JP3610053B2 - 内燃機関用点火装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の点火プラグに高電圧を供給する内燃機関用点火装置、およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図8は特開平7−29751号公報に示された内燃機関用点火装置1の平面図、図9は図8の内燃機関用点火装置1のXIV−XIV線に沿った断面図、図10は図8の内燃機関用点火装置1の電気回路図である。
この内燃機関用点火装置1は、同時着火システムにより用いられるもので、一つのトランスの2次コイル10の両端部が最終的には二つの点火プラグに接続され、3つのトランスにより6気筒の内燃機関に用いられるものである。
【0003】
この内燃機関用点火装置1は、樹脂で成形され頭部に高圧タワー3を有するケース4に、第1ないし第3のトランス5A、5B、5Cが内蔵されている。第1ないし第3のトランス5A、5B、5Cは、それぞれ口の字形状の閉磁路をなす閉磁路コア6と、この閉磁路コア6の周りを囲った1次ボビン7に導線が巻回されて構成された1次コイル8と、この1次コイル8の周りを囲った2次ボビン9に導線が巻回されて構成された2次コイル10とを備えている。また、ケース4には、1次コイル8への通電を制御するための回路ユニットであるスイッチングモジュール12が内蔵されている。
【0004】
1次コイル8の導線の一端部は、第1の導体13を介して最終的には車輌のバッテリー等の電源(図示せず)に接続される。1次コイル8の導線の他端部は、第2の導体14を介してスイッチングモジュール12のコレクタ端部と接続されている。また、このスイッチングモジュール12には、電源アース線である第3の導体15およびコントロールユニット(図示せず)と接続される信号線である第4の導体16がそれぞれ接続されている。
2次コイル10の導線の両端部は、それそれ高圧タワー3の内部の高圧タワー端子17に接続されている。高圧タワー端子17は高圧コード(図示せず)を介して点火プラグ(図示せず)に接続される。
第1の導体13、第2の導体14、第3の導体15および第4の導体16は、樹脂により一体化されて、配線モジュール18を構成している。
この配線モジュール18、スイッチングモジュール12、および第1ないし第3のトランス5A、5B、5Cは、ケース4内にエポキシ樹脂等の熱硬化性の絶縁樹脂部11で固定されている。
【0005】
次に、上記構成の内燃機関用点火装置1の動作について説明する。
内燃機関のコントロールユニットからの制御信号によりスイッチングモジュール12が駆動され、1次コイル8に流れる一次電流の通電、遮断が行われる。
内燃機関の所定の点火時期に1次コイル8の一次電流が遮断されると、1次コイル8に逆起電力が発生し、トランス5A、5B、5Cの2次コイル10側に高電圧が発生して、接続された点火プラグに高電圧が印加され、図示しない気筒内の混合気を絶縁破壊し、2次電流による放電で混合気が着火される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関用点火装置1では、配線モジュール18は、第1の導体13、第2の導体14、第3の導体15および第4の導体16が樹脂により一体化されて構成されているが、各導体13〜16は、トランス5A、5B、5Cの数量が多くなれば、それだけ多く必要となるばかりでなく、それぞれの導体13〜16の配線経路も複雑となり、さらに配線モジュール18自体が大きくなる。
また、トランスの数量によっては配線モジュールを同一平面では構成できなくなり、配線モジュールを複数段に積層しなければならない場合もある。
このように、配線モジュール18は、第1の導体13、第2の導体14、第3の導体15および第4の導体16の全ての導体を樹脂により一体化して構成されているので、配線経路の自由度が低く、それだけ配線モジュール18が大きくなったり、配線モジュール18の数量が増えると、配線モジュール18を収納するケース4も大きくなり、限られたエンジンルーム内に内燃機関用点火装置1を搭載することが困難になってしまうといった問題点があった。
【0007】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、配線経路の自由度が増え、配線モジュールの簡単化および小型化が可能になる等の内燃機関用点火装置を得ることを目的としている。
また、導電性ワイヤをモジュール本体に簡単に組み付けることができる内燃機関用点火装置の製造方法を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明の内燃機関用点火装置は、ケースと、このケースに内蔵され、コア、コアを囲った1次コイルおよび2次コイルからなり、前記2次コイルに点火用高電圧を発生するトランスと、前記ケースに内蔵された電子部品からなる回路ユニットと、前記トランスと前記回路ユニットとを電気的に接続した配線モジュールと、前記ケース内で前記トランス、前記回路ユニットおよび前記配線モジュールを固定した絶縁樹脂部とを備え、前記配線モジュールは、複数の導体を樹脂で一体化したモジュール本体と、このモジュール本体の表面に沿って設けられている可撓性の導電性ワイヤとから構成され、前記回路ユニットは、1次コイルへの通電を制御するスイッチングモジュールであり、このスイッチングモジュールは、導電性ワイヤを介してスイッチングモジュールに信号を送るコントロールユニットと電気的に接続され、前記モジュール本体には、導電性ワイヤを仮止めする仮止め部が形成されている。
【0009】
この発明の内燃機関用点火装置では、導電性ワイヤは、外表面に絶縁皮膜が形成されている。
【0010】
この発明の内燃機関用点火装置では、絶縁皮膜は、エナメル皮膜である。
【0011】
この発明の内燃機関用点火装置では、導電性ワイヤは、1次コイルの導線と同一材料である。
【0014】
この発明の内燃機関用点火装置では、導電性ワイヤの端部はコネクタ金属端子とヒュージングにより接続されている。
【0015】
この発明の内燃機関用点火装置では、モジュール本体には導電性ワイヤの配線経路を規制する規制部が形成されている。
【0016】
この発明の内燃機関用点火装置では、モジュール本体を表面に対して垂直方向から視たときに導電性ワイヤの配線経路の重なる部分では、配線経路が距離を隔てて設けられている。
【0018】
この発明の内燃機関用点火装置では、モジュール本体には、導電性ワイヤを係止するLの字形状の係止用リブが形成されている。
【0019】
この発明の内燃機関用点火装置の製造方法では、可撓性の導電性ワイヤ本体をモジュール本体の表面に沿って設け、その後前記導電性ワイヤ本体を切断して複数の導電性ワイヤを形成する。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明するが、従来のものと同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態1.
図1は内燃機関用点火装置50をケース4の開口側から視たときの図(なお、図中で絶縁樹脂部11は省略されている。)、図2は図1のII−II線に沿った断面図、図3は図1の配線モジュール20の平面図である。
この内燃機関用点火装置50は、一つの2次コイル10の導線の両端部が最終的には二つの点火プラグ(図示せず)と電気的に接続され、第1のトランス5A、第2のトランス5Bおよび第3のトランス5Cにより6気筒の内燃機関に用いられるものである。
【0021】
内燃機関用点火装置50は、樹脂で成形され頭部に高圧タワー3を有するケース4に第1ないし第3のトランス5A、5B、5Cが内蔵されている。第1ないし第3のトランス5A、5B、5Cは、閉磁路コア6と、この閉磁路コア6の励磁部6aの周りを囲った1次ボビン7に導線が巻回されて構成された1次コイル8と、この1次コイル8の周りを囲った2次ボビン9に導線が巻回されて構成された2次コイル10とを備えている。
また、ケース4には、1次コイル8への通電を制御するための回路ユニットであるスイッチングモジュール12が内蔵されている。
2次コイル10の導線の両端部は、それぞれ高圧タワー3の内部の高圧タワー端子17に接続されている。高圧タワー端子17は高圧コード(図示せず)を介して点火プラグ(図示せず)に接続される。
【0022】
ケース4に内蔵された第1ないし第3のトランス5A、5B、5Cの各閉磁路コア6は、各平面が同一平面をなし、この同一平面がケース4の底面に対して平行になるように、1次コイル8および2次コイル10の軸線方向Aに沿って配置されている。また、隣接した閉磁路コア6の励磁部6aの周囲に配置された1次コイル8および2次コイル10は、上記軸線方向Aに沿って千鳥足状に互いに異なる側の辺部である励磁部6aに設けられている。
【0023】
1次コイル8の導線の一端部は、第1の導体13を介して最終的には車輌のバッテリー等の電源(図示せず)に接続される。1次コイル8の導線の他端部は、第2の導体14を介してスイッチングモジュール12のコレクタ端部と接続されている。また、このスイッチングモジュール12には、電源アース線である第3の導体15、およびスイッチングモジュール12に信号を送るコントロールユニット(図示せず)と接続される導電性ワイヤ21が接続されている。
第1の導体13、第2の導体14および第3の導体15は、樹脂で一体成形されて、図4に示すモジュール本体22を構成している。このモジュール本体22の表面に沿って可撓性の導電性ワイヤ21が設けられている。導電性ワイヤ21は、銅の外表面にエナメルが絶縁皮膜され、1次コイル8と同一材料で構成されており、この導電性ワイヤ21およびモジュール本体22により、配線モジュール20が構成されている。
導電性ワイヤ21の一端部は、スイッチングモジュール12に接続されている。導電性ワイヤ21の他端部は、端部がフック形状のコネクタ金属端子40にヒュージングにより接続されている。
モジュール本体22には、対向した壁部により導電性ワイヤ21の配線経路を規制する規制部23が形成されている。
モジュール本体22をその表面に対して垂直方向から視たときに導電性ワイヤ21の配線経路の重なる部分では、各導電性ワイヤ21は図5に示すように配線経路が距離を隔てて設けられている。
モジュール本体22には、導電性ワイヤ21を仮止めする柱状の仮止め部24が形成されている。
モジュール本体22には、導電性ワイヤ21を係止するLの字形状の係止用リブ25が形成されている。
【0024】
配線モジュール20は、第1ないし第3のトランス5A、5B、5C上に、2次コイル10と重ならないように配置されている。この配線モジュール20は、ケース4内の第1ないし第3のトランス5A、5B、5Cおよびスイッチングモジュール12とともに、エポキシ樹脂等の熱硬化性の絶縁樹脂部11で固定されている。
【0025】
次に上記内燃機関用点火装置50の製造手順について説明する。
先ず、ケース4内にトランス5A、5B、5Cおよびスイッチングモジュール12を配置する。その後、配線モジュール20の凹部26にケース4の凸部27を嵌着する。また、モジュール本体22の第1の導体13、第2の導体14および第3の導体15の各端部と、スイッチングモジュール12、トランス5A、5B、5Cとの電気的接続を行う。導電性ワイヤ21については、一端部は、スイッチングモジュール12に接続し、他端部は、端部がフック形状のコネクタ金属端子40にヒュージングにより接続する。
その後、ケース4内に真空雰囲気で例えばエポキシ樹脂を充填し、高温、硬化させて絶縁樹脂部11を形成する。この結果、トランス5A、5B、5C、スイッチングモジュール12および配線モジュール20の固定と高電圧の絶縁が達成される。
【0026】
上記のように構成された内燃機関用点火装置50によれば、各々の閉磁路コア6は、各閉磁路コア6の平面が同一平面をなし、この同一平面がケース4の底面に対して平行になるように、上記軸線方向Aに沿って配置されているので、ケース4の全高を短縮することによる小型化およびコスト低減を図ることができる。
【0027】
また、配線モジュール20は、トランス5A、5B、5Cと重ならない領域に配置されており、空いた空間を利用することで、スペースの有効利用ができ、装置全体の小型化およびコスト低減を図ることができる。
【0028】
また、配線モジュール20は、複数の導体13、14、15を樹脂で一体化したモジュール本体22と、このモジュール本体22の表面に沿って設けられている可撓性の導電性ワイヤ21とから構成されており、複数の導体13、14、15は同一平面上で配置されており、導電性ワイヤ21の配線経路の自由度が増え、配線モジュール20の簡単化および小型化が可能となり、限られたエンジンルーム内への搭載も容易となる。
また、導電性ワイヤ21はモジュール本体22に沿って配線されているので、熱衝撃下で絶縁樹脂部11と導電性ワイヤ21との熱膨張係数の違いにより発生する導電性ワイヤ21に印加される熱応力はモジュール本体22で低減される。
【0029】
また、導電性ワイヤ21は、銅線の外表面に耐熱性、絶縁性に優れたエナメル皮膜が形成されているので、導電性ワイヤ21を接触させても絶縁が確保でき、導電性ワイヤ21を重ねて配線することが可能となり、配線モジュール20の小型化を図ることができる。また、導電性ワイヤ21は、可撓性にも優れており、モジュール本体22上での導電性ワイヤ21の組み付け作業が容易になる。さらに、この導電性ワイヤ21は、絶縁樹脂部11を構成するエポキシ樹脂との密着性もよい。
【0030】
ところで、内燃機関のコントロールユニットからスイッチングモジュール12に入力される点火信号は1次コイル8に流れる1次電流に対して微小な電流であり、導体断面積は小さくてよいが、配線モジュール内にこの導体を樹脂でインサート成形するためには、成形時の樹脂圧力による導体の変形を防止する必要があり、導体の断面積縮小には限界があった。
これに対して、この実施の形態では、インサート成形されるモジュール本体22と微小電流が流れる導電性ワイヤ21とを別体で構成しているので、成形時の樹脂圧力による導電性ワイヤ21の変形は生じない。
【0031】
また、導電性ワイヤ21とコネクタ金属端子40のフック形状の端部とはヒュージングにより接続されており、導電性ワイヤ21のエナメル皮膜を事前に除去することなく、ヒュージングの際に焼失、除去されるので、接続作業時間の短縮を図ることができるとともに、導電性ワイヤ21とコネクタ金属端子40とは確実に接続される。
【0032】
また、モジュール本体22には導電性ワイヤ21の配線経路を規制する規制部23が形成され、モジュール本体22からはみ出していないので、ケース4内に配線モジュール20を配置するときに、導電性ワイヤ21と先に配置されたトランス5A、5B、5Cとが干渉するおそれは無く、製造時における導電性ワイヤ21の変形や断線を防止することができる。
【0033】
また、モジュール本体22の表面に対して垂直方向から視たときに導電性ワイヤ21の配線経路の重なる部分では、配線経路が距離を隔てて設けられているので、導電性ワイヤ21間の絶縁を確保することができるとともに、モジュール本体22からはみ出したりすることはなく、配線モジュール20は小型化される。
【0034】
また、モジュール本体22には導電性ワイヤ21を仮止めする仮止め部24が形成されているので、モジュール本体22に導電性ワイヤ21を配置したときに、導電性ワイヤ21は仮止め部24で仮止めされており、導電性ワイヤ21の接続作業が容易となり、また接続の信頼性も向上する。
【0035】
また、配線モジュール20はその凹部26に、ケース4の凸部27が嵌着して、ケース4に配線モジュール20が組み付けられるが、そのときモジュール本体22が一時的に変形し、導電性ワイヤ21が弛み、その結果導電性ワイヤ21がモジュール本体22から外れるおそれがあるが、モジュール本体22には導電性ワイヤ21を係止するLの字形状の係止用リブ25が形成されているので、導電性ワイヤ21の外れを防止することができ、組み付け作業性が向上する。
【0036】
実施の形態2.
図6はこの発明の実施の形態2の配線モジュール30の要部平面図である。
この実施の形態では、図7に示すように、1本の可撓性の導電性ワイヤ本体32の一端部を仮止め部24aで仮止めし、また途中仮止め部24で仮止めし、また係止用リブ25で係止し、最後に導電性ワイヤ本体32の他端部を仮止め部で仮止めして、モジュール本体31に導電性ワイヤ本体32の組み付ける。その後、導電性ワイヤ本体32を切断して複数の導電性ワイヤ33を形成する。
他の構成は実施の形態1と同様である。
このようにして、モジュール本体31に導電性ワイヤ33の組み付けることで、導電性ワイヤ21を個別にモジュール本体22に組み付けていた実施の形態1のものと比較して、導電性ワイヤ33の組み付け作業性が向上する。
【0037】
なお、実施の形態1、2では、コントーロールユニットとスイッチングモジュール12とを接続する部分に導電性ワイヤ21を用いたが、勿論、第1の導体13、第2の導体14、第3の導体15にも導電性ワイヤを適用できる。
また、回路ユニットとして、スイッチングモジュールを用いたが、これ以外に、例えばイオン電流検出ユニットでもよい。
また実施の形態1、2の内燃機関用点火装置は、同時着火点火システムの内燃機関用点火装置であったが、この発明は、独立着火点火システムの内燃機関用点火装置にも適用できる。
また、この発明は、トランス5A、5B、5Cを2個以上有する内燃機関用点火装置にも適用することができるのは勿論である。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の内燃機関用点火装置によれば、ケースと、このケースに内蔵され、コア、コアを囲った1次コイルおよび2次コイルからなり、前記2次コイルに点火用高電圧を発生するトランスと、前記ケースに内蔵された電子部品からなる回路ユニットと、前記トランスと前記回路ユニットとを電気的に接続した配線モジュールと、前記ケース内で前記トランス、前記回路ユニットおよび前記配線モジュールを固定した絶縁樹脂部とを備え、前記配線モジュールは、複数の導体を樹脂で一体化したモジュール本体と、このモジュール本体の表面に沿って設けられている可撓性の導電性ワイヤとから構成されているので、導電性ワイヤの配線経路の自由度が増え、配線モジュールの簡単化および小型化が可能となり、限られたエンジンルーム内への搭載も容易となる。
また、導電性ワイヤはモジュール本体に沿って配線されているので、熱衝撃下で絶縁樹脂部と導電性ワイヤとの熱膨張係数の違いにより発生する導電性ワイヤに印加される熱応力はモジュール本体で低減される。
また、回路ユニットは、1次コイルへの通電を制御するスイッチングモジュールであるので、ケース内にスイッチングモジュールを含む内燃機関用点火装置は小型化が可能となる。
また、コントロールユニットからスイッチングモジュールに微小電流が流れる信号線に導電性ワイヤが用いられ、この導電性ワイヤが別体で構成されているので、導電性ワイヤは、モジュール本体のインサート成形時の樹脂圧力は受けることはなく、従って樹脂圧力による導電性ワイヤの変形は防止される。
また、モジュール本体には、導電性ワイヤを仮止めする仮止め部が形成されているので、モジュール本体に導電性ワイヤを配置したときに、導電性ワイヤは仮止め部で仮止めされており、導電性ワイヤの接続作業が容易となり、また接続の信頼性も向上する。
【0039】
また、この発明の内燃機関用点火装置によれば、導電性ワイヤは、外表面に絶縁皮膜が形成されているので、導電性ワイヤは接触されても絶縁が確保でき、導電性ワイヤを重ねて配線することが可能となり、配線モジュールの小型化を図ることができる。
【0040】
また、この発明の内燃機関用点火装置によれば、絶縁皮膜は、エナメル皮膜であるので、導電性ワイヤは、可撓性にも優れており、モジュール本体上での導電性ワイヤの組み付け作業が容易である。
【0041】
また、この発明の内燃機関用点火装置によれば、導電性ワイヤは、1次コイルの導線と同一材料であるであるので、可撓性にも優れており、モジュール本体上での導電性ワイヤの組み付け作業が容易である。
【0044】
また、この発明の内燃機関用点火装置によれば、導電性ワイヤの端部はコネクタ金属端子とヒュージングにより接続されているので、導電性ワイヤの絶縁皮膜を事前に除去することなく、ヒュージングの際に焼失、除去され、接続作業時間の短縮を図ることができる。
【0045】
また、この発明の内燃機関用点火装置によれば、モジュール本体には導電性ワイヤの配線経路を規制する規制部が形成されているので、導電性ワイヤをモジュール本体からはみ出すことを防止でき、例えばケース内に配線モジュールを配置するときに、導電性ワイヤと先に配置されたトランスとが干渉するおそれは無く、製造時おいて導電性ワイヤの変形や断線を防止することができる。
【0046】
また、この発明の内燃機関用点火装置によれば、モジュール本体を表面に対して垂直方向から視たときに導電性ワイヤの配線経路の重なる部分では、配線経路が距離を隔てて設けられているので、導電性ワイヤ間の絶縁を確保することができるとともに、モジュール本体からはみ出したりすることなく、配線モジュールは小型化される。
【0048】
また、この発明の内燃機関用点火装置によれば、モジュール本体には、導電性ワイヤを係止するLの字形状の係止用リブが形成されているので、導電性ワイヤのモジュール本体からの外れを防止することができ、配線モジュールのケース内への組み付け作業性が向上する。
【0049】
また、この発明の内燃機関用点火装置の製造方法によれば、可撓性の導電性ワイヤ本体をモジュール本体の表面に沿って設け、その後前記導電性ワイヤ本体を切断して複数の導電性ワイヤを形成するので、導電性ワイヤのモジュール本体に対する組み付け作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1の内燃機関用点火装置をケースの開口側から視たときの図(なお、図中で絶縁樹脂部は省略されている。)である。
【図2】図1のII−II線に沿った断面図である。
【図3】図1の配線モジュールの平面図である。
【図4】図3のモジュール本体の平面図である。
【図5】図3の配線モジュールの要部斜視図である。
【図6】実施の形態2の内燃機関用点火装置の配線モジュールの要部平面図である。
【図7】モジュール本体に1本の導電性ワイヤ本体が組み付けられた様子を示す要部平面図である。
【図8】特開平7−29751号公報に示された内燃機関用点火装置の平面図である。
【図9】図8の内燃機関用点火装置のXIV−XIV線に沿った断面図である。
【図10】図8の内燃機関用点火装置の電気回路図である。
【符号の説明】
4 ケース、5A 第1のトランス、5B 第2のトランス、5C 第3のトランス、6 閉磁路コア、8 1次コイル、10 2次コイル、11 絶縁樹脂部、12 スイッチングモジュール(回路ユニット)、20,30 配線モジュール、21,33 導電性ワイヤ、22,31 モジュール本体、23 規制部、24 仮止め部、25 係止用リブ、32 導電性ワイヤ本体。
Claims (9)
- ケースと、
このケースに内蔵され、コア、コアを囲った1次コイルおよび2次コイルからなり、前記2次コイルに点火用高電圧を発生するトランスと、
前記ケースに内蔵された電子部品からなる回路ユニットと、
前記トランスと前記回路ユニットとを電気的に接続した配線モジュールと、
前記ケース内で前記トランス、前記回路ユニットおよび前記配線モジュールを固定した絶縁樹脂部とを備え、
前記配線モジュールは、複数の導体を樹脂で一体化したモジュール本体と、このモジュール本体の表面に沿って設けられている可撓性の導電性ワイヤとから構成され、
前記回路ユニットは、前記1次コイルへの通電を制御するスイッチングモジュールであり、
前記スイッチングモジュールは、前記導電性ワイヤを介してスイッチングモジュールに信号を送るコントロールユニットと電気的に接続され、
前記モジュール本体には、前記導電性ワイヤを仮止めする仮止め部が形成されている内燃機関用点火装置。 - 前記導電性ワイヤは、外表面に絶縁皮膜が形成されている請求項1に記載の内燃機関用点火装置。
- 前記絶縁皮膜は、エナメル皮膜である請求項2に記載の内燃機関用点火装置。
- 前記導電性ワイヤは、前記1次コイルの導線と同一材料である請求項1ないし請求項3の何れかに記載の内燃機関用点火装置。
- 前記導電性ワイヤの端部はコネクタ金属端子とヒュージングにより接続されている請求項3または請求項4に記載の内燃機関用点火装置。
- 前記モジュール本体には前記導電性ワイヤの配線経路を規制する規制部が形成されている請求項1ないし請求項5の何れかに記載の内燃機関用点火装置。
- 前記モジュール本体を前記表面に対して垂直方向から視たときに前記導電性ワイヤの配線経路の重なる部分では、前記配線経路が距離を隔てて設けられている請求項1ないし請求項6の何れかに記載の内燃機関用点火装置。
- 前記モジュール本体には、前記導電性ワイヤを係止するLの字形状の係止用リブが形成されている請求項1ないし請求項7の何れかに記載の内燃機関用点火装置。
- 請求項1ないし請求項8の何れかに記載の内燃機関用点火装置の製造方法であって、可撓性の導電性ワイヤ本体を前記モジュール本体の表面に沿って設け、その後前記導電性ワイヤ本体を切断して複数の導電性ワイヤを形成する内燃機関用点火装置の製造方法。
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