JPH01262368A - 内燃機関の点火配電器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関用の点火配電器に関し、特にその放
電部における電極材料を改良することにより、電波雑音
抑制効果を高めたものである。

〔従来技術〕

上記点火配電器に関しては、これまでもその電波雑音抑
制の努力がなされている。その対策とし・て１例えば、
フェライトよりなる回転電極の放電部の近傍にシリコー
ン等の誘電体の被膜を形成したものがある（特開昭５７
−１８３５７２）。

また、特開昭６２−２５８１７３号公報には。

回転電極の放電部がフェライトよりなり、該放電部にＳ
ｉＯオを拡散させたものが提案されている。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら、上記特開昭５７−１８３５７２号公報に
示される点火配電器は、未だ充分な上記抑制効果を有し
ていない、また、前記シリコーン被膜の形成は、シリコ
ーン等の塗布、乾燥などの工程を要し、大幅なコストア
ップとなる。また。

特開昭６２−２５８１７３号公報に示される点火配電器
は、電波雑音抑制効果が増しているが近年のハイレベル
の電波雑音抑制効果の要望に対しては不充分である。

本発明は、上記従来技術に鑑み１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材料（
放電部材）につき研究を重ね、電波雑音抑制効果が高く
、耐久性のよい放電部材を有する。

内燃機関用点火配電器を提供しようとするものである。

〔５題の解決手段〕 本発明は１点火配電器において、固定電極および／又は
回転電極は放電を行わせる放電部に、フェライトよりな
ると共にその表面に酸化珪素を含有し、かつ厚さ１０〜
１００μｍ、直径０．５〜５０μｍの多数の凹凸形状の
表面層を有する放電部材を有したことを特徴とする。

上記放電部材とは、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材料をいい。

回転電極（又は固定電極）の先端に配設するものである
。しかし、上記回転電極又は固定電極それ自体が上記放
電を行う部分を有する材料である場合には、これら固定
電極１回転電極の一方又は双方自体が放電部材を構成す
ることになる。上記した意味において５本発明は、固定
電極および／又は回転電極の放電部に放電部材を有する
のである。

なお、上記凹凸形状はその厚さが１０μｍ未満ではフェ
ライトが放電面に露出して電波雑音抑制効果が低下し、
一方１００μｍをこえると電気絶縁層が厚くなり、抵抗
が大きくなるため電波雑音抑制効果が低下する。また、
凹凸形状の１つの大きさに関して、直径０．５μｍ未満
では凹凸形状としての効果が小さく、放電電圧が低下せ
ず、−方５０μｍを越えると逆に電界集中を生じ難くな
　。

り放電電圧が低下しないためである。

〔作用及び効果］ 本発明においては、放電部材がフェライトよりなると共
にその表面に酸化珪素を含有する多数の。

しかも特定の大きさの凹凸形状の表面層を形成している
。それ故、従来に比して優れた電波雑音抑制効果を発揮
させることができる。また、使用中における電波雑音抑
制効果の経時変化も殆どなく。

耐久性に優れている。

また、フェライト焼結体の表面にシリコーンを塗布した
前記比較放電部材と比較しても、その強度が高く、耐久
性に優れている。更に、シリコーンの塗布、乾燥などの
工程を必要とせず製造容易かつ安価である。

以上のごとく９本発明によれば、′ｇｌ波雑音抑制効果
及び耐久性に優れた放電部材を有する。内燃機関用点火
配電器を提供することができる。

〔実施例］ 各実施例に先立ち、まず点火配電器全体につき。

第１図ないし第４図によりその概要を説明する。

第２図は１本発明にかかる点火配電器の一構成例を示し
た縦断面図である。配電器はハウジング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２図示しない高圧ケーブルを
介して各点火プラグに接続する。中央端子２１は１図示
しない点火コイルの二次コイルに接続する。中央端子２
１の先端には、導電性スプリング２２を介して炭素棒よ
りなる摺動子２３を設ける。一方、ハウジング１内に設
けたカム軸６は、内燃機関のクランク軸に連動じて回転
する。カム軸６の上端部には配電子４を設ける。

配電子４は、第１図に示すごとく、絶縁基体４１と該絶
縁基体４１上面に配設された回転電極４０とから成る。

この回転電極４０は放電部材５０と、これにハンダ付は
或いは接触により電気的に接続した金属板４２とからな
る。該金属板４２は。

その一端が前記導電性スプリング２２の押圧力によって
摺動子２３と接触している。上記回転電極４０における
放電部材５０の先端面（放電面）は。

配電子４の回転に伴って前記複数の固定電極３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。

しかして、複数の固定電極３の一つに対して図に示す如
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９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の放電面と固定電極
３との上記微小間隙において、空気の絶縁破壊によって
、火花放電を生じる。そして、これにより上記微小間隔
と直列に設けられている点火プラグ（図示せず）の火花
間隙において、放電が生じ、内燃機関内に所望の点火動
作が行われる。

本例の回転電極４０においては、その先端に位置する放
電部５に１本発明にかかる放電部材５０（第１．第３図
参照）を設けたものである。しかして、この放電部材５
０はセラミック製の電極であり、第４図に示すごとく、
フェライト５１を基材とし、その表面にＳｉｎ、を主成
分とし、直径りが０．５〜５０μｍ、厚さＨが１０〜１
００μｍ凹凸状の表面層５２を有する。そして、この表
面層５２において放電が行われる。

第１実施例 Ｎｉ−Ｚｎフェライトと酸化珪素とを加熱、焼成し２表
面に多数の凹凸形状を有する放電部材を製造し、各種性
能について測定を行った。

即ち、酸化鉄（Ｆｅｔｕｓ）５０モル％に酸化ニッケル
（Ｎｉｐ）３５モル％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）１５モル％
をボールミルで湿式混合粉砕を行った。その後、１ｏｏ
ｏ°Ｃで６時間仮焼を行ってＮｉ−Ｚｎフェライト（Ｎ
ｉＺｎＦｅｚ　０４　）を合成した。

次に、この合成したフェライト（１００％）に対して、
二酸化珪素（ＳＩＯｌ）を４〜６％（重量比、以下間し
）及び酸化コバルト（ＣｏＯ）を３〜６％加えた原料８
種類を準備した。しかして。

これら原料に対しバインダ固形分が１重量％程度となる
ようにバインダの溶液を添加して、ボールミルで湿式混
合粉砕を行った。

次に、乾燥後６０メツシユ篩を通るように粒径を調整後
、金型を用いてこの粉体を３００〜１０００ｋｇ／ｃ＋
ｆｌで、第３図に示すごとく略扇形状の放電部材に加圧
成形した０次いで、これら８種の成形体につき、昇温速
度１００°Ｃ／時で昇温し、保持温度１３４０〜１３９
０°Ｃで２時間焼成し、降温速度１００°Ｃ／時の焼成
条件で焼成した。得られた焼成体（放電部材）の比抵抗
はいずれも１０４〜１０’Ωｌであった。

この放電部材を前記のごとく金属板４２と接触させて１
回転電極４０とした。

、前記の５ｔＣｈとＣｏｏの配合割合（フェライト１０
０％に対する重量％）、及び焼成温度を第１表に示した
。

第１表 また、前記フェライト、Ｓ　ｉ　Ｏｘ　、Ｃｏｏの３成
分系組成を第５図の三角座標に示した。同図に示すＡｌ
−Ａ３の符号は第１表の番号と同じである。

上記放電部材に関して５次の測定を行った。

〔電波雑音抑制効果〕

上記の焼成体を放電部材５０として、第１図に示すごと
く９本発明にかかる点火配電器を構成し。

雑音電流を測定した。

雑音電流測定は、配電子４をカム軸６により７５Ｑｒｐ
ｍで回転し１回転雪掻４０の先端に設けた放電部材５０
と固定電極３との間の放電により生ずる雑音電流を、カ
レントプローブを用いて測定した。そして１周波数帯域
６５〜７５０ＭＨｚ’について、電界強度の周波数特性
を１μＶ　／　ｍ　＝ＯｄＢとして、検出することによ
り行った。また。

測定結果は、従来品としての溶射ロータの雑音レベルを
ゼロ（０）として評価した。この溶射ロータは、金属製
回転電極の放電面にＣｕｂ、Ａｊ！。

０、を溶射被覆した放電部材である。

その結果、Ａｌ〜Ａ８いずれの放電部材も、６５〜３６
０ＭＨｚの間では約２０〜３０の、また３６０〜７５０
ＭＨｚでは約１０〜２０の電波雑音抑制効果（ｄＢ）を
示した。

上記のうち９代表としてｋＡ５の放電部材の測定結果を
、第６図に示した（曲線Ａ５）、同図の直線ＣＩは、前
記溶射ロータの電波雑音抑制効果を示す、また、同図に
は比較のために、従来技術として、前記と同様のフェラ
イト材からなる板を用い、その表面にシリコーンの被ｌ
１ｌ（１００μｍ）を形成した放電部材を用いた場合の
測定結果を示した（曲線Ｃ２）。

第６図より知られるごとく１本発明にかかる放電部材は
、従来の溶射型は勿論のこと、シリコーンを被覆したも
の（Ｃ２）に比しても、高い電波雑音抑制効果を有する
ことが分る。

〔放電耐久性〕

また、放電耐久性に関して上記と同様の３種の放電部材
（Ａ５．ＣＩ、Ｃ２）につき測定した。

この測定は、３６０ＭＨｚにおいて、他は上記電波雑音
抑制効果の測定と同様の条件で１０００時間行った。そ
の結果を第７図に示した。

同図より知られるごとく１本発明にかかる放電部材は放
電耐久性に優れ、１ｏｏｏ時間おいても。

優れた電波雑音抑制効果を保持していることが分る。こ
れに比して、シリコーン被膜形成品（Ｃ２）は、約２０
０時間後は電波雑音抑制効果が低下していることが分る
。

本発明品が、このように優れた耐久性を有するのは、放
電時に一瞬ＳｉＯ□が溶融しても、直ぐに冷却して結晶
化し、その際再び凹凸形状を形成するためである。この
ことは、上記放電耐久試験後の放電面をＳＥＭ観察する
ことによって確認している。また、この凹凸形状は針状
結晶でないため、放電前後の形状変化が小さく、このこ
ともまた初期の性能安定性に寄与していると思われる。

［表面層の状態〕 次に、上記放電部材について、Ｘ線回折、ＳＥＭ（走査
型電子顕微鏡）による分析を行った。その結果、これら
放電部材は、いずれも第４図に示すごとく、放電部材５
０の表面に、内部５１よりも珪素含有量の多い、しかも
凹凸形状の表面Ｎ５２が生成していた。また１表面層の
Ｓｉｎｇは殆ど全てクリストバライトであった。また、
この５ｉＯ１は焼成前に比して１０倍以上が表面付近に
形成されていた。

次に、放電部材の表面状態に着目しＳＥＭにより表面形
状を詳細に調査した。その結果、上記のごと＜　１３４
０〜１３９０°Ｃの温度領域で焼成した場合には１表面
に直径０．５〜５０μｍ、　Ｊｙ、さ１０〜１００μｍ
の凹凸を形成していることが明らかになった。

また、前記第１表のｋＡ５の組成で、焼成温度を変化さ
せた場合の表面凹凸の大きさを第８図に示す。

同図より知られるごとく、焼成温度が１３６０〜１３９
０°Ｃ付近では直径０．５〜５０μｍ程度の表面凹凸が
形成されるが、１３９０°Ｃより高温では、トリジマイ
トの生成により針状結晶が形成され、さらに高温では凹
凸が生じないことが分る。

また、１３４５°Ｃでは凹凸形状が小さいことが分る。

なお、このような凹凸形状が生じない場合には、放電部
材は電界集中が起こらず電波雑音抑制効果が低下する。

次に９表面ＳｉＯ□層の厚さについて評価を行った。

評価方法は、前記放電部材を切断し、断面をＥＤＳ（エ
ネルギー分散型Ｘ線検出装置）を用いてＳｉ原子存在量
の変化を見ることで行った。その測定結果の１例を、第
１表ＮαＡ５の放電部材につき、第９図に示す。同図よ
り知られるごとく、放電部材の表面近くには多量のＳｉ
が含存されていることが分る。この多量のＳｉは凹凸形
状表面層中に存在するものである。

このように１表面に５ｉＯｚが多く集中するのは、同時
添加しているＣｏｏによるものと思われる。この点に関
し、ＴＥＭ　（透過型電子顕微鏡）による内部構造観察
をしたところ、Ｃｏｏは粒界には存在せず１粒界はＳｉ
ｎｇのみが存在していた。このことより、Ｃｏｏはフェ
ライト粒子の粒成長促進などを引き起こし、それにより
３４０ｇ層を表面に形成するものと推定される。

次に、第１表Ａ５の組成物に関して、その焼成温度を変
えて放電部材を作製した。焼成温度と。

得られた放電部材表面層における３ｉ０ｚｌｉの厚みと
の関係につき、第１０図に示した。

同図より知られるごとく、焼成温度が低いと焼結が不十
分でＳｉＯ□は内部に取り残され易い。

また、逆に焼成温度が高いと、ＳｔＯ，が表面より流れ
出すか或いはフェライトに取り込まれ易くなり表面層と
しては形成されにくくなるものと考えられる。

〔強　度〕

なお、上記Ａ５の放電部材について７３点曲げ強度試験
を行ったところ、約１３ｋｇ／ｍｍ”の曲げ強度を示し
た。一方比較品として、フェライトにシリコーンを塗布
した従来の放電部材は、約８ｋｇ／１１１１”であった
、前者の本発明品が９曲げ強度が大きい理由は１表面層
のＳｉＯ□が、放電部材表面の欠陥を埋め、補強効果を
発揮しているためと考えられる。

第２実施例 次に、第１実施例と同じＮｉ−Ｚｎフェライトに対して
、Ｓｉｎ、及びＣｏｏを第２表に示すごとくそれぞれ３
〜８％添加し、焼成温度を変えて第１実施例と同様にし
て放電部材を作製した。その結果を第１１図に、同図に
示した評価記号で表示した。評価記号中、「性能」とは
電波雑音抑制効果を示し５・「平坦、凹凸、針状」とは
放電部材の表面層の形状を示す。

同図より知られるごと＜、Ｓｉｎｇ及びＣｏ。

の添加量が３〜６％では焼成温度によって凹凸形状を有
し性能の良い表面層が得られ、また、特に５〜６％では
、焼成温度の上昇に伴ない、平坦で性能やや良、凹凸で
性能良（かつ初期安定性良好）、針状で性能良の状態へ
変化する。また、添加量が３〜６％より以上、或いは以
下どちら側でも、性能良好となる焼成温度領域が狭くな
ると共に、凹凸や針状結晶を形成しなくなる。

第２表 第３実施例 第１実施例におけるＣｏｏ添加に代えて５第３表に示す
ごと（Ｎｉｐ、ＺｎＯ又はＣａＯを用い。

第１実施例と同様にして放電部材を作製した。焼成温度
範囲は同表に示す。

本例においては、Ｓｉｎ、を３〜１５％、ＮｉＯ等の添
加物を１〜１５％の範囲内でそれぞれ適宜組み合わせた
ものである。同表のＡ１５〜Ａ１７は、各組み合わせ（
例えば、Ｓｉｎ、とＮｉ０）の中の数種の実験条件を示
している。

第３表 得られた放電部材については、第１実施例と同様に電波
雑音抑制効果を測定し、その結果を３６ＯＭＨｚにおけ
る値につき同表に示した。同表の「電雑性能」はこれを
示すもので、前記第１実施例と同様に、溶射ロータの場
合を基準として比較した電波雑音抑制効果を示す。また
、同表に示した放電部材の比抵抗は、いずれも１０’〜
１０＆Ω−ｃｌｌであった。

同表より知られるごとく、いずれの放電部材も優れた電
波雑音抑制効果を有している。

また、上記測定の際に、第１実施例に示した条件と同様
の条件下で１周波数６５〜７５０ＭＨｚにおける電波雑
音抑制効果も測定した。その結果。

いずれの放電部材も、前記Ｎ１１Ａ５の場合（第６図参
照）と同様に、広い周波数範囲において優れた上記効果
を示した。

次に、上記ＮｉＯ等を添加した放電部材につき。

その表面を蛍光Ｘ線、ＳＥＭにより調査した。その結果
、第１実施例のＣｏｏを添加した放電部材と同様に、焼
成前に比してＳｉｎ、が表面に多量に形成されていた。

また、放電面についても、第１実施例と同様に多数の凹
凸形状が見られた。

このような表面へのＳｉｎ、の移動は、前記第１実施例
ではＣｏｏ添加に基因するものとの推察を述べた（【表
面層の状態〕の項参照）が３本例においてはＮｉｐ、Ｚ
ｎＯ，ＣｕＯの添加に基因するものと推察される。この
Ｎｉｐ、ＺｎＯ，ＣｕＯは、いずれもフェライトに固溶
し易く、また電子構造もＣｏｏと類似しているため、Ｃ
ｏｏと同様の作用効果（第１実施例の〔表面層の状態〕
の項参照）により１表面にＳｉＯ□層を形成し。

優れた電波雑音防止効果を発揮するものと思われる。

上記各実施例より知られるごとく５フエライトに添加す
るＳｉ０ｇ量は、フェライトに対して３〜１５％（重量
比）添加することが好ましい、また、このＳｉｎ、と共
にＣｏｏ、Ｎｉｐ、ＺｎＯ。

ＣｕＯの少なくとも１種の添加物をフェライトに対して
１〜１５％添加することが好ましい。

なお、上記Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕの酸化物の他、同じ
第１遷移金属元素であるＳｃ、Ｔｉ、Ｖ。

Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅの酸化物を用いることもできる。

〔実験例〕

本発明にかかる放電部材における。凹凸形状表面層につ
き、その表面の顕微鏡写真（倍率８００倍）を第１２図
に示す。

この放電部材は１次のようにして作製したものである。

即ち、第１実施例と同様の条件で得られたフェライトに
対して、Ｓｉｎ！とＣｏｏをそれぞれ５％ずつ加え、更
にバインダ固形分が１重量％程度となるようにバインダ
の溶液を添加して。

ボールミルで湿式混合粉砕を行った。これを乾燥後６０
メツシユのふるいを通るように粒径を調節後、金型を用
いてこの粉体を４００　ｋｇ／ｃｄの加圧力で放電部材
形状に加圧成形した。これを昇温速度１００°Ｃ／時、
保持温度１３７５°Ｃ１保持時間２時間、降温速度１０
０“Ｃ／時の焼成条件で焼成を行った。

同図より知られる如く、上記放電部材は放電部表面に多
数の凹凸形状が形成されている。

なお、比較実験として、上記条件中の焼成保持温度を１
４００°Ｃとして、放電部材を作製した。

その表面の顕微鏡写真（倍率６００倍）を第１３図に示
す。同図より知られるごとく、この放電部材は焼成温度
が高いため、針状結晶が生成していることが分か−る。

次に１本発明において、前記フェライトとしては、上記
ニッケル（Ｎｉ）−亜鉛（Ｚｎ）フェライトの外、マン
ガン（Ｍｎ）−亜鉛（Ｚｎ）フェライト　ストロチウム
（Ｓｒ）フェライト、バリウム（Ｂａ）フェライトなど
を用いることもできる。また、上記表面層は酸化珪素（
Ｓ１０□）のみの他、少量の鉄（Ｆｅ）、Ｎｉ、Ｚｎ、
コバルト（Ｃｏ）、Ｃｕの酸化物の１種又は２種以上の
添加物を含有していても良い。

また５本発明にかかる放電部材は回転子等へ接着する際
、シリコーン系接着剤を用いると、凹凸形状のＳｉｎ、
表面層とシリコーンとの双方の効果が同時に加わり、−
層大幅な電波雑音抑制効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は配電子上面の回転電極の配置状態を示す平面図
、第２図は点火配電器の断面図、第３図は放電部材の平
面図、第４図は放電部材表面層の凹凸形状を示す模式断
面図、第５図は第１実施例における放電部材の原料組成
を示す特性図、第６図ないし第１０図は第１実施例の放
電部材に関する各種測定値を示す特性図、第１１図は第
２実施例において得られた放電部材に関する性能評価を
示す特性図、第１２図は実験例において得られた放電部
材の凹凸形状表面層の状態を示す顕微鏡写真５第１３図
は実験例に示した針状結晶表面層の状態を示す顕微鏡写
真である。 １００．ハウジング ３１０．固定電極 ４１２．配電子 ４０、、、回転電極 ５９１．放電部 ５０、、、、放電部材 ５２、、、凹凸形状 Ａ１〜Ａ８．、、第１実施例の放電部材Ａ９〜Ａ１４．
．．第２実施例の放電部材。 Ｃ１，Ｃ２，、、従来放電部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の複数の点火プラグにそれぞれ接続された複数
   の固定電極と、各固定電極との間に微小間隙を保持しな
   がら回転する回転電極とを有し、両電極間に放電により
   配電を行わせるようになした点火配電器において、 上記固定電極および／又は回転電極は上記放電を行わせ
   る放電部に、フェライトよりなると共にその表面に酸化
   珪素を含有し、かつ厚さ１０〜１００μｍ、直径０．５
   〜５０μｍの多数の凹凸形状の表面層を有する放電部材
   を有してなることを特徴とする内燃機関の点火配電器。