JP3131084B2 - 火花点火機関用火花配分カセット - Google Patents

火花点火機関用火花配分カセット

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JP3131084B2 JP05267435A JP26743593A JP3131084B2 JP 3131084 B2 JP3131084 B2 JP 3131084B2 JP 05267435 A JP05267435 A JP 05267435A JP 26743593 A JP26743593 A JP 26743593A JP 3131084 B2 JP3131084 B2 JP 3131084B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両用点火装置に関し、
特に一体点火コイルを包含する電子配電装置用火花配分
カセットに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用点火装置によれば、機関シリンダ
に、制御された様態で火花が得られる。内燃機関用の在
来の車両用点火装置には、点火プラグ、高圧コイルおよ
び、点火プラグ線を介して点火プラグへ高圧電力を向け
る配電器が包含されている。最近、機関作動を更に精確
に制御すべく、マイクロプロセッサ制御に依存する電子
配電装置が導入されている。この種の装置においては、
配電器が省略され、機関作動の結果として生成されたデ
ータに基づきマイクロプロセッサが機関作動を制御す
る。配電器を使用する装置は、標準機関形態において、
４、６または８つのシリンダに対し、単一コイルしか必
要としない。電子配電装置の場合、１つないし２つの点
火プラグに対する高圧出力を発生するために、通例１つ
のコイルが用いられる。
【０００３】在来の点火装置を整備する場合には、この
装置の単数または複数の部分が修理または交換を必要と
するかを判定するべく、構成諸要素の各々ならびに点火
プラグ線の各々を解析することが必要である。これは全
く時間浪費であり得る上、修理を行うには熟練した機械
工を必要とする。最近、単数または複数の点火コイルを
幾つかの点火プラグへ同時に接続するために、モジュー
ルのグループが提案されている。点火装置の構成諸要素
を収容すべく単一ユニットを用いることにより、点火装
置を補修する際に利点が得られる。大量生産部品を迅速
に取り外して交換することができる。交換部品は品質管
理の目的で充分に点検することができ、向上した信頼性
と顧客サービスとがもたらされる。
【０００４】コイルを包含するシールされた火花配分カ
セットを備えることにより、耐久性が向上される。構成
諸要素を単一ユニット内へ収容することによってもま
た、水分や厳しい諸条件下での作動による劣化から個々
の構成要素が防護される。
【０００５】４つの別個のシリンダに対し４つの高圧出
力を供給するための単一コイルの使用が、米国特許第
４，３９２，４７３号に開示されている。前記米国特許
には、一緒に組み立てられ且つ合成樹脂内に注封された
高圧端子、高圧ダイオードおよび点火コイルを有する点
火ユニットが開示されている。コイルの出力を点火プラ
グへ接続するためには点火プラグ線が使用される。コイ
ル・タップと結合された高圧ダイオードを点火プラグ線
端子へ接続するために、導線も用いられる。前記米国特
許の点火ユニットの組立ては、ダイオードやコイルへの
数多くの結線を一緒にはんだ付けまたは他の方法で接続
しなければならない、という点で複雑である。前記米国
特許が必要とする複雑な取付け工程により、点火部品補
修のためのコストが高い装置となる。
【０００６】内燃機関の点火プラグ上へ直接取り付けら
れるように立案されたカセット形式の点火装置が、米国
特許第４，７０６，６８３号に開示されている。この米
国特許には、回路板がユニット内にエポキシで埋封され
且つ装置の点火諸要素が回路板上に包含されるようにし
たカセット式点火装置が開示されている。各機関シリン
ダにつき単一コイルが用意されている。電荷を蓄積し且
つ点火プラグへ電流を供給するために容量性放電回路が
使用されている。カセット組立体内の回路板および容量
性放電回路の使用により、増大された製造および構造要
素費用によるカセット組立体の増大された費用がもたら
される。前記米国特許第４，７０６，６８３号のユニッ
トの組立体を完成するためには、はんだ付けされた数多
くの接続部が必要とされる。
【０００７】米国特許第４，７０６，６３９号には、内
燃機関の点火プラグ上へ点火モジュールが直接に取り付
けられるようにしたモジュール点火装置の別の例が開示
されている。この特許に開示されたモジュールは、各二
つのシリンダの毎に１つのコイルを使用している。端子
を点火コイルへ接続するために電線が使用されるが、そ
れには点火モジュール内のはんだ付け接続部が必要であ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとしている課題】本発明は、従来技
術の点火装置や上述のモジュール点火装置を作るプロセ
スが直面する諸問題を解決することに指向されている。
【０００９】本発明の目的は、内燃機関の点火プラグ上
へ直接に取り付けることができ且つ、内燃機関の４つの
異なるシリンダへ高圧火花をもたらす単一コイルを包含
するコンパクトな、単一の点火装置を提供することにあ
る。本発明の別の目的は、コイルを点火プラグ・ソケッ
トへ接続するために点火線を全く使用せず、それによ
り、はんだ付けされた接続部や複雑な構成作業が最小化
される点火装置を提供することにある。
【００１０】本発明の更に別の目的は、容易に自動化さ
れ且つ、極めて信頼性のある自動化された装置として役
立ち得るモジュール点火装置を作る方法を提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】従って本発明は、点火コ
イルおよび二次配電回路構成諸要素を保持するに充分な
大きさの凹所を有するカセット・ハウジングが成形され
るプロセスに従って作られた、改良された火花配分カセ
ットに関する。点火コイル、高圧ダイオードおよび点火
プラグ受けの間に導電路を設けるべく、導線フレームが
カセット内に成形される。高圧ダイオードは、単にそれ
らをカセット内部に置くことにより点火コイルに接続さ
れ、そこで各ダイオードは、点火プラグを受容するよう
にされた導電性スリーブに接続される。次いでカセット
は電気的構成諸要素を包み込んで単一パッケージを形成
すべく合成樹脂で充てんされる。内燃機関内の点火プラ
グ上へ直接に取り付け得る単一組立体を形成することに
より、モジュール組立体全体を交換して点火装置が容易
に補修される。高圧点火線の省略により信頼性が向上さ
れて機関作動問題の診断が簡素化され、且つまた車両補
修手順が簡素化される。
【００１２】４つのシリンダに対して高圧火花を供給す
るために単一コイルを使用できるので、一つの機関に必
要なコイルの全数の減少を達成することができる。必要
なコイルの数を減少させることにより、点火装置全体の
費用と重量を減少させることが可能となるはずである。
【００１３】本発明の別の態様によれば、コイルを点火
プラグ受けに相互接続する点火線の代りに導線フレーム
が使用される。また導線フレームによれば、車両動力装
置と点火一次コイルとの間に一次電気接続が得られる。
導線フレームは、カセット内へ容易に組み立てられる硬
質の導電性部材である。導線フレームには予備成形され
たコネクタが包含され、それに対してダイオード、コイ
ルおよび点火プラグ受けが容易に組み立てられる。また
導線フレームによれば信頼性のある電気接続が得られ、
それにより、作動中のカセットの信頼性が増大される。
【００１４】
【実施例】ここで図１につき説明する。同図には、参照
数字３２で総称する火花点火内燃機関用の火花配分カセ
ット組立体が参照数字１０で総称して示されている。特
には図示されていない電子制御装置は、燃焼過程に対す
る火花の制御を含めて機関の作動を管理する。図示の如
く、火花配分組立体１０は、凹部１４または凹所を画定
するカセット外殻１２を包含する。火花配分カセット組
立体１０から、複数のスリーブ１６が延びている。
【００１５】ここで図２および図３につき、火花配分カ
セット組立体１０の内部構成諸要素を説明する。カセッ
ト外殻１２内には、複数の高圧導線フレーム１８が位置
している。高圧出力を生成すべく、一次コイル２０およ
び二次コイル２２が設けられている。磁心２３が一次お
よび二次コイルと協働して、それと関連する磁界を強化
する。高圧導線フレーム１８内にはダイオード２４が置
かれる。
【００１６】図１に最も良く示される如く、カセット外
殻１２の凹部１４をエポキシ充てん材２６が充てんし
て、凹部１４内に構成諸要素を一緒に固定する。好適な
実施例においては、内燃機関３２の点火プラグ３０上に
置かれるようにされたソケット２８が各スリーブ１６に
設けられる。火花配分カセット組立体１０は、ボルトな
どの締結具３４で機関３２へ固定される。一次導線フレ
ーム３６は、火花配分カセット組立体１０への低電圧入
力のリセプタクルに接続される。
【００１７】ここで図４（ａ）につき説明する。同図に
は、点火コイルの第一磁束路を図示する回路図が示され
ており、ここでは入力電流Ｉａが一次コイル２０へ付加
されている。一次コイル２０からの磁束は二次コイル２
２内に電流を誘導し、二次コイル２２に高電圧出力が生
起される。図示の如く、一次コイル２０を流過する入力
電流Ｉａの方向により、正にバイアスされた入力が生起
され、対応的な正および負の二次コイル電圧出力がもた
らされる。
【００１８】引き続き図４（ａ）について説明する。上
記に全体として２４で示したダイオードは、代替磁束路
回路機構を説明するため、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２
４ｄの如く、具体的に示す。二次コイル２２の正の出力
の場合には、高電圧出力を点火プラグ３０ａへ伝導すべ
く、ダイオード２４ａが回路内へ電気的に接続される。
ダイオード２４ｂは、点火プラグ３０ｂへのいかなる出
力も阻止する。二次コイル２２の負の出力の場合には、
点火プラグ３０ｃへのいかなる出力も阻止すべく、ダイ
オード２４ｃが回路内へ電気的に接続され、ダイオード
２４ｄは、高電圧出力を点火プラグ３０ｄへ供給すべく
電気的に接続される。
【００１９】ここで図４（ｂ）につき説明する。同図に
は、代替磁束路に対し回路図が示されており、ここでは
入力電流Ｉｂが一次コイル２０へ付加されている。磁束
で誘導された二次コイル２２内の電流により、図４
（ａ）と反対の極性を有する高電圧出力が生起される。
負の出力の場合には、点火プラグ３０ａの電圧印加を防
止すべく、ダイオード２４ａが回路内へ電気的に接続さ
れる。しかし点火プラグ３０ｂは、ダイオード２４ｂを
介して伝導された高電圧火花により励起する。二次コイ
ルの正の側では、ダイオード２４ｃが伝導して高電圧火
花が点火プラグ３０ｃが励起し得るようにさせ、ダイオ
ード２４ｄが点火プラグ３０ｄからの電圧を阻止する。
【００２０】本発明の方法を、図１、図２および図３に
つき、詳細に説明する。この方法における第一段階は、
カセット外殻１２を成形することである。カセット外殻
は、望ましくは、凹部内に配設された、予備成形された
複数の導電性導線フレーム１８を包含するように成形さ
れる。磁心２３に囲われた一次および二次コイル２０，
２２は、一次コイル内を流れる電流が二次コイル内へ電
流を誘導するように、互いに近接して凹部内に置かれ
る。次いで一次および二次コイルは、関連する導線フレ
ームへ電気的に接続される。二次導線フレームは、カセ
ット外殻１２から内燃機関内へ延びるスリーブ１６へ接
続されている。各スリーブ１６には、点火プラグの一端
を受容するソケット２８が包含されている。複数のダイ
オードが、はんだ付けをせずに、二次導線フレーム部材
へ接続されている。導線フレーム部材はなるべくなら、
ダイオード導線を確実に受容するようにされた導線フレ
ームを備えることが望ましい。次いで空所がエポキシ樹
脂のような注封材料で充てんされ、それにより、構成諸
部品がカセット外殻内にシールされ且つ固定される。こ
れによれば、コイルと点火プラグ・ソケットとの間に延
びる点火線がないので、最少のはんだ付け接続部を有す
る火花配分カセットがもたらされる。
【００２１】本発明の好適な実施例についての上記説明
が、限定のためではなく例示として呈示されていること
が、当業者には容易に理解されるはずである。本発明の
範囲は、特許請求の範囲に鑑みて解釈されるべきであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の火花配分カセットを包含する点火装置
を有する機関の部分斜視図。
【図２】本発明の火花配分カセットおよび点火コイルの
構成諸要素の分解斜視図。
【図３】本発明の火花配分カセットおよび点火コイルの
斜視図。
【図４】（ａ）は一次電流を正方向へ流している点火コ
イルおよび火花配分回路の部分略図。（ｂ）は一次電流
を負方向へ流している点火コイルおよび火花配分回路の
部分略図。
【符号の説明】
１０ 火花配分カセット １２ カセット外殻 １４ 凹部 １６ スリーブ １８ 高圧導線フレーム ２０ 一次コイル ２２ 二次コイル ２３ 磁心 ２４ ダイオード ２４ａ ダイオード ２４ｂ ダイオード ２４ｃ ダイオード ２４ｄ ダイオード ２８ ソケット ３０ 点火プラグ ３０ａ 点火プラグ ３０ｂ 点火プラグ ３０ｃ 点火プラグ ３０ｄ 点火プラグ ３２ 火花点火内燃機関 ３６ 一次導線フレーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ シー．チャペキス アメリカ合衆国ミシガン州オークランド カウンティ，ファーミントン，マコウ ム 33917 (56)参考文献 特開 昭60−257112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−152118（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−154139（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−66878（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−109125（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02P 15/00 303 F02P 13/00 303

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機関に取り付ける火花配分カセットを作
    る方法にして、 凹部を備え且つ、点火プラグを受容するようにされた末
    端部を有する少なくとも１つのスリーブの回りにカセッ
    ト外殻を成形する段階、 成形段階中、少なくとも２つの導線フレームをカセット
    内に固定する段階、 導線フレームの各々にダイオードを配置する段階、 凹部に一次コイルおよび二次コイルを配置する段階、 少なくとも２つの一次導線フレームの一方に一次コイル
    を接続する段階、 少なくとも２つの複数の二次導線フレームの他方に二次
    コイル、少なくとも１つのダイオードおよびスリーブを
    接続する段階、ならびに一次コイル、二次コイル、ダイ
    オードおよび導線フレームを包み込むべく凹部を樹脂で
    充てんする段階、とを有し、それにより、二次コイルと
    点火プラグとの間に点火線を延ばすことなく単一パッケ
    ージを形成する方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の火花配分カセットを作
    る方法において、凹部に一次コイルおよび二次コイルを
    配置する段階が、磁心 を形成する段階、および磁心に一次コイルおよび二
    次コイルを配置する段階を含むようにされる方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の火花配分カセットを作
    る方法において、前記充てん段階で使用される樹脂がエ
    ポキシであるようにされる方法。
  4. 【請求項４】 機関の複数の点火プラグ上に取り付ける
    火花配分カセットにして、 凹部を備え且つ、点火プラグを受容するようにされた末
    端を各々が有する複数のスリーブの回りにカセット外殻
    を成形する段階と、 成形段階中、一次および二次導線フレームを前記カセッ
    ト外殻内に固定する段階と、 一次コイルを、前記一次導線フレームと電気的連通をし
    て前記凹部内に配置する段階、 複数のダイオードおよび二次コイルを、前記二次導線フ
    レームと電気的連通をして前記凹部内に配置する段階、 スリーブの各々を二次導線フレームへ電気的に接続し、
    ダイオードが、二次コイルから導線フレームを経てスリ
    ーブへ電流を選択的に伝導するようにする段階、および
    一次コイル、二次コイル、ダイオードならびに一次およ
    び二次導線フレームを包み込むべくカセット外殻を樹脂
    で充てんする段階と、を有し、それにより、二次コイル
    と点火プラグとの間に点火線を延ばすことなく単一パッ
    ケージを形成するプロセスにより作られる火花配分カセ
    ット。
  5. 【請求項５】 電子制御装置により制御される火花点火
    内燃機関用火花配分カセットにして、 凹所を画定するカセット外殻、 凹所内に配設された一次コイル、 一次コイルに隣接して配設された二次コイル、 一次コイルおよび二次コイルのまわりに位置決めされた
    磁心、 はんだ付けせずに一次コイルへ電気的に接続された一次
    導線フレームおよび電子制御装置からの制御された電流
    パルスを受容するプラグ受け、 各々が二次コイルへ電気的に接続された複数の二次導線
    フレーム、 前記二次導線フレームへはんだ付けせずに電気的に接続
    された複数のダイオード、ならびに関連する点火プラグ
    を受容するソケットを各々が有する複数のスリーブを含
    み、前記スリーブが前記二次導線フレームへ電気的に接
    続され、前記電子制御装置からの制御された電流パルス
    が一次コイルに加えられ、二次コイルが電流パルスに基
    づき高圧信号を生成し、高圧信号が、点火線を用いずに
    ダイオードおよびスリーブを介して二次導線フレームに
    より、関連する点火プラグへ伝導されるようにした火花
    点火内燃機関用火花配分カセット。
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