JPH0526143A - 点火配電器 - Google Patents

点火配電器

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JPH0526143A
JPH0526143A JP3179737A JP17973791A JPH0526143A JP H0526143 A JPH0526143 A JP H0526143A JP 3179737 A JP3179737 A JP 3179737A JP 17973791 A JP17973791 A JP 17973791A JP H0526143 A JPH0526143 A JP H0526143A
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清喜 中川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電電波雑音の抑制効果とFMラジオノイズ
の抑制効果を兼ね備えた放電部材を有する点火配電器の
提供。 【構成】 点火配電器の放電部材を例えば、Ni−Zn
フェライトと酸化コバルトと酸化珪素とからなる焼結体
よりなり、その表面を焼結体の内部よりも酸化珪素の含
有量が多い1〜7mmの厚さとした表面析出層を形成
し、さちにこの放電部材の抵抗値を104 〜106 Ωと
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は点火配電器に関し、特に
回転電極と固定電極との放電に起因する、電波雑音の発
生を抑制した点火配電器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の点火配電器では、その配電のため
の火花放電に起因する電波雑音が発生し、ラジオ、テレ
ビジョン等の通信機器に影響を与えるという問題が生じ
ていた。そのため、この問題を解決するために、例えば
特開平1−262368号公報に開示された点火配電器
が提案されている。
【0003】この点火配電器は、フェライトの表面に酸
化珪素を含有しかつ厚さが10〜100μmであり、直
径が0.5〜50μmの多数の凹凸形状の表面層を有する
ことを特徴としたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この公報に開
示された点火配電器のものは放射電波雑音に対して大き
な効果を有するが、ラジオノイズについては、放送局か
ら遠く離れた弱電界地域において、まだ満足できるレベ
ル達していない。
【0005】その理由を以下に詳細に示す。まず、点火
配電器の固定電極と回転電極の微小隙間による放電に
は、微小隙間の絶縁を破壊する容量放電と、この容量放
電によりイオン化されて絶縁が低下した領域に沿って引
き続き発生する誘導放電がある。
【0006】容量放電は非常に短時間の放電でかつ高電
圧かつ大電流であり、一般に、大きな電波雑音を発生す
る。また、誘導放電は、長時間の放電でかつ低電圧かつ
小電流であり、一般に、電波雑音への影響は非常に小さ
いと言われている。従来はこの容量放電による電波雑音
の抑制の研究がなされてきた。
【0007】そして、放電に起因する電波雑音の影響
は、欧米等で法規制されている、例えば、車から外部へ
放射される電波雑音(以下放射電波雑音と呼ぶ)により
外部のラジオ、テレビジョン等の通信機器に影響を与え
る場合と、自動車の機器、例えばラジオにそのアンテ
ナ、配線、車体等を介して影響を与える高周波の電波雑
音(以下FMラジオノイズと呼ぶ)がある。しかし、従
来、FMラジオノイズは、放射電波雑音と相関関係があ
ると考えられてきたために、電波雑音の抑制の効果は、
欧米等で法規制されている方法である放射電波雑音にの
み着眼して評価されてきた。
【0008】そこで、本発明者は、上記考案のものにつ
いて放射電波雑音とFMラジオノイズに区分してその効
果を詳細に研究した。欧米等で法規制されている測定方
法による測定値(放射電波雑音)とFMラジオノイズの
関係について放送局に近い強電界地域と、放送局から遠
く離れた弱電界地域において調査した。その結果、強電
界地域では、欧米等で法規制されている測定方法での放
射電波雑音の低いものは、FMラジオノイズも低くよく
相関がとれているが、弱電界地域では、放射電波雑音が
低くてもFMラジオノイズが発生する場合があり、さら
には、放射電波雑音が高くてもFMラジオノイズが発生
しない場合もあるというように、放射電波雑音の抑制と
FMラジオノイズの相関はとれていないことが分かっ
た。
【0009】その原因は、従来の点火配電器のものにて
容量放電による外部及び自動車への電波雑音の大きな影
響が大幅に低減した結果、電波雑音の発生源に非常に近
い所に受信源があるラジオは、従来、容量放電の影響に
隠されていた誘導放電による影響を受けるようになった
ものと推定される。
【0010】そこで、本発明の目的は、上記従来技術に
鑑み、固定電極又は回転電極において放電を行わせる部
分に配設する放電部材について研究を重ね、放射電波雑
音の抑制効果とFMラジオノイズの抑制効果を兼ね備え
た放電部材を有する、内燃機関用の点火配電器を提供す
るものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明では、点火配電器
において、固定電極および回転電極の放電部の少なくと
も一方を、Ni−Znフェライト、Mn−Znフェライ
ト.Cu−ZnフェライトおよびMg−Znフェライト
の少なくとも一種と、酸化珪素と、酸化コバルト、酸化
ニッケル、酸化亜鉛、酸化銅および酸化マンガンの少な
くとも一種とからなる焼結体からなり、かつ、焼結体の
内部より酸化珪素の含有量が多い1〜7μmの厚さの表
面析出層を有するとともに、抵抗値が104 〜106 Ω
とする点火配電器を提供するものである。
【0012】
【作用】本発明の点火配電器の上述するような優れた放
射電波雑音の抑制効果とFMラジオノイズの抑制効果を
得ることのできる理由を以下に述べる。
【0013】一般に電波雑音は、単位時間の電流変化が
大きい時に発生するものであり、電波雑音を抑制する為
には、その回路内に抵抗を配置することが有効であると
言われている。そのため従来では、酸化珪素を主体とし
た表面析出層とすることによって、表面析出層を絶縁体
とし、この表面析出層が絶縁体であるが故に、放電時の
抵抗として作用させていた。
【0014】しかし、確かに表面析出層厚さが厚い程、
放電抵抗は大きく電波雑音抑制効果が大きくなるが、逆
に点火配電器の火花放電が発生しにくくなってしまうと
いう問題が生じてしまう。
【0015】ここで、表面析出層厚さと容量放電および
誘導放電との関係を述べる。つまり、容量放電は短時間
で高電圧の放電であり、即ちエネルギー密度が高い為、
表面析出層による絶縁層を簡単に破壊することができる
ため、例え表面析出層を厚くし、容量放電による放射電
波雑音を充分抑制するようにしても、容量放電は発生す
る。
【0016】しかし、点火配電器は常に回転しており、
容量放電にて絶縁破壊された表面析出層部分で必ずしも
誘導放電が発生するのではなく、放電部が移動してしま
う。そのため、従来の表面析出層の厚さでは、誘導放電
が長時間で低電圧で小電流即ちエネルギー密度が小さい
為、誘導放電のみでは、表面析出層による絶縁層を破壊
することができず、誘導放電のエネルギーで絶縁破壊で
きる表面析出層部分(容量放電で絶縁層を破壊した部
分)が回転してくるまで放電が途切れることになる。即
ち、点火配電器の放電が断絶することになる。そして、
従来では、この放電が断絶した時に、FMラジオノイズ
を高くしていた。特に、放送局に近い強電界地域では放
送の電波が強い為、この誘導放電の影響は殆どないが、
放送局から遠い弱電界地域では放送の電波が弱い為、誘
導放電の影響が顕著に現れるのである。
【0017】それに対して、本発明の表面析出層の厚さ
とすることによって、誘導放電のエネルギーでも表面析
出層を絶縁破壊させることができ、FMノイズを低く抑
えることができたのである。
【0018】図10に表面析出層厚さ4μmの放電波形
のモデル特性図を、図11に表面析出層厚さが10μm
の放電波形のモデル特性図を示した。
【0019】
【実施例】以下本発明を具体的実施例により説明する。
図1は本発明にかかる内燃機関用の点火配電器の一構成
例を示した縦断面図である。
【0020】本発明の点火配電器10は、ハウジング1
と、キャップ2と固定電極3,及び配電子4に設けた回
転電極40とからなる。各固定電極3は図示しない高圧
ケーブルを介して点火プラグに接続されるとともに、点
火配電器10の中央部に位置する中央端子21が、図示
しない点火コイルの二次コイルに接続されている。中央
端子21の内側先端部21aには、導電性スプリング2
2を介して炭素棒よりなる摺動子23が設けられている
とともに、ハウジング1内に設けたカム軸6が内燃機関
のクランク軸に連動して回転するようになっている。ま
た、カム軸6の上端部には配電子4が設けられている。
【0021】図2に回転子4の拡大図を示す。この回転
子4は、図2に示すごとく、絶縁基体41とこの絶縁基
体41の上面に配設された回転電極40とからなる。
【0022】また、この回転電極40は放電部材50と
これに電気的に接続した金属板42とからなる。この金
属板42は、その一端が図1における導電性スプリング
22の押圧力によって摺動子23と接触している。回転
電極40における放電部材50の放電部である先端面5
は配電子4の回転に伴って複数の固定電極3の放電部で
ある放電面6と順次微小間隙を介して対向する位置にく
るように回転する。そして、複数の固定電極3の一つに
対して図1に示すごとく回転電極40が微小間隙を介し
て対向する位置に来たとき、中央端子21には点火コイ
ルによって発生された高電圧が印加され放電部材50の
先端面5と固定電極3の放電面6との微小間隙において
火花放電が発生する。
【0023】そして、この火花放電により、微小間隙と
直列に設けられている図示しない点火プラグに高電圧が
印加され、放電が生じ、内燃機関に所望の点火動作が行
われる。
【0024】本発明の回転電極40には、本発明にかか
る放電部材50を設けたものであり、以下に、放電部材
50について詳細に述べる。この放電部材50は、第3
図の如く、セラミック製の電極であり、Ni−Znフェ
ライトを基材とし、その表面にフェライトと酸化珪素と
酸化コバルトとの析出反応により放電部材50の内部よ
り酸化珪素含有量の多い厚さが、1〜7μmの表面析出
層52を有し、この表面析出層52において放電を可能
としているものである。
【0025】我々は、この放電部材50がNi−Znフ
ェライトを基材としているため、放電部材50自体を抵
抗体となし、その抵抗値及びその表面析出層52の状態
による放射電波雑音とFMラジオノイズの抑制の変化に
初めて着目し、その関係を見出した。
【0026】以下にその具体的測定方法を述べる。先
ず、放射電波雑音とFMラジオノイズの測定方法につい
て述べる。ここで、放射電波雑音は欧米等での法規制に
開示されている測定方法(CISPR Pub.12に
準ずる。)に基づいて行った。但し、その効果を明確に
する為に車両のボンネットを開いて高い放射電波雑音が
発生するようにして測定を行った。
【0027】また、測定結果は、従来品としての溶射ロ
ーターとの比較で評価した。この溶射ローターは、金属
製回転電極の放電面にCuO.Al2 3 を被覆した放
電部材である。さらに、放射電波雑音は、溶射ローター
のレベルを基準として評価した。
【0028】また、FMラジオノイズについては配電子
4をカム軸6により750rpmで回転し、回転電極4
0の先端に設けたこの放電部材50と固定電極3との間
の放電により生ずる電波雑音を放電部より10cm離れ
た所にアンテナを配置し、そのアンテナの検出した電波
雑音を測定する。その方法は、別途準備した信号発生器
から弱電界地域の放送波の強度程度の90MHzのFM
信号を発生させ、そのFM信号と前述のアンテナの検出
した電波雑音を混合器で混合し、ラジオを介してスピー
カーに接続して雑音のレベルを聞く方法にて行った。そ
の評価は、スピーカーから聞こえる雑音の程度で判断し
た。
【0029】雑音の程度としては、レベル1は、全く雑
音は聞こえない、レベル2は、多少雑音は聞こえるが気
にならない、レベル3は、はっきり雑音が出ていること
が分かる、レベル4は、雑音が大きいの4段階に分類し
た。そして、発明者は、レベル1及びレベル2のものが
良好と判定した。
【0030】次に、放電部材50について述べる。先
ず、放電部材50の表面析出層52の厚さは、0μm、
1μm、4μm、7μmおよび10μmの5通りとし
た。また、抵抗値は、103 Ω、104 Ω、105 Ω、
106 Ωおよび107 Ωの5通りを用意した。
【0031】上記試料の製造方法にあたっては、Ni−
Znフェライトと酸化珪素と酸化コバルトの混合比を変
えるとともに焼結温度を変えて作成した。但し、表面析
出層52の厚さが0μmのものはフェライトのみを焼結
したものである。
【0032】例えば、本実施例において、放電部材50
の表面析出層厚さが1μm〜7μm、抵抗値が104 Ω
〜106 Ωの本発明の放電部材の製造方法の一例を示
す。この放電部材50は、酸化鉄(Fe2 3 )配合比
が49〜51モル%のNi−Znフェライトに対して、
酸化コバルト(CoO)が4〜6重量%で二酸化珪素
(SiO2 )が3〜6重量%を添加し、従来周知の方法
で混合、乾燥、仮焼、混合粉砕、造粒、成形および焼成
したものである。尚、ここで焼成温度は、1360℃〜
1400℃とした。
【0033】また、抵抗値が103 Ωの放電部材は、前
記実施例の放電部材50とは、異なった成分である、例
えば、Ni−Znフェライトの酸化鉄が48モル%,酸
化コバルトが7重量%とすることにより、また、107
Ωの放電部材は、Ni−Znフェライトの酸化鉄が52
モル%,酸化コバルトが3重量%とすることにより得た
ものである。
【0034】また、酸化鉄(Fe2 3 )配合比が49
〜51モル%のNi−Znフェライトに対して、酸化コ
バルト(CoO)が4〜6重量%のとき、二酸化珪素の
量が7重量%以上とすることにより、表面析出層厚さが
7μmを越え、2重量%以上とすることにより、表面析
出層厚さが1μm未満である放電部材を得た。
【0035】ここで、放電部材50の表面析出層52の
厚さは上記各種製造条件にて作成した放電部材50を切
断して、放電面の表面析出層52の厚さを測定し、その
平均厚さを用いた。
【0036】ここで、図4(a)は、放電部材の先端拡
大図の正面図を、図4(b)は、図4(b)のA矢視
図、図4(c)は、図4図のB矢視図を示す。放電部材
50の抵抗値は、図4(a)に示す如く放電部材50の
放電面5と電圧印加部である金属板42との電気的接続
部42aとに導電性ペーストの電極53a、53bを塗
布し、その導電性ペーストの電極53a、53b間に5
00Vの電圧を印加して測定した抵抗値をその放電部材
の抵抗値として用いた。
【0037】以下測定結果の詳細について説明するが、
抵抗が107 Ωの放電部材は、抵抗が高い為、放電での
エネルギーロスが大きくなり、放電部材としては、明ら
かに不適であつた為、抵抗が107 Ωの試料については
測定を実施しなかった。
【0038】図5に、90MHzの周波数を用いて放射
電波雑音を測定した結果を示す。図5から明らかなよう
に、フェライトのみを焼結した表面析出層厚さ0μmの
ものは、どの抵抗値においても、放射電波雑音の抑制効
果はほとんど無く、また、抵抗値が、104 Ω、105
Ω、106 Ωの放電部材では、表面析出層厚さが1μm
以上あれば、放射電波雑音の十分な抑制効果が認めら
れ、その厚さの増加とともに放射電波雑音の抑制効果が
大きくなり、抵抗値が103 Ωの放電部材では、表面析
出層厚さが10μmの放電部材でも、十分な抑制効果は
得られないことがわかる。
【0039】従って、放射電波雑音の抑制には、抵抗値
が、104 Ω〜106 Ωでかつ、表面析出層の厚さが1
μm以上あればよいことが図5よりわかる。次に、図6
に、FMラジオノイズの結果を示した。
【0040】図6より明らかなように、FMラジオノイ
ズは、その抵抗値にかかわらず、フェライトのみを焼結
した表面析出層厚さが0μmと表面析出層厚さが1μm
のものは全く雑音は聞こえず(レベル1)非常に良好で
あるが、表面析出層厚さが厚くなるに従って雑音が大き
くなり、表面析出層厚さが7μmを越えると実際の使用
に支障をきたすレベルとなることが読み取れる。従っ
て、FMラジオノイズの抑制には、表面析出層厚さが7
μm以下である必要があることがわかる。
【0041】図5および図6より、放射電波雑音の抑制
効果の為には、抵抗値が104 Ω〜106 Ωでかつ、表
面析出層厚さが1μm以上必要であり、FMラジオノイ
ズの抑制効果の為には、表面析出層厚さは7μm以下で
ある必要があることがわかる。
【0042】従って、放射電波雑音の抑制効果とFMラ
ジオノイズの抑制効果を兼ね備えた放電部材は、抵抗値
が104 Ω〜106 Ωでかつ、表面析出層厚さが1μm
〜7μmでなければならないことがわかる。ここで、図
5、図6より、特開平1−262368の従来の点火配
電器は放射電波雑音の抑制効果は非常に優れるが、FM
ラジオノイズの抑制効果がないこともわかる。
【0043】又、従来の特開平1−262368の発明
品の放電部材の抵抗は、比抵抗が104 Ωcm〜107 Ω
cmであったとの記述であるが、発明者の実験によれば、
放電部材の寸法を変えると、放射電波雑音の抑制効果も
変わってしまうことがわかった。
【0044】即ち、導電面の断面積が小さくかつ放電面
5と金属板42の距離が長い場合には、放電部材の抵抗
値が大きくなり放射電波雑音の抑制効果が小さくなる。
逆に、導電面の断面積が大きくかつ放電面5と金属板4
2の距離が短い場合は放電部材の抵抗値が小さくなりこ
の場合も放射電波雑音の抑制効果が小さくなるのであ
る。
【0045】しかるに、本発明の如く、放電部材の放電
面5と金属板42の間の抵抗値が104 Ω〜106 Ωで
あれば放電部材の寸法に関係なく、放射電波雑音の抑制
効果とFMラジオノイズの抑制効果がえられる。
【0046】次に、放電部材の表面析出層の析出物につ
いて述べる。Ni−Znフェライトと酸化珪素と酸化コ
バルトを焼成する場合その焼成温度により析出物の状態
が異なることが分かった。即ち、比較的低温で焼成した
場合(約1345℃〜約1355℃)、表面析出層の表
面は図7に示すごとく直径5μm以下の球状析出物で覆
われている。図7は、得られた表面析出層を300倍に
拡大した顕微鏡写真である。
【0047】この球状析出物を分析したところ表面析出
層と同じく酸化珪素含有量が多かった。そして、焼成温
度を上げていく(約1360℃〜約1400℃以上)
と、図8に示すごとく上記球状析出物と針状析出物が混
在した表面析出層の表面となる。図8は、得られた表面
析出層を300倍に拡大した顕微鏡写真である。
【0048】この針状析出物を分析したところ表面析出
層と同じく酸化珪素含有量が多い部分と酸化珪素含有量
が非常に少ない部分があることがわかった。そして、さ
らに焼成温度を上げていく(約1405℃以上)と酸化
珪素自体が流失して表面析出層がなくなってゆく。
【0049】そこで、本発明における測定では、表面析
出層の析出物の状態として、球状析出物のみの試料A、
球状析出物と針状析出物が混在した試料Bおよび酸化珪
素自体が流失した試料Cについて実施し、その結果を図
9に示した。
【0050】図8より、球状析出物と針状析出物が混在
した試料Bは放射電波雑音とFMラジオノイズの両方の
抑制効果はあるが、球状析出物のみの試料Aは放射電波
雑音の抑制効果はあるがFMラジオノイズの抑制効果が
少し不足しており、酸化珪素自体が流失した試料CはF
Mラジオノイズの抑制効果はあるが、放射電波雑音の抑
制効果が少し不足していることが分かる。
【0051】即ち、図9より、放射電波雑音とFMラジ
オノイズの抑制効果を兼ね備えた表面析出層の表面は球
状析出物と針状析出物が混在した状態が望ましいことが
わかる。
【0052】本発明では、上記実施例における放電部材
の成分に限定されるものではなく、Ni−Znフェライ
トの酸化鉄のモル%と、酸化コバルトの重量%及び二酸
化珪素の重量%を変えることにより、放電部材の抵抗値
及び表面析出層厚さを本発明の抵抗値が104 〜106
Ωじかつ表面析出層厚さが1〜7μmとすれば、それぞ
れの配合がどのようであっても、本発明の効果を得るこ
とができる。
【0053】さらに、前記実施例では、Ni−Znフェ
ライトと酸化珪素と酸化コバルトを焼結したもので述べ
てきたがNi−Znフェライト以外でも、Mn−Znフ
ェライト、Cu−Znフェライト、Mg−Znフェライ
トにおいても、上述した抵抗値と表面析出層の厚さが上
記の条件を満足していれば同様の効果が得られる。
【0054】さらにまた、酸化コバルトを酸化ニッケ
ル、酸化亜鉛、酸化銅、酸化マンガンにしても、前記実
施例に限定されるものではなく、抵抗値と表面析出層の
厚さが上記の条件を満足していれば同様の効果が得られ
る。
【0055】
【発明の効果】以上のように、本発明の点火配電器を採
用することによって、外部への放射電波雑音を抑制する
とともに、自動車へのFMラジオノイズの抑制を両立さ
せることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の点火配電器である。
【図2】回転電極の拡大図である。
【図3】放電部材の平面図である。
【図4】放電部材の拡大部である。
【図5】表面析出層厚さ及び抵抗値と放射電波雑音の関
係を示す特性図である。
【図6】表面析出層厚さ及び抵抗値とFMラジオノイズ
の関係を示す特性図である。
【図7】表面析出層の表面の球状析出物を示す顕微鏡写
真である。
【図8】表面析出層の表面の球状析出物と針状析出物と
が混在している状態を示す顕微鏡写真である。
【図9】表面析出層の表面の析出物の状態と放射電波雑
音及びFMラジオノイズの関係を示す特性図である。
【図10】表面析出層厚さ4μmの放電波形のモデル特
性図である。
【図11】表面析出層厚さが10μmの放電波形のモデ
ル特性図である。
【符号の説明】
3 固定電極 4 配電子 40 回転電極 50 放電部材
【手続補正書】
【提出日】平成3年7月25日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の点火プラグにそれぞれ電気的に接
    続された固定電極と、 一端が各固定電極との間に微小間隙を保持しながら回転
    するとともに、他端には、電圧が印加される電圧印加部
    が形成された回転電極とからなり、 該回転電極が回転することによって、前記固定電極との
    距離が微小間隔となった時に、前記固定電極の放電部材
    と電気回転電極の放電部材との間において放電すること
    により、前記点火プラグへの配電を行わせるようにした
    点火配電器において、 前記固定電極および前記回転電極の放電部材の少なくと
    も一方には、フェライトと、酸化珪素とを少なくとも含
    む焼結体からなり、かつ、該焼結体の内部より酸化珪素
    の含有量が多い1〜7μmの厚さの表面析出層を有する
    とともに、前記放電部材の前記電圧印加部から前記放電
    部までの抵抗値が104 〜106 Ωであることを特徴と
    する点火配電器。
  2. 【請求項2】 前記表面析出層は、球状析出物と針状析
    出物が混在していることを特徴とする請求項1記載の点
    火配電器。
  3. 【請求項3】 前記フェライトは、Ni−Znフェライ
    ト、Mn−Znフェライト.Cu−Znフェライトおよ
    びMg−Znフェライトの少なくとも一種よりなること
    を特徴とする請求項1乃至2のいずれか1記載の点火配
    電器。
  4. 【請求項4】 前記焼結体には、酸化コバルト、酸化ニ
    ッケル、酸化亜鉛、酸化銅および酸化マンガンの少なく
    とも一種を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいず
    れか1記載の点火配電器。
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