JP2009287525A - 点火コイルの取付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】非導電性材料から構成されたシリンダヘッドカバーを採用した場合であっても、低コストかつ簡易な構造で点火コイルを接地することができる点火コイルの取付け構造を提供すること。
【解決手段】導電性材料から構成されたシリンダヘッド３と、非導電性材料で構成され、シリンダヘッド３に取付けられたシリンダヘッドカバー４と、シリンダヘッド３に設けられた点火プラグ１３と、点火プラグ１３を点火させるイグニッションコイル４０とを備え、イグニッションコイル４０をシリンダヘッドカバー４に取付けるイグニッションコイル４０の取付け構造において、導電性材料から構成され、一端がイグニッションコイル４０のグランド端子４７に接触し、他端がシリンダヘッド３に接触するプラグチューブ４１を備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、点火コイルの取付け構造に関し、特に、非導電性部材によって構成されたシリンダヘッドカバーを有する点火コイルの取付け構造に関する。

従来、内燃機関であるエンジンに設けられた点火コイルの取付け構造として、シリンダヘッドカバーを介して点火コイルとしてのイグニッションコイルを接地するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このイグニッションコイルは、金属製のシリンダヘッドカバーに取付けられており、このシリンダヘッドカバーは、締結カラー部材等を介して金属製のシリンダヘッドに取付けられている。このため、イグニッションコイルを接地する場合には、イグナイタのグランド端子を締結カラー部材に接続し、この締結カラー部材からシリンダヘッドカバーおよびシリンダヘッドカバーに接合された金属製のシリンダヘッドを介して、例えば車体に設けられた接地部に接地するようにしている。

また、近年、エンジンの低燃費化を実現するため、エンジンの軽量化が強く望まれている。このため、従来の金属製のシリンダヘッドカバーに代えて、金属製のシリンダヘッドカバーと比較して軽量な樹脂性のシリンダヘッドカバーを採用するケースが多くなってきている。
特開２００６−１２８２６８号公報

しかしながら、例えば、シリンダヘッドカバーとして非導電性樹脂で構成されたシリンダヘッドカバーを採用した場合には、締結カラー部材にリード線を取付け、このリード線をシリンダヘッドカバー外に取り出してシリンダヘッドに電気的に接続しなければならない。

このため、グランド端子を締結カラー部材等まで延長するためにイグニッションコイルが大型、かつ複雑な構造になってしまうことに加えて、リード線を設ける分だけ、部品点数が増大してコストが増加するとともに、リード線の引き回しや内燃機関への接続作業が必要となってしまい、接地作業の作業性が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、非導電性材料から構成されたシリンダヘッドカバーを採用した場合であっても、低コストかつ簡易な構造で点火コイルを接地することができる点火コイルの取付け構造を提供することを目的とする。

本発明に係る点火コイルの取付け構造は、上記目的を達成するため、（１）導電性材料から構成されたシリンダヘッドと、非導電性材料で構成され、前記シリンダヘッドに取付けられたシリンダヘッドカバーと、前記シリンダヘッドに設けられた点火プラグと、前記点火プラグを点火させる点火コイルとを備え、前記点火プラグを前記シリンダヘッドカバーに取付ける点火コイルの取付け構造において、導電性材料から構成され、一端が前記点火コイルのグランド端子に接触し、他端が前記シリンダヘッドに接触する接続部材を備えたものから構成されている。

この構成により、点火コイルのグランド端子が導電性材料から構成された接続部材を介してシリンダヘッドに接続されるので、シリンダヘッドカバーが軽量な樹脂等の非導電性材料から構成された場合でも、点火コイルがシリンダヘッドを介して、例えば車体等に設けられた接地部に接地される。

したがって、簡単な構成で点火コイルの接地を行うことができるとともに、点火コイルの接地作業が複雑、かつ面倒なものになるのを防止して、点火コイルの取付け構造を低コスト、かつ簡素化することができる。

また、上記（１）に記載の点火コイルの取付け構造において、（２）前記グランド端子が、前記シリンダヘッドと前記シリンダヘッドカバーとにより画成された内部空間に露出し、前記接続部材の一端が前記内部空間において前記グランド端子に接触するものから構成されている。

この構成により、シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとにより画成された内部空間において、グランド端子と接続部材とを接触させることができるため、点火コイルをさらに簡易な構造で接地することができる。

また、上記（１）または（２）に記載の点火コイルの取付け構造において、（３）前記点火コイルが、筒状のケースを有し、前記接続部材が、前記ケースの周囲を囲うよう筒状に形成されるものから構成されている。
この構成により、接続部材が筒状に形成されているため、接地面積を広くとることができる。

また、上記（１）ないし（３）に記載の点火コイルの取付け構造において、（４）前記グランド端子の前記接続部材に接触する接触部分が、ブラシ状に形成されるものから構成されている。

この構成により、内燃機関の振動等によって接続部材が変位した場合であっても、グランド端子のブラシ状の接触部分を接続部材の変位に追随させることができるので、点火コイルの接地性能が低下するのを防止することができる。

また、上記（１）から（３）に記載の点火コイルの取付け構造において、（５）前記グランド端子の前記接続部材に接触する接触部分が、円筒形のバネ状に形成されるものから構成されている。

この構成により、内燃機関の振動等が発生したときに、グランド端子を円筒形のバネのバネ力を利用して接続部材に確実に接触させることができ、点火コイルの接地性能が低下するのを防止することができる。
これに加えて、非導電性材料から構成されるシリンダヘッドカバーの組み付け時や劣化が発生した場合にでもグランド端子を接続部材に確実に接触させることができる。

本発明によれば、非導電性材料から構成されたシリンダヘッドカバーを採用した場合であっても、低コストかつ簡易な構造で点火コイルを接地することができる点火コイルの取付け構造を提供することができる。

以下、本発明に係る点火コイルの取付け構造の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
図１、図２は、本発明に係る点火コイルの取付け構造の第１の実施の形態を示す図である。なお、図１は、内燃機関のシリンダの断面図であり、図２は、イグニッションコイルおよびその周辺のシリンダの断面図である。

まず、構成を説明する。
図１において、内燃機関のシリンダ１は、内部に複数の気筒５が形成されたシリンダブロック２と、シリンダブロック２の気筒５を覆うように取付けられたシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３の上部に取付けられたシリンダヘッドカバー４とを備えており、シリンダヘッド３は、図示しない車体に固定されている。

また、シリンダヘッドカバー４の上部には、気筒５毎に点火コイルとしてのイグニッションコイル４０が取付けられており、この各イグニッションコイル４０の下部には、シリンダヘッド３内に取付けられた点火プラグ１３が接続されている。

シリンダブロック２は、金属製の導電性材料で構成されており、複数の気筒５を直列に並設している。シリンダブロック２内には、各気筒５内において上下動可能なピストン６と、上端部にピストン６を回動自在に支持するコンロッド７と、ピストン６にコンロッド７を介して連結された図示しないクランクシャフトとが収容されている。そして、図示しない内燃機関であるエンジンが駆動されると、ピストン６の上下動がコンロッド７を介してクランクシャフトに伝達されることにより、クランクシャフトが回転するようになっている。

シリンダヘッド３は、シリンダブロック２と同様に金属製の導電性材料から構成されており、シリンダヘッド３は、シリンダブロック２の上部に固定され、シリンダブロック２を介して車体の接地部に接地されるようになっている。

シリンダヘッド３内には、気筒５と図示しない吸気マニホールドとを連通する吸気ポート８と、気筒５と図示しない排気マニホールドとを連通する排気ポート９とが形成されており、シリンダヘッド３の吸気ポート８の近傍には、吸気ポート８を開閉する吸気弁１０が設けられ、シリンダヘッド３の排気ポート９の近傍には、排気ポート９を開閉する排気弁１１が設けられている。

また、シリンダヘッド３の上部には、一対の軸受部１２ａ、１２ｂが設けられており、この軸受部１２ａ、１２ｂに吸気弁１０および排気弁１１を開閉駆動する吸気カムシャフト１４および排気カムシャフト１５がそれぞれ回転自在に支持されている。

また、吸気カムシャフト１４、排気カムシャフト１５およびクランクシャフトには、それぞれ図示しないプーリが固定されており、これらのプーリには図示しないタイミングベルトが掛け渡されている。すなわち、本実施の形態のシリンダ１は、オーバヘッドカムシャフト式のバルブシステムを採用しており、クランクシャフトの回転がタイミングベルトを介して吸気カムシャフト１４および排気カムシャフト１５に伝達され、吸気弁１０および排気弁１１の開閉タイミングを調整されるようになっている。

そして、ピストン６の上下動に合わせて、吸気弁１０および排気弁１１が開閉することにより、吸気マニホールドから吸気ポート８を介して混合気が気筒５内に取り込まれ、気筒５内から排気ポート９を介して燃焼後の排気ガスが排気マニホールドに排出されるようになっている。

シリンダヘッド３の上部には、吸気カムシャフト１４および排気カムシャフト１５の間にイグニッションコイル４０の軸線方向の下半部を収納するための段付き穴１６が形成されている。段付き穴１６は、上部に位置する大径部１７と下部に位置する小径部１８とから構成されており、小径部１８の内周面には、導電性材料、例えば、金属製のプラグチューブ（接続部材）４１が圧入固定されている。また、プラグチューブ４１の外周面と大径部１７の内周面との間には、Ｏリング１９が装着されており、大径部１７内を液密に封止している。

また、シリンダヘッド３の小径部１８の下方には、点火プラグ１３を固定するための雌ネジ孔２０が形成されており、この雌ネジ孔２０に点火プラグ１３の雄ネジが螺合することにより、電極部１３ａが気筒５側に露出した状態で点火プラグ１３がシリンダヘッド３に固定されている。

シリンダヘッドカバー４は、合成樹脂等の非導電性材料で下部が開口する箱状に構成されており、エンジンに軽量性を持たせるようになっている。また、シリンダヘッドカバー４の下端部にはフランジ２１が形成されており、フランジ２１の下面には、全周に亘って環状溝が形成されている。そして、シリンダヘッドカバー４は、環状溝にガスケット２２が装着された状態で、シリンダヘッド３の上部に液密に固定されている。

シリンダヘッドカバー４の上部には、シリンダヘッド３の段付き穴１６と同軸上の位置に挿入孔２３が形成されており、イグニッションコイル４０は、この挿入孔２３から挿入されて点火プラグ１３に装着されている。

また、シリンダヘッドカバー４の挿入孔２３の周縁部には、シリンダヘッドカバー４の外側において、シリンダヘッドカバー４とイグニッションコイルとを液密に封止する上側ガスケット２４が装着されており、シリンダヘッドカバー４の内側において、シリンダヘッドカバー４とプラグチューブ４１とを液密に封止する下側ガスケット２５が装着されている。

また、シリンダヘッドカバー４の内側およびシリンダヘッド３の上面により画成された空間は、オイル室２６となっており、オイル室２６に貯留されたオイルは、シリンダ１の各部を潤滑しつつ、シリンダブロック２の下方に設けられた図示しないオイルパンに流下するようになっている。
点火プラグ１３は、上端部に位置する入力端子がイグニッションコイル４０に電気的に接続されており、気筒５側に露出した電極部１３ａにおいて空中放電を発生させるようになっている。

図２に示すように、イグニッションコイル４０は、筒状のケース４２を備えており、ケース４２は、シリンダヘッドカバー４にボルト３９によって固定される基端部４３と、基端部４３から下方に伸びる中空筒状部４４とから一体的に構成されている。

基端部４３には、点火プラグ１３に対する通電を制御するイグナイタ４５が収容されており、イグナイタ４５には、図示しないＥＣＵから点火信号が入力される入力端子４６、後述する１次コイルに点火信号を伝達する出力端子および接地用のグランド端子４７がそれぞれ接続されている。

また、イグナイタ４５は、スイッチトランジスタ等の電子部品を内蔵しており、入力端子４６から入力された点火信号に基づいて出力端子から点火プラグ１３に対する通電のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うようになっている。

グランド端子４７は、基端部４３からシリンダヘッドカバー４の内側に向けて露出しており、シリンダヘッドカバー４の挿入孔２３、上側ガスケット２４および下側ガスケット２５により画成された空間内においてプラグチューブ４１の上端部に接触している。

中空筒状部４４内には、中心部分に配置された円柱状のインナコア４８と、インナコア４８の周囲を囲う２次コイル部４９と、２次コイル部４９の周囲を囲う１次コイル部５０と、１次コイル部５０の周囲を囲うアウタコア５１とが収容されている。そして、ケース４２に収容された各部材間の隙間は、合成樹脂により封止されており、各部材間における絶縁性が確保されている。

インナコア４８は、珪素鋼等により円柱状に形成されており、インナコア４８の上下方向の両端部には、一対のマグネット５２ａ、５２ｂが固着されている。インナコア４８および一対のマグネット５２ａ、５２ｂは、図示しないゴム層によって全体が被覆されている。

２次コイル部４９は、インナコア４８の内周面に外嵌された２次ボビン５３と、２次ボビン５３に積層して巻回された２次巻線５４とから構成されている。２次ボビン５３の下端部には、ターミナル５５が設けられており、２次巻線５４がこのターミナル５５に接続されている。

１次コイル部５０は、２次コイル部４９の内周面と所定の間隔を隔てて設けられており、円筒状をなすように２層に巻回された１次巻線５６と、１次巻線５６の上下方向の両端部に配置された一対のスリーブ５７ａ、５７ｂとから構成されている。すなわち、１次コイル部５０は、ボビンを持たないボビンレス構造であり、一対のスリーブ５７ａ、５７ｂにより１次巻線５６を所定の形状に保つようになっている。

アウタコア５１は、珪素鋼等により円筒状に形成されており、１次コイル部５０の内周面と所定の間隔を隔てて設けられている。また、アウタコア５１は、円筒管を重ね合わせた２重管構造となっており、外周面がケース４２の中空筒状部４４の内周面に接触している。

また、中空筒状部４４の下端内周部には、円筒部材５８が嵌合されており、円筒部材５８の内側には、ターミナル５５に接触する高圧部材５９と、高圧部材５９に上端部が固定されたスプリング６０とが収容され、円筒部材５８の外側には、プラグキャップ６１が装着されている。そして、このプラグキャップ６１に点火プラグ１３が嵌挿されると、点火プラグ１３の入力端子がスプリング６０の下端部に接触し、スプリング６０およびターミナル５５を介して２次コイル部４９と点火プラグ１３が電気的に接続される。

そして、イグナイタ４５が２次コイル部４９に通電した状態から通電を停止すると、２次コイル部４９には相互誘導作用により高電圧が誘起される。そして、誘起された電圧によって、点火プラグ１３において放電が発生するようになっている。なお、２次コイル部４９は、１次コイルに通電された低圧電流を十分に昇圧できる程度の巻数で２次巻線５４が２次ボビン５３に巻回されている。

一方、プラグチューブ４１は、金属等の導電性材料で円筒状に構成されており、ケース４２の中空筒状部４４の周囲を囲うようにしてシリンダヘッド３の段付き穴１６の小径部１８に圧入固定されている。プラグチューブ４１の上端部（一端）にはグランド端子４７が接触しており、プラグチューブ４１の下端部（他端）がシリンダヘッド３に小径部１８に嵌合されている。このため、イグニッションコイル４０は、プラグチューブ４１、シリンダヘッド３およびシリンダブロック２を介して車体の接地部に接地されている。

このような構成を有する本実施の形態では、イグニッションコイル４０が導電性材料から構成されたプラグチューブ４１を介して金属製のシリンダヘッド３に接続されるので、シリンダヘッドカバー４が軽量な樹脂等の非導電性材料から構成された場合でも、イグニッションコイル４０をシリンダヘッド３を介して車体等に設けられた接地部に接地することができる。

したがって、簡単な構成でイグニッションコイル４０の接地を行うことができるとともに、イグニッションコイル４０の接地作業が複雑、かつ面倒なものになるのを防止して、イグニッションコイル４０の取付け構造を低コスト、かつ簡素化することができる。

また、本実施の形態では、グランド端子４７をシリンダヘッド３とシリンダヘッドカバー４とにより画成された内部空間に露出し、プラグチューブ４１の一端をこの内部空間においてグランド端子４７に接触させるようにしたので、イグニッションコイル４０をより一層簡易な構造で接地することができる。
また、本実施の形態では、イグニッションコイル４０が、筒状のケース４２を有し、プラグチューブ４１が、ケース４２の周囲を囲うよう筒状に形成されるので、接地面積を広くとることができる。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明に係る点火コイルの取付け構造の第２の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省略する。
本実施の形態では、グランド端子４７のプラグチューブ４１に接触する接触部分としての接触部７１が、ブラシ状に形成されている。

このようにすれば、エンジンの振動等によってプラグチューブ４１が変位した場合であっても、グランド端子４７の接触部７１をプラグチューブ４１の変位に追随させることができ、イグニッションコイル４０の接地性能が低下するのを防止することができる。

（第３の実施の形態）
図４は、本発明に係る点火コイルの取付け構造の第３の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省略する。
本実施の形態では、グランド端子４７のプラグチューブ４１に接触する接触部分としての接触部８１が、円筒形のバネ状に形成されている。

このようにすれば、エンジンの振動等が発生したときに、グランド端子４７を接触部８１のバネ力を利用してプラグチューブ４１に確実に接触させることができ、イグニッションコイル４０の接地性能が低下するのを防止することができる。
これに加えて、非導電性材料から構成されるシリンダヘッドカバー４の組み付け時や劣化が発生した場合にでもグランド端子４７をプラグチューブ４１に確実に接触させることができる。

なお、上記の各実施の形態においては、プラグチューブ４１が円筒状に形成される構成としたが、グランド端子４７とシリンダヘッド３とを電気的に接続するものであれば、円筒状に限定されるものではなく、半割りの板状や線状でもよい。

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

以上説明したように、本発明の点火コイルの取付け構造は、非導電性材料から構成されたシリンダヘッドカバーを採用した場合であっても、低コストかつ簡易な構造で点火コイルを接地することができるという効果を有し、非導電性部材によって構成されたシリンダヘッドカバーを有する点火コイルの取付け構造等に有用である。

本発明に係る点火コイルの取付け構造の第１の実施の形態を示す図であり、エンジンのシリンダの断面図である。 本発明に係る点火コイルの取付け構造の第１の実施の形態を示す図であり、点火コイルおよびその周辺のシリンダの断面図である。 本発明に係る点火コイルの取付け構造の第２の実施の形態を示す図であり、点火コイルおよびその周辺のシリンダの断面図である。 本発明に係る点火コイルの取付け構造の第３の実施の形態を示す図であり、点火コイルおよびその周辺のシリンダの断面図である。

符号の説明

３ シリンダヘッド
４ シリンダヘッドカバー
１３ 点火プラグ
４０ イグニッションコイル（点火コイル）
４１ プラグチューブ（接続部材）
４２ ケース
４７ グランド端子
７１、８１ 接触部

Claims (5)

1. 導電性材料から構成されたシリンダヘッドと、非導電性材料で構成され、前記シリンダヘッドに取付けられたシリンダヘッドカバーと、前記シリンダヘッドに設けられた点火プラグと、前記点火プラグを点火させる点火コイルとを備え、前記点火プラグを前記シリンダヘッドカバーに取付ける点火コイルの取付け構造において、
   導電性材料から構成され、一端が前記点火コイルのグランド端子に接触し、他端が前記シリンダヘッドに接触する接続部材を備えたことを特徴とする点火コイルの取付け構造。
2. 前記グランド端子が、前記シリンダヘッドと前記シリンダヘッドカバーとにより画成された内部空間に露出し、
   前記接続部材の一端が前記内部空間において前記グランド端子に接触することを特徴とする請求項１に記載の点火コイルの取付け構造。
3. 前記点火コイルが、筒状のケースを有し、
   前記接続部材が、前記ケースの周囲を囲うよう筒状に形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の点火コイルの取付け構造。
4. 前記グランド端子の前記接続部材に接触する接触部分が、ブラシ状に形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の点火コイルの取付け構造。
5. 前記グランド端子の前記接続部材に接触する接触部分が、円筒形のバネ状に形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の点火コイルの取付け構造。

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