JPS593509Y2 - プラズマ点火装置用点火プラグ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動車等の内燃機関のプラズマ点火装置に用い
る点火プラグに係り、さらに詳述すれば、内燃機関の点
火プラグの中心電極先端部と側方電極との間の点火間隙
の周囲を電気絶縁材で囲んで放電空間を形成し、高電圧
のスパーク点火用電源と比較的低電圧のプラズマ点火用
電源とを備えスパーク点火用電源によって放電空間に生
じた火花による絶縁低下を利用してプラズマ点火用電源
から高エネルギーの電力を供給してプラズマ点火を行な
うプラズマ点火装置に用いる点火プラグに関するもので
、特に電波雑音の発生を低減化することを図ったもので
ある。

従来技術とその問題点を第１図、第２図、第３図により
説明する。

プラズマ点火装置は、内燃機関の低負荷運転域や稀薄混
合気燃焼など燃焼が不安定となりがちな運転条件におい
て、確実な着火と熱燻の安定性を向上させるためのもの
で、その場合に使用する点火プラグは、第１図にその断
面図を示すように、中心電極６１と側方電極６２との間
の点火空隙の周囲を、セラミックス等の電気絶縁材６３
で包囲して小さな容積の放電空間６４を形成する構造と
なっている。

この点火プラグ６はスパーク点火用電源とプラズマ点火
用電源との両方から点火エネルギーを供給され、スパー
ク放電時に放電空間６４内に発生するプラズマ状ガスを
噴孔６５から噴出させて混合気を着火燃焼させる。

この点火プラグ６は、スパーク放電によってのみ混合気
に点火する通常の点火プラグと異なり、まず中心電極６
１と側方電極６２との間にスパーク点火用電源からの高
電圧（−２０〜−３０ｋＶ）に基づく火花放電を起こさ
せ、この時に放電空間６４の内部で絶縁が破壊されるの
を利用して、プラズマ点火用電源からの比較的低電圧（
−１〜−２ｋＶ）の高エネルギー（数ジュール）を短時
間（数百μｓ）に前記電極間に印加することにより放電
状態を持続させ、この結果得られた高温高エネルギーの
プラズマ状ガスの熱膨張に基づき、高温高圧ガスを噴孔
６５から噴出させて混合気を確実に着火燃焼させるもの
である。

これを第２図に示すプラズマ装置の従来回路よりさらに
具体的に説明す、る。

第２図は第１図の構造を有する点火プラグ６を４気筒の
内燃機関に取付けた場合の制御系統図である。

機関の回転に機械的に同期してオン、オフするコンタク
ト・ポイント１によって、バッテリ電圧■８を印加され
て点火コイル２の一次側コイルを流れる電流が断続され
、その二次側コイルに−２０〜−３Ｑ ｋＶの尖頭値を
有する高圧パルスｖｉｇを発生する。

この高圧パルスｖｉｇが、プラズマ点火用の高圧パルス
ｖｐの廻り込みを防止するダイオード３を通ってディス
トリビュータ４に送られ、コンタクト・ポイント件の開
閉に同期して回転するロータ４ｒから側方電極４ａ 、
４ ｂ 、４ Ｃ，４ｄとの放電ギャップを介して抵抗
穴リハイテンション・コード５ ａ 、５ ｂ 、５
Ｃ，５ｄに分配され、各気筒の点火プラグ６ａ、６ｂ、
６Ｃ，６ｄへと順次供給される。

高圧パルスＶｉｇによって点火プラグ６ａ〜６ｄの放電
電極間の混合気が順次絶縁破壊し、放電電極間にスパー
クを発生する。

この絶縁破壊により、プラズマ点火用電源回路７によっ
てコンデンサ８（０，５μＦ程度の静電容量を持つ）に
充電された比較的低電圧の充電エネルギーが、プラズマ
電源系保護用のダイオード９ａ、９ｂ 、９ Ｃ，９ｄ
のいずれかを通って、スパークを発生している点火プラ
グ（５ａ〜６ｄのうちの一つ）に注入される。

このコンデンサ放電による高エネルギーによって点火プ
ラグの放電電極間にプラズマ状の高温高圧ガスを発生し
、稀薄な混合気に対しても確実に着火燃焼を行なわせる
。

しかしながら、このような従来の点火プラグにあっては
、尖頭値−２０〜−３０ｋＶの高圧パルスｖｉｇが印加
され放電空間４の混合気が絶縁破壊して中心電極６１と
側方電極６２との間に容量放電が発生した場合に該電極
間を第３図に波形例を示すような衝撃電流ｉＮが流れる
と、この衝撃電流ｉＮは中心電極６１を通ってその軸頭
部（端子）Ｐｈを経て、第２図破線矢印で示すように、
プラズマ点火用電源系にまで流れるため、空間に広帯域
（数十ＭＨｚ〜１０００ ＭＨｚ）の電波雑音として輻
射されてしまい、通常のスパーク点火用電源のみによる
点火プラグに比較して、雑音レベルが高いという問題点
があった。

なお、保護用ダイオード９ａ〜９ｄは高電力ダイオード
を使用しているから、ダイオードの接合容量が数十ピコ
・ファラッド以上と大きく、衝撃大電流ｉＮはほとんど
通過してしまい、電波雑音防止には効果がない。

本考案の目的は、従来技術での上述した問題点を解し、
衝撃電流ｉＮに起因する高周波電波雑音を大幅に低減す
ることのできるプラズマ点火装置用点火プラグを提供す
るにある。

本考案の特徴は、上記目的を達成するために、点火プラ
グの中心電極の中間部に高透磁率の磁性材料からなる磁
心を有するインダクタを上記中心電極と電気的に結合す
るように設置し、上記インダクタより点火プラグ後端（
前記の軸頭部ｐｈ）側の中心電極部と側方電極の間に高
誘電率の誘電体材料を局部的に充填してコンデンサを形
成し、上記インダクタのインダクタンスと上記コンデン
サの容量とで所定周波数以上の高周波を遮断する低域通
過型フィルタを形成させる構成とするにある。

以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第４図は本考案の一実施例を示す断面図である。

第４図において、符号６１〜６５の部分は第１図従来例
の場合と同じで、それぞれ、６１は中心電極、６２は側
方電極、６３はセラミックス等の電気絶縁材、６４は放
電空間、６５は噴孔である。

第４図実施例と第１図従来例との相異は、第４図におい
ては、高透磁率の磁性材料、例えばフェライト、で作ら
れた磁心６６にコイル６７を巻回して形成されるインダ
クタが中心電極６１の中間部に設置されていることと、
高誘電率の誘電体材料、例えばチタン酸バリウム６８を
中心電極６１と側方電極６３との間に局部的に充填して
小容量のコンデンサを形成したことである。

第４図実施例構成を有する点火プラグの衝撃電流ｉＮに
対する電気的等価回路は第５図のようになる。

ここで、Ｐｓは中心電極６１の先端部つまり放電端であ
り、Ｐｈは中心電極６１の後端部つまり軸頭部である。

インダクタのインダクタンスＬはＬ＃０．２〜０．５μ
Ｈ、コンデンサの容量ＣはＣξ３０ｐＦ（ピコ・ファラ
ッド）に選び、低域通過型フィルタの高域遮断周波数ｆ
ＨをｆＨ＃６０〜１００ＭＨｚに設定する。

このように、中心電極６１の中間部に低域通過型フィル
タを設けることにより、その周波数スペクトラムの主要
部分が数十ＭＨｚ以上を占める衝撃電流ｉＮの大半を遮
断して軸頭部ｐｈへの衝撃電流ｉＮの流出を大幅に低減
できるようになる。

第６図は本考案の他の実施例を示す断面図である。

この実施例においては、中心電極６１の途中にビーズ状
の高透磁率の磁性材料（例えばフィライト）からなる磁
心６９を被せてその部分の中心電極６１のインダクタン
スを増大させてインダクタとしての機能を持たせ、その
先にチタン酸バリウム等の高誘電率の誘電体材料６８を
側方電極６２との間に充填して小容量のコンデンサを形
成する。

このようにして第５図の等何回路の低域通過型フィルタ
を中心電極６１の中間部に形成し、衝撃電流ｉＮの軸頭
部Ｐｈへの流出を防ぐ。

以上説明したように、本考案によれば、その構成を中心
電極の中間部にインダクタンスＬと小容量Ｃとで形成さ
れる低域通過型フィルタを設けることにより放電部に発
生する衝撃電流ｉＮの軸頭部への流出を防止するように
したため、プラズマ点火用電源系から輻射される電波雑
音を大幅に低減することができるという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプラズマ点火装置用点火プラグの断面図
、第２図はプラズマ点火装置の回路構成図、第３図は点
火プラグに流れる衝撃電流の波形例を示す図、第４図及
び第６図は本考案の実施例断面図、第５図は本考案点火
プラグの衝撃電流に対する等何回路である。 符号の説明 １・・・・・・コンタクト・ポイント、２
・・・・・・点火コイル、４・・・・・・ディストリビ
ュータ、４ｒ・・・・・・ロータ、４ａ〜４ｄ・・・・
・・側方電極、５ａ〜５ｄ・・・・・・ハイテンション
・コード、６，６ａ〜６ｄ・・・・・・点火プラグ、６
１・・・・・・中心電極、６２・・・・・・側方電極、
６３・・・・・・電気絶縁材、６４・・・・・・放電空
間、６５・・・・・・噴孔、６６．６９・・・・・・磁
心、６７・・・・・・コイル、６８・・・・・・誘電体
材料、８・・・・・・コンデンサ、７・・・・・・プラ
ズマ点火用電源回路、９ａ〜９ｄ・・・・・・ダイオー
ド。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）内燃機関の点火プラグの中心電極先端部と側方電
   極との間の点火間隙の周囲を電気絶縁材で囲んで放電空
   間を形威し、高電圧のスパーク点火用電源と比較的低電
   圧のプラズマ点火用電源とを備えスパーク点火用電源に
   よって放電空間に生じた火花による絶縁低下を利用して
   プラズマ点火用電源から高エネルギー°の電力を供給し
   てプラズマ点火を行なうプラズマ点火装置に用いる点火
   プラグにおいて、中心電極の中間部に高透磁率の磁性材
   料かちなる磁心を有するインダクタを上記中心電極と電
   気的に結合するように設置し、上記インダクタより点火
   プラグ軸頭側の中心電極部と側方電極の間に高誘電率の
   誘電体材料を局部的に充填してコンデンサを形成し、上
   記インダクタのインダクタンスと上記コンデンサの容量
   とで所定周波数以上の高周波を遮断する低域通過型フィ
   ルタとすることを特徴とするプラズマ点火装置用点火プ
   ラグ。
2. （２）前記インダクタは高透磁率の磁性材料からなる磁
   心のまわりに導線コイルを巻きつけて形成されるインダ
   クタであり、この導線コイルの両端を前記中心電極の途
   中に挿入接続したことを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項記載のプラズマ点火装置用点火プラグ。
3. （３）前記インダクタは、高透磁率の磁性材料からなる
   ビーズ状磁心体を前記中心電極に被せて形成されるイン
   ダクタであることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項記載のプラズマ点火装置用点火プラグ。