JP2003142324A - 放電灯点灯用始動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トランスの小型化を可能にすることにより放
電灯点灯用始動装置の小型化を可能にする。 【解決手段】 開磁路コア１０の一の部分１０ａに１
次，２次巻線１１１，１１２を設けて構成され、１次側
に印加する電圧を昇圧して２次側に出力するトランス１
１と、開磁路コア１０の他の部分１０ｂに１次，２次巻
線１２１，１２２を設けて構成され、トランス１１の２
次側から１次巻線１２１に印加する電圧を昇圧して２次
巻線１２２に接続される放電灯に印加するトランス１２
とにより一体型のトランス１を構成した。そして、開磁
路コア１０の一の部分１０ａの断面積と他の部分１０ｂ
の断面積との大小関係がそれぞれ小と大とになるように
形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高輝度放電灯（Ｈ
ＩＤランプ）などの放電灯に高電圧パルスを印加して、
放電灯を瞬時に始動または再始動させるための放電灯点
灯用始動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】メタルハライドランプ、高圧ナトリウム
ランプ、水銀灯などの高輝度放電灯を始動させるため
に、イグナイタと呼ばれる高電圧を発生する始動装置が
用いられているが、近年、高輝度放電灯の適用が活発に
なってきている例えば液晶プロジェクタ、車載ヘッドラ
イト、トンネル灯などの産業用途で用いられる始動装置
には、それらの瞬時始動または瞬時再始動のために１０
ｋＶ〜数十ｋＶにおよぶ高電圧を出力するものがある。

【０００３】図１４にこの種の放電灯点灯用始動装置を
用いた放電灯点灯装置の構成図を示す。この放電灯点灯
装置は、放電灯点灯用始動装置（イグナイタ）ＩＧ−Ａ
と、直流電源Ｅを入力とする安定器Ｂと、この安定器Ｂ
の両出力端子間に放電灯点灯用始動装置ＩＧ−Ａを介し
て接続される放電灯（高輝度放電灯）Ｌａとを備えてい
る。

【０００４】放電灯点灯用始動装置ＩＧ−Ａは、ＤＣ電
源Ｅ１と、抵抗Ｒと、この抵抗Ｒを介してＤＣ電源Ｅ１
の両端間に接続されるコンデンサＣ０と、双方向２端子
サイリスタなどの半導体スイッチ素子ＳＷと、この半導
体スイッチ素子ＳＷを介してコンデンサＣ０の両端間に
１次側の１次巻線１１１が接続され、この１次巻線１１
１に印加する電圧を昇圧して２次側の２次巻線１１２間
に出力するトランス１１Ａと、整流用のダイオードＤ
と、このダイオードＤを介してトランス１１Ａの２次巻
線１１２間に接続されるコンデンサＣと、放電ギャップ
スイッチ素子ＧＡＰと、この放電ギャップスイッチ素子
ＧＡＰを介してコンデンサＣの両端間に１次側の１次巻
線１２１Ａが接続され、この１次巻線１２１Ａに印加す
る電圧を昇圧して２次側の２次巻線１２２Ａに接続され
た放電灯Ｌａ側に印加するトランス（パルストランス）
１２Ａとにより構成されている。

【０００５】ここで、具体数値例として、ＤＣ電源Ｅ１
の出力を３４０Ｖに設定し、抵抗Ｒの抵抗値を１８ｋΩ
に設定し、コンデンサＣ０，Ｃの容量値をそれぞれ０．
１μＦ，２ｎＦに設定し、トランス１１Ａ，１２Ａの巻
数比をそれぞれ１次巻線１１１：２次巻線１１２≒３
０：１８００，１次巻線１２１Ａ：２次巻線１２２Ａ≒
５：３５を満足するように設定し、そして半導体スイッ
チ素子ＳＷおよび放電ギャップスイッチ素子ＧＡＰにそ
れぞれブレークダウン電圧が２２０Ｖおよび３ｋＶとな
るものを使用したとき、以下の回路動作により、トラン
ス１２Ａの２次巻線１２２Ａ間に、パルス幅１００ｎｓ
程度、パルス高２０ｋＶ程度の高電圧パルスを発生させ
ることができる。

【０００６】すなわち、出力３４０ＶのＤＣ電源Ｅ１が
入力されると、ＤＣ電源Ｅ１から抵抗Ｒを介してコンデ
ンサＣ０に充電電流が流れ、コンデンサＣ０の両端電圧
が上昇していく。この後、コンデンサＣ０から半導体ス
イッチ素子ＳＷに印加する電圧がそのブレークダウン電
圧を超えると、半導体スイッチ素子ＳＷがオンになって
コンデンサＣ０が放電し、トランス１１Ａの２次巻線１
１２間に、昇圧された電圧が誘起する。この電圧によ
り、２次巻線１１２間にダイオードＤを介して接続され
たコンデンサＣに電流が流れ、コンデンサＣの両端電圧
が上昇する。

【０００７】このような一連の動作の繰り返しによっ
て、コンデンサＣの両端電圧が上昇していき、コンデン
サＣから放電ギャップスイッチ素子ＧＡＰに印加する電
圧がそのブレークダウン電圧を超えると、放電ギャップ
スイッチ素子ＧＡＰがオンになってコンデンサＣが放電
し、トランス１２Ａの２次巻線１２２Ａ間に２０ｋＶ程
度に昇圧した電圧が誘起する。そして、２次巻線１２２
Ａ間に誘起した電圧が放電灯Ｌａに印加することによ
り、放電灯Ｌａが瞬時に始動または再始動することにな
り、放電灯Ｌａが始動または再始動すると、安定器Ｂの
出力を受けて放電灯Ｌａが点灯を維持することになる。

【０００８】なお、放電灯Ｌａが点灯すると、放電灯点
灯用始動装置ＩＧ−Ａの回路動作を実質的に停止するべ
く、ＤＣ電源Ｅ１の出力がゼロに、あるいは半導体スイ
ッチ素子ＳＷのブレークダウン電圧よりも低い値に切り
替えられる。

【０００９】上記放電灯点灯用始動装置ＩＧ−Ａによれ
ば、トランス１２Ａの１次側に３ｋＶの高めの電圧を印
加することにより、その２次側に２０ｋＶ程度の高電圧
を誘起するために必要となるトランス１２Ａの巻数比を
下げることができるので、２次巻線１２２Ａの抵抗成分
を減少させることができる。この結果、放電灯Ｌａの点
灯時に数Ａの電流が流れたとしても、２次巻線１２２Ａ
での発熱を抑えることができるので、１００Ｗ以上の高
出力の高輝度放電灯に対応可能となる。

【００１０】図１５に別の放電灯点灯用始動装置の構成
例を示し、図１６に同放電灯点灯用始動装置内のトラン
スの構造例を示す。ただし、図１６において、Ｗ_1B，Ｔ
_1Bはそれぞれボビンの幅および厚み（高さ）寸法を示
し、Ｗ_10B ，Ｔ_10B はそれぞれ開磁路コアの幅および厚
み寸法を示す。

【００１１】図１５の放電灯点灯用始動装置ＩＧ−Ｂ
は、ＤＣ電源Ｅ１と、抵抗Ｒと、コンデンサＣ０，Ｃ
と、半導体スイッチ素子ＳＷと、ダイオードＤと、放電
ギャップスイッチ素子ＧＡＰとを図１４の放電灯点灯用
始動装置ＩＧ−Ａと同様に備えているほか、放電灯点灯
用始動装置ＩＧ−Ａとの相違点として一体型のトランス
１Ｂを備えている。

【００１２】このトランス１Ｂは、図１６に示すよう
に、筒状に形成され外側面に複数のつば部１０１Ｂ〜１
０６Ｂが延設されたボビン１００Ｂを介して、一の方向
に所定長Ｌ伸びる角柱状に形成された開磁路コア１０Ｂ
の一の部分（図１６（ｂ）では右側の部分）に、１次巻
線１１１および２次巻線１１２を設けて構成され、１次
側の１次巻線１１１に印加する電圧を昇圧して２次側の
２次巻線１１２に出力するトランス（トランス部）１１
Ｂと、ボビン１００Ｂを介して開磁路コア１０Ｂの他の
部分に１次巻線１２１Ａおよび２次巻線１２２Ａを設け
て構成され、２次巻線１１２側から１次巻線１２１Ａに
印加する電圧を昇圧して２次巻線１２２Ａに接続される
放電灯Ｌａに印加するトランス（トランス部）１２Ｂと
を一体に備え、ボビン１００Ｂに設けられた複数のピン
端子ＴＭに各巻線の両端を電気的に接続して構成され
る。

【００１３】図１６の例では、トランス１１Ｂの１次巻
線１１１は、ボビン１００Ｂにおけるつば部１０１Ｂ，
１０２Ｂ間に設けられ、２次巻線１１２は、ボビン１０
０Ｂにおけるつば部１０２Ｂ，１０３Ｂ間、つば部１０
３Ｂ，１０４Ｂ間、つば部１０４Ｂ，１０５Ｂ間にかけ
て設けられている。一方、トランス１２Ｂの２次巻線１
２２Ａは、ボビン１００Ｂにおけるつば部１０５Ｂ，１
０６Ｂ間に設けられ、その上に１次巻線１２１Ａが設け
られている。

【００１４】このような巻位置で開磁路コア１０Ｂに、
１次，２次巻線１１１，１１２と１次，２次巻線１２１
Ａ，１２２Ａとを設けることにより、トランス１１Ｂ，
１２Ｂの双方がほとんど結合しなくなる。すなわち、ト
ランス１１Ｂの１次巻線１１１により発生する磁束は、
近距離に配置される２次巻線１１２には鎖交するが、距
離の離れているトランス１２Ｂの１次，２次巻線１２１
Ａ，１２２Ａにはほとんど鎖交しない。同様に、トラン
ス１２Ｂの１次巻線１２１Ａにより発生する磁束は、近
接する２次巻線１２２Ａには鎖交するが、距離の離れて
いるトランス１１Ｂの１次，２次巻線１１１，１１２に
はほとんど鎖交しない。

【００１５】このような構成の放電灯点灯用始動装置Ｉ
Ｇ−Ｂによれば、開磁路コア１０Ｂを共用しつつ、トラ
ンス１１Ｂ，１２Ｂを互いに独立して機能させることが
できる。また、コアおよびボビンが１つで済むので、経
済的に効果がある。

【００１６】なお、特開平１１−２７３８８５号公報に
は、放電灯に高圧パルスを印加するための高圧トランス
に閉磁路構造のコアを用いる放電灯点灯装置が記載され
ている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１６
に示した従来のトランス１Ｂの構造では、開磁路コアの
長手方向の寸法（Ｌ）を変えずに、開磁路コアの厚み
（Ｔ_10B ）、ボビンの肉厚および各巻線の厚みで決まる
寸法（Ｔ_1B）を短縮して、全体を小型にすることが困難
であった。

【００１８】この理由は、パルス幅が１００ｎｓ程度で
パルス高が２０ｋＶ程度の高圧のパルス電圧を出力する
ために開磁路コアの径を小さくすることが困難であるこ
と、樹脂成形の条件によりボビンに対して１ｍｍ程度の
肉厚が必要になること、そして巻数比が昇圧条件で決ま
り、抵抗成分を左右する巻線導体径が温度上昇の抑制の
ために制限を受け、また線間、層間耐圧確保のために巻
線の導体線を被覆する絶縁厚が決まるので、巻線が占め
る空間を狭めることが困難であることによる。

【００１９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、トランスの小型化を可能にすることにより小型
化が可能となる放電灯点灯用始動装置を提供することを
目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１記載の発明の放電灯点灯用始動装置は、開磁
路コアの一の部分に巻線を設けて構成され、１次側に印
加する電圧を昇圧して２次側に出力する第１トランス部
と、前記開磁路コアの他の部分に巻線を設けて構成さ
れ、前記第１トランス部の２次側から自己の１次側に印
加する電圧を昇圧して自己の２次側に接続される放電灯
に印加する第２トランス部とによりなる一体型のトラン
スを備え、前記開磁路コアの一の部分の断面積とその他
の部分の断面積との大小関係がそれぞれ小と大とになっ
ていることを特徴とする。

【００２１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の放
電灯点灯用始動装置において、前記第２トランス部の２
次側の２次巻線は、前記開磁路コアの他の部分に縦巻に
された平角銅線によりなることを特徴とする。

【００２２】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の放電灯点灯用始動装置において、前記第１トラン
ス部の１次側の１次巻線および前記第２トランス部の１
次側の１次巻線のうち少なくとも一方の１次巻線は、実
装基板にプリントされたプリントパターンによりなるこ
とを特徴とする。

【００２３】請求項４記載の発明の放電灯点灯用始動装
置は、１次巻線と、この１次巻線と同軸となる２次巻線
と、これら１次巻線および２次巻線の軸部分に設けられ
るコアとにより構成され、前記１次巻線に印加する電圧
を昇圧して前記２次巻線に接続される放電灯に印加する
トランスを備え、軸方向における前記１次巻線の巻幅と
前記２次巻線の巻幅との関係がそれぞれ長と短との関係
にあることを特徴とする。

【００２４】請求項５記載の発明は、請求項４記載の放
電灯点灯用始動装置において、前記２次巻線は、前記コ
アに縦巻にされた平角銅線によりなることを特徴とす
る。

【００２５】請求項６記載の発明は、請求項４または５
記載の放電灯点灯用始動装置において、前記１次巻線と
前記２次巻線との間には、筒状に形成され表面に螺旋状
の溝を持つ絶縁樹脂製のボビンが介設され、このボビン
の螺旋状の溝に沿って裸銅線または導電樹脂が前記１次
巻線として設けられていることを特徴とする。

【００２６】請求項７記載の発明は、請求項６記載の放
電灯点灯用始動装置において、前記導電樹脂が設けられ
る螺旋状の溝は、前記２次巻線の低圧側から高圧側に至
る軸方向における各寸法がより広く深さがより浅く変化
していく構造になっていることを特徴とする。

【００２７】請求項８記載の発明は、請求項１から７の
いずれかに記載の放電灯点灯用始動装置において、前記
トランスのコアの一部または全部が磁性粉入り接着剤に
よりなることを特徴とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は放電灯点
灯用始動装置に使用されるトランスの構造図、図２は同
トランスを構成するコアおよび巻線を示す図、図３は同
トランスの一部拡大断面図であり、これらの図を参照し
ながら本発明の第１実施形態について説明する。

【００２９】第１実施形態の放電灯点灯用始動装置は、
従来の放電灯点灯用始動装置ＩＧ−Ｂとの相違点とし
て、トランス１Ｂに代えて図１に示すような構造の一体
型のトランス１を備えている。ただし、図１において、
Ｗ₁ ，Ｔ₁ はそれぞれボビンの幅および厚み（高さ）寸
法を示し、Ｔ_10S ，Ｔ_10B はそれぞれコアの一の部分お
よび他の部分の厚み寸法を示す。

【００３０】トランス１は、筒状に形成され外側面に複
数のつば部１１０ａ〜１１０ｅが延設されたボビン１１
０を介して、一の方向に所定長Ｌ伸びる形状に形成され
た開磁路コア１０の一の部分１０ａに、１次巻線１１１
および２次巻線１１２を設けて構成され、１次側の１次
巻線１１１に印加する電圧を昇圧して２次側の２次巻線
１１２に出力するトランス１１（第１トランス部）と、
開磁路コア１０の他の部分１０ｂに１次巻線１２１およ
び２次巻線１２２を設けて構成され、２次巻線１１２側
から１次巻線１２１に印加する電圧を昇圧して２次巻線
１２２に接続される放電灯Ｌａに印加するトランス１２
（第２トランス部）とを一体に備え、各巻線の両端を、
２次巻線１２２の高圧側の一端１２２_H を除き、ボビン
１１０に設けられた複数のピン端子ＴＭに電気的に接続
して構成される。なお、２次巻線１２２の一端１２２_H
は、２０ｋＶ程度の高電圧を出力するため、絶縁距離を
十分に確保するように別の手段で固定される。

【００３１】さらに詳述すると、開磁路コア１０は、一
の部分１０ａおよび他の部分１０ｂが断面寸法の異なる
柱状に形成され、一の部分１０ａの断面積と他の部分１
０ｂの断面積（図１６の開磁路コア１０Ｂの断面積とほ
ぼ同じ）との大小関係がそれぞれ小（１０ｍｍ² 程度）
と大（５０ｍｍ² ）とになる同軸の段差構造になってい
る。ここで、開磁路コア１０は、２次巻線１２２との絶
縁確保のため、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトコア（抵抗率が
他材料に比べ非常に大きい絶縁材料）に限定されるが、
柱状の開磁路形状であり、透磁率等のコア特性の影響は
少なく、そのコア材料で十分である。

【００３２】ボビン１１０は、絶縁樹脂により、開磁路
コア１０の一の部分１０ａに丁度填り込む筒状に形成さ
れ、その外側面には複数のつば部１１０ａ〜１１０ｅが
延設されている。そして、図１（ｃ）に示すように、ト
ランス１２から最も離れるつば部１１０ａ，１１０ｂ間
の収納スペースに、例えば断面円状の導体線を絶縁体で
被覆して構成される通常の丸線を巻き回して１次巻線１
１１が設けられ、トランス１２寄りのつば部１１０ｂ，
１１０ｃ間、つば部１１０ｃ，１１０ｄ間、つば部１１
０ｄ，１１０ｅ間の３つの収納スペースにかけて例えば
通常の丸線を巻き回して２次巻線１１２が設けられる。

【００３３】ここで、１次巻線１１１および２次巻線１
１２の巻数比を図１６に示した従来のトランス１Ｂと同
じ巻数比（３０：１８００程度）に設定したとき、一の
部分１０ａの断面積が従来のトランス１Ｂのそれよりも
小さいために充電時間が若干長くなるものの、従来のト
ランス１Ｂと同等の昇圧機能が得られ、コンデンサＣを
３ｋＶ以上に充電することができる。この場合、トラン
ス１１の１次巻線１１１、２次巻線１１２およびボビン
１１０が、従来のトランス１Ｂの対応する部分とほぼ寸
法が等しくなる上に、従来の開磁路コア１０Ｂの断面積
よりも小さい断面積となる開磁路コア１０の一の部分１
０ａに設けられることになるから、従来のトランス１１
Ｂと比べてトランス１１の小型化が可能となる。また、
開磁路コア１０の一の部分１０ａの断面積が従来の開磁
路コア１０Ｂのそれよりも小さくなった分、巻線抵抗を
変えずに、１次巻線１１１および２次巻線１１２の巻数
を増やすことも可能である。この場合、コンデンサＣの
充電時間の遅れを補うことができるので、コンデンサＣ
の充電時間を従来のトランス１Ｂと同等にすることもで
きる。

【００３４】他方、トランス１２の２次巻線１２２は、
図２に示すように、平角銅線１２２ａを厚みが４０μｍ
程度の絶縁膜１２２ｂで被覆して１．２ｍｍ×０．１６
ｍｍの寸法に構成される平角線を、開磁路コア１０の他
の部分１０ｂに直接一層で縦巻（エッジをコアに垂直に
立たせるように巻くエッジワイズ巻）することによって
設けられる。１次巻線１２１は、図３に示すように、φ
４ｍｍの導体線１２１ａを絶縁膜１２２ｂよりも厚手の
絶縁体１２１ｂで被覆して構成される通常の丸線を、２
次巻線１２２上の低圧側に直接巻き回すことによって設
けられる。絶縁体１２１ｂは、２０ｋＶの出力に対し
て、線間および層間の絶縁耐圧を確保できる厚さに設定
される。

【００３５】ここで、従来のトランス１Ｂでは、図４に
示すように、ボビン１００Ｂを介して開磁路コア１０Ｂ
の他の部分に、φ４ｍｍの導体線を絶縁体で被覆して構
成される通常の丸線を３層に巻き回して２次巻線１２２
Ａが設けられ、その上に同様の丸線を１層に巻き回して
１次巻線１２１Ａが設けられるに対し、トランス１２で
は、開磁路コア１０の他の部分１０ｂに直接一層で１．
２ｍｍ×０．１６ｍｍの寸法の平角線によりなる２次巻
線１２２が設けられ、その上に従来と同様の丸線による
１次巻線１２１が設けられるので、従来のトランス１２
Ｂと比し、トランス１２の小型化が可能となる。なお、
図１（ａ），（ｃ）の例では、トランス１１の寸法（ボ
ビンの幅および厚み寸法）とトランス１２の寸法とがほ
ぼ等しくなるように設定されている。

【００３６】そして、第１実施形態の放電灯点灯用始動
装置についても、従来の放電灯点灯用始動装置ＩＧ−Ｂ
と同様に、具体数値例として、ＤＣ電源Ｅ１の出力を３
４０Ｖに設定し、抵抗Ｒの抵抗値を１８ｋΩに設定し、
コンデンサＣ０，Ｃの容量値をそれぞれ０．１μＦ，２
ｎＦに設定し、トランス１１，１２の巻数比をそれぞれ
１次巻線１１１：２次巻線１１２≒３０：１８００，１
次巻線１２１：２次巻線１２２≒５：３５を満足するよ
うに設定し、そして半導体スイッチ素子ＳＷおよび放電
ギャップスイッチ素子ＧＡＰにそれぞれブレークダウン
電圧が２２０Ｖおよび３ｋＶとなるものを使用したと
き、２次巻線１２２間に、パルス幅が１００ｎｓ程度で
パルス高が２１ｋＶの高電圧パルスを発生させることが
できた。なお、従来の放電灯点灯用始動装置ＩＧ−Ｂと
比べてパルス高が若干高くなったのは、２次巻線１２２
の巻き厚が薄くなることにより、１次巻線１２１と開磁
路コア１０との離隔距離が近くなって、１次巻線１２１
と２次巻線１２２との結合比が上がったためと考えられ
る。

【００３７】この設定で双方のトランスの寸法を比較す
ると、従来のトランス１ＢのＷ_1B、Ｔ_1BおよびＬは、そ
れぞれ２０ｍｍ、１５ｍｍおよび２０ｍｍであり、その
容積が約６ｃｃであったのに対し、第１実施形態のトラ
ンス１のＷ₁ 、Ｔ₁ およびＬは、それぞれ１５ｍｍ、１
０ｍｍおよび１７ｍｍであり、その容積が約２．６ｃｃ
と従来の半分以下であった。

【００３８】このように、第１実施形態によれば、トラ
ンス１の外形寸法全体を小さくすることができ、トラン
ス１の小型化が可能になった。また、これにより放電灯
点灯用始動装置の小型化も可能となった。

【００３９】なお、第１実施形態の放電灯点灯用始動装
置は、図１５に示した従来の放電灯点灯用始動装置ＩＧ
−Ｂと同じ回路構成となるが、本発明の放電灯点灯用始
動装置は、図１５に示す具体回路構成に限定されるのの
ではなく、第１トランス部および第２トランス部をそれ
ぞれ前段および後段に備え、昇圧を２段で行う構成であ
ればよい。

【００４０】（第２実施形態）図５は放電灯点灯用始動
装置に使用されるトランスの一部構造図であり、この図
を参照しながら本発明の第２実施形態について説明す
る。

【００４１】第２実施形態の放電灯点灯用始動装置は、
第１実施形態の放電灯点灯用始動装置との相違点とし
て、トランス１に代えて図５に示すような構造の一体型
のトランス２を備えている。ただし、図５において、
“ＩＤ”は１次巻線および２次巻線の層間絶縁に必要な
絶縁距離を示し、“Ｔ₂₂”はボビンおよび１次巻線によ
る厚み寸法を示す。

【００４２】トランス２は、第１実施形態の２次巻線１
２２に代えてそれよりも少ない巻数“２６”で巻かれた
平角線からなる２次巻線２２２を備えるとともに、この
２次巻線２２２と１次巻線１２１との間に介設される絶
縁確保用の筒状のボビン２２０（絶縁樹脂製で厚みは１
ｍｍ）をさらに備え、軸方向における１次巻線１２１の
巻幅Ｌ₁₂₁ と２次巻線２２２の巻幅Ｌ₂₂₂ との関係がそ
れぞれ長と短との関係になっている以外は第１実施形態
のトランス１と同様に構成される。

【００４３】ここで、図６（ａ）に後段のトランスの２
次巻線の巻数に対する出力パルス電圧の特性図を示し、
第２実施形態における２次巻線２２２の巻数の設定原理
について説明する。

【００４４】図６（ａ）において、“ｂ”点は、図６
（ｂ）に示す従来のトランス１Ｂの２次巻線１２２Ａの
巻数が３５であるときに得られる出力パルス電圧２０ｋ
Ｖを示す。“ｃ”点は、図６（ｃ）に示す第１実施形態
のトランス１の２次巻線１２２の巻数が３５であるとき
に得られる出力パルス電圧２１ｋＶを示す。

【００４５】そして“ｄ”から“ｅ”に向かう各点は、
トランス２に係る後段のトランスの２次巻線の巻数を、
第１実施形態の２次巻線１２２の巻数“３５”から本実
施形態の２次巻線２２２の巻数“２６”へと順次低減し
たときに得られる各巻数毎の出力パルス電圧を示す。た
だし、この場合、１次巻線１２１は、第１実施形態の２
次巻線１２２と同じ巻幅Ｌ₁₂₁ に設定され、均一に巻か
れる。

【００４６】図６（ｄ）に示すように、後段のトランス
の１次巻線１２１と２次巻線との間の絶縁機能をボビン
２２０により確保した上で、その２次巻線の巻数を第１
実施形態と同じ巻数“３５”にしたまま、その２次巻線
の巻幅に１次巻線１２１の巻幅を合わせると、出力パル
ス電圧が１００ｎｓ程度のパルス幅で２４．５ｋＶのパ
ルス高の電圧に上昇した。これは、１次巻線１２１の巻
幅を２次巻線の巻幅と同じにしたことで、結合比が第１
実施形態のそれよりも大きくなったためと考えられる。

【００４７】そして、図６（ｄ）の状態から、１次巻線
１２１の巻幅を固定して、２次巻線の巻数を順次減らし
ていき、従来のトランス１Ｂと同程度の出力パルス電圧
が得られたときの２次巻線の巻数を実験的に求めると、
２６であった。このようにして、２次巻線２２２の巻数
を２６に設定した。

【００４８】以上、第２実施形態によれば、２次巻線２
２２の巻数を、第１実施形態の巻数“３５”から２６に
減らすことができる。これにより、２次巻線２２２の抵
抗成分が低減するので、よりランプ電流の大きな高出力
の放電灯に対しても発熱を好適に抑制することができ
る。また、後段のトランスの２次側のインダクタンスが
小さくなるが、これは放電灯と直列に接続される２次側
のインダクタンスを削減できることを意味し、ランプ電
流、およびランプ電圧の極性反転時の立上りを速くで
き、ランプの光束を大きくできる。

【００４９】なお、第２実施形態では、従来のトランス
１Ｂと同程度の出力パルス電圧が得られるように、後段
のトランスの２次巻線の巻数を減らす構成になっている
が、２次巻線の巻数を変えずに、開磁路コア１０の他の
部分１０ｂの断面積を、従来のトランス１Ｂと同程度の
出力パルス電圧が得られるまで小さくしていくことも可
能であり、この場合、トランスのさらなる小型化が可能
となる。

【００５０】また、トランスを前段と後段に配置する２
段昇圧の構成に限らず、また別体型のトランスでも、１
次巻線と２次巻線との関係を第２実施形態で述べた関係
に設定すれば、第２実施形態と同様の効果を得ることが
できる。

【００５１】（第３実施形態）図７は放電灯点灯用始動
装置に使用されるトランスの一部構造図であり、この図
を参照しながら本発明の第３実施形態について説明す
る。

【００５２】第３実施形態の放電灯点灯用始動装置は、
第２実施形態の放電灯点灯用始動装置との相違点とし
て、トランス２に代えて図７に示すような構造の一体型
のトランス３を備えている。ただし、トランス３は一体
型でなくてもよいが、説明の便宜上、一体型であるとす
る。また、図７において、“ＩＤ”は１次巻線および２
次巻線の層間絶縁に必要な絶縁距離を示し、“Ｔ₃₂”は
ボビンおよび１次巻線による厚み寸法を示す。

【００５３】トランス３は、第２実施形態の１次巻線１
２１に代えてこの導体線１２１ａと径が同じ絶縁被覆の
無い裸電線からなる１次巻線３２１を備えるとともに、
この１次巻線３２１と２次巻線２２２との間に介設さ
れ、表面に螺旋状の溝３２０ａを持つ筒状に形成された
絶縁樹脂製のボビン３２０を第２実施形態のボビン２２
０に代えて備え、螺旋状の溝３２０ａに沿って１次巻線
３２１が設けられている以外は第２実施形態のトランス
２と同様に構成される。

【００５４】ここで、第２実施形態では、図５に示した
ように、１次巻線１２１および２次巻線２２２の層間絶
縁に必要な絶縁距離“ＩＤ”は、１次巻線１２１の絶縁
体１２１ｂおよびボビン２２０によって確保され、ボビ
ン２２０および１次巻線１２１による厚み寸法は
“Ｔ₂₂”となる。これに対して、本実施形態では、絶縁
距離“ＩＤ”は、溝３２０ａを除いたボビン３２０の厚
みによって確保され、ボビン３２０および１次巻線３２
１による厚み寸法は“Ｔ₃₂”となる。そして、絶縁距離
および導体線の径が双方で同じであるので、“Ｔ₃₂”は
“Ｔ₂₂”よりも薄くなる。これにより、トランス３は、
第２実施形態のトランス２よりも薄型となる。

【００５５】（第４実施形態）図８は放電灯点灯用始動
装置に使用されるトランスの一部構造図であり、この図
を参照しながら本発明の第４実施形態について説明す
る。

【００５６】第４実施形態の放電灯点灯用始動装置は、
第２実施形態の放電灯点灯用始動装置との相違点とし
て、トランス２に代えて図８に示すような構造の一体型
のトランス４を備えている。ただし、トランス４は一体
型でなくてもよいが、説明の便宜上、一体型であるとす
る。また、図８において、“ＩＤ”は１次巻線および２
次巻線の層間絶縁に必要な絶縁距離を示し、“Ｔ₃₂”は
ボビンおよび１次巻線による厚み寸法を示す。

【００５７】トランス４は、第２実施形態の１次巻線１
２１に代えてこの導体線１２１ａと例えば断面積が同じ
導電樹脂からなる１次巻線４２１を備えるとともに、こ
の１次巻線４２１と２次巻線２２２との間に介設され、
表面に螺旋状の溝３２０ａを持つ筒状に形成された絶縁
樹脂製のボビン３２０を第２実施形態のボビン２２０に
代えて備え、螺旋状の溝３２０ａに沿って１次巻線４２
１が設けられている以外は第２実施形態のトランス２と
同様に構成される。

【００５８】この第４実施形態によれば、トランス４
は、第２実施形態のトランス２よりも薄型となる。ま
た、螺旋状の溝３２０ａに導電樹脂を流し込むことによ
り１次巻線４２１を設けることができるので、巻線工程
を簡略化できる。

【００５９】（第５実施形態）図９は放電灯点灯用始動
装置に使用されるトランスの一部構造図であり、この図
を参照しながら本発明の第５実施形態について説明す
る。

【００６０】第５実施形態の放電灯点灯用始動装置は、
第４実施形態の放電灯点灯用始動装置との相違点とし
て、トランス４に代えて図９に示すような構造の一体型
のトランス５を備えている。ただし、トランス５は一体
型でなくてもよいが、説明の便宜上、一体型であるとす
る。また、図８において、“Ｔ₅₂”はボビンおよび１次
巻線による厚み寸法を示す。

【００６１】トランス５は、第４実施形態のボビン３２
０に代えて表面に螺旋状の溝を持つ筒状に形成された絶
縁樹脂製のボビン５２０を備えるとともに、１次巻線４
２１に代えて断面形状の異なる導電樹脂製の１次巻線５
２１を備え、ボビン５２０の螺旋状の溝が、２次巻線２
２２の低圧側から高圧側に至る軸方向における各寸法
（５２０ａ〜５２０ｅの各寸法）がより広く深さがより
浅く変化していく構造になっている以外は第４実施形態
のトランス４と同様に構成される。

【００６２】このように、２次巻線２２２の高圧側に１
次巻線５２１の導体部分が近づくほどボビン５２０の溝
をより浅くして、その導体部分を２次巻線２２２の高圧
側から離すようにすれば、最小の離隔距離で層間絶縁を
確保することができる。例えば、１次巻線と２次巻線と
の間に高圧側に必要となる絶縁距離を一律に確保する場
合に比べ、ボビン５２０および１次巻線５２１による厚
み寸法“Ｔ₅₂”をより小さくすることができる。また、
２次巻線２２２の高圧側に１次巻線５２１の導体部分が
近づくほどボビン５２０の溝をより広くすることによ
り、１次巻線５２１の断面積を一定にすることができ
る。

【００６３】（第６実施形態）図１０は放電灯点灯用始
動装置に使用されるトランスの構造図であり、この図を
参照しながら本発明の第６実施形態について説明する。

【００６４】第６実施形態の放電灯点灯用始動装置は、
第１実施形態の放電灯点灯用始動装置との相違点とし
て、図１０に示すように、トランス１に代えて、これが
有するトランス１１とは構造の異なるトランス６１（第
１トランス部）と、トランス１と同様のトランス１２と
を一体にして構成されるトランス６を備えている。

【００６５】トランス６１は、筒状に形成され外側面に
複数のつば部６１０ｂ〜６１０ｅが延設されたボビン６
１０を介して、開磁路コア１０の一の部分１０ａに２次
巻線１１２を設けるとともに、一の部分１０ａの先端側
にプリント基板Ｐ１を装着してプリント基板Ｐ１に形成
された螺旋状のパターン配線によりなる１次巻線６１１
を設けて構成され、１次側の１次巻線６１１に印加する
電圧を昇圧して２次側の２次巻線１１２に出力する。

【００６６】この構成によれば、ボビン６１０を第１実
施形態のそれよりも小型化することができ、その部品材
料の削減も可能となる。また、パターン配線により１次
巻線６１１を設けることで、巻線工程を簡略化できる。

【００６７】（第７実施形態）図１１は放電灯点灯用始
動装置に使用されるトランスの構造図であり、この図を
参照しながら本発明の第７実施形態について説明する。

【００６８】第７実施形態の放電灯点灯用始動装置は、
第１実施形態の放電灯点灯用始動装置との相違点とし
て、図１１に示すように、トランス１に代えて、このト
ランス１と同様のトランス１１と、トランス１が有する
トランス１２とは構造の異なるトランス７２（第２トラ
ンス部）とを一体にして構成されるトランス７を備え、
第１実施形態の開磁路コア１０の他の部分１０ｂよりも
他の部分７０ｂの軸方向の長さが短い開磁路コア７０を
共通に使用する構成になっている。

【００６９】トランス７２は、第１実施形態の２次巻線
１２２よりも厚み方向の幅寸法が１次巻線１２１の径分
大きい平角線を、開磁路コア７０の他の部分７０ｂに直
接一層で縦巻することにより、２次巻線７２２を設ける
とともに、この２次巻線７２２とトランス１１のボビン
１１０との間に、プリント基板Ｐ２を介装することによ
り、プリント基板Ｐ２に形成された螺旋状のパターン配
線によりなる１次巻線７２１を設けて構成され、トラン
ス１１の２次巻線１１２側から１次巻線７２１に印加す
る電圧を昇圧して２次巻線７２２に接続される放電灯Ｌ
ａに印加する。

【００７０】この構成によれば、２次巻線７２２の厚み
方向の幅寸法が第１実施形態の２次巻線１２２よりも１
次巻線１２１の径分大きいので、２次巻線７２２の軸方
向における巻幅を短縮することができ、開磁路コア７０
の軸方向の長さを短縮することができる。また、１次巻
線７２１と２次巻線７２２とをより一層近接させること
で、それらの結合比をあまり下げずにすむ。さらに、パ
ターン配線により１次巻線７２１を設けることで、巻線
工程を簡略化できる。

【００７１】なお、開磁路コアに介装したプリント基板
の表裏に前段および後段の巻線を形成する構成でもよ
い。

【００７２】（第８実施形態）図１２は放電灯点灯用始
動装置に使用されるトランスの構造図であり、この図を
参照しながら本発明の第８実施形態について説明する。

【００７３】第８実施形態の放電灯点灯用始動装置は、
第６実施形態の放電灯点灯用始動装置との相違点とし
て、トランス６に代えて図１２に示すような構造のトラ
ンス８を備えている。

【００７４】トランス８は、共通に使用する開磁路コア
の一の部分と他の部分とを一体化させた構成になってい
る以外はトランス６と同様に構成される。すなわち、開
磁路コア８０の他の部分１０ｂは第６実施形態と同様に
構成されるが、その一の部分８０ａは、磁性粉入り接着
剤を硬化させた磁性粉体からなり、１次巻線６１１をも
覆う形状に形成され、ボビン６１０にトランス１２およ
びプリント基板Ｐ１を一体に接着している。これによ
り、トランス８の組立工程を簡略化できる。

【００７５】（第９実施形態）図１３は放電灯点灯用始
動装置に使用されるトランスの構造図であり、この図を
参照しながら本発明の第９実施形態について説明する。

【００７６】第９実施形態の放電灯点灯用始動装置は、
第８実施形態の放電灯点灯用始動装置との相違点とし
て、トランス６に代えて、図１３に示すように、磁性粉
入り接着剤を硬化させた磁性粉体により開磁路コア９０
の全体を構成したトランス９を備えている。この場合、
さらにトランス９の組立工程が簡略化できる。

【００７７】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明の放電灯点灯用始動装置は、開磁路コアの
一の部分に巻線を設けて構成され、１次側に印加する電
圧を昇圧して２次側に出力する第１トランス部と、前記
開磁路コアの他の部分に巻線を設けて構成され、前記第
１トランス部の２次側から自己の１次側に印加する電圧
を昇圧して自己の２次側に接続される放電灯に印加する
第２トランス部とによりなる一体型のトランスを備え、
前記開磁路コアの一の部分の断面積とその他の部分の断
面積との大小関係がそれぞれ小と大とになっているの
で、例えば、第１トランス部の巻線構造を従来と同様に
すれば、第１トランス部の２次側で所定の出力を得るた
めの時間が若干長くなるものの、従来と同等の昇圧機能
を得ることができ、この場合、従来よりもトランスの小
型化が可能となり、放電灯点灯用始動装置の小型化が可
能となる。また、巻線抵抗を変えずに、第１トランス部
の巻線の巻数を増やすことも可能であり、この場合、第
１トランス部の２次側で所定の出力を得るための時間の
遅れを補うことができる。

【００７８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の放
電灯点灯用始動装置において、前記第２トランス部の２
次側の２次巻線は、前記開磁路コアの他の部分に縦巻に
された平角銅線によりなるので、従来よりもトランスの
小型化が可能となる。

【００７９】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の放電灯点灯用始動装置において、前記第１トラン
ス部の１次側の１次巻線および前記第２トランス部の１
次側の１次巻線のうち少なくとも一方の１次巻線は、実
装基板にプリントされたプリントパターンによりなるの
で、さらなる小型化が可能となり、巻線工程を簡略化で
きる。

【００８０】請求項４記載の発明の放電灯点灯用始動装
置は、１次巻線と、この１次巻線と同軸となる２次巻線
と、これら１次巻線および２次巻線の軸部分に設けられ
るコアとにより構成され、前記１次巻線に印加する電圧
を昇圧して前記２次巻線に接続される放電灯に印加する
トランスを備え、軸方向における前記１次巻線の巻幅と
前記２次巻線の巻幅との関係がそれぞれ長と短との関係
にあるので、２次巻線間の出力を高めることができ、そ
の分、２次巻線の巻数を減らすことができる。この場
合、２次巻線の抵抗成分が低減するので、よりランプ電
流の大きな高出力の放電灯に対しても発熱を好適に抑制
することができる。また、２次側のインダクタンスが小
さくなるので、放電灯が接続される２次側のインダクタ
ンスを削減することができ、ランプ電流、およびランプ
電圧の極性反転時の立上りを速くでき、ランプの光束を
大きくできる。

【００８１】請求項５記載の発明は、請求項４記載の放
電灯点灯用始動装置において、前記２次巻線は、前記コ
アに縦巻にされた平角銅線によりなるので、従来よりも
トランスの小型化が可能となり、放電灯点灯用始動装置
の小型化が可能となる。

【００８２】請求項６記載の発明は、請求項４または５
記載の放電灯点灯用始動装置において、前記１次巻線と
前記２次巻線との間には、筒状に形成され表面に螺旋状
の溝を持つ絶縁樹脂製のボビンが介設され、このボビン
の螺旋状の溝に沿って裸銅線または導電樹脂が前記１次
巻線として設けられているので、トランスのさらなる小
型化が可能となり、巻線工程を簡略化できる。

【００８３】請求項７記載の発明は、請求項６記載の放
電灯点灯用始動装置において、前記導電樹脂が設けられ
る螺旋状の溝は、前記２次巻線の低圧側から高圧側に至
る軸方向における各寸法がより広く深さがより浅く変化
していく構造になっているので、トランスのさらなる小
型化が可能となる。

【００８４】請求項８記載の発明は、請求項１から７の
いずれかに記載の放電灯点灯用始動装置において、前記
トランスのコアの一部または全部が磁性粉入り接着剤に
よりなるので、トランスの組立工程を簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の放電灯点灯用始動
装置に使用されるトランスの構造図である。

【図２】同トランスを構成するコアおよび巻線を示す図
である。

【図３】同トランスの一部拡大断面図である。

【図４】従来のトランスにおける図３に対応する部分の
断面図である。

【図５】本発明に係る第２実施形態の放電灯点灯用始動
装置に使用されるトランスの一部構造図である。

【図６】図５に示す２次巻線の巻数の設定原理について
の説明図である。

【図７】本発明に係る第３実施形態の放電灯点灯用始動
装置に使用されるトランスの一部構造図である。

【図８】本発明に係る第４実施形態の放電灯点灯用始動
装置に使用されるトランスの一部構造図である。

【図９】本発明に係る第５実施形態の放電灯点灯用始動
装置に使用されるトランスの一部構造図である。

【図１０】本発明に係る第６実施形態の放電灯点灯用始
動装置に使用されるトランスの構造図である。

【図１１】本発明に係る第７実施形態の放電灯点灯用始
動装置に使用されるトランスの構造図である。

【図１２】本発明に係る第８実施形態の放電灯点灯用始
動装置に使用されるトランスの構造図である。

【図１３】本発明に係る第９実施形態の放電灯点灯用始
動装置に使用されるトランスの構造図である。

【図１４】従来の放電灯点灯用始動装置を用いた放電灯
点灯装置の構成図である。

【図１５】別の放電灯点灯用始動装置の構成例を示す図
である。

【図１６】同放電灯点灯用始動装置内のトランスの構造
例を示す図である。

【符号の説明】

１，２，３，４，５，６，７，８，９ トランス １０ 開磁路コア １０ａ 一の部分 １０ｂ 他の部分 １１ トランス（トランス部） １１０ ボビン １１１ １次巻線 １１２ ２次巻線 １２ トランス（トランス部） １２１，３２１，４２１，５２１ １次巻線 １２２，２２２ ２次巻線 ２２０，３２０，５２０ ボビン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｆ 31/00 Ｃ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開磁路コアの一の部分に巻線を設けて構
   成され、１次側に印加する電圧を昇圧して２次側に出力
   する第１トランス部と、前記開磁路コアの他の部分に巻
   線を設けて構成され、前記第１トランス部の２次側から
   自己の１次側に印加する電圧を昇圧して自己の２次側に
   接続される放電灯に印加する第２トランス部とによりな
   る一体型のトランスを備え、前記開磁路コアの一の部分
   の断面積とその他の部分の断面積との大小関係がそれぞ
   れ小と大とになっていることを特徴とする放電灯点灯用
   始動装置。
2. 【請求項２】 前記第２トランス部の２次側の２次巻線
   は、前記開磁路コアの他の部分に縦巻にされた平角銅線
   によりなることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯
   用始動装置。
3. 【請求項３】 前記第１トランス部の１次側の１次巻線
   および前記第２トランス部の１次側の１次巻線のうち少
   なくとも一方の１次巻線は、実装基板にプリントされた
   プリントパターンによりなることを特徴とする請求項１
   または２記載の放電灯点灯用始動装置。
4. 【請求項４】 １次巻線と、この１次巻線と同軸となる
   ２次巻線と、これら１次巻線および２次巻線の軸部分に
   設けられるコアとにより構成され、前記１次巻線に印加
   する電圧を昇圧して前記２次巻線に接続される放電灯に
   印加するトランスを備え、軸方向における前記１次巻線
   の巻幅と前記２次巻線の巻幅との関係がそれぞれ長と短
   との関係にあることを特徴とする放電灯点灯用始動装
   置。
5. 【請求項５】 前記２次巻線は、前記コアに縦巻にされ
   た平角銅線によりなることを特徴とする請求項４記載の
   放電灯点灯用始動装置。
6. 【請求項６】 前記１次巻線と前記２次巻線との間に
   は、筒状に形成され表面に螺旋状の溝を持つ絶縁樹脂製
   のボビンが介設され、このボビンの螺旋状の溝に沿って
   裸銅線または導電樹脂が前記１次巻線として設けられて
   いることを特徴とする請求項４または５記載の放電灯点
   灯用始動装置。
7. 【請求項７】 前記導電樹脂が設けられる螺旋状の溝
   は、前記２次巻線の低圧側から高圧側に至る軸方向にお
   ける各寸法がより広く深さがより浅く変化していく構造
   になっていることを特徴とする請求項６記載の放電灯点
   灯用始動装置。
8. 【請求項８】 前記トランスのコアの一部または全部が
   磁性粉入り接着剤によりなることを特徴とする請求項１
   から７のいずれかに記載の放電灯点灯用始動装置。