JP2012133987A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱する部品を実装する基板から耐熱性の低い部品への熱伝導を最小限に抑えることができる放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】放電灯点灯装置１０は、ケース部材１２内で耐熱温度の違う複数の電子部品１６，１７を住み分け、パワー素子１６などの発熱する電子部品が実装されている第１基板１４がケース部材１２に取り付けられている。また、電解コンデンサ１７などの耐熱性の低い電子部品が第１基板１４より熱伝導性の低い保持部材１８を介して第１基板１４と所定間隔Ｌに保持されている第２基板１５上に実装されている。また、耐熱性の低い電子部品が第１基板１４およびケース部材１２から離れた該ケース部材１２内方の中心付近に配置され、該耐熱性の低い電子部品とケース部材１２との間が空気層で遮断されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の放電灯点灯装置に関し、特にバルブ一体型バラスト内での耐熱性の低い部品への熱伝導を抑える放電灯点灯装置に関する。

従来、車両前照灯として使用される放電灯点灯装置としては、バルブソケットの中に高電圧発生手段（スタータ）を内蔵した形態や、放電灯とスタータ及びケースを一体にした形態が既に実用化されている。このスタータに、供給電圧変換手段や制御回路等（バラスト）を加え、スタータとバラストをバルブソケットに内蔵、或いは放電灯と一体にする形態が知られている（例えば、特許文献１）。

通常、バラストとスタータをバルブソケットに内蔵或いは一体にしている放電灯点灯装置では、パワー素子などの発熱部品の周辺で１５０℃以下にしなければならないが、電解コンデンサなどの耐熱性の低い部品の周辺では１２０℃以下にしなければならない。
そのため、特許文献１の放電灯点灯装置では、発熱部品をバルブソケットとは反対側の灯具本体の外部に露出するようにして、耐熱性の低い部品をバルブソケット側に設けるように住み分けている。

特開２００６−２１０００９号公報

しかしながら、ケース内で耐熱温度の違う部品を単に住み分けても、耐熱性の低い部品の周辺で１２０℃以下の温度を保証するのは難しい。

本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、発熱する部品を実装する基板から耐熱性の低い部品への熱伝導を最小限に抑えることができる放電灯点灯装置を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、放電灯と、該放電灯が電気的に接続され、前記放電灯に点灯すべき電圧を供給するための回路手段と、該回路手段を収納するケース部材とを備えている放電灯点灯装置において、前記回路手段における発熱する電子部品は、前記ケース部材に取り付けられる第１基板上に実装されており、前記回路手段における耐熱性の低い電子部品は、少なくとも前記第１基板より熱伝導性の低い保持部材を介して前記第１基板と所定間隔に保持されている第２基板上に実装されていると共に、前記第１基板および前記ケース部材から離れた該ケース部材内方に配されていることを特徴とする放電灯点灯装置により達成される。

上記構成の放電灯点灯装置によれば、ケース部材内で耐熱温度の違う複数の電子部品を住み分け、パワー素子などの発熱する電子部品が実装されている第１基板が、ケース部材に取り付けられているので、発熱する電子部品から発生する熱を、第１基板を介してケース部材から効率良く放熱させることができる。
また、電解コンデンサなどの耐熱性の低い電子部品が、第１基板より熱伝導性の低い保持部材を介して第１基板と所定間隔に保持されている第２基板上に実装されているので、第１基板から第２基板へ伝わる熱を抑えることができ、耐熱性の低い電子部品への熱伝導を最小限に抑えることができる。

また、耐熱性の低い電子部品が、第１基板およびケース部材から離れた該ケース部材内方に配されているので、該耐熱性の低い電子部品とケース部材との間が空気層で遮断されており、ケース部材から耐熱性の低い電子部品への熱伝導を最小限に抑えることができる。これにより、耐熱性の低い電子部品の耐熱温度を保証することができる。

また、上記構成の放電灯点灯装置において、前記保持部材が、前記第１基板上の回路と前記第２基板上の回路との電気的な接続を行うための接続端子部と絶縁ハウジングを備えた実装コネクタであることが望ましい。

このような構成の放電灯点灯装置によれば、第１基板と第２基板との間の剛性および電気的な接続が、必要最小限の実装コネクタによって行うことができるので、第１基板から第２基板へ伝わる熱を抑えることができると共に、組立性の向上を図ることができる。

また、上記構成の放電灯点灯装置において、前記第１基板の回路と前記第２基板の回路との電気的な接続が、ワイヤーボンディングまたはリボンボンディングによって行われることが望ましい。

このような構成の放電灯点灯装置によれば、第１基板の回路と第２基板の回路との電気的な接続が、断面積の小さなワイヤーボンディングまたはリボンボンディングによって行われるので、第１基板から第２基板へ熱が伝わるのを抑えることができ、電気的な接続による耐熱性の低い電子部品への熱伝導を最小限に抑えることができる。

本発明に係る放電灯点灯装置によれば、パワー素子などの発熱する電子部品が実装されている第１基板が、ケース部材に取り付けられているので、発熱する電子部品から発生する熱を、第１基板を介してケース部材から効率良く放熱させることができる。
また、電解コンデンサなどの耐熱性の低い電子部品が、第１基板より熱伝導性の低い保持部材を介して第１基板と所定間隔に保持されている第２基板上に実装されているので、第１基板から第２基板へ伝わる熱を抑えることができ、耐熱性の低い電子部品への熱伝導を最小限に抑えることができる。

また、耐熱性の低い電子部品が、第１基板およびケース部材から離れた該ケース部材内方に配されているので、該耐熱性の低い電子部品とケース部材との間が空気層で遮断されており、ケース部材から耐熱性の低い電子部品への熱伝導を最小限に抑えることができる。これにより、耐熱性の低い電子部品の耐熱温度を保証することができる。

本発明に係る一実施形態を示す放電灯点灯装置１０を含む車両用前照灯１の断面図である。 図１の放電灯点灯装置１０の内部を示す概略断面図である。 図２の実装コネクタ１８を示す斜視図である。 放電灯点灯装置４０の内部の放熱構造を示す概略断面図である。 放電灯点灯装置１０とリフレクタ６との嵌合構造を示す斜視図である。 放電灯点灯装置１０とリフレクタ６との別の嵌合構造を示す斜視図である。 放電灯点灯装置１０とリフレクタ６とのさらに別の嵌合構造を示す斜視図である。

以下、本発明に係る放電灯点灯装置の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態である放電灯点灯装置を含む車両用前照灯１は、透明カバー２とランプボディ３とで画成された灯室４内に、灯具ユニット５が収容されている。灯具ユニット５は、リフレクタ６、放電バルブ７及び投影レンズ８を備えている。放電バルブ７は、バルブソケット９に取り付けられており、このバルブソケット９がリフレクタ６の後端部に固定されている。

本実施形態の放電灯点灯装置１０は、バルブ一体型バラストであり、バルブソケット９に固定されており、灯室４内のリフレクタ６の後端部に配置されている。

図２に示すように、放電灯点灯装置１０は、放電バルブ７に点灯すべき電圧を供給するための回路手段１１と、該回路手段１１を収納する金属製のケース部材１２とを備えている。回路手段１１は、入力電圧をパワー素子１６でスイッチングすることにより放電バルブ７への供給電圧を変換する変換手段と、放電バルブ７の点灯を開始するときに放電バルブ７に加える高電圧を発生する高電圧発生手段と、及びパワー素子１６をオン／オフすることにより放電バルブ７へ供給する電力を制御する制御回路とを備えている（不図示）。

ケース部材１２は、金属製の基底部材１３上に被嵌される箱形状である。基底部材１３上に第１基板１４が取り付けられると共に、該第１基板１４上に所定間隔Ｌを保持して第２基板１５が配置されている。この第１基板１４と第２基板１５との所定間隔Ｌを保持するために、少なくとも第１基板１４より熱伝導性の低い複数の保持部材１８が、第１基板１４と第２基板１５との間に配置されている。これにより、第１基板１４から第２基板１５へ伝わる熱を抑えることができる。

第１基板１４上には、パワー素子１６等の発熱する電子部品や熱容量の大きいコイル１９が実装されている。また、第２基板１５上には、電解コンデンサ１７等の耐熱性の低い電子部品やコネクタ２１が実装されている。このように耐熱温度の異なる、発熱する電子部品と耐熱性の低い電子部品とが、第１基板１４と第２基板１５に住み分けられている。さらに、耐熱性の低い電子部品は、第２基板１５上で第１基板１４およびケース部材１２から離れたケース部材１２内方の中心付近に配置されている。この内方の中心位置とは、ケース部材１２の幅寸法Ｈに対して半分のＨ／２付近の位置を意味している。

パワー素子１６から発生した熱は、第１基板１４から基底部材１３およびケース部材１２に伝熱され、基底部材１３およびケース部材１２の外表面から放熱される。また、電解コンデンサ１７は、第１基板１４と第２基板１５が所定間隔Ｌ離れていることで、発熱するパワー素子１６から所定距離だけ離れているので、パワー素子１６から発生する熱の影響を抑えることができる。また、電解コンデンサ１７がケース部材１２の内方の中心付近に配置され、電解コンデンサ１７とケース部材１２との間が空気層で遮断されているので、電解コンデンサ１７へのケース部材１２からの熱伝導を最小限に抑えることができる。

また、第２基板１５の端部は、ケース部材１２から突出しており、この突出部分に外部接続用のコネクタ２１が実装されている。このコネクタ２１近傍のケース部材１２には、開口部２２が形成されている。ケース部材１２内の空気は、ケース部材１２周辺の外気温度よりも高くなるので、この開口部２２からケース部材１２内の空気を排出すると共に外気を取り込むことで、ケース部材１２内の空気を循環させている。

保持部材１８は、図３（ａ）に示すように、樹脂製の絶縁ハウジング３１に２つの接続端子３２，３３を有する実装コネクタ１８Ａである。実装コネクタ１８Ａは、第１基板１４より熱伝導性の低い樹脂製で所定高さＬを有する絶縁ハウジング３１に、一端が平板状の実装端子３２で、他端が円柱状端子３３である略Ｌ字状の端子部材がインサート成形されている。

実装コネクタ１８Ａの一方の実装端子３２は、第１基板１４の回路上に実装されて接続され、他方の円柱状端子３３は、第２基板１５の裏面側（図２中の右側）の回路にレーザ溶接やはんだロボットにより接続される。なお、図３（ｂ）に示すように、必要に応じて２つの実装コネクタ１８Ａを連結して実装コネクタ１８Ｂとすることもできる。連結手段は、例えば、ハウジング上に形成された不図示の凹凸による結合や接着剤等による結合がある。さらに、３つ以上の実装コネクタ１８Ａを適宜連結して多極コネクタを形成することもできる。

なお、保持部材１８は、上記実装コネクタ１８Ａ，１８Ｂのような形態を採らず、第１基板１４より熱伝導性の低い樹脂製で所定間隔Ｌを保持するだけでも良い。この場合、電気的な接続機能を有さないので、第１基板１４の回路と第２基板１５の回路との電気的な接続をワイヤーボンディングまたはリボンボンディングによって行う。このように第１基板１４と第２基板１５の所定間隔を保持する保持部材を必要最小限にとどめることで、熱伝導性の低いワイヤーボンディングやリボンボンディングと相まって、第１基板１４上のパワー素子１６から発生する熱が第２基板１５へ伝わる熱伝導を最小限に抑えることができる。

上述した実施形態の放電灯点灯装置１０によれば、ケース部材１２内で耐熱温度の違う複数の電子部品１６，１７を住み分け、パワー素子１６などの発熱する電子部品が実装されている第１基板１４が、ケース部材１２に取り付けられているので、発熱する電子部品から発生する熱を、第１基板１４を介してケース部材１２および基底部材１３から効率良く放熱させることができる。

また、電解コンデンサ１７などの耐熱性の低い電子部品が、第１基板１４より熱伝導性の低い保持部材１８を介して第１基板１４と所定間隔Ｌに保持されている第２基板１５上に実装されているので、第１基板１４から第２基板１５へ伝わる熱を抑えることができ、耐熱性の低い電子部品への熱伝導を最小限に抑えることができる。

また、耐熱性の低い電子部品が、第１基板１４およびケース部材１２から離れた該ケース部材１２内方の中心付近に配置されているので、該耐熱性の低い電子部品とケース部材１２との間が、空気層で遮断されている。これにより、耐熱性の低い電子部品へのケース部材１２からの熱伝導を最小限に抑えることができる。これにより、耐熱性の低い電子部品の耐熱温度を保証することができる。

また、第１基板１４と第２基板１５との間の剛性および電気的な接続を、必要最小限の実装コネクタ１８Ａによって行うことができるので、第１基板１４から第２基板１５へ伝わる熱を抑えることができると共に、組立性の向上を図ることができる。

また、第１基板１４の回路と第２基板１５の回路との電気的な接続が、断面積の小さなワイヤーボンディングまたはリボンボンディングによって行われるので、第１基板１４から第２基板１５へ熱が伝わるのを抑えることができ、電気的な接続による耐熱性の低い電子部品への熱伝導を最小限に抑えることができる。

次に、上述した放電灯点灯装置１０とは別形態の放電灯点灯装置４０の放熱構造について説明する。

図４に示すように、バルブ一体型バラストである放電灯点灯装置４０は、金属製箱状のケース部材４２と、バルブソケット４１が固定され、該ケース部材４２を被嵌する金属製の蓋部材４３とを備えている。ケース部材４２内の底部に第１基板４４が取り付けられている。また、蓋部材４３の裏面側に第２基板４５が取り付けられている。

第１基板４４上には、発熱する電子部品であるパワー素子４６と、パワー素子４６に隣接して大型部品であるコイル４７が実装されている。このコイル４７は、熱容量が大きく、パワー素子４６に隣接すると共に、蓋部材４３の裏面側にも当接している。また、第１基板４４上には、放電バルブへ供給する電力を制御する制御回路を備えている（不図示）。また、ケース部材４２の下端部には外部接続用のコネクタ４８が取り付けられている。

蓋部材４３の下端部には、放熱部材である放熱フィン５０が形成されている。放熱フィン５０の形状は、放熱面積を確保できれば特に限定する必要はなく、矩形状や湾曲面を有する樋形状であっても良い。なお、この放熱フィン５０は、蓋部材４３と一体形成するか又は別体でねじなどの締結部材により蓋部材４３に直付けしても良い。

また、放熱フィン５０の形成位置は、放電灯点灯装置周辺で起こる自然対流により、加熱された空気が上昇するため下部の温度が低くなるので、下側に伸ばすように下端部に配置するのが有効であるが、蓋部材４３の上端部や側端部でも良い。

パワー素子４６から発生した一部の熱は、第１基板４４からケース部材４２の底部に伝わり、ケース部材４２の裏面および側面側から放熱される。また、一部の熱は、ケース部材４２を伝わって放電バルブ側に伝わり、蓋部材４３および放熱フィン５０から放熱される。

パワー素子４６から発生したその他の熱は、隣接するコイル４７に伝わり、該コイル４７の上端部から当接する蓋部材４３に伝わる。そして、蓋部材４３から放熱フィン５０に伝わり、放熱フィン５０から放熱される。このように蓋部材４３に放熱フィン５０を設けることで、放熱面積を増やすことができると共に、熱容量の大きいコイル４７を介することで、熱伝導の経路を形成することができ、ケース部材４２の放熱性を向上させることができる。

上述したように放電灯点灯装置４０は、パワー素子４６などの発熱する電子部品および制御回路を実装している第１基板４４から、熱容量の大きいコイル４７を介して放熱フィン５０に熱を伝えて放熱する。これにより、ケース部材４２の放熱性を向上させることができる。

次に、上述した放電灯点灯装置１０へのリフレクタ６の取付け構造について、第１〜第３の形態例を説明する。

（第１形態例）
図５に示すように、一方のリフレクタ６は、放電バルブ７の光を前方へ反射させる反射部材であり、その後端の取付部６ａに金属製の嵌合部材６０が固定されている。他方の放電灯点灯装置１０は、バルブ一体型バラストであり、ケース部材１２の前端部にバルブソケット７０Ａが固定されており、このバルブソケット７０Ａに放電バルブ７が取り付けられている。

嵌合部材６０は、３つの可撓片６２が周縁部に均等配置されている。この可撓片６２は、円環状の部材本体６１から嵌合方向に延出され、先端部から撓み空間を有するように折り返されている。可撓片６２の先端下部には、爪状の係止部６３が形成されている。

また、バルブソケット７０Ａの外周縁には、嵌合部材６０側の係止部６２に対応する位置に凹状の係止受部７１が配置されている。

取り付け時は、係止部６２と係止受部７１を位置合わせして、リフレクタ６をケース部材１２側に嵌め込むだけで、ばね性のある金属バンドやねじ止めするよりも簡易的に、リフレクタ６を放電灯点灯装置１０に取り付けることができる。また、取り外す時は、３つの可撓片６２を撓ませて引くことで、放電灯点灯装置１０からリフレクタ６を容易に取り外すことができる。

（第２形態例）
図６に示すように、一方の放電灯点灯装置１０は、バルブ一体型バラストであり、ケース部材１２の前端部にバルブソケット７０Ｂが固定されており、バルブソケット７０Ｂに放電バルブ７が取り付けられている。他方のリフレクタ６は、放電バルブ７の光を前方へ反射させる反射部材であり、その後端に取付部６ａが形成されている。

バルブソケット７０Ｂは、円筒状の外周部７２前端の上部に可撓片７３が一体形成されている。この可撓片７３は、外周部７２前端から嵌合方向に延出され、先端部から撓み空間を有するように折り返されている。その先端下部には、爪状の係止部７４が形成されている。また、可撓片７３に対向する下部前端には、下方に突出した係合部７５が形成されている。

また、リフレクタ６は、その後端の取付部６ａの外周に、係止部７４を係止する凹状の係止受部６４が形成されている。また、取付部６ａの内周に、係合部７５を係合する凹状の係合受部６５が形成されている。

取り付け時は、バルブソケット７０Ｂ側の係合部７５をリフレクタ６側の係合受部６５に引っ掛けてから、係合部７５を支点にしてリフレクタ６が嵌め込まれる。これにより、バルブソケット７０Ｂ側の係止部７４が係止受部６４に係止されることで、リフレクタ６を放電灯点灯装置１０に簡易的に取り付けることができる。また、取り外す時は、可撓片７３を撓ませて引くことで、リフレクタ６を放電灯点灯装置１０から容易に取り外すことができる。

（第３形態例）
図７に示すように、一方の放電灯点灯装置１０は、バルブ一体型バラストであり、ケース部材１２の前端部にバルブソケット７０Ｃが固定されており、バルブソケット７０Ｃに放電バルブ７が取り付けられている。他方のリフレクタ６は、放電バルブ７の光を前方へ反射させる反射部材であり、その後端に取付部６ａが形成されている。

リフレクタ６は、その後端の取付部６ａの外周に、３つの係合突部６６が均等配置されている。また、バルブソケット７０Ｃは、円筒状の外周部７６の内縁に、係合突部６６を挿入可能な凹状の挿入穴７７と、この挿入穴７７に連通して、係合突部６６を嵌合する溝部７８が形成されている。所謂、バヨネット締結構造が形成されている。

取り付け時は、リフレクタ６側の３つの係合突部６６をバルブソケット７０Ｃ側の対応する３つの挿入穴７７に挿入し、リフレクタ６をケース部材１２に対して左方向へ回転させることで、リフレクタ６側の係合突部６６がバルブソケット７０Ｃ側の溝部７８に嵌合する。これにより、リフレクタ６を放電灯点灯装置１０に簡易的に取り付けることができる。また、取り外す時は、リフレクタ６をケース部材１２に対して右方向へ回転させてから引くことで、リフレクタ６を放電灯点灯装置１０から容易に取り外すことができる。

上述したようにリフレクタ６の放電灯点灯装置１０への取り付けは、上記第１〜第３の形態を採ることにより、簡易的に且つ確実に行うことができると共に、取り外しも容易に行うことができる。なお、上記第１〜第３の形態では、リフレクタ６の取付け構造はバルブソケットに一体形成されている形態を採ったが、取付け部材を別体に設けて、バルブソケットに嵌合させるようにしても良い。

また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１…車両用前照灯、７…放電バルブ（放電灯）、９，４１，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ…バルブソケット、１０，４０…放電灯点灯装置、１１…回路手段、１２，４２…ケース部材、１４，４４…第１基板、１５，４５…第２基板、１６，４６…パワー素子（発熱する電子部品）、１７…電解コンデンサ（耐熱性の低い電子部品）、１８…保持部材、１８Ａ，１８Ｂ…実装コネクタ、１９，４７…コイル、２１，４８…コネクタ、５０…放熱フィン、６０…嵌合部材、６２，７３…可撓片、６６…係合突部

Claims (3)

1. 放電灯と、該放電灯が電気的に接続され、前記放電灯に点灯すべき電圧を供給するための回路手段と、該回路手段を収納するケース部材とを備えている放電灯点灯装置において、
   前記回路手段における発熱する電子部品は、前記ケース部材に取り付けられる第１基板上に実装されており、
   前記回路手段における耐熱性の低い電子部品は、少なくとも前記第１基板より熱伝導性の低い保持部材を介して、前記第１基板と所定間隔に保持されている第２基板上に実装されていると共に、前記第１基板および前記ケース部材から離れた該ケース部材内方に配されていることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記保持部材が、前記第１基板上の回路と、前記第２基板上の回路との電気的な接続を行うための接続端子部と絶縁ハウジングを備えた実装コネクタであることを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
3. 前記第１基板の回路と前記第２基板の回路との電気的な接続が、ワイヤーボンディングまたはリボンボンディングによって行われることを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
   
   

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