JP4311412B2 - 点火コイル装置 - Google Patents

Description

この発明は、主として内燃機関（エンジン）に用いられる点火コイル装置に関するもので、特に点火コイル装置をエンジンのシリンダヘッド上に装着する構造に関するものである。

従来点火コイル装置は、点火プラグと電気的に接続するため円筒状パイプを有し、この円筒状パイプ上部に外部と電気的に接続するコネクタ、及びシリンダヘッドに固定するためのフランジ部を有したコイルタワーを配置した形状となっている。このような点火コイル装置は、点火プラグを配置したプラグホールに隙間を有して円筒状パイプ部が挿入され、エンジンのシリンダヘッド上にはコイルタワーを配置している。また、プラグホールに水滴の侵入を防止するためコイルタワー下部にはシール部材が配設されている。さらにプラグホール内が防水構造となるために熱膨張、収縮によるシール性低下防止のため、シール部材にはエア抜き穴が設けられている。

特開平６−５８２３７号公報 特開平１１−１９１４７６号公報

特許文献１の点火コイル装置のエア抜き穴の構造は、シール鍔にプラグホールと平行にエア抜き穴を設け、コイルタワー下部の抑え板に同心円のエア抜き溝を設け、コイルタワー上部に向かってエア抜き穴が貫設され、それらの溝、穴を通ってプラグホール内の空気が換気できるように構成されたものであった。エア抜き穴の構造が複雑であり、かつ大気に出る最終の穴開口部が上向きであり、二輪車、船舶のように水滴の飛散の多い場所に使用される場合、防水性に問題があった。そのため前記穴位置をフランジ、又はコネクタの下へ配置するように位置決めして対応しているものもあった。

また特許文献２の構造は、エア抜き穴を有するシール部材とレインカバーの２ピース構成であり、プラグホールへの防水性確保は両者がそれぞれ受け持っている。エア抜き穴の構造はシール部材に存在し、その構造は単純であるが、レインカバーは特許文献１と同様に、輪状領域、直線領域の形状が必要であり、直線領域の方向決めが必要である。また、エア抜き穴開口部とシリンダ開口部と同一平面であり、シリンダホール周辺に堤防形状がない場合は、水滴が浸入しやすい構造となっている。

そこで、この発明は前記のようなエア抜き構造の飛散水滴に対する水浸入を防止しつつ、その構造を単純化することにより、コスト低減ができ、組付け容易な点火コイル装置、さらにはプラグホール内の換気ができる点火コイル装置を提供することを目的とする。

この発明は、内燃機関のシリンダヘッドに装着され、プラグホール内に第１の隙間を有して挿入され点火プラグと接続される円筒状パイプと、この円筒状パイプの上部に配設されたコイルタワーと、このコイルタワー下部に配設されプラグホールを密閉するシール部材と、このシール部材とコイルタワーとの間に配設されたカバーと、を備えた点火コイル装置において、シール部材は、プラグホールに挿入される第１部位と、シリンダヘッド上面に当接される第２部位とからなり、第１の隙間からコイルタワー側に貫設されたエア抜き穴を有し、このエア抜き穴のコイルタワー側の開口部は第２部位より突出した突出開口部を有し、この突出開口部上面は径方向外側に傾斜した傾斜面をなし、第３部位の周囲に規制部材を配し、この規制部材の高さは突出開口部の高さより高く設定され、カバーは、シール部材と別体で構成され、外周に第２部位方向に延びた周壁部を有し、カバーは、規制部材によりシール部材との位置関係を規制され、周壁部は突出開口部より外周側に位置し、突出開口部周辺と第２の隙間を有し、周壁部下端は突出開口部上端よりも第２部位方向に延在するとともに、周壁部内周と突出開口部とに隙間を有し、周壁部内径は突出開口部外周より大きいものである。

この発明によれば、シール部材で防水構造とエア抜き構造とを達成し、カバーとシール部材の単純な位置関係により通気路を確保しつつ、飛散する水滴に対する防御を行うので防水性を向上させ、エア抜き構造を単純化でき、コスト低減を図ることができ、エア抜き開口部の位置決めをする必要もなく組付けも容易となる。

実施の形態１．
この発明を適用した点火コイル装置における実施の形態１を図に基づき説明する。図１（ａ）、（ｂ）は点火コイル装置全体を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。点火コイル装置はコイルタワー（１）、円筒状パイプ（２）、シール部材（３）、カバー（４）からなっている。コイルタワー（１）は、本装置に外部より電気的接続を行うためにコネクタ（１１）、本装置をエンジンのシリンダヘッド（５）の上面に装着するためのフランジ（１２）、及びタワー本体（１３）から構成されている。コネクタ（１１）にはコネクタ端子（１７）が挿入され、トランスを構成している１次コイルに接続されている。このようなタイプの点火コイル装置では、タワー本体（１３）は比較的小型である。以降の説明ではすべてコイルタワー（１）側を上方向、円筒状パイプ（２）側を下方向とする。

円筒状パイプ（２）はプラグホール（６）に第１の隙間（６１）を有して挿入され、下部に点火プラグ（図示せず）と接続するターミナル（２１）と、この上部には棒状の積層コア（２３）、このコアの周りに巻回された１次コイル（２４）、２次コイル（２５）が挿入されている。コア（２３）、１次コイル（２４）、２次コイル（２５）でトランス（２２）を構成しており、２次コイル（２５）の一端はターミナル（２１）と接続されている。

コイルタワー（１）と円筒状パイプ（２）の間にシール部材（３）が配置され、このシール部材（３）は、プラグホール（６）と円筒状パイプ（２）をシールする第１部位（３１）、シリンダヘッド上面に当接する第２部位（３２）、この第２部位（３２）より上方に延びた第３部位（図２（ａ）の３６）からなっている。シール部材（３）は、プラグホール（６）の内周面と円筒状パイプ（２）の外周面に圧接するように弾性体（例えばゴム）で構成されている。さらにシリンダヘッド（５）にも当接し、水滴の浸入を防止するように第２部位（３２）がプラグホール（６）上面外周側に延在している。また、コイルタワー（１）とシール部材（３）の間にカバー（４）が、シール部材（３）とは別体で配置されている。

次に図２（ａ）、（ｂ）を用いてシール部材、カバーの詳細について説明する。シール部材（図２（ａ））は、第１部位（３１）、第２部位（３２）の他にプラグホールと円筒状パイプとの隙間（図１の６１）に位置し、プラグホール（６）の換気を行うためのエア抜き穴（３３）が少なくとも１個配設されている。このエア抜き穴は第２部位より突出した煙突状（３５）をなし、円筒状パイプと略平行で直線的な穴となっている。このエア抜き穴がない場合、プラグホール内がエンジン作動中高温になり、エンジン停止後に温度が下がると、熱膨張、収縮により第１部位（３１）、第２部位（３２）のシール性が低下する可能性がある。例えばプラグホールの径φ２５、長さ１２０ｍｍ程度、温度差１００度では約−１５０ｍｍＨｇの負圧が発生する。そのためエア抜き機構は必須である。しかしこのエア抜き穴は近傍に水滴が付いていると、水滴をプラグホール（６）に吸い込む可能性があり、対策が必要である。一方、複数の支柱（３４）が第２部位（３２）から上方に配設されており、カバー（４）はこの支柱の上に乗っている。エア抜き穴用の突出開口部（３５）の高さは、支柱（３４）より低く設定されており、このためカバー（４）とエア抜き穴（３３）の開口部周辺との間に隙間（３７）を有している。また第１部位（３１）には一部切り欠き部（３８）を有し、この切り欠き部が存在するため第１部位（３１）がプラグホール（６）内周面と当接し押しつぶされたとしても、空気通路を確保することができる。

図２（ｂ）にカバー（４）の断面形状を示している。カバー（４）は円筒状パイプ（２）に直交する方向に延びた第４部位（４１）と、この第４部位（４１）から下方向に延びた周壁部（４２）とからなっている。またカバー最内周面（４４）はシール部材の第３部位（３６）の外周と当接するように円形の穴があいており、シール部材（３）とカバー（４）をゴム材のような弾力性のある材料を使用し、かつカバー最内周径を第３部位（３６）外周径と同一径以下で製造すれば、この両者のシール性も簡単に確保できる。また、内周裏面（４３）は支柱（３４）の上面に乗った状態で配置される。そのため支柱（３４）がカバー（４）の規制部材となり、エア抜き穴突出開口部（３５）を支柱（３４）より低く設定することにより、簡単な構造で第２の隙間（３７）の通気路を確保できる。また第４部位（４１）はエア抜き穴突出開口部（３５）よりも外周に延びており、エア抜き穴に対してひさしの役目を担っている。さらに突出開口部（３５）の上方向のみならず周囲にも隙間を有する構造をなしているので、通気路は確保されつつ、飛散水滴に対しても水浸入防止効果がある。

カバーの周壁部（４２）の下端は、エア抜き用突出部（３５）の上面開口部より下に延びてオーバラップしているが、このオーバラップ代は以下のようにして決定できる。図２（ａ）に示した補助線（７０）は、周壁部（４２）最下端と突出開口部（３５）上端に接するものであり、この補助線の角度と水平線との角度（θ）が図中の向きにプラス角度となるように設定する。つまり水平以下の角度となるように設定する。これにより点火コイル装置（１）のシリンダヘッドへの取付け角度が図中にように垂直でなく、傾いて取付けられるものであっても、この角度（θ）がプラスとなるように設定しておれば、水滴はエア抜き穴まで浸入する恐れはなく、通気路を確保した上で防水性も確保できるものである。点火コイル装置の装着環境を考慮してこの角度（θ）を十分プラスにすることで、飛散する水滴のみならず、流れ落ちる水滴にも効果を奏する。

また、カバーの第４部位（４１）の厚みは、図２（ａ）に示しているように、シール部材の第３部位（３６）と同程度、又は若干低く設定されている。これはコイルタワー（１）がシリンダヘッド（５）に搭載された場合、コイルタワーがシール部材の第２部位（３２）を押圧することにより、シリンダヘッドとの防水性を確保しているものであり、その際、カバー（４）によりこれらの押圧関係に影響しないように配慮している。コイルタワー（１）とシール部位（３）のみでシリンダヘッドに対する防水性を確保する構造を有しており、これにより簡単な構造とすることができ、引いてはコスト低減を図ることができる。

タワー本体（１３）が比較的小さく、その外形投影面積はシール部材の第２部位（３２）、カバーの第４部位（４１）の方が大きいものとなる可能性がある。そこで、カバー、特に周壁部（４２）の内径は、突出開口部（３５）外周より大きくする。又は、周壁部（４２）の外径は、第２部位（３２）の外径と同等以上にすることにより、流れ落ちる水滴に対しても防水効果がさらに向上する。また、第２部位（３２）の上面は外周側に向かって下方に傾けることも水滴を浸入させない効果がある。つまり、水滴が溜まらないように傾けるものである。また、周壁部（４２）の最下端と第２部位（３２）とにも隙間を有し、水滴が流れることを許容するようになっている。また、シール部材（３）、及びカバーの第４部位（４１）が円形をなしていると、シール部材（３）、及びカバー（４）はコイルタワー（１）、円筒状パイプ（２）、さらには突出開口部（３５）に対して位置決めの必要がなく、組付けが容易である。さらにまた、複数の支柱（３４）はシール部材（３）に配置したが、カバー（４）に配置しても同様な効果を奏する。

実施の形態２．
次に実施の形態２について図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。なお、図１と同一符号は同一又は相当部分を示している。（ａ）は点火コイル装置の上面図、（ｂ）は正面断面図である。特にトランス構造をコイルタワーに内蔵したものである。つまり、コイルタワー（１０）は、中央にコア（１４）を配置し、この外周に１次コイル（１５）、２次コイル（１６）を巻回したトランスを有している。１次コイル（１５）はコネクタ（１１）のコネクタ端子（１７）と接続されている。一方、２次コイルの一端は高圧端子（１９）に接続されている。またトランスを駆動するスイッチング素子他が内蔵されたＩＣ（１８）も配設されている。このようなタイプの点火コイル装置は、比較的コイルタワー本体が大型化する。つまり、コイルタワー本体の投影面積が下部のシール部材（３０）、カバー（４０）より大きい傾向となる。

円筒状パイプ（２０）は、点火プラグ（７１）と高圧端子（１９）とを電気的接続するバネ状導電部材（２６）を中央に内蔵し、高圧端子（１９）周辺を取り囲み、タワー本体（１３）と接続する高圧タワー（２７）を上部に配置している。またシール部材（３０）は、前記円筒状パイプ（２０）、導電部材（２６）、高圧タワー（２７）を包含するように形成されている。そしてカバー（４０）がタワー本体（１３）とシール部材（３０）との間に配置されている。

次に図４（ａ）、（ｂ）を用いてシール部材（３０）、及びカバー（４０）を説明する。図４（ａ）の断面図において、シール部材（３０）はプラグホール（６）の内周面に圧接する第１部位（３１）、シリンダヘッド（５）の上面に当接する第２部位（３２）を有し、さらにエア抜き穴突出開口部（３５）が第２部位（３２）より上方に延びている。エア抜き穴（３３）がプラグホール（６）とシール部材（３０）との隙間に位置し、直線的に貫設している。エア抜き穴突出開口部（３５）は第３部位（３６）最外周より内径側に位置し、第３部位（３６）の上面より低い位置に開口部を設定している。この形状を取ることによりエア抜き穴開口部周辺に隙間（３７）を有することができ、通気路を確保できる。また、エア抜き穴開口部の上面は外周に向かって傾いており、水滴が溜まることなく流れるように形成されている。さらに第２部位の上面も外周に傾斜していることが望ましい。

また、コイルタワーが比較的大きいタイプの点火コイル装置では、タワー本体（１３）で屋根の役目を期待できる。従って、実施の形態１におけるカバー（４）の形状を使用しなくても、図４（ｂ）に示したカバーを用いることも可能である。このカバーは基本的には周壁部（４２）で構成されたドーナッツ状であり、下部に複数の脚（４５）を有している。これらの脚（４５）によるカバー下部の高さ（４６）は、水滴が流れる程度の隙間（第３の隙間）を形成する。また、脚（４５）を含んだカバー全体の高さは、コイルタワーとシール部材第２部位との間隔と略同等とする。またカバーの最内周は、コイルタワーが大きいため敢えてカバーで屋根全体を構成する必要がなく、さらにエア抜き突出開口部（３５）上面を覆う必要もない。このようなカバーは形状が簡略化されており、コスト低減をさらに図ることができる。

この発明は車両用の内燃機関の点火コイル装置のみならず、船舶、航空機等の点火コイル装置にも用いることができる。

この発明の実施の形態１を示す点火コイル装置の全体図である。 この発明の実施の形態１の点火コイルの要部を示す概略図である。 この発明の実施の形態２を示す点火コイル装置の全体図である。 この発明の実施の形態２の点火コイルの要部を示す概略図である。

符号の説明

１、１０ コイルタワー ２、２０ 円筒状パイプ ３、３０ シール部材 ４、４０ カバー ５、シリンダヘッド ６、プラグホール １１、コネクタ １２、フランジ １３、タワー本体 ２２、トランス ３１、第１部位 ３２、第２部位 ３３、エア抜き穴 ３５、突出開口部 ３６、第３部位 ４１、第４部位 ４２、周壁部

Claims (4)

1. 内燃機関のシリンダヘッドに装着され、プラグホール内に第１の隙間を有して挿入され点火プラグと接続されトランス構造を有する円筒状パイプと、この円筒状パイプの上部に配設されたコイルタワーと、このコイルタワー下部に配設され前記プラグホールと前記円筒状パイプを密閉するシール部材と、このシール部材と前記コイルタワーとの間に配設されたカバーと、を備えた点火コイル装置において、
   前記シール部材は、前記プラグホールに挿入される第１部位と、前記シリンダヘッド上面に当接される第２部位と、前記第１部位より前記プラグホール上方向に延びた第３部位とからなり、前記円筒状パイプと略平行で、前記第１の隙間から前記コイルタワー側に貫設されたエア抜き穴を有し、このエア抜き穴の前記コイルタワー側の開口部は前記第２部位より突出した突出開口部を有し、この突出開口部上面は径方向外側に傾斜した傾斜面をなし、前記第３部位の周囲に規制部材を配し、この規制部材の高さは前記突出開口部の高さより高く設定され、
   前記カバーは、前記シール部材と別体で構成され、前記円筒状パイプと直交する第４部位と、この第４部位の外周端に前記第２部位方向に延びた周壁部とからなり、
   前記カバーは、前記規制部材により前記シール部材との位置関係を規制され、前記第４部位の最内周は前記規制部材の上方で前記第３部位の外周と当接し、前記第４部位の前記第２部位側裏面は前記突出開口部と第２の隙間を有し、前記周壁部下端は前記突出開口部上端よりも前記第２部位方向に延在するとともに、前記周壁部内周と前記突出開口部とに隙間を有し、前記周壁部内径は前記突出開口部外周より大きいことを特徴とする点火コイル装置。
2. 内燃機関のシリンダヘッドに装着され、トランス構造を有するコイルタワーと、プラグホール内に第１の隙間を有して挿入され、前記コイルタワー下部に配設され、点火プラグと接続する円筒状プラグ接続部を有し、前記プラグホールを密閉するシール部材と、このシール部材と前記コイルタワーとの間に配設されたカバーと、を備えた点火コイル装置において、
   前記シール部材は、前記プラグホールと当接する第１部位と、前記シリンダヘッド上面に当接される第２部位と、前記第１部位より前記プラグホール上方向に延びた第３部位とからなり、前記第１の隙間から前記コイルタワー側に略直線的に貫設されたエア抜き穴を有し、このエア抜き穴の前記コイルタワー側の開口部は前記第２部位より突出した突出開口部を有し、この突出開口部上面は前記第３部位より低く設定されるとともに、径方向外側に傾斜した傾斜面をなし、
   前記カバーは、前記シール部材と別体で構成され、外周に前記コイルタワーとシール部材の第２部位間に延びた周壁部を有し、この周壁部内周面と前記突出開口部との間には第２の隙間を設けるとともに、前記第２部位との間に少なくとも１箇所の第３の隙間を設け、前記突出開口部を囲むように形成されたことを特徴とする点火コイル装置。
3. コイルタワーはシリンダヘッドに固定するフランジ部を有し、このフランジ部を前記シリンダヘッドに固定することによりシール部材の第２部位を押圧することを特徴とする請求項１又は２記載の点火コイル装置。
4. カバーの厚みは、コイルタワーをシリンダヘッドに固定した場合のシール部材と前記コイルタワーとの間隔と同等又はそれ以下の厚みを有することを特徴とする請求項１記載の点火コイル装置。

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