JP2011069272A

JP2011069272A - Ignition device of internal combustion engine

Info

Publication number: JP2011069272A
Application number: JP2009220262A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Shimizu; 尚博清水; Wataru Shionoya; 亘塩野谷
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2029-09-25
Also published as: JP5383404B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ignition device of an internal combustion engine, widening a range for generating electric discharge and preventing flow of an excessive electric current. <P>SOLUTION: In the ignition device, the discharge portion of a negative electrode is kept at a fixed distance from the discharge portion of a positive electrode. The discharge portion of a floating electrode is kept at an equal distance from the discharge portion of the positive electrode and is intervened between the discharge portion of the positive electrode and the discharge portion of the negative electrode. A pulse power supply applies a relatively strong pulse between the positive electrode and the negative electrode for generating streamer electric discharge between the discharge portion of the positive electrode and the discharge portion of the negative electrode after a relatively weak pulse for generating streamer electric discharge between the discharge portion of the positive electrode and the discharge portion of the floating electrode. An excessive electric current cutting implement includes a first electrode connected to a positive output terminal of the pulse power supply, a second electrode connected to the positive electrode, and a semiconductor laminated structure interposed between the first electrode and the second electrode and generating a depletion layer inside when applied with an electric field directed from the first electrode to the second electrode. An insulating body is used in place of the carrier laminated structure. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の点火装置に関する。 The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine.

特許文献１は、内燃機関の点火装置に関する。特許文献１の内燃機関の点火装置は、パルス電源から陽極と陰極との間に電気パルスを印加しストリーマ放電を発生させ、活性種を発生させる。また、特許文献１は、ストリーマ放電を複数回発生させることに言及している。さらに、特許文献１は、棒形状を有する陽極に言及する。 Patent Document 1 relates to an ignition device for an internal combustion engine. The ignition device for an internal combustion engine of Patent Document 1 applies an electric pulse between an anode and a cathode from a pulse power source to generate a streamer discharge to generate active species. Patent Document 1 mentions that streamer discharge is generated a plurality of times. Furthermore, patent document 1 mentions the anode which has a rod shape.

特許文献２も、内燃機関の点火装置に関する。特許文献２の内燃機関の点火装置は、パルス電源から陽極と陰極との間に電気パルスを印加し、放電を発生させる。特許文献２は、ダイオード、コンデンサ等によりノイズを遮断することに言及している。さらに、特許文献２は、従来の技術の説明の中において、シールド線による電気パルスの伝送に言及している。 Patent Document 2 also relates to an ignition device for an internal combustion engine. The ignition device for an internal combustion engine of Patent Document 2 applies an electric pulse between an anode and a cathode from a pulse power source to generate a discharge. Patent Document 2 mentions that noise is blocked by a diode, a capacitor, or the like. Further, Patent Document 2 refers to transmission of an electric pulse through a shielded wire in the description of the prior art.

特開２００９−４７１４９号公報JP 2009-47149 A 特開２００８−１７５１９７号公報JP 2008-175197 A

しかし、従来の内燃機関の点火装置においては、放電が発生する領域が狭く、活性種が十分に発生しないという問題があった。また、従来の内燃機関の点火装置においては、ストリーマ放電を発生させようとしても、パルス電源から陽極と陰極との間に過電流が流れ、ストリーマ放電ではなくアーク放電が発生してしまう場合があった。 However, the conventional ignition device for an internal combustion engine has a problem that a region where discharge is generated is narrow and active species are not generated sufficiently. In addition, in the conventional ignition device for an internal combustion engine, even if an attempt is made to generate a streamer discharge, an overcurrent flows between the anode and the cathode from the pulse power source, and an arc discharge may occur instead of a streamer discharge. It was.

本発明は、この問題を解決するためになされたもので、放電が発生する領域が広くなり過電流が流れることを防止することができる内燃機関の点火装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide an ignition device for an internal combustion engine that can prevent an overcurrent from flowing because a region where discharge occurs is widened.

上記課題を解決するための手段を以下に示す。 Means for solving the above problems will be described below.

本発明の第１の局面によれば、内燃機関の点火装置は、放電部を有する陽極と、前記陽極の放電部から等距離を保つ放電部を有する陰極と、前記陽極の放電部から等距離を保ち前記陽極の放電部と前記陰極の放電部との間に介在する放電部を有する浮遊電極と、前記陽極と前記陰極との間に電気パルスを印加するパルス電源と、前記陽極と前記パルス電源の正出力端との間に挿入され過電流が流れることを防止する過電流カット器と、を備え、前記パルス電源は、前記陽極の放電部と前記浮遊電極の放電部との間にストリーマ放電を発生させる相対的に弱い電気パルスの後に前記陽極の放電部と前記陰極の放電部との間にストリーマ放電を発生させる相対的に強い電気パルスを前記陽極と前記陰極との間に印加し、前記過電流カット器は、前記パルス電源の正出力端に接続される第１の電極と、前記陽極に接続される第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極とに挟まれる絶縁体と、を備える。 According to the first aspect of the present invention, an ignition device for an internal combustion engine includes an anode having a discharge portion, a cathode having a discharge portion that is equidistant from the discharge portion of the anode, and an equal distance from the discharge portion of the anode. A floating electrode having a discharge portion interposed between the discharge portion of the anode and the discharge portion of the cathode, a pulse power source for applying an electric pulse between the anode and the cathode, and the anode and the pulse An overcurrent cut device inserted between the positive output terminal of the power source and preventing an overcurrent from flowing therethrough, wherein the pulse power source has a streamer between the discharge portion of the anode and the discharge portion of the floating electrode. A relatively strong electric pulse that generates a streamer discharge between the discharge part of the anode and the discharge part of the cathode after a relatively weak electric pulse that generates a discharge is applied between the anode and the cathode. The overcurrent cut device is It comprises a first electrode connected to the positive output terminal of the pulse power supply, a second electrode connected to the anode, and an insulator sandwiched between the first electrode and the second electrode.

本発明の第２の局面によれば、内燃機関の点火装置であって、放電部を有する陽極と、前記陽極の放電部から等距離を保つ放電部を有する陰極と、前記陽極の放電部から等距離を保ち前記陽極の放電部と前記陰極の放電部との間に介在する放電部を有する浮遊電極と、前記陽極と前記陰極との間に電気パルスを印加するパルス電源と、前記陽極と前記パルス電源の正出力端との間に挿入され過電流が流れることを防止する過電流カット器と、を備え、前記パルス電源は、前記陽極の放電部と前記浮遊電極の放電部との間にストリーマ放電を発生させる相対的に弱い電気パルスの後に前記陽極の放電部と前記陰極の放電部との間にストリーマ放電を発生させる相対的に強い電気パルスを前記陽極と前記陰極との間に印加し、前記過電流カット器は、前記パルス電源の正出力端に接続される第１の電極と、前記陽極に接続される第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極とに挟まれ前記第１の電極から前記第２の電極へ向かう電界が印加されると内部に空乏層が発生する半導体積層構造と、を備える。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an ignition device for an internal combustion engine, comprising: an anode having a discharge portion; a cathode having a discharge portion that is equidistant from the discharge portion of the anode; and a discharge portion of the anode. A floating electrode having a discharge portion interposed between the discharge portion of the anode and the discharge portion of the cathode while maintaining an equal distance; a pulse power source for applying an electric pulse between the anode and the cathode; and the anode An overcurrent cut device inserted between the positive output terminal of the pulse power source and preventing an overcurrent from flowing therethrough, the pulse power source between the discharge portion of the anode and the discharge portion of the floating electrode A relatively strong electric pulse that generates a streamer discharge between the discharge part of the anode and the discharge part of the cathode after a relatively weak electric pulse that generates a streamer discharge between the anode and the cathode. Apply the overcurrent cut device , The first electrode connected to the positive output terminal of the pulse power source, the second electrode connected to the anode, the first electrode and the first electrode sandwiched between the first electrode and the second electrode And a semiconductor multilayer structure in which a depletion layer is generated when an electric field directed from the first electrode to the second electrode is applied.

本発明の第３の局面によれば、第２の局面の内燃機関の点火装置において、前記半導体積層構造は、前記第１の電極の側から前記第２の電極の側へ向かってｎ型半導体、真性半導体及びｐ型半導体を順に積層した構造を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the ignition device for an internal combustion engine according to the second aspect, the semiconductor multilayer structure is an n-type semiconductor from the first electrode side toward the second electrode side. In addition, an intrinsic semiconductor and a p-type semiconductor are sequentially stacked.

本発明の第４の局面によれば、第２の局面の内燃機関の点火装置において、前記半導体積層構造は、前記第１の電極の側から前記第２の電極の側へ向かってｎ型半導体及び真性半導体を順に積層した構造を有する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the ignition device for an internal combustion engine according to the second aspect, the semiconductor multilayer structure is an n-type semiconductor from the first electrode side toward the second electrode side. And an intrinsic semiconductor are sequentially stacked.

本発明の第５の局面によれば、第１の局面から第４の局面のまでのいずれかの内燃機関の点火装置において、前記過電流カット器から前記陽極と前記陰極との間へ電気パルスを伝送する電磁シールドケーブル、をさらに備える。 According to a fifth aspect of the present invention, in the ignition device for an internal combustion engine according to any one of the first to fourth aspects, an electric pulse is applied from the overcurrent cut device to the anode and the cathode. An electromagnetic shield cable for transmitting the signal.

本発明の第６の局面によれば、第１の局面から第５の局面のまでのいずれかの内燃機関の点火装置において、前記パルス電源の正出力端と前記陽極との間に挿入されノイズを遮断するノイズカット器、をさらに備え、前記ノイズカット器は、第１のリード線が前記パルス電源の正出力端に接続され第２のリード線が前記陽極に接続される抵抗器と、前記抵抗器を空芯内に収容し一端が前記抵抗器の第１のリード線に接続され他端が前記抵抗器の第２のリード線に接続される空芯コイルと、強磁性体からなり前記抵抗器と前記空芯コイルとの複合体が内部に配置される貫通孔が形成された貫通孔形成体と、を備える。 According to a sixth aspect of the present invention, in the ignition device for an internal combustion engine according to any one of the first to fifth aspects, noise inserted between a positive output terminal of the pulse power source and the anode A noise-cutting device for cutting off the resistor, wherein the noise-cutting device has a first lead wire connected to the positive output terminal of the pulse power supply and a second lead wire connected to the anode; The resistor is housed in the air core, the air core coil having one end connected to the first lead wire of the resistor and the other end connected to the second lead wire of the resistor, and made of a ferromagnetic material. A through hole forming body having a through hole in which a complex of a resistor and the air-core coil is disposed.

第１の局面の発明によれば、非降伏状態においては分極電流より大きな電流が流れることが抑制され、降伏状態においては漏れ電流より大きな電流が流れることが抑制され、過電流が流れることが抑制される。 According to the first aspect of the invention, in the non-breakdown state, a current larger than the polarization current is suppressed, in the breakdown state, a current larger than the leakage current is suppressed, and an overcurrent is suppressed. Is done.

第２の局面から第４の局面までの発明によれば、非降伏状態においては逆回復電流より大きな電流が流れることが抑制され、降伏状態においては漏れ電流より大きな電流が流れることが抑制され、過電流が流れることが抑制される。 According to the invention from the second aspect to the fourth aspect, it is suppressed that a current larger than the reverse recovery current flows in the non-breakdown state, and a current larger than the leakage current is suppressed in the breakdown state, The overcurrent is suppressed from flowing.

第５の局面の発明によれば、ノイズの漏洩が抑制される。 According to the fifth aspect of the invention, noise leakage is suppressed.

第６の局面の発明によれば、抵抗器、空芯コイル及び貫通孔形成体が複合的にノイズの遮断に寄与するので、ノイズが効果的に遮断される。 According to the sixth aspect of the invention, the resistor, the air-core coil, and the through-hole forming body contribute to the blockage of noise in a composite manner, so that the noise is effectively blocked.

第１実施形態の内燃機関の点火装置の模式図である。It is a mimetic diagram of an ignition device of an internal-combustion engine of a 1st embodiment. イグナイタの斜視図である。It is a perspective view of an igniter. イグナイタの断面図である。It is sectional drawing of an igniter. パルス電源の回路図である。It is a circuit diagram of a pulse power supply. 第１実施形態の過電流防止器の断面図である。It is sectional drawing of the overcurrent preventer of 1st Embodiment. 過電流防止器を設けない場合の電圧及び電流の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of a voltage and an electric current when not providing an overcurrent preventer. 過電流防止器を設ける場合の電圧及び電流の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the voltage in the case of providing an overcurrent preventer, and an electric current. ノイズカット器の斜視図である。It is a perspective view of a noise cut device. 電磁シールドケーブルの斜視図である。It is a perspective view of an electromagnetic shield cable. 電磁シールドケーブルとイグナイタとの接続を説明する図である。It is a figure explaining the connection of an electromagnetic shielding cable and an igniter. 電磁シールドケーブルとイグナイタとの接続を説明する図である。It is a figure explaining the connection of an electromagnetic shielding cable and an igniter. 第２実施形態の過電流防止器の断面図である。It is sectional drawing of the overcurrent preventer of 2nd Embodiment. 第３実施形態の過電流防止器の断面図である。It is sectional drawing of the overcurrent preventer of 3rd Embodiment.

＜１第１実施形態＞
（内燃機関の点火装置）
第１実施形態は、内燃機関の点火装置１０００に関する。第１実施形態の内燃機関の点火装置１０００は、自動車に搭載されたレシプロエンジンの気筒内の混合気に着火する。ただし、第１実施形態の内燃機関の点火装置１０００は、他の種類の内燃機関における混合気への着火にも用いられる。 <1 First Embodiment>
(Ignition device for internal combustion engine)
The first embodiment relates to an ignition device 1000 for an internal combustion engine. The internal combustion engine ignition device 1000 according to the first embodiment ignites an air-fuel mixture in a cylinder of a reciprocating engine mounted on an automobile. However, the ignition device 1000 for the internal combustion engine of the first embodiment is also used for ignition of the air-fuel mixture in other types of internal combustion engines.

図１は、第１実施形態の内燃機関の点火装置１０００の模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of an ignition device 1000 for an internal combustion engine according to the first embodiment.

図１に示すように、点火装置１０００は、電気パルスの供給を受けて電極と電極との間にパルス放電を発生させるイグナイタ１００２と、電気パルスを発生するパルス電源１００４と、過電流が流れることを防止する過電流カット器１００６と、ノイズを遮断するノイズカット器１００８と、直流を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１０１４と、電気パルスを伝送する電気パルス伝送ケーブル１０１０と、直流を伝送する直流伝送ケーブル１０１２と、を備える。 As shown in FIG. 1, the ignition device 1000 has an igniter 1002 that receives a supply of electrical pulses to generate a pulse discharge between the electrodes, a pulse power source 1004 that generates electrical pulses, and an overcurrent flows. Overcurrent cut device 1006 for preventing noise, noise cut device 1008 for blocking noise, DC / DC converter 1014 for boosting direct current, electrical pulse transmission cable 1010 for transmitting electrical pulses, and direct current transmission cable for transmitting direct current 1012.

点火装置１０００においては、直流伝送ケーブル１０１２によりバッテリからパルス電源１００４へ直流が伝送される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１４により昇圧された直流は、パルス電源１００４へ入力される。パルス電源１００４が出力する電気パルスは、電気パルス伝送ケーブル１０１０により、ノイズカット器１００８及び過電流カット器１００６を経由して、パルス電源１００４からイグナイタ１００２へ伝送される。バッテリから伝送される直流の電圧がパルス電源１００４が要求する電圧に適合する場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１４は省略される。 In the ignition device 1000, direct current is transmitted from the battery to the pulse power source 1004 through the direct current transmission cable 1012. The direct current boosted by the DC / DC converter 1014 is input to the pulse power supply 1004. The electric pulse output from the pulse power supply 1004 is transmitted from the pulse power supply 1004 to the igniter 1002 via the noise cut device 1008 and the overcurrent cut device 1006 by the electric pulse transmission cable 1010. When the DC voltage transmitted from the battery matches the voltage required by the pulse power supply 1004, the DC / DC converter 1014 is omitted.

（イグナイタ１００２）
図２及び図３は、イグナイタ１００２の模式図である。図２は、イグナイタ１００２の斜視図、図３は、イグナイタ１００２の断面図である。イグナイタ１００２は、従来の点火プラグに代えてレシプロエンジンに取り付けられる。 (Igniter 1002)
2 and 3 are schematic diagrams of the igniter 1002. FIG. 2 is a perspective view of the igniter 1002, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the igniter 1002. The igniter 1002 is attached to a reciprocating engine instead of a conventional spark plug.

図２及び図３に示すように、イグナイタ１００２は、パルス放電の始点となる陽極１１００と、パルス放電の終点となる陰極１１０２及び浮遊電極１１０４と、アーク放電を抑制する被覆１１０６と、陽極１１００及び浮遊電極１１０４を保持する基体１１０８と、混合気の漏洩を防ぐシール１１１０と、を備える。 As shown in FIGS. 2 and 3, the igniter 1002 includes an anode 1100 that is a starting point of pulse discharge, a cathode 1102 and a floating electrode 1104 that are end points of pulse discharge, a coating 1106 that suppresses arc discharge, an anode 1100, and A base 1108 that holds the floating electrode 1104 and a seal 1110 that prevents leakage of the air-fuel mixture are provided.

（陽極１１００）
陽極１１００は、棒形状を有する。陽極１１００は、中心軸Ａの位置に配置され、中心軸Ａの方向に延在する。陽極１１００は、白金−ロジウム合金等の合金、タングステン等の金属等の導電体からなる。陽極１１００は、パルス電源１００４の正出力端１２２０に接続される。 (Anode 1100)
The anode 1100 has a bar shape. The anode 1100 is disposed at the position of the central axis A and extends in the direction of the central axis A. The anode 1100 is made of a conductor such as an alloy such as a platinum-rhodium alloy or a metal such as tungsten. The anode 1100 is connected to the positive output terminal 1220 of the pulse power supply 1004.

陽極１１００の前端側の先端の近傍の放電部１１１２は、基体１１０８の表面から突出し、パルス放電に寄与する。これにより、パルス放電が大きく広がる。このことは、効率的なプラズマの発生に寄与する。陽極１１００の先端以外を基体１１０８の表面から突出させずに陽極１１００の先端のみが基体１１０８の表面に露出するようにしてもよい。陽極１１００の先端を基体１１０８の内部に埋設し陽極１１００の先端が基体１１０８の表面に露出しないようにしてもよい。陽極１１００の先端を基体１１０８の表面に露出させない場合は、被覆１１０６は省略される。陽極１１００の先端を基体１１０８の内部に埋設する場合でも、陽極１１００の先端は基体１１０８の表面の近傍に配置される。例えば、陽極１１００の先端は基体１１０８の表面から０．１〜１．５ｍｍの深さの位置に配置される。放電部１１１２のうちパルス放電に主に寄与する部分は、イグナイタ１００２の構造等により異なる場合がある。すなわち、放電部１１１２の全体が均等にパルス放電に寄与する場合もあるし、放電部１１１２の先端に近い部分がパルス放電に支配的に寄与する場合もあるし、放電部１１１２の基体１１０８の表面に近い部分がパルス放電に支配的に寄与する場合もある。 The discharge portion 1112 near the front end of the anode 1100 protrudes from the surface of the base 1108 and contributes to pulse discharge. Thereby, pulse discharge spreads greatly. This contributes to efficient plasma generation. Only the tip of the anode 1100 may be exposed on the surface of the base 1108 without projecting other than the tip of the anode 1100 from the surface of the base 1108. The tip of the anode 1100 may be embedded in the base 1108 so that the tip of the anode 1100 is not exposed on the surface of the base 1108. When the tip of the anode 1100 is not exposed on the surface of the base 1108, the coating 1106 is omitted. Even when the tip of the anode 1100 is embedded in the base 1108, the tip of the anode 1100 is disposed in the vicinity of the surface of the base 1108. For example, the tip of the anode 1100 is disposed at a depth of 0.1 to 1.5 mm from the surface of the base 1108. The portion of the discharge portion 1112 that mainly contributes to the pulse discharge may differ depending on the structure of the igniter 1002 and the like. That is, the entire discharge part 1112 may contribute to the pulse discharge evenly, the part close to the tip of the discharge part 1112 may dominantly contribute to the pulse discharge, or the surface of the substrate 1108 of the discharge part 1112 In some cases, a portion close to dominates the pulse discharge.

（被覆１１０６）
被覆１１０６は、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスからなる。被覆１１０６は、ポアが少なく不純物の含有量が少ないセラミックスからなることが望ましい。これにより、アーク放電が抑制され、陽極１１００が保護される。被覆１１０６は、誘電率が大きく導電率が小さいセラミックからなることが望ましい。 (Coating 1106)
The coating 1106 is made of a ceramic such as alumina or zirconia. The coating 1106 is preferably made of ceramics with a small amount of pores and a small content of impurities. Thereby, arc discharge is suppressed and the anode 1100 is protected. The covering 1106 is preferably made of a ceramic having a high dielectric constant and a low electrical conductivity.

被覆１１０６は、どのように作製してもよいが、陽極１１００の表面にセラミックス成形体の膜をゲルキャスト法により形成しセラミックス成形体の膜を陽極１１００と一体的に焼成することにより、作製することが望ましい。 The coating 1106 may be produced in any way, but is produced by forming a ceramic molded body film on the surface of the anode 1100 by gel casting and firing the ceramic molded body film integrally with the anode 1100. It is desirable.

少なくとも陽極１１００のパルス放電に寄与する部分が被覆１１０６に覆われることが望ましいが、陽極１１００の全体が被覆１１０６に覆われる必要はない。例えば、陽極１１００のうち基体１１０８の表面から突出するパルス放電に寄与する部分のみを被覆１１０６で覆うことも許される。 Although at least a portion of the anode 1100 that contributes to pulse discharge is desirably covered with the coating 1106, the entire anode 1100 need not be covered with the coating 1106. For example, it is allowed to cover only the portion of the anode 1100 that contributes to pulse discharge protruding from the surface of the substrate 1108 with the coating 1106.

（陰極１１０２）
陰極１１０２は、円筒形状部分１１１４と扁平環形状部分１１１６を有する。陰極１１０２は、導電体からなる。陰極１１０２は、パルス電源１００４の負出力端１２２４に接続される。 (Cathode 1102)
The cathode 1102 has a cylindrical portion 1114 and a flat ring-shaped portion 1116. The cathode 1102 is made of a conductor. The cathode 1102 is connected to the negative output terminal 1224 of the pulse power source 1004.

陰極１１０２の円筒形状部分１１１４は、中心軸Ａの方向に延在し、陰極１１０２の円筒形状部分１１１４の外面には、オネジ１１１６が形成される。陰極１１０２の円筒形状部分１１１４は、中心軸Ａの方向に延在する。陰極１１０２の円筒形状部分１１１４の円筒軸は、中心軸Ａの位置にある。すなわち、陰極１１０２の円筒形状部分１１１４は、陽極１１００と同軸配置される。 The cylindrical portion 1114 of the cathode 1102 extends in the direction of the central axis A, and a male screw 1116 is formed on the outer surface of the cylindrical portion 1114 of the cathode 1102. The cylindrical portion 1114 of the cathode 1102 extends in the direction of the central axis A. The cylindrical axis of the cylindrical portion 1114 of the cathode 1102 is at the position of the central axis A. That is, the cylindrical portion 1114 of the cathode 1102 is arranged coaxially with the anode 1100.

陰極１１０２の扁平環形状部分１１１６には、中心軸Ａを中心とする丸孔がある。陰極１１０２の扁平環形状部分１１１６は、陰極１１０２の円筒形状部分１１１４の前端側にあり、陰極１１０２の円筒形状部分１１１４から径方向内側へ向かって延在する。 The flat ring-shaped portion 1116 of the cathode 1102 has a round hole centered on the central axis A. The flat ring-shaped portion 1116 of the cathode 1102 is on the front end side of the cylindrical portion 1114 of the cathode 1102, and extends radially inward from the cylindrical portion 1114 of the cathode 1102.

陰極１１０２は、イグナイタ１００２のハウジングも兼ね、陰極１１０２の内部には、陽極１１００と被覆１１０６とを一体化した陽極複合体１１１８、浮遊電極１１０４、基体１１０８及びシール１１１０が収容される。陰極１１０２の扁平環形状部分１１１６の丸孔の中には、基体１１０８に形成された凹部１１２０、凹部１１２０の底から突出する陽極複合体１１１８及び凹部１１２０に露出する浮遊電極１１０４が見える。 The cathode 1102 also serves as a housing for the igniter 1002. In the cathode 1102, an anode complex 1118 in which the anode 1100 and the coating 1106 are integrated, a floating electrode 1104, a base 1108, and a seal 1110 are accommodated. In the round hole of the flat ring-shaped portion 1116 of the cathode 1102, the concave portion 1120 formed in the base 1108, the anode composite 1118 protruding from the bottom of the concave portion 1120, and the floating electrode 1104 exposed in the concave portion 1120 can be seen.

陰極１１０２の扁平環形状部分１１１６の先端の放電部１１２２は、陽極１１００の放電部１１１２から等距離を保つ。陰極１１０２の扁平環形状部分１１１６の先端以外もパルス放電に寄与するような構造を採用してもよい。陰極１１０２の放電部１１２２は、基体１１０８の表面（凹部１１２０の底）に沿って陽極１１００の放電部１１１２から第１の距離Ｌ１だけ離れた位置にある。 The discharge part 1122 at the tip of the flat ring-shaped part 1116 of the cathode 1102 keeps an equal distance from the discharge part 1112 of the anode 1100. A structure other than the tip of the flat ring-shaped portion 1116 of the cathode 1102 may contribute to pulse discharge. The discharge part 1122 of the cathode 1102 is at a position separated from the discharge part 1112 of the anode 1100 by the first distance L1 along the surface of the base 1108 (the bottom of the recess 1120).

図２及び図３に示すイグナイタ１００２においては、陰極１１０２が基体１１０８の外部にある。しかし、陰極１１０２とは別にハウジングを設け、陰極１１０２を基体１１０８の内部に設けてもよい。この場合、陰極１１０２の放電部１１２２を基体１１０８の表面に露出させてもよいし、陰極１１０２の放電部１１２２を基体１１０８の内部に埋設し陰極１１０２の放電部１１２２が基体１１０８の表面に露出しないようにしてもよい。陰極１１０２の放電部１１２２を基体１１０８の内部に埋設する場合でも、陰極１１０２の放電部１１２２は基体１１０８の表面の近傍に配置される。例えば、陰極１１０２の放電部１１２２は基体１１０８の表面から０．１〜１．５ｍｍの深さの位置に配置される。 In the igniter 1002 shown in FIGS. 2 and 3, the cathode 1102 is outside the substrate 1108. However, a housing may be provided separately from the cathode 1102 and the cathode 1102 may be provided inside the base 1108. In this case, the discharge part 1122 of the cathode 1102 may be exposed on the surface of the base 1108, or the discharge part 1122 of the cathode 1102 is embedded in the base 1108 so that the discharge part 1122 of the cathode 1102 is not exposed on the surface of the base 1108. You may do it. Even when the discharge part 1122 of the cathode 1102 is embedded in the substrate 1108, the discharge part 1122 of the cathode 1102 is disposed in the vicinity of the surface of the substrate 1108. For example, the discharge part 1122 of the cathode 1102 is disposed at a depth of 0.1 to 1.5 mm from the surface of the base 1108.

（浮遊電極１１０４）
浮遊電極１１０４は、円筒形状部分１１２４と扁平環形状部分１１２６とを有する。浮遊電極１１０４は、金属、合金等の導電体からなる。浮遊電極１１０４は、パルス電源１００４の正出力端１２２０及び負出力端１２２４のいずれにも接続されない。したがって、浮遊電極１１０４は、陽極１１００及び陰極１１０２とは異なる電位をとり得る。 (Floating electrode 1104)
The floating electrode 1104 has a cylindrical portion 1124 and a flat ring-shaped portion 1126. The floating electrode 1104 is made of a conductor such as metal or alloy. The floating electrode 1104 is not connected to either the positive output terminal 1220 or the negative output terminal 1224 of the pulse power supply 1004. Accordingly, the floating electrode 1104 can have a different potential from the anode 1100 and the cathode 1102.

浮遊電極１１０４の円筒形状部分１１２４は、中心軸Ａの方向に延在する。浮遊電極１１０４の円筒形状部分１１２４の円筒軸は、中心軸Ａの位置にある。すなわち、浮遊電極１１０４の円筒形状部分１１２４は、陽極１１００と同軸配置される。 A cylindrical portion 1124 of the floating electrode 1104 extends in the direction of the central axis A. The cylindrical axis of the cylindrical portion 1124 of the floating electrode 1104 is at the position of the central axis A. That is, the cylindrical portion 1124 of the floating electrode 1104 is arranged coaxially with the anode 1100.

浮遊電極１１０４の扁平環形状部分１１２６は、中心軸Ａと垂直をなし、浮遊電極１１０４の扁平環形状部分１１２６には、中心軸Ａを中心とする丸孔がある。浮遊電極１１０４の扁平環形状部分１１２６は、浮遊電極１１０４の円筒形状部分１１２４の後端側にあり、浮遊電極１１０４の円筒形状部分１１２４から径方向外側へ向かって延在する。浮遊電極１１０４の円筒形状部分１１２４の前端側は、基体１１０８の表面（凹部１１２０の底）に露出する。 The flat ring-shaped portion 1126 of the floating electrode 1104 is perpendicular to the central axis A, and the flat ring-shaped portion 1126 of the floating electrode 1104 has a round hole centered on the central axis A. The flat ring-shaped portion 1126 of the floating electrode 1104 is on the rear end side of the cylindrical portion 1124 of the floating electrode 1104 and extends from the cylindrical portion 1124 of the floating electrode 1104 radially outward. The front end side of the cylindrical portion 1124 of the floating electrode 1104 is exposed on the surface of the base 1108 (the bottom of the recess 1120).

浮遊電極１１０４の円筒形状部分１１２４の先端の放電部１１２８は、陽極１１００の放電部１１１２から等距離を保ち、陽極１１００の放電部１１１２と陰極１１０２の放電部１１２２との間に介在する。浮遊電極１１０４の円筒形状部分１１２４の先端以外もパルス放電に寄与するような構造を採用してもよい。浮遊電極１１０４の放電部１１２８は、基体１１０８の表面に沿って陽極１１００の放電部１１１２から第１の距離Ｌ１より短い第２の距離Ｌ２（Ｌ２＜Ｌ１）だけ離れた位置にある。 The discharge portion 1128 at the tip of the cylindrical portion 1124 of the floating electrode 1104 is kept at an equal distance from the discharge portion 1112 of the anode 1100 and is interposed between the discharge portion 1112 of the anode 1100 and the discharge portion 1122 of the cathode 1102. Other than the tip of the cylindrical portion 1124 of the floating electrode 1104, a structure that contributes to pulse discharge may be employed. The discharge part 1128 of the floating electrode 1104 is located at a position along the surface of the substrate 1108 from the discharge part 1112 of the anode 1100 by a second distance L2 (L2 <L1) shorter than the first distance L1.

図２及び図３に示すイグナイタ１００２においては、浮遊電極１１０４の放電部１１２８が基体１１０８の表面に露出する。しかし、浮遊電極１１０４の放電部１１２８を基体１１０８の内部に埋設し浮遊電極１１０４の放電部１１２８が基体１１０８の表面に露出しないようにしてもよい。浮遊電極１１０４の放電部１１２８を基体１１０８の内部に埋設する場合でも、浮遊電極１１０４の放電部１１２８は基体１１０８の表面の近傍に配置される。例えば、浮遊電極１１０４の放電部１１２８は基体１１０８の表面から０．１〜１．５ｍｍの深さの位置に配置される。 In the igniter 1002 shown in FIGS. 2 and 3, the discharge part 1128 of the floating electrode 1104 is exposed on the surface of the base 1108. However, the discharge part 1128 of the floating electrode 1104 may be embedded in the base 1108 so that the discharge part 1128 of the floating electrode 1104 is not exposed on the surface of the base 1108. Even when the discharge part 1128 of the floating electrode 1104 is embedded in the base 1108, the discharge part 1128 of the floating electrode 1104 is disposed in the vicinity of the surface of the base 1108. For example, the discharge part 1128 of the floating electrode 1104 is disposed at a depth of 0.1 to 1.5 mm from the surface of the base 1108.

（陽極１１００、陰極１１０２及び浮遊電極１１０４の形状の変形）
下述する２段階のパルス放電を発生させるために重要なことは、パルス放電の始点又は終点となる陽極１１００の放電部１１１２と陰極１１０２の放電部１１２２と浮遊電極１１０４の放電部１１２８との位置関係である。したがって、上述した位置関係が満たされていれば、陽極１１００、陰極１１０２及び浮遊電極１１０４の形状は変形しうる。特に、パルス放電の始点又は終点とならない放電部１１１２，１１２２，１１２８以外の形状は、電気パルスの給電の都合、イグナイタ１００２の組み立ての都合、陽極１１００、陰極１１０２及び浮遊電極１１０４の製造の都合等により変形される。陰極１１０２及び浮遊電極１１０４が管形状を有する場合は、それぞれ、陽極１１００の放電部１１１２の近傍にあって陽極１１００の放電部１１１２を囲む環形状部分が陰極１１０２の放電部１１２２及び浮遊電極１１０４の放電部１１２８となるが、陰極１１０２の放電部１１２２及び浮遊電極１１０４が環形状を有する場合は、それぞれ、全体が陰極１１０２及び陽極１１００の放電部１１１２となる。 (Deformation of shape of anode 1100, cathode 1102 and floating electrode 1104)
What is important for generating the two-stage pulse discharge described below is the positions of the discharge portion 1112 of the anode 1100, the discharge portion 1122 of the cathode 1102, and the discharge portion 1128 of the floating electrode 1104, which are the start or end points of the pulse discharge. It is a relationship. Therefore, the shape of the anode 1100, the cathode 1102, and the floating electrode 1104 can be changed as long as the above-described positional relationship is satisfied. In particular, the shapes other than the discharge portions 1112, 1122, and 1128 that do not become the starting point or the ending point of the pulse discharge include the convenience of supplying the electric pulse, the convenience of assembling the igniter 1002, the convenience of manufacturing the anode 1100, the cathode 1102, and the floating electrode 1104. It is deformed by. In the case where the cathode 1102 and the floating electrode 1104 have a tube shape, the ring-shaped portions in the vicinity of the discharge portion 1112 of the anode 1100 and surrounding the discharge portion 1112 of the anode 1100 are the discharge portion 1122 and the floating electrode 1104 of the cathode 1102, respectively. When the discharge portion 1122 of the cathode 1102 and the floating electrode 1104 have a ring shape, the whole becomes the discharge portion 1112 of the cathode 1102 and the anode 1100, respectively.

（基体１１０８及びシール１１１０）
基体１１０８は、アルミナ、ジルコニア、イットリア、セリア、チタニア等の絶縁体からなる。基体１１０８は、前端側部材１１３０と後端側部材１１３２とを備える。前端側部材１１３０と後端側部材１１３２との間隙には、浮遊電極１１０４が挟まれる。前端側部材１１３０と後端側部材１１３２との間隙の浮遊電極１１０４がない部分には、シール１１１０が充填され、前端側部材１１３０、後端側部材１１３２、浮遊電極１１０４及びシール１１１０は、一体化された状態で陰極１１０２の内部に収容される。 (Base 1108 and Seal 1110)
The base 1108 is made of an insulator such as alumina, zirconia, yttria, ceria, titania. The base 1108 includes a front end side member 1130 and a rear end side member 1132. The floating electrode 1104 is sandwiched between the front end side member 1130 and the rear end side member 1132. A portion of the gap between the front end side member 1130 and the rear end side member 1132 without the floating electrode 1104 is filled with a seal 1110, and the front end side member 1130, the rear end side member 1132, the floating electrode 1104, and the seal 1110 are integrated. In this state, the cathode 1102 is accommodated.

（パルス電源１００４の回路）
パルス電源１００４は、ストリーマ放電を引き起こす電気パルスを陽極１１００と陰極１１０２との間に繰り返し印加する。 (Circuit of the pulse power supply 1004)
The pulse power source 1004 repeatedly applies an electric pulse that causes streamer discharge between the anode 1100 and the cathode 1102.

パルス電源１００４には、誘導性素子に磁界として蓄積されたエネルギーを短時間で放出し電気パルスを発生する誘導エネルギー蓄積型電源回路（以下では「ＩＥＳ回路」という。）を採用することが望ましい。ＩＥＳ回路における誘導性素子へ流れ込む電流をスイッチングするスイッチング素子は、ターンオン時間及びターンオフ時間が短い静電誘導サイリスタ（以下では「ＳＩサイリスタ」という。ＳＩ：Static Induction ）であることが望ましい。これにより、パルス電源１００４が立ち上がりの早い電気パルスを発生する。ＩＥＳ回路の動作原理は、飯田克ニ、佐久間健著「ＳＩサイリスタによる極短パルス発生回路（ＩＥＳ回路）」（第１５回ＳＩデバイスシンポジウム講演論文集）等に記載されている。 The pulse power supply 1004 preferably employs an inductive energy storage type power supply circuit (hereinafter referred to as “IES circuit”) that emits energy stored as a magnetic field in the inductive element in a short time to generate an electric pulse. The switching element that switches the current flowing into the inductive element in the IES circuit is preferably an electrostatic induction thyristor (hereinafter referred to as “SI thyristor”, SI: Static Induction) having a short turn-on time and turn-off time. As a result, the pulse power supply 1004 generates an electrical pulse that rises quickly. The principle of operation of the IES circuit is described in Katani, Iida and Ken Sakuma, “Ultra-short pulse generation circuit using an SI thyristor (IES circuit)” (Proceedings of the 15th SI Device Symposium).

図４は、パルス電源１００４の回路図である。図４に示すように、パルス電源１００４は、コンデンサ１２００と、インダクタ１２０２と、ＳＩサイリスタ１２０４と、ダイオード１２０６と、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）１２０８と、ゲート駆動回路１２１０と、を備える。 FIG. 4 is a circuit diagram of the pulse power supply 1004. As shown in FIG. 4, the pulse power supply 1004 includes a capacitor 1200, an inductor 1202, an SI thyristor 1204, a diode 1206, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 1208, and a gate drive circuit 1210.

コンデンサ１２００の一端は直流入力部１２１２の正入力端１２１４に接続され、コンデンサ１２００の他端は直流入力部１２１２の負入力端１２１６に接続される。コンデンサ１２００は、直流入力部１２１２に接続される直流供給源（図１に示す点火装置１０００においては、バッテリ及びＤＣ／ＤＣコンバータ１０１４）からの電流の供給を安定させる。 One end of the capacitor 1200 is connected to the positive input end 1214 of the DC input unit 1212, and the other end of the capacitor 1200 is connected to the negative input end 1216 of the DC input unit 1212. Capacitor 1200 stabilizes the supply of current from a DC supply source (in the ignition device 1000 shown in FIG. 1, a battery and a DC / DC converter 1014) connected to DC input unit 1212.

直流入力部１２１２の正入力端１２１４とインダクタ１２０２の一端とが接続され、インダクタ１２０２の他端とＳＩサイリスタ１２０４のアノードとが接続され、ＳＩサイリスタ１２０４のカソードとＭＯＳＦＥＴ１２０８のドレインとが接続され、ＭＯＳＦＥＴ１２０８のソースと直流入力部１２１２の負入力端１２１６とが接続される。 The positive input end 1214 of the DC input unit 1212 and one end of the inductor 1202 are connected, the other end of the inductor 1202 and the anode of the SI thyristor 1204 are connected, the cathode of the SI thyristor 1204 and the drain of the MOSFET 1208 are connected, and the MOSFET 1208 Are connected to the negative input terminal 1216 of the DC input unit 1212.

インダクタ１２０２は、エネルギーを磁界として蓄積する誘導性素子の一例である。インダクタ１２０２の一端は電気パルス出力部１２１８の負出力端１２２４に接続され、インダクタ１２０２の他端は電気パルス出力部１２１８の正出力端１２２０に接続される。これにより、インダクタ１２０２にエネルギーが磁界として蓄積された状態においてＳＩサイリスタ１２０４のアノードとカソードとの間が急に非導通状態になると、インダクタ１２０２の両端に誘導起電力が発生し、電気パルス出力部１２１８から電気パルスが出力される。パルストランスの１次側を誘導性素子とし、パルストランスの２次側の一端を電気パルス出力部１２１８の正出力端１２２０に接続し、パルストランスの２次側の他端を電気パルス出力部１２１８の負出力端１２２４に接続してもよい。インダクタ１２０２にタップを設けて電気パルスの電圧を調整してもよい。 The inductor 1202 is an example of an inductive element that stores energy as a magnetic field. One end of the inductor 1202 is connected to the negative output end 1224 of the electric pulse output unit 1218, and the other end of the inductor 1202 is connected to the positive output end 1220 of the electric pulse output unit 1218. As a result, in the state where energy is stored in the inductor 1202 as a magnetic field, when the anode and cathode of the SI thyristor 1204 suddenly become non-conductive, an induced electromotive force is generated at both ends of the inductor 1202, and an electric pulse output unit An electrical pulse is output from 1218. The primary side of the pulse transformer is an inductive element, one end of the secondary side of the pulse transformer is connected to the positive output end 1220 of the electric pulse output unit 1218, and the other end of the secondary side of the pulse transformer is the electric pulse output unit 1218. The negative output terminal 1224 may be connected. The inductor 1202 may be provided with a tap to adjust the voltage of the electric pulse.

ダイオード１２０６のカソードは、インダクタ１２０２の一端（直流入力部１２１２の正入力端１２１４）に接続され、ダイオード１２０６のアノードは、ＳＩサイリスタ１２０４のゲートに接続される。これにより、ＳＩサイリスタ１２０４のゲートが正バイアスされた場合に電流が流れることが阻止されＳＩサイリスタ１２０４が電流駆動となることが防止される。 The cathode of the diode 1206 is connected to one end of the inductor 1202 (the positive input end 1214 of the DC input unit 1212), and the anode of the diode 1206 is connected to the gate of the SI thyristor 1204. This prevents current from flowing when the gate of the SI thyristor 1204 is positively biased, and prevents the SI thyristor 1204 from being driven by current.

ＭＯＳＦＥＴ１２０８のゲートとソースとの間には、ゲート駆動回路１２１０が接続される。 A gate drive circuit 1210 is connected between the gate and source of the MOSFET 1208.

ゲート駆動回路１２１０からＭＯＳＦＥＴ１２０８のゲートとソースとの間へのオン信号の入力を開始すると、ＭＯＳＦＥＴ１２０８のドレインとソースとの間が導通状態になり、インダクタ１２０２に電流が流れる。これにより、インダクタ１２０２には磁界の形でエネルギーが蓄積される。この状態において、ゲート駆動回路１２１０からＭＯＳＦＥＴ１２０８のゲートとソースとの間へのオン信号の入力を終了すると、ＳＩサイリスタ１２０４のゲートから電荷が引き抜かれ、ＳＩサイリスタ１２０４のアノードとカソードとの間が短時間で非導通状態になる。これにより、インダクタ１２０２の両端に誘導起電力が発生し、電気パルス出力部１２１８から電気パルスが出力される。 When the input of an ON signal from the gate drive circuit 1210 to the gate and source of the MOSFET 1208 is started, the drain and source of the MOSFET 1208 become conductive, and a current flows through the inductor 1202. As a result, energy is stored in the inductor 1202 in the form of a magnetic field. In this state, when the input of the ON signal from the gate drive circuit 1210 to the gate and the source of the MOSFET 1208 is finished, the charge is extracted from the gate of the SI thyristor 1204 and the distance between the anode and the cathode of the SI thyristor 1204 is short. It becomes non-conductive in time. As a result, an induced electromotive force is generated at both ends of the inductor 1202, and an electric pulse is output from the electric pulse output unit 1218.

パルス電源１００４が出力する電気パルスの強さは、インダクタ１２０２に蓄積されるエネルギーの大きさによって調整される。したがって、ゲート駆動回路１２１０からＭＯＳＦＥＴ１２０８へ入力するオン信号の長さを調整することにより、パルス電源１００４が出力する電気パルスの強さが調整される。ゲート駆動回路１２１０は、自動車に搭載されたＥＣＵ（電子制御ユニット）により制御される。 The intensity of the electric pulse output from the pulse power supply 1004 is adjusted by the magnitude of energy stored in the inductor 1202. Therefore, by adjusting the length of the ON signal input from the gate drive circuit 1210 to the MOSFET 1208, the strength of the electric pulse output from the pulse power supply 1004 is adjusted. The gate drive circuit 1210 is controlled by an ECU (Electronic Control Unit) mounted on the automobile.

（２段階のパルス放電）
混合気に着火する場合、相対的に弱い（相対的に電圧が低い）電気パルスが陽極１１００と陰極１１０２との間に印加され、陽極１１００の放電部１１１２と浮遊電極１１０４の放電部１１２８との間の第１の放電領域Ｒ１（図３参照）にストリーマ放電が発生させられる。その後に、相対的に強い（相対的に電圧が高い）電気パルスが陽極１１００と陰極１１０２との間に印加され、陽極１１００の放電部１１１２と陰極１１０２の放電部１１２２との間の第２の放電領域Ｒ２（図３参照）にストリーマ放電が発生させられる。これにより、段階的に放電領域が拡大され、広い範囲に放電領域が拡大され、活性種が効率的に発生させられる。 (Two-stage pulse discharge)
When the mixture is ignited, a relatively weak (relatively low voltage) electric pulse is applied between the anode 1100 and the cathode 1102, and the discharge part 1112 of the anode 1100 and the discharge part 1128 of the floating electrode 1104 A streamer discharge is generated in the first discharge region R1 (see FIG. 3). After that, a relatively strong (relatively high voltage) electric pulse is applied between the anode 1100 and the cathode 1102, and a second between the discharge part 1112 of the anode 1100 and the discharge part 1122 of the cathode 1102. A streamer discharge is generated in the discharge region R2 (see FIG. 3). Thereby, the discharge region is expanded stepwise, the discharge region is expanded over a wide range, and active species are efficiently generated.

なお、陽極１１００と陰極１１０２とを遠く離すことによっても放電領域が拡大されるが、陽極１１００と陰極１１０２との距離を遠く離すことによる放電領域の拡大は、陽極１１００と陰極１１０２との間に印加する電圧を高くすることを要求する。これに対して、上述した二段階のパルス放電は、陽極１１００と陰極１１０２との間に印加する電圧を高くすることなく放電領域を拡大することを可能にする。 Note that the discharge region is also enlarged by separating the anode 1100 and the cathode 1102 from each other, but the enlargement of the discharge region by increasing the distance between the anode 1100 and the cathode 1102 is between the anode 1100 and the cathode 1102. It is required to increase the applied voltage. On the other hand, the above-described two-stage pulse discharge makes it possible to expand the discharge region without increasing the voltage applied between the anode 1100 and the cathode 1102.

（過電流カット器１００６）
図５は、第１実施形態の過電流カット器１００６の模式図である。図５は、過電流カット器１００６の断面を示す。 (Overcurrent cut device 1006)
FIG. 5 is a schematic diagram of the overcurrent cut device 1006 of the first embodiment. FIG. 5 shows a cross section of the overcurrent cut device 1006.

図５に示すように、第１実施形態の過電流カット器１００６は、第１の電極１３００と第２の電極１３０２との間に絶縁体からなる板１３０４を挟んだ構造を有し、コンデンサとして機能する。過電流カット器１００６は、パルス電源１００４の正出力端１２２０とイグナイタ１００２の陽極１１００との間に挿入され、第１の電極１３００は、パルス電源１００４の正出力端１２２０に接続され、第２の電極１３０２は、イグナイタ１００２の陽極１１００に接続される。 As shown in FIG. 5, the overcurrent cut device 1006 of the first embodiment has a structure in which a plate 1304 made of an insulator is sandwiched between a first electrode 1300 and a second electrode 1302, and is used as a capacitor. Function. The overcurrent cut device 1006 is inserted between the positive output terminal 1220 of the pulse power supply 1004 and the anode 1100 of the igniter 1002, and the first electrode 1300 is connected to the positive output terminal 1220 of the pulse power supply 1004, The electrode 1302 is connected to the anode 1100 of the igniter 1002.

板１３０４の材質は、アルミナ、ジルコニア、イットリア、セリア、チタニア等の絶縁セラミックス等の常誘電体であることが望ましい。ただし、板１３０４の材質が、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）等の絶縁セラミックス等の強誘電体であることも妨げられない。 The material of the plate 1304 is preferably a paraelectric material such as insulating ceramics such as alumina, zirconia, yttria, ceria, and titania. However, it is not impeded that the material of the plate 1304 is a ferroelectric such as insulating ceramics such as barium titanate (BaTiO ₃ ).

過電流カット器１００６により、非降伏状態においては分極電流より大きな電流が流れることが抑制され、降伏状態においては漏れ電流より大きな電流が流れることが抑制され、過電流が流れることが抑制される。これにより、アーク放電が抑制されストリーマ放電が維持される。 The overcurrent cut device 1006 prevents a current larger than the polarization current from flowing in the non-breakdown state, suppresses a current larger than the leakage current from flowing in the breakdown state, and suppresses the overcurrent from flowing. Thereby, arc discharge is suppressed and streamer discharge is maintained.

板１３０４の板厚は、０．５〜５ｍｍであることが望ましい。板厚がこの範囲内であれば、過電流が流れることが効果的に抑制されるからである。一方、板１３０４の板厚がこの範囲より薄くなると、過電流カット器１００６の耐圧が不足する傾向があるからである。また、板１３０４の板厚がこの範囲より厚くなると、陽極１１００と陰極１１０２との間への高電圧の印加が困難になる傾向があるからである。 The plate thickness of the plate 1304 is desirably 0.5 to 5 mm. This is because if the plate thickness is within this range, the overcurrent can be effectively suppressed. On the other hand, if the plate thickness of the plate 1304 is thinner than this range, the overcurrent cut device 1006 tends to have insufficient withstand voltage. Further, if the plate thickness of the plate 1304 is larger than this range, it tends to be difficult to apply a high voltage between the anode 1100 and the cathode 1102.

過電流カット器１００６は、パルス電源１００４の正出力端１２２０と陽極１１００との間であれば、どの位置に挿入されてもよいが、望ましくは、環境の変化を受けにくい位置に挿入される。 The overcurrent cut device 1006 may be inserted at any position between the positive output terminal 1220 of the pulse power supply 1004 and the anode 1100, but is desirably inserted at a position that is not easily affected by environmental changes.

（過電流カット器１００６の電流抑制効果）
図６及び図７は、相対的に強い電気パルスを印加する場合の過電流カット器１００６の電流抑制効果を説明する図である。図６は、過電流カット器１００６を設けない場合の電圧（図６（ａ））及び電流（図６（ｂ））の時間変化を示す図である。図７は、過電流カット器１００６を設ける場合の電圧（図７（ａ））及び電流（図７（ｂ））の時間変化を示す図である。 (Current suppression effect of overcurrent cut device 1006)
6 and 7 are diagrams illustrating the current suppression effect of the overcurrent cut device 1006 when a relatively strong electric pulse is applied. FIG. 6 is a diagram showing temporal changes in voltage (FIG. 6A) and current (FIG. 6B) when the overcurrent cut device 1006 is not provided. FIG. 7 is a diagram showing temporal changes in voltage (FIG. 7A) and current (FIG. 7B) when the overcurrent cut device 1006 is provided.

図６及び図７に示すように、ピーク電圧が２０ｋＶ弱の電気パルスを印加する場合は、過電流カット器１００６を設けないとピーク電流は約３０Ａに達するが、過電流カット器１００６を設けるとピーク電流は約５Ａに収まる。 As shown in FIGS. 6 and 7, when an electric pulse having a peak voltage of less than 20 kV is applied, the peak current reaches about 30 A unless the overcurrent cut device 1006 is provided. However, if the overcurrent cut device 1006 is provided, The peak current is about 5A.

（ノイズカット器１００８）
図８は、ノイズカット器１００８の模式図である。図８は、ノイズカット器１００８の斜視図である。 (Noise cutting device 1008)
FIG. 8 is a schematic diagram of the noise cut device 1008. FIG. 8 is a perspective view of the noise cut device 1008.

図８に示すように、ノイズカット器１００８は、抵抗器１４００と空芯コイル１４０２とトロイダルコア１４０４とを備える。ノイズカット器１００８は、パルス電源１００４の正出力端１２２０とイグナイタ１００２の陽極１１００との間に挿入される。 As shown in FIG. 8, the noise cut device 1008 includes a resistor 1400, an air core coil 1402, and a toroidal core 1404. The noise cut device 1008 is inserted between the positive output terminal 1220 of the pulse power source 1004 and the anode 1100 of the igniter 1002.

抵抗器１４００の第１のリード線１４０６はパルス電源１００４の正出力端１２２０に接続され、第２のリード線１４０８はイグナイタ１００２の陽極１１００に接続される。 The first lead 1406 of the resistor 1400 is connected to the positive output terminal 1220 of the pulse power supply 1004, and the second lead 1408 is connected to the anode 1100 of the igniter 1002.

抵抗器１４００の第１のリード線１４０６と第２のリード線１４０８との間の抵抗値は、５０〜２００オームであることが望ましい。抵抗値がこの範囲内であれば、ノイズが効率的に遮断されるからである。抵抗器１４００は、アキシャルリード型及びラジアルリード型のいずれであってもよいが、構造的にノイズカット器１００８を作製しやすいのはアキシャルリード型である。 The resistance value between the first lead 1406 and the second lead 1408 of the resistor 1400 is preferably 50 to 200 ohms. This is because if the resistance value is within this range, noise is effectively cut off. The resistor 1400 may be either an axial lead type or a radial lead type, but it is the axial lead type that makes it easy to manufacture the noise cut device 1008 structurally.

空芯コイル１４０２の一端は抵抗の第１のリード線１４０６に接続され、空芯コイル１４０２の他端は抵抗の第２のリード線１４０８に接続される。空芯コイル１４０２は、導電体からなる線材を数ターンから数十ターン巻回した構造を有する。空芯コイル１４０２の空芯内には、抵抗器１４００が収容される。 One end of the air core coil 1402 is connected to the first lead wire 1406 of the resistor, and the other end of the air core coil 1402 is connected to the second lead wire 1408 of the resistor. The air-core coil 1402 has a structure in which a wire made of a conductor is wound from several turns to several tens of turns. A resistor 1400 is accommodated in the air core of the air core coil 1402.

トロイダルコア１４０４は、フェライト等の強磁性体からなる。トロイダルコア１４０４の貫通孔の内部には、抵抗器１４００と空芯コイル１４０２との複合体（並列接続体）が配置される。 The toroidal core 1404 is made of a ferromagnetic material such as ferrite. Inside the through-hole of the toroidal core 1404, a composite body (parallel connection body) of the resistor 1400 and the air-core coil 1402 is disposed.

なお、トロイダルコア１４０４は、抵抗器１４００及び空芯コイル１４０２に電流が流れたときに強磁性体の内部の閉じた磁路に沿う磁界を発生させ、複合体にインダクタンスを付与する。このため、より一般的には、円環形状（トロイド形状）を有する「トロイダルコア」に代えて、強磁性体からなり複合体が内部に配置される貫通孔が形成された貫通孔形成体が採用される。 The toroidal core 1404 generates a magnetic field along a closed magnetic path inside the ferromagnetic material when a current flows through the resistor 1400 and the air-core coil 1402, and gives inductance to the composite. For this reason, more generally, instead of a “toroidal core” having an annular shape (toroid shape), a through-hole forming body in which a through-hole made of a ferromagnetic material and having a composite disposed therein is formed. Adopted.

ノイズカット器１００８により、抵抗器１４００、空芯コイル１４０２及びトロイダルコア１４０４が複合的にノイズの遮断に寄与するので、ノイズが効果的に遮断される。 Since the resistor 1400, the air-core coil 1402 and the toroidal core 1404 contribute to noise blocking in a complex manner by the noise cut device 1008, the noise is effectively blocked.

（電気パルス伝送ケーブル１０１０）
電気パルス伝送ケーブル１０１０の全部又は一部、特に、過電流カット器１００６からイグナイタ１００２の陽極１１００と陰極１１０２との間へ電気パルスを伝送する部分は、ノイズの漏洩を抑制するため、電磁シールドケーブルであることが望ましい。 (Electric pulse transmission cable 1010)
In order to suppress noise leakage, all or part of the electric pulse transmission cable 1010, in particular, a portion that transmits an electric pulse from the overcurrent cut device 1006 to the anode 1100 and the cathode 1102 of the igniter 1002, is an electromagnetic shielded cable. It is desirable that

図９は、電磁シールドケーブル１５００の模式図である。図９は、電磁シールドケーブル１５００の斜視図である。 FIG. 9 is a schematic diagram of the electromagnetic shielded cable 1500. FIG. 9 is a perspective view of the electromagnetic shield cable 1500.

図９に示すように、電磁シールドケーブル１５００は、内部導体１５０２と外部導体１５０４とを同軸配置し、内部導体１５０２と外部導体１５０４との間に充填体１５０６を充填し、外部導体１５０４を被覆体１５０８で被覆した構造を有する。 As shown in FIG. 9, the electromagnetic shield cable 1500 has an inner conductor 1502 and an outer conductor 1504 arranged coaxially, a filler 1506 is filled between the inner conductor 1502 and the outer conductor 1504, and the outer conductor 1504 is covered with It has a structure coated with 1508.

内部導体１５０２は、線形状を有する。内部導体１５０２は、導電体からなる。 The inner conductor 1502 has a linear shape. The inner conductor 1502 is made of a conductor.

外部導体１５０４は、管形状を有する。外部導体１５０４は、導電体からなる。外部導体１５０４は、導電率が高い材質からなることが望ましく、透磁率が高い材質からなることが望ましい。導電率が高い材質としては、銅、アルミニウム等が例示される。透磁率が高い材質としては、パーマロイ等が例示される。導電率が高い材質又は透磁率が高い材質で外部電極を構成することにより、外部導体１５０４のシールド能力が向上し、電磁波の漏洩が抑制される。これは、導電体の内部へ進入する電磁波の電界及び磁界は、導電率が高くなるほど又は透磁率が高くなるほど小さくなるからである。 The outer conductor 1504 has a tube shape. The outer conductor 1504 is made of a conductor. The outer conductor 1504 is preferably made of a material having high electrical conductivity, and is preferably made of a material having high magnetic permeability. Examples of the material having high conductivity include copper and aluminum. Examples of the material having a high magnetic permeability include permalloy. By configuring the external electrode with a material having a high conductivity or a material having a high magnetic permeability, the shielding capability of the external conductor 1504 is improved, and leakage of electromagnetic waves is suppressed. This is because the electric field and magnetic field of the electromagnetic wave entering the inside of the conductor become smaller as the conductivity becomes higher or the permeability becomes higher.

図９に示す外部導体１５０４の外側に別の外部導体を同軸配置することも望ましい。すなわち、電磁シールドケーブル１５００は、二重シールドケーブル、より一般的には、多重シールドケーブルであることが望ましい。多重シールドケーブルを採用する場合、複数の外部導体の全部又は一部が異なる材質で構成されることが望ましい。例えば、一の外部導体を導電率が高い材質で構成するとともに、他の外部導体を透磁率が高い材質で構成することも望ましい。 It is also desirable to arrange another outer conductor coaxially outside the outer conductor 1504 shown in FIG. That is, it is desirable that the electromagnetic shielded cable 1500 is a double shielded cable, more generally a multiple shielded cable. When employing a multiple shielded cable, it is desirable that all or some of the plurality of outer conductors be made of different materials. For example, it is desirable that one outer conductor is made of a material having high conductivity and the other outer conductor is made of a material having high magnetic permeability.

（電磁シールドケーブル１５００とイグナイタ１００２との接続）
図１０及び図１１は、電磁シールドケーブル１５００とイグナイタ１００２との接続を説明する図である。 (Connection between electromagnetic shield cable 1500 and igniter 1002)
10 and 11 are diagrams for explaining the connection between the electromagnetic shielded cable 1500 and the igniter 1002.

電磁シールドケーブル１５００とイグナイタ１００２との接続においては、図１０に示すように、圧着部１６０２と収容部１６０４とを備える接続部材１６００を準備し、接続部材１６００の圧着部１６０２に電磁シールドケーブル１５００の内部導体１５０２を圧着し、接続部材１６００の収容部１６０４に陽極１１００の後端側の先端を収容し、カシメ、スポット溶接、レーザ溶接等により接続部材１６００の収容部１６０４に陽極１１００の後端側の先端を接続する。 In the connection between the electromagnetic shield cable 1500 and the igniter 1002, as shown in FIG. 10, a connection member 1600 including a crimping portion 1602 and a housing portion 1604 is prepared, and the electromagnetic shield cable 1500 is connected to the crimping portion 1602 of the connection member 1600. The inner conductor 1502 is crimped, the distal end of the anode 1100 is accommodated in the accommodating portion 1604 of the connection member 1600, and the rear end side of the anode 1100 is accommodated in the accommodating portion 1604 of the connecting member 1600 by caulking, spot welding, laser welding, or the like. Connect the tip of.

又は、図１１に示すように、陽極１１００の後端側の先端に圧着部１７０２を形成し、圧着部１７０２に電磁シールドケーブル１５００の内部導体１５０２を圧着する。これにより、接続箇所が減少するので、電磁シールドケーブル１５００とイグナイタ１００２との接続の信頼性が向上する。 Alternatively, as shown in FIG. 11, a crimping portion 1702 is formed at the tip of the rear end side of the anode 1100, and the inner conductor 1502 of the electromagnetic shield cable 1500 is crimped to the crimping portion 1702. As a result, the number of connection points is reduced, and the reliability of the connection between the electromagnetic shielded cable 1500 and the igniter 1002 is improved.

＜２第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態の過電流カット器１００６に代えて採用される過電流カット器２００６に関する。 <2 Second Embodiment>
The second embodiment relates to an overcurrent cut device 2006 that is employed instead of the overcurrent cut device 1006 of the first embodiment.

図１２は、第２実施形態の過電流カット器２００６の模式図である。図１２は、過電流カット器２００６の断面を示す。 FIG. 12 is a schematic diagram of an overcurrent cut device 2006 according to the second embodiment. FIG. 12 shows a cross section of the overcurrent cut device 2006.

図１２に示すように、過電流カット器２００６は、第１の電極２３００と第２の電極２３０２との間に半導体積層構造２３０４を挟んだ構造を有し、ｐｉｎダイオードとして機能する。過電流カット器２００６は、パルス電源１００４の正出力端１２２０とイグナイタ１００２の陽極１１００との間に挿入され、第１の電極２３００は、電気パルス伝送ケーブル１０１０によりパルス電源１００４の正出力端１２２０に接続され、第２の電極２３０２は、電気パルス伝送ケーブル１０１０によりイグナイタ１００２の陽極１１００に接続される。 As shown in FIG. 12, the overcurrent cut device 2006 has a structure in which a semiconductor multilayer structure 2304 is sandwiched between a first electrode 2300 and a second electrode 2302, and functions as a pin diode. The overcurrent cut device 2006 is inserted between the positive output terminal 1220 of the pulse power supply 1004 and the anode 1100 of the igniter 1002, and the first electrode 2300 is connected to the positive output terminal 1220 of the pulse power supply 1004 by the electric pulse transmission cable 1010. The second electrode 2302 is connected to the anode 1100 of the igniter 1002 by an electric pulse transmission cable 1010.

半導体積層構造２３０４は、第１の電極２３００の側から第２の電極２３０２の側へ向かってｎ型半導体２３０８、真性半導体２３１０及びｐ型半導体２３１２を順に積層した構造を有する。電気パルスの印加により第１の電極２３００から第２の電極２３０２へ向かう電界が印加されｐｉｎダイオードが逆バイアスされると、半導体積層構造２３０４の内部に空乏層が発生し、ｐｉｎダイオードはコンデンサとして機能する。 The semiconductor stacked structure 2304 has a structure in which an n-type semiconductor 2308, an intrinsic semiconductor 2310, and a p-type semiconductor 2312 are stacked in this order from the first electrode 2300 side to the second electrode 2302 side. When an electric pulse is applied to apply an electric field from the first electrode 2300 to the second electrode 2302 and the pin diode is reverse-biased, a depletion layer is generated inside the semiconductor multilayer structure 2304, and the pin diode functions as a capacitor. To do.

真性半導体としては、ケイ素（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム等が例示される。 Examples of intrinsic semiconductors include silicon (Si), silicon carbide (SiC), and gallium nitride.

半導体積層構造２３０４の板厚は、０．０５〜５ｍｍであることが望ましい。板厚がこの範囲内であれば、過電流が流れることが効果的に抑制されるからである。一方、半導体積層構造２３０４の板厚がこの範囲より薄くなると、過電流カット器２００６の耐圧が不足する傾向があるからである。また、半導体積層構造２３０４の板厚がこの範囲より厚くなると、陽極１１００と陰極１１０２との間への高電圧の印加が困難になる傾向があるからである。 The plate thickness of the semiconductor laminated structure 2304 is desirably 0.05 to 5 mm. This is because if the plate thickness is within this range, the overcurrent can be effectively suppressed. On the other hand, when the plate thickness of the semiconductor laminated structure 2304 becomes thinner than this range, the withstand voltage of the overcurrent cut device 2006 tends to be insufficient. In addition, if the thickness of the semiconductor laminated structure 2304 is larger than this range, it tends to be difficult to apply a high voltage between the anode 1100 and the cathode 1102.

過電流カット器２００６により、非降伏状態においては逆回復電流より大きな電流が流れることが抑制され、降伏状態においては漏れ電流より大きな電流が流れることが抑制され、いずれにせよ過電流が流れることが抑制される。 The overcurrent cut device 2006 suppresses the flow of current larger than the reverse recovery current in the non-breakdown state, suppresses the flow of current greater than the leakage current in the breakdown state, and overcurrent flows anyway. It is suppressed.

＜３第３実施形態＞
第３実施形態は、第１実施形態の過電流カット器１００６に代えて採用される過電流カット器３００６に関する。 <3 Third Embodiment>
The third embodiment relates to an overcurrent cut device 3006 employed in place of the overcurrent cut device 1006 of the first embodiment.

図１３は、第３実施形態の過電流カット器３００６の模式図である。図１３は、過電流カット器３００６の断面を示す。 FIG. 13 is a schematic diagram of an overcurrent cut device 3006 according to the third embodiment. FIG. 13 shows a cross section of the overcurrent cut device 3006.

図１３に示すように、過電流カット器３００６は、第１の電極３３００と第２の電極３３０２との間に半導体積層構造３３０４を挟んだ構造を有し、ショットキーダイオードとして機能する。過電流カット器３００６は、パルス電源１００４の正出力端１２２０とイグナイタ１００２の陽極１１００との間に挿入され、第１の電極３３００は、電気パルス伝送ケーブル１０１０によりパルス電源１００４の正出力端１２２０に接続され、第２の電極３３０２は、電気パルス伝送ケーブル１０１０によりイグナイタ１００２の陽極１１００に接続される。 As shown in FIG. 13, the overcurrent cut device 3006 has a structure in which a semiconductor multilayer structure 3304 is sandwiched between a first electrode 3300 and a second electrode 3302, and functions as a Schottky diode. The overcurrent cut device 3006 is inserted between the positive output terminal 1220 of the pulse power supply 1004 and the anode 1100 of the igniter 1002, and the first electrode 3300 is connected to the positive output terminal 1220 of the pulse power supply 1004 by the electric pulse transmission cable 1010. The second electrode 3302 is connected to the anode 1100 of the igniter 1002 by an electric pulse transmission cable 1010.

半導体積層構造３３０４は、第１の電極３３００の側から第２の電極３３０２の側へ向かってｎ型半導体３３１４及び真性半導体３３１６を順に積層した構造を有する。電気パルスの印加により第１の電極３３００から第２の電極３３０２へ向かう電界が印加されショットキーダイオード１２０６が逆バイアスされると、半導体積層構造３３０４の内部に空乏層が内部に発生し、ショットキーダイオード１２０６はコンデンサとして機能する。 The semiconductor stacked structure 3304 has a structure in which an n-type semiconductor 3314 and an intrinsic semiconductor 3316 are sequentially stacked from the first electrode 3300 side toward the second electrode 3302 side. When an electric field applied from the first electrode 3300 to the second electrode 3302 is applied by application of the electric pulse and the Schottky diode 1206 is reverse-biased, a depletion layer is generated inside the semiconductor multilayer structure 3304, and the Schottky is generated. The diode 1206 functions as a capacitor.

真性半導体としては、ケイ素（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム、炭素（Ｃ）等が例示される。 Examples of intrinsic semiconductors include silicon (Si), silicon carbide (SiC), gallium nitride, and carbon (C).

半導体積層構造３３０４の板厚は、０．２〜５ｍｍであることが望ましい。半導体積層構造３３０４の板厚がこの範囲内であれば、過電流が流れることが効果的に抑制されるからである。一方、半導体積層構造３３０４の板厚がこの範囲より薄くなると、過電流カット器３００６の耐圧が不足する傾向があるからである。また、半導体積層構造３３０４の板厚がこの範囲より厚くなると、陽極１１００と陰極１１０２との間への高電圧の印加が困難になる傾向があるからである。 The plate thickness of the semiconductor laminated structure 3304 is desirably 0.2 to 5 mm. This is because if the thickness of the semiconductor laminated structure 3304 is within this range, the overcurrent can be effectively suppressed. On the other hand, if the thickness of the semiconductor laminated structure 3304 is thinner than this range, the overcurrent cut device 3006 tends to have insufficient withstand voltage. In addition, when the thickness of the semiconductor multilayer structure 3304 is larger than this range, it is difficult to apply a high voltage between the anode 1100 and the cathode 1102.

過電流カット器３００６により、非降伏状態においては逆回復電流より大きな電流が流れることが抑制され、降伏状態においては漏れ電流より大きな電流が流れることが抑制され、いずれにせよ過電流が流れることが抑制される。 The overcurrent cut device 3006 suppresses the flow of a current larger than the reverse recovery current in the non-breakdown state, suppresses the flow of a current larger than the leakage current in the breakdown state, and causes overcurrent to flow anyway. It is suppressed.

＜その他＞
この発明は詳細に説明されたが、上述の説明は全ての局面において例示であって、この発明は上述の説明に限定されない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定されうる。特に、説明した事項を組み合わせることは当然に予定されている。 <Others>
Although the present invention has been described in detail, the above description is illustrative in all aspects, and the present invention is not limited to the above description. Innumerable variations not illustrated may be envisaged without departing from the scope of the present invention. In particular, it is naturally planned to combine the items described.

１００６，２００６，３００６過電流カット器
１３００，２３００，３３００第１の電極
１３０２，２３０２，３３０２第２の電極
１３０４板
２３０４，３００４半導体積層構造
１００８ノイズカット器
１４００抵抗器
１４０２空芯コイル
１４０４トロイダルコア
１５００電磁シールドケーブル
１１００陽極
１１０４浮遊電極
１１０８陰極 1006, 2006, 3006 Overcurrent cut device 1300, 2300, 3300 First electrode 1302, 2302, 3302 Second electrode 1304 Plate 2304, 3004 Semiconductor laminated structure 1008 Noise cut device 1400 Resistor 1402 Air core coil 1404 Toroidal core 1500 Electromagnetic shield cable 1100 Anode 1104 Floating electrode 1108 Cathode

Claims

An ignition device for an internal combustion engine,
An anode having a discharge part;
A cathode having a discharge part that is equidistant from the discharge part of the anode;
A floating electrode having a discharge portion that is equidistant from the discharge portion of the anode and interposed between the discharge portion of the anode and the discharge portion of the cathode;
A pulse power supply for applying an electrical pulse between the anode and the cathode;
An overcurrent cut device which is inserted between the anode and the positive output terminal of the pulse power supply and prevents an overcurrent from flowing;
With
The pulse power supply is
Relative to generate streamer discharge between the discharge part of the anode and the discharge part of the cathode after a relatively weak electric pulse that generates streamer discharge between the discharge part of the anode and the discharge part of the floating electrode Applying a strong electrical pulse between the anode and the cathode;
The overcurrent cut device is
A first electrode connected to a positive output terminal of the pulse power source;
A second electrode connected to the anode;
An insulator sandwiched between the first electrode and the second electrode;
An internal combustion engine ignition device.

An ignition device for an internal combustion engine,
An anode having a discharge part;
A cathode having a discharge part that is equidistant from the discharge part of the anode;
A floating electrode having a discharge portion that is equidistant from the discharge portion of the anode and interposed between the discharge portion of the anode and the discharge portion of the cathode;
A pulse power supply for applying an electrical pulse between the anode and the cathode;
An overcurrent cut device which is inserted between the anode and the positive output terminal of the pulse power supply and prevents an overcurrent from flowing;
With
The pulse power supply is
Relative to generate streamer discharge between the discharge part of the anode and the discharge part of the cathode after a relatively weak electric pulse that generates streamer discharge between the discharge part of the anode and the discharge part of the floating electrode Applying a strong electrical pulse between the anode and the cathode;
The overcurrent cut device is
A first electrode connected to a positive output terminal of the pulse power source;
A second electrode connected to the anode;
A semiconductor stacked structure in which a depletion layer is generated when an electric field directed between the first electrode and the second electrode is applied between the first electrode and the second electrode;
An internal combustion engine ignition device.

The ignition device for an internal combustion engine according to claim 2,
The semiconductor laminated structure is
An ignition device for an internal combustion engine having a structure in which an n-type semiconductor, an intrinsic semiconductor, and a p-type semiconductor are sequentially laminated from the first electrode side toward the second electrode side.

The ignition device for an internal combustion engine according to claim 2,
The semiconductor laminated structure is
An ignition device for an internal combustion engine having a structure in which an n-type semiconductor and an intrinsic semiconductor are sequentially stacked from the first electrode side toward the second electrode side.

In the ignition device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
An electromagnetic shielded cable for transmitting electrical pulses from the overcurrent cut device to the anode and the cathode;
An ignition device for an internal combustion engine further comprising:

In the ignition device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
A noise cut device that is inserted between the positive output terminal of the pulse power source and the anode to block noise;
Further comprising
The noise cut device is
A resistor having a first lead connected to the positive output end of the pulse power supply and a second lead connected to the anode;
An air core coil in which the resistor is housed in an air core, one end of which is connected to the first lead wire of the resistor and the other end is connected to the second lead wire of the resistor;
A through-hole forming body in which a through-hole in which a complex of the resistor and the air-core coil is made of a ferromagnetic material is disposed;
An internal combustion engine ignition device.