JP4795427B2 - 放電灯点灯装置用高電圧発生トランス - Google Patents

Description

この発明は、主に水銀を使用しない高輝度放電灯等の大きな電流を通電する放電灯に適した放電灯点灯装置用高電圧発生トランスに関するものである。

車両のヘッドランプに使用される高輝度放電灯（ＨＩＤバルブ）の点灯には一般に「イグナイタ（ＩＧＮ）」と称する高電圧発生装置を必要とし、この高電圧を発生するイグナイタには高電圧発生トランスを使用している。従来の放電灯点灯装置用高電圧発生トランスとして、例えば以下の従来例がある。
従来例その１として、この従来例は１本の棒コアに平角電線をエッジワイズ巻きにした２次巻線の上に１次巻線を巻回した高電圧発生トランスであり、エッジワイズ巻きの平角電線による２次巻線を抵抗の大きなＮｉ―Ｚｎ系フェライトコアに直接組付けることで、巻線の外形が小さく、軸方向の長さが短縮できることを特徴とする。
また、実施例の中でいろいろな１次巻線の巻き方ができることを示し、絶縁された丸銅線や、１次巻線用ボビンを用いた平角電線のトラバース巻きあるいは、フィルムによって絶縁された薄い導電箔を用いた例も示しているが、いずれのアイデアも１次巻線を２次巻線の低圧側に偏った配置にしている（例えば、特許文献１参照）。

前記従来例その１（特許文献１）の構成に類似するものとして従来例その２の高電圧発生トランスがあり、この従来例その２はコアを絶縁体として扱う従来例その１に対し、コアを導電体として扱っている。このためにコアと２次巻線の間の絶縁を確保する必要があり、２次巻線用のボビンに絶縁特性を持たせるために、２次巻線の高電圧を発生する側のボビンを厚くしている。しかし、これら従来例その１および従来例その２とは、１次巻線と２次巻線の構成において基本的な部分で同構成である（例えば、特許文献２参照）。

従来例その３として、この従来例はいくつかのセクションに分割したボビンに丸線の２次巻線を巻回し、その外周に１次巻線を巻回した高電圧発生トランスであり、中央に穴のあいたコアを用い、高電圧の出力ターミナルがコアを貫く構成を特徴としている。
この従来例その３も前記従来例その１等と同様に、実施例の中でいろいろな１次巻線の巻き方ができることを示し、絶縁された丸線や、１次巻線用ボビンを用いて平角電線のトラバース巻きを用いた例も示しているが、最良の１次巻線の配置は中央のセクションに集中することとし、ボビンを使った疎巻きの巻線でも軸方向に均等に配置すれば良好な特性が得られるとしている（例えば、特許文献３参照）。

従来例その４として、この従来例は後述する水銀を使用しない高輝度放電灯を対象にした高電圧発生トランスであり、前記従来例その１と同様に、１本の棒コアに巻回した平角電線の２次巻線の上に１次巻線を重ねて巻回したものである。また、水銀を使用しない高輝度放電灯の点灯には大電流を要するが、この大電流用に断面積を大きくして厚みの増した２次巻線の軸方向の長さを短縮するために、２次巻線を分割して、高電圧側の２次巻線の外側に低電圧側の２次巻線を重ね、さらにその外側に１次巻線を設けたことを特徴としている。
また、実施例の中には、耐電圧を確保する隔壁となるボビンの厚さを、印加される電圧に対応して断面が階段状や楔状に変化させた形状にするアイデアも示している（例えば、特許文献４参照）。

特開２００２−９３６３５号公報 特開２００５−３２２５１５号公報 特開２００１−２５７０８７号公報 特開２００４−１１１４５１号公報

従来の放電灯点灯装置用高電圧発生トランスは以上のように構成され、いくつかの方法で実現され、製品化されている。
このうち、前記従来例その１（特許文献１）および従来例その３（特許文献３）の高電圧発生トランスはいずれも水銀を使用した高輝度放電灯（ＨＩＤバルブ〜以下、「従来バルブ」とする）に対応したものであり、イグナイタ用の高電圧発生トランスとして充分に完成された技術であった。
しかし、その後において、環境物質である水銀に対する配慮により、水銀を使用しない高輝度放電灯（以下、「Ｈｇフリーバルブ」とする）が実用化され始めた。このＨｇフリーバルブはバルブ電流が従来バルブに対して約２倍になるため、Ｈｇフリーバルブ用の新たなイグナイタを設計するにあたり、従来バルブに対応する技術だけでは以下に示すように充分な対応ができないため、イグナイタをさらに高性能にする必要がある。
例えば、車両ヘッドランプ用の従来バルブとＨｇフリーバルブの定格電力は両者とも３５Ｗであるが、Ｈｇフリーバルブの定格電流は０．８Ａ、従来バルブの定格電流は０．４Ａ、Ｈｇフリーバルブの定格電圧は４２Ｖ、従来バルブの定格電圧は８５Ｖである。

従って、Ｈｇフリーバルブ用のイグナイタに使用する高電圧発生トランスの巻線においては、前述の約２倍になった通電電流に対応し、損失による発熱を従来バルブにおける発熱と同等にするためには巻線の電気抵抗を１／４にする必要がある。このため仮に、巻線に使用する電線の直径を単純に２倍（断面積４倍）にした場合には、巻線の体積が増大し、これによりボビンの巻線を納める部分も拡大し、イグナイタのサイズが肥大してヘッドランプの収納スペースに納まらず、サイズ的な問題が生じる可能性がある。
上記サイズ的問題に対し周囲の製品の形状を変え、肥大したイグナイタをヘッドランプに取り付けられたとしても、全ての車両にスペースの拡大余地があるわけではなく、他車への流用ができない可能性があり、これにより互換性が無くなり、車両用部品としての商品性を劣化させることとなる。
また、太い電線を用いた巻線では隣接する巻線との距離が離反することになり、鎖交する磁束が漏洩して磁気的な結合が低下し、これにより電気的な性能が低下し、特性的な問題も生じる。

以上説明のように、Ｈｇフリーバルブを対象にした高電圧発生トランスは従来バルブを対象にしたものに対し大電流仕様が求められる。以下、この大電流仕様に前述の従来例それぞれを対応させた場合について説明する。
従来例その１（特許文献１）において、大電流に対応するためには、２次巻線の平角電線の幅もしくは厚さを拡大するする必要があるが、前記のように平角電線をエッジワイズ巻きにした２次巻線を用いる構成においては、エッジワイズ巻きに対応できる平角電線の幅と厚さの比率には制限があり、従来バルブ用の厚さを保ち、高電圧発生トランスの全長を維持したままで幅だけを拡大することはできず、幅の拡大と同時に厚さを厚くすることも必要となる。従って、大電流用に電線の厚さと幅を増した断面積の大きな平角電線を用いてこの従来例その１の方式の高電圧発生トランスを構成した場合、厚く、且つ幅が拡大した２次巻線により、高電圧発生トランスの直径方向への拡大と、軸方向（コアの長手方向）への伸長によってイグナイタのサイズが肥大し、従来バルブ用と同サイズのイグナイタが構成できないという問題点がある。

従来例その２（特許文献２）において、この従来例その２の場合、大電流に対応するために２次巻線の平角電線を厚くすることによって、１次巻線からの２次巻線（特に１次巻線の反対側に位置する２次巻線）までの距離が離れる（コアも伸長する）ために、１次巻線が発生する磁束が伸長した２次巻線の途中で漏洩しやすくなる。１次巻線が発生する磁束が２次巻線の途中で漏洩すれば１次巻線から離れた位置の２次巻線には１次巻線が発生する磁束が届かなくなる。磁束が届かない位置の２次巻線はトランスとして機能しない。従って、２次巻線側に発生するイグナイタパルス電圧が低くなり、高電圧発生トランスとして充分な特性が得られないという問題点がある。

従来例その３（特許文献３）において、この従来例その３のように、いくつかのセクションに分割した丸線による２次巻線の外周に１次巻線を巻回する構造においても、Ｈｇフリーバルブに通電する大電流に対応するためには２次巻線の線形を拡大せざるを得ない。
従って、この従来例その３による高電圧発生トランスにおいても、大電流対応に線形の太い電線を使用した場合、前記従来例その１の場合と同様に、イグナイタのサイズが肥大するという問題と、以下の特性的な問題が生じる。
即ち、高電圧発生トランスの２次巻線が巻径（直径）方向に拡大し、軸方向に伸長するため、１次巻線から２次巻線までの直径方向（２次巻線の中心部の層）の距離と軸方向の距離が離れる。１次巻線からの２次巻線までの距離が離れることによって、１次巻線が発生する磁束が径方向に拡大した巻線の途中あるいは軸方向に伸長した巻線の途中で漏洩しやすくなる。１次巻線が発生する磁束が途中で漏洩すれば、前記従来例その２の場合と同様に充分な出力が得られないという問題点が生じる。

従来例その４（特許文献４）において、この従来例その４は前述のようにＨｇフリーバルブに対応したものであり、前述のようなＨｇフリーバルブに対応する問題点、即ち、車両用として限られた空間の中に納めるイグナイタのサイズ的な問題、または高電圧発生トランスの電気的な性能（特性）の低下を解決し、イグナイタの一層の高性能化を目的として提案されたものである。
しかしながら、２次巻線を低電圧側と高電圧側に分割し重ねるときに、高電圧部と低電圧部の耐電圧を確保するために隔絶用のボビンを使用し、さらに１次巻線を２次巻線の片側に偏らせているため、１次巻線から２次巻線までの距離が離れることは必至であり、１次巻線が発生する磁束が２次巻線の途中で漏洩しやすい構造的な問題についてはあまり改善されておらず、高電圧発生トランスとして充分な特性が得られない可能性（問題点）がある。
以上が、大電流仕様に従来例その１〜従来例その４を対応させた場合である。

前述のＨｇフリーバルブに対応する問題点中の発生磁束の漏洩に関し、１次巻線の線間の隙間から磁束が漏れないように、且つ、２次巻線と１次巻線を密着させ、両者の隙間からも磁束を漏らさないようにするためには、２次巻線を巻径（直径）方向に２ボビンに分割し、１次巻線をこの２分割した２次巻線の間に挿入する３層構造の高電圧発生トランスの構成が最適といえる。また、この３層構造は軸方向の長さを短縮する。
しかしながら、軸方向の長さを短縮できる上記３層構造の高電圧発生トランスにおいては、巻線の直径が拡大するために２次巻線の巻回半径が伸長し、巻回に要する２次巻線の長さが長くなり、２次巻線の抵抗値が増大し、結果的に好ましい特性は得られず、また、イグナイタのサイズが肥大するといった問題点がある。
以上説明のように、新たに製品化されたＨｇフリーバルブ用の高電圧発生トランスの作製に前記従来例による構成を適用しても、イグナイタのサイズの肥大および特性の劣化という問題を免れることはできない。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、イグナイタのサイズを著しく肥大させることなく、且つ、１次巻線から発する磁束の漏洩を減らして２次巻線に鎖交させ、Ｈｇフリーバルブの点灯に対応した特性を有した放電灯点灯装置用高電圧発生トランスを得ることを目的とする。

この発明に係る放電灯点灯装置用高電圧発生トランスは、
棒状磁性体のコアと、複数のセクションに分割され、中心部にコアが配設された２次巻線用ボビンと、２次巻線用ボビンに複数のセクションに分割して巻回する２次巻線と、２次巻線の外周側に配設する１次巻線用ボビンと、２次巻線の全域に亘って１次巻線用ボビンに巻回する複数の並列電線に分割された１次巻線とを備え、１次巻線用ボビンは、１次巻線と２次巻線との間の電位差が高い側はボビンの厚さを厚く、電位差が低い側はボビンの厚さを薄くするように２次巻線のセクションごとまたは複数セクションごとにボビンの厚さを変化させたものである。

以上のように、この発明によれば、コアが中心部に配設された２次巻線用ボビンの複数のセクションに分割して巻回された２次巻線と、この２次巻線の外周側に配設された１次巻線用ボビンに複数の線材を並列に巻回された１次巻線との間の電位差が高い側は１次巻線用ボビンの厚さを厚く、電位差が低い側はその厚さを薄くするように２次巻線のセクションごとまたは複数セクションごとにボビンの厚さを変化させた構成としたので、１次巻線と２次巻線の絶縁性を確保しながら１次巻線が発生した磁束の漏洩を減少し、発生した磁束を２次巻線に鎖交させることとなり、これにより、放電灯点灯装置用高電圧発生トランスの特性をより向上することができ、Ｈｇフリーバルブの点灯に対応することができる。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による放電灯点灯装置用高電圧発生トランスの構成を示す構造説明図であり、放電灯点灯装置用高電圧発生トランスの断面を示す。
図１において、この放電灯点灯装置用高電圧発生トランス（以下、「高電圧発生トランス」とする）１は、複数のセクションに分割し、中心部に棒状磁性体のコア１１を配設した２次巻線用ボビン１２に２次巻線１３を前記セクションごとに分割して巻回し、この２次巻線１３の外周側に配設した１次巻線用ボビン１４に１次巻線１５を巻回し、２次巻線１３に発生した高電圧を出力ターミナル１６を介し出力するようにしたものであり、収納ケース１７に収納される。なお、図１に示す２次巻線用ボビン１２は４つのセクションに分割した例である。

上記図１の構成の詳細を説明する前に、この図１の構成の高電圧発生トランス１の機能について図２で説明する。
図２は高電圧発生トランス１の機能説明用の放電灯点灯装置回路構成図である。
図２において、この放電灯点灯装置は高電圧発生トランス１、電源部２１、抵抗（Ｒ）２２、コンデンサ（Ｃ）２３、ギャップスイッチ（ＳＷ）２４および高輝度放電灯（ＨＩＤバルブ）２５とで構成される。
上記構成において、電源部２１は昇圧用の直流（ＤＣ）／直流（ＤＣ）コンバータ等を備え、バッテリ等の直流電源をもとに所定値の電圧Ｅａおよび電圧Ｅｂを生成する。生成した電圧Ｅａは抵抗２２を介しコンデンサ２３へ印加し、コンデンサ２３を充電する。

この充電によりコンデンサ２３の両端電圧が所定の高電圧に達すると、コンデンサ２３の両端電圧が印加されているギャップスイッチ２４が絶縁破壊されてオンし、コンデンサ２３の放電電圧が高電圧発生トランス１の１次巻線に印加される。この電圧印加により、高電圧発生トランス１の２次巻線には高電圧パルスが発生し、この高電圧パルスがＨＩＤバルブ２５に印加される。この高電圧パルスの印加により、ＨＩＤバルブ２５はその電極間がブレークダウンして放電を開始し、起動する。放電起動後のＨＩＤバルブ２５は電源部２１からの電圧Ｅｂの印加による定常点灯へ移行する。
以上説明のように、高電圧発生トランス１は１次巻線に印加された電圧をもとに２次巻線に高電圧パルスを発生し、ＨＩＤバルブ２５を起動させる機能を有するものである。
ここで、実際の高電圧発生トランス１には浮遊容量と寄生容量とによる容量成分（Ｃｓ）２６が負荷として存在しており、高電圧パルスを発生するときにこの容量成分（Ｃｓ）２６を充電する２次電流が存在し、この２次巻線に流れる２次電流により１次巻線が発生する磁束を打ち消す作用が働くため２次巻線の全てに磁束が届くことはなく、一部が漏洩する。
従って、高電圧発生トランス１は発生磁束の漏れの少ない高効率の特性が求められ、また、イグナイタの肥大化を避けるための方策が求められる。

次に、高電圧発生トランス１の磁束モデルについて図３で説明する。
図３は高電圧発生トランス１の磁束モデル説明図である。なお、図３は磁束モデルの説明図のため、構造的な形態は図１と必ずしも一致していない。
図３において、高電圧パルスを必要とする放電灯点灯装置において使用される高電圧発生トランスは、小型化を優先して図３に示すような１次巻線３１および２次巻線３２を棒状磁性体のコア３３に巻回したトランスを用いることが多い。この棒状のコア３３を用いたトランスは磁気回路が開放されており、１次巻線３１から発生した磁束が図３のＡ部のように、２次巻線の端部に届く前に漏れやすく、１次巻線に流れる電流により発生する磁束の一部は例えば図３に示すように２次巻線の一部範囲３２ａに鎖交しない。このような磁束が届かない位置の２次巻線はトランスとして機能しない。この場合、コア３３の直径を拡大することにより磁束が２次巻線に鎖交しない部分を少なくすることは可能であるが、小形の高電圧発生トランスを構成することについては障害になる。

さらに、図２で説明したように、実際の高電圧発生トランスには容量成分（Ｃｓ）２６が負荷として存在し、この容量成分（Ｃｓ）２６に起因して２次巻線に流れる電流により、１次巻線が発生する磁束を打ち消す作用が働く。従って、容量成分（Ｃｓ）２６が存在しない場合には１次巻線が発生する磁束は図３の実線で示す磁束となるが、容量成分（Ｃｓ）の上記打消し作用により図３の破線で示す磁束となり、図３のＡ部より前のＢ部に示すように、１次巻線の発生する磁束はさらに漏れ、１次巻線の発生する磁束がいっそう２次巻線に鎖交し難くなっている。２次巻線に鎖交できない磁束は１次巻線と２次巻線の間に集中し、図３のＣ部に示すように、１次巻線の線間をすり抜ける場合もある。
上記１次巻線の発生する磁束に着目すれば、高電圧発生トランス１の特性向上には、１次巻線から発生する磁束をできる限り漏らさずに２次巻線へ導くことが必要となり、このため下記方策の検討が必要となる。
（ａ）２次巻線の全域に亘り１次巻線を近接し密着させ、１次巻線から離れた２次巻線を無くし、両者の隙間を減らして磁束を漏らさないようにする。
（ｂ）１次巻線を複数の並列巻きにし、線間の隙間を狭くして隙間から漏れる磁束を減らし、１次巻線の発生する磁束を２次巻線に導くようにする。

次に、高電圧発生トランス１の構造の詳細について図１で説明する。
最初に、１次巻線用ボビン１４の構造について説明する。
前記（ａ）より、高電圧発生トランス１は、その１次巻線１５を２次巻線１３の全セクションの外側に配置し、１次巻線１５と２次巻線１３間の隔絶壁となる１次巻線用ボビン１４の厚さを薄くする。ただし、１次巻線と２次巻線との間の電位差が殆ど同電位となる低電圧側（１４ａ）は厚さを薄くすることが可能であるが、高耐電圧が要求される高電圧が発生する２次巻線１３に対向する側（高電圧側１４ｂ）の１次巻線用ボビン１４の厚さは厚くせざるを得ない。
従って、１次巻線用ボビン１４は１次巻線１５と２次巻線１３との間の電位差が低い低電圧側（１４ａ）は可能な限り厚さを薄くし、１次巻線１５と２次巻線１３との間の電位差が高い高電圧側（１４ｂ）は耐電圧を確保するように厚さを厚くする。この構造の１次巻線用ボビン１４の外周に１次巻線１５を２次巻線の全域に亘るように巻回する。

上記条件を満たす具体例が図１に示す形状であり、図１に示すように、１次巻線用ボビン１４の厚さは、セクションごとに電圧が変わる２次巻線１３の各セクションに対応して階段状に変える。図１はこの階段状を１次巻線用ボビン１４の内径側（内周側）に設けたものであり、この構造例を図４に示す。
図４は１次巻線用ボビン１４の構造説明図であり、一部切断の外観斜視を示す。
図４に示すように、１次巻線用ボビン１４はその内径側（内周側）は階段状であり、外径側（外周側）は一定（平坦）である。これにより、外周の１次巻線１５の巻回が容易となり、工作的に好ましい。
以上説明のように構成することにより、高電圧発生トランス１の特性をより向上することができる。

また、１次巻線用ボビン１４の上記階段状の形状に関し、図１は２次巻線１３の各セクションごとに対応して階段状に変えているが、複数セクションごとに対応して階段状に変えてもよい。
また、この階段状を図１のように内径側（内周側）に設ける構造に替え、１次巻線用ボビン１４の外径側（外周側）に設け、内径側（内周側）を一定（平坦）にした構造としてもよい。この場合、１次巻線１５が巻き難くなるが、高電圧発生トランス１の特性向上に対しては内径側（内周側）に階段状を設ける構造と同等の効果が得られる。
なお、前記特許文献４においても厚さの変化するボビンを使用したアイデアが記載されているが（図２２）、このアイデアは二つ折りにされた２次巻線において高電圧部分と低電圧部分の耐電圧を確保する目的で使用されたものであり、１次巻線１５と２次巻線１３間の電位差の関係で厚さの変化するボビンを使用している図１の構成とは発想が異なる。

次に、２次巻線用ボビン１２の構造について説明する。
前記説明のように、１次巻線用ボビン１４の内径側（内周側）を階段状にし、１次巻線１５を２次巻線１３の全セクションの外側に配置し、また、１次巻線１５と２次巻線１３との隙間を狭くすることにより、高電圧発生トランス１の特性をより向上することができる。
このように１次巻線１５と２次巻線１３との隙間を狭くするためには１次巻線用ボビン１４の内径に沿わせて２次巻線１３を内径方向に嵩上げする必要がある。この嵩上げは１次巻線１５の位置と２次巻線１３の位置を両巻線間の電位差によって絶縁耐力を変えるための手段である。
従って、１次巻線用ボビン１４の内径側（内周側）を階段状にしないで１次巻線用ボビン１４を均一な厚さにし、この１次巻線用ボビン１４と同等な絶縁性を持つ充填材料を厚さ均一にした１次巻線用ボビン１４と２次巻線１３との間に充填し、この充填材料の形状を含めて階段状にしたときには内径側（内周側）を階段状にした図１および図４の１次巻線用ボビン１４と同等な効果が得られる。

また、２次巻線１３を内径方向に嵩上げする手段として、セクションごとに２次巻線１３の巻回数を変える方法や、中心部のコア１１をセクションに対応させて階段状または楔状に太くする方法も可能ではあるが、図１に示すように、中心部のコア１１に沿って高電圧の出力ターミナル１６が配置される場合、この出力ターミナル１６と低電圧セクションの２次巻線部分１３ａとの間の耐電圧を確保する必要があり、これら出力ターミナル１６と２次巻線部分１３ａとが対向する箇所の２次巻線用ボビン１２の厚さを耐電圧が確保できる厚さにすることが必要となる。この耐電圧確保に必要な２次巻線用ボビン１２の前記対向箇所の厚さ（Ｅ）は、２次巻線１３の高電圧セクションの外周に位置する１次巻線１５の部分と高電圧セクションの２次巻線部分１３ｂとの間の耐電圧を確保するために必要な１次巻線用ボビン１４の厚さ（Ｄ）と略等しい。従って、２次巻線用ボビン１２はその厚さが２次巻線１３のセクションごとに一方は薄くなり、他方は厚くなる。即ち、２次巻線用ボビン１２の外周側は１次巻線用ボビン１４の内径側（内周側）と同様にセクションごとの階段状の形状にする。この結果、２次巻線１３のいずれのセクションにおいても１次巻線用ボビン１４の内径と２次巻線１３の外周の隙間は同一になり、各部の耐電圧を確保しながら磁束の漏れが少ない巻線の構成ができ、高電圧発生トランスとしての特性をより向上することができる。

上記２次巻線用ボビン１２の階段状の形状に関し、図１は２次巻線１３の各セクションごとに対応して階段状に変えているが、複数セクションごとに対応して階段状に変えてもよい。
なお、２次巻線用ボビン１２の厚さを変化させることに関しては、前記従来例その２（特許文献２）に記載のものと同構造であるが、図１に示す構成は２次巻線１３を覆う１次巻線１５を持つ構成であり、従来例その２における一層巻きの１次巻線と２次巻線の配置の点において全く発想が異なっている。

次に、１次巻線１５について説明する。
前記（ｂ）より、１次巻線１５は複数の線材を並列にして巻回する。図１に示す１次巻線１５は６本の線材（６つの小丸マーク１５ａ）を並列に巻回した例である。
これにより、図３のＣ部に示した線間をすり抜ける磁束を少なくすることができ、１次巻線１５が発生する磁束をより多く２次巻線１３に導くことが可能になり、高電圧発生トランス１の特性をより向上することができる。
ここで、前記従来例その１（特許文献１）においては、幅の広い平角電線や薄い導電箔を１次巻線に使用するアイデアが示されているが、幅の広い導体の中を電流が一様に均一に流れることはない。この従来例その１の中で提案されている１次巻線として巻回される薄い導電箔を例にとれば、この薄い導電箔を展開すれば長方形の電極と同等であり、その長方形の電極の２点を経由して電流を通電すれば、電流は長方形の面の中で最短距離となる経路に集中することとなり、電流が流れない最短距離以外においては磁束を発生することがなく、磁束を漏らす結果となる。
従って、好ましい高電圧発生トランス１を構成するために、１次巻線１５から巻線の軸方向に磁束を均一に発生し、且つ、漏洩を少なくする方策としては複数の並列電線に分割することが効果的であり、高電圧発生トランス１の特性をより向上することができる。

また、１次巻線１５を複数の線材で並列巻きにするにあたり、１次巻線の線材の断面積を拡大する必要はなく、複数並列に巻く線材の断面積の合計が通電する１次電流に対応する断面積であれば単線と同等な電流が流せるため、複数並列に巻回される各々の線材の直径を細くすることが可能である。
従って、１次巻線１５に細線を使用すれば、高電圧発生トランス１の特性をより向上することができ、また、トランスの最外径を小さくすることができ、高電圧発生トランス１を小型にすることができる。

次に、２次巻線１３の高電圧発生部分と１次巻線１５間の放電防止について説明する。
高電圧が発生する２次巻線１３の引き出し部１３ｃまたは出力ターミナル１６の先端部１６ａと対向する１次巻線用ボビン１４に巻回された低電圧の１次巻線１５との間には高い電位差があり、この間に空間を経由して放電が発生し、高電圧発生トランス１を破壊する可能性がある。この放電による破棄を回避するためには放電経路の沿面距離を長くすることが有効となる。
そこで、２次巻線１３の高電圧発生部分に対向する１次巻線用ボビン１４の終端部に凹部１４ｃを設ける一方、高電圧発生トランス１を収納するケース１７に絶縁壁の襞状突出部１７ａを設け、これら凹部１４ｃの内側の面と襞状突出部１７ａの外側の面とが対向するように前記襞状突出部１７ａを凹部１４ｃに入り組ませる構造にする。上記襞状突出部１７ａの絶縁壁により、低電圧の１次巻線１５と高電圧を出力する２次巻線１３の引き出し部１３ｃまたは出力ターミナル１６の先端部１６ａとの間の沿面距離が長くなり、両者間の耐電圧が確保でき、小型の高電圧発生トランス１の狭い空間においても放電による破壊を回避することが可能になる。

以上のように、この実施の形態１によれば、コア１１が中心部に配設された２次巻線用ボビン１２の複数のセクションに分割して巻回された２次巻線１３と、この２次巻線１３の外周側に配設された１次巻線用ボビン１４に巻回された１次巻線１５との間の電位差が高い高電圧側１４ｂは１次巻線用ボビン１４の厚さを厚く、電位差が低い低電圧側１４ａはその厚さを薄くするように２次巻線１３のセクションごとまたは複数セクションごとに１次巻線用ボビン１４の厚さを階段状に変化させ、また、この１次巻線用ボビン１４に１次巻線１５を２次巻線の全域に亘るように巻回した構成としたので、電位差が高い高電圧側１４ｂで耐電圧が確保される一方、１次巻線１５が発生した磁束の漏洩を減少し、発生した磁束を２次巻線１３に鎖交させることとなり、これにより、高電圧発生トランス１の特性をより向上することができ、Ｈｇフリーバルブの点灯に対応することができる。

また、２次巻線用ボビン１２は、２次巻線１３の高電圧側はボビンの厚さを薄く、低電圧側はボビンの厚さを厚くするように前記２次巻線のセクションごとまたは複数セクションごとにボビンの厚さを階段状に変化させた構成としたので、出力ターミナル１６と低電圧セクションの２次巻線部分１３ａとの間の耐電圧を確保することができる一方、１次巻線１５との間で磁束の漏れが少ない巻線構成ができ、高電圧発生トランス１の特性をより向上することができる。

また、１次巻線１５は、複数の線材を並列に巻回した構成としたので、１次巻線１５の線間の隙間が減少し、この線間をすり抜ける磁束を少なくすることができ、１次巻線が発生する磁束をより多く２次巻線に導くこととなって高電圧発生トランスの特性をより向上することができる。
また、上記並列に巻回する１次巻線の複数の線材それぞれは細線を使用し、複数並列に巻くこれら細線の断面積の合計が目的とする断面積となるように構成したので、同一断面積の単線と同等な電流が流すことができ、高電圧発生トランス１の特性をより向上することができる。さらに、トランスとしての最外径を小さくでき、高電圧発生トランス１を小型にすることができる。これにより、イグナイタのサイズを肥大させることなく、Ｈｇフリーバルブの点灯に対応可能な、従来バルブ用と概ね同等サイズのイグナイタを実現することができる。

また、１次巻線用ボビン１４の終端部に設けた凹部１４ｃの内側の面と、ケース１７に設けた絶縁壁の襞状突出部１７ａの外側の面とが対向するように前記襞状突出部１７ａを凹部１４ｃに入り組ませた構造にしたので、低電圧の１次巻線１５と高電圧を出力する２次巻線１３の引き出し部１３ｃまたは出力ターミナル１６の先端部１６ａとの間の沿面距離が長くなり、両者間の耐電圧が確保でき、小型の高電圧発生トランス１の狭い空間においても放電による破壊を回避することができる。

なお、以上説明の構成の高電圧発生トランス１は、新たに製品化されたＨｇフリーバルブに対応可能にし、イグナイタをより高性能にしたものであるが、この構成の高電圧発生トランス１を従来バルブ用の高電圧発生トランスに適用することが可能であり、従来バルブ用のイグナイタを高性能化および小型化することができる。

実施の形態２．
前記実施の形態１の高電圧発生トランス１は、１次巻線用ボビン１４としてその厚さが階段状に変化する構造のものを使用した。
この階段状に替え、一端から他端に至るに従って厚さが変化する楔状にした１次巻線用ボビンを使用してもよい。
上記楔状にした１次巻線用ボビンの構造例を図５に示す。
図５はこの発明の実施の形態２による放電灯点灯装置用高電圧発生トランスに使用する１次巻線用ボビンの一例の構造説明図であり、一部切断の外観斜視を示す。
図５に示すように、１次巻線用ボビンはその内径側（内周側）を楔状にし、外径側（外周側）は前記図４と同様に一定（平坦）にした形状のものである。

この図５に示す１次巻線用ボビンを使用した場合にも、１次巻線と２次巻線との間の電位差が低い低電圧側は厚さが薄くなり、電位差が高い高電圧側では耐電圧が確保され、これにより１次巻線が発生する磁束の漏洩を減少し、実施の形態１と同様に高電圧発生トランス１の特性をより向上することができる。
上記図５の構造に対し、楔状を１次巻線用ボビンの内径側（内周側）に設ける構造に替えて外径側（外周側）に設け、内径側（内周側）を一定（平坦）にした構造としてもよく、この構造においても高電圧発生トランスの特性向上に対しては楔状を内径側（内周側）に設ける構造と同等の効果が得られる。
なお、１次巻線用ボビンの内径側（内周側）を図５のように楔状にしないでボビンを均一な厚さにし、１次巻線用ボビンと同等な絶縁性を持つ充填材料を厚さ均一にした１次巻線用ボビンと２次巻線との間に充填し、この充填材料の形状を含めて楔状にした場合には、実施の形態１で説明した内径側（内周側）が階段状の１次巻線用ボビン１４の場合と同様に、内径側（内周側）を楔状にした１次巻線用ボビンと同等な効果が得られる。

以上のように、この発明に係る、放電灯点灯装置用高電圧発生トランスは、１次巻線と２次巻線の絶縁性を確保しながら１次巻線が発生した磁束の漏洩を減少し、発生した磁束を２次巻線に錯交させることにより、高電圧発生トランスの特性をより向上させることができたため、特に従来バルブ用と概ね同等サイズのイグナイタによるＨｇフリーバルブに対応した車両用ヘッドライトなどに用いるのに適している。

この発明の実施の形態１による放電灯点灯装置用高電圧発生トランスの構成を示す構造説明図である。 この発明の実施の形態１による放電灯点灯装置用高電圧発生トランスの機能説明用の放電灯点灯装置回路構成図である。 この発明の実施の形態１による放電灯点灯装置用高電圧発生トランスの磁束モデル説明図である。 この発明の実施の形態１による放電灯点灯装置用高電圧発生トランスに使用する１次巻線用ボビンの構造説明図である。 この発明の実施の形態２による放電灯点灯装置用高電圧発生トランスに使用する１次巻線用ボビンの一例の構造説明図である。

符号の説明

１ 高電圧発生トランス、１１，３３ コア、１２ ２次巻線用ボビン、１３，３２ ２次巻線、１４ １次巻線用ボビン、１５，３１ １次巻線、１６ 出力ターミナル、１７ ケース、２１ 電源部、２２ 抵抗、２３ コンデンサ、２４ ギャップスイッチ、２５ 高輝度放電灯、２６ 容量成分。

Claims (4)

1. 棒状磁性体のコアと、
   複数のセクションに分割され、中心部に前記コアが配設された２次巻線用ボビンと、
   前記２次巻線用ボビンに複数のセクションに分割して巻回する２次巻線と、
   前記２次巻線の外周側に配設する１次巻線用ボビンと、
   前記２次巻線の全域に亘って前記１次巻線用ボビンに巻回する複数の並列電線に分割された１次巻線とを備え、
   前記１次巻線用ボビンは、前記１次巻線と前記２次巻線との間の電位差が高い側はボビンの厚さを厚く、電位差が低い側はボビンの厚さを薄くするように前記２次巻線のセクションごとまたは複数セクションごとにボビンの厚さを変化させた放電灯点灯装置用高電圧発生トランス。
2. ２次巻線用ボビンは、出力端子またはコアと２次巻線の電位差に対応して、セクションごとまたは複数セクションごとに、コアに対向するボビンの厚さを変化させたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置用高電圧発生トランス。
3. 並列に巻回する１次巻線を細線にしたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置用高電圧発生トランス。
4. ２次巻線の高電圧が発生する部分に対応する１次巻線用ボビン終端部の内側の面と、高電圧発生トランスを収納するケースから襞状に突き出した襞の外側の面とが対向するように、入り組んだ形状にして、低電圧の１次巻線と、高電圧を出力する２次巻線の引き出し部あるいは、出力用のターミナルの先端部からの沿面距離を長くすることを特徴とした請求項１記載の放電灯点灯装置用高電圧発生トランス。

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