(57)【要約】【課題】従来の燃焼改善点火装置において、火花放電によって発生した電磁波はラジオ、テレビ等の雑音電磁波であるので近年では、雑音防止対策を施しており発生する電磁波は著しく低減させられている、このため十分に混合気の活性化、イオン化をすることができなくなっていた。【解決手段】電磁波を導き出す素子として従来例では、コンデンサーを利用していたが、本発明の磁気コアを用いた燃焼改善点火装置では、磁気コアにプラグコードを巻回してトランスを形成させたので、コンデンサーによる２端子の伝送路から、トランスによる４端子の伝送路となり火花放電によって発生した電磁波は効率よく点火プラグに導き出すことができるようになった。【選択図】  図１
2006329055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒エンジンであって、混合気の圧縮工程が完了している気筒において、前記圧縮された混合気を点火するために燃焼室に取り付けられた点火プラグに対して、高圧発生部によって発生した高電圧を供給する導体であって、点火時の放電パルス電流が流れる高圧給電路を、磁気コアに巻回して１次巻線を形成する。そして前記圧縮行程が完了している気筒とは別の気筒であって、吸気工程が完了している気筒に取り付けられている点火プラグに、高圧発生部からの高電圧を供給する導体である高圧給電路を、前記磁気コアに巻回し２次巻線を形成する。このような１次巻線と２次巻線とを、備えたトランスを形成させ、前記トランスの前記１次巻線に点火時の放電パルス電流が流入し、相互インダクタンスによって前記２次巻線に誘起した電磁波を含むパルス電圧を、前記２次巻線の高圧給電路に接続されている点火プラグに導き、前記点火プラグより電磁界を、前記吸気行程が完了している気筒内の混合気に対して与え、前記混合気を活性化、イオン化させて燃焼の改善をすることを特徴とした、磁気コアを用いた燃焼改善点火装置。
【請求項２】
多気筒エンジンの複数の気筒に、１気筒当たり点火プラグが１個づつ取り付けられている。そしてイグニッションコイルにて発生させられた高電圧を、ディストリビュータによって配電され、プラグコードにより、点火プラグに供給し火花放電する点火装置において、エンジンによって決められている、点火順序の最後に火花放電する点火プラグに高電圧を供給するプラグコード１次巻線とし、点火順序の最初に火花放電する点火プラグに高電圧を供給するプラグコードを２次巻線として、それぞれ磁気コアに巻回して第１のトランスを形成させる。そして最初に火花放電する点火プラグに高電圧を供給するプラグコードを１次巻線とし、点火順序の２番目に火花放電する点火プラグに高電圧を供給するプラグコードを２次巻線として、それぞれ磁気コアに巻回して第２のトランスを形成させる。そして前記２番目に火花放電する点火プラグに高電圧を供給するプラグコードを１次巻線とし、前記３番目に火花放電する点火プラグに高電圧を供給するプラグコードを２次巻線として、磁気コアに巻回して第３のトランスを形成させる。このような手順にしたがって、複数の気筒の数量と同じ数量のトランスを形成させて成ることを特徴とした、請求項１記載の磁気コアを用いた燃焼改善点火装置。
【請求項３】
多気筒エンジンの複数の気筒に、１気筒当たり点火プラグが１個づつ取り付けられている。そしてイグニッションコイルにて発生させられた高電圧を、ディストリビュータによって配電され、プラグコードにより、前記点火プラグに供給する点火装置において、前記プラグコードを、１個の磁気コアに、それぞれ同数巻きつけ１個のトランスを形成させたことを特徴とした、請求項１記載の磁気コアを用いた燃焼改善点火装置。
【請求項４】
４気筒ないし６気筒エンジンの複数の気筒に、点火プラグが１気筒当たり一個づつ取り付けられている。そしてイグニッションコイルの２次側巻線の両端にそれぞれプラグコードを接続し、前記プラグコードの一端にはそれぞれ点火プラグが接続されている。このように前記イグニッションコイルの２次巻線の両端から見た１つの閉ループ内に、２個の点火プラグのギャップが直列に接続されている。したがって４気筒エンジンでは４個の点火プラグがあるので、２つの閉ループが必要であり、２つのイグニッションコイルを具備している。６気筒エンジンでは６個の点火プラグがあるので、３つの閉ループが必要であり、３つのイグニッションコイルを具備している。このように構成されている同時点火式の点火装置において、複数の前記イグニッションコイル毎に、２本づつ接続されているプラグコードの内、どちらか１本のプラグコードを任意に選択したものを、集めてＡグループとし、選択しなかったプラグコードを集めてＢグループとして、前記Ａグループのプラグコード群を第１の磁気コアにそれぞれ巻回して第１のトランスを形成させる。そして前記Ｂグループのプラグコード群を第２の磁気コアにそれぞれ巻回して第２のトランスを形成させたことを特徴とした、請求項１記載の磁気コアを用いた燃焼改善点火装置。
【請求項５】
直列型多気筒エンジンのダイレクトイグニッションシステムであって、シリンダーカバーに円筒形の穴がシリンダー毎に、プラグホールとして設けられている。前記プラグホールの底部には、点火プラグが取り付けられている。前期プラグホールにイグニッションコイルが装着されていて、高電圧発生部のトランスが前記プラグホールの外であって、前記プラグホールの上に設けられているものにおいて、前記トランスの２次側高圧出力端子から、点火プラグのターミナル部を中継接続している高圧給電路と、点火プラグの絶縁碍子の中を通っている中軸の高圧給電路には、火花放電電流が流れて、周囲の空間に磁束が発生している。前記高圧給電路は前記プラグホールの軸方向に通っていて、前記プラグホールの数だけの前記高圧給電路が、それぞれ１ターンの巻数となるように閉磁路の磁気コアを、前記プラグホールの円柱の部分に装着、ないしヘッドカバーと一体成形する、ないしヘッドカバーの上部に装着、のいずれかによってトランスを形成させたことを特徴とした、請求項１記載の磁気コアを用いた燃焼改善点火装置。
【請求項６】
直列型多気筒エンジンのダイレクトイグニッションシステムであって、シリンダーカバーに円筒形の穴がシリンダー毎に、プラグホールとして設けられている。前記プラグホールの底部には、点火プラグが取り付けられている。前期プラグホールにイグニッションコイルが装着されていて、高電圧発生部のトランスが、前記プラグホールの内に設けられているものにおいて、前記トランスの２次側高圧出力端子から、点火プラグのターミナル部を中継接続している高圧給電路と、点火プラグの絶縁碍子の中を通っている中軸の高圧給電路には、火花放電電流が流れて、周囲の空間に磁束が発生している。前記給電路は前記プラグホールの軸方向に通っていて、前記プラグホールの数だけの前記高圧給電路が、それぞれ１ターンの巻数となるように閉磁路の磁気コアを、前記プラグホールの円柱の部分に装着することによってトランスを形成させたことを特徴とした、請求項１記載の磁気コアを用いた燃焼改善点火装置。
【請求項７】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、のいずれかの、磁気コアを用いた燃焼改善点火装置において、エンジンにプラグホールが設けられているものにおいて、前記プラグホールが、磁性体の物質で円筒体が作られているものは、非磁性体の物質で作られた円筒体であることを特徴とした、磁気コアを用いた燃焼改善点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関において、燃焼室の混合気が完全に燃焼して、エンジンの出力向上及び、有害な排気ガスの減少の効果を得るための点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、内燃機関の技術が進歩、向上しており、マイクロコンピュータと、各種センサーと、インジェクタを使用した電子制御ガソリン噴射エンジン（ＥＦＩ）となっている。また点火装置は、ディストリビュータを使用した高圧配電方式のものから、ディストリビュータを使用しない低圧配電方式の、ダイレクトイグニッションシステムが、採用されている。
【０００３】
火花点火装置において、点火プラグの点火火花は、容量成分と誘導成分との合成火花である。この二つの成分の内、容量成分の放電によって混合気を活性化させ、誘導成分の放電による熱的作用によって火炎成長をさせる、この両者の作用によって優れた点火性を有しているのである。このように容量成分の火花によって、混合気分子に刺激を与え、活性化するのは、点火プラグのギャップにおいて、火花放電することにより発生する電磁波の作用によるものである。
【０００４】
従来の、火花放電による電磁波を利用したものは、たとえば４サイクル４気筒のエンジンにおいて説明すると、この４本のシリンダーは、吸入工程、圧縮工程、燃焼工程、排気工程の、４つの仕事の、どれか一つづつ仕事をしている。今クランクシャフトが回転し、あるシリンダーの、ピストンが上死点であれば圧縮工程が完了しており、また他のピストンが上死点のシリンダーでは、排気工程が完了している。そして他のピストンが下死点のシリンダーでは吸入工程が完了していて、また他のピストンが下死点のシリンダーは、燃焼・爆発してピストンが押し下げられている。前記４つのシリンダーの内、圧縮工程が完了してピストンが上死点にあるシリンダーにおいては、点火のためにイグニッションコイルから発生した高電圧は、ディストリビュータで配電され、高圧給電路であるプラグコードを通って、点火プラグに高電圧が与えられ火花放電し混合気が点火されて、燃焼・爆発するのである。
【０００５】
この点火プラグのギャップの火花放電によって発生した電磁波は、点火プラグからプラグコードに伝えられ、一部は空間に放出している。一方、前記圧縮工程が完了しているピストンが上死点にあるシリンダーとは、クランク回転角度が１８０度ちがう、すなわちピストンが下死点にあって吸入工程が完了しているシリンダーにおいて、該シリンダーに取り付けられている点火プラグに電磁波成分のパルス電圧を与えるために、該点火プラグに接続されているプラグコードの高圧給電路と、圧縮行程が完了しているシリンダーの混合気を、点火するために点火プラグが火花放電し電磁波成分を含む放電パルス電流が流れているプラグコードの高圧給電路の、両者の高圧給電路の間に電磁波成分が伝送できるように、両者の高圧給電路にそれぞれ電極を設けコンデンサーを形成させたものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
その他の、火花放電による電磁波を利用したものは、ディストリビュータのローター部とローター受け（電極片）のギャップ間は、火花放電していて近傍では電磁波の電界強度が強いので、ディストリビュータ蓋に設けられているプラグ用ソケットに金属質のコンダクターを取り付け、コンダクターで電磁波を受電し、コンダクターと、ディストリビュータ蓋に設けられているプラグ用ソケットに接続されているプラグコードの中心導体との間に形成されているコンデンサーによって、プラグコードに電磁波を送電し、プラグコードに取り付けられている点火プラグに電磁波電圧を与えシリンダー内の混合気を活性化、イオン化していた。（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
このように従来のものはコンデンサーを形成させ、容量結合により電磁波を含む放電パルス電圧を導き点火プラグに与え、シリンダーに吸入された混合気の分子を活性化・イオン化させ燃焼改善をしていた。そしてエンジンの出力の向上、燃費の向上、有害な排気ガスの低減の効果を得ていた。
【０００８】
また、このような作用、効果は、特別な点火装置を用いない、普通の自動車であっても、エンジンルーム内のディストリビュータと、点火プラグとの間に接続されているプラグコードが、平行に近接して配線してあるだけで、各プラグコード間の分布容量及び漏れ磁束によって疎に結合しており電磁波成分がもれて伝送しているので、潜在的に多少の燃焼改善の作用をしていると考えられるが、ダイレクトイグニッションシステムである各気筒毎に、装着されているイグニッションコイルでは、このような潜在的な効果は皆無である。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第２４５１４８２号明細書（第１頁−２頁、第１図）
【特許文献２】実公昭５６−４８９３８号公報（第１頁−６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この、シリンダーに取り付けられた点火プラグの火花放電によって、発生した電磁波は、ＡＭラジオ（５００〜１６００ＫＨＺ）、ＦＭラジオ（７０〜９０ＭＨＺ）、テレビ（１００〜８００ＭＨＺ）等の番組を、視聴する際の、雑音電磁波となるので、点火プラグ自体に抵抗器を入れ、放電電流を、約１／１０に減少させて、雑音電磁波を抑制している。また、プラグコードも、金属抵抗線をコイル状に巻いた構造にして抵抗を持たせ、雑音防止対策を施しているので、電磁波は著しく低減させられた点火装置になっている。
【００１１】
このように、点火プラグのギャップの火花放電によって発生する電磁波を、燃焼改善に利用する装置において、シリンダー内の混合気に活性化、イオン化の作用する電磁波が、著しく低減させられた弱いものでは、燃焼改善する作用が弱小であり、効果が明確に現れなくなったという問題が生じた。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、磁気コアを使ってトランスを形成させた、簡単な構成によって、強い電磁波電圧を導き出して、混合気の活性化、イオン化の作用をさせ燃焼改善の効果を手にすることができる、磁気コアを用いた燃焼改善点火装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために請求項１（共通項）の発明は、シリンダーの圧縮工程が終わり、混合気を点火するために高圧発生部であるイグニッションコイルから発生した高電圧が、ディストリビュータで配電され、プラグコードの高圧給電路を通って、点火プラグのギャップに高電圧が与えられ火花放電している時、プラグコードの高圧給電路には放電パルス電流が流れている。このプラグコードの高圧給電路を磁気コアに１次巻線として巻回する。一方、前記のシリンダーとは別のシリンダーであって４気筒エンジンでは吸入工程が完了しており、６気筒エンジンでは吸入工程が完了し圧縮工程の途中であるシリンダーに取り付けられている点火プラグに接続されているプラグコードの高圧給電路を、２次巻線として磁気コアに巻回し、放電パルス伝送のためのトランスを形成させる。このトランスの相互インダクタンスによって２次巻線のプラグコードの高圧給電路には電磁波を含む強いパルス電圧が発生するのである。またダイレクトイグニッションシステムにおいては、高圧給電路のプラグコードがないので、プラグホールに装着されたイグニッションコイルの２次巻線に発生した高電圧は、中継用の導線と接触用のコイルスプリングを介して、点火プラグのターミナル部に接続されている第１の高圧給電路と、点火プラグの碍子の中にある中軸の第２の高圧給電路を通り点火プラグに与えられ火花放電する。この時、第１と第２の高圧給電路には放電パルス電流が流れ磁束が発生している。そして、エンジンに設けられているすべてのプラグホールの中の、第１と第２の高圧給電路の近傍に、閉磁路の磁気コアを取り付けることにより、複数の第１と第２の高圧給電路がそれぞれ１ターンの巻数となるトランスが形成される。このように従来の装置では伝送手段を、コンデンサーの２端子伝送路を使用していたが、本発明によるものは、トランスの４端子伝送路にしたため電磁波を含む強いパルス電圧が得られるようになった。
【００１４】
このトランスのコア材は、広帯域で損失の少ないものが良いのであるが高額であるので、高透磁率、高磁束密度である、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトコアを使用している。また高熱が発生するエンジンの近傍で使用するので、キュリー温度の高いものを使用するのが望ましい。現時点ではＭｎ−Ｚｎ系フェライトコアでキュリー温度２９０°のものが出現しているが、ここではキュリー温度２００°のコア材を使用している。このＭｎ−Ｚｎ系フェライトコアの特性は周波数１ＭＨＺ以下で低損失のものであり、周波数１ＭＨＺ以上では高損失のものである。したがってシリンダーの内部にある混合気の活性化、イオン化の作用をしている周波数帯は、火花放電によって生じた広帯域な周波数を含んでいる電磁波の内、１ＭＨＺ以下の周波数帯である。また他のコア材である珪素鋼鈑では効果が劣るが、使用可能である。
【発明の効果】
【００１５】
このように、雑音防止対策によって弱められた電磁波成分を、トランスの４端子伝送路によって、電磁波を含むパルス電圧を低損失に伝送することが可能となり、高圧給電路の一端に取り付けられている点火プラグのギャップに、強い電磁波を含むパルス電圧を加えることができ強力に混合気の活性化、イオン化され、混合気の燃焼が改善して、エンジンの出力向上、有害な排気ガスの低減、加速性の向上、燃費の向上などの効果がある。
【実施例１】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。図１は、〔請求項２〕記載の一実施形態である実施例１の回路図である、４サイクル４気筒エンジンの、高圧配電方式のものであり、ディストリビュータ２を具備している、高圧給電路のプラグコード４、５、６、７は、純正品であり、抵抗値（７〜１１ＫΩ）を持っているハイテンションコードである。点火プラグ１２、１３、１４、１５は、純正品であり、抵抗入り（５ＫΩ）の点火プラグである。磁気コア８、９、１０、１１は、前述したＭｎ−Ｚｎ系フェライトコア材であり、トロイダルコアである。大きさは、コアの外直径８０ｍｍ、コアの内直径５０ｍｍ、コアの厚み２０ｍｍのコアを使用している。
【００１７】
４サイクルの行程の順序は、吸入行程、圧縮行程、燃焼・爆発行程、排気行程の順番になる。そしてディストリビュータ２のローター３は、右回転している。したがって点火順序は、ディストリビュータキャップに設けられている、電極片１６、電極片１７、電極片１８、電極片１９の順番となる。そして図示しないクランクシャフトが２回転すると、ローター３は１回転するようになっている。この四つの電極片は、たがいに９０°の角度で配置されているので、ローター３が９０°回転すると、クランクシャフトは１８０°回転することになる、これはピストンが上死点（下死点）から下死点（上死点）に移動することなので、ちょうど１行程の仕事になる。
【００１８】
ここで電極片１６によって配電され点火するシリンダー２０は、圧縮行程が完了している。この時点での、シリンダー２１と、シリンダー２２と、シリンダー２３の行程名は、シリンダー２１に関係する電極片１７は電極片１６に対して回転角度９０°（１行程）前にあるのでシリンダー２１は吸入行程が完了している。シリンダー２２に関係する電極片１８は電極片１６に対して回転角度１８０°（２行程）前にあるのでシリンダー２２は排気行程が完了している。シリンダー２３に関係する電極片１９は電極片１６に対して回転角度２７０°（３行程）前にあるのでシリンダー２３は燃焼・爆発行程が完了していることになる。
【００１９】
図１のイグニッションコイル１より発生させられた高電圧は、ディストリビュータ２の、ローター３から電極片１６に伝えられ、プラグコード４を通って、点火プラグ１２に印加されて火花放電し、シリンダー２０の圧縮された混合気は点火されて、燃焼・爆発をするのである。この火花放電する時に発生する電磁波は、高圧給電路のプラグコード４に放電パルス電流として流れている。
【００２０】
この放電パルス電流が流れているプラグコード４を、トロイダルコア８に１ターン巻回して１次巻線とする。そして次に点火される吸入行程が完了しているシリンダー２１に取り付けられている点火プラグ１３に接続しているプラグコード５を、トロイダルコア８に１ターン巻回して２次巻線とし、第１のトランスを形成する。
【００２１】
この２次巻線のプラグコード５には、第１のトランスによって、電磁波の成分を含むパルス電圧が発生する。この電磁波の成分を含むパルス電圧をプラグコード５に接続されている点火プラグ１３に与えることによって、シリンダー２１の吸入された混合気の分子を活性化、イオン化をすることができるのである。
【００２２】
次にクランクシャフトが１８０°回転するとディストリビュータ２のローター３が９０°右回転し電極片１７の位置にある。この時シリンダー２１の吸入された混合気は、圧縮行程が完了している。そしてイグニッションコイル１より発生した高電圧はローター３から電極片１７に伝えられプラグコード５を通って点火プラグ１３に印加され火花放電する。この点火プラグ１３が取り付けられているシリンダー２１の圧縮された活性化、イオン化されている混合気は点火され燃焼・爆発をする。
【００２３】
この時に放電パルス電流が流れるプラグコード５を、トロイダルコア１０に１ターン巻回して１次巻線とし、次に点火される吸入行程が完了しているシリンダー２２に取り付けられている点火プラグ１４に接続しているプラグコード６を、トロイダルコア１０に１ターン巻回して２次巻線として、第２のトランスを形成する。
【００２４】
この２次巻線のプラグコード６には、第２のトランスによって、電磁波の成分を含むパルス電圧が発生する。この電磁波の成分を含むパルス電圧をプラグコード６に接続されている点火プラグ１４に与えることによって、シリンダー２２の吸入された混合気の分子を活性化、イオン化をすることができるのである。
【００２５】
次にクランクシャフトが１８０°回転するとディストリビュータ２のローター３が９０°右回転し電極片１８の位置にある。この時シリンダー２２の吸入された混合気は、圧縮行程が完了している。そしてイグニッションコイル１により発生した高電圧は、ローター３から電極片１８に伝えられプラグコード６を通って点火プラグ１４に印加され火花放電する。この点火プラグ１４が取り付けられているシリンダー２２の圧縮された活性化、イオン化されている混合気は点火され燃焼・爆発をする。
【００２６】
この放電パルス電流が流れるプラグコード６を、トロイダルコア１１に１ターン巻回して１次巻線とし、次に点火される吸入行程が完了しているシリンダー２３に取り付けられている点火プラグ１５に接続しているプラグコード７を、トロイダルコア１１に１ターン巻回して２次巻線として、第３のトランスを形成する。
【００２７】
この２次巻線のプラグコード７には、第３のトランスによって、電磁波の成分を含むパルス電圧が発生する。この電磁波の成分を含むパルス電圧をプラグコード７に接続されている点火プラグ１５に与えることによって、シリンダー２３の吸入された混合気の分子を活性化、イオン化をすることができるのである。
【００２８】
次にクランクシャフトが１８０°回転するとディストリビュータ２のローター３が９０°右回転し電極片１９の位置にある。この時シリンダー２３の吸入された混合気は、圧縮行程が完了している。そしてイグニッションコイル１により発生した高電圧はローター３から電極片１９に伝えられプラグコード７を通って点火プラグ１５に印加され火花放電する。この点火プラグ１５が取り付けられているシリンダー２３の圧縮された活性化、イオン化されている混合気は点火され燃焼・爆発をする。
【００２９】
この放電パルス電流が流れるプラグコード７を、トロイダルコア９に１ターン巻回して１次巻線とし、次に点火される吸入行程が完了しているシリンダー２０に取り付けられている点火プラグ１２に接続しているプラグコード４を、トロイダルコア９に１ターン巻回して２次巻線として、第４トランスを形成する。
【００３０】
この２次巻線のプラグコード４には、第４のトランスによって、電磁波の成分を含むパルス電圧が発生する。この電磁波の成分を含むパルス電圧をプラグコード４に接続されている点火プラグ１２に与えることによって、シリンダー２０の吸入された混合気の分子を活性化、イオン化をすることができるのである。
【００３１】
このような順序の循環によって燃焼の改善をしてエンジンの出力向上、燃費の向上、有害な排気ガスの低減の効果を得ることができるのである。
【００３２】
以上、実施例１では、４気筒について説明したが６気筒の場合は、トランスの数量は４個から６個に増加する。
【実施例２】
【００３３】
図２は、〔請求項３〕記載の一実施形態である実施例２の回路図である。前述した〔請求項２〕における実施例１と同じ４サイクル４気筒エンジンであり、ディストリビュータを具備している高圧配電方式のものである、トロイダルコアも同様に同じものを使用しているが、このコアを２個使い、１個のトロイダルコア２４としている。
【００３４】
この２図において、圧縮行程が完了しているシリンダー２０に取り付けられている点火プラグ１２と電極片１６とを接続しているプラグコード４と、吸入行程が完了しているシリンダー２１に取り付けられている点火プラグ１３と電極片１７とを接続しているプラグコード５と、排気行程が完了しているシリンダー２２に取り付けられている点火プラグ１４と電極片１８とを接続しているプラグコード６と、燃焼・爆発行程が完了しているシリンダー２３に取り付けられている点火プラグ１５と電極片１９とを接続しているプラグコード７の４本のプラグコードをトロイダルコア２４に、それぞれ１ターン巻回しトランスを形成させる。
【００３５】
次に図２のイグニッションコイル1によって、発生させられた高電圧はディストリビュータ２のローター３から電極片１６に伝えられ、プラグコード４を通って点火プラグ１２に印加されて火花放電しこの点火プラグ１２が取り付けられているシリンダー２０の圧縮された混合気は点火されて燃焼・爆発するのである。この火花放電する時に発生する電磁波は高圧給電路のプラグコード４に放電パルス電流として流れている。
【００３６】
このプラグコード４の１次巻線に放電パルス電流が流れると、トロイダルコア２４を用いたトランスによってプラグコード５の２次巻線には、電磁波成分を含むパルス電圧が発生する。この発生したパルス電圧をプラグコード５に接続されている点火プラグ１３に与え、点火プラグ１３が取り付けられているシリンダー２１の吸入された混合気の分子を活性化、イオン化をすることができるのである。
【００３７】
その他の２次巻線のプラグコード６に接続している点火プラグ１４が取り付けられているシリンダー２２は排気行程が完了している。２次巻線のプラグコード７に接続している点火プラグ１５が取り付けられているシリンダー２３は燃焼・爆発行程が完了している。このシリンダー２２、シリンダー２３には混合気が無いので混合気の活性化、イオン化をすることはできないし、また必要もない。
【００３８】
次にクランクシャフトが１８０°回転するとディストリビュータ２のローター３が９０°右回転しローター３は電極片１７の位置にある。この時シリンダー２１の吸入された混合気は、圧縮行程が完了している。そしてイグニッションコイル1より発生した高電圧はローター３から電極片１７に伝えられプラグコード５を通って点火プラグ１３に印加され火花放電する。この点火プラグ１３が取り付けられているシリンダー２１の圧縮された活性化、イオン化されている混合気は点火され燃焼・爆発する。この火花放電する時に発生する電磁波は、高圧給電路のプラグコード５に放電パルス電流として流れている。
【００３９】
このプラグコード５の１次巻線に放電パルス電流が流れると、トロイダルコア２４を用いたトランスの相互インダクタンスによってプラグコード６の２次巻線には、電磁波成分を含むパルス電圧が発生する。この発生したパルス電圧をプラグコード６に接続されている点火プラグ１４に与え、点火プラグ１４が取り付けられているシリンダー２２の吸入された混合気の分子を活性化、イオン化をすることができるのである。
【００４０】
その他の２次巻線のプラグコード７に接続している点火プラグ１５が取り付けられているシリンダー２３は排気行程が完了している。２次巻線のプラグコード４に接続している点火プラグ１２が取り付けられているシリンダー２０は燃焼・爆発行程が完了している。このシリンダー２３、シリンダー２０には混合気が無いので混合気の活性化、イオン化をすることはできないし、また必要もない。
【００４１】
次にクランクシャフトが１８０°回転するとディストリビュータ２のローター３が９０°右回転しローター３は電極片１８の位置にある。この時シリンダー２２の吸入された混合気は、圧縮行程が完了している。そしてイグニッションコイル1より発生した高電圧はローター３から電極片１８に伝えられプラグコード６を通って点火プラグ１４に印加され火花放電する。この点火プラグ１４が取り付けられているシリンダー２２の圧縮された活性化、イオン化されている混合気は点火され燃焼・爆発する。この火花放電する時に発生する電磁波は、高圧給電路のプラグコード６に放電パルス電流として流れている。
【００４２】
このプラグコード６の１次巻線に放電パルス電流が流れると、トロイダルコア２４を用いたトランスによってプラグコード７の２次巻線には、電磁波成分を含むパルス電圧が発生する。この発生したパルス電圧をプラグコード７に接続されている点火プラグ１５に与え、点火プラグ１５が取り付けられているシリンダー２３の吸入された混合気の分子を活性化、イオン化をすることができるのである。
【００４３】
その他の２次巻線のプラグコード４に接続している点火プラグ１２が取り付けられているシリンダー２０は排気行程が完了している。２次巻線のプラグコード５に接続している点火プラグ１３が取り付けられているシリンダー２1は燃焼・爆発行程が完了している。このシリンダー２0、シリンダー２1には混合気が無いので混合気の活性化、イオン化をすることはできないし、また必要もない。
【００４４】
次にクランクシャフトが１８０°回転するとディストリビュータ２のローター３が９０°右回転しローター３は電極片１９の位置にある。この時シリンダー２３の吸入された混合気は、圧縮行程が完了している。そしてイグニッションコイル1より発生した高電圧はローター３から電極片１９に伝えられプラグコード７を通って点火プラグ１５に印加され火花放電する。この点火プラグ１５が取り付けられているシリンダー２３の圧縮された活性化、イオン化されている混合気は点火され燃焼・爆発する。この火花放電する時に発生する電磁波は、高圧給電路のプラグコード７に放電パルス電流として流れている。
【００４５】
このプラグコード７の１次巻線に放電パルス電流が流れると、トロイダルコア２４を用いたトランスによってプラグコード４の２次巻線には、電磁波成分を含むパルス電圧が発生する。この発生したパルス電圧をプラグコード４に接続されている点火プラグ１２に与え、点火プラグ１２が取り付けられているシリンダー２０の吸入された混合気の分子を活性化、イオン化をすることができるのである。
【００４６】
その他の２次巻線のプラグコード５に接続している点火プラグ１３が取り付けられているシリンダー２１は排気行程が完了している。プラグコード６に接続している点火プラグ１４が取り付けられているシリンダー２２は燃焼・爆発行程が完了している。このシリンダー２１、シリンダー２２には混合気が無いので混合気の活性化、イオン化をすることはできないし、また必要もない。
【００４７】
このような順序の循環によって燃焼の改善をしてエンジンの出力向上、燃費の向上、有害な排気ガスの低減の効果を得ることができるのである。
【００４８】
以上、実施例２では、４気筒について説明したが６気筒の場合は、トランスの数量は同じ１個であり、トランスの２次巻線は３本から５本に増加する。
【実施例３】
【００４９】
図３は〔請求項４〕記載の一実施形態である実施例３の回路図である。これは４サイクル４気筒エンジンの、低圧配電方式であり、同時点火式であって、イグニッションコイル２９とイグニッションコイル３０の、２個のイグニッションコイルを具備している、トロイダルコア８、トロイダルコア９は、図１の〔請求項２〕における実施例１で使用したものと同じものである。
【００５０】
この３図において、点火順序は、最初にシリンダー２０が点火され、次にシリンダー２１が点火され、次にシリンダー２３が点火され、最後にシリンダー２２が点火されるようになっている。
【００５１】
そして４サイクル行程の順序は、吸入行程、圧縮行程、燃焼・爆発行程、排気行程の順番になる。したがって、最初に点火されるシリンダー２０は圧縮行程が完了している、次に点火されるシリンダー２１は吸入行程が完了している、その次に点火されるシリンダー２３は排気行程が完了している、最後に点火されるシリンダー２２は燃焼・爆発行程が完了している。
【００５２】
次にイグニッションコイル２９の、出力巻線の両端子には、それぞれプラグコード２５と、プラグコード２６とが接続されている。このプラグコード２５には点火プラグ１２が接続されている。プラグコード２６には点火プラグ１５が接続されており、点火プラグ１２と、点火プラグ１５は、同時に火花放電する。そしてイグニッションコイル３０の、出力巻線の両端子には、それぞれプラグコード２７と、プラグコード２８とが接続されている。このプラグコード２７には点火プラグ１３が接続されている。プラグコード２８には点火プラグ１４が接続されており、点火プラグ１３と、点火プラグ１４は、同時に火花放電する。
【００５３】
このような点火装置において、プラグコード２５とプラグコード２７をトロイダルコア８にそれぞれ１ターン巻回し第１のトランスを形成させる。そしてプラグコード２６とプラグコード２８をトロイダルコア９にそれぞれ１ターン巻回し第２のトランスを形成させる。
【００５４】
次に図３のイグニッションコイル２９より発生した高電圧はプラグコード２５を通ってシリンダー２０に取り付けられている点火プラグ１２に印加され火花放電し、シリンダー２０の圧縮された混合気は点火されて燃焼・爆発をする。この火花放電する時に発生する電磁波は高圧給電路のプラグコード２５とプラグコード２６に同時に放電パルス電流として流れている。
【００５５】
そして、この放電パルス電流が流れているプラグコード２５が巻回されているトロイダルコア８による、第１のトランスによって、トロイダルコア８に巻回されているプラグコード２７には電磁波の成分を含む放電パルス電圧が発生するのである。
【００５６】
この発生したパルス電圧をプラグコード２７に接続されている点火プラグ１３に与えることによって、点火プラグ１３が取り付けられているシリンダー２1に吸入された混合気の分子を活性化、イオン化することができるのである。
【００５７】
一方イグニッションコイル２９より発生した高電圧はもう１つのプラグコード２６を通ってシリンダー２３に取り付けられている点火プラグ１５に印加され火花放電するがシリンダー２３は排気行程が完了していて混合気は無いので点火プラグ１５が火花放電しても問題はない。
【００５８】
次にクランクシャフトが１８０°回転すると、シリンダー２１の活性化、イオン化した混合気は圧縮行程が完了している。この時、イグニッションコイル３０より発生した高電圧はプラグコード２７を通ってシリンダー２１に取り付けられている点火プラグ１３に印加され火花放電し、シリンダー２１の圧縮された活性化、イオン化されている混合気は点火され燃焼・爆発をする。この火花放電する時に発生する電磁波は高圧給電路のプラグコード２７とプラグコード２８に同時に放電パルス電流として流れている。
【００５９】
そして、この放電パルス電流が流れているプラグコード２８が巻回されているトロイダルコア９による、第２のトランスによって、トロイダルコア９に巻回されているプラグコード２６には電磁波の成分を含む放電パルス電圧が発生するのである。
【００６０】
この発生したパルス電圧をプラグコード２６に接続されている点火プラグ１５に与えることによって、点火プラグ１５が取り付けられているシリンダー２３に吸入された混合気の分子を活性化、イオン化することができるのである。
【００６１】
一方イグニッションコイル３０より発生した高電圧はもう１つのプラグコード２８を通ってシリンダー２２に取り付けられている点火プラグ１４に印加され火花放電するがシリンダー２２は排気行程が完了していて混合気は無いので点火プラグ１４が火花放電しても問題はない。
【００６２】
次にクランクシャフトが１８０°回転すると、シリンダー２３の活性化、イオン化した混合気は圧縮行程が完了している。この時、イグニッションコイル２９より発生した高電圧はプラグコード２６を通ってシリンダー２３に取り付けられている点火プラグ１５に印加され火花放電し、シリンダー２３の圧縮された混合気は点火され燃焼・爆発をする。この火花放電する時に発生する電磁波は高圧給電路のプラグコード２６とプラグコード２５に同時に放電パルス電流として流れている。
【００６３】
そして、この放電パルス電流が流れているプラグコード２６が巻回されているトロイダルコア９による、第２のトランスによって、トロイダルコア９に巻回されているプラグコード２８には電磁波の成分を含む放電パルス電圧が発生するのである。
【００６４】
この発生したパルス電圧をプラグコード２８に接続されている点火プラグ１４に与えることによって、点火プラグ１４が取り付けられているシリンダー２２に吸入された混合気に放射することにより混合気の分子を活性化、イオン化することができるのである。
【００６５】
一方イグニッションコイル２９より発生した高電圧はもう１つのプラグコード２５を通ってシリンダー２０に取り付けられている点火プラグ１２に印加され火花放電するがシリンダー２０は排気行程が完了していて混合気は無いので点火プラグ１５が火花放電しても問題はない。
【００６６】
次にクランクシャフトが１８０°回転すると、シリンダー２２の活性化、イオン化した混合気は圧縮行程が完了している。この時、イグニッションコイル３０より発生した高電圧はプラグコード２８を通ってシリンダー２２に取り付けられている点火プラグ１４に印加され火花放電し、シリンダー２２の圧縮された活性化、イオン化されている混合気は点火され燃焼・爆発をする。この火花放電する時に発生する電磁波は高圧給電路のプラグコード２８とプラグコード２７に同時に放電パルス電流として流れている。
【００６７】
そして、この放電パルス電流が流れているプラグコード２７が巻回されているトロイダルコア８による、第１のトランスによって、トロイダルコア８に巻回されているプラグコード２５には電磁波の成分を含む放電パルス電圧が発生するのである。
【００６８】
この発生したパルス電圧をプラグコード２５に接続されている点火プラグ１２に与えることによって、点火プラグ１２が取り付けられているシリンダー２０に吸入された混合気に放射することにより混合気の分子を活性化、イオン化することができるのである。
【００６９】
一方イグニッションコイル３０より発生した高電圧はもう１つのプラグコード２７を通ってシリンダー２１に取り付けられている点火プラグ１３に印加され火花放電するがシリンダー２１は排気行程が完了していて混合気は無いので点火プラグ１３が火花放電しても問題はない。
【００７０】
このような順序の循環によって燃焼の改善をしてエンジンの出力向上、燃費の向上、有害な排気ガスの低減の効果を得ることができるのである。
【００７１】
以上、実施例３では、４気筒について説明したが６気筒の場合では、トランスの数量は同じ２個であり、トランスの２次巻線はそれぞれ１本増加して３本づつになる。
【実施例４】
【００７２】
図４は、〔請求項５〕記載の一実施形態である実施例４の、閉磁路のフェライトコアをシリンダーヘッドカバーの上部に装着した時のエンジン側面図である。図４において１２、１３、１４、１５は各点火プラグである。２０、２１、２２、２３は各シリンダーである。そして３１はシリンダーブロックとオイルパン、３２はシリンダーヘッド、３３はシリンダーヘッドカバーである。本実施例４においてはダイレクトイグニッションシステムであり、各イグニッションコイルの巻線部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄがプラグホール３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの上にありイグニッションコイルの２次巻線に発生した高電圧は、中継用の導線と接触用のコイルスプリングを介して、点火プラグのターミナル部に接続されている第１の高圧給電路と、点火プラグの碍子の中にある中軸の第２の高圧給電路を通り、点火プラグに与えられ火花放電する。この時の放電パルス電流によって第１と第２の高圧給電路３７には磁束が発生する、この磁束が漏れなく磁気コアの中に流れるように本実施例４では、シリンダーヘッドカバー３３の上部に閉磁路のＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコア３６を装着したものである。このような楕円筒の背の低い平たい形状のコア３６を装着することによって複数の高圧給電路がそれぞれ１ターンの巻数となるトランスが形成される。また〔請求項６〕記載の一実施形態である実施例５の図６、図７で示される楕円筒の背の高い形状のコア３９をプラグホール３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの円柱に装着しても良い。ただし、図４の高圧給電路３７はプラグホール３４ａのみ図示した。３４ｂ、３４ｃ、３４ｄのプラグホール内の高圧給電路は図示していない。
【００７３】
図５は、図４の上面図であり、閉磁路のフェライトコアの取り付け位置及び、フェライトコアの形状を表している。このように楕円筒であって背の低い平たい形状のコアである。イグニッションコイルは取り外した状態である。本実施例での作用は、図２の〔請求項３〕記載の一実施形態である実施例２の磁気コアを用いた燃焼改善点火装置と同じであり重複するので、動作説明は省略する。
【００７４】
このように図４と、図５に示される、実施例４のダイレクトイグニッションシステムの、点火プラグ毎にイグニッションコイルを持つものであって、イグニッションコイルの巻線部３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄがプラグホール３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの上にある、そして高圧給電路３７はプラグホール３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの中にあり固定されていて、プラグコードのように曲げたり、また移動できるものではないので、磁気コアを大きい形状にして、プラグホール３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの中の高圧給電路３７が１ターンの巻数となるよう楕円筒形状のフェライトコア３６をシリンダーヘッドカバー上部に装着したものである。
【実施例５】
【００７５】
図６は、〔請求項６〕記載の一実施形態である実施例５の、閉磁路のフェライトコアをプラグホール部に装着した時のエンジン側面図である。図６において１２、１３、１４、１５は各点火プラグである。２０、２１、２２、２３は各シリンダーである。そして３１はシリンダーブロックとオイルパン、３２はシリンダーヘッド、３３はシリンダーヘッドカバーである。本実施例５においてはダイレクトイグニッションシステムであり、各イグニッションコイルの巻線部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄがプラグホール３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの中にありイグニッションコイルの２次巻線に発生した高電圧は、中継用の導線と接触用のコイルスプリングを介して、点火プラグのターミナル部に接続されている第１の高圧給電路と、点火プラグの碍子の中にある中軸の第２の高圧給電路を通り、点火プラグに与えられ火花放電する。この時の放電パルス電流によって第１と第２の高圧給電路４０には、磁束が発生する、この磁束が発生する第１と第２の高圧給電路４０を包み込むように、プラグホール３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの円柱の部分に  閉磁路のＭｎ−Ｚｎ系のフェライトコア３９を装着したものである。このような楕円筒の背の高い形状のコア３９を装着することによって図６に示されるように、高圧給電路４０の軸方向の長さより、閉磁路のフェライトコア３９の背の高さが大きいので、装着された閉磁路のフェライトコア３９に対し完全に１ターンの巻数とはならないが、トランスが形成される。ただし、図６の高圧給電路４０はプラグホール３４ａのみ図示した。３４ｂ、３４ｃ、３４ｄのプラグホール内の高圧給電路は図示していない。
【００７６】
図７は、図６の上面図であり、閉磁路のフェライトコアの取り付け位置及び、フェライトコアの形状を表している。このように楕円筒であって背の高い形状のコアである。イグニッションコイルは取り外した状態であり、シリンダーヘッドカバーは透視してある。本実施例での作用は、図２の〔請求項３〕記載の一実施形態である実施例２の磁気コアを用いた燃焼改善点火装置と同じであり重複するので、動作説明は省略する。
【００７７】
このように図６と、図７に示される、実施例５のダイレクトイグニッションシステムにおいては、点火プラグ毎にイグニッションコイルを持つものであって、図６のイグニッションコイルの巻線部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄがプラグホール３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの中にあり、高圧給電路４０もプラグホール３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの中にある。この高圧給電路４０の軸方向の長さより、プラグホール３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの円柱の部分に装着された閉磁路のフェライトコア３９の楕円筒の背の高さが大きいので  装着された閉磁路のフェライトコア３９に対し完全に１ターンの巻数とならないので、図４と、図５に示される、〔請求項５〕記載の一実施形態である実施例４と比較すると、燃焼改善効果は劣るが、効果は皆無ではない。
【実施例６】
【００７８】
〔請求項７〕における実施例６では、図８に示される回路図と、図１に示される回路図は、トロイダルコア８、９、１０、１１の穴にプラグコードが１本通っているか、２本通っているかの相違点があり、その他の点火装置及びトロイダルコアの材質と形状は同じものである。この図８においては、プラグコード４にはトロイダルコア８が取り付けられている、プラグコード５にはトロイダルコア９が、プラグコード６にはトロイダルコア１０が、プラグコード７にはトロイダルコア１１がそれぞれ取り付けられている。このようにトロイダルコアの穴にプラグコードを通すことにより１ターンの巻数となるインダクタが形成される。このような図８の回路図にしたがって、車種トヨタ・カローラ（１６００ｃｃ、ＡＴ車）に施して、自動車走行テストをした結果、運転していてすごくノロノロした感じであった。この体感というものも自動車の性能においては大事な要素である。一方、本発明による磁気コアを用いた燃焼改善点火装置である図１の回路図にしたがって、自動車に施して走行テストした結果、運転していてキビキビとした感じであった。
【００７９】
この原因としては、点火プラグの火花放電によって発生した電磁波はプラグコードに流れている、そしてプラグコードにトロイダルコアを装着したことにより、プラグコードに形成されるインダクタの交流抵抗の作用もしくは、コア材による損失によってプラグコードに流れている電磁波が弱められ、その結果、火花点火時の混合気の活性化、イオン化する作用が小さくなったと考えられるのである。
【００８０】
そして既存のエンジンではプラグホールは、鉄などの金属で円筒が作られているのでちょうどトロイダルコアと同じであり、プラグホールの底に取り付けられている点火プラグにプラグホールの中を通してプラグコード接続すると、金属の円筒に１ターンの巻数となるインダクタが形成されるのである。したがって、インダクタが形成されないように、プラグホール用の円筒を非磁性の材質で製造したものを使用することによって、プラグコードに流れている電磁波が弱められることなく、本発明による磁気コアを用いた燃焼改善点火装置の性能が向上するのである。
【００８１】
次に、本発明による磁気コアを用いた燃焼改善点火装置による内燃機関の、燃費の測定実験についての説明をする。まず測定手順として、〔請求項２〕における実施例１の、図１で示される磁気コアを用いた燃焼改善点火装置を使用する。そして片道３１．５ｋｍの区間を一回往復した距離である６３ｋｍを、点火装置のプラグコードにトロイダルコアの装着前と装着後を走行して、ガソリンの消費量を測定比較する。
【００８２】
使用するガソリン消費量計測器は、図９に示されるように、インジェクタのソレノイドコイルと並列に、フォトカプラの発光ダイオードを接続して、インジェクタのソレノイドコイルの通電状態を、フォトカプラの受光トランジスタのコレクタから取りだし、ソレノイドコイルが通電されている時に、信号が（Ｈ）になるようにインバータで反転しゲート信号としている。一方、水晶発振子で１０ＭＨＺを発振させ、１／１０の分周器を３個用い、１／１０００に分周して１０ＫＨＺの信号を作っている。そして前記ゲート信号が（Ｈ）になっている時だけ、前記１０ＫＨＺの信号を６桁の積算カウンターに送り込みカウントアップすることにより、ゲートが開いている時間に比例したパルス数が６桁の積算カウンターに表示される。このようにしてインジェクタの通電時間が計測される。そして、インジェクタの噴射量特性に示されるようにガソリンの噴射量はインジェクタの通電時間に比例するので、図９に示される「ガソリン消費量積算カウンター」の測定器によってガソリンの消費量が測定できるのである。
【００８３】
測定用の自動車として、車名：トヨタ・カローラ、種別：ＳＥ−Ｇ、形式：Ｅ−ＡＥ１０１、登録番号：広島５２せ３７０９、初年度登録年月：平成４年１０月、車体番号：ＡＥ１０１−３０３５５３３、自動車の種別・用途：小型・乗用、原動機の型式：４Ａ、サイクル・気筒数：４サイクル・４気筒、総排気量：１５８０ｃｃ、車両重量：１０７０ｋｇ、変速機：Ａ／Ｔ、その他、インジェクタは４個のマルチ・ポイント・インジェクションであり「ガソリン消費量積算カウンター」に使用するものは１番シリンダーの吸気管に取り付けてあるインジェクタのソレノイドコイルを使用した。測定前の走行距離数は１３７３３１ｋｍの自動車を使用した。表１に、燃料消費の測定結果を示す。
【００８４】
【表１】
2006329055.tif 000003
【００８５】
表１から３１．５ｋｍ離れた標高２７０ｍの地点を往復した場合の磁気コアを装着前と装着後の燃費向上率は１．７７％となった。また、この表１から標高２７０ｍの上り走行においては、装着前と装着後のガソリン消費量は、ほとんど差が無いが、下り走行においては、３．７７％の燃費向上が顕著に表れている。そして標高差のない平坦な区間においても、燃費向上率は、１．７７％前後であると考えられる。このように燃費向上率の数値は小さいがマクロ的視点から見ると、１．７７％の燃費向上は地球温暖化防止に寄与するものである。この表以外にも数度、測定走行実験をした結果においても、このような燃費向上率であった。また燃費が向上した結果、有害な排気ガスである未燃ガス（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）が低減していると思われる。尚本発明よる磁気コアを用いた燃焼改善点火装置による内燃機関の燃料は、ガソリンに限定されずＬＰＧでも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に係る磁気コアを用いた燃焼改善点火装置の〔請求項２〕記載の一実施形態である実施例１を示す回路図である。
【図２】本発明に係る磁気コアを用いた燃焼改善点火装置の〔請求項３〕記載の一実施形態である実施例２を示す回路図である。
【図３】本発明に係る磁気コアを用いた燃焼改善点火装置の〔請求項４〕記載の一実施形態である実施例３を示す回路図である。
【図４】本発明に係る磁気コアを用いた燃焼改善点火装置の〔請求項５〕記載の一実施形態である実施例４を示す閉磁路のフェライトコアをシリンダーヘッドカバーの上部に装着したエンジンの側面図である。
【図５】本発明に係る磁気コアを用いた燃焼改善点火装置の〔請求項５〕記載の一実施形態である実施例４を示す閉磁路のフェライトコアをシリンダーヘッドカバーの上部に装着したエンジンの上面図である。
【図６】本発明に係る磁気コアを用いた燃焼改善点火装置の〔請求項６〕記載の一実施形態である実施例５を示す閉磁路のフェライトコアをプラグホールの円柱部に装着したエンジンの側面図である。
【図７】本発明に係る磁気コアを用いた燃焼改善点火装置の〔請求項６〕記載の一実施形態である実施例５を示す閉磁路のフェライトコアをプラグホールの円柱部に装着したエンジンの上面図である。
【図８】本発明に係る磁気コアを用いた燃焼改善点火装置の〔請求項７〕記載の一実施形態である実施例６の作用を説明するための回路図である。
【図９】本発明に係る磁気コアを用いた燃焼改善点火装置による内燃機関の、ガソリンの消費量を測定する「ガソリン消費量積算カウンター」を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【００８７】
１，２９，３０    イグニッションコイル
２    ディストリビュータの本体
３    ディストリビュータのローター
４，５，６，７，２５，２６，２７，２８    プラグコード
８，９，１０，１１    トロイダルコア
１２，１３，１４，１５    点火プラグ
１６，１７，１８，１９    ディストリビュータの電極片
２０，２１，２２，２３    シリンダー
２４    ２枚組合わせのトロイダルコア  
３１    シリンダーブロックとオイルパン
３２    シリンダーヘッド
３３    シリンダーヘッドカバー
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ    プラグホール
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ    イグニッションコイルの巻線部
３６，３９    閉磁路のフェライトコア
３７，４０    高圧給電路
【図１】
2006329055.tif 000004
【図２】
2006329055.tif 000005
【図３】
2006329055.tif 000006
【図４】
2006329055.tif 000007
【図５】
2006329055.tif 000008
【図６】
2006329055.tif 000009
【図７】
2006329055.tif 000010
【図８】
2006329055.tif 000011
【図９】
2006329055.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月20日(2006.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒エンジンであって、混合気の圧縮工程が完了している気筒において、前記圧縮された混合気を点火するために燃焼室に取り付けられた点火プラグに対して、高圧発生部によって発生した高電圧を供給する導体であって、点火時の放電パルス電流が流れる高圧給電路を、磁気コアに巻向して１次巻線を形成する。そして前記圧縮行程が完了している気筒とは別の気筒であって、吸気工程が完了している気筒に取り付けられている点火プラグに、高圧発生部からの高電圧を供給する導体である高圧給電路を、前記磁気コアに巻回し２次巻線を形成する。このような１次巻線と２次巻線とを、備えたトランスを形成させ、前記トランスの前記１次巻線に点火時の放電パルス電流が流入し、相互インダクタンスによって前記２次巻線に誘起した電磁波を含むパルス電圧を、前記２次巻線の高圧給電路に接続されている点火プラグに導き、前記点火プラグより電磁界を、前記吸気行程が完了している気筒内の混合気に対して与え、前記混合気を活性化、イオン化させて燃焼の改善をすることを特徴とした、磁気コアを用いた燃焼改善点火装置。
【請求項２】
多気筒エンジンの複数の気筒に、１気筒当たり点火プラグが１個づつ取り付けられている。そしてイグニッションコイルにて発生させられた高電圧を、ディストリビュータによって配電され、プラグコードにより、点火プラグに供給し火花放電する点火装置において、エンジンによって決められている、点火順序の最後に火花放電する点火プラグに高電圧を供給するプラグコードを１次巻線とし、点火順序の最初に火花放電する点火プラグに高電圧を供給するプラグコードを２次巻線として、それぞれ磁気コアに巻回して第１のトランスを形成させる。そして最初に火花放電する点火プラグに高電圧を供給するプラグコードを１次巻線とし、点火順序の２番目に火花放電する点火プラグに高電圧を供給するプラグコードを２次巻線として、それぞれ磁気コアに巻回して第２のトランスを形成させる。そして前記２番目に火花放電する点火プラグに高電圧を供給するプラグコードを１次巻線とし、点火順序の３番目に火花放電する点火プラグに高電圧を供給するプラグコードを２次巻線として、磁気コアに巻回して第３のトランスを形成させる。このような手順にしたがって、複数の気筒の数量と同じ数量のトランスを形成させて成ることを特徴とした、請求項１記載の磁気コアを用いた燃焼改善点火装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、内燃機関において、燃焼室の混合気が完全に燃焼して、エンジンの出力向上、燃費の向上及び、有害な排気ガスの減少の効果を得るための点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年では、内燃機関の技術が進歩、向上しており、マイクロコンピュータと、各種センサーと、インジェクタを使用した電子制御ガソリン噴射エンジン（ＥＦＩ）となっている。また点火装置は、ディストリビュータを使用した高圧配電方式のものから、ディストリビュータを使用しない低圧配電方式の、ダイレクトイグニッションシステムが、採用されている。【０００３】  火花点火装置において、点火プラグの点火火花は、容量成分と誘導成分との合成火花である。この二つの成分の内、容量成分の放電によって混合気を活性化させ、誘導成分の放電による熱的作用によって火炎成長をさせる、この両者の作用によって優れた点火性を有しているのである。このように容量成分の火花によって、混合気分子に刺激を与え、活性化するのは、点火プラグのギャップにおいて、火花放電することにより発生する電磁波の作用によるものである。【０００４】  従来の、火花放電による電磁波を利用したものは、たとえば４サイクル４気筒のエンジンにおいて説明すると、この４本のシリンダーは、吸入工程、圧縮工程、燃焼工程、排気工程の、４つの仕事の、どれか一つづつ仕事をしている。今クランクシャフトが回転し、あるシリンダーの、ピストンが上死点であれば圧縮工程が完了しており、また他のピストンが上死点のシリンダーでは、排気工程が完了している。そして他のピストンが下死点のシリンダーでは吸入工程が完了していて、また他のピストンが下死点のシリンダーは、燃焼・爆発してピストンが押し下げられている。前記４つのシリンダーの内、圧縮工程が完了してピストンが上死点にあるシリンダーにおいては、点火のためにイグニッションコイルから発生した高電圧は、ディストリビュータで配電され、高圧給電路であるプラグコードを通って、点火プラグに高電圧が与えられ火花放電し混合気が点火されて、燃焼・爆発するのである。【０００５】  この点火プラグのギャップの火花放電によって発生した電磁波は、点火プラグからプラグコードに伝えられ、一部は空間に放出している。一方、前記圧縮工程が完了しているピストンが上死点にあるシリンダーとは、クランク回転角度が１８０度ちがう、すなわちピストンが下死点にあって吸入工程が完了しているシリンダーにおいて、該シリンダーに取り付けられている点火プラグに電磁波成分のパルス電圧を与えるために、該点火プラグに接続されているプラグコードの高圧給電路と、圧縮行程が完了しているシリンダーの混合気を、点火するために点火プラグが火花放電し電磁波成分を含む放電パルス電流が流れているプラグコードの高圧給電路の、両者の高圧給電路の間に電磁波成分が伝送できるように、両者の高圧給電路にそれぞれ電極を設けコンデンサーを形成させたものがある（例えば特許文献１参照）。【０００６】  その他の、火花放電による電磁波を利用したものは、ディストリビュータ蓋に設けられているプラグ用ソケットに金属質のコンダクターを取り付け、コンダクターで電磁波を受電し、コンダクターと、ディストリビュータ蓋に設けられているプラグ用ソケットに接続されているプラグコードの中心導体との間に形成されているコンデンサーによって、プラグコードに電磁波を送電し、プラグコードに取り付け��れている点火プラグに電磁波電圧を与えシリンダー内の混合気を活性化、イオン化していた。（例えば特許文献２参照）。【０００７】  このように従来のものはコンデンサーを形成させ、容量結合により電磁波を含む放電パルス電圧を導き点火プラグに与え、シリンダーに吸入された混合気の分子を活性化・イオン化させ燃焼改善をしていた。そしてエンジンの出力の向上、燃費の向上、有害な排気ガスの低減の効果を得ていた。【０００８】  また、このような作用、効果は、特別な点火装置を用いない、普通の自動車であっても、エンジンルーム内のディストリビュータと、点火プラグとの間に接続されているプラグコードが、平行に近接して配線してあるだけで、各プラグコード間の分布容量及び漏れ磁束によって疎に結合しており電磁波成分がもれて伝送しているので、潜在的に多少の燃焼改善の作用をしていると考えられるが、ダイレクトイグニッションシステムである各気筒毎に、装着されているイグニッションコイルでは、このような潜在的な効果は皆無である。【０００９】
【特許文献１】米国特許第２４５１４８２号明細書（第１頁−２頁、第１図）
【特許文献２】実公昭５６−４８９３８号公報（第１頁−６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  この、シリンダーに取り付けられた点火プラグの火花放電によって、発生した電磁波は、ＡＭラジオ（５００〜１６００ＫＨＺ）、ＦＭラジオ（７０〜９０ＭＨＺ）、テレビ（１００〜８００ＭＨＺ）等の番組を、視聴する際の、雑音電磁波となるので、点火プラグ自体に抵抗器を入れ、放電電流を、約１／１０に減少させて、雑音電磁波を抑制している。また、プラグコードも、金属抵抗線をコイル状に巻いた構造にして抵抗を持たせ、雑音防止対策を施しているので、電磁波は著しく低減させられた点火装置になっている。【００１１】  このように、点火プラグのギャップの火花放電によって発生する電磁波を、燃焼改善に利用する装置において、シリンダー内の混合気に活性化、イオン化の作用する電磁波が、著しく低減させられた弱いものでは、燃焼改善する作用が弱小であり、効果が明確に現れなくなったという問題が生じた。【００１２】  本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、磁気コアを使ってトランスを形成させた、簡単な構成によって、強い電磁波電圧を導き出して、混合気の活性化、イオン化の作用をさせ燃焼改善の効果を手にすることができる、磁気コアを用いた燃焼改善点火装置を提供することを目的としている。
【発明を解決するための手段】
【００１３】  上記目的を達成するために本発明は、シリンダーの圧縮工程が終わり、混合気を点火するために高圧発生部であるイグニッションコイルから発生した高電圧が、ディストリビュータで配電され、プラグコードの高圧給電路を通って、点火プラグのギャップに高電圧が与えられ火花放電している時、プラグコードの高圧給電路には放電パルス電流が流れている。このプラグコードの高圧給電路を磁気コアに１次巻線として巻回する。一方、前記のシリンダーとは別のシリンダーであって４気筒エンジンでは吸入工程が完了しており、６気筒エンジンでは吸入工程が完了し圧縮工程の途中であるシリンダーに取り付けられている点火プラグに接続されているプラグコードの高圧給電路を、２次巻線として磁気コアに巻回し、放電パルス伝送のためのトランスを形成させる。このトランスの相互インダクタンスによって２次巻線のプラグコードの高圧給電路には電磁波を含む強いパルス電圧が発生するのである。前述したように従来の装置では伝送手段を、コンデンサーの２端子伝送路を使用していたが、本発明によるものは、トランスの４端子伝送路にしたため電磁波を含む強いパルス電圧が得られるようになった。
【００１４】  このトランスのコア材は、広帯域で損失の少ないものが良いのであるが高額であるので、高透磁率、高磁束密度である、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトコアを使用している。また高熱が発生するエンジンの近傍で使用するので、キュリー温度の高いものを使用するのが望ましい。現時点ではＭｎ−Ｚｎ系フェライトコアでキュリー温度２９０°のものが出現しているが、ここではキュリー温度２００°のコア材を使用している。このＭｎ−Ｚｎ系フェライトコアの特性は周波数１ＭＨＺ以下で低損失のものであり、周波数１ＭＨＺ以上では高損失のものである。したがってシリンダーの内部にある混合気の活性化、イオン化の作用をしている周波数帯は、火花放電によって生じた広帯域な周波数を含んでいる電磁波の内、１ＭＨＺ以下の周波数帯である。
【発明の効果】
【００１５】  このように、雑音防止対策によって弱められた電磁波成分を、トランスの４端子伝送路によって、電磁波を含むパルス電圧を低損失に伝送することが可能となり、高圧給電路の一端に取り付けられている点火プラグのギャップに、強い電磁波を含むパルス電圧を加えることができ強力に混合気の活性化、イオン化され、混合気の燃焼が改善して、エンジンの出力向上、有害な排気ガスの低減、加速性の向上、燃費の向上などの効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。図１は、〔請求項２］記載の一実施形態の回路図である、４サイクル４気筒エンジンの、高圧配電方式のものであり、ディストリビュータ２を具備している、高圧給電路のプラグコード４、５、６、７は、純正品であり、抵抗値（７〜１１ＫΩ）を持っているハイテンションコードである。点火プラグ１２、１３、１４、１５は、純正品であり、抵抗入り（５ＫΩ）の点火プラグである。磁気コア８、９、１０、１１は、前述したＭｎ−Ｚｎ系フェライトコア材であり、トロイダルコアである。大きさは、コアの外直径８０ｍｍ、コアの内直径５０ｍｍ、コアの厚み２０ｍｍのコアを使用している。【００１７】  ４サイクルの行程の順序は、吸入行程、圧縮行程、燃焼・爆発行程、排気行程の順番になる。そしてディストリビュータ２のローター３は、右回転している。したがって点火順序は、ディストリビュータキャップに設けられている、電極片１６、電極片１７、電極片１８、電極片１９の順番となる。そして図示しないクランクシャフトが２回転すると、ローター３は１回転するようになっている。この四つの電極片は、たがいに９０°の角度で配置されているので、ローター３が９０°回転すると、クランクシャフトは１８０°回転することになる、これはピストンが上死点（下死点）から下死点（上死点）に移動することなので、ちょうど１行程の仕事になる。【００１８】  ここで電極片１６によって配電され点火するシリンダー２０は、圧縮行程が完了している。この時点での、シリンダー２１と、シリンダー２２と、シリンダー２３の行程名は、シリンダー２１に関係する電極片１７は電極片１６に対して回転角度９０°（１行程）前にあるのでシリンダー２１は吸入行程が完了している。シリンダー２２に関係する電極片１８は電極片１６に対して回転角度１８０°（２行程）前にあるのでシリンダー２２は排気行程が完了している。シリンダー２３に関係する電極片１９は電極片１６に対して回転角度２７０°（３行程）前にあるのでシリンダー２３は燃焼・爆発行程が完了していることになる。【００１９】  図１のイグニッションコイル１より発生させられた高電圧は、ディストリビュータ２の、ローター３から電極片１６に伝えられ、プラグコード４を通って、点火プラグ１２に印加されて火花放電し、シリンダー２０の圧縮された混合気は点火されて、燃焼・爆発をするのである。この火花放電する時に発生する電磁波は、高圧給電路のプラグコード４に放電パルス電流として流れている。【００２０】  この放電パルス電流が流れているプラグコード４を、トロイダルコア８に１ターン巻回して１次巻線とする。そして次に点火される吸入行程が完了しているシリンダー２１に取り付けられている点火プラグ１３に接続しているプラグコード５を、トロイダルコア８に１ターン巻回して２次巻線とし、第１のトランスを形成する。【００２１】  この２次巻線のプラグコード５には、第１のトランスによって、電磁波の成分を含むパルス電圧が発生する。この電磁波の成分を含むパルス電圧をプラグコード５に接続されている点火プラグ１３に与えることによって、シリンダー２１の吸入された混合気の分子を活性化、イオン��をすることができるのである。【００２２】  次にクランクシャフトが１８０°回転するとディストリビュータ２のローター３が９０°右回転し電極片１７の位置にある。この時シリンダー２１の吸入された混合気は、圧縮行程が完了している。そしてイグニッションコイル１より発生した高電圧はローター３から電極片１７に伝えられプラグコード５を通って点火プラグ１３に印加され火花放電する。この点火プラグ１３が取り付けられているシリンダー２１の圧縮された活性化、イオン化されている混合気は点火され燃焼・爆発をする。【００２３】  この時に放電パルス電流が流れるプラグコード５を、トロイダルコア１０に１ターン巻回して１次巻線とし、次に点火される吸入行程が完了しているシリンダー２２に取り付けられている点火プラグ１４に接続しているプラグコード６を、トロイダルコア１０に１ターン巻回して２次巻線として、第２のトランスを形成する。【００２４】  この２次巻線のプラグコード６には、第２のトランスによって、電磁波の成分を含むパルス電圧が発生する。この電磁波の成分を含むパルス電圧をプラグコード６に接続されている点火プラグ１４に与えることによって、シリンダー２２の吸入された混合気の分子を活性化、イオン化をすることができるのである。【００２５】  次にクランクシャフトが１８０°回転するとディストリビュータ２のローター３が９０°右回転し電極片１８の位置にある。この時シリンダー２２の吸入された混合気は、圧縮行程が完了している。そしてイグニッションコイル１により発生した高電圧は、ローター３から電極片１８に伝えられプラグコード６を通って点火プラグ１４に印加され火花放電する。この点火プラグ１４が取り付けられているシリンダー２２の圧縮された活性化、イオン化されている混合気は点火され燃焼・爆発をする。【００２６】この放電パルス電流が流れるプラグコード６を、トロイダルコア１１に１ターン巻回して１次巻線とし、次に点火される吸入行程が完了しているシリンダー２３に取り付けられている点火プラグ１５に接続しているプラグコード７を、トロイダルコア１１に１ターン巻回して２次巻線として、第３のトランスを形成する。【００２７】  この２次巻線のプラグコード７には、第３のトランスによって、電磁波の成分を含むパルス電圧が発生する。この電磁波の成分を含むパルス電圧をプラグコード７に接続されている点火プラグ１５に与えることによって、シリンダー２３の吸入された混合気の分子を活性化、イオン化をすることができるのである。【００２８】  次にクランクシャフトが１８０°回転するとディストリビュータ２のローター３が９０°右回転し電極片１９の位置にある。この時シリンダー２３の吸入された混合気は、圧縮行程が完了している。そしてイグニッションコイル１により発生した高電圧はローター３から電極片１９に伝えられプラグコード７を通って点火プラグ１５に印加され火花放電する。この点火プラグ１５が取り付けられているシリンダー２３の圧縮された活性化、イオン化されている混合気は点火され燃焼・爆発をする。【００２９】  この放電パルス電流が流れるプラグコード７を、トロイダルコア９に１ターン巻回して１次巻線とし、次に点火される吸入行程が完了しているシリンダー２０に取り付けられている点火プラグ１２に接続しているプラグコード４を、トロイダルコア９に１ターン巻回して２次巻線として、第４トランスを形成する。【００３０】  この２次巻線のプラグコード４には、第４のトランスによって、電磁波の成分を含むパルス電圧が発生する。この電磁波の成分を含むパルス電圧をプラグコード４に接続されている点火プラグ１２に与えることによって、シリンダー２０の吸入された混合気の分子を活性化、イオン化をすることができるのである。【００３１】  このような順序の循環によって燃焼の改善をしてエンジンの出力向上、燃費の向上、有害な排気ガスの低減の効果を得ることができるのである。【００３２】  次に、本発明による磁気コアを用いた燃焼改善点火装置による内燃機関の、燃費の測定実験についての説明をする。まず測定手順として、〔請求項２〕における実施例である、図１で示される磁気コアを用いた燃焼改善点火装置を使用する。そして片道３１．５ｋｍの区間を一回往復した距離である６３ｋｍを、点火装置のプラグコードにトロイダルコアの装着前と装着後を走行して、ガソリンの消費量を測定比較する。【００３３】  使用するガソリン消費量計測器は、図２に示されるように、インジェクタのソレノイドコイルと並列に、フォトカプラの発光ダイオードを接続して、インジェクタのソレノイドコイルの通電状態を、フォトカプラの受光トランジスタのコレクタから取りだし、ソレノイドコイルが通電されている時に、信号が（Ｈ）になるようにインバータで反転しゲート信号としている。一方、水晶発振子で１０ＭＨＺを発振させ、１／１０の分周器を３個用い、１／１０００に分周して１０ＫＨＺの信号を作っている。そして前記ゲート信号が（Ｈ）になっている時だけ、前記１０ＫＨＺの信号を６桁の積算カウンターに送り込みカウントアップすることにより、ゲートが開いている時間に比例したパルス数が６桁の積算カウンターに表示される。このようにしてインジェクタの通電時間が計測される。そして、インジェクタの噴射量特性に示されるようにガソリンの噴射量はインジェクタの通電時間に比例するので、図２に示される「ガソリン消費量積算カウンター」の測定器によってガソリンの消費量が測定できるのである。【００３４】  測定用の自動車として、車名：トヨタ・カローラ、種別：ＳＥ−Ｇ、形式：Ｅ−ＡＥ１０１、登録番号：広島５２せ３７０９、初年度登録年月：平成４年１０月、車体番号：ＡＥ１０１−３０３５５３３、自動車の種別・用途：小型・乗用、原動機の型式：４Ａ、サイクル・気筒数：４サイクル・４気筒、総排気量：１５８０ｃｃ、車両重量：１０７０ｋｇ、変速機：Ａ／Ｔ、その他、インジェクタは４個のマルチ・ポイント・インジェクションであり「ガソリン消費量積算カウンター」に使用するものは１番シリンダーの吸気管に取り付けてあるインジェクタのソレノイドコイルを使用した。測定前の走行距離数は１３７３３１ｋｍの自動車を使用した。表１に、燃料消費の測定結果を示す。【００３５】
【表１】
2006329055.tif 000013
【００３６】  表１から３１．５ｋｍ離れた標高２７０ｍの地点を往復した場合の磁気コアを装着前と装着後の燃費向上率は１．７７％となった。また、この表１から標高２７０ｍの上り走行においては、装着前と装着後のガソリン消費量は、ほとんど差が無いが、下り走行においては、３．７７％の燃費向上が顕著に表れている。そして標高差のない平坦な区間においても、燃費向上率は、１．７７％前後であると考えられる。このように燃費向上率の数値は小さいがマクロ的視点から見ると、１．７７％の燃費向上は地球温暖化防止に寄与するものである。この表以外にも数度、測定走行実験をした結果においても、このような燃費向上率であった。また燃費が向上した結果、有害な排気ガスである未燃ガス（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）が低減していると思われる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る磁気コアを用いた燃焼改善点火装置の〔請求項２〕記載の一実施形態を示す回路図である。
【図２】本発明に係る磁気コアを用いた燃焼改善点火装置による内燃機関の、ガソリンの消費量を測定する「ガソリン消費量積算カウンター」を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【００３８】１                        イグニッションコイル
２                        ディストリビュータの本体
３                        ディストリビュータのローター
４，５，６，７            プラグコード
８，９，１０，１１        トロイダルコア
１２，１３，１４，１５    点火プラグ
１６，１７，１８，１９    ディストリビュータの電極片
２０，２１，２２，２３    シリンダー
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006329055.tif 000014
【図２】
2006329055.tif 000015