JP2012184696A - 内燃機関の点火コイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的接続部における電気的瞬断や外部放電若しくは内部放電を抑制することができる内燃機関の点火コイル装置を提供する。
【解決手段】この発明による内燃機関の点火コイル装置は、一次電流が通電される一次コイルと、前記一次コイルに磁気的に結合され、前記一次電流の遮断により点火電圧を発生して点火プラグの一対の電極間に火花放電を発生させる二次コイルと、前記二次コイルと前記点火プラグの前記一対の電極のうちの一方の電極との間に電気的に接続されるノイズ抑制素子と、前記ノイズ抑制素子を収容するノイズ抑制素子収容部を有する絶縁物製のケースとを備え、前記ノイズ抑制素子収容部に設けられ、前記ノイズ抑制素子の外周面に対向して配置されたリブと、前記ノイズ抑制素子収容部内に充填され、前記リブと前記ノイズ抑制素子とに接する樹脂絶縁物とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば自動車等の車両に搭載された車両用内燃機関に取り付けられ、点火プラグに高電圧を供給し火花放電を発生させる内燃機関の点火コイル装置に関するものである。

従来、内燃機関では、点火コイルに発生させた高電圧により点火プラグに大きな過渡電流を流して点火プラグの電極間に火花放電を発生させ、この火花放電により内燃機関の燃焼室内の燃料に点火するようにしているが、点火プラグでの火花放電により電波が発生し、この電波が周囲に伝播してラジオ受信機などにノイズ等を発生させる、などの問題があった。

そこで、従来、火花放電によるノイズを抑制するために、点火コイルと点火プラグとの間にノイズ抑制用の抵抗素子を直列に接続し、この抵抗素子を点火コイルのケースに内蔵させるようにした内燃機関の点火コイル装置が製品化されている。このような従来の点火コイル装置において、ノイズ抑制用の抵抗素子は、点火コイル装置のケースに直接固定されて点火コイル装置のケースに内蔵される場合（例えば、特許文献１、特許文献２参照）や、点火コイルと点火プラグとを電気的に接続するスプリング部に支持されて点火コイル装置のケースに内蔵される場合（例えば、特許文献３参照）等がある。

特許第４２０９４００号 特開２００４-２３２４６６号公報 特開２００８-２５４９５号公報

前述の特許文献１乃至３に示された従来の内燃機関の点火コイル装置は、何れも構造が複雑であるという課題がある。又、特許文献３に示された従来の内燃機関の点火コイル装置は、スプリング部にノイズ抑制用の抵抗素子を支持するとともにこれらを電気的に接続するようにしており、内燃機関の振動がスプリング部と抵抗素子との電気的接続部において電気的瞬断を引き起こし、或いはスプリング部内に重量物であるノイズ抑制用の抵抗素子が配置されるために、点火コイル本体とスプリング部との電気的接続部、又は点火プラグとスプリング部との電気的接続部において電気的瞬断が発生する恐れがある。

更に、特許文献１及び２に示された従来の内燃機関の点火コイル装置は、点火コイル装置のケースに支持したノイズ抑制用の抵抗素子と点火コイルとを、点火コイルの周囲に充填された樹脂部の内部に埋設した（電極用）キャップにより電気的に接続するようにしているため、樹脂の熱応力のため樹脂部にクラックが発生し、そのクラックを介してリード線から点火コイル装置の外部に漏電して外部放電が発生したり、前述の樹脂部に発生したクラックを介して（電極用）キャップから点火コイル装置の内部に漏電して内部放電が発生するなどの恐れがあった。

この発明は、従来の内燃機関の点火コイル装置に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであり、電気的接続部における電気的瞬断や外部放電若しくは内部放電を抑制することができる内燃機関の点火コイル装置を提供することを目的としたものであ
る。

この発明による内燃機関の点火コイル装置は、一次電流が通電される一次コイルと、前記一次コイルに磁気的に結合され、前記一次電流の遮断により点火電圧を発生して点火プラグの一対の電極間に火花放電を発生させる二次コイルと、前記二次コイルと前記点火プラグの前記一対の電極のうちの一方の電極との間に電気的に接続されるノイズ抑制素子と、前記ノイズ抑制素子を収容するノイズ抑制素子収容部を有する絶縁物製のケースと、を備えた内燃機関の点火コイル装置であって、前記ノイズ抑制素子収容部に設けられ、前記ノイズ抑制素子の外周面に対向して配置されたリブと、前記ノイズ抑制素子収容部内に充填され、前記リブと前記ノイズ抑制素子とに接する樹脂絶縁物とを備えたことを特徴とするものである。

この発明による内燃機関の点火コイル装置によれば、ケースのノイズ抑制素子収容部に設けられ、ノイズ抑制素子の外周面に対向して配置されたリブと、前記ノイズ抑制素子収容部内に充填され、前記リブと前記ノイズ抑制素子とに接する樹脂絶縁物とを備えているので、内燃機関の振動発生時においても電気的瞬断を発生することがなく、又、クラック発生時にも、外部放電若しくは内部放電を抑制することができる。

この発明の実施の形態１による内燃機関の点火コイル装置の縦断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。 この発明の実施の形態１による内燃機関の点火コイル装置の一部分を拡大して示す説明図である。 この発明の実施の形態２による内燃機関の点火コイル装置の縦断面図である。 図４のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。

実施の形態１．
以下、図に基づいて、この発明の実施の形態１による内燃機関の点火コイル装置について説明する。図1は、この発明の実施の形態１による内燃機関の点火コイル装置の縦断面
図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。図１、及び図２において、内燃機関の点コイル装置１００は、鉄心１にボビン２を介して巻回された一次コイル３と、一次コイル３の周りに巻回された二次コイル４を備えている。一次コイル３と二次コイル４は、鉄心１を介して磁気的に結合されている。

図示していないエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）に接続端子５１を介して接続されるイグナイタ５は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）からの駆動信号により、一次コイル３の一次電流の通電、遮断を制御する。一次コイル３に流れる一次電流が遮断されることにより、二次コイル４に高電圧が発生し、二次コイル４に接続された点火プラグ（図示せず）の一対の電極間に火花放電が発生する。内燃機関のシリンダ内の燃料は、点火プラグの電極間に発生した火花放電により点火されて燃焼する。

鉄心１、ボビン２、一次コイル３、二次コイル４、及びイグナイタ５は、絶縁物製のケース６のコイル収容部６１に収容され、コイル収容部６１に注入され固形化した注形樹脂絶縁物７によりケース６に固定されている。ケース６は、図の下方に突出する円筒状のタワー部としての高圧タワー部６２を備えている。高圧タワー部６２は、前述のケース６のコイル収容部６１から連続して形成されたノイズ抑制素子収容部６３と、スプリング挿入部６４を備えている。ノイズ抑制素子収容部６３とスプリング挿入部６４は、隔壁６５により区画されている。高圧タワー部６２のスプリング挿入部６４には、点火プラグに電気的に接続されるスプリング８の一端部が挿入される。

ノイズ抑制素子収容部６３の内周面には、所定の方向としての高圧タワー部６２の軸心Ｘの延びる方向、即ちノイズ抑制素子収容部６３の軸心Ｘの方向に延びる凸条により形成された４本のリブ９１、９２、９３、９４が形成されている。これら４本のリブ９１、９２、９３、９４は、高圧タワー部６２の軸心Ｘの周りに９０度の角度間隔で配置されている。

筒状の形成されたノイズ抑制素子としてのノイズ抑制抵抗素子１０は、その軸心がノイズ抑制素子収容部６３の軸心Ｘに一致して、ノイズ抑制素子収容部６３に収容される。従って、ノイズ抑制抵抗素子１０は、その軸心Ｘが前述の４本のリブ９１、９２、９３、９４の延びる方向に沿うようにノイズ抑制素子収容部６３内に収容される。図２に良く示されているように、夫々のリブ９１、９２、９３、９４の内周面は、ノイズ抑制抵抗素子１０の周面に対して微小間隙を介して対向している。

ノイズ抑制素子収容部６３の内部には、コイル収容部６１に注入され固形化された注形樹脂絶縁物７と同一の注形樹脂絶縁物７が充填されている。この注形樹脂絶縁物７は、ノイズ抑制抵抗素子１０の外周面、及びノイズ抑制素子収容部６３の内周面及びリブ９１、９２、９３、９４の内周面に密着し、ノイズ抑制抵抗素子１０をケース６の高圧タワー部６２に強固に固定している。

図３は、この発明の実施の形態１による内燃機関の点火コイル装置の一部分を拡大して示す説明図である。図３に示すように、ノイズ抑制抵抗素子１０は、ノイズ抑制抵抗素子本体１０Ａと、前記ノイズ抑制抵抗素子本体１０Ａの軸心Ｘの方向の両端部に夫々装着された金属製の第１のキャップ１１及び第２のキャップ１２とを備えている。第１のキャップ１１と第２のキャップ１２は、ノイズ抑制素子本体１０Ａを介して対向するエッジ部１１１、１２１を夫々有している。

ノイズ抑制素子本体１０Ａの軸心Ｘの方向に延びる金属製の突出部１３は、第１のキャップ１１の反エッジ側の端部１１２に固定されている。又、ノイズ抑制素子本体１０Ａの軸心Ｘの方向に延びる金属性の突出部１４は、第２のキャップ１２の反エッジ側の端部１２２に固定されている。

図３に示すように、第１のキャップ１１の反エッジ側の端部１１２及び突出部１３は、前述のコイル収容部６１側に位置し、その突出部１３が二次コイル４に接続導体１５を介して電気的に接続される。又、第２のキャップ１２の反エッジ側の端部１２２及び突出部１４は、反コイル収納部側すなわち点火プラグ側に位置し、突出部１４が隔壁６５を貫通してスプリング挿入部６４内に露出しており、スプリング８に電気的に接続され、このスプリング８を介して点火プラグに電気的に接続される。

リブ９１、９２のコイル収容部６１側の端縁９１１、９２１は、傾斜面により構成され、ノイズ抑制抵抗素子１０の第１のキャップ１１のエッジ部１１１と反エッジ側の端部１１２との間に対向する位置にある。又、リブ９１、９２の反コイル収容部側の端縁９１２、９２２は、ノイズ抑制素子収容部６３の底面６３１に連結され、第２のキャップ１２の反エッジ側の端部１２２にほぼ対向する位置となる。尚、図示されていないが、リブ９３、９４のコイル収容部６１側の端縁及び反コイル収容部側の端縁についても、リブ９１、９２の場合と同様に構成されている。

図１に示すように、中空に形成された絶縁物製のプラグブーツ２０は、ケース６の高圧タワー部６２に着脱自在に装着されている。プラグブーツ２０の軸心Ｘ方向の一端部２０１の内周面は、ケース６の高圧タワー部６２の外周面に密着している。高圧タワー部６２のスプリング挿入部６４に一端部が挿入されたスプリング８の他端部は、プラグブーツ２０の内部空間内に挿入されている。図示していない点火プラグのターミナル部は、プラグブーツ２０の軸心Ｘ方向の他端部２０２の内部に挿入され、スプリング８に電気的に接続される。

以上のように構成されたこの発明の実施の形態１による内燃機関の点火コイル装置は、内燃機関の点火プラグに前述のようにして装着され、内燃機関に搭載される。

この発明の実施の形態1による内燃機関の点火コイル装置によれば、ノイズ抑制抵抗素
子１０は、注形樹脂絶縁物７により固定されているため、内燃機関に振動が発生しても電気的な瞬断を生じることはない。又、ケース６に応力が発生した場合、図３に示すように、ノイズ抑制抵抗素子１０に接する注形樹脂絶縁物７の薄肉部に例えばクラックＣ１、Ｃ２が発生するが、このクラックＣ１、Ｃ２はリブ９１、９２の内周面、つまりリブ９１、９２のノイズ抑制抵抗素子１０の周面に対向する面までしか伸展せず、ケース６の外部との絶縁性を保つことができる。

又、ノイズ抑制抵抗素子１０からのクラックは全てノイズ抑制抵抗素子１０からリブ９１、９２、９３、９４の内周部に発生し、さらにリブの長さ方向に中形樹脂絶縁物７の剥離が伸展した場合でも、他の内蔵部品、例えば二次コイル２４との絶縁距離を確保することが出来るため、外部放電及び内部放電が発生することはない。

さらに、このクラックＣ１、Ｃ２によりノイズ抑制抵抗素子１０にかかる応力が緩和されるため、ノイズ抑制抵抗素子１０が破損することもなく、リブ９１、９２、９３、９４沿いに剥離が伸展した場合でも、他の内蔵部品、例えば二次コイル４、との絶縁距離を確保することが出来るため、内部放電が発生することはない。

又、ノイズ抑制抵抗素子１０をケース６に組み付ける際には、リブ９１、９２、９３、９４がノイズ抑制抵抗素子１０をノイズ抑制素子収容部６３に挿入するためのガイドの役割を果たすため、容易にその組み付けを行うことができる。

尚、前述の実施の形態1では、点火コイル装置１００の内部にイグナイタ５を内蔵した
場合について述べたが、イグナイタ５を点火コイル装置１００とは別体の構成としてもよく、更に、前述の実施の形態1では、点火コイル装置１００を内燃機関のシリンダヘッド
の上に搭載するプラグトップタイプの例を示したが、内燃機関のプラグホール内に配置するプラグホールタイプであってもよい。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による内燃機関の点火コイル装置の縦断面図、図５は、図４のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。図４、及び図５において、ケース６の高圧タワー部６２に装着されたプラグブーツ２０は、その軸心Ｘ方向の一端部２０１のケース６との当接部に、プラグブーツ２０の軸心Ｘの方向に延びてプラグブーツの一端部２０１を貫通する第１の空気抜き穴２１と、この第１の空気抜き穴２１の上端部に連通しプラグブーツ２０の半径方向に延びてプラグブーツ２０の外周面に開口する第２の空気抜き穴２２とを備える。

第１の空気抜き穴２１と第２の空気抜き穴２２は、図５によく示されているように、プ
ラグブーツ２０の半径方向軸Ｙ０に対応する位置に形成されている。この第１の空気抜き穴２１及び第２の空気抜き穴２２は、プラグブーツ２０を高圧タワー部６２に挿入するとき、ケース６の端面とプラグブーツ２０の一端部２０１の当接部に残留する空気を排出するためのものである。

一方、リブ９１、９２、９３、９４は、半径方向軸Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４に対応する位置に夫々設けられている。尚、この実施の形態２では、半径方向軸Ｙ１とＹ３は同一直線上にあり、半径方向軸Ｙ２とＹ４は同一直線上にある。このように、夫々のリブ９１、９２、９３、９４は、第１の空気抜き穴２１と第２の空気抜き穴２２とで構成された空気抜き穴が形成された半径方向軸Ｙ０と異なる半径方向軸Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４に対応する位置でノイズ抑制素子収納部６３の内周面に形成されている。半径方向軸Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４の隣接相互の角度間隔は９０度であり、半径方向軸Ｙ０と半径方向軸Ｙ１、及び半径方向軸Ｙ０と半径方向軸Ｙ４との角度間隔は４５度である。

その他の構成は、実施の形態１と同様である。

以上述べたこの発明の実施の形態２による内燃機関の点火コイル装置は、ノイズ抑制抵抗素子１０からリブ９１、９２、９３、９４の内周にクラックが発生した場合においても、第１の空気抜き穴２１と第２の空気抜き穴２２と、リブ９１、９２、９３、９４とは、異なる半径方向軸に対応する位置に形成されているので、リブ９１、９２、９３、９４の内周面から空気抜き穴を介して内燃機関のンシリンダヘッドに至る経路が長くなり、外部放電が発生することはない。又、空気抜き穴と各リブとが異なる半径方向軸に対応する位置に形成されているので、高圧タワー部６２の径を小さくした場合でも外部との絶縁距離を確保でき、外部放電が発生することはなく、小型化が可能となりレイアウト性が向上する。

又、この発明の実施の形態２による内燃機関の点火コイル装置は、前述の実施の形態１の場合と同様の効果を奏することができる。

尚、実施の形態２では、リブ９１、９２、９３、９４を４本とし、第１の空気抜き穴２１、第２の空気抜き穴２２に対してリブ９１、９４を４５度の角度間隔で設けているが、リブの数は４本に限定されるものではなく、又、空気抜き穴が設けられた位置に対応する半径方向軸とリブが設けられた位置に対応する半径方向軸との角度間隔は、４５度以外の角度、例えば５０度などとしてもよい。

１００ 内燃機関の点火コイル装置 １ 鉄心
２ ボビン ３ 一次コイル
４ 二次コイル４ ５ イグナイタ
６ ケース ６１ コイル収容部
６２ 高圧タワー部 ６３ ノイズ抑制素子収容部
６４ スプリング挿入部 ６５ 隔壁
７ 注形樹脂絶縁物 ８ スプリング
９１、９２、９３、９４ リブ １０ ノイズ抑制抵抗素子
１０Ａ ノイズ抑制抵抗素子本体 １１ 第１のキャップ１１
１２ 第２のキャップ １１１、１２１ エッジ部
１１２、１２２ 反エッジ側の端部 １３、１４ 突出部
９１１、９２１、９１２、９２２ リブの端縁
２０ プラグブーツ ２０１、２０２ プラグブーツの端部
Ｃ１、Ｃ２ クラック

Claims (5)

1. 一次電流が通電される一次コイルと、前記一次コイルに磁気的に結合され、前記一次電流の遮断により点火電圧を発生して点火プラグの一対の電極間に火花放電を発生させる二次コイルと、前記二次コイルと前記点火プラグの前記一対の電極のうちの一方の電極との間に電気的に接続されるノイズ抑制素子と、前記ノイズ抑制素子を収容するノイズ抑制素子収容部を有する絶縁物製のケースと、を備えた内燃機関の点火コイル装置であって、
   前記ノイズ抑制素子収容部に設けられ、前記ノイズ抑制素子の外周面に対向して配置されたリブと、
   前記ノイズ抑制素子収容部内に充填され、前記リブと前記ノイズ抑制素子とに接する樹脂絶縁物と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の点火コイル装置。
2. 前記リブは、所定の方向に延びる凸条により構成され、
   前記ノイズ抑制素子は、筒状に形成され、その軸心が前記リブの延びる方向に沿って前記ノイズ抑制素子収容部に収容される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火コイル装置。
3. 前記リブは、複数個設けられ、
   前記複数個のリブは、前記ノイズ抑制素子の外周面を周りに所定の角度間隔を介して配置されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の点火コイル装置。
4. 前記ノイズ抑制素子は、ノイズ抑制素子本体と、前記ノイズ抑制素子本体の前記軸心の方向の両端部に夫々装着された金属製の第１のキャップ及び第２のキャップとを備え、
   前記第１のキャップと第２のキャップは、前記ノイズ抑制素子本体を介して対向するエッジ部を夫々有し、
   前記第１のキャップの反エッジ側の端部は、前記コイル収容部側に位置して前記二次コイルに電気的に接続され、
   前記第２のキャップの反エッジ側の端部は、前記反コイル周部側に位置して前記点火プラグに電気的に接続され、
   前記リブのコイル収容部側の端縁は、前記第１のキャップの前記エッジ部と前記第１のキャップの反エッジ側の端部との間に対向する位置にあり、
   前記リブの反コイル収容部側の端縁は、前記第２のキャップの前記反エッジ側の端部にほぼ対向する位置にある、
   ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の点火コイル装置。
5. 前記ケースは、外周面に絶縁物製のプラグブーツが装着されるタワー部を備え、
   前記ノイズ抑制素子収容部は、前記タワー部の内部に設けられ、
   前記プラグブーツは、前記タワー部への装着時に前記プラグブーツと前記タワー部との間の空気を排出する空気抜き穴を備え、
   前記リブは、前記空気抜き穴が設けられた前記プラグブーツの半径方向軸とは異なる半径方向軸に対応する位置に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の内燃機関の点火コイル装置。

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