JP2008506234A - コイルのイグナイタを含んだバルブ - Google Patents

Abstract

放電バルブは、それに一体化される巻きコイルタイプのイグナイタを有する。放電バルブは、放電バルブおよびイグナイタに加えて接続ジャッキを含み、ＨＩＤランプの１つの構成要素として提供される。巻きコイルタイプのイグナイタ（２０）は、円柱状の形状において小型化され、一体的に放電バルブの後端に取り付けられる。放電バルブは、接続ジャッキのソケットに、ピンとピンの接続を可能にするために形成された電気接続のための複数のピンからなるコネクタ（３０）を有する巻きコイルタイプのイグナイタ（２０）の後端で提供される。巻きコイルタイプ・イグナイタ（２０）は、小型化され、一体的に放電バルブの後端に取り付けられ、このことにより製造工程を単純にし、かつ、製造費用を減少させ、結果として、ユーザにとってより低い費用でＨＩＤランプを車両に提供することになる。
【選択図】図２

Description

本発明は、それに一体化される巻きコイルタイプのイグナイタを有する放電バルブに関し、より詳しくは、例えば、車両を含む様々な機械において利用することができ、車両ランプの設置における改良された適応性を提供するＨＩＤ（高輝度放電）ランプのような放電ランプの放電バルブの後端に安全に接続されることができる管形の巻きコイルタイプのイグナイタを一体化している放電バルブに関する。

一般に、車両のためのＨＩＤランプは、ランプの初期の放電を始めるため、数秒間で約２２,０００Ｖの動力を備え、それから放電を維持するために約８８Ｖの動力が供給される。入力ラインで約１２Ｖの動力を受けた後、バラストは、約３０秒の初期時間に放電・開始動力を供給し、その後で、動力を維持して放電する。

車両のためのＨＩＤランプは、バラストの動力を受けた後に点灯され、水平な方向に示されるように、車両の先頭において備えられる。ＨＩＤランプが主にヘッドライトとして使われるにもかかわらず、それはまた、テールライトのために利用することができる。

ハロゲンランプが主に車両のランプの分野において使われてきたにもかかわらず、ＨＩＤランプが、その高い放電効率および高い性能のため、車両ランプのために近頃使われている。

具体的には、車両のためのＨＩＤランプは、典型的なハロゲンランプのそれの約３倍の輝度を有し、このことにより、陽光に近い輝度を提供し、車両のためのＨＩＤランプは、より低い電力消費を提供し、それによって、燃料消費率を減少させ、長寿命スパンを提供する。

図１を参照すると、このようなＨＩＤランプは、一般にその中に含んだイグナイタを有するバラスト（安定器）４、高電圧ワイヤ３、接続ジャッキ２、および、高電圧放電バルブ１からなる。

上記の通りにＨＩＤランプ構造を作動するため、その中に含まれるイグナイタを有するバラスト４は、高電圧ワイヤ３の一端に接続され、他端は高電圧放電バルブ１の後端に接続される。

しかしながら、高電圧ワイヤ３が車両の前照灯の範囲内で定義される制限された内側の空間に置かれるので、ワイヤ３が折り畳まれるまたはワイヤ３が除去されなければならず、このことにより、コネクタを載置する場合に不便である。

本発明は、上記の問題を解決するために作成され、本発明の目的は、ＨＩＤランプの放電バルブと安全に接続するように設計された管形の巻きコイルタイプのイグナイタを一体化している放電バルブを提供し、ＨＩＤランプの設置に改良された適応性を提供することである。

本発明の一態様によると、上記のおよび他の目的は、巻きコイルタイプのイグナイタを有する放電バルブの供給によって達成されることができ、および、放電バルブおよびイグナイタに加えて接続ジャッキを含むＨＩＤランプの１つの構成要素として提供される。そこにおいて、巻きコイルタイプのイグナイタは、円柱状の形状において小型化され、一体的に放電バルブの後端に取り付けられ、そして、放電バルブがイグナイタの後端で、ピンとピンの接続を可能にするために突出した電気接続のための複数のピンからなるコネクタを有して提供される。

一体的に放電バルブの後端に取り付けられた巻きコイルタイプのイグナイタは、イグナイタ・コアを備える可能性があり、コイルは、イグナイタ・コアのまわりに巻かれ、コイル巻芯、および、押出成形され、コイル巻芯周辺で被覆される３つの層の絶縁材からなる。

本発明の前述および他の目的および特徴は、添付の図面とともに以下の詳細な説明からより明確に理解される。

好適な実施例は、次に添付の図面に関して詳述され、ここにおいて、類似した参照符号は、図面の全体にわたって従来の装置の類似した構成要素を参照する。

図２は、本発明の巻きコイルタイプ・のイグナイタを一体化している放電管を図示している斜視図である。図２に示すように、本発明の放電バルブ１０は、巻きコイルタイプのイグナイタ２０およびコネクタ３０を備える。

巻きコイルタイプのイグナイタ２０は、円柱状の形状において小型化され、放電バルブ１０の後端において一体的に提供される。巻きコイルタイプのイグナイタ２０は、イグナイタ・コア２１およびコイル巻芯からなるコイル２２、および、押出成形され、コイル巻芯周辺で被覆される３つの層の絶縁材から構成される可能性がある。絶縁材の各々の層は、エポキシ‐ベースの樹脂、ウレタン基準樹脂、シリコン‐ベースの樹脂およびその組合せから構成される群から選択される樹脂で形成される。

一方、図３、４および７に示すように、コイル２２は、押出工程によって押出成形され、コイル・コア周辺で被覆される第１の絶縁材層で最初にコイル・コアを絶縁する第１のステップ（Ｓ１１０）、押出工程によって押出成形され、第１の絶縁材層周辺で被覆される第２の絶縁材層でコイル・コアを第２に絶縁する第２のステップ（Ｓ１２０）、および、押出工程によって押出成形され、第２の絶縁材層周辺で被覆される第３の絶縁材層でコイル・コアを補強的に絶縁する第３のステップ（Ｓ１３０）からなる方法によって生成される。すなわち、コイル２２は、コイルのコイル巻芯２１が押出成形された絶縁材で被覆されることができるように押出工程による絶縁材の３つの層によって積層される。このように、コイル２２は、第１の絶縁ステップ、第２の絶縁ステップ、および、補強的な絶縁ステップで生成され、このことにより、放電破壊およびコイルへの熱的な損傷を妨げる。

ここで、コイルを生じる場合、定格温度は１００℃から１３０℃の範囲であり、定格電圧は１，０００Ｖｒｍｓの範囲であり、コイルの直径は０．２ｍｍから１．０ｍｍの範囲である。これは、コイルを生じる条件がこれらの範囲の下にある場合、コイル巻芯上に絶縁材を積層する時間が長期にわたる一方で、コイルを生じる条件がこれらの範囲より上にある場合、コイルが損害を受けてしまうという事実によるものと考えられる。

コネクタ３０は、コイル巻きタイプのイグナイタの後端で提供され、ピンとピンの接続を可能にするために突出した電気接続のための複数のピンが設けられる。図２を参照すると、電気接続のためのピンは、第１電極ピン３０ａおよび第２電極ピン３０ｂからなる。

コネクタ３０は、第１および第２の電極ピン３０ａおよび３０ｂのような２つのピンのためのコネクタとして、または、３つのピンのコネクタとして、コイル巻きタイプのイグナイタの後端で提供され、電気的接続のためにソケットに接続される。

本発明のコイル巻きタイプのイグナイタを一体化している放電バルブの動作は、以下に詳述する。

図４および５を参照すると、コイル巻きタイプのイグナイタ２０は、コイル巻きタイプのイグナイタの中央に提供される円柱状の形状を有するイグナイタ・コア２１、および、押出成形されコイル巻芯に被覆される絶縁材の３つの層を有するコイル２２から構成される。コイル２２は、イグナイタ・コア２１の周辺部の周りで数十回または数百回巻かれる。

ここで、図の明瞭さのため図５において、例えば第１のコイル１、第２のコイル２および第３のコイル３のようないくつかのコイルだけが示されるが、より多くのコイルがコイル巻芯の周りで巻かれることに留意するべきである。

図６は、本発明の巻きコイルタイプのイグナイタのコイルの等価回路を図示している回路図であり、この等価回路は、図５において示されるモデルに適用されることができる。

コイルの等価回路の抵抗Ｒ、インダクタンスＬおよび静電容量Ｃを考慮して、巻きコイルタイプのイグナイタのコイルを生じる場合、コイルの等価回路の周波数によるパラメータを以下に記載する。

一方、周波数から独立している静電容量があると仮定される。

第１に、図６に示すような所定の幾何学的なモデルによる等価回路のための回路方程式を確立した後、回路方程式の解は得られる。この時に、等価回路の幾何学的なモデルを考慮して整数を選ぶことによって、例えば方程式１および方程式２のような最終的な回路方程式を得ることができる。

ここで、回路方程式は、例えば、第１のコイル１および第３のコイル３間の静電容量Ｃ_Ａ１３、第１のコイル１および第２のコイル２間の静電容量Ｃ_Ａ１２、第１のコイル１の抵抗Ｒ１などのような様々なパラメータを考慮することによって確立される。
ここにおいて、Ｖ´は内側の巻きの全体の電圧であり、ＣおよびＤは、フレドホルム方程式の不連続な下位のマトリックスであり、Ｖ_Ｂは両方のノードの電圧である。
ここにおいて、Ｉ_Ｂは両方のノードの電流であり、ＡおよびＢはフレドホルム方程式の別の不連続な下位のマトリックスである。

すなわち、両方のエンド・ノードの電圧が公知の場合、巻きにおけるノードの電圧は方程式１を使用して得ることができ、両方のエンド・ノードの電流は、方程式２を使用して得ることができる。これに反して、両方のエンド・ノードの電流が公知の場合、両方のエンド・ノードの電圧は、方程式２を使用して得ることができる。

この時に、入力電圧間の伝達関数（式３）およびコイル巻きタイプのイグナイタの出力電圧は、方程式１から得ることができる。
ここにおいて、ａは直流期間であり、δ_ｋは被覆の厚みであり、ｈ_ｋ（ｓ）は同等のサブシステムであり、ｂ_ｋはコイルの半径であり、ω_ｋはサブシステムの共振角振動数である。

このように、全体の伝達関数Ｈ（ｓ）が数のデータから完成される場合、例えば、ａ、δ_ｋ、ｈ_ｋ（ｓ）、ｂ_ｋおよびω_ｋ、特定の入力値のラプラス変換、および入力値に対応する出力値のラプラス変換は、得られる。

さらに、本発明のコイル巻きタイプのイグナイタを生成する場合に適用される静電容量が直列容量（式４）によって表されることができ、これは、特定のノードｉから他のノードｊへの隣接ノード間の静電容量を示し、並列静電容量（式５）は図６において示される等価回路における測定可能な要素分析によって、コイルおよび屋外間の静電容量を示す。
ここにおいて、ｄはディスク間の隙間であり、ｗはディスクの厚みであり、ｒ_０はディスクの平均半径であり、ε_ｒは、１．０の値を有する空気およびコイル間の誘電率である。
ここにおいて、ｄは最も外部の回転およびコイル間の隙間であり、ｈはコイルの幅であり、ｒはコイルの平均半径であり、ε_ｒは、１．６の値を有する空気およびコイル間の誘電率である。

次に、インダクタンスおよび抵抗に対応するコア損失を以下に記載する。

コイルの巻きによって作成される磁界は、コイルの屋外に代わりに新規な磁界を生成するコイル巻芯の渦電流を生成する。この関係について、巻き間のインダクタンスは、マクスウェル式から得ることができ、方程式６によって表される。
ここにおいて、μ_０はコアの関係透過率であり、Ｎ_ｋおよびＮ_ｍは特定のディスクの巻数であり、Ａは直流期間であり、Ｋは定数である。

コア損失のための抵抗は、次のように方程式７によって表すことができる。
ここにおいて、gはコイルの外周であり、１はコイルの長さであり、fは周波数であり、δは被覆の厚みである。

このように、例えば、コイルの入力電圧およびコイルの出力電圧間の伝達関数で得られたラプラス変換値、隣接したコイル間の静電容量、巻き間のインダクタンス、および、コア損失のための抵抗のようなコイルの周波数によるパラメータを考慮して、本発明のコイル巻きタイプ・イグナイタのコイルは製造される。

本発明の巻きコイルタイプのイグナイタの波形、および、従来技術のイグナイタ金属薄片-タイプの波形は、実験を通じて比較され、実験の結果は、以下の通りに記載される。

この実験において、車両のためのＨＩＤランプは、ＨＩＤランプの初期の放電を始める場合、数秒間で約２２，０００Ｖの動力が供給され、そして、放電が維持されるように約８８Vの動力が供給される。

図８ａおよび図８ｂは、図８ａが従来技術の金属薄片タイプのイグナイタの波形を示し、図８ｂは本発明の巻きコイルタイプのイグナイタの波形を示すグラフ図を示す。

図８ｂに示すように、本発明の巻きコイルタイプのイグナイタは、初期の点火段階において５．０ｋＶ以下の一定の電圧に維持され、迅速に下げられ、２５．０ｋＶの電圧に上がり、それから常に５．０ｋＶの電圧に維持される波形を提供する。図８ｂに図示されるように、本発明の巻きコイルタイプのイグナイタの全体の波形は、従来技術の金属薄片-タイプのイグナイタのそれに類似していると認識することができる。さらに、本発明の巻きコイルタイプのイグナイタの品質に対する検査が実行され、試験の結果は次のように表１において示される。
表１

このように、試験の結果から、発明のコイル巻きタイプのイグナイタは、初期の点火段階で約２５．０ｋＶの高電圧に達するので、コイル巻きタイプのイグナイタの動作には問題がないことが認識することができる。

車両の放電バルブの後端に一体的に取り付けられる試験のこれらの結果を満たす本発明のコイル巻きタイプのイグナイタの実施例は、以下に記載される。

図９は、本発明の２つのピンのソケットのためのボックス形のコネクタ３０ａを有する巻きコイルタイプ・イグナイタ２０の一実施例を示す。そこにおいて、放電バルブ１０は、放電バルブ１０の後端で、円柱状の形状で小型化され、それに一体的に取り付けられる巻きコイルタイプ・イグナイタ２０を有し、および、イグナイタ２０の後端で、２つのピンのソケットのバルブ・キャップ３０ａ-１に対応した２つのピンのソケットのためのボックス形のコネクタ３０ａを有して提供される。

図１０は、本発明の１つのピンソケットのための円柱状のコネクタ３０ｂを有する巻きコイルタイプ・イグナイタ２０の他の実施例を示す。そこにおいて、放電バルブ１０は、放電バルブ１０の後端で、円柱状の形状で小型化され、それに一体的に取り付けられる巻きコイルタイプ・イグナイタ２０を有し、および、イグナイタ２０の後端で、１つのピンのソケットのバルブ・キャップ３０ｂ-１に対応した１つのピンのソケットのための円柱状のコネクタ３０ｂを有して提供される。

図１１は、本発明の２つのピンのソケットのためのＬ字状のコネクタ３０ｃを有する巻きコイルタイプ・イグナイタ２０の他の実施例を示す。そこにおいて、放電バルブ１０は、放電バルブ１０の後端で、円柱状の形状で小型化され、それに一体的に取り付けられる巻きコイルタイプ・イグナイタ２０を有し、および、イグナイタ２０の後端で、２つのピンのソケットのバルブ・キャップ３０ｃ-１のそれに対応した２つのピンのソケットのためのＬ字状のコネクタ３０ｃを有して提供される。

図１２は、本発明の３つのピンのソケットのためのコネクタ３０ｄを有する巻きコイルタイプ・イグナイタ２０の他の実施例を示す。そこにおいて、放電バルブ１０は、放電バルブ１０の後端で、円柱状の形状で小型化され、それに一体的に取り付けられる巻きコイルタイプ・イグナイタ２０を有し、および、イグナイタ２０の後端で、３つのピンのソケットのバルブ・キャップ３０ｄ‐１に対応する形状を有する３つのピンのソケットのためのコネクタ３０ｄを有して提供される。

図１３は、本発明の２つのピンのソケットのためのコネクタ３０eを有する巻きコイルタイプのイグナイタ２０のさらにもう１つの実施例を示す。そこにおいて、放電バルブ１０は、放電バルブ１０の後端で、円柱状の形状で小型化され、それに一体的に取り付けられる巻きコイルタイプ・イグナイタ２０を有し、および、イグナイタ２０の後端で、２つのピンのソケットのバルブ・キャップ３０ｅ‐１に対応する形状を有する２つのピンのソケットのためのコネクタ３０ｅを有して提供される。

このように、押出成形され、コイル周辺で被覆される３つの層の絶縁材を有するコイルからなる、巻きコイルタイプのイグナイタは、小型化され、一体的に放電バルブの後端に取り付けられ、それによって、放電バルブは、車両のためのＨＩＤランプと両立できるように利用できる。

本発明による記述から明白であるように、巻きコイルタイプのイグナイタは、小型化され、一体的に放電バルブの後端に取り付けられる。このことにより、製造工程を単純にし、かつ、製造費用を減少させ、結果として、ユーザにとって低い費用でＨＩＤランプを車両に提供することになる。

本発明の好適な実施例が説明の便宜上開示されたが、添付の請求の範囲にて開示したように、発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、様々な変更、付加および置換が可能であると当業者により認識されるであろう。

従来の高輝度放電ランプの接続構造を図示しているダイアグラムである。 本発明の巻きコイルタイプのイグナイタを有する放電管を図示している斜視図である。 本発明の巻きコイルタイプのイグナイタのコイルを製造する方法の一実施例を示す。 本発明の円柱状の形状を有している巻きコイルタイプのイグナイタを図示している断面図である。 本発明の巻きコイルタイプ・イグナイタの構成要素の中のコイルのいくつかの部分を図示している斜視図であり、イグナイタ・コアのまわりで巻かれたコイルの別の部分は、図の明瞭さのために省略されたものである。 本発明の巻きコイルタイプのイグナイタのコイルの等価回路を図示している回路図である。 本発明の巻きコイルタイプのイグナイタのコイルを製造する方法の工程系統図である。 従来技術による金属薄片・タイプのイグナイタの波形を示す。 本発明の巻きコイルタイプのイグナイタの波形を示す。 本発明の一実施例において、２つのピンのためのコネクタのボックス形のプラグを有する巻きコイルタイプのイグナイタを示す。 本発明の他の実施例において、１つのピンのためのコネクタの円柱状のプラグを有している巻きコイルタイプのイグナイタ図を示す。 本発明の一実施例において、２つのピンのためのコネクタのＬ字状のプラグを有している巻きコイルタイプのイグナイタ図を示す。 本発明の他の実施例において、３つのピンのためのコネクタのプラグを有している巻きコイルタイプのイグナイタ図を示す。 本発明のさらにもう１つの実施例において、２つのピンのためのコネクタのプラグを有している巻きコイルタイプのイグナイタを示す。

Claims (9)

1. 巻きコイルタイプのイグナイタ有し、放電バルブおよび前記イグナイタに加えて接続ジャッキを含むＨＩＤランプの１つの構成要素として提供される放電バルブであって、前記巻きコイルタイプのイグナイタ２０は、円柱状の形状において小型化され、一体的に前記放電バルブの後端に取り付けられ、およびそこにおいて、前記放電バルブは、前記巻きコイルタイプのイグナイタ２０の後端で、前記接続ジャッキのソケットへのピンとピンの接続を可能にするために形成された電気接続のための複数のピンからなるコネクタ３０を有して提供されるような放電バルブ。
2. 請求項１に記載の放電バルブであって、前記巻きコイルタイプのイグナイタ２０は、コイル巻芯、および、３つの層の押出成形され、前記コイル巻芯周辺で被覆される絶縁材から構成されるコイル２２からなる放電バルブ。
3. 請求項１に記載の放電バルブであって、前記巻きコイルタイプのイグナイタ２０の後端で提供される前記コネクタ３０は、２つのピンのソケットのためのボックス形状のコネクタ３０ａであり、前記２つのピンのソケットのバルブ・キャップ３０ａ‐１に対応する放電バルブ。
4. 請求項１に記載の放電バルブであって、前記巻きコイルタイプのイグナイタ２０の後端で提供される前記コネクタ３０は、１つのピンソケットのための円柱状のコネクタ３０ｂであり、前記１つのピンソケットのバルブ・キャップ３０ｂ‐１に対応する放電バルブ。
5. 請求項１に記載の放電バルブであって、前記巻きコイルタイプのイグナイタ２０の後端で提供される前記コネクタ３０は、２つのピンのソケットのためのＬ字状のコネクタ３０ｃであり、前記２つのピンのソケットのバルブ・キャップ３０ｃ‐１に対応する放電バルブ。
6. 請求項１に記載の放電バルブであって、前記巻きコイルタイプのイグナイタ２０の後端で提供される前記コネクタ３０は、３つのピンのソケットのそれに対応する形状を有するコネクタ３０ｄであり、前記３つのピンのソケットのバルブ・キャップ３０ｄ‐１に対応する放電バルブ。
7. 請求項１に記載の放電バルブであって、前記巻きコイルタイプのイグナイタ２０の後端で提供される前記コネクタ３０は、２つのピンのソケットのそれに対応する形状を有しているコネクタ３０ｅであり、前記２つのピンのソケットのバルブ・キャップ３０ｅ‐１に対応する放電バルブ。
8. 請求項２に記載の放電バルブであって、前記コイル２２は、押出成形され、押出工程（Ｓ１１０）によって、前記コイル・コア周辺で被覆される第１の絶縁材層でのコイル・コアの第１の絶縁ステップ、押出成形され、前記押出工程（Ｓ１２０）によって、前記第１の絶縁材層周辺で被覆される第２の絶縁材層での前記コイル・コアの第２の絶縁ステップ、および、押出成形され、前記押出工程（Ｓ１３０）によって、前記第２の絶縁材層周辺で被覆される第３の絶縁材層での前記コイル・コアの補強的な絶縁ステップからなる方法によって生成され、その結果、前記コイル２２は前記押出工程によって前記絶縁材の３つの層で積層される放電バルブ。
9. 請求項８に記載の放電バルブであって、前記コイルは、１００〜１３０℃の範囲の定格温度、１，０００Ｖｒｍｓの範囲の定格電圧、および、０．２〜１．０ｍｍの範囲の前記コイルの直径で生成される放電バルブ。