JP2010067400A - 放電ランプ装置 - Google Patents

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

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。

特開２００８−１５９５０９号公報 国際公開第２００５／００８１２５号パンフレット特開

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。

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。

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１の放電ランプ装置の断面図。 各回路部品を配設した第１のケースを後端側から見た図。 図３の第１の筒状部付近の斜視図。 図２の二点鎖線の範囲Ｘの拡大図。 第１の実施の形態の放電ランプ装置の製造方法の説明図。 本発明の第２の実施の形態の放電ランプ装置の断面図。 第１のケースの変形例の説明図。

符号の説明

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

Claims (4)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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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