WO2012169291A1 - 接続装置及び点火装置並びに点火システム - Google Patents

接続装置及び点火装置並びに点火システム Download PDF

Info

Publication number
WO2012169291A1
WO2012169291A1 PCT/JP2012/061009 JP2012061009W WO2012169291A1 WO 2012169291 A1 WO2012169291 A1 WO 2012169291A1 JP 2012061009 W JP2012061009 W JP 2012061009W WO 2012169291 A1 WO2012169291 A1 WO 2012169291A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power supply
spark plug
inductor
side line
supply side
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/061009
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中野 悌丞
直史 山村
Original Assignee
日本特殊陶業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本特殊陶業株式会社 filed Critical 日本特殊陶業株式会社
Priority to JP2012540185A priority Critical patent/JP5438840B2/ja
Priority to EP12796064.9A priority patent/EP2719889B1/en
Priority to US14/116,606 priority patent/US9453490B2/en
Publication of WO2012169291A1 publication Critical patent/WO2012169291A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00Other installations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
    • F02P9/007Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by supplementary electrical discharge in the pre-ionised electrode interspace of the sparking plug, e.g. plasma jet ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/02Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04Layout of circuits
    • F02P3/0407Opening or closing the primary coil circuit with electronic switching means
    • F02P3/0435Opening or closing the primary coil circuit with electronic switching means with semiconductor devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/06Other installations having capacitive energy storage
    • F02P3/08Layout of circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/12Ignition, e.g. for IC engines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs

Definitions

  • the present invention relates to a connection device, an ignition device, and an ignition system for a spark plug.
  • an ignition device used for an ignition plug such as a plasma jet ignition plug includes a power source that generates a spark discharge by applying a voltage to a gap formed between a center electrode and a ground electrode of the ignition plug, and power to the gap. Power supply to be turned on.
  • the connecting device for connecting both power sources and the spark plug includes a first power source line for connecting between the first power source and the spark plug for supplying power to the gap, and a second power source and spark plug for applying a voltage to the gap. And a second power supply line for connecting the two. Diodes are provided between the spark plug and the first power source and between the spark plug and the second power source, respectively, to prevent current from flowing from one of the first power source and the second power source to the other. (See, for example, Patent Document 1).
  • a resistor is provided between the spark plug and the second power source, the resistor is disposed as close as possible to the center electrode of the spark plug, and between the spark plug and the first power source.
  • Patent Document 2 A technique has been proposed (see, for example, Patent Document 2). According to this method, the stray capacitance between the spark plug and the resistor and the stray capacitance between the spark plug and the first power supply side diode (in other words, to the gap without being limited by the resistance component). The electric charge that flows instantaneously) can be reduced, and noise can be suppressed.
  • JP 2009-228505 A Japanese Patent No. 4390008
  • the diode on the first power supply side has a reverse breakdown voltage equal to or higher than the voltage applied from the second power supply to the spark plug, and a current capacity capable of flowing a large current from the first power supply to the spark plug. Is required.
  • a diode that can meet such requirements is relatively large in size and is very difficult to place in a plug hole. It is also conceivable to change the shape of the plug hole (for example, enlarge the inner diameter of the plug hole) and place the diode in the plug hole.
  • the diode is heated by the heat generated by the operation of the combustion device.
  • There is a risk of damage in recent years, downsizing of the combustion device has been required, and it is practically difficult to change the shape of the plug hole, which can lead to the upsizing of the device).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a connection device, an ignition device, and an ignition system capable of suppressing noise without using a diode on the first power supply side. is there.
  • connection device of this configuration is a connection device that connects the first power source and the second power source and the spark plug, and A first power supply side line electrically connected between the spark plug and the first power supply, and electrically connected to the second power supply; A second power supply side line for electrically connecting the spark plug and the second power supply,
  • the first power supply side line is: A first diode for preventing current inflow from the second power source to the first power source or current inflow from the first power source to the second power source;
  • An inductor provided closer to the spark plug than the first diode;
  • the inductor is configured by a wound metal wire and is disposed on an outer periphery of at least a part of the second power supply side line at least in a state of being separated from the second power supply side line. .
  • the inductor is provided on the ignition plug side (downstream side) of the first diode in the first power supply side line that electrically connects the ignition plug and the first power supply.
  • the electric current stored in the stray capacitance causes a current to flow to the spark plug immediately after the spark discharge, but the current generated at this time is a high frequency. Therefore, the high frequency current due to the stray capacitance upstream of the inductor (first power supply side) in the first power supply side line can be attenuated when passing through the inductor. That is, it is possible to prevent the charge stored in the stray capacitance upstream of the inductor from becoming a noise generation source.
  • the inductor is disposed on the spark plug side of the first diode, the stray capacitance on the spark plug side of the first power supply side line can be made smaller than the inductor, and as a result, the charge stored in the stray capacitance. (In other words, the charge that can be a source of noise) can be sufficiently reduced. As a result, the current flowing through the spark plug immediately after the spark discharge can be reduced by the stray capacitance of the first power supply side line, and noise can be effectively suppressed.
  • the inductor it is easy to make an inductor smaller than a diode that satisfies requirements such as reverse breakdown voltage, and it is not so difficult to arrange an inductor in an existing plug hole. If the inductor is disposed in the plug hole, the same operation and effect as those of the configuration 7 described later can be obtained. That is, the stray capacitance on the ignition plug side of the first power supply side line can be made smaller than that of the inductor, and the noise suppression effect can be further enhanced.
  • the inductor is formed of a wound metal wire and is disposed on at least a part of the outer periphery of the second power supply side line. Therefore, the apparatus can be reduced in size (smaller diameter), and the inductor can be easily disposed in the plug hole.
  • connection device of this configuration is characterized in that, in the above configuration 1, the second power supply side line includes resistors connected in series.
  • the resistor is disposed on the second power source side with respect to the connection point of both power source side lines.
  • the resistor is disposed inside the inductor.
  • the energization path between the spark plug and the resistor can be shortened, and the charge that can be stored in the energization path can be further reduced. Therefore, the noise suppression effect can be further enhanced. Further, the device can be further reduced in size by disposing the resistor inside the inductor.
  • connection device of this configuration in the configuration 1 or 2, a core material for increasing the inductance of the inductor is disposed inside the inductor.
  • the inductance of the inductor can be increased. Therefore, the current attenuation effect by the inductor can be more reliably exhibited, and the noise suppression effect can be further improved.
  • the core material is preferably made of a material having a relatively high relative permeability (for example, 100 or more).
  • connection device in the configuration 3, at least a part of the core material is interposed in the second power supply line.
  • the configuration 4 since the core material is interposed in the second power supply side line, it is possible to reduce the size of the apparatus as compared with the case where the core material separate from the second power supply side line is provided. it can.
  • the second power supply line includes a resistor connected in series. At least a part of the core material is the resistor.
  • the core material may have a resistance value equal to or higher than a predetermined value (for example, 1 ⁇ or higher), and the core material may have a function as a resistance.
  • a predetermined value for example, 1 ⁇ or higher
  • the core material may have a function as a resistance.
  • the second power supply side line includes a resistor connected in series, The core material is arranged on the second power supply side with respect to the resistor.
  • the core material is arranged on the second power supply side with respect to the resistance in the second power supply side line (in other words, the resistance is arranged on the spark plug side with respect to the core material). Therefore, the energization path between the spark plug and the resistor can be further shortened. As a result, the charge that can be stored in the energization path can be further reduced, and the noise suppression effect can be further enhanced.
  • connection device of this configuration in any of the above configurations 1 to 6, the combustion device to which the spark plug is attached is provided with a cylindrical plug hole into which the spark plug is inserted, At least a part of the inductor is disposed in the plug hole.
  • the stray capacitance on the spark plug side of the first power supply side line can be further reduced than the inductor.
  • the current flowing to the spark plug immediately after the spark discharge can be further reduced by the stray capacitance of the first power supply side line, and the noise suppression effect can be further improved.
  • the plug hole includes a cylindrical wall forming itself, A core material for increasing the inductance of the inductor is disposed between the cylindrical wall and the second power supply side line.
  • the inductance of the inductor can be further increased, and the current attenuation effect by the inductor can be more effectively exhibited. As a result, the noise suppression effect can be further improved.
  • the second power supply side line includes a resistor connected in series,
  • the sum of the length L1 of the path for electrically connecting the inductor to the spark plug and the length L2 of the path for electrically connecting the resistor to the spark plug is 5.0 cm or less.
  • the second power supply side line is configured such that a current flows from the first power supply to the second power supply or from the second power supply to the first power supply.
  • a second diode for preventing current inflow is provided.
  • connection device of this configuration in any of the above configurations 1 to 11, the combustion device to which the spark plug is attached is provided with a cylindrical plug hole into which the spark plug is inserted, At least a part of the first diode is disposed outside the plug hole.
  • the first diode since at least a part of the first diode is disposed outside the plug hole, there is no occurrence of a restriction on the first diode that can be used in terms of size. In other words, a relatively large first diode having an appropriate reverse breakdown voltage and current capacity can be used.
  • the first diode outside the plug hole, it is possible to more reliably prevent the first diode from being damaged by the heat generated by the combustion device.
  • the ignition device of this configuration is an ignition device used for an ignition plug including a center electrode, a ground electrode, and a gap formed between the electrodes,
  • the connection device according to any one of the configurations 1 to 12, and A first power source electrically connected to the first power supply side line and supplying power to the gap; And a second power source that is electrically connected to the second power supply side line and applies a voltage to the gap.
  • the ignition system of this configuration includes the ignition device according to any one of the above-described configurations 13 and 14, And an ignition plug to which electric power is supplied from the ignition device.
  • FIG. 1 shows an ignition system including an ignition plug 1 and an ignition device 51 having a first power source 41, a second power source 31, and a connection device 60 for electrically connecting both the power sources 31, 41 and the ignition plug 1.
  • 1 is a block diagram showing a schematic configuration of 101.
  • FIG. 1 Although only one spark plug 1 is shown in FIG. 1, the internal combustion engine EN as the combustion device is provided with a plurality of cylinders, and the spark plug 1 is provided corresponding to each cylinder. .
  • a first power supply 41 and a second power supply 31 are provided for each spark plug 1.
  • FIG. 2 is a partially broken front view showing the spark plug 1.
  • the direction of the axis CL1 of the spark plug 1 is the vertical direction in the drawing, the lower side is the front end side of the spark plug 1, and the upper side is the rear end side.
  • the spark plug 1 is composed of a cylindrical insulator 2, a cylindrical metal shell 3 that holds the insulator 2, and the like.
  • the insulator 2 is formed by firing alumina or the like, and in its outer portion, a rear end side body portion 10 formed on the rear end side, and a front end than the rear end side body portion 10.
  • a large-diameter portion 11 that protrudes radially outward on the side, a middle body portion 12 that is smaller in diameter than the large-diameter portion 11, and a tip portion that is more distal than the middle body portion 12.
  • the leg length part 13 formed in diameter smaller than this on the side is provided.
  • the large diameter portion 11, the middle trunk portion 12, and the leg long portion 13 are accommodated inside the metal shell 3.
  • a tapered step portion 14 is formed at the connecting portion between the middle body portion 12 and the long leg portion 13, and the insulator 2 is locked to the metal shell 3 at the step portion 14.
  • a shaft hole 4 is formed through the insulator 2 along the axis CL1, and a center electrode 5 is inserted and fixed at the tip side of the shaft hole 4.
  • the center electrode 5 includes an inner layer 5A made of copper, a copper alloy or the like having excellent thermal conductivity, and an outer layer made of a Ni alloy containing nickel (Ni) as a main component (for example, Inconel (trade name) 600 or 601). 5B is provided. Furthermore, the center electrode 5 has a rod shape (cylindrical shape) as a whole, and the tip thereof is disposed on the rear end side in the axis line CL1 direction with respect to the tip surface of the insulator 2.
  • An electrode tip 5C formed of an alloy containing at least one of these metals as a main component is provided.
  • a terminal electrode 6 is inserted and fixed on the rear end side of the shaft hole 4 in a state of protruding from the rear end of the insulator 2.
  • a cylindrical glass seal layer 9 is disposed between the center electrode 5 and the terminal electrode 6.
  • the glass seal layer 9 electrically connects the center electrode 5 and the terminal electrode 6, and the center electrode 5 and the terminal electrode 6 are fixed to the insulator 2.
  • the spark plug 1 ensures more reliable power from the first power supply 41 to the spark plug 1.
  • the resistor is not disposed between the center electrode 5 and the terminal electrode 6. Therefore, the resistance value between the rear end of the terminal electrode 6 and the front end of the center electrode 5 is very small (for example, 1 ⁇ or less).
  • the metal shell 3 is formed in a cylindrical shape from a metal such as low carbon steel, and a spark plug 1 is attached to the outer peripheral surface of the metal shell 3 (for example, an internal combustion engine or a fuel cell reformer).
  • a threaded portion (male threaded portion) 15 for attachment to the hole is formed.
  • a seat portion 16 is formed on the rear end side of the screw portion 15, and a ring-shaped gasket 18 is fitted on the screw neck 17 at the rear end of the screw portion 15.
  • a tool engaging portion 19 having a hexagonal cross section for engaging a tool such as a wrench when the metal shell 3 is attached to the combustion device is provided.
  • 1 is provided with a caulking portion 20 for holding the insulator 2.
  • an annular engagement portion 21 is formed on the outer periphery of the distal end portion of the metal shell 3 so as to protrude toward the distal end side in the axis CL1 direction.
  • the ground electrode 27 is joined.
  • a tapered step portion 22 for locking the insulator 2 is provided on the inner peripheral surface of the metal shell 3.
  • the insulator 2 is inserted from the rear end side to the front end side of the metal shell 3, and the rear end of the metal shell 3 is engaged with the step 14 of the metal shell 3. It is fixed to the metal shell 3 by caulking the opening on the side inward in the radial direction, that is, by forming the caulking portion 20.
  • An annular plate packing 23 is interposed between the step portions 14 and 22 of both the insulator 2 and the metal shell 3.
  • annular ring members 24 and 25 are interposed between the metal shell 3 and the insulator 2 on the rear end side of the metal shell 3, and the ring member 24. , 25 is filled with powder of talc (talc) 26. That is, the metal shell 3 holds the insulator 2 via the plate packing 23, the ring members 24 and 25, and the talc 26.
  • a disc-shaped ground electrode 27 is joined to the front end of the metal shell 3 so as to be positioned on the front side of the insulator 2 in the direction of the axis CL1.
  • the ground electrode 27 is joined to the metal shell 3 by welding its outer peripheral portion to the engagement portion 21 while being engaged with the engagement portion 21 of the metal shell 3.
  • the ground electrode 27 is made of W, Ir, Pt, Ni, or an alloy containing at least one of these metals as a main component.
  • the ground electrode 27 has a through hole 27H penetrating in the thickness direction at the center thereof.
  • a cavity 28 which is a cylindrical space formed by the inner peripheral surface of the shaft hole 4 and the tip surface of the center electrode 5 and opens toward the tip side, communicates with the outside via the through hole 27H. Has been.
  • spark discharge is generated by applying a high voltage to the gap 29 formed between the center electrode 5 and the ground electrode 27, and then electric power is supplied to the gap 29 to discharge the gap.
  • plasma is generated in the cavity portion 28, and plasma is ejected from the through hole 27H.
  • Both power sources 31 and 41 are connected to the spark plug 1 via the connection device 60, and the connection device 60 includes a first power supply side line 71 and a second power supply side line 61.
  • the primary coil 32 is wound around the core 34, one end of which is connected to the battery VA for power supply, and the other end is connected to the igniter 35.
  • the secondary coil 33 is wound around the core 34, one end of which is connected between the primary coil 32 and the battery VA, and the other end is connected to the spark plug via the second power supply side line 61. 1 terminal electrode 6.
  • the first diode 72 prevents the current from flowing from the second power supply 31 to the first power supply 41 in order to more reliably generate a spark discharge in the spark plug 1.
  • One diode 72 having a sufficiently large reverse breakdown voltage and current capacity is used, and the size of the first diode 72 is relatively large.
  • only one first diode 72 is provided, but a plurality of first diodes may be provided in series.
  • the inductor 73 is provided closer to the spark plug 1 than the first diode 72 (the arrangement position of the inductor 73 will be described in detail later).
  • a second diode 62 and a first resistor 63 are interposed in the second power supply side line 61.
  • the second diode 62 prevents current from flowing from the first power supply 41 to the second power supply 31 in order to prevent leakage of current when the capacitor 42 is charged.
  • the second diode 62 does not have to have a reverse breakdown voltage or current capacity that is larger than the reverse breakdown voltage or current capacity of the first diode 72. As a result, the second diode 62 is smaller than the first diode 72. Is used.
  • the inductor 73, the first resistor 63, and the second diode 62 described above are disposed inside the cylindrical plug connector 81 connected to the spark plug 1 (that is, connected).
  • the device 60 includes a plug connector 81).
  • a cylindrical insulating case 85 formed of an insulating material (for example, an insulating resin such as an epoxy resin) is provided on at least a part of the outer periphery of the second power supply side line 61 connected to the connector fitting 83.
  • the inductor 73 is arranged on the outer periphery of the insulating case 85. That is, the inductor 73 is disposed on the outer periphery of at least a part of the second power supply side line 61 in a state of being separated from the second power supply side line 61 via the insulating case 85.
  • the length of the conductive path connecting the rear end portion of the terminal electrode 6 and the end portion of the inductor 73 on the spark plug 1 side is set to 10 cm or less (more preferably 2 cm or less).
  • the stray capacitance existing between the inductor 73 and the tip of the center electrode 5 can be reduced, and noise can be effectively reduced.
  • the end of the inductor 73 on the spark plug 1 side is ignited than the end of the first resistor 63 on the spark plug 1 side as in the present embodiment. It is preferable to approach the plug 1 side.
  • the resistance value of the inductor 73 is set to be 1 ⁇ or less.
  • the first resistor 63 of the second power supply side line 61 is disposed immediately upstream of the connector fitting 83 and electrically connects between the connector fitting 83 (the tip of the center electrode 5) and the first resistor 63.
  • the length of the route to be performed is configured to be sufficiently small.
  • the length of the conductive path connecting the rear end portion of the terminal electrode 6 and the end portion of the first resistor 63 on the spark plug 1 side is 10 cm or less (more preferably 3 cm or less). Yes.
  • tip of the center electrode 5, and also the stray capacitance which exists between both can be made small.
  • the current flowing through the spark plug 1 can be reduced, and as a result, noise can be effectively reduced. .
  • a cylindrical core material 86 is interposed between the first resistor 63 and the second diode 62 on the second power supply 31 side of the first resistor 63.
  • the core material 86 is made of a metal material having a relatively high relative magnetic permeability (for example, 100 or more), and is disposed on the inner periphery of the inductor 73.
  • the inductance of the inductor 73 is increased.
  • the inductance of the inductor 73 is set to a predetermined value (for example, 1 ⁇ H) or more.
  • the core material 86 has a relatively large outer diameter and a length along the longitudinal direction (for example, the outer diameter is 4 mm or more and the length along the longitudinal direction is 10 mm or more).
  • the inductance of the inductor 73 can be increased more reliably.
  • the total length L1 of the path that electrically connects the inductor 73 to the spark plug 1 and the length L2 of the path that electrically connects the first resistor 63 to the spark plug 1 Is (L1 + L2), 5.0 cm or less.
  • the first diode 72 is relatively large in size, and thus is disposed outside the plug hole PH.
  • a capacitor component 89 having a capacitance connected in parallel with the spark plug 1 by a cylindrical wall PW that constitutes the plug hole PH, an inductor 73, and an outer cylinder 82 positioned between them (this book) (Corresponding to the “capacitance portion” of the invention).
  • the capacitor component 89 is connected in parallel with the spark plug 1 and electrically connected to the second power supply 31 on the downstream side of the first diode 72.
  • the capacitance of the capacitor component 89 is increased.
  • the capacitance of the capacitor component 89 is predetermined. The value (for example, 1.0 pF) or more is set.
  • the “capacitance portion” in the present invention may be any one that is electrically connected to the first power supply side line 71 and provided in parallel to the spark plug 1. Both capacitor constituent parts 89 correspond to “capacitance part”.
  • the spark plug 1 side ( An inductor 73 is provided on the downstream side. Therefore, the high frequency current due to the stray capacitance upstream of the inductor 73 (on the first power supply 41 side) in the first power supply side line 71 can be attenuated when passing through the inductor 73. That is, the charge stored in the stray capacitance upstream of the inductor 73 can be prevented from becoming a noise generation source.
  • the stray capacitance on the spark plug 1 side of the first power supply side line 71 can be made smaller than the inductor 73, and as a result, the charge stored in the stray capacitance (in other words, the charge that can be a noise generation source) is reduced. It can be made sufficiently small. As a result, the current flowing through the spark plug 1 immediately after the spark discharge can be reduced by the stray capacitance of the first power supply side line 71, and noise can be effectively suppressed.
  • the inductor 73 is constituted by a wound metal wire, and is arranged on at least a part of the outer periphery of the second power supply side line 61. Therefore, the plug connector 81 can be reduced in size, and the inductor 73 can be easily disposed in the plug hole PH.
  • a core material 86 is disposed inside the inductor 73, and the inductance of the inductor 73 is relatively large. Therefore, the current attenuation effect by the inductor 73 can be more reliably exhibited, and the noise suppression effect can be further improved.
  • the resistance value of the inductor 73 is set to 1 ⁇ or less, the loss of input power from the first power supply 41 to the spark plug 1 can be sufficiently reduced.
  • the first diode 72 is arranged outside the plug hole PH, there is no situation that the diode that can be used in terms of size is restricted. In other words, the relatively large first diode 72 having an appropriate reverse breakdown voltage and current capacity can be used. In addition, by disposing the first diode 72 outside the plug hole PH, it is possible to more reliably prevent damage to the first diode 72 due to heat generated by the internal combustion engine EN.
  • the internal space of the plug connector 81 can be increased, and consequently the size of the core material 86 can be increased. As a result, the inductance of the inductor 73 can be increased more reliably.
  • the second diode 62 can prevent the current from flowing from the first power supply 41 to the second power supply 31, and power can be more reliably supplied from the first power supply 41 to the spark plug 1.
  • the core material 86 is disposed closer to the second power supply 31 than the first resistor 63 (in other words, the first resistor 63 is closer to the spark plug 1 than the core material 86). Is placed). Therefore, the energization path between the spark plug 1 and the first resistor 63 can be shortened more reliably. As a result, the charge that can be stored in the energization path can be further reduced, and the noise suppression effect can be further enhanced.
  • the energization path between the spark plug 1 and the first resistor 63 can be shortened and stored in the energization path.
  • the charge can be reduced. Therefore, the noise suppression effect can be further enhanced.
  • the device can be further miniaturized.
  • the capacitor component 89 can be charged by the output voltage from the second power supply 31 and, when spark discharge is generated, the capacitor 29 from the capacitor component 89 with respect to the gap 29. A large amount of charge can flow. Therefore, the capacity discharge current flowing through the gap 29 can be remarkably increased, and the resistance value of the gap 29 can be more reliably reduced. As a result, the power from the first power source 41 can be more reliably supplied to the spark discharge (gap 29).
  • the capacitor constituting unit 89 is constituted by the cylindrical wall PW, the inductor 73, and the outer cylinder 82. Therefore, the manufacturing cost can be reduced and the apparatus can be further downsized as compared with the case where a capacitor is provided separately from the inductor 73 and the like.
  • condenser structure part 89 is formed of the cylindrical wall PW etc.
  • condenser structure part 89 can be arrange
  • the ignition device 51 in the present embodiment is suitably used for an ignition plug that has a low resistance value from the rear end of the terminal electrode 6 to the front end of the center electrode 5 and is difficult to suppress noise by itself. .
  • samples A, B, and C of the ignition device were produced, and a noise evaluation test was performed on each sample.
  • the outline of the noise evaluation test is as follows. That is, after placing a probe that receives electromagnetic waves at a certain distance from the first power source, electric power was supplied to a spark plug attached to a chamber simulating a combustion device. And the maximum voltage (maximum noise intensity) of the electromagnetic wave (noise) generated at the time of power-on was measured for each sample.
  • FIG. 4 shows the test results of the test. As shown in FIG.
  • sample A (corresponding to the comparative example) is provided with an inductor 73 closer to the first power supply 41 than the first diode 72 and between the first diode 72 and the connector fitting 83.
  • the path for electrical connection was configured to be relatively long.
  • an inductor 73 is provided on the first power source 41 side with respect to the plurality of first diodes 72 connected in series, and the first diode 72 and the connector are connected.
  • the path for electrically connecting the metal fitting 83 is configured to be relatively short.
  • sample C (corresponding to the example) is configured to have the same configuration as the ignition device in the above-described embodiment (that is, the inductor 73 is provided closer to the ignition plug 1 than the first diode 72). .
  • the chamber was not provided with a plug hole.
  • the length L1 of the path that electrically connects the inductor to the spark plug and the path that electrically connects the first resistor to the spark plug is preferably 5.0 cm or less.
  • the 1st resistance 63 and the core material 86 are provided in the 2nd power supply side line 61, as shown in FIG.
  • the core material 91 having a resistance value of 1 ⁇ or more is provided, and the core material 91 has both its original function of increasing the inductance of the inductor 73 and the function of suppressing noise due to resistance. You may comprise.
  • the apparatus can be further reduced in size and material cost can be reduced.
  • one inductor 73 is provided in the first power supply side line 71.
  • the first power supply side line 71 may be provided with a plurality of inductors 92 and 93 in series. In this case, at least one inductor among the plurality of inductors 92 and 93 only needs to be provided closer to the spark plug 1 than the first diode 72.
  • the configuration of the spark plug 1 in the above embodiment is an exemplification, and the configuration of the available spark plug is not particularly limited. Therefore, as shown in FIG. 10, the center electrode 115 whose tip protrudes from the tip of the insulator 112, the rod-shaped ground electrode 114 fixed to the tip of the metal shell 113, and the two electrodes 114, 115 are interposed. A spark plug 111 including the formed gap 116 may be used.
  • the power supply circuit PS generates a negative voltage, but the power supply circuit PS may generate a positive voltage.
  • a positive voltage may be applied from the second power supply 31 to the spark plug 1. That is, the discharge polarity in the gap 29 is not particularly limited.
  • the inductor 73 is formed of a wound conductive metal wire with an insulating coating, but the usable inductor configuration is not limited to this. Therefore, for example, a multilayer inductor may be used.
  • an inductor in which a wound conductive metal is embedded in an insulating material such as a resin may be used as the inductor.
  • the inductor 73 is separated from the second power supply side line 61 with the insulating case 85 interposed therebetween, but the inductor 73 is connected to the second power supply side without using a member such as the insulating case 85. It may be separated from the line 61.
  • the first diode 72 is arranged outside the plug hole PH, but only a part of the first diode 72 may be arranged outside the plug hole PH. Further, the first diode 72 may be disposed in the plug hole PH.
  • the entire first resistor 63 is arranged in the inductor 73, but only a part of the first resistor 63 may be arranged in the inductor 73.
  • the first resistor 63 may be provided outside the inductor 73.
  • the second power source 31 and the first power source 41 are provided for each spark plug 1, but without providing the second power source 31 and the first power source 41 for each spark plug 1, You may supply the electric power from the 2nd power supply 31 or the 1st power supply 41 to each spark plug 1 and the capacitor
  • the capacitor component 89 is configured by the inductor 73, the cylindrical wall PW, and the outer cylinder 82.
  • the spark plug 1 and a capacitance part (for example, a capacitor) having a capacitance electrically connected to the second power source 31 on the downstream side of the first diode 72 may be provided. .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

 接続装置(60)は、第1電源(41)及び第2電源(31)と点火プラグ(1)とを接続するものであり、点火プラグ(1)及び第1電源(41)間を電気的に接続し、第2電源(31)と電気的に接続される第1電源側ライン(71)と、点火プラグ(1)及び第2電源(31)とを電気的に接続する第2電源側ライン(61)とを備える。第1電源側ライン(71)は、第2電源(31)から第1電源(41)への電流流入又は第1電源(41)から第2電源(31)への電流流入を防止する第1ダイオード(72)と、第1ダイオード(72)よりも点火プラグ(1)側に設けられるインダクタ(73)とを備える。インダクタ(73)は、第2電源側ライン(61)から離間した状態で、第2電源側ライン(61)の外周に配置される。これにより、ノイズの抑制を図ることができる。

Description

接続装置及び点火装置並びに点火システム
 本発明は、点火プラグ用の接続装置及び点火装置並びに点火システムに関する。
 一般にプラズマジェット点火プラグなどの点火プラグに用いられる点火装置は、点火プラグの中心電極及び接地電極間に形成された間隙に電圧を印加することで火花放電を生じさせる電源と、前記間隙に電力を投入する電源とを備えている。また、両電源と点火プラグとを接続する接続装置は、間隙に電力を投入する第1電源及び点火プラグ間を接続する第1電源側ラインと、間隙に電圧を印加する第2電源及び点火プラグ間を接続する第2電源側ラインとを備えている。そして、点火プラグと第1電源との間、及び、点火プラグと第2電源との間にはそれぞれダイオードが設けられ、第1電源及び第2電源の一方から他方に対する電流の流入が防止されるようになっている(例えば、特許文献1等参照)。
 ところで、上述のような点火装置においては、火花放電直後に点火プラグへと大電流が流れてしまい、電磁波ノイズが発生してしまうことがある。これは、点火プラグと前記両ダイオードとの間に存在する浮遊容量に蓄えられた電荷が、抵抗成分による制限をほとんど受けることなく、火花放電の直後に間隙へと瞬時に流れ込んでしまうためである。そこで、ノイズの発生を抑制すべく、点火プラグと第2電源との間に抵抗を設け、当該抵抗を点火プラグの中心電極の可及的近傍に配置するとともに、点火プラグと第1電源との間に設けられるダイオードを中心電極の可及的近傍に配置することで、点火プラグと前記抵抗との間の配線、及び、点火プラグと前記第1電源側のダイオードとの間の配線を極力短くする手法が提案されている(例えば、特許文献2等参照)。当該手法によれば、点火プラグと前記抵抗との間の浮遊容量、及び、点火プラグと第1電源側のダイオードとの間の浮遊容量(換言すれば、抵抗成分による制限を受けることなく間隙へと瞬時に流れ込む電荷)を減少させることができ、ノイズの抑制を図ることができる。
特開2009-228505号公報 特許第4390008号公報
 ところで、前記第1電源側のダイオードを中心電極の可及的近傍に設けるためには、ダイオードを燃焼装置(例えば、内燃機関等)に設けられたプラグホール内に配置することが必要となる。しかしながら、第1電源側のダイオードには、第2電源から点火プラグへと印加される電圧以上の逆耐圧と、第1電源から点火プラグへと大電流を流すことが可能な電流容量とを備えることが要求される。このような要求を満たすことができるダイオードは、そのサイズが比較的大きく、プラグホール内に配置することは非常に困難である。また、プラグホールの形状を変更し(例えば、プラグホールの内径を拡大し)、ダイオードをプラグホール内に配置することも考えられるが、この場合には、燃焼装置の動作に伴う熱でダイオードが破損してしまうおそれがある(尚、近年、燃焼装置の小型化が要求されており、装置の大型化に繋がり得るプラグホールの形状変更は現実的には難しい)。
 本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、第1電源側のダイオードによることなく、ノイズの抑制を図ることができる接続装置及び点火装置並びに点火システムを提供することにある。
 以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。
 構成1.本構成の接続装置は、第1電源及び第2電源と点火プラグとを接続する接続装置であって、
 前記点火プラグ及び前記第1電源間を電気的に接続し、前記第2電源と電気的に接続される第1電源側ラインと、
 前記点火プラグ及び前記第2電源間を電気的に接続する第2電源側ラインと、を備え、
 前記第1電源側ラインは、
 前記第2電源から前記第1電源への電流流入又は前記第1電源から前記第2電源への電流流入を防止する第1ダイオードと、
 前記第1ダイオードよりも前記点火プラグ側に設けられるインダクタとを備え、
 前記インダクタは、巻回された金属線により構成されるとともに、少なくとも前記第2電源側ラインから離間した状態で、前記第2電源側ラインの少なくとも一部の外周に配置されることを特徴とする。
 上記構成1によれば、点火プラグと第1電源との間を電気的に接続する第1電源側ラインにおいて、第1ダイオードよりも点火プラグ側(下流側)にインダクタが設けられている。ここで、上述の通り、浮遊容量に蓄えられた電荷により、火花放電直後に点火プラグに対して電流が流れることとなるが、この際に発生する電流は高周波である。従って、第1電源側ラインのうちインダクタよりも上流側(第1電源側)の浮遊容量による高周波電流を、インダクタを通る際に減衰させることができる。すなわち、インダクタよりも上流側の浮遊容量に蓄えられた電荷がノイズの発生源とならないようにすることができる。また、第1ダイオードよりも点火プラグ側にインダクタが配置されているため、第1電源側ラインのうちインダクタよりも点火プラグ側の浮遊容量を小さくすることができ、ひいては当該浮遊容量に蓄えられる電荷(換言すれば、ノイズの発生源となり得る電荷)を十分に小さくすることができる。その結果、第1電源側ラインの浮遊容量により火花放電直後に点火プラグに流れる電流を低減させることができ、ノイズを効果的に抑制することができる。
 尚、インダクタは、逆耐圧等の要求を満たすダイオードよりも小型にすることが容易であり、既存のプラグホール内にインダクタを配置することはさほど難しくない。インダクタをプラグホール内に配置すれば、後述する構成7と同様の作用効果が奏されることとなる。すなわち、第1電源側ラインのうちインダクタよりも点火プラグ側の浮遊容量を一層小さくすることができ、ノイズ抑制効果をより高めることができる。
 また、上記構成1によれば、インダクタは巻回された金属線により構成されるとともに、第2電源側ラインの少なくとも一部の外周に配置されている。従って、装置の小型化(小径化)を図ることができ、インダクタをプラグホール内に容易に配置することができる。
 構成2.本構成の接続装置は、上記構成1において、前記第2電源側ラインは、直列的に接続された抵抗を備えることを特徴とする。
 上記構成2によれば、抵抗の存在により、第2電源側ラインのうち抵抗よりも上流側(第2電源側)に蓄えられた電荷が点火プラグへと流れ込んでしまうことを抑制でき、ノイズの抑制効果を一層高めることができる。
 尚、第1電源から点火プラグに対して電力をより確実に供給すべく、前記抵抗を、両電源側ラインの接続点よりも第2電源側に配置することが好ましい。
 また、前記抵抗の少なくとも一部を、前記インダクタの内部に配置することが好ましい。この場合には、点火プラグ及び抵抗間の通電経路をより短くすることができ、当該通電経路に蓄えられ得る電荷をより少なくすることができる。従って、ノイズの抑制効果をさらに高めることができる。また、インダクタの内部に抵抗を配置することで、装置の更なる小型化を図ることができる。
 構成3.本構成の接続装置は、上記構成1又は2において、前記インダクタの内部に、前記インダクタのインダクタンスを高めるためのコア材が配置されることを特徴とする。
 上記構成3によれば、インダクタの内部にコア材が配置されているため、インダクタのインダクタンスを高めることができる。従って、インダクタによる電流の減衰効果をより確実に発揮させることができ、ノイズ抑制効果をさらに向上させることができる。
 尚、インダクタのインダクタンスをより確実に増大させるべく、コア材は、比透磁率が比較的大きい(例えば、100以上の)材料により構成することが好ましい。
 構成4.本構成の接続装置は、上記構成3において、前記コア材の少なくとも一部は、前記第2電源側ラインに介在されることを特徴とする。
 上記構成4によれば、第2電源側ラインにコア材が介在されているため、第2電源側ラインとは別体のコア材を設ける場合と比較して、装置の小型化を図ることができる。
 構成5.本構成の接続装置は、上記構成3又は4において、前記第2電源側ラインは、直列的に接続された抵抗を備え、
 前記コア材の少なくとも一部は、前記抵抗であることを特徴とする。
 上記構成5のように、コア材の抵抗値を所定値以上(例えば、1Ω以上)とし、コア材が抵抗としての機能を有するように構成してもよい。この場合には、第2電源側ラインに別途の抵抗を設ける場合と比べて、装置の小型化や製造コストの低減を図ることができる。
 構成6.本構成の接続装置は、上記構成3乃至5のいずれかにおいて、前記第2電源側ラインは、直列的に接続された抵抗を備え、
 前記コア材は、前記抵抗よりも前記第2電源側に配置されることを特徴とする。
 上記構成6によれば、第2電源側ラインにおいて、抵抗よりも第2電源側にコア材が配置されている(換言すれば、コア材よりも点火プラグ側に抵抗が配置されている)。従って、点火プラグ及び抵抗間の通電経路をより短くすることができる。その結果、当該通電経路に蓄えられ得る電荷をより少なくすることができ、ノイズの抑制効果をさらに高めることができる。
 構成7.本構成の接続装置は、上記構成1乃至6のいずれかにおいて、前記点火プラグの取付けられる燃焼装置には、前記点火プラグが挿設される筒状のプラグホールが設けられ、
 前記インダクタの少なくとも一部は、前記プラグホール内に配置されることを特徴とする。
 上記構成7によれば、第1電源側ラインのうちインダクタよりも点火プラグ側における浮遊容量を一層小さくすることができる。その結果、第1電源側ラインの浮遊容量により火花放電直後に点火プラグに流れる電流を一層低減させることができ、ノイズ抑制効果の更なる向上を図ることができる。
 構成8.本構成の接続装置は、上記構成7において、前記プラグホールは、自身を形成する筒状壁を備え、
 前記筒状壁と前記第2電源側ラインとの間に、前記インダクタのインダクタンスを高めるためのコア材が配置されることを特徴とする。
 上記構成8によれば、インダクタのインダクタンスをより高めることができ、インダクタによる電流の減衰効果をより効果的に発揮させることができる。その結果、ノイズ抑制効果を一層向上させることができる。
 構成9.本構成の接続装置は、上記構成1乃至8のいずれかにおいて、前記第2電源側ラインは、直列的に接続された抵抗を備え、
 前記インダクタから前記点火プラグまでを電気的に接続する経路の長さL1と前記抵抗から前記点火プラグまでを電気的に接続する経路の長さL2との合計が、5.0cm以下であることを特徴とする。
 上記構成9によれば、ノイズの発生要因となる電荷が蓄えられ得る通電経路の長さ(L1+L2)が5.0cm以下とされている。従って、前記通電経路に蓄えられる電荷を十分に小さくすることができ、ノイズの発生をより効果的に抑制することができる。
 構成10.本構成の接続装置は、上記構成1乃至9のいずれかにおいて、前記インダクタの抵抗値が1Ω以下であることを特徴とする
 上記構成10によれば、第1電源から点火プラグに対する投入電力の損失を十分に低減させることができる。
 構成11.本構成の接続装置は、上記構成1乃至10のいずれかにおいて、前記第2電源側ラインは、前記第1電源から前記第2電源への電流流入又は前記第2電源から前記第1電源への電流流入を防止する第2ダイオードを備えることを特徴とする。
 上記構成11によれば、第1電源から第2電源に対する電流流入又は第2電源から第1電源への電流流入を防止することができ、第1電源又は第2電源から点火プラグに対して電力をより確実に供給することができる。
 構成12.本構成の接続装置は、上記構成1乃至11のいずれかにおいて、前記点火プラグの取付けられる燃焼装置には、前記点火プラグが挿設される筒状のプラグホールが設けられ、
 前記第1ダイオードの少なくとも一部は、前記プラグホールの外部に配置されることを特徴とする。
 上記構成12によれば、第1ダイオードの少なくとも一部はプラグホールの外部に配置されるため、サイズの面で使用可能な第1ダイオードに制約が生じてしまうという事態が発生しない。換言すれば、適切な逆耐圧や電流容量を有する比較的大型の第1ダイオードを利用することができる。
 また、プラグホールの外部に第1ダイオードを配置することで、燃焼装置の発熱による第1ダイオードの破損をより確実に防止することができる。
 構成13.本構成の点火装置は、中心電極と、接地電極と、前記両電極間に形成された間隙とを備える点火プラグに用いられる点火装置であって、
 上記構成1乃至12のいずれかに記載の接続装置と、
 前記第1電源側ラインと電気的に接続され、前記点火プラグに並列に設けられる静電容量を有する静電容量部とを備えることを特徴とする。
 上記構成13によれば、上記構成1等と同様の作用効果が奏されることとなる。
 構成14.本構成の点火装置は、中心電極と、接地電極と、前記両電極間に形成された間隙とを備える点火プラグに用いられる点火装置であって、
 上記構成1乃至12のいずれかに記載の接続装置と、
 前記第1電源側ラインと電気的に接続され、前記間隙に電力を投入する第1電源と、
 前記第2電源側ラインと電気的に接続され、前記間隙に電圧を印加する第2電源とを備えることを特徴とする。
 上記構成14によれば、上記構成1等と同様の作用効果が奏されることとなる。
 構成15.本構成の点火システムは、上記構成13又は14のいずれかに記載の点火装置と、
 前記点火装置から電力が供給される点火プラグとを備えることを特徴とする。
 上記構成15によれば、上記構成1等と同様の作用効果が奏されることとなる。
点火システムの概略構成を示すブロック図である。 点火プラグの構成を示す一部破断正面図である。 プラグ接続体等の構成を示す概略図である。 ノイズ評価試験の試験結果を示すグラフである。 比較例に相当するサンプルAの構成を示す概略図である。 比較例に相当するサンプルBの構成を示す概略図である。 L1+L2を種々変更したサンプルにおける、ノイズ評価試験の試験結果を示すグラフである。 別の実施形態における第2電源側ラインの構成を示す概略図である。 別の実施形態における第1電源側ラインの構成を示す概略図である。 別の実施形態における点火プラグの構成を示す一部破断正面図である。 別の実施形態におけるノイズ接続体等の構成を示す概略図である。
 以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、点火プラグ1と、第1電源41、第2電源31、並びに、両電源31,41及び点火プラグ1を電気的に接続する接続装置60を有する点火装置51とを備えた点火システム101の概略構成を示すブロック図である。尚、図1では、点火プラグ1を1つのみ示しているが、燃焼装置としての内燃機関ENには複数の気筒が設けられており、各気筒に対応して点火プラグ1が設けられている。そして、各点火プラグ1ごとに第1電源41や第2電源31が設けられている。
 まず、点火システム101の説明に先立って、点火プラグ1の概略構成を説明する。
 図2は、点火プラグ1を示す一部破断正面図である。尚、図2では、点火プラグ1の軸線CL1方向を図面における上下方向とし、下側を点火プラグ1の先端側、上側を後端側として説明する。
 点火プラグ1は、筒状をなす絶縁碍子2、これを保持する筒状の主体金具3などから構成されるものである。
 絶縁碍子2は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部において、後端側に形成された後端側胴部10と、当該後端側胴部10よりも先端側において径方向外向きに突出形成された大径部11と、当該大径部11よりも先端側においてこれよりも細径に形成された中胴部12と、当該中胴部12よりも先端側においてこれよりも細径に形成された脚長部13とを備えている。加えて、絶縁碍子2のうち、大径部11、中胴部12、及び、脚長部13は、主体金具3の内部に収容されている。そして、中胴部12と脚長部13との連接部にはテーパ状の段部14が形成されており、当該段部14にて絶縁碍子2が主体金具3に係止されている。
 さらに、絶縁碍子2には、軸線CL1に沿って軸孔4が貫通形成されており、当該軸孔4の先端側には中心電極5が挿入、固定されている。当該中心電極5は、熱伝導性に優れる銅や銅合金等からなる内層5A、及び、ニッケル(Ni)を主成分とするNi合金〔例えば、インコネル(商標名)600や601等〕からなる外層5Bを備えている。さらに、中心電極5は、全体として棒状(円柱状)をなし、その先端が絶縁碍子2の先端面よりも軸線CL1方向後端側に配置されている。加えて、中心電極5のうち、その先端から軸線CL1方向後端側に少なくとも0.3mmまでの部位には、タングステン(W)、イリジウム(Ir)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、又は、これらの金属のうち少なくとも一種を主成分とする合金により形成された電極チップ5Cが設けられている。
 また、軸孔4の後端側には、絶縁碍子2の後端から突出した状態で端子電極6が挿入、固定されている。
 さらに、中心電極5と端子電極6との間には、円柱状のガラスシール層9が配設されている。当該ガラスシール層9により、中心電極5と端子電極6とがそれぞれ電気的に接続されるとともに、中心電極5及び端子電極6が絶縁碍子2に固定されている。
 尚、中心電極5及び端子電極6間にノイズ抑制用の抵抗体を配設することがあるが、本実施形態の点火プラグ1は、第1電源41から点火プラグ1に対して電力をより確実に投入可能とすべく、中心電極5及び端子電極6間に抵抗体が配設されることなく構成されている。そのため、端子電極6の後端から中心電極5の先端までの間の抵抗値は、非常に小さいもの(例えば、1Ω以下)となっている。
 加えて、前記主体金具3は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面には点火プラグ1を燃焼装置(例えば、内燃機関や燃料電池改質器等)の取付孔に取付けるためのねじ部(雄ねじ部)15が形成されている。また、ねじ部15よりも後端側には座部16が形成され、ねじ部15後端のねじ首17にはリング状のガスケット18が嵌め込まれている。さらに、主体金具3の後端側には、主体金具3を前記燃焼装置に取付ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部19が設けられるとともに、後端部において絶縁碍子2を保持するための加締め部20が設けられている。併せて、主体金具3の先端部外周には、軸線CL1方向先端側に向けて突出するように形成された環状の係合部21が形成されており、当該係合部21に対して後述する接地電極27が接合されるようになっている。
 また、主体金具3の内周面には、絶縁碍子2を係止するためのテーパ状の段部22が設けられている。そして、絶縁碍子2は、主体金具3の後端側から先端側に向かって挿入され、自身の段部14が主体金具3の段部22に係止された状態で、主体金具3の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部20を形成することによって主体金具3に固定されている。尚、絶縁碍子2及び主体金具3双方の段部14,22間には、円環状の板パッキン23が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、絶縁碍子2の脚長部13と主体金具3の内周面との隙間に入り込む燃料ガスが外部に漏れないようになっている。
 さらに、加締めによる密閉をより完全なものとするため、主体金具3の後端側においては、主体金具3と絶縁碍子2との間に環状のリング部材24,25が介在され、リング部材24,25間にはタルク(滑石)26の粉末が充填されている。すなわち、主体金具3は、板パッキン23、リング部材24,25及びタルク26を介して絶縁碍子2を保持している。
 また、主体金具3の先端部には、絶縁碍子2の先端よりも軸線CL1方向先端側に位置するようにして、円板状をなす接地電極27が接合されている。当該接地電極27は、前記主体金具3の係合部21に係合された状態で、自身の外周部分が前記係合部21に対して溶接されることで主体金具3に接合されている。尚、本実施形態において、接地電極27は、W、Ir、Pt,Ni、又は、これらの金属のうち少なくとも一種を主成分とする合金により構成されている。
 加えて、接地電極27は、自身の中央に板厚方向に貫通する貫通孔27Hを有している。そして、軸孔4の内周面と中心電極5の先端面とにより形成され、先端側に向けて開口する円柱状の空間であるキャビティ部28が、前記貫通孔27Hを介して外部へと連通されている。
 上述した点火プラグ1においては、中心電極5と接地電極27との間に形成された間隙29に高電圧を印加することにより火花放電を生じさせた上で、間隙29に電力を投入し、放電状態を遷移させることで、キャビティ部28にプラズマを発生させ、貫通孔27Hからプラズマを噴出させるようになっている。そこで次に、点火プラグ1の前記間隙29に高電圧を印加するための第2電源31、及び、間隙29に電力を投入するための第1電源41の構成について説明する。尚、両電源31,41は、接続装置60を介して点火プラグ1に接続されており、接続装置60は、第1電源側ライン71及び第2電源側ライン61を備えている。
 図1に示すように、第2電源31は、第2電源側ライン61を介して点火プラグ1に対して電気的に接続されており、一次コイル32、二次コイル33、コア34、及び、イグナイタ35を備えている。
 一次コイル32は、前記コア34を中心に巻回されており、その一端が電力供給用のバッテリVAに接続されるとともに、その他端がイグナイタ35に接続されている。また、二次コイル33は、前記コア34を中心に巻回されており、その一端が一次コイル32及びバッテリVA間に接続されるとともに、その他端が第2電源側ライン61を介して点火プラグ1の端子電極6に接続されている。
 加えて、イグナイタ35は、所定のトランジスタにより形成されており、図示しないECU(電子制御装置)から入力される通電信号に応じて、バッテリVAから一次コイル32に対する電力の供給及び供給停止を切り替える。点火プラグ1に高電圧を印加する場合には、バッテリVAから一次コイル32に電流を流し、前記コア34の周囲に磁界を形成した上で、ECUからの通電信号をオンからオフに切り替えることにより、バッテリVAから一次コイル32に対する通電を停止する。通電の停止により、前記コア34の磁界が変化し、二次コイル33に負極性の高電圧(例えば、5kV~30kV)が発生する。この高電圧が点火プラグ1(端子電極6)に印加されることで、間隙29において火花放電を発生させることができる。
 加えて、前記第1電源41は、第1電源側ライン71を介して点火プラグ1に対して電気的に接続されており、電源回路PSと、コンデンサ42(本発明の「静電容量部」に相当する)とを備えている。
 電源回路PSは、負極性の高電圧(例えば、500V~1000V)を発生可能な電源回路であり、点火プラグ1及びコンデンサ42に対して第3ダイオード43及び第2抵抗44を介して電気的に接続されている。加えて、前記コンデンサ42は、第1電源側ラインに71に電気的に接続されており、一端が接地されるとともに、他端が電源回路PSに接続されている。また、コンデンサ42は、点火プラグ1と並列に接続されるとともに、電源回路PSにより充電が行われるように構成されている。そして、前記間隙29にて火花放電が生じ、前記両電極5,27間が絶縁破壊されると、コンデンサ42に蓄積された電気エネルギーが第1電源側ライン71を介して点火プラグ1へと供給され、プラズマが生成されるようになっている。
 さらに、第1電源側ライン71には、第1ダイオード72と、インダクタ73とが介在されており、コンデンサ42に蓄積された電気エネルギーは、第1ダイオード72及びインダクタ73を介して点火プラグ1へと供給される。
 第1ダイオード72は、点火プラグ1において火花放電をより確実に発生させるために、第2電源31から第1電源41への電流流入を防止するものである。加えて、本実施形態では、第2電源31(二次コイル33)から高電圧が出力されること、及び、第1電源41から点火プラグ1に対する投入電力が比較的大きいことを鑑みて、第1ダイオード72として、その逆耐圧及び電流容量が十分に大きいものが用いられており、第1ダイオード72のサイズは比較的大きなものとなっている。尚、本実施形態において、第1ダイオード72は1つのみ設けられているが、第1ダイオードを直列的に複数設けることとしてもよい。
 インダクタ73は、キャビティ部28からのプラズマの噴出をある程度の時間に亘って継続させるために、コンデンサ42から点火プラグ1に対して電気エネルギーが瞬間的に供給されてしまうことを防止するものである。尚、プラズマ噴出の継続時間を増大させることで、混合気等に与えられる熱量が増大し、着火性の向上を図ることができる。
 また、インダクタ73は、前記第1ダイオード72よりも点火プラグ1側に設けられている(尚、インダクタ73の配置位置については後に詳述する)。
 加えて、前記第2電源側ライン61には、第2ダイオード62と、第1抵抗63(本発明の抵抗に相当する)とが介在されている。
 第2ダイオード62は、コンデンサ42への充電時における電流のリーク等を防止すべく、第1電源41から第2電源31への電流流入を防止するものである。尚、第2ダイオード62は、その逆耐圧や電流容量を前記第1ダイオード72の逆耐圧や電流容量ほど大きくする必要がなく、結果として、第2ダイオード62としては、第1ダイオード72よりも小型のものが用いられている。
 第1抵抗63は、第2ダイオード62よりも点火プラグ1側に設けられている。当該第1抵抗63により、第2電源側ライン61のうち第2電源31と第1抵抗63との間の浮遊容量に蓄えられた電荷が、火花放電に伴い点火プラグ1への流れ込んでしまうことを防止でき、その結果、ノイズの発生抑制が図られるようになっている。尚、本実施形態では、第1電源41から点火プラグ1に対して電力をより確実に供給すべく、第1抵抗63は、両電源側ライン61,71の接続点よりも第2電源31側に配置されている。
 加えて、本実施形態においては、上述したインダクタ73や第1抵抗63、第2ダイオード62が、点火プラグ1に接続される円柱状のプラグ接続体81の内部に配置されている(すなわち、接続装置60は、プラグ接続体81を備えている)。そこで次に、プラグ接続体81の構成、及び、インダクタ73や第1抵抗63等の配置位置について説明する。
 図3に示すように、プラグ接続体81は、その大部分が、内燃機関ENに設けられ点火プラグ1の挿設される筒状のプラグホールPH内に配置されており、絶縁性材料(例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム、アクリルゴム等の絶縁性ゴムなど)により形成された筒状の外筒82を備えている。外筒82は、自身の一端側に点火プラグ1が挿通されるようになっており、その内部には、プラグ接続体81を点火プラグ1に接続したときに、端子電極6が挿設される有底筒状のコネクタ金具83が設けられている。コネクタ金具83は、第2電源側ライン61と第1電源側ライン71との接合点(合流点)となる部位であり、コネクタ金具83の他端部に第2電源側ライン61が接続されており、コネクタ金具83の外周に接触する円環状のワッシャー84に第1電源側ライン71が接続されている。
 さらに、コネクタ金具83に接続される第2電源側ライン61の少なくとも一部の外周には、絶縁性材料(例えば、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂など)により形成された筒状の絶縁ケース85が配置されている。そして、絶縁ケース85の外周に、前記インダクタ73が配置されている。すなわち、インダクタ73は、絶縁ケース85を介して第2電源側ライン61から離間した状態で、第2電源側ライン61の少なくとも一部の外周に配置されている。
 前記インダクタ73は、巻回された絶縁被膜付きの導電性金属線(例えば、銅線や鉄線等)により構成されており、その少なくとも一部(本実施形態では、ほぼ全体)がプラグホールPH内に配置されている。そして、インダクタ73の点火プラグ1側の端部は、前記ワッシャー84に接触しており、コネクタ金具83(中心電極5の先端)とインダクタ73とを電気的に接続する経路の長さが十分に小さくなるように構成されている。本実施形態では、端子電極6の後端部とインダクタ73の点火プラグ1側の端部との間を接続する導電経路の長さが10cm以下(より好ましくは、2cm以下)とされている。これにより、インダクタ73と中心電極5の先端との間に存在する浮遊容量を小さくすることができ、ノイズを効果的に低減できるようになっている。尚、ノイズの低減効果をより確実に向上させるという観点から、本実施形態のように、インダクタ73の点火プラグ1側の端部を、第1抵抗63の点火プラグ1側の端部よりも点火プラグ1側に接近させることが好ましい。
 また、本実施形態において、インダクタ73の抵抗値は1Ω以下となるように設定されている。
 加えて、第2電源側ライン61の第1抵抗63は、コネクタ金具83の直上流に配置されており、コネクタ金具83(中心電極5の先端)と第1抵抗63の間を電気的に接続する経路の長さが十分に小さくなるように構成されている。本実施形態では、端子電極6の後端部と第1抵抗63の点火プラグ1側の端部との間を接続する導電経路の長さが10cm以下(より好ましくは、3cm以下)とされている。これにより、第1抵抗63と中心電極5の先端との間の距離、ひいては両者間に存在する浮遊容量を小さくすることができる。その結果、当該浮遊容量に蓄えられた電荷が火花放電に伴い点火プラグ1に流れ込む際に、点火プラグ1に流れる電流を小さくすることができ、ひいてはノイズを効果的に低減できるようになっている。
 さらに、第1抵抗63よりも第2電源31側において、第1抵抗63と第2ダイオード62との間には、円柱状のコア材86が介在されている。コア材86は、比透磁率が比較的高い(例えば、100以上の)金属材料により形成されており、インダクタ73の内周に配置されている。インダクタ73の内周にコア材86を配置することで、インダクタ73におけるインダクタンスの増大が図られており、その結果、インダクタ73のインダクタンスが所定値(例えば、1μH)以上とされている。尚、コア材を形成する金属材料としては、例えば、鉄、コバルト、若しくは、ニッケル、又は、これらの金属を主成分とする合金などを挙げることができる。また、本実施形態において、コア材86は、その外径や長手方向に沿った長さが比較的大きく(例えば、外径が4mm以上、長手方向に沿った長さが10mm以上と)されており、インダクタ73のインダクタンスをより確実に増大可能とされている。
 加えて、第1抵抗63の上流には、バネ部材87が配置されており、バネ部材87により、第2電源側ライン61における耐振動性の向上が図られている。
 さらに、第1抵抗63の少なくとも一部(本実施形態では、第1抵抗63の全体)が、インダクタ73の内部に配置されている。
 加えて、本実施形態では、インダクタ73から点火プラグ1までを電気的に接続する経路の長さL1と第1抵抗63から点火プラグ1までを電気的に接続する経路の長さL2との合計が(L1+L2)、5.0cm以下とされている。
 尚、第1ダイオード72は、上述の通り、そのサイズが比較的大きなものであるため、プラグホールPHの外部に配置されている。
 また、プラグホールPHを構成する筒状壁PWと、インダクタ73と、これらの間に位置する外筒82とによって、点火プラグ1と並列に接続された静電容量を有するコンデンサ構成部89(本発明の「静電容量部」に相当する)が形成されている。コンデンサ構成部89は、点火プラグ1と並列に接続されるとともに、第1ダイオード72よりも下流側において第2電源31と電気的に接続されている。加えて、インダクタ73の全体がプラグホールPH内に配置されることで、コンデンサ構成部89の静電容量の増大が図られており、本実施形態では、コンデンサ構成部89の静電容量が所定値(例えば、1.0pF)以上とされている。尚、本発明における「静電容量部」とは、第1電源側ライン71と電気的に接続され、点火プラグ1に並列に設けられたものであればよく、本実施形態では、コンデンサ42及びコンデンサ構成部89の双方が「静電容量部」に相当する。
 以上詳述したように、本実施形態によれば、点火プラグ1と第1電源41との間を電気的に接続する第1電源側ライン71において、第1ダイオード72よりも点火プラグ1側(下流側)にインダクタ73が設けられている。従って、第1電源側ライン71のうちインダクタ73よりも上流側(第1電源41側)の浮遊容量による高周波電流を、インダクタ73を通る際に減衰させることができる。すなわち、インダクタ73よりも上流側の浮遊容量に蓄えられた電荷がノイズの発生源とならないようにすることができる。また、インダクタ73をプラグホールPH内に配置すること等により、インダクタ73と中心電極5の先端までの間の導電経路の長さが十分に小さくされている。そのため、第1電源側ライン71のうちインダクタ73よりも点火プラグ1側の浮遊容量を小さくすることができ、ひいては当該浮遊容量に蓄えられる電荷(換言すれば、ノイズの発生源となり得る電荷)を十分に小さくすることができる。その結果、第1電源側ライン71の浮遊容量により火花放電直後に点火プラグ1に流れる電流を低減させることができ、ノイズを効果的に抑制することができる。
 さらに、インダクタ73は巻回された金属線により構成されるとともに、第2電源側ライン61の少なくとも一部の外周に配置されている。従って、プラグ接続体81の小型化を図ることができ、インダクタ73をプラグホールPH内に容易に配置することができる。
 加えて、インダクタ73の内部にコア材86が配置されており、インダクタ73のインダクタンスが比較的大きなものとされている。従って、インダクタ73による電流の減衰効果をより確実に発揮させることができ、ノイズ抑制効果をさらに向上させることができる。
 また、インダクタ73の抵抗値が1Ω以下とされているため、第1電源41から点火プラグ1に対する投入電力の損失を十分に低減させることができる。
 併せて、第1ダイオード72はプラグホールPHの外部に配置されているため、サイズの面で使用可能なダイオードに制約が生じてしまうという事態が発生しない。換言すれば、適切な逆耐圧や電流容量を有する比較的大型の第1ダイオード72を利用することができる。また、プラグホールPHの外部に第1ダイオード72を配置することで、内燃機関ENの発熱による第1ダイオード72の破損をより確実に防止することができる。
 さらに、第1ダイオード72をプラグホールPHの外部に配置することで、プラグ接続体81の内部スペースを増大させることができ、ひいてはコア材86のサイズを大きくすることができる。その結果、インダクタ73のインダクタンスをより確実に増大させることができる。
 また、第2ダイオード62により、第1電源41から第2電源31に対する電流流入を防止することができ、第1電源41から点火プラグ1に対して電力をより確実に供給することができる。
 加えて、第2電源側ライン61において、第1抵抗63よりも第2電源31側にコア材86が配置されている(換言すれば、コア材86よりも点火プラグ1側に第1抵抗63が配置されている)。従って、点火プラグ1及び第1抵抗63間の通電経路をより確実に短くすることができる。その結果、当該通電経路に蓄えられ得る電荷をより少なくすることができ、ノイズの抑制効果をさらに高めることができる。
 さらに、第1抵抗63の少なくとも一部が、インダクタ73の内部に配置されているため、点火プラグ1及び第1抵抗63間の通電経路をより短くすることができ、当該通電経路に蓄えられ得る電荷をより少なくすることができる。従って、ノイズの抑制効果をさらに高めることができる。また、インダクタ73の内部に第1抵抗63を配置することで、装置の更なる小型化を図ることができる。
 加えて、本実施形態では、第2電源31からの出力電圧によりコンデンサ構成部89を充電することができるとともに、火花放電を生じさせた際には、間隙29に対して、コンデンサ構成部89から多量の電荷を流れ込ませることができる。従って、間隙29を流れる容量放電電流を著しく増大させることができ、間隙29の抵抗値をより確実に小さくすることができる。その結果、火花放電(間隙29)に対して第1電源41からの電力をより確実に投入することができる。
 また、本実施形態において、コンデンサ構成部89は、筒状壁PW、インダクタ73、及び、外筒82によって構成されている。そのため、インダクタ73等とは別にコンデンサなどを設ける場合と比較して、製造コストを低減させることができるとともに、装置の一層の小型化を図ることができる。
 さらに、本実施形態では、コンデンサ構成部89が筒状壁PW等により形成されているため、コンデンサ構成部89を点火プラグ1の極めて近傍に配置することができる。そのため、コンデンサ構成部89及び点火プラグ1間の通電経路を非常に短くすることができる。すなわち、コンデンサ構成部89に蓄えられた電荷が流れる際にノイズを放射するアンテナとなる部位を短くすることができる。従って、コンデンサ構成部89に蓄えられた電荷により発生するノイズを極めて軽微なものとすることができ、ノイズ抑制効果を一段と向上させることができる。
 尚、本実施形態における点火装置51は、上述のように、端子電極6の後端から中心電極5の先端までの間の抵抗値が低く、自身によるノイズ抑制が難しい点火プラグに好適に用いられる。
 次いで、上記実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、点火装置のサンプルA,B,Cを作製し、各サンプルについてノイズ評価試験を行った。ノイズ評価試験の概要は次の通りである。すなわち、第1電源から一定距離離れた場所に電磁波を受信するプローブを配置した上で、燃焼装置を模したチャンバーに取付られた点火プラグに電力を投入した。そして、電力投入時に発生した電磁波(ノイズ)の最大電圧(最大ノイズ強度)を各サンプルごとに測定した。図4に、当該試験の試験結果を示す。尚、サンプルA(比較例に相当する)は、図5に示すように、インダクタ73を第1ダイオード72よりも第1電源41側に設けるとともに、第1ダイオード72とコネクタ金具83との間を電気的に接続する経路が比較的長くなるように構成した。また、サンプルB(比較例に相当する)は、図6に示すように、直列接続された複数の第1ダイオード72よりも第1電源41側にインダクタ73を設けるとともに、第1ダイオード72とコネクタ金具83とを電気的に接続する経路が比較的短くなるように構成した。加えて、サンプルC(実施例に相当する)は、上記実施形態における点火装置と同様の構成を有するように構成した(すなわち、インダクタ73を第1ダイオード72よりも点火プラグ1側に設けた)。尚、プラグホールによるノイズ抑制の影響を排除するために、チャンバーにはプラグホールを設けないこととした。
 図4に示すように、サンプルCは、最大ノイズ強度が著しく低減し、優れたノイズ抑制効果を有することが明らかとなった。これは、第1電源側ラインのうちインダクタよりも上流側の浮遊容量による高周波電流はインダクタを通る際に減衰し、また、第1ダイオードよりも点火プラグ側にインダクタを配置したことで、第1電源側ラインのうちインダクタよりも下流側の浮遊容量が十分に小さくされたためであると考えられる。
 以上の試験結果より、優れたノイズの抑制効果を実現すべく、第1電源側ラインにおいては、第1ダイオードよりも点火プラグ側にインダクタを設けることが好ましいといえる。
 次に、インダクタから点火プラグまでを電気的に接続する経路の長さL1(mm)と第1抵抗から点火プラグまでを電気的に接続する経路の長さL2(mm)との合計(L1+L2)を種々変更した点火装置のサンプルを作製し、各サンプルについて上述のノイズ評価試験を行った。図7及び表1に、当該試験の試験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 図7及び表1に示すように、L1+L2を5.0cm以下とすることで、最大ノイズ強度が50V以下と十分に小さなものとなり、優れたノイズ抑制効果が発揮されることが分かった。
 上記試験の結果より、ノイズの抑制効果の更なる向上を図るべく、インダクタから点火プラグまでを電気的に接続する経路の長さL1と第1抵抗から点火プラグまでを電気的に接続する経路の長さL2との合計(L1+L2)を5.0cm以下とすることが好ましいといえる。
 尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
 (a)上記実施形態では、第2電源側ライン61に、第1抵抗63及びコア材86が設けられているが、図8に示すように、第2電源側ライン61に、所定値以上(例えば、1Ω以上)の抵抗値を有するコア材91のみを設け、コア材91が、インダクタ73のインダクタンスを増大させるという自身の本来的な機能と、抵抗によるノイズの抑制機能との双方を備えるように構成してもよい。この場合には、装置の更なる小型化や材料コストの低減を図ることができる。
 (b)上記実施形態では、第1電源側ライン71に1つのインダクタ73が設けられているが、第1電源41から点火プラグ1に対する電力の投入時間をより延ばすべく、図9に示すように、第1電源側ライン71に複数のインダクタ92,93を直列的に設けることとしてもよい。尚、この場合には、複数のインダクタ92,93のうち少なくとも1つのインダクタが、第1ダイオード72よりも点火プラグ1側に設けられていればよい。
 (c)上記実施形態における点火プラグ1の構成は例示であって、利用可能な点火プラグの構成は特に限定されるものではない。従って、図10に示すように、絶縁碍子112の先端から自身の先端が突出する中心電極115と、主体金具113の先端部に固定された棒状の接地電極114と、両電極114,115間に形成された間隙116とを備える点火プラグ111を用いることとしてもよい。
 (d)上記実施形態では、インダクタ73の内部にコア材86が配置されているが、図11に示すように、プラグホールPHを形成する金属製の筒状壁PWと第2電源側ライン61との間に、インダクタ73のインダクタンスを高めるためのコア材94を配置することとしてもよい。この場合には、インダクタ73のインダクタンスをより高めることができ、インダクタ73による電流の減衰効果をより効果的に発揮させることができる。その結果、ノイズ抑制効果を一層向上させることができる。尚、コア材86を省略し、コア材94のみを設けることとしてもよい。
 (e)上記実施形態では、電源回路PSとして負極性の電圧を発生させるものが用いられているが、電源回路PSとして正極性の電圧を発生させるものを用いてもよい。また、第2電源31から点火プラグ1に対して正極性の電圧を印加することとしてもよい。すなわち、間隙29における放電極性は特に限定されるものではない。
 (f)上記実施形態において、インダクタ73は、巻回された絶縁被膜付きの導電性金属線により構成されているが、利用可能なインダクタの構成はこれに限られるものではない。従って、例えば、積層型のインダクタ等を用いることとしてもよい。また、インダクタとして、巻回された導電性金属が樹脂等の絶縁性材料(例えば、外筒82)に埋設されてなるものを用いることとしてもよい。
 (g)上記実施形態において、インダクタ73は絶縁ケース85を介した状態で第2電源側ライン61から離間しているが、絶縁ケース85等の部材を介することなく、インダクタ73を第2電源側ライン61から離間させることとしてもよい。
 (h)上記実施形態において、第1ダイオード72はプラグホールPHの外部に配置されているが、第1ダイオード72の一部のみをプラグホールPHの外部に配置してもよい。また、第1ダイオード72をプラグホールPH内に配置してもよい。
 (i)上記実施形態において、第1抵抗63の全体がインダクタ73内に配置されているが、第1抵抗63の一部のみをインダクタ73内に配置することとしてもよい。また、第1抵抗63をインダクタ73の外部に設けることとしてもよい。
 (j)上記実施形態では、各点火プラグ1ごとに第2電源31や第1電源41が設けられているが、各点火プラグ1ごとに第2電源31や第1電源41を設けることなく、第2電源31や第1電源41からの電力をディストリビュータを介して各点火プラグ1やコンデンサ42に供給してもよい。
 (k)上記実施形態では、インダクタ73、筒状壁PW、及び、外筒82によってコンデンサ構成部89が構成されているが、コンデンサ構成部89に代えて、又は、コンデンサ構成部89とともに点火プラグ1と並列に接続されるとともに、第1ダイオード72よりも下流側において第2電源31と電気的に接続された静電容量を有する静電容量部(例えば、コンデンサ等)を設けることとしてもよい。
 1…点火プラグ、5…中心電極、27…接地電極、29…間隙、31…第2電源、41…第1電源、42…コンデンサ(静電容量部)、51…点火装置、60…接続装置、61…第2電源側ライン、62…第2ダイオード、63…第1抵抗(抵抗)、71…第1電源側ライン、72…第1ダイオード、73…インダクタ、86…コア材、89…コンデンサ構成部(静電容量部)、101…点火システム、EN…燃焼装置、PH…プラグホール、PW…筒状壁。

Claims (15)

  1.  第1電源及び第2電源と点火プラグとを接続する接続装置であって、
     前記点火プラグ及び前記第1電源間を電気的に接続し、前記第2電源と電気的に接続される第1電源側ラインと、
     前記点火プラグ及び前記第2電源間を電気的に接続する第2電源側ラインと、を備え、
     前記第1電源側ラインは、
     前記第2電源から前記第1電源への電流流入又は前記第1電源から前記第2電源への電流流入を防止する第1ダイオードと、
     前記第1ダイオードよりも前記点火プラグ側に設けられるインダクタとを備え、
     前記インダクタは、巻回された金属線により構成されるとともに、少なくとも前記第2電源側ラインから離間した状態で、前記第2電源側ラインの少なくとも一部の外周に配置されることを特徴とする接続装置。
  2.  前記第2電源側ラインは、直列的に接続された抵抗を備えることを特徴とする請求項1に記載の接続装置。
  3.  前記インダクタの内部に、前記インダクタのインダクタンスを高めるためのコア材が配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の接続装置。
  4.  前記コア材の少なくとも一部は、前記第2電源側ラインに介在されることを特徴とする請求項3に記載の接続装置。
  5.  前記第2電源側ラインは、直列的に接続された抵抗を備え、
     前記コア材の少なくとも一部は、前記抵抗であることを特徴とする請求項3又は4に記載の接続装置。
  6.  前記第2電源側ラインは、直列的に接続された抵抗を備え、
     前記コア材は、前記抵抗よりも前記第2電源側に配置されることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の接続装置。
  7.  前記点火プラグの取付けられる燃焼装置には、前記点火プラグが挿設される筒状のプラグホールが設けられ、
     前記インダクタの少なくとも一部は、前記プラグホール内に配置されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の接続装置。
  8.  前記プラグホールは、自身を形成する筒状壁を備え、
     前記筒状壁と前記第2電源側ラインとの間に、前記インダクタのインダクタンスを高めるためのコア材が配置されることを特徴とする請求項7に記載の接続装置。
  9.  前記第2電源側ラインは、直列的に接続された抵抗を備え、
     前記インダクタから前記点火プラグまでを電気的に接続する経路の長さL1と前記抵抗から前記点火プラグまでを電気的に接続する経路の長さL2との合計が、5.0cm以下であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の接続装置。
  10.  前記インダクタの抵抗値が1Ω以下であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の接続装置。
  11.  前記第2電源側ラインは、前記第1電源から前記第2電源への電流流入又は前記第2電源から前記第1電源への電流流入を防止する第2ダイオードを備えることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の接続装置。
  12.  前記点火プラグの取付けられる燃焼装置には、前記点火プラグが挿設される筒状のプラグホールが設けられ、
     前記第1ダイオードの少なくとも一部は、前記プラグホールの外部に配置されることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の接続装置。
  13.  中心電極と、接地電極と、前記両電極間に形成された間隙とを備える点火プラグに用いられる点火装置であって、
     上記構成1乃至12のいずれかに記載の接続装置と、
     前記第1電源側ラインと電気的に接続され、前記点火プラグに並列に設けられる静電容量を有する静電容量部とを備えることを特徴とする点火装置。
  14.  中心電極と、接地電極と、前記両電極間に形成された間隙とを備える点火プラグに用いられる点火装置であって、
     請求項1乃至12のいずれか1項に記載の接続装置と、
     前記第1電源側ラインと電気的に接続され、前記間隙に電力を投入する第1電源と、
     前記第2電源側ラインと電気的に接続され、前記間隙に電圧を印加する第2電源とを備えることを特徴とする点火装置。
  15.  請求項13又は14に記載の点火装置と、
     前記点火装置から電力が供給される点火プラグとを備えることを特徴とする点火システム。
PCT/JP2012/061009 2011-06-07 2012-04-25 接続装置及び点火装置並びに点火システム WO2012169291A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012540185A JP5438840B2 (ja) 2011-06-07 2012-04-25 接続装置及び点火装置並びに点火システム
EP12796064.9A EP2719889B1 (en) 2011-06-07 2012-04-25 Connection device, igniter and ignition system
US14/116,606 US9453490B2 (en) 2011-06-07 2012-04-25 Connection device, igniter and ignition system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-126898 2011-06-07
JP2011126898 2011-06-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012169291A1 true WO2012169291A1 (ja) 2012-12-13

Family

ID=47295862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/061009 WO2012169291A1 (ja) 2011-06-07 2012-04-25 接続装置及び点火装置並びに点火システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9453490B2 (ja)
EP (1) EP2719889B1 (ja)
JP (1) JP5438840B2 (ja)
WO (1) WO2012169291A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106032785A (zh) * 2015-03-17 2016-10-19 黄志民 等离子点火控制系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55142970A (en) * 1979-04-23 1980-11-07 Nissan Motor Co Ltd Plasma igniter
JPS55172659U (ja) * 1979-05-29 1980-12-11
JPS5799967U (ja) * 1980-12-11 1982-06-19
JP2009030593A (ja) * 2007-07-02 2009-02-12 Denso Corp プラズマ式点火装置
JP2009228505A (ja) 2008-03-21 2009-10-08 Ngk Spark Plug Co Ltd プラズマジェット点火プラグの点火装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1234446B (de) * 1962-03-10 1967-02-16 Bosch Gmbh Robert Zuendanlage zum Betrieb von Brennkraftmaschinen
US4034731A (en) * 1975-03-18 1977-07-12 Kokusan Denki Co., Ltd. Ignition system for an internal combustion engine
US4327702A (en) * 1979-04-23 1982-05-04 Nissan Motor Co., Ltd. Plasma jet ignition system with noise suppressing arrangement
JPS56165391U (ja) 1980-05-09 1981-12-08
JPS5799272A (en) 1980-12-11 1982-06-19 Nissan Motor Co Ltd Plasma ignition device
US8033273B2 (en) * 2007-07-02 2011-10-11 Denso Corporation Plasma ignition system
JP2009041427A (ja) 2007-08-08 2009-02-26 Denso Corp プラズマ式点火装置
JP2009085038A (ja) 2007-09-28 2009-04-23 Denso Corp プラズマ式点火装置
WO2009088045A1 (ja) * 2008-01-08 2009-07-16 Ngk Spark Plug Co., Ltd. プラズマジェット点火プラグの点火制御
EP2400607A4 (en) * 2009-02-18 2018-03-28 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ignition device for plasma jet ignition plug
JP4777463B2 (ja) 2009-03-31 2011-09-21 日本特殊陶業株式会社 プラズマジェット点火プラグ
JP5210361B2 (ja) * 2010-07-14 2013-06-12 日本特殊陶業株式会社 プラズマジェット点火プラグの点火装置、及び、点火システム
WO2012093461A1 (ja) * 2011-01-04 2012-07-12 日本特殊陶業株式会社 点火装置及び点火システム
JP2012237283A (ja) * 2011-05-13 2012-12-06 Mitsubishi Electric Corp イオン電流検出装置
JP5474120B2 (ja) * 2012-04-09 2014-04-16 三菱電機株式会社 内燃機関の点火装置および点火方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55142970A (en) * 1979-04-23 1980-11-07 Nissan Motor Co Ltd Plasma igniter
JPS55172659U (ja) * 1979-05-29 1980-12-11
JPS5799967U (ja) * 1980-12-11 1982-06-19
JP2009030593A (ja) * 2007-07-02 2009-02-12 Denso Corp プラズマ式点火装置
JP4390008B2 (ja) 2007-07-02 2009-12-24 株式会社デンソー プラズマ式点火装置
JP2009228505A (ja) 2008-03-21 2009-10-08 Ngk Spark Plug Co Ltd プラズマジェット点火プラグの点火装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2719889A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP2719889A4 (en) 2015-10-21
JPWO2012169291A1 (ja) 2015-02-23
US9453490B2 (en) 2016-09-27
JP5438840B2 (ja) 2014-03-12
EP2719889A1 (en) 2014-04-16
US20140070717A1 (en) 2014-03-13
EP2719889B1 (en) 2021-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8922102B2 (en) Composite spark plug
JP5335064B2 (ja) プラズマジェット点火プラグの点火装置
JP2007287666A (ja) プラズマジェット点火プラグおよびその点火システム
US8907552B2 (en) High-frequency plasma spark plug
JP5161995B2 (ja) プラズマジェット点火プラグの点火装置
JP4777463B2 (ja) プラズマジェット点火プラグ
JP5820288B2 (ja) 点火装置
JP5422007B2 (ja) プラズマジェット点火プラグ及び点火システム
JP5438840B2 (ja) 接続装置及び点火装置並びに点火システム
JP5210361B2 (ja) プラズマジェット点火プラグの点火装置、及び、点火システム
JP2009193737A (ja) 点火プラグ
JP6397687B2 (ja) 交流点火装置
JP5520257B2 (ja) 点火装置及び点火システム並びにプラズマジェット点火プラグ
WO2012093461A1 (ja) 点火装置及び点火システム
JP5537495B2 (ja) 点火装置及び点火システム
JP5580773B2 (ja) 点火装置及び点火システム
JP5537494B2 (ja) 点火装置及び点火システム
JP2012225204A (ja) 点火装置及び点火システム
WO2013042556A1 (ja) 点火プラグ、点火装置及び混合気に点火する方法

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2012540185

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12796064

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14116606

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE