JP2002048042A - イグニッションコイルユニット及びそれを用いた圧力センサ内蔵型スパークプラグユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力センサ内蔵型スパークプラグユニットに
適用したときに、全体をコンパクトに構成できて周辺ス
ペースの有効活用を図ることができるイグニッションコ
イルユニットを提供する。 【解決手段】 コイルユニット１２は、圧力センサ３を
内蔵したスパークプラグ本体５に取り付けて使用され、
イグニッションコイル７と、圧力センサ３に接続される
センサ出力リード線８と、前記イグニッションコイル７
の外周面を取り囲む形態の、磁路形成用の筒状のヨーク
部材２５とを有し、そのヨーク部材２５に前記センサ出
力リード線８を収容するセンサ出力リード線収容部２６
が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、イグニッション
コイルユニット及びそれを用いた圧力センサ内蔵型スパ
ークプラグユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の燃焼状態やノッキング
検出、あるいは燃費向上や排気ガス清浄化等を目的とし
て、スパークプラグに内蔵した圧力センサにより内燃機
関の燃焼室内の圧力を検出することが行なわれている。
このような目的に使用される圧力センサ内蔵型スパーク
プラグユニットとしては、例えば特開平６−５２９６７
号公報等に開示されたものが知られている。その構造の
概略は以下のようなものである。すなわち、スパークプ
ラグの主体金具に形成された取付ねじ部の基端位置に、
外側からリング状の圧電セラミック素子からなる圧力セ
ンサを出力取出用のリング状電極とともにはめ込み、鍔
状のセンサ保持部にてこれを受けるとともに、全体を外
側からセンサケースにて覆う。リング状電極からの出力
リード線はセンサケースから後方に取り出される。取付
ねじ部においてスパークプラグを内燃機関のプラグホー
ルに取り付けると、圧力センサはセンサケースを介して
プラグホールの開口外縁部に押し付けられる。燃焼圧は
センサケースを介して圧力センサに伝わる。圧力センサ
は、圧電効果により、検出した圧力レベルに応じた電圧
を、出力リード線を介して出力することとなる。この出
力リード線は、主体金具の後方に長く伸びた形でセンサ
ケースから引き出されるのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車用ガ
ソリンエンジン等においてはスパークプラグを取り付け
るシリンダヘッド周辺の機構が複雑化していることもあ
って、シリンダヘッドに形成された深いプラグホールの
底部にスパークプラグを取り付けるようにしたものが増
えてきている。このような場合、従来の圧力センサ内蔵
型スパークプラグユニットでは、以下のような問題を生
じやすい欠点がある。すなわち、シリンダヘッド周辺
は、その機構複雑化に伴い当然省スペース化が望まれて
いる。特に、最近のエンジンでは、ディストリビュータ
や高圧ケーブルを廃止するために、個別に用意されたイ
グニッションコイルを各スパークプラグに直結した構造
のものが増えているが、コイルユニットの数が増えるこ
と、及びそれらのことごとくがシリンダヘッド周辺に集
中することを考えれば、スペース不足の問題はますます
深刻化している。にもかかわらず、従来の圧力センサ内
蔵型スパークプラグユニットには、これに貢献しようと
する技術思想が皆無であったに近い。具体的には、プラ
グホールの奥にスパークプラグを取り付ければ、プラグ
ホールの上部には丸々開きスペースが生じるにもかかわ
らず、その有効活用が全く図られていない。また、シリ
ンダヘッド部の複雑化により、スパークプラグが取り付
けられるバルブ周辺のスペースも減少しており、プラグ
ホールの内径にも寸法上の制約が生じやすくなってい
る。従って、前述のように圧力センサからのリード線が
長く延びた状態になっていては、仮にプラグホール内の
スペース活用を図るにしても、これが邪魔になって支障
をきたしやすい。

【０００４】本発明の課題は、圧力センサ内蔵型スパー
クプラグユニットに適用したときに、全体をコンパクト
に構成できて周辺スペースの有効活用を図ることができ
るイグニッションコイルユニットと、それを用いた圧力
センサ内蔵型スパークプラグユニットとを提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記の課
題を解決するために本発明のイグニッションコイルユニ
ットは、圧力センサを内蔵したスパークプラグ本体に取
り付けて使用され、イグニッションコイルと、イグニッ
ションコイルの外周面を取り囲む形態の、磁路形成用の
筒状のヨーク部材とを有し、そのヨーク部材に圧力セン
サからのセンサ出力リード線が収容されるセンサ出力リ
ード線収容部が形成されていることを特徴とする。

【０００６】また、本発明の圧力センサ内蔵型スパーク
プラグユニットは、主体金具に圧力センサが一体化され
るとともに、軸線方向前端側に火花放電ギャップが、同
じく後端側にユニット火花放電ギャップに高電圧を印加
するための端子金具が形成されたスパークプラグ本体
と、上記本発明のイグニッションコイルユニットとを備
えたことを特徴とする。

【０００７】上記の構成によると、ヨーク部材に形成さ
れたセンサ出力リード線収容部にセンサ出力リード線
（以下、単にリード線ともいう）の少なくとも一部を収
納することで、イグニッションコイル周辺にてリード線
の存在により半径方向に生ずるデッドスペースが削減さ
れ、イグニッションコイルユニットひいてはそれを用い
た圧力センサ内蔵型スパークプラグユニットの全体をコ
ンパクトに構成できる。

【０００８】ヨーク部材は、板状の軟磁性金属板材を筒
状に丸めることにより、その丸めた向きにおける両縁間
にセンサ出力リード線収容部となるスリットを形成した
ものとすることができる。例えば、軟磁性金属板材とし
て加工性があまり良好でない珪素鋼板を使用する場合、
押出や深絞り成形等の塑性加工により筒状形態を直接得
ることは一般には困難であるから、上記のような板材の
曲げ加工を採用せざるを得ず、スリットが不可避的に発
生してしまう事情がある。しかしながら、上記の構成で
は、板材から筒状物を得る際にいわば副産物的に発生し
ていたスリットを、リード線収容部として積極活用する
ことで構成のコンパクト化を一層合理的に図ることがで
きる。なお、リード線として軟鉄あるいは磁性ステンレ
ス鋼等の軟磁性金属からなるシールド被覆により覆った
シールド線を用いると、スリットを軟磁性体のシールド
被覆により補填することができ、ひいてはスリットによ
る磁路断面積減少を抑制することが可能となる。

【０００９】上記の構成では、特に、イグニッションコ
イルをスパークプラグ本体の後方において軸線方向に結
合する形で配置し、該イグニッションコイルをプラグホ
ール内に収容できるように構成した場合に、狭いプラグ
ホール内においてリード線が邪魔にならず、省スペース
化の効果が一層大きい。これにより、複雑化が進む自動
車用ガソリンエンジン等におけるプラグホール内径減少
にも柔軟に対応することが可能となる。

【００１０】上記イグニッションコイルユニットは、ス
パークプラグ本体側に形成された火花放電高電圧印加用
の端子金具にユニットイグニッションコイルを電気的に
接続するためのユニット側第一端子部と、スパークプラ
グ本体側に形成されたセンサ出力端子部にユニットセン
サ出力リード線を電気的に接続するためのユニット側第
二端子部とを有してユニットスパークプラグ本体に着脱
可能に構成することができる。そして、ユニットスパー
クプラグ本体に装着することにより、ユニット側第一端
子部とユニット側第二端子部とがユニット端子金具とユ
ニットセンサ出力端子部とに、それぞれ着脱可能に接続
されるように構成することができる。

【００１１】上記の構成によれば、スパークプラグ本体
側にイグニッションコイル及びセンサ出力リード線とを
接続するためのユニット側第一端子部とユニット側第二
端子部とを形成する一方、イグニッションコイル及びセ
ンサ出力リード線が組み込まれたコイルユニットがスパ
ークプラグ本体とは別体に用意され、そのコイルユニッ
ト側の係合部をスパークプラグ本体に係合させること
で、ユニット側第一端子部とユニット側第二端子部とに
端子金具とセンサ出力端子部とがそれぞれ結合される。
従って、スパークプラグ本体を先に内燃機関側に取り付
けておき、その取り付けられたスパークプラグ本体にコ
イルユニットを取り付けることで、センサ出力リード線
は、スパークプラグ本体の取付操作の影響を何ら受ける
ことなく、スパークプラグ本体側への圧力センサにいわ
ば後付け接続することができる。従って、スパークプラ
グ本体を取り付ける際に、工具等へのリード線巻きつき
といった不具合が全く生じなくなる。さらに、圧力セン
サへのリード線の接続とイグニッションコイルのスパー
クプラグ本体への接続とが一挙に完了するので、取付作
業を一層能率的に行なうことができる。

【００１２】上記構成においては、センサ出力リード線
の後端を、コイルユニットに一体化された出力取出コネ
クタに接続しておくことができる。この場合、コイルユ
ニットはスパークプラグ本体に対して軸線周りに相対的
に回転可能に係合するようにしておけば、スパークプラ
グ本体のシリンダヘッドへの取付位相角がばらついた場
合でも、コイルユニットをスパークプラグ本体に対して
軸線周りに回転させることで、出力取出コネクタの周方
向位置を自由に調整することができる。これにより、セ
ンサ出力の供給先となる制御回路等からの信号線をコネ
クタに接続する際に、位置的な不都合が生じなくなる。

【００１３】また、コイルユニットに組み込まれるイグ
ニッションコイルは、一方が一次コイルとなり他方が二
次コイルとなる第一コイルと第二コイルとの各々の軸線
が、該スパークプラグ本体の軸線と一致する形態となる
ように配置することができる。軸線方向においてイグニ
ッションコイルをスパークプラグ本体の後方に結合する
ことで、圧力センサ内蔵型スパークプラグユニットは、
半径方向の寸法が減じた軸線方向に長い全体の形態を呈
するものとなり、例えば深いプラグホールの底にスパー
クプラグを取り付けた場合でも、プラグホール内のスパ
ークプラグ本体上方の空間を活用して、ここにイグニッ
ションコイルを収納することが可能となる。このように
することで、複雑化したシリンダヘッド周辺の省スペー
ス化に大きく寄与することができる。特に、第一コイル
の内側に第二コイルを同軸的に配した構成とすれば、圧
力センサ内蔵型スパークプラグユニットの軸線方向の寸
法削減にも寄与できるので、一層効果が大きい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明の一
実施例である圧力センサ内蔵型スパークプラグユニット
１の全体構成を示す一部を切欠いた分解斜視図である。
該圧力センサ内蔵型スパークプラグユニット１は、大き
く分けてスパークプラグ本体５とコイルユニット１２と
からなる。スパークプラグ本体５は、主体金具２に圧力
センサ３（図２参照）が一体化されるとともに、軸線Ｏ
（図２）方向前端側に火花放電ギャップｇが、同じく後
端側に火花放電ギャップｇに高電圧を印加するための端
子金具４が形成されたものである。また、スパークプラ
グ本体５の主体金具２と一体的に、圧力センサ３からの
センサ出力を取り出すためのセンサ出力端子部６（図２
参照）が形成されている。

【００１５】図２は、圧力センサ内蔵型スパークプラグ
ユニット１の組立状態における縦断面図である。スパー
クプラグ本体５の主体金具２は筒状に形成され、その軸
線Ｏ方向の前端側には、シリンダヘッドのねじ孔（図示
せず）にねじ込んで取り付けるための雌ねじ部を外周面
に有する取付部１６が形成され、その基端側に隣接して
鍔状のセンサ保持部１７が周方向に突設されている。ま
た、図３に示すように、取付部１６の内周面には、軸状
の絶縁体１４を止めるための周方向のリブ５２が形成さ
れている。

【００１６】絶縁体２の内部には図示しない貫通孔が軸
線方向に形成され、図２に示すように、その前端側に中
心電極５１が、後端側に端子金具４が配置され、両者が貫
通孔内に充填された非図示の導電性ガラスシール層や抵
抗体組成物により電気的に結合されている。

【００１７】そして、主体金具２の取付部１６の端面に
は接地電極５０が溶接され、中心電極５１との間で火花
放電ギャップｇを形成する。また、主体金具２は、後端
部外周面にボックスレンチ等の取付用工具を係合させる
ための工具係合部２ａが形成されている。

【００１８】また、絶縁体１４は主体金具２の内側に挿
通され、図３に示すように、中胴部１４ｃの前端側の段
部をリブ５２に引っ掛けて止める一方、軸線方向中間位
置に形成された鍔部１４ｂの後端側の段部にリング状の
パッキン５３，５４と滑石充填層５５を配置し、主体金
具２の後端部に周方向の加締め部２ｂを形成することで
組みつけられている。

【００１９】次に、図２に示すように、コイルユニット
１２には、高電圧を発生させるためのイグニッションコ
イル７と、圧力センサ３のセンサ出力リード線８とが組
み込まれている。また、イグニッションコイル７に端子
金具４を電気的に接続するためのユニット側第一端子部
９と、センサ出力リード線８をセンサ出力端子部６と電
気的に接続するためのユニット側第二端子部１０と、ス
パークプラグ本体５に自身を着脱可能に係合させるため
の係合部１１とを有する。

【００２０】そして、係合部１１にてコイルユニット１
２をスパークプラグ本体５に係合・固定することによ
り、ユニット側第一端子部９とユニット側第二端子部１
０とが端子金具４とセンサ出力端子部６とに、それぞれ
着脱可能に結合される。すでに説明した通り、この構成
によると、スパークプラグ本体５を取付部１６において
自動車用エンジン等の内燃機関側に先に取り付けてお
き、その取り付けられたスパークプラグ本体５にコイル
ユニット５を後付け接続することができる。これによ
り、スパークプラグ本体を取り付ける際に、工具等への
リード線８の巻きつきといった不具合が全く生じなくな
る。さらに、圧力センサ３へのリード線８の接続とイグ
ニッションコイル７のスパークプラグ本体５への接続と
が一挙に完了するので、取付作業を一層能率的に行なう
ことができる。

【００２１】また、センサ出力リード線８の後端は、コ
イルユニット１２に一体化された出力取出コネクタ（以
下、単にコネクタともいう）１３に、回路ユニット２９
を経由して接続されており、かつコイルユニット１２は
スパークプラグ本体５に対して軸線Ｏ周りに相対的に回
転可能に係合している。自動車用エンジンのシリンダヘ
ッドに形成された取付ねじ孔ＴＨ（図３）は、そのねじ
山の開始位置が一定していないことが多く、規定の締め
付けトルクにて取付部１６をねじ込んだ際に、スパーク
プラグ本体５のシリンダヘッドへの取付位相角がばらつ
くことがある。この場合、コネクタ１３がスパークプラ
グ本体５に対して軸線Ｏの周りに回転不能に結合されて
いると、上記取付位相角のばらつきによりコネクタ１３
の最終的な周方向位置もまちまちになり、その位置によ
っては、コネクタ１３に制御回路側からの信号線ケーブ
ルを接続する際に不都合を生じる場合がある。しかしな
がら、上記のようにコイルユニット１２をスパークプラ
グ本体５に対して軸線周りに回転させることで、コネク
タ１３の周方向位置を自由に調整することができる。た
だし、コネクタ１３の周方向位置調整が不要な場合、コ
イルユニット１２とスパークプラグ本体５との一方にキ
ー溝を、他方にこれに係合する凸部を形成する等の構成
により、両者を軸線Ｏの周りに回転不能に結合する構成
を採用してもよい。

【００２２】以下、圧力センサ内蔵型スパークプラグユ
ニット１の構成についてさらに詳しく説明する。図２に
示すように、スパークプラグ本体５は、主体金具２の後
方側開口部２ａから絶縁体１４を突出させた形態を有
し、その絶縁体１４の突出部１４ａ後端に端子金具４が
配置される。コイルユニット１２の係合部１１は、絶縁
体突出部１４ａを挿入するための挿入孔１５が軸線Ｏ方
向に形成された、弾性材料、ここではシリコンゴム等の
耐熱性ゴム成形体からなる弾性保持部材１１とされてい
る。その挿入孔１５の奥には、ユニット側第一端子部９
が配置されている。そして、挿入孔１５を弾性的に拡径
させながらここに絶縁体突出部１４ａを軸線Ｏの方向に
押し込むことにより、該挿入孔１５の内面にて絶縁体突
出部１４ａが保持され、端子金具４がユニット側第一端
子部９と接触導通する。弾性保持部材１１を使用するこ
とにより、挿通孔１５に絶縁体１４の突出部１４ａを押
し込むだけでコイルユニット１２をスパークプラグ本体
５に簡単に接続することができる。また、弾性材料の弾
性力により挿入孔１５の内面にて突出部１４ａを密着保
持することができ、フラッシュオーバ等も生じにくい。

【００２３】なお、ユニット側第一端子部９はばね状に
形成され、この実施例では軸線Оの方向においてカップ
状の金具５７内に配置されている。そして、その金具５
７にイグニッションコイル７からの図示しないリード部
が接続され、ユニット側第一端子部９、端子金具４及び
中心電極５１を介して接地電極５０との間に形成される
火花放電ギャップｇに高電圧が印加される。ばね状のユ
ニット側第一端子部９は、金具５７と端子金具４との間
で圧縮弾性変形した状態で、挿通孔１５の内面と突出部
１４ａとの摩擦により保持され、その弾性復帰力により
金具５７と端子金具４との電気的接触を確保する働きを
なす。

【００２４】次に、弾性保持部材１１の挿入孔１５が開
口する側の端部には、ユニット側第二端子部１０をなす
リング状のソケット金具１０が一体化されている。挿入
孔１５に絶縁体１４の突出部１４ａを押し込むことによ
り、主体金具２上に取り付けられたセンサ出力端子部６
とソケット金具１０とが接触導通する。ソケット金具１
０をリング状に形成することで、センサ出力端子部６と
の電気的導通を確実に図ることができる。

【００２５】次に、主体金具２は、前述の通り、軸線Ｏ
方向前端側に内燃機関への取付部１６が形成されるとと
もに、その取付部１６の軸線Ｏ方向後端位置に対応して
周方向のセンサ保持部１７が突設されている。そして、
リング状の圧力センサ組立体１８の内側に、取付部１６
が前端側から軸線Ｏ方向に嵌め込まれ、センサ保持部１
７の前端面に当接する形で該圧力センサ組立体１８が支
持されている。そして、圧力センサ組立体１８の前端面
と当接してこれを覆う底部１９ａと、その底部１９ａの
外周縁から軸線方向後方に立ち上がる筒状に形成されて
圧力センサ組立体１８の外周面を覆う側壁部１９ｂとを
有するセンサカバー１９が設けられている。また、その
センサカバー１９の側壁部１９ｂは、軸線Ｏ方向におい
て圧力センサ組立体１８の後端縁よりも後方側に延長さ
れて延長部１９ｃを形成している。そして、延長部１９
ｃの後端側に形成された開口部１９ｄにおいて、該延長
部１９ｃ内周面と、その内側の主体金具外周面との間の
リング状の隙間が、リング状のソケット金具１０の差込
保持部２０となっている。

【００２６】センサカバー１９の延長部１９ｃを利用し
て、差込保持部２０をなすリング状の隙間を形成し、こ
こにソケット金具１０を差し込むようにすれば、延長部
１９ｃがガイドとなってリング状のセンサ出力端子部６
との接続操作を極めて容易に行なうことができる。ま
た、延長部１９ｃはソケット金具１０の半径方向の動き
を拘束するので、安定した接続状態を保つことができ
る。

【００２７】図４に示すように、圧力センサ組立体１８
は、センサカバー１９の底部１９ａに近い側から、リン
グ状の板パッキン５９、リング状の圧電セラミック素子
からなる圧力センサ３、リング状の電極板６０及びリン
グ状の絶縁板６１がこの順序にて積層された構造を有す
る。電極板６０からのリード部６２は絶縁板６１に形成
されたスリット６１ａを経て後方に引き出される。図３
に示すように、リード部６２は、さらにセンサ保持部１
７に形成された軸線Ｏ方向の貫通部（孔又は切欠）１７
ａを通り、その後方の主体金具外周面上に端部を位置さ
せる。なお、センサカバー１９と主体金具２との間は、
貫通部（孔又は切欠）１７ａとともにこれを埋めるゴム
充填シール部６４によりシールされ、そのゴム充填シー
ル部６４の後端部分は主体金具２のセンサ保持部１７後
方に位置する外周面を覆う形で延長されている。リード
部６２の端部は、このシール延長部６４ａの外周面に露
出する形で位置決めされている。そして、そのさらに外
側には、リード部６２の端部と導通する形でリング状の
センサ出力端子部６が一体化されている。また、ソケッ
ト金具１０とセンサ出力端子部６とは、双方ともにリン
グ状に形成されて相対回転可能となっており、コイルユ
ニット１２（すなわち弾性保持部材１１）を軸線Ｏの周
りに回転させたたときの任意の角度位置において、電気
的導通を確保することができる。

【００２８】また、センサカバー１９の底部１９ａの内
周縁は、主体金具２の取付部１６の基端部外周面に、周
方向のレーザー溶接部６５により密封・結合されてい
る。なお、センサカバー１９は、圧力センサ組立体１８
の外側に被せられた後、軸線Ｏの向きにおいて底部１９
ａを圧力センサ組立体１８の側に加圧することにより密
着させ、その加圧状態を維持しつつレーザー溶接部６５
を形成して固定される。スパークプラグ１を取り付けた
際に、シリンダヘッド側の取付ねじ孔ＴＨの開口周縁部
にてガスケットＧＫを介してセンサカバー１９の底部１
９ａが押し付けられ、振動が圧力センサ組立体１８に伝
わることで圧力検出がなされるが、上記のように構成す
ることで、底部１９ａと圧力センサ組立体１８との密着
状態が高められ、圧力検出精度が向上する。

【００２９】次に、本実施例においては、弾性保持部材
１１の挿通孔１５が開口する側の端部が円筒状のソケッ
ト金具支持部２１とされている。そして、その内周面に
ソケット金具１０が一体化されている。ソケット金具支
持部２１は径方向に圧縮されながらソケット金具１０と
ともに差込保持部２０に挿入されるようになっており、
その弾性復帰力によりソケット金具１０をセンサ出力端
子部６に向けて付勢する。この構成によると、ゴム等で
構成されたソケット金具支持部２１の弾性復帰力により
ソケット金具１０がバックアップ付勢され、ソケット金
具１０の半径方向のがたつきが防止されるとともに、セ
ンサ出力端子部６との接触導通状態を一層確実なものと
することができる。

【００３０】この場合、ソケット金具支持部２１の外周
面に、差込保持部２０に挿入された際に、センサカバー
１９の延長部（側壁部）１９ｃの内周面と当接して圧縮
弾性変形する突出部２１ａを形成することができる。突
出部２１ａの弾性復帰力により、ソケット金具１０とセ
ンサ出力端子部６との接続を一層確実なものとすること
ができる。また、本実施形態では、突出部２１ａはソケ
ット金具支持部２１の周方向に形成された環状の凸条部
とされているが、このような環状の凸条部を採用するこ
とにより、突出部２１ａはソケット金具支持部２１とセ
ンサカバー１９との間のシール気密性を高め、防水効果
の向上を図ることができる。この場合、凸条部を所定の
間隔で２条以上形成すると、一層良好なシール性を確保
することができる。他方、それほど高いシール性が要求
されない場合は、環状に連続していない突出部、例えば
散点状の凸部を採用したりすることもできる。

【００３１】図２に戻り、コイルユニット１２において
イグニッションコイル７は、一方が一次コイルとなり他
方が二次コイルとなる第一コイル２２と第二コイル２３
との各々の軸線が、該スパークプラグ本体５の軸線Ｏと
一致する形態となるように配置されている。図３に示す
通り、スパークプラグ本体５のプラグ取付部１６を、内
燃機関側のプラグホールＰＨの底に形成されたプラグ取
付孔ＴＨに取り付けた取付状態においては、弾性保持部
材１１とコイル収納部２４とは、プラグホールＰＨ内に
収容されることが予定されている。これにより、深いプ
ラグホールＰＨの底にスパークプラグ１を取り付けた場
合でも、プラグホールＰＨ内のスパークプラグ本体５の
上方に生ずる空間を活用して、ここにイグニッションコ
イル７が収納され、シリンダヘッド周辺の省スペース化
に大きく寄与する。この場合、弾性保持部材１１とコイ
ル収納部２４との軸線方向の合計寸法は、当然に、プラ
グホールＰＨの深さに対応して設定しておく必要があ
る。

【００３２】また、図２に示すように、コイル収納部２
４の後端には、取付状態においてプラグホールＰＨ外に
位置する形で、回路部１２９と、センサ出力リード線８
が接続されるコネクタ部１３とが組み込まれたヘッド部
３０が一体形成されている。回路部１２９をコイル収納
部２４の後端に設け、これをプラグホールＰＨ外に出す
ことで、プラグホールＰＨ内は、その内面形状に対応し
たコイル収納部２４の収納空間として、より効率的に活
用されることとなる。また、コネクタ部１３がプラグホ
ールＰＨの外へ出ていることで、該コネクタ部１３への
信号線ケーブル等の接続が容易となることはいうまでも
ない。

【００３３】回路部１２９は、イグニッションコイル７
への通電・遮断を司るイグナイタ（図示せず）を含むも
のであり、また、本実施例ではセンサ出力リード線８を
経て入力されるセンサ出力の変換回路を含むものであ
る。この変換回路は、次の少なくとも１つの機能を有す
るものとして構成することができる： 電荷電圧変換回路； 電圧変換回路（例えば電圧増幅回路）； 電流変換回路（例えば電流増幅回路）； インピーダンス変換回路。

【００３４】図７は、回路部１２９をセンサ出力変換回
路として構成した一例を示すものである。オペアンプＩ
Ｃ１の２つの負入力端子に、圧力センサ３（図２）から
の信号線が接続され、正入力端子が接地されて、接地レ
ベルを基準電圧として設定している。燃焼室内にて圧力
が発生すると圧力センサ３（図２）に電荷が発生し、オ
ペアンプＩＣに接続された負帰還コンデンサＣ１により
電圧変換される。オペアンプＩＣは、この負帰還コンデ
ンサＣ１とともに、圧力センサ３にて発生する電荷を、
増幅された電圧信号として出力する電荷電圧変換回路を
構成する。なお、負帰還コンデンサＣ１と並列に挿入さ
れた抵抗Ｒ１は、オペアンプＩＣの出力飽和を防止する
ためのものであり、圧力センサ３からの信号線上に設け
られた抵抗Ｒ２は、オペアンプＩＣの端子保護用であ
る。オペアンプＩＣの出力は、図示しない配線部を介し
てコネクタ１３に供給される。なお、センサからの入力
電圧に対するインピーダンス変換のみを目的とする場合
は、回路部１２９は、図７（ｂ）に示すような電圧フォ
ロワ回路とすることもできる。

【００３５】図２（ａ）に戻り、ヘッド部３０は、コイ
ル収納部２４の後端部外周面にゴムリング６９を介して
取り付けられた樹脂ベース６６を有し、その後端面には
イグニッションコイル７の後端部に対応する位置に回路
ケース６７が一体形成されて、ここに回路部１２９が収
容されている。また、コネクタ１３は回路ケース６７の
側面から側方に突出する形で形成されており、信号線ケ
ーブルのプラグを接続するための開口部１３ａが形成さ
れている。なお、樹脂ベース６６には、軸線Ｏに関して
コネクタ１３と反対側の位置に、コイルユニット１２を
シリンダヘッド側に固定するためのボルトを挿通するボ
ルト孔６８が形成されている。また、本実施例では、回
路ケース６７の側壁の一部を、ケース本体６７ｂとは別
体に形成されたコネクタプレート１１３にて形成し、そ
のコネクタプレート１１３にコネクタ１３が形成されて
いる。

【００３６】なお、プラグホール内の円筒状の空間を有
効活用するために、図１に示すように、弾性保持部材１
１は円筒状に形成され、その軸線方向後端側には、これ
に対応する外径の円筒状のコイル収納部２４を結合し
て、両者が一体の筒状形態をなすように構成している。
また、図２（ａ）に示すように、弾性保持部材１１にお
いては、円筒状の本体部１１ａの前端側にソケット金具
支持部２１を、本体部１１の外径よりも縮径された形に
て一体化される円筒状に形成している。ソケット金具支
持部２１を差込保持部２０に挿入したときに、ソケット
金具支持部２１を縮径した分だけ本体部１１ａの外周面
が、センサカバー１９の外周面と面一の状態に近づくの
で、よりデッドスペースが生じにくくなっている。

【００３７】次に、コイルユニット１２は、イグニッシ
ョンコイル７の外周面を取り囲む形態の、磁路形成用の
筒状のヨーク部材２５を有している。そして、そのヨー
ク部材２５の外周面上において軸線Ｏ方向に、センサ出
力リード線８を収容するセンサ出力リード線収容部２６
が形成されている。具体的には、ヨーク部材２５は、板
状の軟磁性金属板材、例えば複数枚の珪素鋼板を積層し
たものを幅方向に筒状に丸めることにより、その幅方向
両縁間にセンサ出力リード線収容部２６となるスリット
を形成したものである（以下、スリット２６ともい
う）。このスリット２６にセンサ出力リード線８を収容
することで、コイル収納部２４の外側にリード線８がは
み出さず、デッドスペース削減効果が一層高められてい
る。また、これに対応して、センサ出力リード線８の一
部（ここでは先端側部分）が弾性保持部材１１の内部に
埋設されており、同様の効果を挙げている。

【００３８】本実施例では、センサ出力リード線８は、
絶縁被覆カバー８ｃで覆った芯線８ａの外側を、シール
ド被覆８ｂにて覆った同軸シールドケーブルとして構成
されている。シールド被覆８ｂは、導体である金属線を
編み合わせて形成したものであるが、その材質として軟
鋼細線やニッケル細線などの軟磁性材料を採用すれば、
ヨーク部材２５のスリット２６が軟磁性材料で埋まり、
磁路断面積の減少を補うことができる。

【００３９】また、ヨーク部材２５の外周面は、樹脂製
のコイルケース２７で覆われている。コイルケース２７
には、ヨーク部材２５側のスリット２６と対応する位置
に、当該スリット２６と対応する形状のケース側収容空
間が形成され、それらスリット２６とケース側収容空間
とが一体的にセンサ出力リード線収容部２００（図５
（ｃ）参照）を形成する。コイルケース２７にケース側
収容空間を形成することで、ヨーク部材２５をコイルケ
ース２７で覆った後でも、スリット２６とケース側収容
空間とが一体化したセンサ出力リード線収容部２００に
センサ出力リード線８を挿入すればよいから、組立てが
容易である。

【００４０】例えば、図５（ａ）及び（ｃ）に示すよう
に、コイルケース２７には、スリット２６に沿ってその
内側に入り込む溝形成部２７ａを一体に設けることがで
きる。この場合、ケース側収容空間は、スリット２６に
倣う形態にて溝形成部２７ａに形成された有底溝２７ｂ
とすることができる。このようにすると、スリット２６
がコイルケース２７と一体の溝形成部２７ａにより埋め
られるので、コイルケース２７のイグニッションコイル
７に対する密閉性を高めることができる。また、樹脂製
の溝形成部２７ａに形成された有底溝２７ｂ内にセンサ
出力リード線８を圧入するようにすれば、有底溝２７ｂ
内にセンサ出力リード線８をより安定的に保持すること
ができる。

【００４１】なお、コイルユニット１２内は防水のため
樹脂充填することができる。この場合、ヨーク部材２５
は、スリット２６が溝形成部２７ａにて塞がれた状態に
て、自身の内側に配置されたイグニッションコイル７と
の隙間を樹脂１５０（図６（ｂ）も参照）にて充填する
ことができる。スリット２６をコイルケース２７の溝形
成部２７ａで塞ぐことで、未硬化の樹脂をヨーク部材２
５とイグニッションコイル７との間に流し入れる際に、
スリット２６から樹脂が流れ出すことを防止することが
できる。

【００４２】図２（ａ）に示すように、イグニッション
コイル７を収納するコイル収納部２４は、弾性保持部材
１１と別体形成されて該弾性保持部材１１の後端側に嵌
合されている。このようにすると、図５（ａ）に示すよ
うに、弾性保持部材１１側の第一アセンブリ８０と、コ
イル収納部２４側の第二アセンブリ８１とを別段取りに
て組み立てた後、図５（ｂ）に示すように結合すればよ
いから、２つの組立工程を並行して（あるいは別場所に
て）行なうことが可能となり、組立工程の利便性向上及
び組立て時間の短縮を図ることが可能となる。

【００４３】本実施例では、弾性保持部材１１の挿通孔
１５を、後端部にて開放させるとともに、その開放部を
接続孔１５ａとして使用している。そして、コイル収納
部２４側に形成された接続プラグ部材７３（この実施例
でコイルケース２７に結合されている）を接続孔１５ａ
に押し込むことにより、弾性保持部材１１とコイル収納
部２４とが着脱可能に結合されるようになっている。接
続プラグ部材７３は筒状とされ、その内側空間は、ユニ
ット側第一端子部９の収納部として利用されている。ま
た、カップ状の金具を同軸的にはめ込むことにより、そ
の固定部としても機能している。なお、接続プラグ部材
７３の外周面には、抜け止め用の環状のリブ７３ａが複
数形成されている。上記の構成においては、センサ出力
リード線８の前端部の、弾性保持部材１１に対する周方
向の固定位置と、ヨーク部材２５に形成されたセンサ出
力リード線収容部２００（スリット２６）の周方向位置
とが互いに一致するように、コイル収納部２４が弾性保
持部材１１の後端側に結合することができる。これによ
り、センサ出力リード線８に不要なねじれが生じず、ま
た最小限の長さのセンサ出力リード線８ですむので経済
的である。

【００４４】以下、イグニッションコイルユニット１２
の組立て方法について、さらに説明する。図５（ａ）に
示すように、スリット２６内に溝形成部２７ａを配置し
た状態で、ヨーク部材２５の外側をコイルケース２７に
て覆い、コイル収納部２４側の第二アセンブリ８１を組
み立てる（図５（ｃ）参照；ただし、樹脂１５０は未充
填の状態である）。次いで、別途組み立てた第一アセン
ブリ８０に第二アセンブリ８１を結合し、センサ出力リ
ード線８を有底溝２７ｂに押し込む。また、図５（ｂ）
に示すように、センサ出力リード線８の後端部は、回路
部１２９に接続しておく。この状態で、ヘッド部３０
を、樹脂ベース６６に形成された貫通孔６６ａにて、コ
イルケース２７の後端部に嵌着する。

【００４５】次いで、図６（ａ）に示すように、樹脂ベ
ース６６の貫通孔６６ａの開口縁とコイルケース２４の
外周面との交差位置、樹脂ベース６６あるいはケース本
体６７ｂとコネクタプレート１１３との継ぎ目部など、
樹脂漏洩の見込まれる部材継ぎ目部をゴムポッティング
部１６０，１６１により封止する。そして、その状態
で、図６（ｂ）に示すように、ヘッド部３０のケース本
体６７ｂの開口６７ａからコイルケース２４内に樹脂１
５０を流し入れ、硬化させる。これにより、ヨーク部材
２５とイグニッションコイル７との隙間など、樹脂流入
側の開口端に連通するコイルケース２４内の空隙部が、
樹脂１５０により充填される。なお、本実施例では、回
路部１２がモールドされるよう、樹脂１５０をケース本
体６７ｂ内にオーバーフローさせている。

【００４６】次に、図１に示すように、コイル収納部２
４は円筒状の外観形態を有するものであるが、本実施例
では、図２に示すように、コイル収納部２４内において
第二コイル２３が第一コイル２２の内側に位置するよう
に同心的に配置されている。このようにすることで、イ
グニッションコイル７の全体の長さ方向寸法を削減で
き、コンパクト化が実現されている。具体的には、第二
コイル２３の内側に軟磁性材料からなるコア２９が配置
され、ヨーク部材２５は第二コイル２３の外周面を取り
囲む形態にて配置されている。ヨーク部材２５の軸線方
向両端部は、それぞれコア２９の両端に対応する位置ま
で延びており、イグニッションコイル７内で発生した磁
束に対し、それら両端部を除いて略閉じた形態の磁路が
形成されている。

【００４７】具体的には、コア２９は積層珪素鋼板から
削り出された円形断面の軸状を呈するものであり、両端
部には、バイアス磁界印加用の永久磁石２９ａ，２９ａ
が配置されている。このバイアス磁界印加により、磁束
飽和点に到達する磁界レベルが引き上げられ、電流変換
効率を高めることができる。そして、そのコア２９が、
図２（ｂ）に示すように、コアケースを兼ねた樹脂製の
内ボビン（外周面には、図示しない巻線用の螺旋溝が形
成してある）７０に収容され、その外面に第二コイル
（本実施例では二次コイル）２３が巻線形成されてい
る。なお、内ボビン７０は、軸線方向先端側が閉じた筒
状形状とされ、その端面には、金具５７の後端部を位置
決めするための凹部７０ａが形成されている。

【００４８】そして、第二コイル２３の外側には樹脂製
の外ボビン７１が配置されている。外ボビン７１も筒状
に構成され、外周面には図示しない巻線用の螺旋溝が形
成してあり、ここに第一コイル（本実施例では一次コイ
ル）２２が巻線形成されている。

【００４９】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、請求項に記載した
範囲を逸脱しない限り、当業者が通常有する知識に基づ
く改良を適宜付加することができる。以下、いくつかの
変形例について説明する。

【００５０】まず、図２（ｃ）に示すように、ヨーク部
材側スリット２６にリード線８を挿入した後、外側をス
リットのないコイルケース２７で覆ってしまうこともで
きる。このようにすると、一旦収納したリード線８が、
以後の工程途中でヨーク部材側スリット２６から外れて
しまったり、リード線８を何かに引っ掛けて断線させて
しまったりする不具合を防止できる利点がある。

【００５１】また、図８に示すように、回路部１２９は
イグナイタのみを含むものとし、センサ出力を、別途設
けたセンサ出力用コネクタ１７０から取り出して、コイ
ルユニット１２の外部にある図示しない変換回路に導く
ようにしてもよい。図８のイグニッションコイルユニッ
ト２１２では、ヘッド部３０の樹脂ベース６６の側面に
センサ出力用コネクタ１７０を一体形成している（図２
と共通する部分には同一の符号を付与して詳細な説明は
省略する）。図９は、その組立て方法の一例を示すもの
である。

【００５２】まず、図９（ａ）に示すようにヨーク部材
２５の外側を、後述するケース側スリット２８（図９
（ｄ））を形成しない状態のコイルケース２７にて覆
い、（ｂ）に示すようにヘッド部３０を取り付けた後、
ヨーク部材２５とその内側に配置されたイグニッション
コイル７との隙間及びスリット２６とを一括して樹脂充
填することにより、（ｃ）に示す状態とする。そして、
（ｄ）に示すように、コイルケース２７のスリット２６
に対応する部分と、スリット２６内の樹脂充填部とを除
去することにより、ケース側スリット２８を形成しつつ
これを開口内縁部とする溝状のセンサ出力リード線収容
部（１２６）を刻設する。

【００５３】そして、そのセンサ出力リード線収容部
（１２６）にセンサ出力リード線８を嵌め入れ、センサ
出力用コネクタ１７０に対し、突出基端位置に形成され
た端子部１７１にて接続することにより、図８に示すイ
グニッションコイルユニット２１２（スパークプラグ本
体５を取り付けた状態にて示している）が得られる。上
記構成によると、コイルケース２７に図５（ｃ）のよう
な溝形成部２７ａを形成する必要がなくなる。なお、セ
ンサ出力用コネクタ１７０と端子部１７１との接続部
は、ゴムポッティング部等の保護用被覆２５０により覆
うことが望ましい。ここでは、保護用被覆２５０を環状
のゴムポッティング部として形成している。

【００５４】また、センサ出力リード線の一端がスパー
クプラグ本体側に着脱不能に一体化され、そのセンサ出
力リード線をイグニッションコイルユニット側のセンサ
出力リード線収容部に収容する構成としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例たるイグニッションコイルユ
ニットを用いた圧力センサ内蔵型スパークプラグユニッ
トの一例を示す一部切欠分解斜視図。

【図２】図１の圧力センサ内蔵型スパークプラグユニッ
トを組立状態にて示す縦断面図。

【図３】図２の一部を拡大して示す半断面図。

【図４】センサカバー及びセンサ組立体の構造を示す分
解斜視図。

【図５】図２のイグニッションコイルユニットの、組立
て方法の一例を示す工程説明図。

【図６】図５に続く工程説明図。

【図７】回路部の構成例をいくつか示す図。

【図８】本発明のイグニッションコイルユニットの変形
例を用いた圧力センサ内蔵型スパークプラグユニットを
組立状態にて示す縦断面図。

【図９】図８のイグニッションコイルユニットの組立て
方法の一例を示す工程説明図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｔ 13/40 Ｈ０１Ｔ 13/40 (72)発明者 松井 正好 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G019 KA01 KA23 KA28 KC02 5G059 AA08 CC02 KK01

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力センサ（３）を内蔵したスパークプ
   ラグ本体（５）に取り付けて使用され、イグニッション
   コイル（７）と、前記イグニッションコイル（７）の外
   周面を取り囲む形態の、磁路形成用の筒状のヨーク部材
   （２５）とを有し、そのヨーク部材（２５）に、前記圧
   力センサ（３）に接続されるセンサ出力リード線（８）
   が収容されるセンサ出力リード線収容部（２６）が形成
   されていることを特徴とするイグニッションコイルユニ
   ット（１２）。
2. 【請求項２】 前記ヨーク部材（２５）は、板状の軟磁
   性金属板材を筒状に丸めることにより、その丸めた向き
   における両縁間に前記センサ出力リード線収容部（２
   ６）となるスリットを形成したものである請求項１記載
   のイグニッションコイルユニット（１２）。
3. 【請求項３】 前記ヨーク部材（２５）の外周面が樹脂
   製のコイルケース（２７）で覆われてなり、かつ該コイ
   ルケース（２７）には、ヨーク部材（２５）側のスリッ
   ト（２６）と対応する位置に、当該スリット（２６）と
   対応する形状のケース側収容空間が形成され、それらス
   リット（２６）とケース側収容空間（２７ｂ，２８）と
   が一体的に前記センサ出力リード線収容部を形成する請
   求項２記載のイグニッションコイルユニット（１２）。
4. 【請求項４】 前記コイルケース（２７）には、前記ス
   リット（２６）に沿ってその内側に入り込む溝形成部
   （２７ａ）が一体に設けられ、前記ケース側収容空間
   （２８）は、前記スリット（２６）に倣う形態にて前記
   溝形成部（２７ａ）に形成された有底溝（２７ｂ）であ
   る請求項３記載のイグニッションコイルユニット（１
   ２）。
5. 【請求項５】 前記ヨーク部材（２５）は、前記スリッ
   ト（２６）が前記溝形成部（２７ａ）にて塞がれた状態
   にて、自身の内側に配置された前記イグニッションコイ
   ル（７）との隙間が樹脂（１５０）にて充填されている
   請求項４記載のイグニッションコイルユニット（１
   ２）。
6. 【請求項６】 前記コイルケース（２７）には、前記ス
   リット（２６）に沿ってこれと重なる位置に、前記ケー
   ス側収容空間としてのケース側スリット（２８）が形成
   されている請求項３記載のイグニッションコイルユニッ
   ト（１２）。
7. 【請求項７】 前記ヨーク部材（２５）の外側を前記ケ
   ース側スリット（２８）を形成しない状態のコイルケー
   ス（２７）にて覆い、前記ヨーク部材（２５）とその内
   側に配置された前記イグニッションコイル（７）との隙
   間及び前記スリット（２６）とを一括して樹脂充填し、
   その後、前記コイルケース（２７）の前記スリット（２
   ６）に対応する部分と、前記スリット（２６）内の樹脂
   充填部とを除去することにより、前記ケース側スリット
   （２８）を形成しつつこれを開口内縁部とする溝状のセ
   ンサ出力リード線収容部（１２６）を刻設した請求項６
   記載のイグニッションコイルユニット（２１２）。
8. 【請求項８】 スパークプラグ本体（５）側に形成され
   た火花放電高電圧印加用の端子金具（４）に前記イグニ
   ッションコイル（７）を電気的に接続するためのユニッ
   ト側第一端子部（９）と、スパークプラグ本体（５）側
   に形成されたセンサ出力端子部（６）に前記センサ出力
   リード線（８）を電気的に接続するためのユニット側第
   二端子部（１０）とを有して前記スパークプラグ本体
   （５）に着脱可能に構成され、前記スパークプラグ本体
   （５）に装着することにより、前記ユニット側第一端子
   部（９）と前記ユニット側第二端子部（１０）とが前記
   端子金具（４）と前記センサ出力端子部（６）とに、そ
   れぞれ着脱可能に接続されるようにした請求項１ないし
   ７のいずれかに記載のイグニッションコイルユニット
   （２１２）。
9. 【請求項９】 前記スパークプラグ本体（５）への装着
   側端部に、前記ユニット側第二端子部（１０）をなすリ
   ング状のソケット金具（１０）が一体化され、前記挿入
   孔（１５）に前記絶縁体突出部（１４ａ）を押し込むこ
   とにより、前記スパークプラグ本体（５）側の前記セン
   サ出力端子部（６）と前記ソケット金具（１０）とが接
   触導通するようになっている請求項８記載のイグニッシ
   ョンコイルユニット（１２）。
10. 【請求項１０】 前記リング状のソケット金具（１０）
    は前記主体金具（２）に対して軸線（Ｏ）周りに相対回
    転可能とされている請求項９記載のイグニッションコイ
    ルユニット（１２）。
11. 【請求項１１】 前記イグニッションコイル（７）は、
    一方が一次コイルとなり他方が二次コイルとなる第一コ
    イル（２２）と第二コイル（２３）との各々の軸線が、
    該スパークプラグ本体（５）の軸線（Ｏ）と一致する形
    態となるように配置される請求項１ないし１０のいずれ
    かに記載のイグニッションコイルユニット（１２）。
12. 【請求項１２】 前記コイルユニット（１２）には円筒
    状の外観形態を有するコイル収納部（２４）が形成さ
    れ、該コイル収納部（２４）内において前記第二コイル
    （２３）が前記第一コイル（２２）の内側に位置するよ
    うに同心的に配置されるとともに、前記第二コイル（２
    ３）の内側に軟磁性材料からなるコア（２９）が配置さ
    れ、前記ヨーク部材（２５）は前記第二コイル（２３）
    の外周面を取り囲む形態にて配置される請求項１１記載
    のイグニッションコイルユニット（１２）。
13. 【請求項１３】 前記スパークプラグ本体（５）に取り
    付けるための係合部（１１）と、前記イグニッションコ
    イル（７）を収納するコイル収納部（２４）とが互いに
    別体に形成され、前記係合部（１１）の後端側に前記コ
    イル収納部（２４）が嵌合されている請求項１ないし１
    ２のいずれかに記載のイグニッションコイルユニット
    （１２）。
14. 【請求項１４】 主体金具（２）に圧力センサ（３）が
    一体化されるとともに、軸線（Ｏ）方向前端側に火花放
    電ギャップ（ｇ）が、同じく後端側に前記火花放電ギャ
    ップ（ｇ）に高電圧を印加するための端子金具（４）が
    形成されたスパークプラグ本体（５）と、イグニッショ
    ンコイル（７）と、前記圧力センサ（３）に接続される
    センサ出力リード線（８）と、前記イグニッションコイ
    ル（７）の外周面を取り囲む形態の、磁路形成用の筒状
    のヨーク部材（２５）とを有し、そのヨーク部材（２
    ５）に前記センサ出力リード線（８）を収容するセンサ
    出力リード線収容部（２６）が形成されているイグニッ
    ションコイルユニット（１２）と、を備えたことを特徴
    とする圧力センサ内蔵型スパークプラグユニット
    （１）。