JP4484324B2 - 自動車のヘッドライト放電ランプのためのスタータモジュール - Google Patents
自動車のヘッドライト放電ランプのためのスタータモジュール Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の放電ランプのためのスタータモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１には、本発明の背景の説明が示されている。図１に示されるように、放電ランプのための従来のスタータモジュールは、放電ランプ３と直列に接続された二次巻線１ａを有するトランス１を含んでいる。このトンランスの一次巻線１ｂは、スイッチング素子２、例えばＩＧＢＴサイリスタインターラプタと直列に接続されており、このインターラプタ２と二次巻線１ｂとを含む分岐回路に、コンデンサが並列に接続されている。
【０００３】
この放電ランプのスタート時、インターラプタ２とトランス１とは、放電ランプの電極間に１２〜２５ｋＶの大きさの高圧スタートパルスを発生させる。特に正常な動作中は、自己インダクタンスとして働く二次巻線１ａを除けば、トランス１は、放電ランプの動作に対して役割を果たさない。
【０００４】
自動車のヘッドランプ内の放電ランプに対して使用されるスタータモジュールのトランスは、二次巻線１ａが所定の高い飽和レベルを有するよう、例えば、一般に４アンペアよりも大きい飽和電流強度を有するように、電気的および機械的な大きさに定められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スタータモジュールとトランスとを、放電ランプのベース内、放電ランプのベースが嵌合されるようになっているコネクタ内、または制御回路（すなわちいわゆるバラスト回路）の機能のすべて、または一部を奏するコンパクトな電子モジュールのいずれかに内蔵できるように、スタータモジュールおよびそのトランスを小型化できることが望ましく、制御モジュールに、スタータモジュールおよびトランスを内蔵させてもよいし、させなくてもよい。
【０００６】
スタータモジュールのトランスを小型化するには、二次巻線の飽和レベルを、より低く、例えば１.５アンペアの大きさにする必要がある。このようにすると、特にライトアップ段階中にランプをスタートさせることによって発生する過渡現象に起因して、電流のピーク値は２０アンペアを越えるほどに極めて高くなる。電流ピーク値が高いことは、バラストの種々の部品、すなわち、スタータ回路内の部品以外の電源回路の部品のパラメータを定める上で問題が生じる。
【０００７】
この大電流のピーク値は、バラストの種々の部品、すなわち、スタータ回路内の部品を除く電源回路の部品の寸法を定める上で問題を生じさせる。
【０００８】
本発明の課題は、上記問題を克服することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴によれば、一次巻線および二次巻線が巻かれた磁気回路を含む高圧トランスを備える、自動車用の、放電ランプのためのスタータモジュールであって、二次巻線の飽和レベルを抑制するよう、トランスの磁気特性を変更するための手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
前記変更手段は、トランスを相補的に磁化させるための手段を備えているのが好ましい。この場合、前記変更手段は、磁気回路に配置された永久磁石を含んでいる。この永久磁石は、磁気回路の空隙内に配置するのが好ましい。
【００１１】
永久磁石は、その正しい配向を保証するための割り出し手段を備えていることが好ましい。
【００１２】
前記トランスの磁気特性を変更するための手段が、相補的な磁化手段を含む場合、この相補的な磁化手段は、磁気回路に巻かれ、連続的または過渡的に付勢される三次巻き線を備えるものとされる。
【００１３】
磁気回路は、環状コアを含むことが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の特徴によれば、自動車用放電ランプのベースに、本発明に係わるスタータモジュールが内蔵されている。
【００１５】
本発明の第３の特徴によれば、自動車用放電ランプのコネクタには、本発明に係わるスタータモジュールが内蔵されている。
【００１６】
本発明の第４の特徴によれば、放電ランプを作動させるための制御機能のすべて、または一部を奏するようになっている電子モジュールは、本発明に係わるスタータモジュールを含んでいる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
単なる非制限的例として示した本発明の好ましい実施例の次の説明を、添付図面を参照しながら読めば、本発明の上記以外の特徴および利点がより明らかとなると思う。
【００１８】
最初に図２を参照する。図２は、本発明に係わるスタータモジュールの特定の実施例のトランス１を示す。このトランス１は、一次巻線１ｂと、二次巻線１ａとを支持する、フェライトのような磁気材料製のリング、すなわち環状コア５を有するトロイダルタイプである。リング５は、エンドレスではなく、空隙６を有し、この空隙６内に、永久磁石８が配置されている。
【００１９】
永久磁石８は、リング５のヒステリシス曲線を変位させるように配向されている。このようにヒステリシス曲線を変位させることにより、磁気回路が飽和状態に達する際の電流の値を大きくすることができる。この永久磁石は、トランスの全体の大きさが、従来のものと同じ状態で、飽和電流が１.５〜４アンペアの範囲となるような大きさに定められている。
【００２０】
この永久磁石８は、リング５の端部に取り付けることができる。これとは異なり、図２に示すように、この永久磁石を、リング５と接触しないような状態で、ほぼ空隙６の中心に配置してもよい。永久磁石は、例えば電気的絶縁体であり、空隙６を横断するように延びる、非磁気材料製の要素７によって、空隙６内に保持されている。
【００２１】
図３は、トランス１が永久磁石を有しない場合に、所定の回路により二次巻線１ａ内に発生される電流パルスIの強度の曲線を示す。
【００２２】
図３は、トランス１が正しい向きに配置された永久磁石を有し、同じ所定の回路により電流が発生させられる際に当てはまる、対応する曲線を示す。
【００２３】
図３に示す第３の曲線は、トランスが永久磁石を含んでいるが、永久磁石が正しく配向されていない場合に、同じ回路によって発生される対応する電流パルスを示す。
【００２４】
永久磁石が正しく配向されていると、電流ピーク値が大幅に減衰されるが、磁石が正しく配向されていない場合、逆の結果が生じ、ピーク値が大幅に大きくなることが、図３から判る。
【００２５】
磁石が正しく配向されている場合、電流のピークの長さｔは（図３において時間ｔ１から時間ｔ２まで）長くなり、これによって、ランプのスタートが促進される。
【００２６】
永久磁石が正しくない向きに配向されるのを防止するために、取り付け中に、トランスに磁石を配置すべき正しい向きを示すための割り出し手段が、永久磁石に設けられている。例えばこの磁石８は、正しくない配向に取り付けられるのを防止する特定の形状となっているのがよい。
【００２７】
磁気回路の飽和状態に達する際の電流の値を大きくするために、トランスの磁気コアリング内に挿入される永久磁石の代わりに、別の手段を使用してもよい。特に図２に破線で示される、リング５に巻かれた相補的巻線９を附勢することによって、磁気回路が飽和状態となる際の電流の値を大きくすることができる。この巻線９は、永続的または過渡的に附勢してもよい。
【００２８】
後に理解できるように、上に述べたトランスの構造は、例えば照明ユニット内、図４および図５に示すように放電ランプのベース１０の中、または図６に示すように放電ランプを収納するためのコネクタのハウジング１１内に、スタータモジュールを配置することが好ましい場合に特に有利である。
【００２９】
図４および図５を参照すると、トロイダルトランス１は、放電ランプ３の軸線とほぼ直角な平面において、ベース１０内に位置している。
【００３０】
図６に示す実施例では、ハウジング１１の中心ゾーン内にトランス１が収容されており、ハウジング１１の軸線は、例えば放電ランプのベースが収容されている接続ゾーン１２の軸線と一致している。ハウジング１１は、側方に延長部を有し、この延長部１３は、ランプに連動するスイッチング部品２とコンデンサ４とを支持している。
【００３１】
本発明は、放電ランプを作動させるための制御機能のすべて、または一部を奏する電子モジュール内に、スタータモジュールを組み込まなければならない場合でも有利に実施できる。
【００３２】
図７ａに、このような実施例が示されている。図７ａは、放電ランプ３を収容するためのコネクタ１５内に組み込まれたバラストを示す。スイッチング部品２、コンデンサ４および電子制御手段１４と共に、このコネクタ内には、トランス１も組み込まれている。
【００３３】
図７ｂは、ランプ４が取り付けられ、モジュール１０が接続された、コネクタ１７より離間したモジュール１６内に、バラストまたはその一部が組み込まれるケースを示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車用放電ランプのためのスタータモジュールを示す略図である。
【図２】本発明の１つの可能性のある実施例におけるスタータモジュールのトランスを示す略図である。
【図３】トランスが正しく配向された永久磁石を含む場合と、かかる永久磁石がない場合において、永久磁石が誤った向きに配向されている際のトランスの二次巻線を流れる電流パルスの一例を示すグラフである。
【図４】図２に示したタイプのトランスを、ランプベース内に収容した図である。
【図５】図２に示したタイプのトランスを、ランプベース内に収容した図である。
【図６】本発明の１つの可能性のある実施例におけるスタータモジュールを、放電ランプコネクタへ収容した図である。
【図７】本発明の一実施例におけるスタータモジュールを、電子モジュールへ収容した図であり、そのうち図７ａは、放電ランプから電子モジュールを離間できる場合を示し、図７ｂは、放電ランプから電子モジュールを離間できない場合を示す。
【符号の説明】
１ トランス
１ａ 二次巻線
１ｂ 一次巻線
２ スイッチング素子
３ 放電ランプ
４ コンデンサ
５ 環状コア
６ 空隙
７ 非磁気材料製要素
８ 永久磁石
９ 相補的巻線
１０ ベース
１１ ハウジング
１２ 接続ゾーン
１３ 側方延長部
１４ 電子制御手段
１５ コネクタ
１６ モジュール
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の放電ランプのためのスタータモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１には、本発明の背景の説明が示されている。図１に示されるように、放電ランプのための従来のスタータモジュールは、放電ランプ３と直列に接続された二次巻線１ａを有するトランス１を含んでいる。このトンランスの一次巻線１ｂは、スイッチング素子２、例えばＩＧＢＴサイリスタインターラプタと直列に接続されており、このインターラプタ２と二次巻線１ｂとを含む分岐回路に、コンデンサが並列に接続されている。
【０００３】
この放電ランプのスタート時、インターラプタ２とトランス１とは、放電ランプの電極間に１２〜２５ｋＶの大きさの高圧スタートパルスを発生させる。特に正常な動作中は、自己インダクタンスとして働く二次巻線１ａを除けば、トランス１は、放電ランプの動作に対して役割を果たさない。
【０００４】
自動車のヘッドランプ内の放電ランプに対して使用されるスタータモジュールのトランスは、二次巻線１ａが所定の高い飽和レベルを有するよう、例えば、一般に４アンペアよりも大きい飽和電流強度を有するように、電気的および機械的な大きさに定められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スタータモジュールとトランスとを、放電ランプのベース内、放電ランプのベースが嵌合されるようになっているコネクタ内、または制御回路（すなわちいわゆるバラスト回路）の機能のすべて、または一部を奏するコンパクトな電子モジュールのいずれかに内蔵できるように、スタータモジュールおよびそのトランスを小型化できることが望ましく、制御モジュールに、スタータモジュールおよびトランスを内蔵させてもよいし、させなくてもよい。
【０００６】
スタータモジュールのトランスを小型化するには、二次巻線の飽和レベルを、より低く、例えば１.５アンペアの大きさにする必要がある。このようにすると、特にライトアップ段階中にランプをスタートさせることによって発生する過渡現象に起因して、電流のピーク値は２０アンペアを越えるほどに極めて高くなる。電流ピーク値が高いことは、バラストの種々の部品、すなわち、スタータ回路内の部品以外の電源回路の部品のパラメータを定める上で問題が生じる。
【０００７】
この大電流のピーク値は、バラストの種々の部品、すなわち、スタータ回路内の部品を除く電源回路の部品の寸法を定める上で問題を生じさせる。
【０００８】
本発明の課題は、上記問題を克服することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴によれば、一次巻線および二次巻線が巻かれた磁気回路を含む高圧トランスを備える、自動車用の、放電ランプのためのスタータモジュールであって、二次巻線の飽和レベルを抑制するよう、トランスの磁気特性を変更するための手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
前記変更手段は、トランスを相補的に磁化させるための手段を備えているのが好ましい。この場合、前記変更手段は、磁気回路に配置された永久磁石を含んでいる。この永久磁石は、磁気回路の空隙内に配置するのが好ましい。
【００１１】
永久磁石は、その正しい配向を保証するための割り出し手段を備えていることが好ましい。
【００１２】
前記トランスの磁気特性を変更するための手段が、相補的な磁化手段を含む場合、この相補的な磁化手段は、磁気回路に巻かれ、連続的または過渡的に付勢される三次巻き線を備えるものとされる。
【００１３】
磁気回路は、環状コアを含むことが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の特徴によれば、自動車用放電ランプのベースに、本発明に係わるスタータモジュールが内蔵されている。
【００１５】
本発明の第３の特徴によれば、自動車用放電ランプのコネクタには、本発明に係わるスタータモジュールが内蔵されている。
【００１６】
本発明の第４の特徴によれば、放電ランプを作動させるための制御機能のすべて、または一部を奏するようになっている電子モジュールは、本発明に係わるスタータモジュールを含んでいる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
単なる非制限的例として示した本発明の好ましい実施例の次の説明を、添付図面を参照しながら読めば、本発明の上記以外の特徴および利点がより明らかとなると思う。
【００１８】
最初に図２を参照する。図２は、本発明に係わるスタータモジュールの特定の実施例のトランス１を示す。このトランス１は、一次巻線１ｂと、二次巻線１ａとを支持する、フェライトのような磁気材料製のリング、すなわち環状コア５を有するトロイダルタイプである。リング５は、エンドレスではなく、空隙６を有し、この空隙６内に、永久磁石８が配置されている。
【００１９】
永久磁石８は、リング５のヒステリシス曲線を変位させるように配向されている。このようにヒステリシス曲線を変位させることにより、磁気回路が飽和状態に達する際の電流の値を大きくすることができる。この永久磁石は、トランスの全体の大きさが、従来のものと同じ状態で、飽和電流が１.５〜４アンペアの範囲となるような大きさに定められている。
【００２０】
この永久磁石８は、リング５の端部に取り付けることができる。これとは異なり、図２に示すように、この永久磁石を、リング５と接触しないような状態で、ほぼ空隙６の中心に配置してもよい。永久磁石は、例えば電気的絶縁体であり、空隙６を横断するように延びる、非磁気材料製の要素７によって、空隙６内に保持されている。
【００２１】
図３は、トランス１が永久磁石を有しない場合に、所定の回路により二次巻線１ａ内に発生される電流パルスIの強度の曲線を示す。
【００２２】
図３は、トランス１が正しい向きに配置された永久磁石を有し、同じ所定の回路により電流が発生させられる際に当てはまる、対応する曲線を示す。
【００２３】
図３に示す第３の曲線は、トランスが永久磁石を含んでいるが、永久磁石が正しく配向されていない場合に、同じ回路によって発生される対応する電流パルスを示す。
【００２４】
永久磁石が正しく配向されていると、電流ピーク値が大幅に減衰されるが、磁石が正しく配向されていない場合、逆の結果が生じ、ピーク値が大幅に大きくなることが、図３から判る。
【００２５】
磁石が正しく配向されている場合、電流のピークの長さｔは（図３において時間ｔ１から時間ｔ２まで）長くなり、これによって、ランプのスタートが促進される。
【００２６】
永久磁石が正しくない向きに配向されるのを防止するために、取り付け中に、トランスに磁石を配置すべき正しい向きを示すための割り出し手段が、永久磁石に設けられている。例えばこの磁石８は、正しくない配向に取り付けられるのを防止する特定の形状となっているのがよい。
【００２７】
磁気回路の飽和状態に達する際の電流の値を大きくするために、トランスの磁気コアリング内に挿入される永久磁石の代わりに、別の手段を使用してもよい。特に図２に破線で示される、リング５に巻かれた相補的巻線９を附勢することによって、磁気回路が飽和状態となる際の電流の値を大きくすることができる。この巻線９は、永続的または過渡的に附勢してもよい。
【００２８】
後に理解できるように、上に述べたトランスの構造は、例えば照明ユニット内、図４および図５に示すように放電ランプのベース１０の中、または図６に示すように放電ランプを収納するためのコネクタのハウジング１１内に、スタータモジュールを配置することが好ましい場合に特に有利である。
【００２９】
図４および図５を参照すると、トロイダルトランス１は、放電ランプ３の軸線とほぼ直角な平面において、ベース１０内に位置している。
【００３０】
図６に示す実施例では、ハウジング１１の中心ゾーン内にトランス１が収容されており、ハウジング１１の軸線は、例えば放電ランプのベースが収容されている接続ゾーン１２の軸線と一致している。ハウジング１１は、側方に延長部を有し、この延長部１３は、ランプに連動するスイッチング部品２とコンデンサ４とを支持している。
【００３１】
本発明は、放電ランプを作動させるための制御機能のすべて、または一部を奏する電子モジュール内に、スタータモジュールを組み込まなければならない場合でも有利に実施できる。
【００３２】
図７ａに、このような実施例が示されている。図７ａは、放電ランプ３を収容するためのコネクタ１５内に組み込まれたバラストを示す。スイッチング部品２、コンデンサ４および電子制御手段１４と共に、このコネクタ内には、トランス１も組み込まれている。
【００３３】
図７ｂは、ランプ４が取り付けられ、モジュール１０が接続された、コネクタ１７より離間したモジュール１６内に、バラストまたはその一部が組み込まれるケースを示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車用放電ランプのためのスタータモジュールを示す略図である。
【図２】本発明の１つの可能性のある実施例におけるスタータモジュールのトランスを示す略図である。
【図３】トランスが正しく配向された永久磁石を含む場合と、かかる永久磁石がない場合において、永久磁石が誤った向きに配向されている際のトランスの二次巻線を流れる電流パルスの一例を示すグラフである。
【図４】図２に示したタイプのトランスを、ランプベース内に収容した図である。
【図５】図２に示したタイプのトランスを、ランプベース内に収容した図である。
【図６】本発明の１つの可能性のある実施例におけるスタータモジュールを、放電ランプコネクタへ収容した図である。
【図７】本発明の一実施例におけるスタータモジュールを、電子モジュールへ収容した図であり、そのうち図７ａは、放電ランプから電子モジュールを離間できる場合を示し、図７ｂは、放電ランプから電子モジュールを離間できない場合を示す。
【符号の説明】
１ トランス
１ａ 二次巻線
１ｂ 一次巻線
２ スイッチング素子
３ 放電ランプ
４ コンデンサ
５ 環状コア
６ 空隙
７ 非磁気材料製要素
８ 永久磁石
９ 相補的巻線
１０ ベース
１１ ハウジング
１２ 接続ゾーン
１３ 側方延長部
１４ 電子制御手段
１５ コネクタ
１６ モジュール
Claims (10)
- 一次巻線および二次巻線が巻かれた磁気回路を含む高圧トランスを備える、自動車用の、放電ランプのためのスタータモジュールであって、二次巻線の飽和レベルを抑制するべく、トランスの磁気特性を変更するための手段を含むことを特徴とするスタータモジュール。
- 前記変更手段が、トランスを相補的に磁化させるための手段を含むことを特徴とする、請求項１記載のスタータモジュール。
- 前記変更手段が、磁気回路に配置された永久磁石を含むことを特徴とする、請求項２記載のスタータモジュール。
- 永久磁石が、磁気回路の空隙内に配置されていることを特徴とする、請求項３記載のスタータモジュール。
- 永久磁石が、その正しい配向を保証するための割り出し手段を含むことを特徴とする、請求項３または４記載のスタータモジュール。
- 相補的な磁化手段が、磁気回路に巻かれ、かつ連続的または過渡的に付勢される三次巻き線を含むことを特徴とする、請求項２記載のスタータモジュール。
- 磁気回路が、環状コアを含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のスタータモジュール。
- ベースが、請求項１〜７のいずれかに記載のスタータモジュールを含むことを特徴とする、自動車用放電ランプ。
- 請求項１〜７のいずれかに記載のスタータモジュールを内蔵することを特徴とする、自動車用放電ランプのためのコネクタ。
- 請求項１〜７のいずれかに記載のスタータモジュールを含むことを特徴とする、放電ランプのための電子制御モジュール。
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