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KR20170110022A - 점화 시스템 - Google Patents

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KR20170110022A
KR20170110022A KR1020170033091A KR20170033091A KR20170110022A KR 20170110022 A KR20170110022 A KR 20170110022A KR 1020170033091 A KR1020170033091 A KR 1020170033091A KR 20170033091 A KR20170033091 A KR 20170033091A KR 20170110022 A KR20170110022 A KR 20170110022A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spark plug
engine head
shield
ignition system
insulator
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020170033091A
Other languages
English (en)
Inventor
유이치 야마다
겐지 반
Original Assignee
니뽄 도쿠슈 도교 가부시키가이샤
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 니뽄 도쿠슈 도교 가부시키가이샤 filed Critical 니뽄 도쿠슈 도교 가부시키가이샤
Publication of KR20170110022A publication Critical patent/KR20170110022A/ko
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    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P11/00—Safety means for electric spark ignition, not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/02—Details
    • H01T13/08—Mounting, fixing or sealing of sparking plugs, e.g. in combustion chamber
    • H—ELECTRICITY
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(과제) 점화 시스템에 있어서, 스파크 플러그의 방전에서 기인하는 노이즈의 방사를 억제 가능한 기술을 제공한다.
(해결 수단) 점화 시스템은, 엔진 헤드에 장착되는 스파크 플러그와, 접지 단자를 갖는 배터리와, 배터리의 전압을 변압하여 스파크 플러그에 공급하는 점화 코일을 갖는 전원부를 구비한다. 스파크 플러그는, 축 구멍을 갖는 제 1 절연체와, 축 구멍에 형성되고, 점화 코일에 접속되는 단자에 접속된 내부 전극과, 제 1 절연체의 외주에 배치되고 접지 전극을 가지며, 엔진 헤드에 고정되는 주체 금구를 구비한다. 이 점화 시스템에 있어서, 주체 금구는, 엔진 헤드에 제 2 절연체를 개재하여 절연되어 고정되고, 주체 금구에는 도전로가 접속되고, 도전로가 엔진 헤드와 절연되고, 접지 단자에 전기적으로 접속된다.

Description

점화 시스템{IGNITION SYSTEM}
본 발명은, 점화 시스템에 관한 것이다.
내연 기관에 의해 구동되는 차량은, 스파크 플러그나 배터리, 점화 코일 등으로 구성되는 점화 시스템을 구비하고 있다. 이와 같은 점화 시스템에서는, 스파크 플러그의 방전에 수반하여, 전자 (電磁) 적인 노이즈가 발생하는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 평7-211433호
스파크 플러그의 방전에 수반하여 노이즈가 발생하면, 그 노이즈가, 차량에 구비된 각종 전자 기기에 영향을 주는 경우가 있다. 최근, 차량에 탑재되는 전자 기기는 증대되고 있으므로, 이와 같은 문제는 특히 현저해진다. 따라서, 점화 시스템에 있어서, 스파크 플러그의 방전에서 기인하는 노이즈의 방사를 억제 가능한 기술이 요구되고 있다.
본 발명은, 상기 서술한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.
(1) 본 발명의 제 1 형태에 의하면, 점화 시스템이 제공된다. 이 점화 시스템은, 엔진 헤드에 장착되는 스파크 플러그와；접지 단자를 갖는 배터리와, 상기 배터리의 전압을 변압하여 상기 스파크 플러그에 공급하는 점화 코일을 갖는 전원부를 구비한다. 상기 스파크 플러그는, 축 구멍을 갖는 제 1 절연체와；상기 축 구멍에 형성되고, 상기 점화 코일에 접속되는 단자를 갖는 내부 전극과；상기 제 1 절연체의 외주에 배치되고, 접지 전극을 가지며, 상기 엔진 헤드에 고정되는 주체 금구를 구비한다. 이 점화 시스템에 있어서, 상기 주체 금구는, 상기 엔진 헤드에 제 2 절연체를 개재하여 절연되어 고정되고, 상기 주체 금구에는 도전로가 접속되고, 상기 도전로가 상기 엔진 헤드와 절연되고, 상기 접지 단자에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 형태의 점화 시스템이면, 스파크 플러그의 방전시에, 엔진 헤드에는 전류가 흐르지 않고, 도전로를 통해서 전류가 흐르게 된다. 이 결과, 엔진 헤드를 통해서 전류를 흘리는 것보다도, 전류의 루프 면적이 작아지도록 전류 경로를 설계할 수 있으므로, 스파크 플러그의 방전에서 기인하는 노이즈의 방사를 억제할 수 있다. 또, 엔진 헤드에 전류가 흐르지 않기 때문에, 엔진 헤드가 노이즈의 발신원이 되어, 차량의 전자 기기에 영향을 주는 것을 억제할 수 있다.
(2) 상기 제 1 형태의 점화 시스템에 있어서, 상기 단자 측으로부터 상기 스파크 플러그의 적어도 일부의 주위를 덮도록, 접지된 도전성의 실드가 형성되어도 된다. 이와 같은 형태의 점화 시스템이면, 도전로와 실드에 의해, 스파크 플러그의 방전에서 기인하는 노이즈의 방사를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
(3) 본 발명의 제 2 형태에 의하면, 점화 시스템이 제공된다. 이 점화 시스템은, 엔진 헤드에 장착되는 스파크 플러그와；접지 단자를 갖는 배터리와, 상기 배터리의 전압을 변압하여 상기 스파크 플러그에 공급하는 점화 코일을 갖는 전원부를 구비한다. 상기 스파크 플러그는, 축 구멍을 갖는 제 1 절연체와；상기 축 구멍에 형성되고, 상기 점화 코일에 접속되는 단자를 갖는 내부 전극과；상기 제 1 절연체의 외주에 배치되고, 접지 전극을 가지며, 상기 엔진 헤드에 고정되는 주체 금구를 구비한다. 이 점화 시스템에 있어서, 상기 단자 측으로부터 상기 스파크 플러그의 적어도 일부의 주위를 덮도록, 도전성의 실드가 형성되고, 상기 실드가 상기 엔진 헤드와 절연되고, 상기 접지 단자에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다. 일반적으로, 엔진 헤드는, 스파크 플러그의 방전 위치에 가깝기 때문에, 비교적 큰 노이즈가 발생한다. 그러한 엔진 헤드에 스파크 플러그를 덮는 실드를 접속하면, 엔진 헤드로부터 실드에 노이즈가 섞여, 실드 자체가 노이즈의 발생원이 되어 버릴 우려가 있다. 그러나, 상기 제 2 형태의 점화 시스템이면, 스파크 플러그를 덮는 실드는, 엔진 헤드로부터 절연되어 있고, 또, 실드는, 스파크 플러그의 방전 위치로부터 비교적 거리가 있는 배터리의 접지 단자에 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 엔진 헤드에 노이즈가 발생했다고 해도, 그 노이즈가 실드에 섞이는 것이 억제되어, 스파크 플러그의 방전에서 기인하는 노이즈의 방사를 실드에 의해 효과적으로 억제할 수 있다. 이 결과, 차량의 전자 기기에 영향을 주는 것을 억제할 수 있다.
(4) 상기 각 형태의 점화 시스템에 있어서, 상기 내부 전극의 저항값이, 1 Ω 이하여도 된다. 이와 같은 형태의 점화 시스템이면, 스파크 플러그의 방전에서 기인하는 노이즈의 방사를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
(5) 상기 각 형태의 점화 시스템에 있어서, 상기 전원부는, 추가로, 상기 내부 전극에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 구비해도 된다. 이와 같은 형태의 점화 시스템이면, 스파크 플러그의 방전에서 기인하는 노이즈의 방사를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명은, 상기 서술한 점화 시스템으로서의 형태 이외에도, 예를 들어, 점화 시스템의 제어 방법이나 스파크 플러그의 장착 구조 등, 여러 가지 형태로 실현하는 것이 가능하다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태로서의 점화 시스템의 개략 구성도이다.
도 2 는, 제 1 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 장착 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3 은, 제 1 실시형태의 변형예로서의 점화 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4 는, 본 발명의 제 2 실시형태로서의 점화 시스템의 개략 구성도이다.
도 5 는, 제 2 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 장착 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6 은, 제 2 실시형태의 변형예로서의 점화 시스템을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 본 발명의 제 3 실시형태로서의 점화 시스템의 개략 구성도이다.
도 8 은, 제 3 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 장착 구조를 나타내는 단면도이다.
도 9 는, 제 3 실시형태의 변형예로서의 점화 시스템을 나타내는 도면이다.
도 10 은, 비교예로서의 점화 시스템을 나타내는 도면이다.
도 11 은, 제 1 평가 시험의 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 12 는, 도 11 의 시험 결과를 평균화한 도면이다.
도 13 은, 제 2 평가 시험의 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 14 는, 도 13 의 시험 결과를 평균화한 도면이다.
도 15 는, 제 3 평가 시험의 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 16 은, 도 15 의 시험 결과를 평균화한 도면이다.
도 17 은, 제 3 평가 시험에서 사용한 전원부의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
A. 제 1 실시형태 :
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태로서의 점화 시스템 (10) 의 개략 구성도이다. 점화 시스템 (10) 은, 차량에 탑재된 내연 기관 내의 혼합기 (混合氣) 에 착화를 실시하기 위한 시스템이다. 점화 시스템 (10) 은, 엔진 헤드 (20) 에 장착되는 스파크 플러그 (100) 와 전원부 (200) 를 구비하고 있다.
전원부 (200) 는, 배터리 (210) 와 점화 코일 (220) 을 구비하고 있다. 점화 코일 (220) 은, 1 차 코일 (221) 과 2 차 코일 (222) 을 구비하고 있고, 2 차 코일 (222) 이 플러그 코드 (30) 에 의해 스파크 플러그 (100) 에 접속되어 있다. 배터리 (210) 는, 접지 단자 (211) 와 전원 단자 (212) 를 구비하고 있다. 점화 코일 (220) 은, 배터리 (210) 의 전원 단자 (212) 로부터 1 차 코일 (221) 에 인가된 전압을 고전압으로 변압하여 2 차 코일 (222) 로부터 스파크 플러그 (100) 에 공급한다. 스파크 플러그 (100) 의 점화 타이밍, 즉, 스파크 플러그 (100) 에 점화 코일 (220) 로부터 고전압이 인가되는 타이밍은, 제어 장치 (ECU) (230) 가, 점화 코일 (220) 의 1 차 코일 (221) 에 접속된 이그나이터 (240) 의 온·오프를 제어함으로써 제어된다. 도 1 에 나타나 있는 바와 같이, 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 와 엔진 헤드 (20) 는, 모두 접지 (보디 어스) 되어 있다.
도 2 는, 제 1 실시형태에 있어서의 스파크 플러그 (100) 의 장착 구조를 나타내는 단면도이다. 스파크 플러그 (100) 는, 제 1 절연체 (110) 와, 중심 전극 (120) 과, 주체 금구 (130) 를 구비하고 있다.
제 1 절연체 (110) 는, 중심에 축 구멍 (111) 을 갖는 통 형상의 절연 애자이다. 제 1 절연체 (110) 는, 예를 들어, 알루미나를 비롯한 세라믹스 재료를 소성하여 형성되어 있다. 축 구멍 (111) 의 선단측에는 봉상의 중심 전극 (120) 이 삽입되어 있다. 중심 전극 (120) 은, 예를 들어, 니켈 합금으로 이루어지는 전극 모재에 심재로서 구리 또는 구리 합금이 매설됨으로써 형성되어 있다. 축 구멍 (111) 의 후단측에는, 점화 코일 (220) 에 접속되는 단자 (121) 가 형성되어 있다. 중심 전극 (120) 은, 축 구멍 (111) 내에서 시일재 (122) 를 개재하여 단자 (121) 에 전기적으로 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 중심 전극 (120) 과 단자 (121) 를 합하여, 내부 전극 (125) 이라고 한다. 요컨대, 본 실시형태에서는, 내부 전극 (125) 은, 단자 (121) 를 갖고 있다. 내부 전극 (125) 의 저항값, 보다 구체적으로는, 중심 전극 (120) 과 단자 (121) 사이의 저항값은, 시일재 (122) 의 재료에 따라 변경 가능하다.
주체 금구 (130) 는, 제 1 절연체 (110) 의 외주에 배치된 통 형상의 금구로, 선단에 접지 전극 (131) 을 갖고 있다. 주체 금구 (130) 는, 예를 들어, 저탄소강에 의해 형성되어 있다. 주체 금구 (130) 와 중심 전극 (120) 은, 제 1 절연체 (110) 에 의해 절연되어 있다. 접지 전극 (131) 은, 중심 전극 (120) 과의 사이에 방전을 위한 간극 (갭) 을 형성한다. 접지 전극 (131) 은, 예를 들어, 니켈 합금에 의해 형성되어 있다.
주체 금구 (130) 의 선단부의 주위에는, 장착 나사부 (132) 가 형성되어 있다. 장착 나사부 (132) 에는, 나사 산이 형성되어 있다. 장착 나사부 (132) 의 나사 산이, 엔진 헤드 (20) 의 플러그 장착 구멍 (21) 에 형성된 나사 홈에 비틀어 박힘으로써, 주체 금구 (130) 가 엔진 헤드 (20) 에 고정된다.
본 실시형태에서는, 플러그 장착 구멍 (21) 은, 엔진 헤드 (20) 에 매립된 제 2 절연체 (22) 에 형성되어 있다. 그 때문에, 본 실시형태에서는, 주체 금구 (130) 는, 엔진 헤드 (20) 에, 제 2 절연체 (22) 를 개재하여 절연되어 고정되어 있다. 제 2 절연체 (22) 는, 예를 들어, 세라믹스 재료를 소성하여 형성되어 있다.
본 실시형태에서는, 주체 금구 (130) 에는 도전로 (40) 가 접속되어 있다. 이 도전로 (40) 는, 엔진 헤드 (20) 와는 절연되어 있다. 도전로 (40) 는, 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 와 케이블 (41) (도 1) 을 개재하여 전기적으로 접속되어 있다. 도전로 (40) 는, 단자 (121) 나 엔진 헤드 (20) 에 접촉하지 않도록, 그 주위가 수지 (예를 들어, 실리콘 수지) 제의 내측 및 외측의 절연층 (45) 에 의해 덮여 있다. 도전로 (40) 는, 예를 들어, 원통상의 SUS 제 파이프에 의해 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 제 1 실시형태의 점화 시스템 (10) 에서는, 스파크 플러그 (100) 의 주체 금구 (130) 와 엔진 헤드 (20) 가 제 2 절연체 (22) 에 의해 절연되어 있고, 주체 금구 (130) (접지 전극 (131)) 가 엔진 헤드 (20) 를 개재하지 않고, 도전로 (40) 에 의해 직접적으로 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 에 접속되어 있다. 그 때문에, 스파크 플러그 (100) 의 방전시에는, 엔진 헤드 (20) 에는 전류가 흐르지 않고, 도전로 (40) 및 케이블 (41) 을 통해서 전류가 흐르게 된다. 이 결과, 엔진 헤드 (20) 를 통해서 전류를 흘리는 것보다도, 전류의 루프 면적이 작아지도록 전류 경로를 설계할 수 있으므로, 스파크 플러그 (100) 의 방전에서 기인하는 노이즈의 방사를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 의하면, 스파크 플러그 (100) 의 방전시에 엔진 헤드 (20) 에 전류가 흐르지 않기 때문에, 엔진 헤드 (20) 가 노이즈의 발신원이 되어, 차량의 전자 기기에 영향을 주는 것을 억제할 수 있다.
도 3 은, 제 1 실시형태의 변형예로서의 점화 시스템 (10a) 을 나타내는 도면이다. 도 2 에 나타낸 엔진 헤드 (20) 는, 스파크 플러그 (100) 가 장착되는 부위가 평탄상인 데에 반해, 본 변형예에서는, 엔진 헤드 (20a) 에는, 스파크 플러그 (100) 가 삽입되는 플러그 홀 (23a) 이 형성되어 있다. 그리고, 플러그 홀 (23a) 의 바닥부에 형성된 플러그 장착 구멍 (21a) 에, 스파크 플러그 (100) 의 주체 금구 (130) 가 고정되어 있다. 도전로 (40) 및 절연층 (45) 은, 플러그 홀 (23a) 의 내부에 배치되어 있다. 엔진 헤드 (20a) 에 플러그 홀 (23a) 이 형성되어 있는 것을 제외하고, 본 변형예에 있어서의 점화 시스템 (10a) 의 구성은, 제 1 실시형태와 동일하다. 본 변형예에 의하면, 스파크 플러그 (100) 의 주위가 엔진 헤드 (20a) 에 의해 덮여 있기 때문에, 노이즈의 방사를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
B. 제 2 실시형태 :
도 4 는, 본 발명의 제 2 실시형태로서의 점화 시스템 (10b) 의 개략 구성도이다. 본 실시형태에 있어서의 점화 시스템 (10b) 에서는, 스파크 플러그 (100) 의 장착 구조가 제 1 실시형태와 상이하고, 스파크 플러그 (100) 나 전원부 (200) 의 구성은 제 1 실시형태와 동일하다. 도 4 에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 스파크 플러그 (100) 의 주위가 실드 (60) 에 의해 덮여 있다. 실드 (60) 는, 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 에 케이블 (61) 을 통해서 전기적으로 접속되어 있다.
도 5 는, 제 2 실시형태에 있어서의 스파크 플러그 (100) 의 장착 구조를 나타내는 단면도이다. 도 5 에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제 1 실시형태와는 상이하여, 엔진 헤드 (20b) 에, 제 2 절연체 (22) (도 2) 는 형성되어 있지 않다. 그 때문에, 스파크 플러그 (100) 의 주체 금구 (130) 는, 엔진 헤드 (20b) 와 절연되지 않고 엔진 헤드 (20b) 의 플러그 장착 구멍 (21b) 에 고정되어 있다.
본 실시형태에서는, 스파크 플러그 (100) 의 단자 (121) 측으로부터 스파크 플러그 (100) (보다 구체적으로는, 주체 금구 (130)) 의 적어도 일부의 주위를 덮도록, 도전성의 원통상의 실드 (60) 가 형성되어 있다. 실드 (60) 는, 엔진 헤드 (20b) 로부터 이간되어 있다. 요컨대, 실드 (60) 는, 엔진 헤드 (20b) 와 절연되어 있다. 그리고, 실드 (60) 는, 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 에, 케이블 (61) (도 4) 을 개재하여 전기적으로 접속되어 있다. 실드 (60) 는, 단자 (121) 나 주체 금구 (130), 엔진 헤드 (20b) 에 접촉하지 않도록, 그 주위가 수지 (예를 들어, 실리콘 수지) 제의 내측 및 외측의 절연층 (46) 에 의해 덮여 있다. 실드 (60) 는, 예를 들어, 원통상의 SUS 제 파이프에 의해 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 제 2 실시형태의 점화 시스템 (10b) 에서는, 스파크 플러그 (100) 의 단자 (121) 측으로부터 스파크 플러그 (100) 의 적어도 일부의 주위를 덮도록, 도전성의 실드 (60) 가 형성되어 있고, 실드 (60) 는, 엔진 헤드 (20b) 와 절연되고, 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 에 전기적으로 접속되어 있다. 일반적으로, 엔진 헤드 (20) 는, 스파크 플러그 (100) 의 방전 위치에 가깝기 때문에, 비교적 큰 노이즈가 발생한다. 그러한 엔진 헤드 (20) 에 스파크 플러그 (100) 를 덮는 실드 (60) 를 접속하면, 엔진 헤드 (20) 로부터 실드 (60) 에 노이즈가 섞여, 실드 (60) 자체가 노이즈의 발생원이 되어 버릴 우려가 있다. 그러나, 본 실시형태의 점화 시스템 (10b) 이면, 스파크 플러그 (100) 를 덮는 실드 (60) 는, 엔진 헤드 (20) 로부터 절연되어 있고, 또, 실드 (60) 는, 스파크 플러그 (100) 의 방전 위치로부터 비교적 거리가 있는 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 에 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 엔진 헤드 (20) 에 노이즈가 발생했다고 해도, 그 노이즈가 실드 (60) 에 섞이는 것이 억제되어, 스파크 플러그 (100) 의 방전에서 기인하는 노이즈의 방사를 실드 (60) 에 의해 효과적으로 억제할 수 있다. 이 결과, 차량의 전자 기기에 영향을 주는 것을 억제할 수 있다.
도 6 은, 제 2 실시형태의 변형예로서의 점화 시스템 (10c) 을 나타내는 도면이다. 도 5 에 나타낸 엔진 헤드 (20b) 는, 스파크 플러그 (100) 가 장착되는 부위가 평탄상인 데에 반해, 본 변형예에서는, 엔진 헤드 (20c) 에는, 스파크 플러그 (100) 가 삽입되는 플러그 홀 (23c) 이 형성되어 있다. 그리고, 플러그 홀 (23c) 의 바닥부에 형성된 플러그 장착 구멍 (21c) 에, 스파크 플러그 (100) 의 주체 금구 (130) 가 고정되어 있다. 실드 (60) 및 절연층 (46) 은, 플러그 홀 (23c) 의 내부에 배치되어 있다. 엔진 헤드 (20c) 에 플러그 홀 (23c) 이 형성되어 있는 것을 제외하고, 본 변형예에 있어서의 점화 시스템 (10c) 의 구성은, 제 2 실시형태와 동일하다. 본 변형예에 의하면, 스파크 플러그 (100) 의 주위가 엔진 헤드 (20c) 에 의해 덮여 있기 때문에, 노이즈의 방사를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
C. 제 3 실시형태 :
도 7 은, 본 발명의 제 3 실시형태로서의 점화 시스템 (10d) 의 개략 구성도이다. 본 실시형태에 있어서의 점화 시스템 (10d) 에서는, 스파크 플러그 (100) 의 장착 구조가 제 1, 제 2 실시형태와 상이하고, 스파크 플러그 (100) 나 전원부 (200) 의 구성은 제 1, 제 2 실시형태와 동일하다. 도 7 에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제 2 실시형태와 마찬가지로, 스파크 플러그 (100) 의 주위가 실드 (60) 에 의해 덮여 있고, 그 실드 (60) 가 케이블 (61) 을 통해서 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 에 전기적으로 접속되어 있다. 또, 본 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 스파크 플러그 (100) 의 주체 금구 (130) 에 도전로 (40) 가 접속되고, 도전로 (40) 가 케이블 (41) 을 통해서 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 에 전기적으로 접속되어 있다.
도 8 은, 제 3 실시형태에 있어서의 스파크 플러그 (100) 의 장착 구조를 나타내는 단면도이다. 도 8 에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 주체 금구 (130) 에는 도전로 (40) 가 접속되어 있다. 도전로 (40) 는, 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 와 케이블 (41) (도 7) 을 개재하여 전기적으로 접속되어 있다. 도전로 (40) 는, 단자 (121) 나 실드 (60) 에 접촉하지 않도록, 그 주위가 수지 (예를 들어, 실리콘 수지) 제의 절연층 (47) 에 의해 덮여 있다.
본 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 엔진 헤드 (20d) 에, 제 2 절연체 (22d) 가 형성되어 있고, 플러그 장착 구멍 (21d) 이, 제 2 절연체 (22d) 에 형성되어 있다. 그 때문에, 스파크 플러그 (100) 의 주체 금구 (130) 는, 엔진 헤드 (20d) 에, 제 2 절연체 (22d) 를 개재하여 절연되어 고정되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 2 실시형태와 마찬가지로, 스파크 플러그 (100) 의 단자 (121) 측으로부터 스파크 플러그 (100) (보다 구체적으로는, 주체 금구 (130)) 의 적어도 일부의 주위를 덮도록, 도전성의 원통상의 실드 (60) 가 형성되어 있다. 실드 (60) 는, 도전로 (40) 의 외주측에 배치되어 있다. 실드 (60) 는, 엔진 헤드 (20d) 로부터는 이간되어 있다. 요컨대, 실드 (60) 는, 엔진 헤드 (20d) 와 절연되어 있다. 그리고, 실드 (60) 는, 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 에, 케이블 (61) (도 7) 을 개재하여 전기적으로 접속되어 있다. 실드 (60) 는, 단자 (121) 나 주체 금구 (130), 엔진 헤드 (20d), 도전로 (40) 에 접촉하지 않도록, 그 주위가 수지제의 절연층 (47) 에 의해 덮여 있다. 도전로 (40) 및 실드 (60) 는, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 마찬가지로, 예를 들어, 원통상의 SUS 제 파이프에 의해 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 제 3 실시형태의 점화 시스템 (10d) 에서는, 제 1 실시형태 와 마찬가지로, 주체 금구 (130) 가, 엔진 헤드 (20d) 와 절연되고, 도전로 (40) 에 의해 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 에 접속되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 에 접속된 실드 (60) 가, 스파크 플러그 (100) 의 적어도 일부의 주위를 덮도록 형성되어 있다. 그 때문에, 도전로 (40) 와 실드 (60) 에 의해, 스파크 플러그 (100) 의 방전에서 기인하는 노이즈의 방사를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
도 9 는, 제 3 실시형태의 변형예로서의 점화 시스템 (10e) 을 나타내는 도면이다. 도 8 에 나타낸 엔진 헤드 (20d) 는, 스파크 플러그 (100) 가 장착되는 부위가 평탄상인 것에 반해, 본 변형예에서는, 엔진 헤드 (20e) 에는, 스파크 플러그 (100) 가 삽입되는 플러그 홀 (23e) 이 형성되어 있다. 그리고, 플러그 홀 (23e) 의 바닥부에 형성된 플러그 장착 구멍 (21e) 에, 스파크 플러그 (100) 의 주체 금구 (130) 가 고정되어 있다. 도전로 (40) 와 실드 (60) 와 절연층 (47) 은, 플러그 홀 (23e) 의 내부에 배치되어 있다. 엔진 헤드 (20e) 에 플러그 홀 (23e) 이 형성되어 있는 것을 제외하고, 본 변형예에 있어서의 점화 시스템 (10e) 의 구성은, 제 3 실시형태와 동일하다. 본 변형예에 의하면, 스파크 플러그 (100) 의 주위가 엔진 헤드 (20d) 에 의해 덮여 있기 때문에, 노이즈의 방사를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 상기 서술한 제 3 실시형태에서는, 실드 (60) 가, 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 에 전기적으로 접속되어 있고, 엔진 헤드 (20d) 와는 절연되어 있다. 이에 반해, 실드 (60) 는, 엔진 헤드 (20d) 에 전기적으로 접속되어도 된다. 이 경우, 실드 (60) 는, 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 와는 절연되어도 된다. 제 3 실시형태에서는, 주체 금구 (130) 와 엔진 헤드 (20d) 는 제 2 절연체 (22d) 에 의해 절연되어 있어, 스파크 플러그 (100) 의 방전시에 엔진 헤드 (20d) 에는 전류가 흐르지 않기 때문에, 엔진 헤드 (20d) 에 실드 (60) 가 접지되어 있어도, 스파크 플러그 (100) 로부터 방사되는 노이즈를 효과적으로 억제할 수 있기 때문이다. 요컨대, 제 3 실시형태에서는, 실드 (60) 는, 차량의 임의의 부위에 접지되어 있으면, 스파크 플러그 (100) 의 방전에서 기인하는 노이즈의 방사를 억제 가능하다.
D. 평가 시험 :
도 10 은, 이하에 설명하는 평가 시험에서 사용하는 비교예로서의 점화 시스템 (10f) 을 나타내는 도면이다. 비교예의 점화 시스템 (10f) 에 있어서, 스파크 플러그 (100) 및 전원부 (200) 의 구성은, 제 1 ∼ 3 실시형태와 동일하다. 이 비교예에서는, 엔진 헤드 (20f) 에는 제 2 절연체 (22) 는 형성되어 있지 않다. 그 때문에, 스파크 플러그 (100) 의 주체 금구 (130) 는, 절연되지 않고 엔진 헤드 (20f) 에 고정되어 있다. 또, 제 1 ∼ 3 실시형태에 나타낸 도전로 (40) 나 실드 (60) 는 형성되어 있지 않고, 스파크 플러그 (100) 에는, 플러그 코드 (30) 만이 코일 부츠 (70) 를 개재하여 접속되어 있다. 요컨대, 비교예에서는, 일반적인 장착 구조에 의해, 스파크 플러그 (100) 가 엔진 헤드 (20f) 에 장착되어 있다.
도 11 은, 제 1 평가 시험의 시험 결과를 나타내는 도면이다. 제 1 평가 시험에서는, 단기통 27 cc, 2 스트로크 엔진에, 제 1 실시형태, 제 2 실시형태 및 비교예의 점화 시스템 (10, 10b, 10f) 을 탑재하고, 각각, CISPR 규격 Pub.12 (5 th) 에 기초하여, 각 주파수에 있어서의 노이즈 강도를 측정하였다. 또한, 제 1 실시형태, 제 2 실시형태 및 비교예 모두, 스파크 플러그 (100) 로는, (1) 장착 나사부 (132) 의 호칭경이 M14, (2) 내부 전극 (125) 의 저항값이 5 kΩ 인 것을 사용하였다. 또, 스파크 플러그 (100) 의 단자 (121) 와 점화 코일 (220) 은, 20 ㎝ 의 저항이 없는 플러그 코드 (30) 에 의해 접속하였다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「저항 없음」이란, 저항값이 1 Ω 이하인 것을 말한다.
도 12 는, 도 11 의 시험 결과를 평균화한 도면이다. 구체적으로는, 도 12 에는, 도 11 에 나타낸 각 주파수에 있어서의 노이즈 강도를, 비교예, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태마다 평균화한 값을 나타내고 있다.
도 11 및 도 12 에 나타내는 바와 같이, 제 1 평가 시험에 의하면, 비교예보다 제 1 실시형태 쪽이 노이즈 강도가 낮고, 또, 제 1 실시형태보다 제 2 실시형태 쪽이 노이즈 강도가 낮은 결과가 되었다. 그 때문에, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 있어서의 점화 시스템 (10, 10b) 이면, 비교예와 같은 일반적인 스파크 플러그 (100) 의 장착 구조에 대하여, 스파크 플러그 (100) 의 방전에서 기인하는 노이즈의 방사를 억제 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.
도 13 은, 제 2 평가 시험의 시험 결과를 나타내는 도면이다. 도 14 는, 도 13 의 시험 결과를 평균화한 도면이다. 제 2 평가 시험에서는, 저항이 없는 스파크 플러그 (100), 즉, 내부 전극 (125) 의 저항값이 1 Ω 이하인 스파크 플러그 (100) 를 사용하여, 제 1 평가 시험과 동일한 시험을, 제 1 실시형태, 제 2 실시형태 및 비교예의 점화 시스템 (10, 10b, 10f) 을 사용하여 실시하였다.
도 13 및 도 14 에 나타내는 바와 같이, 제 2 평가 시험에 의하면, 저항이 없는 스파크 플러그 (100) 쪽이, 제 1 평가 시험에서 사용한 저항이 있는 (5 kΩ) 스파크 플러그 (100) 보다, 비교예에 대한 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태의 노이즈의 저감률이 높았다. 구체적으로는, 저항이 있는 스파크 플러그 (100) 를 사용한 제 1 평가 시험에서는, 도 12 에 나타나 있는 바와 같이, 노이즈 강도가 평균값으로, 비교예의 약 26 db 로부터, 제 1 실시형태의 약 22 db, 제 2 실시형태의 약 19 db 로 각각 개선되어 있으므로, 노이즈의 저감률은, 제 1 실시형태에서 약 15 ％, 제 2 실시형태에서 약 27 ％ 였다. 이에 반해, 저항이 없는 스파크 플러그 (100) 를 사용한 제 2 평가 시험에서는, 도 14 에 나타나 있는 바와 같이, 비교예의 약 40 db 로부터, 제 1 실시형태의 약 29 db, 제 2 실시형태의 약 27 db 로 각각 개선되어 있고, 노이즈의 저감률은, 제 1 실시형태에서 약 27 ％, 제 2 실시형태에서 약 32 ％ 가 되었다. 그 때문에, 상기 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태의 점화 시스템 (10, 10b) 이면, 노이즈를 방사하기 쉬운 저항이 없는 스파크 플러그 (100) 를 사용한 경우에 있어서, 보다 효과적으로 노이즈의 방사를 억제 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.
도 15 는, 제 3 평가 시험의 시험 결과를 나타내는 도면이다. 도 16 은, 도 15 의 시험 결과를 평균화한 도면이다. 제 3 평가 시험에서는, 제 2 평가 시험과 마찬가지로, 저항이 없는 스파크 플러그 (100) 를 사용하여, 제 1 평가 시험과 동일한 시험을, 제 1 실시형태, 제 2 실시형태 및 비교예의 점화 시스템 (10, 10b, 10f) 을 사용하여 실시하였다. 단, 본 시험에서는, 제 1 실시형태, 제 2 실시형태 및 비교예의 점화 시스템 (10, 10b, 10f) 에 대해, 각각 전원부 (200) 의 구성을 변경하였다.
도 17 은, 제 3 평가 시험에서 사용한 전원부 (200a) 의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 본 시험에서는, 전원부 (200a) 가, 내부 전극 (125) 에 교류 전력을 인가하기 위한 교류 전원 (250) 을 구비하고 있다. 교류 전원 (250) 은, 점화 코일 (220) 과 함께, 스파크 플러그 (100) 의 내부 전극 (125) (단자 (121)) 에 접속되어 있다. 본 시험에서는, 교류 전원 (250) 을 사용하여, 점화 코일 (220) 에 의한 방전 전압의 인가 중에, 2.5 ㎓, 1 A 의 마이크로파를, 3 밀리초 중첩시켰다.
도 15 및 도 16 에 나타내는 바와 같이, 제 3 평가 시험에서는 교류 전원 (250) 을 사용했기 때문에, 스파크 플러그 (100) 자체는 동일한 사양이지만, 비교예에 있어서의 노이즈 강도는, 제 2 평가 시험에서 평가한 비교예의 노이즈 강도보다 높아졌다. 구체적으로는, 비교예에 있어서의 노이즈 강도의 평균값은, 제 2 평가 시험 (도 14) 에서는, 약 40 db 이었던 것에 반해, 제 3 평가 시험 (도 16) 에서는, 약 45 db 가 되었다. 그러나, 각 실시형태에 있어서의 노이즈 강도는, 교류 전원 (250) 을 사용하고 있음에도 불구하고, 제 3 평가 시험 (도 16) 에서는, 제 2 평가 시험 (도 14) 의 노이즈 강도와 거의 동일하고, 제 1 실시형태에서는 약 29 db, 제 2 실시형태에서는 약 27 db 였다. 그 때문에, 제 3 평가 시험에 있어서, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태의 비교예에 대한 노이즈의 저감률은, 각각, 약 36 ％, 약 40 ％ 가 되어, 제 2 평가 시험의 약 27 ％ (제 1 실시형태), 32 ％ (제 2 실시형태) 보다 양호한 결과가 되었다. 따라서, 상기 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태의 점화 시스템 (10, 10b) 이면, 보다 노이즈를 방사하기 쉬운 저항이 없는 스파크 플러그 (100) 와 교류 전원 (250) 을 사용한 경우에 있어서, 보다 효과적으로 노이즈의 방사를 억제 가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 본 시험에서는, 저항이 없는 플러그를 사용했지만, 저항이 있는 플러그를 사용한 경우라도, 제 1 실시형태나 제 2 실시형태에 의한 노이즈의 저감 효과는 동일하기 때문에 동일하게 적용 가능하다.
E. 변형예 :
＜변형예 1＞
상기 실시형태에서는, 도전로 (40) 및 실드 (60) 는, 케이블 (41, 61) 을 개재하여, 배터리 (210) 의 접지 단자 (211) 에 직접적으로 접속되어 있다. 이에 대해, 도전로 (40) 및 실드 (60) 는, 전원부 (200, 200a) 내의 접지 라인의 임의의 지점에 접속됨으로써, 전기적으로 접지 단자 (211) 에 접속되어도 된다.
＜변형예 2＞
상기 실시형태에서는, 도전로 (40) 및 실드 (60) 를 SUS 제의 파이프에 의해 형성하였다. 그러나, 도전로 (40) 나 실드 (60) 의 재료는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 구리나 은 등, 도전성을 갖는 그밖의 재료를 사용해도 된다. 또, 파이프상의 재료에 한정되지 않고, 예를 들어, 망선상 (網線狀) 의 재료를 사용해도 된다.
＜변형예 3＞
상기 제 3 실시형태에서는, 실드 (60) 가, 도전로 (40) 의 주위에 배치되어 있다. 이에 대해, 예를 들어, 실드 (60) 는, 도전로 (40) 의 내측에 배치되어도 된다.
＜변형예 4＞
상기 제 1 ∼ 제 3 실시형태의 스파크 플러그 (100) 는, 저항이 있는 스파크 플러그 (100) 여도 되고, 저항이 없는 스파크 플러그 (100) 여도 된다.
＜변형예 5＞
상기 제 3 평가 시험에서 사용한 전원부 (200a) 는, 제 1 실시형태나 제 2 실시형태에 한정되지 않고, 제 3 실시형태에도 적용 가능하다.
본 발명은, 상기 서술한 실시형태나 변형예에 한정되는 것이 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들어, 발명의 개요의 란에 기재한 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 실시형태나 변형예의 기술적 특징은, 상기 서술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해서, 혹은, 상기 서술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해서, 적절히 변경이나 조합을 실시하는 것이 가능하다. 또, 그 기술적 특징이 본 명세서 중에 필수적인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절히 삭제하는 것이 가능하다.
10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f : 점화 시스템
20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f : 엔진 헤드
21, 21a, 21b, 21c, 21d, 21e : 플러그 장착 구멍
22, 22d : 제 2 절연체
23a, 23c, 23e : 플러그 홀
30 : 플러그 코드
40 : 도전로
41 : 케이블
45 : 절연층
46 : 절연층
47 : 절연층
60 : 실드
61 : 케이블
70 : 코일 부츠
100 : 스파크 플러그
110 : 제 1 절연체
111 : 축 구멍
120 : 중심 전극
121 : 단자
122 : 시일재
125 : 내부 전극
130 : 주체 금구
131 : 접지 전극
132 : 장착 나사부
200, 200a : 전원부
210 : 배터리
211 : 접지 단자
212 : 전원 단자
220 : 점화 코일
221 : 1 차 코일
222 : 2 차 코일
230 : 제어 장치
240 : 이그나이터
250 : 교류 전원

Claims (5)

  1. 엔진 헤드에 장착되는 스파크 플러그와,
    접지 단자를 갖는 배터리와, 상기 배터리의 전압을 변압하여 상기 스파크 플러그에 공급하는 점화 코일을 갖는 전원부를 구비하고,
    상기 스파크 플러그는,
    축 구멍을 갖는 제 1 절연체와,
    상기 축 구멍에 형성되고, 상기 점화 코일에 접속되는 단자를 갖는 내부 전극과,
    상기 제 1 절연체의 외주에 배치되고, 접지 전극을 가지며, 상기 엔진 헤드에 고정되는 주체 금구를 구비하는 점화 시스템에 있어서,
    상기 주체 금구는, 상기 엔진 헤드에 제 2 절연체를 개재하여 절연되어 고정되고,
    상기 주체 금구에는 도전로가 접속되고,
    상기 도전로가 상기 엔진 헤드와 절연되고, 상기 접지 단자에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 점화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자 측으로부터 상기 스파크 플러그의 적어도 일부의 주위를 덮도록, 접지된 도전성의 실드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 점화 시스템.
  3. 엔진 헤드에 장착되는 스파크 플러그와,
    접지 단자를 갖는 배터리와, 상기 배터리의 전압을 변압하여 상기 스파크 플러그에 공급하는 점화 코일을 갖는 전원부를 구비하고,
    상기 스파크 플러그는,
    축 구멍을 갖는 제 1 절연체와,
    상기 축 구멍에 형성되고, 상기 점화 코일에 접속되는 단자를 갖는 내부 전극과,
    상기 제 1 절연체의 외주에 배치되고 접지 전극을 가지며, 상기 엔진 헤드에 고정되는 주체 금구를 구비하는 점화 시스템에 있어서,
    상기 단자 측으로부터 상기 스파크 플러그의 적어도 일부의 주위를 덮도록, 도전성의 실드가 형성되고,
    상기 실드가 상기 엔진 헤드와 절연되고, 상기 접지 단자에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 점화 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 전극의 저항값이, 1 Ω 이하인 것을 특징으로 하는 점화 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원부는, 추가로, 상기 내부 전극에 교류 전력을 인가하는 교류 전원을 구비하는 것을 특징으로 하는 점화 시스템.
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