JP4506078B2 - 電磁装置および高電圧発生装置 - Google Patents
電磁装置および高電圧発生装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気コアとこれに巻装された１次および２次巻線とにより構成される電磁装置、およびこれを用いた高電圧発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用ヘッドライトにおいて、安全性およびエコロジーを重視する観点から、高輝度放電（ＨＩＤ）ランプとして、ハロゲンランプよりも高輝度、低消費電力、長寿命である高圧放電ランプが使用されるようになっている。
【０００３】
このような高輝度放電ランプには、これを瞬時に始動ないし再始動するため、イグナイタまたは始動装置と呼ばれ、パルストランスなどの電磁装置を用いて入力の低電圧を高圧パルス電圧に変換する高電圧発生装置が必要となる。
【０００４】
図８は従来の高電圧発生装置を示す斜視図、図９は同高電圧発生装置を用いた典型的な放電灯点灯装置の構成図である。
【０００５】
図８，図９に示す高電圧発生装置２PAは、点灯装置３の出力と接続される入力端子Ｔ１〜Ｔ３と、高輝度放電ランプＤＬと接続される出力端子Ｔ４，Ｔ５と、高電圧側の入力端子Ｔ１と低電圧側の入力端子Ｔ２との間に接続されるコンデンサＣ１と、このコンデンサＣ１の両端間に接続される１次巻線１３を有するとともに入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ４間に接続される２次巻線１４PAを有しこれらを磁気コアに巻装する電磁装置（パルストランス）１PAと、コンデンサＣ１から１次巻線１３への放電経路上に介設されてこれを開閉する放電ギャップＧＡＰとを備えるとともに、合成樹脂製のハウジング２０PAを備え、低電圧側の入力端子Ｔ３と低電圧側の出力端子Ｔ５とが直結される構成になっている。
【０００６】
ハウジング２０PAは、放物面状の正面２０ａを持つ中空平角状に形成され、上記各電気部品を収容し、下側面から入力端子Ｔ１〜Ｔ３の各一部を突出させている。
【０００７】
そして、ハウジング２０PAの正面２０ａから前方に延出された円筒状の筒部２１１と、この筒部２１１を囲繞するように正面２０ａから前方に延出する断面円状の外壁２１２と、筒部２１１内に配置される出力端子Ｔ４と、筒部２１１と外壁２１２との間に配置される出力端子Ｔ５とにより、高輝度放電ランプＤＬのランプ口金（図示せず）と電気的かつ機械的に接続されるソケット部２１が構成され、高電圧発生装置２PAをソケット一体型イグナイタとしている。つまり、ランプ口金をソケット部２１に挿入することにより、ランプ口金とソケット部２１とが機械的に接続されるとともに、ランプ口金の中央電極部が筒部２１１内の出力端子Ｔ４に接触導通し、ランプ口金の外周面に設けられた外側電極部が、筒部２１１と外壁２１２との間の出力端子Ｔ５と接触導通して、電気的に接続されるのである。なお、出力端子Ｔ５は複数設けられている。
【０００８】
上記構成の高電圧発生装置２PAでは、高輝度放電ランプＤＬの消灯時、点灯装置３から入力端子Ｔ１，Ｔ２を介してコンデンサＣ１に電圧が印加すると、コンデンサＣ１が充電されてその両端電圧が上昇する。この後、コンデンサＣ１の両端電圧が所定電圧（放電ギャップＧＡＰのブレークダウン電圧）に達したとき、放電ギャップＧＡＰがオンになり、放電ギャップＧＡＰおよび１次巻線１３により形成される閉ループにより、充電されたコンデンサＣ１が放電し、２次巻線１４PAに高圧パルス電圧が発生する。この高圧パルス電圧が出力端子Ｔ４，Ｔ５を介して高輝度放電ランプ（高圧放電ランプ）ＤＬに印加して、これを絶縁破壊に至らしめることにより、高輝度放電ランプＤＬが始動ないし再始動する。
【０００９】
このような従来の高電圧発生装置２PAは、高輝度放電ランプＤＬのランプ口金と電気的かつ機械的に接続するためのソケット（ソケット部２１）と一体化されることにより、小型化が可能となっている。
【００１０】
しかしながら、自動車用としての高電圧発生装置の場合は、上記部品以外に、保護用の抵抗、ツェナーダイオード、ノイズフィルタ用コンデンサ、チョークコイルなどが用いられることもあるので、これらをもハウジング内に収納しなければならず、より一層の小型化および薄型化が求められる。なかでも体積的に電磁装置（パルストランス）の占める割合が大きいため、高電圧発生装置をより一層小型化するには、電磁装置をより小型化する必要がある。
【００１１】
図１０は一層の小型化が可能な従来の電磁装置の断面図、図１１は同電磁装置の一部を示す斜視図、図１２は同電磁装置に使用される２次巻線の断面図である（特許文献１参照）。
【００１２】
図１０〜図１２において、電磁装置１PBは、断面小判状で柱状の磁気コア１０PAと、この磁気コア１０PAの側周部に巻装される２次巻線１４と、この２次巻線１４上に巻装される１次巻線１３とにより構成される。
【００１３】
磁気コア１０PAには、抵抗率（固有抵抗）が大きいＮｉ−Ｚｎフェライト材が使用される。
【００１４】
２次巻線１４は、絶縁皮膜１４１で覆われた断面が平角状の導体線１４０からなる平角導線であり（図１２参照）、図１０の例では、ボビン（絶縁体）を介することなく、磁気コア１０PAの側周部のほぼ全周に亘って１層にエッジワイズ巻にして巻装（厚みの薄い箔状の平角導線をその幅広の面が対向するように巻回）されている。
【００１５】
１次巻線１３は、高耐圧被覆１３１を持つ断面円状の導体線１３０であり、２次巻線１４上の低圧側に寄せて巻装され、２次巻線１４との間の絶縁を確保するようになっている。
【００１６】
このような構成の電磁装置１PBでは、２次巻線１４のエッジワイズ巻による巻線占積率の向上に加えて、磁気コア１０PAと２次巻線１４との間にボビン（コイルボビン）が不要となるため、より一層の小型化および薄型化が可能になる。
【００１７】
このような電磁装置１PBを図１３に示すようにソケット一体型の高電圧発生装置２PBに適用すれば、高電圧発生装置の小型化も可能となる。なお、図１３の２０PBは、ハウジング２０PAよりも小型のハウジングである。
【００１８】
【特許文献１】
特開２００２−９３６３５号公報
【特許文献２】
特開２０００−３６４１６号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
近年、環境を考慮し、無水銀化の高輝度放電ランプが自動車用ヘッドライトとして使用されつつある。
【００２０】
しかし、無水銀化の高輝度放電ランプは、従来の水銀入りランプに比べ、低ランプ電圧、高ランプ電流となるランプ特性を有し、図９の例に示した回路構成の高電圧発生装置では電磁装置の２次巻線にランプ電流が流れるので、例えば従来の２倍程度のランプ電流が流れたとすれば、２次巻線での温度がその抵抗成分によって従来よりも上昇して、効率が低下するという問題がある。このため、低抵抗の２次巻線の電磁装置が要望される。
【００２１】
図１０〜図１２に示した電磁装置１PBの２次巻線１４の抵抗値を小さくするには、平角状の導体線１４０の断面積を増大すればよい。しかし、断面積を増大するべく、導体線１４０の厚みを厚くしたとすれば、長手方向の長さが非常に長くなってしまう。例えば、２次巻線１４としての抵抗値を１／３程度にしたとすれば、長手方向の長さが２倍以上となって、図１３に示したハウジング２０PBに収容することができなくなる。また、導体線１４０の幅を拡げたくても、２次巻線１４の曲率の限界（２次巻線１４が磁気コア１０PAに巻装されたときの内周に対する外周の伸び率が大きくなり過ぎると、絶縁皮膜１４１の外周部が劣化し、絶縁性能が低下する）から、導体線１４０の幅を拡げることは実質不可能である。このような理由により、電磁装置１PBでは、無水銀化の高輝度放電ランプに対応できるように２次巻線１４の低抵抗化を図ることは困難である。
【００２２】
２次巻線の抵抗を下げる他の方法としては、その巻数を減らして抵抗値を小さくする方法がある。この場合、出力を下げることなく巻数を減らすためには、磁気コアを閉磁路構成としてその結合を向上させ、漏れ磁束を抑制すればよい。
【００２３】
図１４，図１５は従来の閉磁路構成の電磁装置を示す図である（特許文献２参照）。ただし、図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ平面図、正面図、側面図である。図１５（ａ）は電磁装置の縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２４】
図１４，図１５において、電磁装置１PCは、断面小判状で柱状の磁気コア部１１PCと、Ｃ字（コ字）状に形成され絶縁材Ｂを介して両端部間に磁気コア部１１PCを挟み込む磁気コア部１２PCとによりなる磁気コア１０PCを備えているとともに、磁気コア部１１PCの側周部に巻装される２次巻線１４と、この２次巻線１４を覆う筒状の絶縁カバー１９と、この絶縁カバー１９に巻装される１次巻線１３PCとを備えている。
【００２５】
２次巻線１４は、平角銅線からなり、磁気コア部１１PCの側周部にエッジワイズ巻にして巻装され、高圧出力巻線として使用される。磁気コア部１１PCに高抵抗のフェライトコアを用いれば、絶縁体を介さずに２次巻線１４を磁気コア部１１PCの側周部に巻装することができる。
【００２６】
１次巻線１３PCは、平角銅線からなり、絶縁カバー１９上の低圧側に寄せてエッジワイズ巻にして巻装され、低圧出力巻線として使用される。
【００２７】
なお、絶縁カバー１９は、樹脂製であり、２次巻線１４の両端が接続される端子１９１，１９２が固定される。また、絶縁カバー１９の外周には、１次巻線１３PCの巻き位置および端末引出しのための位置決め用ガイド１９３を突出して一体に設けている。また、絶縁カバー１９と磁気コア１０PCとの間は接着剤により固定され、さらに一般的には、１次巻線１３PCの端子や２次巻線１４の端子１９１，１９２以外の部分は樹脂によりモールドされる。
【００２８】
このような構成の電磁装置１PCによれば、磁気コア１０PCを閉磁路構成とすることで、磁気コア１０PCの結合を向上させ、漏れ磁束を抑制することができるので、出力を下げることなく２次巻線の巻数を減らすことができ、２次巻線の抵抗を下げることができる。
【００２９】
しかしながら、上記電磁装置１PCでは、２次巻線の抵抗を下げることができるものの、Ｃ字状の磁気コア部１１PCを必要とするので、この分、電磁装置が大型になるという課題がある。
【００３０】
また、上記絶縁材Ｂによるギャップ長は、磁気コア部１１PC，１２PCの寸法バラツキや絶縁材Ｂ自体の厚み精度などから、少なくとも１〜１．５ｍｍ程度以上とる必要がある。このため、磁気コア１０PCの結合を向上させて漏れ磁束を抑制する効果を十分に発揮しているとはいえなかった。
【００３１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、出力を下げることなく２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができ、従来の閉磁路構成の電磁装置よりも小型化が可能となる電磁装置、およびこれを用いた高電圧発生装置を提供することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明の電磁装置は、第１磁気コア部および第２磁気コア部により構成される磁気コアと、少なくとも前記第１磁気コア部に巻装される２次巻線と、この２次巻線上に巻装される１次巻線とを備え、前記第１磁気コア部は柱状に形成され、前記２次巻線は、前記第１磁気コア部の軸方向の長さが前記１次巻線より長く、前記第２磁気コア部は、Ｌ字状に屈曲する形状に形成され、当該第２磁気コア部の一端部の側面が前記第１磁気コア部の一の端面に対向し、当該第２磁気コア部の他端部の側面が前記第１磁気コア部の側周部と対向するように配置され、前記磁気コアを開磁路構造にすることを特徴とする。
【００３３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電磁装置において、樹脂製のモールド部をさらに備え、前記モールド部は、前記第１磁気コア部と、この第１磁気コア部の側周部に巻装される前記２次巻線およびこの２次巻線上に巻装される前記１次巻線の各層とを固定することを特徴とする。
【００３４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の電磁装置において、前記第２磁気コア部は、両端が、前記第１磁気コア部における前記２次巻線の高圧側に位置する端面および側周部とそれぞれ対向するように配置されることを特徴とする。
【００３５】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の電磁装置において、前記第２磁気コア部は、両端が、前記第１磁気コア部における前記２次巻線の低圧側に位置する端面および側周部とそれぞれ対向するように配置されることを特徴とする。
【００３９】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の電磁装置において、前記２次巻線は、絶縁皮膜で覆われた断面が平角状の導体線からなる平角導線であって、少なくとも前記第１磁気コア部に巻装されることを特徴とする。
【００４０】
請求項６記載の発明の高電圧発生装置は、請求項１から５のいずれかに記載の電磁装置からなるパルストランスと、このパルストランスの１次巻線間に接続されるコンデンサと、このコンデンサから前記１次巻線への放電経路上に介設されてこれを開閉するスイッチ手段とを備えることを特徴とする。
【００４１】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の高電圧発生装置において、放電ランプのランプ口金と電気的かつ機械的に接続され、そのランプ口金に前記２次巻線の出力電圧を印加するためのソケット部と、このソケット部を外部に搭載し、前記パルストランス、コンデンサおよびスイッチ手段を少なくとも内部に収容する装置本体とを備えることを特徴とする。
【００４２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は電磁装置の構成を示す断面図、図２は同電磁装置の動作原理の説明図であり、これらの図を参照しながら本発明による第１実施形態について説明する。
【００４３】
第１実施形態の電磁装置１は、図１に示すように、磁気コア部１１および磁気コア部１２により構成される磁気コア１０と、磁気コア部１１に巻装される２次巻線１４と、この２次巻線１４上に巻装される１次巻線１３と、樹脂製で直方体状のモールド部１５とを備え、磁気コア部１２が磁気コア部１１の片側（図１では左側）に不均衡となるように設けられている。
【００４４】
磁気コア部１１は、高抵抗のフェライトコアによって柱状に形成されている。一方、磁気コア部１２は、一の方向に伸びる平板をＬ字状に屈曲したような形状のフェライトによりなり、当該磁気コア部１２の端部１２１，１２２が磁気コア部１１の一の端面１１１および側周部１１０とそれぞれ対向するように配置されている。
【００４５】
２次巻線１４は、絶縁皮膜１４１で覆われた断面が平角状の導体線１４０からなる平角導線であり（図１２参照）、図１の例では、ボビン（絶縁体）を介することなく、磁気コア部１１の側周部１１０のほぼ全周に亘って１層にエッジワイズ巻にして巻装されている。
【００４６】
１次巻線１３は、高耐圧被覆１３１を持つ断面円状の導体線１３０であり、２次巻線１４上の低圧側に寄せて巻装され、２次巻線１４との間の絶縁を確保するようになっている。
【００４７】
モールド部１５は、磁気コア部１１と、この磁気コア部１１の側周部１１０に巻装される２次巻線１４およびこの２次巻線１４上に巻装される１次巻線１３の各層とを固定するものであり、材料として例えば、不飽和ポリエステル樹脂または液晶ポリマー樹脂などが使用される。
【００４８】
ここで、図２に示すように、１次巻線１３が２次巻線１４上でかつ２次巻線１４の高圧側の端子Ｔ４から離して巻装される場合、１次巻線１３への入力電圧により発生する磁束が、図２のような開磁路構造では２次巻線１４の端子Ｔ４側まで均一に鎖交し難い。
【００４９】
そこで、第１実施形態では、図１に示すように、磁気コア部１２を、磁気コア部１１における２次巻線１４の高圧側に位置する端面１１１側に不均衡となるように設けることにより、端子Ｔ４側まで鎖交し易くしている。すなわち、磁気コア部１１の端面１１１側を見た限りにおいては、Ｃ型のコアとＩ型のコアとを用いた場合に構成される図１４，図１５に示した閉磁路の磁気回路と同様な構成になっている。このように、端子Ｔ４側の端面１１１側に磁気コア部１２がある場合、１次巻線１３で発生する磁束が２次巻線１４の端子Ｔ４側まで鎖交しやすくなり、この結果、出力を上げることができる。
【００５０】
また、磁気コア部１２がＬ字状であることから、磁気コア部１１の端面１１１と磁気コア部１２の端部１２１との間のギャップ長を従来よりも短めに設定してある。
【００５１】
次に、上記構成の電磁装置１と図１４，図１５に示した電磁装置１PCとの出力特性の比較を行ったので、その比較結果について説明する。
【００５２】
ただし、電磁装置１の仕様については、磁気コア部１１として、φ８ｍｍ、長さ３０ｍｍのＮｉ−Ｚｎフェライトを用い、磁気コア部１２として、φ８ｍｍの半分に相当する断面となるＬ字状のＮｉ−Ｚｎフェライトを用いた。１次巻線１３の巻数は４ターンとした。２次巻線１４は、厚み１５０μｍｍ、幅１．２ｍｍの平角導線から作製し、その巻数は１３０ターンとした。このとき、２次巻線１４の抵抗値は０．４Ω程度であった。磁気コア部１１の端面１１１と磁気コア部１２の端部１２１との間のギャップは０．８ｍｍとした。
【００５３】
電磁装置１PCの仕様については、磁気コア部１１PCとして、φ８ｍｍ相当の断面となり、３０ｍｍの長さとなるＮｉ−Ｚｎフェライトを用い、磁気コア部１２PCとして、φ８ｍｍ相当の断面となるＣ字状のＮｉ−Ｚｎフェライトを用いた。絶縁材Ｂによるギャップは、いずれも１．５ｍｍとした。
【００５４】
上記仕様の電磁装置１PCの１次巻線１３PCに対して、８００Ｖの入力電圧を印加したとき、電磁装置１PCの２次巻線１４から出力される高圧パルス電圧は、ピーク電圧（Ｖ0P）で３０ｋＶ程度であり、パルスの半値幅が１５０ｎｓ程度であった。
【００５５】
電磁装置１の１次巻線１３に対して、８００Ｖの入力電圧を印加したとき、電磁装置１の２次巻線１４から出力される高圧パルス電圧は、ピーク電圧（Ｖ0P）で３２ｋＶ程度であり、パルスの半値幅が１７０ｎｓ程度であり、これらいずれもが電磁装置１PCの値よりも大きくなっていることを確認できた。
【００５６】
以上、第１実施形態によれば、出力を上げることができるので、その分出力を下げることなく、２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができる。また、磁気コア１０を構成する磁気コア部１２を、従来の磁気コア部１２PCの約半分の小型にすることができ、しかも、この寸法でも従来の電磁装置１PCの出力を上回っているので、より小さなコア形状、つまり、より小さなトランスサイズとすることができる。
【００５７】
また、電磁装置１PCでは、磁気コア部１２PCを薄肉化したとすれば、磁気コア部１１PCの軸方向における膨張または収縮によるストレスで磁気コア部１２PCが割れやすくなるのに対し、第１実施形態によれば、磁気コア部１２がＬ字状であることから、磁気コア部１２が磁気コア部１１の軸方向における膨張または収縮の影響を受けない（難い）ので、磁気コア部１２を従来よりも薄肉化できる。
【００５８】
また、磁気コア部１２がＬ字状であることから、磁気コア部１１の端面１１１と磁気コア部１２の端部１２１との間のギャップ長を従来よりも短めに設定することができ、従来の電磁装置１PCよりも、磁気コア１０の結合を向上させて漏れ磁束を抑制することができる。
【００５９】
さらに、磁気コア部１１がモールド部１５で覆われている一方、磁気コア部１２がモールド部１５で覆われていないので、磁気コア部１２の形状が強度的に弱いＬ字状であっても、モールド部１５の膨張・収縮の影響で磁気コア部１２が割れることを防止できる。
【００６０】
（第２実施形態）
図３は電磁装置の構成を示す断面図であり、この図を参照しながら本発明による第２実施形態について説明する。
【００６１】
第２実施形態の電磁装置１Ａは、第１実施形態との相違点として、モールド部１５に代えて、図３に示すように、磁気コア部１１における２次巻線１４の低圧側に位置する端面１１２を外部に露出させる樹脂製のモールド部１５Ａを備え、磁気コア部１１の別の片側（右側）に不均衡となるように磁気コア部１２を設けて磁気コア１０Ａとしている。つまり、磁気コア部１２は、当該磁気コア部１２の端部１２１，１２２が磁気コア部１１の端面１１２および側周部１１０とそれぞれ対向するように配置されている。
【００６２】
次に、上記構成の電磁装置１Ａと図１４，図１５に示した電磁装置１PCとの出力特性の比較を行ったので、その比較結果について説明する。
【００６３】
ただし、電磁装置１Ａおよび電磁装置１PCの仕様については、磁気コア部１１Ａの端面１１２と磁気コア部１２の端部１２１との間のギャップをほぼ０ｍｍとしたことを除き、第１実施形態の仕様と同様である。
【００６４】
上記仕様の電磁装置１PCの１次巻線１３PCに対して、８００Ｖの入力電圧を印加したとき、電磁装置１PCの２次巻線１４から出力される高圧パルス電圧は、ピーク電圧（Ｖ0P）で３０ｋＶ程度であり、パルスの半値幅が１５０ｎｓ程度であった。
【００６５】
一方、電磁装置１Ａの１次巻線１３に対して、８００Ｖの入力電圧を印加したとき、電磁装置１Ａの２次巻線１４から出力される高圧パルス電圧は、ピーク電圧（Ｖ0P）で３２ｋＶ程度であり、パルスの半値幅が１５０ｎｓ程度であった。電磁装置１ＡのＶ0Pは、電磁装置１PCのＶ0Pより高く、電磁装置１のＶ0Pと同レベルであり、電磁装置１Ａの半値幅は、電磁装置１のそれには及ばないものの電磁装置１PC半値幅と同程度であった。
【００６６】
第２実施形態によれば、磁気コア部１１に対して、この端面１１２側に、不均衡となるように磁気コア部１２を設けて磁気コア１０Ａとし、磁気コア部１１Ａの端面１１２と磁気コア部１２の端部１２１との間のギャップをほぼ０ｍｍとすることで、従来の電磁装置１PCよりも出力を下げることなく、電磁装置１PCと比べて出力パルスの半値幅が同程度で出力のピーク電圧が高くても、２次巻線１４の抵抗を０．４Ω程度に低抵抗化することができる。
【００６７】
また、磁気コア１０Ａを構成する磁気コア部１２を、従来の磁気コア部１２PCの約半分の小型にすることができ、しかも、この寸法でも従来の電磁装置１PCの出力以上であるので、より小さなコア形状、つまり、より小さなトランスサイズとすることができる。
【００６８】
（第１参考例）
図４は電磁装置の構成を示す断面図であり、この図を参照しながら本発明による第１参考例について説明する。
【００６９】
第１参考例の電磁装置１Ｂは、図４に示すように、１次巻線１３と、２次巻線１４とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実施形態との相違点として磁気コア１０Ｂを備えている。
【００７０】
この磁気コア１０Ｂは、磁気コア部１１Ｂおよび磁気コア部１２Ｂにより構成され、磁気コア部１２Ｂが磁気コア部１１Ｂの片側（図４では左側）に不均衡となるように設けられている。つまり、磁気コア部１１Ｂは柱状に形成され、磁気コア部１２Ｂは、磁気コア部１１Ｂにおける２次巻線１４の高圧側に不均衡となるフランジ部として、その磁気コア部１１Ｂと一体に設けられているのである。
【００７１】
このような構成の第１参考例によれば、２次巻線１４の高圧側の端子Ｔ４側の磁気コア１０Ｂの体積が大きくなっているので、１次巻線１３で発生する磁束が２次巻線１４の端子Ｔ４側まで均一に鎖交しやすくなり、出力（ピーク電圧およびパルスの半値幅）を上げることができる。これにより、出力を下げることなく、２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができる。
【００７２】
（第２参考例）
図５は電磁装置の構成を示す断面図であり、この図を参照しながら本発明による第２参考例について説明する。
【００７３】
第２参考例の電磁装置１Ｃは、図５に示すように、１次巻線１３と、２次巻線１４とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実施形態との相違点として磁気コア１０Ｃを備えている。
【００７４】
この磁気コア１０Ｃは、磁気コア部１１Ｃおよび磁気コア部１２Ｃにより構成され、磁気コア部１２Ｃが磁気コア部１１Ｃの片側（図５では左側）に不均衡となるように設けられている。つまり、磁気コア部１１Ｃは柱状に形成され、磁気コア部１２Ｃは、磁気コア部１１Ｃの外寸よりも大きな外寸の柱状に形成され、磁気コア部１１Ｃにおける２次巻線１４の高圧側に不均衡となるように、磁気コア部１１Ｃと同軸に一体に設けられているのである。
【００７５】
そして、２次巻線１４は、磁気コア部１１Ｃおよび磁気コア部１２Ｃの両側周部に巻装されている。
【００７６】
このような構成の第２参考例によれば、２次巻線１４の高圧側の端子Ｔ４側の磁気コア１０Ｃの体積が大きくなっているので、１次巻線１３で発生する磁束が２次巻線１４の端子Ｔ４側まで均一に鎖交しやすくなり、出力（ピーク電圧およびパルスの半値幅）を上げることができる。これにより、出力を下げることなく、２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができる。
【００７７】
（第３参考例）
図６は電磁装置の構成を示す断面図であり、この図を参照しながら本発明による第３参考例について説明する。
【００７８】
第３参考例の電磁装置１Ｄは、図６に示すように、１次巻線１３と、２次巻線１４とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実施形態との相違点として磁気コア１０Ｄを備えている。
【００７９】
この磁気コア１０Ｄは、磁気コア部１１Ｄおよび磁気コア部１２Ｄにより構成され、磁気コア部１２Ｄが磁気コア部１１Ｄの片側（図６では左側）に不均衡となるように設けられている。つまり、磁気コア部１２Ｄは、磁気コア部１１Ｄにおける２次巻線１４の高圧側に不均衡となるように、磁気コア部１１Ｄと一体に設けられてその磁気コア部１１Ｄとともに円錐柱形状を形作っている。
【００８０】
そして、円錐柱形状の磁気コア１０Ｄの側周部に２次巻線１４が巻装され、この２次巻線１４上に１次巻線１３が巻装されている。
【００８１】
このような構成の第３参考例によれば、２次巻線１４の高圧側の端子Ｔ４側の磁気コア１０Ｄの体積が大きくなっているので、１次巻線１３で発生する磁束が２次巻線１４の端子Ｔ４側まで均一に鎖交しやすくなり、出力（ピーク電圧およびパルスの半値幅）を上げることができる。これにより、出力を下げることなく、２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができる。
【００８２】
（第４参考例）
図７は高電圧発生装置を示す図であり、この図を参照しながら本発明による第４参考例について説明する。
【００８３】
第４参考例の高電圧発生装置２は、図７に示すように、入力端子Ｔ１〜Ｔ３と、出力端子Ｔ４，Ｔ５と、コンデンサＣ１と、放電ギャップＧＡＰとを図８，図９に示した従来の高電圧発生装置２PAと同様に備えているほか、高電圧発生装置２PAとの相違点として、例えば第１実施形態と同様の電磁装置１と、合成樹脂製のハウジング２０とを備え、低電圧側の入力端子Ｔ３と低電圧側の出力端子Ｔ５とが直結される構成になっている。
【００８４】
ハウジング２０は、放物面状の正面２０ａを持つ中空平角状に形成され、上記各電気部品を収容し、下側面２０ｂから入力端子Ｔ１〜Ｔ３の各一部を突出させている。
【００８５】
そして、ハウジング２０の正面２０ａから前方に延出された円筒状の筒部２１１と、この筒部２１１を囲繞するように正面２０ａから前方に延出する断面円状の外壁２１２と、この外壁２１２と筒部２１１との間に設けられ正面２０ａから前方に延出する断面円状の中壁２１３と、筒部２１１内に配置される出力端子Ｔ４と、筒部２１１と外壁２１２との間の中壁２１３に配置される出力端子Ｔ５とにより、高輝度放電ランプＤＬのランプ口金（図示せず）と電気的かつ機械的に接続されるソケット部２１が構成され、高電圧発生装置２をソケット一体型イグナイタとしている。なお、図７（ａ）において、Ｔ１０は１次巻線１３の高圧側の端子、Ｔ１１は１次巻線１３の低圧側の端子、Ｔ１２は２次巻線１４の低圧側の端子であり、これらの端子Ｔ１０〜Ｔ１２は、ハウジング２０の内部でコンデンサＣ１や放電ギャップＧＡＰと接続されている。
【００８６】
このような構成の高電圧発生装置２では、ランプ口金をソケット部２１に挿入することにより、ランプ口金とソケット部２１とを機械的に接続することができるとともに、ランプ口金の中央電極部が筒部２１１内の出力端子Ｔ４に接触導通し、ランプ口金の外周面に設けられた外側電極部が、筒部２１１と外壁２１２との間の中壁２１３に設けられた出力端子Ｔ５と接触導通するので、電気的に接続することができる。
【００８７】
また、各端子間で配線することができるので、配線および組立て作業が容易となる。さらに、コンデンサＣ１、放電ギャップＧＡＰ、電磁装置１間の絶縁を考慮した実装も容易となる。
【００８８】
第４参考例によれば、第１実施形態の電磁装置１が使用されているので、高電圧発生装置２の小型化が可能となる。
【００８９】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１記載の発明の電磁装置は、第１磁気コア部および第２磁気コア部により構成される磁気コアと、少なくとも前記第１磁気コア部に巻装される２次巻線と、この２次巻線上に巻装される１次巻線とを備え、前記第１磁気コア部は柱状に形成され、前記２次巻線は、前記第１磁気コア部の軸方向の長さが前記１次巻線より長く、前記第２磁気コア部は、前記第１磁気コア部とは別体であり、Ｌ字状に屈曲する形状に形成され、当該第２磁気コア部の一端部の側面が前記第１磁気コア部の一の端面に対向し、当該第２磁気コア部の他端部の側面が前記第１磁気コア部の側周部と対向するように配置され、前記磁気コアを開磁路構造にするので、１次巻線で発生する磁束が２次巻線における第１磁気コア部の片側まで鎖交しやすくなり、出力を上げることができるため、その分出力を下げることなく、２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができる。また、少なくとも第１磁気コア部の別の片側に第２磁気コア部がない分、従来の閉磁路構成の電磁装置よりも小型化が可能となる。
【００９０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電磁装置において、樹脂製のモールド部をさらに備え、前記モールド部は、前記第１磁気コア部と、この第１磁気コア部の側周部に巻装される前記２次巻線およびこの２次巻線上に巻装される前記１次巻線の各層とを固定するので、第２磁気コア部がＬ字状であることから、第２磁気コア部が第１磁気コア部の軸方向における膨張または収縮の影響を受けない（難い）ので、第２磁気コア部を従来よりも薄肉化できるほか、第１磁気コア部の一の端面と第２磁気コア部の一端との間のギャップ長を従来よりも短めに設定することができ、従来の電磁装置よりも、磁気コアの結合を向上させて漏れ磁束を抑制することができる。
【００９１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の電磁装置において、前記第２磁気コア部は、両端が、前記第１磁気コア部における前記２次巻線の高圧側に位置する端面および側周部とそれぞれ対向するように配置されるので、１次巻線で発生する磁束が２次巻線の高圧側まで鎖交しやすくなるため、出力を上げることができる。
【００９２】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の電磁装置において、前記第２磁気コア部は、両端が、前記第１磁気コア部における前記２次巻線の低圧側に位置する端面および側周部とそれぞれ対向するように配置されるので、少なくとも第１磁気コア部の高圧側に第２磁気コア部がない分、従来の閉磁路構成の電磁装置よりも小型化が可能となる。
【００９６】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の電磁装置において、前記２次巻線は、絶縁皮膜で覆われた断面が平角状の導体線からなる平角導線であって、少なくとも前記第１磁気コア部に巻装されるので、小型化が可能になる。
【００９７】
請求項６記載の発明の高電圧発生装置は、請求項１から５のいずれかに記載の電磁装置からなるパルストランスと、このパルストランスの１次巻線間に接続されるコンデンサと、このコンデンサから前記１次巻線への放電経路上に介設されてこれを開閉するスイッチ手段とを備えるので、出力を下げることなく２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができ、従来の閉磁路構成の電磁装置よりも小型化が可能となり、高電圧発生装置の小型化も可能になる。
【００９８】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の高電圧発生装置において、放電ランプのランプ口金と電気的かつ機械的に接続され、そのランプ口金に前記２次巻線の出力電圧を印加するためのソケット部と、このソケット部を外部に搭載し、前記パルストランス、コンデンサおよびスイッチ手段を少なくとも内部に収容する装置本体とを備えるので、高電圧発生装置の小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 電磁装置の構成を示す断面図である（第１実施形態）。
【図２】 同電磁装置の動作原理の説明図である。
【図３】 電磁装置の構成を示す断面図である（第２実施形態）。
【図４】 電磁装置の構成を示す断面図である（第１参考例）。
【図５】 電磁装置の構成を示す断面図である（第２参考例）。
【図６】 電磁装置の構成を示す断面図である（第３参考例）。
【図７】 高電圧発生装置を示す図である（第４参考例）。
【図８】 従来の高電圧発生装置を示す斜視図である。
【図９】 同高電圧発生装置を用いた典型的な放電灯点灯装置の構成図である。
【図１０】 一層の小型化が可能な従来の電磁装置の断面図である。
【図１１】 同電磁装置の一部を示す斜視図である。
【図１２】 同電磁装置に使用される２次巻線の断面図である。
【図１３】 同電磁装置を使用した高電圧発生装置を示す図である。
【図１４】 従来の閉磁路構成の電磁装置を示す図である。
【図１５】 同電磁装置を示す図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 電磁装置
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 磁気コア
１１，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 磁気コア部
１２，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ 磁気コア部
１３ １次巻線
１４ ２次巻線
１５，１５Ａ モールド部
２ 高電圧発生装置
２０ ハウジング
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気コアとこれに巻装された１次および２次巻線とにより構成される電磁装置、およびこれを用いた高電圧発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用ヘッドライトにおいて、安全性およびエコロジーを重視する観点から、高輝度放電（ＨＩＤ）ランプとして、ハロゲンランプよりも高輝度、低消費電力、長寿命である高圧放電ランプが使用されるようになっている。
【０００３】
このような高輝度放電ランプには、これを瞬時に始動ないし再始動するため、イグナイタまたは始動装置と呼ばれ、パルストランスなどの電磁装置を用いて入力の低電圧を高圧パルス電圧に変換する高電圧発生装置が必要となる。
【０００４】
図８は従来の高電圧発生装置を示す斜視図、図９は同高電圧発生装置を用いた典型的な放電灯点灯装置の構成図である。
【０００５】
図８，図９に示す高電圧発生装置２PAは、点灯装置３の出力と接続される入力端子Ｔ１〜Ｔ３と、高輝度放電ランプＤＬと接続される出力端子Ｔ４，Ｔ５と、高電圧側の入力端子Ｔ１と低電圧側の入力端子Ｔ２との間に接続されるコンデンサＣ１と、このコンデンサＣ１の両端間に接続される１次巻線１３を有するとともに入力端子Ｔ１および出力端子Ｔ４間に接続される２次巻線１４PAを有しこれらを磁気コアに巻装する電磁装置（パルストランス）１PAと、コンデンサＣ１から１次巻線１３への放電経路上に介設されてこれを開閉する放電ギャップＧＡＰとを備えるとともに、合成樹脂製のハウジング２０PAを備え、低電圧側の入力端子Ｔ３と低電圧側の出力端子Ｔ５とが直結される構成になっている。
【０００６】
ハウジング２０PAは、放物面状の正面２０ａを持つ中空平角状に形成され、上記各電気部品を収容し、下側面から入力端子Ｔ１〜Ｔ３の各一部を突出させている。
【０００７】
そして、ハウジング２０PAの正面２０ａから前方に延出された円筒状の筒部２１１と、この筒部２１１を囲繞するように正面２０ａから前方に延出する断面円状の外壁２１２と、筒部２１１内に配置される出力端子Ｔ４と、筒部２１１と外壁２１２との間に配置される出力端子Ｔ５とにより、高輝度放電ランプＤＬのランプ口金（図示せず）と電気的かつ機械的に接続されるソケット部２１が構成され、高電圧発生装置２PAをソケット一体型イグナイタとしている。つまり、ランプ口金をソケット部２１に挿入することにより、ランプ口金とソケット部２１とが機械的に接続されるとともに、ランプ口金の中央電極部が筒部２１１内の出力端子Ｔ４に接触導通し、ランプ口金の外周面に設けられた外側電極部が、筒部２１１と外壁２１２との間の出力端子Ｔ５と接触導通して、電気的に接続されるのである。なお、出力端子Ｔ５は複数設けられている。
【０００８】
上記構成の高電圧発生装置２PAでは、高輝度放電ランプＤＬの消灯時、点灯装置３から入力端子Ｔ１，Ｔ２を介してコンデンサＣ１に電圧が印加すると、コンデンサＣ１が充電されてその両端電圧が上昇する。この後、コンデンサＣ１の両端電圧が所定電圧（放電ギャップＧＡＰのブレークダウン電圧）に達したとき、放電ギャップＧＡＰがオンになり、放電ギャップＧＡＰおよび１次巻線１３により形成される閉ループにより、充電されたコンデンサＣ１が放電し、２次巻線１４PAに高圧パルス電圧が発生する。この高圧パルス電圧が出力端子Ｔ４，Ｔ５を介して高輝度放電ランプ（高圧放電ランプ）ＤＬに印加して、これを絶縁破壊に至らしめることにより、高輝度放電ランプＤＬが始動ないし再始動する。
【０００９】
このような従来の高電圧発生装置２PAは、高輝度放電ランプＤＬのランプ口金と電気的かつ機械的に接続するためのソケット（ソケット部２１）と一体化されることにより、小型化が可能となっている。
【００１０】
しかしながら、自動車用としての高電圧発生装置の場合は、上記部品以外に、保護用の抵抗、ツェナーダイオード、ノイズフィルタ用コンデンサ、チョークコイルなどが用いられることもあるので、これらをもハウジング内に収納しなければならず、より一層の小型化および薄型化が求められる。なかでも体積的に電磁装置（パルストランス）の占める割合が大きいため、高電圧発生装置をより一層小型化するには、電磁装置をより小型化する必要がある。
【００１１】
図１０は一層の小型化が可能な従来の電磁装置の断面図、図１１は同電磁装置の一部を示す斜視図、図１２は同電磁装置に使用される２次巻線の断面図である（特許文献１参照）。
【００１２】
図１０〜図１２において、電磁装置１PBは、断面小判状で柱状の磁気コア１０PAと、この磁気コア１０PAの側周部に巻装される２次巻線１４と、この２次巻線１４上に巻装される１次巻線１３とにより構成される。
【００１３】
磁気コア１０PAには、抵抗率（固有抵抗）が大きいＮｉ−Ｚｎフェライト材が使用される。
【００１４】
２次巻線１４は、絶縁皮膜１４１で覆われた断面が平角状の導体線１４０からなる平角導線であり（図１２参照）、図１０の例では、ボビン（絶縁体）を介することなく、磁気コア１０PAの側周部のほぼ全周に亘って１層にエッジワイズ巻にして巻装（厚みの薄い箔状の平角導線をその幅広の面が対向するように巻回）されている。
【００１５】
１次巻線１３は、高耐圧被覆１３１を持つ断面円状の導体線１３０であり、２次巻線１４上の低圧側に寄せて巻装され、２次巻線１４との間の絶縁を確保するようになっている。
【００１６】
このような構成の電磁装置１PBでは、２次巻線１４のエッジワイズ巻による巻線占積率の向上に加えて、磁気コア１０PAと２次巻線１４との間にボビン（コイルボビン）が不要となるため、より一層の小型化および薄型化が可能になる。
【００１７】
このような電磁装置１PBを図１３に示すようにソケット一体型の高電圧発生装置２PBに適用すれば、高電圧発生装置の小型化も可能となる。なお、図１３の２０PBは、ハウジング２０PAよりも小型のハウジングである。
【００１８】
【特許文献１】
特開２００２−９３６３５号公報
【特許文献２】
特開２０００−３６４１６号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
近年、環境を考慮し、無水銀化の高輝度放電ランプが自動車用ヘッドライトとして使用されつつある。
【００２０】
しかし、無水銀化の高輝度放電ランプは、従来の水銀入りランプに比べ、低ランプ電圧、高ランプ電流となるランプ特性を有し、図９の例に示した回路構成の高電圧発生装置では電磁装置の２次巻線にランプ電流が流れるので、例えば従来の２倍程度のランプ電流が流れたとすれば、２次巻線での温度がその抵抗成分によって従来よりも上昇して、効率が低下するという問題がある。このため、低抵抗の２次巻線の電磁装置が要望される。
【００２１】
図１０〜図１２に示した電磁装置１PBの２次巻線１４の抵抗値を小さくするには、平角状の導体線１４０の断面積を増大すればよい。しかし、断面積を増大するべく、導体線１４０の厚みを厚くしたとすれば、長手方向の長さが非常に長くなってしまう。例えば、２次巻線１４としての抵抗値を１／３程度にしたとすれば、長手方向の長さが２倍以上となって、図１３に示したハウジング２０PBに収容することができなくなる。また、導体線１４０の幅を拡げたくても、２次巻線１４の曲率の限界（２次巻線１４が磁気コア１０PAに巻装されたときの内周に対する外周の伸び率が大きくなり過ぎると、絶縁皮膜１４１の外周部が劣化し、絶縁性能が低下する）から、導体線１４０の幅を拡げることは実質不可能である。このような理由により、電磁装置１PBでは、無水銀化の高輝度放電ランプに対応できるように２次巻線１４の低抵抗化を図ることは困難である。
【００２２】
２次巻線の抵抗を下げる他の方法としては、その巻数を減らして抵抗値を小さくする方法がある。この場合、出力を下げることなく巻数を減らすためには、磁気コアを閉磁路構成としてその結合を向上させ、漏れ磁束を抑制すればよい。
【００２３】
図１４，図１５は従来の閉磁路構成の電磁装置を示す図である（特許文献２参照）。ただし、図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ平面図、正面図、側面図である。図１５（ａ）は電磁装置の縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２４】
図１４，図１５において、電磁装置１PCは、断面小判状で柱状の磁気コア部１１PCと、Ｃ字（コ字）状に形成され絶縁材Ｂを介して両端部間に磁気コア部１１PCを挟み込む磁気コア部１２PCとによりなる磁気コア１０PCを備えているとともに、磁気コア部１１PCの側周部に巻装される２次巻線１４と、この２次巻線１４を覆う筒状の絶縁カバー１９と、この絶縁カバー１９に巻装される１次巻線１３PCとを備えている。
【００２５】
２次巻線１４は、平角銅線からなり、磁気コア部１１PCの側周部にエッジワイズ巻にして巻装され、高圧出力巻線として使用される。磁気コア部１１PCに高抵抗のフェライトコアを用いれば、絶縁体を介さずに２次巻線１４を磁気コア部１１PCの側周部に巻装することができる。
【００２６】
１次巻線１３PCは、平角銅線からなり、絶縁カバー１９上の低圧側に寄せてエッジワイズ巻にして巻装され、低圧出力巻線として使用される。
【００２７】
なお、絶縁カバー１９は、樹脂製であり、２次巻線１４の両端が接続される端子１９１，１９２が固定される。また、絶縁カバー１９の外周には、１次巻線１３PCの巻き位置および端末引出しのための位置決め用ガイド１９３を突出して一体に設けている。また、絶縁カバー１９と磁気コア１０PCとの間は接着剤により固定され、さらに一般的には、１次巻線１３PCの端子や２次巻線１４の端子１９１，１９２以外の部分は樹脂によりモールドされる。
【００２８】
このような構成の電磁装置１PCによれば、磁気コア１０PCを閉磁路構成とすることで、磁気コア１０PCの結合を向上させ、漏れ磁束を抑制することができるので、出力を下げることなく２次巻線の巻数を減らすことができ、２次巻線の抵抗を下げることができる。
【００２９】
しかしながら、上記電磁装置１PCでは、２次巻線の抵抗を下げることができるものの、Ｃ字状の磁気コア部１１PCを必要とするので、この分、電磁装置が大型になるという課題がある。
【００３０】
また、上記絶縁材Ｂによるギャップ長は、磁気コア部１１PC，１２PCの寸法バラツキや絶縁材Ｂ自体の厚み精度などから、少なくとも１〜１．５ｍｍ程度以上とる必要がある。このため、磁気コア１０PCの結合を向上させて漏れ磁束を抑制する効果を十分に発揮しているとはいえなかった。
【００３１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、出力を下げることなく２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができ、従来の閉磁路構成の電磁装置よりも小型化が可能となる電磁装置、およびこれを用いた高電圧発生装置を提供することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明の電磁装置は、第１磁気コア部および第２磁気コア部により構成される磁気コアと、少なくとも前記第１磁気コア部に巻装される２次巻線と、この２次巻線上に巻装される１次巻線とを備え、前記第１磁気コア部は柱状に形成され、前記２次巻線は、前記第１磁気コア部の軸方向の長さが前記１次巻線より長く、前記第２磁気コア部は、Ｌ字状に屈曲する形状に形成され、当該第２磁気コア部の一端部の側面が前記第１磁気コア部の一の端面に対向し、当該第２磁気コア部の他端部の側面が前記第１磁気コア部の側周部と対向するように配置され、前記磁気コアを開磁路構造にすることを特徴とする。
【００３３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電磁装置において、樹脂製のモールド部をさらに備え、前記モールド部は、前記第１磁気コア部と、この第１磁気コア部の側周部に巻装される前記２次巻線およびこの２次巻線上に巻装される前記１次巻線の各層とを固定することを特徴とする。
【００３４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の電磁装置において、前記第２磁気コア部は、両端が、前記第１磁気コア部における前記２次巻線の高圧側に位置する端面および側周部とそれぞれ対向するように配置されることを特徴とする。
【００３５】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の電磁装置において、前記第２磁気コア部は、両端が、前記第１磁気コア部における前記２次巻線の低圧側に位置する端面および側周部とそれぞれ対向するように配置されることを特徴とする。
【００３９】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の電磁装置において、前記２次巻線は、絶縁皮膜で覆われた断面が平角状の導体線からなる平角導線であって、少なくとも前記第１磁気コア部に巻装されることを特徴とする。
【００４０】
請求項６記載の発明の高電圧発生装置は、請求項１から５のいずれかに記載の電磁装置からなるパルストランスと、このパルストランスの１次巻線間に接続されるコンデンサと、このコンデンサから前記１次巻線への放電経路上に介設されてこれを開閉するスイッチ手段とを備えることを特徴とする。
【００４１】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の高電圧発生装置において、放電ランプのランプ口金と電気的かつ機械的に接続され、そのランプ口金に前記２次巻線の出力電圧を印加するためのソケット部と、このソケット部を外部に搭載し、前記パルストランス、コンデンサおよびスイッチ手段を少なくとも内部に収容する装置本体とを備えることを特徴とする。
【００４２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は電磁装置の構成を示す断面図、図２は同電磁装置の動作原理の説明図であり、これらの図を参照しながら本発明による第１実施形態について説明する。
【００４３】
第１実施形態の電磁装置１は、図１に示すように、磁気コア部１１および磁気コア部１２により構成される磁気コア１０と、磁気コア部１１に巻装される２次巻線１４と、この２次巻線１４上に巻装される１次巻線１３と、樹脂製で直方体状のモールド部１５とを備え、磁気コア部１２が磁気コア部１１の片側（図１では左側）に不均衡となるように設けられている。
【００４４】
磁気コア部１１は、高抵抗のフェライトコアによって柱状に形成されている。一方、磁気コア部１２は、一の方向に伸びる平板をＬ字状に屈曲したような形状のフェライトによりなり、当該磁気コア部１２の端部１２１，１２２が磁気コア部１１の一の端面１１１および側周部１１０とそれぞれ対向するように配置されている。
【００４５】
２次巻線１４は、絶縁皮膜１４１で覆われた断面が平角状の導体線１４０からなる平角導線であり（図１２参照）、図１の例では、ボビン（絶縁体）を介することなく、磁気コア部１１の側周部１１０のほぼ全周に亘って１層にエッジワイズ巻にして巻装されている。
【００４６】
１次巻線１３は、高耐圧被覆１３１を持つ断面円状の導体線１３０であり、２次巻線１４上の低圧側に寄せて巻装され、２次巻線１４との間の絶縁を確保するようになっている。
【００４７】
モールド部１５は、磁気コア部１１と、この磁気コア部１１の側周部１１０に巻装される２次巻線１４およびこの２次巻線１４上に巻装される１次巻線１３の各層とを固定するものであり、材料として例えば、不飽和ポリエステル樹脂または液晶ポリマー樹脂などが使用される。
【００４８】
ここで、図２に示すように、１次巻線１３が２次巻線１４上でかつ２次巻線１４の高圧側の端子Ｔ４から離して巻装される場合、１次巻線１３への入力電圧により発生する磁束が、図２のような開磁路構造では２次巻線１４の端子Ｔ４側まで均一に鎖交し難い。
【００４９】
そこで、第１実施形態では、図１に示すように、磁気コア部１２を、磁気コア部１１における２次巻線１４の高圧側に位置する端面１１１側に不均衡となるように設けることにより、端子Ｔ４側まで鎖交し易くしている。すなわち、磁気コア部１１の端面１１１側を見た限りにおいては、Ｃ型のコアとＩ型のコアとを用いた場合に構成される図１４，図１５に示した閉磁路の磁気回路と同様な構成になっている。このように、端子Ｔ４側の端面１１１側に磁気コア部１２がある場合、１次巻線１３で発生する磁束が２次巻線１４の端子Ｔ４側まで鎖交しやすくなり、この結果、出力を上げることができる。
【００５０】
また、磁気コア部１２がＬ字状であることから、磁気コア部１１の端面１１１と磁気コア部１２の端部１２１との間のギャップ長を従来よりも短めに設定してある。
【００５１】
次に、上記構成の電磁装置１と図１４，図１５に示した電磁装置１PCとの出力特性の比較を行ったので、その比較結果について説明する。
【００５２】
ただし、電磁装置１の仕様については、磁気コア部１１として、φ８ｍｍ、長さ３０ｍｍのＮｉ−Ｚｎフェライトを用い、磁気コア部１２として、φ８ｍｍの半分に相当する断面となるＬ字状のＮｉ−Ｚｎフェライトを用いた。１次巻線１３の巻数は４ターンとした。２次巻線１４は、厚み１５０μｍｍ、幅１．２ｍｍの平角導線から作製し、その巻数は１３０ターンとした。このとき、２次巻線１４の抵抗値は０．４Ω程度であった。磁気コア部１１の端面１１１と磁気コア部１２の端部１２１との間のギャップは０．８ｍｍとした。
【００５３】
電磁装置１PCの仕様については、磁気コア部１１PCとして、φ８ｍｍ相当の断面となり、３０ｍｍの長さとなるＮｉ−Ｚｎフェライトを用い、磁気コア部１２PCとして、φ８ｍｍ相当の断面となるＣ字状のＮｉ−Ｚｎフェライトを用いた。絶縁材Ｂによるギャップは、いずれも１．５ｍｍとした。
【００５４】
上記仕様の電磁装置１PCの１次巻線１３PCに対して、８００Ｖの入力電圧を印加したとき、電磁装置１PCの２次巻線１４から出力される高圧パルス電圧は、ピーク電圧（Ｖ0P）で３０ｋＶ程度であり、パルスの半値幅が１５０ｎｓ程度であった。
【００５５】
電磁装置１の１次巻線１３に対して、８００Ｖの入力電圧を印加したとき、電磁装置１の２次巻線１４から出力される高圧パルス電圧は、ピーク電圧（Ｖ0P）で３２ｋＶ程度であり、パルスの半値幅が１７０ｎｓ程度であり、これらいずれもが電磁装置１PCの値よりも大きくなっていることを確認できた。
【００５６】
以上、第１実施形態によれば、出力を上げることができるので、その分出力を下げることなく、２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができる。また、磁気コア１０を構成する磁気コア部１２を、従来の磁気コア部１２PCの約半分の小型にすることができ、しかも、この寸法でも従来の電磁装置１PCの出力を上回っているので、より小さなコア形状、つまり、より小さなトランスサイズとすることができる。
【００５７】
また、電磁装置１PCでは、磁気コア部１２PCを薄肉化したとすれば、磁気コア部１１PCの軸方向における膨張または収縮によるストレスで磁気コア部１２PCが割れやすくなるのに対し、第１実施形態によれば、磁気コア部１２がＬ字状であることから、磁気コア部１２が磁気コア部１１の軸方向における膨張または収縮の影響を受けない（難い）ので、磁気コア部１２を従来よりも薄肉化できる。
【００５８】
また、磁気コア部１２がＬ字状であることから、磁気コア部１１の端面１１１と磁気コア部１２の端部１２１との間のギャップ長を従来よりも短めに設定することができ、従来の電磁装置１PCよりも、磁気コア１０の結合を向上させて漏れ磁束を抑制することができる。
【００５９】
さらに、磁気コア部１１がモールド部１５で覆われている一方、磁気コア部１２がモールド部１５で覆われていないので、磁気コア部１２の形状が強度的に弱いＬ字状であっても、モールド部１５の膨張・収縮の影響で磁気コア部１２が割れることを防止できる。
【００６０】
（第２実施形態）
図３は電磁装置の構成を示す断面図であり、この図を参照しながら本発明による第２実施形態について説明する。
【００６１】
第２実施形態の電磁装置１Ａは、第１実施形態との相違点として、モールド部１５に代えて、図３に示すように、磁気コア部１１における２次巻線１４の低圧側に位置する端面１１２を外部に露出させる樹脂製のモールド部１５Ａを備え、磁気コア部１１の別の片側（右側）に不均衡となるように磁気コア部１２を設けて磁気コア１０Ａとしている。つまり、磁気コア部１２は、当該磁気コア部１２の端部１２１，１２２が磁気コア部１１の端面１１２および側周部１１０とそれぞれ対向するように配置されている。
【００６２】
次に、上記構成の電磁装置１Ａと図１４，図１５に示した電磁装置１PCとの出力特性の比較を行ったので、その比較結果について説明する。
【００６３】
ただし、電磁装置１Ａおよび電磁装置１PCの仕様については、磁気コア部１１Ａの端面１１２と磁気コア部１２の端部１２１との間のギャップをほぼ０ｍｍとしたことを除き、第１実施形態の仕様と同様である。
【００６４】
上記仕様の電磁装置１PCの１次巻線１３PCに対して、８００Ｖの入力電圧を印加したとき、電磁装置１PCの２次巻線１４から出力される高圧パルス電圧は、ピーク電圧（Ｖ0P）で３０ｋＶ程度であり、パルスの半値幅が１５０ｎｓ程度であった。
【００６５】
一方、電磁装置１Ａの１次巻線１３に対して、８００Ｖの入力電圧を印加したとき、電磁装置１Ａの２次巻線１４から出力される高圧パルス電圧は、ピーク電圧（Ｖ0P）で３２ｋＶ程度であり、パルスの半値幅が１５０ｎｓ程度であった。電磁装置１ＡのＶ0Pは、電磁装置１PCのＶ0Pより高く、電磁装置１のＶ0Pと同レベルであり、電磁装置１Ａの半値幅は、電磁装置１のそれには及ばないものの電磁装置１PC半値幅と同程度であった。
【００６６】
第２実施形態によれば、磁気コア部１１に対して、この端面１１２側に、不均衡となるように磁気コア部１２を設けて磁気コア１０Ａとし、磁気コア部１１Ａの端面１１２と磁気コア部１２の端部１２１との間のギャップをほぼ０ｍｍとすることで、従来の電磁装置１PCよりも出力を下げることなく、電磁装置１PCと比べて出力パルスの半値幅が同程度で出力のピーク電圧が高くても、２次巻線１４の抵抗を０．４Ω程度に低抵抗化することができる。
【００６７】
また、磁気コア１０Ａを構成する磁気コア部１２を、従来の磁気コア部１２PCの約半分の小型にすることができ、しかも、この寸法でも従来の電磁装置１PCの出力以上であるので、より小さなコア形状、つまり、より小さなトランスサイズとすることができる。
【００６８】
（第１参考例）
図４は電磁装置の構成を示す断面図であり、この図を参照しながら本発明による第１参考例について説明する。
【００６９】
第１参考例の電磁装置１Ｂは、図４に示すように、１次巻線１３と、２次巻線１４とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実施形態との相違点として磁気コア１０Ｂを備えている。
【００７０】
この磁気コア１０Ｂは、磁気コア部１１Ｂおよび磁気コア部１２Ｂにより構成され、磁気コア部１２Ｂが磁気コア部１１Ｂの片側（図４では左側）に不均衡となるように設けられている。つまり、磁気コア部１１Ｂは柱状に形成され、磁気コア部１２Ｂは、磁気コア部１１Ｂにおける２次巻線１４の高圧側に不均衡となるフランジ部として、その磁気コア部１１Ｂと一体に設けられているのである。
【００７１】
このような構成の第１参考例によれば、２次巻線１４の高圧側の端子Ｔ４側の磁気コア１０Ｂの体積が大きくなっているので、１次巻線１３で発生する磁束が２次巻線１４の端子Ｔ４側まで均一に鎖交しやすくなり、出力（ピーク電圧およびパルスの半値幅）を上げることができる。これにより、出力を下げることなく、２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができる。
【００７２】
（第２参考例）
図５は電磁装置の構成を示す断面図であり、この図を参照しながら本発明による第２参考例について説明する。
【００７３】
第２参考例の電磁装置１Ｃは、図５に示すように、１次巻線１３と、２次巻線１４とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実施形態との相違点として磁気コア１０Ｃを備えている。
【００７４】
この磁気コア１０Ｃは、磁気コア部１１Ｃおよび磁気コア部１２Ｃにより構成され、磁気コア部１２Ｃが磁気コア部１１Ｃの片側（図５では左側）に不均衡となるように設けられている。つまり、磁気コア部１１Ｃは柱状に形成され、磁気コア部１２Ｃは、磁気コア部１１Ｃの外寸よりも大きな外寸の柱状に形成され、磁気コア部１１Ｃにおける２次巻線１４の高圧側に不均衡となるように、磁気コア部１１Ｃと同軸に一体に設けられているのである。
【００７５】
そして、２次巻線１４は、磁気コア部１１Ｃおよび磁気コア部１２Ｃの両側周部に巻装されている。
【００７６】
このような構成の第２参考例によれば、２次巻線１４の高圧側の端子Ｔ４側の磁気コア１０Ｃの体積が大きくなっているので、１次巻線１３で発生する磁束が２次巻線１４の端子Ｔ４側まで均一に鎖交しやすくなり、出力（ピーク電圧およびパルスの半値幅）を上げることができる。これにより、出力を下げることなく、２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができる。
【００７７】
（第３参考例）
図６は電磁装置の構成を示す断面図であり、この図を参照しながら本発明による第３参考例について説明する。
【００７８】
第３参考例の電磁装置１Ｄは、図６に示すように、１次巻線１３と、２次巻線１４とを第１実施形態と同様に備えているほか、第１実施形態との相違点として磁気コア１０Ｄを備えている。
【００７９】
この磁気コア１０Ｄは、磁気コア部１１Ｄおよび磁気コア部１２Ｄにより構成され、磁気コア部１２Ｄが磁気コア部１１Ｄの片側（図６では左側）に不均衡となるように設けられている。つまり、磁気コア部１２Ｄは、磁気コア部１１Ｄにおける２次巻線１４の高圧側に不均衡となるように、磁気コア部１１Ｄと一体に設けられてその磁気コア部１１Ｄとともに円錐柱形状を形作っている。
【００８０】
そして、円錐柱形状の磁気コア１０Ｄの側周部に２次巻線１４が巻装され、この２次巻線１４上に１次巻線１３が巻装されている。
【００８１】
このような構成の第３参考例によれば、２次巻線１４の高圧側の端子Ｔ４側の磁気コア１０Ｄの体積が大きくなっているので、１次巻線１３で発生する磁束が２次巻線１４の端子Ｔ４側まで均一に鎖交しやすくなり、出力（ピーク電圧およびパルスの半値幅）を上げることができる。これにより、出力を下げることなく、２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができる。
【００８２】
（第４参考例）
図７は高電圧発生装置を示す図であり、この図を参照しながら本発明による第４参考例について説明する。
【００８３】
第４参考例の高電圧発生装置２は、図７に示すように、入力端子Ｔ１〜Ｔ３と、出力端子Ｔ４，Ｔ５と、コンデンサＣ１と、放電ギャップＧＡＰとを図８，図９に示した従来の高電圧発生装置２PAと同様に備えているほか、高電圧発生装置２PAとの相違点として、例えば第１実施形態と同様の電磁装置１と、合成樹脂製のハウジング２０とを備え、低電圧側の入力端子Ｔ３と低電圧側の出力端子Ｔ５とが直結される構成になっている。
【００８４】
ハウジング２０は、放物面状の正面２０ａを持つ中空平角状に形成され、上記各電気部品を収容し、下側面２０ｂから入力端子Ｔ１〜Ｔ３の各一部を突出させている。
【００８５】
そして、ハウジング２０の正面２０ａから前方に延出された円筒状の筒部２１１と、この筒部２１１を囲繞するように正面２０ａから前方に延出する断面円状の外壁２１２と、この外壁２１２と筒部２１１との間に設けられ正面２０ａから前方に延出する断面円状の中壁２１３と、筒部２１１内に配置される出力端子Ｔ４と、筒部２１１と外壁２１２との間の中壁２１３に配置される出力端子Ｔ５とにより、高輝度放電ランプＤＬのランプ口金（図示せず）と電気的かつ機械的に接続されるソケット部２１が構成され、高電圧発生装置２をソケット一体型イグナイタとしている。なお、図７（ａ）において、Ｔ１０は１次巻線１３の高圧側の端子、Ｔ１１は１次巻線１３の低圧側の端子、Ｔ１２は２次巻線１４の低圧側の端子であり、これらの端子Ｔ１０〜Ｔ１２は、ハウジング２０の内部でコンデンサＣ１や放電ギャップＧＡＰと接続されている。
【００８６】
このような構成の高電圧発生装置２では、ランプ口金をソケット部２１に挿入することにより、ランプ口金とソケット部２１とを機械的に接続することができるとともに、ランプ口金の中央電極部が筒部２１１内の出力端子Ｔ４に接触導通し、ランプ口金の外周面に設けられた外側電極部が、筒部２１１と外壁２１２との間の中壁２１３に設けられた出力端子Ｔ５と接触導通するので、電気的に接続することができる。
【００８７】
また、各端子間で配線することができるので、配線および組立て作業が容易となる。さらに、コンデンサＣ１、放電ギャップＧＡＰ、電磁装置１間の絶縁を考慮した実装も容易となる。
【００８８】
第４参考例によれば、第１実施形態の電磁装置１が使用されているので、高電圧発生装置２の小型化が可能となる。
【００８９】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１記載の発明の電磁装置は、第１磁気コア部および第２磁気コア部により構成される磁気コアと、少なくとも前記第１磁気コア部に巻装される２次巻線と、この２次巻線上に巻装される１次巻線とを備え、前記第１磁気コア部は柱状に形成され、前記２次巻線は、前記第１磁気コア部の軸方向の長さが前記１次巻線より長く、前記第２磁気コア部は、前記第１磁気コア部とは別体であり、Ｌ字状に屈曲する形状に形成され、当該第２磁気コア部の一端部の側面が前記第１磁気コア部の一の端面に対向し、当該第２磁気コア部の他端部の側面が前記第１磁気コア部の側周部と対向するように配置され、前記磁気コアを開磁路構造にするので、１次巻線で発生する磁束が２次巻線における第１磁気コア部の片側まで鎖交しやすくなり、出力を上げることができるため、その分出力を下げることなく、２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができる。また、少なくとも第１磁気コア部の別の片側に第２磁気コア部がない分、従来の閉磁路構成の電磁装置よりも小型化が可能となる。
【００９０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電磁装置において、樹脂製のモールド部をさらに備え、前記モールド部は、前記第１磁気コア部と、この第１磁気コア部の側周部に巻装される前記２次巻線およびこの２次巻線上に巻装される前記１次巻線の各層とを固定するので、第２磁気コア部がＬ字状であることから、第２磁気コア部が第１磁気コア部の軸方向における膨張または収縮の影響を受けない（難い）ので、第２磁気コア部を従来よりも薄肉化できるほか、第１磁気コア部の一の端面と第２磁気コア部の一端との間のギャップ長を従来よりも短めに設定することができ、従来の電磁装置よりも、磁気コアの結合を向上させて漏れ磁束を抑制することができる。
【００９１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の電磁装置において、前記第２磁気コア部は、両端が、前記第１磁気コア部における前記２次巻線の高圧側に位置する端面および側周部とそれぞれ対向するように配置されるので、１次巻線で発生する磁束が２次巻線の高圧側まで鎖交しやすくなるため、出力を上げることができる。
【００９２】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の電磁装置において、前記第２磁気コア部は、両端が、前記第１磁気コア部における前記２次巻線の低圧側に位置する端面および側周部とそれぞれ対向するように配置されるので、少なくとも第１磁気コア部の高圧側に第２磁気コア部がない分、従来の閉磁路構成の電磁装置よりも小型化が可能となる。
【００９６】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の電磁装置において、前記２次巻線は、絶縁皮膜で覆われた断面が平角状の導体線からなる平角導線であって、少なくとも前記第１磁気コア部に巻装されるので、小型化が可能になる。
【００９７】
請求項６記載の発明の高電圧発生装置は、請求項１から５のいずれかに記載の電磁装置からなるパルストランスと、このパルストランスの１次巻線間に接続されるコンデンサと、このコンデンサから前記１次巻線への放電経路上に介設されてこれを開閉するスイッチ手段とを備えるので、出力を下げることなく２次巻線の巻数を減らしてその抵抗を下げることができ、従来の閉磁路構成の電磁装置よりも小型化が可能となり、高電圧発生装置の小型化も可能になる。
【００９８】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の高電圧発生装置において、放電ランプのランプ口金と電気的かつ機械的に接続され、そのランプ口金に前記２次巻線の出力電圧を印加するためのソケット部と、このソケット部を外部に搭載し、前記パルストランス、コンデンサおよびスイッチ手段を少なくとも内部に収容する装置本体とを備えるので、高電圧発生装置の小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 電磁装置の構成を示す断面図である（第１実施形態）。
【図２】 同電磁装置の動作原理の説明図である。
【図３】 電磁装置の構成を示す断面図である（第２実施形態）。
【図４】 電磁装置の構成を示す断面図である（第１参考例）。
【図５】 電磁装置の構成を示す断面図である（第２参考例）。
【図６】 電磁装置の構成を示す断面図である（第３参考例）。
【図７】 高電圧発生装置を示す図である（第４参考例）。
【図８】 従来の高電圧発生装置を示す斜視図である。
【図９】 同高電圧発生装置を用いた典型的な放電灯点灯装置の構成図である。
【図１０】 一層の小型化が可能な従来の電磁装置の断面図である。
【図１１】 同電磁装置の一部を示す斜視図である。
【図１２】 同電磁装置に使用される２次巻線の断面図である。
【図１３】 同電磁装置を使用した高電圧発生装置を示す図である。
【図１４】 従来の閉磁路構成の電磁装置を示す図である。
【図１５】 同電磁装置を示す図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 電磁装置
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 磁気コア
１１，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 磁気コア部
１２，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ 磁気コア部
１３ １次巻線
１４ ２次巻線
１５，１５Ａ モールド部
２ 高電圧発生装置
２０ ハウジング
Claims (7)
- 第１磁気コア部および第２磁気コア部により構成される磁気コアと、少なくとも前記第１磁気コア部に巻装される２次巻線と、この２次巻線上に巻装される１次巻線とを備え、
前記第１磁気コア部は柱状に形成され、
前記２次巻線は、前記第１磁気コア部の軸方向の長さが前記１次巻線より長く、
前記第２磁気コア部は、Ｌ字状に屈曲する形状に形成され、当該第２磁気コア部の一端部の側面が前記第１磁気コア部の一の端面に対向し、当該第２磁気コア部の他端部の側面が前記第１磁気コア部の側周部と対向するように配置され、前記磁気コアを開磁路構造にする
ことを特徴とする電磁装置。 - 樹脂製のモールド部をさらに備え、
前記モールド部は、前記第１磁気コア部と、この第１磁気コア部の側周部に巻装される前記２次巻線およびこの２次巻線上に巻装される前記１次巻線の各層とを固定する
ことを特徴とする請求項１記載の電磁装置。 - 前記第２磁気コア部は、両端が、前記第１磁気コア部における前記２次巻線の高圧側に位置する端面および側周部とそれぞれ対向するように配置されることを特徴とする請求項１または２記載の電磁装置。
- 前記第２磁気コア部は、両端が、前記第１磁気コア部における前記２次巻線の低圧側に位置する端面および側周部とそれぞれ対向するように配置されることを特徴とする請求項１または２記載の電磁装置。
- 前記２次巻線は、絶縁皮膜で覆われた断面が平角状の導体線からなる平角導線であって、少なくとも前記第１磁気コア部に巻装されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電磁装置。
- 請求項１から５のいずれかに記載の電磁装置からなるパルストランスと、
このパルストランスの１次巻線間に接続されるコンデンサと、
このコンデンサから前記１次巻線への放電経路上に介設されてこれを開閉するスイッチ手段と
を備えることを特徴とする高電圧発生装置。 - 放電ランプのランプ口金と電気的かつ機械的に接続され、そのランプ口金に前記２次巻線の出力電圧を印加するためのソケット部と、
このソケット部を外部に搭載し、前記パルストランス、コンデンサおよびスイッチ手段を少なくとも内部に収容する装置本体と
を備えることを特徴とする請求項６記載の高電圧発生装置。
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