高周波ノイズ除去装置及びそれを用いたエンジン用点火装置
本発明の高周波ノイズ除去装置５は、フェライトコア１と、前記フェライトコアに対向された１対の導電体２ａ，２ｂとを有し、前記１対の導電体２ａ，２ｂは互いに電気的に絶縁されており、前記１対の導電体の各他端がノイズ除去対象物に並列に接続されるこ
とを特徴とする。また、フェライトコア１は筒状であることが好ましい。更に１対の導電体２ａ，２ｂはフェライトコア２の外周面及び中心穴内周面を通って軸心方向に巻回されたものでも良いし、一方が前記フェライトコア１の外周面に他方が前記フェライトコア１の中心穴内周面に対向されていても良い。
とを特徴とする。また、フェライトコア１は筒状であることが好ましい。更に１対の導電体２ａ，２ｂはフェライトコア２の外周面及び中心穴内周面を通って軸心方向に巻回されたものでも良いし、一方が前記フェライトコア１の外周面に他方が前記フェライトコア１の中心穴内周面に対向されていても良い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、交流を直流に変換したとき等に生じる高周波ノイズを除去する高周波ノイズ除去装置及びそれを用いたエンジン用点火装置に関するものである。
【背景技術】
従来、交流を直流に変換したときや電子機器の信号ラインから輻射されたとき等に生じる高周波ノイズを除去する装置として、例えば、特開２００３−３２４０１４号公報に示されるように、フェライト等の比抵抗の高い円筒状の軟磁性体（ビーズコア）の穴の中に信号線が貫通するように配置されたものが知られている。
最近、より高効率且つ高性能に高周波ノイズを除去する必要性が求められている。例えば、自動車等のエンジンで燃焼効率を向上させてより高い馬力等を得るために、交流発電機から整流回路を経てバッテリ、イグニッションコイルや点火プラグに送られる電流等に含まれる高周波ノイズをより高性能且つ高効率に除去することが求められている。
しかしながら、上記高周波ノイズ除去装置によれば、より高効率且つ高性能に高周波ノイズを除去することが困難である。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、高効率且つ高性能に高周波ノイズを除去することができる高周波ノイズ除去装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
第１の発明の高周波ノイズ除去装置は、フェライトコアと、前記フェライトコアに対向された１対の導電体とを有し、前記１対の導電体は互いに電気的に絶縁されており、前記１対の導電体の各他端がノイズ除去対象物に並列に接続されることを特徴とする。
第１の発明の高周波ノイズ除去装置によれば、ノイズ除去対象物から発生した高周波ノイズを高効率且つ高性能に除去することができる。
第２の発明の高周波ノイズ除去装置は、第１の発明において、前記フェライトコアは筒状であることを特徴とする。
第２の発明の高周波ノイズ除去装置によれば、前記高周波ノイズ除去装置を容易に製造することができ、更に、高周波ノイズをより高効率且つ高性能に除去することができる。
第３の発明の記載の高周波ノイズ除去装置は、第２の発明において、前記２対の導電体は前記フェライトコアの外周面及び中心穴内周面を通って軸心方向に巻回されていることを特徴とする。
第３の発明の高周波ノイズ除去装置によれば、より簡単に、導電体をフェライトコアに対向させることができ、更に、より高効率且つ高性能に高周波ノイズを除去できる。
第４の発明の高周波ノイズ除去装置は、第２の発明において、前記２対の導電体は、一方が前記フェライトコアの外周面に他方が前記フェライトコアの中心穴内周面に対向されていることを特徴とする。
第４の発明の高周波ノイズ除去装置によれば、より高効率且つ高性能に高周波ノイズを除去できる。
第５の発明のエンジン用点火装置は、交流の起電力を発生させる交流発電手段と、前記交流を直流に変換する整流手段と、前記整流手段によって直流に変換された電流を蓄電するバッテリと、前記バッテリの電圧を昇圧させる昇圧手段と、前記昇圧手段に接続された点火プラグとを有するエンジン用点火装置において、前記バッテリに並列に第１乃至第４のいずれか１つの高周波ノイズ除去装置が接続されていることを特徴とする。
第５の発明のエンジン用点火装置によれば、第１乃至第５発明のいずれか１つの高周波ノイズ除去装置をバッテリに並列に接続することにより、バッテリ等から供給される電流は高周波が除去された良質なものとなるので、昇圧手段には、良質な電流を供給することができ、より効率よく昇圧手段にて昇圧することができる。このため、点火プラグには良質な電流を供給することができ、点火プラグによる点火のエネルギーをより大きくすることができる。したがって、そのエンジンのもつパフォーマンスをより引き出すことが可能となるので、エンジン出力を向上させることができ、更に排気ガスの未燃焼成分を減少させることができる。
第６の発明のエンジン用点火装置は、第５の発明において、前記フェライトコアの大きさが異なる２つ以上の高周波ノイズ除去装置が前記バッテリに並列に接続されていることを特徴とする。
第６の発明のエンジン用点火装置によれば、大きさが異なったフェライトコアを有する周波数の高周波ノイズ除去装置を並列に接続することにより、異なった周波数の高周波ノイズを除去することができ、これにより、より高性能且つ高効率に高周波ノイズを除去することができ、エンジンの馬力を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、第１の実施の形態のエンジン用点火装置の模式図である。第２図は、第１の実施の形態のエンジン用点火装置に接続された高周波ノイズ除去装置の模式図である。第３図は変形例の高周波ノイズ除去装置の模式図である。第４図は、第２の実施の形態のエンジン用点火装置の模式図である。第５図は、比較例及び第１実施例のエンジン用点火装置を搭載した自動車の速度と馬力との関係を示すグラフである。第６図は、比較例及び第２実施例のエンジン用点火装置を搭載した自動車の速度と馬力との関係を示すグラフである。第７図は、比較例及び第３実施例のエンジン用点火装置を搭載した自動車の速度と馬力との関係を示すグラフである。第８図は、比較例及び第４実施例のエンジン用点火装置を搭載した自動車の速度と馬力との関係を示すグラフである。第９図は、第１実施例のエンジン用点火装置を搭載したエンジンの回転数と馬力増加率との関係を示すグラフである。第１０図は、第２実施例のエンジン用点火装置を搭載したエンジンの回転数と馬力増加率との関係を示すグラフである。第１１図は、第３実施例のエンジン用点火装置を搭載したエンジンの回転数と馬力増加率との関係を示すグラフである。第１２図は、第４実施例のエンジン用点火装置を搭載したエンジンの回転数と馬力増加率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明を自動車のエンジン用点火装置に適用した第１の実施の形態について、第１図及び第２図に基づいて説明する。
第１図に示すように、本実施の形態の自動車のエンジン用点火装置は、オルタネータ６と、レギュレータ７と、バッテリ８と、イグニッションコイル９と、点火プラグ１０とからなるエンジン用点火装置において、バッテリ８に本発明に係る高周波ノイズ除去装置が並列に接続されたものである。
上記オルタネータ６は、エンジンにより回転駆動して交流電流を発電する交流発電手段として機能するものである。上記レギュレータ７は、オルタネータ６に接続され、オルタネータ６から送られた電流を直流に変換する整流手段として機能するものである。上記バッテリ８は、レギュレータ７から送られてきた電気を蓄える機能を有するものである。このバッテリ８は、一般的に自動車に搭載されている１２Ｖのバッテリである。上記イグニッションコイル６は、バッテリ８から供給された電圧を高圧に昇圧させ、点火プラグ７は、イグニッションコイル６から送られてきた電気により火花を発生させ、エンジンのシリンダ内部で圧縮された混合気を点火する機能を有するものである。高周波ノイズ除去装置５は、レギュレータ６等から発生した高周波ノイズがイグニッションコイル９に到達しないように高周波ノイズを除去するものである。以下、この高周波ノイズ除去装置５について第２図に基づいて、説明する。
高周波ノイズ除去装置５は、フェライトコア１と、前記フェライトコア１に対向された１対の導電体２ａ，２ｂとを有し、この１対の導電体２ａ，２ｂは、互いに電気的に絶縁されている。
フェライトコア１は、高周波ノイズを吸収する特性を有するものであり、ニッケル系フェライトを円筒状に成形したものである。
導電体２ａ，２ｂは、フェライトコア１に中心穴及び外周を通るように軸心方向に取り巻くように巻回された導線４ａ，４ｂと、各導線４ａ，４ｂの夫々の両端側に接続成形された１対の接続端子３ａ，３ｂとから構成される。
１対の接続端子３ａ，３ｂのうち、接続端子３ｂは、イグニッションコイル９のアース側となるバッテリ８のマイナス極に接続され、接続端子３ａは、イグニッションコイル９の電源側となるバッテリ８のプラス極に接続されている。
上記高周波ノイズ除去装置５によれば、イグニッションコイル９の電源側の接続端子３ａからフェライトコア１に高周波ノイズが伝達され、フェライトコア１によって高周波ノイズが吸収される。これにより、オルタネータ６及びレギュレータ７からバッテリ８に伝達される電圧の高周波成分である高周波ノイズは、高周波ノイズ除去装置により伝達されない。
また、本実施の形態では、フェライトコア１の大きさが異なる高周波ノイズ除去装置５をバッテリ８に接続することにより、吸収可能な高周波ノイズの周波数を変えることができる。特に、本実施の形態のように自動車のエンジン用点火装置に接続した場合、フェライトコア１の大きさが大きい場合は、自動車が中低速域にて走行している場合における加速性能が向上し、フェライトコア１の大きさが小さい場合は自動車が高速域にて走行している場合における加速性能が向上する。
第１の実施の形態に係るエンジン用点火装置において、フェライトコア１の大きさが外径が１６ｍｍ、軸線方向の長さが２８ｍｍ、内径が１０ｍｍである第２図に示す高周波ノイズ除去装置５が接続されたエンジン用点火装置を第１実施例とし、フェライトコア１の大きさが外径が１６ｍｍ、軸線方向の長さが２８ｍｍ、内径が１０ｍｍである第２図に示す高周波ノイズ除去装置が接続されたエンジン用点火装置を第２実施例として、この第１及び第２実施例について、これらをそれぞれエンジン排気量１３００ｃｃの５速のマニュアルミッション車に搭載し、その自動車の第４速における馬力をシャーシダイナモテストにてそれぞれ測定した。また、比較例として、高周波ノイズ除去装置５が接続されていないエンジン用点火装置についても同様の測定を行った。その結果のうち第１実施例における速度と馬力との関係のグラフを第５図に示し、第２実施例における速度と馬力との関係のグラフを第６図に示す。第５図、第６図において、実線で示したものが第１又は第２実施例エンジン用点火装置を搭載した場合の馬力であり、破線で示したものが、比較例のエンジン用点火装置を搭載した場合の馬力である。また、同一エンジン回転数の場合における第１実施例における自動車の馬力（ＰＳ）と比較例の自動車の馬力（ＰＳｎ）との比（ＰＳ／ＰＳｎ）を馬力増加率としてエンジンの回転数が３０００〜６５００ｒｐｍ間で１００回転ごとに算出した。その結果を表１に示し、第１実施例の結果のグラフを第９図に示し、第２実施例の結果を第１０図に示す。
【表１】
第１実施例では、第５図に示すように、広範囲の速度域において比較例よりも第１実施例の方が馬力が大きいことが判る。これにより、イグニッションコイル９に伝達される高周波ノイズが高性能且つ高効率に除去され、点火プラグ１０から良質なスパークが生成していることが判る。更に、表１及び第９図に示すように、広範囲のエンジンの回転数で馬力増加率が１以上、すなわち、比較例よりも馬力が増加していることが判る。特に、エンジンの回転数が３３００ｒｐｍ及び４９００ｒｐｍのときにピークとなる特徴的な挙動を示し、エンジンの回転数が３０００〜３４００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０１５〜１．０５０とすることができ、回転数が４７００〜５１００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０２３〜１．０７３とすることができる。従って、特にこれらの回転数の範囲において加速性能が優れていることが判る。特に、４９００ｒｐｍにおける馬力増加率が１．０７３とかなり大きい値を示している。従って、第１実施例の場合、自動車の高速域にて使用される高回転域における加速性能が優れており、これにより、自動車が高速で走っているときにおける加速性能が優れていることが判る。
また、第２実施例の場合、第６図に示すように、広範囲の速度域で、比較例よりも馬力が大きいことが判る。更に、表１及び第１０図に示すように、広範囲のエンジンの回転域で馬力増加率が１よりも大きく、特に、エンジンの回転数が３２００ｒｐｍ及び４９００ｒｐｍのときにピークを示す特徴的な挙動を示し、エンジンの回転数が３０００〜３３００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０１１〜１．０４８とすることができ、４７００〜５０００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０１４〜１．０５０とすることができる。従って、これらの回転数の範囲において特に加速性能が優れていることが判る。また、第１実施例では最初のピークが３３００ｒｐｍの箇所にあるのに対し、第２実施例では３２００ｒｐｍのところに存在する。これにより、第１実施例と比較して低回転域におけるエンジンの加速性能が優れており、これにより、自動車が中低速で走っているときにおける加速性能が優れていることが判る。
次に、高周波ノイズ除去装置５の変形例について、第３図に基づいて説明する。変形例の高周波ノイズ除去装置５は、円筒状のフェライトコア１と、互いに電気的に絶縁された導電体２ａ，２ｂとからなる。尚、フェライトコア１は、前記第１の実施の形態に用いたものと同じものである。
導電体２ａ，２ｂは、フェライトコア１の一端側の中心穴に嵌め合わされた電極部１１ａと、フェライトコア１の他端側の外周面に嵌め合わされた電極部１１ｂと、フェライトコア１に対して電極部１１ａ，１１ｂの外側端部に接続された導線４ａ，４ａと、導線４ａ，４ｂのうち電極部１１ａ，１１ｂが接続されていない側の端部に接続された接続端子３ａ，３ｂとから構成される。
また、接続端子３ｂは、イグニッションコイル９のアース側となるバッテリ８のマイナス側に接続され、接続端子３ａは、イグニッションコイル９の電源側となるバッテリ８のプラス側に接続されている。
本変形例の高周波ノイズ除去装置５によれば、イグニッションコイル９電源側の接続端子３ａから導線４ａ及び電極部１１ａを介してフェライトコア１に高周波ノイズが伝達され、フェライトコア１によって高周波ノイズが吸収される。これにより、オルタネータ６及びレギュレータ７からバッテリ８に伝達される電圧の高周波成分である高周波ノイズは、高周波ノイズ除去装置５により伝達されない。
第１の実施の形態に係るエンジン用点火装置において、フェライトコア１の大きさが第１実施例の場合と同じである第３図に示す高周波ノイズ除去装置５が接続されたエンジン用点火装置を第３実施例として、上記第１及び第２実施例と同じ方法にて性能を測定した。その結果のうち速度と馬力との関係のグラフを第７図に示す。第７図において、実線で示したものが第３実施例エンジン用点火装置を搭載した場合の馬力であり、破線で示したものが、比較例のエンジン用点火装置を搭載した場合の馬力である。また、第１実施例及び第２実施例と同様の方法で馬力増加率を算出し、その結果を上記表１及び第１１図に示す。
第７図によれば、第１及び第２実施例と同様に、広範囲の速度域において比較例よりも第３実施例の方が馬力が大きいことがわかる。更に、表１及び第１１図によれば、広範囲のエンジンの回転数で馬力増加率が１以上、すなわち、比較例と比べて馬力が増加していることが判る。特に、エンジンの回転数が３３００ｒｐｍ、４９００ｒｐｍ、及び６５００ｒｐｍにてピークを示す特徴的な挙動を示し、エンジンの回転数が３０００〜３４００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０１３〜１．０４９とすることができ、回転数が４７００〜５１００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０１４〜１．０４４とすることができ、更に、回転数が６３００〜６５００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０４１〜１．０５８とすることできる。従って、これらの回転数の範囲において特に加速性能が優れていることが判る。
次に、２つ高周波ノイズ除去装置５をバッテリに接続した第２の実施の形態について、第４図に基づいて説明する。第２の実施の形態の自動車のエンジン用点火装置は、第１の実施の形態と同様のオルタネータ６と、レギュレータ７と、バッテリ８と、イグニッションコイル９と、点火プラグ１０とを備えており、更に、２つの高周波ノイズ除去装置５がバッテリ８に並列に接続されている。
この２つ高周波ノイズ除去装置５は、上記第１の実施の形態と同様に第２図又は第３図に示す構成を有し、フェライトコア１の大きさが互いに異なったものである。
その他の構成については第１の実施の形態と同じであるため、説明を省略する。
本実施の形態によれば、第１の実施形態で説明したように、フェライトコア１の大きさが異なる高周波ノイズ除去装置５をバッテリ８に接続することにより、吸収可能な高周波ノイズの周波数を変えることができる。従って、互いにフェライトコア１の大きさが異なる高周波ノイズ除去装置５を並列に接続することにより、異なった周波数の高周波ノイズを同時に除去することができる。特に、本実施の形態のように自動車用エンジン用点火装置に接続した場合、フェライトコア１が大きいときは、中低速域における加速性能が向上し、フェライトコア１が小さい場合は高速域における加速性能が向上するため、大きさの異なる高周波ノイズ除去装置５をバッテリ８に並列に接続することにより、高速域と中低速域との両方における加速性能が向上する、従って、第１の実施の形態よりも広範囲のエンジンの回転数域、即ち、自動車の走行速度域においての加速性能が優れている。
第２の実施の形態に係るエンジン用点火装置において上記第１実施例及び第２実施例で使用した高周波ノイズ除去装置をバッテリに並列に接続した第４実施例の自動車のエンジン用点火装置について、上記第１実施例と同様の方法で性能を測定した。その結果のうち速度と馬力との関係のグラフを第８図に示す。第８図において、実線で示したものが第４実施例エンジン用点火装置を搭載した場合の馬力であり、破線で示したものが、比較例のエンジン用点火装置を搭載した場合の馬力である。また、第１実施例及び第２実施例と同様の方法で馬力増加率を算出し、その結果を上記表１及び第１２図に示す。
第７図によれば、第４実施例においても、第１乃至第３実施例と同様に広範囲の速度域において比較例よりも第４実施例の方が馬力が大きいことが判る。
更に、表１及び第１２図によれば、エンジンの回転数が３０００ｒｐｍ〜６５００ｒｐｍの全範囲において、馬力増加率が１を超えている。すなわち、比較例より馬力が増加していることが判る。これにより、すべての回転数域において、加速性能が優れており、自動車の略全ての走行速度域において加速性能が優れていることが判る。特に、エンジンの回転数が３０００〜３４００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０２１〜１．０４９とすることができ、回転数が４７００〜５１００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０１７〜１．０５５とすることができ、更に、回転数が５９００〜６２００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０２３〜１．０７１とすることができる。このため、これらの回転数の範囲において加速性能が特に優れていることが判る。
尚、上記第１及び第２の実施の形態は本発明を限定するものではなく、本発明の要旨を超えない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、本実施形態では、高周波ノイズ除去装置を自動車のエンジン用点火装置に用いたが、これに限定されず、例えば、パソコン等の電子機器等に内蔵されているディスクドライバ等の整流回路の電源側に接続しても良い。
更に、本実施の形態では、接続端子３ａ，３ｂがバッテリ８のマイナス極，プラス極に接続されることによりバッテリに高周波ノイズ除去装置５が並列に接続されているが、例えば、接続端子３ａをイグニッションコイル９の電源側、即ちバッテリ８側プラス極に接続され、接続端子３ｂをアース側に接続しても良い。
本実施の形態では、フェライトコア１の形状は円筒状であるが、円筒状に限定されず、例えば板状のフェライトコアを用いても良い。更に、フェライトコア１の大きさは本実施の形態に限定されず、用途等により適宜変化させることができる。
更に、本実施の形態では、フェライトコア１の材料としてニッケル系フェライトを用いたが、それに限定されず、例えば、マンガン系フェライト等、フェライトからなるものであれば他の材料を用いても良い。
更に、上記第１及び第２の実施の形態では、上記導電体２の巻回部３ａ，３ｂとして銅線に絶縁体を被覆したものを用いているが、巻回部３ａ，３ｂは線状のものに限定されず、例えば、板状のものであっても良い。
更に、本実施形態において、導電体２ａ，２ｂの材料は、導電性のものであれば特に限定されず、目的、用途等により適宜変えることができる。
また、第２の実施の形態において、フェライトコア１の大きさの組み合わせは、本実施形態に限定されず、目的、用途等により適宜変えることができる。
更に、変形例において、電極部１１ａ，１１ｂは、円筒状のものをフェライトコア１に嵌め合わせた構造となっているが、この構造に限定されず、例えば、電極部１１ａ，１１ｂとして導線を用い、一方は、フェライトコア１の外周面に巻回され、他方は中心穴内周面に巻回された構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
本発明の高周波ノイズ除去装置は、自動車等のエンジン用点火装置、電子機器等に広く利用される。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【技術分野】
本発明は、交流を直流に変換したとき等に生じる高周波ノイズを除去する高周波ノイズ除去装置及びそれを用いたエンジン用点火装置に関するものである。
【背景技術】
従来、交流を直流に変換したときや電子機器の信号ラインから輻射されたとき等に生じる高周波ノイズを除去する装置として、例えば、特開２００３−３２４０１４号公報に示されるように、フェライト等の比抵抗の高い円筒状の軟磁性体（ビーズコア）の穴の中に信号線が貫通するように配置されたものが知られている。
最近、より高効率且つ高性能に高周波ノイズを除去する必要性が求められている。例えば、自動車等のエンジンで燃焼効率を向上させてより高い馬力等を得るために、交流発電機から整流回路を経てバッテリ、イグニッションコイルや点火プラグに送られる電流等に含まれる高周波ノイズをより高性能且つ高効率に除去することが求められている。
しかしながら、上記高周波ノイズ除去装置によれば、より高効率且つ高性能に高周波ノイズを除去することが困難である。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、高効率且つ高性能に高周波ノイズを除去することができる高周波ノイズ除去装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
第１の発明の高周波ノイズ除去装置は、フェライトコアと、前記フェライトコアに対向された１対の導電体とを有し、前記１対の導電体は互いに電気的に絶縁されており、前記１対の導電体の各他端がノイズ除去対象物に並列に接続されることを特徴とする。
第１の発明の高周波ノイズ除去装置によれば、ノイズ除去対象物から発生した高周波ノイズを高効率且つ高性能に除去することができる。
第２の発明の高周波ノイズ除去装置は、第１の発明において、前記フェライトコアは筒状であることを特徴とする。
第２の発明の高周波ノイズ除去装置によれば、前記高周波ノイズ除去装置を容易に製造することができ、更に、高周波ノイズをより高効率且つ高性能に除去することができる。
第３の発明の記載の高周波ノイズ除去装置は、第２の発明において、前記２対の導電体は前記フェライトコアの外周面及び中心穴内周面を通って軸心方向に巻回されていることを特徴とする。
第３の発明の高周波ノイズ除去装置によれば、より簡単に、導電体をフェライトコアに対向させることができ、更に、より高効率且つ高性能に高周波ノイズを除去できる。
第４の発明の高周波ノイズ除去装置は、第２の発明において、前記２対の導電体は、一方が前記フェライトコアの外周面に他方が前記フェライトコアの中心穴内周面に対向されていることを特徴とする。
第４の発明の高周波ノイズ除去装置によれば、より高効率且つ高性能に高周波ノイズを除去できる。
第５の発明のエンジン用点火装置は、交流の起電力を発生させる交流発電手段と、前記交流を直流に変換する整流手段と、前記整流手段によって直流に変換された電流を蓄電するバッテリと、前記バッテリの電圧を昇圧させる昇圧手段と、前記昇圧手段に接続された点火プラグとを有するエンジン用点火装置において、前記バッテリに並列に第１乃至第４のいずれか１つの高周波ノイズ除去装置が接続されていることを特徴とする。
第５の発明のエンジン用点火装置によれば、第１乃至第５発明のいずれか１つの高周波ノイズ除去装置をバッテリに並列に接続することにより、バッテリ等から供給される電流は高周波が除去された良質なものとなるので、昇圧手段には、良質な電流を供給することができ、より効率よく昇圧手段にて昇圧することができる。このため、点火プラグには良質な電流を供給することができ、点火プラグによる点火のエネルギーをより大きくすることができる。したがって、そのエンジンのもつパフォーマンスをより引き出すことが可能となるので、エンジン出力を向上させることができ、更に排気ガスの未燃焼成分を減少させることができる。
第６の発明のエンジン用点火装置は、第５の発明において、前記フェライトコアの大きさが異なる２つ以上の高周波ノイズ除去装置が前記バッテリに並列に接続されていることを特徴とする。
第６の発明のエンジン用点火装置によれば、大きさが異なったフェライトコアを有する周波数の高周波ノイズ除去装置を並列に接続することにより、異なった周波数の高周波ノイズを除去することができ、これにより、より高性能且つ高効率に高周波ノイズを除去することができ、エンジンの馬力を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、第１の実施の形態のエンジン用点火装置の模式図である。第２図は、第１の実施の形態のエンジン用点火装置に接続された高周波ノイズ除去装置の模式図である。第３図は変形例の高周波ノイズ除去装置の模式図である。第４図は、第２の実施の形態のエンジン用点火装置の模式図である。第５図は、比較例及び第１実施例のエンジン用点火装置を搭載した自動車の速度と馬力との関係を示すグラフである。第６図は、比較例及び第２実施例のエンジン用点火装置を搭載した自動車の速度と馬力との関係を示すグラフである。第７図は、比較例及び第３実施例のエンジン用点火装置を搭載した自動車の速度と馬力との関係を示すグラフである。第８図は、比較例及び第４実施例のエンジン用点火装置を搭載した自動車の速度と馬力との関係を示すグラフである。第９図は、第１実施例のエンジン用点火装置を搭載したエンジンの回転数と馬力増加率との関係を示すグラフである。第１０図は、第２実施例のエンジン用点火装置を搭載したエンジンの回転数と馬力増加率との関係を示すグラフである。第１１図は、第３実施例のエンジン用点火装置を搭載したエンジンの回転数と馬力増加率との関係を示すグラフである。第１２図は、第４実施例のエンジン用点火装置を搭載したエンジンの回転数と馬力増加率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明を自動車のエンジン用点火装置に適用した第１の実施の形態について、第１図及び第２図に基づいて説明する。
第１図に示すように、本実施の形態の自動車のエンジン用点火装置は、オルタネータ６と、レギュレータ７と、バッテリ８と、イグニッションコイル９と、点火プラグ１０とからなるエンジン用点火装置において、バッテリ８に本発明に係る高周波ノイズ除去装置が並列に接続されたものである。
上記オルタネータ６は、エンジンにより回転駆動して交流電流を発電する交流発電手段として機能するものである。上記レギュレータ７は、オルタネータ６に接続され、オルタネータ６から送られた電流を直流に変換する整流手段として機能するものである。上記バッテリ８は、レギュレータ７から送られてきた電気を蓄える機能を有するものである。このバッテリ８は、一般的に自動車に搭載されている１２Ｖのバッテリである。上記イグニッションコイル６は、バッテリ８から供給された電圧を高圧に昇圧させ、点火プラグ７は、イグニッションコイル６から送られてきた電気により火花を発生させ、エンジンのシリンダ内部で圧縮された混合気を点火する機能を有するものである。高周波ノイズ除去装置５は、レギュレータ６等から発生した高周波ノイズがイグニッションコイル９に到達しないように高周波ノイズを除去するものである。以下、この高周波ノイズ除去装置５について第２図に基づいて、説明する。
高周波ノイズ除去装置５は、フェライトコア１と、前記フェライトコア１に対向された１対の導電体２ａ，２ｂとを有し、この１対の導電体２ａ，２ｂは、互いに電気的に絶縁されている。
フェライトコア１は、高周波ノイズを吸収する特性を有するものであり、ニッケル系フェライトを円筒状に成形したものである。
導電体２ａ，２ｂは、フェライトコア１に中心穴及び外周を通るように軸心方向に取り巻くように巻回された導線４ａ，４ｂと、各導線４ａ，４ｂの夫々の両端側に接続成形された１対の接続端子３ａ，３ｂとから構成される。
１対の接続端子３ａ，３ｂのうち、接続端子３ｂは、イグニッションコイル９のアース側となるバッテリ８のマイナス極に接続され、接続端子３ａは、イグニッションコイル９の電源側となるバッテリ８のプラス極に接続されている。
上記高周波ノイズ除去装置５によれば、イグニッションコイル９の電源側の接続端子３ａからフェライトコア１に高周波ノイズが伝達され、フェライトコア１によって高周波ノイズが吸収される。これにより、オルタネータ６及びレギュレータ７からバッテリ８に伝達される電圧の高周波成分である高周波ノイズは、高周波ノイズ除去装置により伝達されない。
また、本実施の形態では、フェライトコア１の大きさが異なる高周波ノイズ除去装置５をバッテリ８に接続することにより、吸収可能な高周波ノイズの周波数を変えることができる。特に、本実施の形態のように自動車のエンジン用点火装置に接続した場合、フェライトコア１の大きさが大きい場合は、自動車が中低速域にて走行している場合における加速性能が向上し、フェライトコア１の大きさが小さい場合は自動車が高速域にて走行している場合における加速性能が向上する。
第１の実施の形態に係るエンジン用点火装置において、フェライトコア１の大きさが外径が１６ｍｍ、軸線方向の長さが２８ｍｍ、内径が１０ｍｍである第２図に示す高周波ノイズ除去装置５が接続されたエンジン用点火装置を第１実施例とし、フェライトコア１の大きさが外径が１６ｍｍ、軸線方向の長さが２８ｍｍ、内径が１０ｍｍである第２図に示す高周波ノイズ除去装置が接続されたエンジン用点火装置を第２実施例として、この第１及び第２実施例について、これらをそれぞれエンジン排気量１３００ｃｃの５速のマニュアルミッション車に搭載し、その自動車の第４速における馬力をシャーシダイナモテストにてそれぞれ測定した。また、比較例として、高周波ノイズ除去装置５が接続されていないエンジン用点火装置についても同様の測定を行った。その結果のうち第１実施例における速度と馬力との関係のグラフを第５図に示し、第２実施例における速度と馬力との関係のグラフを第６図に示す。第５図、第６図において、実線で示したものが第１又は第２実施例エンジン用点火装置を搭載した場合の馬力であり、破線で示したものが、比較例のエンジン用点火装置を搭載した場合の馬力である。また、同一エンジン回転数の場合における第１実施例における自動車の馬力（ＰＳ）と比較例の自動車の馬力（ＰＳｎ）との比（ＰＳ／ＰＳｎ）を馬力増加率としてエンジンの回転数が３０００〜６５００ｒｐｍ間で１００回転ごとに算出した。その結果を表１に示し、第１実施例の結果のグラフを第９図に示し、第２実施例の結果を第１０図に示す。
【表１】
第１実施例では、第５図に示すように、広範囲の速度域において比較例よりも第１実施例の方が馬力が大きいことが判る。これにより、イグニッションコイル９に伝達される高周波ノイズが高性能且つ高効率に除去され、点火プラグ１０から良質なスパークが生成していることが判る。更に、表１及び第９図に示すように、広範囲のエンジンの回転数で馬力増加率が１以上、すなわち、比較例よりも馬力が増加していることが判る。特に、エンジンの回転数が３３００ｒｐｍ及び４９００ｒｐｍのときにピークとなる特徴的な挙動を示し、エンジンの回転数が３０００〜３４００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０１５〜１．０５０とすることができ、回転数が４７００〜５１００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０２３〜１．０７３とすることができる。従って、特にこれらの回転数の範囲において加速性能が優れていることが判る。特に、４９００ｒｐｍにおける馬力増加率が１．０７３とかなり大きい値を示している。従って、第１実施例の場合、自動車の高速域にて使用される高回転域における加速性能が優れており、これにより、自動車が高速で走っているときにおける加速性能が優れていることが判る。
また、第２実施例の場合、第６図に示すように、広範囲の速度域で、比較例よりも馬力が大きいことが判る。更に、表１及び第１０図に示すように、広範囲のエンジンの回転域で馬力増加率が１よりも大きく、特に、エンジンの回転数が３２００ｒｐｍ及び４９００ｒｐｍのときにピークを示す特徴的な挙動を示し、エンジンの回転数が３０００〜３３００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０１１〜１．０４８とすることができ、４７００〜５０００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０１４〜１．０５０とすることができる。従って、これらの回転数の範囲において特に加速性能が優れていることが判る。また、第１実施例では最初のピークが３３００ｒｐｍの箇所にあるのに対し、第２実施例では３２００ｒｐｍのところに存在する。これにより、第１実施例と比較して低回転域におけるエンジンの加速性能が優れており、これにより、自動車が中低速で走っているときにおける加速性能が優れていることが判る。
次に、高周波ノイズ除去装置５の変形例について、第３図に基づいて説明する。変形例の高周波ノイズ除去装置５は、円筒状のフェライトコア１と、互いに電気的に絶縁された導電体２ａ，２ｂとからなる。尚、フェライトコア１は、前記第１の実施の形態に用いたものと同じものである。
導電体２ａ，２ｂは、フェライトコア１の一端側の中心穴に嵌め合わされた電極部１１ａと、フェライトコア１の他端側の外周面に嵌め合わされた電極部１１ｂと、フェライトコア１に対して電極部１１ａ，１１ｂの外側端部に接続された導線４ａ，４ａと、導線４ａ，４ｂのうち電極部１１ａ，１１ｂが接続されていない側の端部に接続された接続端子３ａ，３ｂとから構成される。
また、接続端子３ｂは、イグニッションコイル９のアース側となるバッテリ８のマイナス側に接続され、接続端子３ａは、イグニッションコイル９の電源側となるバッテリ８のプラス側に接続されている。
本変形例の高周波ノイズ除去装置５によれば、イグニッションコイル９電源側の接続端子３ａから導線４ａ及び電極部１１ａを介してフェライトコア１に高周波ノイズが伝達され、フェライトコア１によって高周波ノイズが吸収される。これにより、オルタネータ６及びレギュレータ７からバッテリ８に伝達される電圧の高周波成分である高周波ノイズは、高周波ノイズ除去装置５により伝達されない。
第１の実施の形態に係るエンジン用点火装置において、フェライトコア１の大きさが第１実施例の場合と同じである第３図に示す高周波ノイズ除去装置５が接続されたエンジン用点火装置を第３実施例として、上記第１及び第２実施例と同じ方法にて性能を測定した。その結果のうち速度と馬力との関係のグラフを第７図に示す。第７図において、実線で示したものが第３実施例エンジン用点火装置を搭載した場合の馬力であり、破線で示したものが、比較例のエンジン用点火装置を搭載した場合の馬力である。また、第１実施例及び第２実施例と同様の方法で馬力増加率を算出し、その結果を上記表１及び第１１図に示す。
第７図によれば、第１及び第２実施例と同様に、広範囲の速度域において比較例よりも第３実施例の方が馬力が大きいことがわかる。更に、表１及び第１１図によれば、広範囲のエンジンの回転数で馬力増加率が１以上、すなわち、比較例と比べて馬力が増加していることが判る。特に、エンジンの回転数が３３００ｒｐｍ、４９００ｒｐｍ、及び６５００ｒｐｍにてピークを示す特徴的な挙動を示し、エンジンの回転数が３０００〜３４００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０１３〜１．０４９とすることができ、回転数が４７００〜５１００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０１４〜１．０４４とすることができ、更に、回転数が６３００〜６５００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０４１〜１．０５８とすることできる。従って、これらの回転数の範囲において特に加速性能が優れていることが判る。
次に、２つ高周波ノイズ除去装置５をバッテリに接続した第２の実施の形態について、第４図に基づいて説明する。第２の実施の形態の自動車のエンジン用点火装置は、第１の実施の形態と同様のオルタネータ６と、レギュレータ７と、バッテリ８と、イグニッションコイル９と、点火プラグ１０とを備えており、更に、２つの高周波ノイズ除去装置５がバッテリ８に並列に接続されている。
この２つ高周波ノイズ除去装置５は、上記第１の実施の形態と同様に第２図又は第３図に示す構成を有し、フェライトコア１の大きさが互いに異なったものである。
その他の構成については第１の実施の形態と同じであるため、説明を省略する。
本実施の形態によれば、第１の実施形態で説明したように、フェライトコア１の大きさが異なる高周波ノイズ除去装置５をバッテリ８に接続することにより、吸収可能な高周波ノイズの周波数を変えることができる。従って、互いにフェライトコア１の大きさが異なる高周波ノイズ除去装置５を並列に接続することにより、異なった周波数の高周波ノイズを同時に除去することができる。特に、本実施の形態のように自動車用エンジン用点火装置に接続した場合、フェライトコア１が大きいときは、中低速域における加速性能が向上し、フェライトコア１が小さい場合は高速域における加速性能が向上するため、大きさの異なる高周波ノイズ除去装置５をバッテリ８に並列に接続することにより、高速域と中低速域との両方における加速性能が向上する、従って、第１の実施の形態よりも広範囲のエンジンの回転数域、即ち、自動車の走行速度域においての加速性能が優れている。
第２の実施の形態に係るエンジン用点火装置において上記第１実施例及び第２実施例で使用した高周波ノイズ除去装置をバッテリに並列に接続した第４実施例の自動車のエンジン用点火装置について、上記第１実施例と同様の方法で性能を測定した。その結果のうち速度と馬力との関係のグラフを第８図に示す。第８図において、実線で示したものが第４実施例エンジン用点火装置を搭載した場合の馬力であり、破線で示したものが、比較例のエンジン用点火装置を搭載した場合の馬力である。また、第１実施例及び第２実施例と同様の方法で馬力増加率を算出し、その結果を上記表１及び第１２図に示す。
第７図によれば、第４実施例においても、第１乃至第３実施例と同様に広範囲の速度域において比較例よりも第４実施例の方が馬力が大きいことが判る。
更に、表１及び第１２図によれば、エンジンの回転数が３０００ｒｐｍ〜６５００ｒｐｍの全範囲において、馬力増加率が１を超えている。すなわち、比較例より馬力が増加していることが判る。これにより、すべての回転数域において、加速性能が優れており、自動車の略全ての走行速度域において加速性能が優れていることが判る。特に、エンジンの回転数が３０００〜３４００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０２１〜１．０４９とすることができ、回転数が４７００〜５１００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０１７〜１．０５５とすることができ、更に、回転数が５９００〜６２００ｒｐｍのとき、馬力増加率を１．０２３〜１．０７１とすることができる。このため、これらの回転数の範囲において加速性能が特に優れていることが判る。
尚、上記第１及び第２の実施の形態は本発明を限定するものではなく、本発明の要旨を超えない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、本実施形態では、高周波ノイズ除去装置を自動車のエンジン用点火装置に用いたが、これに限定されず、例えば、パソコン等の電子機器等に内蔵されているディスクドライバ等の整流回路の電源側に接続しても良い。
更に、本実施の形態では、接続端子３ａ，３ｂがバッテリ８のマイナス極，プラス極に接続されることによりバッテリに高周波ノイズ除去装置５が並列に接続されているが、例えば、接続端子３ａをイグニッションコイル９の電源側、即ちバッテリ８側プラス極に接続され、接続端子３ｂをアース側に接続しても良い。
本実施の形態では、フェライトコア１の形状は円筒状であるが、円筒状に限定されず、例えば板状のフェライトコアを用いても良い。更に、フェライトコア１の大きさは本実施の形態に限定されず、用途等により適宜変化させることができる。
更に、本実施の形態では、フェライトコア１の材料としてニッケル系フェライトを用いたが、それに限定されず、例えば、マンガン系フェライト等、フェライトからなるものであれば他の材料を用いても良い。
更に、上記第１及び第２の実施の形態では、上記導電体２の巻回部３ａ，３ｂとして銅線に絶縁体を被覆したものを用いているが、巻回部３ａ，３ｂは線状のものに限定されず、例えば、板状のものであっても良い。
更に、本実施形態において、導電体２ａ，２ｂの材料は、導電性のものであれば特に限定されず、目的、用途等により適宜変えることができる。
また、第２の実施の形態において、フェライトコア１の大きさの組み合わせは、本実施形態に限定されず、目的、用途等により適宜変えることができる。
更に、変形例において、電極部１１ａ，１１ｂは、円筒状のものをフェライトコア１に嵌め合わせた構造となっているが、この構造に限定されず、例えば、電極部１１ａ，１１ｂとして導線を用い、一方は、フェライトコア１の外周面に巻回され、他方は中心穴内周面に巻回された構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
本発明の高周波ノイズ除去装置は、自動車等のエンジン用点火装置、電子機器等に広く利用される。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライトコアと、
前記フェライトコアに対向された１対の導電体とを有し、
前記１対の導電体は互いに電気的に絶縁されており、前記１対の導電体の各他端がノイズ除去対象物に並列に接続されることを特徴とする高周波ノイズ除去装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記フェライトコアは筒状であることを特徴とする高周波ノイズ除去装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記１対の導電体は前記フェライトコアの外周面及び中心穴内周面を通って軸心方向に巻回されていることを特徴とする高周波ノイズ除去装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記１対の導電体は、一方が前記フェライトコアの外周面に他方が前記フェライトコアの中心穴内周面に対向されていることを特徴とする高周波ノイズ除去装置。
【請求項５】
交流の起電力を発生させる交流発電手段と、
前記交流を直流に変換する整流手段と、
前記整流手段によって直流に変換された電流を蓄電するバッテリと、
前記バッテリの電圧を昇圧させる昇圧手段と、
前記昇圧手段に接続された点火プラグとを有するエンジン用点火装置において、
前記バッテリに並列に請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の高周波ノイズ除去装置が接続されていることを特徴とするエンジン用点火装置。
【請求項６】
請求項５において、前記フェライトコアの大きさが異なる２つ以上の高周波ノイズ除去装置が前記バッテリに並列に接続されていることを特徴とするエンジン用点火装置。
【請求項１】
フェライトコアと、
前記フェライトコアに対向された１対の導電体とを有し、
前記１対の導電体は互いに電気的に絶縁されており、前記１対の導電体の各他端がノイズ除去対象物に並列に接続されることを特徴とする高周波ノイズ除去装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記フェライトコアは筒状であることを特徴とする高周波ノイズ除去装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記１対の導電体は前記フェライトコアの外周面及び中心穴内周面を通って軸心方向に巻回されていることを特徴とする高周波ノイズ除去装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記１対の導電体は、一方が前記フェライトコアの外周面に他方が前記フェライトコアの中心穴内周面に対向されていることを特徴とする高周波ノイズ除去装置。
【請求項５】
交流の起電力を発生させる交流発電手段と、
前記交流を直流に変換する整流手段と、
前記整流手段によって直流に変換された電流を蓄電するバッテリと、
前記バッテリの電圧を昇圧させる昇圧手段と、
前記昇圧手段に接続された点火プラグとを有するエンジン用点火装置において、
前記バッテリに並列に請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の高周波ノイズ除去装置が接続されていることを特徴とするエンジン用点火装置。
【請求項６】
請求項５において、前記フェライトコアの大きさが異なる２つ以上の高周波ノイズ除去装置が前記バッテリに並列に接続されていることを特徴とするエンジン用点火装置。
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０７３５４９
【国際公開日】平成１７年８月１１日（２００５．８．１１）
【発行日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１７３５０（Ｐ２００５−５１７３５０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０００７６４
【国際出願日】平成１６年１月２８日（２００４．１．２８）
【出願人】（５０６１３１９７２）
【出願人】（５０６１３２２８９）
【出願人】（５０６１３２２９０）
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年８月１１日（２００５．８．１１）
【発行日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０００７６４
【国際出願日】平成１６年１月２８日（２００４．１．２８）
【出願人】（５０６１３１９７２）
【出願人】（５０６１３２２８９）
【出願人】（５０６１３２２９０）
【Ｆターム（参考）】
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