JPH04155792A - Gas-filled discharge tube for high voltage switch element and ignition plug using same - Google Patents

Gas-filled discharge tube for high voltage switch element and ignition plug using same

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JPH04155792A
JPH04155792A JP27962490A JP27962490A JPH04155792A JP H04155792 A JPH04155792 A JP H04155792A JP 27962490 A JP27962490 A JP 27962490A JP 27962490 A JP27962490 A JP 27962490A JP H04155792 A JPH04155792 A JP H04155792A
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JP
Japan
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discharge
gas
voltage
discharge tube
filled
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JP27962490A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Takano
隆 高野
Kiyoaki Tanaka
清明 田中
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Shinko Electric Industries Co Ltd
Denso Corp
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To suppress the influence of a grounding body outside a discharge tube and stabilize a discharge voltage upon aerial discharge in the case of high voltage discharge by deflecting and setting a discharge gap position to one line-electrode side. CONSTITUTION:Line-electrodes 12, 14 are soldered at both ends of a cylindrical ceramic enclosure 10, followed by charging an innert gas therein. Discharge electrodes protruding from flange parts 12a, 14a, are formed in shorter cathode 12b and a longer anode 14b respectively so that the position of a discharge gap D is set deviated to the electrode 12 side. The outer surface of the enclosure 10 is fixed to a grounding body 18 via an adhesive 16 having electrical insulating property. Consequently, the dispersed variation in the discharge voltage seldom occurs and stable discharge can be obtained, and the influence caused by the grounding body can be minimized to a low level for practically yielding no problem. And starting characteristics of any engine can be effectively improved by applying this effect to ignition plugs for the engine.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管及びこれ
を用いた点火プラグに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a gas-filled discharge tube for a high voltage switching element and a spark plug using the same.

(従来の技術) ガス入り放電管は電子機器をサージから保護する避雷管
等に用いられている。第3図はガス入り放電管の従来例
を示す。同図で2は筒状のセラミック体から成る外囲器
、4および6は外囲器2の両端面に気密にろう付けした
ライン電極である。
(Prior Art) Gas-filled discharge tubes are used in lightning arresters and the like to protect electronic equipment from surges. FIG. 3 shows a conventional example of a gas-filled discharge tube. In the figure, 2 is an envelope made of a cylindrical ceramic body, and 4 and 6 are line electrodes that are hermetically brazed to both end surfaces of the envelope 2.

4a、6aは放電電極であって、ライン電極4゜6のフ
ランジ部から外囲器内で向かい合わせに突出している。
4a and 6a are discharge electrodes that protrude from the flange portion of the line electrode 4.6 to face each other within the envelope.

放電管内には不活性ガスが封入されるが、封入するガス
の種類、封入圧力、放電電極4a、68間の間隔を変え
ることによって放電開始電圧を変えることができる。
An inert gas is sealed in the discharge tube, and the firing voltage can be changed by changing the type of gas, the pressure, and the distance between the discharge electrodes 4a and 68.

放電開始電圧の高い放電管は放電電極間の間隔を大きく
したり、きわめて高圧でガスを封入することによって得
られる。こうして、放電開始電圧が10kV以上のガス
入り放電管が得られている。
A discharge tube with a high firing voltage can be obtained by increasing the distance between the discharge electrodes or by filling the discharge tube with gas at extremely high pressure. In this way, a gas-filled discharge tube with a discharge starting voltage of 10 kV or more has been obtained.

このように高電圧で放電する放電管は、一定の高電圧が
印加されたときに放電するから、高電圧で作動するスイ
ッチ素子として利用することができる。
A discharge tube that discharges at a high voltage in this manner discharges when a certain high voltage is applied, and therefore can be used as a switching element that operates at a high voltage.

(発明が解決しようとする課題) 上記のように高電圧で放電するガス入り放電管をスイッ
チ素子として使用する場合は、高電圧下で安定した放電
ができるかどうかが問題になる。
(Problems to be Solved by the Invention) When using a gas-filled discharge tube that discharges at a high voltage as described above as a switching element, the problem is whether stable discharge can be performed under high voltage.

ところで、高電圧ガス入り放電管はその高電圧領域での
安定した放電性能から自動車エンジンの点火プラグへの
利用が検討されている0点火プラグに高電圧ガス入り放
電管を実装した場合、放電管の外囲器に接近して金属の
アース体(背後電極ともいう)がくる場合がある。エン
ジンの多バルブ化にともないエンジンヘッドの奥側に点
火プラグを装着する場合があり、このような場合は点火
プラグの回りにアース体が接近する。
By the way, high-voltage gas-filled discharge tubes are being considered for use as spark plugs in automobile engines because of their stable discharge performance in the high-voltage range. In some cases, a metal grounding body (also called a back electrode) is placed close to the envelope of the device. As engines become more multi-valve, spark plugs are sometimes installed at the back of the engine head, and in such cases, the ground body comes close to the spark plug.

放電管の外囲器に用いるセラミック体は誘電体であるか
ら外囲器に接近してアース体が配置されると放電型開始
電圧が低下することがある。これはアース体を設けたこ
とにより外囲器内で沿面放電(沿面フラッシュオーバー
)が発生しやすくなるからである。沿面放電は放電電極
間での放電よりも低い電圧で発生するから、沿面放電が
発生すると放電電圧が低下してしまい所期の放電電圧を
得ることができなくなる。
Since the ceramic body used in the envelope of the discharge tube is a dielectric material, if a grounding body is placed close to the envelope, the discharge type starting voltage may be lowered. This is because creeping discharge (creeping flashover) is more likely to occur within the envelope due to the provision of the grounding body. Since creeping discharge occurs at a lower voltage than discharge between the discharge electrodes, when creeping discharge occurs, the discharge voltage decreases, making it impossible to obtain the desired discharge voltage.

また、沿面放電でない放電電極間の正規の放電の場合で
も上記のアース体を設けたときには、放電電圧がばらつ
いて所定のスイッチング性能を満足しない場合がある。
Further, even in the case of a normal discharge between discharge electrodes that is not a creeping discharge, when the above-mentioned grounding body is provided, the discharge voltage may vary and the predetermined switching performance may not be satisfied.

これはアース体によって放電管内部の電界が影響を受け
るためである。
This is because the electric field inside the discharge tube is affected by the grounding body.

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは、放電管の外囲器に近
接してアース体がある場合でも、沿面放電が効果的に防
止できるとともに、放電電圧のばらつきが防止でき高電
圧で安定してスイッチングする高電圧スイッチ素子用ガ
ス入り放電管及びこれを用いた点火プラグを提供しよう
とするものである。
Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to effectively prevent creeping discharge even if there is a grounding body in close proximity to the envelope of the discharge tube. Another object of the present invention is to provide a gas-filled discharge tube for a high-voltage switching element that can prevent variations in discharge voltage and perform stable switching at high voltage, and a spark plug using the same.

(課題を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成するため次の構成をそなえる。(Means for solving problems) The present invention has the following configuration to achieve the above object.

すなわち、筒状の外囲器の両端に、互いの対向面に放電
電極を突出させたライン電極を気密にろう付けすると共
に、内部にガスを封入して、放電開始電圧を10kV以
上に設定した高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管にお
いて、前記放電電極の端面間の放電ギャップ位置を陰極
のライン電極側に偏位させて設定したことを特徴とする
That is, line electrodes with discharge electrodes protruding from opposite surfaces were airtightly brazed to both ends of a cylindrical envelope, gas was sealed inside, and the discharge starting voltage was set to 10 kV or higher. The gas-filled discharge tube for a high-voltage switch element is characterized in that the discharge gap position between the end faces of the discharge electrodes is set to be offset toward the line electrode side of the cathode.

また、略円筒状のハウジングに絶縁碍子を嵌挿し、ハウ
ジングの一端面に設けた接地電極と絶縁碍子に嵌挿した
中心電極の端面間に火花ギャップを形成した点火プラグ
において、前記絶縁碍子内に上記高電圧スイッチ素子用
ガス入り放電管を。
Further, in a spark plug in which an insulator is fitted into a substantially cylindrical housing and a spark gap is formed between a ground electrode provided on one end face of the housing and an end face of a center electrode fitted into the insulator, a spark gap is formed in the insulator. Gas-filled discharge tube for the above high voltage switch element.

前記中心電極と絶縁碍子の端面に設けた高電圧を印加す
る端子との間に直列に設置したことを特徴とする。
It is characterized in that it is installed in series between the center electrode and a terminal for applying a high voltage provided on the end face of the insulator.

(作用) 放電電極の端面間の放電ギャップ位置を陰極側に接近さ
せたことにより、沿面距離が短くなり。
(Function) By moving the discharge gap between the end faces of the discharge electrode closer to the cathode side, the creepage distance becomes shorter.

沿面放電を防止して放電開始電圧の変動を抑制する。ま
た、放電部位の電界がフランジ部の電位の作用をより強
く受けて放電管の外側にあるアース体の影響を抑制して
、安定した放電を可能にする。
Prevents creeping discharge and suppresses fluctuations in discharge starting voltage. In addition, the electric field at the discharge site is more strongly affected by the potential of the flange portion, suppressing the influence of the earth body on the outside of the discharge tube, and enabling stable discharge.

また、このガス入り放電管を点火プラグに内蔵し、ガス
入り放電管の放電電圧をプラグの火花ギャップに印加す
ることによって、プラグの絶縁抵抗値が小さくなった場
合でも安定した火花放電を生ぜしめて確実なエンジン始
動を行う。
In addition, by incorporating this gas-filled discharge tube into the spark plug and applying the discharge voltage of the gas-filled discharge tube to the spark gap of the plug, stable spark discharge can be generated even when the insulation resistance value of the plug is small. Start the engine reliably.

(実施例) 以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細
に説明する。
(Embodiments) Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

〔高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管〕はじめに、高
電圧スイッチ素子用ガス入り放電管の実施例について説
明する。
[Gas-filled discharge tube for high-voltage switch element] First, an example of a gas-filled discharge tube for high-voltage switch element will be described.

第1図は、高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管の一実
施例の断面図を示す。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of a gas-filled discharge tube for a high-voltage switch element.

図で10は筒状に形成したセラミック製の外囲器で、外
囲器10の両端にライン電極12.14をろう付けする
と共に内部に不活性ガスを封入する。ライン電極12お
よび14のフランジ部12a、14aからは円柱状の放
電電極12b、14bを外囲器10内で向かい合わせに
突設する。
In the figure, reference numeral 10 denotes a cylindrical ceramic envelope. Line electrodes 12 and 14 are brazed to both ends of the envelope 10, and an inert gas is sealed inside. Cylindrical discharge electrodes 12b and 14b are provided to protrude from the flange portions 12a and 14a of the line electrodes 12 and 14 to face each other within the envelope 10.

本発明に係る放電管ではフランジ部12a、14aから
突出する放電電極12b、14bの突出長さを陽極側と
陰極側で長短不均等に設定する。
In the discharge tube according to the present invention, the lengths of the discharge electrodes 12b, 14b protruding from the flange portions 12a, 14a are set to be unequal on the anode side and the cathode side.

放電電極の突出長さが短いライン電極12が陰極。The line electrode 12, which has a short discharge electrode protrusion length, is a cathode.

突出長さが長いライン電極14が陽極である。The line electrode 14 with a long protruding length is an anode.

ライン電極12の放電電極12bの突出長さを短くし、
ライン電極14の放電電極14bの突出長さを長くする
ことにより、放電ギャップ位置はライン電極12側に寄
った位置に偏位して設けられる。
The protruding length of the discharge electrode 12b of the line electrode 12 is shortened,
By increasing the protruding length of the discharge electrode 14b of the line electrode 14, the position of the discharge gap is shifted closer to the line electrode 12 side.

なお、放電電極12b、14bの先端周縁部は角丸に形
成し、ライン電極12.14は外囲器10の両端面にメ
タライズを施し、さらにニッケルめっきを施して気密に
ろう付けする。
The discharging electrodes 12b and 14b have rounded end edges, and the line electrodes 12 and 14 are metallized on both end surfaces of the envelope 10, and then nickel plated and brazed to be airtight.

外囲器10の外周囲には電気的絶縁性を有する接着剤1
6を介してアース体18を固定する。アース体18は筒
体状に形成した金属体で、外囲器10の外径よりもかな
り大径に形成し接着剤16を介在させて外囲器10の外
周面から離して設置する。アース体18は放電時にアー
ス電位に設定される。
An adhesive 1 having electrical insulation properties is placed around the outer periphery of the envelope 10.
The grounding body 18 is fixed via 6. The grounding body 18 is a metal body formed into a cylindrical shape, and is formed to have a considerably larger diameter than the outer diameter of the envelope 10, and is placed away from the outer peripheral surface of the envelope 10 with an adhesive 16 interposed therebetween. The grounding body 18 is set to ground potential during discharge.

ガス入り放電管は放電ギャップ、封入ガス圧等を適宜設
定することによって放電開始電圧が変えられるが、実施
例のガス入り放電管では放電開始電圧を20kVに設定
した。このため、放電電極12b、14bの電極間間隔
りを3mm 、ライン電極12の放電電極12bの突出
長さ党、を3.5mm、ライン電極14の放電電極14
bの突出長さ党、を11.5mmに設定した。また、放
電管内に封入する不活性ガスとしてクリプトンガスを用
い、封入ガス圧を15kg/cm’とした。
The discharge starting voltage of a gas-filled discharge tube can be changed by appropriately setting the discharge gap, the pressure of the filled gas, etc., but in the gas-filled discharge tube of the example, the discharge starting voltage was set to 20 kV. For this reason, the distance between the discharge electrodes 12b and 14b is 3 mm, the protrusion length of the discharge electrode 12b of the line electrode 12 is 3.5 mm, and the discharge electrode 14 of the line electrode 14 is
The protruding length of b was set to 11.5 mm. Further, krypton gas was used as an inert gas sealed in the discharge tube, and the pressure of the sealed gas was 15 kg/cm'.

この実施例のガス入り放電管を用いて、繰り返し放電さ
せ、放電特性を観察したところ、放電開始電圧20kV
で安定に放電することがたしかめられた。また、多数回
の繰り返し放電について放電電圧が低下しないことから
、沿面放電が発生していないことかたしかめられた。な
お、沿面放電が発生した場合は、放電電圧が20kVよ
りも明らかに低い電圧で放電するとともに、放電維持電
圧が気中放電にくらべて上昇するから、これら電圧を測
定することによって沿面放電が発生したかどうかを容易
に判定することができる。
When the gas-filled discharge tube of this example was repeatedly discharged and the discharge characteristics were observed, the discharge starting voltage was 20 kV.
It was confirmed that stable discharge occurred. Furthermore, since the discharge voltage did not decrease after repeated discharges many times, it was confirmed that no creeping discharge occurred. In addition, when a creeping discharge occurs, the discharge voltage is clearly lower than 20 kV, and the discharge sustaining voltage increases compared to an air discharge, so by measuring these voltages, it is possible to determine whether creeping discharge occurs It can be easily determined whether the

上記のように、実施例のガス入り放電管で沿面放電を発
生させることなく放電させることができたのは、陰極側
の放電電極の長さを短くして放電ギャップ位置を陰極側
に接近させ沿面距離を短くしたためと考えられる。
As mentioned above, the reason why we were able to discharge without causing creeping discharge in the gas-filled discharge tube of the example was by shortening the length of the discharge electrode on the cathode side and moving the discharge gap closer to the cathode side. This is thought to be due to the shortening of the creepage distance.

第2図は放電電極の突出長さを変えた場合に放電電圧が
どのように変動するかを測定した結果を示す。この測定
では、第1図に示すと同様なアース体18を設けたガス
入り放電管を用い、放電設定電圧を20kV、放電電極
間間隔りを一定の3mmに設定し、陰極側のライン電極
と陽極側のライン電極の放電電極の突出長さu、112
を変えて放電電圧の変動を調べた。Q、、とり、の長さ
として以下の5種類について測定を行った。
FIG. 2 shows the results of measuring how the discharge voltage changes when the protrusion length of the discharge electrode is changed. In this measurement, a gas-filled discharge tube equipped with a grounding body 18 similar to that shown in FIG. Projection length u of the discharge electrode of the line electrode on the anode side, 112
We investigated the variation in discharge voltage by changing the The following five types of lengths of Q, , and Tori were measured.

(41,、Q2 ) = (7,5mm −7,5mm
 )、(5,5+nm 、9.5mm )、(4,5m
m 、10.5mm)、(3,5mm 、 11.5m
m)、(2,5mm 、 12.5mm)第2図で縦の
矢線範囲は放電電圧がばらついた範囲を示す。
(41,,Q2) = (7,5mm -7,5mm
), (5,5+nm, 9.5mm), (4,5m
m, 10.5mm), (3,5mm, 11.5m
m), (2.5 mm, 12.5 mm) In Fig. 2, the range of vertical arrows indicates the range in which the discharge voltage varied.

図かられかるように放電電極の長さQ、、u。As can be seen from the figure, the length of the discharge electrode is Q, u.

が均等の場合には放電電圧がかなり大きくばらつくのに
対し、陰極側の放電電極の長さを短くするにしたがって
放電電圧のばらつきが小さくなった。
When the discharge voltage was equal, the discharge voltage varied considerably, but as the length of the discharge electrode on the cathode side was shortened, the discharge voltage variation became smaller.

U、の長さが3.5mm 、2.5mmの場合は放電電
圧のばらつきがほとんど見られず、安定した放電電圧が
得られた。
When the length of U was 3.5 mm and 2.5 mm, there was almost no variation in the discharge voltage, and a stable discharge voltage was obtained.

この測定結果は放電電極の長さを不均等に設定して、放
電管内での放電部位を中央部から陰極側に移動させるこ
とによって、アース体の影響を実使用で問題とならない
レベルまで下げることができることを示している。
This measurement result shows that by setting the lengths of the discharge electrodes to be unequal and moving the discharge part in the discharge tube from the center to the cathode side, the influence of the ground body can be reduced to a level that does not pose a problem in actual use. It shows that it is possible.

なお、上記のように放電部位を陰極側に移動させたこと
により、沿面放電を防止することができると同時に、気
中放電の電圧変動も抑制することができる。これは、放
電部位が陰極側のフランジ部に接近することにより、放
電部位の電界が比較的径大なフランジ部の電位の作用を
受けることになり、放電管の外部の電位作用(アース体
の影響)を受けにくくなるためと考えられる。
Note that by moving the discharge site toward the cathode side as described above, creeping discharge can be prevented, and at the same time, voltage fluctuations in aerial discharge can also be suppressed. This is because as the discharge region approaches the flange on the cathode side, the electric field at the discharge region is affected by the potential of the flange, which has a relatively large diameter. This is thought to be due to the fact that it is less susceptible to

c高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管を用いた点火プ
ラグ〕 続いて、上記高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管をエ
ンジンの点火プラグに適用した実施例について説明する
c. Spark Plug Using Gas-Filled Discharge Tube for High-Voltage Switch Element] Next, an example in which the gas-filled discharge tube for high-voltage switch element is applied to a spark plug for an engine will be described.

第4図に点火プラグの一実施例の破断図を示す。FIG. 4 shows a cutaway view of one embodiment of the spark plug.

本実施例の点火プラグはエンジンへの取り付は部である
円筒状のハウジング20と、ハウジング20の内孔に気
密パツキン22およびリング24を介してかしめ固定し
た絶縁碍子30を有する。絶縁碍子30はエンジン取り
付は側ではハウジング20に内包され、他端側はハウジ
ング20の端面から外部に延出している。
The spark plug of this embodiment has a cylindrical housing 20 which is a part for attachment to an engine, and an insulator 30 caulked and fixed to the inner hole of the housing 20 via an airtight packing 22 and a ring 24. The insulator 30 is enclosed in the housing 20 on the side where the engine is attached, and the other end extends outside from the end surface of the housing 20.

ハウジング20の外周面には取付ねじ26が設けられ、
取付ねじ26の環状端面に接地電極28が接合される。
A mounting screw 26 is provided on the outer peripheral surface of the housing 20,
A ground electrode 28 is joined to the annular end surface of the mounting screw 26.

絶縁碍子30には軸線方向に内孔が貫設されており、絶
縁碍子30の接地電極24側に中心電極32が嵌挿され
る。中心電極32の突端部は絶縁碍子30の端面から突
呂し前記接地電極28との間で火花ギャップを形成する
。中心電極32は内部が銅、外部が耐熱性、耐蝕性に優
れるニッケルークロム合金またはニッケルークロム−鉄
合金から成る。
An inner hole is provided in the insulator 30 in the axial direction, and a center electrode 32 is inserted into the insulator 30 on the ground electrode 24 side. The tip of the center electrode 32 protrudes from the end face of the insulator 30 to form a spark gap with the ground electrode 28. The center electrode 32 has an interior made of copper and an exterior made of a nickel-chromium alloy or a nickel-chromium-iron alloy that has excellent heat resistance and corrosion resistance.

絶縁碍子30内では上記中心電極32に続いて中軸34
、スプリング36、ガス入り放電管38、スプリング3
6がこの順に嵌入され端面に端子40が固定される。端
子40は高電圧を印加するための端子である。中軸34
は導電性のグラスシール材42によって絶縁碍子30内
で加熱溶着され中心電極32と一体化されている。ガス
入り放電管38はスプリング36によって両端面が圧接
され端子40によって組み付けられている。ガス入り放
電管38は前述した実施例のガス入り放電管と同形式の
もので、端子40側のライン電極から延出する放電電極
の長さを短く設定したものである。なお、この場合は前
記アース体18は用いなし1゜ 続いて、上記実施例で示す点火プラグの作用について第
5図とともに説明する。
Inside the insulator 30, a center shaft 34 follows the center electrode 32.
, spring 36, gas-filled discharge tube 38, spring 3
6 are fitted in this order, and the terminal 40 is fixed to the end face. Terminal 40 is a terminal for applying high voltage. Center shaft 34
is heat-welded within the insulator 30 and integrated with the center electrode 32 using a conductive glass sealing material 42 . Both end faces of the gas-filled discharge tube 38 are pressed together by a spring 36 and assembled by a terminal 40. The gas-filled discharge tube 38 is of the same type as the gas-filled discharge tube of the embodiment described above, and the length of the discharge electrode extending from the line electrode on the terminal 40 side is set short. In this case, the grounding body 18 is not used.Next, the function of the spark plug shown in the above embodiment will be explained with reference to FIG.

昇圧コイルによって発生した高電圧は端子40に導かれ
、ガス入り放電管38に印加される。ガス入り放電管3
8に印加された電圧が設定放電電圧以上に高まるとガス
入り放電管38が放電する。
The high voltage generated by the booster coil is guided to the terminal 40 and applied to the gas-filled discharge tube 38. Gas-filled discharge tube 3
When the voltage applied to the gas-filled discharge tube 38 rises above the set discharge voltage, the gas-filled discharge tube 38 discharges.

第5図中でA点がガス入り放電管の放電時である。Point A in FIG. 5 is when the gas-filled discharge tube is discharging.

ガス入り放電管38が放電すると、瞬時にこの放電によ
る高電圧が接地電極28と中心電極32間の火花ギャッ
プに印加し、火花ギャップで放電する。第5図中でB点
が火花ギャップでの放電を示す。
When the gas-filled discharge tube 38 discharges, a high voltage due to this discharge is instantaneously applied to the spark gap between the ground electrode 28 and the center electrode 32, causing a discharge in the spark gap. Point B in FIG. 5 shows the discharge in the spark gap.

カーボンが付着して絶縁抵抗値が低下した点火プラグで
は、高電圧が火花ギャップに印加した場合、火花ギャッ
プを放電する電圧に達する以前にカーボン内をリークし
て失火をひきおこす。この不具合を回避するには火花ギ
ャップの放電電圧よりもガス入り放電管の放電電圧を高
い値に設定し、放電電圧が瞬時(第5図中C)に火花ギ
ャップに印加するようにすればよい。
When a high voltage is applied to a spark plug whose insulation resistance value has decreased due to carbon deposits, the carbon leaks out before the voltage reaches the voltage that discharges the spark gap, causing a misfire. To avoid this problem, set the discharge voltage of the gas-filled discharge tube to a higher value than the discharge voltage of the spark gap, so that the discharge voltage is instantaneously applied to the spark gap (C in Figure 5). .

ところで、エンジンの多バルブ化にともない点火プラグ
の装着位置が制約を受けて、点火プラグの周囲にアース
体が接近して配される場合がある。
Incidentally, as engines become more numerous, the installation position of the spark plug is restricted, and a grounding body may be placed close to the periphery of the spark plug.

点火プラグにアース体が接近して存在していると放電管
の放電電圧が影響を受け、放電電圧がばらつく。放電電
圧がばらついて所定値以下で放電した場合は火花ギャッ
プに瞬時に高電圧が印加されず、電圧が緩慢に印加され
ることになって火花ギャップで所定の放電が起きなくな
る。
If a grounding body is located close to the spark plug, the discharge voltage of the discharge tube will be affected and the discharge voltage will vary. If the discharge voltage varies and discharge occurs below a predetermined value, a high voltage will not be instantaneously applied to the spark gap, but will be applied slowly, and a predetermined discharge will not occur in the spark gap.

本実施例の点火プラグはアース体に接近させて点火プラ
グを装着した場合でも前述したガス入り放電管の作用に
よって火花ギャップで確実に放電させることができるも
のである。
Even when the spark plug of this embodiment is mounted close to a grounding body, the discharge can be reliably caused in the spark gap by the action of the gas-filled discharge tube described above.

表1に本実施例の点火プラグと、比較例とじて従来のガ
ス入り放電管を内蔵した点火プラグ、放電管を内蔵しな
い一般の点火プラグを用いてエンジン始動試験を行った
結果を示す、この試験は、1600cc、4サイクルガ
ソリンエンジンで、−20℃の条件下で、カーボンが付
着した種々の絶縁抵抗値のプラグを用い、どの絶縁抵抗
値までエンジン始動が可能かを試験したものである。
Table 1 shows the results of an engine starting test using the spark plug of this example, a conventional spark plug with a built-in gas-filled discharge tube as a comparative example, and a general spark plug without a built-in discharge tube. The test was conducted using a 1600 cc, 4-cycle gasoline engine at -20° C. using plugs with various insulation resistance values to which carbon was attached, and to which insulation resistance value the engine could be started.

表1 表中で○印は点火プラグの絶縁抵抗値が各場合で、エン
ジン始動が可能であった場合、X印はエンジン始動が不
可であった場合を示す。表の横軸は点火プラグの絶縁抵
抗値を示す。
Table 1 In the table, the ○ mark indicates the case where the engine could be started due to the insulation resistance value of the ignition plug, and the X mark indicates the case where the engine could not be started. The horizontal axis of the table shows the insulation resistance value of the spark plug.

なお、従来のガス入り放電管を内蔵した点火プラグとは
、本実施例の点火プラグと同様に中心電極と直列にガス
入り放電管を設置したもので、放電電極が等長の従来型
のガス入り放電管を使用したものである。この従来型の
ガス入り放電管を用いた点火プラグの場合は、一般使用
の点火プラグと比較すると大幅な始動性の改善が認めら
れるものの、効果のばらつきがみられる。これに対し、
本実施例の点火プラグの場合は、さらに始動性の改善が
みられるとともにばらつきが少なくなり安定した改善効
果がみられた。
Note that a conventional spark plug with a built-in gas-filled discharge tube is one in which a gas-filled discharge tube is installed in series with the center electrode, similar to the spark plug of this embodiment. It uses an internal discharge tube. In the case of spark plugs using this conventional gas-filled discharge tube, although it is recognized that starting performance is significantly improved compared to commonly used spark plugs, there are variations in effectiveness. On the other hand,
In the case of the spark plug of this example, the startability was further improved, and the variation was reduced, resulting in a stable improvement effect.

これはガス入り放電管の放電電圧のばらつきが少なく、
安定した放電がなされていることによるものである。
This means that there is less variation in the discharge voltage of gas-filled discharge tubes.
This is due to stable discharge.

以上、本発明について好適な実施例を挙げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。
The present invention has been variously explained above using preferred embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments.
Of course, many modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

(発明の効果) 本発明に係る高電圧スイッチ素子用放電管は、上述した
ように、放電ギャップ位置を一方のライン電極側に偏位
させて設定したから、10kV〜20kV程度の高電圧
で放電させた場合に放電管の外部のアース体による影響
を抑えて安定した放電を行うことができる。また、放電
ギャップ位置を陰極側に接近させたことで気中放電の際
の放電電圧も安定化させることができ、高電圧用のスイ
ッチ素子として好適に利用することができる。
(Effects of the Invention) As described above, the discharge tube for a high voltage switch element according to the present invention is set so that the discharge gap position is shifted toward one line electrode, so that it is discharged at a high voltage of about 10 kV to 20 kV. In this case, stable discharge can be performed by suppressing the influence of the earth body outside the discharge tube. Furthermore, by bringing the discharge gap closer to the cathode side, the discharge voltage during aerial discharge can be stabilized, and the device can be suitably used as a high voltage switching element.

また、このガス入り放電管をエンジンの点火プラグに利
用することによってエンジンの始動性を効果的に向上さ
せることができる等の著効を奏する。
In addition, by utilizing this gas-filled discharge tube as a spark plug for an engine, remarkable effects such as being able to effectively improve the startability of the engine are achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る高電圧スイッチ素子用ガス入り放
電管の一実施例を示す断面図、第2図は放電電極の長さ
を変えたときの放電電圧変動の測定結果を示すグラフ、
第3図は避雷管として用いたガス入り放電管の従来例を
示す断面図、第4図は点火プラグの一実施例を示す破断
図、第5図は点火プラグに対する印加電圧を示すグラフ
である。 10・・・外囲器、  12.14・・・ライン電極、
  12a、14a・・・フランジ部、12b、14b
・・・放電電極、 16・・・接着剤、 18・・・ア
ース体、 20・・・ハウジング、  28・・・接地
電極、  3o・・・絶縁碍子、  32・・・中心電
極、  36・・・スプリング、 38・・・ガス入り
放電管、 40・・・端子。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a gas-filled discharge tube for a high voltage switch element according to the present invention, and FIG. 2 is a graph showing measurement results of discharge voltage fluctuation when changing the length of the discharge electrode.
Fig. 3 is a sectional view showing a conventional example of a gas-filled discharge tube used as a lightning arrester, Fig. 4 is a cutaway view showing an example of a spark plug, and Fig. 5 is a graph showing applied voltage to the spark plug. . 10... Envelope, 12.14... Line electrode,
12a, 14a...flange portion, 12b, 14b
...discharge electrode, 16...adhesive, 18...earth body, 20...housing, 28...earth electrode, 3o...insulator, 32...center electrode, 36...・Spring, 38...Gas-filled discharge tube, 40...Terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、筒状の外囲器の両端に、互いの対向面に放電電極を
突出させたライン電極を気密にろう付けすると共に、内
部にガスを封入して、放電開始電圧を10kV以上に設
定した高電圧スイッチ素子用ガス入り放電管において、 前記放電電極の端面間の放電ギャップ位置を陰極のライ
ン電極側に偏位させて設定したことを特徴とする高電圧
スイッチ素子用ガス入り放電管。 2、略円筒状のハウジングに絶縁碍子を嵌挿し、ハウジ
ングの一端面に設けた接地電極と絶縁碍子に嵌挿した中
心電極の端面間に火花ギャップを形成した点火プラグに
おいて、 前記絶縁碍子内に請求項1記載の高電圧スイッチ素子用
ガス入り放電管を、前記中心電極と絶縁碍子の端面に設
けた高電圧を印加する端子との間に直列に設置したこと
を特徴とする点火プラグ。
[Claims] 1. Line electrodes with discharge electrodes protruding from opposite surfaces are hermetically brazed to both ends of a cylindrical envelope, and a gas is sealed inside to set the discharge starting voltage. A gas-filled discharge tube for a high-voltage switch element in which the voltage is set to 10 kV or higher, characterized in that the discharge gap position between the end faces of the discharge electrodes is set to be offset toward the line electrode side of the cathode. Gas-filled discharge tube. 2. In a spark plug in which an insulator is fitted into a substantially cylindrical housing, and a spark gap is formed between a ground electrode provided on one end face of the housing and an end face of a center electrode fitted into the insulator, a spark gap is formed within the insulator. An ignition plug characterized in that the gas-filled discharge tube for a high voltage switch element according to claim 1 is installed in series between the center electrode and a terminal for applying a high voltage provided on an end face of an insulator.
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