JP2004207375A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同一の巻線工程で一次巻線と二次巻線を連続的に巻回することができ、生産性が向上し、コスト低減を図ることができると共に、定常点灯時のバルブ電圧が低く、電流が大きな放電灯点灯装置を得ることにある。
【解決手段】高電圧発生トランス１を備えた放電灯点灯装置において、前記高電圧発生トランス１の一次巻線５ａまたは６ａと二次巻線５ｂまたは６ｂとを１本の同一線材５または６で構成し、その二次巻線５ｂまたは６ｂの外側に一次巻線５ａまたは６ａを密着させて巻回して高電圧発生トランス１を構成したものである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車の前照灯として用いる放電灯を点灯させるための放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等の車両用前照灯として高輝度放電灯（ＨＩＤバルブ）が普及しており、その点灯装置として、高電圧発生トランスが適用されていることは既に知られている。このような従来の放電灯点灯装置においては、高電圧発生トランスの一次巻線および二次巻線として断面円形の線材（以下、丸線という）を使用している（例えば、特許文献１参照）ものと、平角導線を使用している（例えば特許文献２参照）ものとがある。
【０００３】
【特許文献１】
国際特許公開番号 ＷＯ ００／６４２２１号
【特許文献２】
特開２００２−９３６３５
【０００４】
特許文献１に記載された従来の放電灯点灯装置では、線径が異なる２本の丸線を使用し、その小径（例えば、φ０．３ｍｍ）の丸線を二次巻線とし、大径（例えば、φ０．５ｍｍ）の丸線を一次巻線としている。ここで、前記二次巻線は定常点灯電圧８５ＶのＨＩＤバルブ用の巻線を想定し、バルブ電流を０．４Ａとすることでφ０．３を選定し、高電圧パルス発生時の大きな一次電流用にφ０．５を選定することによって、上記サイズの丸線でも水銀使用の高輝度ランプでは充分な放電特性が得られるというものである。
【０００５】
特許文献２に記載された従来の放電灯点灯装置では、一次巻線および二次巻線としてそれぞれ異なる平角導線を使用し、その平角導線をエッジワイズ巻して１層の二次巻線を形成し、その二次巻線の低電圧部分に一次巻線を巻き込んだトランス構成としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放電灯点灯装置は以上のように構成されているので、特許文献１の場合、一次巻線と二次巻線とでは線径が異なる別々の丸線を使用していることにより、一次巻線の巻き工程と二次巻線の巻き工程とを別工程としなければならず、このため、生産性が悪く、コスト高になるという課題があった。特に、近年は、環境問題の点から水銀不使用のＨＩＤバルブが実用化されているが、水銀不使用のＨＩＤバルブは、水銀使用のＨＩＤバルブに比して定常点灯時のバルブ電圧が低く（例えば、定常点灯電圧４２Ｖ）、バルブ電流が大きい（例えば、バルブ電流０．８Ａであって従来の水銀使用のＨＩＤバルブのバルブ電流０．４Ａに比して倍である）ため、高電圧発生トランスの直流抵抗を小さく下げるという課題があった。
【０００７】
特許文献２の場合、一次巻線と二次巻線とでは互いに分離された異なる平角導線を用いており、しかも、平角導線を１層にエッジワイズ巻して二次巻線とし、この二次巻線の低電圧部分に別の平角導線からなる一次巻線を巻き込んでいるため、トランス外径は細くなるが、軸方向には長いトランス構成となり、このため、トランス全体を小型化することが極めて困難という課題があった。また、上述のように、エッジワイズ巻された二次巻線の低電圧部分に一次巻線を巻き込むという巻き方では、エッジワイズ巻された二次巻線の巻線間にさらに別の一次巻線を挟み込みエッジワイズ巻とすることは極めて困難である。このため、二次巻線とは別の一次巻線を用意し、二次巻線の巻回途中で二次巻線と一次巻線を面接触状態に重ねて同時巻回せざるを得ず、このように２本の平角導線を同時巻回する巻線機は構造が複雑となり、しかも、巻線作業が煩雑となることから巻線作業時間が長くなって製造コストが高くなるという課題があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、同一の巻線工程で一次巻線と二次巻線を連続的に巻回することができ、生産性が向上し、コスト低減を図ることができると共に、定常点灯時のバルブ電圧が低く、電流が大きな放電灯点灯装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る放電灯点灯装置は、ＨＩＤバルブに流す電流に対応する充分に直流抵抗の低い巻線を用い、高電圧発生トランスの一次巻線と二次巻線を１本の同一線材で構成し、その二次巻線の外側に一次巻線を密着させて巻回したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による放電灯点灯装置が備える高電圧発生トランスを一部切欠して示す側面図、図２は図１中のボビン２の要部を示す斜視図、図３は図２のボビン２に対する巻線巻回要領を説明するための斜視図である。
図１に示す高電圧発生トランス１は絶縁性のボビン２を備えている。このボビン２は、軸方向の貫通孔を有する巻線巻回用の軸部（以下、巻線軸部という）２０と、この巻線軸部２０の一端部に一体形成されたＨＩＤバルブ装着用のコネクタ部２１と、前記巻線軸部２０の他端部に一体形成された円形状のフランジ部２２とを有している。また、前記巻線軸部２０には、巻線の巻回領域を高電圧側のセクションＡと低電圧側のセクションＢとに仕切り形成する円形フランジ状の隔壁２３が一体形成されている。
【００１１】
ここで、前記コネクタ部２１は、ＨＩＤバルブの基部を収容する外筒部２１ａと、ＨＩＤバルブの高電圧端子が嵌め込まれる内筒部２１ｂとから構成されている。そして、前記巻線軸部２０の貫通孔には磁気コア３と後述する出力端子４が挿着され、その出力端子４における前記高電圧端子の接続部が前記内筒部２１ｂ内に収容されている。
【００１２】
以上のように構成されたボビン２の巻線軸部２０に一次巻線５ａと二次巻線５ｂが巻回されている。その一次巻線５ａと二次巻線５ｂは、断面円形で全長に亘って同一線径の連続した１本の同一線材（丸線）５からなっているもので、その巻回方法については後述する。
【００１３】
次に、前記隔壁２３の詳細な構成を図２および図３に基づいて説明する。円形フランジ状の隔壁２３において、低電圧側のセクションＢ側の面には、隔壁２３の外周面の一部から巻線軸部２０の方向に延びる径方向溝２４が形成されている。また、前記隔壁２３における前記径方向溝２４の近傍には、隔壁２３の外周面の肉厚幅内に部分的に開口し且つ巻線軸部２０の方向に延びて前記径方向溝２４全体に連通する径方向のスリット２５が形成されている。それらの径方向溝２４とスリット２５は、高電圧側セクションＡに巻回された二次巻線５ｂを低電圧側セクションＢの巻線軸部２０に向かって引き回すための二次巻線５ｂの渡り線５ｃを収めるためのものである。
【００１４】
前記隔壁２３の外周面において、前記径方向溝２４およびスリット２５が開口していない領域には一次巻線５ａを納めるための周方向溝２６が形成され、また、前記スリット２５の外向き開口部における前記径方向溝２４と反対側の開口端部近傍には渡り線引掛用の第１の突起２７が一体形成されている。さらに、前記隔壁２３の外周面には、径方向溝２４側に位置して低電圧側のセクションＢ側から一次巻線５ａを前記周方向溝２６に引き入れるための第２の突起２８と、前記突起２７の近傍に離間位置して前記周方向溝２６から一次巻線５ａを引き出すための第３の突起２９が一体形成されている。
【００１５】
次に、巻線の巻回について説明する。まず、ボビン２の高電圧側セクションＡの巻線軸部２０に二次巻線５ｂを巻回積層する。そして、高電圧側セクションＡに二次巻線５ｂを所定の積層段数まで巻回したならば、その積層外径側の二次巻線５ｂを第１の突起２７に引っ掛けて渡り線５ｃとし、その渡り線５ｃをスリット２５内に納めながら渡り線５ｃ以降の二次巻線５ｂを径方向溝２４から低電圧側セクションＢ側に引き出して巻線軸部２０に巻回積層していく。そして、低電圧側セクションＢに二次巻線５ｂを所定の積層段数まで巻回したならば、二次巻線の終端５ｂｂ（６ｂｂ）として外部に引き出し、折り返して、再び、先に巻回した二次巻線５ｂの上に巻回することによって、その二次巻線５ｂに連続した同一線材５からなる一次巻線５ａを積層外径側の二次巻線５ｂの外側に密着させて巻回する。引き出し、折り返した端子は図８の巻き終り５ａａ（６ａａ）と巻き始め５ａｂ（６ａｂ）となる。次いで、その密着巻回以降の一次巻線５ａを図３に示すように隔壁２３外周の第２の突起２８に引っ掛けて周方向溝２６に掛け回し収納させた後、第３の突起２９に引っ掛けて引き出すことにより、高電圧発生トランス１が完成する。なお、巻線軸部２０の片方端部のフランジ部２２には、二次巻線５ｂの巻き始め端部側を出力端子４との接続方向に引き出すための径方向切欠部２２ａ（図２、図３参照）が設けられている。
【００１６】
以上説明した実施の形態１によれば、ＨＩＤバルブに通電する電流に対し充分低い直流抵抗となる太目の二次巻線と高電圧パルス発生時に通電する大電流を流し得る細目の一次巻線を同時に満し、共用できる線径の線材によって、高電圧発生トランス１の一次巻線５ａと二次巻線５ｂを断面円形の１本の同一線材５で形成し、二次巻線５ｂの外側（二次巻線５ｂの電圧が低い部分）に一次巻線５ａを密着させて巻回するように構成したので、同一の巻線工程で一次巻線５ａと二次巻線５ｂを連続的に巻回することができ、このため、生産性が向上し、製造コストの低減が図れるという効果がある。
【００１７】
また、上記実施の形態１によれば、ボビン２の巻線軸部２０に、巻線領域を高電圧側セクションＡと低電圧側セクションＢとに分割する円形フランジ状の隔壁２３を設け、この隔壁２３には、高電圧側セクションＡからの二次巻線５ｂの渡り線５ｃを納めるスリット２５と、このスリット２５に納めた渡り線５ｃ以降の二次巻線５ｂを低電圧側セクションＢに引き出す径方向溝２４とを形成するように構成したので、高電圧を発生する二次巻線５ｂの中で最も線間電圧が高くなる前記両セクションＡ、Ｂ間の渡り線５ｃに、印加される高電圧によって二次巻線５ｂの線間に生じる絶縁破壊を回避することができるという効果がある。
【００１８】
さらに、上記実施の形態１によれば、隔壁２３の外周面に低電圧側セクションＢからの一次巻線５ａを引き回し収納するための周方向溝２６を形成するように構成したので、一次巻線５ａを高電圧側の二次巻線５ｂに近づけて配置することができ、このため、一次巻線５ａが高電圧側の二次巻線５ｂにまで及ぼす電気的結合を強めることができるという効果がある。
【００１９】
すなわち、高電圧発生トランス１においては、一次巻線５ａと二次巻線５ｂとの線間の電気的結合が大きい程、ＨＩＤバルブを点灯させるエネルギの伝達が大きくなるため、高電圧発生トランス１として好ましいものとなる。然るに、前記両セクションＡ、Ｂ間の隔壁２３に引き回し用スリット２５と径方向溝２４を設けた前記隔壁２３は、肉厚分だけ高電圧側セクションＡの二次巻線５ｂと低電圧側セクションＢの一次巻線５ａとが遠ざかるため、この場合、低電圧側の直上だけに巻回された一次巻線５ａでは、高電圧側の二次巻線５ｂにまで強い電気的結合を及ぼすことができない。
【００２０】
そこで、上記実施の形態１では、隔壁２３の外周に径方向に凹んだ溝２６を設け、この溝２６に一次巻線５ａを巻回し収納する構成としたことにより、上述のように、一次巻線５ａを高電圧側の二次巻線５ｂに近づけて配置することができるため、その一次巻線５ａが高電圧側の二次巻線５ｂにまで及ぼす電気的結合を高めることができて良好なイグナイタ特性を得ることができるという効果がある。
【００２１】
さらに、上記実施の形態１によれば、隔壁２３の外周に第１〜第３の突起２７〜２９を設けるように構成したので、高電圧側セクションＡからの二次巻線５ｂのスリット２５に対する渡り線５ｃの引き回し収納、および、低電圧側セクションＢからの一次巻線５ａの周方向溝２６に対する引き回し収納を容易かつ確実に行うことができるという効果がある。
【００２２】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による放電灯点灯装置の高電圧発生トランスを一部切欠して示す側面図、図５は図４の斜視図であり、図１から図３と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
この実施の形態２では、１本の平角導線６をトラバース巻きして高電圧発生トランス１を構成したものである。
【００２３】
さらに詳しく述べると、この実施の形態２では、高電圧発生トランス１の一次巻線６ａと二次巻線６ｂとを連続形成する同一線材として１本の薄い平角導線６を使用し、この平角導線６を巻回するボビン２は１セクションの構成としている。そして、平角導線６からなる二次巻線６ｂをボビン２の巻線軸部２０に所定の積層段数までトラバース巻きする。このトラバース巻きとは、前記巻線軸部２０上で軸方向に沿って二次巻線６ｂの幅方向両側縁部が隣り合うように巻回した後、その巻回層上に二次巻線６ｂを面接触状態に折り返して軸方向に巻回する工程を連続して繰り返すことを言う。
【００２４】
そして、前記巻線軸部２０上に所定の積層段数（所定の外径部位）まで二次巻線６ｂをトラバース巻きした後、その最外径側の二次巻線６ｂ上に該二次巻線６ｂと一連の一次巻線６ａを密着状態にトラバース巻きすることで高電圧発生トランス１が完成する。
【００２５】
以上説明した実施の形態２によれば、１セクションのボビン２に平角導線６をトラバース巻きするように構成したので、平角導線６の１層あたりの巻回数は少なくなるが、平角導線６の積層厚さは薄くなるため、その積層厚の最外径を細くできて高電圧発生トランス１の全体を小型化できるという効果がある。
【００２６】
すなわち、高電圧を発生する高電圧発生トランスの二次巻線を巻回するにあたり、耐電圧の高い線材を用いれば、二次巻線の層間で電圧破壊せずに容易に高電圧を得ることができる。しかしながら、現存の線材では精々４０００Ｖ程度の耐電圧しかなく、ボビン上で巻線を層状に巻回して折り返すことで、下層の巻線上に上層の巻線を重ね巻きすれば、層間上下の線材には各層巻回数の２倍の電圧が印加され、１巻きあたり２００Ｖ程度の電圧を発生する高電圧発生トランスにおいては、１層あたり１０回しか線材を巻回できない。
【００２７】
したがって、上記実施の形態１の場合のように断面円形の線材を用いると、ボビンの１セクションに１層あたり１０回しか線材を巻くことができず、その巻回層の最外径を細くするためには、ボビンを幾つかのセクションに分割せざるを得ないが、上記実施の形態２では、平角導線６をトラバース巻きするので、平角導線６の１層あたりの巻回数は少なくなるが、平角導線６の積層厚さは薄くなるため、その積層厚の最外径を細くできて高電圧発生トランス１の全体を小型化できるという効果がある。
【００２８】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による放電灯点灯装置の高電圧発生トランスを示す斜視図であり、図１から図４と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
この実施の形態３では、上記実施の形態２による１セクションのボビン２の巻線軸部２０に径方向外方に延びる突起部２０ａを一体に設けたものである。すなわち、上記実施の形態２のように、１セクションのボビン２にトラバース巻きした平角導線６は、各積層線材間、および、同一層の隣り合う線材間で接触状態となるため、絶縁用樹脂の注入時にその樹脂が線材間に浸み込み難くなる。
【００２９】
そこで、この実施の形態３では、上述のようにボビン２の巻線軸部２０に突起部２０ａを設け、この突起部２０ａを避けて平角導線６をトラバース巻きするように構成したので、平角導線６の各巻回層間において、前記突起部２０ａを挟む両側の平角導線６間には隙間Ｓが発生し、この隙間Ｓから平角導線６の各巻回層間に絶縁用樹脂が流れ込み易くなり、その各巻回層間に絶縁用樹脂を浸み込ませることができるという効果がある。
【００３０】
実施の形態４．
図６はこの発明に実施の形態４による放電灯点灯装置の高電圧発生トランスを示す斜視図、図７は図６の部分的な要部拡大斜視図であり、図１から図５と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
この実施の形態４では、上記実施の形態２および／または上記実施の形態３によるボビン２の外筒部２１ａの外側に二次巻線用の端子部材７と一次巻線用の端子部材８を一体に設けたものである。二次巻線巻回用の端子部材７は、ボビン２の巻線軸部２０と平行する方向に延びて平角導線６が巻回される段違い棒状の２本以上（図では２本）の端子片部７１，７２と、二次巻線６ｂの端子片部７３とを一体に有している。一次巻線巻回用の端子部材８は、前記二次巻線巻回用の端子部材７と同一形状に構成されている。したがって、一次巻線巻回用の端子部材８にあっても、前記巻線軸部２０と平行する方向に延びる２本以上の端子片部８１，８２と、一次巻線６ａの端子片部８３とを一体に有する構成となっている。
【００３１】
そして、平角導線６の巻回に際して、二次巻線巻回用の端子部材７においては、図７に示すように、その端子片部７１，７２のうち、下段側の端子片部７１の下側から該端子片部７１と上段側の端子片部７２との間に平角導線６を巻回した後、その平角導線６を上段側の端子片部７２の上側から該端子片部７２と下段側の端子片部７１との間に通して該端子片部７１に巻回して導出している。したがって、平角導線６は端子片部７１と７２とに跨って略８字形状に巻回されている。これと同様にして、一次巻線巻回用の端子部材８にも平角導線６が巻回されるものである。
【００３２】
このように構成した実施の形態４によれば、平角導線６を捻らずに端子部材７に巻回接続することができる。すなわち、平角導線６の巻回にあたり、平角導線６は厚みが薄い方向にしか曲がらず、端子に係止し難いため、平角導線６の巻回作業の弊害となるが、この実施の形態４のように、ボビン２の巻線軸部２０と平行する方向に延びる２本以上の端子片部７１，７２および８１，８２を有する端子部材７，８を設けるように構成すれば、前記端子片部７１，７２および８１，８２に巻回した平角導線６は薄い方向の屈曲のみとなり、平角導線６を捻らずにその巻回方向の転換が容易になるという効果がある。また、前記各端子片部７１，８１と７２，８２との長さを変えれば、平角導線６をいっそう容易に巻回することができると共に、端子の端部をレーザ溶接等により電気的に接触させることができるという効果がある。したがって、自由度の少ない簡易な巻線機によって、平角導線６を容易に巻回することができ、高価な設備投資が不要となって短時間で平角導線６の巻線仕上げを行うことができ、良好なイグナイタ特性の高電圧発生トランスを廉価に製造できるという効果がある。
【００３３】
実施の形態５．
図８はこの発明の各実施の形態による放電灯点灯装置の高電圧発生トランスに適用する回路構成を示す回路図である。
図８において、高電圧発生トランス１とスイッチ１１とコンデンサ１２とによって、点灯装置としての起動回路１３を構成している。この起動回路１３は、ＨＩＤバルブ１４の駆動電源（図示せず）を含む駆動回路１５を備えている。そして、実施の形態１から実施の形態４の一次及び二次の巻回順序と接続先を示し、高電圧発生トランス１の出力端子４がＨＩＤバルブ１４の高電圧側の端子１４ａに接続されている。
【００３４】
実施の形態４による高電圧発生トランス１の場合は、二次巻線巻回用の端子部材７の端子片部７３が起動回路１３のスイッチ１１と駆動回路１５に接続され、一次巻線巻回用の端子部材８の端子片部８３が起動回路１３のコンデンサ１２に接続されている。
【００３５】
このような実施の形態５による回路構成によって、二次巻線５ｂまたは６ｂからＨＩＤバルブ１４に高電圧（二次電圧）を印加することができるので、ＨＩＤバルブ１４の点灯が可能な小型の点灯装置を実現できるという効果がある。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、高電圧発生トランスの一次巻線と二次巻線を１本の同一線材で構成し、その二次巻線の外側に一次巻線を密着させて巻回するように構成したので、同一の巻線工程で一次巻線と二次巻線を連続的に巻回することができ、このため、一次巻線と二次巻線が別々の２本の巻線を個々に巻回するような複雑構造の巻線機が不要となり、設備投資が低減して生産性が向上し、製造コストの低減が図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による放電灯点灯装置が備える高電圧発生トランスを一部切欠して示す側面図である。
【図２】図１中のボビンの要部を示す斜視図である。
【図３】図２のボビンに対する巻線巻回要領を説明するための斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態２による放電灯点灯装置の高電圧発生トランスを一部切欠して示す側面図である。
【図５】この発明の実施の形態３による放電灯点灯装置の高電圧発生トランスを示す斜視図である。
【図６】この発明に実施の形態４による放電灯点灯装置の高電圧発生トランスを示す斜視図である。
【図７】図６の部分的な要部拡大斜視図である。
【図８】この発明の各実施の形態による放電灯点灯装置の高電圧発生トランスに適用する回路構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 高電圧発生トランス、２ ボビン、３ 磁気コア、４ 出力端子、５ 同一線材、５ａ 一次巻線、５ｂ 二次巻線、５ｃ 渡り線、６ 平角導線、６ａ一次巻線、６ｂ 二次巻線、７，８ 端子部材、１１ スイッチ、１２ コンデンサ、１５ 駆動回路、２０ 巻線軸部、２１ コネクタ部、２１ａ 外筒部、２１ｂ 内筒部、２２ フランジ部、２２ａ 径方向切欠部、２３ 隔壁、２４ 径方向溝、２５ スリット、２６ 周方向溝、２７〜２９ 突起、７１〜７３ 端子片部、８１〜８３ 端子片部。

Claims (6)

1. 高電圧発生トランスを備えた放電灯点灯装置において、前記高電圧発生トランスの一次巻線と二次巻線を１本の同一線材で構成し、その二次巻線の外側に一次巻線を密着させて巻回したことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 一次巻線と二次巻線は断面円形の同一線材からなり、その一次巻線と二次巻線を連続的に巻回するボビンには、高圧側のセクションと低圧側のセクションとに仕切り形成する隔壁を設け、この隔壁には、前記セクション間で二次巻線の渡り線を引き回すスリットを設けたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 隔壁の外周には一次巻線の巻回収納部を設けたことを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
4. 一次巻線と二次巻線は連続した同一の平角導線からなり、その平角導線をトラバース巻きして高電圧発生トランスを構成したことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
5. 高電圧発生トランスは、平角導線の巻線軸部に径方向外方に延びる突起部が設けられたボビンを備え、このボビンの巻線軸部に同一の平角導線が連続巻回されていることを特徴とする請求項１または請求項４記載の放電灯点灯装置。
6. 高電圧発生トランスにおいて、ボビンのフランジ部外周には、その巻線軸部と平行する段違い棒状の端子片部を２本以上有する端子部材が設けられ、その端子片部に平角導線が巻回されていることを特徴とする請求項４または請求項５記載の放電灯点灯装置。

Images