JP2000509556A - スパーク点火装置用磁気コアコイル組立体 - Google Patents

スパーク点火装置用磁気コアコイル組立体

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Abstract

(57)【要約】 磁気コアコイル組立体は、少なくとも1つの燃焼室を有するスパーク点火内燃装置で点火イベントを発生する。この組立体は、低電圧励磁用の一次コイルと、スパークプラグに高電圧を送る二次コイルとを有するアモルファス金属の磁気コアを有する。高電圧は、励磁に続く短期間に二次コイルに発生される。組立体は、点火イベントを制御するために燃焼室のスパーク点火状態を検出する。この組立体は、合理的なコストで既存の機械で製造することができるサブアセンブリ組立体からつくられる。

Description

【発明の詳細な説明】 スパーク点火装置用磁気コアコイル組立体 発明の背景 1.発明の分野 本発明は、内燃エンジンのスパーク点火装置に関し、特に、エンジン装置の性 能を改良し、商業的に生産可能な方法でスパーク点火変圧器の磁気部品の寸法を 低減するスパーク点火装置に関する。 2.従来技術の説明 スパーク点火内燃エンジンにおいて、混合気を点火するスパークプラグの空隙 を横切るアークをつくるために必要な高電圧を発生するフライバック型変圧器が 通常使用される。この点火スパークイベント(火花事象)のタイミングは、最良 の燃料節約をするために、また、環境的に危険なガスの放出を低減するために重 要である。遅すぎるスパークのイベントは、エンジンの馬力と効率の損失を発生 する。早すぎるスパークのイベントは、いわゆる「ピン」「ノック」とよばれる 爆発を生じ、これらは、次に予備点火、連続したエンジンの損傷が生じる。正し いスパークタイミングは、エンジン速度と荷重に依存する。エンジンの各シリン ダは、最適な性能のために異なるタイミングを必要とする。各シリンダの異なる スパークタイミングは、各スパークプラグについてスパーク点火変圧器を提供す ることによって得ることができる。 いくつかのエンジンは、エンジンの能率を改良し、不適当な点火スパークタイ ミングに関連するいくつかの問題をなくすために、エンジン速度、インテーク空 気温度、圧力、エンジン温度、排気ガス酸素物のセンサ、および「ピン」「ノッ ク」を検出するセンサを含む、マイクロプロセッサシステムを備えている。ノッ クセンサは、エンジン速度および荷重の全体範囲上でノックを検出するために感 度が十分ではない電気機械トランスジューサである。適当な点火スパークタイミ ングのマイクロプロセッサの決定は、常に最適なエンジン性能を提供するわけで はない。「ノック」のさらによい検出が必要である。 冷たいエンジンの最初の動作の間、アイドルおよびオフアイドル動作中に非常 に大量の危険なガスである廃棄ガスが放出される。これら2つのエンジンの動作 の間、各点火イベントのスパークプラグの迅速な複数のスパークが危険な廃棄ガ スの放出を低減することを動作の研究が示した。したがって、充電および放電を 非常に迅速に行うことができるスパーク点火変圧器を有することが望ましい。 高電圧ワイヤをなくすスパーク点火変圧器をスパークプラグ端子に直接取り付 けるコイル毎のスパークプラグ(CPP)点火構成は、内燃エンジンのスパーク 点火タイミングを改良する方法として受け入れられている。CCP点火装置の一 例は、米国特許第4,846,129号(以下「重要特許」と称する)に開示さ れている。スパーク点火変圧器の物理的な直径は、内部にスパークプラグを取り 付けるエンジン管に適合される。前記重要特許に示されたエンジンの診断の目的 を達成するために、特許は、フェライトコアを使用する間接的な方法を示す。理 想的には、スパーク変圧器の磁気性能は、燃焼室のスパーク条件を検出するため にエンジンの作動にわたって十分である。あきらかに正確なエンジンの診断には 、新しいタイプの点火変圧器が必要になる。 エンジンのミスファイヤは、有害な廃棄物の放出を増大する。燃焼室のスパー クプラグ絶縁体の適当な熱を有することなく多数の冷たい始動は、絶縁体のすす の堆積によるミスファイヤを生じる。電気的に導体のすすは、スパークイベント に利用できる電圧の増大を低減する。電圧の非常に迅速な電圧を提供するスパー ク点火変圧器はすすの汚れによるミスファイヤを最小限にする。 前記重要特許によって示される良好な点火動作及び点火エンジン診断装置に必 要なスパーク点火性能を達成し、同時に、プラグのすすの汚れのスパークによる エンジンのミスファイヤの発生を低減するため、スパーク点火変圧器のコア材料 は、ある等磁率を有し、作動中に磁気的に飽和せず、磁気損失が低くなければな らない。これらの必要な特徴の組み合わせは、適当なコア材料の利用可能性を狭 める。自動スパーク点火装置の目標コストを考慮すると、コア材料の可能な候補 は、シリコンスチール、フェライト、およびイオンベースアモルファス金属を含 む。通常、ユーティリティ変圧器に使用される従来のシリコンスチールは、廉価 であるが、その磁気損失は、余りに大きい。小さい磁気損失を有するゲージシリ コンスチールが薄くなればなるほど、それらの飽和インジケータは、0.5T未 満であり、コアの磁気誘導がゼロに接近するキューリー温度は、200℃近傍で ある。この温度は、スパーク点火変圧器の上方作動温度が約180℃であると仮 定すれば、余りにも低い。鉄ベースアモルファス金属は、低い磁気損失を有し、 1.5Tを越える高度な飽和誘導を有するが、それは比較的高い透磁率を示す。 スパーク点火変圧器に適する所定の等磁率を達成することができる鉄ベースアモ ルファス金属が必要である。この材料を使用することによって、必要な出力仕様 および物理的な寸法基準に合致する環状構成コイルを製造することが可能である 。スパークプラグの寸法的な要求は、使用することができるタイプの構成を制限 する。絶縁コイル組立体の通常の寸法要求は、直径が25mm未満であり、長さ が150mm未満である。またこれらのコイル組立体は、高電圧端子および外部 の設置接続部分の双方でスパークプラグに取り付けられ、過剰なアークを防止す るために十分な絶縁を提供する。また、これらは、通常、コイルの上部に配置さ れた一時巻線への高電流をつくる能力がある。 発明の概要 本発明は、プラグ毎のコイルスパーク点火変圧器用磁気コイル組立体を提供し 、この変圧器は、迅速な電圧上昇と、点火イベントの電圧プロフィールを正確に 映す信号を発生する。通常、上述したように、磁気コアコイルは、鉄磁気アモル ファス金属合金からなる磁気コアを有する。コアコイル組立体は、低電圧で励磁 される1つの一次コイルと、高電圧出力用の二次コイルとを有する。また組立体 は、共通の一次コイルを介して同時に励磁される複数のコアサブアセンブリを有 する二次コイルを有する。コイルサブアセンブリは、励磁されたとき、関数であ るスパークプラグに送られる二次電圧をつくるようになっている。よって製造す るとき、コアコイル組立体は、(i)励磁に続く短い時間内に二次コイルに高電 圧を発生し、(ii)点火イベントを制御するために燃焼室にスパーク点火条件 を検出する能力を有する。 さらに詳細には、コアは、低いコア損失および(約100ないし500の範囲 の)透磁率を有するアモルファス強磁性材料からなる。このような磁気特性は、 燃焼サイクル中のプラグの迅速な点火において特に適している。すすの汚れによ るエンジンのミスファイヤは、最小限にされる。さらに、コイルからプラグへの エネルギーの転移は、高度に有効な方法で実行される。環状構成の低い二次抵抗 (100オーム未満)は、エネルギーの大半をスパークで消散するが、二次ワイ ヤでは消散しない。この高度に有効なエネルギー転移は、コアを正確な方法で点 火イベントの電圧プロフィールを監視するようにできるようにする。磁気コア材 料が、シリンダ上に巻かれ、その上に一次および二次巻線が巻かれて環状変圧器 を形成するとき、発生した信号は大きい磁気損失を呈するコアによって生じるも のよりもさらに正確な点火電圧プロフィールの画像を提供する。複数の環状組立 体がつくられ、サブアセンブリのインダクタンスおよびその磁気特性によって支 配される共通のプライマリを介してサブアセンブリにエネルギー収納を可能にす る。1次電流が急速に減少するとき、急速に上昇する二次電圧が誘導される。サ ブアセンブリ環状体の個々の二次電圧は、急速に増大し、装置の全体の磁束の変 化に基づいてサブアセンブリにサブアセンブリを付加する。これは、すぐれた性 能を有する1つのアセンブリをつくるために既存の環状コイル巻線技術を介して 巻かれるいくつかのサブアセンブリユニットを組み合わせる有効性を可能にする 。1つの長い環状体からなる1つの組立体は、共通の環状巻線機械を介して経済 的に容易に製造することはできない。 図面の簡単な説明 本発明の次の詳細な説明及び添付図面が参照なされるとき、本発明は、更に完 全に理解され、本発明の利点は、更に明らかになるであろう。 図1は、本発明のスタック構成、コイル組立体をつくる組み立て方法および接 続を示す組み立て手順ガイドラインの図面である。 図2は、図1に示す組立体の一次コイルの二次アンペア巻線の出力電圧を示す グラフである。 好ましい実施例の説明 図面の図1を参照すると、磁気コイル組立体14は、強磁性アモルファス金属 合金からなる磁気コア10を有する。コアコイル組立体34は、低電圧励磁の1 つの一次コイル36と、高電圧出力用の二次コイル20とを有する。また、コア コイル組立体34は、共通の一次コイル36を介して同時に励磁される複数のサ ブアセンブリ(環状ユニット)32を有する二次コイル20を有する。コアコイ ルサブアセンブリ32は、励磁されたとき、印加されスパークプラグに送られる 二次電圧をつくるようになっている。このように製造するように、コアコイル組 立体34は、(i)励磁に続く短い時間内に二次コイル20に高電圧を発生し、 (ii)点火イベントを制御するために燃焼室内のスパーク点火条件を検出する 性能を有する。 磁気コア10は、高い磁気誘導を有するアモルファス金属に基づいており、こ れは、鉄ベース合金を含む。コア10の2つの基本形態に留意すべきである。そ れらは、ギャップを有するか、またはギャップを有せず、双方がコア10につい て称される。ギャップを有するコアは、磁気的に連続した経路で非連続な磁気部 分を有する。このようなコア10の例は、エアギャップとして通常知られている 小さいスリットを有する環状形状の磁気コアである。ギャップを有する形状は、 巻かれたとき、コア自身の透磁率より非常に小さい。磁気経路のエアギャップ部 分は、透磁率全体を低減する。ギャップを有しないコアは、エアギャップを有す るコアの磁気透磁率を有するが、物理的に連続しており、環状磁気コアに見受け られるものと同様の構造を有する。ギャップを有さないコア10内に一様に配分 されたエアギャップの明らかな存在は、「分配されたギャップのコア」という用 語を用いる。ギャップを有する構成およびギャップを有しない構成の双方は、こ のコアコイル組立体34の構成において作動し、有効な透磁率が必要な範囲内に ある限り交換可能である。ギャップを有さないコア10がこのモジュラー設計の 原理を証明するために選択される場合には、この構成は、ギャップを有さないコ ア材料の使用には制限されない。 ギャップを有さないコア10は、鉄合金に基づき、コアの透磁性がほぼ1kH zの周波数で測定されたような100と500との間になるように処理されたア モルファス金属から製造される。分配されたギャップコアからの漏れ磁束は、ギ ャップを有するコアからのものよりかなり小さく、周囲に対する望ましくない比 の周波数の干渉を小さく減少する。さらに、ギャップを有さないコアに関連した 閉鎖した磁気経路によって、信号対ノイズの比は、ギャップを有するコアの比よ り大きく、ギャップを有さないコアをエンジン燃焼プロセスを診断するために信 号変圧器として使用するのに適するようにする。スパーク点火において10kV 以上の巻線20の出力電圧は、60アンペアターンの一次巻線36と、約110 ないし160ターンの二次巻線20とを備えたギャップを備えていないコア10 によって達成される。 25kVを越える開放回路の出力は、180アンペアターン未満によって得る ことができる。前述したコイルは、リボンアモルファス金属材料から形成され、 この材料は、直角シリンダに巻かれ、12mmのID(内径)および17mmの OD(外径)および15.6mmの高さほぼ80mmの有効な高さを形成するよ うに積み重ねられる。個々のシリンダの高さは、全長がシステムの要求に合致す る限りにおいて、ほぼ80mmないし10mmの1つの高さから変化する。この 例において使用される寸法に直接接着される要求はない。入力と出力の要求によ る設計スペースの大きな変化がある。最終的な構造の直角シリンダは、細長い環 状のコアが形成された。コアとワイヤとの間の絶縁は、環状の巻きを容易にする 巻形態として二重にされる耐熱成形可能なプラスチックの使用を通じて達成され る。細かいゲージワイヤは、必要な110−160の二次巻線を巻くために使用 された。コイルの出力電圧は、25kVを越え、これは、200ボルトの範囲の 巻線電圧の巻線を表し、ワイヤはあまりオーバーラップする必要はない。もっと もよく作動するコイルは、ほぼ300°の環状に均一に間隔を置いて配置された ワイヤを有する。残りの60°は、一次巻線について使用された。このタイプの 欠点の1つは、通常の動作に必要な環状と二次巻線のアスペクト比であった。こ れらのコイルを巻く治具は、非常に細かいワイヤ(通常、39ゲージまたはそれ 以上)を取り扱う必要があったが、これらのワイヤは、あまり重複せず、巻き動 作中にワイヤを破壊しない。通常の環状巻線機械(ユニバーサル)は、それらの 固有の構成によるこのアスペクト比近傍でコイルを巻くことができない。コアを 通して押され、外周の周りに巻かれるシャトルに基づいた他の構成は、必要とさ れ、注文製作とされる。通常、これらのコイルを巻く時間は、非常に長い。環状 構成が長ければ長いほど、機能は、商業的に重要であるが非常に低いコストで大 量生産することは困難である。 他の設計は、この部品を既存のコイル巻機械を使用して通常、巻くことができ る小さい水準の構造に元の設計をブレークダウンする。この概念は、管理できる 寸法の同じベースのアモルファス金属コアのコア部分をとり、それを単一化する ことである。これは、コア10を挿入することができる絶縁カップ12を形成し 、環状体32として巻かれるコアとしてサブ組立体30を処理することによって 達成される。同じ数の二次ターン14は、元の設計として必要である。最終的な 組立体34は、1つの重要な変化を有する所望の出力特徴を達成するために十分 な数(1つまたは複数の)のこれらの構造32から形成することができる。他の 環状体ユニット32は、反対方向に巻かれなければならない。これは出力電圧を 付加することができるようにする。典型的構造34は、最終的なコイル組立体3 4の出力として作動する1つの出力ワイヤ24によって反時計回り(ccw)に 巻かれる。第2の環状ユニット18は、時計回り(cw)に巻かれ、適当な絶縁 を提供するためにスペーサ28によって第1の環状ユニット16の上部に積み重 ねられる。 第2の環状ユニット18の底部導線42は、第1の環状ユニット16の上方導 線40(残りの導線)に取り付けられる。次の環状ユニット22は、ccwに巻 かれ、絶縁の目的でスペーサ28を有するように前の2つの環状ユニット16, 18の上部に重ねられる。第3の環状ユニットの下方の導線46は、第2の環状 ユニットの上方導線44に接続される。第3の環状ユニットの下方導線は、第2 の環状ユニットの上方導線44に接続される。環状ユニット32の全体数は、設 計の基準および物理的な寸法の要求によって設定される。最終的な上方の導線2 4は、コアコイル組立体34の他の出力を形成する。環状ユニット32のこれら の二次巻線14は、360°の環状体のほぼ300度がカバーされるように個々 に巻かれる。環状ユニット32は、各トロイドユニット32の開放した60°な いし180°が垂直方向に整列するように積み重ねられる。このコアコイル組立 体34を通って共通の一次巻線36が巻かれる。これはスタッカコンセプトと称 される。 元になるコイルの構成の周りの電圧配分は、第1の巻線がゼロボルトであり、 最後の巻線が最大電圧であるバリアック(variac)に似ている。これは、 実際には、コイル構造の全体の高さの上にある。一次巻線は、二次巻線から絶縁 されたままであり、巻環状体の60−180°の自由領域の中心に配置されてい る。これらのラインは、一次巻線に使用される低電圧駆動条件によって低電位で ある。もっとも高い電圧応力は、高い電圧出力と一次巻線との最も接近した点で 生じ、二次巻線に対する一次巻線、コアに対する二次巻線で生じる。最も高い電 界応力は、環状体の内側の長さの下に存在し、コイルの内側上部および底部で向 上された電界である。スタッカコンセプト電圧分配は、わずかに異なる。各個々 のコイルの環状ユニット32は、同じバリアックタイプの分配を有するが、コア コイル組立体34の積み重なった分配は、個々の環状ユニット32の数によって 分割される。もし、積み重ねられたコアコイル組立体34の3つの環状ユニット 32がある場合、底部環状のユニット16は、Vないし2/3Vの範囲であり、 第2の環状ユニット18は、2/3Vないし1/3Vであり、上方の環状ユニッ ト22は、1/3Vないし0Vの範囲である。この構造は、高電圧応力の面積を 低減する。 元のコイル構成に関する他の問題は、絶縁体を通る外界へ出力の容量性連結で ある。出力電圧波形は、短いパルス成分(通常、500ns上昇時間を有する期 間の1−3マイクロ秒)と、かなり長い低い水準の出力成分(通常、100−1 50マイクロ秒期間)とを有する。早いパルス出力成分のいくつかは、絶縁体の 壁を通して容量的に結合される。バリアック効果は、外側シェルのコロナを観察 することによって注意することができる。容量性結合は、ケースを通して地面に その一部をそらすことによって出力をスパークプラグにそらす。この効果は、非 常に高い電圧範囲での問題であり、この場合、コロナ放電によって装置の開放回 路電圧を低減する。スタッカ構成電圧分配は異なり、接地構成に依存して最も高 い電圧部分をコアコイル組立体34の上部または底部に配置することができる。 この構成の利点は、高電圧部分をスパークプラグウエルの深いスパークプラグに 直角に配置することができる。コアコイル組立体34の上部の電圧は、3つのス タックのユニットにおいて1/3Vのみで最大限にされる。同じ電圧分配が容量 性の放電の実施例において存在する。 鋳造状態の1.5Tを越える飽和支持を有する鉄ベースアモルファス金属から なる磁気コアが準備される。コアは、約15.6mmのシリンダ高さと、約17 および12mmの外径および内径をそれぞれ有する円筒形状を有する。これらの コアは、外側に適用された分野がないように熱処理される。図1は、3つ積み重 なったコアコイル組立体34のユニットの製造の手順のガイドラインの図面を示 す。これらのコア10は、高温プラスチック絶縁カップ12に挿入される。これ らのユニット30のいくつかは、環状巻線機械でcw方向に機械で巻かれ、導線 ワイヤを160回巻き、二次巻線14を形成し、いくつかはccw方向に巻かれ る。第1の環状ユニット16(底部)は、ccw方向に巻かれ、下方導線24は 、システムの出力導線として作用する。第2の環状ユニット18は、cw方向に 巻かれ、その下方導線42は、下方環状ユニット16の上方導線40に接続され ている。第3の環状導線ユニット22は、ccw方向に巻かれ、その下方導線4 6は、第2の環状ユニット18の上方導線44に接続される。第3の環状ユニッ ト22の上方導線26は、接地導線として作用する。環状ユニット16,18, 22の間のプラスチックスペーサ28は、電圧スタンドオフとして作用する。環 状ユニット32の巻かれない領域は、垂直方向に整列している。共通の一次巻線 36は、クリヤ領域に積み重ねられたコアコイル組立体34を通して巻かれる。 このコアコイル組立体34は、導線用の穴を備えた高温のプラスチックハウジン グに包囲される。次にこの組立体は、高電圧誘電完全性について受け入れ可能な ポッティング成分(potting compound)で真空鋳造できる。多 数の他のタイプのポッティング材料がある。ポッティング成分の基本的な要求は 、それが十分な誘電強度を有すること、およびそれが構造の内側の他のすべての 材料に接着すること、およびサイクリング、温度、衝撃および振動の苛酷な環境 の要求に答えることができることである。また、ポッティング成分が、低い誘電 定数および低いロスタンジェントを有することが望ましい。ハウジング材料は、 射出成形可能で廉価であり、低い誘電定数と、ロスタンジェントを有し、ポッテ ィング成分と同じ環境条件を生きくことができなければならない。電流が一次コ イル36に供給され、約25ないし100μ秒内で迅速に所定の水準まで蓄積さ れるが、60アンペアまでは制限されない。 図2は、所定のピークアンペヤ回転で迅速にシャットオフされるときに得られ る出力を示す。この充電時間は、通常120マイクロ秒以下であり、一次スイッ チ装置で12ボルトの電圧である。出力電圧は、約1.5マイクロ秒のFWHM の通常の短い出力パルス期間と、ほぼ100マイクロ秒続く長く低い水準とを有 する。よって、磁気コアコイル組立体34において、10kVを越える高電圧は 、150μ秒未満の時間間隔で繰り返し発生される。この特徴は、上述した迅速 で複数のスパーク動作を達成するために必要である。さらに、二次巻線で生じる 迅速な電圧上昇は、すすの汚れか生じるエンジンのミスファイヤを生じる。 上述したスパーク点火イベントに関連する利点に加えて、本発明のコアコイル 組立体34は、エンジン診断装置として作動する。本発明の磁気コア10の低い 磁気損失によって、一次電圧プロフィールは、累積的な二次巻線において生じる ものを反映する。各迅速な磁束変化が二次巻線で高電圧を誘導する間、一次電圧 導線は、適当な点火特性において、点火期間の間に分析される。その結果のデー タは、点火装置の制御に送られる。本発明のコアコイル組立体34は、コアがフ ェライト材料でくつられている前記重要特許によって示される装置によって必要 な追加の磁気エレメントを無くす。 次の例は、本発明のさらに完全な理解を提供するために提出される。本発明の 原理と実施例を示すために説明された特定の技術条件、材料、比率および報告さ れたデータは、例示であり、本発明を制限するように製造されるべきではない。 例 約15.6mmの幅および20μmの厚さを有するアモルファス鉄ベースリボ ンは、機械加工されたステンレススチールマンドレル上に巻かれ、耐久性を維持 するためにIDおよびOD上にスポット溶接される。12mmの内側の直径はマ ンドレルによって設定され、外径は17mmになるように選択される。完成した 円筒形のコアは、約10グラムである。コアは、2ないし16時間の含浸時間で 430℃ないし450℃の窒素環境で焼きなまされる。焼きなましコアは、絶縁 カップに配置され、二次巻線として140回の薄いゲージ絶縁銅ワイヤの環状巻 線で巻かれる。ベースおよび上方ユニットとしてccwユニットが使用され、c wユニットは中間ユニットである。絶縁スペーサがユニットの間に配置される。 一次巻線を形成する4回の下方ゲージワイヤは、二次巻線が存在しない領域の環 状サブアセンブリで巻かれる。中間および下方の導線ユニットは、中間および上 方ユニットの導線に接続される。組立体は、高温プラスチックハウジングに配置 され、ポット加工される。この構成において、二次電圧は、一次電流と一次巻数 の関数として測定され、図2で以下に説明される。 本発明は、詳細に説明されたが、そのような詳細は、厳格に拘泥される必要が なく、更なる変更および修正が当業者に自明であり、それらは請求の範囲によっ て定義される発明の範囲内にある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.少なくとも1つの燃焼室を有するスパーク点火内燃装置で点火イベントを 発生する磁気コアコイル組立体であって、 a.低電圧の励磁用の一次コイルおよび高電圧出力用の二次コイルを有する強 磁性アモルファス金属合金からなる磁気コアと、 b.前記二次コイルは、前記共通の一次コイルを介して同時に励磁される複数 のコアサブアセンブリと、を有し、 c.前記コイルサブアセンブリは、励磁されたとき、付加的な二次電圧を生成 し、前記二次電圧をスパークプラグに送るようになっており、 d.前記コアコイル組立体は、(i)励磁に続く短い時間内に二次コイル内に 高電圧を発生し、(ii)燃焼室のスパーク点火条件を検出して、点火イベント を制御することを特徴とする磁気コアコイル組立体。 2.前記磁気コアは、前記強磁性アモルファス金属合金を熱処理することによ って形成される請求項1に記載の磁気コアコイル組立体。 3.前記磁気コアは、セグメントコアを有する請求項1に記載の磁気コアコイ ル組立体。 4.前記二次コイルの出力電圧は、約70アンペヤターン未満の一次電流で1 0kV以上、25ないし150μ秒内で75ないし200アンペヤターンの一次 電流で20kV以上に達する請求項1に記載の磁気コアコイル組立体。 5.請求項2の磁気コアであって、前記強磁性アモルファス金属合金は、鉄を ベースとし、更にニッケルおよびコバルトを含む金属エレメントを有し、ガラス 形成エレメントは、ボロンおよび炭素を含み、半金属エレメントはシリコンを含 む磁気コア。 6.前記磁気コアは、ギャップを備えていない請求項2に記載の磁気コアコイ ル組立体。 7.前記磁気コアはギャップを備えている請求項2に記載の磁気コアコイル組 立体。 8.前記磁気コアは、合金の結晶化温度以下において熱処理され、熱処理の完 了により、実質的にアモルフォス状態に留まる請求項7の磁気コアコイル組立体 。 9.請求項1に記載の磁気コアコイル組立体であって、複数の個々のサブアセ ンブリを有し、各々は、二次巻線で環状に巻かれた部分を有し、前記サブアセン ブリは、結果として得られる組立体の電圧が前記共通の一次巻線による励磁時に 個々のサブ組立体からの電圧の合計である磁気コアコイル組立体。 10.請求項1に記載の磁気コアコイル組立体であって、前記組立体は、底部 から上部にセグメント的にステップ部分を備えている内側電圧分配を有し、前記 セグメントの数は、サブアセンブリの数によって決定される磁気コアコイル組立 体。
JP53910697A 1996-04-29 1997-04-25 スパーク点火装置用磁気コアコイル組立体 Expired - Fee Related JP4326594B2 (ja)

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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6457464B1 (en) * 1996-04-29 2002-10-01 Honeywell International Inc. High pulse rate spark ignition system
US6123062A (en) * 1996-04-29 2000-09-26 Alliedsignal Inc. Spark ignition system having a capacitive discharge system and a magnetic core-coil assembly
US5799628A (en) * 1997-02-05 1998-09-01 Lacerda; Carlos Bettencourt Internal combustion engine with rail spark plugs and rail fuel injectors
JP2002502106A (ja) 1997-09-18 2002-01-22 アライドシグナル・インコーポレイテッド 高パルス速度発火源
AU1092799A (en) * 1997-10-16 1999-05-03 Steven L. Sullivan Generators and transformers with toroidally wound stator winding
DE19833190A1 (de) * 1998-07-23 2000-01-27 Bayerische Motoren Werke Ag Zündspule
JP3366916B2 (ja) * 1999-06-03 2003-01-14 スミダコーポレーション株式会社 インダクタンス素子
US20050061294A1 (en) * 2001-10-30 2005-03-24 Bridge Matthew L Direct fuel-injected internal combustion engine having improved spark ignition system
CN103392066B (zh) 2011-02-22 2016-06-22 费德罗-莫格尔点火公司 具有改进能效的电晕点火器
US10903653B2 (en) 2015-12-08 2021-01-26 Smart Wires Inc. Voltage agnostic power reactor
US10418814B2 (en) 2015-12-08 2019-09-17 Smart Wires Inc. Transformers with multi-turn primary windings for dynamic power flow control
US10008317B2 (en) 2015-12-08 2018-06-26 Smart Wires Inc. Voltage or impedance-injection method using transformers with multiple secondary windings for dynamic power flow control
US10180696B2 (en) 2015-12-08 2019-01-15 Smart Wires Inc. Distributed impedance injection module for mitigation of the Ferranti effect
US10199150B2 (en) 2015-12-10 2019-02-05 Smart Wires Inc. Power transmission tower mounted series injection transformer
US10218175B2 (en) 2016-02-11 2019-02-26 Smart Wires Inc. Dynamic and integrated control of total power system using distributed impedance injection modules and actuator devices within and at the edge of the power grid
US10097037B2 (en) 2016-02-11 2018-10-09 Smart Wires Inc. System and method for distributed grid control with sub-cyclic local response capability
US10651633B2 (en) 2016-04-22 2020-05-12 Smart Wires Inc. Modular, space-efficient structures mounting multiple electrical devices
DE102016108589B3 (de) * 2016-05-10 2017-07-13 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh Koronazünder
US10468880B2 (en) 2016-11-15 2019-11-05 Smart Wires Inc. Systems and methods for voltage regulation using split-conductors with loop current reduction
US10666038B2 (en) 2017-06-30 2020-05-26 Smart Wires Inc. Modular FACTS devices with external fault current protection
CN112326714B (zh) * 2020-10-28 2024-08-16 北京北冶功能材料有限公司 一种磁性材料居里温度的测量装置及测量方法
US11988149B1 (en) 2021-09-14 2024-05-21 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Coil-on plug exciter

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB306117A (en) * 1928-02-17 1929-09-12 Asea Ab Improvements in current transformers
CH471447A (de) * 1967-04-21 1969-04-15 Bbc Brown Boveri & Cie Transformator zur Übertragung von Steuerimpulsen von einer Primärwicklung auf mehrere Sekundärwicklungen, welche sich auf verschiedenen Hochspannungspotentialen befinden
DE2154792A1 (de) * 1971-05-15 1972-11-16 Vampini, Silvano, Nozza di Vestone, Brescia (Italien) Spule oder Magnetwicklung zum Erzeugen von Hochspannungsstrom für Explosionsmotoren
US4649639A (en) * 1982-05-21 1987-03-17 Allied Corporation Method of building toroidal core electromagnetic device
US4529457A (en) * 1982-07-19 1985-07-16 Allied Corporation Amorphous press formed sections
JPS5986621A (ja) * 1982-11-10 1984-05-18 Daicel Chem Ind Ltd 新規なグラフト重合体の製造方法
US4520335A (en) * 1983-04-06 1985-05-28 Westinghouse Electric Corp. Transformer with ferromagnetic circuits of unequal saturation inductions
US4907339A (en) * 1984-04-03 1990-03-13 Hydro-Quebec Method of construction of a distribution transformer having a coiled magnetic circuit
US4707619A (en) * 1985-02-13 1987-11-17 Maxwell Laboratories, Inc. Saturable inductor switch and pulse compression power supply employing the switch
EP0240600B1 (en) * 1986-01-08 1992-05-13 AlliedSignal Inc. Glassy metal alloys with perminvar characteristics
JPH03506104A (ja) * 1989-05-12 1991-12-26 コンバスチョン・エレクトロマグネティクス・インコーポレイテッド 高効率で高出力のコンパクトcd用点火コイル
US5146905A (en) * 1991-07-01 1992-09-15 Brunswick Corporation Capacitor discharge ignition system with double output coil
US5526788A (en) * 1993-11-08 1996-06-18 Chrysler Corporation Auto-ignition detection method
GB9421724D0 (en) * 1994-10-28 1994-12-14 Bicc Plc Combined electrical power and optical transmission system

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