JP2005140453A - 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、低背化に対応可能で確実な着火動作を実現することのできる燃焼器具用放電点火装置を提供する。
【解決手段】高電圧発生装置２０及びこの高電圧発生装置２０に直接接続された放電電極１１の一部は、燃焼器具本体４０と前面パネル５０との間に配置されている。高電圧発生装置２０の出力端子３４の周囲は、絶縁性材料からなる放電防止用部材３３で覆われている。また、放電電極１１の周囲は、絶縁性材料からなる放電防止用部材１５で覆われている。
【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。
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。したがって、放電電極の火花放電側端部に十分な電圧を印加することができ、着火ミスの発生を抑制することができる。

ところで、上述した直結構造を採用した場合、接続用高圧ケーブルを使用していないため、原則的に高電圧発生装置を点火位置に近接して配置する。このため、例えば給湯機等では、燃焼器具本体と、この燃焼器具本体の前面を覆う前面パネルとの間に、高電圧発生装置を配置することが考えられる。ところが、近年燃焼器具においては、設置スペースの削減等のため、小型化が進められている。例えば、給湯器等においては、家屋の外壁面等に固定した際に、外壁面から突出する寸法をできるだけ小さくするため、装置の厚さを薄くする所謂低背化を実現することが求められている。このため、燃焼器具本体と前面パネルとの間の空間も狭く設定され、燃焼器具本体に近接して前面パネルが配置される傾向にある。そして、燃焼器具の燃焼器具本体と前面パネルとの間に高電圧発生装置及び放電電極の一部を配置した構成を採用した場合、低背化すると、高電圧発生装置の出力端子や放電電極と、前面パネルとの間で不所望な放電が発生することがあり、この放電によって着火ミスが発生するという課題が発生することが判明した。

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、低背化に対応可能で確実な着火動作を実現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。

（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、前記高電圧発生装置が、燃焼器具本体とこの燃焼器具本体の前面を覆う前面パネルとの間に配置される燃焼器具用放電点火装置であって、前記放電電極及び前記出力端子と、前記前面パネルとの間に、絶縁性材料からなり、前記放電電極及び前記出力端子と、前記前面パネルとの間で生じる放電を防止するための放電防止用部材を配置したことを特徴とする。

本発明の燃焼器具用放電点火装置においては、直結構造を採用することにより、接続用ケーブルに起因する電圧低下を抑制することができる。その上で、低背化された燃焼器具の燃焼器具本体と前面パネルとの間に高電圧発生装置を配置した場合であっても、高電圧発生装置の出力端子や放電電極と、前面パネルとの間で不所望な放電が発生することを防止することができる。これによって、着火ミスのない確実な着火動作を実現することができる。

（請求項２，３，４）
本発明の燃焼器具用放電点火装置の一態様は、前記放電防止用部材が、略円筒状又は半円筒状に構成されていることを特徴とする。また、前記放電防止用部材を、略円筒状とし、前記放電電極が曲折部を有する場合に、前記放電防止用部材の端部に、曲折部が挿入される切り込み部が設けられていることを特徴とする。放電防止用部材をこのような構造とすることにより、簡単な構造で確実に放電を防止することができる。

（請求項５）
本発明の燃焼器具用放電点火装置の一態様は、前記放電防止用部材が、樹脂から構成されたことを特徴とする。樹脂は耐熱性を有することが好ましく、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）等を好適に使用することができる。

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、低背化に対応可能で確実な着火動作を実現することができる。

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全体的な構成を示している。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。図３に示すように、放電電極１１には、絶縁性材料から略円筒状に形成された放電防止用部材１５が設けられている。この放電防止用部材１５は、図１に示すように放電電極１１側に設けられるか、あるいは、高電圧発生装置２０側の放電防止用部材３３と一体に形成することによって設けられる。一体に形成する方法としては、射出成形によって一体形成する方法や、それぞれ別体に形成した後に、はめ込み、接着等により一体化する方法をあげることができる。放電防止用部材１５を構成する絶縁性材料としては、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。放電電極１１の先端部分（火花放電側端部１２側）はＬ字状に曲折されている。この曲折部に対応して、放電防止用部材１５には切り欠き部１６が設けられている。そして、この切り欠き部１６内に放電電極１１のL字状の曲折部が位置するように放電防止用部材１５を被せることにより、放電電極１１の露出部が前面パネル５０と対向することのないようになっている。これにより、放電電極１１と、前面パネル５０との間で、不所望な放電が発生することを防止し得る構成となっている。

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、図１や図２に示すように、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、この外部筐体２１上面から突出するように略円筒状の突出部が設けられ、この略円筒状の突出部によって高電圧発生装置２０側の放電防止用部材３３が構成されている。この放電防止用部材３３の内部は、外部筐体２１の内部と連通しており、放電防止用部材３３内に出力端子（接続端子）３４が配置されている。すなわち、出力端子３４の周囲が、放電防止用部材３３によって囲まれた状態になっている。このように放電防止用部材３３で出力端子３４の周囲を囲むことによって、出力端子３４と前面パネル５０との間で不所望な放電が発生することを防止し得る構成になっている。この放電防止用部材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。

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内から放電防止用部材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、放電防止用部材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４及び図５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７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４、５、６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７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６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、放電防止用部材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。

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６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、四角形、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。あるいは、円形状としてもよい。

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、放電電極１１に、予め略円筒状に形成された放電防止用部材１５を取り付けておく。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に挿入する際、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、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、高電圧発生装置２０で発生した電圧を減衰することなく放電電極１１の火花放電側端部１２に印加することができる。さらに、接続端子３４と前面パネル５０との間には放電防止用部材３３が配置され、放電電極１１と前面パネル５０との間には放電防止用部材１５が配置されている。このため、高電圧発生装置２０を、低背化された燃焼器具の燃焼器具本体４０と前面パネル５０との狭い空間内に配置しても、前面パネル５０と、放電電極１１や出力端子３４との間で不所望な放電が生じることを防止することができる。これにより、良好にかつ確実に火花を発生させることができるので、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。なお、接続端子３４の挿入部３６を、挿入側から見た形状が円形状となるよう構成することもできる。

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、略円筒状の放電防止用部材１５，３３を使用した場合について説明した。しかし、放電防止用部材の形状は、かかる略円筒状に限られるものではない。例えば、図８に示すように、略半円筒状の放電防止用部材１５，３３を用いてもよい。また、その他の形状のものを用いても良いことは勿論である。さらに、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取付け状態を示す図。 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５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放電防止用部材の構成を示す図。

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、１５，３３……放電防止用部材、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、３４……出力端子、３６……挿入部、４０……燃焼器具本体、５０……前面パネル。

Claims (5)

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、
   前記高電圧発生装置が、燃焼器具本体とこの燃焼器具本体の前面を覆う前面パネルとの間に配置される燃焼器具用放電点火装置であって、
   前記放電電極及び前記出力端子と、前記前面パネルとの間に、絶縁性材料からなり、前記放電電極及び前記出力端子と、前記前面パネルとの間で生じる放電を防止するための放電防止用部材を配置したことを特徴とする燃焼器具用放電点火装置。
2. 前記放電防止用部材が、略円筒状に構成された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. 前記放電電極が曲折部を有し、前記放電防止用部材の端部に、前記曲折部が挿入される切り込み部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の燃焼器具用放電点火装置。
4. 前記放電防止用部材が、略半円筒状に構成された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。
5. 前記放電防止用部材が、樹脂から構成されたことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の燃焼器具用放電点火装置。

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