JPS6111461A - 内燃機関の点火配電器 - Google Patents

内燃機関の点火配電器

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JPS6111461A
JPS6111461A JP13154484A JP13154484A JPS6111461A JP S6111461 A JPS6111461 A JP S6111461A JP 13154484 A JP13154484 A JP 13154484A JP 13154484 A JP13154484 A JP 13154484A JP S6111461 A JPS6111461 A JP S6111461A
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JP
Japan
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ferrite
electrode
ignition
combustion engine
electrodes
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Pending
Application number
JP13154484A
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English (en)
Inventor
Ichiro Yoshida
一郎 吉田
Shunzo Yamaguchi
山口 俊三
Naotaka Nakamura
中村 直孝
Kenji Yagi
賢次 八木
Morihiro Atsumi
渥美 守弘
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Priority to GB08515513A priority patent/GB2161985B/en
Priority to DE19853522544 priority patent/DE3522544A1/de
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    • 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
    • F02P7/00Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/02Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors
    • F02P7/021Mechanical distributors
    • F02P7/025Mechanical distributors with noise suppression means specially adapted for the distributor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

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、電気火花によって電気的に接続する方式の点
火配電器に関し、詳しくは、回転電極と、これに対向し
、これの回転円周の側方に股Ijられた固定電極との間
で発生する火花放電に基因する鮪音電波の発生を抑制し
た雑音防止機能を有する点火配電器に関する。
[従来の技術] 自動車等に搭載された内燃機関の点火系統において発生
する火花放電に基因する雑音電波は、デシビジョン。ラ
ジオ等の通信機器に妨害を与える。
内燃機関の点火系統から発生される雑音電波の主な発生
原因として、(1)点火プラグの電極間の火花放電、(
2)配電器の回転電極と固定電極間の火花放電、(3)
配電器のブレーカポイントの開閉動作に共なう火花放電
、の3点を挙げること=  2 − ができる。
上記の発生原因のうち(2)に基因する雑音電波の防止
手段として、下記(I)〜(V)のものが提案されてい
るが、それぞれ欠点があり、いまだ十分な効果を達成す
るまrに至っていない。
(I)抵抗入り回転電極を用いる方法 これは、回転電極に、抵抗を埋め込んだものである。こ
れには、抵抗体と並列に、分布容量が存在するため、約
300Mf−1z以上の高周波帯域において、雑音抑制
効果が小さく、また抵抗体(数にΩ程度)による点火エ
ネルギーの損失も大きいという欠点がある。なお、雑音
抑制効果がある200 M Hz以下においてすら、雑
音抑制効果は5〜6dB程度と小さい。
(II)溶射被覆した回転電極を用いる方法これは回転
電極の表面に、高抵抗物質層を付加したものである。こ
れには、(イ)電極表面に高抵抗物質層を設けるために
点火エネルギ〜の損失が大きいこと、(ロ)雑音抑制効
果が200MH2以下で5〜6dB、L、かない等の欠
点がある。
(II)放電ギャップを大きくする方法これは、回転電
極と固定電極との間の放電ギャップを1.5〜6.4m
m程度に広げたものである。
これには、雑音抑制効果が15〜20dBという長所が
あるが、放電ギャップが非常に大きいため、点火エネル
ギーの損失が非常に大きい事や、電極間の放電電圧が高
くなるため、NOx等の金属を腐食させるガスが発生し
回転電極が腐食するという欠点がある。
HV)電極に、硼化物、珪化物、炭化物、導電性セラミ
ックス(比抵抗10−6〜10−2Ωcm)を用いる方
法 これらは、電極の抵抗が比較的小さいため、点火エネル
ギーの損失は小さいけれども、逆に、300 M l−
I Z以下の雑音抑制効果は5〜106B稈喰と小さい
こと、これらの物質は、熱伝導が悪いため、局所放電に
より、電極が消耗し易いという欠点がある。
(V)電極に導電性フェライトを用いる方法これは、雑
音防止効果については、10〜15dBと良い。しかし
これは、低週波で比抵抗が小さいため、放電ギャップの
誘導放電によって大きな電流が流れ発熱する。又本材料
は熱伝導が悪いため、放電による発熱によって電極が局
所的に消耗するという欠点がある。又逆に、高い比抵抗
をもつフェライトを使用した場合は、雑音防止効果、耐
久性も良好であるが、点火エネルギーの損失が大きいと
いう問題がある。
[発明の解決しようとする問題点] 本発明は上記の如き従来技術の問題を解決し、充分な雑
音抑制効果を有し、点火エネルギーの損失も少なく、か
つその先端部が消耗劣化しない安価な電極を用いた点火
配電器を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段と作用]即ち本発明は、
内燃機関の複数の点火プラグにそれぞれ接続された固定
電極と、 前記内燃機関のクランク軸に連動して回転し、回転に伴
い、各固定電極に対し順次微小間隙を形成するように対
向する回転電極とを有する点火配電器において、 前記複数の固定電極又は回転電極は、酸化亜鉛(ZnO
)粉末80〜95モル%とフェライト5〜20粉末モル
%との焼結体であって、その表面部に、フェライトを主
成分とする表皮層が形成されていることを特徴どする内
燃機関の点火配電器に関する。
第1図は、本発明にかかる点火配電器の一構成例を示し
た断面図である。配電器はハウジング1とハウジング1
に取付1ノられた絶縁物製の配電器とキャップ2とから
成る。この配電器キャップ2の上底部には円周上に固定
電極3が突設されている。この各固定電極3は、図示し
ない高圧ケーブルを介して各点火プラグに接続されてい
る。又、配電器キャップ2の上底部中心部には、中央端
子4が突出して取付【プられている。中央端子4は、図
示しない点火コイルの二次コイルに接続されている。中
央端子4の先端は、導電性スプリング6が設【ノられ、
導電性スプリング6には、配電キャップ2に対して摺動
可能に支持された炭素棒J:リなる摺動子5が設けられ
ている。一方、ハウジング1及び配電キャップ2とで構
成された内部空間部には、カム軸7が設けられている。
カム軸7は、内燃機関のクランク軸に連動して回転する
。カム軸7の上端部には配電子8が設Cノられている。
配電子8は、絶縁基体9と絶縁基体上面に配設された回
転電極10とから成る。この回転電極10は、その一端
が前記導電性スプリング6の押圧力によって接触子5と
接触されている。又、回転電極10は配電子80回転に
伴って前記複数の固定電極3と順次微小間隔を介して対
向する位置にくるように回転される。複数の固定電極3
の一つに対して図示の如く回転電極10が微小間隔を介
して対向する位置に来たとすると、中央端子4には、点
火コイルによって発生された高電圧が印加され、上記微
小間隔において、空気の絶縁破壊によって、火花放電を
生じ、これと同時に上記微小間隔と直列に設けられてい
る点火プラグ内の火花間隔にお番プる放電が生じ所望の
点火動作が行なわれる。この時、点火プラグ内の火花放
電とともに配電器の両電極3および10の間の微小間隙
で放電が行なわれ雑音発生の原因となっている。
上記の動作において、点火コイルから送られてくる高電
圧は、ステップ状に最高値に達するのではない。即ち、
配電器の放電ギャップ間に印加される電圧は、点火コイ
ルや高圧ケーブル等の回路定数によって定まる時定数で
上昇する。そしてその電圧値が放電ギャップに火花放電
を生ずるのに十分な値まで上昇した時、放電ギャップの
空気に絶縁破壊が生じて火花放電が発生する。急mな絶
縁破壊が生ずるため、放電電流は短いパルス幅で急激に
流れ(数10〜100アンペア)、かつ尖頭値の高い不
安定な電流であるので、有害な高周波成分が多量に発生
し、それが高電圧ケーブル等をアンテナとして外部に放
射され雑音電波となる。
雑音源から放射される刹(音電波は雑音電流に比例する
ため、雑音電波を抑制するためには、雑音電流を低下さ
せる事が必要である。
ところで回転電極ど固定電極間を流れる放電電流には、
容量放電電流と誘導放電電流との2種がある。
まず容量放電電流とは、回転電極と固定電極間の容量、
高圧ケーブルとアース間及び放電ギャップ近傍の電極ア
ース間の浮遊容量等に蓄積された電荷が、ギャップ間の
絶縁破壊時に瞬間的(数n5eCPi!度)に急激な立
上がりで流れる高周波電流であり、これが前記の雑音電
流になる。
一方、誘導放電電流とは、容量放電の終了後に持続的に
流れる低周波電流(数10〜100mA>であり点火プ
ラグに供給される点火エネルギーは、誘導放電電流工と
放電継続時間Tとの積IxTにほぼ比例する。
したがって、点火エネルギーを低下させることなしに雑
音電流を抑制するには、容量放電電流のみを減少させれ
ばmい事がわかる。
このため雑音電流を抑制する方法として前記の([、(
V>の如きセラミック導電体を使用することが提案され
ているが、それらは、点火エネルギー損失を小さくする
ため、抵抗を小さくしである。そのため、第2図の直線
aに示すように低−〇    − 電圧でも電極に過大の電流が流れ発熱する。又熱伝導が
悪いため、局所的発熱により電極が消耗してしまう。
本発明は、その−製法として、酸化亜鉛(ZnO)にフ
エライ1〜添加した材質を、酸素雰囲気中で焼成する事
で表面にのみフェライトを主成分とする表皮層を形成す
るようにしている。このため、放電面の放電による消耗
はフェライトの表皮層で防ぐことができ、かつ内部は半
導体であるZnOの多い組成で構成され、その比抵抗が
低いため第4図に示すように点火エネルギー損失を非常
に小さくできる。
ZnO中にNi−Znフェライトの如き磁性体を添加す
ると、雑音電流により、高周波磁場が発生し、高18波
磁場によろうず電流積、ヒステリシス損によって、雑音
電流を抑制することができる。
ここで使用される磁性体は、同一周波数であれば、透磁
率が高い程、うず電流積が大きく、雑音電流の抑制ダ1
果が大きい。しかし、大き過ぎると、低周波電流の誘導
放電の損失まで大きくなるので望ましくない。従って、
適正な範囲が存在する。たとえば比透磁率100の磁性
体は点火エネルギー損失の許容範囲で50〜500MH
2範囲の雑音電流を吸収抑制することができる。
本発明は以上の観点から構成されている。
即ち、本発明の点火配電器に使用される固定電極、また
は回転電極のいずれか一方、または両方は、酸化亜鉛(
ZnO)粉末を80〜95モル%とフェライト粉末5〜
20モル%を混合した焼結体から成り、その表面部をフ
ェライトを主成分とする表皮層としている。このフェラ
イトから成る表皮は酸素又は空気中で焼結さけることに
よって19られる。即ち電極の焼成を酸素ガス中で行な
ったり、他の雰囲気で焼成した材料を電極形成時に加]
二し、それを最終的に酸素ガスを含む雰囲気中で焼成す
れば良い。この様にして製造された電極は、第3図に示
すように、表面がフェライトを主成分とする表皮層()
1911〜層という)30、内部が酸化亜鉛とフェライ
トの混合体である複合層40となる。
ここでフェライト粉末が20モル%以上であると10%
以上の点火エネルギーロスが生ずる。また5モル%以下
では表面にフェライト層が充分に生成しないため長時間
の放電で先端の消耗が激しい。よってフェライト粉末は
上記割合が望ましい。
酸素雰囲気中で焼成すると表面にフェライト層ができる
理由は、酸素のある所では少量のフェライトが核となっ
てZnOがフェライト中へ固溶しやすくなるためである
と考えられる。またこの表面に形成されたフェライト層
が電波雑音抑制効果の向上を微量なフェライトの添加で
実現している。
詳細なメカニズについては不明な点が多いが高周波にな
る程、表皮効果により、表面に電流が収束し、その表面
がフェライト層から成るため高周波にとって高インダク
タンスとなる。このため高周波成分のみを効率良く抑制
できるものと考えられる。
ここで使用される焼結体の一成分であるフェライト粉末
はNi−Znフェライト(<Ni−Zn)Fe204〕
、その他NiFetO4、(Ni−一  12 − Mn)Fe 204等のフェライトを用いることができ
る。その他のフェライトとして、一般式、MFet04
で表されるもの(ただし、MはMO。
Fe1CO1Ni、Cu、l−i等の単体、又はこれら
の数種の組合わせである) 、M F e+ t O+
9(ただしMは、3a、3r、pb等)で表されるマグ
ネトブランバイト型結晶構造の鉄酸化物、MF1303
 (Mは希土類元素)であられされるペロブスカイト型
結晶構造のもの、M3Fe5012(ただしMは希土類
元素)で表されるガーネット型の結晶構造のものが使用
できる。又、Ni−Znフェライトを使用した場合には
、第8図図示の組成図に示される斜線部内の組成比のも
のを使用するのが望ましい。又、酸化亜鉛フェライト、
(ZnFetO4)は、透磁率を高めるのに効果がある
[発明の効果] 本発明の配電器によれば、その電極の一成分に酸化亜鉛
を利用している。酸化亜鉛の焼成体は比抵抗が小さいた
めこの部分を電流が流れてもその−13−′ エネルギーロスは少ない。またその中に磁性体を添加し
ているので渦電流損失、ヒステリシス損失を利用して高
周波成分を抑制できる。また本発明では表面にフェライ
トを主成分とする表皮層が形成されているので、表面部
のインダクタンスが大きく、高周波に対するインダクタ
ンスを大きくすることができ、高周波電流を抑制できる
[実施例] 以下、本発明を実施例により説明する。
酸化鉄(FetO3)を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なった後、1100
℃で2時間仮焼を行なって、Ni−7nフエライトを合
成した。このフェライトの透磁率は1000であった。
この合成したフェライト15モル%と酸化亜鉛85モル
%に、バインダとしてポリビニルアルコール(PVA)
を1重量%程度添加した原料を、乾式で回転電極形状に
加圧成形した。これを昇温速度、毎時100℃、保持温
度1400℃、保持時間2時間、降温速度、毎時100
℃の条件で空気中で焼結を行なった。この工程によって
作製した回転電極の比抵抗は直流100vの条件で、2
X105Ωcmであり、比透磁串は約30であった。こ
の回転電極を点火配電器に装着して、クランク軸を回転
速度1500ppmで回転させて、点火配電器を作動さ
せ、周波数帯120Kl−12で電界強度の周波数特性
を1μA/m=odBとし、測定した結果を第5図に示
す。この図かられかるように、本発明は従来の溶射ロー
タ電極による配電器(比較例)に比べて10B以−トの
雑音抑制効果がある。また、雑音抑制の観点から比較的
効果はあるが、耐久性に問題がある導電性7丁ライトで
構成された配電器に比べて、本発明の配電器は、耐久性
が高く、実車走行10万k mで問題がなかった。
本発明による電極は焼成後表面を研磨機等で削ると特性
が出なくなる。これは、加工により酸化亜鉛が主となっ
た層が表面に露出し、フェライト層が除去されるためで
ある。しかしこれを600℃以上で空気中(酸化雰囲気
中)で熱処理を行なうと再び表面にフェライト層を生成
することができる。この層の厚さは熱処理の条件により
制御可能である。
第6図は研磨加工直後の電極表面のX線回析の結果で第
7図は800℃、10分間熱処理した後の電極表面のX
線回析の結果である。このことから熱処理をするとZn
oのピークが消えフェライトのみのピークが見られるこ
とから焼成により、再度、表面にフェライト層が形成さ
れたことが分る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の点火配電器の具体的な構成を示した断
面図である。 第2図は従来の点火配電器の電極に使用されている導電
性レラミックスの電流電圧特性図である。 第3図は本発明点火配電器に使用された電極の模式的組
織図である。 第4図は酸化亜鉛に対するフェライトの混合量を変化さ
せて作成した電極のエネルギーロスの特性を示したグラ
フである。 第5図は実施例点火配電器と従来の点火配電器(溶射ロ
ータ)の雑音電界強度の周波数特性を示す測定図である
。 第6図と第7図は電極の研磨加工直後の表面のX線回折
の結果と、その後の熱処理後の電極表面のX線回析の結
果をそれぞれ示した測定図である。 第8図は、フェライトの望ましい組成図である。 1・・・配電器ハウジング 2・・・配電器ギャップ 3・・・固定電極 5・・・炭素棒接触子 10・・・回転電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内燃機関の複数の点火プラグにそれぞれ接続され
    た固定電極と、 前記内燃機関のクランク軸に連動して回転し、回転に伴
    い、各固定電極に対し順次微小間隙を形成するように対
    向する回転電極とを有する点火配電器において、 前記複数の固定電極又は回転電極は、酸化亜鉛(ZnO
    )粉末80〜95モル%とフェライト5〜20粉末モル
    %との焼結体であって、その表面部にフェライトを主成
    分とする表皮層が形成されていることを特徴とする内燃
    機関の点火配電器。
  2. (2)前記表皮層は、少なくとも酸素ガスを含む雰囲気
    中で焼成することにより形成されるものであることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機関の点火配
    電器。
  3. (3)前記電極を構成する成分材料のフェライト粉末は
    、Ni−Znフェライト、またはMn−Znフェライト
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内
    燃機関の点火配電器。
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GB08515513A GB2161985B (en) 1984-06-26 1985-06-19 Ignition distribution for internal combustion engines
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63170574U (ja) * 1987-04-28 1988-11-07
JPS6424175A (en) * 1987-07-16 1989-01-26 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of rotor electrode for distributor

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