JPH03506104A - 高効率で高出力のコンパクトｃｄ用点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高効率で高出力のコンパクトＣＤ用点火コイルの　　　お この発明は、空気−燃料混合物を点火させるための点火装置の点火コイル、特に 高レベルの点火エネルギーを貯えるためのコンデンサを使用する装置すなわち高 エネルギーのコンデンサ放電点火装置に使用するためのかつ急速に脈動する（マ ルチ・ストライク）シーケンスのスパーク・パルスの形態でエネルギーを供給す るための点火コイルに関するものである。

空気−燃料混合物を点火させる性能を改善するための内燃機関用点火装置につい て相当な調査が行われた。詳しく云えば、過去２０〜３０年の閏、空気−燃料温 き物を不十分点火特性で点火させる点火装置、特に特有のクリーナの能力を改善 しかつ周知の空気−燃料混合物をもっと効率良く燃焼させることについて仕事が なされた。

いわゆる高エネルギ一点火についての従来の仕事の多くは、高点火エネルギーを 供給するためにコイル設計以外の解決策に焦点が合わされていた。米国特許第４ ．６７７．９６０号に開示され、以後電圧逓倍コイル原理またはショート用逓倍 原理と称される高効率、電圧逓倍、低巻数比コイル原理の最近の発展に特に鑑み て、実際のコイル設計を改善することに少ししか関心がはられれなかった。

点火コイルを含むスパーク点火に関する従来の仕事は沢山あり、例えば１９７３ 年にインチクスト・エデュクーショナル・バプリッシャーズ（Ｉｎｔｅｘｔ　Ｅ ｃｌｕｃａｔｉｏｎａｌＰｕｂ　ｌ　１ｓｈｅｒｓ　）から発行されたニドワー ド・エフ・オバー）　（Ｅｃｌｗａｒｄ　Ｆ、０ｂｅｒｔ）著の本“内燃機関お よび空気汚染”の第５３２〜５６６頁に掲載された＆ニｍ玉上乏λに要約されて いる。上記米国特許に提示されたコイル設計を含み、オバートによって報告され た仕事およびそれ以後に発表された仕事は、高漏洩インダクタンスのための閉磁 気鉄心に主として同心的に或はその異なるアームに１次巻線と２次巻線のどちら かを巻回することにより、コイルを設計することの良く確立された原理に基づい ている。

ｌユニ１１ 他方、この発明は、その一部が下記の（ａ）および（ｂ）に基づいている。すな わち、（ａ）特に逓倍原理に基づいた解決策のために、点火コイルの開国路（高 電圧）および閉回路く大電流）特性が分けられることができかつコイルの各部が 違っていて抵抗損および鉄心積並びに鉄心のサイズおよびコイル全体のサイズを 最小にすることの見通しから別々に最適化されるべく設計されることができるの をＭＸ識すること、そして（ｂ）このような認諏に基づいて効果的に作用するこ とである。

詳［、＜云えば、２つの異なる鉄心断面積および鉄心形状の有効な構成は１次巻 線および２次巻線に対して達せられ、２次巻線は大型の巻線区域に適応するため の出力キャパシタンスおよび鉄心材料に一部依存する１次巻線の鉄心断面積の約 半分以下を要する。その上、約５マイクロフアラツドの入カキャバシタンスＣｐ に対して高漏洩インダクタンスＬｐｅすなわち約５０マイクロヘンリーのインダ クタンスが望ましいなら、巻線はポット（ｐｏＬ）すなわちＥ型鉄心の各半分で 封じ込めを容易にするために軸方向で並置され、低いＥＭＩすなわち電磁干渉を 有する望ましい実施例が開発される。その結果、３５０ボルトの１次電圧Ｖｐに 対し、わずか約１０ターンの１次巻線（および電圧逓倍原理により５００ターン の２次巻線）で望ましい設計が可能である。

米国特許頭第１３］、、９４８号に開示されたような最適化された点火装置全体 の一部として、本コイル構成群（すなわちこの発明内のそのような構成の設計群 ）は、前記特許願に開示されたコンデンサ放電回路のもつとＭｌ、適に定められ たスパーク脈動波形に至り、前記特許願に開示された再充電回路を含む。その上 、そのように新規なコイル構成は、そのコンパクト性によって現在可能とされた ディストリビュータレス点火装置におけるように、別な装置のａａ化および延長 分可能にする。例えば、そのようなディストリビュータレス点火装置用には、米 国特許第４，７７４，９１４号に開示された原理に基づいて改良されたスパーク ・プラグ・ワイヤが開示されており、これはコイル発明によって発生された容量 性スパークを調整して、ＥＭＩを起こさせる高周波スパーク分（３０Ｍ　Ｈｚよ り高い）を強く抑制しながら最小の減衰で上記スパークを通過させる。更にその 上、米国特許願第１３１．９４８号に開示された電界焦点１／ンズ（Ｅ　Ｆ　Ｆ 　Ｌ　’）型の望ましいスパーク・プラグと一緒に使用される時に、コイルは正 対慣用の負の初期高電圧出力極性を与えるように設計されるのが望ましい。

コイル発明の巻線並置特色の他の面では、２種類め磁気材料を鉄心の半分毎に使 用でき、１次巻線が巻回される方の鉄心半分には低損材料（フェライトが望まし い）を、そして２次巻線が巻回される鉄心半分には低コスト（高損失）で高磁気 飽和材料（シリコン鉄が望ましい）を使用する。更に、コイルの高漏洩・インダ クタンス（Ｌｐｅ）の１次巻線を２つの部分に分けることができ、第１の部分（ Ｌｐｅｌ）は１−ランス（コイル）を構成する同心巻線または並１１１１　（ｓ ｉｄｅ−ｂｙ−ｓｉｄｅ）巻線すなわち共直線性巻線を介して２次巻線に結合さ れ、そして第２の部分（Ｌｐｅ２）は別な漏洩インダクタンス　チョークを有す る別な独立した鉄心に含まれる。この設計は幾つかの重要な利点を提供する。

１つの利点は、２次巻線から１次漏洩巻線の一部を減結合することにより、これ は２次巻線ターンを切るより低い１次巻線漏洩磁束のせいで２次巻線の交流損失 を少なくすることである。それはまた各部分の漏洩インダクタンスに比例して全 鉄心損失を重み付けることにより全トランス鉄心損失も少なくし、従って損失が より少ない別な漏洩チョーク（第２の部分）は（ＬｐｅｌよりもＬｐｅ２をはる かに大きく設計することにより）極めて大きい重み付は係数を持てる。このよう にして低コスト、高磁気飽和、高損失材料例えばシリコン鉄（ＳｉＦｅ）をトラ ンスの第１の部分に使用して全コストを下げれる。

第２の利点は、５ｉＦｅの積層された磁気鉄心材料の使用により非常に小さくか つ安酒に作れる（非常に低い漏洩のＬｐｅｌ）の幾つかのトランス・コイル間に 単一の漏洩チョークＬｐｅ２を共有させることにより、別な漏洩チョークが特に 簡単で低コストのディストリビュータレス点火形態をさせることである。

この発明の幾つかの特色および目的 □この発明の以下に述べる特色は発明自体の説明の一部である。

この発明の主な特色は、コンパクトで効率良く（巻線のターン数が少なく従って 巻線抵抗が低い）しかも非常に不十分であるか或は空気−燃料混合物を点火させ るのが難しい点火用の、逓倍原理に基づいた超高電力（数百ワット）、高効率、 マルチ脈動コンデンサ放電（ＭＰＣＤ）回路に使用するのに適している新しく改 良された点火コイルを提供することである。特に、コイル構成および巻線の設計 を定めるコイルの開回路動作および開回路動作に基づいて別々に置かれた１次巻 線および２次巻線のための新しいコイル設計基準を提供することが特色であり、 その際に新しい設計基準に基づいた２つ別々の巻線の鉄心サイズが１次鉄心断面 積の約１，５　倍の２次鉄心断面積に至るようにする。

この発明の他の特色は、正常な動作状態下で、低損失鉄心フェライト材料のため にそれぞれの鉄心半分がそれらの磁束密度飽和レベル近くまで応力をかけられる ように鉄心半分を設計することである。

この発明の他の特色は２新しいコイル設計基準を好都合に使用して、約３５０ボ ルトのコイル１次ａｔ圧Ｖｐに対してわずか約１０ターンの１次巻線を有しそし て各巻線がポットすなわちＥ型鉄心の各半分に含まれるのが望ましいＭＰＣＤ用 に適したコイルを開発することである。

この発明の他の特色は、望ましくは再充電回２ｆｔ（ＭＰＣＤＲＣ点火）を含ん で大体一定であるか或はゆっくりと減少する振幅の密間隔例えば２５０〜５００ マイクロ秒（μ５ｅｃ）のスパーク・パルスを供給するためのかつもし第１のス パーク・パルスが誤点火するならばコイルが再充電回路をして１次電圧従って第 ２のスパーク・パルスの２次電圧を高い値まで上昇させるように設計されるのが 望ましいＭＰＣＤ点火回路と共に効果的に使用されるべくコイルを設計すること である。

この発明の他の特色は、コイル発明設計原理を使用することによりかつ２次巻線 に低誘電定数材料を利用することにより、コイル発明の２次巻線のキャパシタン ス（ｅｓｃ）が低い値例えば２０〜４０ピコフアラツド＜ｐＦ＞であるようにこ のキャパシタンスを設計することである。

、二の発明の他の特色は、新ｌ、いコイル設計基準を利用して、２次側を事実上 方形の巻線或はターンＮｔ／層よりも多い層Ｎ１を有する巻線で巻回するために 、２次（出力）コイルのキャパシタンスＣｓｃと２次ＡＣ（交流）抵抗との両方 を最小にすることである。

この発明の他の特色は、層Ｎｔｉの成る範囲を超える値が減少して（接地）フェ ライト鉄心側壁から高電圧ターンのすき間と増す場合に、１番目の層毎の可変タ ーンＮＬｉを提供することである。

この発明の他の特色は、コイル出力端子をスパーク・プラグに接続して容量性ス パークの伝送周波数を５〜１５メガヘルツ（Ｍｌ（ｚ）まで下げるための高圧リ ード線を、上記周波数が小さな減衰でスパーク・ギャップへ供給されるが３０Ｍ Ｈｚを超えるエネルギーが強く減衰されるように設計することにより、実効スパ ーキング（容量性スパーク〉用コイル２次巻線キャパシタンスｅｓｃを使用させ ることである。

この発明の他の特色は、コイル鉄心外面にかつ低ＥＭＩ用プラグ・シェルに終る 接地されたシールド中に上述した高圧リード線を収容することである。

この発明の他の特色は、望ましくは軸方向に並１されたコイル巻線を使用させか つ１次巻線の始めと終りが互いに掻く接近しているように１次巻線の２つの層を 使用することである。

この発明の他の特色は、１次巻線が巻回される鉄心の外面に或はこの外面に極く 接近して装架された放電回路含有するＣＤ回路の一部としてコイルを使用するこ とである。なお、巻線の２端が放電回路に非常に接近ｌ、て位置しかつ放電回路 と接続するために望ましくは２．５４ｃｍ　（１インチ〉〜５．０８ｅ肩（２イ ンチ）未満の１次巻線ワイヤ長を必要とするように２Ｆ１１次巻線が望ましい。

この発明の他の特色は、新しいコイル設計基準によって指定されたように１つ以 上の同様な外径を有するか或は異なる寸法を有する鉄心の主として各半分に望ま しくは軸方向に並置された巻線を組み込むことである。

この発明の他の特色は、ポット型鉄心を使用することである。なゾし、１次巻線 にワイヤの２層が使用され、これら２層はポット型鉄心の半分の一方の端面に始 ってかつ終り、そして１次巻線の２次高圧端はポット型鉄心の反対側め端面に終 るようにする。

この発明の他の特色は、主動作周波数でのワイヤのＡＣ抵抗が適当なより＜ｓｔ 、ｒａｎｄ＞サイズのリッツ線のようにＤＣ（直流）抵抗の２の係数よりも望ま しくは小さいように選ばれかつ配向されるコイル用のワイヤを使用することであ る。

この発明の他の特色は、１次巻線にリッツ線をそして２次巻線中に適当なワイヤ を使用することであり、その直径が銅では約０．７６２ｚｉ（３０ミル）の表皮 （ｓｋｉｎ）深さに対して約１０ｋＨｚ（キロヘルツ）であることが望ましいＣ Ｄスパーク放電発振周波数の動作周波数によって定められたような表皮深さの大 体半分に等しくそして２次巻線ワイヤに対しては直径は０．３８１ｉｖ（１５ミ ル）である。

この発明の他の特色は、２次巻線中に固い導体ワイヤを使用することであり、そ の銅属径が表皮深さの１７２３〜２／３すなわち１０ｋＨｚの動作周波数に対し て０．２５４１屑く１０ミル）〜０．５０８ｉｍ（２０ミル）である。

この発明の他の特色は、２次ワイヤを本質的に方形巻線断面に巻くことであり、 その大きな巻線寸法が１次巻線によって生じられた漏洩磁界に対して本質的に平 行である。

この発明の他の特色は、望ましくは約３５０ボルトまで充電される約５マイクロ フアラツドの１次回路コンデンサｃｐを有するＭＰＣＤ回路中で使用されるべく 、Ｃｐの値の１／４〜１／２のキャパシタンスＣｅおよび約２０ミリヘンリー（ 論Ｈ）の再充電回路インダクタンスＬｅを有する再充電回路並びに電界焦点レン ズ（ＥＦＦＬ）型のトロイダル・ギャップを有することが望ましいスパーク・プ ラグ（およびディストリビュータレス点火用コイル）中に主として含まれた１０ ０９Ｆ　未満であることが望ましい全２次回路キャパシタンスＣｓと一緒に使用 されるのが望ましい、逓倍原理すなわち高効率で低巻数比の電圧逓倍原理に基づ いてコイルを設計することである。

この発明の他の特色は、プラグの詰まりを最少にするために正極性の高電圧出力 対慣用の負極性を提供するようにコイル発明を設計することである。

この発明の他の特色は、トロイダル・ギャップ焦点レンズ型プラグ（ＥＦＦＬプ ラグ）を有するコイルを使用することであり、本高効率コイル設計によって可能 とされた高スパーク脈動出力に耐えれるように、点火端ボタン・チップが小直径 例えば６．３５ｚｚ（０，２５インチ）〜７．６２ｚ禦（０，３０インチ）のタ ングステン−ニッケルー鉄、タングステンー二ツゲルー鋼その他のような耐腐食 材料で作られ、そしてプラグ接地リングが同様な材料で作られる。

この発明の他の特色は、約４０ｐＦ　のプラグ・キャバシタンスＣｓｐを持つこ とが望ましいＥＦＦＬプラグおよび最小出力コイルキャパシタンスＣ５ｃｉ有す るコイルと使用することである。

この発明の他の特色は、プラグが詰まる機会を最少にするためにプラグ長によっ て定められた垂直軸に対ｊ７て約４５°の角度にある約２．５４ｚｇ（０，１イ ンチ）のスパーク・ギャップを提供するようにＥＦＦＬプラグの点火端を設計す ることである。

この発明の他の特色は、１００アンペアの電流で１ボルト以下の順電圧降下のス パーク脈動スイッチとして低ｌｌＩ！電圧降下のＳＣＲを使用しかつＳＣＲの回 復時開を短くしかつこの発明のための最適化された点火パルス列を供給するため に、ＳＣＲ点弧中ＳＣＲのトリガ・ゲートに負バイアスをかけるスピードアンプ 　シャントオフ回路によってもたらされる８０〜１２０マイクロ秒の短い発振周 期の密間隔マルチ・スパーク・パルスを発生できるＭｐ　ＣＤ　ＲＣ点火装置と 一緒にコイル発明を使用することである。

この発明の池の特色は、ＭＰＣＤＲＣ点火装置および本コイル発明を有するＥ　 Ｆ　Ｆ　Ｌプラグを部会良く使用して、低ＲＰＭでは例えば１０〜２０個のパル スであるが、６．００ＯＲＰ　Ｍでは約３個の密間隔（例えば２５０マイクロ秒 ）パルスまで下げることが望ましい多くのスパーク・パルスを点弧毎に供給する ことである。

この発明の他の特色は、低ＲＰＭエンジン運転ではＥＦＦＬプラグのトロイダル 容積の少なくとも約半分を点火させるのに十分なそのようなスパーク・パルスを 点弧毎に供給することである７ この発明の他の特色は、第１５パルスの終りには４００マイクロ秒まで増加ｌ、 かつ長いパルス列が使用されるならば第１５パルスの終りには例えば５００マイ クロ秒まで増加する例えば２５０マイクロ秒のパルス間初期時間を約２の倍寧だ け増加する。後続のパルスではパルス間時間を徐々に増加する可変スパーク　パ ルス時間を提供することである。

この発明の他の特色は、大容積を点火させるためにそのように可変で長い持続時 間のパルス列を使用することである。

この発明の他の特色は、突き合わされた“Ｅ″型鉄心の鉄心半分を作ることであ り、これは同様な外側寸法を持つことが望まｌ、　＜、１次鉄心は薄くて低損失 の積層体で年られかつ２次鉄心は非常に高い巻線窓を提供するように小さい中心 柱直径に設計される。

この発明の他の特色は、例えば積層型鉄心では１次鉄心に大きな積層スタックを 使用することによって１次鉄心と２次鉄心の間にオフセットを生じることであり 、従ってこのオフセラＩ・により１次漏洩インダクタンスＬｐｅ（および１次イ ンダクタンス）コ調節く増加）させる。

この発明の他の特色は、“■”バー（“Ｅ”鉄心用）または円筒状キャップ（ポ ット鉄心用）を有する単一の“Ｅ”鉄心またはポット鉄心の２倍の内径を持つ鉄 心を作ることである。

この発明の他の特色は、構造上の嬰図が無視できるように、すなわち薄い外管を 使用できるように部品の寸法をもっと好都合に選択するために使用されるべくか つ更に薄い壁の外側区間を作るために高飽和磁束密度の金属テープを使用するこ とにより、簡単に破れないポット鉄心型設計の鉄心材料例えばフェライト入りプ ラスチック。

円筒管状に巻かれたＮｉＦｅまたは５ｉＦｅの金属テープ等の別な外側ゲージン グを使用することである。

この発明の他の特色は、高ＲＰＭ時にかつ多くのシリンダを有するエンジン中の ＳＣＲにか）る熱応力を軽減するために、各点火トリガで交互に点弧される２個 （２組）以上のＳＣＲが設けられているＭＰＣＤＲＣ型のディストリビュータ型 点火にコイル発明を使用することである。

この発明の他の特色は、例えば２組が標準のＶ−８エンジンに対して、３〜４組 が高速１２シリンダ・エンジンに対して、以下同様に設けられるように、エンジ ンの２〜４シリンダ毎に１組のＳＣＲを設けることである。

この発明の他の特色は、大きな容積、冷い周囲、アルコール燃料、エンジンの磨 滅、および非最適同調等によって課せられた異なる問題のある状態下で点火を確 保するための特殊な適合性である。

この発明の他の特色は、点火情況から離れて一般にトランス技術への寄与である 。

この発明の巻線並置の他の特色は、各巻線鉄心半分毎に２種票の磁気材料を使用 することであり、低損失材料（フェライトが望まｊ７い）は１次巻線が巻回され る鉄心半分用でありそして低コスト（一般に高損失）で高磁気飽和の材料例えば シリコン鉄は２次巻線が巻回される鉄心半分用である。

別々の巻線を使用するこの発明の池の特色は、コイルの別な高漏洩インダクタン スｌ、ｐｅの１次巻線を２つの部分すなわち第１の部分（Ｌｐｅｌ）と第２の部 分に分けることであり、第１の部分（Ｌｐｅｌ）はコンパクトなトランス（コイ ル）の１次巻線を構成する非常に低い漏洩同心巻線または並置巻線を介して２次 巻線へ結合され、そして第２の部分は一般にＬｐｅｌよりも大きい漏洩インダク タンスＬｐｅ２のチョークを構成する別な鉄心中に含まれる。

この発明の他の特色は、漏洩インダクタンスＬｐｅｌおよびＬｐｅ２の２つ別々 の１次巻線を２次巻線からの１次漏洩磁束の減結合部分に設け、コンバクＩ＝な コイルのためにより小さくて、コストが低く、磁気飽和が高く、損失が高い材料 例えばシリコン鉄（ＳｉＦｅ）を使用できるように、２次巻線のＡ　Ｃ損失およ び２次巻線を支持する鉄心の損失を最少にすることである。

この発明の他の特色は、インダクタンスＬｐｅ２の唯一の漏洩チョークと、Ｓｉ Ｆｅ積層磁気鉄心材料の使用により非常に小さくかつ安価に作れる所要数のく漏 洩Ｌｐｅｌｉ）低漏洩インダクタンスのコンパクトなコイルとを利用することに より、簡単で低コストの形態をしたディストリビュータレス点火を行うことであ る。

この発明の他の特色は、特に簡単な形態のディストリビュータレス点火装置を開 発するために、ｆｌましい再充電回路の大型（分Ｍ）チョークの存在によって可 能にされた別な形態の放電回路を利用することである。

この発明の他の特色は、どんな形状にも簡単に乍れる非常に小さな粒子サイズの 粉末状鉄、シレクトロン（Ｓｉ　１ｅｃＬｒｏｎ　）　　または他の材料のよう な高飽和磁束密度鉄心材料で特別に小さくてコンパクトなコイルを組み立てるた めに、２つの部分から成る１次巻線のコイル構成の利点な使用することであり、 上Ｊ己小さなコイルは特にコンパクトな全設計のためのスパーク・プラグ上に装 架できる。

この発明の目的は、上述した特色の実現と含む。

この発明の他の特色および目的はその一部が明白でありかつ他の一部が後で明白 になる。なお　上述した列挙は徹底的なものではない。従って、この発明は、以 下の詳細な開示およびこの出願の請求の範囲に示される範囲に例示された、構成 、素子の組み合わせおよび部品の配置を有する装置と、幾つかのステップおよび １つ以上のギのようなステップの他のステップの各々に対する関係を含む方法と にある。

この発明の性質、特色および目的を十分に理解するには、添付図面についての以 下の詳しい説明を参照されたい。

・′　　の　　　−− 第１図は、容量性放電型のエネルギー供給回路並びに望ましい再充電回路および 望ましいＥＦＦＬＦＦ−クプラグを含み、内燃機関用本コイル発明をもっと最適 に使用するために設計された完全な装置の望ましい一実施例を一部ブロック国で 、また一部回路口で示す描写図である。

第２ａ図、第２ｂ図は、本コイル発明を使用する望ましいＭＰＣＤＲＣ点火のそ れぞれ１次電圧波形、再充電電流波形である。

第３ａ図、第３ｂ図は、万−第１のパルスがスパーク・ギャップを点火させない ならば、高電圧の第２のスパーク　パルスを供給するために、スパーク・パルス 時間ト協働して別に設計されるコイル発明を使用する望ましいＭＰＣＤＲＣ点火 のそれぞれ１次電圧波形、再充電電流波形である。

第４図は、各巻線を別々に収容する２つの異なる鉄心半分および磁束密度線を示 すコイル発明の側断面図で１ちる。

第５図は、フェライト、薄いシリコン鉄もしくはニッケル鉄の積層体、または他 の材料で作った変形Ｅ型鉄心を使用するコイル発明の望ましい実施例の側断面図 である。

第５ａ図は、第５図の望ましいコイル設計のための望ましい寸法の表である。

第６図は、コイルと一緒に使用されるのが望ましいＣＤ回路の諸素子を含む第５ 図のコイル設計の他の側断面図である。

第６ａ図は、第６図の望ましいコイル設計のための望ましい寸法の表である。

第７図は、２種顕の磁気材料、すなわち単一のフェライト端キャップを有する単 一の中央フェライト鉄心片並びに円筒状管もしくはプラスチックに巻回された金 属テープ（ＳｉＦｅ、Ｎ１Ｆｅ）または戻り磁束用管を構成する池の半閘性フェ ライト入り材料のような非セラミック外側材料から成るポット鉄心を特色とする コイル発明の望まｉ、い実施例の側断面図である。

第７ａｌｌは、特にコンパクトでディストリビュータレス点火装置に適する第７ 図の望ましい設計のための望ましい寸法を示す表である。

第８図は、３つに区分けされる低出力キャパシタンスの２次巻線を使用するボン ド型鉄心中のコイル発明のはゾ実尺通りの実施例の詳しい側断面図である。

第９図は、コイル発明と一緒に使用されるＣＤ回路の可能なコンパクト配位の図 である。

第９ａ図は、コイル発明と一緒に使用されるＣＤ回路のＳＣＲおよびダイオード の位置決めの部分図である。

第１０図は、特にコイル発明のディストリビュータレス形態と一緒に使用される べき望ましいスパーク・プラグ・ワイヤである。

第１１図は、第１０図の望ましいスパーク・プラグ・ワイヤの特色を示すコイル および２次回路の等価回路である。

第１２図は、第１０図の望ましいスパーク・プラグ・ワイヤのための２次回路減 衰または抵抗性インピーダンス曲線である。

第１３図は、ポット鉄心用に設計されたコイル発明の望ましい実施例の側断面図 の大体実入通りの図面である。

第１３ａ［３は、第１３区の望ましいコイル設計のための望ましい寸法の表であ る。

第１４図は、磁気鉄心を構成しかつ２次ターンを巻回することの他の手段を示す コイル発明の望ましい実施例の半分の側断面図である。

第１５０は、この発明の設計基準をもつと最適に使用するために変更された高漏 洩インダクタンス・コイルの標準形態の変形である。

第１６図は、ＭＰＣＤ点火装置の一部として使用される時に本コイル発明と一緒 に使用するのに適するＥＦＦＬ型スパーク・プラグの望ましい実施例の断面図で ある。

第１６ａ図、第１６ｂ図は、第１６図のスパーク・プラグのスパーク点火端の望 ましい実施例の一部の断面図である。

第１７図は、コイルの鉄心を構成する２つの鉄心半分のための異なる材料を特色 とする点火コイルである。

第１７ａ図は漏洩インダクタンスＬｐｅの主要部が他の外部チョークによって提 供される点火コイルであり、外部チョークの鉄心材料がフェライトのような低損 失材料であることが望ましく、またｌ・ランスＸ−がシリコン鉄またはその池の 低コストで高飽和磁束密度の材料であることが望ましい。

第１８図は、単一の外部漏洩チョークが２個以上のコンパクトなトランス・コイ ルのために役立つディストリビュータレス形態の点火放電回路を示す。

第１９図は、（再充電回路の）分離チョークが存在する結果として可能にされた 他の形態のスパーク点火容量性放電回路を示す。

第１９ａ図は、望ましい位置に置がれな他の外部チョークを有する他の容Ｉ性放 電回路（Ａ　ＣＤ　［Ｉ　ＦＲｔ）の望ましい実施例である。

第２０図は、１個の放電コンデンサおよび１個の外部漏洩インダクタが何個かの コンバク）−な点火コイルのために役立つ望ましいディストリビュータレス点火 の回路図である。

第２１図は、４シリンダ・エンジン用の第２０図の実際のディストリビュータレ ス点火回路の大体半分のスケールの概略図である。

第２２図は、スパーク・プラグの真上に装架するための特別に小さくてコンバク Ｉ・なコイルの大体半分のスケールの概略図である。

第２３図は、４シリンダ・エンジン用のディストリビュータレス点火回路のコイ ル・アセンブリの望ましい実施例の頂面図を大体フルスクールで示す図面である 。

第２３ａ図、第２３ｂ図は、積層体くスクラップの出ない設計〉で乍っｆＳ望ま しいコンパクト・コイルおよびフェライト材料で作った単一の漏洩インダクタの 側面図をフルスケールで示す１面である。

第２４ａ図、第２４ｂ図は、フェライトまたは他の形造られる材料で作った望ま しいコンパクト・コイルの鉄心のそれぞれ頂面図、側面Ｘである。

第２５図は５望ましい高電圧タワー設計を示すコンパクト・コイルの端面図を大 木フルスケールで示す図面である。

第２５ａ図は、高電圧タワーの他の位置を示すコンパクト・コイルの一部の頂面 図である。

第２６図は、部品を保持するための望ましいサンドウィッチ設計を示す第２３図 のディストリビュータレス点火回路のコイル・アセンブリの側面図を大体フルス ケールで示す図面である。

い　　　　　の− 第１図は、コイル発明３（部分図の形態で示されている）と−緒に好都合に使用 できる容量性欲ｔ（ＣＤ）型の望ましい点火装置回路のブロック図である１点火 は典形例では電圧■Ｂ（代表例としては６ボルト、１２ボルトまたは２４ボルト ）のバッテリ１１によって給電され、バッテリ電圧はＤＣ−ＤＣ電力変換器１２ を使用して代表例では２００へ６００ボルトの範囲内のもっと有用な値Ｖｐまで 上げられる。望ましくは、変換器１２は米国特許願第１７９，９５３号またはそ の改良に開示された高効率型のものである。装置は、変換器１２および放電回路 １９の両方を制御するためのコントローラ手段１３を含み、また変換器１２の出 力側に接続されて米国特許罪第１３１．９４！号に開示された型式の再充電回路 １４を含むことが望ましい、スパーク　プラグ手段１６は、上記米国特許願に開 示された環状ギヤツブ盟のものが望ましい。本質的には、上記米国特許願第１３ １，９４８号に開示された最適化点火回路用に改良されたコイル設計を提供しか つ点火性能を更に改良するために、コイル発明がＷ１発された。

種々のパラメータの仕様のためかつ開示を容易にするため、下記の定義を行う。

“Ｘに等しい”は、Ｘ＋または−Ｘの１０％を意味する。

“大木（等しい）Ｘ”は、Ｘ＋または−Ｘの２５　！！、；を意味する。

“約（等しい）Ｘ”は、Ｘ＋または−Ｘの５０％を意味する。

“Ｘのオーダ（大きさの）の”は、慣用通り０．１Ｘ〜ＩＯＸの間の値である。

開示を更に容易にするために、ＣＤ回路１つの放電コンデンサ４、再充電コンデ ンサ１ｏはそれぞれ約６μＦ、３μＦの値を持つ４００ボルトのコンデンサ（大 体３５０ボルトまで充電された）が採用され、ＣＤ回路は一部が全容量性蓄積エ ネルギー（本願では約１／２ジユールであることが望ましい）に応じて設計され 、米国特許第４，６７７．９６０号にまず開示された電圧逓倍原理を利用できる 大出力高エネルギー装置を指定する。従って、もし同様な装置が例えば６００ボ ルトのコンデンサで指定されるなら、同じ蓄積エネルギーに対してコンデンサの サイズをそれぞれ３μＦ、１．５μＦに低減する。同様に、設計パラメータがコ ンデンサ４の充電される電圧■２に比例するならば、例えばコイル３の１次巻線 １のターン数Ｎｐでは、設計パラメータの値は変更されるだろう（電圧ＶｐでＮ ｐに対して比例的に増加した）。

動作時、コンデンサ４はＤＣ−ＤＣ変換器１２によって大体３５０ボルトの電圧 Ｖｐまで最初充電される。点火点弧時、コントローラ１３はトリガ信号を望まし くは１個以上のＳＣＲスイッチング手段５の１個以上のゲー）５ａへ印加して、 コイル３の１次巻線ｌの両端間の上記コンデンサを放電させる。を流は、コンデ ンサ４および１次巻線１を約１００マイクロ秒の望ましい周期で正弦状に流れ、 最初は５ＣＲ５を通りその後はダイオード手段６を通る。５ＣＲ５は最初の大体 １００マイクロ秒の周期の終りに回復することが望ましい、コンデンサ４ａおよ び抵抗器４ｂから成るスナバ一手段は５ＣＲＯ口復を保護するために設けられる のが望ましい。ダイオ、−ド手段４ｃはスナバ−損失を低減するためにスナバ− 回路の一部として使用されて良く、そして抵抗器４ｂはＳＣＲのターンオン時に スナバ−電流をＳＣＲに制限する。池の無損失スナバ一手段も使用できる。典型 例ては、コンデンサ４ａは０．０５〜０．２μＦであり、そして抵抗器４ｂは２ 〜３オーム以下であって省略できる。米国特許願第１３１，９４８号に詳［ｙ　 ＜開示された型式のＳＣＲ速ターンオフ回路はＳ　ＣＲ，手段５の回復をスピー ドアップするのに使用されることが望ましい。

ＳＣＲトリガ時、ターン数Ｎｓおよび大体５ｏのターン比（Ｎ＝Ｎｓ／Ｎｐ）の ２次巻線２の出力端子７ａはプラグ１６のスパーク・ギャップ１７ａをブレイク ダウンするのに足りる電圧まで上昇して、望ましくは約２アンペアのピーク値ｒ ｐおよび約１０キロヘルツ（ｋＨｚ）の周波数の正弦状スパーク電流を生じる。

たダし、Ｉｐ＝２　　ｐ＋　　ｆ　　Ｃｐ　　Ｖｐ　　　　　＜１）ｐｉ＝３． １４２ ｆ　＝放電回路１９の発振周波数であって、＝１／［＜２　　＊ｐｉ）＊　５Ｑ ＲＴ（Ｌｐｅ＊　Ｃｐ）コｃｐ−放電コンデンサ４のキャパシタンスＬｐｅ＝１ 次巻線１の漏洩インダクタンス記号“５ＱＲＴ”はこれに続く量の“平方根”を 意味する。

１０ｋＨｚ動作および大体６μＦの望ましい値Ｃ，に対し、Ｌｐｅは大体４５ミ リヘンリー（＠Ｈ）の比較的高い値（１次ターンＮρの数が小さいとする）を持 つべきであり、これは本コイル発明の開発に至る諸要件の１つである。その上、 点火回路は、コンデンサ４の値（Ｃｐ　）の１７７４〜１／２に等しいキャパシ タンスＣｅのコンデンサ１０、約２０ｍＨのインダクタンスのチョーク・インダ クタ９およびダイオード８で構成された再充電回路１４と協働してマルチ脈動ま たはマルチストライク・モードで望ましくは作動されるべきである。

コイル発明の主な特色は、開回路の高電圧（例えば大体３０ｋＶ）コイル動作状 態が短絡スパーキング動作状態と違うことの認識に基づき、これは口面に概略図 で示された鉄心３ａのまわりの望ましい並置巻線１および２に至る。その上、コ イル鉄心３ａの飽和およびピーク出力電圧ＶＳの両方の見通しから、コイル設計 にはコイル２次出力コンデンサ７を最小にすることが必要である。スパーク・プ ラグ１６は、大体４０ピコフアラツド（ｐＦ）の中程度のキャパシタンスおよび グランド１８に接続されたシリンダ・ヘッド１７またピストン１７ｂに対して約 ２．５４ｚｚ（０，１インチ）の環状および／または順点火平均スパーク・ギャ ップ１７ａを持つことが望ましいゆ明白にするために、開示されるべきコイル発 明が良く定められた独立装置であるが、特に第１図に示された回路と一緒に使用 される時に大きな利点分提供することが指摘される。この回路は、この発明をま た都合良く使用させる点火への新しい解決策の利点をもっと最適に提供するため の回路として開示された。この回路は、米国特許願第１３１，９４８号および１ ９８Ｓニス・エイ・イー＜Ｓ　Ａ　Ｅ　）、ベーパＮ　ｏ、５９０４７５のミッ チェル・エイ　ブイ・ワード（Ｍｉｃｈａｅｌ八Ｊ、Ｗａｒへ）著の“スパーク 点火への新しい解決策に基づいた薄い混合物のための新しいスパーク点火装置” に開示されている。

第２ａ図および第２ｂ図は、ＭＰＣＤＲＣ点火装置とじて二５に定義されたマル チ脈動装置として作動される第１図の点火回路の望ましい実施例の１次電圧波形 ２１゜２２および２３並びに再充電電流Ｉｒｅ波形を示す、望ましくは上述した ように放電周期Ｔｅは大体１００マイクロ秒であり、そして完全なｌ脈動周期Ｔ ｉ（たゾし添字″ｉ″は第１番目のパルスを表わす）は２Ｔｅ〜５Ｔｅ、望まし くは最初の２〜３のパルスに対しては３倍（大体３００マイクロ秒）であり、望 ましくは第１０番目のパルス（低ＲＰＭエンジン状態においては望ましいがもし れないように、もし１０個以上のパルスが単一点火点弧列中で使用されるならば ）の後では例えば５００マイクロ秒まで徐々に増加することである。典型例では 、再充電図Ｆ＆（１４）が動作した結果として、第２番目のパルスの初期電圧Ｖ ｐ２　は大体、Ｖｐｌ　以上であろう。

動作時、再充電回路１４は１００マイクロ秒の放電周期Ｔｅ中チョークを通して も電流Ｉ　ｒｅ　（２４ａとして表わされた）を通電し、チョーク９に磁気エネ ルギーを貯えさせる。これは、既に開示した種々のパラメータの値で達せられる ように、望ましくはｔ流Ｉｒｅが大体周期Ｔｉでゼロに達した如くコンデンサ４ へ後で供給される（相２４ｂ）。

第３ａ図は、ピーク１次電圧Ｖ　ｐｏｃ　１　　の第１番目のパルスがギャップ を点火させるのに足りる２次電圧を発生する程高くない特別の場合のための１次 電圧波形２６および２７を示す、１次インダクタンスｒ−ｐは周期Ｔｏｅの誤点 弧波形２６がＴ１よりも短いように選択されて、第２番目のパルスよＩフも前に コンデンサ４を望ましくは正常な電圧Ｖｐ２　　よりも高い電圧Ｖｐｏｅ２　　 まで再充電することにより、第２番目のパルスでギャップの点火を確保する。放 電周期Ｔｏｃが１次インダクタンスＬ、ｐによって定められかつ１次漏洩インダ クタンスで定められないの木本 で、Ｉｐ／Ｉｐｅが（Ｔ　１　／Ｔｅ）　　　２　より望ましくは約５０マイク ロ秒未満だけ小さいことが必要である。同時に、Ｌｐは高結合係数１（〈例えば に＝０．９５＞　　を提供するために望ましくは大体１０Ｌｐｅである。たｆし 、ｋ＝５ＱＲＴ［１−（Ｌｐｅ／Ｌｐ）］　　　　（２）Ｌｐｅ、しｐのための それぞれ４５　）、ｒ、　Ｈ５４００１Ｊ、Ｈの値は１００マイクロ秒のＴｅに 対して３００マイクロ秒の周期Ｔｏｃを与え、これは３５０マイクロ秒（次の２ 〜３の期間Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４よりも少し高く設定されるのが望ましいかもしれず 、例えば２５０〜３００マイクロ秒に設定され得る。）の初期期１％ｉｌ　Ｔ　 １に対して満足である。

１７かしながら、鉄心が低周波数誤点弧周期中一部飽和するかもしれないので、 測定された周期Ｔｏｃは理論値よりも小さいかもしれず、これはＬｐを要求され る程小さくする必要がないことく従ってｋを高くできる）による利点を取り出せ る。

第３ｂ図は最初の２つの再充電を流液形２８および２つを示し、特に周期Ｔｏｅ に相当する長い初期期間２８ａおよび短い（約５０マイクロ秒）期間２８ｂを示 す。再充ｔ　を流Ｉｒｅの波形がバック−ツウ−バック（ｂａｃｋ　ｔ、ｏ　ｂ ａｃｋ　）であり、すなわちゼロ電流デッド（ｄｅａｃｌ　）時間がマルチ脈動 周期中存在しないので、ダイオード８を省略しても良い。

第４図は、１次巻線１，２次巻線２を個別に収容するそれぞれ鉄心半分３１．４ １を特色とするコイル発明の望ましい実施例の側断面区を示し、また磁束密度線 ３０゜３０ａ、３０ａａ、３０ａｂ、３０ｂを示す。この望ましい実施例では、 １次巻線１はポット鉄心、Ｅ盟鉄心または同様な鉄心の中央柱３２のまわりに巻 回された望ましくはリッツ線の全部で約１０ターンの２層から成り、そして２次 巻線２は他の中央柱４２に約５００ターン（逓倍原理の仮定された使用に対して 大体５０のターン比Ｎ）巻回されたワイヤから成る。２次巻線２のワイヤの直径 は表皮深さく大体１０ｋＨｚの動作周波数に対して）の約半分であり、大体方形 の巻線に巻回されかつＡＣ損失および巻線キャパシタンスを最小にするように巻 線の高さｈｅ対幅ＩＬの最大比を持つことがもし実施できるなら望ましい、１次 インダクタンスＬｐを開示されたような大体１０Ｌｐｅの値に調節させるために ギャップ３８を設けることができる。この図面および他の１面において、Ｊ−次 巻線、２次巻線はそれぞれ窓３３．４３中に巻回されかつ半分の側だけが一般に 了されることに注目されたい、一般に、両巻線は磁気鉄心３ａの中心１ｉ（：ｌ −を中心に対称となっていることが分かる。

この発明の主な特色は、大きな１次巻線中央柱３２（中央柱４２に対して）を提 供することにより磁束線３０が望ましくはギャップ３８ａを横切って戻ることに より漏洩インダクタンスＬｐｅ（鉄心容積内に含まれる）の大部分を提供するこ とを認識することであった。なお。

磁束線３０ｂは外部に在る残留漏洩磁束線を表わす。このようにして、２次巻線 を支持する鉄心４２の直径を最小にし従って所定の全鉄心直径りのための最大高 さｈβを提供することが可能である。よって、２次巻線２の大多数の層例えばホ ールドオフ（ｈｏｌｄ−ｏｆｆ　）電圧インターリ−ピングを有する＃２８ワイ ヤの３０層が適応されることができ、これは層毎のターンの数および漏洩磁束線 ３０が２次巻線２のＡＣ抵抗に及ぼす影響も最少にする。

望ましい３３層巻線および３３１ｉＶ　最高２次出力電圧のために、眉間の最高 電圧は、望ましくは重い例えば層間に２〜３ミルの絶縁物が詰められた２次巻線 ２用被覆磁気ワイヤを使用することによって扱われ得る平均ｚ、ｏｏ。

ボルトである。その上、２次コイル巻線出力キャバシタンスｅｓｃは大多数の層 で最少にされる。

磁束線３０ａはギャンブ３８を横切って２次往４２に入って（磁束線３０ａａに なり）２次巻線２に結合する。

磁束線３０ａａおよび３０ａを打ち消して、特にスパーク点火状態（閉回路の２ 次巻線２）下で鉄心４２中の磁束密度を最小にしようとする磁束線３０ａｂが誘 起される４この発明は、その一部が開回路状態からスパーク点火すなわち閉回路 （２次）状右を切り離すことに基づく、閉回路状態では、殆ど全てのく打ち消さ れなかった）磁束線はギャップ３８ａを横切って１次鉄心３１中に伝えられ、従 って損失および飽和磁束密度に基づいて１次巻線を設計する際には、１次巻線を 漏洩インダクタンスに等しいインダクタンスの独立チョークとして扱って磁束密 度Ｂを次式に応じて計算できる。

Ｂ＝Ｉｐ　　ＳＱＲ，Ｔ［Ｌｐｅ　　Ｍｅｆｆ／Ｖ、］　　＝１３）たゾし、工 ｐはピーク１次電流で上述した。

Ｍｅｆｆ＝　Ｌｐｅ／　Ｌｐａｉｒであり、Ｍｅｆｆは実効透磁率であり、Ｌｐ ｅは漏洩インダクタンスであり、Ｌ、ｐａｉｒは鉄心が除かれた１次巻線のイン ダクタンスであり、そして■、は１次鉄心の容積である。

一度１次鉄心３１および巻線が上式に基づいて特定されると、これは鉄心にかな り低い磁束密度を生じる開回路状態を自動的に満足するだろう。その理由は、発 振の開回路周波数ｆｏｃが（望ましくは大体］、ＱｋＨｚの）７回路周波数すな わちスパーキング周波数ｆｅｅよりもはるかに高いためである。この発明の典型 例では、ｆｏｃ＝４　　ｆｃｃである。

２次鉄心４２は開回路状態に基づいて設計される。

ｆｏｃの値が（ｆ　ｃｅに比較して〉高いので、２次柱４２の直径はより小さく できる。しかし、小さくできる値は簡単な関数ではなくかつ低飽和磁束密度材料 すなわちフェライト材料に基づいた設計を表わす第１３図に関して開示されよう 、小さくできる値は２次巻線鉄心材料の飽和磁束密度Ｂｓａｔによって制限され る。シリコン鉄、ニッケル鉄等のような高Ｂｓａｔ材料では、制限は幾つかの損 失のうちの１つであって飽和ではなく、そして初期間回路高ブレイクダウン電圧 に関連するエネルギーが少し１７かないので、直径を自由にとりだして適当に小 さな値にする。

第５図は、高ＢｓａＬ材料に基づいた実入設計であり、かつ望ましい実施例とし てまたコイル発明の特色および利点を示す場合として提示される。図面は、シリ コン鉄（ＳｉＦｅ）もしくはニッケル鉄（ＮｉＦｅ）の薄い積層体またはフェラ イトを含む他の材料で作った変形Ｅ型鉄心を使用するコイル発明の望ましい実施 例の部分的な頂断図である。積層体の場きには、その厚さが０．０５０８〜０、 ］５２４ｙｙ　（２〜６ミル）であって、大体１０ｋＨｚ（これは積層体の堝き には例えば８ｋＨｚまで下げられ得る）の望ましい周波数ｆｅｅで鉄心損失を最 少にするためである。

この図面および以下の図面において、同一符号は今までの図面における同等部品 を示す。寸法は用途がディストリビュータ型用かディス１−リビュータレス型用 （後者の場合はより小さい寸法が望ましい）かに応じて調節できる。

この望ましい実施例では、望ましくはリンツ線から成る１次巻線の１２ターン（ Ｎｐ）　　は２層で使用される。

窓３３の大体０．３　　インチの幅Ｗ１および大体１インチの長さ！２が与えら れると、（＃３０ワイヤのより線で作られた）直径０，１５　インチのりッッ線 の１２ターンが適当であり、大体５ミリオームの非常に低い抵抗および別な式で 表わされた最大磁束密度Ｂ　ｗａｘを与える。

Ｂｍａｘ−＝Ｖｐ／［２ｐ＋　　ｆ　　Ｎｐ　　Ａ：］　　・＝（４）たダし、 Ａ（またはＡ、）　　は１次鉄心の断面積である。

上記パラメータに対しかつ更に、 ｆ　＝　ｆ　ｃｃ＝　１０ｋＨｚ Ｖｐ＝３５０ボルト とすればＢ　ｗａｘの値は０．７２テスラになり、これはＮｉＦｅのＢ　ｓａｔ の大体半分で、５ｉＦｅのＢｓａｔの半分よりも小さい。鉄心容積が１次鉄心半 分３１の容積として取り出されるが、鉄心損失は普通の方法で計算される。

２〜４ミルのＮｉＦｅ鉄心材料では、鉄心およびワイヤ（電力）損失がスパーク 　ギャップの消費；力Ｐ　ａｒｃより少ないコイルとして定義された高効率コイ ルの鉄心損失は許容し得る。（２〜４ミル）の５ｉＦｅでは、鉄心損失はあまり にも多くかつ巻線の長さＩ１２を増すと共に１次ターンの数を例えば１５まで増 やすことによって低減され、これはまた漏洩インダクタンスＬｐｅを増す。コン デンサ４の値は例えば２０％低減できる。

高さｈｓが０．５　インチ（および５／′８インチの全寸法Ｗ２では、絶縁層が １７７８インチである。）の巻線窓および０，４５　インチの巻線幅Ｉｓ（各側 での絶縁層は１７層８インチであるとする）を提供するために２次鉄心が設計さ れる。詰め物で被覆された＃２８ワイヤ（直径］６ミル）および４ミルの層間絶 縁物を仮定すれば、６００ターンの２次巻線（Ｎρ＝１２に対してターン比Ｎは ５０）では、低ＡＣ損失および低出力キャパシタンスｅｓｃのために２４タ一ン ／層および２５層を容易に適応できる。

第５ａ図に示された寸法は上記の開示と一致するが。

１次鉄心３１の２１１Ｉが実験の測定値に基づいて得られた、０．５　インチに 比べて０，４５　インチすなわち直径ａ２の半分より１０％小さいことだけが違 う。

第６図はコイルの他の側面図を示し、これは高電圧タワー４４８を含む点が違い 、ワイヤ４７ａの２次高電圧端は図示のように端子４９ａまで延ばされている。

その上、この実施例では、２次鉄心区間４２ａは１次鉄心区閉３２ａからオフセ ットされて、コンデンサ４および他の部品６０で構成された放電回路と適応する 。代表的な大体の寸法は第６ａ図に示されている。

このコイル設計の幾つかの特色の１つは、米国特許願第１３１，９４８号に開示 された高効率コイルと比べて、その高い効率（一定の容積に対して）である、再 充電回路１４および米国特許項第１７９，９５３号に開示された望ましい高効率 電力変換器を含むもっと効率の良いスパーク供給回路では、スパーク点火毎に大 多数のパルス例えばバッテリ電流を不当に引き出すことなく低ＲＰＭで８〜１６ 個のパルスにより点火回路を作動できる。

第７図はポット鉄心構造のコイル発明の望ましい実施例を大体実尺通りに示す側 断面図であり、２次柱４２ｂの面積Ａｓは１次巻線の中央柱３２ｂの面積Ａ、の 大体半分でありそして特にコンパクトな設計（ｒ！４えばディストリビュータレ ス点火用）の代表的な寸法は第７ａ図に示されている。この設計は、大体２Ｑｋ Ｈｚの高い周波数が放電周波数ｆｅｅのために仮定される第１３図に関して“ケ ース６″で実施される例に基づいている。

この設計では、中央柱４２ｂおよび３２（並びに１次巻線側の端板３２ｃが容易 に型に取れるフェライト鉄心片で作られるポット鉄心を製造するための幾つかの 可能な実用設計のうちの１つが述べられる。２次巻線のキャンプ４２ｃは別品で あり、同様に外側円筒管区間も別品である。この設計は、第１３図に関して提示 されたような磁気設計の諸要件に基づくが、構造上の原理には基づかない薄い材 料の外側区間４６を設計するのに役立ち、これは破損を避けるために外側区間４ ６および４２ｃをより厚い壁にする必要がある。

望ましくは、円筒管区間３６および４６を構成する材料は簡単に破損しない材料 である。もし５ｉＦｅまたはＮｉＦｅのテープが使用されるならば、その非常に 高い値の飽和磁束密度Ｂ　ｓａｔのために、非常に薄い層（例えば第７ａ図の表 に示された１／４または１／２）が可能がもしれないことを認識して、上記材料 は適当な厚さに巻回された金属テープと実用上（例えば約１００の相対透磁率） 同じ大きさの透磁率を与えるためにフェライト入りプラスチックを含むが、これ に限定されない。

第７ａ図は、既に説明したように、小さなコイル設計のための適当な設計値を与 える。第１３図に関して提示される原理に従うことにより、これらパラメータを 変更することができる。こ）に提示される主な特色は、使用中の２つ以上の磁気 材料を有利に適用すること分含めて、鉄心を製造する新規な方法である。

第８図は、誘電体フレーム４５に巻回されて３つの区間２ａ、２ｂ、２ｃに分け られた低出力キャパシタンス２次巻線を使用ポット型鉄心におけるコイル発明の 大体実入通りの実施例を詳しく示す口面である。このような巻線は本来高いＡＣ 抵抗を有するのでリッツ線にはもっと適している。

この設計では、寸法１１．１２およびＤは第５図のものと同じであるが、寸法１ ３．　ｌ　４は２次中央柱４２（これはこの実施例ではフェライト材料で作られ ているとする）の直径ど同様に少し長い。２つの鉄心半分３１および４１（並び に端キャップ５１）はナツトとボルト区間３５．３４，４４．２８によって一緒 に保持される。

２層１次巻線ｌはリード線１ａ、１ｂがある背面までもたらされる。２次巻線は タフ−４８を通してリード線４７により慣用通りもたらされ、リード線４７は出 力チップ４９に接続されている。２次接地戻り線５ｏはタワーに隣接してもたら されかつ接地板５１に終らされても良い、２次ワイヤ端４７および５０のこのよ うな並置持ち出しでは、コイルの２吹出力キャパシタンスＣｓｅは邪魔されず（ もし端４７および５０が別々の孔を通して磁気鉄心材料中にもたらされるならば 邪魔が入ったろう〉容量性スパークを生じるのに役立つ。

この円筒状ポット鉄心設計は、第７図に示されたように、特にもし全出力キャパ シタンスＣｓが例えば７５ｐＦ（コイル用に３０ｐＦ、ワイヤ用に２５ｐＦ　　 、スパーク・プラグ用に２０ｐＦ＞に保持されることができるならそしてもしコ イルがスパーク・プラグ上に直接装架されるならより低いキャパシタンスＣｓ　 　＜例えば５０ｐＦ＞でさえ、特に低いＥＭＩおよびコンパクトな設計を特色と すると共にディストリビュータレス点火に適しているかもしれない。

第９図は、１次鉄心３１（第８図９照）の裏側に慣用通りに装架されて１次巻線 １の長さを最短にするために設計された代表的な放電回路のレイアウトを示す。

導体８ａおよび８ｂは望ましくは再充電回路１４を通して高電圧を伝えかつ３５ ０ボルト電源に戻る。ワイヤ５ａは５ＣＲ５のゲートであり、そして部品６はタ ブ型大電流ダイオード手段である。５ＣＲ５およびダイオード６を図示のように 並置して装架、すると、これらのアノード端子およびカソード端子のレイアウト が良くなる。コンデンサ４は（望ましくは３〜６μＦの）方形状のものが望まし く、図面には大きな断面積で示されている。

第９ａ図は第９図の放電回路の部分図であり、ＳＣＲおよびダイオードはヒート シンクとしても役立つ導体Ｓａａ沿いに垂直に装架されている。詳しくは図示し ないが、５ＣＲ５およびダイオード６のアノードとカソードは第１図のレイアウ トとは逆にすることができ、従って装置のテープのヒート・シンク・タブは接地 電位にあり、変換器１２の出力は負極性にあり、ダイオード８（もしあれば）は 逆向きにされ、そして絶縁されたトリガ手段はＳＣＲのゲート５ａに設けられる 。１次巻線の磁気検知は従って逆にされ、スパーク・ギャップ・ブレイクダウン のための高電圧出力Ｖｓの正しい極性を提供すべきである。

“正しい”高電圧極性について、これは環状ギャップを有する望ましいスパーク ・プラグの本願のために名乗られ、慣用の負ではなくて正の高電圧初期ブレイク ダウン極性Ｖｓが望ましいのは、プラグ　チップ絶縁物の汚れが正極性で低減す るからである。

第８図、第９図および第９ａ図について注目すべきことは、２次鉄心半分４１の 外側区間４６の長手方向の、必要ならノツチが付けられた区間沿いの、１次（巻 線）鉄心半分３１の外側鉄心区間３６のノツチ付き隅３６ａ沿いに、１次リード 線１ａ、ｌｂが第８図に示したのとは反対側にもたらされ得ることである９例え ばこのようなノツチ付きの長さはフエロツクスキューブ（Ｆｅｒｒｅｘｃｕｂｅ 　）社の鉄心の部品番号６６５６Ｐ１．０Ｏ−３Ｃ８では普通である。そのよう な実施例では、特別にコンパクトな設計にするために、第９図の放電回路は高電 圧タワー４８の近くで板５１によって定められた表面に置かれるのが好ましい。

第１０図は、コイルがスパーク・プラグ１６に直接接続されているディストリビ ュータレス形態の点火回路と一緒に使用するのに特に良く適したスパーク・プラ グワイヤの望ましい設計を示すゆスパーク・プラグ・ワイヤ５２は望ましくは可 撓性メツシュ型の接地ケーシング５３および望ましくは低誘電定数の高電圧絶縁 物５４を有して、ワイヤのキャパシタンスを最小にして望ましくはこれを５０ｐ Ｆ　　よりも小さな値に維持する。中央導体はＥＭＩ抑制ワイヤで普通になされ ているように螺旋状に巻回されるのが望ましい。たりし、この場合、螺旋巻線５ ５ａ、５５１）の２端は空心鉄心５６ａ、５６ｂ　（飽和しない）のまわりにも っと密に巻回された区間を楕成し得る点が違う、中央巻線区ｒＷｊ５７はフェラ イト鉄心材料５８のまわりに巻回されるのが望ましく、フェライト鉄心材料５８ はゴムまたはそのような目的のために使用される他の好ましくは可撓性の材料に 包まれた粉末状高周波用フェライト材料が望ましい。外側ケーシングはネジが切 られた管５１ｂ、５１ｃまなはバネ型材料で作った管に終らされ、これら管はス パーク　プラグの外皮および接地板５１の突出区間５１ａに装架されることがで き、接地板５１はコイルの２次鉄心４１の面に装架（そして接地）される。クリ ップ５９ａ、５９ｂは中央高電圧通電導体を接続するために設けられる。

第１０図に示１５たようなスパーク・プラグ・ワイヤは、また、ディストリビュ ータ点火用スパーク・プラグ・ワイヤと１７で無シールド形態で、或は無シール ド・スパーク・プラグ・ワイヤを有するディストリビュータ型点火回路中のシー ルド付きキング（Ｋｉｎｇ）リード線（コイル・ワイヤ）として使用されても良 い。

第１１区はコイル３の等価回路を示し、その２次回路は第１０１２］のワイヤ並 びにキャパシタンスＣ５ｐ（ｔｅａ）のスパーク・プラグおよびスパーク・ギ六 ・ツブ１７ａを含む。この望まＩ−い実施例では、コイルのキャパシタンスｅｓ ｃ（７）およびワイヤ５２の分布キャパシタンス（図示しない）を使用して、こ れらに貯えたエネルギーをスパーク・ブレイクダウン前に最小の減衰でスパーク ・ギャップへ供給させる。これらキャパシタンスは、低い値例えば２０〜４０ｐ Ｆ　であるように設計されるのが望ましいが、プラグのキャパシタンスと一緒に される時には超えるのが望ましくない全部で大体１２０ｐＦ　の設計値を提供す る。さもないと、第１３１に関して詳しく説明するように、ピーク出力電圧とか なら妥協することになるからである。

米国特許第４．７７４，９１４号の第２ａ図には、プラグのキャパシタンスＣｓ ｐの放電による高周波スパーク電流、並びにコイル（ｅｓｃ）およびインダクタ ンス１５ａ、１５ｂ。

１５ｃを間挿することによって緩和されるワイヤ分布キャパシタンスの放電によ る中周波スパーク電流〈この場合は５〜３０ＭＨｚ）が開示されている。（値Ｌ ｓｌの〉空心鉄心インダクタンス１５ａ、１５ｃとして図示された総ワイヤ・イ ンダクタンスおよび合計値約ＪＯマイクロヘンリのフェライト鉄心インダクタン ス１５ｂ（値ＬｓＯ）は、コイルのキャパシタンスの放電周波数に同調ｊ７てこ れを５〜１５　Ｍ　Ｈｚまで下げかつピーク電流を約２０アンペアまで下げるよ うに働く、インダクタンス１５ｂおよび１５ｃは分布キャパシタンスを少し高い 周波数値であるが好ま１−＜は３０Ｍ　Ｈ２よりも低い値に同調するように働く 。

第１２図は、インダクタンス１．５　ｂに高周波用鉄心材料例えばセラミック・ マグネティクス（Ｃｅｒａ輸１ｃＬａ１ｉｎｅｔ　ｉｃｓ　）　　社の材料Ｃ２ ０７５，フェアライト・マティリアル（Ｆａｉｒ−Ｒｉｔ、ｅ　Ｍａｔｅｒｉａ ｌ）社の６５等を使用する場合に、周波数の関数として第１０図の望ましいワイ ヤのインダクタンス１５ａ、１５ｂ、１５ｅの組み合わせの望ましい２次回路減 衰または抵抗性インピーダンス曲線を示す。第１２図から分かるように、５〜１ ５ＭＨｚの所望の周波数範囲では、減衰は非常に低くて大体１オームであり、こ れは低周波＜　１０ｋＨｚ）抵抗に対する２次ワイヤＤＣの代表的な最高所望値 である。３０ＭＨｚでは減衰は高くそして急く高くなってマイクロ波範囲を通っ て高く留る。

２次磁気鉄心半分のための設計基準を特定するこの発明の完全な開示は第１３図 および第１３ａ図について提示される。

第１３図はコイル発明の望ましいポット鉄心構造の側断面図を大体実入通りに示 す図面である。２次中央柱４２の面積Ａｓは１次中央柱３２の面積Ａｐの大体半 分である。４００ボルト、３〜６μＦの放電コンデンサ（４）を使用する望まし い用途に対して代表的な大体の寸法は第１３ａ図に示されている。望ましい１次 ターンＮ、は大体＃１０リッツ線の大体１０ターンであり、ターン比Ｎは３３ｋ Ｖ　のピーク出力電圧（Ｖｓ）　　のために大体５５である。望よ（、りけ、第 １３ａ図に示されたパラメータにより、２次巻線は低２次巻線２ＡＣ抵抗Ｒｓａ ｃおよび低出力キャパシタンスＣｓに対して平均２２ターン（Ｎｔ）　　／層お よび大体２５層Ｎ１で作られ、２次ワイヤは大体＃２８詰め物被覆線が望ましい 、ワイヤのサイズに適用された表現“大体”は、特定のワイヤ・サイズのワイヤ 直径プラス或はマイナスその直径の２５％として解釈されるので、“大体”＃２ ８ワイヤ・サイズ（０，０１２５０Ｄ銅）は＃３０と＃２６の間の銅線を意味す る。

典型的には、図示の全寸法に対し５巻線幅Ｗ１は大体Ｎｏ、９リツツ線の２層に 適応するために大体０．３　インチであり５そしてＷ２は大体０．６　　インチ すなわちＷｌの約２倍である。第１３ａ図に０．９　　インチとして示された巻 線長１２はこの公称値から１次ワイヤの多いか少ないターン数と大きいか小さい 直径との少なくとも一方に適応するために変えられる。

２次回路くおよび全コイル）の設計基準は断面積Ａｓの２次鉄心半分の磁束密度 Ｂｓ（ｔ）の誘導で始まる。時間の関数として磁束密度Ｂ　５（ｔ）を特定する ための誘導は、ファラデーの法則の積分式の時間積分を行いかつＢｓ（ｔ）を対 象にすることによって得られる。

Ｂｓ（ｔ）＝（１／Ｎｓ　　Ａｓ）　　５　　Ｖｓ（ｔ）ｄｔ　　　　　　　（ ５）そしてＶｓ（ｔ）の代りに電圧逓倍原理の一部として開示された米国特許第 ４，６７７．９８０号記載の表現［Ｖ　２　（ｔ）］を使用する。

Ｖｓ（ｔ）＝［ｋ＊Ｎ＊Ｖｐ／（１＋（Ｎ　＊＊２）＊Ｃｓ／Ｃｐ）］＊＊１− ｅｏｓ（Ｗｓ＊ｔ）］　　　　　　　　　（６）置換して積分すると、 Ｂｓ（ｔ）−［ｋ／Ｕ　Ｆ］＊［Ｖｐ／（２’ｐｉ＊ｆ　ｏｃ”　Ｎｐ＊Ａｓ＞ ］＊Ｗｓ＝　Ｓ　ＱＲＴ［Ｕ　Ｆ／［Ｌｐｅ＊（Ｎ　”　”　２）’Ｃｓｌ］Ｗ ｓ＝２ｐ＋　　ｆｏｅ ｆｏｃ＝ｆｃｃ　　５ＱＲＴ［Ｌ］Ｆ／’（ＯＦ　　１）］　　　＜８）ＵＦ＝ １＋（Ｎ　　　２）　　Ｃｓ／Ｃｐ　　　　　　　（９＞たりし、（ＪＦは単位 係数であって、逓倍原理の使用中本件に関１．て大体１に等しくくそして１より 大きく）例えば１１　であり、ｋは大体１に等しく（そして１より小さく）例え ば０．９５　　である、　Ｂｓ（ｔ）の表現はコイルを設計する際に最初に評価 されなければならないＢ　ｗａｘに容易に参照され得る。

Ｂｓ（Ｌ）−［ｋ／　Ｕ　Ｆ］’　［ｆ　ｃｅ／　ｆ　ｏｃ）’　＜Ａｐ／Ａｓ ）’Ｂｍａｘ］　　　［ｘ　−５ｉｎｘ］　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　（１０）Ｂｓ（１）−Ｂｓ（ＬＯ）　　＊［（１／ｐｉ）（ｘ　−５ｉｎ ｘ　）］　　　　　　　　（１１）Ｂｓ＜ＬＯ）＝ｐｉ　＊（ｋ／　ｔＪ　Ｆ　 ）　＊（ｆ　ｏｃ／　ｆ　ｏｃ）　＊＜Ａρ／′Ａｓ）　　＊　Ｂａａｘ　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　（１２）Ｖｓ（ｔ＞＝［ｋ＊Ｎ＊Ｖｐ／Ｕ Ｆ］＊［１−ｃｏｓｘ］　　　（１３）Ｖｓ（ｔｏ）＝２　　　　ｋ　　　　Ｎ 　　　　ＶｐｌｏＦ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１４）たゾし、 Ｗｓ＊ＬＯ＝ｐｉすなわち１＝１０は開回路発振の波長の半分（およびＶ　５（ Ｌ）がその最大値をとる時閏〉に相当する。

説明を簡単にするため、この発明の本用途の代表的な値はに＝０．９５．ＵＦ＝ １．１と仮定し５これは大体次のようになる。

ｆｏｅ−３，３＊ｆｅｅ、［ｋ／ＵＦ］＝０．８６上式を代入すれば、 Ｂｓ（ＬＯ）−ｐｉ＊（０，８６／　３．３）＊＜Ａｐ／　Ａｓ＞＊Ｂａ＋ａｘ Ｂｓ（ｔｏ）＝０．８２　　　＜Ａｐ／Ａｓ）　　　ＢｍａｘＶｓ（ｔｏ）＝　 １．７　　Ｎ　　Ｖｐこれは解釈を要し、そして興味のある幾つかのケースを参 照して与えられよう。

ケース１：第１のケースどして、電圧逓倍コイルはＡｓ＝Ａρが考察される慣用 の線沿いに設計した。このケースでは、（ピーク出力電圧Ｖ　ｇの時に）ピーク 磁束密度Ｂ　５（ｔｏ＞の値が下記の式で与えられる。

Ｂｓ（ｔｏ）＝　０．８２　”　ＢｍａｘそしてＶｐ＝３５０ボルトの望ましい 逓倍原理値に対しＮは Ｖｓ（ＬＯ）　＝　３０　ｋＶ を得るためにこの例では５０に等しくとられる。

倍加（Ｄｏｕｂ　ｔ　ｉｎｇ　）原理゛と関連して用いられる標準タイプのコイ ルの設計で、約３０ｋＶ　の所望のピーク出力電圧に対して、開回路染件下の磁 束密度は閉回路又はスパーク点火条件の値８輪ａ×よりや１小さいか、はダ等し い、二とが上述の検査で明らかどなる。従って、コアの飽和に制限のあるフェラ イトコアの設計の場合に、表面的に新しい設計に対して小さな動機づけが現われ る。

この出願に対して、高漏洩インダクタンス及びコンパクトな高効率のコイル設計 を狙う。高漏洩インダクタンスは並んだ巻線によって得ることができる。領域Ａ ρはフェライトコアのＢｓａｔ及び高Ｂ　ｓａｔ材料（例えば５ｉＦｅ、ＮｉＦ ｅ等）のコアの損失により決定（制限）される。幅広い例えば２重幅広巻線窓Ｉ Ｓが２次巻線により取り上げられた幅広なスペースを持つように２次巻線の直径 又は領域Ａ　９を減少するならば、非常にコンパクトな設計が達成できる。領域 Ａ、ｐ（ｋ、ＵＦの上記値に基づく）に等しくない領域Ａｓに対して、Ｂｓ（ｔ ｏ）＝０．８２　　　＜Ａｐ／Ａｓ）　　　Ｂｍａｘを有する。同じ総合直径り を有するコンパクトに並んだ巻線の代表的に好ましい条件に対してＡｐの値の約 １７′２が選択されるならば、第４図、第５図５第６図、第８図、第１５図及び 第１４図に開示されているようにＢ　５（ｔｏ）は Ｂｓ＜ＬＯ）＝　　１　．６　４　　’　　Ｂｍａｘとなる。それ故、高Ｂ　ｓ ａｔ材料例えば５ｉＦｅ、ＮｉＦｅ等に基ずく設計で、コア損失は高効率コイル （電圧倍加原理に基づく）に対して優れた設計基準であり、従ってＢ　ｗａｘの 値はＢｓａｔの値の１／２以下に制限されなければならず、するとＢ　（ｔｏ） がＢ　ｓａｔ以下である条件は自動的に満足され、第５図及び第６図を参照して 説明した設計は完全で満足のゆくものである。

例２；第５図より４ミルにラミネートした５ｉＦｅの設計を以下に得る。

Ｖｐ＝３５０ボルト Ｃｐ＝５μＦ Ｃｓ＝１８１ｐＦ ｆ　ｃｃ＝　１０ｋＨｚ ｆｏｃ＝３０ｋＨｚすなわちτＪＦ＝１．］。

Ｎｐ＝１３ Ｖ　ｓ（ｔ、０）　＝　３０　ｋＶ　　を必要とし、米国特許第４６７７９６０ 号の電圧倍加原理により、更にＮを特定とする公式で米国特許出願第１３１９４ ８号に記載されているように、更に結合係数ｋが正確に１．００　でなく、且つ ＵＦが正確に１．００　でないことを考慮して変形することにより、Ｖｓ（ｔｏ ）の所定の値（単にＶｓと記す）　、Ｖｐ、　Ｃｓ。

ｃｐの所定の値に対して巻線比Ｎを得ることができる。

Ｎ−［ＵＦ７’に：ｌ＊［Ｖｓ／′２’Ｖｐ：ｌ’［１＋＜１．’４）”（Ｃｓ ／Ｃｐ）＊（Ｖｓ／Ｖｐ）　　　２］ Ｎ＝［１，５］’［３０，０００／７００］＊Ｃ１，０９２］＝１．１５”４７ 及びＵ　Ｆ　＝　１　、１　　（より早いと仮定して）Ａｐ＝１平方インチ Ｂｉａｘ　＝　０．６２　　テスラ Ａｓ＝０．５　平方インチ Ｂｓ（ｔｏ＞　＝　１．０　　テスラ 従って、満足のゆく設計に到達でき、約＃９の１次リッツ線（＃２７〜＃３３線 撚りを有する）及び約＃２ｓの２次単一導線（すなわち“大体”の定義により＃ ３０〜＃３６）と仮定すると、上記パラメータの値に対して、Ｂ　ｍａｘ及び■ Ｉ−１（第１のコア巻）に基づくコア損失を巻線損失と比較できることを認諾す る。

より低い値のＢｓａＬを持つフェライトコアの！４キは、設計基準はより完全で ある。フェライト材料のコア損失は少しの線損失であるＪ）で、最善の用途のコ ア材料は、好ましくはコアを飽和ＢｓａＬ以下又は飽和ＢｓａＬで（或いはや１ 飽和より上でも）動作させるが、或いは好ましくは磁器磁性物質Ｍｎ６７　又は 丁’ＤＫ　　Ｈ７ｃ４のような高Ｂｓａｔ材料を使用することにより達成される 。

例３コ分析を行うため、第１３ａ図で与えられた寸法（これは３０ｋＶ　出力の コイルの好適践計を表わす）をｆｃｃ＝１０ｋＨｚ、＼’ｐ＝３５０ボルト、Ｎ ｐ−１１及びＡｐ　＝　２２平方インチとし、より低い磁束密度を与える７次例 として上記パラメータをとり、下記を得る。

Ｂ輸ａｘ＝ｏ、３９　　テスラ Ｂ　５（ＬＯ）　＝　０．６４　　テスラこれは、第２のコアの半分く領域Ａｓ ＝　０．５　Ａｐの）が全出力電圧３０ｋＶ　を達成する前に飽和するようにＢ 　ｓａｔ以上の０．２　テスラである。

出力容量Ｃｓが電圧倍加原理（ｔ、ＩＦを介１．て）を決める式に入るように、 またそれはＢｓ（＋、）を通して第２のコアの半分のコア飽和の分析に入ること が、前の分析を再吟味することによりわかる。その池のものの中で、Ｂ　５（ｔ ）を減少し、Ｃｓ登減、少１．てＯＦを１に近づけると、実質的に容量スパーク を提供するに十分なＣｓを維持している間に実際にｆｃｃに対し同じ位のｆｏｃ を得る。

Ｐ？４４ニ一般的な好ましい例どして、μＦグ）単位で表わされるｃｐに等しい 数値的に約２０倍のｐＦ　の単位のＣ３が提供される。すなわち、Ｖｐ＝３５０ ホルト−の例に対して次の好適な値をとる。

Ｃｐ＝６μＦ Ｃｓ−１２０ｐＦ これは前の例に対してｌ’３ＸＪｌたＣ８を表わす。既に明記１７た値ｋに０９ ５　、残りのパラメータに対して１次回路設計に基づく上記値を仮定し５以下刃 明記していない（Ｃｓを除く〉残りの２次回路パラメータと残すものとする。

Ｎｐ　＝１１　（＃９〜＃１１リッツ線）Ａｐ＝２平方インチ 、これは Ｂ１＊ａｘ　＝　０．３９　　テスラ を与える。こ）で、Ｎｐの値は４０μＨの漏洩インダクタンスＬｐｅを与えるよ うに選択され、６μＦの容Ｉ　Ｃｐに対して好適な周波数１０１ζｉ（ｚが与え られる。明らかに、や＼低いピーク２次電流（例えば２．０アンペア対２．５ア ンペア）に対して、４５〜５０μＨのＬｐｅ、５μＦのＣｐに対するＮｌ＋−１ ２を選択できる（１０ｋＨｚに等しいｆｅｅと保持するため、これは実質的に決 定され、ＳＣＲに最大の動ｆ′ｒ−粂件を回復するに十分な時間を与える７）所 望の３０ｋＶ　ピーク出力電圧に対して、以下のＮを得る。

Ｎ＝［ｔＪＦ／’にコ　［３０，０００／’７００コ　［１＋（１／４）　　コ （１２０／６）ゝ［３０，・′３５０）　　　２］Ｎ−口ＪＦ／ｋ］”［４３］ ＊［１，０４］−［ＵＦ、’に’ｌ”　４５Ｎ＝５０　（ＬＪＦ＝１．５　　と すると；これは変化する）ｆｏｃ＝４．６’ｆｃｃ これは前力値より４０２６高い。Ｂｓの式に置換すると下記を得る。

Ｂｓ（ＬＯ）＝　０．６２　”　（Ａｐ／　Ａｓ）＊Ｂｍａｘまた、第１３ａ図 の表に与えられている同じ値（前の例の）に対して（但し、Ａｐ＝２平方インチ 、Ａｓ＝１．１平方インチ）、下記を得る。

Ｂｓ（ｔｏ）＝　０．６２　１．８　＊　Ｂ＋＊ａｘＢｓ（ｔｏ）＝　１．１　 ＊Ｂｍａｘ＝　０．４３テスラこの場合、これはコア材料のＢ　ｓａｔ以下であ り、完全で満足のゆくく不変の）設計ができる。

ピーク出力電圧Ｖ９は、２次巻線を６００ターンに増大することにより３３ｋＶ 　まで増大でき、これは２次巻線を例えば層（Ｎｅ）　　当り２４ターン及び層 （Ｎ、）当り２５ターンとすることにより容易に達成できる。

コア（部品番号６６５６ＰＬＯＯ−３Ｃ８）は一方のコアの半分が２次コアの半 分として作用し、他方のコアの半分はその中心ポスト（ＯＤｌ、１１″）に置が れなリングを有し、１．６″の大きな直径の中心ポストを作ることを包含する。

コアが０．４０　テスラ（Ｍｎ６７　　のｏ、４５　テスラに対して）のＢｓａ Ｌを有する材料３Ｃ８で作られていることを認識すると、多数の巻数（Ｎｐ＝１ ２ターン）が１次巻線に必要である。更にｆｃｃを１０ｋＨｚに保ち、Ｂ　ｗａ ｘを制限するために、５μＦ対６μＦのＣｐの値を仮定する。

以下に種々のパラメータが与えられる。

Ｃｐ＝５μＦ Ｃｓ＝１２０ｐＦ Ｎｐ＝１２ Ａｐ＝２．０　平方インチ Ａｓ＝０．９５　平方インチ これは以下を与える。

Ｂｍａｘ＝０．３６　テスラ Ｎ＝［ＵＦ／にコ　　［４３コ　　［１，０４５］＝［ｔＪＦ／ｋ］　　　４５ Ｎ＝５０　（ｔＪＦ＝１．０６　　とすると；これは変化できる）Ｎｓ＝６００ Ｂｓ（ｔＯ）＝０．６７　　　（Ａｐ／Ａｓ）　　　Ｂｍａｘ＝１．４　　８＋ ａａｘＢｓ（ｔｏ＞＝　０　、５０テスラ １これは２５％だけ３Ｃ８材料のＢｓａｔ（６０度Ｃで）以上である。

これはこの発明の更に重要な！ｉ＊ｍをもたらし、Ｂ　ｗａｘ又は２次コアの半 断面領域Ａｓの増加をすることより他の手段によってＢ　５（ｔｏ）の値を非常 に高いものとする上記問題を訂正する。これはＶｓ（ｔ）及びＢ　５（ｔ）の式 を以下の如きそれ等の時開依存形に書き込むことにより理解できる。

Ｖｓ（ｔ、）−Ｖｓ（ｔｏ）　　　Ｆｖ［ｘ（ｔ）］　　　　　　　　　　　　 　　（１５）Ｆｖ［ｘｌ＝０．５　　　（１−ｃｏｓｘ）　　　　　　　　　　 　＜１．６）Ｂｓ（ｔ）＝Ｂｓ（ｔｏ）　　　Ｆｂ［ｘ（ｔ）コ　　　　　　　 　　　　　（１７〉Ｆｂ［ｘ］−（１／ｐｉ＞　　＜ｘ−ｓｉｎｘ）　　　　　 　　　　（１８）ｘ＝ｗｓ　　　ｔ Ｆｖ及びＦｂ　　（Ｆｖ′、　Ｆｂ′として示す）に差違を認めるならば、下記 を得る。

Ｆｖ’［ｘコニ０．５　　　　ｓ＋ｎｘＦ　ｂ′［ｘ］＝　（１／　ｐｉ）”　 （１−ｃｏｓｘ　）Ｖｓ　　のピーク値すなわち時閉ｔ＝ｔｏ＜ｘ＝ｐｉ）で評 価すれば、 Ｆ　ｖ’［ｐｉ］＝　Ｏ Ｆ　ｂ’［ｐｉｌ＝　２　／　ｐｉ となる。０及びｐｉ暗時間Ｘの範囲にわたって１ＦｖはＦｂより迅速に立ち上が る。最初に、Ｆｖはゆっくり立ち上がり、それからＸ＝ρｉ／２位迅速に立ち上 がり、そしてその最大値ｘ＝ｐｉで零傾斜まで遅くなる。一方、Ｆｂはゆっくり 立ち上がり、次第に傾斜がｘ＝ｐｉで最大の上昇速度に増加する。特に、 ｘ＝ｘｌ＝０．９　　ｐ＋に対して、 Ｆ　ｖ［ｘｌ］−０，９７５ Ｆ　ｂ［ｘｌ〕＝　０．８０ を得る。その結果、巻線比Ｎが２．５％だけ増大する（そして同時にｆｏｅが一 定に保持され、すなわち５ＱＲＴ（Ｃｓ／　Ｃｐ）／　Ｎが一定に保持される） ならば、その時Ｖｓ［ｘｌｌ＝　３０　ｋＶ Ｂ　ｓ［ｘｌｌ＝　０．４０テスラ を得る。そして、この場合でさえ、巻線比Ｎを数パーセントだけ増加することに より、３０ｋＶ　の全出力電圧Ｖｓが達成される。２次巻数を増加すると、ＬＩ Ｆが増加し、ｆｏｅが減少することに習意されたい。特にｆｏｅは巻線比Ｎ（及 び比Ｃｓ／Ｃｐの平方根）にはダ逆比例するので、Ｎの増加に比例して巻線比Ｎ の所望の増加く又は５ＱＲＴ（Ｃｓ／Ｃｐ）の減少））の値をほぼ２倍にしなけ ればならない。もっと正確には、 Ｖｓ（ｔ）＝　（Ｎ／Ｎ　Ｏ）　　　Ｖｓ（ｔｏ）　　　Ｆ　ｖ［ｘ（ｔ）コＢ ｓ（ｔ）＝（Ｎ／ＮＯ）　　　Ｂｘ（ｔｏ＞”Ｆｂ［ｘ（ｔ）］である、こ蕩で Ｎは、Ｂ　５（ｔ）を減少するためにＮｏを増大した値である。Ｘｌを選択する から解放されている間（従って新しい巻線比Ｎの間）値ｘｌ＝ｏ、８５　　ｐ＋ は良好な設計値どして選択される。

Ｆ　Ｖ［Ｘｌ：］＝　０．９５ Ｆ　ｂ［ｘｌココ−０，７０ 巻線比を５％だけ増大すると、すなわちＮ／Ｎ０＝１．０５ Ｖｓ［ｘｌココ−１，０５＊　０．９５　　　　Ｖｓ（ｔｏ）＝Ｖｓ（ｔＯ）Ｆ ｂ［ｘｌ］＝１．０５”０．７０　　　８ｓ（ｔｏ）＝０．７５　　　８ｓ（ｔ ｏ）を得る０巻線比が設計値Ｖｓ（ｔＯ）を５％越え乞ピーク出力電圧Ｖｓを与 えるように選択されるならば、約２５％のＡｓの減衰を達成できる（２次コアが 実際にあったとしてもそれが飽和しないものと仮定して）。

これは、この発明のコイルを設計するのに付加的な柔軟性を与える点で重要な結 果である。特にそれは１次コア領域Ａｐ及び１次巻線Ｎｐを適当なり　ｗａｘ例 えばＢｓａｔにはダ等しいＢ　ｓ＋ａｘを持つような設計を行うことを示唆し、 そして、２次コア領域及び２次巻線を異なる傾斜のＦｖ及びＦｂの上記現象の用 途にさせるよう設計を行・うことを示唆し、特にＡｓが約２５％だけ減衰できる ようにその設計ピーク値Ｖｓ（ｔ、ｏ）より５％大きくなるような巻線比Ｎを選 択することを示唆する。

例６；この発明の他の実施例は、小型のコイル及びこ）で提示された設計原理が ディストリビュータレス点火に適当なコイル設計を開発するために有効に利用す ることである。好ましくは、より高い周波数例えば２０ｋＨｚの振動ｆｃｃが使 用され、これは高速のターンオフＳＣＲ又はＳＣＲを輪に作ることにより達成さ れる。２０ｋＨｚの高周波数なので、フェライトコア材料が使用される。

このより高い周波数は好ましくは次のようにして得られる。

Ａｐ＝１平方インチ Ｎｐ＝１１ Ｃｐ　＝３μＦ、Ｌｐｅ＝２０μＨ ｆ　ｅｃ＝　２０ｋＨｚ 注意深い設計により、また以下が達成できる。

Ｃ５＝６０ｐＦ　　（コイルの４０ｐＦ。

プラグの２０ｐＦ　　） ｆｏｃ＝４．６ｆｃｃ Ｖ　５（ｔｏ）　；　３　０　ｋＶ この方法で、コイルの寸法と開示したコイルの寸法の約騒まで減少でき、時間Ｘ 　（ｔＯ）に基づいて予知したより５％大きな巻線比Ｎ（５００代りに５３）を 使用することにより、更にその他の方法で期待できる（２５％だけ）より２次断 面領域Ａｓｌ減少できる。

ＡＳ＝０．４２平方インチ（０，６５″の直径）Ｂｍａｘ＝０．３９　テスラ Ｂｓ（ｘｌ）＝　０．６１　０．７５　＊（Ａｐ／Ａｓ）　　ＢｍａｘＢｓ（ｘ ｉ）＝　０．４２テスラ 第１３図、第１３　ａ図と関連して５同じ長さの寸法１】、１２．１３．１４は 訂正した断面寸法で以下の如く使用ａ　１　＝　１　、６５　、　ａ　２　＝　 １　、１５　、　Ｗ　１　＝　０　、２５ａ３＝］、、７５．ａ４＝０．６５． Ｗ２＝０．５５特に、約０．５５　インチの大きな値に維持される巻線窓Ｗ２に 対して適当な寸法が得られる。

上記設計は第７区及び第７ａ図で描いたコイルで履行できることに留意されたい 。また、このような設計は、プラズマジェット型点火のへこみ型プラグとして迅 速に解放すべき大量のエネルギーが必要な場合に特に有効である。この場合より 高い周波数、例えば３０〜４０ｋＨｚが使用できても更に寸法は減衰し、１次お よび２次巻線の巻数は低くなる１本標準フェライト“Ｅ”型はそれ自身容易にこ の用途に役立ち、２次部の中心コアの領域Ａｓは１次領域Ａ９のそれの約半分作 られる。

−殻に点火を行う他の方法、特にＭＰＣＤＲＣ設計の特徴を保持しながらく存在 する高効率低速のターンオフＳＣＲを約１０ｋＨｚで使用して）ディストリビュ ータレス点火（またはその他の用途）のため小さなコイルの設計を達成する他の 方法は既に開示したように４００ボルト以外の定格のコンデンサを使用すること である。小容量Ｃｐで６００ボルトのコンデンサを使用すれば、１次巻数Ｎｐは 多くなり〈漏洩インダクタンスＬｐｅは大きくなり）且つＳ（Ｒは高効率の動作 となる。大容量Ｃｐで２５０ボルトのコンデンサを使用すれば１次巻数Ｎｐは低 くなる。両方の場合において、２次巻数Ｎｓはほとんど変らない、各区みはこ− に提示した原理に基づいて場合場合に応じて学習しなければならない夫々の利点 を有している。

上記例１〜例６の全てにおいて、代表的な１次抵抗ｒｊｐは約５ミリオーム、２ 次巻線の代表的なりＣ抵抗は１０及び２０オ一ム間（５０の巻線比Ｎに対して４ ・〜８ミリオームの等価な１次抵抗）である。既に開示したように５リツプ線と する２次巻線のＡＣ抵抗は略々ＤＣ抵抗と同じであり、一方２次巻線のＡＣ抵抗 は適切な設計によりＤＣ抵抗の約２倍以下に保持できる。従って、１２ミリオー ムの全１次ＡＣ等価抵抗はこの設計で得ることができ、非常低いＡＣ抵抗を表わ すことは現在のもの１前の周知の設計によっては達成できない。

第５ａ図、第７ａ図の表を参照して留意されるべきことは、外側ボスト６５によ り表わされる断面領域は中心ボスＩ−３２ｃの領域より１０％小さいことである 。この特徴は実験的に思い出され、コアの設計に組み入れられる。

第１４図は好適なコアの実施例を構成する他の手段を示すコイルの好適実施例の 半側断面図である。第１４図により表わされる主な特徴は、１片６４及びキャッ プ６８の外に２つの異なる中心ボスト直径（第７図におけるよつな、ボスト３２ ｃの領域Ａｐ及びボスト４２ｃの領域Ａｓ）を有する単一のコア６４と結合され た外側コア部６５及び６６を構成する手段である。この構造は高さＷ２がＷｌよ り大きく、モールドがコア６４を図に示すように作るのに構成しやすく、一方円 筒キャップ６８を作るのに簡単であるので、ボストコア設計に対して便利て゛あ る。同様に、ラミネートされたＥコアを設計でき、成層材料の消耗を最小化する ため、先ず長さＩＣ及び幅Ｗ１を除去し、第２の動作として幅Ｗ２の区域を除去 する２つのステップで巻線窓部Ｗ１及びＷ２を除去することにより長さｌｃの内 部から２つの等価区域長１ｃにキャップ６８を得ることができる。

この図ではまた好適な２次巻線６２が示され、これはそれ等が大地に対して小さ な隙Ｍ　６２　ｃのみ必要なので、低電圧層６２ａが層当り多くの巻数３含み、 高電圧層６２ｂが層当り少ない巻数を含むように、層当り初期可変の巻数（１番 目の層当りＮｔｉ）を持つ１例えば、次のシーケンスの層当り巻数、Ｎｔｌ＝　 ３６　、　Ｎｔ２＝　３５　。

Ｎｔ３＝３４．　　・・・Ｎｔｉ６　＝２Ｌ　Ｎｔｉ７　＝２０゜Ｎｔ１８＝２ ０を有し、残りの層は層当り２０巻数を有する。

こ−に提示された設計原理はボットコア及び“Ｅ”コアに適用できる一方、それ 等はまた、次に簡単に提示されるように他の型のコアに適用できる。

第１５図はこの発明の設計基準をより最適に使用できるように変形された高漏洩 インダクタンスコイル巻線の標準形の変形である。こ）で主な特徴は領域Ａｐの １次巻線ボスト７３の巻線７１は漏洩インダクタンスの多数部を生じ、領域Ａｓ の２次巻線ボスト７４の巻線は漏洩インダクタンスの少数部と生じることを認識 することであり、従って、Ａｓはこの特殊例では、２次巻線が漏洩磁束密度及び 漏洩インダクタンスＬｐｅの１／２以下を生じる限り、例えば、ここに提示した 原理によりＡ９の１／２を作ることができる。前の例では、特に全ての漏洩イン ダクタンスが１次巻線により生じたことに留意されたい、頭載ＡｐｓはＡｐ及び Ａｓ１ｉにあり、実験的に決定できる。

こ）に提示した発明は、更に有効な成る概念を有し、そのいくつかはこの発明の 特徴を使用した結果として見い出された。

例えば、米国特許出願第１７９９５３号に開示された型の好適高効率高出力コン バータを用いるＭＰＣＤＲＣ点火にこの発明を使用すると、多くのパルス例えば 点火当りｌＯ〜２０パルスを発射でき、２００ボルト以下に落ちてから３５０ボ ルトの初期１次電圧Ｖｐを保持できる。

これをトロイダルギャップを有するスパークプラグと関連して使用すると５パル ス間の特開に応じて大なり小なり広がるトロイダルギャップの周辺に沿って移動 する多数のスパークパルスの傾向がある。例えば、パルス間の１００μ秒の期間 中（Ｔｏｆｆとして決められ、第２ａ図の（Ｔｉ−Ｔｅ）に等しい〉、スパーク パルスは１領域に集中する傾向があり、一方４００μ秒の期間Ｔｏ（ｆの間、そ れ等はギャップの周辺に均一に広がる傾向がある。更に、より大きなＴｏｆｆ時 間におけるスパーク音は、スパークプラズマがパルス間で（絶縁誘電体に向って ）十分に回復することを示す（連続パルスの高ブレークダウン電圧を伴った）多 くのばちばちという音である。

この現象は幾つかの結果を有する。第１に、それはくトロイダルギャップに沿う わき道を動くパルスの傾向により示されるように）放電の中心に対してスパーク 放電の外面に存在するスパーク残物（米国特許出願第１３１９４８号で十分に吟 味された）の自然な傾向を示す、この現象は更に火炎周囲で強調され、化学イオ ン化は放電（火炎前の位置又は作用＠域）の表面における電気的導電率を増加す る。従って、最初に米国特許出願第１３１９４８号に開示されたパルス火炎放電 点火（ＰＦＤＩ）の現象は、開示された如く点火当り多くのパルスを使用し、パ ルス列点火周波数を変調する能力によって更に強調される。

第２に、この現象はＰＦＤＩモデルにより５０μ秒の一定時間（及び１０　１１ 電子／ｃｃ密度目盛り）でスパーク放電の減衰及び火炎前放電の成長に対してモ デルに信用を与える。より最近の証拠は適当な時間目盛り（及びやや高い密度目 盛り）として１００μ秒の時間目盛りを示す。

米国特許出願第１３１９４８号では、シリンダ空気運動において、燃料のタイプ 、プラグチップの形状寸法等はＰＦＤＩ現象の結果として大きな火炎中心部の形 で回転するように示されている。高エネルギーの多くのパルス例えば初期パルス とはゾ同じエネルギーを持つ後方パルスを有するＭＰＣＤＲＣ点火の形のこの発 明は、より効果的な設計を総合点火動作にさせて初期火炎成長を改善する。

例えば長いパルス列で、時間Ｔｏｆｆは２００μ秒及び４００μ秒間で次第に増 大しく変調され）、最初にゆっくりと例えば（３５０ボルトの高さから）２５０ ボルトまで降下した電圧■ｐは凹復し、後で、例えば１０番目のパルスで３５０ ボルトまで戻って更に初期火炎中心部の大きさを増加する。

この特徴、例えばＰＦＤＩ効果は上述のＥＦＦＬタイプのプラグによりより最適 に利用され、更にこの出願のため以下に詳述する。

第１６０はこの発明のコイルを使用するために適当で、特にスパーク点火当り多 くのパルスを有するＭＰＣＤ点火システムの一部として使用されるトロイダルギ ャップＥＦＦＬ型スパークプラグの好適実施例の断面図である。

このようなプラグは米国特許出願第１３１９４８号に開示されており、このバー ジョンは特にこのコイルの用途に好適である。このプラグは約２倍のスケールで 示しており、１４■の細線８４ａをもつ標準設計に基づいており、その長さくリ ーチ）は約３／４インチである。

直径ｔ２の中心導体部９１は、約０．１２　インチの厚さｔｌのきつくはまった 絶縁体８７及び導体８４で１０〜２０ｐＦ　の大きな容量が設けられるように、 できれば０．１　及び０．１２５　　インチ間であることが好ましい。

約１／４インチの厚さの中心導体部９０はく約０．１１インチの）厚さｔ３の絶 縁層８８及び金属シェル８５（の又は一部）に含まれるきつくはまった外側金属 層８９と共に１５〜３０ｐＦ　の容量を提供する。金属シェル８５は好ましくは １及び１．５インチ間の長さＬｓｈｅｌｌであり、プラグが通る部分に沿った容 量と共に、約４０ｐＦ　　（アルミナ絶縁体に対して）のプラグ容量の適度な総 合値を提供し、過度な負背なしに、すなわち開回路ピーク電圧Ｖｓを下げて、最 小的に十分な容量性スパークを提供する。スパークプラグ絶縁体８８／８７は、 所望の４０ｐＦ　の容量の適度な値を提供するように示された大体の厚さの高純 度アルミナ（９５％＋）が好ましい。

標準プラグの容量が代表的に１０〜１５ｐＦ　であるので、全長が関係する限り 、高誘電率材料例えば（アルミナのみに対して）約３０の時定数の材料を使用す れば、標準プラグと同じプラグの設計が可能となる。

スパークギャップ１７ａは好ましくは適度のエンジン機器例えば圧縮比８．５： １　　のものに対して約０．１　　インチである。プラグチップ８２及び輪８１ の耐腐食性材料は、好ましくはタングステン−ニッケルー鉄、タングステン−ニ ッケルー銅又はその他の耐腐食性材料であり、約２アンペアの高ピーク電流及び 改善された点火システムで可能な点火当り多数のパルスに耐える。スパークプラ グチップ８３は、米国特許第４７７４９１４号に開示されているように、ピスト ン（又はロータまたはその他の圧縮手段）に対してエンジン点火をＴＤＣ（上死 点）近くで与え、また例えば３０ｋＶ　のピークブレークダウン電圧及び例えば ８１（■の最小ブレークダウン電圧をもつ好適な点火エンベロープが示されてい る。

第１６ａ図において、好ましくは０〜３０度の角度０１．６０〜９０度の０２， ０〜３０度のθ、を決めるプラグチップの断片的部分図を示し、約４５度のθ。

はくぼんだ絶縁表面８６　ａ　／　８６　ｂを決める７中心電極ボタン８２は約 １７１６インチの厚さｔ５を有し、その端部に電界を集中して（過度の高電圧か ら）ブレークダウン電圧を減衰する。長さＬ　ｇａｐは、既に述べたように、代 表的なガソリンエンジン機器に対して０．１　　インチであることが好ましい。

第１６　ａ図のプラグチップの好適実施例を第１６ｂ図に示す。ボタン８２は下 記の如く決められた角度に対しておよそ次の値を有する。

スパークが垂直にできる角度θ５は好ましくは図示の如く約４５度である。これ は約０．２８　インチのボタンの直径と輪８１を使用して達成され、輪８１は四 部に設けられ、厚さｔ２プラス２＊ｔ１の和で作られる直径によって決められる ０、３５″に対する０、３８　インチの直径を決める。設計を簡単にするため５ 第１６図のボタン８２は、第１６図の場合に角度θ２が９０度である以外は第１ ６ｂ図のそれと同じである。寸法的考慮から、表面８６ａ及び８６ｂの長さは代 表的ガソリンエンジン機器に対して約Ｏ，ＯＳ　インチである。明らかに、実際 には、これ等の寸法は例えば１／８″と大きく、１／８″より大きな大ギャップ ＬＨａｐを提供する。例えば、Ｔ　Ｄ　Ｃでピストン点火が可能な低圧縮比例え ば７対１の２スト・ロークエンジンでは、大ギャップＬ　８ｉｐは可能である。

それが特にＭＰＣＤＲＣ点火回路と共に使用されるとき、この発明のコイルの多 数の特殊な用途がある７例えば、アルコール燃料例えばメタノールやエタノール 等の燃料を使用するエンジンの場合には、数ミリ秒にわたって数百ワットの点火 電力を発生し、数百ミリジュールのエネルギーを空気−燃料混合ガスに与える能 力は、特に冷却開始状態では、アルコール燃料の自動車をして他の援助なしに非 常に低温度で始動させ、好結果のリーンバーン（１ｅａｎ　ｂｕｒｎ）　　車輌 を動作させる。更に上述の構造を使用し、非減衰又は非常にゆっくりした減衰（ 又は最初の減衰とその後の成長）パルス湖面を、点火コン１−ローラによるエン ジン発進段階中、例えば通常エネルギの約２倍（理想的エンジン動作と比較Ｉ、 て）を空気−燃料の混合ガスに与えるようにして拡大することは簡単なことであ る。

更に点火用途、現在のコイルすなわちトランスは、高漏洩インダクタンスが必要 な（並んだ巻線で達成される）他の用途に有用である。例えば、トランスの巻線 比で指示されるような最大値の約１７′２まで充電される容量性負荷で動作する 米国特許第４８６８７３０号の電力変換器は、大きな２次巻線窓な提供するよう なやや小さな２次巻線コアセンタポスト（及び低Ａ、　Ｃ抵抗に対して既に開示 したような漏洩磁束線に並列な多数の巻線を提供するような好ましいより広い窓 ）を有することによってより最適に設計され、４０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの好適 な高い周波数の動作で必要かもしれないリッツ線を調整する。

この発明の並行した特徴は、コイル及び全点火システムの両方の設計の改善及び 柔軟性に更に有用である。特に、第１７図〜第２１図の好適実施例で示すように 、コイルは非常に低コストで、コンパクトであり、特に純粋なディストリビュー タ点火システムの少なくとも２つのタイプの形では、より万能に点火システムに 適用可能である。

特に第４２１５第５Ｉ２１、第８図及び第１３図において、各半分のコア３１及 び４１は異なる磁性材料で作ることに留意することは価値がある。第１７図には １次巻線１が巻回される低損失でフェライト、磁性材料から成る半分のコア３１ と、２次巻線２が巻回され、低コスｌ−（高損失）で例えばシリコン鉄＜５ｉＦ ｅ）の如き高磁気飽和材料から成る半分のコア４１が示されている。

（第１７図）の好適実施例において、半分の２次コア４１は、脚１４の長さを好 ましくはより短かく例えば１インチにする以外は、トーマス及びスキナー（Ｔｈ ｏｍａｓａｎｄ　５ｋｉｎｎｅｒ）　　ハンドブックより、低コストの７ミル（ ０，００７インチ）成層を単相−５／　８　Ｌ　Ｓ　Ｗ　Ｅ　Ｉ成層の寸法に（ ｔ−ることができる９半分の１次コア３１は約２・５／８直径（５／９ＬＳＷＥ Ｉ成層すなわちＤ−２・５／８であるように）の“例５”で与えられたフェライ トボットコアの設計から作ることができ、フェライトリング３２ｄｄは中央脚３ ２に付加されて約１．５５“の中心ポスト直径を得、そしてディスクの３２　ｄ 　ｅが中央脚３２に付加される。この方法で、１２の１次巻数Ｎｐ及び゛例５” の例から仮定した残りのパラメータに対して、３０ｋＶ　の開回路電圧を最大に 印加して適切な設計を得るため、半分の２次コア４１は約１．０　テスラに抑圧 され、半分の１次コア３１は約Ｑ、３　　テスラに抑圧される。磁束は高損失で ラミネートされた半分のコア４１に対して低損失の半分の１次コア３１により原 理的に導かれ、使用される２つの材料の特性の最適な用途を作る。

これに関連して、各材料を利点に使用するより最適な設計としてディジミラ（ｄ ｉｓｉｍｉｌａｒ）　　磁性材料の用途を調査できる。５ｉＦｅの非常に高い飽 和磁束密度を使用して、２次巻線の長さの約半分及び抵抗損失の半分より良い（ ＡＣ損失効果の１係数時〉のに対して半分の２次コア４１の中央ポスト（４２） の領域Ａｓを約１／２平方インチに減少する。この材料の高損失は開回路高電圧 条件が非常に短期間のため受は入れられる。すなわち、コアは多数パルス点火列 の第１のスパークパルスの第１の２゜３パルスに対してのみ高磁束（０，２５テ スラ以上）に依存する。例えば、より最適な新しく開発した７ミル成層（これは コスト的に１４ミル成層より５０％だけ高い）を使用すると、１テスラのピーク 磁束密度で数キロワットの最高に可能な損失を有し、数マイクロ秒の最大立ち上 がり時間に対して約５の総合エネルギー損失が２０ミリジユールとなる。これは 第１のパルスの代表的総合エネルギー損失が約３０ミリジユールであることを受 は入れる。スパーク点火条件中、磁束は主として１次低損失フェライトコア３１ により導かれ、それで２次コア高損失は設計と妥協しない。

２つの半分のフェライトボンドコアの好適実施例において、磁束３０（相殺され ない）のほとんどが半分の１次コア３１に含まれるので、半分の２次ボットコア ４１はスパーク点火状１．　（そしてこの状態で使用中）のけるかに短かい時間 に抑圧され、従って、半分の２次コア４１の特性は十分に使用されない。

第１７ａ口は第１７区のものと同じ寸法のコイルの好適実施例を示し、好適な近 ａ、の寸法はこの出願に対するものである。１次巻線１は２つの巻線に分割され 、一方の巻線１０１は薄板部４１ａに含まれ（不用でない成層構造の一部である 絶縁された標準成層９４と共に）、他方の巻線１１０は半分の１次コア３１ａに 含まれ、２次巻線２ａから結合していない事実上分離したチョークを表わしてい る。構造４１ａ　（コンパクトコイル）に含まれる巻線１０１はコンバクｌ−ト ランスの非常に低漏洩インダクタンス１次巻線又は非常に低巻線損失のコイルを 有する。各部品（４１ａ及び３１ａ）は各キャップ端９４及び９４ａを有する台 装置を表わす、単一のユニツＩ・とじて、それ等は、例えば、それ等の間のラミ ネートされたキャップ９４を分担する。

例示した好適実施例では、コイルは約８つの１次巻線巻数Ｎｐｌすなわち６〜Ｉ Ｑ巻数と、約４００の２次巻数Ｎｓすなわち既に開示した本願に対して５０の巻 線比Ｎと、非常に低い漏洩インダクタンスＬ、ｐｅｌ　　（これは代表的に約２ μＨで測定する〉を有する。小型のゲージ磁気線は１次巻線に対して使用され、 例えば３０〜３３のゲージ標準線をもつ約第１２号のリッツ線が使用される。

そして、好ましくは２７〜３１のゲージ磁気線が２次巻線２ａに対して使用され る。図示の近似寸法の１次コア３１ａは好ましくは１２巻数の線Ｎｐ２（約゛第 １０号すンツ線）と、漏洩インダクタンスＬ　ｐｅ２を調節するための空気ギャ ップ３８ａを有し、この空気ギャップ３８ａはこの場合時々総自インダクタンス Ｌｐｅに等しく、例えば５μＦの放電要領値Ｃｐに対して約５０μＨである。第 １７ａ図の構成の動作は、異なった巻数Ｎｐｌ及びＮｐ２（通常Ｎｐ１＝Ｎ９２ ）　、及び２つ作用すなわちトランス（？用及び漏洩インダクタンス作用の分離 のため生じるかもしれない利点を除いては、第７図のそれと同じである。

２次巻線から１次巻線をデカップリングする部分により、２次巻線のＡＣ損失は １．２次巻線の巻数をカットする１次巻線の低漏洩磁束のため、減少する。それ 故、比較的強い２次巻線を使用できる。また、それは、各部の漏洩インダクタン スに比例した総合コア損失を考慮することにより総合トランスコア損失を減少し 、その結果、低損失の分離漏洩チョーク３１ａは非常に大きな重み係数（Ｌｐｅ ｌよりかなり大きくなるようＬ　ｐｅ２を設計することにより）を有する。この 方法で、低コスト、高磁気飽和の高損失材料例えば５ｉＦｅを第１トランスの部 品として使用して総合コスト及び損失を減少できる。

設計の別な形Ｓは、コイル部４１ａを、例えば１０μＨの漏洩インダクタンスを 生じるかもしれない並んだ巻線として巻回することである。こへで、１次コア３ １ａの所望の漏洩（チョーク）インダクタンスな例えば総合５０μＨの漏洩イン ダクタンスに対して４０μＨまで減少できる。これにより、チョーク巻線１１０ の巻数を例えば１２〜１０巻数から２０％だけ減少できる。

従って、スパーク点火中、コイル４１ａのコアは、総合磁束の２０％を導き、こ れは高損失材料に受は入れられ、磁気ストレスのより良い総合バランス（２つの 部分の磁束密度）をとる。

この設計の主な利点は、簡単で低コストの形態のディストリビュータレス点火が 、単一の漏洩チョークＬ　ｐｅ２を幾つかのトランスコイル４１ａ　＜非常に低 い漏洩Ｌ　ｐｅｌと共に）間で分担させることにより可能になることであり、５ ｉＦｅのラミネートされた磁気コア材料を使用して非常に小型で安価なものとな る。

第１８図はニーに開示した慣用のＣＤ回路トポロジーに基づくディストリビュー タレス点火装置の好適実施例を示す回路図である。２つのコンパクトコイル１０ ３ａ。

１０３ｂを示すが、もっと多くを点１１２及び１１０ａから継続接続により付加 できる。１１０として示す単一の漏洩インダクタンスはコンパクトコイル１０３ ａ。

１０３ｂで分担される。

この実施例において、各コンパクトコイル１０３ａ。

１０３ｂ、　　・・・は１次巻線１０１．２次巻線１０２゜高電圧端子］０７． 関連する放電コンデンサ１０４ａ。

１０４ｂ、絶縁ダイオード１．０８　ａ及び１０８ｂ、４ｉ還ダイオード１０６ ａ、　　１０６ｂを有するＳ　ＣＲ，１０５ａ　。

１０５ｂを備えている。このようなコンパクトコイルは好ましくはタイプ４１ａ であり、漏洩インダクタチョークは好ましくはタイプ３１ａであり、共に第１７ ａ図に示されている。２つ（又はそれ以上の）コイル回路は、好ましくは再充電 回路チョーク９く既に開示１７たような）に接続された端子１０９に共通接続さ れる。

動作中、Ｓ　ＣＲ］、　０５　ａのゲートがトリガされると、その１次（磁化さ れている）インダクタンスＬｐｌが一般に少なくともチョークインダクタンスＬ ｐｅより１桁大きい大きさ例えば５０μＨのＬｐｅに対して約１ｍＨのＬｐとな るので、各コイル１０３ａの１次巻線１０１のほとんど全体にわたって負電圧Ｖ ｐが現われる。２次巻線１０２（のコイル１０３ａ）によるスパークの形成にお いて、１次巻線１０１により現われス：インダクタンスは１次漏洩インダクタン スＬ　ｐｅｌまで低下し、これはチョークインダクタンス１１０（Ｌｐｅ）より 非常に少なく、枝点］コ、Ｏａは近似電圧−Ｖ　ｐ　′ｃｏｓ（ｔｕｔ）で振動 する。従って、非点火回路（のコイル１０３ｂ）は、ＳＣＲ／ダイオード対１０ ５ｂ／１０６ｂにより得られる電圧がその他で得られるのを２重に閉成するまで 存在する以外は消勢している。

第１９図は別の形体すなわちディストリビュータレスタイプの点火装置特に好適 なスパーク点火容量性放電回路のトポロジーを示す。この好適実施例はコンデン サ１０、チョーク９、ダイオード８を有する再充電回路の絶縁チョークの存在の 結果として可能である。このトポロジーでは、ＡＣＤとして示す放電コンデンサ １０４は再充電回路の出力端、枝点１０９及び大地間に接続され、トランスの１ 次巻線１どは直列ではない、５ＣＲ１０５及びダイオード１０６は、図に示すよ うに、１次巻ｉｉ！１の下側及び大地間に接続される。コンデンサ４ａ及び抵抗 器４ｂはスナバ対を構成し、コンデンサ４ａは、例えばＴＡＧ　　Ｓ４０１４Ｍ ＨＳＣＲのように、回復電圧の高速の立上りをもつ好適なＳＣＲが使用される場 合には、約０２０１μＦ　と同じ程度の小さい値を持つことができる。

このＡ　ＣＤ　１−ボロジーにおいて、５ＣＲ１０５がトリガされると、枝点１ ０９が大地にもってゆかれ、正電圧Ｖｐが１次巻線１の両端に現われて２次巻線 ２の両端に高電圧を発生し、スパークギャップをブレークダウンする。スパーク 電流は第１の半サイクルで５ＣＲ１０５を通して及び第２の半サイクルでシャン トダイオード１０６を通してコンデンサ１０４及び１次巻線１の直列組体の間で 振動する。第２の半サイクル中、第２の経路はコンデンサ１０４にダイオード８ を通して放電させることが可能である。しかし、再充電回路チョークが存在し、 その代表的なインダクタンスがＬｐｅより１００倍以上ら大きいすなわち１−ｐ ｅの約５０μ丁Ｈに対して約２０ｍＨなので、第２の経路はその２桁の大きさす なわちより大きなインピーダンスのためブロックされる。こシで、第１９図のト ポロジーはまた再充電回路（チョーク９を有する）が使用される場合の等測的に 有効な容量性放電回路である。

第１９ａ図は個別の外部チョーク１１０が図に示す好適な位置例えばコンデンサ １０４と大地面に設けられた別な容量性放電回路（、’Ａ、　ＣＤ回路）の好適 実施例である。

動作において、インダクタ１１０　（Ｌｐｅ２）　　のインダクタンスが漏洩イ ンダクタンスＬ　ｐｅｌより非常に大きく例えば２μＨに対して５０μＨとする と、第１９図の枝点１０９がスパーク放電サイクル中Ｖｐ　　ｃｏｓ（ｗｔ）と して振動し、技点１１１が−Ｖｐ　　ｃｏｓ（ｗＬ）として振動する以外は、第 １９ａ図の動作は第１９図のそれと同じである。

従って、枝点１］１は５ＣＲ１０５のターンオフとスピードアップするためにス パーク放電中Ｓ　ＣＲ，１０５のゲート５　＝ｔに負のバイアスを与えるのに適 当である。高速ターンオフ回路は負電圧ダイオード１１３．抵抗器１１４（代表 的に１キロオーム乃至５キロオームの値の２ワツト抵抗器）、約０．１μＦの値 をもつコンデンサ１１５及び代表的に１００〜５００オームの値をもつゲート抵 抗器１１６を有する。このようなスピードアップターンオフは米国特許第４８４ １．９２５号に開示されている。

第２０図はＡＣＤトポロジーに基づく好適なディストリビュータレス点火装！の 回路図であり、１つの放電コンデンサ１０４及び１つの外部漏洩インダクタ１１ ０が幾一つか（Ｎ数）のコンパクト点火コイルＴ　１　（１０３ａ）。

Ｔ　２　（１０３ｂ）・・　Ｔｉ・・　ＴＮ　　と働く。この好適実施例におい て、縦続回路部はコンパクトコイルＴｌ、Ｔ２゜・・・Ｔｉ、の１次巻線の直列 組体を有し、それ等の各ＳＣＲ（ダイオードでシャントされている）は各々コン デンサ１０４及びチョーク１１０と直列接続され、完全な点火回路を形成する。

すなわち、ＳＣＲンヤンＩ・ダイオード（組体１０５ａ／１０６ａ＞を有するコ イル１０３ａの１次巻線はまたコンデンサ１０４及びチョーク１１０と直列の直 列部を備え、コイル１０３ｂの１次巻線及びＳＣＲ，／シャントダイオード組体 １０５ｂ／１０６ｂ（スイッチ）等が上述同様になされ、付加的コイル／スイッ チ直列組体が点１２から図示の如く縦続接続される。

動作において、Ｓ　ＣＲ１０５がトリガされると、第１９ａ図の場合と同様、電 圧ＶｐがコイルＴ１の１次巻線間に現われ、そのスパークギャップき点火する。

Ｔ１の点火時、枝点１．０９はその最大値（Ｌ　ｐｅｌ／　Ｌ　ｐｅ）　＊Ｖ　 ｐに等しい電圧にあり、これは代表的にＶｐの１／２０以下又は２０ポル１〜以 下であり、すなわちＬ　ｐｅｌは代表的に約２μＨであり、Ｌｐｅは代表的に約 ５０μＨである。

従って、コイルＴ２．Ｔ３．　　・　・はそれ等が精々それ等の１次巻線の両端 に２０ボルトを見ることができるので、それ等の各スパークギャップを点火出来 ず、これはマルチシリンダエンジンのシリンダの低圧力条件下でさえそれ等の各 スパークギャップを点火するのに十分でなく、例えばこれは圧縮中シリンダの点 火の間吸入ストロークの底部の近くにある。

第２の半放電サイクル中、全てのシャントダイオード１０６ａ、１０６ｂは帰還 電流に対して可能な経路を提する。しかしながら、点火コイルＴ１の１次巻線は ほとんど、それ等の磁化又は点火コイル（Ｔ１〉の提供される漏洩インダクタン スより非常に大きなく１００〜１０００倍大きい）１次インダクタンスＬｐを提 するので、実質的に、全ての電流はトリガされたＳＣＲのシャントダイオード１ ０６ａを通して戻る。二＼で、各コンパクトコイル（好ましくは同中心の非常に 低漏洩インダクタンス巻線で代表的に１〜２μＨの〉は他にか〉ゎらず点火でき 、低コスト、簡単な構成のディストリビュータレス点火装置が得られる。

この好適実施例において、第１９ａ［］と同じ構成部品＜ｔｉ成部品１１３，１ １４，１１５．１１６＞で作られたスピードアップターンオフ回路は、池から各 ゲートと絶縁するため各付加的トランスに対して付加的ダイオード、ずなわちゲ ート１０５ａに対してダイオード１１７ａ、ゲート１０５ｂに対してダイオード １１７ｂを必要とし、更に稜点１１８に接続されたその他のものを必要どする。

明白に示していないけれども、ディストリビュータレス点火において、エンジン サイクルの適当な時間に各コイルの各ＳＣＲをトリガするためにセンサが必要で あるこが明らかである。現にディストリビュータを有する点火用レトロフィト（ ｒｅｔｒｏｆ　ｉ　Ｌ　）キラ１−として、例えばディストリビュータの高電圧 端子は例えば１００オームの抵抗器を介して接地され、その適当な時間で各コイ ルを点火するための擬似点火ディストリビュータと１７でディストリビュータが 使用される。

コイルＴｌ、Ｔ２．　　・　　、Ｔｉ及びスイッチＳｌ。

Ｓ２．・　・Ｓｉの直列組体の並列な部品回路は同時に点火できない（漏洩イン ダクタ１１ｏが除去され、各トランスに内蔵されないど）けれども、例えば２つ のコイル（ＴＩ及びＴ２＞の効果的な同時の点火は５０％以下の非点火デユーテ ィサイクルに点火をパルス列からそれ等の各ＳＣＲを交互にトリガすることによ り達成できる。

また、コイル、スイッチ等の第２のバンクはダイオード８と同じ第２の絶縁ダイ オードを介して稜点１１９に接続出来、従ってそれ等自身の漏洩コイル及び放電 コンデンサを有する第２の独立したコイルの組と持つことになる。このような実 施例は特にロータリエンジン及びロータ当９２つのプラグを使用する２つのスト ロークエンジンの場合に好適である。３つのコイルＴ１　、　Ｔ　２　、７３及 びＴＩ’、Ｔ２’、Ｔ３’の２つの組（稜点１１９に接続された）が必要であり 、各組は１つの放電コンデンサ＜１０４．１０４′）と漏洩チョーク（１１０， １１０′）を有し、全てのユニットは１つの高出力、高効率の電力変換器及び１ つの再充電回路により駆動される。また、更に１つの放電コンデンサ１０４及び 漏洩インダクタ１１０を伴なう６個のコイルの１組のみを持つことにより装置の 部品を低減でき、５０％デユーティサイクル以下のその他の２重長期幅スパーク パルス列の交互のパルスで対のコイルを点火する。　第２１図は４シリンダエン ジンに対する第２０図の実際のディストリビュータレス点火の時々半分のスケー ルの図である。この好適実施例において、コンパクトコイルＴＩ、Ｔ２．Ｔ３． Ｔ４及びチョーク１１０は第１７図の夫々トランス（コイルタイプ）４１ａ及び 漏洩チョーク３１ａと同じ設計である。スピードアップターンオフ回路構成部品 １１３，１１４゜１１５及び１１６（第２０口参照）があるように、コンデンサ １０４（１以上の並列コンデンサ）は好ましくは漏洩インダクタ１１０の側（２ つを示す〉に設けられる。

多くの可能な部品構成のこの区において、コイルＴ１〜Ｔ４及びチョーク１１０ は巻線（第１７ａ図の１０１／２ａ）の側及び上に設けられたコイル高電圧タワ ー４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄと一直線に示される。

好ましくはダイオードと内蔵するＳＣＲである各スイッチ８１〜Ｓ４は各々各コ イルの側に設けられ、接地されたケース１２０にマウントされる。

コイル及びチョークの他の構成は実質的に環状であり、チョーク１１０及びコン デンサ１０４は中央に設けられ、コイルは部品１０４／１１０の周辺に設けられ る。

他の構成はスイッチ８１〜Ｓ４が直接接地されたし−トシンク１２０にマウント され（絶縁なしに）、すなわちＳＣＲアノードタブは直接ヒートシンク１２０に マウントされる。これは負極性の電力変換器電圧Ｖｃ（第２０図）を持つことに より達成され、スイッチ８１〜Ｓ４を構成するＳＣＲ及びダイオードは第２０区 に示すものから方向を反転される。ＳＣＲのゲートは絶縁される。また、この構 成〈第２０図と関連する）において、漏洩チョーク１１０は好ましくはそれ等（ 図示せず）の閏の新しい稜点１１１′を決める放電コンデンサ１０４の高電圧側 に設けられ、ダイオード１１３のカソードは稜点１１１′に接続される。

第２２図は非常に小型のコンパクトコイルＴｉ（多数コンパクトコイルＴｌ、Ｔ ２を示す第２０図のディストリビュータレス点火におけるような）を約１／２の スケールで示す区であり、コイルコア材料は加工されたすなわち圧延又はモール ド化された固有に高飽和磁束密度を有する材料又は、モールドされた形で、高印 加磁界を支持する能力を表わす材料で出来ている。コイルコア材料は低コストで 適度の損失の粉末鉄又はシリクトロン（Ｓｉｌｅｅｔｒｏｎ）、Ｈｉ　−Ｆ　ｌ ｕｘ粉末材料（アーノルトニッケルー鉄材料）又は高飽和磁束密度材料の変形し たものから成る。好ましくは、コア（及びコイル）の形状は細く延びたボットコ ア構造４１ｂであり、これはキャップ９４及びこの出願では好ましくは約５／８ インチの直径をもつ円筒中央ボスト４２ｄを有する。好ましくは、１次巻線１０ １及び２次巻＆１１０２は並んだ巻線で、例えば１次巻線が８ターン、２次巻線 が４４０ターンで５５と少１７高い巻線比Ｎのものである。図示の如くこの細く 延びた設計はスパークプラグブーツにマウントするのに適当であり、特にコンパ クトな総合設計を提供する。２つの層化された１次巻線１０１はスパークプラグ 】６の高電圧端子からの対向端に設けられ、１次巻線１０】をスイッチＳ、漏洩 チョークインダクタＬｐｅ及び放電コンデンサＣｐ／＼の接続を容易にする。こ の設計において、シリンダｌ−ノド１７は好ましくは全コンパクトコイル横遣を 支持するための壁を有する。高電圧リード線４８ｅは好ましくは伸縮性（シリコ ーン）材ｆ’１．１２１に含まれ、この材料１２１はスパークプラグ上にマウン トされ、端子］２２を介して接続された特殊なスパークプラグブーツを有する。

（低い漏洩インダクタンス〉コンパクトコイルのその他の有効な構成は、総合コ イル横遣を高漏洩チョーク部１コ○及びコンパクトトランスコイル部Ｔｉに分離 することで可能であることがわかる。更に、第１９図の他のトポロジーの容量性 放電回路（ＡＣＤとして示す）はディストリビュータ点火用コンパクトコイルの 使用中に基本的ＣＤ回路（それをＡ、　Ｃ０回路と区別する必要があるときＢＣ Ｄと示す）より更に有効な再充電回路１４（第１゜図）の絶縁チョーク９の使用 により可能である。

第２１図ではディストリビュータレス点火のコイルアセンブリの可能なレイアウ トの側面図を示したが、これは後述される。第２３図は４シリンダエンジン用コ イルアセンブリの好適実施例をはりフルスケールで示す上面区である。コンパク トコイルＴ１の場合のように、スイッチＳ１の１つのみが詳細に示されている点 で、図面は部分断片的なものである。

この第２３図の好適実施例において、コンパクトコイルＴ１．Ｔ２．７３．Ｔ４ は矩形板１２０のコーナに設けられ、コイル負電圧のタワー１２８ａ、１２８ｂ 。

１２８ｃ、１２８ｄは好ましくは図示の如く板の外鍔に設けられる。漏洩インダ クタ１１０すなわち共振インダクタは対を成すコンパクトコイル間、この場合コ イルＴＩ及びＴ３間に設けられ、放電コンデンサ手段１０４は図示の如くインダ クタ１１０の頂部か又は第２６図の実施例で示すようにコイルＴ２及びＴ４間の インダクタ１１０の側縁に設けられる。

１１０ａａとして示すインダクタ巻線（第２３ｂ図の１１、０　ａ　）の１端は 都合良くひも１１１を介してコンデンサ手段１０４の１端に接続される。インダ クタ巻線１１０ａｂの他端は好ましくは板１２０上におかれた接地板１２５に接 続される。この構成において、Ｓ　ＣＲ７’ダイオード対Ｓ］、、Ｓ２．Ｓ３． ３４は好ましくは図示の如く板１２０にマウントされ、これは素子のため優秀な ヒートシンクとして働き、また単一の接地バッド１２５及び４つの各負電圧パッ ド（ＳＣＲ１０５ａ及びダイオード１０６Ａ用に示したバッド１２６）の各々に 対して素子の端子を都合良く配置させる。高電圧パッドは各コイル（図に示すコ イルＴ１の１次巻線１０１の端部１１２ａに接続された）の１次巻線に夫々接続 するために使用される。コイルＴｌ、Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４の４つの１次巻線の他端 はコンデンサ手段１０４及び供給電圧端子１０９に接続されたパッド１２４に接 続される。

この好適実施例において、１つのスナバのみが使用され、これは高電圧ひも１２ ４と大地間に接続されたコンデンサ４ａ及び抵抗器、４　ｂから成る３スナバ作 用は各半導体対Ｓ１〜Ｓ４用のスナバが持つのと同じ程度効果的でないが、放電 回路の適切な動作に対しては適当である。

また、ダイオード１１３．抵抗器１１４、抵抗器１１６及びコンデンサ１１５か ら成る高速ターンオフ回路が第２０図より示される。区に示すコンパクトコイル Ｔ１〜Ｔ４は第２３ａ図に示すコイルの好適実施例であるゆこれ等の図面におい て、コイルは正方形の中央脚１３２及び窓１３３を有する。板をマウントする締 め具はコイルの配列と調和した位置１３１及び１３１ａで示すように便宜に配置 できる。

第２３ａ図は成層の形、好ましくは比較的新しく、低コス１へ、低損失の７ミル 成層の形の好適なコンパクトコイルをフルスケールで示す側面図である。この設 計において、幅０．５　　インチの巻線窓１３３は約０．１”幅、０．０４０″ 厚さの矩形状鋼ストリップからなる１次巻線１０１に基づく、１次巻線１０２及 び２次巻線２ａ！適応させるために十分である。厚さは、ＤＣ抵抗の５０％より 高くないＡＣ抵抗を得るために、１０ｋＨｚの好適動作放電周波数でスキン深さ に略々等しいかこれより大きいものとされる。二＼に１１ターンの１次巻線と、 約３０の榎準線から成る約６００ターンの２次巻線を示す。

この設計で到達する考えは、約３０ｋＨｚの開回路動作周波数でより高い１次イ ンダクタンスを提供することである。ラミネートされた材料は減衰する有効な透 過性をある周波数で有し、漏洩インダクタンスＬｐｅ（コンパクトコイルに利用 できる電圧Ｖｐの７５％〜８０％に対して）より少なくとも３又は４倍大きな開 回路インダクタンスＬｐｌを持つことが所望され、好ましくは磁路長“■”は実 際と同じ位小さい。

この設計において、好適な総合寸法はＤ＝２・１／２、Ｌ＝２・１／４であり、 スクラップレスの設計＜１／２−広さの１部９４）、３／４〜の中央脚１３２及 び１・１／４″の巻線層１５を有する高断面領域を与える。

第２３ｂ図は共振インダクタ１１０の略々フルスケールの側面図を示し、大体の 寸法で示すが、約１／４“の空気ギャップ１２９は３０〜６０μＨの所望のイン ダクタンスＬｐｅを与える。線１１０ａの１１ターンが示され、１０ｋＨｚの放 電周波数で３５０ボルトの■ｐに対する最大磁束密度は約０．４　テスラである 。好ましくは、共振巻線１１０ａ、１次コイル＜１０１＞及び２次巻線（２ａ） の総合直列Ａ　Ｃ抵抗は、１０ｋＨｚのスパーク点火又はコイル出力短絡状態で 約２０ミリオームすなわち１０〜３０ミリオームである。

第２４ａ区及び第２４ｂ図はフェライト又はその他の形が可能な材料から成る好 適なコンパクトコイルのコアの上面図及び側面口を示す。第２４ａｌＺの寸法で 、Ｄは２　３／８”で、第２３図のレイアウトを理想化しており、これは４　３ ／４”の板の長さＬ２を暗示し、好適に２１／２″の直径の共振インダクタ１１ ０及びスイフチＳ１〜Ｓ４をより最適に適合させる。第２３ａ図のコイルに対し て、寸法Ｌ２は図示の如くそれ等の対を適合させるために５″である。

第２４ａ口の好適実施例において、１次巻線の巻数を約１１ターン、Ｎｐ＝１１ ．２次巻線の巻数をＮ５＝６００とすると、中央ポスト１３２ａはフエラ・１ト 材料から成る。図示のような円いボストは図に示す如くや１小さい窓１３３ａを 許す。高飽和磁束密度の材料が使用されるならば、これ等の寸法は減少できるが 、３０ｋＨｚで約２５０の最小の有効透過性を有し５、約１０ターンに等しいＮ ｐに対して３０ｋＨｚで１５０．ｕＨの最小インダクタンスＬｐｉを持たなけれ ばならない。現在入手出来る粉末鉄は９０の透過性に制限される。

第２４ｂ図において５　（スクラップレス設計の）成層で処理しないが、粉末型 材料であるので、窓長１５は任意である。この場合、Ｎ５−６００とすると、好 ましくは窓長１５＝１・１７２′″を選択し、第２３ａ図の窓寸法の３０標準線 の１０層に対して、ＡＣ抵抗を最小にするなめ好ましくは２つ標準銅線の８層を もった２次巻線２ａを巻回する（第２３ａ図参照）。

第２５図は好適な高電圧タワー４８を完全に組込んだ形のコンパクトコイルを略 々フルスケールで示す端部図である。このましくは、ストリップ状の鋼から成る １次巻線は図に示すように、底部及び頂部から出ている端部１１２ａ、１１２ｂ をもつ１層″！：備えている。第２３図に関連して、端部１１２ａはＳｌのスイ ッチパッド１２６に接続しくコイルがＴ１位Ｉにあるとすると）、端部１１２ｂ はパッド１２４に接続する。

好ましくは、総合幅Ｅは２“　（区では１・７７８″）に略々等しいかまたはこ れ以下であり、これは、その中央端子２９ａが２次巻線２ａの最後の巻線層の上 に垂直に（および出来れば少し内側に）あるようにタワー４８を置くことにより 一部達成される。エンカブスラント（ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ）　　１３８はコ ア１３４の頂部を覆うが、好ましくは板１２０（第２３図、第２６図）に対して ヒートシンクである底部１３９は覆わない。

第２５ａ図の断片図において、コアの端部１３４ａに隣接するコーナに対して高 電圧タワー４８の異なった配置を示し、最小の寸法“Ｅ”のよりコンパクト設計 を行第２６図は種々の部品をマウントし保持した好適実施例を示す第２３図のコ イルアセンブリの略々フルスケールで表わす側面図である。この実施例において 、コイルＴＩ、Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４は２つの板すなわち板１２０と１３０に挟まれ 、板１２０は底部にマウントしたヒートシンク板であり、板１３０はまた好適な シールドしたスパークプラグ線５２のシールド線５３に対して電気的に大地とし て働く頂部板である。板１３０はまた、２つの板を挟むのに必要なかたい金工の ボルトで板１２０に締め付けることにより第２のヒートシンクとして働く。板１ ２０及び１３０は好ましくはリップ１２０ａ及び１３０ａを含み、コイルと共振 インダクタ１１０を適所に保持する。

接地板１３０に関連して、高電圧タワー開口１３６はタワー４８と組合わさって 、ブーツが開口１３６の内側端と外側とを電気的に接触させる以外は、ドイツの 車輌で共通に使用のシールド型スパークプラグブーツすなわちスパークプラグ端 のものと同じ金属ブーツを持つスパークプラグ線のコイル端を適合できるように 容易に構成できる。

第２３図及び第２６図と関連して、コイルＴ１〜Ｔ４の配列は１次巻線１０１の 整数の巻数ＮＥＩを必要とすることに留意されたい。これは特に中央ボスト１３ ２．側壁１３４及び端部キャンプ９４から成るコア材料が電気的に導電材料例え ばラミネートされた５ｉＦｅ材料である場合に損失を最小化するなめ重要である 。

更に二Ｎに開示したこの発明のコイルは多くの特徴、詳細を有し、例えば第４図 の単一コイルによって簡潔に開示した本題の本質は第２１図のコイルアセンブリ に沿ったより一般的な方法で開示された。単一コイルの１次巻線、コイルアセン ブリの共振インダクタは、漏洩インダクタのインダクタンスＬｐｅから成る主な 漏洩インダクタンスとして指示され、１以上の２次巻線の結合手段は直接的に上 記基本的漏洩インダクタンス巻線１及び第２の高電圧巻線２（例えば第４図の） 間の磁束結合によるものか、間接的に、上記漏洩巻線の１以上の拡張すなわち主 な漏洩巻線１１０（例えば第１７ａ図、第２３図の）から広がる拡張部１次巻線 １０１によるものであり、上記拡張部は例えば第１７ａ図の２ａ又は第２３図の １０２の１以上の２次巻線に結合された１以上の１次巻線１０１から成る。

ｉ＆後に、この発明に関連して特に強調したけれども５こ葛に開示した発明の要 旨を逸脱することなく上記装置において成る変更をなし得るので、上記説明に含 まれ、又は添付図面に示された全てのことは説明で、制限されることなく判断さ れるであろう。

ＦＩＧ、　６ ＦＩＧ　７ ＦＩＧ、　＋２ ＦＩＧ、　１６ ＦＩＧ、　１９ａ ＦＩＧ、　２２ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つの放電コンデンサ手段、少なくとも１つのスイッチ手段及び 少なくとも１つの点火コイルを含み、前記点火コイルが、インダクタンスＬｐｅ の主要な漏れインダクタを有する大電流一次巻線手段を含み、前記一次巻線手段 が、１つ以上の高電圧二次巻線に、磁束結合を介して直接的に又は前記主要な漏 れ巻線の一次巻線延長部を介して間接的に結合され、前記延長部が、前記１つ以 上の二次巻線に近接して結合された一次巻線部分を備えた、容量性放電点火シス テムのための点火コイル装置であって、 前記点火コイル装置は、２つの機能、即ち１）スパークギャップをブレークダウ ンさせるために前記二次巻線手段の端子間に約３０ｋＶ（即ち１５〜４５ｋＶ） の高電圧が生成され得る高電圧機能と、２）前記スパークギャップに１Ａ程度の 大スパーク電流が送出されるエネルギ送出機能と、を実行するように構成且つ配 列され、上述したことと一致して、前記点火コイル装置は、更に、 １）ａ）二次巻線が巻かれる磁気コアが、低飽和フェライト又はフェライト性物 質に対する飽和磁束密度（６０°Ｆにおける）の３０％以内が加えられるように 構成且つ配列され、一方、主要な漏れインダクタンスのコアの磁束密度が、その 飽和磁束密度より十分低い（即ちおよそ半分以下である）ことにより、又は、ｂ ）二次巻線に直接的に結合されたオープン回路の一次インダクタンスＬｐｌが、 漏れインダクタンスＬｐｅの３倍以上であることにより、前記高電圧のピークが 生成されるように、 ２）主要な漏れインダクタンス巻線が巻かれる磁気コアの物質に、ａ）低損失フ ェライト又はフェライト性物質に対する飽和磁束密度Ｂｓａｔの３０％以内が加 えられるか、又は、ｂ）特定の磁束密度で、コア損失が、６０°Ｆの常温で飽和 まで印加された等価フェライトコアとほぼ等しくなるように、低損失高飽和磁束 密度物質に対する前記特定の磁束密度で、フェライトのＢｓａｔの２倍以上の率 のＢｓａｔ（即ち、低損失ＮｉＦｅ物質に対するＢｓａｔ程度のＢｓａｔ）が加 えられることにより、前記大スパーク電流が生成されるように、構成且つ配列さ れた点火コイル装置。 ２．少なくとも１つの点火コイルを含み、その主要な漏れインダクタは、高電圧 二次巻線に直接的に結合されており、前記主要な漏れインダクタは、巻線断面領 域Ａｐの分離された一次巻線コアの回りに巻かれた一次巻線を含み、前記二次巻 線は、領域Ａｓの分離された二次巻線コアの回りに巻かれており、前記分離され た一次コア及び二次コアは、一次巻線電流Ｉｐを生じる外部電圧Ｖｐによって前 記一次巻線が励磁されたときに生成される、少なくとも或る程度の一次コアの磁 束が、前記二次巻線コアに直接的に結合されて前記二次巻線を励磁し、その電圧 及び又は電流を誘導するように構成され且つ配列されており、二次コア領域Ａｓ に対する一次コア領域Ａｐの比率は、約２（即ち１．５と３．０との間）に等し い請求の範囲第１項記載の点火コイル装置。 ３．前記一次巻線は、約１０（即ち５と１５との間）の巻数Ｎｐを有し、前記二 次巻線は、一次巻線に対する二次巻線の比率Ｎ（＝Ｎｓ／Ｎｐ）が約５０（即ち ２５と７５との間）となる巻数Ｎｓを有し、Ｎｐ及びＮの両方は、ピーク二次電 圧Ｖｓの要求値及び一次巻線のピータ電圧Ｖｐの値に依存して更に明確に選択さ れると共に、容量性放電システムのコンデンサ手段が充電される電圧と等しく、 前記一次電圧は、典型的には、約４００Ｖ（即ち２００Ｖと６００Ｖとの間）と 等しい請求の範囲第２項記載の点火コイル装置。 ４．点火コイル装置は、一次巻線の延長部を介して間接的に結合され、延長部毎 に各々巻数Ｎｐ１で１つの小形コアに巻かれた巻数Ｎｐ且つインダクタンスしｐ ｅの一次巻線部分の主要な漏れインダクタと共に、各延長部に巻かれ且つ前記一 次巻線の延長部に直接的に結合された巻数Ｎｓ且つ巻線比率Ｎの高電圧二次巻線 を備え、前記小形コア及び前記小形コアに巻かれた前記巻数は、漏れインダクタ ンスＬｐｅｌがＬｐｅの１０分の１とほぼ等しいかそれ以下の小形コイルを定め 、スイッチ手段は、コンデンサ手段及び又は主要な漏れインダクタを含む通路を 介して、一次巻線の延長部の一端を直接的又は間接的にグランドに接続する小形 コイルＴｉ毎に１つのスイッチＳｉを備え、上述したように定められた装置は、 スイッチＳｉがオンされたときに、残りの小形コイルが励磁されることによって ブレークダウンスパークが発生することなく、前記小形コイルの一次巻線及び主 要な漏れインダクタを介して一次電流が導かれることにより、二次巻線の両端子 に高ブレークダウン電圧Ｖｓ及び１つ以上のスパークを生成するため、電圧Ｖｐ まで充電されたコンデンサ手段を介して、小形コイルＴｉが励磁されるディスト リビュータのない点火装置を備えた請求の範囲第１項記載の点火コイル装置。 ５．Ｖｐは３００Ｖと４００Ｖとの間であり、Ｖｓはおよそ３０ｋＶであり、Ｎ ｐ及びＮｐ１は、それぞれおよそ１０（即ち７と１３との間）と等しく、Ｎはお よそ６０（即ち４５と７５との間）と等しい請求の範囲第３項又は第４項記載の 点火コイル装置。 ６．キャパシタンスＣｐのコンデンサ手段は、ａ）前記二次巻線の総合キャパシ タンスＣｓ並びに二次巻線端子に接続された他のキャパシタンスと共同して選択 され、且つ、ｂ）電圧を２倍にすることが、比率｛（Ｎ＊＊２）＊Ｃｓ／Ｃｐ｝ が０．２より小さいという要求により満足された状態となるような巻線比率Ｎと 共同して選択される請求の範囲第５項記載の点火コイル装置。 ７．漏れインダクタンスＬｐｅは３０μＨと６０μＨとの間であり、Ｃｐはおよ そ６μＦと等しく、Ｃｓは約２００ｐＦ（即ち１００ｐＦと３００ｐＦとの間） と等しく、点火回路の放電周波数ｆｃｃはおよそ１０ｋＨｚである請求の範囲第 ６項記載の点火コイル装置。 ８．前記コンデンサ放電回路は、多重パルス容量性放電回路ＭＰＣＤであり、更 に、キャパシタンスＣｅのコンデンサ、インダクタンスＬｅのインダクタ、及び 、ダイオード（全体でＭＰＣＤＲＣとして示される）を有する再充電回路を含み 、近接して離間された、即ち２００μ秒〜５００μ秒の間隔の、パルス間隔がほ ぼ一定又は徐々に増大するスパークパルスを提供する請求の範囲第７項記載の点 火コイル装置。 ９．容量性放電回路は、ＳＣＲ及び平行ダイオードを備えたスイッチ手段が、１ つ以上の二次巻線に直接的に結合された１つ以上の一次巻線の一端とグランドと の間に接続された交流又はＡＣＤ位相の回路であり、一方、１つ以上の一次巻線 の他端は、コモンノードを介して、漏れインダクタＬｐｅ及びコンデンサＣｐと 直列に各々接続された請求の範囲第８項記載の点火コイル装置。 １０．漏れインダクタＬｐｅは、グランドとコンデンサＣｐとの間に接続され、 、ＬｐｅとＣｐとの間のノードは高速オフされる回路に接続され、前記高速オフ される回路は、高電圧ダイオード、１〜５ｋΩ且つ１〜２Ｗの抵抗器、容量値０ ．０５〜０．２μＦのコンデンサ、及び、抵抗値１００〜５００Ωのゲート抵抗 器を備え、前記ゲート抵抗器の一端は、１つのＳＣＲ及びコイルに対して直接的 に、又は、１つ以上の小形コイルＴｉの１つ以上のＳＣＲに対して分離している ダイオードを介して間接的に、ＳＣＲゲートに接続された請求の範囲第９項記載 の点火コイル装置。 １１．好ましくは、再充電回路がＡＣＤ回路又は前記コモンノードに接続される 電圧供給端子とグランドとの間に接続される、直列のコンデンサ及び抵抗器を備 えたスナバ手段を含む請求の範囲第１０項記載の点火コイル装置。 １２．Ｌｅは５ｍＨと３０ｍＨとの間であり、ＣｅはＣｐの０．２と０．６との 間であり、スナバコンデンサは０．０５μＦ程度のコンデンサである請求の範囲 第１１項記載の点火コイル装置。 １３．前記分離した一次コア及び二次コアは、それぞれ２つの異なる半分のコア からなり、各半分のコアは、一対として使用されるときに、コア物質内に閉磁路 を定め、ポットコア、Ｅコア、ＥＴＤコア、ＰＭコア、及び、他の関係する近接 された（ｃｌｏｓｅｄ）コアの種類から選択されたコアは、内部巻線センタポス ト、終端部及び側壁を有し、一次巻線は、一次コアの領域Ａｐの前記センタポス トに巻かれ、二次巻線は、領域Ａｓの二次コアのセンタポストに巻かれ、２つの 半分のコアは互いにぶつかりあい、各センタポスト及び側壁を介して磁束をリン クしており、２つの側壁の外径は、二次巻線に対して幅Ｗｓの更に広い港線窓を 提供すると共に、更に狭い一次港線窓Ｗｐを提供するために、実質的に等しい請 求の範囲第３項記載の点火コイル装置。 １４．一次巻線は一次ワイヤの２つの層から作られた請求の範囲第１３項記載の 点火コイル装置。 １５．一次ワイヤは、閉回路のスパーク放電周波数ｆｃｃにおける交流抵抗が直 流抵抗の２つの率より小さい種類の（リッツ線を含む）ワイヤと、厚さが動作周 波数ｆｃｃにおける条導体の表皮厚さのほぼ１倍と１．５倍との間の長方形の条 導体とから作られ、二次巻線の直径は表皮厚さの約３分の１に等しい請求の範囲 第１４項記載の点火コイル装置。 １６．Ｗｐはおよそ０．６３ｃｍ（０．２５インチ）であり、Ｗｓはおよそ１． ３ｃｍ（０．５インチ）である請求の範囲第１５項記載の点火コイル装置。 １７．二次巻線は、センタポストの長手方向に沿って層化されると共に、ｉ番目 の層毎に異なる巻数Ｎｔｉを有し、層の値の成る範囲を越えた層Ｎｔｉ毎の巻数 は、（接地された）コアの終端壁及び側壁から更に高電圧巻数のクリアランスを 増大するために、減少される請求の範囲第１６項記載の点火コイル装置。 １８．コイル巻線の二次巻線キャパシタンスＣｓｃは、コイル出力端子をスパー クギャップに接続する高電圧リードを構成することにより、コイルの容量性スパ ーク点火可能性を改善するために用いられ、容量性スパークの伝達周波数を５〜 ３０ＭＨｚに下げて、あまり減衰されない状態で前記スパークギャップに送出す ると共に、一方、３０ＭＨｚより大きい周波数で流れている電気エネルギを著し く減衰する請求の範囲第１３項記載の点火コイル装置。 １９．前記高電圧リードは、グランドシールド内に含まれると共に、コイルコア の外周面、又は、コアを含むかコアに接触される金属板と、前記スパークギャッ プを含むスパークプラグ手段の外部導通シェルとで終端となり、これにより非常 に低い電磁妨害雑音（ＥＭＩ）を生成する請求の範囲第１３項記載の点火コイル 装置。 ２０．二次巻線のオープン回路の高電圧出力は、プラグ汚れ、特にトロイダルス パークギャップのプラグの汚れを最小にするために、慣習的な負極に対して正極 である請求の範囲第１項記載の点火コイル装置。 ２１．トロイダルキャップ電界焦点レンズ型スパークプラグ（ＥＦＥＬプラグ） であるスパークギャップを含む装置に対してスパークプラグを用い、前記スパー クプラグは、０．５ｃｍと０．９ｃｍとの間（０．２０インチと０．３５インチ との間）の小さい直径の爆発端ボタンチップを有すると共に、タングステン・ニ ッケル・鉄、タングステン・ニッケル・銅、及び、他の同様のニッケル合金の種 類の耐腐食性物質で作られ、更に同様の金属で作られたプラグ接地リングを有し 、この点火装置により、スパーク爆発毎の更に高いスパーク電力及び更に高い総 合エネルギに耐えることが可能とすることのできる請求の範囲第３項又は第４項 記載の点火コイル装置。 ２２．プラグのキャパシタンスＣｓｐは約４０ｐｆであり、プラグの爆発端は、 およそ０．２５ｃｍ（０．１インチ）のスパークギャップを有し、前記スパーク ギャップは、プラグ汚れの機会を最小にするためのプラグ長さにより定められた 垂直軸に対しておよそ４５°の角度にある請求の範囲第２１項記載の点火コイル 装置。 ２３．エンジンに用いるために、点火スパーク爆発毎の多数のスパークパルスが 用いられ、前記スパークパルスは、エンジンの約６００ＲＰＭの低回転数では１ ０〜２０パルスであり、６０００ＲＰＭではおよそ２５０μ秒間隔の近接して離 間された２〜５パルスに減少される請求の範囲第２１項記載の点火コイル装置。 ２４．そのような充分なスパークパルスは、低回転数のエンジン運転時において ＦＥＥＬプラグのトロイダル体積の少なくとも半分を点火するために、爆発毎に 提供される請求の範囲第２３項記載の点火コイル装置。 ２５．次のパルスを完全なスパーク爆発間隔より約２倍の率で増大することによ り、パルス間の時間が徐々に増大する種々のスパークパルスタイミングが提供さ れる請求の範囲第２４項記載の点火コイル装置。 ２６．ほぼ２００μ秒のパルス間の初期時間が用いられ、パルス間隔は、１０番 目のパルスの終了時にはおよそ４００μ秒に増大され、１５番目のパルスの終了 時にはおよそ５００μ秒に増大される請求の範囲第２５項記載の点火コイル装置 。 ２７．１つ以上の小形コイルを有するＡＣＤ回路を更に備え、前記小形コイルの スイッチされない一次巻線の両端子は、全て、電圧Ｖｐのコモンノード点Ｐに接 続され、前記コモンノード点Ｐにはコンデンサ手段Ｃｐの一端が接続され、前記 コンデンサ手段の他端は、主要な又は共振するインダクタンスＬｐｅのインダク タに接続され、前記インダクタの他端は接地され、インダクタンスＬｅの分離さ れたチョークは、ノードＰと電圧Ｖｐを維持するために働く電力供給手段との間 に接続された請求の範囲第４項記載の点火コイル装置。 ２８．インダクタンスＬｅは、その一端に直列に接続されたダイオードと、前記 インダクタンスと前記電力供給手段及びグランドとの間に接続されたキャパシタ ンスＣｅのコンデンサとを有し、小形コイルＴｌのスイッチ手段Ｓｉを爆発（閉 路）することによって回路が励磁されているときに、コンデンサＣｃ上のエネル ギがインダクタＬｓを介して電流Ｉｒｅにより放電を開始し、これにより再充電 コンデンサＣｐが充電され、電流Ｉｒｅが次のＳｉの爆発に先立ってほぼ又は０ 電流に達するような再充電回路を定める請求の範囲第２７項記載の点火コイル装 置。 ２９．前記小形コイルは、センタコアポストの回りに巻数Ｎｐｌの一次巻線の単 一層の同心巻線と、一次巻線の上に巻かれた巻数Ｎｓの二次巻線のＮｔ層とを備 えた請求の範囲第２８項記載の点火コイル装置。 ３０．小形コイルのコアの直径Ｄ及び高さＬは、各々およそ６．４ｃｍ（２．５ インチ）であり、センタポストの領域Ａｐｓは、およそ３．２ｃｍ２（０．５平 方インチ）、即ち、２．４ｃｍ２と４ｃｍ２との間（３／８平方インチと５／８ 平方インチとの間）である請求の範囲第２９項記載の点火コイル装置。 ３１．コアは、巻線窓寸法Ｗ及び１５を有するスクラップレスのＥ−Ｉ積層され たコアであり、巻線窓寸法は幅Ｗに対して１．３ｃｍ（０．５インチ）、長さ１ ５に対して３．２ｃｍ（１．２５インチ）に等しい請求の範囲第３０項記載の点 火コイル装置。 ３２．積層体は、厚さがおよそ０．１８ｍｍ（０．００７インチ）即ち７ミルの ローコストＳｉＦｅの固着である請求の範囲第３１項記載の点火コイル装置。 ３３．Ｎｐ及びＮｐｌは各々およそ１０ターンであり、Ｎはおよそ５５であり、 二次層Ｎｔの数はおよそ１０（即ち７と１３との間）である請求の範囲第３０項 記載の点火コイル装置。 ３４．一次巻線のワイヤは、およそ２．５ｍｍ×０．９ｍｍ（０．１インチ×０ ．０３６インチ）の長方形断面のワイヤであり、二次巻線のワイヤはおよそ３０ ゲージ（直径が約０．３ｍｍ）のワイヤである請求の範囲第３３項記載の点火コ イル装置。 ３５．共振インダクタのコア物質は、およその直径Ｄが６．３ｃｍ（２．５イン チ）、且つ、およその長さが３．８ｃｍ（１．５インチ）のフェライトである請 求の範囲第３０項記載の点火コイル装置。 ３６．４つの小形コイルＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が用いられ、前記小形コイルは 、基板の外側部分に位置したそれぞれのスパークプラグタワーと共に長方形の基 板上に載置されており、１つの区域はコイルの各対Ｔ１／Ｔ２とＴ３／Ｔ４との 間に定められ、前記区域内には、コンデンサＣｐ並びに共振インダクタＬｐｅ及 び４つのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が載置され、これらはヒートシンクと して作用する前記基板上に載置され、前記基板はインダクタＬｐｅ及びスイッチ と共にコイルを冷却する請求の範囲第２７項記載の点火コイル装置。 ３７．前記コイル及び他の部分をそれら自身と前記基板との間に挟み込むために 上部プレートが用いられ、前記上部プレートは、高電圧シールドワイヤのどのシ ールドをも接地するためのグランドプレートとして機能することも可能であり、 それ自身と前記基板との間に挟み込まれた部品のための付加的なヒートシンクと して機能するにとも可能であり得る請求の範囲第３６項記載の点火コイル装置。 ３８．スイッチＳ１〜Ｓ４は各々平行ダイオードを有するＳＣＲであり、一次巻 線の端部ワイヤ区域は、導通パッドを介してそれぞれのスイッチに接続されると 共に、コモンノード点Ｐでパッドの一端に接続され、これにより、最初の巻数が 一次巻線の巻数の整数を定める請求の範囲第３６項記載の点火コイル装置。 ３９．前記小形コイルは、低い比誘電率（即ち比誘電率が約３）のカプセル材に より包まれ、前記カプセル材は、中心が二次巻線の外部の最終層上に実質的に垂 直な高電圧タワーを形成し、これにより、全体の端子幅Ｅは、５ｃｍ（２．０イ ンチ）に等しいか、これより小さい請求の範囲第３０項記載の点火コイル装置。 ４０．小形コイルは、包まれており、全体のコイルアセンブリのほぼ１２．７ｃ ｍ×１５．２ｃｍ（５インチ×６インチ）の断面寸法を定めるために、ほぼ６． ３ｃｍ×５ｃｍ（２．５インチ×２インチ）の全体の断面寸法を有する請求の範 囲第３６項記載の点火コイル装置。 ４１．前記小形コイルは、各々がスパークプラグの頂上に載置されるように構成 且つ配列された請求の範囲第２８項記載の点火コイル装置。 ４２．一次巻線及び二次巻線は、センタコアポストの上に横に並んで巻かれた請 求の範囲第４１項記載の点火コイル装置。 ４３．一次巻線は、巻数Ｎｐｌがおよそ８であり、スパークプラグ位置から横に 離れて巻かれており、これにより、一次巻線の巻数は、各スイッチ及びノード点 Ｐに容易に接続するために小形コイルの後部から現れる請求の範囲第４２項記載 の点火コイル装置。 ４４．小形コイル及び共振インダクタのセンタポストの平均直径は、それぞれ１ ．９ｃｍ（０．７５インチ）及び３．８ｃｍ（１．５インチ）である請求の範囲 第３５項記載の点火コイル装置。 ４５．巻線が巻かれる側壁及びスロットの幅は、それぞれおよそ０．６３ｃｍ（ ０．２５インチ）の幅であり、それに沿って巻線が巻かれる長さはおよそ２．２ ｃｍ（７／８インチ）であり、磁気飽和に基づいて必要とするワイヤのほぼ１０ ターンに対し、インダクタンスＬｐｅをセットするエアギャップは、約０．６３ ｃｍ（０．２５インチ）であり、前記ワイヤは２つの層内に巻かれる請求の範囲 第４４項記載の点火コイル装置。 ４６．前記一次コアは、フェライト、フェライトと近似しているもの、ＮｉＦｅ 、又は、他の低損失物質で作られ、二次コアは、ＳｉＦｅ、微粉化された鉄及び 他の種類のローコスト物質で作られている請求の範囲第１３項記載の点火コイル 装置。 ４７．コア物質のための分離された外部ケースが用いられ、前記外部ケースは、 容易に壊れにくく、フェライト装填のプラスチック、ＮｉＦｅ、ＳｉＦｅ、微粉 化された鉄、金属ガラス、鋳造又はテープ構成、の種類から選択され、部品の寸 法の選択に更に有効に用いられ、これにより、構造的要因を無視することができ ると共に薄い外部区域を用いることができ、更に、いくつかの物質の高飽和磁束 密度を用いることにより、他の場合に可能な厚さよりもより薄い壁の外部区域が 作られる請求の範囲第１３項記載の点火コイル装置。 ４８．再充電回路（ＭＰＣＤＲＣ点火として定められた）を含むＭＰＣＤ点火回 路と組合わせて、近接して離間された、ほぼ一定又は徐々に振幅が減衰する、例 えば２５０〜５００μ秒のスパークパルスを提供し、第１のスパークパルスが爆 発に失敗したときに、コイルが再充電回路の一次上昇を可能にし、従って、第２ のパルスの二次電圧を更に高い値にするように構成且つ配列された請求の範囲第 １５項記載の点火コイル装置。