CN1321349A

CN1321349A - 灯座和放电灯发光装置

Info

Publication number: CN1321349A
Application number: CN00801772A
Authority: CN
Inventors: 高松健一; 忠泽孝明; 宫井隆雄; 绢谷和彦
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-10-02
Publication date: 2001-11-07
Anticipated expiration: 2020-10-02
Also published as: CN1146089C; EP1189314B1; DE60042926D1; US6429591B1; EP1189314A4; EP1189314A1; WO2001024323A1

Abstract

通过形成具有与灯座部分和连接部分整体合成树脂模制而成的、其中容纳着起动电路部分的壳体的灯座的灯座体,将多个导架放置在壳体内,将这些导架连接至脉冲变压器的初级和次级绕组上,接着将电子元件容纳在壳体内,其中将它们的接线端设置在导架的凹槽中,并将这些导架和接线端相连接,以构成起动电路部分,可使灯座和放电灯发光装置的尺寸最小化。

Description

灯座和放电灯发光装置

技术领域

本发明涉及一种其上可拆卸地安装有放电灯的灯座、以及装有该灯座的放电灯发光装置。

发明背景

近年来，机动车车前灯存在着这样一种趋势，即已采用了比传统的检卤灯更亮、功率损耗更小且使用寿命更长的放电灯，以符合安全重要性。然而，此类使用在机动车车前灯中的放电灯存在着这样一个问题，即，由于必须在起动的同时提供13kV以上的极高压，因而须要将用于提供高起动电压的起动电路和用于安装放电灯的灯座设计成分离的部件，这样不仅增加了元件数量，而且还增大了所占据的机动车中的空间。

鉴于此，日本专利公开号214733/98、7807/99、223005/98、255507/98等中已提出了多种尝试，以便通过将起动电路的至少一部分容纳在灯座的灯座体中来减少元件数量和所占据的空间。

发明概述

然而，在上述已有技术中存在着这样一个问题，即，由于起动电路是通过将电子元件安装在印刷电路基片上所构成的，因而它们只能以两种空间方式设置在灯座中，这样在相应的电子元件的顶部空间内就会形成闲置空间，最终会使灯座以及采用该灯座的放电灯发光装置的尺寸增大。

本发明能克服上述问题，其目的在于使灯座和放电灯发光装置的尺寸最小化。

为实现上述目的，本发明提供了一种灯座，它包括：其上可拆卸地安装有放电灯的灯座部分；用于与外部电连接的连接部分；包含有多个电子元件和导架的起动电路部分，这些导架至少与部分的电子元件相连接，以便在相应的电子元件之间形成接线通路，从而向放电灯提供高压，以起动该放电灯；以及，其中设有起动电路部分的壳体，其特点在于，灯座部分和连接部分是整体设置的。

下面通过结合示出了多种实施例的附图来描述较佳实施例之后，本发明的其它目的和优点将变得一目了然。

附图简介

图1是本发明灯座的一种实施例的立体图；

图2是图1所示实施例的另一个角度的立体图；

图3是图1所示灯座的仰视图；

图4是图1所示灯座的侧视图；

图5是被局部剖切的图1所示灯座的立体图；

图6是去除了盖子的图1所示灯座的仰视图；

图7是图1所示灯座的示意图；

图8是图1所示灯座的示意图；

图9是图1所示灯座的示意图；

图10是图1所示灯座中的脉冲变压器的立体图；

图11是示出了一种采用该实施例的放电灯发光装置的方块图；

图12是图11所示放电灯的侧视图；

图13是图11所示放电灯的仰视图；

图14是本发明另一种实施例的灯座的侧视图；

图15是本发明另一种实施例的分解立体图；

图16是本发明另一种实施例的侧视图；

图17是本发明另一种实施例的立体图；

图18和19分别是本发明另一种实施例的示意图；

图20是本发明另一种实施例的立体图；

图21是图20所示灯座的分解立体图；

图22是图20所示灯座的放大局部视图；

图23是图20所示灯座的电路部分的布局状态的示意图；

图24是图20所示灯座中导架的布局状态的示意图；

图25是被局部省略的图20所示灯座的俯视图；

图26是采用在图20所示灯座中的灯座体的立体图；

图27是采用在图20所示灯座中的灯座体的剖视图；

图28是采用在图20所示灯座中的脉冲变压器的前视图，其中被局部省略；

图29是被局部省略的图20所示灯座的剖视图；

图30是被局部省略的图20所示灯座的立体图；以及

图31是被局部省略的图20所示灯座的俯视图。

虽然将参照附图中所示的各实施例来描述本发明，但应意识到的是，本发明并不仅限于这些实施例，而是囊括了落在附加权利要求的范围内的、所有可能的改型、变型和等效布局。

实施本发明的最佳模式

请参阅图1-10，图中示出了本发明应用于机动车车前灯装置(放电灯发光装置)的一实施例。该实施例包括发光电路部分1和灯座A，该发光电路部分1用于向用作为车前灯的放电灯LA提供来自于诸如机动车蓄电池等的DC电源E的电源功率，灯座A则包含有产生用于起动放电灯LA的高压的起动电路部分10、其上可拆卸地安装着放电灯LA的灯座部分11、以及用于将发光电路部分1和起动电路部分10电连接的连接部分12。发光电路部分1和放电灯LA通过连接至起动电路部分10的连接部分12相连接。说得更精确些，连接部分12和灯座部分11在灯座A的内部电连接，而发光电路部分1则通过灯座A电连接至放电灯LA。作为发光电路部分1，例如，用所采用的DC-DC转变器(未图示)来加强(boost)DC电源E，然后用可采用的逆变器(未图示)将其转变成低频(低于几百Hz)的交流功率。在这里，逆变器向放电灯LA提供交流功率，以避免放电灯LA中的共鸣现象。DC-DC转变器和逆变器的操作可由控制电路(未图示)来控制。起动电路部分10与该发光电路部分1相连接，以便当插设于DC电源E与发光电路部分1之间的开关SW接通时，起动电路部分10向放电灯LA提供高起动电压，接着向放电灯LA提供来自于逆变器的输出。

此外，起动电路部分10系一种包括例如用作为诸如放电隙或电容器、电感器、电阻器之类的诸电子元件10b的众所周知的布局，它设有用于从发光电路部分1的输出中产生高压脉冲的主电路10a，并设有用于向放电灯LA提供因主电路10a的高压脉冲输入至初级绕组15a而发生于次级绕组15b处的更高压脉冲的脉冲变压器PT。在该实施例中，如下文中将描述的那样，起动电路部分10的结构没有采用任何印刷电路基片，而是通过用连接用作为放电隙或电容器、以及脉冲变压器PT等的诸电子元件10b的多个导架13在包括脉冲变压器PT的相应的电子元件10b之间形成接线通路来构成的。

另一方面，放电灯LA包括具有众所周知的结构的HID(高强度放电)灯，如图12和13所示，该结构包括发光管103、具有凸缘104的灯基105、中心电极106、外周电极107和自灯基105的周边伸出的一对接合凸起108。

在灯座A中，灯座体2是由用合成树脂整体模制而成的一用于其中安装起动电路部分10、以及灯座部分11和连接部分12的壳体14所形成的。该壳体14具有呈矩形盒状、且在一个表面上开口的主电路容纳部分14a和大致呈圆筒形、且自与开口表面相对的另一个表面向外伸出的变压器容纳部分14b。在主电路容纳部分14a中容纳着除脉冲变压器PT之外的其它电子元件10b、以及包括多个导架13的主电路10a，而在变压器容纳部分14b中则容纳着脉冲变压器PT，其中初级和次级绕组15a和15b缠绕在环形铁芯15上。

连接部分12大致设置在自壳体14的主电路容纳部分14a的一个侧面向外伸出的矩形柱体中。在这里，分别连接在不同导架131-133的端部上的三个输入端16a、16b和16c固定在壳体14的侧面上，以使它们的纵向方向与连接部分12的轴向方向相一致，并伸入到连接部分12的内部。

灯座部分11呈圆筒形，其底部呈管状，在其一端上设有灯安装口11a，该灯座部分自壳体14的变压器容纳部分14b的底面向外伸出。该灯座部分11具有用作为主电极的、与放电灯LA的灯基105的中心电极106相接触的中心电极17和与放电灯LA的灯基105的外周电极107相接触的外周电极18，并且还设有其构造与外周电极18相同的辅助电极19，该辅助电极位于与外周电极18相对的位置上，中心电极17介于两者之间。这些辅助电极19和外周电极18被设置成：当放电灯LA的灯基105插入时，它们籍由灯基105的外周电极107相互连接。另外，在灯座部分11的周边上设有用于插设自灯基105的周边伸出的接合凸起108的插槽20和与插槽20相连通的接合槽21。在灯安装口11a的一侧端面上的、接合槽21与插槽20相连通的诸位置上设有斜向凸起21a。

现在，当将放电灯LA的灯基105插入到灯座部分11的灯插口11a中时，其中将接合凸起108插入到插槽20中，并将放电灯LA相对于灯座A转动，接合凸起108在凸起21a的上方开始接合到与插槽20相连通的接合槽21内，与此同时，放电灯LA的中心电极106开始与灯座A的中心电极17导电接触，并且放电灯LA的外周电极107被导电接触，以便可向放电灯LA提供功率。

虽然上述放电灯LA和灯座A的安装结构是众所周知的(例如，参见日本专利公开号69953/98)，但它难以在放电灯LA的接合凸起108通过接合槽21的凸起21a的时刻获得一种“卡搭”的感觉，这样就会有安装不完全的危险。因此，如图14所示，在灯座部分11的周边部分中设置与接合槽21相平行的切口22，以使与切口22相对的接合槽21的边缘表面易于弯曲，这样该布局就允许在接合凸起108通过凸起21a的时刻获得“卡搭”的感觉，由此能防止放电灯LA相对于灯座部分11被不完全安装。

下面将更加详细地介绍系本发明精华之所在的起动电路部分10的结构。尤其如图6-9所示，导架13呈带状，在它们的多个重要位置上分别设有用于安装和连接电子元件10b的接线端(引线)的凹槽13a或者用于插设和连接脉冲变压器PT的绕组的接线端的插孔13b。在壳体14的周边附近设有三个导架131-133，输入端16a-16c通过诸如激光焊接、点焊、接触焊、钎焊等适当的手段分别连接到这些导架131-133的其中一端上。此外，在壳体14内部的中心部分内设有与中心电极17相连接的导架134，在其周围设有其一端分别与外周电极18和辅助电极19相连接的导架135和136。

然后，将脉冲变压器PT容纳在壳体14的变压器容纳部分14b中，将多个导架131…从上方放置到壳体14中，将这些导架131…连接在初级和次级绕组15a和15b上，继而将电子元件10b容纳在壳体14之中，以便将接线端10c放置在导架131…的凹槽13a之中，并且通过诸如激光焊接、点焊、接触焊、钎焊等适当的手段将导架131…与接线端10c相连接，由此可形成起动电路部分10。此外，使灯座体2的内腔充满树脂，再用一平板状盖子23将壳体的开口封闭，这样灯座A就完成了。

虽然起动电路传统上是通过将电子元件安置在印刷电路基片上所构成的，但在本发明中，起动电路部分10的电子元件10a是由导架131…进行电连接的，这样就不须要采用印刷电路基片，从而可减小用于容纳起动电路部分10的体积，最终减小灯座体2的体积，并可使尺寸最小化。此外，虽然在该实施例中，导架131…、输入端16a-16c及输出端(中心、外周及辅助电极17-19)被构成为分离的部件，但也可通过压模将它们整体构成，以便将它们与灯座体2同时模制而成(插入模制)，或者将导架131…压配至灯座体2。

虽然在该实施例中，灯座体2是通过用合成树脂整体形成灯座部分11、连接部分12和壳体14来构成的，但也可如图13所示，通过分别将它们做成分离的部件、而后再将灯座部分11和连接部分12的装配部分分别装配至壳体14的装配孔24a和24b来构成灯座体2。在这种情况下，希望通过振动焊接或超声波焊接来焊接壳体14、灯座部分11和连接部分12的装配部分。说得更精确些，仅仅将灯座部分11和连接部分12的装配部分装配至壳体14的装配孔24a和24b包含有这样一个危险，即产生于起动电路部分10的高压会通过装配部分上的间隙泄漏，从而使绝缘特性恶化，但通过上述振动焊接或超声波焊接来焊接装配部分可在固定装配部分的同时不会留下任何间隙，这样就能确保相对于产生在起动电路部分10的高压的绝缘特性。此外，可防止发生当该装置装载在机动车上时，因行驶时的振动而给装配部分带来损害。

此外，当通过导电树脂形成大致覆盖整个灯座体2的导电件25时，如图16所示，该灯座体由该导电件25所掩盖，这样就可减少从伴有高压的起动电路部分10和放电灯LA中所发出的任何噪声。

虽然根据该实施例，电子元件10b的接线端10c和导架131…是在将电子元件容纳在壳体14中、并向壳体14注入不透光的合成树脂以密封该壳体之后连接的，但另一方面，也可用透光树脂26来密封和固定除了其连接部分之外的电子元件10b和导架131…，如图17所示。在这种布局下，可有利地使：将电子元件10b的接线端10c与导架131…之间的连接工作更为简便；即使在电子元件10b由树脂26密封后，仍能确定电子元件的存在；并且，易于确定电子元件10b的缺损或任何异常。另外，如上所述，通过在将电子元件10b和导架131…容纳到壳体14中之前先用透光树脂26来固定还可提高作业性。

顺便提一句，电子元件10b的接线端10c通常具有形成在铜质基底的表面上的电镀层，此类接线端10c难以进行激光焊接。因此，如图18和19所示，导架131…设有便于电子元件10b的接线端10c从中穿过的通孔13c，电子元件10b的接线端10c连接在通孔13c的周缘上，由此即使在电子元件10b的接线端10c系铜质的情况下，也能仅仅相对于接线端10c的表面上的电镀层进行激光焊接，这样就能使导架131…与电子元件10b之间的连接工作更为简便。

在图20-31中示出了本发明的另一种实施例。在这种情况下，灯座A的灯座体2包括一由合成树脂所制成的、具有绝缘特性的树脂模塑制品，它具有大致盒状的、在一个表面上开口、且用于容纳起动电路部分10的壳体14，在该壳体14的底部中设有底部圆筒形的变压器容纳部分14b。此外，在壳体14的一个侧面上设有柱形连接部分12，而在变压器容纳部分14b的底面上则设有灯座部分11，该灯座部分具有用于插设放电灯LA的装配部分53的装配凹部11b。

在连接部分12中设有输入端t11-t13，这些输入端被设置成面对连接部分12的开口，在灯座部分11中分别设有电极t21-t23，这些电极被设置成它们与放电灯LA的电极55和56相接触的部分被装配在装配凹部11b之中。此外，在灯座部分11中形成有在灯座部分11的开口端侧上开口的多个切口11a，以便在将放电灯LA的接合销52置于切口11a的位置上时，其中将放电灯LA的装配部分53插入在灯座部分11的装配凹部11b中，并在转动放电灯LA时，接合销52接合在切口11a中，且放电灯LA保持在灯座部分11中。这里，该布局被做成为：放电灯LA的中心电极55与灯座部分11的中心电极t21电连接，并且放电灯LA的外周电极56与灯座部分11的外周电极t22和辅助电极t23电连接。

在灯座体2中可拆卸地安装有置于诸如触发主电路32和噪声过滤器F之类的电子元件10b之间的、用于保持相应的电子元件10b的保持件7。该保持件7大致呈网格状，电子元件10b相应地设置在以网格状分隔的各个区域中。在保持件7的壁面或壳体14的内壁上设有凸起8，以便当电子元件10b装入在壳体14中时，这些凸起8与电子元件10b的表面相接合，以便保持电子元件10b，这样即使有振动或冲击施加在灯座部分11上，也可防止任何机械应力施加在介于电子元件10b与下文中将作描述的导架13之间的连接部分上，从而可提高电连接的可靠性。因此，在根据振动用填充物质模制相应的电子元件10b的过程中，无须向灯座体2的内腔注入直到将电子元件10b完全掩埋为止的填充物质，从而可因填充物质量的减少而降低成本。此外，由于保持件7是由具有绝缘特性的合成树脂所制成的，因此通过用保持件7来包围相应的电子元件10b可使相应的电子元件10b之间绝缘。

此外，在变压器容纳部分14b中容纳着脉冲变压器PT，而在壳体14中则容纳着触发主电路32的电子元件10b。如图28和29所示，脉冲变压器PT包括大致呈C形的、具有被切断的环形磁性物质部分的铁芯9，它是通过用绝缘带10c覆盖在铁芯9的表面上、而后在绝缘带10c上缠绕例如5圈的初级绕组9a、然后再在上面缠绕例如160圈的次级绕组9b所形成的。由于该脉冲变压器PT包括其表面被绝缘、且其上绕有初级和次级绕组9a和9b、但不设有任何芯轴的铁芯9，因此由于芯轴不占任何体积而能使脉冲变压器PT的尺寸最小化，并可试图使灯座A的总体尺寸最小化。顺便提一句，次级绕组9b的两端是从铁芯9的切断部分9c的两侧引出的。

脉冲变压器PT容纳在变压器容纳部分14b中，以便壳体14中的中心电极t21的伸出端部分穿过铁芯9的孔9d。在这里，如图26和27所示，灯座体2设有伸出的柱状绝缘壁13a，该绝缘壁掩盖在将伸出在壳体14内部的中心电极t21的位置的周围，并且该绝缘壁13a掩盖在中心电极t21的周围，从而可确保介于中心电极t21与触发电路31或噪声过滤器F的电子元件10b之间的绝缘距离，并且不会因确保了绝缘距离而使灯座体2的尺寸变大。同样如图30和31所示，灯座体2设有要插入到铁芯9的切断部分9c中去的伸出肋状件13b，以便当将脉冲变压器PT装入到变压器容纳部分14中时，肋状件13b进入切断部分9c次级绕组9b的两端(说得更精确些，次级绕组9b的起始侧端和终止侧端)由于肋状件13b而彼此绝缘。当如上所述在脉冲变压器PT的次级侧上产生高压以起动放电灯LA时，次级绕组9b的两端由于肋状件13b而绝缘，并且不会因确保了次级绕组9b的两端之间的绝缘距离而使灯座体2的尺寸变大。

如图23所示，在用于容纳起动电路的壳体14中容纳着触发电路31和过滤电路F的电子元件10b、以及要电连接至输入端t11-t13或者相应的导架13的多个导架13。导架13构成了内部电路的电气通路，并且如图24和25所示，该内部电路是通过焊接来连接触发电路31和噪声过滤器F的电子元件10b、以及输入端t11-t13或者相应的电极t21-t23所形成的。虽然在该实施例中，导架13和输入端t11-t13或者相应的电极t21-t23是独立成形后进行连接的，但也可籍由导电镀金属的压制工作来整体形成导架13和输入端t11-t13或者相应的电极t21-t23。此外，导架13、输入端t11-t13和相应的电极t21-t23可与灯座体2同时模制，并且相应的电子元件10b和导架13可在通过将相应的电子元件10b压插或压配到灯座体2中同时模制之后进行连接。

Claims

1．一种灯座，所述灯座包括：其上可拆卸地安装有放电灯的灯座部分；用于与外部电连接的连接部分；包含有多个电子元件和导架的起动电路部分，所述导架至少与部分的所述电子元件相连接，以便在相应的电子元件之间形成接线通路，从而向所述放电灯提供高压，以起动该放电灯；以及，其中设有所述起动电路部分的壳体，其特征在于，所述灯座部分和连接部分与所述壳体是整体设置的。

2．如权利要求1所述的灯座，其特征在于，构成所述起动电路部分的所述电子元件包含有变压器，所述变压器向所述放电灯提供产生在其次级侧上的高压，以起动该放电灯。

3．如权利要求1所述的灯座，其特征在于，所述灯座部分和连接部分及所述导架整体模制在由合成树脂所制成的所述壳体中。

4．如权利要求1所述的灯座，其特征在于，所述灯座部分具有其上设有用于安装所述放电灯的所述灯座部分的灯座体；所述连接部分连接着来自用于控制所述放电灯的发光状态的发光控制电路的输入线；容纳着包括用于向所述放电灯提供在起动放电灯的同时所需的、用于起动该放电灯的高压的起动电路在内的电路的多个电子元件的所述壳体与所述灯座体是整体设置的；并且，所述壳体设有置于所述多个电子元件之间的、用于保持这些电子元件的保持件。

5．如权利要求1所述的灯座，其特征在于，所述起动电路包含有用于产生高压脉冲的高压脉冲发生装置；所述保持件是由绝缘材料制成的，它用于至少包围被供给所述高压脉冲的所述电子元件；并且，所述保持件设有用于将所述壳体分隔成用于容纳所述高压脉冲发生装置的空间和用于容纳除高压脉冲发生装置之外的其它电子元件的空间的分隔件。

6．如权利要求1所述的灯座，其特征在于，所述起动电路部分的电子元件与所述导架、相互导架与相互电子元件之间的连接是籍由激光焊接、点焊、接触焊或者钎焊所进行的。

7．如权利要求1所述的灯座，其特征在于，所述保持件被制成为与所述壳体、连接部分和灯座体的至少其中之一成为整体。

8．如权利要求1所述的灯座，其特征在于，与所述壳体分开成形的所述灯座部分和连接部分通过采用振动和超声波的焊接与所述壳体相连接。

9．如权利要求1所述的灯座，其特征在于，还包括大致覆盖整个所述灯座部分、连接部分和壳体的导电件。

10．如权利要求1所述的灯座，其特征在于，所述灯座部分呈与所述放电灯的灯基相匹配的圆筒形，在所述灯座部分的周边部分上设有：用于其中插设自灯基的周边部分伸出的接合凸起的插槽；与所述插槽相连通、以使所述接合凸起随着放电灯的转动而接合于其中的接合槽；以及，与所述接合槽相平行的切口。

11．如权利要求1所述的灯座，其特征在于，所述起动电路具有产生高压脉冲的脉冲变压器，所述脉冲变压器是由被形成为具有被切断而呈C形、且其上缠绕有初级和次级绕组的元件的铁芯所构成的；并且，所述壳体设有插入在所述铁芯的切断部分中的绝缘壁。

12．如权利要求4所述的灯座，其特征在于，所述导架设有用于使所述电子元件的引线通过的通孔，电子元件的引线和导架于所述通孔的周边处相连接。

13．一种放电灯发光装置，所述装置包括：用于向放电灯提供来自于电源的功率的发光电路部分；起动电路部分，它具有包括变压器在内的多个电子元件和导架，所述导架至少与部分的电子元件相连接，以便通过向所述放电灯提供产生在所述变压器的次级侧上的高压来起动该放电灯；用于在所述发光电路部分与所述起动电路部分之间进行连接的连接部分；其上可拆卸地安装有放电灯的灯座部分；以及，其中容纳起动电路部分、并具有与所述灯座部分和连接部分整体设置的壳体的灯座，所述灯座包含有设有其上安装有放电灯的灯座部分的灯座体，所述连接部分具有连接于其上的、来自用于控制放电灯的发光状态的发光控制电路，所述灯座体与容纳着包括用于向放电灯提供在起动放电灯的同时所需的、用于起动该放电灯的高压脉冲的起动电路在内的电路的多个电子元件的所述壳体是整体设置的，所述壳体设有置于所述多个电子元件之间、用于保持这些电子元件的保持件，所述起动电路包含有用于产生高压脉冲的装置，所述保持件被制成为用于包围被供给所述高压脉冲的所述电子元件，所述保持件设有用于将所述壳体分隔成用于容纳所述高压脉冲发生装置的空间和用于容纳除高压脉冲发生装置之外的其它电子元件的空间的分隔件，所述保持件被制成为与壳体、连接部分和灯座体的至少其中之一成为整体，所述起动电路具有产生高压脉冲的脉冲变压器，所述脉冲变压器是由被形成为具有被切断而呈C形、且其上缠绕有初级和次级绕组的元件的铁芯所构成的，所述壳体设有插入在所述铁芯的切断部分中的绝缘壁。