JP2000286082A - 放電ランプ点灯装置、始動用昇圧トランスおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小形で、経済的な始動用昇圧トランスを備えた
放電ランプ点灯装置、これに用いることができる始動用
昇圧トランスおよびこれらを用いた照明装置を提供す
る。 【解決手段】コア、巻枠１次巻線および２次巻線を備
え、２次巻線が巻枠に複数層整列巻きされるとともに、
各層が並列接続されてなる始動用昇圧トランスの１次巻
線に始動電圧発生手段を接続し、放電ランプに始動用昇
圧トランスの２次巻線の出力電圧が印加されるように始
動用昇圧トランスを接続し、さらに電源手段および限流
手段を備えた放電ランプ点灯回路を放電ランプに接続し
た。始動用昇圧トランスの２次巻線の第１層を確実に整
列巻きしやすくするために、２次巻線巻線部に誘導突起
または溝をねじ溝状に全周にわたって連続的または部分
的に形成することができる。また、始動用昇圧トランス
の１次巻線を放電ランプの一方の電極側に、２次巻線を
他方の電極側に、それぞれ接続し、かつ放電ランプに対
してそれぞれの端子電圧が加算して印加されるように設
定することによってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電ランプの始動
時に始動電圧を重畳させるための始動用昇圧トランスを
備えた放電ランプ点灯装置、これに用いることができる
始動用昇圧トランスおよびこれらを用いた照明装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】高圧放電ランプなどの放電ランプを始動
するときに、パルス電圧などの始動電圧を点灯回路電圧
に重畳する始動方式が従来から用いられている。始動電
圧を重畳するには、点灯回路および放電ランプの間に始
動用昇圧トランスの２次巻線を直列に挿入して、その１
次巻線に始動電圧発生回路を接続するのが一般的であ
る。

【０００３】従来から用いられている始動用昇圧トラン
スは、棒コアを備えて片側極性のパルス電圧を重畳する
構成と、やや大形の棒コアを用いて両側極性のパルス電
圧を重畳する構成とがあった。片極性のパルス電圧を重
畳するには、始動用昇圧トランスに１個の２次巻線を配
設して、これを放電ランプのいずれか一方の電極側に接
続する。両極性のパルス電圧を重畳するには、互いに絶
縁された一対の２次巻線を１次巻線の両側に配設して、
これらを放電ランプのそれぞれの電極側に誘起電圧が放
電ランプに対して反対極性に印加されるように接続す
る。そして、いずれの構成においても、１次巻線は放電
ランプ点灯回路から絶縁関係に接続している。

【０００４】そうして、前者の構成は、小形で安価に得
られる利点がある。これに対して、後者の構成は、始動
電圧発生回路と始動用昇圧トランスとの間を接続する高
圧線が長い場合やより高い始動電圧を印加する場合に向
いている。

【０００５】また、パルスノイズによる周辺機器への誤
動作を抑制しようとする場合には、始動用昇圧トランス
にＥＥコアやＥＩを用いて閉磁路にしている。

【０００６】さらに、始動用昇圧トランスの巻線は、層
間絶縁が不要でターン間の耐圧があればよいことから、
単層に形成され、その線材には低圧用トランスと同様の
ウレタン被覆導線を用いている。

【０００７】以上説明したのとは別に、偏平断面の絶縁
導体をその偏平面をコアの磁路に対して直角にして巻装
した始動用昇圧トランスもある。これによれば、所要の
電流容量および巻数比を確保しながらコイルの長さを小
さくできるので、全体の小形化が可能になる。

【０００８】ところで、短アークタイプのメタルハライ
ドランプは、たとえば液晶プロジェクタ形テレビジョン
受像機、オーバヘッドプロジェクタ、自動車用ヘッドラ
イトなどに用いられているが、その点灯装置は、組み込
み機器の大きさに直接的に影響を与える。この種の放電
ランプ点灯装置においては、たとえば定格消費電力が２
５０Ｗクラスで瞬時再始動を可能にするために、２５〜
３０ｋＶで、しかもエネルギーの大きな高電圧パルスを
印加する必要がある。

【０００９】したがって、放電ランプ点灯装置の全体に
占める始動用昇圧トランスの大きさの割合が大きい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】放電ランプ点灯装置を
組み込む機器の小形化および軽量化を図るためには、所
要の高い始動電圧を出力可能でありながら放電ランプ点
灯装置とりわけ始動用昇圧トランスの小形化、軽量化が
重要である。しかも、コストは最小限にすることが強く
要求される。

【００１１】しかしながら、始動用昇圧トランスの始動
電圧を所要の値に高める場合に、２次巻線数を多くして
１次巻線と２次巻線との間の巻数比を大きくすると、大
形化が避けられなくなる。

【００１２】これに対して、２次巻線を多層巻にするこ
とも考えられるが、この場合には層間絶縁が必要とな
り、やはり大形化してしまう。特にＥＩコアを用いる場
合、多層巻を行うと、２次巻線が対向するコアに接近し
て封入樹脂の流入するスペースが減少してしまい、耐圧
が不足する虞もある。耐圧不足を回避するためには、絶
縁グレードの高いたとえばフッ素樹脂被覆導線を用いれ
ばよいが、著しくコストアップになってしまう。

【００１３】次に、片極性のパルス電圧を印加する構成
の場合に、たとえば瞬時再始動を可能にするなどでさら
に高いパルス電圧を得ようとすると、一方の出力線に極
めて高い電圧が印加されることになる。このため、リー
ク発生の危険性が高くなる。これを回避するためには、
出力線に耐圧グレードの高い絶縁被覆導線を用いる必要
があるので、コストアップになってしまう。また、外部
に放射されるノイズレベルが高くなってしまう。さら
に、フルブリッジ形インバータなどを用いた矩形波点灯
方式の場合、パルス電圧バイパス用コンデンサが接続さ
れていても、インバータ側にパルスエネルギーが流出し
て半導体スイッチング素子が破壊されやすくなる。

【００１４】一方、両極性のパルス電圧を放電ランプに
印加する構成の場合には、始動用昇圧トランスの接続ピ
ンを各巻線の両端に対して６箇所配設する必要があるた
めに、巻枠およびコアが大形化してしまう。

【００１５】さらに、偏平断面の絶縁被覆導線を用いた
始動用昇圧トランスは、特殊な製造装置が必要で著しく
コストアップになる。

【００１６】本発明は、小形で、経済的な始動用昇圧ト
ランスを備えた放電ランプ点灯装置、およびこれに用い
る始動用昇圧トランスおよびこれらを用いた照明装置を
提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の放電ラ
ンプ点灯装置は、コア、コアの周囲に配設された巻枠、
巻枠に巻装された１次巻線および１次巻線に隣接して巻
枠に複数層整列巻きされるとともに各層が並列接続され
てなる２次巻線を備えた始動用昇圧トランスと；始動用
昇圧トランスの１次巻線の両端に一対の出力端が接続さ
れた始動電圧発生手段と；始動用昇圧トランスの２次巻
線の出力電圧が印加されるように接続された放電ランプ
と；電源手段および限流手段を備え放電ランプを点灯す
る放電ランプ点灯回路と；を具備していることを特徴と
している。

【００１８】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１９】＜始動用昇圧トランスについて＞始動用昇
圧トランスは、コア、巻枠、１次巻線および２次巻線を
構成要素として備えているが、必要に応じてその他の構
成を備えることが許容される。

【００２０】（コアについて）コアは、フェライトなど
からなり、Ｉ形などの開磁路、ＥＩ形およびＥＥ形など
の閉磁路のいずれの形式に構成していてもよい。

【００２１】また、コアの断面形状は矩形、円形など自
由に選択できる。しかし、矩形であると配線基板に実装
する際に高さを抑えるのに好都合である。

【００２２】（巻枠について）巻枠は、絶縁材料からな
り、コアと１次巻線および２次巻線との間に介在して、
１次巻線および２次巻線を絶縁関係に支持するととも
に、少なくとも２次巻線を整列巻きしている。

【００２３】巻線の絶縁関係のためには、互いに隣接す
る１次巻線と２次巻線との一端の間にそれらを隔離する
第１の鍔部を一体成形によって形成することができる。
また、１次巻線および２次巻線の他端にも絶縁のための
第２の鍔部を形成することができる。２次巻線が１組の
場合は、１次巻線の巻装部のいずれかの端部に隣接して
２次巻線の巻装部を配設すればよい。これに対して、２
次巻線が２組の場合は、１次巻線の巻装部の両側にそれ
ぞれ２次巻線の巻装部を配設することが望ましい。

【００２４】２次巻線の整列巻きのための格別の構造は
必ずしも要求されない。しかし、より確実に、またはよ
り容易に整列巻きが行われることは好ましいことであ
り、そのためには、たとえば巻枠の２次巻線巻線部に直
接接触しながら巻装される下層側の２次巻線の各ターン
に対して整列巻きの誘導を行うように、所定ピッチの誘
導突起または溝を形成することができる。この場合、２
層以上の２次巻線は、第１層の２次巻線が整列巻きされ
れば、第１層の２次巻線自体が２層目の２次巻線に対す
る誘導突起または溝を提供するので、確実に整列巻きを
行うことができる。以下、３層以上の２次巻線を形成す
る場合も同様である。なお、「誘導突起または溝」の突
起および溝は、表現こそ異なるが両者は相対的なもので
技術的には同意義である。

【００２５】ところで、誘導突起または溝は、溝の底部
から両側の突起部までの高さが適当な値である必要があ
る。すなわち、高すぎると、突起部が第１層のターン間
に介在するために、巻線の密接巻きができなくなるとと
もに、ターン間から上方へ突出して第２層の巻線の整列
巻きを阻害しかねない。適当な高さは、ほぼ線径の７／
８までである。

【００２６】また、誘導突起または溝を形成する場合、
巻枠の巻胴部分の全周にわたってねじ溝状に形成しても
よいし、部分的に形成してもよい。前者の構成は、より
確実な整列巻きを行える利点があり、また後者の構成の
場合には、絶縁性向上のために樹脂封入を行うときに第
１層と巻枠間に樹脂流入が容易になる利点がある。

【００２７】さらに、誘導突起または溝を部分的に形成
する構成は、巻枠が矩形の場合にすこぶる効果的であ
る、すなわち、断面が矩形の巻枠に巻線を巻装する場
合、巻線はその剛性によって２次巻線巻線部の角部に強
く当接するが、平坦部に対しては浮き気味となるから、
角部に誘導突起または溝を部分的に形成するだけで、確
実な誘導が行える。

【００２８】次に、誘導突起または溝と異なる整列巻き
を容易にする手段について述べる。複数層整列巻きを行
う場合に、第２層の最後のターンは、第１層の巻線の最
後のターンより半ピッチずれて巻装される関係にあるか
ら、鍔部が２次巻線巻線部に対して垂直に形成されてい
ると、第１層の巻線の最後のターンに隙間を生じ、その
結果第２層目の巻線の最後のターンまたはその近傍のタ
ーンが隙間に幾らか落ち込み、整列巻きが乱れる原因に
なる。そこで、第１層の巻線に対向する鍔部の壁を半ピ
ッチ分厚く形成することにより、巻乱れを防止すること
ができる。この構成は、２次巻線を２層並列接続とする
場合に効果的である。

【００２９】また、巻枠は、１次巻線および２次巻線の
両端を外部回路と接続するために、接続ピンを鍔部など
に植立して支持していることが許容される。

【００３０】さらに、巻枠は、始動用昇圧トランスを配
線基板などに固定するための取付手段を鍔部などに一体
に成形して備えていることが許容される。

【００３１】（巻線について）巻線には、１次巻線およ
び２次巻線が含まれ、各巻線は必要な絶縁が図られなが
ら隣接して巻枠に巻装される。

【００３２】１次巻線は、巻数が少ないので複数層並列
接続しなくてもよいが、整列巻きすることが望ましい。

【００３３】２次巻線は、複数層整列巻き、かつ並列接
続でなけれならないが、並列接続は巻枠上でたとえば接
続ピンに巻き付けて行うことができる。しかし、要すれ
ば配線基板側で並列接続してもよい。

【００３４】また、２次巻線は、その複数層の数を幾つ
にするかは、設計上の要求により決定すればよいが、一
般的には採用する巻線の線径と必要な２次巻線の所要の
電流容量とから決定することができる。

【００３５】さらに、巻枠の項で既に述べたように、２
次巻線は、１組または２組用いることができる。片極性
のパルス電圧を出力させる場合には、１組でよい。両極
性のパルス電圧を出力させる場合には、２組用いるのが
よい。

【００３６】さらにまた、複数層の２次巻線を配設する
には、第１層から順次巻装すればよい。しかし、半ピッ
チずらしておくことにより、２層の２次巻線を同時に巻
装することも可能である。

【００３７】＜始動電圧発生手段について＞始動電圧発
生手段は、昇圧前の始動電圧を発生する手段である。し
たがって、始動電圧をパルスにする場合には、始動電圧
発生手段は、パルス発生回路にて構成される。パルス発
生回路は、コンデンサ充電回路およびギャップからなる
コンデンサ放電回路にて構成される弛張発振回路によっ
て構成することができる。この場合、ギャップに代えて
半導体スイッチング素子を用いることもできる。

【００３８】また、始動電圧を高周波交流にする場合に
は、高周波発生回路にて構成される。高周波発生回路
は、インバータによって構成することができる。

【００３９】＜放電ランプについて＞放電ランプは、低
圧放電ランプおよび高圧放電ランプのいずれであっても
よい。 しかし、本発明は、高電圧パルスを印加して高
圧放電ランプを始動し、点灯するのに特に好適である。
高圧放電ランプには、超高圧放電ランプを含むものとす
る。

【００４０】また、高圧放電ランプは、長アークタイプ
および短アークタイプのいずれであってもよい。

【００４１】さらに、高圧放電ランプは、水銀ランプ、
メタルハライドランプおよび高圧ナトリウムランプなど
であってもよい。

【００４２】＜放電ランプ点灯回路について＞放電ラン
プ点灯回路は、電源手段および限流手段を備えている。

【００４３】電源手段は、放電ランプに点灯するための
電気的エネルギーを供給する機能を担当する。その電気
エネルギー出力形態は、交流、パルスおよび直流のいず
れであってもよい。 交流の場合、低周波および高周波
のいずれであってもよい。高周波の交流を得るには、高
周波インバータを用いるのがよい。

【００４４】また、高周波インバータとしては、ハーフ
ブリッジ形インバータ、フルブリッジ形インバータ、一
石式インバータなど既知の回路方式のインバータを用い
ることができる。高周波インバータの直流電源部にスイ
ッチングレギュレータを用いることにより、高力率、低
高調波歪を実現することができる。しかし、インバータ
のスイッチング素子を利用してスイッチングレギュレー
タ動作をも行わせる複合形インバータを用いることもで
きる。

【００４５】さらに、出力波形は、正弦波、矩形波およ
び３角波など任意所望の波形であることが許容される。

【００４６】パルスの場合、交流を半波整流して形成し
てもよい。

【００４７】次に、限流手段は、インピーダンスから構
成されて、放電ランプの負特性を補償して放電ランプを
安定に点灯させる機能を担当する。インピーダンスは、
電源の形態に応じてインダクタンス、キャパシタンスお
よび抵抗のいずれか一種または複数種の組み合わせによ
って構成することが許容される。

【００４８】しかし、交流点灯の場合、限流手段はイン
ダクタンスを主体とする手段が最適である。インダクタ
ンスを主体とする限流手段は、チョークコイルや漏洩ト
ランスによって構成することができる。

【００４９】また、限流手段と始動用昇圧トランスとを
必要に応じて兼用することができる。

【００５０】そうして、放電ランプ点灯回路の出力端間
には、放電ランプが接続されて点灯するが、次に始動時
に始動電圧を印加する始動用昇圧トランスとの接続関係
について説明する。すなわち、限流手段と始動用昇圧ト
ランスとが別体であって、始動用昇圧トランスの２次巻
線が１組の場合は、放電ランプ点灯装置の出力端間に放
電ランプおよび始動用昇圧トランスの２次巻線を直列接
続することができる。また、始動用昇圧トランスの２次
巻線が２組の場合は、放電ランプの両電極側に２次巻線
を分散して直列接続して放電ランプ点灯回路の出力端間
に接続することができる。

【００５１】＜本発明の作用について＞本発明において
は、始動用昇圧トランスの２次巻線が複数層整列巻き
で、かつ各層が並列接続しているので、各層間の隣接部
分の電位差が殆ど生じないから、層間絶縁シートが不要
である。

【００５２】また、各層の隣接するターン間は出力電圧
の巻数分の１の電位差が現れるだけなので、絶縁グレー
ドが低圧用トランスと同様に低い、したがって安価な絶
縁被覆導線を用いることができる。

【００５３】さらに、単層巻きの場合に比較して、同一
巻数であればコイル長が短くなる。このため、同一出力
電圧に対して始動用昇圧トランスを小形化できる。ま
た、同一コイル長であれば巻数比を大きくできる。この
ため、層数が多くなるほど高い出力電圧を得ることがで
きる。

【００５４】さらにまた、２次巻線の電流容量は、層数
を増加させることにより、容易に増加させ得るので、コ
ア、巻枠を共通にして多様な電流容量や出力電圧の始動
用昇圧トランスを製作することができる。このため、異
なる定格消費電力の放電ランプや瞬時再始動形にも対応
する多様な始動用昇圧トランスを得ることができる。

【００５５】請求項２の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１記載の放電ランプ点灯装置において、コア、コ
アの周囲に配設された巻枠、巻枠に巻装された１次巻線
および１次巻線に隣接して巻枠に巻装された２次巻線を
備えた始動用昇圧トランスと；始動用昇圧トランスの１
次巻線の両端に一対の出力端が接続された始動電圧発生
手段と；始動用昇圧トランスの１次巻線が一方の電極に
接続されるとともに他方の電極が２次巻線に接続されて
１次巻線および２次巻線の端子電圧が加算されて印加さ
れる放電ランプと；電源手段および限流手段を備え放電
ランプを点灯する放電ランプ点灯回路と；を具備してい
ることを特徴としている。

【００５６】本発明は、始動用昇圧トランスの１次巻線
および２次巻線を放電ランプに接続する構成とすること
により、始動用昇圧トランスが小形でありながら所要の
高い始動電圧を得られるようにしたものである。すなわ
ち、１次巻線を従来の一対の２次巻線を配設する回路方
式における一方の２次巻線として利用できるようにした
ものである。したがって、１次巻線の電圧と２次巻線の
誘起電圧とが加算されて放電ランプに印加されるように
コイルの極性を配慮すればよいだけで、放電ランプに対
して１次巻線の端子電圧をも始動電圧の一部として利用
して所要の高電圧を印加することができる。

【００５７】また、放電ランプの一方の電極側に１次巻
線が接続され、他方の電極側に２次巻線が接続されるの
で、これらと並列にパルスバイパス用コンデンサを接続
することにより、高電圧パルスが放電ランプ点灯回路側
へ流出してスイッチング素子を破壊するようなことがな
くなる。

【００５８】さらに、始動用昇圧トランスの１次巻線と
２次巻線とを絶縁関係に巻装することにより、始動電圧
発生手段の電源部を放電ランプ点灯回路の電源部と共用
化することが可能になる。

【００５９】始動用昇圧トランスの２次巻線を複数層背
列巻きするとともに、各層を並列接続することにより、
一層小形で経済的な始動用昇圧トランスを用いて所要の
高さの始動電圧を放電ランプに印加して所望の始動特性
を付与することができる。

【００６０】請求項３の発明の始動用昇圧トランスは、
コアと；コアの周囲に配設された巻枠と；巻枠に巻装さ
れた１次巻線と；１次巻線に隣接して巻枠に複数層整列
巻きされるとともに各層が並列接続された２次巻線と；
を具備していることを特徴としている。

【００６１】本発明の始動用昇圧トランスは、請求項１
記載の放電ランプ点灯装置に用いている始動用昇圧トラ
ンスと同一構成であるが、小形で比較的安価でありなが
ら所要の高電圧を発生することができるので、あらゆる
高電圧を用いる始動装置に適応する。

【００６２】請求項４の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に支持された請求項１または２記載
の放電ランプ点灯装置と；を具備していることを特徴と
している。

【００６３】本発明において、「照明装置」とは、放電
ランプの発光を何らかの目的で利用するあらゆる装置を
包含する広い概念である。したがって、本発明は、照明
器具、移動体用ヘッドライト、光ファイバ用光源装置、
画像投射装置たとえば液晶プロジェクタ、オーバヘッド
プロジェクタ、光化学反応装置などに適用することがで
きる。

【００６４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００６５】図１は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
１の実施形態を示す回路図である。

【００６６】図において、１は低周波交流電源、２は放
電ランプ点灯回路、３は始動電圧発生手段、４は始動用
昇圧トランス、５は放電ランプである。

【００６７】低周波交流電源１は、商用交流電源からな
る。

【００６８】放電ランプ点灯装置２は、電源手段２ａお
よび限流手段２ｂからなる。

【００６９】電源手段２ａは、全波整流器２ａ１、スイ
ッチングレギュレータ２ａ２および高周波インバータ２
ａ３からなる。

【００７０】全波整流器２ａ１は、低周波交流を全波整
流して非平滑直流を得る。

【００７１】スイッチングレギュレータ２ａ２は、非平
滑直流から安定化された平滑化直流を得る。

【００７２】高周波インバータ２ａ３は、平滑化直流を
高周波交流に変換する。

【００７３】限流手段２ｂは、インダクタにより構成さ
れていて、その一端が高周波インバータ２ａ３の一方の
出力端に接続されている。

【００７４】始動電圧発生手段３は、低周波交流電源１
から電源を得て始動パルスを発生する。

【００７５】始動用昇圧トランス４は、コア４ａ、巻枠
（図示しない。）、１次巻線４ｂおよび２次巻線４ｃを
備えている。

【００７６】コア４ａは、Ｉ形コアからなる。

【００７７】１次巻線４ｂは、始動電圧発生手段３の出
力端間に接続している。

【００７８】２次巻線４ｃは、第１層４ｃ１および第２
層４ｃ２を備え、各層４ｃ１、４ｃ２は整列巻きされる
とともに、並列接続されている。そして、２次巻線４ｃ
は、その一端が限流手段２ｂの他端に接続されている。

【００７９】放電ランプ５は、短アークタイプのメタル
ハライドランプからなり、一方の電極５ａが始動用昇圧
トランス４の２次巻線４ｃの他端に接続され、他方の電
極５ｂが高周波インバータ２ａ３の他方の出力端に接続
している。

【００８０】図２は、本発明の始動用昇圧トランスの第
１の実施形態における巻枠を示す正面図である。

【００８１】図３は、同じく始動用昇圧トランスの要部
拡大断面図である。

【００８２】図において、１１はコア、１２は巻枠、１
３は２次巻線である。

【００８３】コア１１は、フェライトからなり、Ｉ形に
形成されている。

【００８４】巻枠１２は、１次巻線巻線部１２ａ、２次
巻線巻線部１２ｂ、第１の鍔部１２ｃ、第２の鍔部１２
ｄおよび第３の鍔部１２ｅを備えている。

【００８５】第１および第３の鍔部１２ｃ、１２ｅは、
高圧の２次巻線１３を絶縁するために厚手に形成されて
いる。これに対して、第２の鍔部１２ｄは、相対的に低
圧の１次巻線の絶縁のために比較的薄く形成されてい
る。

【００８６】２次巻線巻線部１２ｂにはねじ溝状の誘導
突起１２ｂ１が２次巻線１３の各ターンに対応して一体
に成形されている。

【００８７】２次巻線１３は、第１層１３ａおよび第２
層１３ｂの２層からなり、それぞれ整列巻きされ、図示
していないが、両端で並列接続されている。

【００８８】第１層１３ａは、誘導突起１２ｂ１に誘導
されながら巻装されるため、乱れることなく整列巻きさ
れている。

【００８９】第２層１３ｂは、第１層１３ａのターン間
に形成されるねじ溝状の凹溝に誘導されて整列巻きされ
ている。

【００９０】図４は、本発明の始動用昇圧トランスにお
いて２次巻線の層数に対する同一巻数のコイルの長さの
変化を単層の２次巻線を備えた比較例のそれとともに示
すグラフである。

【００９１】図において、横軸は層数を、縦軸はコイル
の長さ（相対値）を、それぞれ示す。

【００９２】図から理解できるように、２次巻線を２層
以上の複数層にすることにより、単層の場合に比較して
著しくコイルの長さが短縮される。このことは、始動用
昇圧トランスの小形化が可能であることを意味してい
る。特に２次巻線が単層から２層になるときの変化が極
めて大きい。

【００９３】図５は、本発明の始動用昇圧トランスにお
いて２次巻線の層数に対する同一のコイルの長さの出力
電圧の変化を単層の２次巻線を備えた比較例のそれとと
もに示すグラフである。

【００９４】図において、横軸は層数を、縦軸は出力電
圧（相対値）を、それぞれ示す。

【００９５】図から理解できるように、本発明によれ
ば、同一のコイルの長さなら単層に比べて高い出力電圧
を得ることができることを意味している。

【００９６】図６は、本発明の始動用昇圧トランスの第
２の実施形態における巻枠を示す断面図である。

【００９７】図において、図３と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００９８】本実施形態は、断面矩形のコアを用いる場
合に整列巻きに好適な巻枠１２’を備えている点で異な
る。

【００９９】すなわち、巻枠１２’は、コアの断面形状
に合わせて断面矩形に形成され、２次巻線巻線部１２ｂ
の角部にのみ誘導突起１２ｂ１を部分的に形成してい
る。２次巻線は、巻枠１２’も角部に形成した誘導突起
１２ｂ１により確実に誘導されて整列巻きされる。

【０１００】図７は、本発明の始動用昇圧トランスの第
３の実施形態におけるコアおよび巻枠を示す断面図であ
る。

【０１０１】図において、図３と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１０２】本実施形態は、コア１１および巻枠１２”
がともに断面円形であるとともに、誘導突起１２ｂ１を
部分的に形成している点において異なる。

【０１０３】すなわち、誘導突起１２ｂ１は、２次巻線
巻線部１２ｂの周囲に１周に対して９０゜ごとに４個配
設されている。

【０１０４】図８は、本発明の始動用昇圧トランスの第
４の実施形態における巻枠および２次巻線を示す要部拡
大断面図である。

【０１０５】図において、図３と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１０６】本実施形態は、巻枠１２の第３の鍔部１２
ｅの壁厚を部分的に変化させて整列巻きを確実にした点
で異なる。

【０１０７】すなわち、第３の鍔部１２ｅの２次巻線１
３の第１層１３ａに対向する部分１２ｅ１を第２層に対
向する部分１２ｅ２より巻線１ターンの半ピッチ分厚く
形成している。これにより、２次巻線１３の第１層１３
ａの巻終わりのターンが第３の鍔部１２ｅの部分１２ｅ
１にほぼ当接するので、遊びが殆ど生じない。

【０１０８】これに対して、２次巻線１３の第２層１３
ｂは、第１層１３ａより半ピッチずれて巻装されるの
で、その巻終わりのターンが第３の鍔部１２ｅの部分１
２ｅ２にほぼ当接するので、遊びが殆ど生じない。

【０１０９】したがって、２次巻線１３は、いずれの層
も確実に整列巻きされて乱れることがなくなる。

【０１１０】図９は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
２の実施形態を示す回路図である。

【０１１１】図１０は、同じく始動用昇圧トランスの巻
枠を示す正面図である。

【０１１２】各図において、図１および図２と同一部分
については同一符号を付して説明は省略する。

【０１１３】本実施形態は、始動用昇圧トランス４が一
対の２次巻線４ｃＡ、４ｃＢを備えている点で異なる。

【０１１４】すなわち、巻枠１２は、１次巻線巻線部１
２ａの両側に第１の鍔部１２ｃおよび第４の鍔部１２ｆ
を介して一対の２次巻線巻線部１２ｂＡ、１２ｂＢを備
えるている。また、２次巻線巻線部１２ｂＢは、第４の
鍔部１２ｆおよび第５の鍔部１２ｇによって画成してい
る。

【０１１５】各２次巻線４ｃＡおよび４ｃＢは、ともに
第１層４ｃＡ１、４ｃＢ１および第２層４ｃＡ２、４ｃ
Ｂ２が整列巻きされるとともに、並列接続されている。
そして、一方の２次巻線４ｃＡは、放電ランプ５の一方
の電極５ａと放電ランプ点灯回路２の一方の出力端すな
わち限流手段２ｂとの間に直列接続されている。また、
他方の２次巻線４ｃＢは、放電ランプ５の他方の電極５
ｂと放電ランプ点灯回路２の他方の出力端との間に直列
接続されている。

【０１１６】そうして、一対の２次巻線４ｃＡおよびｃ
Ｂの誘起電圧は放電ランプ５に対して加算されて印加さ
れる極性に接続されるものとする。したがって、放電ラ
ンプ５の一対の電極５ａ、５ｂ間には始動時に単一の２
次巻線４ｃに比較して２倍の始動電圧を印加することが
できるので、瞬時再始動形にする場合などに好適であ
る。

【０１１７】図１１は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第３の実施形態を示す回路図である。

【０１１８】図において、図９と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１１９】本実施形態は、一方の２次巻線４ｃＡの代
わりに１次巻線４ｂを用いるとともに、限流手段２ｂを
始動用昇圧トランス４で兼用した点で異なる。

【０１２０】すなわち、始動用昇圧トランス４の１次巻
線４ｂを放電ランプ５の一方の電極５ａおよび放電ラン
プ点灯回路２の一方の出力端の間に接続している。

【０１２１】また、２次巻線４ｃは、放電ランプ５の他
方の電極５ｂおよび放電ランプ点灯回路２ａの他方の出
力端の間に接続している。

【０１２２】そうして、１次巻線４ｂおよび２次巻線４
ｃの端子電圧は放電ランプ５に対して加算されるように
極性が設定されている。

【０１２３】一方、放電ランプ点灯回路２は、電源手段
２ａが直流電源部２ａ４およびフルブリッジ形インバー
タ２ａ５からなる。

【０１２４】直流電源部２ａ４は、全波整流器およびス
イッチングレギュレータを含んでいる。

【０１２５】フルブリッジ形インバータ２ａ５は、交互
にスイッチングする一対のスイッチング素子の第１の直
列回路２ａ５１と、これと逆位相で交互にスイッチング
する一対のスイッチング素子の第２の直列回路２ａ５２
とを直流電源部２ａ４の出力端間に並列接続して構成さ
れている。そして、フルブリッジ形インバータ２ａ５の
出力端は、第１および第２の直列回路２ａ５１、２ａ５
２のそれぞれのスイッチング素子の接続部間に形成され
る。

【０１２６】そうして、フルブリッジ形インバータ２ａ
５は、その出力端間に矩形波の高周波交流を出力する。

【０１２７】他方、始動電圧発生手段３は、第１の弛張
発振回路３ａおよび第２の弛張発振回路３ｂからなる。

【０１２８】第１の弛張発振回路３ａは、直流電源部２
ａ４の出力端間に接続された抵抗器３ａ１およびコンデ
ンサ３ａ２の直列回路と、一端がコンデンサ３ａ２の両
端間に接続されたトリガーダイオード３ａ３と、後述す
る絶縁トランス３ｂ１１の１次巻線ｐとからなる。

【０１２９】第２の弛張発振回路３ｂは、コンデンサ充
電回路３ｂ１およびコンデンサ放電回路３ｂ２により構
成されている。

【０１３０】コンデンサ充電回路３ｂ１は、絶縁トラン
ス３ｂ１１、ダイオード３ｂ１２および並列接続された
複数のコンデンサ３ｂ１３からなる。

【０１３１】絶縁トランス３ｂ１１は、その１次巻線ｐ
の一端が第１の弛張発振回路３ａのトリガーダイオード
３ａ３を介してコンデンサ３ａ２の一端に接続され、他
端がコンデンサ３ａ２の他端に接続されている。また、
絶縁トランス３ｂ１１の２次巻線ｓの一端がダイオード
３ｂ１２のカソードに接続され、他端がコンデンサ３ｂ
１２の一端に接続されている。

【０１３２】ダイオード３ｂ１２は、そのアノードがコ
ンデンサ３ｂ１３の他端に接続している。

【０１３３】コンデンサ放電回路３ｂ２は、一対のギャ
ップ３ｂ２１および始動用昇圧トランス４の１次巻線４
ｂによって構成される。

【０１３４】一対のギャップ３ｂ２１は、直列接続さ
れ、その直列回路一端がコンデンサ３ｂ１３およびダイ
オード３ｂ１２の接続点に接続され、他端が始動用昇圧
トランス４の１次巻線４ｂの一端に接続されている。１
次巻線４ｂの他端は、コンデンサ３ｂ１３の他端に接続
されている。

【０１３５】そうして、第１の弛張発振回路３ａに直流
電源部２ａ４の直流電圧が印加されると、時定数時間に
応じてコンデンサ３ａ２の端子電圧が上昇していく。そ
の端子電圧がトリガーダイオード３ａ３のトリガー電圧
を超えると、トリガーダイオード３ａ３がオンし、コン
デンサ３ａ３の充電電荷がトリガーダイオード３３を介
して絶縁トランス３ｂ１１の１次巻線ｐに放電する。そ
して、コンデンサ３ａ３の端子電圧が低下すると、再び
抵抗器３ａ１を介して直流電源部２ａ３からコンデンサ
３ａ３が充電され、上記と同じ回路動作を繰り返すの
で、第１の弛張発振回路３ａは、絶縁トランス３ｂ１１
に対する交流の入力電圧を発生する。

【０１３６】一方、絶縁トランス３ｂ１１の１次巻線ｐ
に入力電圧が印加されると、巻数比に応じた昇圧電圧が
２次巻線ｓに誘起される。そして、２次巻線ｓの誘起電
圧は、ダイオード３ｂ１２により半波整流されてコンデ
ンサ３ｂ１３を充電する。

【０１３７】コンデンサ３ｂ１３の充電電圧が高くなる
と、ギャップ３ｂ２１が放電して始動用昇圧トランス４
の１次巻線４ｂの端子間に１次電圧が現れる。したがっ
て、始動用昇圧トランス４の２次巻線４ｃの端子間にそ
の巻数比倍に昇圧された２次電圧が現れる。そして、始
動用昇圧トランス４の１次電圧と２次電圧とは加算され
て放電ランプ５に所要の始動電圧として印加される。

【０１３８】放電ランプ５の印加された始動電圧は、放
電ランプ点灯回路２に流出しないように高周波バイパス
用コンデンサ６を迂回する。

【０１３９】図１２は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第３の実施形態における各部に現れる始動電圧を示す波
形図である。

【０１４０】図において、（ａ）は始動用昇圧トランス
の２次巻線に誘起される始動電圧、（ｂ）は同じく１次
巻線に印加される始動電圧、（ｃ）は放電ランプに印加
される始動電圧である。

【０１４１】図から理解できるように、放電ランプの電
極間に印加される始動電圧は、始動用昇圧トランスの２
次巻線の誘起電圧と１次巻線の端子電圧とが加算されて
高くなっている。

【０１４２】一例を示すと、１次巻線の端子電圧が６ｋ
Ｖ、２次巻線の誘起電圧が１８ｋＶであれば、これらが
加算されて合計２４ｋＶの始動電圧を放電ランプに印加
することができる。したがって、２次巻線には耐圧グレ
ードが２０ｋＶの絶縁被覆導線を用いることができる。

【０１４３】これに対して、単一の２次巻線で２４ｋＶ
の始動電圧を誘起するように構成する場合には、耐圧グ
レードが３０ｋＶの絶縁被覆導線を用いる必要があり、
著しくコストアップになってしまう。

【０１４４】また、一対の２次巻線を配設してそれぞれ
１２ｋＶの始動電圧を誘起させるとともに、これを加算
して放電ランプに印加するように構成すると、１次巻線
を加えて３個の巻線が必要になり、コアおよび巻枠が長
くなり、始動用昇圧トランスが大形化してしまう。

【０１４５】図１３は、本発明の照明装置の一実施形態
としての液晶プロジェクタを示す概念的断面図である。

【０１４６】図において、２１はメタルハライドランプ
ユニット、２２は液晶表示手段、２３は画像制御手段、
２４は放電ランプ点灯装置、２５は光学系、２６は本体
ケース、２７はスクリーンである。

【０１４７】メタルハライドランプユニット２１は、メ
タルハライドランプ２１ａおよび反射鏡２１ｂを光学的
に位置合わせて固定したものである。

【０１４８】メタルハライドランプ２１ａは、短アーク
タイプのものである。

【０１４９】反射鏡２１ｂは、赤外線透過・可視光反射
形のダイクロイックミラーを内面に形成してなる。

【０１５０】液晶表示手段２２は、投射すべき画像を液
晶によって表示するもので、その背面からメタルハライ
ドランプユニット２１によって集光された可視光の照明
光を照射するように構成されている。

【０１５１】画像制御手段２３は、液晶表示手段２２を
駆動および制御するもので、要すればテレビジョン受信
機能なども備えている。

【０１５２】放電ランプ点灯装置２４は、メタルハライ
ドランプユニット２１を点灯させるもので、図１に示す
実施形態のものである。

【０１５３】光学系２５は、液晶表示手段２２を透過す
ることによって形成されたた画像光をスクリーン２７に
投射する。

【０１５４】本体ケース２６は、メタルハライドランプ
ユニット２１、液晶表示手段２２、画像制御手段２３お
よび光学系２５と、さらに電源、表示手段および操作手
段などの所要の要素を収納ないし装着している。

【０１５５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、コア、巻枠、
１次巻線および２次巻線を備え、２次巻線が巻枠に複数
層整列巻きされるとともに各層が並列接続されてなる始
動用昇圧トランスの１次巻線に始動電圧発生手段を接続
し、放電ランプに始動用昇圧トランスの２次巻線の出力
電圧が印加されるように始動用昇圧トランスを接続し、
さらに電源手段および限流手段を備えた放電ランプ点灯
回路を具備することにより、小形で経済的な始動用昇圧
トランスを備えた放電ランプ点灯装置を提供することが
できる。

【０１５６】請求項２の発明によれば、コア、巻枠、１
次巻線および２次巻線を備えた始動用昇圧トランスの１
次巻線に始動電圧発生手段を接続するとともに１次巻線
を放電ランプの一方の電極に接続し、２次巻線を放電ラ
ンプの他方の電極に接続して１次巻線および２次巻線の
端子電圧が加算されて放電ランプに印加されるように
し、さらに電源手段および限流手段を備えた放電ランプ
点灯回路を具備することにより、小形で経済的な始動用
昇圧トランスを備えた放電ランプ点灯装置を提供するこ
とができる。

【０１５７】請求項３の発明によれば、コア、巻枠、１
次巻線および２次巻線を備え、２次巻線が巻枠に複数層
整列巻きされるとともに各層が並列接続されてなること
により、小形で経済的な始動用昇圧トランスを提供する
ことができる。

【０１５８】請求項４の発明によれば、請求項１および
２の効果を有する照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態
を示す回路図

【図２】本発明の始動用昇圧トランスの第１の実施形態
における巻枠を示す正面図

【図３】同じく始動用トランスの要部拡大断面図

【図４】本発明の始動用昇圧トランスにおいて２次巻線
の層数に対する同一巻数のコイルの長さの変化を単層の
２次巻線を備えた比較例のそれとともに示すグラフ

【図５】本発明の始動用昇圧トランスにおいて２次巻線
の層数に対する同一のコイルの長さの出力電圧の変化を
単層の２次巻線を備えた比較例のそれとともに示すグラ
フ

【図６】本発明の始動用昇圧トランスの第２の実施形態
における巻枠を示す断面図

【図７】本発明の始動用昇圧トランスの第３の実施形態
におけるコアおよび巻枠を示す断面図

【図８】本発明の始動用昇圧トランスの第４の実施形態
における巻枠および２次巻線を示す要部拡大断面図

【図９】本発明の放電ランプ点灯装置の第２の実施形態
を示す回路図

【図１０】同じく始動用昇圧トランスの巻枠を示す正面
図

【図１１】本発明の放電ランプ点灯装置の第３の実施形
態を示す回路図

【図１２】本発明の放電ランプ点灯装置の第３の実施形
態における各部に現れる始動電圧を示す波形図

【図１３】本発明の照明装置の一実施形態としての液晶
プロジェクタを示す概念的断面図

【符号の説明】

１…低周波交流電源 ２…放電ランプ点灯回路 ２ａ…電源手段 ２ａ１…全波整流器 ２ａ２…スイッチングレギュレータ ２ａ３…高周波インバータ ２ｂ…限流手段 ３…始動電圧発生手段 ４…始動用昇圧トランス ４ａ…コア ４ｂ…１次巻線 ４ｃ…２次巻線 ４ｃ１…第１層 ４ｃ２…第２層 ５…放電ランプ ５ａ…一方の電極 ５ｂ…他方の電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA01 AA11 AA12 AA13 AA14 AA15 AC01 AC02 AC04 BA03 BA05 BB01 BC01 DD08 GB01 GB04 GB12 GB18 GC04 HB03 3K083 AA85 AA91 BA04 BA05 BA25 BC13 BC14 BC15 BC16 BC17 BC19 BC34 BC42 BC47 CA33 CA34 5E043 AA02 AB01 BA01 BA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コア、コアの周囲に配設された巻枠、巻枠
   に巻装された１次巻線および１次巻線に隣接して巻枠に
   複数層整列巻きされるとともに各層が並列接続されてな
   る２次巻線を備えた始動用昇圧トランスと；始動用昇圧
   トランスの１次巻線の両端に一対の出力端が接続された
   始動電圧発生手段と；始動用昇圧トランスの２次巻線の
   出力電圧が印加されるように接続された放電ランプと；
   電源手段および限流手段を備え放電ランプを点灯する放
   電ランプ点灯回路と；を具備していることを特徴とする
   放電ランプ点灯装置。
2. 【請求項２】コア、コアの周囲に配設された巻枠、巻枠
   に巻装された１次巻線および１次巻線に隣接して巻枠に
   巻装された２次巻線を備えた始動用昇圧トランスと；始
   動用昇圧トランスの１次巻線の両端に一対の出力端が接
   続された始動電圧発生手段と；始動用昇圧トランスの１
   次巻線が一方の電極に接続されるとともに他方の電極が
   ２次巻線に接続されて１次巻線および２次巻線の端子電
   圧が加算されて印加される放電ランプと；電源手段およ
   び限流手段を備え放電ランプを点灯する放電ランプ点灯
   回路と；を具備していることを特徴とする放電ランプ点
   灯装置。
3. 【請求項３】コアと；コアの周囲に配設された巻枠と；
   巻枠に巻装された１次巻線と；１次巻線に隣接して巻枠
   に複数層整列巻きされるとともに各層が並列接続されて
   なる２次巻線と；を具備していることを特徴とする始動
   用昇圧トランス。
4. 【請求項４】照明装置本体と；照明装置本体に支持され
   た請求項１または２記載の放電ランプ点灯装置と；を具
   備していることを特徴とする照明装置。