JP3629995B2 - 内燃機関の点火装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の点火装置に関し、特に、多重放電特性を得る点火装置の小型化を図った技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の点火装置としては、点火栓のくすぶりに対して良好な着火性能を得るためには、2次電圧が急峻に立ち上がる特性が要求され、一方、リーンバーンや通常の燃焼を良好に維持するためには放電時間が長い特性が要求される。しかし、2次電圧を急峻に立ち上げるためには点火コイルの2次巻線数を小さくするなどして短時間にエネルギを放出させるため、放電時間は短くなるので、これら両特性の要求は相反している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、複数の点火コイルを用いて個々の特性を合成して多重放電とすることにより、前記2つの要求を同時に満たすことが可能である。
【0004】
しかし、例えば、シリンダヘッドに装着される点火栓とロッカカバー上に備えられる電極コネクタとの間に設けられる円筒状の点火コイル(ペンシル型コイルと称される。特開平10−77939号公報等参照) の場合、複数の点火コイルを円筒の径方向に重ねて設けようとしても周辺の弁駆動機構によるスペースの制約で外径を増大することが困難であり、また、軸方向に重ねることも縦方向に長くなり過ぎて機関高さの制約上困難である。また、点火栓に円筒部材(プラグチューブ) を介して連結され、ロッカカバー上に配設される筐体状の点火コイル(プラグトップ型コイルと称される。特開平10−223463号公報等参照) の場合も、該点火コイルを複数設けようとすると大型化し、取付スペースの確保が困難である。また、点火コイルを点火栓から遠く離れた位置に設置する場合は、ハイテンションコードを用いて配電することになるため、エネルギーロス分を余分に点火コイルに出力する必要があり、高圧配電の信頼性も懸念される。
【0005】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、前記相反する2つの要求を満たすことができる多重放電特性を得るための2つの点火コイルをコンパクトに配置して小型化を満たした内燃機関の点火装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明は、
シリンダヘッドに装着される点火栓とロッカカバーとの間に円筒状の第1の点火コイルを配設すると共に、該第1の点火コイルの上端部に連結させてロッカカバー上に筐体状の第2の点火コイルを配設し、これら第1の点火コイルと第2の点火コイルとを並列に接続して、多重放電特性を得るように構成し、
かつ、前記第1の点火コイルは、第2の点火コイルに比較して2次電圧が急峻に立ち上がる放電特性を有する一方、第2の点火コイルは第1の点火コイルに比較して放電時間が長い放電特性を有し、これらを合成した2次電圧が急峻に立ち上がり放電時間の長い多重放電特性が得られる構成としたことを特徴とする。
【0007】
請求項1に係る発明によると、
第1の点火コイルと第2の点火コイルとを並列に接続することで、これら各点火コイルの各特性を合成した特性、即ち、2次電圧が急峻に立ち上がると共に放電時間の長い多重放電特性が得られ、点火栓のくすぶりに対して良好な着火性能を確保できると共に、リーンバーンや通常の燃焼も良好な性能を確保できる。そして、元々デッドスペースとなる円筒空間(プラグチューブ内空間) に第1の点火コイルを配設し、ロッカカバー上に筐体状の第2の点火コイルを配設するので、従来のプラグトップ型コイルを備えた点火装置と同様の外形寸法に収めることができ、多重放電特性を有する点火装置を可及的に小型化することができる。
【0009】
また、周辺に弁駆動機構等を備えて外径寸法が制約される第1の点火コイルに、放電エネルギーが小さくコイル外径が小さくて済む2次電圧が急峻に立ち上がる特性を持たせ、設置スペースに余裕のある筐体状の第2の点火コイルに、放電エネルギーを多く必要とする放電時間が長い特性を持たせることにより、各点火コイルを無理なく配設して所望の放電特性を容易に得ることができる。
【0010】
また、請求項2に係る発明は、
前記第1の点火コイルと第2の点火コイルの2次側同士を、前記第1の点火コイルの円筒状ケースの外周壁に外装鉄心位置決め用に突出して形成されたリブに配設された配線を介して接続する構成としたことを特徴とする。
【0011】
請求項2に係る発明によると、
外装鉄心位置決め用に突出して形成されたリブを利用して第1の点火コイルと第2の点火コイルの2次側同士を接続することにより、該接続のために第1の点火コイルの外形寸法を増大させる必要がなく、小型化の要求を容易に満たせる。
【0012】
また、請求項3に係る発明は、
前記第1の点火コイルと第2の点火コイルの2次側同士を、過早着火防止用のダイオードを介して点火栓の電極に接続される位置で接続したことを特徴とする。
【0013】
請求項3に係る発明によると、
過早着火防止用のダイオードを第1の点火コイルと第2の点火コイルとに共通して1個備えるだけでよく、設置スペースを余分に必要としなくてすむ。
【0014】
また、請求項4に係る発明は、
前記第1の点火コイル及び第2の点火コイルの1次側に接続される各パワートランジスタを1つのパッケージに一体に装着したことを特徴とする。
【0015】
請求項4に係る発明によると、
2つのパワートランジスタを1つのパッケージに一体に装着することにより、コンパクトに収納することができる。
【0016】
また、請求項5に係る発明は、
前記第1の点火コイル及び第2の点火コイルの1次側に接続される各パワートランジスタを第2の点火コイルのケースの離れた位置に装着したことを特徴とする。
【0017】
請求項5に係る発明によると、
パワートランジスタの発熱量が大きい場合には、各パワートランジスタを離して設けることにより、熱的負荷を軽減することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の一実施の形態に係る点火装置を備えた内燃機関の要部を示し、シリンダヘッド1の点火栓2が装着される孔部とロッカカバー3のボス部との間に仕切り用の鋼管4が連結され、その内側に円筒状の第1の点火コイル(ペンシル型コイル) 5を配設すると共に、前記第1の点火コイル5の上端部に連結させてロッカカバー3上に筐体状の第2の点火コイル6(プラグトップ型コイル) を配設する。
【0019】
図2は、前記点火装置を示し、第1の点火コイル5は、中心側から外側にセンタコア51,2次ボビン52,2次巻線53,1次ボビン54,1次巻線55,ケース56,外装鉄心57とを備えて構成される。
【0020】
第2の点火コイル6は、図3に示すように、上下に積層した鉄心61の中央部周囲に内側から外側に1次ボビン62,1次巻線63,2次ボビン64,2次巻線65が装着される。
【0021】
前記第1の点火コイル5と第2の点火コイル6とが、図4に示すように並列に接続される。ここで、第1の点火コイル5の2次巻線53と第2の点火コイル6の2次巻線65とを過早着火防止用のダイオード7を介して点火栓2の電極に接続される位置で接続する。また、この2次側同士の接続を、図2に示すように、ケース56の外周壁を一部を突出して形成される外装鉄心57の位置決め用リブ56aに埋設した(若しくは縦溝を形成して該縦溝内に配設した) 配線8を介して接続する。具体的には、前記配線8の上端部に第2の点火コイル6の2次巻線65の一端部を接続すると共に、該配線8の下端部に第1の点火コイル5の2次巻線53の一端部及びセンタコア51の下方に近接して配設された前記ダイオード7の一方の端子を接続する。ここで、前記配線8の端部を中央部に溝を有した2叉端子状に形成し、該溝に2次巻線53の端部やダイオード7の端子を係止して接続するような構成とすれば確実に接続することができる。前記ダイオード7の他方の端子はキャップ状の高圧端子9に接続され、該高圧端子9の下端部にスプリング端子10の上端部が嵌挿して固定される。そして、前記第1の点火コイル5の下端部と連結して高圧端子9及びスプリング端子10の外側に配設されたゴム材等からなる円筒状の緩衝部材11に点火栓2の陽極と接続される上端部が圧入され、スプリング端子10を押し縮めることにより、高圧端子9及びダイオード7を介して第1の点火コイル5及び第2の点火コイル6の各2次巻線53,65と電気的に接続される。
【0022】
図3に戻って、第2の点火コイル6のケースと一体に、第1の点火コイル5を電源と接続するための第1のコネクタ12と第2の点火コイル5を電源と接続するための第2のコネクタ13が形成され、また、ボルトによりシリンダヘッド1に締結するための締結部14が形成される。また、第1の点火コイル4の1次巻線55に接続される第1のパワートランジスタ15と第2の点火コイル5の1次巻線63に接続される第2のパワートランジスタ16とを隣接して1つに収めたパッケージ17が2次巻線65の外側に近接して配設される。これら、第1のパワートランジスタ15と第2のパワートランジスタ16とが、図4に示す多重駆動回路18によって駆動され、所定の点火時期に点火栓2が多重放電して点火が行われる。
【0023】
以上のように構成した点火装置によれば、第1の点火コイル5と第2の点火コイル6とを並列に接続することにより、図5に示すように、これら各点火コイルの特性を合成した2次電圧が急峻に立ち上がると共に放電時間の長い多重放電特性が得られ、点火栓のくすぶりに対して良好な着火性能を確保できると共に、リーンバーンや通常の燃焼も良好な性能を確保できる。そして、鋼管4の内側のデッドスペースに第1の点火コイルを配設し、ロッカカバー3上に筐体状の第2の点火コイル6を配設するので、従来のプラグトップ型コイルを備えた点火装置と同様の外形寸法に収めることができ、多重放電特性を有する点火装置を可及的に小型化することができる。
【0024】
特に、周辺に弁駆動機構等を備えて外径寸法を制約される円筒状の第1の点火コイル5に放電エネルギーが小さくコイル外径が小さくて済む2次電圧が急峻に立ち上がる特性を持たせ、設置スペースに余裕のある筐体状の第2の点火コイル6に放電エネルギーを多く必要とする放電時間が長い特性を持たせることにより、各点火コイルを無理なく配設して所望の放電特性を容易に得ることができる。
【0025】
また、外装鉄心位置決め用に突出して形成されたリブ56aを利用して第1の点火コイル5と第2の点火コイル6の2次巻線53,65同士を接続する構成としたことにより、該接続のために第1の点火コイル5の外形寸法を増大させる必要がなく、小型化の要求を容易に満たせると同時に、該接続を過早着火防止用のダイオード7を介して点火栓2の電極に接続される位置で行うことにより、ダイオード7を1個共通して備えるだけでよく、設置スペースを余分に必要としなくてすみ、コストも低減できる。
【0026】
更に、前記第1の点火コイル5及び第2の点火コイル6の各1次巻線55,63に接続される各パワートランジスタ15,16を1つのパッケージ17に一体に装着したことにより、コンパクトに収納することができる。
【0027】
但し、各パワートランジスタの発熱量が大きい場合は、2つのパワートランジスタを、第2の点火コイルのケースの離れた位置、例えば、鉄心を挟んで両側に設ける構成とすればよく、熱的負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る点火装置を備えた内燃機関の要部を示す断面図。
【図2】同上点火装置の詳細を示し、(A) は正面図、(B) は一部縦断面図、(C) は(A) のC−C矢視断面図。
【図3】同上点火装置の第2の点火コイルを示し、(A) は平面図、(B) は一部拡大平面図。
【図4】同上点火装置の点火回路を示す図。
【図5】同上点火装置の放電特性を示す図。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド
2 点火栓
3 ロッカカバー
4 鋼管
5 第1の点火コイル
6 第2の点火コイル
7 ダイオード
8 配線
15 第1のパワートランジスタ
16 第2のパワートランジスタ
17 パッケージ
53 第1の点火コイルの2次巻線
55 第2の点火コイルの1次巻線
56a リブ
63 第2の点火コイルの1次巻線
65 第2の点火コイルの2次巻線
Claims (5)
- シリンダヘッドに装着される点火栓とロッカカバーとの間に円筒状の第1の点火コイルを配設すると共に、該第1の点火コイルの上端部に連結させてロッカカバー上に筐体状の第2の点火コイルを配設し、これら第1の点火コイルと第2の点火コイルとを並列に接続して、多重放電特性を得るように構成し、
かつ、前記第1の点火コイルは、第2の点火コイルに比較して2次電圧が急峻に立ち上がる放電特性を有する一方、第2の点火コイルは第1の点火コイルに比較して放電時間が長い放電特性を有し、これらを合成した2次電圧が急峻に立ち上がり放電時間の長い多重放電特性が得られる構成としたことを特徴とする内燃機関の点火装置。 - 前記第1の点火コイルと第2の点火コイルの2次側同士を、前記第1の点火コイルの円筒状ケースの外周壁に外装鉄心位置決め用に突出して形成されたリブに配設された配線を介して接続する構成としたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の点火装置。
- 前記第1の点火コイルと第2の点火コイルの2次側同士を、過早着火防止用のダイオードを介して点火栓の電極に接続される位置で接続したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の点火装置。
- 前記第1の点火コイル及び第2の点火コイルの1次側に接続される各パワートランジスタを1つのパッケージに一体に装着したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに1つに記載の内燃機関の点火装置。
- 前記第1の点火コイル及び第2の点火コイルの1次側に接続される各パワートランジスタを第2の点火コイルのケースの離れた位置に装着したことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の内燃機関の点火装置。
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