JP2012523673A

JP2012523673A - 無線周波数点火システムに最適化された構造を有する高電圧共振増幅装置

Info

Publication number: JP2012523673A
Application number: JP2012505198A
Authority: JP
Inventors: グザヴィエジャフレジーク，; マルクパリアント，; アンドレアニュレイ，
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2030-02-15
Also published as: CN102396123A; FR2944389B1; WO2010119197A1; RU2011145967A; US8397703B2; JP5583753B2; KR20120030357A; BRPI1013744A2; FR2944389A1; EP2419977A1; US20120086325A1; EP2419977B1; CN102396123B; ES2465091T3; RU2524389C2; MX2011010579A

Abstract

本発明は、内燃機関に使用可能な無線周波数点火装置用の高電圧共振増幅器に関する。前記共振増幅器は、少なくとも２つの電極（１１、１２）と、縦軸（Ｚ）に沿って電極と整列するように配置されたコイル（２）と、コイル（２）と電極（１１、１２）とを互いに固定の位置に保持する手段（３）とを含む。本発明によれば、コイル（２）は、縦軸（ｚ）の周囲を囲む閉じた曲面（Ｋ）の周囲に巻かれている。

Description

本発明は、一般的に、プラズマ発生技術に関する。

具体的には、本発明は、内燃機関に使用可能な無線周波数点火システム用の高電圧共振増幅装置に関し、この共振増幅装置は、少なくとも２つの電極と、縦軸上で電極の前方に同電極と整列するように配置されたコイルと、コイル及び電極を互いに固定の位置に保持する連結手段とを有する。

一般に「スパークプラグコイル」と呼ばれるこの種の共振増幅器は、特許分権により当業者に特に既知である。

スパークプラグコイルはエンジンのシリンダヘッド内に設けられている限り、スパークプラグコイルの構造は、このシリンダヘッドの構造の影響を強く受ける。

したがって、シリンダヘッドの形状並びにその中で使用可能な自由空間は、これらスパークプラグコイルの設計において考慮しなければならない重要なパラメータである。

さて、近年のシリンダヘッドは、点火スパークプラグ用の接近孔を持つか否かによって２種類に分類されているばかりで無く、第２の種類のシリンダヘッドの接近孔の直径が減少する傾向にある。

したがって、特許文献１に記載され図示された管状のスパークプラグの使用のこれらの新条件に順応することは、ますます困難になっている。

このような背景において、本発明の目的は、開発の要求に答える構造を有する高電圧共振増幅器又は「スパークプラグコイル」を提案することである。

この目的を達成するために、本発明の共振増幅器は、なによりも冒頭に記載された一般的定義により、縦軸を囲む閉じた曲面の周囲にコイルが巻かれることを基本的な特徴としている。

仏国特許第２８５９８６９号

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して、完全に非限定的に示される以下の説明から明瞭になるであろう。

図１は、管状コイルを持つ共振増幅器の既知の実施例を示す模式的断面図である。図２は、本発明に可能な第１の実施形態による共振増幅器の模式的断面図である。図３は、本発明に可能な第２の実施形態による共振増幅器の模式的断面図である。図４Ａは、本発明の実施に使用可能な第１の種類のコイルを模式的上面図である。図４Ｂは、本発明を実施するために最適化された図４Ａに示すコイルの改良型の模式的上面図である。図５Ａは、本発明の実施に使用可能な第２の種類のコイルの模式的上面図である。図５Ｂは、を実施するために最適化された図５Ａに示すコイルの改良型の模式的上面図である。図６Ａは、本発明の実施に使用可能な第３の種類のコイルの模式的上面図である。図６Ｂは、本発明を実施するために最適化された図６Ａに示すコイルの改良型の模式的上面図である。

前述のように、本発明は、内燃機関用の無線周波数点火システムに適用される高電圧共振増幅器に関する。

既知の共振増幅器を図１に示す。この増幅器は、２個の電極１１、１２と、縦軸ｚ上で２つの電極の前方で同電極と整列するように配置されたコイル２と、コイル２及び電極１１、１２を互いに固定の位置に保持する機能を有する連結手段３を有する。

中心電極１１を囲む接地電極１２は、エンジンのシリンダヘッドＱにねじ込むことができるネジを有する。

図１に示すように、既知の共振増幅器は、シリンダヘッドＱがそれらの増幅器を収容する接近孔Ｐを有しているエンジンに適合された構造を示す。

あらゆる形状のシリンダヘッドに適用できる本発明の共振増幅器において、コイル２は、縦軸ｚを囲む閉じた曲面Ｋの周囲に巻かれている（図２及び図３）。

シリンダヘッドQが接近孔を全く有さない場合、連結手段は、図２に示すように、このように最小の構造に限定される。

シリンダヘッドＱが接近孔Pを有する場合（図３）、連結手段は、縦軸ｚ方向に延びる本体３を有する。

この場合、本体３の下端部３１は電極１１、１２の機能端部を支持しており、コイル２はこの本体３の上端部３２によって支持されている。

図４Ａ〜図６Ｂに示されるように、コイル２は、このコイル２を電気エネルギー源（図示していない）と接続させるための２本の導電性の接続リードワイヤ２０１、２０２と、接続リード線２０１と２０２の間に直列に設けられた２１Ａ〜２４Ｂといった一連の巻き線とを有する。

図４Ｂ、図５Ｂ、及び図６Ｂに図示され、以下に説明される最も有益な実施形態において、コイル２の一連の巻き線は、コイルの巻き線の最大で３分の２を占める２１Ａ及び２２Ａといった第１の巻き線のサブセットと、このコイルの巻き線の少なくとも３分の１を占める２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂといった巻き線の第２のサブセットから形成されている。

望ましくは、コイル２の巻き線の総数が偶数であれば、２つのサブセットは同じ数の巻き線を有し、コイル２の巻き線の合計数が奇数であれば、２つのサブセットは、ユニット内で同じ数の巻き線を有する。

それぞれの巻き線は閉じた曲面Kの一部に巻かれ、第１の巻き線のサブセット、即ち２１Ａ及び２２Ａと、第２のサブセットの巻き線、即ち２２Ｂ、２３Ｂ、及び２４Ｂとは、この曲面Kに沿って、且つこの曲面の周囲に、同時に反対方向に巻き取られる。

したがって、巻き線２１Ａ及び２２Ａが曲面Kの横方向Ｓ１に巻かれると、巻き線２２Ｂ、２３Ｂ及び２４Ｂは、曲面Kの巻き方向が逆の横方向Ｓ２に巻き取られ、逆もまた同様である。

同様に、巻き線２１Ａ及び２２Ａが、曲面Kの周囲に、巻き線の左旋方向に巻き取られると、巻き線２２Ｂ、２３Ｂ及び２４Ｂは、曲面Kの周囲を巻き線の右旋方向に巻き取られ、逆もまた同様である。

このようなレイアウトは、同じ方向に巻き取ることはないが、コイル２の磁場の形成に同様に貢献する種々の巻き線を可能にし、リード線２０１と２０２との間を空け、リード線２０１と２０２との間の電位差を２又は約２で割ることを可能にする。

第１のサブセットの２１Ａ及び２２Ａの巻き線は、例えば、連続させることができ、即ち、閉じた曲面K上に互いに連続して配置することができる。したがって、第２のサブセットの巻き線２２Ｂ、２３Ｂ及び２４Ｂも、互いに連続して曲線K上に配置される。

実際、第1サブセットの巻き線２１Ａ及び２２Ａは、閉じた曲面Ｋ上において、同面を横断する同じ方向に、互いに連続して配置されることが好ましい。したがって、有利には、これらの巻き線２１Ａ及び２２Ａの各々がＳ１の方向に巻かれている場合、それら巻き線は互いにＳ１の方向に連続し、これらの巻き線２１Ａ及び２２Ａの各々がＳ２の方向に巻かれている場合、それら巻き線は互いにＳ２の方向に連続する。

同様に、第２のサブセットの巻き線２２Ｂ、２３Ｂ及び２４Ｂは、閉じた曲面Ｋ上において、同面を横断する同じ方向に、互いに連続して配置されることが好ましい。したがって、有利には、巻き線２２Ｂ、２３Ｂ及び２４Ｂの各々がＳ１の方向に巻かれている場合、それら巻き線は互いにＳ１の方向に連続し、巻き線２２Ｂ、２３Ｂ及び２４Ｂの各々がＳ２の方向に巻かれている場合、それら巻き線は互いにＳ２の方向に連続する。

最後に、特にコイル２の巻き線の総数が少ない場合、閉じた曲面Ｋに沿って閉じ、これら巻き線の各々が巻きつけられた強磁性材料からなる磁心を有するコイルを装着することが賢明であろう。

Claims

内燃機関に使用可能な無線周波数点火システム用の高電圧共振増幅器であって、少なくとも２つの電極（１１、１２）と、縦軸（Ｚ）に沿って電極の前方に同電極と整列するように配置されたコイル（２）と、コイル（２）及び電極（１１、１２）を互いに固定の位置保持する連結手段（１３）とを備えており、コイル（２）が、縦軸を囲む閉じた曲面（Ｋ）の周囲に巻かれていることを特徴とする高電圧共振増幅器。
連結手段（３）が、縦軸（Ｚ）に沿って延びる本体であって、第１端部（３１）で電極（１１、１２）の機能部を支持する本体（３）を備えていること、並びに、本体（３）の第１端部（３１）の反対側の第２端部（３２）にコイル（２）が支持されていることを特徴とする、請求項１に記載の共振増幅器。
コイル（２）が、このコイル（２）を電気エネルギー源に接続する第１及び第２の導電ワイヤの接続リード線（２０１、２０２）と、第１の接続リード線（２０１）と第２の接続リード線（２０２）との間に直列に設けられた少なくとも２つの巻き線（２１Ａ、２２Ａ）のセットとを備えていること、前記巻き線のセットの最大３分の２を含む巻き線の第１のサブセットの各巻き線（２１Ａ、２２Ａ）が、閉じた曲面（Ｋ）上の一部に、左旋方向及び右旋方向から選択された第１の方向に巻かれることによって、時計回りの方向及び反時計回りの方向から選択された第１の横断方向に巻き取られていること、並びに、前記巻き線のセットの少なくとも３分の１を含む巻き線の第２サブセットの各巻き線（２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂ）が、閉じた曲面（Ｋ）の一部上に、第１の方向とは反対の方向に巻かれることによって、第１の横断方向（Ｓ１）とは反対の横断方向（Ｓ２）に巻かれていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の共振増幅器。
各サブセットの巻き線（２１Ａ、２２Ａ；２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂ）が、閉じた曲面（Ｋ）上に互いに連続して配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の共振増幅器。
第１サブセットの巻き線（２１Ａ、２２Ａ）が、閉じた曲面上において、第１の横断方向（Ｓ１）に互いに連続して配置されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の共振増幅器。
第２サブセットの巻き線（２３Ｂ、２４Ｂ）が、閉じた曲面上において、第１の横断方向（Ｓ１）とは反対の第２の横断方向（Ｓ２）に互いに連続して配置されていることを特徴とする、請求項３ないし５のいずれか１項に記載の共振増幅器。
巻き線（２１Ａ、２２Ａ；２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂ）のセットが偶数の巻き線を有すること、並びに第１（２１Ａ、２２Ａ）サブセット及び第２（２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂ）サブセットの各々が、各セットの巻き線の半分を含むことを特徴とする、請求項３ないし６のいずれか１項に記載の共振増幅器。
巻き線のセット（２１Ａ、２２Ａ；２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂ）が奇数の巻き線を有すること、並びに第１サブセット及び第２サブセット（２１Ａ、２２Ａ；２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂ）が、ユニット内で同じ数の巻き線を有することを特徴とする、請求項３ないし６のいずれか１項に記載の共振増幅器。
コイル（２）が、前記閉じた曲面（Ｋ）に沿ってそれ自体が閉じており、且つその上に巻き線が巻かれている強磁性材料からなる磁心を有することを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の共振増幅回路。