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Technisches Gebiet
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Diese Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor, die meist an einem Fahrzeugverbrennungsmotor angebracht ist, z.B. einem Verbrennungsmotor eines Autos, um eine Zündkerze mit Hochspannung zu versorgen und eine Funkenentladung zu verursachen.
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Stand der Technik
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Um der jüngsten Notwendigkeit zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz gerecht zu werden, wurde ein Verfahren verwendet, das die Kraftstoffeffizienz durch Anbringen verschiedener Einrichtungen an einem Verbrennungsmotor verbessert. Beispielsweise ist ein Stellantrieb zum Abschalten von Zylindern bekannt, der einige Zylinder in Abhängigkeit von einer VVT (variable Ventilsteuerung, engl. Variable Valve Timing) zur Steuerung der Zeitsteuerung von Ein-/Auslassventilen oder eines Betriebszustandes abschaltet.
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Dies kann zu einer komplizierten Anordnung über den Zylinderköpfen führen, so dass ein Zündkerzenloch verlängert wird und die vorgenannten Einrichtungen im entstehenden Raum angeordnet werden. In diesem Fall vergrößern sich der Abstand zwischen einer Zündkerze und dem Isoliergehäuse einer Zündspule und damit die Länge eines Zündkerzensteckers.
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Dies schränkt auch den Raum um die Zündkerze herum ein, wodurch die Zündkerze dazu neigt einen kleineren Durchmesser aufzuweisen.
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Bei einer herkömmlichen Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor wird die Innendurchmesserform eines Zündkerzenlochs in Abhängigkeit von dem Durchmesser einer Zündkerze bestimmt. Ferner werden in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen Zündkerze und Zündspule und der Innendurchmesserform des Zündkerzensteckers die Federkonstante und die Resonanzfrequenz einer Feder als ein Zwischenelement in der axialen Richtung der Zündkerze eingestellt.
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Es wurde eine Zündeinrichtung vorgeschlagen, bei der ein Metallrohr in einen Zündkerzenstecker eingeführt wird, um eine seitliche Schwingung einer Feder während der Schwingung eines Verbrennungsmotors zu verhindern (siehe PTL 1) und eine Zündspule, bei der der Innendurchmesser eines Zündkerzensteckers lokal reduziert wird, um die seitliche Schwingung zu verhindern (PTL 2).
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Zitierte Dokumente
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Patentliteratur
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- [PTL 1] Japanisches Patent Nr. 3556725
- [PTL 2] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. H06-26434
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Darstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Der letztere Fall weist jedoch das Problem auf, dass ein anderes Element notwendig ist und die Kosten steigen.
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Im letzteren Fall gibt es Einschränkungen bezüglich der Form der Zündkerze und des Innendurchmessers des Zündkerzensteckers sowie Einschränkungen im Innendurchmesser des Zündkerzensteckers und im Außendurchmesser der Feder. Es ist schwierig, die Federkonstante und die Resonanzfrequenz der Feder richtig einzustellen, selbst wenn die Länge des Zündkerzensteckers vergrößert wird, während diese Einschränkungen bei der Zündkerze mit dem reduzierten Durchmesser eingehalten werden.
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Eine Aufgabe dieser Erfindung, die solche Probleme lösen soll, ist es, eine Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor zu erhalten, die die seitliche Schwingung einer Feder verhindert und die Konstruktionsflexibilität einer Feder verbessert, während Kostenerhöhungen für Verbrennungsmotoren mit unterschiedlichen Ausgestaltungen unterdrückt werden.
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Lösung des Problems
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Eine Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Zündspule, die eine Primärspule, eine Sekundärspule, einen Eisenkern, der die Primärspule und die Sekundärspule magnetisch miteinander verbindet, und ein Isoliergehäuse aufweist, das die Primärspule, die Sekundärspule und den Eisenkern aufnimmt; einen Hochspannungsturm, der einstückig mit dem Isoliergehäuse vorgesehen ist und intern einen Hochspannungsausgangsanschluss hält, der zu der Außenseite der Zündspule eine Hochspannung abgibt, die in der Sekundärspule erzeugt wird, wenn die Leitung eines in der Primärspule fließenden Erregerstroms unterbrochen wird; einen Zündkerzenstecker, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist und einen Endabschnitt aufweist, der an dem Hochspannungsturm befestigt ist; und ein Zwischenelement, das in dem Zündkerzenstecker vorgesehen ist und eine Feder aufweist, die in einer Spiralform ausgebildet ist, und die einen Zündkerzenanschluss einer Zündkerze, welche einen Spitzenabschnitt, der einer Innenseite eines Zylinder des Verbrennungsmotors zugewandt ist, aufweist, elektrisch mit dem Hochspannungsausgangsanschluss verbindet, wobei der Zündkerzenstecker einen Abschnitt mit reduziertem Innendurchmesser aufweist, dessen Innendurchmesser kleiner als der eines anderen Abschnitts ist, die Feder einen Abschnitt mit größerem Durchmesser aufweist, dessen Durchmesser größer als der eines anderen Abschnitts ist, und eine Vielzahl von reduzierten Abständen, die jeweils eine um den Abschnitt mit reduziertem Innendurchmesser und den Abschnitt mit größerem Durchmesser reduzierte Breite aufweisen, zwischen der Feder und einer Innenwandfläche des Zündkerzensteckers ausgebildet sind.
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Vorteile der Erfindung
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In der Zündeinrichtung für den Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung werden in dem Abstand zwischen der Feder und der Innenwandfläche des Zündkerzensteckers die Vielzahl von reduzierten Abständen durch den in dem Zündkerzenstecker ausgebildeten Abschnitt mit reduziertem Innendurchmesser und den in der Feder ausgebildeten Abschnitt mit größerem Durchmesser gebildet. Dies kann einen Kostenanstieg unterdrücken und seitliche Schwingungen verhindern.
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Ferner wird bei der Einstellung der Federkonstante und der Resonanzfrequenz der Feder der Abschnitt mit größerem Durchmesser der Feder zu den Einstellelementen addiert, zusätzlich zu einer Federlänge, einem Material und dergleichen. Dies verbessert die konstruktive Flexibilität der Federkonstante und der Resonanzfrequenz.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 dieser Erfindung.
- 2 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 2 dieser Erfindung.
- 3 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 3 dieser Erfindung.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Im Folgenden wird eine Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß jeder der Ausführungsformen dieser Erfindung anhand der Figuren beschrieben. Es sei angemerkt, dass in jeder der Figuren, gleiche oder entsprechende Elemente und Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Ausführungsform 1
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1 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 dieser Erfindung.
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Diese Zündeinrichtung weist auf: eine Zündspule 2, die an einem Zylinderkopfdeckel 15 mit Bolzen (nicht dargestellt) befestigt ist, einen Zündkerzenstecker 3, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist und in einem Zündkerzenloch 16 aufgenommen ist, wobei er einen oberen Endabschnitt aufweist, der in dem Zylinderkopfdeckel 15 angebracht ist, und eine spiralförmige Feder 4 als ein Zwischenelement, das in dem Zündkerzenstecker 3 aufgenommen ist und eine Zündkerze 1 aufweisend einen Spitzenabschnitt, der der Innenseite eines Zylinders (nicht dargestellt) des Verbrennungsmotors zugewandt ist, mit der Zündspule 2 elektrisch verbindet.
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Die Zündspule 2 weist eine Primärspule (nicht dargestellt), eine Sekundärspule (nicht dargestellt) und einen Eisenkern (nicht dargestellt) auf, der die Primärspule und die Sekundärspule magnetisch miteinander verbindet, die in einem Isoliergehäuse 5 aufgenommen sind. Mit dem unteren Abschnitt des Isoliergehäuses 5 ist ein Hochspannungsturm 7 einstückig vorgesehen. Der Hochspannungsturm 7, an dem der Endabschnitt des Zündkerzensteckers 3 angebracht ist, weist darin einen Hochspannungsausgangsanschluss 6 auf. Der Hochspannungsausgangsanschluss 6 gibt nach außen eine Hochspannung ab, die in der Sekundärspule erzeugt wird, wenn die Leitung eines in der Primärspule fließenden Erregerstroms unterbrochen wird. Die Feder 4 hat einen Endabschnitt, der so mit dem Hochspannungsausgangsanschluss 6 im Eingriff ist, dass er den Hochspannungsausgangsanschluss 6 umgibt. Der andere Endabschnitt der Feder 4 ist mit einem Zündkerzenanschluss 8 der Zündkerze 1 so im Eingriff, dass er den Zündkerzenanschluss 8 umgibt.
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Der Innendurchmesserabschnitt des Zündkerzensteckers 3 ist nicht konstant, und der Zündkerzenstecker 3 hat einen dickeren Abschnitt 9, der einem Abschnitt mit reduziertem Innendurchmesser entspricht, der einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner als der des anderen Abschnitts ist, und näher an der Zündkerze 1 ausgebildet ist. Der dickere Abschnitt 9 steht in radialer Richtung über den gesamten Umfang der Innenwandfläche des Zündkerzensteckers 3 nach innen vor.
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Der Durchmesser der spiralförmigen Feder 4 ist ebenfalls nicht konstant, und die Spiralfeder 4 hat zwei Abschnitte 10 mit größerem Durchmesser, die jeweils einen Durchmesser aufweisen, der größer als der eines kleineren Abschnitts 11 mit kleinerem Durchmesser ist. Die Größe von jedem der Abschnitte mit größerem Durchmesser 10 in der radialen Richtung ist größer als der Innendurchmesser des dickeren Abschnitts 9 des Zündkerzensteckers 3.
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In der Zündeinrichtung für den Verbrennungsmotor mit der vorgenannten Konfiguration wird in der Zündspule 2 ein Primärstrom, der in der Primärspule als Reaktion auf ein Signal von einem Steuergerät (nicht dargestellt) fließt, intermittierend unterbrochen und eine Hochspannung wird in der Sekundärspule als Reaktion darauf erzeugt.
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Diese Hochspannung wird von dem Hochspannungsausgangsanschluss 6 über die Feder 4 zu dem Zündkerzenanschluss 8 der Zündkerze 1 geführt und in einem Zündkerzenspalt (nicht dargestellt) entladen, um ein Luft-Kraftstoffgemisch in dem Zylinder des Verbrennungsmotors zu zünden.
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In der Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor mit der vorgenannten Konfiguration weist der Zündkerzenstecker 3 den dickeren Abschnitt 9, der einem Abschnitt mit reduziertem Innendurchmesser entspricht, der eine kleineren Innendurchmesser als der andere Abschnitt hat, auf, während die Feder 4 die Abschnitte mit größerem Durchmesser 10 aufweist, die jeweils eine größere Durchmessergröße als der andere Abschnitt haben. Zwischen der Feder 4 und der Innenwandfläche des Zündkerzensteckers 3 ist eine Vielzahl von reduzierten Abständen ausgebildet, die jeweils eine um den dickeren Abschnitt 9 und die Abschnitte mit größerem Durchmesser 10 reduzierte Breite aufweisen.
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Unter Verwendung des dickeren Abschnitts 9 und den Abschnitten 10 mit größerem Durchmesser ist es daher möglich, Schwingungen der Feder 4 in radialer Richtung zu unterdrücken.
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Auch wenn z.B. die Länge des Zündkerzensteckers 3 vergrößert wird, ist es möglich, durch Bestimmen der entsprechenden Stellen und Anzahl der Abschnitte mit größerem Durchmesser 10 der Feder 4 die entsprechende Federkonstante und Resonanzfrequenz der Feder 4 einzustellen.
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Da der Durchmesser von jedem der Abschnitte 10 mit größerem Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser des dickeren Abschnitts 9, tritt während eines Anbringungsvorgangs der Zündeinrichtung an dem Verbrennungsmotor kein Lösen der Feder 4 vom Zündkerzenstecker 3 auf, was zu einer verbesserten Montagefunktion führt.
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Ausführungsform 2
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2 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 2 dieser Erfindung.
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Bei dieser Zündeinrichtung weist die Innenwandfläche des Zündkerzensteckers 3 eine Vielzahl von Rippen 12 auf, die als der Abschnitt mit reduziertem Innendurchmesser ausgebildet sind, um von dort in radialer Richtung nach innen vorstehen.
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Die Konfiguration der Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor ist ansonsten die gleiche wie die der Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1.
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Die Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht es, die gleichen Effekte wie in Ausführungsform 1 zu erzielen. Ferner ist das Gesamtvolumen der Rippen 12 als der Abschnitt mit reduziertem Innendurchmesser kleiner als das des dickeren Abschnitts 9. Entsprechend reduzieren sich die Materialkosten für den Zündkerzenstecker 3 gegenüber dem Zündkerzenstecker 3 in Ausführungsform 1.
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Ausführungsform 3
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3 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 3 dieser Erfindung.
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In der Zündeinrichtung ist der größere Durchmesserteil der Feder 4 in dem mittleren Abschnitt davon aus einer eng gewickelten Spule 13 ausgebildet, die über eine Länge von 3 mm oder mehr eng gewickelt ist.
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Die Konfiguration der Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor ist ansonsten die gleiche wie die der Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1.
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Die Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor in dieser Ausführungsform hat einen kleinen Abstand zwischen der eng gewickelten Spule 13 und der Innenwandfläche des Zündkerzensteckers 3, der die Schwingung der Feder 4 in radialer Richtung in Verbindung mit dem dickeren Abschnitt 9 des Zündkerzensteckers 3 unterdrücken kann.
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Die eng gewickelte Spule 13 hat ferner die Funktion eines Festpunktes für die Schwingung der Feder 4 und erhöht die Festigkeit der Feder 4.
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In jeder der vorgenannten Ausführungsformen ist ein Endabschnitt der Feder 4 mit dem Hochspannungsausgangsanschluss 6 so verbunden, dass er den Hochspannungsausgangsanschluss 6 umgibt, während der andere Endabschnitt der Feder 4 mit dem Zündkerzenanschluss 8 so verbunden ist, dass er den Zündkerzenanschluss 8 umgibt. Es kann aber auch möglich sein, in den Endflächen von sowohl dem Hochspannungsausgangsanschluss 6 als auch dem Zündkerzenanschluss 8 entsprechende vertiefte Abschnitte zu bilden und die beiden Endabschnitte der Feder 4 in die vertieften Abschnitte einzusetzen.
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Ferner können der dickere Abschnitt 9, die Rippen 12, der Abschnitt 10 mit größerem Durchmesser und die eng gewickelte Spule 13 jeweils nur an einer Stelle oder an jeder von einer Vielzahl von Stellen ausgebildet sein.
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Ferner ist das Zwischenelement in jeder der vorgenannten Ausführungsformen nur aus der Feder 4 ausgebildet. Das Zwischenelement kann aber auch entsprechenden Federn ausgebildet sein, die auf beiden Seiten eines stabförmigen Leiters angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zündkerze
- 2
- Zündspule
- 3
- Zündkerzenstecker
- 4
- Feder (Zwischenelement)
- 5
- Isoliergehäuse
- 6
- Hochspannungsausgangsanschluss
- 7
- Hochspannungsturm
- 8
- Zündkerzenanschluss
- 9
- Dickerer Abschnitt (Abschnitt mit reduziertem Innendurchmesser)
- 10
- Abschnitt mit größerem Durchmesser
- 11
- Abschnitt mit kleinerem Durchmesser
- 12
- Rippe
- 13
- Eng gewickelte Spule
- 15
- Zylinderkopfdeckel
- 16
- Zündkerzenloch
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 3556725 [0006]
- JP H0626434 [0006]
