JPS6111459A - 点火配電器用ロ−タ電極 - 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） 本発明は電気火花点火式の内燃機関用点火配電器に関し
、特に、所定周期で対向するロータ電極と側方電極との
間の放電に起因する雑音電波の発生を簡便かつ安定して
抑制できるようにしたものである。

（技術的背票） 電気火花点火式の内燃機関、例えば自動車用内燃機関の
点火装置は、点火コイル、点火配電器、点火プラグ等を
有し、点火配電器あるいは点火ブラグにお番プる火花放
電時に、立上り時間の急峻な大電流が流れる。この火花
放電に起因する雑音電波は、テレビジョン、ラジオ等の
通信関係に妨害を与える惧れがあり、一部の国において
は、この種の自動車から発生する雑音電波を法■！で規
制している。

また、この種の雑音電波は、通信関係に影響をおよぼす
ばかりでなく、自動車等に搭載した電子機器、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
子制御自動変速機に影響を与え、自動車等の安全走行に
支障をきた′ｇ′惧れもある。

このにうなことから、火花点火装置から発生する雑音電
波を低減することが要望されており、従来種々の装置、
機器が研究開発あるいは実用化されている。

第１図は、火花点火装置に用いられる従来の点火配電器
の１例を示しく例えば特開昭５７−３２０６７号公報参
照）、ここで、１はハウジングであり、ハウジング１は
、その内部に収容したカム軸２とともに、内燃機関（図
示せず）に装着されている。カム軸２は内燃機関のクラ
ンク軸と連動して回転し、ロータ３を駆動する。ロータ
３は、カム軸２と連結した絶縁部材４と、絶縁部材４の
上面に固着した黄銅等からなるロータ電極５を有してい
る。６はハウジング１に装置したキャップであり、その
中央部に中央端子７を有し、周縁部には内燃機関の気筒
数に対応した数量の側方電極８を有している。中央端子
７とロータ電［ｊ５との間には、ばね９を介してセンタ
ーカーボン１０が配設されており、センターカーボン１
０は、ばね９により、常時、ロータ電極５ど圧接してい
る。

このように構成した点火配電器において、点火コイル（
図示せず）で発生した高電圧は、高圧ケーブル（図示せ
ず）を介して中央端子７に供給される。この高電圧が、
ばね９およびセンターカーボン１０を経てロータ電極５
に導かれ、更に、ロータ電極５と側方電極８とが対向す
る毎に、ロータ電極５に導かれた高電圧がロータ電極５
の先端部１１と側方電極８との間の放電ギャップＧの空
気を絶縁破壊して側方電極８に高電圧が配電される。次
いで、高圧ケーブル（図示せず）を介して点火プラグに
高電圧が供給される。

このような、ロータ電極５と側方電極８との間の火花放
電現象を更に詳述する。すなわち、点火コイルから供給
される高電圧はステップ状に最高値に達Ｊるのではな（
、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、高電ＦＦ値が放電ギャップＧに火花放電を生ず
るに十分な値まで上昇したとき、放電ギャップＧの空気
に絶縁破壊が生じて火花放電が生ずる。

この場合、高電圧が上述した値に達したときに、急激な
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、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、これが高圧ケーブル等
をアンテナとして外部に放射されて雑音電波となる。

一般に、この種の火花放電に起因して雑音源から放射さ
れる雑音電界は、雑音電流に比例すると考えられている
。このため雑音電波を抑制するには、ロータ電極と側方
電極との間の放電ギャップを流れる容量放電電流を減少
させる必要がある。

なおここで容量放電電流とは、放電ギャップ近傍の電極
等と接地との間の浮遊容量等に蓄積された電荷が、絶縁
破壊時に高速（数ナノ秒程度）でかつ急激な立上りで流
れるものをいう。

そこで、点火配電器における雑音電波の発生を抑制する
ため、以下（Δ）〜（Ｃ）に述べる対策が提案されてい
る。

（Ａ）ロータ電極に抵抗を配設したものこれは、センタ
ーカーボン１０とロータ電極５の先端部１１との間のロ
ータ電極５に抵抗体を埋め込んだものである。

（Ｂ）放電ギャップを大きくしたもの これは、ロータ電極５と側方電極８との間の放電ギャッ
プＧを大きくしたもので、例えば、従来０．７５ｎ＋ｍ
程度の放電ギャップＧを１．５２４〜６．３５＋ｕｎ程
度としたものである。

（Ｃ）ロータ電極の近傍に第３電極を配設したもの −５＝ ロータ電極５に誘電体を介して第３電極をとりつけ、ロ
ータ電極５が側方電極８に接近したときに、まず第３電
極と側方電極８との間で火花放電させ、その先駆放電に
よって、ロータ電極５と側方電極８との間で放電させる
ようにしものである。

しかしながら、（Ａ）〜（Ｃ）の従来の提案は次のよう
な欠点をそれぞれ有している。

（Ａ）については、抵抗と並列をなす浮遊容量のため、
３００　Ｍ　Ｈ２程度以上の高周波帯域に対する雑音抑
制効果が小さく、また、抵抗体（数キロオーム−数十キ
ロオーム）による点火エネルギー損失が大きい。

（Ｂ）については、雑音抑制効果（基準とする雑音電界
強痕に比べてどの稈度雑音電界を低減できるかという効
果）は１０ｄＢ以上と優れているが、点火エネルギー損
失が極めて大きくなってしまう。そのため、近年の排気
浄化や燃費向上にとって不可欠な確実な着火が損われる
惧れもある。

また、着火を確実にするために従来より高い電圧を用い
ると、高電圧のリーク対策が難しくなる。

（Ｃ）については、構造が複雑となり、かつ長期的な信
頼性に問題がある。

そこで本出願人は種々の実験により次のことを確認した
。すなわち、内燃機関用点火配電器において、高電圧が
印加されるロータ電極の少なくとも放電先端部の上面と
下面のうち、少なくとも一方の面に誘電体板を配設する
と、ロータ電極と側方電極との間の放電に起因する雑音
電流の発生が低減することを確認した。

この誘電体には誘電性を有するシリコン樹脂板やアルミ
ナセラミック基板（アルミナを主成分とするセラミック
基板）等が用いられる。

ここに、シリコン樹脂板は、布、編んだガラス繊維ある
いは樹脂繊維等の基体にシリコンワニス等のシリコン樹
脂を含浸、塗布あるいは吹き付番ノ等した後に硬化させ
たものである。

これらのシリコン樹脂板やアルミナセラミック基板は耐
熱性、耐アーク性、耐コロナ性等の点に優れているため
、火花放電の発生する［ｌ−夕電極５の先端部上面ある
いは下面を被覆するのに好適であり、また、他の樹脂に
比して放電電圧を低下させることによる雑音防止効果が
大きい。

なお、アルミナセラミック基板は、シリコン樹脂板と比
較すると、高価であり、また製造過程の焼成、還元■程
における不純物の混入度合いの相違から製造ロットにＪ
：るばらつきが生じやすい。

このため、従来、誘電体板としてシリコン樹脂板が比較
的広汎に用いられてきた。

ところで、ロータ電極とこのシリコン樹脂板とは重ね合
され、かしめ等の手段により絶縁部材４に取付けられる
。

しかし、かしめ部位においてはロータ電極とシリコン樹
脂板とが離間することはないのであるが、シリコン樹脂
板のシリコン樹脂含浸量が比較的少ない（３０重酎耐よ
りも小さい）ことからかしめ部位から離れた部位におい
ては、ロータ電極５との間が離れて間隙を生じる。

この間隙は放電電圧と相関関係を有し、間隙の発生によ
り放電電圧を高め、雑音防止効果を低減させてしまう。

すなわち、ロータ電極とシリコン樹脂板どの接合が充分
でなく、得られる雑音防止効果が不安定となりがちであ
った。

（発明の目的） 本発明は、ロータ電極とシリコン樹脂板との密接な接合
を確保して長期にわたり安定した雑音防止効果の１ｑら
れる点火配電器を提供することを目的とする。

（発明の開示） 本発明は機関に連動して回転するロータ電極と、このロ
ータ電極の回転同一円周上に配列されかつロータ電極と
微小な放電ギャップを介して対向する複数個の側方電極
とを有し、これら電極間の放電により高電圧を給電する
内燃機関用点火配電器を前提とする。

そして、ロータ電極の」二面または下面のうち少なくと
も一方の面に、３０重量％以上のシリコン樹脂を含浸し
たシリコン樹脂板を接合してロータ電極部を形成する。

シリコン樹脂は本来粘着性を有するのであるが、含浸量
が少ないと、この粘着性をひき出すことができない。

しかし、本発明では、３０重量％以上のシリコン樹脂金
４Ｍとすることにより粘着性がひぎ出され、［１−夕電
極とシリコン樹脂板との密接な接合を確保するのである
。

（実施例） 第２図は本発明の点火配電器に使用するロータの一実施
例を示す縦断面図である。

図中、ロータ電極２１にはステンレスやニクロム等の低
熱伝導率の金属材料を用い、側方電極と対向する先端部
端面２４は０．１〜ｌ、Ｑｍｍの厚さを確保する。

誘電体板としてのシリコン樹脂板２２は、布、編んだガ
ラス繊維あるいは樹脂繊維を基体としく例えば、比誘電
率５〜７、Ｉｌ紺の太さ約０．１５１１１１１のガラス
ＩＮを格子状に糊んで形成する、第４図参照）、この基
体にシリコンワニス等のシリコン樹脂を含浸、塗布ある
いは吹き付は等した後に硬化させている。

このシリコン樹脂板２２とロータ電極２１とを接合して
ロータ電極部２０が形成され、ロータ電極部２０はかし
め等により絶縁部材４に固定される。なお１２はかしめ
部である。

シリコンワニスは、有機化合物の炭素が一部珪素に置換
し、珪素を中心としてこれに水素および酸素等が結合し
た化学構造を有１ノ、いわゆる高分子化合物を形成した
もので、通常、比誘電率２〜３の粘性のある流動体また
はグリース状の半固体である。

シリコンワニスの種類は幕本構胎（第３図参照）の接続
個数によるが、本実施例での効果において、こうした種
類の違いによる差はほとんど無い。なお、種類の違いに
よる重量（比重）も大差ない。

このため、シリコンワニスの含浸量を規定すれば一義的
にシリコン樹脂板２２のシリコン樹脂含浸量を規定する
ことができる。

本発明では、このシリコン樹脂含浸量を、基体とシリコ
ン樹脂の合計重量に対し３０重石％以上とするものであ
り、この含浸間を確保するようにしたシリコン樹脂板の
製造■稈について、第５図に基づき、さらに説明する。

図中、布、編んだガラス繊維あるいは樹脂ｎｕｎ等（以
下ガラスｒａｍ等と略す）の基体にシリコンワニス等の
シリコン樹脂を含浸させ、硬化させるのであるが、硬化
後に含浸量の測定を行ない、含浸量が３０重量％を越え
ないものについては、硬化後にさらにシリコン樹脂の含
浸を行なう。

こうして、含浸量が３０重量％以上となるシリコン樹脂
素材板２７が形成される。

本発明では、雑音防止効果の一層の向上をめざして、ロ
ータ電極部２０を、ホットプレス（温度約１５０°〜２
００℃、圧力的２００　ｋＭげ）による一体打抜きによ
り形成する。

これを第６図に基づき説明すると、ロータ電極２１の素
材金属板２６にシリコン樹脂素材板２７を重ね合゛Ｉて
ロータ電極部材板２５を形成し、このロータ電極部材板
２５のシリコン樹脂素材板２７側からホットプレス３０
によりロータ電極部２０を打抜（（第６図（Ａ）、第６
図（Ｂ）参照）。

−１２＝ このように、素材金属板２６より柔かいシリコン樹脂素
材板２７側から打抜き加工すると、ロータ電極２１の縁
にぼり等が形成されにくくなると同時に、シリコン樹脂
板２２の縁がロータ電極２１にかぶさり、単にシリコン
樹脂板２２とロータ電極２１とを重ね合せた場合に比べ
、被覆の効果が向上する。

打抜いたロータ電極部２０はロータ電極２１を上面にし
て絶縁部材４にかしめ等により固定する（第６図（Ｃ）
、第６図（Ｄ）参照）。

なお、２３はロータ電極部２０を絶縁部材４にかしめる
ためのかしめ孔であり、打扱きの場合、かしめ孔２３も
同時に打抜くことができる。

ロータ電極部２０の先端部端面２４は側方電極との間に
放電部を形成するが、打抜き加工ににす、この先端部端
面２４が凹凸なく正確に揃うと、シリコン樹脂板２２に
よる放電部の放電電圧低下の効果がある。この効果は、
容量放電電流の低下につながり、もって雑音電波の低減
に寄与することとなる。

以上の構成による作用を説明する。

３０重量％以上のシリコン樹脂含浸量のシリコン樹脂板
２２とロータ電極２１とを有するロータ電極部２０がホ
ットプレス３０による一体打抜きにより形成されると、
シリコン樹脂板２２に含浸しているシリコン樹脂の粘着
性によりシリコン樹脂板２２とロータ電極２１とは間隙
なく確実に接合されるので、発生する雑音電波を長期に
わたり安定した状態で防１トできる。

なお、シリコン樹脂含浸量が１０〜２０重邑％のもので
は、完全に間隙なく接合するのが困難で、どうしても０
．１〜０．２１１１１１１程度の間隙が生じるものが発
生してしまう。

第７図は１．シリコン樹脂含浸量に対する放電電圧の変
化について行なった長時間耐久実験の測定結果を示した
ものである。

同図において、Ａはシリコン樹脂の含浸間が４０重量％
以上、Ｂは含浸量が３０〜３５重量％、Ｃは含浸間が２
０〜２５重量％である場合を示し、その他の条件は同一
としている。

ここで、放電電圧と放電によって発生する雑音電波の強
電との間には強い相関性があり、放電電圧を低下させれ
ば、雑音電波の弾痕を低下させることができることは従
来から知られている。

したがって、同図に示すように、シリコン樹脂含浸量が
３０重量％以上のもの（ＡとＢ）については長期にわた
って放電電圧を低減維持することができ、これにより、
雑音防止効果を長期にわたり安定化することができるの
である。

なお、シリコン樹脂含浸量が３０１量％Ｊ：り少ない、
例えば２０〜２５重間％であるシリコン樹脂板２２では
、ホットプレス３０によりロータ電極２１との一体打抜
きを行なっても、かしめ等の手段により絶縁部材４に取
付けると、かしめ部位から離れた部位においてロータ電
極２１との間に間隙を生じることがあり、雑音防止効果
は不安定とならざるを得ない。

また、シリコン樹脂含浸量が少な（でも、ロータ電極２
１とシリコン樹脂板２２とを接着剤ににり接合すること
にすれば、ロータ電極２１とシリコン樹脂板２２とは互
いに離間することはないが、間に挿入された接着剤の厚
みの分だけシリコン樹脂板２２が［１−全電極２１から
離間されたと同じ結果を生じることとなり、得られる雑
音防止効果も低下してしまう。

たとえば、第８図は先端部端面２４における［ｌ−全電
極２１とシリコン樹脂板２２との間の間隔りに対する放
電電圧の変化について行なった測定結果を示したもので
ある。

同図のように、放電電圧はｈと相関性を有し、ｈが０．
２＋ｎｎ＋程麿と非常に小さなものであってもｈｌ電電
圧は大幅に上行するが、ｈを零に１゛れば、確実に放電
電圧を低下させることができる。

すなわち、放電電圧を低下させるには、シリコン樹脂板
２２をロータ電極２１に直接に密着させることが必要で
、この点、３０重量％以上のシリコン樹脂含浸量を有す
るシリコン樹脂板２２では、自らがその粘着性にＪ：リ
ロータ電極２１との間に間隙を有することな（一様に接
合し、１１を零に保つのである。

なお、第８図では、ロータ電極２１△とシリコン樹脂板
２２△との間に挾むスペーサ３１の厚さにてｈを設定し
く第９図参照）、ｈの異なるスペーサ３１を取苔えて実
験を行なっている。

したがって、含浸量が３０重量％以」−のシリコン樹脂
板２２とロータ電極２１とをホットプレス３０により一
体に打抜き加工して形成したロータ電極部２０を用いれ
ば、接着剤を介してシリコン樹脂板２２とロータ電極２
１とを接合した場合、あるいは、含浸量が１０〜３０ｆ
ｌｉ１％のシリコン樹脂板２２とロータ電極２１とをホ
ットプレス３０により一体に打抜き加工した場合に比べ
、長期にわたり、安定して大きな雑音防止効果が得られ
る。

すなわち、約１０万ｋｍ相当の車両走行テスｌ−におい
て、シリコン樹脂含浸量が３０重量％以上のものであれ
ば、初期の雑音防止効果が１５〜２０ｄＢであるのに対
し、走行後の雑音防止効果の低下が大きなものでも数ｄ
Ｂ以下にとどまることが実験により確認されたのである
。

また、ホラ１〜プレス３０による一体打抜きににリロー
タ電極部２０を形成しているので、ロータ電極２１とシ
リコン樹脂板２２とを重ね合せたり、接着する］二稈が
必要なくなり、生産性が格段に向上する。接着工程で接
着剤が先端部端面２４にはみ出して放電部どしての性能
が損われるということもない。

さらに、一体打抜ぎ加工により先端部端面２４が同一面
状に揃うので、雑音防止効果は一層向トしている。

（発明の効果） 以上のＪ：うに、本発明によれば、３０重量％以」−の
シリコン樹脂を含浸したシリコン樹脂板をロータ電極に
接合してロータ電極部を形成したので、誘電体であるシ
リコン樹脂板とロータ電極との間が離間覆ることなく接
合され、しか−し均一な接合が保持されることとなり、
ばらつきのない長期に安定して大ぎな雑音防止効果が得
られる。

なお、ロータ電極を負電位、側電極を正電位とすること
により、上記効果がより顕茗に表れることを実験により
確認している。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の点火配電器の縦断面図である。 第２図は本発明の点火配電器に使用されるロータの縦断
面図である。 第３図はシリコンワニスの基本構造を示す化学構造式を
示す図、第４図はシリコン樹脂板の基体を説明する図で
ある。 第５図はロータ電極部を形成覆る製造工程のうちシリコ
ン樹脂素材板を形成する工程を示す図、第６図（Ａ）、
第６図（Ｂ）はロータ電極素材金属板とシリコン樹脂素
材板とをＩＩＩする過程、この積層板からロータ電極部
を打抜きする過程をそれぞれ示す斜視図である。 第６図（Ｃ）はロータ電極部の斜視図、第６図（Ｄ）は
ロータ電極部の取付状態を示す斜視図である。 第７図は長時間耐久実験による放電電圧特性を示す図、
第８図はロータ電極とシリコン樹脂板との間隔りに対す
る放電電圧特性を示す図、第９図はロータの部分縦断面
図である。 １・・・ハウジング、２・・・カム軸、３・・・ロータ
、４・・・絶縁部材、８・・・側方電極、１２・・・か
しめ部、２０・・・ロータ電極部、２１．２１Ａ・・・
ロータ電極、２２．２２Ａ・・・シリコン樹脂板、２３
・・・かしめ孔、２４・・・先端部端面、２５・・・ロ
ータ電極部材板、２６・・・ロータ電極素材金属板、２
７・・・シリコン樹脂素材板、３０・・・ホットプレス
。 特許出願人　　　日産自動車株式会社（外１名）１ｉｌ
ｔ１号 剰−−Ｈす

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 点火配電器用ロータ電極において、３０重量％以上のシ
   リコン樹脂を含浸したシリコン樹脂板をロータ電極の上
   面または下面のうち少なくとも一方の面に接合したこと
   を特徴とする点火配電器用ロータ電極。