JP2010067400A - 放電ランプ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 始動器の絶縁性を高めることにより、点灯不良を抑制した放電ランプ装置を提供する。
【解決手段】
本発明の放電ランプ装置は、ケース5と、ケース内に配置された第1、第2の端子612、623を有する回路部品と、第1、第2のリード線2a4、2b4を有し、第1のリード線2a4が第1の端子612に、第2のリード線2b4が第2の端子623に電気的に接続された状態でケース5に保持されたバーナー1と、を具備するランプ装置において、高圧側に設定される第1の端子612は、絶縁材8で覆われている。なお、第1、第2の筒状部511、521の間に形成される空間や隙間にも絶縁材8を形成して、絶縁性をさらに高めつつ、第1、第2のケース51、52の接合を可能とするのが望ましい。
【選択図】 図2
【解決手段】
本発明の放電ランプ装置は、ケース5と、ケース内に配置された第1、第2の端子612、623を有する回路部品と、第1、第2のリード線2a4、2b4を有し、第1のリード線2a4が第1の端子612に、第2のリード線2b4が第2の端子623に電気的に接続された状態でケース5に保持されたバーナー1と、を具備するランプ装置において、高圧側に設定される第1の端子612は、絶縁材8で覆われている。なお、第1、第2の筒状部511、521の間に形成される空間や隙間にも絶縁材8を形成して、絶縁性をさらに高めつつ、第1、第2のケース51、52の接合を可能とするのが望ましい。
【選択図】 図2
Description
本発明は、例えば、自動車前照灯に用いられる放電ランプ装置に関するものである。
近年、自動車前照灯に用いられる光源には、高輝度放電ランプ、いわゆるHIDランプが普及している。この放電ランプは、日本では放電ランプが始動器に着脱可能な構成であるのが一般的であるが、欧米では、放電ランプと始動器とが一体化された放電ランプ装置として構成されるのが一般的である。この例としては、特許文献1や特許文献2の放電ランプ装置がある。
ここで、このような放電ランプ装置において、ランプが点灯しない不具合が発生している。この不具合について検証したところ、高圧パルスを投入する始動時に、その高圧パルスがリークするなどして、放電ランプに正常に供給されていないことが原因であることがわかった。
本発明の目的は、始動器の絶縁性を高めることにより、点灯不良を抑制した放電ランプ装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の放電ランプ装置は、ケースと、前記ケース内に配置された第1、第2の端子を有する回路部品と、第1、第2のリード線を有し、前記第1のリード線が前記第1の端子に、前記第2のリード線が前記第2の端子に電気的に接続された状態で前記ケースに保持されたバーナーと、を具備するランプ装置において、高圧側に設定される前記第1の端子は、絶縁材で覆われていることを特徴とする。
本発明によれば、始動器の絶縁性を高めることができるため、点灯不良を抑制することができる。
(第1の実施の形態)
本発明の実施の形態の放電ランプ装置について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態の放電ランプ装置の外観図、図2は図1の放電ランプ装置の断面図である。なお、以下では便宜上、図1において上側(放電ランプ装置の先端側)を前端、下側を後端と称して説明する。
本発明の実施の形態の放電ランプ装置について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態の放電ランプ装置の外観図、図2は図1の放電ランプ装置の断面図である。なお、以下では便宜上、図1において上側(放電ランプ装置の先端側)を前端、下側を後端と称して説明する。
本実施の形態の放電ランプ装置は、図1に示すように放電ランプDLの部分と始動器IGの部分とからなり、それらが一体的に構成されてなる。
まず、放電ランプDLの部分について説明すると、放電ランプDLは、光を発生させる主要部としてバーナー1を有している。バーナー1は、内管11と外管12とで構成された2重管構造となっている。
内管11は、例えば石英ガラスからなり、発光部111と封止部112とを有している。発光部111は略楕円形であり、内管11の長手方向の略中央に形成されている。発光部111の内部には、容積が20μl〜30μlの放電空間113が形成されており、ナトリウム、スカンジウム、亜鉛、インジウムのハロゲン化物と、常温(25℃)において12〜20atmのキセノンが封入されている。なお、放電空間113に水銀は封入されていない。
封止部112は板状であり、発光部111の両端部に一対形成され、その内部には、マウント2a、2bが封着されている。マウント2a、2bは、金属箔2a1、2b1、電極2a2、2b2、コイル2a3、2b3および第1、第2のリード線2a4、2b4からなる。
金属箔2a1、2b1はモリブデンからなり、その平面が封止部112の板状面と平行するように封着されている。
電極2a2、2b2は、一端は金属箔2a1、2b1に接続され、他端は放電空間113内で外観距離で4.0mm〜4.5mmの電極間距離を保って、互いの先端同士が対向するように配置されている。なお、本実施の形態では、タングステンに微量の酸化トリウムがドープされた、いわゆるトリタン電極を使用している。
コイル2a3、2b3は、ドープタングステンからなり、封止部112内の電極2a2、2b2部分に螺旋状に巻装されている。
第1、第2のリード線2a4、2b4はモリブデンからなり、その一端は電極2a2、2b2の対向側の金属箔2a1、2b1に接続され、他端は管軸に沿ってバーナー1の外部に延出されている。このうち、ランプ前端側に延出した第2のリード線2b4には、サポートワイヤ2cが接続されている。サポートワイヤ2cは、ニッケルからなるL字状の金属線であり、そのバーナー1と平行する部分には、セラミックからなるスリーブ3が装着されている。
外管12は、例えば、石英ガラスにチタン、セリウム、アルミニウム等の酸化物を添加した、紫外線遮断性を有する材料からなり、内管11の両端に溶着され、内管11の大部分を覆っている。この溶着により形成された内外管の間の空間は気密に保たれており、例えばアルゴンや窒素などのガスが封入されている。なお、外管12の後端側の外周面には、金属バンド41が形成されている。
次に、始動器IGの部分について、さらに図3を参照して説明する。始動器IGは、ケース5、回路部品61〜63、シールドケース7および絶縁材8で構成されている。
ケース5は、例えばPPS樹脂からなり、第1のケース51と第2のケース52とを有している。
第1のケース51は、その前端側には空間が形成されているとともに、保持片42が埋め込みなどにより形成されており、その空間はバーナー1の後端側の一部を収納し、保持片42は金属バンド41を保持している。すなわち、第1のケース51の前端側は、バーナー1を収納保持する構造を具備している。一方、後端側は側壁を有していて、その内部には空間が形成された構造となっている。その空間には、第1の筒状部511、突出部512、壁部513が突出形成されている。第1の筒状部511はバーナー1の管軸方向の延長線上に、突出部512はスリーブ3の管軸方向の延長線上に位置しており、内部にはそれぞれ第1のリード線2a4とサポートワイヤ2cが挿通されている。壁部513は、第1のケース51の空間を分割するように形成されている。
第2のケース52は、ケース5の内部空間を閉じるカバーであり、第1のケース51の後端側に配置されている。第2のケース52の前端側の略中央には、第2の筒状部521が突出形成されている。第2の筒状部521は、鍵穴状の筒であって、その内寸は第1の筒状部511の外寸よりも大きく形成されている。そのため、第1のケース51と第2のケース52を合わせると、第2の筒状部521内に第1の筒状部511が挿入された状態となる。
回路部品61は、本体部611と第1の端子612とで構成されている。本体部611は、円筒状の部分を有しており、その円筒状の部分が第1の筒状部511内に配置された状態で壁部513に固定されている。第1の端子612は、本体部611の内部に内蔵されており、一端が円筒状の部分の後端側に位置し、第1のリード線2a4と接続されている。なお、図4からわかるように、本体部611は第1の筒状部511の後端側の壁の一部に設けられた切り欠きに嵌合されており、その結果、第1の端子612が第1の筒状部511の内部に配置されている。
回路部品62は、基板部621と外部端子622と第2の端子623とで構成されている。基板部621は、内部に金属板が内蔵された基板であり、その基板の前端側にはコンデンサ、抵抗、ギャップなどの回路素子が配設されている。外部端子622は、箱状を呈しており、ケース5の外部に突出形成されている。その内部の空間には基板部621に内蔵された金属板の一部が配置されて、始動後にランプに電力を供給するためのバラスト(図示なし)との接続が行われる。第2の端子623は、基板部621に内蔵された金属板の一部であり、第1の筒状部611付近に位置し、サポートワイヤ2cと接続されている。
回路部品63は、昇圧トランスであり、壁部513に固定されているとともに、その1次側は回路部品62、2次側は回路部品61と接続されている。すなわち、第1の端子612は高圧側、第2の端子623は低圧側に設定されている。
シールドケース7は、点灯中に始動器IGから発生するノイズを遮断するためのケースであり、第1のシールドケース71と第2のシールドケース72とで構成され、ケース5の外面に取り付けられている。このシールドケース7の材料としては、例えばアルミニウムを用いることができる。
絶縁材8は、エポキシからなり、図5に示すように、第1のリード線2a4、第1の筒状部511、第2の筒状部521、本体部611、第1の端子612で構成された空間や隙間に形成されている。そのため、第1の端子612は絶縁材8に覆われている。ここで、絶縁材8は第1の端子612の全体を覆っている必要はなく、少なくとも後述するパルスリークの起点となり得る部分を覆っていれば足り、本実施の形態においては、第1の端子612の前端側部分を覆っていればよい。なお、絶縁材8としては、絶縁性を有する(耐電圧が10kV/mm以上)材料、さらに好適には接着性も有する材料であるのが望ましく、エポキシ(耐電圧=約15kV/mm)などの樹脂のほかには、シリコン(耐電圧=約20kV/mm)などを使用することができる。
次に、放電ランプ装置の製造方法について図6を参照して説明する。
まず、バーナー1や回路部品61〜63を取り付けた第1のケース51と第2のケース52を用意し、第2の筒状部521内に熱硬化前の半液状絶縁材81を注入したのち、図6(a)のように、第2の筒状部521内に第1の筒状部511を挿入する。これにより、半液状絶縁材81は、第1のリード線2a4、第1の筒状部511、第2の筒状部521、回路部品61で構成された空間のほぼ全体、および第1の筒状部511の外周面と第2の筒状部521の内周面との間に形成される隙間の一部を満たすように流動する。次に、第1のケース51と第2のケース52を張り合わせた状態の放電ランプ装置を加熱炉9に入れ、放電ランプ装置を加熱して、半液状絶縁材81を硬化させる。最後に、シールドケース71、72をケース5に被せることで放電ランプ装置が完成する。
ここで、第1の端子612の大部分を覆うように絶縁材8を形成した放電ランプ装置(実施例)と、絶縁材8を形成していない放電ランプ装置(従来例)とについて始動試験を行った。なお、この試験では、始動パルス電圧=20kV、ライズタイム=80nsecのパルス電圧を放電ランプ装置に連続投入し、一発目のパルスで始動しなければ点灯不良と判定した。
結果、実施例では全て一発目のパルスで点灯したのに対し、従来例では3〜10%について点灯不良が発生した。従来例で点灯不良が発生したのは、始動時に印加される高圧パルスが、第1の端子612からケースの壁面ないしその壁を貫通してシールドケース72、回路部品62の第2の端子623やコンデンサなどにリークするパルスリークやコロナ放電が発生し、電極2a2、2b2間に絶縁破壊に必要な電圧が印加されなかったことが原因と考えられる。これに対し、実施例では、そのようなパルスリークなどの起点となる第1の端子612が絶縁材料で覆われているため、パルスリークなどによる点灯不良は発生せず、全て正常に点灯したと考えられる。
また、実施例では、絶縁材8が第1の筒状部511の外周面と第2の筒状部521の内面の間に形成される隙間にも形成されているので、特許文献1のように第1のケース51と第2のケース52の側壁に互いに嵌合するような突起や凹みを形成しなくても、十分な第1のケース51と第2のケース52の接合強度を得ることができる。また、第1の端子612付近にパルスリークの経路となる隙間がなくなるとともに、第1の端子612付近のケースの厚みが実質厚くなり、パルスが壁を貫通しにくくなるため、さらに始動器IGの絶縁性が向上している。
したがって、本実施の形態では、第1の筒状部511の内部には高圧側に設定された第1の端子612の大部分を覆うように絶縁材8が形成されていることにより、始動器IGの絶縁性が高まるため、点灯不良を発生しにくくすることができる。
また、第2の筒状部521の内部には第1の筒状部511が挿入され、第1の筒状部511の外面と第2の筒状部521の内面の間の隙間にも絶縁材8が形成されていることにより、さらに始動器IGの絶縁性が高まるとともに、第1のケース51と第2のケース52を強固に強度することができる。
(第2の実施の形態)
図7は、本発明の第2の実施の形態の放電ランプ装置の断面図である。これ以降の実施の形態の各部については、第1の実施の形態の放電ランプ装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
図7は、本発明の第2の実施の形態の放電ランプ装置の断面図である。これ以降の実施の形態の各部については、第1の実施の形態の放電ランプ装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
第2の実施の形態では、絶縁材8が第2の筒状部521からはみ出すように形成されている。このように絶縁材8を形成することにより、第1の筒状部511と第2の筒状部521付近の一体感が増すため、絶縁性、接合強度をさらに高めることができる。また、図のように第2の端子623の大部分を覆うように絶縁材8を形成することで、第1の端子612−第2の端子623間のパルスリークをさらに効果的に抑制することができる。なお、第2の筒状部521から絶縁材8がはみ出すようにするには、図6(a)において第2の筒状部521に注入する絶縁材8の量を増やすことにより可能であり、またその量を増減することでどの程度はみ出させるかを調整することができる。
なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
第1のケース51は、図8のように、放電ランプDLの一部として構成されるソケット51aとケース部51bとを接着や溶着などにより一体化させ、ソケット51aの一部を第1の筒状部511として構成するような構造であってもよい。
第1、第2の筒状部511、521は円筒に限らず、楕円状や多角形状、それらを組み合わせた形状であっても良い。
本実施の形態においてはサポートワイヤ2cを介して、第2のリード線2b4と第2の端子623を接続したが、第2のリード線を2度直角に曲げ、後端側に延出させることでサポートワイヤ2cを削除しても良い。
DL 放電ランプ
IG 始動器
1 バーナー
11 内管
12 外管
2a、2b マウント
2a1、2b1 金属箔
2a2、2b2 電極
2a4、2b4 第1、第2のリード線
2c サポートワイヤ
5 ケース
51 第1のケース
511 第1の筒状部
52 第2のケース
521 第2の筒状部
61〜63 回路部品
612 第1の端子
623 第2の端子
7 シールドケース
8 絶縁材
IG 始動器
1 バーナー
11 内管
12 外管
2a、2b マウント
2a1、2b1 金属箔
2a2、2b2 電極
2a4、2b4 第1、第2のリード線
2c サポートワイヤ
5 ケース
51 第1のケース
511 第1の筒状部
52 第2のケース
521 第2の筒状部
61〜63 回路部品
612 第1の端子
623 第2の端子
7 シールドケース
8 絶縁材
Claims (4)
- ケースと、前記ケース内に配置された第1、第2の端子を有する回路部品と、第1、第2のリード線を有し、前記第1のリード線が前記第1の端子に、前記第2のリード線が前記第2の端子に電気的に接続された状態で前記ケースに保持されたバーナーと、を具備するランプ装置において、
高圧側に設定される前記第1の端子は、絶縁材で覆われていることを特徴とする放電ランプ装置。 - 前記ケースは第1のケースと第2のケースで構成され、前記第1のケースには第1の筒状部、前記第2のケースには第2の筒状部が形成されており、一方の前記筒状部の内部には他方の前記筒状部が挿入されているとともに、前記第1の筒状部と前記第2の筒状部の間には前記絶縁材が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の放電ランプ装置。
- 前記第2のケースは、前記ケースの後端側を塞ぐカバーとして構成されているとともに、前記第2の筒状部はその内寸が前記第1の筒状部の外寸よりも大きく形成されており、前記第1の筒状部が前記第2の筒状部の内部に挿入されていることを特徴とする請求項2に記載の放電ランプ装置。
- 前記絶縁材は前記第2の筒状部からはみ出すように形成されていることを特徴とする請求項3に記載の放電ランプ装置。
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---|---|---|---|
JP2008231048A JP2010067400A (ja) | 2008-09-09 | 2008-09-09 | 放電ランプ装置 |
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-
2008
- 2008-09-09 JP JP2008231048A patent/JP2010067400A/ja active Pending
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