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JP2010038138A - Plasma ignition device - Google Patents

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JP2010038138A
JP2010038138A JP2008205433A JP2008205433A JP2010038138A JP 2010038138 A JP2010038138 A JP 2010038138A JP 2008205433 A JP2008205433 A JP 2008205433A JP 2008205433 A JP2008205433 A JP 2008205433A JP 2010038138 A JP2010038138 A JP 2010038138A
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JP
Japan
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voltage terminal
plasma
plug
ignition
fixed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2008205433A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Kaji
勇司 梶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2008205433A priority Critical patent/JP2010038138A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem wherein plasma discharge resulting from a contact failure between a conductive spring and a plasma ignition plug is generated with momentary separation of a contact between the conductive spring and the plasma ignition plug due to vibration generated by an internal combustion engine, thus causing the melt at the base end of the plasma ignition plug to worsen the ignitability thereof. <P>SOLUTION: In a plasma ignition device, the ignition plug 11 and a high voltage terminal 42 are fit to each other, and the ignition plug 11 and an ignition circuit 10 are reliably and electrically connected to each other with a flexible conductive member 43 having both ends fixed to the high voltage terminal 42 and a high voltage terminal 41, respectively. This improves the reliability of electrically connecting the ignition circuit 10 and the ignition plug 11 to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマを形成して混合気への点火を行う内燃機関用のプラズマ式点火装置に関するものである。   The present invention relates to a plasma ignition device for an internal combustion engine that forms plasma and ignites an air-fuel mixture.

従来、たとえば自動車用の内燃機関の点火装置には、火花放電により混合気への着火を行うスパークプラグが使用されている。近年、内燃機関の高出力化および低燃費化が求められており、燃焼の広がりが速く、着火限界空燃比のより高い希薄混合気に対しても確実に着火できる着火性に優れた点火装置として、プラズマ状態の気体(以下、プラズマガス)を燃焼室内に噴射して混合気に着火するプラズマ式点火装置が提案されている(たとえば特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, spark plugs that ignite an air-fuel mixture by spark discharge are used in ignition devices for internal combustion engines for automobiles. In recent years, there has been a demand for higher output and lower fuel consumption of internal combustion engines, and as an ignition device with excellent ignitability that can be ignited reliably even in a lean mixture with a fast combustion spread and a higher ignition limit air-fuel ratio There has been proposed a plasma ignition device that ignites a gas mixture by injecting a gas in a plasma state (hereinafter referred to as plasma gas) into a combustion chamber (see, for example, Patent Document 1).

プラズマ式点火装置は、プラグホールの燃焼室側に固定されて、燃焼室に向かってプラズマガスを噴出するプラズマ式点火プラグと、プラズマ式点火プラグに高電圧、大電流を印加するための点火回路と、該点火回路とプラズマ式点火プラグとを電気的に接続するために、プラグホール内に収容されるプラズマドライバとを備える。   The plasma ignition device is fixed to the combustion chamber side of the plug hole, and emits plasma gas toward the combustion chamber, and an ignition circuit for applying high voltage and large current to the plasma ignition plug And a plasma driver accommodated in the plug hole for electrically connecting the ignition circuit and the plasma spark plug.

プラズマドライバの燃焼室側先端は、ゴム製で筒状を呈するプラグキャップで構成され、該プラグキャップがプラズマ式点火プラグの基端側(燃焼室とは反対側)に嵌着される。また、プラグキャップの内側には導電スプリングが介挿されており、該導電スプリングの付勢力のみによって、点火回路の高圧端子とプラズマ式点火プラグの基端側とが電気的に接続される。
特開2007−287665号公報
The tip of the plasma driver on the combustion chamber side is composed of a rubber-made plug cap that is cylindrical, and the plug cap is fitted to the base end side (opposite to the combustion chamber) of the plasma ignition plug. Further, a conductive spring is inserted inside the plug cap, and the high voltage terminal of the ignition circuit and the base end side of the plasma spark plug are electrically connected only by the urging force of the conductive spring.
JP 2007-287665 A

上述のプラズマ式点火装置を内燃機関に取り付けるときには、まず、プラズマ式点火プラグをプラグホールの燃焼室側に螺合固定し、その後、プラグホールの基端側開口部から高圧端子および導電スプリングを内蔵したプラズマドライバをプラグホール内に収容するとともに、導電スプリングの先端側をプラズマ式点火プラグの基端側に付勢するようにして組み付けている。   When attaching the above-described plasma ignition device to an internal combustion engine, first, a plasma ignition plug is screwed and fixed to the combustion chamber side of the plug hole, and then a high voltage terminal and a conductive spring are built in from the opening on the base end side of the plug hole. The plasma driver is housed in the plug hole and assembled so that the front end side of the conductive spring is biased toward the base end side of the plasma ignition plug.

このようにして内燃機関に取り付けられるプラズマ式点火装置においては、高圧端子とプラズマ式点火プラグとの電気的な接続を、プラズマドライバをプラズマ式点火プラグに嵌着すると同時に達成する。つまり、従来はプラズマドライバをプラズマ式点火プラグに嵌着する際、一端が高圧端子の先端側で保持された導電スプリングの他端を、プラズマ式点火プラグの基端側に付勢することによって、高圧端子とプラズマ式点火プラグとを、導電スプリングを介して電気的に接続し、プラズマ式点火プラグから燃焼室側にプラズマガスを噴出して混合気に着火していた。   In the plasma ignition device attached to the internal combustion engine in this way, the electrical connection between the high voltage terminal and the plasma ignition plug is achieved simultaneously with fitting the plasma driver to the plasma ignition plug. In other words, conventionally, when the plasma driver is fitted to the plasma spark plug, the other end of the conductive spring, one end of which is held on the distal end side of the high voltage terminal, is biased toward the base end side of the plasma spark plug, The high voltage terminal and the plasma ignition plug are electrically connected via a conductive spring, and plasma gas is ejected from the plasma ignition plug to the combustion chamber side to ignite the mixture.

しかしながら、数百mAといった小さな電流が通電されるスパークプラグと比べてはるかに大きい100A以上の電流が通電されるプラズマ式点火プラグにあっては、外部から内燃機関に加わる振動、または内燃機関から発生する振動によって、付勢力のみで電気的に接続されている導電スプリングの先端側とプラズマ式点火プラグの基端側との接点が瞬間的に離間したとき、導電スプリングとプラズマ式点火プラグとの間でプラズマ放電が発生してしまう。導電スプリングの先端側とプラズマ式点火プラグの基端側との間でプラズマ放電が繰り返し発生すると、プラズマ式点火プラグの基端側が溶損し、プラズマ式点火プラグ本体が燃焼室に所望のプラズマ放電を発生させることができなくなってしまう虞がある。つまり、点火回路側の高圧端子とプラズマ式点火プラグとを、両端が拘束されていない導電スプリングの付勢力のみで接触させ、電気的に接続する構成では、高電圧、大電流が印加されるプラズマ式点火プラグを有するプラズマ式点火装置にあっては、その電気的な接続の信頼性を保証することができなかった。   However, in the case of a plasma ignition plug in which a current of 100 A or more that is much larger than that of a spark plug in which a small current such as several hundred mA is applied, vibration applied to the internal combustion engine from the outside or generated from the internal combustion engine When the contact point between the front end side of the conductive spring and the base end side of the plasma spark plug, which are electrically connected only by the urging force, is instantaneously separated by the generated vibration, it is between the conductive spring and the plasma spark plug. Will cause plasma discharge. When plasma discharge repeatedly occurs between the front end side of the conductive spring and the base end side of the plasma spark plug, the base end side of the plasma spark plug melts and the plasma spark plug body discharges the desired plasma discharge to the combustion chamber. There is a risk that it cannot be generated. That is, in a configuration in which the high voltage terminal on the ignition circuit side and the plasma spark plug are brought into contact with each other only by the urging force of a conductive spring that is not constrained at both ends, the plasma is applied with a high voltage and a large current. In the plasma ignition device having a spark plug, the reliability of the electrical connection cannot be guaranteed.

そこで、本発明はかかる事情に鑑み、点火回路とプラズマ式点火プラグとの電気的な接続の信頼性を向上するプラズマ式点火装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a plasma ignition device that improves the reliability of electrical connection between an ignition circuit and a plasma ignition plug.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明であるプラズマ式点火装置は、内燃機関のプラグホールの燃焼室側開口部に固定され、絶縁部材に保持される中心電極と、中心電極と放電ギャップを介して配置される接地電極とを有し、中心電極と接地電極との間にプラズマガスを発生させるプラズマ式点火プラグと、プラズマ式点火プラグに高電圧、大電流を印加する点火回路と、点火回路と電気的に接続される高圧端子と、高圧端子と離間して配設され、プラズマ式点火プラグに嵌合されるとともに電気的に接続される高圧ターミナルと、一端が高圧端子に、他端が高圧ターミナルに各々固定され、高圧端子と高圧ターミナルとを電気的に接続する導電部材と、導電部材の外側に配設され、高圧ターミナルをプラズマ式点火プラグ側に付勢する弾性部材と、高圧端子、高圧ターミナル、導電部材および弾性部材を内包し、プラグホール内に収容されるプラズマドライバとを備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a plasma ignition device according to claim 1 is a center electrode fixed to a combustion chamber side opening of a plug hole of an internal combustion engine and held by an insulating member, and a center electrode And a plasma ignition plug that generates a plasma gas between the center electrode and the ground electrode, and ignition that applies a high voltage and a large current to the plasma ignition plug A circuit, a high-voltage terminal electrically connected to the ignition circuit, a high-voltage terminal that is spaced apart from the high-voltage terminal and is fitted to and electrically connected to the plasma ignition plug, and one end of the high-voltage terminal The other end is fixed to the high-voltage terminal, and the conductive member that electrically connects the high-voltage terminal and the high-voltage terminal is disposed outside the conductive member. An elastic member for energizing, high voltage terminal, high-tension terminal, encapsulating the conductive member and the elastic member, characterized in that it comprises a plasma driver housed in the plug hole.

このように、プラズマ式点火プラグと高圧ターミナルとを嵌合するとともに、該高圧ターミナルと高圧端子とに両端が固定された導電部材で高圧端子と高圧ターミナルとを電気的に接続することにより、プラズマ式点火プラグと点火回路との電気的な接続の信頼性が向上する。   In this way, the plasma spark plug and the high-voltage terminal are fitted together, and the high-voltage terminal and the high-voltage terminal are electrically connected with the conductive member having both ends fixed to the high-voltage terminal and the high-voltage terminal, thereby generating plasma. The reliability of the electrical connection between the spark plug and the ignition circuit is improved.

また、プラズマ式点火装置の組付け時に、プラズマドライバに内包される弾性部材が高圧ターミナルをプラズマ式点火プラグ側に付勢するため、高圧ターミナルとプラズマ式点火プラグとを確実に嵌合することができる。したがって、点火回路とプラズマ式点火プラグとの電気的な接続の信頼性が向上する。   In addition, since the elastic member included in the plasma driver urges the high-pressure terminal toward the plasma-type spark plug when the plasma-type ignition device is assembled, the high-pressure terminal and the plasma-type spark plug can be securely fitted. it can. Therefore, the reliability of electrical connection between the ignition circuit and the plasma spark plug is improved.

請求項2に記載の発明によると、弾性部材は、金属製のバネであり、弾性部材の一端は、高圧端子に固定され、他端は高圧ターミナルに固定される。つまり、金属製のバネである弾性部材によって、高圧端子と高圧ターミナルとを電気的に接続する。このとき、高圧端子と高圧ターミナルとの間で、導電部材と弾性部材とが並列に接続されるため、高圧端子と高圧ターミナルとの間における電気抵抗が、導電部材だけで高圧端子と高圧ターミナルとを電気的に接続する場合と比べて小さくなる。つまり、プラズマ式点火装置において、高圧端子と高圧ターミナルとの間における電気損失が低減される。   According to the second aspect of the present invention, the elastic member is a metal spring, and one end of the elastic member is fixed to the high voltage terminal and the other end is fixed to the high voltage terminal. That is, the high-voltage terminal and the high-voltage terminal are electrically connected by an elastic member that is a metal spring. At this time, since the conductive member and the elastic member are connected in parallel between the high-voltage terminal and the high-voltage terminal, the electrical resistance between the high-voltage terminal and the high-voltage terminal can be reduced between the high-voltage terminal and the high-voltage terminal only by the conductive member. It becomes smaller than the case where it connects electrically. That is, in the plasma ignition device, electric loss between the high voltage terminal and the high voltage terminal is reduced.

請求項3に記載の発明によると、弾性部材と高圧端子および高圧ターミナルとが溶接によって固定される。つまり、導電部材と同様に、弾性部材の両端も高圧端子および高圧ターミナルと各々溶接することで、弾性部材と高圧端子および高圧ターミナルとの電気的な接続の信頼性が向上する。   According to invention of Claim 3, an elastic member, a high voltage | pressure terminal, and a high voltage terminal are fixed by welding. That is, similarly to the conductive member, both ends of the elastic member are welded to the high-voltage terminal and the high-voltage terminal, respectively, thereby improving the reliability of the electrical connection between the elastic member, the high-voltage terminal, and the high-voltage terminal.

請求項4に記載の発明によると、高圧端子と高圧ターミナルとの間には、複数の弾性部材が互いに並列に配設される。これにより、複数の弾性部材が、高圧端子および高圧ターミナルを付勢することによって、一つの弾性部材によって両者を付勢する場合に比べて、両者を付勢する力が増し、高圧端子と点火回路、および高圧ターミナルとプラズマ式点火プラグとをより確実に接触させることが可能となる。したがって、点火回路とプラズマ式点火プラグとの電気的な接続の信頼性が向上する。   According to the fourth aspect of the present invention, the plurality of elastic members are disposed in parallel between the high voltage terminal and the high voltage terminal. As a result, the plurality of elastic members urge the high-voltage terminal and the high-voltage terminal, thereby increasing the force for urging both of the high-voltage terminal and the ignition circuit. In addition, the high-pressure terminal and the plasma spark plug can be more reliably brought into contact with each other. Therefore, the reliability of electrical connection between the ignition circuit and the plasma spark plug is improved.

また、上記課題を解決するために、請求項5に記載の発明であるプラズマ式点火装置は、内燃機関のプラグホールの燃焼室側開口部に固定され、絶縁部材に保持される中心電極と、中心電極と放電ギャップを介して配置される接地電極とを有し、中心電極と接地電極との間にプラズマガスを発生させるプラズマ式点火プラグと、プラズマ式点火プラグに高電圧と大電流とを印加する点火回路と、点火回路と電気的に接続される高圧端子と、高圧端子と離間して配設され、プラズマ式点火プラグに嵌合されるとともに電気的に接続される高圧ターミナルと、一端が高圧端子に、他端が高圧ターミナルに各々固定され、高圧端子と高圧ターミナルとを電気的に接続する導電部材と、高圧端子、高圧ターミナルおよび導電部材を内包し、プラグホール内に収容されるプラズマドライバとを備えるプラズマ式点火装置であって、プラズマドライバの内面で且つ高圧ターミナルと高圧ターミナルとの間には、プラズマ式点火プラグに対向する対向面を備える係止部が、高圧ターミナルの点火回路側の端面と当接することを特徴とする。   In order to solve the above problem, a plasma ignition device according to claim 5 is a center electrode fixed to a combustion chamber side opening of a plug hole of an internal combustion engine and held by an insulating member; A plasma ignition plug having a center electrode and a ground electrode arranged through a discharge gap, and generating plasma gas between the center electrode and the ground electrode; and a high voltage and a large current are applied to the plasma ignition plug. An ignition circuit to be applied; a high-voltage terminal electrically connected to the ignition circuit; a high-voltage terminal that is spaced apart from the high-voltage terminal and is fitted to and electrically connected to the plasma ignition plug; and one end Is connected to the high-voltage terminal and the other end is fixed to the high-voltage terminal, and includes a conductive member that electrically connects the high-voltage terminal and the high-voltage terminal, and includes the high-voltage terminal, the high-voltage terminal, and the conductive member. A plasma ignition device including a plasma driver housed therein, and between the high-pressure terminal and the high-pressure terminal on the inner surface of the plasma driver, there is a locking portion having a facing surface facing the plasma ignition plug. The high pressure terminal is in contact with the end surface of the ignition circuit side.

このように、プラズマ式点火プラグと高圧ターミナルとを嵌合するとともに、該高圧ターミナルと高圧端子とを両端が固定された導電部材で高圧端子と高圧ターミナルとを電気的に接続することによって、点火回路とプラズマ式点火プラグとの電気的な接続の信頼性を向上することができる。   In this way, the plasma ignition plug and the high-voltage terminal are fitted together, and the high-voltage terminal and the high-voltage terminal are electrically connected to each other by a conductive member having both ends fixed. The reliability of the electrical connection between the circuit and the plasma spark plug can be improved.

また、係止部の対向面によって高圧ターミナルを基端側に係止することにより、プラズマ式点火プラグと高圧ターミナルとが外部から内燃機関に加わる振動、または内燃機関から発生する振動に対して一体となって振動する。したがって、一端が導電部材に固定された高圧ターミナルとプラズマ式点火プラグの基端側との嵌合が確実に達成され、点火回路とプラズマ式点火プラグとの電気的な接続の信頼性が向上する。   Further, by locking the high pressure terminal to the base end side by the opposing surface of the locking portion, the plasma ignition plug and the high pressure terminal are integrated with vibration applied to the internal combustion engine from the outside or vibration generated from the internal combustion engine. And vibrate. Therefore, the fitting between the high-pressure terminal whose one end is fixed to the conductive member and the base end side of the plasma spark plug is reliably achieved, and the reliability of the electrical connection between the ignition circuit and the plasma spark plug is improved. .

またさらに、高圧ターミナルの点火回路側の端面と対向面とが当接することにより、高圧ターミナルが係止部によって基端側に係止されるため、プラズマ式点火装置の組付け時に、高圧ターミナルとプラズマ式点火プラグとを確実に嵌合することができる。したがって、点火回路とプラズマ式点火プラグとの電気的な接続の信頼性が向上する。   Furthermore, since the end face of the ignition circuit side of the high voltage terminal and the facing surface are in contact with each other, the high voltage terminal is locked to the base end side by the locking portion, so that when the plasma ignition device is assembled, The plasma spark plug can be securely fitted. Therefore, the reliability of electrical connection between the ignition circuit and the plasma spark plug is improved.

請求項6に記載の発明によると、導電部材は、高圧端子および高圧ターミナルに溶接によって固定される。これにより、導電部材と高圧端子および高圧ターミナルとの電気的な接続の信頼性が向上する。   According to the invention described in claim 6, the conductive member is fixed to the high voltage terminal and the high voltage terminal by welding. Thereby, the reliability of the electrical connection between the conductive member, the high voltage terminal, and the high voltage terminal is improved.

請求項7に記載の発明によると、導電部材は、高圧端子および高圧ターミナルと導電性接着剤によって固定される。これにより、導電部材と高圧端子および高圧ターミナルとの電気的な接続の信頼性が向上する。   According to the invention described in claim 7, the conductive member is fixed to the high-voltage terminal and the high-voltage terminal by the conductive adhesive. Thereby, the reliability of the electrical connection between the conductive member, the high voltage terminal, and the high voltage terminal is improved.

請求項8に記載の発明によると、導電部材は、複数の細線を縒り合わせてなる。これにより、同径の1本の導線からなる太いリード線に比して大きな可撓性を有する。したがって、プラズマ式点火装置が設置される内燃機関の振動、または外部からプラズマ式点火装置に加わる振動によって、導電部材に応力が加わった場合に、導電部材がその可撓性によって、上記応力を吸収し、導電部材の断線を防止することができる。   According to the invention described in claim 8, the conductive member is formed by twisting a plurality of thin wires. Thereby, it has a big flexibility compared with the thick lead wire which consists of one conducting wire of the same diameter. Therefore, when stress is applied to the conductive member due to vibration of the internal combustion engine in which the plasma ignition device is installed or vibration applied to the plasma ignition device from the outside, the conductive member absorbs the stress by its flexibility. In addition, disconnection of the conductive member can be prevented.

(第一実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係るプラズマ式点火装置100は、プラズマ放電を発生するプラズマ式の点火プラグ11と、電子制御装置(以下、ECU60と称す。)から発せられる点火信号に基づいて点火プラグ11にプラズマを発生させる点火回路10と、プラグホール2内に取り付けられ、点火回路10と点火プラグ11とを電気的に接続するプラズマドライバ40とから構成される。   The plasma ignition device 100 according to the present embodiment generates plasma on the ignition plug 11 based on an ignition signal generated from a plasma ignition plug 11 that generates plasma discharge and an electronic control device (hereinafter referred to as ECU 60). An ignition circuit 10 to be generated and a plasma driver 40 which is attached in the plug hole 2 and electrically connects the ignition circuit 10 and the ignition plug 11 are configured.

図1は、本実施形態の点火プラグ11および点火回路10の回路構成を示す概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing circuit configurations of the ignition plug 11 and the ignition circuit 10 of the present embodiment.

図1に示すように、エンジンブロック1のプラグホール2の燃焼室3側開口部に固定されるプラズマ式の点火プラグ11は、中心電極12と、中心電極12を覆うように絶縁保持する略筒状の絶縁碍子13と、絶縁碍子13を覆うように略環状に形成された金属製の接地電極14とで構成される。中心電極12の燃焼室3側先端と接地電極14の燃焼室3側先端との間には、後述する火花放電が発生する放電ギャップ15が形成されており、また、該放電ギャップ15を含む絶縁碍子13で包囲されてなる空間であって、後述するプラズマ放電が発生する放電空間16が形成されている。そして、点火プラグ11の中心電極12に100A以上の大電流が印加されると、放電空間16に高温、高圧のプラズマガスが発生し、燃焼室3にこのプラズマガスが噴射される。   As shown in FIG. 1, a plasma-type spark plug 11 fixed to an opening of a combustion chamber 3 side of a plug hole 2 of an engine block 1 has a center electrode 12 and a substantially cylinder that is insulated and held so as to cover the center electrode 12. And a metal ground electrode 14 formed in a substantially annular shape so as to cover the insulator 13. A discharge gap 15 for generating a spark discharge, which will be described later, is formed between the front end of the center electrode 12 on the combustion chamber 3 side and the front end of the ground electrode 14 on the combustion chamber 3 side. A space surrounded by the insulator 13 is formed as a discharge space 16 in which plasma discharge, which will be described later, is generated. When a large current of 100 A or more is applied to the center electrode 12 of the spark plug 11, a high-temperature and high-pressure plasma gas is generated in the discharge space 16, and this plasma gas is injected into the combustion chamber 3.

図2は、点火回路10、点火プラグ11およびプラズマドライバ40のエンジンブロック1への取り付けを示す模式図である。ここで、以下簡単のため、図2中の点火プラグ11の軸方向において、燃焼室3側を先端側、燃焼室3と反対側を基端側とする。   FIG. 2 is a schematic diagram showing attachment of the ignition circuit 10, the ignition plug 11, and the plasma driver 40 to the engine block 1. Here, for simplicity, in the axial direction of the ignition plug 11 in FIG. 2, the combustion chamber 3 side is the front end side, and the opposite side to the combustion chamber 3 is the base end side.

図1および図2に示される中心電極12の先端側は、例えば、イリジウム、イリジウム合金、銅等の導電性材料によって長軸状に形成されている。中心電極12の内部には鉄鋼材料等の良導電性で且つ高熱伝導性の金属材料からなる中心電極中軸12aが形成され、その基端側は、絶縁碍子13から露出し、点火回路10に電気的に接続されている。   The front end side of the center electrode 12 shown in FIGS. 1 and 2 is formed in a long axis shape by a conductive material such as iridium, an iridium alloy, or copper, for example. Inside the center electrode 12 is formed a center electrode center shaft 12a made of a metal material having good conductivity and high thermal conductivity such as a steel material, and its base end side is exposed from the insulator 13 and is electrically connected to the ignition circuit 10. Connected.

絶縁碍子13は、耐熱性、機械的強度、高温における絶縁耐力、熱伝導率などに優れた高純度のアルミナ等からなり、中心電極12を保持する略筒状を呈する。   The insulator 13 is made of high-purity alumina or the like excellent in heat resistance, mechanical strength, dielectric strength at high temperatures, thermal conductivity, and the like, and has a substantially cylindrical shape that holds the center electrode 12.

接地電極14は、その基端側が絶縁碍子13を保持するハウジングを構成し、接地電極14が燃焼室3内に露出するよう、エンジンブロック1に点火プラグ11を固定されるとともに、接地電極14とエンジンブロック1とを電気的に接地状態にするためのネジ部14aが形成されている。接地電極14のネジ部14a基端側にはネジ部14aを締め付けるためのハウジング六角部14bが形成されている。接地電極14を含むハウジングは、ニッケル、鉄等の金属材料によって形成されている。   The ground electrode 14 constitutes a housing that holds the insulator 13 at the base end side, and the spark plug 11 is fixed to the engine block 1 so that the ground electrode 14 is exposed in the combustion chamber 3. A screw portion 14a for electrically grounding the engine block 1 is formed. A housing hexagonal portion 14b for tightening the screw portion 14a is formed on the base end side of the screw portion 14a of the ground electrode 14. The housing including the ground electrode 14 is formed of a metal material such as nickel or iron.

上述の点火プラグ11には、高電圧、大電流を印加する点火回路10が電気的に接続されている。点火回路10は、バッテリ17からの電源供給によって駆動し、放電空間16を形成する絶縁碍子13の内面に沿った火花放電を発生させる火花放電用回路部20と、点火プラグ11の放電空間16内にプラズマ放電を発生させるプラズマ放電用回路部30とから構成されている。   An ignition circuit 10 for applying a high voltage and a large current is electrically connected to the ignition plug 11 described above. The ignition circuit 10 is driven by power supplied from the battery 17 and generates a spark discharge along the inner surface of the insulator 13 that forms the discharge space 16, and the spark discharge circuit 16 includes a spark discharge circuit portion 20. And a plasma discharge circuit unit 30 for generating plasma discharge.

上記火花放電用回路部20は、一次コイル21及び二次コイル22と、一次コイル21への通電制御を行う制御回路23とを備えている。一次コイル21は制御回路23に接続され、二次コイル22はダイオード24および火花放電用リード線25を介して点火プラグ11に接続されている。なお、ダイオード24は、プラズマ放電用回路部30からのプラズマ電流が二次コイル22側に流れるのを防止する。また、ダイオード24の下流側に設けられる電気抵抗26は、後述するプラズマ放電用回路部30からのプラズマ電流に起因するノイズを除去するためのものである。   The spark discharge circuit unit 20 includes a primary coil 21 and a secondary coil 22, and a control circuit 23 that controls energization of the primary coil 21. The primary coil 21 is connected to the control circuit 23, and the secondary coil 22 is connected to the spark plug 11 via a diode 24 and a spark discharge lead wire 25. The diode 24 prevents the plasma current from the plasma discharge circuit unit 30 from flowing to the secondary coil 22 side. In addition, the electric resistance 26 provided on the downstream side of the diode 24 is for removing noise caused by plasma current from a plasma discharge circuit section 30 described later.

上記制御回路23は、例えば火花放電用コンデンサ23bを備える容量放電(CDI)方式であり、DC−DCコンバータ等からなる火花放電用電源23aによって火花放電用コンデンサ23bを充電し、所望の点火タイミングにて火花放電用コンデンサ23bを放電することで、一次コイル21の急激な磁束変化によって二次コイル22に20〜40kVもの高電圧が誘起される。その高電圧が放電電圧としてダイオード24を通じて点火プラグ11に印加されると、点火プラグ11の放電ギャップ15に火花放電が生じる。   The control circuit 23 is, for example, a capacitive discharge (CDI) system including a spark discharge capacitor 23b. The control circuit 23 charges the spark discharge capacitor 23b with a spark discharge power source 23a composed of a DC-DC converter or the like, and at a desired ignition timing. By discharging the spark discharge capacitor 23b, a high voltage of 20 to 40 kV is induced in the secondary coil 22 due to a sudden change in magnetic flux of the primary coil 21. When the high voltage is applied as a discharge voltage to the spark plug 11 through the diode 24, spark discharge occurs in the discharge gap 15 of the spark plug 11.

なお、図3に示すように、火花放電用コンデンサ23bに代えてスイッチング素子123bを設け、スイッチング素子123bをオンからオフに切り替えることで二次コイル22に高電圧を誘起する、いわゆる誘導放電(フルトランジスタ)方式の制御回路23を採用してもよい。   As shown in FIG. 3, a switching element 123b is provided in place of the spark discharge capacitor 23b, and a so-called inductive discharge (full discharge) that induces a high voltage in the secondary coil 22 by switching the switching element 123b from on to off. A transistor) type control circuit 23 may be employed.

上記プラズマ放電用回路部30は、DC−DCコンバータ等からなるプラズマ放電用電源31により充電されるプラズマ放電用コンデンサ32を備えており、このプラズマ放電用コンデンサ32に蓄積された電荷を、ダイオード33およびプラズマ放電用リード線34を介して点火プラグ11に供給する。詳細には、上述の火花放電用回路部20により点火プラグ11の放電ギャップ15に絶縁破壊電圧を超える高電圧が印加されると、放電空間16を構成する絶縁碍子13の内面に沿って火花放電が発生し、その火花放電により放電ギャップ15の電圧が低下する。そして、放電ギャップ15の電圧がプラズマ放電用コンデンサ32の電圧を下回ると、点火プラグ11の放電ギャップ15にプラズマ放電用コンデンサ32から100Aを越える大電流が流れ込み、プラズマ放電が発生する。このプラズマ放電によって発生する、たとえば100〜200mJもの高密度エネルギーをもつ高温、高圧のプラズマガスが、放電空間16内で膨張し、放電空間16から燃焼室3内にプラズマガスが噴射される。その結果、燃焼室3内における燃料と空気との混合気が着火され燃焼に供される。なお、ダイオード33については、二次コイル22からの電流がプラズマ放電用コンデンサ32側に流れるのを防止するために設けられている。   The plasma discharge circuit unit 30 includes a plasma discharge capacitor 32 that is charged by a plasma discharge power source 31 formed of a DC-DC converter or the like. The charge accumulated in the plasma discharge capacitor 32 is transferred to a diode 33. And is supplied to the spark plug 11 through the plasma discharge lead wire 34. Specifically, when a high voltage exceeding the dielectric breakdown voltage is applied to the discharge gap 15 of the spark plug 11 by the above-described spark discharge circuit section 20, a spark discharge is generated along the inner surface of the insulator 13 constituting the discharge space 16. Is generated, and the spark discharge reduces the voltage of the discharge gap 15. When the voltage of the discharge gap 15 falls below the voltage of the plasma discharge capacitor 32, a large current exceeding 100 A flows from the plasma discharge capacitor 32 into the discharge gap 15 of the spark plug 11, and plasma discharge is generated. A high-temperature and high-pressure plasma gas having a high density energy of, for example, 100 to 200 mJ generated by this plasma discharge expands in the discharge space 16, and the plasma gas is injected from the discharge space 16 into the combustion chamber 3. As a result, the mixture of fuel and air in the combustion chamber 3 is ignited and used for combustion. The diode 33 is provided to prevent the current from the secondary coil 22 from flowing to the plasma discharge capacitor 32 side.

上述の火花放電用回路部20およびプラズマ放電用回路部30は、車両に搭載されるECU60によって制御される。ECU60は、CPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)を主体として構成され、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じて燃料噴射制御や点火制御等の各種制御を実施する。点火制御として具体的には、ECU60のマイコン(図示せず)は、エンジンに取り付けられたクランク角センサや吸気管圧力センサ等から随時入力される各種の検出信号に基づいて点火タイミングを演算し、その演算の結果に基づいて火花放電用コンデンサ23bの充電、放電の信号を出力する。   The above-described spark discharge circuit unit 20 and plasma discharge circuit unit 30 are controlled by an ECU 60 mounted on the vehicle. The ECU 60 is mainly composed of a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) composed of a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and executes various control programs stored in the ROM, thereby injecting fuel according to each engine operating state. Various controls such as control and ignition control are performed. Specifically, as the ignition control, a microcomputer (not shown) of the ECU 60 calculates an ignition timing based on various detection signals that are input as needed from a crank angle sensor, an intake pipe pressure sensor, or the like attached to the engine, Based on the calculation result, charging and discharging signals of the spark discharge capacitor 23b are output.

また、マイコンは、プラズマ放電用電源31を駆動制御することで、プラズマ放電用コンデンサ32の充電制御を実施する。この充電制御として詳しくは、マイコンは、点火タイミングから所定の待機時間が経過し、プラズマ放電が完了した時点にてプラズマ放電用電源31をオンすることでプラズマ放電用コンデンサ32の充電を開始し、次回の点火タイミング前の所定タイミング(例えば一次コイル21への通電開始時)にてプラズマ放電用電源31をオフすることでプラズマ放電用コンデンサ32の充電を停止する。つまり、プラズマ放電用コンデンサ32では、点火タイミング間での充電と点火タイミングでの放電とが繰り返し実施される。   The microcomputer controls the plasma discharge power supply 31 by controlling the driving of the plasma discharge power supply 31. Specifically, as the charge control, the microcomputer starts charging the plasma discharge capacitor 32 by turning on the plasma discharge power source 31 when a predetermined standby time has elapsed from the ignition timing and the plasma discharge is completed. The charging of the plasma discharge capacitor 32 is stopped by turning off the plasma discharge power source 31 at a predetermined timing (for example, when energization of the primary coil 21 is started) before the next ignition timing. That is, in the plasma discharge capacitor 32, charging between the ignition timings and discharging at the ignition timing are repeatedly performed.

次に、プラグホール2内に取り付けられ、上述の点火回路10と点火プラグ11とを電気的に接続するプラズマドライバ40について、以下詳細に説明する。   Next, the plasma driver 40 attached in the plug hole 2 and electrically connecting the ignition circuit 10 and the ignition plug 11 will be described in detail below.

図4は図2中に示されるプラズマドライバ40を拡大図である。図4に示すように、プラグホール2に収容されるプラズマドライバ40の筐体は、筒状部材40a、連結部材40b、およびプラグキャップ40cで構成されている。筒状部材40aおよび連結部材40bはPBT等の硬質樹脂よりなり、両者は、嵌合または接着によって固定されている。また、連結部材40bの先端側には、ゴム製のプラグキャップ40cが嵌着されており、該プラグキャップ40cの先端側は、点火プラグ11の基端側に嵌着されている。   FIG. 4 is an enlarged view of the plasma driver 40 shown in FIG. As shown in FIG. 4, the housing of the plasma driver 40 accommodated in the plug hole 2 is composed of a cylindrical member 40a, a connecting member 40b, and a plug cap 40c. The cylindrical member 40a and the connecting member 40b are made of a hard resin such as PBT, and both are fixed by fitting or bonding. Further, a rubber plug cap 40c is fitted to the distal end side of the connecting member 40b, and the distal end side of the plug cap 40c is fitted to the proximal end side of the spark plug 11.

図4中のA部拡大図である図5に示されるように、プラズマドライバ40の内部には、高圧端子41、高圧ターミナル42(42a、42b)、導電部材43、弾性部材44が配設されている。具体的には、高圧端子41の先端側と高圧ターミナル42の基端側とが対向する、連結部材40bおよびプラグギャップ40cの内部に導電部材43および弾性部材44が配設されており、少なくとも導電部材43が高圧端子41と高圧ターミナル42とを電気的に接続することによって、上述の点火回路10と点火プラグ11とが電気的に接続されている。   As shown in FIG. 5, which is an enlarged view of part A in FIG. 4, a high voltage terminal 41, a high voltage terminal 42 (42 a, 42 b), a conductive member 43, and an elastic member 44 are disposed inside the plasma driver 40. ing. Specifically, the conductive member 43 and the elastic member 44 are disposed inside the connecting member 40b and the plug gap 40c where the distal end side of the high-voltage terminal 41 and the proximal end side of the high-voltage terminal 42 face each other, and at least conductive. The member 43 electrically connects the high voltage terminal 41 and the high voltage terminal 42, whereby the ignition circuit 10 and the ignition plug 11 are electrically connected.

以下、プラズマドライバ40の各構成要件についてそれぞれ詳述する。   Hereinafter, each component of the plasma driver 40 will be described in detail.

図6(a)は、高圧端子41の斜視図であり、図6(b)はその軸方向の断面図である。りん青銅等の導電性金属よりなる高圧端子41は、連結部材40bの基端側内部に固定されている。図6(a),(b)に示すように、高圧端子41は基端側に開口する有底円筒状を呈し、詳しくは、高圧端子41の底面41aの中央部に基端側に向かって突出する凸部41bが形成されている。高圧端子41の内周面には火花放電用リード線25およびプラズマ放電用リード線34が半田付け等によって接合されており、火花放電用回路部20およびプラズマ放電用回路部30と高圧端子41とがそれぞれ電気的に接続されている。一方、高圧端子41の凸部41bの内面には、後述する導電部材43が半田付け等で接合されており、高圧端子41と導電部材43とが電気的に接続されている。なお、高圧端子41の形状に関して、火花放電用リード線25、プラズマ放電用リード線34および導電部材43を確実に固定できるのであれば特に制限はないが、連結部材40bの基端側において確実に固定可能な形状であることが好ましい。   6A is a perspective view of the high-voltage terminal 41, and FIG. 6B is a sectional view in the axial direction thereof. The high voltage terminal 41 made of a conductive metal such as phosphor bronze is fixed inside the base end side of the connecting member 40b. As shown in FIGS. 6A and 6B, the high-voltage terminal 41 has a bottomed cylindrical shape that opens to the base end side, and more specifically, toward the base end side at the center of the bottom surface 41 a of the high-voltage terminal 41. A protruding convex portion 41b is formed. The spark discharge lead wire 25 and the plasma discharge lead wire 34 are joined to the inner peripheral surface of the high-voltage terminal 41 by soldering or the like, and the spark discharge circuit portion 20, the plasma discharge circuit portion 30, the high-voltage terminal 41, and the like. Are electrically connected to each other. On the other hand, a conductive member 43 described later is joined to the inner surface of the convex portion 41b of the high-voltage terminal 41 by soldering or the like, and the high-voltage terminal 41 and the conductive member 43 are electrically connected. The shape of the high-voltage terminal 41 is not particularly limited as long as the spark discharge lead wire 25, the plasma discharge lead wire 34, and the conductive member 43 can be securely fixed. The shape is preferably fixable.

プラグキャップ40cの先端側内部で、且つ高圧端子41の先端側には、真鍮等の導電性金属よりなる高圧ターミナル42が設けられている。高圧ターミナル42の斜視図およびその軸方向の断面図を示した図7(a),(b)に示されるように、高圧ターミナル42は、基端側に位置する小径の円筒部42aと先端側に位置する大径で先端側に開口する有底円筒状を呈する嵌合部42bとによって構成される。円筒部42aには、導電部材43が挿入され、嵌合部42bとの境界面にて半田付け等によって接合されている。嵌合部42bの内径は、中心電極中軸12aの外径と略同等であり、嵌合部42bと中心電極中軸12aとが確実に嵌合される構造を有している。   A high voltage terminal 42 made of a conductive metal such as brass is provided inside the distal end side of the plug cap 40 c and on the distal end side of the high voltage terminal 41. As shown in FIGS. 7A and 7B showing a perspective view of the high-voltage terminal 42 and an axial cross-sectional view thereof, the high-voltage terminal 42 includes a small-diameter cylindrical portion 42a located on the proximal end side and a distal end side. It is comprised by the fitting part 42b which exhibits the bottomed cylindrical shape opened to the front end side with the large diameter located in this. A conductive member 43 is inserted into the cylindrical portion 42a and joined by soldering or the like at the boundary surface with the fitting portion 42b. The inner diameter of the fitting portion 42b is substantially the same as the outer diameter of the center electrode middle shaft 12a, and the fitting portion 42b and the center electrode middle shaft 12a are securely fitted.

上述の高圧端子41の先端側と高圧ターミナル42の基端側との間には、導電部材43と弾性部材44とが配設されている。   A conductive member 43 and an elastic member 44 are disposed between the distal end side of the high voltage terminal 41 and the proximal end side of the high voltage terminal 42.

導電部材43は、たとえば、ニッケル、クロム等を含有し、線径が0.1mmのステンレス線10本と、線径が0.05mmの銅線60本を5束縒り合わせた一本の導線である。上述のように、導電部材43は、その一端が高圧端子41の凸部41bにて接合され、他端が高圧ターミナル42の円筒部42aにて接合されている。なお、導電部材43は、線径が1.5mm程度であって、複数の細線(ステンレス線、銅線)よりなることから、同一の径の単線デ構成される導線と比べて大きな可撓性を有する。したがって、燃焼室3内から加わる圧力、または、外部から加わる振動によって、高圧端子41と高圧ターミナル42との距離が縮まった場合には、導電部材43が撓むことで、導電部材43の両端の接合部分での応力集中が回避され、断線しにくい。したがって、高圧端子41と高圧ターミナル42とが導電部材43によって確実に電気的に接続される。   The conductive member 43 includes, for example, nickel, chromium, and the like, and is a single wire in which five bundles of ten stainless steel wires having a wire diameter of 0.1 mm and 60 copper wires having a wire diameter of 0.05 mm are combined. is there. As described above, one end of the conductive member 43 is joined by the convex portion 41 b of the high voltage terminal 41 and the other end is joined by the cylindrical portion 42 a of the high voltage terminal 42. The conductive member 43 has a wire diameter of about 1.5 mm and is made of a plurality of thin wires (stainless steel wire, copper wire). Therefore, the conductive member 43 is more flexible than a single wire having the same diameter. Have Therefore, when the distance between the high voltage terminal 41 and the high voltage terminal 42 is reduced by the pressure applied from the inside of the combustion chamber 3 or the vibration applied from the outside, the conductive member 43 is bent, so that both ends of the conductive member 43 are bent. Stress concentration at the joint is avoided and disconnection is difficult. Therefore, the high voltage terminal 41 and the high voltage terminal 42 are reliably electrically connected by the conductive member 43.

弾性部材44は、たとえば直径10mm、自然長35mm、線径0.6mm、密着長6.6mmの金属製のバネであって、ピアノ線種Aで構成される。弾性部材44は、その一端が高圧端子41の底面41aと接合され、他端が高圧ターミナル42の異径境界面42cに付勢された状態で接触している。つまり、弾性部材44を介して高圧端子41と高圧ターミナル42とが電気的に接続されてもいる。したがって、高圧端子41の先端側と高圧ターミナル42の基端側とが、導電部材43および弾性部材44によって電気的にも並列に接続されることになり、高圧端子41と高圧ターミナル42との間における電気抵抗は、導電部材43だけで高圧端子41と高圧ターミナル42とを電気的に接続する場合と比べて、小さくなる。このため、火花放電用回路部20およびプラズマ放電用回路部30と点火プラグ11との間における電気的ロスが低減される。   The elastic member 44 is, for example, a metal spring having a diameter of 10 mm, a natural length of 35 mm, a wire diameter of 0.6 mm, and a contact length of 6.6 mm, and is configured by a piano wire type A. One end of the elastic member 44 is joined to the bottom surface 41 a of the high-voltage terminal 41, and the other end is in contact with the different-diameter boundary surface 42 c of the high-voltage terminal 42. That is, the high voltage terminal 41 and the high voltage terminal 42 are electrically connected via the elastic member 44. Accordingly, the distal end side of the high-voltage terminal 41 and the proximal end side of the high-voltage terminal 42 are electrically connected in parallel by the conductive member 43 and the elastic member 44, and the high-voltage terminal 41 and the high-voltage terminal 42 are connected to each other. The electrical resistance at is lower than when the high voltage terminal 41 and the high voltage terminal 42 are electrically connected by the conductive member 43 alone. For this reason, the electrical loss between the spark discharge circuit unit 20 and the plasma discharge circuit unit 30 and the spark plug 11 is reduced.

なお、円筒部42aと嵌合部42bとの異径境界面42cでは、弾性部材44を先端側に付勢するとともに、弾性部材44を円筒部42aの外周面に嵌着することが好ましい。このように、弾性部材44を円筒部42aに嵌着することによって、高圧ターミナル42が弾性部材44によって連結され、高圧ターミナル42のセンタリングがなされるため、組付け時において、高圧ターミナル42と中心電極中軸12aとの嵌合が容易になる。   In addition, it is preferable that the elastic member 44 is urged toward the distal end side and the elastic member 44 is fitted to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 42a at the different-diameter boundary surface 42c between the cylindrical portion 42a and the fitting portion 42b. In this way, by fitting the elastic member 44 to the cylindrical portion 42a, the high-voltage terminal 42 is connected by the elastic member 44 and the high-voltage terminal 42 is centered. Fitting with the middle shaft 12a is facilitated.

ここで、本実施形態のプラズマドライバ40および点火プラグ11をエンジンブロック1に組み付ける組付け方法を以下簡単に述べる。   Here, a method for assembling the plasma driver 40 and the spark plug 11 of the present embodiment to the engine block 1 will be briefly described below.

まず、エンジンブロック1に設けられるプラグホール2の先端側にハウジング六角部14bを用いてネジ部14aを螺合し、点火プラグ11をエンジンブロック1に固定する。続いて、プラグホール2の基端側開口部から、先端側に向かってプラズマドライバ40を挿入する。このとき、プラグキャップ40cの先端側開口部が点火プラグ11の基端側に嵌着される。これと同時に、プラグキャップ40cの内側にて、導電部材43および弾性部材44によって保持された高圧ターミナル42が、点火プラグ11の中心電極中軸12aに嵌合するとともに、弾性部材44によって高圧ターミナル42の異径境界面42cが押圧される。つまり、プラズマドライバ40と点火プラグ11との嵌着時において、弾性部材44の弾性力で、高圧ターミナル42と中心電極中軸12aとが確実に嵌合される。これにより、中心電極中軸12aと高圧ターミナル42とが確実に電気的に接続される。またさらに、弾性部材44の弾性力で、高圧ターミナル42が基端側に付勢されることによって、たとえ外部から振動が加わったとしても、高圧ターミナル42と中心電極中軸12aとの嵌合状態が維持されることから、高圧ターミナル42と点火プラグ11との電気的な接続の信頼性がよりいっそう向上する。   First, the screw portion 14 a is screwed into the distal end side of the plug hole 2 provided in the engine block 1 using the housing hexagonal portion 14 b, and the spark plug 11 is fixed to the engine block 1. Subsequently, the plasma driver 40 is inserted from the proximal end opening of the plug hole 2 toward the distal end side. At this time, the distal end side opening of the plug cap 40 c is fitted to the proximal end side of the spark plug 11. At the same time, the high voltage terminal 42 held by the conductive member 43 and the elastic member 44 inside the plug cap 40 c is fitted to the center electrode central shaft 12 a of the spark plug 11, and the high voltage terminal 42 is fixed by the elastic member 44. The different diameter boundary surface 42c is pressed. That is, when the plasma driver 40 and the spark plug 11 are fitted, the high voltage terminal 42 and the center electrode middle shaft 12a are securely fitted by the elastic force of the elastic member 44. Thereby, the center electrode middle shaft 12a and the high voltage terminal 42 are reliably electrically connected. Furthermore, the high-voltage terminal 42 is urged toward the base end side by the elastic force of the elastic member 44, so that even if vibration is applied from the outside, the fitting state between the high-voltage terminal 42 and the center electrode middle shaft 12a is maintained. As a result, the reliability of the electrical connection between the high voltage terminal 42 and the spark plug 11 is further improved.

また、導電部材43と同様にして、弾性部材44によっても高圧端子41と高圧ターミナル42との間の電気的な接続の信頼性を向上させるために、弾性部材44と高圧ターミナル42とを半田付け等によって接合することが好ましい。このとき、弾性部材44は、高圧ターミナル42の異径境界面42c、または円筒部42aの外周面にて接合する。このように、弾性部材44の両端部をそれぞれ高圧端子41および高圧ターミナル42とそれぞれ半田付けすることによって、仮に導電部材43が断線したとしても弾性部材44が高圧端子41と高圧ターミナル42とを確実に電気的に接続し、点火プラグ11がプラズマガスを噴出することを暫定的に可能とする、いわゆるフェールセーフの役割も担っている。同様に、仮に弾性部材44が短絡した場合にも導電部材43が同様にフェールセーフの役割を担うことも可能である。なお、弾性部材44としては、上述のピアノ線に限らず、弾性および導電性を有する部材であればよく、たとえば、バネ用ステンレス鋼線を採用してもよい。   Similarly to the conductive member 43, the elastic member 44 and the high-voltage terminal 42 are soldered in order to improve the reliability of the electrical connection between the high-voltage terminal 41 and the high-voltage terminal 42 by the elastic member 44. It is preferable to join by such as. At this time, the elastic member 44 is joined at the different-diameter boundary surface 42c of the high-pressure terminal 42 or the outer peripheral surface of the cylindrical portion 42a. Thus, by soldering both ends of the elastic member 44 to the high-voltage terminal 41 and the high-voltage terminal 42, respectively, even if the conductive member 43 is disconnected, the elastic member 44 ensures that the high-voltage terminal 41 and the high-voltage terminal 42 are connected. The spark plug 11 also has a so-called fail-safe role that temporarily enables the spark plug 11 to eject plasma gas. Similarly, even when the elastic member 44 is short-circuited, the conductive member 43 can also play the role of fail-safe. The elastic member 44 is not limited to the above-described piano wire, and may be a member having elasticity and conductivity. For example, a spring stainless steel wire may be employed.

上記実施形態では、たとえば、高圧端子41および高圧ターミナル42と導電部材43とを半田付けすることで固定したが、図8に示すように、たとえば、銀ペーストあるいはニッケルペースト等よりなる導電性接着材50を用いてこれらを固定してもよい。同様に、弾性部材44と高圧端子41とを導電性接着剤50を用いて固定してもよい。
(第二実施形態)
以下、第二実施形態について述べるが、基本的な構成は上記第一実施形態と同様であることから、特筆すべき相違点についてのみ説明する。また、上記第一実施形態と同一の部材に関しては、第一実施形態と同一の符号を付すものとする。
In the above embodiment, for example, the high-voltage terminal 41 and the high-voltage terminal 42 and the conductive member 43 are fixed by soldering. However, as shown in FIG. 8, for example, a conductive adhesive made of silver paste or nickel paste or the like These may be fixed using 50. Similarly, the elastic member 44 and the high voltage terminal 41 may be fixed using the conductive adhesive 50.
(Second embodiment)
Hereinafter, although the second embodiment will be described, since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, only the differences that should be noted will be described. The same members as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment.

図9に示すように、高圧端子41と高圧ターミナル42との間に二つの導電スプリング144a、144bを配設する。二つの導電スプリング144a、144bによって高圧ターミナル42を先端側に押圧することによって、上記第一実施形態の構成と比べて、高圧ターミナル42と中心電極中軸12aとの嵌合状態の信頼性が向上し、その結果、高圧ターミナル42と点火プラグ11との電気的な接続の信頼性をより一層向上することができる。また、高圧端子41と高圧ターミナル42との間における電気的な経路が導電部材43、導電スプリング144a、144bの合わせて三本存在し、これら三本の経路が並列接続されていることから、高圧端子41と高圧ターミナル42との間の合成抵抗は上記第一実施形態と比べて小さくなる。したがって、高圧端子41と高圧ターミナル42との間における電気的なロスが低減される。
(第三実施形態)
以下、第三実施形態について述べるが、基本的な構成は上記第一実施形態と同様であることから、特筆すべき相違点についてのみ説明する。
As shown in FIG. 9, two conductive springs 144 a and 144 b are disposed between the high voltage terminal 41 and the high voltage terminal 42. By pressing the high voltage terminal 42 toward the tip side by the two conductive springs 144a and 144b, the reliability of the fitting state between the high voltage terminal 42 and the center electrode middle shaft 12a is improved as compared with the configuration of the first embodiment. As a result, the reliability of electrical connection between the high voltage terminal 42 and the spark plug 11 can be further improved. In addition, there are three electrical paths between the high-voltage terminal 41 and the high-voltage terminal 42, including the conductive member 43 and the conductive springs 144a and 144b, and these three paths are connected in parallel. The combined resistance between the terminal 41 and the high-voltage terminal 42 is smaller than that in the first embodiment. Therefore, electrical loss between the high voltage terminal 41 and the high voltage terminal 42 is reduced.
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described, but since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, only the differences that should be noted will be described.

図10に示すように、連結部材40bの先端側の内周面で尚且つ、弾性部材44と対向する箇所に、たとえば連結部材40bから弾性部材44側に突出し、弾性部材44のピッチに介挿される環状の突条140bを設ける。これにより、突条140bよりも基端側の弾性部材44が高圧端子41の底面41aを押圧する力が大きくなるため、高圧端子41と弾性部材44とを半田付け等によって固定する必要がなくなり、工数が削減される。
(第四実施形態)
以下、第四実施形態について述べるが、基本的な構成は上記実施形態と同様であることから、特筆すべき相違点についてのみ説明する。
As shown in FIG. 10, for example, protrudes from the connecting member 40 b toward the elastic member 44 on the inner peripheral surface on the distal end side of the connecting member 40 b and faces the elastic member 44, and is inserted into the pitch of the elastic member 44. An annular ridge 140b is provided. Thereby, since the force with which the elastic member 44 on the base end side of the protrusion 140b presses the bottom surface 41a of the high-voltage terminal 41 is increased, it is not necessary to fix the high-voltage terminal 41 and the elastic member 44 by soldering or the like. Man-hours are reduced.
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described, but since the basic configuration is the same as that of the above-described embodiment, only the differences that should be noted will be described.

上記実施形態にて用いた弾性部材44を不要とするために、図11に示すように、高圧ターミナル42の基端側にプラグキャップ40cの内周面から突出する係止部240cを設ける。該係止部240cは、高圧ターミナル42の円筒部42aの外周面および基端側端面、異径境界面42cと当接しており、プラズマドライバ40の組付け工程において、高圧ターミナル42と点火プラグ11との嵌合時に高圧ターミナル42の基端側に加わる応力に対して抗力を生じる。これにより、プラズマドライバ40と点火プラグ11との嵌着時に高圧ターミナル42と中心電極中軸12aとが確実に嵌合する。これにより、上記実施形態の弾性部材44を用いることなく、高圧ターミナル42と点火プラグ11とを確実に嵌合し、両者の電気的な接続の信頼性を向上することができる。   In order to eliminate the need for the elastic member 44 used in the above embodiment, as shown in FIG. 11, a locking portion 240 c protruding from the inner peripheral surface of the plug cap 40 c is provided on the proximal end side of the high-voltage terminal 42. The locking portion 240c is in contact with the outer peripheral surface and the base end side end surface of the cylindrical portion 42a of the high-pressure terminal 42 and the different-diameter boundary surface 42c, and the high-pressure terminal 42 and the spark plug 11 are assembled in the plasma driver 40 assembly process. A resistance force is generated against the stress applied to the base end side of the high-voltage terminal 42 during the fitting. As a result, the high voltage terminal 42 and the center electrode middle shaft 12a are securely fitted when the plasma driver 40 and the spark plug 11 are fitted. Thereby, without using the elastic member 44 of the said embodiment, the high voltage | pressure terminal 42 and the ignition plug 11 can be fitted reliably, and the reliability of electrical connection of both can be improved.

本発明に係る点火回路の回路構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the circuit structure of the ignition circuit which concerns on this invention. 点火回路および点火コイルのエンジンブロックへの取り付けを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the attachment to the engine block of an ignition circuit and an ignition coil. 火花放電用回路部の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the circuit part for spark discharge. 第一実施形態に係るプラズマドライバの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the plasma driver which concerns on 1st embodiment. 図4中のA部拡大図である。It is the A section enlarged view in FIG. (a)は高圧端子の斜視図、(b)は高圧端子の断面図である。(A) is a perspective view of a high voltage terminal, (b) is a sectional view of the high voltage terminal. (a)は高圧ターミナルの斜視図、(b)は高圧ターミナルの断面図である。(A) is a perspective view of a high voltage terminal, (b) is a sectional view of the high voltage terminal. 図5の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of FIG. 第二実施形態に係るプラズマドライバの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the plasma driver which concerns on 2nd embodiment. 第三実施形態に係るプラズマドライバの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the plasma driver which concerns on 3rd embodiment. 第四実施形態に係るプラズマドライバの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the plasma driver which concerns on 4th embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…エンジンブロック、
2…プラグホール、
3…燃焼室、
10…点火回路、
11…点火プラグ、
12…中心電極、
12a…中心電極中軸
13…絶縁碍子、
14…接地電極、
14a…ネジ部、
14b…ハウジング六角部、
15…放電ギャップ、
16…放電空間、
17…バッテリ、
20…火花放電用回路部、
21…一次コイル、
22…二次コイル、
23…制御回路、
23a…火花放電用電源、
23b…火花放電用コンデンサ、
24…ダイオード、
25…火花放電用リード線、
26…電気抵抗、
30…プラズマ放電用回路部、
31…プラズマ放電用電源、
32…プラズマ放電用コンデンサ、
33…ダイオード、
34…プラズマ放電用リード線、
40…プラズマドライバ、
40a…筒状部材、
40b…連結部材、
40c…プラグキャップ、
41…高圧端子、
41a…底面、
41b…凸部、
42…高圧ターミナル、
42a…円筒部、
42b…嵌合部、
42c…異径境界面、
43…導電部材、
44,144a,144b…弾性部材、
50…導電性接着剤、
60…ECU、
100…プラズマ式点火装置、
123b…スイッチング素子、
140b…突条、
240c…係止部
1 ... Engine block,
2 ... Plug hole,
3 ... combustion chamber,
10 ... Ignition circuit,
11 ... Spark plug,
12 ... center electrode,
12a ... Center electrode central shaft 13 ... Insulator,
14: Ground electrode,
14a ... screw part,
14b ... Housing hexagonal part,
15 ... discharge gap,
16 ... discharge space,
17 ... Battery,
20 ... Spark discharge circuit part,
21 ... Primary coil,
22 ... secondary coil,
23 ... Control circuit,
23a ... power source for spark discharge,
23b ... Spark discharge capacitor,
24 ... Diode,
25 ... Spark discharge lead wire,
26 ... electric resistance,
30: Circuit portion for plasma discharge,
31 ... Power source for plasma discharge,
32 ... Plasma discharge capacitor,
33 ... Diode,
34 ... Lead wire for plasma discharge,
40 ... Plasma driver
40a ... cylindrical member,
40b ... connecting member,
40c ... Plug cap,
41 ... high voltage terminal,
41a ... bottom surface,
41b ... convex part,
42 ... High-pressure terminal,
42a ... cylindrical portion,
42b ... fitting part,
42c ... Interface with different diameter,
43 ... conductive member,
44, 144a, 144b ... elastic members,
50 ... conductive adhesive,
60 ... ECU,
100: Plasma ignition device,
123b ... switching element,
140b ... ridges,
240c ... Locking part

Claims (8)

内燃機関のプラグホールの燃焼室側開口部に固定され、絶縁部材に保持される中心電極と、前記中心電極と放電ギャップを介して配置される接地電極とを有し、前記中心電極と前記接地電極との間にプラズマガスを発生させるプラズマ式点火プラグと、
前記プラズマ式点火プラグに高電圧と大電流とを印加する点火回路と、
前記点火回路と電気的に接続される高圧端子と、
前記高圧端子と離間して配設され、前記プラズマ式点火プラグに嵌合されるとともに電気的に接続される高圧ターミナルと、
一端が前記高圧端子に、他端が前記高圧ターミナルに各々固定され、前記高圧端子と前記高圧ターミナルとを電気的に接続する導電部材と、
前記導電部材の外側に配設され、前記高圧ターミナルを前記プラズマ式点火プラグ側に付勢する弾性部材と、
前記高圧端子、前記高圧ターミナル、前記導電部材および前記弾性部材を内包し、前記プラグホール内に収容されるプラズマドライバと
を備えることを特徴とするプラズマ式点火装置。
A center electrode fixed to a combustion chamber side opening of a plug hole of an internal combustion engine and held by an insulating member, and a ground electrode disposed via the center electrode and a discharge gap, the center electrode and the ground A plasma spark plug for generating plasma gas between the electrode and
An ignition circuit for applying a high voltage and a large current to the plasma ignition plug;
A high voltage terminal electrically connected to the ignition circuit;
A high-voltage terminal that is spaced apart from the high-voltage terminal, and is fitted and electrically connected to the plasma spark plug;
One end is fixed to the high-voltage terminal and the other end is fixed to the high-voltage terminal, and a conductive member that electrically connects the high-voltage terminal and the high-voltage terminal;
An elastic member disposed outside the conductive member and biasing the high-voltage terminal toward the plasma spark plug;
A plasma ignition device comprising: the high-voltage terminal; the high-voltage terminal; the conductive member and the elastic member; and a plasma driver accommodated in the plug hole.
前記弾性部材は金属製のバネであり、前記弾性部材の一端は、前記高圧端子に固定され、他端は前記高圧ターミナルに固定されることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ式点火装置。   The plasma ignition device according to claim 1, wherein the elastic member is a metal spring, and one end of the elastic member is fixed to the high voltage terminal, and the other end is fixed to the high voltage terminal. . 前記弾性部材は、前記高圧端子および前記高圧ターミナルと溶接によって固定されることを特徴とする請求項1または2に記載のプラズマ式点火装置。   The plasma-type ignition device according to claim 1 or 2, wherein the elastic member is fixed to the high-voltage terminal and the high-voltage terminal by welding. 前記高圧端子と前記高圧ターミナルとの間には、複数の前記弾性部材が互いに並列に配設されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のプラズマ式点火装置。   The plasma ignition device according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the elastic members are arranged in parallel between the high voltage terminal and the high voltage terminal. 内燃機関のプラグホールの燃焼室側開口部に固定され、絶縁部材に保持される中心電極と、前記中心電極と放電ギャップを介して配置される接地電極とを有し、前記中心電極と前記接地電極との間にプラズマガスを発生させるプラズマ式点火プラグと、
前記プラズマ式点火プラグに高電圧と大電流とを印加する点火回路と、
前記点火回路と電気的に接続される高圧端子と、
前記高圧端子と離間して配設され、前記プラズマ式点火プラグに嵌合されるとともに電気的に接続される高圧ターミナルと、
一端が前記高圧端子に、他端が前記高圧ターミナルに各々固定され、前記高圧端子と前記高圧ターミナルとを電気的に接続する導電部材と、
前記高圧端子、前記高圧ターミナルおよび前記導電部材を内包し、前記プラグホール内に収容されるプラズマドライバと
を備えるプラズマ式点火装置であって、
前記プラズマドライバの内面で且つ前記高圧端子と前記高圧ターミナルとの間には、前記プラズマ式点火プラグに対向する対向面を備える係止部が、前記高圧ターミナルの前記点火回路側の端面と当接することを特徴とするプラズマ式点火装置。
A center electrode fixed to a combustion chamber side opening of a plug hole of an internal combustion engine and held by an insulating member, and a ground electrode disposed via the center electrode and a discharge gap, the center electrode and the ground A plasma spark plug for generating plasma gas between the electrode and
An ignition circuit for applying a high voltage and a large current to the plasma ignition plug;
A high voltage terminal electrically connected to the ignition circuit;
A high-voltage terminal that is spaced apart from the high-voltage terminal, and is fitted and electrically connected to the plasma spark plug;
One end is fixed to the high-voltage terminal and the other end is fixed to the high-voltage terminal, and a conductive member that electrically connects the high-voltage terminal and the high-voltage terminal;
A plasma ignition device including the high-voltage terminal, the high-voltage terminal and the conductive member, and a plasma driver housed in the plug hole,
A locking portion having an opposing surface facing the plasma ignition plug is in contact with an end surface of the high voltage terminal on the ignition circuit side between the high voltage terminal and the high voltage terminal on the inner surface of the plasma driver. A plasma ignition device.
前記導電部材は、前記高圧端子および前記高圧ターミナルに溶接によって固定されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のプラズマ式点火装置。   The plasma ignition device according to any one of claims 1 to 5, wherein the conductive member is fixed to the high-voltage terminal and the high-voltage terminal by welding. 前記導電部材は、前記高圧端子および前記高圧ターミナルに導電性接着剤によって固定されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のプラズマ式点火装置。   The plasma ignition device according to any one of claims 1 to 5, wherein the conductive member is fixed to the high-voltage terminal and the high-voltage terminal with a conductive adhesive. 前記導電部材は、複数の細線を縒り合わせてなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のプラズマ式点火装置。   The plasma ignition device according to any one of claims 1 to 7, wherein the conductive member is formed by twisting a plurality of thin wires.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011220293A (en) * 2010-04-14 2011-11-04 Mitsubishi Electric Corp Plasma type ignition device

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