JPH0638358B2 - 内燃機関の点火装置用定電圧放電管のガス封入方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関の点火装置における点火プラグと直
列に接続されて使用される定電圧放電管のガス封入方法
に関するものである。

従来の技術 内燃機関の点火装置における点火プラグの絶縁磁器体表
面にカーボンや鉛化合物等が付着することにより、必要
な電圧が点火プラグ電極のところで得られなくなること
を防止するために、点火プラグと点火コイルとの間に放
電管を設けることがすでに知られており、そのような放
電管として特開昭50-139237号公報に示されるものがあ
る。

これは、第６図に示すようにセラミックの筒状絶縁体１
２の両端をコップ状金属電極１３，１４で封止し、筒状
絶縁体の内部１５に不活性ガスを充填したものである。

発明が解決しようとする課題 内燃機関の点火装置の点火プラグの点火電圧は、最近で
は１０〜２５ｋＶ位に設定されているが、カーボンの付
着によるくすぶり汚損を防止することからも、点火電圧
は高いほど好ましい。くすぶり汚損を確実に防止するに
は１８ｋＶ以上の点火電圧が必要とされ、当然のことな
がら前述した従来の放電管についても放電開始電圧の高
いことが要求される。

放電管の放電開始電圧を高するには、主電極間の放電間
隔を大きくするか、内部の封入ガス圧も高くするかのい
ずれかが効果的であるが、放電間隔は点火装置の組み込
みの制約から寸法的に限度があり、あまり大きくするこ
とはできない。

一方、内部の封入ガス圧を高くする場合には、次のよう
な問題がある。

前述した従来の放電管は、たとえば電極１４を筒状絶縁
体１２に封着し、他方の電極１３を未封着状態のまま密
閉容器内に載置し、密閉容器内を排気して不活性ガスを
封入することにより筒状絶縁体１２の内部を排気し、さ
らに不活性ガスを封入してから、密閉容器の外部より高
周波加熱装置で電極１３の近傍を加熱して電極１３を筒
状絶縁体１２に封着することで作られるのが一般的であ
る。

また、電極１３，１４の筒状絶縁体１２への封着には、
封着ガラスを用いるか、もしくは、筒状絶縁体１２の表
面にメタライジング技術により形成される金属層と電極
との封着部分をろう材で接合するかのいずれかで行われ
る。ところが、両者とも、封着には高温加熱に相応の時
間を要するので、封着時の加熱によって筒状絶縁体の内
部のガス圧が外部より一時的に高くなり、絶縁体内部の
不活性ガスが外部に流出するために、密閉容器の封入ガ
ス圧を筒状絶縁体の必要ガス圧より高くしておかなけれ
ばならない。

ところが、点火プラグの点火電圧を１８ｋＶ以上の高い
電圧とするには、前述したように、放電管の放電開始電
圧を高くしなければならない。それには放電間隔の制約
から数気圧〜十数気圧もの不活性ガスを封入しなければ
ならない。

しかるに、前述した従来の放電管に数気圧〜十数気圧と
いう高い圧力の不活性ガスを封入するには、密閉容器内
の封入ガス圧を非常に高くしなければならず、密閉容器
には高圧に耐え得るものが必要となるので、排気，ガス
封入のための装置が大型化し、また高価なものになる。

本発明は、このような問題を改善するためになされたも
ので、排気，ガス封入のための装置に大型化で高価な装
置を必要としない点火装置用定電圧放電管のガス封入方
法を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明の点火装置用定電圧放電管は、中空部に連設する
第１開口およびこの第１開口の開口面積より小さい面積
の第２開口を端部に有する中空円筒外囲器と、中空円筒
外囲器に封着ガラスにより封着されて第１開口を封塞す
る第１の金属封塞体と、第１の金属封塞体に取り付けら
れている第１電極と、中空円筒外囲器に封着ガラスによ
り封着されて第２開口を封塞する第２の金属封塞体と、
第２の金属封塞体に取り付けらてている第２の電極を有
し、中空部には不活性ガスが封入されているものであ
る。

作 用 中空円筒外囲器の内部への不活性ガス封入は、小さい一
方の開口とこれを封塞する大きさの金属封塞体を介して
行った後、加熱溶融した封着ガラスを用いて金属封塞体
で開口を封塞するようにしたので、加熱封着時間は比較
的短くてすみ、中空円筒外囲器内の不活性ガスの流出を
少なくすることができる。

実施例 以下、本発明の点火装置用定電圧放電管の一実施例につ
いて、図面を用いて説明する。

第１図は本実施例の断面図である。

図において、１はたとえばセラミックの絶縁材よりなる
中空円筒外囲器で、第２図(イ)に示すように一端に第１
開口８を有し、その周縁には第１の溝９が形成されてお
り、また、他端には第２図(ロ)に示すように第１開口８
より狭い開口面積の第２開口１０を有し、その周縁には
第２の溝１１が形成されている。

２はたとえばコバールの金属材料よりなる第１の金属封
塞体で、第３図（イ）に示すように有底形状をなし、第
１開口面積より少し広い底面積を有し、第１開口８を封
塞している。３はたとえばコバールの金属材料よりなる
第２の金属封塞体で、第３図(ロ)に示すように有底形状
をなし、第２開口面積より若干広い底面積を有し、第２
開口１０を封塞している。４は封着ガラスで、金属封塞
体２，３を中空円筒外囲器の溝９，１０のそれぞれに溶
着している。５は第１電極で、タングステン，タンタル
もしくはモリブデン等の金属よりなり、第１の金属封塞
体２の底部に溶着されている。６は第２電極で、タング
ステン，タンタル，モリブデン等の金属粉末をプレス成
形し焼結した焼結体を金属棒に取り付け、第２の金属封
塞体３の底部に溶着したものである。７は中空部で、ア
ルゴン，ネオン，窒素ならびにキセノン等のいずれか一
種または数種混合してなる不活性ガスが必要な放電開始
電圧を得るための圧力で封入されている。

なお、第１電極５と第２電極６は、第１電極５を第２の
金属封塞体３に取り付け、第２電極６を第１の金属封塞
体２に取り付けてもよい。

この実施例の製造方法について説明する。

まず、たとえばセラミックの材料の粉末をプレス成型
し、これを焼成して第２図(イ)，(ロ)に示すように中空
部７に連設した第１開口８とこの開口周縁の第１の溝９
と、第１開口より狭い面積の第２開口１０とこの開口周
縁の第２の溝１１とを両端に有する中空円筒外囲器１を
作製する。

次に、この中空円筒外囲器１の第１の溝９と第２の溝１
１に外囲器１と熱膨張係数がほぼ等しいガラスフリット
を塗布し、大気中または窒素雰囲気中で加熱溶融させて
第４図(イ)に示すように第１の溝９に、また図示してい
ない第２の溝１１にそれぞれ封着ガラス４を溶着してお
く。

また、第１，第２の金属封塞体２，３にもその底部周縁
にガラスフリットを塗布し、前述したと同様に第４図
(ロ)に示すように第１の金属封塞体２に、また他方の図
示していない第２の金属封塞体３にそれぞれ封着ガラス
４を溶着し、さらに第１と第２の金属封塞体２，３の底
部に第１図に示すように第１と第２の電極５，６をそれ
ぞれ溶着する。

なお、中空円筒外囲器１および金属封塞体２，３の封着
ガラスはそれぞれに近似した熱膨張係数を有していなけ
ればならないことから、中空円筒外囲器１と金属封塞体
２，３とは熱膨脹係数の近似しているものが使用され
る。

次いで、第１の金属封塞体２を、第１電極５が中空部７
へ向うように、第１の溝９にその側壁部を嵌挿して中空
円筒外囲器１に上方から載置し、これを窒素ガス中また
は不活性ガス雰囲気中で加熱して、第１の溝９および第
１の金属封塞体２の封着ガラスを再度溶融し、金属封塞
体の重みで金属封塞体の側壁部先端が第１の溝９の底部
に当接するまで加熱を続けて、第１図に示すように第１
の金属封塞体２を第１の溝９のところで封着ガラスによ
り封着する。

しかる後、第２の金属封塞体３を同様に第２の溝１１に
その側壁部を嵌挿して中空円筒外囲器に上方から載置
し、さらに、これを密閉容器内に載置し、密閉容器内を
排気することにより中空円筒外囲器の中空部７をも排気
した後、アルゴン，ネオン，窒素ならびにキセノン等の
一種あるいは混合した不活性ガスを所定圧力で封入し、
密閉容器の外部より高周波加熱装置で金属封塞体３の近
傍を加熱して、金属封塞体３および第２の溝１１にあら
かじめ溶着しておいた封着ガラスを溶融させ、第１図に
示すように封着ガラス４で金属封塞体３を第２の溝１１
のところで封着し、第５図に示すような定電圧放電管と
する。

この排気、不活性ガス封入の方法は、たとえば特開昭63
-175315号公報にも示されているように公知であるが、
金属封塞体の封着については、これによらずにレーザ光
の照射を利用して行ってもよい。

また、本実施例においては、ガラスフリット塗布し加熱
溶融して封着ガラスをあらかじめ第１と第２の金属封塞
体２，３および第１と第２の溝９，１１に溶着したが、
第１と第２の金属封塞体２，３および第１と第２の溝
９，１１にガラスフリットを塗布し、金属封塞体の封着
時に加熱溶着してもよい。

また、封着ガラスは封着強度の点から金属封塞体２，３
と溝９，１１の両者間に介在させたが、金属封塞体だけ
にガラスフリットを塗布して溝への封着時に溶着して
も、またはあらかじめ封着ガラスを溶着しておいて封着
時に再溶融し溝に溶着してもよい。そして、金属封塞体
の側壁部先端を溝の底部に当接させなくても、封着ガラ
スで金属封塞体が溝に完全に溶着していれば十分であ
る。

さらに、第１と第２の金属封塞体２，３の底部の外端面
は中空円筒外囲器１の最外端面より内方の中空部７寄り
にあるが、これは定電圧放電管を落下したとき金属封塞
体２，３が直接衝撃を受けて封着部にクラッチを生じ、
不活性ガスがリークしてしまうことを防止する上で有効
であり、その間隔Ｄは０．１mm以上あれば十分である。

さらにまた、本実施例では、中空円筒外囲器１の両端の
第１開口８と第２開口１０の周縁に第１，第２の溝９，
１１を設け、この第１と第２の溝９，１１に封着ガラス
によって第３図(イ)，(ロ)に示す第１，第２の金属封塞
体２，３を溶着しているが、中空円筒外囲器１に溝を設
けずに第１開口８と第２開口１０を単に段穴にし、第
１，第２金属封塞体２，３を平板にして、それらを段穴
の平坦部のところで封着ガラスによって封着してもよ
い。

発明の効果 本発明の製造方法による定電圧放電管は、中空円筒外囲
器内の排気、それへの不活性ガスの封入を、小さい第２
開口とこれを封塞する第２の金属封塞体とを介して行
い、その後第２の金属封塞体により第２開口を封塞する
ものなので、この第２の金属封塞体による封塞のための
封着ガラスの加熱封着時間が比較的短くてよく、中空円
筒外囲器内の不活性ガスの流出を効果的に抑制すること
ができる。したがって、排気，不活性ガス封入をするた
めに用いられる密閉容器内のガス圧を、中空円筒外囲器
内に封入するのに必要なガス圧よりあまり高くする必要
がなく、そのため排気とガス封入のための装置が大型化
せず、また安価なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の点火装置用定電圧放電管の一実施例の
断面図，第２図(イ)は中空円筒外囲器を一部切断して一
方の開口部を示した斜視図，第２図(ロ)は中空円筒外囲
器を一部切断して他方の開口部を示した斜視図，第３図
(イ)は第１の金属封塞体の斜視図，第３図（ロ）は第２
の金属封塞体の斜視図，第４図（イ）は封着ガラスを溶
着した中空円筒外囲器を一部切断した一方の開口部の断
面図，第４図(ロ)は封着ガラスを溶着した第１の金属封
塞体の断面図，第５図は本実施例の外観図、第６図は従
来の点火装置用放電管の断面図である。 １……中空円筒外囲器、２……第１の金属封塞体、３…
…第２の金属封塞体、４……封着ガラス、５……第１電
極、６……第２電極、７……中空部、８……第１開口、
９……第１の溝、１０……第２開口、１１……第２の
溝。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空部に連設する第１開口およびこの第１
   開口の開口面積より小さい面積の第２開口を端部に有す
   る中空円筒外囲器と、前記中空部の排気、不活性ガス封
   入に先立って封着ガラスにより前記中空円筒外囲器の前
   記第１開口を封塞する第１の金属封塞体と、前記第１の
   金属封塞体に取りつけられる第１電極と、封塞されてい
   ない前記第２開口を介して前記中空部の排気、不活性ガ
   スの封入後に前記中空円筒外囲器に封着ガラスにより溶
   着され前記第２開口を封塞する第２の金属封塞体と、前
   記第２の金属封塞体に取りつけられる第２の電極と、前
   記中空部に封入される不活性ガスとからなる内燃機関の
   点火装置用定電圧放電管のガス封入方法。
2. 【請求項２】中空円筒外囲器は第１開口周縁の第１の溝
   と第２開口周縁の第２の溝とを有し、第１の金属封塞体
   は有底形状をしていて、前記第１の溝に嵌挿する側壁部
   を有し、第２の金属封塞体は有底形状をしていて、前記
   第２の溝に嵌挿する側壁部を有している請求項１に記載
   の内燃機関の点火装置用定電圧放電管のガラス封入方
   法。