JP3681509B2

JP3681509B2 - 点火装置

Info

Publication number: JP3681509B2
Application number: JP14421797A
Authority: JP
Inventors: 正博垣内; 元誌中村
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 1997-06-02
Filing date: 1997-06-02
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2017-06-02
Also published as: JPH10332148A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多口バーナ式燃焼器の点火に使用する点火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発明者らは、以下に示す多口バーナ式燃焼器の点火に使用する点火装置を試作した。
点火装置は、磁心に被覆線を巻回した一次巻線（均等巻き）、一次巻線上であって磁心の一端部、中央部、及び他端部に被覆線を巻回した第１の二次巻線、第２の二次巻線、第３の二次巻線（それぞれ同一巻数）とを有する昇圧トランスと、該昇圧トランスの一次電流をスイッチングする一次電流通電手段とを備え、第１の二次巻線の一端に第１スパーカを電気接続し、第３の二次巻線の一端に第２スパーカを電気接続し、第２の二次巻線の両端に第３スパーカ、第４スパーカを直列電気接続してなる。
【０００３】
この点火装置では、点・消火ボタンを押下すると、一次電流通電手段が作動状態になって全てのスパーカが火花放電を開始し、点・消火ボタンに対応した一つ又は二つのバーナが点火する。
【０００４】
しかし、上記点火装置には以下に示す課題があることを見い出した。
▲１▼第１の二次巻線に発生する出力電圧と第２の二次巻線に発生する出力電圧とが異なる。
▲２▼第２の二次巻線に発生する出力電圧が、上記第１、第２の二次巻線側より大幅に高くなる。
この為、各バーナ間で点火性能に差が出る｛上記▲１▼による｝とともに、第２の二次巻線部分で内部リークする｛上記▲２▼による｝虞がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、発明者らは、昇圧トランスの二次巻線の巻数を以下の様に変更した点火装置を試作して出力電圧の測定試験を行った。
第１の二次巻線＞第３の二次巻線＞第２の二次巻線
第１の二次巻線、第２の二次巻線、第３の二次巻線の各両端に均一な出力電圧を発生させることができたが、以下に示す新たな課題を生じることが判明した。
【０００６】
各巻線の巻数の設定が難しい。
目標の出力電圧（１５ｋＶ）を発生させるには、第１の二次巻線、第３の二次巻線を多く巻く（多い積層数）必要があり、昇圧トランスの大形化を招く。
被覆線のトータル使用長（第１の二次巻線＋第２の二次巻線＋第３の二次巻線）が長くなり、被覆線の材料代が嵩むとともに昇圧トランスの重量が重くなる。
【０００７】
本発明の目的は、昇圧トランスの各二次巻線の両端に、容易に均一な出力電圧を発生させることができる、多口バーナ式燃焼装置の点火装置の提供にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為、本発明は、以下の構成を採用した。
（１）棒状の磁心の一端から他端に亘って被覆線を巻回した一次巻線、及び前記磁心の各部に被覆線を巻回した三組以上の二次巻線を有する昇圧トランスと、該昇圧トランスの前記一次巻線に電流を断続して流す一次電流通電手段とを備え、各二次巻線にスパーカを電気接続した点火装置において、前記磁心の中央部に位置する一次巻線を粗巻きにし、前記磁心の端部に位置する一次巻線を密巻きにした。
【０００９】
（２）棒状の磁心の一端から他端に亘って被覆線を単層に巻回した一次巻線、前記磁心の一端部に被覆線を多層に巻回した第１の二次巻線、前記磁心の他端部に被覆線を多層に巻回した第３の二次巻線、及び中央部に被覆線を多層に巻回した第２の二次巻線とを有する昇圧トランスと、該昇圧トランスの前記一次巻線に電流を断続して流す一次電流通電手段とを備え、前記第１の二次巻線の一端に第１スパーカを電気接続し、前記第３の二次巻線の一端に第２スパーカを電気接続し、前記第２の二次巻線の両端に第３スパーカ、第４スパーカを直列電気接続した点火装置において、前記磁心の中央部に位置する一次巻線を粗巻きにし、前記磁心の端部に位置する一次巻線を密巻きにした。
【００１０】
（３）上記(1) 又は(2) の構成を有し、前記磁心は円柱状のフェライトであり、上記各スパーカは多口バーナ式燃焼器の各バーナ近傍に配設され、前記一次電流通電手段による一次電流のスイッチング周期は数Ｈｚである。
【００１１】
【作用及び発明の効果】
〔請求項１について〕
一次電流通電手段が昇圧トランスの一次巻線に電流を断続して流すと、磁心内に磁束が発生し、該磁束は各二次巻線と鎖交し、各二次巻線の両端に高電圧が誘起する。
【００１２】
一次巻線を均等に巻回（各二次巻線の巻数は同じ）した場合、磁心の中央部は端部に比べて磁束の密度が高いので、磁心の中央部に位置する二次巻線には磁心の端部に位置する二次巻線より高い出力電圧が発生する。
【００１３】
しかし、磁心の中央部に位置する一次巻線を粗巻きにし、磁心の端部に位置する一次巻線を密巻きにしているので、磁心の中央部の磁束の密度が低下し、磁心の端部の磁束の密度が上昇する。
これにより、磁心の中央部に位置する二次巻線に発生する出力電圧が低下し、磁心の端部に位置する二次巻線に発生する出力電圧が上昇する。
【００１４】
磁心の各端部に位置する二次巻線の巻数を同じにし、磁心の端部に位置する二次巻線の巻数を、磁心の各端部に位置する二次巻線の巻数と同じか若干多くすれば（一次巻線の巻き具合により異なる）、昇圧トランスの各二次巻線の両端に、均一な出力電圧を発生させることができる。
尚、二次巻線の巻数を多くする必要がないので、昇圧トランスの大形化や大重量化を招かない。又、被覆線の材料代も安価である。
【００１５】
〔請求項２について〕
磁心の中央部に位置する一次巻線を粗巻きにし、磁心の端部に位置する一次巻線を密巻きにしているので、磁心の中央部の磁束の密度が低下し、磁心の端部の磁束の密度が上昇する。
これにより、第２の二次巻線に発生する出力電圧が低下し、第１の二次巻線及び第３の二次巻線に発生する出力電圧が上昇する。
【００１６】
第１の二次巻線及び第３の二次巻線の巻数を同じにし、第２の二次巻線の巻数を、第１の二次巻線及び第３の二次巻線の巻数と同じか若干多くすれば（一次巻線の巻き具合により異なる）、昇圧トランスの各二次巻線の両端に、均一な出力電圧を発生させることができる。
尚、第１の二次巻線及び第３の二次巻線の巻数を多くする必要がないので、昇圧トランスの大形化や大重量化を招かない。又、被覆線の材料代も安価である。
【００１７】
〔請求項３について〕
磁心は円柱状のフェライトであり、一次電流通電手段による一次電流のスイッチング周期は数Ｈｚであるので、各二次巻線に効率良く高電圧を発生させることができる。
【００１８】
一台の点火装置で、多口バーナ式燃焼器のバーナを点火できるので、多口バーナ式燃焼器の製造コストを下げることができる。尚、各二次巻線には略等しい高電圧が発生するので、各バーナ間で点火性能に差が出ない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の一実施例（請求項１、２、３に対応）を図１〜図５に基づいて説明する。
四口バーナ式ガステーブルの点火装置Ｓは、図１、図２に示す様に、昇圧トランス１と、一次電流通電手段である発振回路２及びスイッチング回路３とを備え、出力端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄには、各バーナ（図示せず）の近傍に配設した第１〜第４のスパーカ５１、５２、５３、５４が電気接続されている。
【００２０】
昇圧トランス１は、中空円筒ボビン（プラスチック製）に、第１、第２、第３の二次巻線１１、１２、１３を巻回した二次巻線ユニット１４と、一次巻線１５を巻回し中空円筒ボビン内に挿着される一次巻線ユニット１６とからなり、各二次巻線１１、１２、１３の巻数は以下のとおりである。
【００２１】
第１、第３の二次巻線１１、１３…ウレタン線２８００回（７００回×４層）
第２の二次巻線１２…………………ウレタン線３０００回（６００回×５層）
【００２２】
第１の二次巻線である二次巻線１１は図示右端（図３）に位置し、巻き始めが出力端子Ａに接続され、巻き終わりＥが接地されている。
第３の二次巻線である二次巻線１３は図示左端（図３）に位置し、巻き始めＦが接地され、巻き終わりが出力端子Ｄに接続されている。
第２の二次巻線である二次巻線１２は図示中央（図３）に位置し、巻き始めが出力端子Ｂに接続され、巻き終わりが出力端子Ｃに接続されている。
【００２３】
一次巻線ユニット１６は、平面状の面取りを対向して施した略円状のフェライト棒１８をフェライトパイプ１７（円筒状）に挿着し、フェライトパイプ１７の外周に、φ０．５のウレタン線を４８回、下記の様に巻回（一次巻線１５）して形成されている。
【００２４】
フェライトパイプ１７の中央部（全体の１／３）に位置する一次巻線１５を線径分だけ離して巻くことにより粗巻きにし、フェライトパイプ１７の各端部（夫々、全体の１／３）に位置する一次巻線１５を詰めて巻くことにより密巻きにしている。
【００２５】
発振回路２は、発振トランス２１の一次巻線２１１、トランジスタ２２、ダイオード２３、抵抗２４（２ｋΩ）、スイッチ２５、及び電池２６（単一×２本；３Ｖ）を、図１に示す様に結線して構成され、スイッチ２５をオン状態に維持している間、発振トランス２１の二次側には発振出力（交流）が発生する。
尚、スイッチ２５は、ガステーブルの点・消火ボタンを押圧して点火位置（最下端）にすると、閉成するマイクロスイッチである。
【００２６】
スイッチング回路３は、発振トランス２１の二次巻線２１２、ダイオード３１、サイダック３２、フィルムコンデンサ３３（１．２μＦ）、及び昇圧トランス１の一次巻線１５を、図１に示す様に結線して構成され、７Ｈｚ〜８Ｈｚの周期でスイッチングを行い、昇圧トランス１の一次巻線１５の一次電流を断続する。
【００２７】
第１〜第４のスパーカ５１、５２、５３、５４は、それぞれ、各放電電極側が点火装置Ｓの出力端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに接続され、各接地側が四口バーナ式ガステーブルのボディに接続されている。
【００２８】
つぎに、一次巻線ユニット１６を採用した点火装置Ｓ、一次巻線ユニット１６１を採用した比較品ｉ、及び一次巻線ユニット１６２を採用した比較品ｉｉにおける評価試験について述べる。
【００２９】
〔比較品ｉ〕
一次巻線ユニット１６１は、一次巻線ユニット１６と同様、対向して面取りを施した略円状のフェライト棒１８をフェライトパイプ１７（円筒状）に挿着し、フェライトパイプ１７の外周に、φ０．５のウレタン線を４８回、下記の様に巻回（一次巻線１５）したものである。
【００３０】
フェライトパイプ１７の中央部（全体の１／３）に位置する一次巻線１５を詰めて巻くことにより密巻きにし、フェライトパイプ１７の各端部（夫々、全体の１／３）に位置する一次巻線１５を線径分だけ離して巻くことにより粗巻きにしている。
【００３１】
〔比較品ｉｉ〕
一次巻線ユニット１６２は、一次巻線ユニット１６と同様、対向して面取りを施した略円状のフェライト棒１８をフェライトパイプ１７（円筒状）に挿着し、フェライトパイプ１７の外周に、φ０．５のウレタン線を４８回、下記の様に巻回（一次巻線１５）したものである。
フェライトパイプ１７の左端から右端に亘り、一次巻線１５を線径の１／２だけ離して均等に巻いている。
【００３２】
図５における各出力電圧Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄは、無負荷状態（スパーカ５１、５２、５３、５４を接続しない）で、以下の様にして測定した。
出力電圧Ｅａ……出力端子Ａ- アース間
出力電圧Ｅｂ……出力端子Ｃを接地した状態で、出力端子Ｂ- アース間
出力電圧Ｅｃ……出力端子Ｂを接地した状態で、出力端子Ｃ- アース間
出力電圧Ｅｄ……出力端子Ｄ- アース間
【００３３】
一次巻線ユニット１６１を採用した比較品ｉは、出力電圧Ｅｂ、Ｅｃが大幅に高くなり（Ｅｂ、Ｅｃ＝１９ｋＶ）、第２の二次巻線１２部分で内部リークする虞がある。又、出力電圧Ｅａ、Ｅｄは１３ｋＶであり、目標電圧（１５ｋＶ）を下回った。
【００３４】
一次巻線ユニット１６２を採用した比較品ｉｉは、出力電圧Ｅｂ、Ｅｃが目標電圧（１５ｋＶ）より、かなり高くなる（Ｅｂ、Ｅｃ＝１８ｋＶ）。又、出力電圧Ｅａは１３．５ｋＶであり、出力電圧Ｅｄは１４．５ｋＶであり、ばらつくとともに目標電圧（１５ｋＶ）を下回った。
【００３５】
一次巻線ユニット１６を採用した点火装置Ｓ（発明品）は、出力電圧Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅａ、Ｅｄがそれぞれ均等で、且つ目標電圧（１５ｋＶ）又は目標電圧に近い電圧（Ｅｂ、Ｅｃ＝１５．５ｋＶＥａ、Ｅｄ＝１５ｋＶ）が得られた。
【００３６】
つぎに、本実施例の利点を述べる。
〔ア〕四口バーナ式ガステーブルの点火装置Ｓは、昇圧トランス１の二次巻線１１、１２、１３の各両端に、略等しい目標電圧（１５ｋＶ）を発生させることができる。
この為、各バーナ間で点火性能に差が出ず、特に電池の寿命末期に起き易い着火ミスが防止できる。
【００３７】
〔イ〕昇圧トランス１の一次巻線１５の巻パターンが本実施例の様な場合、第１、第３の二次巻線１１及び二次巻線１３を同巻数（本実施例では各２８００回）とし、第２の二次巻線１２の巻数をこれよりやや多く（本実施例では３０００回）巻けば良く、各二次巻線１１、１２、１３の巻数設定が容易である。
【００３８】
〔ウ〕第１、第３の二次巻線１１、１３を多く巻く（多い積層数）必要がないので昇圧トランス１の大形化を招かない。
又、被覆線のトータル使用長（第１の二次巻線１１＋第２の二次巻線１２＋第３の二次巻線１３）が長くならないので、ウレタン電線の材料代が安く済むとともに、昇圧トランス１の大重量化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る、四口バーナ式ガステーブルの点火装置の電気回路図である。
【図２】その点火装置の上面図（上）、及び内部説明図（下）である。
【図３】その点火装置に使用する昇圧トランスの横面図（上）、及び構造説明図（下）である。
【図４】その点火装置に使用する一次巻線ユニットの断面図（上）、及び横面図（下）である。
【図５】一次巻線の巻き具合と、各二次巻線の出力電圧との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１昇圧トランス
２発振回路（一次電流通電手段）
３スイッチング回路（一次電流通電手段）
１１第１の二次巻線
１２第２の二次巻線
１３第３の二次巻線
１５一次巻線
１７フェライトパイプ（磁心）
１８フェライト棒（磁心）
５１第１スパーカ
５２第２スパーカ
５３第３スパーカ
５４第４スパーカ
Ｓ四口バーナ式ガステーブルの点火装置（点火装置）

Claims

棒状の磁心の一端から他端に亘って被覆線を巻回した一次巻線、及び前記磁心の各部に被覆線を巻回した三組以上の二次巻線を有する昇圧トランスと、
該昇圧トランスの前記一次巻線に電流を断続して流す一次電流通電手段とを備え、各二次巻線にスパーカを電気接続した点火装置において、
前記磁心の中央部に位置する一次巻線を粗巻きにし、前記磁心の端部に位置する一次巻線を密巻きにしたことを特徴とする点火装置。
棒状の磁心の一端から他端に亘って被覆線を単層に巻回した一次巻線、前記磁心の一端部に被覆線を多層に巻回した第１の二次巻線、前記磁心の他端部に被覆線を多層に巻回した第３の二次巻線、及び中央部に被覆線を多層に巻回した第２の二次巻線とを有する昇圧トランスと、
該昇圧トランスの前記一次巻線に電流を断続して流す一次電流通電手段とを備え、前記第１の二次巻線の一端に第１スパーカを電気接続し、前記第３の二次巻線の一端に第２スパーカを電気接続し、前記第２の二次巻線の両端に第３スパーカ、第４スパーカを直列電気接続した点火装置において、
前記磁心の中央部に位置する一次巻線を粗巻きにし、前記磁心の端部に位置する一次巻線を密巻きにしたことを特徴とする点火装置。
前記磁心は円柱状のフェライトであり、
上記各スパーカは多口バーナ式燃焼器の各バーナ近傍に配設され、
前記一次電流通電手段による一次電流のスイッチング周期は数Ｈｚである請求項１又は請求項２記載の点火装置。