JP6905589B2 - 点火プラグの電気接続のためのバネを有する点火装置 - Google Patents

Description

本発明は、点火プラグと、電圧端子を有するイグニッションコイルと、この電圧端子に点火プラグを電気的に接続するバネと、を有する内燃機関のための点火装置に関する。さらに本発明は、この種の点火装置を有する内燃機関およびそのような内燃機関を有する自動車に関する。

点火プラグに確実に電圧を供給するために、イグニッションコイルと点火プラグとの間のしっかりとした電気的接触が確保されなければならない。このとき、大抵はバネが使用される。電圧が高くなり過ぎ、その結果例えば押しバネの端部等の先端で“電気スパーク”が起きるのを回避するために、点火電圧を伝えるバネは、バネ端部において円錐形にすることができる。このような先の細いバネは、例えば特許文献１から公知である。この文献は、イグニッションコイルと、点火プラグと、イグニッションコイルを点火プラグに電気的に接続するバネと、を有する点火装置を開示している。そこに開示されているバネは、点火プラグ側を臨む接触部を有し、この接触部が、それ以外の外周部に比べて点火プラグに向かって先細りになる外周部を持つ。先細りしたバネの部分は、同じように先細りする凹部に収容される。

このような点火装置では、スプリングワイヤの自由ワイヤ端部が、点火プラグ側を臨むバネ終端部を形成する。この自由ワイヤ端部では、電場の密度が高く、これが次に互い電界強度をもたらす。電圧スパークを避けるためには、この高いエネルギー密度を制さなければならない。

独国特許出願公開第１０２００９０３５８９７号明細書

本発明の課題は、点火プラグへの電圧スパークに関して有利な点火装置を提供することにある。この課題は、請求項１に記載の点火装置、請求項６に記載の内燃機関および請求項７に記載の自動車により解決される。有利な発展態様は、従属請求項の主題である。

本発明の実施形態によれば、点火プラグと、電圧端子を有するイグニッションコイルと、この電圧端子に点火プラグを電気的に接続するバネとを有する内燃機関のための点火装置であって、一続きのスプリングワイヤが複数の外側巻線となってバネのイグニッションコイル側の端部からバネの点火プラグ側の端部へ延び且つそのスプリングワイヤが点火プラグ側の端部において、特に少なくともバネに負荷がかかっていない状態と負荷がかかった状態とにおいて、複数の内側巻線となって複数の外側巻線の内側においてイグニッションコイル側の端部に向かって連なっていく点火装置が提供される。そのようなバネにより、問題の多い尖ったスプリングワイヤの輪郭部分がバネの内側に配置されている。電場の密度が高く、そのために高い電気エネルギー密度が、複数の外側巻線の電位によって包み込まれることになる。こうすることで、バネ形状そのものによって十分一様な電場分布が生じる。点火プラグ側端部のスパークは、より良好に回避できる。

本発明のさらなる実施形態によれば、点火装置は、複数の内側巻線がバネの縦軸線に沿って点火プラグ側の端部から離れる方向に円錐状に先細りするように形成されている。このとき同時に、複数の内側巻線により一つの凹部が形作られ、この凹部が点火プラグの電気的な接点を収容するためのブシュとしての機能を担う。

本発明の一実施形態によれば、バネの大半の長さ、すなわち５０％を超える長さが略シリンダ形の外部輪郭をなしている。この長さは、バネのイグニッションコイル側の端部からバネの点火プラグ側の端部へのバネの縦軸線に沿った寸法である。

本発明の一実施形態によれば、点火プラグの電気的な接点は、複数の内側巻線の内側に配置されており、スプリングワイヤのワイヤ端部は、電気的な接点よりもさらにバネの点火プラグ側端部から離れており、それも特に、イグニッションコイル側の端部の方に向かって最も遠くまで突き出ている電気接点箇所よりもさらにバネの点火プラグ側の端部から離れている。

本発明の一実施形態によれば、隣り合う外側巻線間の平均的な間隔は、隣り合う内側巻線間の平均的な間隔よりも大きい。

さらに、本発明は、この種の点火装置を有する内燃機関およびそのような内燃機関を有する自動車を提供する。

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照しながら説明する。

本発明の実施例による点火装置を概略的に示す図であって、バネについては外形のみが描かれている図である。 図１の実施例による点火装置のバネを示す図である。

図１は、本発明の実施例による点火装置１を極端に概略化して示す図である。本発明の本質的な考え方は、イグニッションコイル３と点火プラグ４の間を電気的に接触させるバネ２の形態にある。点火プラグ４は、周知の仕方で内燃機関（不図示）の燃焼室内で可燃性の混合気に点火する役割を担う。具体的には、イグニッションコイル３からの電圧がイグニッションコイル３の電圧端子５を介してバネ２に印加され、点火プラグ４の電気的な接点６を介して点火プラグ４に導かれる。

バネ２の構造を図２を参照してより詳細に説明するが、特に、バネ２は、図２では負荷のかかっていない状態で示されている。バネ２は、導電性材料からなる一続きの（連続した）スプリングワイヤから構成されている。イグニッションコイル側の端部７からスプリングワイヤが複数の外側巻線９となって縦軸線周りに螺旋状に点火プラグ側の端部８まで延びている。好ましくは、イグニッションコイル側の端部７から点火プラグ側の端部８までの長さの少なくとも５０％を超える複数の外側巻線９は、略シリンダ形の外部輪郭および好ましくは均等に隔てられた外側巻線９を有している。さらにより好ましくは、この長さの８０％を超える部分がこれに該当し、さらにより好ましくはこの長さの９０％を超える部分がこれに該当する。（イグニッションコイル側の端部７から点火プラグ側の端部８までの長さの）それ以外の残りの部分は、例えば点火プラグ側の端部８に向かって先細りになり（すなわち、外側巻線９の直径が次第に小さくなる。）、例えばこの部分で複数の外側巻線９が円錐形に形成されていてもよい。特に、この残りの部分は、バネ２の点火プラグ側の端部８に設けられている。加えて、バネ２は押しバネであり、無負荷のときに、大半の数の、つまり５０％を超える、さらに好ましくは８０％を超える数の外側巻線９が、隣り合う外側巻線９の少なくとも一つに対して隔てられている。点火プラグ側の端部には、一回、二回または三回巻きの巻線が間隔をあけずに設けられている。

点火プラグ側の端部８では、一続きのスプリングワイヤが複数の内側巻線１０となって外側巻線９の内側においてイグニッションコイル側の端部７へと連なっている。このとき、スプリングワイヤは、点火プラグ側の端部８において複数の内側巻線１０となって縦軸線周りを螺旋状に連なっていく。外側巻線９のピッチ角αは、内側巻線１０のピッチ角αと逆になっているが、必ずしも同じ大きさである必要はない。外側巻線または内側巻線のピッチ角αは、図２に示すように、巻線の接触面が、縦軸線に垂直な面となす角である。好ましくは、複数の内側巻線１０の直径は、点火プラグ側の端部８からイグニッションコイル側の端部７に向かって次第に小さくなっていく（先細りする）。このとき、特に円錐形状が形成される。好ましくは内側巻線１０は互いに離間していない、つまりは互いに接している。複数の内側巻線１０は、直径に関して複数の外側巻線に完全に収まる。複数の内側巻線１０は、複数の外側巻線９の（縦軸線に沿った）長さの５０％を超えない（縦軸線に沿った）長さ、さらに好ましくは３０％を超えない長さにわたって延びていることが好ましい。外側巻線９間の平均的な間隔、すなわち、隣り合う外側巻線９の間の間隔（複数）の総和を、間隔（複数）の数ｎで割ったものは、内側巻線１０間の平均的な間隔、すなわち、隣り合う内側巻線１０の間の間隔（複数）の総和を、間隔（複数）の数ｎで割ったものよりも大きい。このとき、任意の（内側巻線および外側巻線に対して同じ）角度位置において、それぞれこの角度位置におけるスプリングワイヤの隣り合う箇所の間の間隔（複数）が測られる。

図１を参照すると、バネ２の点火プラグ側の端部８が電気的な接点６に当接し、電気を通すようにこの接点と接触している。バネ２のイグニッションコイル側の端部７は、電圧端子５に当接し、電気を通すようにこの端子と接触している。内側巻線１０は、電気的な接点６のためのブシュの役割をする凹部を形成する。

本発明を図面および上記の記載において詳細に図示および説明してきたが、この図示および記載は図示的ないし例示的なものであって、限定的なものではなく、開示された実施形態に本発明を限定することを意図するものではない。特定の特徴が様々な従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの特徴の組み合わせが有利に使用され得ないことを意味するものではない。

Claims (6)

1. 点火プラグ（４）と、
   電圧端子（５）を有するイグニッションコイル（３）と、
   前記電圧端子（５）に点火プラグ（４）を電気的に接続するバネ（２）と、
   を有する内燃機関のための点火装置（１）であって、
   一続きのスプリングワイヤが複数の外側巻線（９）となってバネ（２）のイグニッションコイル側の端部（７）からバネの点火プラグ側の端部（８）へ延び且つ前記スプリングワイヤが点火プラグ側の端部（８）において、バネに負荷がかかっていない状態と負荷がかかった状態とにおいて、複数の内側巻線（１０）となって複数の外側巻線（９）の内側においてイグニッションコイル側の端部（７）に向かって連なっていくとともに、複数の内側巻線（１０）は、複数の内側巻線により一つの凹部が形作られるように、バネ（２）の縦軸線に沿って点火プラグ側の端部（８）から離れる方向に先が細くなっていく点火装置。
2. 請求項１に記載の点火装置（１）であって、
   バネ（２）の大半の長さが略シリンダ形の外部輪郭をなす点火装置。
3. 請求項１または２に記載の点火装置（１）であって、
   点火プラグ（４）の電気的な接点（８）は、複数の内側巻線（１０）の内側に配置されており、スプリングワイヤのワイヤ端部は、電気的な接点（８）よりもさらにバネ（２）の点火プラグ側の端部（８）から離れている点火装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の点火装置（１）であって、
   隣り合う外側巻線（９）間の平均的な間隔は、隣り合う内側巻線（１０）間の平均的な間隔よりも大きい点火装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の点火装置（１）を有する内燃機関。
6. 請求項５に記載の内燃機関を有する自動車。

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