JP2007317453A - ランプソケット及び放電灯始動装置及び前照灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 保持手段の耐熱性が低くてすむランプソケット及び該ランプソケットを用いた放電灯始動装置及び該放電灯始動装置を用いた前照灯装置を提供する。
【解決手段】 ランプソケット１は、ランプの口金が挿入される接続凹部１０が設けられた回路ブロック２を有し、それぞれランプの端子に接触導通する接触端子５１，５２を備える。また、回路ブロック２には、接触端子５１，５２間を仕切る円筒形状の絶縁突起２２が設けられている。さらに、絶縁突起２２とランプの口金との間に介在する本体部７１と鍔部７２とを有する絶縁部材７を備える。保持手段としての前ケース３ｂは、絶縁部材７において鍔部７２から外側へ突設された被保持部７３，７４を保持する。被保持部７３，７４の位置は比較的に低温となるから、保持手段が絶縁部材７の本体部７１を保持する場合に比べ、保持手段の耐熱性が低くてすむ。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電灯が接続されるランプソケット及び該ランプソケットを用いた放電灯始動装置及び該放電灯始動装置を用いた前照灯装置に関するものである。

従来から、放電灯に電気的かつ機械的に接続されるランプソケットが提供されている。

この種のランプソケットの一例を図９に示す。このランプソケット１は、図１０及び図１１に示す放電灯としてのＨＩＤランプ（高輝度放電灯）Ｌａが図１２に示すように取り付けられるものである。ＨＩＤランプＬａは、円柱形状の本体部６０と、本体部６０の底面に突設された円筒形状の筒部６１とを有する口金６を備える。筒部６１の外周面には環形状の外側端子６２が設けられ、筒部６１の内側にはピン形状の内側端子６３が設けられている。

ランプソケット１は、口金６が挿入される接続凹部１０を有し、接続凹部１０の底面には、円筒形状の絶縁突起２２が突設されている。また、接続凹部１０の内周面にはＨＩＤランプＬａの外側端子６２に接触導通する外側接触端子５１が保持され、絶縁突起２２の内側には内側端子６３に接触導通する内側接触端子５２が保持されている。

ここで、始動時には、外側接触端子５１と内側接触端子５２との間には高電圧がかかる。ＨＩＤランプＬａの場合、始動時に外側接触端子５１と内側接触端子５２との間にかかる電圧は３０ｋＶ程度にもなる。

そして、上記のランプソケット１において、接続凹部１０の内面と口金６との間に隙間が開くと、この隙間において始動時に部分放電が発生し、出力電圧が低下して放電灯の点灯が遅くなったり放電灯が点灯しなかったりといった始動不良が発生する可能性がある。そこで、上記のような部分放電を抑制するために、合成ゴムのような弾性を有する絶縁材料からなり絶縁突起２２を囲む筒形状の絶縁部材を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。上記のような絶縁部材を設ければ、絶縁突起２２と口金６との間の隙間が塞がれることにより、部分放電が抑制される。
特開２００２−４２９９９号公報

しかし、従来の絶縁部材は、熱の影響でＨＩＤランプＬａの口金６に貼り付き、ＨＩＤランプＬａを取り外す際にＨＩＤランプＬａの口金６に付いたまま接続凹部１０から脱落してしまう可能性があった。

絶縁部材の脱落を防止する保持手段として、絶縁部材を絶縁突起２２に対して固定する固定部材を追加することも考えられるが、絶縁突起２２付近はＨＩＤランプＬａの熱により例えば１７０℃といった高温になるため、固定部材の材料としては耐熱性の高い材料を用いる必要があり、製造コストが高くなっていた。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、保持手段の耐熱性が低くてすむランプソケット及び該ランプソケットを用いた放電灯始動装置及び該放電灯始動装置を用いた前照灯装置を提供することにある。

請求項１の発明は、ランプの口金が挿入される接続凹部が設けられ接続凹部の底面に筒形状の絶縁突起が突設されたハウジングと、絶縁突起の内外にそれぞれ設けられてランプの口金に接触導通する接触端子と、弾性を有する材料からなり、絶縁突起の先端から外周にかけてを覆う筒形状の本体部、本体部の軸方向の端部であって接続凹部の底面に近い側の端部から外向きに突設された鍔部、並びに、鍔部の外側の端部から外向きに突設された被保持部を有する絶縁部材と、絶縁部材の被保持部を接続凹部内に保持する保持手段とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、保持手段は、絶縁部材において比較的に温度が低くなる外側に設けられた被保持部を保持するので、保持手段が本体部を保持する場合に比べて保持手段の耐熱性が低くてすむ。また、接続凹部の底面とランプの口金の端面との間の隙間が絶縁部材の鍔部によって塞がれるから、鍔部を設けない場合に比べて部分放電を低減することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、保持手段として、絶縁突起が設けられた部材とは別体に構成されて絶縁突起が設けられた部材に結合する保持部材を備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、ハウジングは、接続凹部の開口が設けられた第１の部材と、絶縁突起が設けられて第１の部材に結合して接続凹部の底面を構成する第２の部材とを有し、第１の部材は絶縁部材の被保持部を接続凹部の底面との間に挟持する保持部を有して保持部材となることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、絶縁部材が、ＪＩＳスプリング式の硬度が３０Ｈｓ以上の材料からなることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、一方の接触端子に二次巻線の一端が接続されたパルストランスを備えることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、パルストランスが合成樹脂により封止されていることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項５又は請求項６記載のランプソケットと、放電灯の始動時にパルストランスの二次巻線の両端間に高電圧パルスを発生させるパルス生成部とを備えることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項７の放電灯始動装置と、該放電灯始動装置によって始動した放電灯を点灯維持させるように放電灯に電力を供給する放電灯点灯装置とを備えることを特徴とする。

本発明は、絶縁部材において保持手段によって保持される被保持部が、本体部から外向きに突設されているので、保持手段が本体部を保持する場合に比べて保持手段の耐熱性が低くてすむ。また、接続凹部の底面とランプの口金の端面との間の隙間が絶縁部材の鍔部によって塞がれるから、鍔部を設けない場合に比べて部分放電を低減することができる。

本実施形態のランプソケット１は、ＨＩＤランプＬａの始動用の高電圧を発生させる放電灯始動回路が一体化された放電灯始動装置である。

まず、本実施形態の放電灯始動回路を図２に示す。この放電灯始動回路は、３個の入力端子ＴＩ１〜ＴＩ３と３個の出力端子ＴＯ１〜ＴＯ３とを有する。第１の出力端子ＴＯ１、第２の出力端子ＴＯ２並びに第３の出力端子ＴＯ３はそれぞれＨＩＤランプＬａの互いに異なる端子６２，６３に接続され、第２の出力端子ＴＯ２と第３の出力端子ＴＯ３とはＨＩＤランプＬａの外側端子６２を介して互いに電気的に接続される。

第１の入力端子ＴＩ１と第２の出力端子ＴＯ２との間には、パルストランス３の１次巻線Ｎ１とスパークギャップＳＧとの直列回路と充電コンデンサＣｖとの並列回路が接続されている。

第２の入力端子ＴＩ２は、フィルターチョークＬｃの一方の巻線を介して第３の出力端子ＴＯ３に接続されている。また、第３の入力端子ＴＩ３は、フィルターチョークＬｃの他方の巻線とパルストランス３の２次巻線Ｎ２とを介して第１の出力端子ＴＩ１に接続されている。さらに、フィルターチョークＬｃの後段には、フィルターチョークＬｃとともにフィルタ回路を構成するアクロスザラインコンデンサ（以下、「Ｘコンデンサ」と呼ぶ。）Ｃｘが設けられている。

図２の回路の動作を説明する。ＨＩＤランプＬａを始動するには、出力端子ＴＯ１〜ＴＯ３にＨＩＤランプＬａが接続された状態で、第２の入力端子ＴＩ２に対して第１の入力端子ＴＩ１と第３の入力端子ＴＩ３とにそれぞれ正の電圧を加える。例えば、第１の入力端子ＴＩ１，第２の入力端子ＴＩ２、第３の入力端子ＴＩ３の電位をそれぞれ例えば６００Ｖ，−３８０Ｖ，０Ｖとする。すると、充電コンデンサＣｖが充電され、やがて充電コンデンサＣｖの両端電圧が所定値を越えることによりスパークギャップＳＧが導通し、パルストランス３の１次巻線Ｎ１にパルス電圧が出力される。このときパルストランス３の２次巻線Ｎ２に生じたパルス電圧が、第２の入力端子ＴＩ２と第３の入力端子ＴＩ３との間の電圧に重畳してＨＩＤランプＬａに加えられ、ＨＩＤランプＬａを始動させる。つまり、充電コンデンサＣｖとスパークギャップＳＧとで請求項におけるパルス生成部が構成されている。第２の出力端子ＴＯ２と第３の出力端子ＴＯ３とがＨＩＤランプＬａの端子を介して電気的に接続されていなければ充電コンデンサＣｖは充電されないので、ＨＩＤランプＬａが取り付けられていない状態での高電圧パルスの発生を防ぐことができる。

次に、本実施形態の構造を説明する。本実施形態に係るランプソケット１は、図１に示すように、放電灯点灯回路が実装された回路ブロック２と、絶縁材料からなり回路ブロック２を覆うケース３と、導電材料からなりケース３を覆うシールドケース４とを備える。以下、図１のａｂｃｄｅｆ方向をそれぞれ上下左右前後方向と呼ぶ。すなわち、ＨＩＤランプＬａが放電灯始動装置１に取り付けられる方向を前方と呼び、各入力端子ＴＩ１〜ＴＩ３に一対一に接続された電線Ｃが引き出される方向を下方向と呼ぶ。

詳しく説明すると、回路ブロック２は、スパークギャップＳＧと充電コンデンサＣｖとＸコンデンサＣｘとフィルターチョークＬｃとがそれぞれ実装された立体成型回路基板と、磁性体からなるコア（図示せず）並びにコアに巻回された二次巻線Ｎ２がそれぞれ合成樹脂に封止されるとともに一次巻線Ｎ１が巻回されたパルストランスＰＴとが一体化されてなる。回路ブロック２の上端部には、前面が開口した有底円筒形状であってＨＩＤランプＬａの口金６が挿入される接続凹部１０を構成する嵌合部２１が設けられている。嵌合部２１の前端部には、それぞれ図２における第２の出力端子ＴＯ２と第３の出力端子ＴＯ３との一方ずつとなりＨＩＤランプＬａの外側端子６２に接触導通する２個の外側接触端子５１が周方向に並べて配置されている。また、嵌合部２１の底面の中央部には、円筒形状の絶縁突起２２が前方へ突設されており、絶縁突起２２の内側には、図２における第１の出力端子ＴＯ１となりＨＩＤランプＬａの内側端子６３に接触導通する内側接触端子５２が配置されている。すなわち、外側接触端子５１と内側接触端子５２との間の絶縁が絶縁突起２２によって確保されている。また、図２からも分かるように、パルストランスＰＴの二次巻線Ｎ２の一端は、第１の出力端子ＴＯ１すなわち内側端子５２に接続されている。請求項におけるハウジングは、回路ブロック２の合成樹脂部分とケース３とで構成されている。

ケース３は、回路ブロック２の後面を覆う後ケース３ａと、後ケース３ａとの間に回路ブロック２を挟む形で後ケース３ａに結合する前ケース３ｂとからなる。後ケース３ａと前ケース３ｂとはそれぞれ例えば合成樹脂成型品からなる。前ケース３ｂの前面には、回路ブロック２の嵌合部２１を囲む円筒形状の筒部３１が前方に突設されている。

ＨＩＤランプＬａは、周知のバヨネット結合によってケース３に取り付けられる。すなわち、筒部３１には、それぞれ前方に開放され後端部が前方から見て時計回り方向に延びたＬ字形状の結合凹部３１ａが、筒部３１に周方向に等間隔に並べて４個設けられている。図１０及び図１１に示すように、ＨＩＤランプＬａの口金６の本体部６０の外面には結合ピン６４が突設されている。ＨＩＤランプＬａを取り付ける際は、結合ピン６４を前方からいずれかの結合凹部３１ａに導入してＨＩＤランプＬａを前方から見て時計回りに回動させることにより、結合ピン６４は結合凹部３１ａに係止され、ここにおいてＨＩＤランプＬａはケース３から前方への脱落を防止される。

シールドケース４は、ケース３の後面を覆う後シールドケース４ａと、後シールドケース４ａとの間にケース３を挟む形で後シールドケース４ａに結合する前シールドケース４ｂとからなる。後シールドケース４ａと前シールドケース４ｂとはそれぞれ例えば金属板に打ち抜き加工や絞り加工を施すことによって形成されている。前シールドケース４ｂの前面には、ケース３の筒部３１を囲む筒部４１が前方に突設されている。また、ケース３及びシールドケース４は、それぞれ下面に開口３２，４２を有し、入力端子ＴＩ１〜ＴＩ３に一対一に接続された３本の電線Ｃは、それぞれこの開口３２，４２から引き出される。

以下、本発明の要部である、ＨＩＤランプＬａの口金６と接続凹部１０の内面との間に配置される絶縁部材７について説明する。

絶縁部材７は、例えば合成ゴムのような弾性を有する絶縁材料からなり、図３に示すように、円筒形状であって軸方向を前後方向に向けて絶縁突起２２が嵌合する本体部７１と、本体部７１の後端部から径方向外向きに突設された環形状の鍔部７２とを有する。つまり、ＨＩＤランプＬａの口金６の筒部６１の内周面と絶縁突起２２の外周面との間には本体部７１が介在し、ＨＩＤランプＬａの口金６の筒部６１の後端面と接続凹部１０の底面との間には鍔部７２が介在する。また、本体部７１の前端部の内面には、環状突起７１ｂが全周にわたって内側へ突設されている。環状突起７１ｂは、ＨＩＤランプＬａの口金６の後端面の筒部６１に囲まれた部位と、絶縁突起２２の前端面（すなわち絶縁突起２２の先端）との間に介在する。鍔部７２の右端部には第１の被保持部７３が、鍔部７２の左端部には第２の被保持部７４が、それぞれ径方向外向きに突設されている。また、図４に示すように、前ケース３ｂの後面において、第１の被保持部７３に対向する位置には第１の保持突起３３が、第２の被保持部７４に対向する位置には第２の保持突起３４が、それぞれ突設されている。絶縁部材７は、接続凹部１０の底面と、各保持突起３３，３４との間に、各被保持部７３，７４がそれぞれ挟まれることにより、ケース３及び回路ブロック２に対して保持されている。すなわち、前ケース３ｂが請求項における第１の部材であり、回路ブロック２が請求項における第２の部材である。

また、各被保持部７３，７４の外側端部の前面はそれぞれ外側へ向かって前後の寸法を大きくする方向に傾斜しており、各保持突起３３，３４の後端面はそれぞれ外側へ向かって突出寸法を小さくする方向に傾斜しており、これらの傾斜面同士が互いに当接することにより、左右方向についてケース３に対する絶縁部材７の変位は制限されている。さらに、各被保持部７３，７４の外側端部の前面にはそれぞれ係合凹部７３ａ，７４ａが設けられ、各保持突起３３，３４において係合凹部７３ａ，７４ａに対応する位置にはそれぞれ係合凸部３３ａ，３４ａが後方へ突設されており、各係合凸部３３ａ，３４ａがそれぞれ係合凹部７３ａ，７４ａに係入することにより、前方から見た面内でのケース３に対する絶縁部材７の回動や上下方向についてのケース３に対する絶縁部材７の変位も制限されている。さらに、本体部７１の内面には、周方向に並べて複数個の係合凹部７１ａが設けられており、絶縁突起２２の外周面において係合凹部７１ａに対応する位置には係合凸部（図示せず）が設けられており、この係合凸部が係合凹部７１ａに係入することによっても、前方から見た面内でのケース３に対する絶縁部材７の回動は抑制されている。ここで、ＨＩＤランプＬａを取り外す際には、絶縁部材７の本体部７１と各被保持部７３，７４とが前後方向の互いに逆向きの力を受けるから、鍔部７２や各被保持部７３，７４の変形を抑えるためには、絶縁部材７の材料としてＪＩＳスプリング式の硬度が３０Ｈｓ以上のものを用いることが望ましい。

上記構成によれば、絶縁部材７は、本体部７１よりも温度が低くなる（例えば１３０℃程度）部位である本体部７１の外側に設けられた被保持部７３，７４において回路ブロック２とケース３とに挟持されているから、絶縁部材７を保持する回路ブロック２やケース３の材料として比較的に耐熱性の低い材料を用いることができる。

また、鍔部７２により、口金６の筒部６１の下端面と接続凹部１０の底面との間の隙間が塞がれるから、鍔部７２を設けない場合に比べて部分放電をより低減することができる。ここで、口金６の筒部６１の外周面と接続凹部１０の内面との間に介在する部位を絶縁部材に設ければ、部分放電をより低減することができるが、その場合は絶縁部材７の口金６に対する接触面積が大きくなるため、口金６を抜く際に絶縁部材７にかかる応力が大きくなって絶縁部材７の脱落や破損が発生しやすくなるから、絶縁部材７の範囲は本実施形態の程度とすることが望ましい。

なお、絶縁部材７として、予め図３の形状に成型された部品を用いる代わりに、例えば絶縁部材７の前側の面を形成する型（図示せず）を用い、この型と回路ブロック２の前面との間に合成樹脂を注入する射出成型により絶縁部材７を形成してもよい。

また、回路ブロック２の構造は上記に限られず、例えば図５（ａ）（ｂ）及び図６に示すような回路ブロック２を用いてもよい。図５（ａ）（ｂ）及び図６の例では、前面にフィルターチョークＬｃとＸコンデンサＣｘとはそれぞれ回路ブロック２の前面に実装され、充電コンデンサＣｖとスパークギャップＳＧとはそれぞれ回路ブロック２の後面に実装され、パルストランスＰＴは回路ブロック２の後側に設けられたパルストランス収納部２３に収納されている。

さらに、図７に示すように、パルストランスＰＴを合成樹脂Ｒで封止してもよい。このように、パルストランスＰＴを合成樹脂で封止すれば、部分放電をより低減することができる。封止に用いる合成樹脂としては、例えばエポキシ樹脂やポリアミド樹脂などの比較的に耐トラッキング性の高い合成樹脂を用いることが望ましい。なお、図６及び図７ではそれぞれ内側接触端子５２や絶縁部材７や保持突起３３，３４の図示を省略している。

上述した各種のランプソケット１は、例えば図８に示すような車両用の前照灯装置８に用いることができる。この前照灯装置８は、ランプソケット１と、ランプソケット１に接続されたＨＩＤランプＬａとが収納される収納凹部８１ａが前面に設けられ例えばねじ止めによって車両（図示せず）に取り付けられるハウジング８１と、例えばガラスのような透明な材料からなりハウジング８１の前側に取り付けられて収納凹部８１ａを覆うレンズ８２とを備える。また、ハウジング８１の後面には、メンテナンス時にランプソケット１を出し入れするための放電灯挿入穴８１ｂを設けてある。放電灯挿入穴８１ｂは、ランプソケット１を避ける凹部８３ａが前面に設けられハウジング８１に着脱自在に結合するキャップ８３によって覆われる。さらに、ハウジング８３の下側には、ＨＩＤランプＬａを点灯維持させる放電灯点灯装置（図示せず）を収納した放電灯点灯ブロック８４が取り付けられる。放電灯点灯装置は、例えば周知のインバータ回路からなり、ハーネスＬ２を介してバッテリー（図示せず）に接続され、バッテリーから得られる例えば１２Ｖの直流電力を電源としてＨＩＤランプＬａを点灯維持させる交流電力を生成し、ハーネスＬ１とランプソケット１とを介してＨＩＤランプＬａに供給する。ここで、ハーネスＬ１は、放電灯始動回路の入力端子ＴＩ１〜ＴＩ３に一対一に接続された３本の電線Ｃを束ねたものである。ハウジング８１の下面には、ランプソケット１とインバータ回路とを接続するハーネスＬ１が挿通される電線挿通穴８１ｃが貫設されている。また、ハウジング８１の収納凹部８１ａには、ＨＩＤランプＬａの後側に配置されＨＩＤランプＬａの光を配光する反射板８５が収納されている。さらに、ハウジング８１には、反射板８５に機械的に結合した光軸調整ねじ８６が螺合しており、光軸調整ねじ８６の締め付けを調整することにより、反射板８５の向きを調整することができるようになっている。なお、前照灯装置８の各構成は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示及び説明は省略する。

本発明の実施形態を示す分解斜視図である。 同上の放電灯点灯回路を示す回路図である。 同上の絶縁部材を示す斜視図である。 同上の要部を示す分解斜視図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ同上の別の形態の回路ブロックを示す斜視図であり、（ａ）（ｂ）は互いに異なる方向から見た状態を示す。 図５の回路ブロックをケースに収納した状態を示す斜視図である。 同上の更に別の形態を示す説明図である。 同上を用いた前照灯装置を示す断面図である。 従来のランプソケットの構造を示す説明図である。 ＨＩＤランプを示す正面図である。 同上を示す斜視図である。 従来のランプソケットにＨＩＤランプを取り付けた状態を示す説明図である。

符号の説明

１ ランプソケット
２ 回路ブロック
３ｂ 前ケース
７ 絶縁部材
１０ 接続凹部
２２ 絶縁突起
３３，３４ 保持部
５１ 外側接触端子
５２ 内側接触端子
７３，７４ 被保持部
Ｌａ ＨＩＤランプ
ＴＯ１ 第１の出力端子
ＴＯ２ 第２の出力端子
ＴＯ３ 第３の出力端子

Claims (8)

1. ランプの口金が挿入される接続凹部が設けられ接続凹部の底面に筒形状の絶縁突起が突設されたハウジングと、
   絶縁突起の内外にそれぞれ設けられてランプの口金に接触導通する接触端子と、
   弾性を有する材料からなり、絶縁突起の先端から外周にかけてを覆う筒形状の本体部、本体部の軸方向の端部であって接続凹部の底面に近い側の端部から外向きに突設された鍔部、並びに、鍔部の外側の端部から外向きに突設された被保持部を有する絶縁部材と、
   絶縁部材の被保持部を接続凹部内に保持する保持手段とを備えることを特徴とするランプソケット。
2. 保持手段として、絶縁突起が設けられた部材とは別体に構成されて絶縁突起が設けられた部材に結合する保持部材を備えることを特徴とする請求項１記載のランプソケット。
3. ハウジングは、接続凹部の開口が設けられた第１の部材と、絶縁突起が設けられて第１の部材に結合して接続凹部の底面を構成する第２の部材とを有し、
   第１の部材は絶縁部材の被保持部を接続凹部の底面との間に挟持する保持部を有して保持部材となることを特徴とする請求項２記載のランプソケット。
4. 絶縁部材が、ＪＩＳスプリング式の硬度が３０Ｈｓ以上の材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のランプソケット。
5. 一方の接触端子に二次巻線の一端が接続されたパルストランスを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のランプソケット。
6. パルストランスが合成樹脂により封止されていることを特徴とする請求項５記載のランプソケット。
7. 請求項５又は請求項６記載のランプソケットと、放電灯の始動時にパルストランスの二次巻線の両端間に高電圧パルスを発生させるパルス生成部とを備えることを特徴とする放電灯始動装置
8. 請求項７の放電灯始動装置と、該放電灯始動装置によって始動した放電灯を点灯維持させるように放電灯に電力を供給する放電灯点灯装置とを備えることを特徴とする前照灯装置。

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