JP2003297655A

JP2003297655A - 内燃機関用点火装置

Info

Publication number: JP2003297655A
Application number: JP2002098509A
Authority: JP
Inventors: Takeo Maekawa; 武雄前川; Tetsuya Miwa; 哲也三輪; Hiroki Hiramatsu; 浩己平松
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2003-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】点火プラグ２と点火コイル３が一体化されて
シリンダヘッドに装着される内燃機関用点火装置におい
て、２次巻線３２の低電圧側を内燃機関に電気的に接続
するためのコネクタ端子およびワイヤハーネスを不要に
する。【解決手段】ケース１を導電性材料にて形成し、２次
巻線３２の一端を中心電極２２に電気的に接続し、２次
巻線３２の他端および接地電極２３をケース１に電気的
に接続する。これによると、２次巻線３２の低電圧側と
接地電極２３がケース１を介して電気的に接続されるた
め、２次巻線３２の低電圧側を内燃機関に電気的に接続
するためのコネクタ端子およびワイヤハーネスを不要に
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、点火プラグと点火
コイルを一体化した内燃機関用点火装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、点火コイルと点火プラグを一体化した内燃機関用点
火装置が種々提案されている（特開２０００−２５２０
４０号公報、欧州特許出願公開第０９０７０１９号明細
書参照）。また、点火コイルと点火プラグを一体化した
内燃機関用点火装置に、燃焼室の圧力を検出する圧力検
出素子を内蔵したものも、特開２０００−２７７２３２
号公報にて提案されている。

【０００３】この種の点火装置では、一般的には、２次
巻線の低電圧側をコネクタ端子に接続し、このコネクタ
端子に接続される外部のワイヤハーネスを内燃機関に接
続することにより、２次巻線の低電圧側と点火プラグの
接地電極とを、上記コネクタ端子、ワイヤハーネス、お
よび内燃機関を介して電気的に接続するようになってい
る。従って、２次巻線の低電圧側を内燃機関に接続する
ために、コネクタ端子およびワイヤハーネスがそれぞれ
１本必要であった。

【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、点火プラグと点火コイルが一体化されてシリンダヘ
ッドに装着される内燃機関用点火装置において、２次巻
線の低電圧側を内燃機関に電気的に接続するためのコネ
クタ端子およびワイヤハーネスを不要にすることを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、中心電極（２２）と接
地電極（２３）との間で放電を行う点火プラグ（２）
と、１次巻線（３１）と２次巻線（３２）とを有して点
火プラグ（２）に高電圧を供給する点火コイル（３）と
を備え、点火プラグ（２）と点火コイル（３）が内燃機
関のシリンダヘッドに装着される内燃機関用点火装置に
おいて、点火プラグ（２）が収納される部分と点火コイ
ル（３）が収納される部分とが一体に形成された筒状の
ケース（１）を備え、ケース（１）は導電性の材料にて
形成され、２次巻線（３２）の一端および接地電極（２
３）がケース（１）に電気的に接続されていることを特
徴とする。

【０００６】これによると、２次巻線の低電圧側と接地
電極がケースを介して電気的に接続されるため、２次巻
線の低電圧側を内燃機関に電気的に接続するためのコネ
クタ端子およびワイヤハーネスを不要にすることができ
る。それに伴って、コネクタの小型化が可能となり、ま
た２次巻線の低電圧側を内燃機関に電気的に接続するた
めのワイヤハーネスの這いまわしがなくなるため装置の
信頼性が向上する。

【０００７】また、２次巻線の低電圧側と接地電極との
間の距離が短くなると共に、接続個所も少なくなるた
め、放電回路の抵抗ロスが少なくなって効率のよい点火
が可能となる。

【０００８】請求項２に記載の発明では、内燃機関の燃
焼室の圧力を検出する圧力検出素子（４）を備え、圧力
検出素子（４）は、ケース（１）に収納されると共に、
ケース（１）に電気的に接続され、ケース（１）がシリ
ンダヘッドに電気的に接続されていることを特徴とす
る。

【０００９】これによると、圧力検出素子の一端（アー
ス側）は、ケースを介して内燃機関に電気的に接続され
るため、圧力検出素子の一端（アース側）を内燃機関に
電気的に接続するためのコネクタ端子およびワイヤハー
ネスを不要にすることができる。

【００１０】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１〜図３は本
発明に係る内燃機関用点火装置の第１実施形態を示すも
ので、図１は点火装置の全体構成を示す断面図、図２は
点火装置の全体を示す外観斜視図、図３は圧力検出素子
４近傍の拡大断面図である。

【００１２】図１〜図３において、点火装置は、円筒形
状のケース１内に、点火プラグ２と点火コイル３と圧力
検出素子４が収納され、点火プラグ２の両電極（詳細後
述）が図示しない車両用内燃機関の燃焼室に露出するよ
うにして、シリンダヘッドのプラグホールに装着される
ようになっている。

【００１３】ケース１は、磁性体で且つ導電性の金属材
料、より詳細には炭素鋼であるＳ３５Ｃ材等の鉄鋼材料
よりなり、ケース１の外周面には、燃焼室側に雄ねじ部
１１が形成されると共に、反燃焼室側に締め付け用ナッ
ト部１２が形成されており、ナット部１２を利用してケ
ース１を回して、雄ねじ部１１をシリンダヘッドの図示
しない雌ねじ部にねじ結合させることにより、点火装置
がシリンダヘッドに固定されるようになっている。

【００１４】ケース１内にはセラミック等の高耐熱性電
気絶縁材料からなる円筒状の碍子５が収納されており、
この碍子５は、燃焼室側に位置するプラグ側筒部５１
と、このプラグ側筒部５１から反燃焼室側に向かって延
びるコイル側筒部５２とを有している。

【００１５】ケース１の内周面には、燃焼室側近傍に段
付き状の受け面１３が形成されており、一方、碍子５の
プラグ側筒部５１の外周面には、この受け面１３に当接
する段付き状の当たり面５３が形成されている。そし
て、受け面１３と当たり面５３が当接することにより、
ケース１と碍子５との軸方向の位置決めがなされると共
に、ケース１と碍子５との間からの燃焼ガスの洩れを防
止するようになっている。なお、シール性を向上させる
ため、受け面１３と当たり面５３の間に弾性材料で出来
たワッシャを入れてもよい。

【００１６】点火プラグ２は、導電性金属よりなるステ
ム２１、導電性金属よりなる中心電極２２、および導電
性金属よりなる接地電極２３等から構成されている。そ
して、ステム２１および中心電極２２は、碍子５におけ
るプラグ側筒部５１の中心穴に挿入されており、この中
心電極２２の一端は燃焼室に露出している。また、接地
電極２３はケース１に溶接等により一体化されており、
この接地電極２３は中心電極２２の一端と対向してい
る。

【００１７】点火コイル３は、１次巻線３１、２次巻線
３２、磁性材料よりなる円柱状の中心コア３３、および
電気絶縁性の樹脂にて有底円筒状に形成された２次スプ
ール３４等から構成されている。

【００１８】１次巻線３１は、碍子５におけるコイル側
筒部５２の外周面の凹部５４に直接巻線されている。そ
して、１次巻線３１の両端は図示しないターミナルを介
して、接続コネクタ６のコネクタ端子６１に接続されて
おり、これにより１次巻線３１に図示しないイグナイタ
からの制御信号が入力されるようになっている。

【００１９】ここで、ケース１において中心コア３３を
取り囲む部分は、磁束が流れる外周コアの機能を有して
おり、１次巻線３１で発生した磁束１００は、中心コア
３３およびケース１に流れるようになっている。

【００２０】そして、ケース１において中心コア３３を
取り囲む部分には、磁束変化で発生する環状電流による
損失を防止するために、中心コア３３の軸方向に延びる
スリット１５（図２、図３参照）が形成されている。

【００２１】２次スプール３４は、２次巻線３２が巻か
れる巻き線用筒部３４ａと、この巻き線用筒部３４ａか
ら反燃焼室側に向かって突出する突出筒部３４ｂを有し
ている。そして、巻き線用筒部３４ａの外周に２次巻線
３２が巻かれ、２次スプール３４の中心穴に中心コア３
３が挿入されている。中心コア３３を挿入後、２次スプ
ール３４の中心穴の開口部にゴムやスポンジ等の弾性材
よりなるコア押え蓋３５が挿入されることにより、２次
スプール３４の中心穴が塞がれている。

【００２２】２次巻線３２の高電圧端は、点火プラグ２
のステム２１を介して中心電極２２に電気的に接続され
ている。一方、２次巻線３２の低電圧端は、ケース１内
に配置された部品、すなわち、第１ターミナル３６、第
２ターミナル３７およびボルト８を介して、ケース１に
電気的に接続され、さらに、ケース１を介して接地電極
２３に電気的に接続されている。換言すると、２次巻線
３２の低電圧端は、内燃機関を介さずに、接地電極２３
に電気的に接続されている。そしてさらに、雄ネジ１１
を介してシリンダヘッドに接触してアースされている。

【００２３】第１ターミナル３６は、導電性金属にて板
状または棒状に形成され、突出筒部３４ｂの側方に配置
され、第１ターミナル３６に２次巻線３２の低電圧端が
接続されている。第２ターミナル３７は、導電性金属よ
りなり、薄板リング状のリング部と、そのリング部から
内側に突出する差込部３７ａとを有し、リング部が圧力
検出素子４とボルト８との間に配置され、差込部３７ａ
の穴に第１ターミナル３６が挿入されている。

【００２４】圧力検出素子４は、それに負荷される荷重
の変化に伴って電位が変位するもので、例えばチタン酸
鉛からなり、薄板リング状に形成されている。そして、
圧力検出素子４はコイル側筒部５２の端部に配置され、
圧力検出素子４の一端は、第２ターミナル３７、ボルト
８およびケース１を介してシリンダヘッドに電気的に接
続されている。

【００２５】また、圧力検出素子４とコイル側筒部５２
の端部との間に、導電性金属にて薄板リング状に形成さ
れた燃焼圧信号用ターミナル７が配置されている。この
燃焼圧信号用ターミナル７には、コネクタ端子６１が一
体に形成されている（図３参照）。これにより圧力検出
素子４の出力信号が図示しない制御装置に出力されるよ
うになっている。

【００２６】なお、圧力検出素子４をコイル側筒部５２
の端部に配置可能にするために、コイル側筒部５２の端
部は、１次巻線３１および２次巻線３２よりも、図１の
紙面において上部まで延長されている。換言すると、コ
イル側筒部５２の端部は、１次巻線３１および２次巻線
３２よりも反燃焼室側に突出している。

【００２７】ボルト８は導電性金属にて筒状に形成さ
れ、ケース１における反燃焼室側に形成された雌ねじ部
１４にボルト８がねじ結合されることにより、第２ター
ミナル３７、圧力検出素子４および燃焼圧信号用ターミ
ナル７が、コイル側筒部５２の端部とボルト８との間に
保持されるようになっている。

【００２８】そして、ボルト８の締め付けにより、圧力
検出素子４に圧縮予荷重を与えると共に、ケース１の受
け面１３と碍子５の当たり面５３との当接部にて、ケー
ス１と碍子５との間からの燃焼ガスの洩れを防止するよ
うになっている。

【００２９】ボルト８を雌ねじ部１４にねじ結合した
後、接続コネクタ６の樹脂製のケース６２がボルト８の
中空穴に挿入される。

【００３０】上記構成の点火装置は、イグナイタからの
制御信号に基づいて点火コイル３が高電圧を発生し、点
火プラグ２はその高電圧を火花ギャップ間で放電して燃
焼室内の混合気を着火させる。また、燃焼室内での燃焼
によって発生した圧力は、碍子５を介して圧力検出素子
４に伝達され、それにより圧力検出素子４は圧縮荷重を
受ける。そして、圧力検出素子４は、その荷重に応じた
電圧の出力信号を出力する。

【００３１】本実施形態では、２次巻線３２の低電圧側
と点火プラグ２の接地電極２３がケース１を介して電気
的に接続されるため、２次巻線３２の低電圧側を内燃機
関に電気的に接続するためのコネクタ端子およびワイヤ
ハーネスを不要にすることができる。それに伴って、コ
ネクタ６の小型化が可能となり、また２次巻線３２の低
電圧側を内燃機関に電気的に接続するためのワイヤハー
ネスの這いまわしがなくなるため装置の信頼性が向上す
る。

【００３２】また、２次巻線３２の低電圧側と点火プラ
グ２の接地電極２３との間の距離が短くなると共に、接
続個所も少なくなるため、放電回路の抵抗ロスが少なく
なって効率のよい点火が可能となる。

【００３３】また、圧力検出素子４の一端は、ケース１
を介して内燃機関に電気的に接続されるため、圧力検出
素子４の一端を内燃機関に電気的に接続するためのコネ
クタ端子およびワイヤハーネスを不要にすることができ
る。

【００３４】また、コイル側筒部５２の端部を１次巻線
３１および２次巻線３２よりも反燃焼室側に突出させ
て、コイル側筒部５２の端部に圧力検出素子４を配置し
ているため、圧力検出素子４の信号線を、点火コイル３
の脇を通すことなく、ケース１の外部に取り出すことが
できる。よって、ケース１の直径を増加させることもな
く、圧力検出素子４の出力信号は点火コイル３からの放
電ノイズの影響も受けにくくなるとともに、信号線の這
いまわし等の処理も不要もしくは容易になる。

【００３５】また、ボルト８の締め付けにより圧力検出
素子４に圧縮予荷重を与えるようにしているため、燃焼
室の圧力変動に対する出力精度を確保することができ
る。

【００３６】また、ボルト８の締め付けによりケース１
の受け面１３に碍子５の当たり面５３を押し付けるよう
にしているため、受け面１３と当たり面５３との当接部
にて、ケース１と碍子５との間からの燃焼ガスの洩れを
防止することができる。

【００３７】また、点火コイル構成部品を収納する部分
も含めてケース１を金属材料にて一体に形成しているた
め、点火コイル構成部品を樹脂製ケース内に収納したも
のよりも、点火コイル構成部品の放熱性を向上させるこ
とができる。

【００３８】また、ケース１自体に点火コイルの外周コ
アの機能を持たせることができるため、従来のように外
周コアを別に設ける必要がなくなり、従って、点火装置
の小径化、および低コスト化が可能となる。

【００３９】また、ケース１における中心コア３３を取
り囲む部分に設けたスリット１５により、磁束変化で発
生する環状電流による損失を防止することができる。

【００４０】また、点火コイル３の巻線３１、３２等
が、シリンダヘッドに接地された金属製のケース１によ
って覆われるため、点火コイル３内で発生する点火ノイ
ズが、ケース１によってシールドされて外部に洩れにく
くなる。

【００４１】（第２実施形態）本実施形態は、圧力検出
素子４を備えない内燃機関用点火装置に本発明を適用し
たものである。図４は本実施形態の内燃機関用点火装置
の要部を示すもので、第１実施形態と同一部分には同一
の符号を付し、その説明を省略する。また、図示しない
部分は第１実施形態と同一である。

【００４２】図４において、導電性金属よりなる第２タ
ーミナル１３７は、薄板リング状のリング部と、そのリ
ング部から内側に突出する差込部１３７ａとを有し、リ
ング部がコイル側筒部５２の端部とボルト８との間に配
置され、差込部１３７ａの穴に第１ターミナル３６が挿
入されている。これにより、２次巻線３２の低電圧端
は、第１ターミナル３６、第２ターミナル１３７および
ボルト８を介してケース１に電気的に接続されている。

【００４３】従って、本実施形態においても、２次巻線
３２の低電圧側を内燃機関に電気的に接続するためのコ
ネクタ端子およびワイヤハーネスを不要にすることがで
きる。また、２次巻線３２の低電圧側と点火プラグ２の
接地電極２３との間の距離が短くなると共に、接続個所
も少なくなるため、放電回路の抵抗ロスが少なくなって
効率のよい点火が可能となる。

【００４４】（他の実施形態）上述の実施形態では、内
周側が２次巻線３２であり、外周側が１次巻線３１であ
ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、外周
側を２次巻線３２とし、内周側を１次巻線３１としても
よい。

【００４５】また、上述の実施形態では、ボルト８の締
め付けにより圧力検出素子４に予荷重を与えるようにし
たが、ボルト８の代わりにねじを持たない保持部材を用
い、その保持部材をケース１に圧入したり、或いは、保
持部材をケース１に挿入後ケース１をかしめることによ
り、圧力検出素子４に予荷重を与えるようにしてもよ
い。さらに、保持部材をケース１に挿入後圧力検出素子
４に予荷重を与えた状態で、保持部材をケース１に溶接
してもよい。

【００４６】また、ケース１は、分割されたものを溶接
等で一体化してもよい。より詳細には、例えば点火プラ
グ２の構成部品が収納される部分と点火コイル３の構成
部品が収納される部分とを別々に形成し、それらを溶接
等で一体化してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る点火装置の第１実施形態を示す断
面図である。

【図２】図１の点火装置の外観斜視図である。

【図３】図１の点火装置の要部の拡大断面図である。

【図４】本発明に係る点火装置の第２実施形態を示す要
部の断面図である。

【符号の説明】

１…ケース、２…点火プラグ、２２…中心電極、２３…
接地電極、３…点火コイル、３１…１次巻線、３２…２
次巻線、５…碍子。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ０２Ｐ 15/00 ３０３Ｇ０１Ｌ 23/22 Ｇ０１Ｌ 23/22 Ｈ０１Ｔ 13/44 Ｈ０１Ｔ 13/44 Ｈ０１Ｆ 31/00 ５０１Ｆ５０１Ｇ (72)発明者平松浩己愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 2F055 AA23 BB14 CC11 DD20 EE23 FF43 GG11 HH11 3G019 KA01 KA12 KA21 KA28 KC05 KC10 KD17 3G024 AA04 DA01 FA00 5G059 KK01 KK14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心電極（２２）と接地電極（２３）と
の間で放電を行う点火プラグ（２）と、１次巻線（３
１）と２次巻線（３２）とを有して前記点火プラグ
（２）に高電圧を供給する点火コイル（３）とを備え、
前記点火プラグ（２）と前記点火コイル（３）が内燃機
関のシリンダヘッドに装着される内燃機関用点火装置に
おいて、前記点火プラグ（２）の構成部品が収納される部分と前
記点火コイル（３）の構成部品が収納される部分とが一
体に形成された筒状のケース（１）を備え、前記ケース
（１）は導電性の材料にて形成され、前記２次巻線（３２）の一端および前記接地電極（２
３）が前記ケース（１）に電気的に接続されていること
を特徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】前記内燃機関の燃焼室の圧力を検出する
圧力検出素子（４）を備え、前記圧力検出素子（４）
は、前記ケース（１）に収納されると共に、前記ケース
（１）に電気的に接続され、前記ケース（１）が前記シリンダヘッドに電気的に接続
されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関
用点火装置。