JP2005351156A - 内燃機関の点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッド側への取り付けが容易で、かつコスト、重量等の面で有利な点火装置を提供することを目的とする。
【解決手段】点火コイルを点火プラグに直付けする内燃機関の点火装置において、前記点火コイルを固定するコイル受部材７と、点火コイルに設けた端子５と、前記コイル受部材７に設けられた、点火に必要な信号および電力を点火コイルに送るための電気配線１２、１３、１４に接続された端子４とを備え、前記コイル受部材７に設けた点火プラグ用孔１６に点火コイルを挿入することで、端子４と端子５とが接触し、電気的に接続された状態となる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関の点火プラグに火花点火をさせるための高電圧を発生する点火コイルに関し、特に点火コイルの内燃機関への取り付け部の構造に関する。

内燃機関の点火装置において、各気筒に点火コイルを設ける、いわゆるダイレクトイグニッションシステムが知られている。

特許文献１には、ダイレクトイグニッション用の点火コイルのシリンダヘッド部への取り付けを容易にする構造が開示されている。
特開平６−２１３１２８号

しかしながら、特許文献１は点火コイルをシリンダヘッド側に固定する方法についてなされたものであり、点火コイルに流す電流を制御するイグナイタと点火コイルとを接続する電気配線についての記載は無い。

つまり、各点火コイルにイグナイタからの電流を流すための電気配線、および点火コイルに電気配線を接続するためのコネクタを設ける必要があり、コスト、重量等の面で不利であるという問題があった。

そこで、本発明ではシリンダヘッド側への取り付けが容易で、かつコスト、重量等の面で有利な点火装置を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関の点火装置は、点火コイルを点火プラグに直付けする内燃機関の点火装置において、前記点火コイルを固定するコイル受部材と、点火コイルに設けた第１の端子と、前記コイル受部材に設けられた、点火に必要な信号および電力を点火コイルに送るための電気配線に接続された第２端子と、を備え、前記コイル受部材に設けた点火プラグ用孔に点火コイルを挿入することで、前記第１端子と第２端子とが接触し、電気的に接続された状態となる。

本発明によれば、点火コイルを点火プラグ用孔に押し込むことにより、コイル受部材への固定とコイル受部材内に設けた電気配線との電気的接続とが同時に完了する。これにより、ネジ等による締結の必要がなくなり、また、点火コイル毎にコネクタを設ける必要がなくなる。

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態の点火コイルとカムカバーとの締結部付近の断面図であり、点火コイルがカムカバーに締結された状態を表している。

７はシリンダヘッドの上部に設けられるコイル受部材としてのカムカバー、１６は図示しない点火プラグを設置するための点火プラグ用孔としてのプラグホール、１５はプラグホール１６の開口部に設けられたボス、１はボス１５の上面に設置され後述するコイル部８とボス１５上面との隙間のシールを行う軸方向シールである。

８は電圧を発生するコイル部、１１は高圧の点火信号を出力する高圧タワーであり、コイル部８と高圧タワー１１とで点火コイルを構成する。１０はプラグホール１６と高圧タワーとの隙間をシールするための弾性をもつパッキンである。なお、高圧タワー１１の下方側は省略している。

高圧タワー１１には突出部としての３本の樹脂アーム２が高圧タワー１１の半径方向外側に向けて放射状に設けられており、各樹脂アーム２の先端面には第１の端子としてのアーム側端子５が設けられる。また、樹脂アーム２の先端付近の上面には、位置決め用凸部としてのボールピン３が設けられる。なお、高圧タワー１１の軸心から樹脂アーム２先端までの長さはプラグホール１６の内径よりも大きい。

プラグホール１６の側壁部分には、各樹脂アーム２に対応する溝状のアーム受部１７（係合溝を構成する横溝部）が設けられている。アーム受部１７の上壁面には樹脂アーム２のボールピン３に対応する凹部としてのピン受部９が設けられている。また、アーム受部１７の外周壁には、ボールピン３がピン受部９に収まった状態で樹脂アーム２先端に設けたアーム側端子５と接するように、第２端子としてのリーフスプリング状端子４がプラグホール１６の軸心方向に突出するように設置されている。

上記のような構成の点火コイルのカムカバー７への取り付け方法について図２、図３を参照して説明する。図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図２のＢ−Ｂ矢視図である。

図３に示すように、プラグホール１６の側壁には、アーム受部１７の一方の端部からボス１５の上面まで貫通する係合溝を構成する縦溝部としての切り欠き部１８が設けられている。

点火コイル取り付け時には、各樹脂アーム２を切り欠き部１８に合わせてプラグホール１６内に差込む。そしてコイル部８の下面が軸方向シール１に接したら更に荷重を掛けて押し下げ、樹脂アーム２がアーム受部１７の深さまで達したらアーム受部１７に沿って回転させ、ボールピン３がピン受部９に嵌合したら荷重を抜く。

この状態で、リーフスプリング状端子４はプラグホール１６外周側に向けて押付けられた状態でアーム側端子５と接している。また、圧縮された軸方向シール１の弾性力が上向きに働き、これにより樹脂アーム２はアーム受部１７の上壁面に押付けられ、下向きの反力を生じる。

上記のように、本実施形態の点火コイルは、プラグホール１６の軸方向の動きは軸方向シール１および樹脂アーム２の弾性力によって制限され、また、回転方向の動きは、ボールピン３とピン受部９との嵌合および樹脂アーム２がアーム受部１７上壁面に押圧されることによって制限される。

したがって、ボルト等の締結部材を用いることなく高い取り付け剛性を確保することができ、また、リーフスプリング状端子４とアーム側端子５とはリーフスプリング状端子４の反力により確実に接触した状態を保つことができる。

また、カムカバー７との締結部がコイル部８の下面付近であるので、図５に示した従来の締結方法のように、コイル部にコイルフランジ３２を設け、カムカバーに設けたボス部３１にボルト３０等で締結するのに比べて、点火コイルの重心位置から締結部までの距離が短く、エンジン振動に伴うコイルの振動レベルを低く抑えることが可能となる。これにより、各シール部材の劣化や端子磨耗を抑制し、また振動レベルが大きい場合に端子の接触が瞬間的に断たれることを防止することが可能となる。

次に、点火コイルに点火信号、電源を供給するための電気配線について図４を参照して説明する。

図４はカムカバー７を上面から見た図である。なお、カムカバー７は４気筒エンジン用であり、点火コイルを装着していない状態を表している。

カムカバー７内には、図示しないコントロールユニットから点火時期に合わせて入力される点火信号用の点火信号ライン１２、コイル部８での電圧発生に用いる電源供給用の電源ライン１３、そしてアースライン１４が設けられており、各ラインは各気筒のリーフスプリング状端子４にそれぞれ接続されている。

電源ライン１３およびアースライン１４は集中コネクタ６からの配線が途中で分岐して各気筒に接続されている。

一方、点火信号ライン１２は集中コネクタ６から各気筒までの配線がそれぞれ独立している。これは、点火信号が図示しないコントロールユニットから点火時期に合わせて各気筒の点火コイルに入力されるものだからである。

したがって６気筒エンジンの場合には、集中コネクタ６の電源ライン１３およびアースライン１４用の端子はそれぞれ１つであるが、点火信号ライン１２用の端子は６個必要となる。

カムカバー７に前述した点火コイルを装着すると、樹脂アーム２の先端に設けたアーム側端子５がリーフスプリング状端子４と接触して、各ラインと点火コイルとが電気的に接続された状態となる。

以上により本実施形態では、点火コイルを点火プラグに直付けする内燃機関の点火装置において、前記点火コイルを固定するカムカバー７と、点火コイルに設けたアーム側端子５と、カムカバー７に設けられた、点火に必要な信号および電力を点火コイルに送るための電気配線に接続されたリーフスプリング状端子４と、を備え、リーフスプリング状端子４は、カムカバー７のプラグホール１６の内周壁に、周方向に延びるように設けられたアーム受部１７に設けられ、アーム側端子５はアーム受部１７に係合するように前記点火コイルに設けられた樹脂アーム２に設けられ、樹脂アーム２をアーム受部１７に係合させ、さらにアーム受部１７の周方向に回転させることによりアーム側端子５とリーフスプリング状端子４とが接触し、電気的に接続される構成としたので、点火コイル毎にコネクタを設ける必要がなくなり、また、点火コイルを点火プラグ用孔に押し込み、回転させることにより、カムカバーへの固定とカムカバー内に設けた電気配線との電気的接続とが同時に完了する。これにより、ネジ等による締結の必要がなくなる。

また、従来はコイル部８にコネクタが接続され、この電気的接続部から離れた部分でネジ等による締結が行われていたので、電気的接続部の振動レベルが大きく、コネクタの接続端子の磨耗や、振動による電気的接続の瞬断等が懸念されたが、本実施形態では点火コイルの重心近くに接続端子（アーム側端子５とリーフスプリング状端子４）を設けたので、電気的接続部の振動レベルを小さくすることができ、端子の磨耗や電気的接続の瞬断を防止できる。

複数の気筒を有し、点火プラグに高電圧を供給する点火コイルを気筒毎に備えるエンジンの点火装置であって、シリンダヘッド上にカムシャフトを覆うように設置したカムカバー７の内部に、点火に必要な信号および電力を点火コイルに送るための電気配線１２、１３、１４を設け、カムカバー７のプラグホール１６の内周壁に設けた、プラグホール１６の下方に向けて延びる切り欠き部１８の所定の深さの位置からプラグホール１６の内周壁の周方向に延びるアーム受部１７からなる係合溝と、点火コイルに設けた樹脂アーム２と、アーム側端子と、係合溝に設けられ、カムカバー７内の電気配線１１、１２、１３と接続されているリーフスプリング状端子４と、を備え、樹脂アーム２を切り欠き部１８に沿ってプラグホール１６の下方に向けて押し下げ、さらにアーム受部１７に沿って回転させることにより、アーム側端子５とリーフスプリング状端子４とが接触した状態で、点火コイルがカムカバー７に固定される構成としたので、従来は電源用、アース用、点火信号用の３本の配線が気筒数分だけカムカバー７上に配索されており、他部品との擦過等によりショートする危険性があったが、本実施形態では配線は前述したようにカムカバー７内に設け、さらに電源ライン１３、アースライン１４は一本のラインが途中で分岐する構成となっているので、他部品との擦過等といった問題は生じない。

カムカバー７内に設けられた電気配線１１、１２、１３は、各気筒のリーフスプリング状端子４に接続される配線が一個のコネクタ６に集約される構成としたので、コネクタおよび電気配線の数量を削減することにより、重量が低減される。

プラグホール１６の上端部かつ点火コイルと接する部分に軸方向シール１を設け、点火コイルをアーム受部１７に沿って回転させるときには軸方向シール１を圧縮するよう荷重を掛けながら回転させ、軸方向シール１は点火コイルがカムカバー７に固定されたときには、その反力により点火コイルをプラグホール１６の軸方向上向きに押し上げ、かつ点火コイルとプラグホール１６との隙間をシールする構成としたので、点火コイルのコイル部８の下面とボス１５との隙間がシールされ、また、点火コイルと電気配線１１、１２、１３との電気的接続がプラグホール１６内部で行われるので、電気的接続部分毎に防水を施す必要がなくなり、大幅なコスト削減が可能となる。

樹脂アーム６の先端付近の上面に位置決め用のボールピン５を設け、アーム受部１７の上側壁面にピン受部９を設け、点火コイルがカムカバー７に固定された状態でボールピン５とピン受部９とが係合するすることによって位置決めがなされる構成としたので、エンジンの振動や走行時の振動等により点火コイルと電気配線１１、１２、１３との電気的接続が切断されにくくなる。

樹脂アーム２の先端面にアーム側端子５が設けられ、アーム受部１７の側壁部に、弾性を有するリーフスプリング状端子４がプラグホール１６の内側に向けて突出するように設けられ、リーフスプリング状端子４の弾性力によってアーム側端子５とリーフスプリング状端子４とが接触する構成としたので、エンジンの振動や走行時の振動等により点火コイルと電気配線１１、１２、１３との電気的接続が切断されにくくなる。

第２実施形態について図６〜図８を参照して説明する。

図６は点火コイル締結部の断面図、図７は図６のＡ−Ａ矢視図、図８は図７のＢ−Ｂ矢視図である。

本実施形態の構成は、基本的に第１実施形態と同様であるので、異なる点についてのみ説明を行う。

図６に示すように、本実施形態はアーム側端子５が樹脂アーム２の先端部近傍の下面に設けられ、点火コイル締結時にアーム側端子５の接触する位置に端子板２１が設けられている。端子板２１は、平板を打ち抜き加工や曲げ加工等することにより板バネ状に形成したものである。

図８に示すように、プラグホール１６の円周方向に延びるアーム受部１７の一方の端部にはボス部１５の上面まで貫通する切り欠き部１８が、他方の端部にはプラグホール１６の軸方向上方に延びる係止部２２がそれぞれ設けられる。

点火コイルの締結方法は、第１実施形態と同様に、各樹脂アーム２を切り欠き部１８に合わせてプラグホール１６内に差込む。そしてコイル部８の下面が軸方向シール１に接したら更に荷重を掛けて押し下げ、樹脂アーム２がアーム受部１７の深さまで達したらアーム受部１７に沿って回転させ、端部まで達したら荷重を抜く。これにより軸方向シール１の弾性力によって点火コイルは上方の係止部２２に押付けられ、プラグホール１６の周方向の動きが制限される。

このとき、板バネ状の端子板２１は樹脂アーム２の下面に設けたアーム側端子部５と反力によって確実に接触する。

以上により本実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加え、アーム受部１７の切り欠き部１８との交点とは反対側の端部に、プラグホール１６の内周壁の軸方向上向きに延びる係止部２２を設け、軸方向シール１の反力により点火コイルが押し上げられ、樹脂アーム２と係止部２２とが係合することにより点火コイルの位置決めがなされる構成としたので、エンジンの振動や走行時の振動等により点火コイルと電気配線１１、１２、１３との電気的接続が切断されにくくなる。

樹脂アーム２の先端付近の下面にアーム側端子５が設けられ、アーム受部１７の切り欠き部１８とは反対側の端部付近の底部に、弾性を有する端子板２１が設けられ、端子板２１の弾性力によって樹脂アーム２を上方に向けて押し上げ、アーム側端子５と端子板２１とが接触する構成としたので、軸方向シール１の反力に加え、さらに端子板２１の反力も加わり、より確実に、エンジンの振動や走行時の振動等による点火コイルと電気配線１１、１２、１３との電気的接続の切断を防止できる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

本発明は、気筒毎に点火コイルを備える、いわゆるダイレクトイグニッションシステムを採用する内燃機関に適用可能である。

第1実施形態の点火コイル締結部付近の断面図である。 図1のＡ−Ａ矢視図である。 図２のＢ−Ｂ矢視図である。 カムカバーの上面図である。 従来の締結方法を説明するための図である。 第２実施形態の点火コイル締結部付近の断面図である。 図６のＡ−Ａ矢視図である。 図７のＢ−Ｂ矢視図である。

符号の説明

１ 軸方向シール
２ 樹脂アーム
３ ボールピン
４ リーフスプリング状端子
５ アーム側端子
６ 集中コネクタ
７ カムカバー
８ コイル部
９ ピン受部
１０ パッキン
１１ 高圧タワー
１２ 点火信号ライン
１３ 電源ライン
１４ アースライン
１５ ボス
１６ プラグホール
１７ アーム受部
１８ 切り欠き部
２１ 端子板
２２ 係止部

Claims (9)

1. 点火コイルを点火プラグに直付けする内燃機関の点火装置において、
   前記点火コイルを固定するコイル受部材と、
   点火コイルに設けた第１の端子と、
   前記コイル受部材に設けられた、点火に必要な信号および電力を点火コイルに送るための電気配線に接続された第２端子と、を備え、
   前記コイル受部材に設けた点火プラグ用孔に点火コイルを挿入することで、前記第１端子と第２端子とが接触し、電気的に接続された状態となる内燃機関の点火装置。
2. 前記第２端子は、前記コイル受部材の点火プラグ用孔の内周壁に、周方向に延びるように設けられた横溝部に設けられ、
   前記第１端子は、前記横溝部に係合するように前記点火コイルに設けられた突出部に設けられ、
   前記突出部を前記横溝部に係合させ、さらに横溝部の周方向に回転させることにより前記第１端子と第２端子とが接触し、電気的に接続される請求項１に記載の内燃機関の点火装置。
3. 複数の気筒を有し、点火プラグに高電圧を供給する点火コイルを気筒毎に備えるエンジンの点火装置であって、
   シリンダヘッド上にカムシャフトを覆うように設置したカムカバーの内部に、点火に必要な信号および電力を点火コイルに送るための電気配線を設け、
   前記カムカバーの点火プラグ用孔の内周壁に設けた、点火プラグ用孔の下方に向けて延びる縦溝部と、
   前記縦溝部の所定の深さの位置から前記内周壁の周方向に延びる横溝部からなる係合溝と、
   前記点火コイルに設けた、前記点火プラグ用孔の半径方向に突出する突出部と、
   前記突出部の先端付近に設けた第１端子と、
   前記係合溝に設けられ、前記カムカバー内の電気配線と接続されている第２端子と、を備え、
   前記突出部を前記縦溝部に沿って前記点火プラグ用孔の下方に向けて押し下げ、さらに前記横溝部に沿って回転させることにより、前記第１端子と第２端子とが接触した状態で、点火コイルがカムカバーに固定される構成である請求項２に記載の内燃機関の点火装置。
4. 前記カムカバー内に設けられた電気配線は、
   各気筒の前記第２端子に接続される配線が一個のコネクタに集約される構成となっている請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の点火装置。
5. 前記点火プラグ用孔の上端部かつ点火コイルと接する部分に弾性を有するシール部材を設け、
   点火コイルを前記横溝部に沿って回転させるときには前記シール部材を圧縮するよう荷重を掛けながら回転させ、
   前記シール部材は、点火コイルがカムカバーに固定されたときには、その反力により点火コイルを点火プラグ用孔の軸方向上向きに押し上げ、かつ点火コイルと点火プラグ用孔との隙間をシールする請求項１から４のいずれか一つに記載の内燃機関の点火装置。
6. 前記突出部の先端付近の上面に位置決め用の凸部を設け、
   前記横溝部の上側壁面に凹部を設け、
   点火コイルがカムカバーに固定された状態で前記凸部と凹部とが係合することによって位置決めがなされる請求項２または３に記載の内燃機関の点火装置。
7. 前記横溝部の前記縦溝部との交点とは反対側の端部に、前記内周壁の軸方向上向きに延びる位置決め用の溝を設け、
   前記シール部材の反力により点火コイルが押し上げられ、前記突出部と前記位置決め用の溝とが係合することにより点火コイルの位置決めがなされる請求項５に記載の内燃機関の点火装置。
8. 前記突出部の先端付近の下面に前記第１端子が設けられ、
   前記横溝部の前記縦溝部との交点とは反対側の端部付近の底部に、弾性を有する前記第２端子が設けられ、
   前記第２端子の弾性力によって前記突出部を上方に向けて押し上げ、前記第１端子と第２端子とが接触する請求項６または７に記載の内燃機関の点火装置。
9. 前記突出部の先端面に前記第１端子が設けられ、
   前記横溝部の前記縦溝部の交点とは反対側の端部付近の側壁部に、弾性を有する前記第２端子が前記点火プラグ用孔の内側に向けて突出するように設けられ、
   前記第２端子の弾性力によって前記第１端子と第２端子とが接触する請求項６または７に記載の内燃機関の点火装置。

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