがリード線と同一の材質であるので、接続強度を高めることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記金属板及び前記金属ワイヤーは、鉄系素子であることを特徴とする。この構成では、金属板及び金属ワイヤーの融点がリード線より高いので、溶接による断線を防止することができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記リード線のうち、少なくとも１つの先端部が略Ｔ字状であることを特徴とする。この構成では、安定した溶接を行うことができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記リード線のうち、少なくとも１つが矩形であり、その矩形の角部を溶接することを特徴とする。この構成では、リード線の角部は接続部と接触するので、安定した溶接を行うことができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記出力線のうち少なくとも高圧線は、前記ケース内部で少なくとも１回屈曲し、前記ケースの底面近傍で前記トランスと接続することを特徴とする。この構成では、高圧線とトランスの接続部がケース１の底面近傍にあるので、装置を大型化することなく絶縁距離を延長することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、装置の小型化することができるとともに作製時の作業工程を簡素にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施形態１）
先ず、実施形態１の基本的な構成について図１又は２を用いて説明する。実施形態１の高電圧パルス発生装置は、溶接により電気的な接続を行い、ケース内を単一の樹脂で充填するものであり、図１に示すように、ケース１、電子部品２、基板３、入力線４、出力線５、樹脂充填剤６を備える。
【００１９】
ケース１は、例えば樹脂などからなり、開口を有する箱状に形成され、内部に電子部品２及び基板３を備え、上面は蓋１０により密閉する。側面部には、図２に示すように、入力線４及び出力線５の挿入部（図示せず）を備える。
【００２０】
電子部品２は、図１に示すように、トランス２０、コンデンサ２１及びスイッチ２２からなり、それぞれの電子部品２は、例えば銅線などのリード線２６を備え、このリード線先端部２６ａにおいて金属板２３と電気的に接続することで、例えば図１３に示すように電気的に接続され、高電圧パルスを発生する。トランス２０は負荷に供給する高電圧パルスを発生する。コンデンサ２１は、電源（図示せず）から電流が供給され充電を行う。コンデンサ２１が一定の充電になるとスイッチ２２が閉じて、トランス２０の一次側に大きな電流が流れることで、二次側に大きな電力が発生する。
【００２１】
リード線先端部２６ａと金属板２３との溶接方法は、図１に示すように、先ず、金属板２３においてリード線先端部２６ａの挿入箇所に孔を設けて、リード線先端部２６ａが金属板２３の反対側に突出するように挿入する。次に、リード線先端部２６ａにレーザ装置を照射して、リード線先端部２６ａを溶解し金属板２３と固定する。
【００２２】
基板３は、樹脂成型品であり、リード線先端部２６ａを挿入するための孔（図示せず）が設けられている。また、基板３の一の面側（図１の下側）には、トランス２０と他の電子部品の間に隔てる絶縁壁２５、コンデンサ２１及びスイッチ２２をそれぞれ固定する支持台２４を一体成型により備え、他の面側（図１の上側）には、一の面側から挿入されたリード線先端部２６ａを金属板２３で電気的に接続し溶接により固定する。絶縁壁２５は、トランス２０からの漏れ電流などにより機器を保護するために設けられている。
【００２３】
入力線４は３本の電線（図１３「ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３」参照）からなり、一端は電源（図示せず）に接続され、他端はケース１内の基板３上に末端端子を備え、金属板２３を介して電子部品２と溶接により接続される。溶接方法はリード線先端部２６ａと金属板２３との溶接方法と同様である。出力線５は一対あり、一端はケース１内でトランス２０の二次側端子部と金属板２３を介して溶接により電気的に接続され、他端は例えば放電灯など負荷（図示せず）と接続され、トランス２０の二次側で発生した電力を負荷に供給することができるようにしている。
【００２４】
樹脂充填剤６は、例えばエポキシなどを用いて、ケース１内に電子部品２及び基板３を収納した後に、ケース１の内部全体を充填し各電子部品２間を高電圧絶縁している。また、樹脂充填剤６は、防水機能にも優れている。溶接により電気的な接続は行われているので、上記樹脂充填剤６を充填した後においても接続部分の断線などは発生しない。
【００２５】
実施形態１の高電圧パルス発生装置は、トランス２０を別途、専用ケースで覆うことなく絶縁壁２５と樹脂充填剤６により高電圧絶縁することができ、また、被水環境下において使用することができる。
【００２６】
以上、実施形態１によれば、溶接により電気的接続が行われるとともに、基板３が支持台２４及び絶縁壁２５と一体であるので、ケース１内部を高電圧絶縁用の樹脂のみで充填するができ、そして、小型化することができるとともに、作製時の作業工程を簡素にすることができる。また、各電子部品２間の電気的な接続は金属板２３を用いるので、断線を防止することができる。
（実施形態２）
実施形態２は、ケース１、電子部品２、基板３、入力線４、出力線５、樹脂充填剤６を備える点では実施形態１と同様であるが、実施形態１にはない以下に記載の特徴部分がある。図３（ａ）は、ケース１内部に樹脂充填剤が充填されていない状態の上面視図であり、金属板に代わって金属ワイヤー２７ａ〜２７ｃを用いて、リード線先端部２６ａ及び入力線末端端子４ａの接続を行っている。金属ワイヤー２７は、図３（ｂ２）よりも図３（ｂ１）のように、金属ワイヤー２７をリード線先端部２６ａに複数回巻きつけて、リード線先端部２６ａを溶解しその溶解部分を金属ワイヤー２７のリード線先端部２６ａに巻き付いている部分の一部を覆うようにして溶接する。
【００２７】
以上、実施形態２によれば、金属ワイヤー２７にすることで、金属板２３よりも配線幅の圧縮することができる。また、断線を防止することができる。
【００２８】
（実施形態３）
実施形態３は、ケース１、電子部品２、基板３、入力線４、出力線５、樹脂充填剤６を備える点では実施形態１と同様であるが、実施形態１にはない以下に記載の特徴部分がある。金属ワイヤー２７をリード線先端部２６ａ及び入力線末端端子４ａと同一の材質とする。図４（ａ）のリード線先端部２６ａ及び入力線末端端子４ａに、図４（ｂ）に示すように、金属ワイヤー２７を接続する。このとき、リード線先端部２６ａの溶解部分が金属ワイヤー２７のリード線先端部２６ａに巻き付いている部分（カラゲ部）の少なくとも一部を覆うように溶接される。
【００２９】
以上、実施形態３によれば、金属ワイヤー２７がリード線先端部２６ａと入力線末端端子４ａと同一の材質であるので、異種金属の場合のような境界が出来ず接続強度を高めることができる。
【００３０】
（実施形態４）
実施形態４は、ケース１、電子部品２、基板３、入力線４、出力線５、樹脂充填剤６を備える点では実施形態１と同様であるが、実施形態１にはない以下に記載の特徴部分がある。図５に示すように、金属ワイヤー２７が鋼線であり、リード線先端部２６ａは銅線である。鋼線の融点は１５３６℃であり、銅線の融点は１０８３℃であるので、金属ワイヤー２７はリード線先端部２６ａよりも融点が高い。金属ワイヤー２７の配線時にある程度のテンションが加わっていても、リード線先端部２６ａを溶解するときに、鋼線の融点温度以下であれば、金属ワイヤー２７を溶解させることなく、リード線先端部２６ａの溶解部分により金属ワイヤー２７のリード線先端部２６ａに巻き付いている部分（カラゲ部）を覆うことができる。反対に、金属ワイヤー２７が銅線、リード線先端部２６ａが鋼線とすると、リード線先端部２６ａの融点が金属ワイヤー２７よりも高いので、リード線先端部２６ａを溶解するときに金属ワイヤー２７も融点を超えるので断線が発生しやすい。
【００３１】
以上、実施形態４によれば、銅線を溶解し鋼線を覆う時点の温度を鋼線の融点以下にすれば、リード線２６と金属ワイヤー２７を接続するときに、金属ワイヤー２７の断線を防止することができる。
【００３２】
なお、実施形態４の変形例として、リード線先端部２６ａの材質、及び入力線末端端子（図示せず）の材質が複数からなる場合は、それぞれに合致した複数の材料からなる金属ワイヤー２７を用いてもよい。このような構成においても、金属ワイヤー２７の断線を防止することができる。
【００３３】
（実施形態５）
実施形態５は、ケース１、電子部品２、基板３、入力線４、出力線５、樹脂充填剤６を備える点では実施形態１と同様であるが、実施形態１にはない以下に記載の特徴部分がある。図６に示すように、リード線先端部２６ａが略Ｔ字状である。このリード線先端部２６ａを溶解して、金属ワイヤー２７とを電気的に接続する。なお、入力線末端端子（図示せず）もリード線先端部２６ａと同様に略Ｔ字状である。このようなＴ字状のリード線先端部２６ａは、溶接時に多くの溶解部を確保することができるので、金属ワイヤー２７のリード線先端部２６ａに巻き付いている部分（カラゲ部）を安定に覆うことができる。
【００３４】
以上、実施形態４によれば、リード線先端部２６ａをＴ字状にすることで、安定した溶接を行うことができる。
【００３５】
なお、実施形態４の変形例として、図７に示すように、略Ｔ字形状のリード線先端部２６ａに切れ込み２６０を入れてもよい。このような構成では、金属ワイヤー２７の熱影響を緩和することができ、断線を防止することができる。
【００３６】
（実施形態６）
実施形態６は、ケース１、電子部品２、基板３、入力線４、出力線５、樹脂充填剤６を備える点では実施形態１と同様であるが、実施形態１にはない以下に記載の特徴部分がある。図８に示すように、リード線先端部２６ａに巻き付けられた金属ワイヤー２７の引出し部分でない部分（図８「ｂ」参照）を溶接することで、金属ワイヤー２７の引出し部分（図８「ａ」参照）を溶接する場合より熱影響を小さくする。なお、入力線末端端子（図示せず）に巻き付けられた金属ワイヤー２７も引出し部分でない部分を溶接する。
【００３７】
以上、実施形態６によれば、金属ワイヤー線２７の断線を防止することができる。
【００３８】
なお、実施形態６の変形例として、図９に示すように、リード線先端部２６ａの溶解領域を小さくし、数ヶ所（例えば、図９の×印）に行ってもよい。このような構成では、小さい溶接エネルギーにより溶接することができる。
【００３９】
（実施形態７）
実施形態７は、ケース１、電子部品２、基板３、入力線４、出力線５、樹脂充填剤６を備える点では実施形態１と同様であるが、実施形態１にはない以下に記載の特徴部分がある。図１０に示すように、リード線先端部２６ａが矩形であり、その矩形の角部で金属ワイヤー２７を覆い溶接する。なお、入力線末端端子（図示せず）もリード線先端部２６ａと同様に矩形であり、その矩形の角部で金属ワイヤー２７を覆い溶接する。
【００４０】
以上、実施形態７によれば、リード線先端部２６ａの角部は金属ワイヤー２７と接触するので、カシメを行わずに溶接を行うことができる。
【００４１】
（実施形態８）
実施形態８は、ケース１、電子部品２、基板３、入力線４、出力線５、樹脂充填剤６を備える点では実施形態１と同様であるが、実施形態１にはない以下に記載の特徴部分がある。図１１に示すように、金属ワイヤー２７を二重に巻き付けて、金属ワイヤー２７の引出し部分をリード線先端部２６ａの下部から出し、そして、リード先端部２６ａの上部を溶接する。なお、入力線末端端子（図示せず）の場合も同様であり、金属ワイヤー２７を二重に巻き付けて、金属ワイヤー２７の引出し部分を入力線末端端子（図示せず）の下部から出し、そして、入力線末端端子（図示せず）の上部を溶接する。
【００４２】
以上、実施形態８によれば、金属ワイヤー２７の引出し部分の熱影響を小さくすることができるので、断線を防止することができる。
【００４３】
（実施形態９）
実施形態９は、ケース１、電子部品２、基板３、入力線４、出力線５、樹脂充填剤６を備える点では実施形態１と同様であるが、実施形態１にはない以下に記載の特徴部分がある。図１２に示すように、出力線の一部である高圧線５０が、ケース１内部で１回屈曲しケース１の底面近傍まで引き込み、接続部５００において、トランス２０の二次側出力端子２００と電気的に接続する。また、電子部品２（図１参照）の電気的な接続は、矩形の角部を有するリード線先端部２６ａ（図８参照）に、鋼線である金属ワイヤー２７（図８参照）を巻き付け、金属ワイヤー２７の引出し部以外の部分（図８「ｂ」参照）を溶接して電気的に接続している。
【００４４】
以上、実施形態９によれば、高圧線５０の接続部５００がケース１の底面近傍にあるので、装置を大型化することなく絶縁距離を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による実施形態１の高電圧パルス発生装置の内部図である。
【図２】同上の外観図である。
【図３】本発明による実施形態２の高電圧パルス発生装置であって、（ａ）は上面図、（ｂ）はリード線先端部を示す図である。
【図４】本発明による実施形態３の高電圧パルス発生装置であって、（ａ）は金属ワイヤー接続前の外観図、（ｂ）は金属ワイヤー接続後の外観図である。
【図５】本発明による実施形態４の高電圧パルス発生装置のリード線先端部を示す図である。
【図６】本発明による実施形態５の高電圧パルス発生装置のリード線先端部を示す図である。
【図７】同上の他の例を示す図である。
【図８】本発明による実施形態６の高電圧パルス発生装置の基板を示す図である。
【図９】同上のリード線先端部を示す図である。
【図１０】本発明による実施形態７の高電圧パルス発生装置のリード線先端部を示す図である。
【図１１】本発明による実施形態８の高電圧パルス発生装置のリード線先端部を示す図である。
【図１２】本発明による実施形態９の高電圧パルス発生装置の内部図である。
【図１３】高電圧パルス発生装置の回路図である。
【図１４】従来の高電圧パルス発生装置の外観図である。
【図１５】同上を用いた車両用前照灯であって、（ａ）は防水環境下に設置した図、（ｂ）は被水環境下に設置した図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  ケース
１０  蓋
２  電子部品
２０  トランス
２００  トランス二次側出力端子
２１  コンデンサ
２２  スイッチ
２３  金属板
２４  支持台
２５  絶縁壁
２６  リード線
２６ａ  リード線先端部
３  基板
４  入力線
５  出力線
６  樹脂充填剤
【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】
2005183318.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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