JPH03163778A - 放電管及びその放電管を使用したシリーズギャップ付点火装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車エンジン等のシリーズギャップ付点火
装置に好適な放電管及びその放電管を使用したシリーズ
ギャップ付点火装置に関する。

（従来の技術） 近年、第４図に示したように、点火ブラグＰと直列に所
謂シリーズギャップＳを設け、カーボン等の付着による
点火プラグＰのくすぶりを防止して点火タイミングを一
定に保つようにした自動車エンジン等の点火装置■が知
られており（特公昭５１−３２１８０号公報参照）、こ
のシリーズギャソプＳを所謂放電管で形成することが考
えられている。

上記シリーズギャップ付点火装ｆｉｌは、第５図に示し
たように、給電側に通ずる高圧ケーブル１の先端部に、
上記点火プラグＰと着脱自在に嵌着するプラグキャップ
２が取付けられたもので、上記プラグキャップ２内には
、点火ブラグＰの端子３と係合可能な接続端子４と、高
圧ケーブル１の端部に接続された給電端子５とが対向配
置されており、上記端子４，５間に上記シリーズギャノ
プＳを形成する放電管Ｔが組み込まれるようになされて
いる。この放電管Ｔは、セラミックス等で形成された封
止管としての絶縁管６の両端開放部が放電電極部７と電
極板８とからなる一対の電極′で封止され、その内部に
所定の不活性ガスが封入されたもので、上記シリーズギ
ャップＳを形戒する一対の放電電極部７，７の周囲には
十分な放電空間が形成されるようになされており、上記
電極板８に形成された支持金具９を介して上記端子４，
５に接続、支持されるようになされている。そして、上
記した構成の点火装置！が、エンジンのシリンダヘッド
又はシリンダヘッド力バーｌＯに形成された凹部ｌ１内
に埋設され、エンジン側に螺着された点火プラグＰに嵌
着されるようになされでいる。なお、図中符号１２は、
上記点火装置■を案内すると同時にエンジンオイルによ
る汚損等から点火装置Ｉを保護するための金属パイプで
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来のシリーズギャップ付点火装置■にお
いては、内蔵された放電管Ｔとその周囲のプラグキャッ
プ２との間に不可避的に僅かな空隙１３が形成されると
共に、上記放電管Ｔが点火プラグＰの分だけグランド（
アース）に対して浮いた状態にあり、また上述した状態
の点火装置Ｉがシリンダヘッド又はシリンダへ７ドカバ
ー１０のアース電位と同電位の金属バイプ１２内に案内
されて上記放電管Ｔとアース電位にある金属パイプ１２
とが接近した状態にあるので、上記放電管Ｔの両端部を
封止する電極の一部である電極板８のエッジ部分からア
ース電位の金属バイプ１２に向かって所謂コロナ放電Ｄ
が発生するおそれがあり、上記放電管Ｔが何万回も放電
を繰り返すと、上記コロナ放電Ｄにより放電管Ｔの周囲
のプラグキャップ２が劣化し、最悪の場合、プラグキャ
ップ２が絶縁破壊されて点火プラグＰに所定の電圧がか
からなくなり、失火してしまうというおそれがある． このため、上記コロナ放電Ｄが発律するおそれがある放
電管Ｔの両端の電極部分全体をそれぞれ電気絶縁性材料
で覆うことが考えられるが、放電管Ｔの両端部分をとも
に電気絶縁性材料で覆うと放電管Ｔ自体が大型化し、結
果としてその放電管Ｔを内蔵するシリーズギャップ付点
火装置が大型化してしまうという問題があり、また、放
電管Ｔの両端部分をそれぞれ電気絶縁性材料で覆うため
に製造コストが増大してしまうという問題をも有してい
る。

本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、放電管の
周囲に配設される電気素子等との間に生ずる電位差によ
り放電管から発生する所謂コロナ放電を防いで、放電管
の周囲に位置するアソセンブリの劣化を防ぐようにした
ものであって、放電管全体を小型化することができその
製造コストをも低減することができる放電管を提供する
と共に、その放電管を使用してエンジンの高性能化を図
ることができるシリーズギャップ付点火装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達戒するために本発明に係る放電管は、両端
開口した絶縁管と、この絶縁管の両端開口から挿入され
相対向された一対の電極とからなり、上記絶縁管の両端
開口が挿入された電極の一部で封止されてなる放電管に
おいて、上記絶縁管内に形成される放電空間を錐状にな
すと共に、上記ｗＡ縁管の両端開口径をそれぞれ大径及
び小径として形成し、この大径開口を封止する電極を鍔
付電極として形成すると共に、小径開口を封止する＠極
を小径開口と対応する略等径電極として形成したことを
特徴とするものである。

また、本発明に係るシリーズギャップ付点火装置は、一
端部が点火プラグの中心電極側と接続すると共に、他端
部が給電側から延びる高圧ケーブル側と接続したシリー
ズギャップを形成する放電管を組み込んでなるシリーズ
ギャップ付点火装置において、上記放電管に、絶縁管内
に形成される放電空間を錐状になすと共に、絶縁管の両
端開口径をそれぞれ大径及び小径として形成し、この大
径開口を封止する電極を鍔付電極として形成すると共に
、小径開口を封止する電極を小径開口と対応する略等径
電極として形成した放電管や、この放電管の鍔付電極側
端部に、その電極を取り囲むように導電部材を設けた放
電管を使用し、上記鍔付電極側がカソードとなるように
したことを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明による放電管によれば、絶縁管内に形成される放
電空間を錐状になすと共に、上記絶縁管の両端開口径を
それぞれ大径及び小径として形成し、この大径開口を封
止する電極を鍔付電極として形成すると共に、小径開口
を封止する電極を小径開口と対応する略等径電極として
形成したので、大径開口を封止する鍔付電極部分にのみ
エッジ部が形成されて小径開口を封止する略等径電極部
分にはエッジ部が形成されないようになり、放電管の周
囲に配設される電気素子等との間に生ずる電位差により
放電管から発生する所謂コロナ放電が主に鍔付電極部分
でのみ発生し、略等径電極部分では殆ど発生しなくなる
。このため、上記コロナ放電の防止対策を鍔付電極側だ
け行えばよく、従来のように放電管の両端の電極部分に
ともにコロナ放電防止対策を施す必要がない。

また、本発明によるシリーズギャップ付点火装置によれ
ば、シリーズギャップとして組み込む放電管に、その絶
縁管内に形成される放電空間を錐状になすと共に、絶縁
管の両端開口径をそれぞれ大径及び小径として形成し、
この大径開口を封止する電極を鍔付電極として形成する
と共に、小径開口を封止する電極を小径開口と対応する
略等径電極として形成した放電管や、この放電管の鍔付
電極側端部に、その電極を取り囲むように導電部材を設
けた放電管を使用し、上記鍔付電極側がカソードとなる
ようにしたので、放電管の略等径電極部分で殆どコロナ
放電が発生しないようになり、この部分でのコロナ放電
に起因するアソセンブリの劣化がなくなる。また、上記
鍔付電極側に導電部材が設けられている場合に、高圧ケ
ーブル側から鍔付電極側にマイナス電圧が印加されると
、上記導電部材が周囲の電界の影響を防いで放電管内部
のカソード側付近の電界を安定させることができ、放電
管の放電電圧特性の変化をなくすことにより、点火タイ
ミングの全体的なずれを防いでエンジンのより高性能化
を図ることができる。

さらに、第２図の例のように、鍔付電極側の電極突起を
いっそう少なくして放電が鍔付電極側に極めて近いとこ
ろで起こるようにせしめた放電管では、特別に導電部材
を設けなくても、ほぼ同様の効果を得ることができる． 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を第１図乃至第３図を参照して説
明し、従来と同一部分には同一符号を用いる。

第１図は本発明による放電管の一実施例を示したもので
、セラミックス等で形成された封止管としての中空円筒
状の絶縁管６の内部には、略円錐状の十分な大きさの放
電空間１４が形成されており、上記絶縁管６の一端には
、上記放電空間ｌ４に繋がる大径の開口ｌ５が形成され
ると共に、絶縁管６の他端には、小径の開口ｌ６が形成
されている。上記絶縁管６の大径間口１５側端面には、
メタライジング処理等が施されており、これにロウ付け
等により絶縁管６の外径とほぼ同じ電極板８が封着され
るようになされている。また、上記電極板８には、その
外端面に図示しないシリーズギャップ付点火装置の給電
端子に接続、支持される支持金具９が形成されると共に
、その内端面に上記放電空間１４内に臨む短く形成され
た放電電極部７が形成されており、この電極板８と放電
電極部７とからなる所謂鍔付電極１７により上記絶縁管
６の大径間口ｌ５が封止されるようになされている。ま
た、上記鍔付電極１７の放電電極部７を取り囲むように
上記絶縁管６の外周面には、導電部材としての所定幅の
メタライズ帯ｌ８が形成されており、このメタ．ライズ
帯ｌ８が上記電極板８と電気的に接続されるようになさ
れている。

また、上記絶縁管６の小径開口１６には、この小径開口
ｌ６とほぼ同径の略等径電極ｌ９が嵌挿されてこの電極
１９により小径間口１６が封止されるようになされてお
り、上記嵌挿された電極ｌ９の先端部が放電電極部とし
て作用して上記放電空間１４内に位置する短い放電電極
部７近くまで延び、所定のシリーズギャップを形成する
ようになされている．また、上記略等径電極ｌ９の絶縁
管６より突出する端部は、図示しないシリーズギャップ
付点火装置の接続端子に接続、支持される支持金具９と
して形成されており、さらに上記電極ｌ９内に同軸的に
配設された図示しない封入パイプにより上記絶縁管６の
放電空間１４内にアルゴン等の不活性ガスが封入される
ようになされている。

本実施例においては、上記電極板８と放電電極部７とか
らなる一方の鍔付電極ｌ７側に高圧のマイナス電圧が印
加され、他方の略等径電極１９側が接地側となるように
上記放電管Ｔが使用される。

従って、この使用状態においては、上記一方の電極１７
側が放電現象で電子が放出されるカソード（陰極）とな
り、他方の電極ｌ９側がアノード（陽極）となる。

従って、本実施例においては、上記大径間口１５を封止
する鍔付電極ｌ７の鍔部としての電極板８部分にのみエ
ッジ部が形成され、上記小径開口１６を封止する略等径
電極１９部分には上記した鍔部がなくこの鍔部によるエ
ッジ部が形成されないので、放電管Ｔの周囲に配設され
る電気素子等との間に生ずる電位差により放電管Ｔから
発生する所謂コロナ放電が上記電極板８部分でのみ発生
し、略等径電極１９部分では殆ど発生しなくなり、上記
略等径電極ｌ９側端部の周囲に位置するアソセンブリが
コロナ放電により劣化するようなことがない．また、上
記鍔付電極１７側のみ電気絶縁性材料で覆う等してコロ
ナ放電防止対策を施せばよいので、従来のように放電管
の両端電極部分にともにコロナ放電防止対策を施す必要
がなく、従来のものと比較して、放電管Ｔ全体を小型に
することができ、さらに放電管Ｔ自体の製造コストを抑
えることができる。また、上記絶縁管６内に略円錐状の
放電空間ｌ４を形成し、この放電空間ｌ４と繋がる小径
開口１６を略等径電極１９で封止するので、上記絶縁管
６の小径開口１６側端部の内周面がテーパ状となってそ
の部分の肉厚が厚くなり、上記略等径電極１９で封止さ
れる、換言すれば上記略等径電極ｌ９を保持する絶縁管
６の端部の強度を十分なものにすることができる。なお
、強度が十分確保できる場合には、必ずしも略円錐状に
する必要はない。

また、本実施例においては、カソード側として使用され
る鍔付電極１７の放電電極部７を取り囲むように放電管
Ｔの外周面には導電部材としてのメタライズ帯１８が設
けられており、しかもこのメタライズ帯ｌ８が上記鍔付
電極１７の電極仮８と電気的に接続されているので、上
記放電電極部７とメタライズ帯１８とが同電位となって
上記メタライズ帯１８が所謂背後電極として作用し、上
記放電管下の近傍に所定の電位を有する電気素子等が位
置してその電気素子等の周囲に所定の電界が形成される
ような場合でも、放電管Ｔ内部のカソード側付近が乱さ
れることがなく、上記放電電極部７は、相対向する略等
径電極１９との間に安定した電界を形成するようになる
。これにより安定した放電現象が得られ、上記放電管Ｔ
の放電電圧特性を安定させることができる。

第２図は本発明による放電管の他の実施例を示したもの
で、内部に所定の放電空間１４を形成する絶縁管６自体
が略円錐状に形成され、その一端に大径の開口ｌ５が形
成されると共に、他端に小径の開口ｌ６が形成されるよ
うになされている。

上記大径間口ｌ５には、前記実施例と同様に、その絶縁
管６の開口１５側端外径に対応した大きさの電極板８が
封着されており、この電極板８の外端面には、支持金具
９が形成されると共に、その内端面には、前記実施例の
放電電極部７よりさらに短く形成され電極板８から殆ど
突出しないか全く突出しないようになされた放電電極部
７が形成されている。そして、上記電極板８と放電電極
部７とからなる所謂鍔付電極ｌ７により上記絶縁管６の
大径間口１５が封止されるようになされている。

また、上記絶縁管６の小径開口ｌ６には、この小径開口
１６とほぼ同径の略等径電極ｌ９が嵌挿されてこの電極
１９により小径開口１６が封止されるようになされてお
り、この嵌挿された前記実施例のものより長く形成され
た電極１９の先端部が放電電極部として作用し、上記放
電電極部７この間に所定のシリーズギャップを形戒する
ようになされている。また、上記略等径電極１９の絶縁
管６より突出する端部が支持金具９として形成され、さ
らに上記電極１９内に同軸的に配設された図示しない封
入パイプにより上記絶縁管６の放電空間１４内にアルゴ
ン等の不活性ガスが封入される点は前記実施例と同様で
ある。

さらに、上記鍔付電極１７側に高圧のマイナス電圧が印
加され、他方の略等径電極１９側が接地側となるように
上記放電管Ｔが使用され、上記一方の電極ｌ７側が放電
現象で電子が放出されるカソード（陰極）となり、他方
の電極１９側がアノード（陽極）となる点も前記実施例
と同様である。

従って、本実施例においても、上記大径間口１５を封止
する鍔付電極１７の鍔部としての電極板８部分にのみエ
ッジ部が形成され、上記小径開口ｌ６を封止する略等径
電極１９部分には上記した鍔部がなくこの鍔部によるエ
ッジ部が形成されないので、放電管Ｔの周囲に配設され
る電気素子等との間に生ずる電位差により放電管Ｔから
発生する所謂コロナ放電が上記略等径電極ｌ９部分では
殆ど発生しなくなり、この部分の周囲に位置するアツセ
ンブリがコロナ放電により劣化するようなことがない。

また、コロナ放電が発生する上記鍔付電極１７側のみ電
気絶縁性材料で覆う等してコロナ放電防止対策を施せば
よいので、従来のように放電管の両端電極部分にともに
コロナ放電防止対策を施す必要がなく、従来のものと比
較して、放電管Ｔ全体を小型にすることができ、さらに
放電管Ｔ自体の製造コストを抑えることができる。

また、上記鍔付電極ｌ７側の放電電極部７がカソードと
して使用される電極板８から殆ど突出しないか、全く突
出しないように形成されているので、前記実施例のよう
に絶縁管６の外周面に所謂背後電極としての導電部材（
メタライズ帯）１８を設けなくても、上記電極板８がそ
の放電電極部７に対して背後電極としての導電部材とし
て作用するようになり、上記導電部材が無い分だけ前記
実施例のものよりもコストを下げることができる．さら
に、放電管のサイズによっては、カソード例の導電部材
からアノード側の電極までの絶縁管６の外面に沿った絶
縁距離が、絶縁管６に背後電極としての導電部材１８を
設けた前記実施例と比較して長くなる場合もあり、その
時は、絶縁管６の外面に沿って発生するおそれのある所
謂沿面放電を防ぐことができる。

また、絶縁管６が、即ち放電管Ｔの外形が上述したよう
に略円錐状に形成されているので、この放電管Ｔをシリ
ーズギャップ付点火装置に組み込む時等に、鍔付電極ｌ
７で封止された大径端部側がカソード、略等径電極１９
で封止された小径端部側がアノードとなるように組み込
むことが一目で判別でき、放電管Ｔを単体で扱う時の極
性の間違えを防ぐことができる。

第３図は上述した本発明による放電管Ｔを使用したシリ
ーズギャップ付点火装置Ｉの一実施例を示したもので、
プラグキャップ２内には、一方が鍔付電極ｌ７で封止さ
れ他方が略等径電極ｌ９で封止されると共に、上記鍔付
電極側ｌ７を覆う背後電極としての導電部材ｌ８が設け
られた、第１図に示した放電管Ｔが組み込まれており、
この放電管Ｔの導電部材ｌ８が設けられた方がマイナス
電圧を発生する高圧コイルから延びる高圧ケーブルｌ側
に、導電部材ｌ８のない方が点火プラグＰの中心電極側
に接続されるようになされている。

そして、上記鍔付電極１７側が放電現象で電子が放出さ
れるカソード（陰極）となり、上記略等径電極１９側が
アノード（陽極〉となるように使用されるようになされ
ている。

本実施例においては、上記放電管Ｔの鍔付電極１７部分
でのみアース電位にある金属パイプ１２との間で所謂コ
ロナ放電Ｄが発生し、略等径電極ｌ９部分では殆どコロ
ナ放電が発生しないようになるので、上記鍔付電極１７
部分のみを電気絶縁性材料等で覆うようにすれば、上記
略等径電極１９部分でのコロナ放電に起因するプラグキ
ャップ２等放電管の周囲に位置するアツセンブリの劣化
を防ぐことができる。

また、カソードとなる上記鍔付電極１７側に背後電極と
しての導電部材ｌ８が設けられているので、アース電位
にある上記金属パイプ１２の存在により上記放電管Ｔの
周囲の電界強度が変わるような場合でも、上記導電部材
ｌ８が周囲の電界の影響を防いで放電管Ｔ内部のカソー
ド側付近の電界を安定させることができ、放電管Ｔの放
電電圧特性の変化をなくすことにより、点火タイミング
の全体的なずれを防いでエンジンのより高性能化を図る
ことができる。

なお、符号２０は、上記鍔付電極１７部分に発生するコ
ロナ放電Ｄを防ぐためにプラグキャップ２内に注入され
た樹脂等の電気絶縁性モールド材料である。また、本発
明は前記実施例に限定されるものではなく、種々変更す
ることができるものであり、例えば放電管Ｔの外周面に
設けた導電部材１８はメタライズ法によるとしたが、他
に導電性塗料、金属箔等、導電性を有するものであれば
何でもよく、また、その設置場所も外周面以外の他の場
所、例えばプラグキャップ２の壁体内部に埋設するよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係る放電管は、絶縁管内に形
成される放電空間を錐状になすと共に、上記絶縁管の両
端開口径をそれぞれ大径及び小径として形成し、この大
径開口を封止する電極を鍔付電極として形成すると共に
、小径開口を封止する電極を小径開口と対応する略等径
電極として形成したので、放電管の周囲に配設される電
気素子等との間に生ずる電位差により放電管から発生す
る所謂コロナ放電が鍔付電極部分でのみ発生し、略等径
電極部分では殆ど発生しなくなり、上記コロナ放電の防
止対策を鍔付電極側だけ行えばよく、従来のように放電
管の両端の電極部分にともにコロナ放電防止対策を施す
必要がなく、従来のものと比較して、放電管全体を小型
にすることができ、さらに放電管自体の製造コストを抑
えることができる等の効果を奏する。

また、本発明によるシリーズギャップ付点火装置は、シ
リーズギャンプとして組み込む放電管に、その絶縁管内
に形成される放電空間を錐状になすと共に、絶縁管の両
端開口径をそれぞれ大径及び小径として形成し、この大
径開口を封止する電極を鍔付電極として形戒すると共に
、小径開口を封止する電極を小径開口と対応する略等径
電極として形成した放電管や、この放電管の鍔付電極側
端部に、その電極を取り囲むように導電部材を設けた放
電管を使用し、上記鍔付電極側かカソードとなるように
したので、放電管の略等径電極部分で殆どコロナ放電が
発生しないようになり、この部分でのコロナ放電に起因
するア７センブリの劣化がなくなり、また、上記鍔付電
極側に導電部材が設けられ、高圧ケーブル側から鍔付電
極側にマイナス電圧が印加される場合には、上記導電部
材が周囲の電界の影響を防いで放電管内部のカソード側
付近の電界を安定させることができ、放電管の放電電圧
特性の変化をなくすことにより、点火タイ旦ングの全体
的なずれを防いでエンジンのより高性能化を図ることが
できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放電管の一実施例を示す斜視図、 第２図は上記放電管の他の実施例を示す斜視図、第３図
は本発明に係るシリーズギャップ付点火装置の一実施例
を示す断面図、 第４図はシリーズギャップ付点火装置の回路図、第５図
は従来のシリーズギャップ付点火装置を示す断面図であ
る。 Ｔ・・・放電管、Ｐ・・・点火プラグ、Ｓ・・・シリー
ズギャップ、■・・・シリーズギャップ付点火装置、Ｄ
・・・コロナ放電、２・・・プラグキャップ、６・・・
絶縁管、７・・・放電電極部、８・・・電極板、９・・
・支持金具、ｌ２・・・金属パイプ、１４・・・放電空
間、ｌ５・・・大径開口、１６・・・小径開口、１７・
・・鍔付電極、ｌ８・・・導電部材（メタライズ帯）、
１９・・・略等径電極、２０・・・電気絶縁性材料。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端開口した絶縁管と、この絶縁管の両端開口か
   ら挿入され相対向された一対の電極とからなり、上記絶
   縁管の両端開口が挿入された電極の一部で封止されてな
   る放電管において、 上記絶縁管内に形成される放電空間を略錐状になすと共
   に、上記絶縁管の両端開口径をそれぞれ大径及び小径と
   して形成し、この大径開口を封止する電極を鍔付電極と
   して形成すると共に、小径開口を封止する電極を小径開
   口と対応する略等径電極として形成したことを特徴とす
   る放電管。
2. （２）上記鍔付電極側端部に、その電極を取り囲むよう
   に導電部材を設けたことを特徴とする請求項（１）に記
   載の放電管。
3. （３）一端部が点火プラグの中心電極側と接続すると共
   に、他端部が給電側から延びる高圧ケーブル側と接続し
   たシリーズギャップを形成する放電管を組み込んでなる
   シリーズギャップ付点火装置において、 上記放電管に、請求項（１）又は（２）の放電管を使用
   し、この放電管の鍔付電極側がカソードとなるようにし
   たことを特徴とするシリーズギャップ付点火装置。