JPS5818561A - 内燃機関用配電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関用配電器に関し、特にロータ電極と固
定電極間の放電に起因する雑音電波の発生を抑制した配
電器に関するものである。

火花点火方式の内燃機関においては、配電器のロータ電
極と側電極間の放電及び点火プラグの電極間の放電に起
因した雑音電波を発生する。

この雑音電波は１周波数帯域が広く、かつ高レベルであ
るので、テレビジョン、ラジオその他の無線通信施設に
障害を与えるおそれがあり、そのため上記の雑音電波は
極力抑制することが要請されている。

この問題に対しては、これまでにロータ電極として抵抗
材料や種々の導電性セラミックス等を用いる方式が提案
されている。しかしこれらの方式も量竜車両を対象とす
るには、あまりにも高価であったり、安価ではあるが雑
音電波防止性能や長時間の耐久性の点で不十分である等
の欠点があシ。

実用に供されるものは数少ない。

本発明者等は、これまでの研究により、ロータ電極とし
て酸化チタン（チタニアＴｉ０２）を含む半導電性アル
ミナセラミックスを用いると、火花放電時の雑音電波の
発生が効果的に防止され、かつ比較的安価で、耐久性の
点でも優れていることを見い出した。しかし後述するご
とく、アルミナセラミックスは、従来の金属電極材料と
は機械的電気的性質や表面状態が異なるため、半導電性
アルミナセラミックスの性能を活かし、実用に供するた
めには、ロータ本体への取付は方法、電極長及びセンタ
カーボンの摩耗等の点で特別の配慮を要することが明ら
かになった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり。

雑音電波発生の抑制効果が大きく、力・つセンタカーボ
ンの摩耗が少なく、シかも耐久性と生産性とに優れた配
電器を提供するととを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明においては。

ロータ電極の火花放電部（先端部）は酸化チタンを含む
半導電性アルミナセラミックス材で形成しまたロータ電
極のセンタカーボンとの接触部（中心部）は被耐摩耗性
の金属部材（センタカーボンを摩耗させない釦１で形成
し９両者をかしめ等　　□の方法で電気２的に導通する
ようにロータ本体に固定することにより、半導電性アル
ミナセラミックス部分の長さを雑音電波抑制性能と点火
エネルギー損失との点で最適の長さにすることを可能と
しまだセンタカーボンの摩耗を少なくシ、シかも耐久性
と生産性とに優れたものとしている。

以下、まずロータ電極に半導電性アルミナ掩うミノクス
材を用いる場合の問題点について説明し続いて本発明に
ついて詳細に説明する。

第１図は一般的な内燃機関用配電器の断面図である。第
１図において、１はハウジングで、ハウシング１は、ハ
ウジング１内に突出したカム軸２とともに図示しない内
燃機関に装着される。カム軸２は内燃機関のクランク軸
に連結されて回転するようになっており、カム軸２の先
端にロータ電極３とロータ電極６を固着した絶縁体のロ
ータ本体４とからなるロータ５が装着しである。まだ。

中央部に主電極６が固設され、′円周部に・内燃機関の
気筒数゛に対応する複数個の側電極７が固設されたキャ
ップ８がハウジング１に装着しである。９はセンタカー
ボンで、主電極６に一方が接触しているスプリング１０
によってロータ電極３に押し。

付けられている。なお、側電極７は、ロータ５が回転し
たときに、それぞれロータ電極３と微小ギャップＧで対
向するように設けてあり、火花放埒によって電絡するよ
うにしである。

上記した構成において２図示しない点火コイルからの高
電圧は１図示しない高圧ケーブルを介して主電極６から
導入され、スプリング１ｏおよＯセンタカーボン９を介
してロータ電極３に伝導され、さらに、ロータ電極５０
回転にともなってロータ電極３の先端部と側電極７間の
放電ギャップＧの空気を絶縁破壊（火花放電）して側電
極７に配電され、側電極７から図示しない高圧ケーブル
を介して、内燃機関の各気筒の点火プラグに送られる〇 ところで、上記の動作において、ロータ電極６と側電極
７間の火花放電現象が点火系の主な電波雑音源となって
いる。このミノ皮雑音の発生を低減させるためには、前
記のごとく、ロータ電極として、酸化チタンを陰むアル
ミナ粉末を混錬、焼成の後、還元性雰囲気中で還元処理
して半導電性にしたアルミナセラミックス材を用いると
顕著な効果がある。

しかし、上記の材料はセラミックスであることから表面
に微小な凹凸があるため、センタカーボン９の摩耗が著
しく早められ、製品の寿命が短かくなるという問題を生
ずる。実験によると、ロータ電極３を黄銅で構成した場
合と比較し、ロータ５の回転数３００　Ｏｒｐｍ、　　
９０℃、連続２００時間の運転で、約８倍の摩耗量を示
す。

まだ半導電性アルミナセラミックスの電気伝導度が金属
材料に比べて低いため、半導電性アルミナセラミックス
材より成るロータ電極の長さが長くなると、その部分に
おけるエネルギー損失が増大するという問題がある。

また、ロータ電極３をロータ本体４に固定する場合、ロ
ータ電極６をインサート成形するようにし、ロータ本体
４の一部にロータ電極３の埋込部１１を設けるようにす
るのが一般的であるが、ａ−タ電極３をセラミックス材
で構成する場合、このままの固定方法を適用すると、セ
ラミックス材が脆いため、成形時の樹脂圧力で割れると
いう問題を生じる。

本発明は上記のごとき種々の問題を解決したものであり
、以下実施例に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例図であり、（イ）はロータの
平面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ’断面図である。

第２図において、ロータ電極６は、黄銅やステンレスス
チール等の被耐摩耗性の金属で形成された中心部材３１
と、半導電性アルミナセラミックスで形成された先端部
材６２とで構成されている６また絶縁体のロータ本体４
には、中心部材３１と先端部材６２との位置決めを行な
うだめの溝１２１３を予め設けると共に、上記の両部材
３１．３’２をロータ本体４に固定するための突起１４
〜１６を設けておき１両部材５１．３２に設けた孔にこ
れらの突起をはめこんだのち、該突起を超音波かしめ等
によって押しつぶすことにより１両部材をロータ本体に
固定すると共に両部材の一部を重ね合せて両者を電気的
に接触させている。

上記のように構成することによって次のごとき効果が生
じる。

まず、センタカーボンと接触する中心部材ろ１を被耐摩
耗性の金属で形成しているので、センタカーボンの摩耗
が少なくなり、また火花放電部となる先端部材３２を半
導電性アルミナセラミックスで形成しているので、雑音
電波の発生を効果的に抑制することが出来る。

また半導電性アルミナセラミックスの実質的な長さｔ（
中心部材３１から突出している部分の長さ）を自由に設
定することが出来るので、雑音抑制効果とエネルギー損
失の点から最適の値を選定することが出来る。

半導電性アルミナセラミックスの抵抗によるエネルギー
損失及び着火性能の低下については、上記の長さｔが約
１５　ｍｍ以下であれば、一般の黄・銅ロータ電極に比
べて有意差が認められないことが実験的に確認（詳剛後
述）されたＯただしｔが５　ｍｍ未満になると、放電が
先端部材３２と側電極７との間だけではなく、中心部材
３１と側電極７との間でも発生するため、雑音抑制効果
が得られなくなることが判明した。

したがって長さｔの値は、！＋ｍｍ以上１５ｍｍ以下に
する必要がある。

また前記のごとく、中心部材３１と先端部材３２とをロ
ータ本体にかしめ止めするように構成しているので、製
造時に、半導電性アルミナセラミックスが成形時の樹脂
圧力で割れるおそれもなく。

かつ組立作業も容易である。

次に、上記のエネルギー損失について詳細に説明する〇 導電性アルミナセラミックスで形成した電極部分の形状
を長さ１０ｍｍ、幅１２ｍｍ、厚さ１　ｍｍとした場合
、ロータ電極部の抵抗値Ｒは第６図（３６は温蜜計プロ
ーブ、３７は接触型＠）に示すとおり、常温にお−いて
１０Ｖ印カロで数百にΩ程度の匝を示す。しかし、１ｏ
ｏＶ印加時には、約４０にΩ　と印加電圧に逆比例的に
低下する。

さらに電極温度が１００℃程度に上昇すると。

第７図に示すように、やはり急激な抵抗値の減少が認め
られる。

以上の実験結果に現われた抵抗値の電圧依存性および温
度依存性から、導電性アルミナセラミック材力を実際に
ロータ電極として用いられた場合。

誘導枚重時の電極印加電圧がおよそ２００Ｖ前後で電極
温度が数百度に上昇していることを考慮すれば、との時
の電極抵抗は数にΩオーダの値を有することになる。こ
のような数にΩオーダの抵抗値では、誘導放電エネルギ
ーの抵抗損失はきわめて少ないことが理解でき、事実誘
導放電時の中心電極、側電極間の電圧値と放電継続時間
に黄銅等の金属電極との差違は昭められない。

次に第６図は本発明の第２の実施例の断面図である。

この実施例は、中心部材６１及び先端部材６２をかしめ
によって固定するためのリベット（又はハトメ）１７．
１８を、ａ−夕本体４に予め一体成形しておき、それに
よって両部材３１．３２を固定オるように構成したもの
である。

次に第４図は本発明の第３の実施例図であり。

（イ）は断面図、（ロ）は中心部材６１と先端部材３２
の斜視図である。

この実施例は、先端部材３２の中心部材３１との接続部
に、中心部材３１の形状に適合した底のある溝５６を設
け、中心部材３１の端部をその溝３６にはめ込んだのち
、かしめ止めするように構成したものである。

このような溝３３を設けることにより、中心部材３１と
先端材料６２０組み立て工程における位置決め作業が行
ない易くなるという効果がある。

次に第５図は本発明の第４の実姉例のｌ断面図である。

この実施例は、中心部材３１と先端部材６２とをロータ
の長さ方向に突き合せて同一平面上に配置し１両部材３
１．３２に設けた孔３４．３５にロータ本体４と同質の
樹脂を流し込むことによってロータ本体４に固定したも
のである。なお半導電性アルミナセラミックス材は強度
が比較的大きく２割れにくいので、ロータ本体４と一体
成形することも可能である。

このような一体成形による製造法をとると、かしめ工程
が省略できロータ本体４の成形と電極材の組み付けを一
工程で行なえるという効果がある。

なお第３〜５図において、第２図と同符号は同一物を示
す。

以上説明したごとく本発明によれば、ロータ電極のうち
、センタカーボンと接触する部分は被耐摩耗性の金属で
形成され、か７つ火花放電部は半導電性アルミナセラミ
ックスで形成されていると共に半導電性アルミナセラミ
ックスの長さｔが、雑音抑制効果と点火エネルギー損失
との点から最適となる３　ｍｍ以上１５ｍｍ以下に設定
され、また中心部材と先端部材との固定を実施例に示す
ごとき方法で行なっているので、雑音電波の抑制、セン
タカーボンの摩耗低減、ロータ電極保持力の向上及び組
立作業の容易化を一挙に実現するととが出来、高性能の
配電器を安価に提供するととが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の配電器の一例の断面図、第２〜５図はそ
れぞれ本発明の実施例図である。また第：と、７図は抵
抗値の電圧、温度特性図である。 符号の説明 １・・・ハウジング　　　　２・・・カム軸６・・・ロ
ータ電極　　　　４・・・ロータ本体５・・・ロータ　
　　　　　６・・・主電極７・・・側電極　　　　　　
８・・・キャ７ブ９・・センタカーボン　１０・・・ス
プリング１１・・・埋込部　　　　　１２，１５・・溝
□１４〜１６−９．突唱　　　１７，１８・・・リベッ
ト５１・・・中心部材　　　　３２・・・先端部材３３
１０．溝　　　　　　　３４．５５・・・孔代理人弁理
士　中　村　純之助 １’２図 （イ） ＩＰ３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　内燃機関の回転に連動して回転する絶縁体のロー
   タ本体に固設されたロータ電極と、該ロータ電極と微小
   なギャップを介して対向する複数個の側電極と、上記ロ
   ータ電極に接触するセンタカーボンとを備え１点火コイ
   ルで発生した高電圧を上記センタカーボンから上記ロー
   タ電極に伝え。 更に上記ロータ電極と上記側電極間の放電を介して上記
   側電極から内燃機関の各シリンダに設けられた点火プラ
   グに給電するように構成した配電器において、被耐摩耗
   性の金属で形成された中心部材と、酸化チタンを含む半
   導電性アルミナセラミックスで形成された先端部材とに
   よって上記ロータ電極を形成し、上記両部材を電気的に
   接触させると共に先端部材を中心部材との接触部から３
   〜１５ｍｍ突出させ、かつ中心部材が上記センタカーボ
   ／と接触する位置に、先端部材が上記側電極と対向する
   位置にくるように上記ロータ本体に固定したことを特徴
   とする内燃機関用配電器。 ２、　上記中心部材と上記先端部材とを、上記ロータ本
   体の一部に設けた突起もしくはかしめ部材によってロー
   タ本体にかしめ止めしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の内燃ｉ開用配電器。 ６、　上記先端部材の上記中心部材との凄触部に。 中心部材の形状に適合した底のある溝を設け、中心部材
   の端部を上記の背にはめ込んだのち、かしめ止めしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の内燃機関用
   配電器。 ４、　上記先端部材と上記中心部材とを１両者の端部を
   突き合せて上記ロータ本体の同一平面上に配置し、樹脂
   によってロ′−タ本体上に固定したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の内燃機関用配電器。