JP2005127674A - Discharge ignition system for combustor - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a discharge ignition device for a combustion appliance used in various combustion appliances such as a gas combustion appliance and an oil combustion appliance.
ガスコンロや給湯器などの各種燃焼器具においては、従来から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。このような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、ガスバーナー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。かかる構成の燃焼器具用放電点火装置では、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ーなどを着火させている。 In various combustion appliances such as a gas stove and a water heater, a discharge ignition device for a combustion appliance has been conventionally used as an ignition source. As such a discharge igniter for a combustion appliance, a device in which a high voltage generator having an ignition transformer that boosts a power supply voltage to a predetermined high voltage and an ignition plug installed in the vicinity of a gas burner or the like are generally used. Has been used. In the discharge ignition device for a combustion appliance having such a configuration, a gas burner or the like is ignited by generating a spark from the discharge electrode of the spark plug by the secondary side voltage boosted by the ignition transformer.
高電圧発生装置の点火トランスには、中空円筒状に形成され、外周側に二次巻線が巻回されたボビンの中心孔に、一次巻線が巻回された磁気コアを挿通した構造を有するトランスが用いられている。点火トランスのボビンは、エンジニアリングプラスチックの中でも特性のバランスがよく、特に機械的強度や剛性などに優れるポリアセタール樹脂で形成することが一般的である。このような点火トランスは回路ユニットなどと共に外部筐体内に収納される。さらに、外部筐体内には樹脂封止材が封入され、これらによって高電圧発生装置が構成されている。 The ignition transformer of the high-voltage generator has a structure in which a magnetic core with a primary winding wound is inserted into the center hole of a bobbin that is formed in a hollow cylindrical shape and has a secondary winding wound on the outer peripheral side. The transformer which has is used. The bobbin of the ignition transformer has a good balance of characteristics among engineering plastics, and is generally formed of a polyacetal resin that is particularly excellent in mechanical strength and rigidity. Such an ignition transformer is housed in an external housing together with a circuit unit and the like. Further, a resin sealing material is enclosed in the external housing, and these constitute a high voltage generator.
上記の高電圧発生装置と点火プラグとは、従来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を用いて電気的に接続されていた。しかし、このように高圧ケーブルを用いると、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電圧の低下が生じ、着火ミスを起こすという問題があった。また、燃焼器具を制御するための電子回路に対する雑音が発生し、電子回路による制御に不具合が発生するという問題もあった。 Conventionally, the high voltage generator and the spark plug are electrically connected by using a high withstand voltage lead wire such as a high voltage cable with insulation coating. However, when such a high voltage cable is used, there is a problem in that a voltage drop is caused by a capacitance component generated between the high voltage cable and the device mounting surface (ground surface), thereby causing an ignition error. In addition, there is a problem in that noise occurs in the electronic circuit for controlling the combustion appliance, and the control by the electronic circuit is defective.
このため、高圧ケーブルを使用せずに、高電圧発生装置と点火プラグとを直結する構成とすることが行われている(特許文献1、2参照)。
上記のように高電圧発生装置と点火プラグとを直結した場合、燃焼器具内における高電圧発生装置の設置場所が、点火プラグの近傍に制限される。このため、例えば給湯器等では、バーナー部とこのバーナー部を覆う前面パネルとの間のスペースに、高電圧発生装置が配置される場合が多い。 When the high voltage generator and the spark plug are directly connected as described above, the installation location of the high voltage generator in the combustion appliance is limited to the vicinity of the spark plug. For this reason, for example, in a water heater or the like, a high voltage generator is often arranged in a space between the burner portion and the front panel covering the burner portion.
一方、近年給湯器等では、設置場所の制約等により、給湯器全体の厚みを減少させる所謂低背化が進められている。すなわち、このように低背化することにより、家屋の外壁面等に給湯器を固定した際に、外壁面から突出する寸法をできるだけ小さくするようにしている。このため、給湯器のバーナー部と、このバーナー部を覆う前面パネルとの間のスペースは、非常に狭く設定されるようになりつつある。 On the other hand, in recent years, in hot water heaters and the like, so-called low profile is being reduced to reduce the thickness of the entire hot water heater due to restrictions on the installation location. That is, by reducing the height in this way, the dimension protruding from the outer wall surface is made as small as possible when the water heater is fixed to the outer wall surface of the house. For this reason, the space between the burner part of the water heater and the front panel covering the burner part is being set to be very narrow.
そして、上記のように、給湯器のバーナー部と前面パネルとの間のスペースが狭くなると、従来の燃焼器具用放電点火装置では、この狭いスペースに高電圧発生装置を設置することができないという問題が発生する。 And as mentioned above, when the space between the burner part of a water heater and a front panel becomes narrow, in the conventional discharge ignition device for combustion appliances, the problem that a high voltage generator cannot be installed in this narrow space Occurs.
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、従来に比べて高電圧発生装置を薄型にすることができ、燃焼器具の低背化に対応することのできる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。 The present invention has been made to address such problems. An object of the present invention is to provide a discharge ignition device for a combustion appliance that can make the high-voltage generator thinner than the conventional one and can cope with a reduction in the height of the combustion appliance.
(請求項1)
本発明の燃焼器具用放電点火装置は、外周に二次巻線が巻回されたボビンと当該ボビンの中心孔に挿入され一次巻線が巻回された磁気コアとを有し電源電圧を昇圧する点火トランスと、前記点火トランスを収納する外部筐体とを備える高電圧発生装置と、前記高電圧発生装置と電気的に接続され、火花放電を生じさせる点火プラグとを具備し、前記ボビンの前記二次巻線の巻回方向に添った外周形状が、長径方向とこの長径方向より短い短径方向とを有する偏平形状とされ、かつ、前記ボビンの前記短径方向が前記外部筐体の厚さ方向に向くように、前記点火トランスが前記外部筐体内に配置されていることを特徴としている。
(Claim 1)
A discharge ignition device for a combustion appliance according to the present invention includes a bobbin having a secondary winding wound on the outer periphery and a magnetic core inserted in the center hole of the bobbin and wound with a primary winding to boost the power supply voltage. A high-voltage generator including an ignition transformer and an external housing that houses the ignition transformer; and an ignition plug that is electrically connected to the high-voltage generator and generates a spark discharge. The outer peripheral shape along the winding direction of the secondary winding is a flat shape having a major axis direction and a minor axis direction shorter than the major axis direction, and the minor axis direction of the bobbin is The ignition transformer is arranged in the outer casing so as to face in the thickness direction.
本発明の燃焼器具用放電点火装置においては、点火トランスのボビンを、二次巻線の巻回方向に添った外周形状が円形(全体の形状が略円筒状)ではなく、長径方向とこの長径方向より短い短径方向とを有する偏平形状に形成する。これによって、円形とした場合に比べて、ボビン(点火トランス)の短径方向の厚さを薄くすることができる。そして、このこのボビンの短径の方向の向きが、外部筐体の厚さ方向と一致するように点火トランスを配置することによって、外部筐体の厚さ(高電圧発生装置の厚さ)を薄くし、低背化することができる。 In the discharge ignition device for a combustion appliance according to the present invention, the outer peripheral shape of the bobbin of the ignition transformer along the winding direction of the secondary winding is not circular (the overall shape is substantially cylindrical), but the major axis direction and the major axis It is formed in a flat shape having a minor axis direction shorter than the direction. This makes it possible to reduce the thickness of the bobbin (ignition transformer) in the minor axis direction as compared with the case where it is circular. Then, by arranging the ignition transformer so that the direction of the minor axis direction of the bobbin coincides with the thickness direction of the outer casing, the thickness of the outer casing (thickness of the high voltage generator) is reduced. Can be made thin and low profile.
(請求項2)
本発明の燃焼器具用放電点火装置の一態様では、前記ボビンの前記二次巻線の巻回方向に添った外周形状を略長円状とする。これによって、二次巻線を機械的に無理なく容易にボビンに巻回することが可能となる。
(Claim 2)
In one aspect of the discharge igniter for a combustion appliance of the present invention, the outer peripheral shape along the winding direction of the secondary winding of the bobbin is substantially oval. As a result, the secondary winding can be wound around the bobbin easily and mechanically.
(請求項3)
本発明の燃焼器具用放電点火装置の一態様では、前記ボビンの前記二次巻線の巻回方向に添った外周形状を略長方形状とする。これによって、点火トランスの製造工程、特に磁気コアの製造工程をより簡易にすることが可能となる。磁気コアを大判の基板として製造した後、所定寸法の長方形状に切断して用いればよいからである。
(Claim 3)
In one aspect of the discharge igniter for a combustion appliance of the present invention, the outer peripheral shape along the winding direction of the secondary winding of the bobbin is substantially rectangular. This makes it possible to simplify the manufacturing process of the ignition transformer, particularly the manufacturing process of the magnetic core. This is because the magnetic core is manufactured as a large-sized substrate and then cut into a rectangular shape having a predetermined size.
(請求項4)
本発明の燃焼器具用放電点火装置の一態様では、前記ボビンの前記短径方向長さ(a)と、前記長径方向の長さ(b)の比率(a:b)を、1:1.2〜1:4.0の範囲とする。これによって、厚さと全体の大きさのバランスを良好にした上で、二次巻線を容易にボビンに巻回できるとともに、効率良く低背化することができる。
(Claim 4)
In one aspect of the discharge igniter for a combustion appliance of the present invention, the ratio (a: b) of the minor axis direction length (a) of the bobbin to the major axis direction length (b) is 1: 1. The range is 2-1 to 4.0. As a result, the secondary winding can be easily wound around the bobbin and the height can be reduced efficiently while the balance between the thickness and the overall size is improved.
(請求項5)
本発明の燃焼器具用放電点火装置の一態様では、前記磁気コアの形状を、前記ボビンの形状に対応して偏平形状とする。これによって、効率良く低背化することができる。ここにいう扁平形状の例としては、前述した略長円状や略長方形状を挙げることができる。
(Claim 5)
In one aspect of the discharge igniter for a combustion appliance of the present invention, the shape of the magnetic core is a flat shape corresponding to the shape of the bobbin. As a result, the height can be reduced efficiently. As an example of the flat shape here, the above-described substantially oval shape or substantially rectangular shape can be mentioned.
本発明の燃焼器具用放電点火装置によれば、従来に比べて高電圧発生装置を薄型にすることができ、燃焼器具の低背化に対応することができる。 According to the discharge ignition device for a combustion appliance of the present invention, the high voltage generator can be made thinner than conventional ones, and the combustion appliance can be reduced in height.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
図1,2は本発明の一実施形態に係る燃焼器具用放電点火装置の構成を示している。これらの図に示す燃焼器具用放電点火装置1は、高電圧発生装置2と点火プラグ3とを具備している。このような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、あるいは石油ファンヒータや石油給湯器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。
1 and 2 show a configuration of a discharge igniter for a combustion appliance according to an embodiment of the present invention. A combustion appliance
高電圧発生装置2は樹脂などの絶縁材料からなる外部筐体11を有している。図2に示すように、外部筐体11は、高電圧発生装置2ひいては放電点火装置1を燃焼器具本体に設置するための取付け部12を備えている。
The
外部筐体11内には、点火トランス13と、ダイオードや抵抗体などの電子部品14をプリント基板15に実装した回路ユニット16とが収納されている。回路ユニット16は外部筐体11の下面側に設けられた電源端子17と電気的に接続されている。なお、図示を省略したが、外部筐体11内にはウレタン樹脂などの樹脂封止剤が封入されている。
In the
点火トランス(昇圧トランス)13は、外周部に二次巻線18が巻回されたボビン19を有している。ボビン19は、例えばポリアセタール樹脂のような絶縁樹脂材料により形成されている。
The ignition transformer (step-up transformer) 13 has a
このボビン19は、二次巻線18の巻回方向に添った外周形状が、円形ではなく、図1及び図3に示すように、短径方向と長径方向とを有する偏平形状に形成されている。本実施形態では、ボビン19は、図3に示す短径方向長さaと長径方向長さbの比(a:b)が、約1:2の略長円形状(略楕円形状)となるように形成されている。そして、図1に示すように、点火トランス13は、ボビン19の短径方向(aの方向)が、外部筐体11の厚さ方向と一致するように、外部筐体11内に配置されている。
The
すなわち、点火トランス13は、必要とされる電気的特性との関係から、その大きさを小さくすることには限界がある。このため、従来において外部筐体11の厚さを薄くすることのできない一つの要因として、点火トランス13の厚さがあった。
In other words, there is a limit to reducing the size of the
そこで、本実施形態では、ボビン19を円形ではなく偏平に形成することによって、円形とした場合に比べて、ボビン19(点火トランス13)の短径方向の厚さを薄くした。そして、このこのボビン19の短径方向の向きが、外部筐体11の厚さ方向と一致するように配置することによって、外部筐体11の厚さ(高電圧発生装置2の厚さ)を薄くできるようにした。
Therefore, in this embodiment, the
また、ボビン19の中心孔20は、上記した外周形状に対応して、略長円形状に形成されている。そして、この中心孔20に、一次巻線21が巻回された鉄心などの磁気コア22が挿通されている。この磁気コア22の外周形状も、中心孔20の形状に合わせて略長円形状とされている。なお、ボビン19には、一定間隔で鍔状の突起90が設けられている。
Further, the
上記のような外部筐体11の厚さは、円形のボビンを用いた従来のもので例えば、約20mm程度である。そして、本実施形態では、外部筐体11の厚さを、例えば、18mm〜15mm程度とすることができる。
The thickness of the
なお、上記のボビン19(及び磁気コア22)の形状は、偏平な形状であれば良く、略長円形状に限られるものではない。例えば、図4に示すボビン119のように、その外周形状が長方形等の多角形の形状であっても良い。図4に示す略長方形状のボビン119の場合、前述した長径方向は、実質的に長辺方向と一致し、また、前述した短径方向は、短辺方向と一致する。図4に示すボビン119では、中心孔120も外周形状に合わせて長方形とされており、これに合わせて磁気コア122も長方形の形状とされている。このような形状の磁気コア122とすると、円形のものに比べてその加工が容易になり、製造コストの削減を図ることができる。磁気コアを大判の基板として製造した後、所定寸法の長方形状に切断して用いればよいからである。なお、図4において、190は、ボビン119に一定間隔で設けられた鍔状の突起を示している。
The shape of the bobbin 19 (and the magnetic core 22) may be a flat shape and is not limited to a substantially oval shape. For example, like the
また、ボビン19の短径方向長さaと長径方向長さbとの比(a:b)は、上記の約1:2に限られない。短径方向長さaを短くし、長径方向長さbを長くして、これらの比が大きくなるほど、厚みを薄くして低背化することができる。しかし、長径方向長さbが大きくなると、設置に必要な面積が大きくなってしまう。このため、短径方向長さaと長径方向長さbとの比(a:b)は、好ましくは、1:1.2〜1:4.0程度であり、さらに好ましくは、1:1.5〜1:3.0程度である。
Further, the ratio (a: b) between the minor axis direction length a and the major axis direction length b of the
また、上記したボビン19の形状及び短径方向長さaと長径方向長さbとの比(a:b)は、点火トランス13に要求される電気的な特性が得られ、また、二次巻線18を機械的に無理なく巻回できるものである必要がある。
In addition, the shape of the
上記点火トランス13では、一次巻線21および二次巻線18の巻数に基づいて、電源電圧は所定の高電圧に昇圧される。この一次巻線21の両端は、電源用接続ピン23、23に接続されている、また、二次巻線18の一端は出力用接続ピン24に、他端はアース用接続ピン25に接続されている。なお、アース用接続ピン25は燃焼器具本体に接地されている。これら各接続ピン23、24、25には、例えば半田メッキ付き軟鋼線が用いられる。
In the
上述したような点火トランス13の一次巻線21は、一般に巻数が20〜60ターン程度となるように磁気コア22に巻回される。このため、一次巻線21には例えば線径が0.3mm 程度のウレタン被覆銅線のような樹脂被覆銅線が用いられる。このような一次巻線21はその両端部が電源用接続ピン23、23の根元部側にそれぞれ巻き付けられている。これら一次巻線21の巻き付け部は半田ディップされ、これによって一次巻線21と電源用接続ピン23とが電気的に接続される。一次巻線21は電源用接続ピン23および回路ユニット16を介して電源端子17に接続されている。
The primary winding 21 of the
一方、二次巻線18は巻数が2000〜6000ターン程度となるようにボビン19に巻回する必要がある。このため、二次巻線18には例えば線径が0.05mm程度のウレタン被覆銅線のような樹脂被覆銅線が用いられる。このような二次巻線18は、その両端部を出力用接続ピン24とアース用接続ピン25にそれぞれ巻き付け、さらに巻き付け部を半田ディップすることで電気的に接続される。
On the other hand, the secondary winding 18 needs to be wound around the
上述したような点火トランス13が収納された外部筐体11の一側面には、点火プラグ3の取付け部となる筒状凸部26が設けられている。筒状凸部26は外部筐体11の内部と連通している。この筒状凸部26内に出力端子27が配置されている。出力端子27は点火トランス13の出力用接続ピン24と電気的に接続されている。出力端子27の先端部は外部筐体11から露出しており、その先端露出部は、メス型のコネクタとされている。
On one side surface of the
一方、点火プラグ3は耐熱性金属棒からなる放電電極30を有している。放電電極30の一端は、燃焼器具のバーナー近傍に設置され、火花放電を生じさせる火花放電端31とされている。また、放電電極30の他端は、高電圧発生装置2に電気的に接続される接続端32とされている。そして、放電電極30の外周部は、その火花放電端31と接続端32を露出するように絶縁碍子33で覆われ、保護されている。絶縁碍子33にはアルミナなどの耐熱性でかつ絶縁性のセラミックス材が用いられる。また、絶縁碍子33の接続端32側の端部には、高電圧発生装置2への取付け部を構成する凹部34が設けられている。放電電極30の接続端32は凹部34内に露出している。
On the other hand, the
放電電極30の接続端32は、高電圧発生装置2の出力端子27と直結するための接続用プラグとして利用され、その先端はテーパ加工されている。この放電電極30の接続端32を出力端子27のメス型のコネクタに挿入接続しつつ、絶縁碍子33の端部に設けられた凹部34を高電圧発生装置2の筒状凸部26に嵌め合せる。このような構造によって、高電圧発生装置2と点火プラグ3とが機械的に結合されかつ電気的に接続される。
The
これによって、高電圧発生装置2と点火プラグ3を電気的に接続するための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。さらに、放電電極30と出力端子27とを着脱自在に接続可能とした上で、それらの電気的な接続信頼性を高めることができる。
As a result, it is possible to prevent the generation of a capacitance component due to a high voltage cable or the like for electrically connecting the
なお、この実施形態では、出力端子27に設けたメス型のコネクタに、放電電極30の接続端32を挿入して、放電電極30と出力端子27とを直結する接続構造の場合について説明した。しかし、本発明はこのような直結構造に限定されるものではなく、例えば圧縮型もしくは圧着型接続端子などを用いて、放電電極30と出力端子27とを直結することも可能である。さらに、放電電極30と出力端子27との接続は直結式に限られるものではなく、放電電極30と出力端子27との間に高圧ケーブルなどを介在させて電気的に接続してもよい。
In this embodiment, the case of the connection structure in which the connection end 32 of the
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17から入力された電圧を高電圧発生装置2の点火トランス13で所定の電圧まで昇圧することによって、出力端子27に高電圧を発生させる。この高電圧は出力端子27から点火プラグ3の放電電極30に印加され、放電電極30の火花放電端31から火花を発生させる。放電点火装置1は放電電極30の火花放電端31で発生させた火花によって、ガスバーナーや石油バーナーなどを着火するものである。
In such a combustion appliance
以上のように、本実施形態によれば、高電圧発生装置2の厚さを従来に比べて薄くすることができる。したがって、高電圧発生装置2を、給湯器のバーナー部と前面パネルとの間の狭いスペースにも設置することが可能となる。これによって、給湯器等の燃焼器の低背化に対応することができる。
As described above, according to the present embodiment, the thickness of the
1……燃焼器具用放電点火装置、2……高電圧発生装置、3……点火プラグ、11……外部筐体、13……点火トランス、18……二次巻線、19……ボビン、20……中心孔、21……一次巻線、22……磁気コア。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記高電圧発生装置と電気的に接続され、火花放電を生じさせる点火プラグとを具備した燃焼器具用放電点火装置であって、
前記ボビンの前記二次巻線の巻回方向に添った外周形状が、長径方向とこの長径方向より短い短径方向とを有する偏平形状とされ、
かつ、前記ボビンの前記短径方向が前記外部筐体の厚さ方向に向くように、前記点火トランスが前記外部筐体内に配置されていることを特徴とする燃焼器具用放電点火装置。 An ignition transformer having a bobbin having a secondary winding wound around the outer periphery and a magnetic core inserted in the center hole of the bobbin and having a primary winding wound therein, and boosts the power supply voltage, and houses the ignition transformer A high voltage generator comprising an external housing;
A discharge ignition device for a combustion appliance, comprising a spark plug that is electrically connected to the high-voltage generator and generates a spark discharge,
The outer peripheral shape along the winding direction of the secondary winding of the bobbin is a flat shape having a major axis direction and a minor axis direction shorter than the major axis direction,
In addition, the ignition ignition device for a combustion appliance is characterized in that the ignition transformer is arranged in the outer casing so that the minor axis direction of the bobbin is directed in the thickness direction of the outer casing.
かつ、前記ボビンの前記短径方向が前記外部筐体の厚さ方向に向くように、前記点火トランスが前記外部筐体内に配置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。 The outer peripheral shape along the winding direction of the secondary winding of the bobbin is a substantially oval shape having a major axis direction and a minor axis direction shorter than the major axis direction,
2. The discharge for a combustion appliance according to claim 1, wherein the ignition transformer is disposed in the outer casing so that the minor axis direction of the bobbin is oriented in the thickness direction of the outer casing. Ignition device.
かつ、前記ボビンの前記短辺方向が前記外部筐体の厚さ方向に向くように、前記点火トランスが前記外部筐体内に配置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。 The outer peripheral shape along the winding direction of the secondary winding of the bobbin is a substantially rectangular shape having a long side direction and a short side direction shorter than the long side direction,
2. The discharge for a combustion appliance according to claim 1, wherein the ignition transformer is disposed in the outer casing such that the short side direction of the bobbin is directed in the thickness direction of the outer casing. Ignition device.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070109 |