JPS60164668A - 内燃機関の点火装置 - 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】 （技術分野） 本発明は、内燃機関の点火装置に関し、特にテレビジョ
ンやラジオの電波とｔｌは同じような周波数を有する雑
音電波の放射を防止するようにした雑音防止型点火装置
に関するものである。

（技術的背景） 周知のように、自動車等の内燃機関の点火装置から発生
する火花放電によって放射される雑音電波は、テレビジ
ョンやラジオ等の受信にあたって深刻な妨害を与え、そ
の防止のために一部の国においては、雑音電波について
の法規制を行っているところもある＃１どである。

また、テレビジョンやラジオばかりでなく自動車等に搭
載される電子機器、例えば電子制御燃料噴射装置、電子
式アンチスキッド装置、電子制御自動変速機等の動作に
も障害を与え、自動車等の安全走行に支障をきたす惧れ
もある。

そこで、このような雑音電波の発生は可能な限り抑制す
ることが望まれており、種々の方法が研究開発されてい
る。

第１図は、従来から知られている雑音電波抑制のための
対策の施されている雇人装置の構成１示すものである（
例えば特開昭５６−７３７５号公報参照）。

ここで、自動車の点火装置は、点火プラグ１００１＼高
圧ケーブル２００と２００’、ディストリビュータ３０
０および点火コイル４００からなるが、ディストリビュ
ータ３００および点火プラグ１１の各エアーギャップ２
０および２０′において、火花放電時に立上り時間の急
峻な大電流が流れ、雑音電波を放射する。

この立上シ時間の急峻な大電流を抑え、雑音電波の発生
を抑制するために°、火花放電部のある点火プラグ１０
０およびディストリビュータ３００に対する改善、火花
放電電流の流れる高圧ケーブル２００および２００’　
Ｋ対する対策等が今日まで種々性われてきている。

まず、点火プラグ１００については、内燃機関に螺合す
るプラグねじ部２と接続する側方電極３、この側方電極
３とエアギャップ２０”ｉ介して対向する中心電極４、
シールリング５にどの構造は通常の点火プラグと同様で
あるが、点火プラグ１としては長抵抗プラグを用い、そ
の中心電極４にシール材６を介して、モノリシック抵抗
７を接続し、このモノリシック抵抗７によって、中軸導
体８と中心電極４と全電気的に結合している。９は軸頭
キャップである。

モノリシック抵抗７の抵抗値は、協動する機関の他の部
分に影醤を与えず、しかも雑音電波全抑制する効果を発
揮できるように、はぼ３〜１５に０７ｍの範囲とされ、
その長さは８ｍ以上とする。

通常の抵抗入り点火プラグの抵抗の長さは５〜６■程度
であるが、長抵抗プラグ１００においては、プラグ全体
の長さＬが７５〜８５ｍあるうち、抵抗７の長さｔを８
鴫以上、より好適とするためには、ｔ＝１２〜１５＋ｏ
＋とする。

この長抵抗プラダ１００は、モノリシック抵抗７とプラ
グねじｓ２との間の静電容量とモノリシック抵抗７によ
る抵抗とでフィルタを構成すると考えられるが、実際の
モノリシック抵抗７には、並列の静電容量が入った形に
なっており、この並列容量が大きいと、この容量を通し
て、高周波電流がバイパスされ、フィルタによる雑音阻
止効果が悪くなる。

この並列容量は、抵抗を構成する物質が同・じてあれば
、抵抗の長さｔが長いほど小さくなり、ｔ；１２〜１５
ｍ程度に力ると、この効果は更に顕著に現われてくるの
で、ｔ＝１２〜１５ｍ＋程度に選ぶのが好適である。

次に、高圧ケーブル２００および２００′から発生する
雑音電波を抑圧するための手段としては、第１図に示す
ように、雑音防止型の高圧ケーブル２００および２００
′においては、芯線２０１を８〜２０にΩ／ｍ程度の抵
抗を均一に分布させた炭素含浸線となし、その周囲を絶
縁シース２０２１更にその外周を絶縁材による編組線２
０３で根っである。

ディストリビュータ３００は、軸３０１．ゴムキャツ３
０２、中心電極３０３．側方電極３０４．ばね３０５゜
接触子（センタカーボン）３０６．ロータ電極３０７、
ロータ３０８お工びキャップ３０９からなっている。

ロータ３０８のロータ電極３０７は、一般に、ステンレ
スや黄銅等で形成するが、その下端部にシリコン系の誘
電体１例えばシリコンガラスとよばれる材料からなる付
加誘電体３１０を付着し、かしめ部３１１によってロー
タ３０８に固定しである付加誘電体３１０を構成するシ
リコンガラスは。

ガラス繊維などの基体にシリコンワニスなどのシリコン
樹脂を含浸・塗付するなどして硬化させたものでめろが
、雑音抑制効果、耐熱性、加工性。

対アーク・コロナ性の点などから最も好適である。

第２図に示すように、靴音電波の強さと放電電圧の大き
さとの間には強い相関性があるが（第２図はディストリ
ビュータ３００のロータ電極３０７と側万電椿３０４と
のギャップを０．７５ｍとした場合）、ロータ電極３０
７に誘電体３１０？１１−付加すると、放電電圧は低下
し、雑音電波の発生を大幅に抑制することができる。

例えば、ロータ電極３０７として、原爆０．６−のステ
ンレス音用い、付加誘電体３１０として厚さ０．５−の
シリコンガラスを使用したところ、放電電圧は４〜５　
ｋＶで、付加誘電体３１０のない厚さ０．６■の黄銅製
のロータ電極の場合に比べて、約１５　ｄＢ程度の雑音
抑制効果を得ることができた。

なお、第１図において、ディストリビュータ３００の中
心電極３０３は抵抗紐高圧ケーブル２００′　を介して
点火コイル４００に接続されている。

第３図に、実際の車−において雑音電界強度を　９測定
した結果を示す。ここで、実線３０は雑音電波の法規制
のレベルを示す。また、各曲線３１〜３４、は第１表に
示すような点火装ｆｆを用いたときの雑音電界強度を示
す。

第　１　表 第３図の特性はボンネット型の乗用車の車両に搭載した
１５０００Ｃのエンジンの点火装置について測定した結
果を示し、１μＶ／ｍ　ｋ　ＯｄＢ　として表示してい
る。

第３図から明らかなように、曲線３１，３２゜３３の場
合のように、−個所でも雑音抑制を施していない個所の
ある点火装置を使用した場合には、雑音抑制対策を施し
た個所があっても、その他の雑音抑制対策を施していな
い個所からの大きい給量成分にマスクされ、雑音抑制の
効果ははとんどない。

そして、各個所に対して上述した３つの雑音対策を同時
に施すことにより、１０〜３０ｄＢの雑音防止効果を達
することができる。

更に、第３図から明らかなように、２０〜１００ＭＨｚ
付近の範囲では、各個所に対策を施してもこの範囲にお
ける雑音防止効果が少なく、また、雑音の絶対レベルも
大きいので、法規制レベル３０に対してマージンが少な
い。

第４図に）および（Ｂ）は、実車での靴音電界強度の測
定結果を示すものである。第４図（４）はキャブオーバ
型トラック（エンジン２０００ｃｃ４サイク／Ｉ／）・
、および同図（Ｂ）は２がツクスーがンネット型乗用車
（エンジン１５００ＣＣ４サイクル）の例を示し、それ
らの点火装置としては第３図の曲線３４の場合と同様に
全ての個所に雑音防止対策を施したもの全使用し、その
測定結果會曲紳３５に示す。

ここで明らかなように、２０〜１００ＭＨｚ程度の低い
方の周波数帯では、雑音防止効果が少なく、車両によっ
ては法規制レベル３０會越えてしまう場合も生じ、ラジ
オやテレビジョン等の通信関係に支障を来す惧れがちり
、雑音電波の発生を更に抑制する必要がある。

以上の様な種々の雑音電波抑制対策を施した従来の点火
装置では、２０〜１００ＭＨｚ付近の周波数成分の雑音
電波を有効に抑制することができなかった。

（発明の目的） そこで、本発明の目的は、上述した欠点を除去し、従来
の点火装置では抑制することができなかつた周波数範囲
の靴音電波をも有効に抑制し得るように適切に構成配置
した紺青防止型点火装置を提供することにある。

（発明の開示） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明者らは、雑音電波発生の機構全検討した結果、第
１図において、ディストリビュータ３００内の火花放電
に起因する火花電流は、ディストリビュータ３００と点
火プラグ１００との間の抵抗紐高圧ケーブル２００およ
びディストリビュータ３００と点火コイル４００との間
の抵抗紐高圧ケーブル２００′の双方に流れ、これらケ
ーブル２００および２００′のそれぞれがアンテナの作
用をして、雑音電波が放射されることをつきとめた。

この際、ケーブル２００の方では、そのケーブル長が通
常６０〜７０ｃＩｎ以上あル、その先に長抵抗プラグ１
００が接続されているので、ディストリビュータ３００
からの火花電流は減衰し、最終的にはプラグ１００のエ
アギャップ２０′ヲ経てアースへ流れる。また、実効的
なアンテナの長さも短いので、雑音電波の発生は低減さ
れている。他方、ケーブル２００′　については、長さ
が通常３０ｃｆ＋＋穆度と短く、その先に点火コイル４
００および１次側のリード線４０１が接続されているの
で、波長の長い２０〜１００ＭＨｚ付近での減資量が少
なく、その上、点火コイル４００および１次側リード１
１１４０１まで強いレベルの火花電流が流れ、この部分
がアンテナとして作用し、雑音電波が放射されることが
解明された。

従って、ロータ３０８に誘電体付加ロータを装着して、
放電電圧を十分に下けることにより、雑音電波を抑える
ようにしても周波数によっては雑音抑制がまだ不十分で
あり、雑音電波が放射されてしまうので、かかる雑音電
波の放射の一層の低減が望まれる。

そこで、本発明では上述した点に着目して、ディストリ
ビュータ３００内部から放射される雑音電波を抑制する
ために、さらに、インダクタンスを有する部材と静電容
ｔｋ有する部材を並列接続することによシフィルタ會形
成し、これをディストリビュータの中心電極とロータ電
極に接触する接触子との間に介装するのである。

具体的態様を述べると、インダクタンスを有する部材は
、代表的にはコイルから構成される。

そこで、ディストリビュータの中心電極と回転するロー
タ電極との電気接続を行々う接触子音付勢するために使
用されているばね（圧接ばね）を、電気的コイルとして
も使用する。

すなわち、ばねは、圧接作用をする機械的ばねとして使
用すると同時に、インダクタンス會有する電気的コイル
としての機能を付加し、このばね管中心電極と接触子と
に電気的に直列接続するのである。

次に、静電容量を有する部材としては、誘電体部材を使
用し、この誘電体部材をばねに並列接続する。例えば、
接触子の一部摺動するばね周囲の絶縁体部分を誘電体部
材で形成すればよい。

こうしてＬＣフィルタが形成されるが、これらインダク
タンスを有する部材のインダクタンス及び静電容量を有
する部材の静電容量を適切に設定することによシ、ディ
ストリビュータ内部のエアギャップにおける放電によっ
て発生する電波靴音が効果的に抑制されることになる。

一方、第２の発明は、第１の発明と同じく、特に、２０
〜１００ＭＨｚ付近の電波雑音の抑制を目的としてフィ
ルタを介装するのであるが、介装する場所が、第１の発
明と相違する。

すなわち、ＬＣフィルタは、基本的には、ロータ電極か
ら点火コイルに至る回路の途中に介装すればよく、この
ため、第２発明では、高圧ケーブルの途中に、インダク
タンスを有する部材と静電容量を有する部材とを並列接
続したフィルタを介装する。

したがって、第２発明でも、ディストリビュータ内部の
放電によって発生する電波雑音が抑制され、第１発明と
同一の目的を達成するのである。

（実施例） 第５図は本発明の一実施例の要部縦断面図、第６図は第
５図のＸ部拡大断面図である。

インダクタンスを有する部材としては、ばね３０５ヲ電
気的コイルとして用いることが考えられる。機械的ばね
としては、ばね３０５は通常数十回以上の巻回数とされ
るが、インダクタンスを大きくしようとして石目以上の
ように多数巻回数とすると、ばね３０５の機械的能力が
低下して好ましくガい。

そこで、本実施例では、数十回の巻回数とし、この場合
、十数μＨのインダクタンスが得られた。

なお、インダクタンスは数百ｎＨ〜数μＨの範囲であれ
ばよく、磁性体部材會ばね３０５の内部に配置すれば、
インダクタンスが増大できることはいうまでもない。

また、ばね３０５が中心電極３０３と接する側は、中心
電極３０３との接触抵抗を小さくする友めの金属体部材
５０１と、ばね３０５に強い圧接力が加わった場合にそ
の圧接力の一５１ｉ−吸収し得る導電性ゴム５０２が設
けられている。

こうして形成されたばね３０５とアース（機関本体等）
との間には浮遊容量が存在するので、ばね３０５のイン
ダクタンスと浮遊容量とによってＬＣフィルタが形成さ
れ、このＬＣフィルタによりロータ電極３０７と側方電
極３０４との間の放電ギャップ２０における放電によっ
て発生する火花電流の量を少なくシ、以って電波雑音を
抑制する。

しかし、浮遊容量は０．１ｐＦ以下と小さいため、特に
、数百ＭＨｚ以下での電波雑音の抑制効果が充分とはい
えない。

そこで、中心電極３０３と接触子３０６の間に静電容量
を有する部材としての誘電体部材５０３を設け、中心電
極３０３と接触子３０６の間に数ｐＦ程度の靜電容童會
もだせる。

この場合、誘電体部材５０３ヲ設けることにより、中心
電極３０３と接触子３０６の間の等価回路は、第７図の
ように表わされ、Ｌと（Ｃｓ＋Ｃ雪）とが並列接続され
たＬＣフィルタが形成されることになる。

々お、Ｌはばね３０５のインダクタンスＳ　ｅｔはばね
３θ５の浮遊容量、Ｃ霊は中心電極３０３から誘電体部
材５０３ヲ経て接触子３０６に至る間の静電容量である
。

本実施例では、誘電体部材５０３に強誘電体材料（例え
ば比誘電率３３の塩化鉛等）を用い、げね３０５の外周
に円筒状に周設した場合（内径３ｍ。

外径５■、厚み２ｍ程度、長さ１０＋ｗ程度）、ｃｍは
数ｐＦの所望の静電容量が得られた。

こうして、中心電極３０３と接触子３０６との□間にＬ
Ｃフィルタが形成されるが、さらに、２０〜１００ＭＨ
ｚの間の周波数帯で並列共振を生じさせるようにする。

例えば、はね３０５の巻回数ケ５０回とした場合に、そ
のインダクタンスは１０〜１５μＨ程度となり、また、
誘電体部材５０３’ｉ　１比誘電率３３の塩化鉛を用い
て、前述のように円筒状に形成し次場合、静電容量（Ｃ
１十Ｃ＊）は２ｐＦ程度となる。これらのインダクタン
スと静電容量によシ２０〜１００ＭＨｚの間で、特に、
低い周波数帯の５０ＭＨｚ付近で並列共振が生じる。

このように、並列共振を生じさせるように構成すること
により、その周波数帯域での雑音電波を低減することが
できる。

なお、第５図に図示しない構成部分は、第１図と同一で
あるため省略している。

以上のように構成すると、中心電極３０３と接触子３０
６との間に介装されたフィルタによりロータ電極３０７
と側方電極３０４との間の放電ギャップ２０における放
電によって発生する立ち上シの急峻な大電流が抑えられ
ることになり、高圧ケーブル２００′　及び点火コイル
４００の電源ラインからの雑音電波の輻射が抑制される
。

なお、このように形成されたフィルタにより特に２０〜
１００ＭＨ２付近の低周波数帯の雑音電波が効果的に抑
制されるのであるが、１００ＭＨｚ付近以上の周波数帯
についても、前述した点火プラグ勢に対する個々の雑音
防止対策によシ有効に雑音電波が抑制され、これら金組
み合わせることにより、初めてほとんど全ての周波数帯
域にわたっての雑音電波の発生を抑制することができる
のである。

そこで、実車に本発明を適用した場合の雑音電解強度測
定結果を第８図（４）および第８図（Ｂ）に示す。

なお、測定条件社、それぞれ第４図（４）および第４図
０３）の場合と同様とし、中心電極３０３と接触子３０
６０間のばね３０５のインダクタンス及び誘電体部材５
０３は第５図に示した構成のものとした。

第８図に）、第８図（Ｂ）において、曲線３０は法制値
レベルを、曲線３５は第４図（４）および第４図（Ｂｌ
に示した測定結果會示し、曲線３６は本実施例を適用し
た場合の測定結果を示す。

同図から明らかなように、２０〜１００ＭＨｚ付近での
低周波数帯での雑音レベルが著しく低下し、法規制レベ
ル３０以下になっている。

したがって、本実施例によれに１従来装置に比較して広
い周波数帯域、即ち、雑音の発生するおそれのあるほと
んど全ての周波数帯域にわたって雑音電波の発生を十分
に抑制することができるのである。

次に、第９図は、第２発明の一実施例の要部縦断面図で
あシ、この例では高圧ケーブル２００′のディストリビ
ュータ３００側に、インダクタンスを有する部材と静電
容量を有する部材とが並列接続されるフィルタが構成さ
れる。

この場合、インダクタンスは十数μＨ１静電容量は数ｐ
Ｆ程度で、第１発明と同一である。

インダクタンスをもたせる具体的手段としては、ニクロ
ム紳叫を用いて数十回巻回した巻線６０１とこの巻線６
０１の内部に設けたフェライト磁性体部材６０２とから
構成し、この場合、インダクタンスは約１０μＨ程度が
得られた。

また、静電容ｔをもたせるには、巻線６０１の外周に強
誘電体材料（塩化鉛等）から構成される誘電体部材６０
３全周設し、この場合、内径３ｍ＋、外径７■、長さ１
０簡程度の円筒状に形成すると、静電容量は約２９Ｆ程
度が得られた。

なお、６０４は、巻＠６０１及び誘電体部材６０３１に
高圧クー１ル２００′の芯線２０１に並列接続させる金
属体、６０５はディストリビュータ３００の中心電極３
０３に接続される高圧ケーブル２００′の端子金具であ
る。

このように、高圧ケーブル２００′　に１０μＨ租度の
インダクタンスと２ｐＦ程度の静電容量全並列に設け、
２０〜１００ＭＨｚ付近の間で並列共振させるように構
成すると、第１発明と同様に、２００〜１００ＭＨｚ付
近の雑音電波が効果的に抑制される。

なお、この実施例では、巻線６０１に機械的ばねとして
の機能は要求されないので、その巻回数や材質は比較的
自由であシ、誘電体部材６０３との関係で設定幅−大き
くとることができる。

そこで、この実施例についても実車に適用した場合の雑
音電解強度の測定結果會第１０図（４）、第１０図（Ｂ
ｌに示す。なお、測定条件は第８図（４）、第８図０３
）と同一であり、曲線に付した番号も同一である。

この実施例でも％　２０〜１００ＭＨｚ付近の低周波数
帯では雑音レベルが著しく低下し、法規制レベル３０以
下になっている。

（発明の効果） 以上のように、両発明とも、ディストリビュータと点火
コイルを結ぶ回路途中に、インダクタンスを有する部材
と静電容量１１−有する部材とを並列接続して介装する
ことにより、２０〜１００ＭＨｚ付近の低周波帯の雑音
電波を抑制するフィルタを形成し、ディストリビュータ
、高圧ケーブル、点火プラグに同時に雑音電波対策を施
していてもなお高かった２０〜ｔ００ＭＨｚ付近の低周
波数帯の雑音、レベルを大幅に低下させることができ、
全体としては、雑音の発生のおそれのある＃１とんどす
べての周波数帯域にわたって雑音電波の発生を十分に抑
制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図は従来装置の概略構成図、第２図は放電電圧と雑
音電波レベルとの関係を示す特性曲線図、第３図、第４
図囚、第４図（Ｂ＞は従来装置による周波数と雑音電界
強度との実測例を示す特性曲線図である。 第５図は本発明の一実施例の要部縦断面図、第６図は第
５図のＸ部拡大断面図、第７図はフィルタの尋価回路図
、第８図（４）、第８図（Ｂ）は本発明による周波数と
雑音電界強度との実測例を示す特性曲線図である。 第９図は第２発明の一実施例の要部縦断面図、第１０図
（４）、第１０図（Ｂｌは第２発明による周波数と雑音
電界強度との実測例を示す特性曲線−である。 １００・・・点火プラグ（長抵抗プラグ）、２００゜２
００吃・・高圧ケーブル、３００・・・ディストリビュ
ータ、４００・・・点火コイル、７・・・モノリシック
抵抗、２０゜２０’・・・放電ギャップ、２０１・・・
炭素含浸線、３０３・・・中心電極、３０４・・・側方
電極、３０５・・・ばね、３０６・・・ｍ触子、３０７
・・・ロータ電極、３０８・・・ロータ、３１０・・・
付加誘電体、５０１・・・金属体部材、５０２・・・導
電性ゴム、５０３・・・誘電体部材、６０１・・・巻線
、６０２・・・磁性体部材、６０３・・・誘電体部材、
６０４・・・金属体部材、６０５・・・端子金具。 第１図 Ｆｉ１５皮籾　（閃Ｈｚ） 第５図 第６図 第７図 膿や−動一簀弧

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　モノリシック抵抗を有する点火プラグと、ロータ電
   極の少なくとも一方の端面に誘電体を付加してなるロー
   タを有するディストリビュータと、抵抗を含む芯線を有
   し該ディストリビュータと前記点火プラグの間及び点火
   コイルの間をそれぞれ接続する高圧ケーブルとを備える
   内燃機関の点火装置において、前記ディストリビュータ
   の中心電極と前記ロータ電極に接触する接触子との間に
   インダクタンスを有する部材と静電容量を有する部材と
   を並列接続して介装したことを特徴とする内燃機関の点
   火装置。 ２、　前記インダクタンスを有する部材を、前記接触子
   をロータ電極に圧接させるばねによｐ形成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の点火装
   置。 ３、　モノリシック抵抗を有する点火プラグと、ロータ
   電極の少なくとも一方の端面に誘電体部材を付加してな
   るロータを有するディストリビュータと、抵抗を含む芯
   線を有し該ディストリビュータと前記点火プラグの間及
   び点火コイルの間をそれぞれ接続する高圧ケーブルとを
   備える内燃機関の点火装置において、前記ディストリビ
   ュータと点火コイルを接続する高圧ケーブルにインダク
   タンスを有する部材と静電容量を有する部材とを並列接
   続して介装したことを特徴とする内燃機関の点火装置。