JP2017022211A - Discharge device - Google Patents
Discharge device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017022211A JP2017022211A JP2015137119A JP2015137119A JP2017022211A JP 2017022211 A JP2017022211 A JP 2017022211A JP 2015137119 A JP2015137119 A JP 2015137119A JP 2015137119 A JP2015137119 A JP 2015137119A JP 2017022211 A JP2017022211 A JP 2017022211A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transformer
- gap
- discharge device
- discharge
- resonance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、放電装置に関する。 The present invention relates to a discharge device.
内燃機関の点火装置等に備えられる放電装置として、放電電極と、昇圧トランスと、パルス発生部とを備え、共振を利用して高電圧を生成するものがある。かかる放電装置に備えられる昇圧トランスとして、特許文献1には、コアの中央磁脚にギャップを設けるとともに、一次巻線と二次巻線との結合状態を疎結合とすることにより、二次側に高電圧が発生するように構成されたトランスが開示されている。
2. Description of the Related Art As a discharge device provided in an ignition device for an internal combustion engine or the like, there is a discharge device that includes a discharge electrode, a step-up transformer, and a pulse generator, and generates a high voltage using resonance. As a step-up transformer provided in such a discharge device, in
かかる放電装置では、効率的に共振を起こして高周波域で高い電圧利得を得るには、昇圧トランスにおいて、コアから漏れ出す磁束を減らすことが有効であることから、当該トランスに備えられるコアは開磁路型よりも閉磁路型であることが好ましい。しかしながら、閉磁路型の場合は、開磁路型の場合に比べて自己インダクタンスが大きくなり、これに伴って、昇圧トランスの自己共振周波数が低くなる。そして、昇圧トランスの駆動周波数が自己共振周波数付近から自己共振周波数付近よりも大きい周波数域にある場合は、キャパシタンス成分の影響が主体となって、もはやトランスとしては機能しなくなるという問題が生じる。そして、高周波域の共振を利用する場合には、自己共振周波数の低下により、かかる問題が生じやすくなる。 In such a discharge device, in order to efficiently resonate and obtain a high voltage gain in a high frequency range, it is effective to reduce the magnetic flux leaking from the core in the step-up transformer. Therefore, the core included in the transformer is opened. A closed magnetic path type is preferable to a magnetic path type. However, the closed magnetic circuit type has a larger self-inductance than the open magnetic circuit type, and accordingly, the self-resonant frequency of the step-up transformer is lowered. When the driving frequency of the step-up transformer is in the frequency range from near the self-resonance frequency to greater than the vicinity of the self-resonance frequency, there is a problem that the function is no longer functioning as a transformer due to the influence of the capacitance component. When using resonance in a high frequency range, this problem is likely to occur due to a decrease in the self-resonance frequency.
このような問題を解消するためには、昇圧トランスのコアに設けられたギャップを広げることにより、自己インダクタンスを小さくして自己共振周波数の低下を抑制することが考えられる。しかしながら、コアのギャップを広げると、これに伴って昇圧トランスにおける一次巻線と二次巻線との係合係数kや共振品質Qが低下するため、昇圧トランスにおける共振状態が悪くなり、安定した共振が得られにくくなる。特に1MHz程度の高周波域を利用する場合には、係合係数kや共振品質Qの低下による共振状態の悪化が顕著となるため、安定した共振が一層得られにくい。 In order to solve such a problem, it is conceivable to reduce the self-resonance frequency by reducing the self-inductance by widening the gap provided in the core of the step-up transformer. However, when the core gap is widened, the engagement coefficient k and the resonance quality Q between the primary winding and the secondary winding in the step-up transformer and the resonance quality Q decrease accordingly, and the resonance state in the step-up transformer deteriorates and becomes stable. It becomes difficult to obtain resonance. In particular, when a high frequency region of about 1 MHz is used, the deterioration of the resonance state due to the decrease in the engagement coefficient k and the resonance quality Q becomes remarkable, so that stable resonance is more difficult to obtain.
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、昇圧トランスに安定した共振を発生させて、放電電極に高電圧を生じるように構成された放電装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a discharge device configured to generate stable resonance in a step-up transformer and generate a high voltage in a discharge electrode.
本発明の一態様は、放電電極と、パルス発振部と、昇圧トランスとを備え、上記放電電極に高電圧を生じる放電装置において、
上記昇圧トランスは、互いの間にギャップを形成するように配された2つ以上のコアを有し、
上記ギャップは、上記昇圧トランスの自己共振周波数が上記昇圧トランスの駆動周波数よりも大きくなるように、かつ上記昇圧トランスにおける一次巻線と二次巻線との結合係数k及び上記昇圧トランスの共振品質Qが上記昇圧トランスに共振を生じうる範囲内の値となるような磁気抵抗を有する磁路をなすように形成されていることを特徴とする放電装置にある。
One aspect of the present invention is a discharge device that includes a discharge electrode, a pulse oscillation unit, and a step-up transformer, and generates a high voltage at the discharge electrode.
The step-up transformer has two or more cores arranged so as to form a gap between each other,
The gap is such that the self-resonant frequency of the step-up transformer is larger than the drive frequency of the step-up transformer, the coupling coefficient k between the primary winding and the secondary winding in the step-up transformer, and the resonance quality of the step-up transformer. The discharge device is characterized by forming a magnetic path having a magnetic resistance such that Q is a value within a range in which resonance can occur in the step-up transformer.
上記放電装置においては、昇圧トランスのコアにギャップが形成されることにより、昇圧トランスの自己共振周波数が駆動周波数よりも大きくなるように構成されている。これにより、昇圧トランスにおける容量性リアクタンス成分の影響が抑制され、昇圧トランスはトランスとしての機能が確保される。そして、昇圧トランスはコア間にギャップを有しており、当該ギャップに形成される磁路における磁気抵抗が、昇圧トランスにおける結合係数k及び共振品質Qが、昇圧トランスに共振を生じうる範囲となっている。これにより、当該放電装置によれば、昇圧トランスに安定した共振を発生させて、放電電極に高電圧を生じさせることができる。 In the above discharge device, a gap is formed in the core of the step-up transformer so that the self-resonant frequency of the step-up transformer is higher than the drive frequency. Thereby, the influence of the capacitive reactance component in the step-up transformer is suppressed, and the function of the step-up transformer is ensured. The step-up transformer has a gap between the cores, and the magnetic resistance in the magnetic path formed in the gap is within the range in which the coupling coefficient k and the resonance quality Q in the step-up transformer can cause resonance in the step-up transformer. ing. Thereby, according to the discharge device, stable resonance can be generated in the step-up transformer, and a high voltage can be generated in the discharge electrode.
以上のごとく、本発明によれば、昇圧トランスに安定した共振を発生させて、放電電極に高電圧を生じるように構成された放電装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a discharge device configured to generate a stable resonance in a step-up transformer and generate a high voltage in a discharge electrode.
本発明の放電装置は、車両に備えられる点火装置などとして使用することができる。 The discharge device of the present invention can be used as an ignition device provided in a vehicle.
(実施例1)
上記放電装置の実施例につき、図1〜図9を用いて説明する。
本例の放電装置1は、図1に示すように、放電電極20と、パルス発振部30と、昇圧トランス10とを備え、放電電極20に高電圧を生じるように構成されている。
図2に示すように、昇圧トランス10は、ギャップ13を形成する2つ以上のコア11、12を有する。
ギャップ13は、昇圧トランス10の自己共振周波数fsが、昇圧トランス10の駆動周波数f0よりも大きくなるように、かつ昇圧トランス10における一次巻線16と二次巻線17との結合係数k及び昇圧トランス10の共振品質Qが昇圧トランス10に共振を生じうる範囲内の値となるような磁気抵抗を有する磁路101aをなすように形成されている。
Example 1
Examples of the discharge device will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 2, the step-
The
以下、本例の放電装置1について、詳述する。
図2に示すように、昇圧トランス10は、EE型のフェライト製のコア11、12を備えている。コア11、12の中央磁脚111、121には、ボビン14を介して一次巻線16が巻回されているとともに、ボビン15を介して二次巻線17が巻回されている。そして、コア11とコア12との間には、ギャップ13が形成されている。本例では、ギャップ13はコア11、12における互いの対向部の全域に形成されている。
Hereinafter, the
As shown in FIG. 2, the step-
ギャップ13は、コア11、12の間に介在されたギャップ形成部材13aにより形成されている。本例では、ギャップ形成部材13aは、コア11、12の透磁率μcよりも小さい透磁率μgを有するように形成されている。ギャップ形成部材13aの材質は、例えば、樹脂、木材、セラミック等とすることができる。
The
図2に示すように、ギャップ13に形成される磁路101aは、昇圧トランス10に形成される磁路101の一部を形成している。そして、ギャップ13に形成される磁路101aにおける磁気抵抗Rは以下のように規定される。すなわち、当該磁気抵抗Rは、ギャップ13の長さをlg、ギャップ13の面積(ギャップ形成部材13aと、コア11又はコア12との当接面積)をS、ギャップ形成部材13aの透磁率をμgとしたとき、以下の式1により規定される。
As shown in FIG. 2, the
R=lg/(μgS) (式1) R = l g / (μ g S) (Formula 1)
上記式1からわかるように、磁気抵抗Rは、ギャップ13の長さlg及びギャップ形成部材13aの透磁率μgに関係した値となっている。また、磁気抵抗Rは昇圧トランス10の自己インダクタンスにかかわっていることから、磁気抵抗Rは昇圧トランス10の共振品質Qと直接関係するものとなっている。
As can be seen from the
また、ギャップ13に形成された磁路101aは、昇圧トランス10における一次巻線16と二次巻線17との結合係数kに直接関係するものとなっている。
Further, the
昇圧トランス10における共振状態は、昇圧トランス10の一次電圧及び二次電圧の波形を観察することにより、確認することができる。例えば、図7(c)に示すように、後述のパルス発振器30から発せられるパルス信号の電圧波形は矩形波であるが、図7(a)に示すように、一次巻線16に印加される一次電圧の波形が正弦波に変化していれば、昇圧トランス10における共振が強く、共振状態が良いと判断できる。そして、昇圧トランス10における共振状態が良い場合には、昇圧トランス10において安定した共振が発生することにより、図7(b)に示すように、二次電圧が十分に昇圧されて、高い電圧利得が得られることとなる。一方、一次電圧の波形が矩形波のままであれば、昇圧トランス10において共振が弱く、共振状態が悪いと判断できる。そして、昇圧トランス10における共振状態が悪い場合には、安定した共振が発生しないため、図7(d)に示すように二次電圧が十分には昇圧されず、高い電圧利得が得られない。
The resonance state in the step-up
本例では、昇圧トランス10における一次巻線16と二次巻線17との結合係数kと昇圧トランス10における共振品質Qが、kQ≧1を満たすように構成されている。さらに本例では、上記結合係数kが0.5以上となるように構成されている。
In this example, the coupling coefficient k between the primary winding 16 and the secondary winding 17 in the step-up
また、ギャップ13は、昇圧トランス10の一次側を短絡又は開放して昇圧トランス10の二次側から測定した交流抵抗値(インピーダンス)が、駆動周波数f0において二次側の出力電力が維持される範囲の値となるように構成することができる。パルス発振部の出力特性を電圧源として、トランスの一次側を短絡して二次側両端にプローブを接続し、測定することによって交流抵抗値を求めることができる。また、パルス発振部の出力特性を電流源として、トランスの一次側を開放して二次側両端にプローブを接続し、測定することによって交流抵抗値を求めることができる。
Further, the
上記交流抵抗値は、当該放電装置1の回路構成等を考慮して適宜決定することができ、本例では、駆動周波数f0を1MHzとし、交流抵抗値を3kΩとしている。
なお、上記交流抵抗値は、インピーダンスアナライザやLCRメータを用いることで容易に求めることができる。本例では、インピーダンスアナライザ(エヌエフ回路設計ブロック社製、型番ZA5405)を用いて、パルス発振部を電流源と考えて、トランスの一次側を開放することにより、上記交流抵抗値を求めた。
The AC resistance can be appropriately determined in consideration of the circuit configuration of the
The AC resistance value can be easily obtained by using an impedance analyzer or an LCR meter. In this example, the AC resistance value was obtained by opening the primary side of the transformer using an impedance analyzer (manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd., model number ZA5405), considering the pulse oscillation unit as a current source.
本例では、放電電極20として、点火プラグが備えられている。放電電極20としての点火プラグには、昇圧トランス10から出力された高圧の二次電圧が印加される中心電極21と、接地されている接地電極22とが備えられている。より詳細には、図9に示すように、放電電極20としての点火プラグは、いわゆる沿面放電プラグである。
In this example, a spark plug is provided as the
本例では、パルス発振器30として、図9に示すように、発振器31と、発振器31に接続されたハーフブリッジ回路32とを有する。そして、本例では、パルス発振部30は、矩形波のパルス信号を出力するように構成されている。
In the present example, as shown in FIG. 9, the
(比較試験)
図2に示す昇圧トランス10の構成を有するトランスA、トランスB、トランスCについて、比較試験を行った。具体的な各トランスA〜Cの構成は、表1に示す通りである。
A comparative test was performed on the transformer A, transformer B, and transformer C having the configuration of the step-up
表1に示すように、トランスAにおけるギャップの長さlg(図2参照)は0.04mmから4mmまで段階的に大きくし、トランスB、Cにおけるギャップの長さlgは0.04mmから10mmまで段階的に大きくした。そして、ギャップの長さlgと自己共振周波数fsとの関係を図3に示した。各トランスA〜Cにおいて、図3に示すように、ギャップの長さlgを大きくするにつれて自己共振周波数fsが大きくなっていた。 As shown in Table 1, the gap length l g (see FIG. 2) in the transformer A is increased stepwise from 0.04 mm to 4 mm, and the gap length l g in the transformers B and C is increased from 0.04 mm. The size was increased stepwise up to 10 mm. The relationship between the gap length l g and the self-resonant frequency f s is shown in FIG. In each of the transformers A through C, as shown in FIG. 3, the self-resonance frequency f s had become larger as increasing the length l g of the gap.
そして、図3において黒塗りの丸、黒塗りの三角で示すように、トランスA、Bでは、ギャップの長さlgが0.04mm以下である場合を除いて、自己共振周波数fsを駆動周波数f0よりも大きい状態とすることができた。また、図3において、黒塗りの四角で示したトランスCでは、ギャップの長さlgが0.3mm以上であるときに自己共振周波数fsが駆動周波数f0(1MHz)よりも大きい状態となっていた。 Then, as indicated by triangles black circles, black 3, except when the transformer A, B, the length l g of the gap is less than 0.04 mm, driving the self-resonance frequency f s It could be a greater state than the frequency f 0. Further, in FIG. 3, the trans C shown in black squares, and the state self-resonance frequency f s is higher than the driving frequency f 0 (1 MHz) when the length l g of the gap is 0.3mm or more It was.
次に、結合係数kと共振品質Qとの積kQ、共振状態及びギャップの長さlgの関係を図4に示した。図4では、各トランスA〜Cにおいて、共振状態が良いと確認されたものを黒塗りで示し、共振状態が悪いと確認されたものを白抜きで示した。ここで、「共振状態が良い」とは、昇圧トランス10に十分な共振が生じていることをいうものとし、「共振状態が悪い」とは、昇圧トランス10に十分な共振が生じていないことをいうものとする。そして、図7(a)に示すように、昇圧トランス10の一次電圧の波形が矩形波から正弦波に変化している場合を十分な共振が生じていると判断し、図7(c)に示すように、昇圧トランスの一次電圧の波形が矩形波から正弦波に変化していない場合を十分な共振が生じていないと判断した。
Then, the product kQ the coupling coefficient k between the resonance quality Q, showing the relation between the length l g of the resonant state and the gap in Fig. In FIG. 4, in each of the transformers A to C, those confirmed to have a good resonance state are shown in black, and those confirmed to have a bad resonance state are shown in white. Here, “resonance state is good” means that there is sufficient resonance in the step-up
そして、図4に示すように、まず、各トランスA〜Cにおいて、ギャップの長さlgが大きくなるにつれて、kQが小さくなっていた。そして、kQ≧1を満たすときに各トランスA〜Cにおいて、共振状態が良いことが確認された。 Then, as shown in FIG. 4, first, in the transformers A through C, as the length l g of the gap is increased, kQ was smaller. Then, it was confirmed that the resonance state was good in each of the transformers A to C when kQ ≧ 1 was satisfied.
図8に示すように、トランスBにおける、kQ=1.7の場合の電圧利得と、kQ=0.6の場合の電圧利得とを比較すると、kQ=1.7の場合は、kQ=0.6の場合に比べて3倍程度高い電圧利得が得られることが示された。 As shown in FIG. 8, in the transformer B, the voltage gain when kQ = 1.7 is compared with the voltage gain when kQ = 0.6. When kQ = 1.7, kQ = 0. It was shown that a voltage gain about three times higher than in the case of .6 was obtained.
次に、ギャップの長さlg、結合係数k、及び共振状態の関係を図5に示した。図5において、三角で示したトランスB及び四角で示したトランスCでは、結合係数kが0.5以上となるギャップの長さlgの範囲において、共振状態が良いことが示された。また、丸で示したトランスAでは、ギャップの長さlg全域において、結合係数kが0.5以上であって、共振状態が良かった。 Next, the relationship between the gap length l g , the coupling coefficient k, and the resonance state is shown in FIG. 5, the trans C shown in trans B and squares indicated by triangles, in the range of length l g of gaps coupling coefficient k is 0.5 or more, it was shown that the resonance condition is good. Further, the transformer A indicated by a circle, in length l g whole area of the gap, there is the coupling coefficient k is 0.5 or more, resonant state was good.
次に、図6に、昇圧トランス10の一次側を開放したときの昇圧トランス10の二次側における交流抵抗値(インピーダンス)と、ギャップの長さlgとの関係を示した。当該交流抵抗値が高くなると、二次電圧は低下することとなる。そして、図6に示すように、ギャップの長さlgが大きくなるにつれて、交流抵抗値は概ね減少する傾向にある。そのため、二次電圧の低下を抑制するには、ギャップの長さlgを大きくすることが好ましい。一方、ギャップの長さlgが大きくなりすぎると、結合係数kが低下して、かえって二次電圧は低下してしまう。両者の関係を勘案して、ギャップの長さlgは、二次電圧が所定範囲内に維持されるように設定することが好ましい。例えば、図6に示すように、交流抵抗値の上限は3kΩとなるように、ギャップの長さlgを設定することができる。そして、ギャップ13の透磁率がほぼμ0(真空の透磁率)である場合、ギャップの長さlgが0.27mmのときに最も効率が良くなっていた。
Next, FIG. 6 shows the AC resistance in the secondary side of the step-up
次に、本例の放電装置1における作用効果について、詳述する。
本例の放電装置1においては、昇圧トランス10のコア11、12にギャップ13が形成されている。そして、ギャップ13が形成されることにより、昇圧トランス10の自己共振周波数fsが駆動周波数f0よりも大きくなるように構成されているため、昇圧トランス10における容量性リアクタンス成分の影響が抑制され、トランスとしての機能が確保される。そして、昇圧トランス10はコア11、12間にギャップ13を有しており、ギャップ13に形成される磁路101aにおける磁気抵抗が、昇圧トランス10における結合係数k及び共振品質Qが、昇圧トランス10に共振を生じうる範囲内の値となっている。これにより、本例の放電装置1によれば、昇圧トランス10に安定した共振を発生させて、放電電極1に高電圧を生じさせることができる。
Next, the effect in the
In the
また、本例では、結合係数k及び共振品質Qが、kQ≧1を満たしている。これにより、昇圧トランス10における一次側も含めて共振状態が良好となり、二次側において大きな電圧利得を得ることができる。
In this example, the coupling coefficient k and the resonance quality Q satisfy kQ ≧ 1. Thereby, the resonance state including the primary side in the step-up
また、本例では、昇圧トランス10における結合係数kが0.5以上となっている。そして、二次側において大きな電圧利得を得ることができるようになっている。これにより、共振品質Qによらず、結合係数kをかかる範囲に設定すれば良いため、本例の放電装置1の条件設定が容易となる。
In this example, the coupling coefficient k in the step-up
また、本例では、ギャップ13は、昇圧トランス10の一次側を短絡又は開放して昇圧トランス10の二次側から測定した交流抵抗値(インピーダンス)が、駆動周波数f0において二次側の出力電力が維持される範囲の値となるように構成されている。これにより、ギャップ13を、電圧利得が高まる範囲に設定することが容易となる。
Further, in this embodiment, the
また、本例では、2つ以上のコア11、12の間に介在されてギャップ13を形成するギャップ形成部材13aを有し、ギャップ形成部材13aの透磁率μgは、コア11、12の透磁率μcよりも低い。これにより、ギャップ13によって、昇圧トランス10における有効透磁率を確実に低下することができ、ギャップ13に磁気エネルギーが蓄積されやすくなっている。その結果、昇圧トランス10に一層安定した共振を発生させることができる。
Further, in this example, has two or more
また、本例では、放電電極20は、点火プラグを形成している。これにより、本例の放電装置1を内燃機関の点火装置として利用することができる。本例では、放電電極20としての点火プラグは、沿面放電プラグである。そして、かかる沿面放電プラグに高周波を印加することにより、ストリーマ放電等のプラズマ放電を生起することができる。これにより、当該ストリーマ放電を前駆として、長距離の交流アーク放電又はグロー放電を生じさせることもできる。なお、本放電装置1に用いる放電電極20としての点火プラグは沿面放電プラグに限らない。例えば、本放電装置1に用いる放電電極20としての点火プラグとして、一般的な、中心電極と接地電極とが対向した対向接地電極を有する点火プラグを採用することができる。この場合においても、ストリーマ放電により、中心電極と接地電極とのプラグギャップにおいてイオン化が促進されて火花放電の発生が容易になるという効果が得られるため、有用である。
In this example, the
また、本例では、パルス発振部30は、発振器31と、発振器31に接続されたハーフブリッジ回路32とを有している。これにより、正負の2電源を用意せずとも、昇圧トランス10に正負の電圧を印加することができるため、部品点数を増やすことなく、高効率を実現できる。
In this example, the
また、本例では、パルス発振部30は、矩形波のパルス信号を出力するように構成されている。これにより、パルス信号として交番信号を容易に出力できるため、パルス発振部30の制御が容易となり、簡単な構成で昇圧トランス10において、共振を発生させやすくなる。
In this example, the
本例では、昇圧トランス10は、コア11、12及びギャップ13(図2参照)を備えている。これに替えて、以下に示す各変形例のようにしてもよい。すなわち、変形例1では、図10(a)に示すように、ギャップ13において、コア11、12における中央磁脚111、121には、ギャップ形成部材13aが設けられておらず、いわゆるエアギャップが形成されている。
In this example, the step-up
また、変形例2では、図10(b)に示すように、外磁脚112、122にはギャップ13は形成されておらず、中央磁脚111、121にのみ、ギャップ形成部材13aによってギャップ13が形成されている。
Further, in the second modification, as shown in FIG. 10B, the
変形例3では、図10(c)に示すように、コア11、12における中央磁脚111、121の互いの対向面又は少なくとも一方の対向面に、コーティング、めっき又は薄膜等の極めて薄いギャップ形成部材13aが設けられている。さらに、コア11、12における外磁脚112、122の互いの対向面又は少なくとも一方の対向面にも、コーティング、めっき又は薄膜等の極めて薄いギャップ形成部材13aが設けられている。これらによって、ギャップ13が形成されているため、ギャップ13の長さlgは極めて小さくなっている。
In
変形例4では、図10(d)に示すように、コア11、12における外磁脚112、122の外壁113、123に沿ってギャップ形成部材13aが設けられている。ギャップ形成部材13aには、外磁脚112、122における互いの対向面112a、122aの間に介在するように突出した突出部131aが設けられている。突出部131aは、対向面112a、122aの略中央まで突出している。ギャップ形成部材13aにより形成されたギャップ13は、中央磁脚111、121の全域と、外磁脚112、122の一部において、エアギャップとなっている。
In the modified example 4, as shown in FIG. 10 (d), a
変形例5では、図10(e)に示すように、実施例1のコア11(図2参照)を中央磁脚111及び外磁脚112の根元部分で分割して形成された、中央磁脚111及び外磁脚112と、板状部114とを備える。そして、中央磁脚111及び外磁脚112と、板状部114との間にギャップ18が形成されている。したがって、当該変形例5では、第1のギャップとしてのギャップ13と、第2のギャップとしてのギャップ18とが形成されている。
In the modified example 5, as shown in FIG. 10E, the central magnetic leg formed by dividing the
変形例6では、図10(f)に示すように、コア11、12の中央磁脚111、121は、外磁脚113、123よりも短くなっているともに、中央磁脚111、121の間に中央コア19が備えられている。そして、中央コア19と中央磁脚111、121には、それぞれギャップ形成部材13aが介在しており、ギャップ13、18がそれぞれ形成されている。
In Modification 6, as shown in FIG. 10 (f), the center
変形例7では、図10(g)に示すように、外磁脚112、122にはギャップ13は形成されておらず、中央磁脚111、121にのみ、ギャップ13が形成されている。中央磁脚111、121の互いの対向面の間には、ギャップ形成部材13aは設けられておらず、ギャップ13はエアギャップとなっている。
In the modified example 7, as shown in FIG. 10G, the
上記変形例1〜7のいずれにおいても、実施例1の場合と同様に、昇圧トランス10の自己共振周波数fsが、昇圧トランス10の駆動周波数f0よりも大きくなるように、かつ昇圧トランス10における一次巻線16と二次巻線17との結合係数k及び昇圧トランス10の共振品質Qが昇圧トランス10に共振を生じうる範囲内の値となるような磁気抵抗Rを有する磁路101aをなすようにギャップ13(18)を設計することにより、本例と同等の作用効果を奏することができる。
In any of the first to seventh modifications, the self-resonant frequency f s of the step-up
以上のごとく、本例によれば、昇圧トランス10に安定した共振を発生させて、放電電極20に高電圧を生じるように構成された放電装置1を提供することができる。
As described above, according to this example, it is possible to provide the
(実施例2)
本例では、図11に示すように、放電装置1は、点火プラグ20(放電電極)に、高電圧を印加して初期放電を形成する高電圧印加手段40を備える。そして、放電装置1は、高電圧印加手段40によって、点火プラグ20に初期放電が発生した後に、パルス発振部30及び昇圧トランス10によって生じた高電圧を点火プラグ20に重畳するように構成されている。なお、実施例1の構成部材と同等の構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
(Example 2)
In this example, as shown in FIG. 11, the
本例では、図11に示すように、高電圧印加手段40は、一次巻線41と、二次巻線42とを有するトランス43と、イグナイター44とを有するイグニッションコイルを形成している。そして、点火プラグ20における点火時には、イグナイター44によりトランス43の二次側に負の高電圧を発生させ、図12において符号Aで示すように、点火プラグ20の中心電極21に当該高電圧を印加する。これにより、中心電極21と接地電極22との間に初期放電としての火花放電が生じる。その後、図12において符号Bで示すように、パルス発振部30及び昇圧トランス10によって生じた高電圧を点火プラグ20に重畳をする。これにより、初期放電が維持されやすくなり、燃料ガスの着火性が向上される。
In this example, as shown in FIG. 11, the high voltage applying means 40 forms an ignition coil having a
かかる構成を有する放電装置1では、初期放電の形成は高電圧印加手段40が担っており、当該パルス発振部30及び昇圧トランス10は、初期放電の維持を担っている。したがって、パルス発振部30及び昇圧トランス10における放電維持のための要求電圧は、高電圧印加手段40における初期放電形成のための要求電圧よりも低くてよい。そのため、当該パルス発振部30及び昇圧トランス10の構成を小型化することができる。なお、本例の放電装置1においても、実施例1の場合と同等の作用効果を奏する。
In the
1 放電装置
10 昇圧トランス
101、101a 磁路
11、12、19 コア
13、18 ギャップ
13a ギャップ形成部材
16 一次巻線
17 二次巻線
20 放電電極(点火プラグ)
30 パルス発振器
40 高電圧印加手段
DESCRIPTION OF
30
Claims (9)
上記昇圧トランス(10)は、互いの間にギャップ(13、18)を形成するように配された2つ以上のコア(11、12、19)を有し、
上記ギャップ(13、18)は、上記昇圧トランス(10)の自己共振周波数が上記昇圧トランス(10)の駆動周波数よりも大きくなるように、かつ上記昇圧トランス(10)における一次巻線(16)と二次巻線(17)との結合係数k及び上記昇圧トランス(10)の共振品質Qが上記昇圧トランス(10)に共振を生じうる範囲内の値となるような磁気抵抗を有する磁路(101a)をなすように形成されていることを特徴とする放電装置(1)。 In a discharge device (1) comprising a discharge electrode (20), a pulse oscillating section (30), and a step-up transformer (10) and generating a high voltage at the discharge electrode (20),
The step-up transformer (10) has two or more cores (11, 12, 19) arranged to form a gap (13, 18) between them,
The gap (13, 18) is such that the self-resonant frequency of the step-up transformer (10) is higher than the drive frequency of the step-up transformer (10) and the primary winding (16) in the step-up transformer (10). And the secondary winding (17) and a magnetic path having a magnetic resistance such that the resonance quality Q of the step-up transformer (10) is a value within a range in which the step-up transformer (10) can resonate. The discharge device (1) is formed so as to form (101a).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015137119A JP2017022211A (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Discharge device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015137119A JP2017022211A (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Discharge device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017022211A true JP2017022211A (en) | 2017-01-26 |
Family
ID=57890158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015137119A Pending JP2017022211A (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Discharge device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017022211A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017141541A1 (en) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | 株式会社デンソー | Ignition device |
KR101891176B1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-08-24 | (주)디알젬 | High-voltage transformer for x-ray generation apparatus and method of manufacturing the same |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS463369Y1 (en) * | 1965-01-20 | 1971-02-05 | ||
JPS6050906A (en) * | 1983-08-30 | 1985-03-22 | Nippon Denso Co Ltd | Ignition coil for internal combustion engine |
JPH06117347A (en) * | 1992-10-06 | 1994-04-26 | Nippondenso Co Ltd | Ignition device of internal combustion engine |
JPH0868372A (en) * | 1994-08-29 | 1996-03-12 | Hanshin Electric Co Ltd | Superposed discharge type ignition device |
JP2000124032A (en) * | 1998-03-06 | 2000-04-28 | Nippon Paint Co Ltd | Film composed of amorphous metal foils and insulating resin layer, and coil or transformer |
JP2005039050A (en) * | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Kazuo Kono | Power supply apparatus and wire-wound transformer |
JP2012135112A (en) * | 2010-12-21 | 2012-07-12 | Tohoku Ricoh Co Ltd | High voltage inverter device and output voltage adjustment method thereof |
-
2015
- 2015-07-08 JP JP2015137119A patent/JP2017022211A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS463369Y1 (en) * | 1965-01-20 | 1971-02-05 | ||
JPS6050906A (en) * | 1983-08-30 | 1985-03-22 | Nippon Denso Co Ltd | Ignition coil for internal combustion engine |
JPH06117347A (en) * | 1992-10-06 | 1994-04-26 | Nippondenso Co Ltd | Ignition device of internal combustion engine |
JPH0868372A (en) * | 1994-08-29 | 1996-03-12 | Hanshin Electric Co Ltd | Superposed discharge type ignition device |
JP2000124032A (en) * | 1998-03-06 | 2000-04-28 | Nippon Paint Co Ltd | Film composed of amorphous metal foils and insulating resin layer, and coil or transformer |
JP2005039050A (en) * | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Kazuo Kono | Power supply apparatus and wire-wound transformer |
JP2012135112A (en) * | 2010-12-21 | 2012-07-12 | Tohoku Ricoh Co Ltd | High voltage inverter device and output voltage adjustment method thereof |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017141541A1 (en) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | 株式会社デンソー | Ignition device |
KR101891176B1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-08-24 | (주)디알젬 | High-voltage transformer for x-ray generation apparatus and method of manufacturing the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5873709B2 (en) | High-frequency plasma generation system and high-frequency plasma ignition device using the same. | |
US10263397B2 (en) | Active-control resonant ignition system | |
JP6035202B2 (en) | Ignition device | |
JP2012526241A (en) | Corona ignition using a self-tuning power amplifier. | |
RU2687739C2 (en) | Ignition system for an internal combustion engine and method of controlling such system | |
JP5393792B2 (en) | Ionization current measuring device in radio frequency ignition system for internal combustion engine | |
US20150200051A1 (en) | Transformer device | |
JP2017022211A (en) | Discharge device | |
US9382894B2 (en) | High-frequency discharge ignition apparatus | |
JP5643114B2 (en) | High voltage generator and use thereof | |
CA2856543C (en) | Active-control resonant ignition system | |
JP2014105681A (en) | Ignition system | |
JP2014070626A (en) | Ignition device of internal combustion engine | |
CN102577078B (en) | Pulse voltage generating circuit, discharge circuit, and emission analyzer using the circuits | |
US3847129A (en) | Ignition system utilizing a saturable-core square wave oscillator circuit | |
JP6678040B2 (en) | Ignition device | |
RU2287080C1 (en) | Ignition system of internal combustion engine | |
JP2011096744A (en) | Inductor | |
JP2004084650A (en) | Charged body current detection device in ignition device capable of applying alternating electric field of megahertz to combustion chamber gas of internal combustion engine | |
JP2022038455A (en) | Method for measuring loss of magnetic body | |
Garcia et al. | Investigation of the series inductance value of step-up transformers for HID lamps igniters | |
CN114649802A (en) | Equivalent circuit model of surge suppression buffer | |
JPH1027723A (en) | Coil part | |
JP2005185027A (en) | Beam-form spark discharge generating apparatus | |
JP2004193310A (en) | Transformer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190402 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190527 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20191112 |