JP7737136B2 - イグナイター用電気ノイズ除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、イグナイター用電気ノイズ除去装置に関する。

自動車等のガソリンエンジンの点火装置は、点火プラグと、発火させるため点火コイルと、その上部に位置し点火タイミングを制御する電気回路が設けられているイグナイターにより構成されている。（下記特許文献１及び２参照）

特開２０１９－１１０１６７号公報 特開平９－１１２４０２号広報

イグナイターの電気回路が点火コイルの直上にあり、点火コイルは３万ボルトの高電圧を発生させ、その下にある点火プラグから燃料を燃焼させるための火花を発生させているため、点火コイル、点火プラグ両方から高い電磁波が発生し、点火コイルの直上にあるイグナイターの電気回路が障害を受けている。
また、燃料を効率よく燃焼させるには、点火タイミングを正確に点火コイルに電気を送る必要があるが、点火系装置や発電機、車載のエアーコンディショナーなどが発生させている、高周波電流の輻射ノイズや電磁波ノイズにより外部からイグナイターの電気回路が障害を受け、回路に動作不良の原因を起こしている問題がある。

本発明は、イグナイターの電気回路に障害を及ぼす電磁波ノイズから回路を防護し、ノイズの影響を受けにくいようにすることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のイグナイター用電気ノイズ除去装置は、ガソリンエンジンの点火装置の一部を構成するイグナイターの電気ノイズを除去するイグナイター用電気ノイズ除去装置であって、
電気回路が収容されたイグナイターケースの外面に、接着剤若しくは両面テープ又は締着具によって、密着されて固定されるシート状の装置本体を備え、
前記装置本体は、電磁波を吸収する電磁波吸収シートによって、少なくとも一部を構成した
ことを特徴とする。

前記装置本体は、電磁波を吸収する電磁波吸収シートと、電磁波を反射する電磁波反射シートとを有し、前記電磁波反射シートは、前記電磁波吸収シートよりも前記イグナイターケースから遠い側である外側に位置した状態で、該電磁波吸収シートに重ね合されて積層されたものとしてもよい。

前記装置本体は、高周波の電磁波を吸収する特性を有する電磁波吸収シートと、低周波の電磁波を吸収する特性を有する電磁波吸収シートとを積層してなるものとしてもよい。

低周波の電磁波を吸収する特性を有する電磁波吸収シートを、高周波の電磁波を吸収する特性を有する電磁波吸収シートよりも外側に複数重ねて設けたものとしてもよい。

前記電磁波吸収シートが複数設けられ、該電磁吸収シートの間に、前記電磁波反射シートを介在させたものとしてもよい。

前記電磁波反射シートよりもイグナイターケースに近い側である内側に配置された電磁波吸収シートは、高周波の電磁波を吸収する特性を有するとともに、イグナイターケースから遠い側である外側に配置された電磁波吸収シートは、低周波の電磁波を吸収する特性を有するものとしてもよい。

前記装置本体のイグナイターケースから遠い側の面である外面を、該外面側よりも耐熱性がある材料で構成された耐熱性シートによってカバーしたものとしてもよい。

前記装置本体は、前記イグナイターケースの外面における前記電気回路の近い側であって且つフラットな部分に固定されるものとしてもよい。

イグナイター用電気ノイズ除去装置をイグナイターの外面に取り付けることにより、燃焼効率が改善されエンジン音、エンジンの振動共に低減がみられた。

また、イグナイター用電気ノイズ除去装置をイグナイターの外面に固定することにより
、燃焼効率が改善されガソリンエンジンのトルクが向上した。

図１はこの発明の一実施形態を示すイグナイター用電気ノイズ除去装置の平面斜視図である。 図２はこの発明のイグナイター用電気ノイズ除去装置をイグナイターケースの外面（上面）に貼着した状態を示す斜視図である。 図３はこの発明のイグナイター用電気ノイズ除去装置をイグナイターケースの外面（上面）に貼着した自動車のアイドリング時に排出される排気ガス中の炭化水素（HC）の濃度（PPM/体積比）を計測した数値をグラフで示したものである 図４はシート装着前及び装着後のエンジンの回転トルクの数値をグラフで示したものである。

この発明の実施形態を、図１及び図２に示す。
点火コイル４の上部にはイグナイター３が一体固定され、イグナイターケース３ａ（樹脂製）の内部上方にはイグナイターの電気回路２が内蔵されている。
イグナイター用電気ノイズ除去装置１はテープ状の形態とし、該イグナイター用電気ノイズ除去装置１は、その下側に１００ＭＨｚから３ＧＨｚの高周波の電磁波を吸収する特性を有する電磁波吸収シートＥを備える。
イグナイター用電気ノイズ除去装置１の上側には数ＭＨｚから１ＧＨｚの低周波の電磁波を吸収する特性を有する電磁波吸収シートＢ、Ｃを２重に重ねたものを備える。
イグナイター用電気ノイズ除去装置１の上側の低周波を吸収する電磁波吸収シートＢ、Ｃと下部の高周波を吸収する電磁波吸収シートＥの中間に銅箔製の電磁波反射シートＤを備える。
イグナイター用電気ノイズ除去装置１の最上部位置（イグナイターケース３ａから遠い側の面である外面）に耐熱樹脂製の耐熱シートＡを備える。
高周波を吸収する電磁波吸収シートＥの下部には、イグナイター３の外面部（上部）に固定しやすいよう粘着シートＦを備える。
尚、前記電磁波吸収シートＢ、Ｃ、Ｅは市販の電磁波吸収シートを使用しても良い。

（シートの使用方法）
イグナイター３の上部に他のエアークリーナーなど補器類がある場合は、補器類を一旦移動させる。
イグナイター３を露出させたら、イグナイター用電気ノイズ除去装置１をイグナイター３の形状と数量に合わせて鋏などで切り分け、イグナイターケース３ａの外面（上部）のフラットな平坦部に粘着シート（両面テープ）で密着させて固定する。 移動させたエアークリーナーなど補器類を元に戻す。

イグナイター用電気ノイズ除去装置１をイグナイターケース３ａの外面に密着固定することにより下記効果（事象）が得られた。
発現する事象には、エンジン音の減少、エンジン音の音質の変化、エンジン本体の振動の減少がみられた。
また、燃焼効率が向上しガソリンエンジンの回転トルクの上昇がみられた。
また、前記電磁波吸収シートＢ，Ｃ，Ｅに重ね合わされ且つ電磁波を反射する電磁波反射シートＤを積層したことにより、点火コイルと点火プラグから発生する電磁波の輻射波はもとより、外部の発電機、エアーコンディショナーなどエンジン周辺の補器類から発生する電磁波がイグナイターの電気回路に悪影響を与えることを極力防止できた。
また、高周波の電磁波を吸収する特性を有する電磁波吸収シートと低周波の電磁波を吸収する特性を有する電磁波吸収シートを積層したことにより、幅広い周波数帯の電磁波を吸収できた。

エンジンを稼働することにより電磁波が発生し、その電磁波により電装系に悪影響を及ぼし、本来持っている性能を発揮することができない。
特に燃焼系統は高い電圧を有しており、高周波電流が発生しやすい環境にあり、スパークプラグの点火タイミングをコントロールしているイグナイター回路はエンジンを制御するコンピューターより弱電で信号を受け取っているため、高周波電流の輻射の影響を受けやすく、適正な伝送タイミングに障害が起きやすい。
また、エンジン本体はもちろんなこと、発電機、エアーコンディショナーなどエンジン周辺の補器類には、電磁波を発生するものも多く搭載されており、自動車自体がノイズの塊のような状態となっている。
イグナイター上部にイグナイター用電気ノイズ除去装置１を取り付けることで、電磁波や高周波電流の輻射の影響を減少させることができ、回路の本来ある性能を発揮させ、正確な点火タイミングで燃焼、エンジン本来の性能を引き出せる。
これにより、エンジントルク、馬力の増大を期待できる。
特に低速トルクが増大し、過度なアクセル操作が必要なくなるので、アクセル操作次第で、燃費を向上させることが可能となる。
特に軽自動車などのエンジン排気量の小さい車両は恩恵が大きい。
（シートの性能実験結果）

ガソリンエンジンにおいて本発明のイグナイター用電気ノイズ除去装置装着前後の排気ガス中の炭化水素（HC）の濃度変化について、図３のグラフに示す。
（性能実験時の環境データ）
使用する車両のメーカー名：三菱自動車販売株式会社
使用車両の車名・仕様：タウンボックス ６６０cc ターボ仕様車
登録年式：２０１９年式
計測機器：ＨＯＲＩＢＡ自動車排ガス測定器 ＭＥＸＡ－３２４Ｌ
計測日：２０２１年４月２５日（日）
計測条件：実験車両を充分暖機（エンジン内水温５５度以上）したアイドリング状態
計測方法：実験車両の排気口に測定器のセンサーを差し込み１分間経過時の値を計測
計測結果：をエンジンにＨＣ（炭化水素）の濃度を装着前と装着後の数値を図３に示す。
上記実験によれば、イグナイター用電気ノイズ除去装置装着前はＨＣ濃度が５０ppmあったが、装着後は計測値が２５ppmまで半減した。半減した理由としては、イグナイター用電気ノイズ除去装置によりイグナイターに悪影響を及ぼす電気ノイズが抑制されイグナイターが本来の性能を発揮しエンジンの燃焼が促進され、排気ガス中の炭化水素（HC）濃度が低下したと考えられる。
ガソリンエンジンへの本発明のイグナイター用電気ノイズ除去装置装着前後の回転トルクの変化について図４のグラフに示す。
（性能実験時の環境データ）
使用する車両のメーカー名：マツダ株式会社
使用車両の車名・仕様：デミオ１５ＭＢ １５００cc
登録年式：２０１６年式
計測機器：ダイナパック自動車エンジンパワー測定器
計測日：２０２１年７月４日（日）
計測条件：実験車両を充分暖機（エンジン内水温５５度以上）し、車軸から直接動力を取るものとする。
計測方法：実験車両のタイヤを外した駆動輪に測定器を接続し測定器による負荷を掛けた状態で限界回転数までエンジンを回し測定器に付随したコンピューターで分析、数値を表示させる。
計測結果：計測した数値のポイントを２０００回転時、３０００回転時、４３００回転時に置き、それぞれの回転域におけるトルクを比較したところ、２０００～３０００回転域と４３００回転域で差異が見られ、特に低回転域のトルクの増大がみられた。
上記実験よれば、イグナイター用電気ノイズ除去装置装着によりエンジンの燃焼が促進されて低回転域のトルクが上がり、低速時のトルク不足を補うことができることが確認できた。

１ イグナイター用電気ノイズ除去装置
２ 電気回路（イグナイターケースに内蔵）
３ イグナイター
３ａ イグナイターケース
４ 点火コイル
Ａ 耐熱性シート
Ｂ 電磁波吸収シート（低周波対応用）
Ｃ 電磁波吸収シート（低周波対応用）
Ｄ 電磁波反射シート
Ｅ 電磁波吸収シート（高周波対応用）
Ｆ 粘着シート（両面テープ）

Claims (6)

1. ガソリンエンジンの点火装置の一部を構成するイグナイターの電気ノイズを除去するイグナイター用電気ノイズ除去装置であって、
   電気回路が収容されたイグナイターケースの外面に、接着剤若しくは両面テープ又は締着具によって、密着されて固定されるシート状の装置本体を備え、
   前記装置本体は、電磁波を吸収する電磁波吸収シートと、電磁波を反射する電磁波反射シートとを有し、
   前記電磁波反射シートは、前記電磁波吸収シートよりも前記イグナイターケースから遠い側である外側に位置した状態で、該電磁波吸収シートに重ね合されて積層された
   ことを特徴とするイグナイター用電気ノイズ除去装置。
2. 前記装置本体は、高周波の電磁波を吸収する特性を有する電磁波吸収シートと、低周波の電磁波を吸収する特性を有する電磁波吸収シートとを積層してなる
   請求項１に記載のイグナイター用電気ノイズ除去装置。
3. 低周波の電磁波を吸収する特性を有する電磁波吸収シートを、高周波の電磁波を吸収する特性を有する電磁波吸収シートよりも外側に複数重ねて設けた
   請求項２に記載のイグナイター用電気ノイズ除去装置。
4. 前記電磁波吸収シートが複数設けられ、該電磁吸収シートの間に、前記電磁波反射シートを介在させ、
   前記電磁波反射シートよりもイグナイターケースに近い側である内側に配置された電磁波吸収シートは、高周波の電磁波を吸収する特性を有するとともに、イグナイターケースから遠い側である外側に配置された電磁波吸収シートは、低周波の電磁波を吸収する特性を有する
   請求項１に記載のイグナイター用電気ノイズ除去装置。
5. 前記装置本体のイグナイターケースから遠い側の面である外面を、該外面側よりも耐熱性がある材料で構成された耐熱性シートによってカバーした
   請求項１に記載のイグナイター用電気ノイズ除去装置。
6. 前記装置本体は、前記イグナイターケースの外面における前記電気回路の近い側であって且つフラットな部分に固定される
   請求項１に記載のイグナイター用電気ノイズ除去装置。