JP2003141902A

JP2003141902A - 始動装置と始動装置付き放電灯及び放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP2003141902A
Application number: JP2001334671A
Authority: JP
Inventors: Hideki Hamada; 英毅濱田; Toshio Kataoka; 寿夫片岡; Kenichi Takamatsu; 健一高松; Masatoshi Ueno; 政利上野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2003-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】放電灯の点灯時に発生する熱を始動装置内の電
子部品に伝えないようにする。また、始動装置内部の電
子部品から発生する熱を外部に放熱するための構造を提
案する。【解決手段】放電灯バルブ４０と、その始動用の高圧ト
ランスＰＴやコイルＬ１，Ｌ２、コンデンサＣ、スイッ
チＳＷ等の回路ブロック３７とが近接して配置される構
造において、放電灯バルブ４０からの熱を遮蔽するよう
に回路ブロック３７との間に少なくとも１箇所以上の断
熱壁を設けた。断熱壁は例えば断熱材樹脂製のケースボ
デー３０でも良い。この断熱壁と回路ブロック３７の間
には少なくとも１箇所以上の空気層を設けることが好ま
しい。また、回路ブロック３７からの熱を放熱するよう
な突起を設けたり、回路ブロック３７の外周を高熱伝導
部材により包んでも良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は始動装置と始動装置
付き放電灯及び放電灯点灯装置に関するものであり、例
えば、自動車用のヘッドライト等の光源として利用され
るＨＩＤランプの点灯装置における始動用の高電圧発生
装置の熱対策に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、自動車用ヘッドランプに放電灯
（ＨＩＤランプ）が普及し、更なる小型化の要求によ
り、始動装置（イグナイタ）が光源に近づき、放電灯と
一体的に形成される構造が採用されており、始動装置が
ランプ近傍に配置されることによる高温対応が要求され
てきた。例えば、イグナイタの周囲温度は１２０℃以上
になることもあり、スイッチング素子やコンデンサ等の
回路部品の劣化促進に多大な影響を与えていた。また、
始動装置としては、瞬時再始動のため、１５ＫＶ以上の
高電圧を発生し、トランスの出力部の絶縁を確保した上
で、更なる小型化が要求されているため、絶縁確保に特
に工夫が必要となってきた。さらに、イグナイタ内に使
用されているスイッチング素子（放電ギャップ）の寿命
特性により、寿命末期時には放電開始電圧が上昇する傾
向にあるため、絶縁設計上、あるしきい値を設けるよう
にしなければ絶縁破壊が起こる可能性があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
点に鑑みてなされたものであり、放電灯の点灯時に発生
する熱を始動装置内の電子部品に伝えないようにすると
共に、始動装置内部の電子部品から発生する熱を外部に
放熱するための構造を提案することを課題とするもので
ある。さらに、小型化あるいは放電ギャップの寿命特性
に起因する始動装置の耐電圧の確保を課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
の課題を解決するために、図２に示すように、放電灯４
と、放電灯４を点灯に至らしめる始動装置３と、前記始
動装置３を介して放電灯４を安定点灯させる点灯装置１
とで構成される放電灯点灯装置における始動装置３であ
って、前記始動装置３内に、図３または図８に示すよう
に、放電灯４を点灯に至らしめる高電圧パルスを発生さ
せるパルストランスＰＴと、パルス発生用の電荷を蓄積
するコンデンサＣと、該コンデンサＣに蓄積された電荷
を前記パルストランスＰＴの１次巻線Ｎ１に供給するた
めのスイッチング素子ＳＷを内蔵し、前記放電灯４の点
灯中に発生する放電灯４からの熱を遮蔽するように前記
放電灯４と始動装置３の間に少なくとも１箇所以上の断
熱壁を設けたことを特徴とするものである。この場合に
おいて、断熱壁と始動装置の間に少なくとも１箇所以上
の空気層を設けることが好ましい。また、同じ課題を解
決するための別の手段として、前記放電灯の点灯中に発
生する放電灯からの熱及び電子部品からの熱を始動装置
外に放熱するように始動装置に少なくとも１箇所以上の
突起を設け、または始動装置の外周を高熱伝導部材によ
り包むようにしても良い。

【０００５】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の実施の
形態１を図１に示す。これはイグナイタ一体型のＨＩＤ
ランプであり、このランプを含む放電灯点灯装置の全体
構成を図２に示す。図中、Ｅは直流電源（バッテリーな
ど）、１は点灯装置（インバータ）、２はコネクタ、３
は始動装置（イグナイタ）、４は放電灯（ＨＩＤラン
プ）、５はヘッドライト部である。点灯装置１は放電灯
点灯用の一対の出力と、パルス発生用コンデンサ充電用
出力を備え、各出力はコネクタ２の端子Ｘ，ＹおよびＺ
を介して始動装置３に接続されている。始動装置３の回
路構成の一例を図３に示す。始動装置３は、パルス発生
用コンデンサＣと、パルストランスＰＴと、パルス発生
用スイッチング素子ＳＷを備えている。Ｌ１，Ｌ２はノ
イズ対策用のコイルである。パルス発生用コンデンサＣ
は、コネクタ２の端子Ｘ−Ｚ間に供給されるパルス発生
用コンデンサ充電用出力により充電される。パルス発生
用スイッチング素子ＳＷは電圧応答型の半導体スイッチ
素子あるいは放電ギャップからなり、素子に印加される
電圧が所定の電圧を越えるとオンされる。パルス発生用
コンデンサＣが充電されて、パルス発生用スイッチング
素子ＳＷがオンされると、パルストランスＰＴの１次巻
線Ｎ１にパルス発生用コンデンサＣの充電電荷が放出さ
れ、パルストランスＰＴの２次巻線Ｎ２に高電圧が発生
する。この高電圧はコネクタ２の端子Ｘ−Ｙ間に供給さ
れる放電灯点灯用出力と重畳されて放電灯４に印加さ
れ、放電灯４を始動させる。放電灯４が始動すると、コ
ネクタ２の端子Ｘ−Ｙ間に供給される放電灯点灯用出力
により放電灯４の点灯が維持される。

【０００６】図１に本実施の形態の内部構造を示す。回
路ブロック３７は、少なくとも始動装置３の一部を含む
回路を実装されており、回路への電気的な入力を接続す
る入力コネクタ２を備えている。図示された例では、３
端子のコネクタを用いており、一対の点灯用電力供給用
の端子と始動装置３の高電圧発生用のコンデンサＣを充
電するための端子から構成されており、図２の点灯装置
（インバータ）から電力を供給される。入力コネクタ２
は電線に置き換えても構わない。この回路ブロック３７
はケースボデー３０とケースカバー３３により構成され
るケース（筐体）に収納される。ケースボデー３０はバ
ルブ挿入開口部３１と絶縁壁３２を備えている。ケース
カバー３３は絶縁壁３４を備えている。バルブ４０は、
一対のバルブ電極４１及び４２と、放電ガスをガラスで
封止した発光放電部４３と、発光放電部４３からバルブ
電極４１及びバルブ電極４２を導出するガラス管４４
と、片口金構造の場合、一端のバルブ電極４２をバルブ
電極４１側へ屈曲させた部分を機械的に保護する為の電
極保護管４５と、各構成部材を保持するバルブベース４
６で構成されている。バルブ４０から導出されたバルブ
電極４１及び４２は溶接または速結端子により前記回路
と電気的に接続される。始動装置３のパルス発生用コン
デンサＣ、高圧発生用のパルストランスＰＴ、パルス発
生用スイッチング素子ＳＷ、ノイズ対策用のコイルＬ
１，Ｌ２などの電子部品は図１に示すように実装され、
これら回路ブロック３７におけるランプの発光面側には
ランプの熱を遮熱するような断熱材樹脂製のケースボデ
ー３０を配置している。これにより、ランプ点灯時の発
熱が電子部品（回路ブロック３７）に熱伝導することを
防止し、各電子部品（コンデンサＣ、コイルＬ１，Ｌ
２、スイッチング素子ＳＷ等）の高温状態による寿命低
下を防止することができる。

【０００７】（実施の形態２）本発明の実施の形態２の
断面構造を図４に示す。この実施の形態では、上述の実
施の形態１の構成において、ケースボデー３０と回路ブ
ロック３７の間に空気層Ａを設けて、ケースボデー３０
が発光放電部４３から直接付与される熱を空気層Ａによ
り遮断することにより回路ブロック３７への熱伝導を遮
断している。部品ばらつきも考慮し、厚み方向にて０．
２ｍｍ以上、面積方向にて５０％以上の空気層Ａを確保
すると良い。なお、空気層Ａは１箇所だけでなく、多数
箇所に設けても良い。効果は実施の形態１と同じであ
り、ランプ点灯時の発熱が電子部品（回路ブロック３
７）に熱伝導することを防止し、各電子部品（コンデン
サＣ、コイルＬ１，Ｌ２、スイッチング素子ＳＷ等）の
高温状態による寿命低下を防止することができる。

【０００８】（実施の形態３）本発明の実施の形態３を
図５〜図７に示す。この実施の形態では、上述の実施の
形態１の構成において、図５に示すように、パルストラ
ンスＰＴ及び高圧が印加されるコイルＬ１を絶縁材で封
止し、次に、高熱伝導タイプの樹脂３６にてトランスブ
ロック部全体を封口し、熱を吸い上げる。そして、図６
に示すように、ケースカバー３３に高圧トランスブロッ
ク、その他電子部品（コンデンサＣ、コイルＬ２、スイ
ッチング素子ＳＷ等）をセットし、ケースカバー３３と
の間に高熱伝導タイプの樹脂３８をさらに充填した構成
となっている。なお、図７に示すように、ケースカバー
３３等に放熱フィン３９のような突起を設けて放熱面積
を増大させることにより、内部から吸い上げた熱が外部
へ放射されやすくなる。

【０００９】このように、トランスブロック部を包み込
むように封止する高熱伝導タイプの樹脂３６にてパルス
トランスＰＴ等の電子部品からの熱を吸い上げ、また、
ケースカバー３３との間を高熱伝導タイプの充填樹脂３
８で埋めることにより充填樹脂３８を介してケースカバ
ー３３から放熱することが可能となる。また、ケースカ
バー３３とトランス、各電子部品との間を充填樹脂３８
で埋めることから、空気層が無くなり、コロナ放電の防
止にもつながる。

【００１０】（実施の形態４）本発明の実施の形態４の
始動装置３の回路構成を図８に示す。上述の図３に示す
基本回路では、パルストランスＰＴの２次巻線Ｎ２が放
電灯４の片側に構成されてしまうため、ノイズ対策用の
コイルＬ２が反対側に必要になっていたが、本実施の形
態では、図８に示すように、パルストランスＰＴの２次
巻線Ｎ２１，Ｎ２２が、放電灯４の一対の電極４１，４
２のそれぞれに接続されるように分割されており、放電
灯４の両側からそれぞれ異なった極性の正負のパルスを
発生させる。このように、パルストランスＰＴの２次巻
線Ｎ２１，Ｎ２２が放電灯４の両側に分割して配置され
ているため、不要輻射ノイズが抑制できる。また、コイ
ルＬ１，Ｌ２を削減できることによる部品削減の効果が
ある。また、グランドに対して、正負のパルスが出力さ
れるため、グランドからの耐電圧を確保する構造がコン
パクトになる。

【００１１】（実施の形態５）本発明の実施の形態５を
図９により説明する。この図９は始動装置３におけるパ
ルス発生用コンデンサＣの電圧波形の変化を示してい
る。コンデンサＣは点灯装置１のパルス発生用コンデン
サ充電用出力により充電されて行き、その充電電圧が所
定の放電開始電圧に達すると、スイッチング素子ＳＷが
オンとなり、コンデンサＣの電荷をパルストランスＰＴ
の１次巻線Ｎ１に放出する。ところが、スイッチング素
子ＳＷが放電ギャップである場合、その寿命特性によ
り、寿命末期時には放電開始電圧（特に最初の放電時の
ファースト・イグニッション電圧）が上昇する傾向にあ
るため、絶縁設計上、あるしきい値を設けるようにしな
ければ絶縁破壊が起こる可能性があった。例えばＥＰＣ
ＯＳ製ＦＳ０８ＸＪを使用した場合、寿命末期時のファ
ースト・イグニッションの電圧は、図９に示すように経
年変化により上昇する傾向があり、耐電圧設計上、必ず
絶縁破壊を起こしていた。そこで、本実施の形態では、
点灯装置１から始動装置３に印加される電圧が放電ギャ
ップの放電電圧のしきい値を越えた場合、点灯装置１か
らの出力を停止させる。つまり、図３または図８の端子
Ｘ−Ｚ間の印加電圧を点灯装置１にて検出し、異常時
（しきい値を越えた場合）には点灯装置１からの出力を
停止させる。これにより、異常電圧の印加を防止し、放
電電圧上昇に起因する絶縁破壊を防止できる。また、ア
ークによる焼損等が起こらず、安全性がより向上する。

【００１２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、放電灯の点灯
中に発生する放電灯からの熱を遮蔽するように放電灯と
始動装置の間に少なくとも１箇所以上の断熱壁を設けた
ので、始動装置の電子部品の高温状態による寿命低下を
防止することができる。請求項２の発明によれば、請求
項１において、断熱壁と始動装置の間に少なくとも１箇
所以上の空気層を設けたので、放電灯の点灯中に発生す
る放電灯からの熱をさらに効果的に遮蔽することができ
る。

【００１３】請求項３の発明によれば、放電灯の点灯中
に発生する放電灯からの熱及び電子部品からの熱を始動
装置外に放熱するように始動装置に少なくとも１箇所以
上の突起を設け、または始動装置の外周を高熱伝導部材
により包んだことにより、始動装置の電子部品の高温状
態による寿命低下を防止することができる。請求項４の
発明によれば、請求項３において、始動装置内の少なく
とも１つ以上の電子部品の熱を吸収し、始動装置外周の
高熱伝導部材に放熱するような部材を取り付けたので、
始動装置を構成する電子部品の熱をさらに効果的に放熱
することができる。

【００１４】請求項５の発明によれば、始動装置におけ
るパルストランスの２次巻線が放電灯の一対の電極のそ
れぞれに接続されるように分割されているので、ノイズ
対策用のコイルが不要となり、より一層の小型化とコス
ト低減が可能となる。請求項６の発明によれば、始動装
置と放電灯が一体化されているので、小型化が可能とな
り、自動車用のヘッドライトの光源等として用いるのに
適した構成となる。請求項７の発明によれば、前記始動
装置のスイッチング素子の放電開始電圧が所定のしきい
値よりも上昇したときには前記点灯装置からの出力を停
止させるようにしたので、始動装置から異常な高電圧が
発生せず、絶縁破壊やアークによる焼損等を防止でき、
安全性がより向上する利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の内部構造を示す分解斜
視図である。

【図２】本発明の実施の形態１の全体回路構成を示すブ
ロック回路図である。

【図３】本発明の実施の形態１の要部回路構成を示す回
路図である。

【図４】本発明の実施の形態２の内部構造を示す断面図
である。

【図５】本発明の実施の形態３のパルストランスを樹脂
封止した構造を示す斜視図である。

【図６】本発明の実施の形態３の始動装置における電子
部品の実装構造を示す斜視図である。

【図７】本発明の実施の形態３の始動装置のケース外観
を示す斜視図である。

【図８】本発明の実施の形態４の要部回路構成を示す回
路図である。

【図９】本発明の実施の形態５の動作説明のための波形
図である。

【符号の説明】

１点灯装置２コネクタ３始動装置４放電灯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高松健一大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者上野政利大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 3K014 AA01 CA03 DA07 EA01 HA04 JA01 LA01 LB03 LB04 LB05 3K042 AA08 AC06 CC10 3K083 AA12 AA15 AA20 AA26 AA28 AA30 AA91 BC12 BC33 BC42 BC47 BD03 BD15 BE10 CA32 EA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電灯と、放電灯を点灯に至らしめる
始動装置と、前記始動装置を介して放電灯を安定点灯さ
せる点灯装置とで構成される放電灯点灯装置における始
動装置であって、前記始動装置内に、放電灯を点灯に至
らしめる高電圧パルスを発生させるパルストランスと、
パルス発生用の電荷を蓄積するコンデンサと、該コンデ
ンサに蓄積された電荷を前記パルストランスの１次巻線
に供給するためのスイッチング素子を内蔵し、前記放電
灯の点灯中に発生する放電灯からの熱を遮蔽するように
前記放電灯と始動装置の間に少なくとも１箇所以上の断
熱壁を設けたことを特徴とする始動装置。
【請求項２】請求項１において、断熱壁と始動装置
の間に少なくとも１箇所以上の空気層を設けたことを特
徴とする始動装置。
【請求項３】放電灯と、放電灯を点灯に至らしめる
始動装置と、前記始動装置を介して放電灯を安定点灯さ
せる点灯装置とで構成される放電灯点灯装置における始
動装置であって、前記始動装置内に、放電灯を点灯に至
らしめる高電圧パルスを発生させるパルストランスと、
パルス発生用の電荷を蓄積するコンデンサと、該コンデ
ンサに蓄積された電荷を前記パルストランスの１次巻線
に供給するためのスイッチング素子を内蔵し、前記放電
灯の点灯中に発生する放電灯からの熱及び電子部品から
の熱を始動装置外に放熱するように始動装置に少なくと
も１箇所以上の突起を設け、または始動装置の外周を高
熱伝導部材により包んだことを特徴とする始動装置。
【請求項４】請求項３において、始動装置内の少な
くとも１つ以上の電子部品の熱を吸収し、前記高熱伝導
部材に放熱するような部材を取り付けたことを特徴とす
る始動装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、パ
ルストランスの２次巻線が、放電灯の一対の電極のそれ
ぞれに接続されるように分割されていることを特徴とす
る始動装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかにおいて、始
動装置と放電灯が一体化されていることを特徴とする始
動装置付き放電灯。
【請求項７】請求項１〜５のいずれかにおいて、前
記始動装置のスイッチング素子の放電開始電圧が所定の
しきい値よりも上昇したときには前記点灯装置からの出
力を停止させるようにしたことを特徴とする放電灯点灯
装置。