JP2005098631A - 燃焼器具用放電点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 接続用ケーブルに起因する電圧低下を抑制し得る直結構造を適用した上で、点火プラグの放電電極と高電圧発生装置の出力端子とを容易に着脱可能とすると共に、放電電極と出力端子とに位置ずれがある場合にも容易に接続することができ、かつ、構造が簡単で、製造コストの増大を招くことのない燃焼器具用放電点火装置を提供する。
【解決手段】 出力端子３４は、外部筐体２１内から筒状部３３内に突出するよう設けられており、その挿入部３６は、挿入側から見た形状が、略多角形状となるよう構成されている。そして、挿入部３６に放電電極１１の電圧供給側端部１３が挿入されると、間隙３７が拡がるように挿入部３６が弾性的に変形し、挿入部３６の内側部分と電圧供給側端部１３の外側部分とが圧接されるようになっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガス燃焼器具や石油燃焼器具などの各種燃焼器具に用いられる燃焼器具用放電点火装置に関する。

ガスコンロや給湯器などの各種燃焼器具においては、着火源として燃焼器具用放電点火装置が利用されている。燃焼器具用放電点火装置としては、電源電圧を所定の高電圧に昇圧する点火トランスを備える高電圧発生装置と、ガスバーナなどの近傍に設置される点火プラグとを組合せた装置が一般的に使用されている。このような放電点火装置では、点火トランスで昇圧された二次側電圧により点火プラグの放電電極から火花を発生させることでガスバーナなどを着火させている。

ところで、従来の放電点火装置において、点火プラグの放電電極と高電圧発生装置の出力端子との間の電気的な接続には、絶縁被覆された高圧ケーブルのような高耐電圧リード線が用いられてきた。しかし、絶縁被覆された高圧ケーブルと装置取付け面（アース面）との間に生じる容量成分によって、点火トランスの発生電圧が放電電極側で大きく減衰し、放電電極の先端電圧が低下して着火不良が生じやすいという問題がある。そこで、点火プラグの放電電極と高電圧発生装置の出力端子とを直結することが検討されており、一部で実用化が進められている。

点火プラグの放電電極と高電圧発生装置の出力端子との直結構造に関して、例えば、低熱伝導性絶縁基材の表面に導電膜を形成したスリーブを介して放電電極と出力端子とを直接接続する構造が知られている（特許文献１参照）。また、両端に巻き込み舌片を有する圧着端子を用いて、放電電極と出力端子とを直結した構造も知られている（特許文献２参照）。これらの接続（直結）構造によれば、接続用高圧ケーブルに起因する電圧の低下を抑制することができる。

しかし、放電電極と出力端子とを一体的に結合しているために、点火プラグを高電圧発生装置から容易に取り外すことができない。そのため、例えば点火プラグと高電圧発生装置の一方に不良が生じたような場合においても、どちらか一方のみを交換することができないというような不都合が生じてしまう。

一方、出力端子に接続したコイルバネの中心孔に放電電極を差し込むことによって、出力端子と放電電極とを着脱自在に連結した構造が知られている（特許文献３参照）。このような連結構造によれば、コイルバネの弾性復元力で放電電極を保持し得ると共に、コイルバネをその巻き方向と逆方向に緩めることで放電電極を容易に取り外すことができる。その反面、構造が複雑化するため製造コストが高くなるという問題がある。また、コイルバネと放電電極とに位置ずれが生じていた場合に、放電電極をコイルバネに差し込み難いという難点もある。
特公平6-89886 号公報（第２頁、第１図） 特開平11-248155 号公報（第３−４頁、第１，４図） 特開平11-294766 号公報（第３−４頁、第１図）

上述したように、点火プラグの放電電極と高電圧発生装置の出力端子とを直結した接続構造によれば、接続用高圧ケーブルに起因する電圧の低下を抑制することができる。しかしながら、従来の直結構造は点火プラグと高電圧発生装置との結合部から容易に取り外すことができず、どちらか一方のみを交換することができないという不都合がある。

また、例えばコイルバネにより接続部を構成した場合、構造が複雑化するため製造コストが高くなるというような難点を有している。さらに、コイルバネと放電電極とに位置ずれが生じていた場合に、放電電極をコイルバネに差し込み難いという難点もあった。

本発明はこのような課題に対処するためになされたものである。本発明は、接続用ケーブルに起因する電圧低下を抑制し得る直結構造を適用した上で、点火プラグの放電電極と高電圧発生装置の出力端子とを容易に着脱可能とすると共に、放電電極と出力端子とに位置ずれがある場合にも容易に接続することができ、かつ、構造が簡単で、製造コストの増大を招くことのない燃焼器具用放電点火装置を提供することを目的としている。

（請求項１）
本発明の燃焼器具用放電点火装置は、一端が火花放電を生じさせる火花放電側端部とされ、他端が電圧供給側端部とされた放電電極を有する点火プラグと、電源電圧を昇圧する点火トランスと、この点火トランスの出力側と前記放電電極点の前記電圧供給側端部とを電気的に接続する出力端子とを有する高電圧発生装置とを具備した燃焼器具用放電点火装置であって、前記出力端子の前記電圧供給側端部が挿入される挿入部が、挿入側から見た形状が略多角形状の導電材から構成され、かつ、前記電圧供給側端部が挿入された際に、多角形状の前記挿入部が弾性的に外側に変形することによって当該挿入部の内側と前記電圧供給側端部の外側とが圧接された状態に保持されるよう構成されていることを特徴とする。

本発明の燃焼器具用放電点火装置においては、接続用ケーブルに起因する電圧低下を抑制し得る直結構造を適用した上で、点火プラグの放電電極と高電圧発生装置の出力端子とを容易に着脱可能とすることができる。これと共に、出力端子の電圧供給側端部が挿入される挿入部が、挿入側から見た形状が略多角形状の導電材から構成されているので、放電電極と出力端子とに中心軸の位置ずれがある場合にも容易に接続することができる。さらに、導電性の板材を加工して、略多角形状の導電材を構成すれば、構造が簡単で、製造コストの増大を招くこともない。

（請求項２，３）
本発明の燃焼器具用放電点火装置の一態様は、前記挿入部の挿入側から見た形状が略三角形状又は略四角形状に形成されていることを特徴とする。このように、挿入部の形状を略三角形状又は略四角形状とすることにより、製造コストをより低廉に抑制することができる。

（請求項４）
本発明の燃焼器具用放電点火装置の一態様は、前記挿入部の周囲を覆う樹脂製の筒状体が設けられていることを特徴とする。このように、挿入部の周囲を樹脂製の筒状体で覆うことにより、挿入部の変形量を規制し、挿入部が過度に拡げられて変形し電圧供給側端部と圧接しない状態になることを防止できる。筒状体は、円筒状に形成してもよいが、放電の横飛びを起こしやすい面にのみ半円筒状に形成してもよい。半円筒状の場合は、挿入部の変形量を規制し、挿入部が過度に拡げられない向きに半円筒状部を配置するとよい。

本発明の燃焼器具用放電点火装置によれば、接続用ケーブルに起因する電圧低下を抑制し得る直結構造を適用した上で、点火プラグの放電電極と高電圧発生装置の出力端子とを容易に着脱可能とすると共に、放電電極と出力端子とに位置ずれがある場合にも容易に接続することができ、かつ、構造が簡単で、製造コストの増大を招くこともない。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。

図１および図２は本発明の一実施形態による燃焼器具用放電点火装置の構成を示している。これらの図において、１０は点火プラグ、２０は高電圧発生装置であり、これら高電圧発生装置２０と点火プラグ１０とを接続することで燃焼器具用放電点火装置１が構成されている。燃焼器具用放電点火装置１は、例えばガスコンロやガス給湯器のようなガス燃焼器具や、石油給湯器や石油ファンヒータのような石油燃焼器具などの各種燃焼器具に用いられるものである。

点火プラグ１０は、耐熱性金属棒からなる放電電極１１を有している。この放電電極１１は、略Ｌ字状に形成されており、このＬ字状の曲折された先端部が絶縁碍子１４に挿入されるようにして、燃焼器具本体４０に固定されている。絶縁碍子１４に挿入され、図１，２中には示されていない放電電極１１の一方の端部は、燃焼器具のバーナ近傍に設置され、火花放電を生じさせる火花放電側端部１２とされている。また、放電電極１１の他方の端部は、高電圧発生装置２０に接続される電圧供給側端部１３とされている。

放電電極１１の電圧供給側端部１３は、後述する高電圧発生装置２０の出力端子と直結するための接続用プラグとして利用され、その先端は面取りされテーパ状に加工されている。このように、点火プラグ１０側は、放電電極１１の電圧供給側端部１３を直接的に接続用プラグとして使用するものである。

高電圧発生装置２０は、絶縁材料（本実施形態では樹脂）からなる外部筐体２１を有している。この外部筐体２１の外側には、高電圧発生装置２０を燃焼器具本体４０の所定位置に固定するための取付け用突起２２が２個設けられている。外部筐体２１内には、点火トランス２３と、ダイオードや抵抗体などの電子部品２４をプリント基板２５に実装した回路ユニット２６とが収納されている。回路ユニット２６は外部筐体２１の下面側に設けられた電源端子２７と電気的に接続されている。

点火トランス２３は、一次コイル（一次側巻線）を巻回した鉄心などの磁気コア２８を、二次コイル（二次側巻線）を巻回したコイルボビン２９の中心孔に挿通することにより構成されている。コイルボビン２９には二次コイル用の出力ピン３０およびアースピン３１と共に、一次コイル用の接続ピン３２、３２が設置されている。点火トランス２３の一次コイルは、接続ピン３２および回路ユニット２６を介して電源端子２７に接続されている。二次コイルの一端は出力ピン３０に接続されており、他端はアースピン３１を介して燃焼器具本体４０に接地されている。なお、図示を省略したが、外部筐体２１内にはウレタン樹脂などの樹脂封止剤が封入される。

外部筐体２１の上面側には点火プラグ１０の取付け部となる筒状体３３が設けられている。筒状体３３は外部筐体２１の内部と連通しており、この筒状体３３内に出力端子（接続端子）３４が配置されている。

本実施形態において、出力端子３４は、導電性材料であるリン青銅からなる平板を加工して構成されている。この出力端子３４は、外部筐体２１内から筒状体３３内に突出するよう設けられており、その後端部３５は、二次コイルの出力ピン３０と電気的に接続されている。また、筒状体３３内に位置する出力端子３４の先端側は、放電電極１１の電圧供給側端部１３が挿入される挿入部３６とされている。図３及び図４に拡大して示すように、挿入部３６は、挿入側から見た形状、すなわち、挿入部３６の開口部の形状が、略多角形状（本実施形態では略三角形状）となるよう構成されている。

この挿入部３６は、図６に拡大して示すような形状のリン青銅からなる平板を、同図に矢印で示すように図中点線部分から両端を同方向に折り曲げ加工して構成され、その形状が、略三角形状の筒状となるように構成されている。また、折り曲げられた両端が位置する三角形の一つの頂点の部分には、図３、４に示すように、間隙３７が形成され、この間隙３７が拡がる方向に弾性的に変形可能とされている。なお、図６に示される後端部３５側は、二次コイルの出力ピン３０と電気的に接続されるため、所望形状、例えば円筒状に折り曲げ加工される。

そして、図５に示すように、挿入部３６に放電電極１１の電圧供給側端部１３が挿入されると、間隙３７が拡がるように挿入部３６が弾性的に変形し、挿入部３６の内側部分と電圧供給側端部１３の外側部分とが圧接されるようになっている。また、挿入部３６の外側は、筒状体３３を構成する筒状の樹脂で囲まれているため、挿入部３６の外側への拡がり量は、この筒状の樹脂によって規制されるようになっている。このように、挿入部３６の変形量を規制することにより、挿入部３６が過度に拡げられて変形し、電圧供給側端部１３と圧接しない状態になることを防止できるようになっている。筒状体３３を構成する樹脂としては、耐熱性を有する樹脂、例えば、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ＰＢＡ（ポリアクリル酸ブチル）、ＰＢＳ（ポリブタジエンスチレン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィルド）等を使用することができる。なお、挿入部３６の外側を筒状の樹脂で囲むことなく、挿入部３６を露出した状態としても良い。

上記のように挿入部３６が略多角形状とされているのは、次のような理由による。すなわち、仮に挿入部３６が略円形状となっていると、挿入部３６と電圧供給側端部１３とが同じ形状であり、かつ、挿入前は挿入部３６の内径が放電電極１１の外径より僅かに小さくなっているので、これらに僅かな位置ずれがあっても、電圧供給側端部１３を挿入し難くなってしまう。一方、挿入部３６が略多角形状となっていると、図５に示されるように、挿入部３６の内側に、電圧供給側端部１３の外径より拡がった部分ができる。このため、位置ずれがあった場合でも、この拡がった部分に電圧供給側端部１３の先端部が引っ掛かり、電圧供給側端部１３を容易に挿入部３６内に挿入できるからである。

なお、出力端子３４の挿入部３６の形状は、上記のような略三角形状に限られるものではなく、その他の多角形状でも良い。例えば、図７、８に示す出力端子１３４のように、四角形状の挿入部１３６としても良い。この場合も、挿入部１３６に放電電極１１の電圧供給側端部１３が挿入された際に、挿入部１３６が弾性的に変形可能なように、間隙１３７が設けられている。また、挿入部は、五角形、六角形などさらに角数の多い多角形状としても良い。

図１，２に示すように、燃焼器具本体４０には、高電圧発生装置２０の外部筐体２１を取り付けるための取付け用の治具４１，４２が、外部筐体２１の両側を挟むように設けられている。これらのうち、図１，２において左側に設けられた治具４１は、外部筐体２１の左側側面を支持する。また、右側に設けられた治具４２は、逆Ｌ字状の形状を有しており外部筐体２１の右側側面と上面を支持するようになっている。また、治具４２には、前述した取付け用突起２２に対応した開口４３が設けられている。

そして、図１に示す状態から、図２に示す状態まで、治具４１，４２の間に外部筐体２１を挿入（図中上方に移動）すると、取付け用突起２２が開口４３内に嵌合され、外部筐体２１（高電圧発生装置２０）が、燃焼器具本体４０に固定、支持されるよう構成されている。

また、上記の外部筐体２１の挿入時に、点火プラグ１０の放電電極１１の電圧供給側端部１３を、出力端子３４の挿入部３６に挿入し、これらを接続する。この時、電圧供給側端部１３と挿入部３６とが、製造公差等により僅かに位置ずれを起こしている場合がある。また、取付け用突起２２を開口４３内に嵌合させる際に、外部筐体２１が反対側の治具４１側に押圧され、電圧供給側端部１３と挿入部３６との間に位置ずれが生じる。このような位置ずれがあっても、本実施形態では、挿入部３６の挿入部分の形状が略多角形状（略三角形状）になっているので、この形状が略円形状となっている場合に比べて容易に電圧供給側端部１３を挿入部３６に挿入することができる。

上記のようにして、点火プラグ１０と高電圧発生装置２０とが、高圧ケーブルやスリーブなどを介することなく直接電気的に接続される。

このような燃焼器具用放電点火装置１においては、電源端子２７から入力された電圧を高電圧発生装置２０の点火トランス２３で所定の電圧まで昇圧することによって、接続端子３４に高電圧を発生させる。この高電圧は接続端子３４から点火プラグ１０の放電電極１１に印加され、放電電極１１の火花放電側端部１２から火花を発生させる。燃焼器具用放電点火装置１は、この放電電極１１の火花放電側端部１２で発生させた火花によって、ガスバーナや石油バーナなどを着火するものである。

上述したように、この実施形態の燃焼器具用放電点火装置１は、点火プラグ１０の放電電極１１と高電圧発生装置２０の接続端子３４とを、高圧ケーブルなどを介することなく直接電気的に接続している。このため、高圧ケーブルなどに起因する容量成分の発生を防止することができる。これによって、高電圧発生装置２０で発生した電圧が減衰することなく放電電極１１の火花放電側端部１２に印加されるため、良好にかつ確実に火花を発生させることができる。すなわち、着火不良の発生を大幅に抑制することが可能となる。

その上で、高電圧発生装置２０の接続端子３４の挿入部３６を、挿入側から見た形状が略多角形状となるよう構成している。これによって、放電電極１１の電圧供給側端部１３と挿入部３６とに位置ずれが生じている場合でも、放電電極１１の電圧供給側端部１３を容易に挿入部３６に挿入することが可能となり、これらの組立て作業の作業効率を向上させることができる。さらに、上記の構造の接続端子３４は、構造が複雑でなく、例えば、金属平板を、所定形状に打ち抜き、折り曲げ加工すること等により容易に製造することができ、製造コストの増大を招くこともない。

さらに、点火プラグ１０の放電電極１１と、高電圧発生装置２０とは、着脱が自在であるため、これらを容易に取り外すことができる。従って、例えば点火プラグ１０と高電圧発生装置２０のいずれか一方に不良が生じたような場合においても、どちらか一方のみを容易に交換することができる。これは燃焼器具の設置場所での修理を容易にするだけでなく、修理コストの低減に寄与するものである。

なお、上記の実施形態では、高電圧発生装置２０に設けられた取付け用突起２２を、燃焼器具本体４０に設けられた取付け用の治具４１，４２の開口部４３に嵌合させて高電圧発生装置２０を燃焼器具本体４０に固定する構成の場合について説明した。しかし、本発明は、このような構成のものに限定されるものではなく、高電圧発生装置２０の燃焼器具本体４０への固定手段はどのようなものでも良い。例えば、高電圧発生装置２０を燃焼器具本体４０にネジ止めするような構成のものにも適用できることは勿論である。

本発明の実施形態の燃焼器具用放電点火装置の構成を示す断面図。 図１の燃焼器具用放電点火装置の組立て状態を示す図。 図１の燃焼器具用放電点火装置の接続端子の構成を示す一部切り欠き斜視図。 図１の燃焼器具用放電点火装置の接続端子の構成を説明するための図。 図４の接続端子の放電電極の挿入状態を示す図。 図１の燃焼器具用放電点火装置の接続端子の製造方法の一例を説明するための図。 他の実施形態に係る接続端子の構成を示す図。 図７の接続端子の放電電極の挿入状態を示す図。

符号の説明

１……燃焼器具用放電点火装置、１０……点火プラグ、１１……放電電極、１２……火花放電側端部、１３……電圧供給側端部、１４……碍子、２０……高電圧発生装置、２１……外部筐体、２３……点火トランス、３０……出力ピン、３３……筒状部、３４……出力端子、３６……挿入部、４０……燃焼器具本体。

Claims (4)

1. 一端が火花放電を生じさせる火花放電側端部とされ、他端が電圧供給側端部とされた放電電極を有する点火プラグと、
   電源電圧を昇圧する点火トランスと、この点火トランスの出力側と前記放電電極点の前記電圧供給側端部とを電気的に接続する出力端子とを有する高電圧発生装置とを具備した燃焼器具用放電点火装置であって、
   前記出力端子の前記電圧供給側端部が挿入される挿入部が、挿入側から見た形状が略多角形状の導電材から構成され、かつ、前記電圧供給側端部が挿入された際に、多角形状の前記挿入部が弾性的に外側に変形することによって当該挿入部の内側と前記電圧供給側端部の外側とが圧接された状態に保持されるよう構成されていることを特徴とする燃焼器具用放電点火装置。
2. 前記挿入部の挿入側から見た形状が略三角形状とされていることを特徴とする請求項１記載の燃焼器具用放電点火装置。
3. 前記挿入部の挿入側から見た形状が略四角形状とされていることを特徴とする請求項１記載の燃焼器具用放電点火装置。
4. 前記挿入部の周囲を覆う樹脂製の筒状体が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の燃焼器具用放電点火装置。

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