JPH02283863A - 一次巻線モジュール - Google Patents

一次巻線モジュール

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JPH02283863A
JPH02283863A JP2062451A JP6245190A JPH02283863A JP H02283863 A JPH02283863 A JP H02283863A JP 2062451 A JP2062451 A JP 2062451A JP 6245190 A JP6245190 A JP 6245190A JP H02283863 A JPH02283863 A JP H02283863A
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tubular
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module
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ドウェイン・アレン・ハンツィンガー
Jr Thomas E Welsh
トーマス・エドワード・ウェルシュ・ジュニアー
James A Boyer
ジェームス・アルヴァ・ボイヤー
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエンジン(内燃機関)のシリンダへ供給される
スパークを発生させるだめの点火装置に関し、特に、エ
ンジンのシリンダに関連する複数個の二次巻線ユニット
の二次巻線内に電圧を誘起させる複数個の一次巻線を備
えた点火装置用一次巻線モジュールに関する。
〔従来の技術1 エンジンに固定され、エンジンの点火プラグへの電気的
な接続を行う手段を備え!二点火モジュールを利用した
既知の型式の一体型点火装置は米国特許第4,706,
639号明細書に開示されている。この既知の点火装置
においては、複数個の点火コイルが点火モジュール内に
配置されており、点火コイルの二次巻線が点火プラグに
接続しである。点火モジュールは更に、点火プラグの端
子に電気接続する手段を備えていて点火プラグに嵌合す
るコネクタ組立体をも有する。
[発明の目的1 本発明の目的は、エンジンに固定でき、点火プラグと二
次巻線とをそれぞれ有する複数個の別個の二次巻線ユニ
ットに磁気的に結合される複数個の離間しt;一次巻線
を有する点火装置を提供することである。
本発明の別の目的は、一次巻線により発生する磁束のt
;めの磁束経路を提供する磁性材料の管状部分に一次巻
線を関連させ、二次巻線ユニットが一次巻線により発生
する磁束のための磁束経路を提供するため二次巻線内に
位置した磁性コアを有する、上述の型式の点火装置を提
供することである。
本発明の他の目的は、一次巻線モジュールの一次巻線が
コンデンサ放電型式の点火回路により付勢される、上述
の型式の点火装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、それぞれが孔を具備した複数
個の離間した一次巻線を備えた一次巻線モジュールを有
し、一次巻線モジュールが対応する二次巻線ユニットの
端部を各社に収容させるような位置でエンジンに固定さ
れ、各二次巻線ユニットが、対応するエンジンの点火プ
ラグ開口に螺入されるネジ部を有する点火プラグと、二
次巻線を担持する絶縁体とを備え、各二次巻線ユニット
の二次巻線が一次巻線の対応する孔内に位置している、
上述の型式の点火装置を提供することである。
[発明の構成] 本発明に係る一次巻線モジュールの特徴とするところは
、各一次巻線が関連する管状部分内に位置しており、各
一次巻線が、一次巻線モジュールをエンジンに装着した
ききに二次スパーク発生ユニットの一部を収容するため
の孔を有することである。また、本発明に係る点火装置
の特徴とするところは、二次スパーク発生ユニットが点
火プラグの電極に接続された二次巻線を有し、各一次巻
線が関連する管状部分内に位置しかつ孔を備えて−おり
、一次巻線モジュールが、一次巻線を付勢しt;ときに
二次巻線内にスパーク点火電圧を誘起させるため二次巻
線を有する二次スパーク発生ユニットの部分を対応する
孔内に位置させるように、位置決めされていることであ
る。
本発明の点火装置は、上記米国特許第 4.706,639号明細書に開示された装置と同様に
、エンジンニ固定されたモジュールを有するが、当該米
国特許明細書に開示されたモジュールとは異なり、二次
巻線を有する複数個の点火コイルを支持していない。零
”発明の一次巻線モジュールはそれぞれが孔(ボア)を
画定する複数個の離間し1ニ一次巻線を有する。一次巻
線は二次巻線ユニレトと共働し、各二次巻線ユニットは
点火プラグと、点火プラグの絶縁体に担持された二次巻
線とを有する。一次巻線モジュールをエンジンに固定し
たときには、一次巻線により画定された孔は二次巻線を
有する二次巻線ユニットの部分に係合する。一次巻線を
付勢したとき、一次巻線と二次巻線との間に発生する磁
束による一次巻線と二次巻線との磁気的結合により二次
巻線ユニットの二次巻線内に電圧が誘起される。
[実施例] 添付図面、特に第1図を参照すると、10は本発明に係
る一次巻線モジュールを示す。この一次巻線モジュール
は絶縁プラスチック材料でできt;細長い本体即ち支持
部分12を有し、この支持部分は4つの離間した一体の
管状部分14を有する。
各管状部分14は孔(ボア)を有する一次巻線を後述す
る方法で支持する。第1図において、16は4つのネジ
付き点火プラグ開口を有する4汽筒エンジン(内燃機関
)を示し、各点火プラグ開口はエンジンのそれぞれのシ
リンダに連通している。
4つの二次巻線ユニット(二次スパーク発生ユニット)
1gのネジ端部を点火プラグ開口に螺入する。後述する
が、各二次巻線ユニット18は点火プラグを備え、点火
プラグは、この点火プラグの電極に接続しt:二次巻線
を担持する絶縁体を有する。更に、後述するが、各二次
巻線ユニット18は二次巻線の内部に位置する磁性コア
を有する。
一次巻線モジュール10の一次巻線は、支持部分12を
貫通する導体(コンダクタ)により、次巻線モジュール
10の領域20に位置するコンデンサ放電点火装置に接
続している。
使用においては、二次巻線ユニット18をエンジン16
の適当な点火プラグ開口に螺入する。次いで、開口22
を貫通するボルト又はネジ(図示せず)により一次巻線
モジュール10をエンジン16に固定する。一次巻線モ
ジュール10をエンジン16に固定したとさ、管状部分
14は二次巻線ユニット18の上端に滑入されるが、こ
の場合、一次巻線モジュール10の最終組立て位置にお
いて、二次巻線ユニット18の上端は、各一次巻線が二
次巻線ユニット18の対応する二次巻線を包囲した状態
で、管状部分14内に位置した一次巻線の孔内に入れ子
犬に収容される。
第2図には、一次巻線モジュール10の管状部分12内
に収容された一次巻線の1つを1つの二次巻線ユニット
18と関連した状態で示す。管状部分14及び支持部分
12は絶縁プラスチック材料をモールド成形してつくっ
たコイル支持体即ちコイルスプール24を支持する。コ
イルスプール24は外側の螺旋溝を有し、この溝内に複
数個のワイヤの巻回部分でできた一次巻線26が巻かれ
ている。例えば、一次巻線26はワイヤの7つの巻回部
分でできている。管状部分14は磁性材料でできた管状
部材28をも収容している。この部材は一次巻線26の
まわりに位置し、一次巻線26により発生した磁束のた
めの低磁気抵抗磁束経路な形成する。管状部材28はス
チールでつくるか又は粉末鉄をコンパクテイングしてつ
くることができる。管状部材をスチールでつくった場合
は、この部材に軸方向のスリットを設けて、この部材を
コイルスプール24の外表面上に嵌合したときに膨径で
さるようにするとよい。管状部材28をコイルスプール
24に嵌合しI;後、これらの部品のまわりにプラスチ
ック材料をモールド成形して、後述する方法で管状部分
14を形成する。
第2図において、二次巻線ユニット18は、点火プラグ
用絶縁体に使用されるものと同じ型式のセラミック材料
でできた絶縁体30を有する。絶縁体30は中央の(金
属製)電極32とネジ部36を有する外側の(管状金属
製)シェル34とを支持する部分30Aを具備する。外
側のシェル34は中央の電極32の端部に対してスパー
ク発生ギャップを残して対面する電極38を担持してい
る。ネジ部36はエンジン16のへラド39に設けた点
火プラグネジ開口内に螺入される。スパーク発生ギャッ
プはエンジン16の各シリンダ即ち燃焼室40内に位置
する。
絶縁体30は内部孔と外側円筒状表面とを有する管状部
分30Bを具備する。管状部分30Bの外側円筒状表面
は二次巻線42を担持し、この二次巻線は管状部分30
Bの外側円筒状表面に接着された金属材料の多数の螺旋
状巻回部分で構成されている。二次巻線42は既知の金
属化法により形成できる。例えば、二次巻線42は管状
部分30Bの外側円筒状表面上に印刷して形成すること
ができる。二次巻線42を形成する別の方法は、銅の如
き金属材料を管状部分30Bの外側円筒状表面に被覆、
メツキ又は蒸着し、次いで材料をレーザーカットして材
料の螺旋パターン部分をレーザー蒸発させることにより
螺旋状巻線を形成する方法である。二次巻線42は単層
の大きな巻線であり、例えば、金属材料の500個の巻
回部分(ターン)でできており、各巻回部分は0.02
54mm (0,001インチ)の幅を有し、隣接する
巻回部分間の間隔は約0.0254mm(0,001イ
ンチ)である。また、材料の厚さは約0.0254mm
(0,001インチ)でよい。代わりのものとして、二
次巻線42は、管状部分30Bの外側円筒状表面に細い
銅磁性ワイヤを密に巻き付け、次いで高温包囲材料で包
囲することにより形成できる。例えば、ワイヤは約0.
0508mm (0,002インチ)の直径を有するA
wg、No、44直径磁性ワイヤでよい。
二次巻線(コイル)42は銅以外の材料、例えばタング
ステン又は銀で構成してもよい。
二次巻線42の一端は、外側シェル34にはんだ付は又
は熔接付けした部分44を有する帯状導体(コンダクタ
)により外側シェル34従って電極38に接続されてい
る。二次巻線42の他端は帯状導体46.4g、50に
より中央電極32の上端に接続する。帯状導体46は中
央電極32の上端にはんだ付は又は熔接付けする。帯状
導体48は絶縁体30の管状部分30Bの内表面に沿っ
て延びている。
管状部分30Bに設けた孔は複合磁性材料でつくった(
円柱状の)磁性コア52を収容する。例えば、磁性コア
52は、相互に絶縁されるように電気絶縁材料でそれぞ
れ被覆されI;粉末鉄の微粒子で構成するとよい。磁性
コア52は、適当な圧力と熱とにより、電気絶縁材料で
被覆された鉄微粒子をコンパクテイング加工して固体物
に形成することによって形成できる。次いで、磁性コア
52をセラミックセメントの如き適当な接着剤で管状部
分30B内の適所に固定する。
二次巻線ユニット1Bは絶縁プラスチック材料でつくっ
l:外側の保護ハウジングを有する。この外側保護ハウ
ジングは二次巻線ユニット18の上端を包囲し、管状部
分54と一体の端部キャップ部分56とを有する。管状
部分54の下端は外側シェル34に係合しこのシェルに
対するシールを行う。
管状部分54の外表面とコイルスプール24の内表面と
の間に間隙が存在し、この間隙は、一次巻線モジュール
10をエンジン16に固定したときに、二次巻線ユニッ
ト18の上端をコイルスプール24上へ入れ子犬に装着
できるに十分な大きさを有する。
第3.4図を参照すると、各コイルスプール24の上端
は4つの7体の柱60をそれぞれ担持した一体の環状部
分58を有する。各環状部分58は更に、真ちゅうの如
き金属材料でできた帯状導体64に設けた開口を貫通す
る一対の一体の突起62を有する。突起62はそれぞれ
のコイルスプール24を帯状導体64に固定するために
突出している。帯状導体64は支持部分12を形成する
ためのモールド成形を行う前に4つのコイルスプールを
支持するのに十分な強度を有する。
帯状導体64は4つのすべての一次巻線26の一側に接
続される。このような接続を行うため、各一次巻線26
は軸方向に延びた端部リード即ち導体66を有する。導
体66は一次コイル(巻線)26と一体の延長部である
。導体66は帯状導体64の開口付き押出し部分68を
貫通して突出している。帯状導体64は支持部分12の
一端に担持された電子モジュール70に接続している。
4つの一次巻線26の両端は別の導体により電子モジュ
ール70に接続されている。従って、第3.4図の最古
側に位置した一次巻線26の一側は一次巻線26の端部
リード即ち一体の延長部である導体即ちワイヤ72によ
り電子モジュール70に接続されている。このワイヤ7
2は環状部分58の溝を通ってコイルスプール24から
導出する。導体即ちワイヤ72は各コイルスプール24
の1つの柱60、合計4つの柱のまわりに巻かれた部分
を有する。同様の方法で、第4図の右から2番目の一次
巻線26はワイヤ74により電子モジュール70に接続
されている。次の一次巻線26は76により電子モジュ
ール70に接続され、第4CgJの最左側の一次巻線2
6はワイヤ78により電子モジュール70に接続されて
いる。ワイヤ即ち導体72−78及び帯状導体64は後
述する第6図の回路線図にも略示しである。帯状導体6
4、導体66及びワイヤ72−78は導体手段を構成す
る。
一次巻線モジュール10の製造において、管状部材28
及び一次巻線26を取り付けたコイルスプール24は帯
状導体64に取り付けられる。次いで、ワイヤ?2−7
8が柱60に巻き付けI;部分を伴って位置決めされる
。導体66を帯状導体64に接続する0次いで、この組
立体のまわりに絶縁プラスチック材料をモールド成形し
て、軸方向に延びた支持部分12及び一体の管状部分1
4を形成する。支持部分12は電子モジュール70のt
;めの収納空間を提供するようにモールド成形される。
電子モジュール70を領域2o内に組立てた後、適当な
端子により、電子モジュール7゜を帯状導体64及びワ
イヤ72.74.76.78に電気的に接続する4゜帯
状導体64及びワイヤ72.74.75.78は支持部
分12を形成する絶縁プラスチック材料により全体的に
覆われている。
第5図は第2図に示した二次巻線ユニット18の代わり
に使用できる修正した二次巻線ユニットを示す。第5図
に示す二次巻線ユニットは第2図に示した二次巻線ユニ
ット18と同じ部品を多数使用しており、対応する部品
を明確にするため同じ参照番号を採用する。
第5図の二次巻線ユニットが第2図に示した二次巻線ユ
ニット18と異なる点は、付加的な絶縁体80を有する
ことである。付加的な絶縁体8゜は絶縁体30に使用す
るものと同じ型式のセラミック材料でつくるとよい。付
加的な絶縁体80は管状部分80Aと閉じた端部80B
とを有する。
管状部分80Aの外表面には螺旋状の二次巻線82が接
着しである。この二次巻線は前述した二次巻線42と同
じ型式のものである。二次巻線82の一端は帯状導体8
4により中央の電極32の上端に接続している。二次巻
線82の他端は帯状導体86.88.90により外側シ
ェル34に接続している。帯状導体88は管状部分30
Bの外表面に沿って軸方向に延び、帯状導体90は外側
シェル34に接続する。付加的な絶縁体80は二次巻線
82と共に適当なセラミックセメントにより管状部分3
0Bに固定できる。付加的な絶縁体80の孔は磁性コア
52を収容し、このコアは第2図について説明した磁性
コア52と同じものでよい。磁性コア52はセラミック
セメントの如き適当な接着剤により適所に固定される。
第6図には、コンデンサ放電点火回路の回路線図を示す
。第6図において、対応する素子を明確にするため、同
じ素子には同じ参照番号を付す。
第6図の回路には第2図の二次巻線1Bを使用している
第6図において、参照番号92はコンデンサ放電点火回
路のコンデンサを示す。コンデンサ92は直流電圧供給
源94により約400ボルト又は500ボルトに充電さ
れる。直流電圧供給源94は12ボルトの蓄電池95に
接続した直流/直流コンバータでよい。直流電圧供給源
94は12ボルトの入力を約400ボルト又は500ボ
ルトの出力に昇圧する。
コンデンサ92の一側は一次巻線26の一側に接続した
帯状導体64に接続されている。コンデンサ92の他側
はスイッチ96にそれぞれ接続され、これらのスイッチ
は、制御された整流器の如き半導体スイッチである。特
定のスイッチ96を付勢したとき即ち通電状態にしたと
き、コンデンサ92は一次巻線26の1つを通して放電
する。
その結果、二次巻線ユニットの一対の電極32.38間
にスパークアークを発生させるに十分な大きさの電圧が
二次巻線42に誘起される。
スイッチ96はエンジン16のクランクシャフトの角度
位置に同期して順次通電状態にされる。
これを達成するため、エンジン16のクランク2ヤフト
はクランクシャフト位置センサ98を駆動して、それぞ
れのクランクシャフト角度位置で電圧パルスを発生させ
る。クランクシャフト位置センサ98はスイッチ96に
それぞれ接続した出力を有する(電子)シリンダセレク
タ100に接続されている。この構成のため、エンジン
16のシリンダ40は適正な順序及び適正な点火タイミ
ングで点火される。この点に関し、シリンダセレクタ1
00は、適正な順序でしかもクランクシャフト角度位置
の関数として、スイッチ96を通電状態にする。
電圧供給源94、コンデンサ92、スイッチ96及びシ
リンダセレクタ100は一次巻線モジュール10の一端
に支持された電子モジュール70の一部を形成する。
エンジン16のヘッド39は二次巻線ユニット18と同
様の二次巻線ユニットを収容する点火プラグ穴を提供す
るように形成される。
一次巻線モジュール10をエンジン16に取り付けるた
めの構造体については特に説明しないが、この構造体は
エンジン16の形状に応じて種々の形をとることができ
る。エンジン16は、支持部分12の開口22を貫通す
るネジ又はボルトを受入れるI;め、エンジンに担持さ
れた装着ブラケットを具備する。更に、支持部分12の
形状はエンジン16の形状に適合するように変えること
ができる。
コンデンサ92が一次巻線26を通して放電したとき、
この一次巻線は二次巻線42に結合する磁束を発生させ
る。一次巻線26により発生した磁束のための磁束経路
即ち磁気回路は管状部材2B及び磁性コア52を通る低
磁気抵抗経路を含む。
電極32.38間にアークを発生させるに十分な大きさ
の電圧を二次巻線42に誘起させるに十分な電流が一次
巻線26へ供給される場合には、管状部材28を省略で
きる。管状部材28を使用しない場合は、点火装置の効
率は低下する。管状部材2Bを使用しない場合は、管状
部分14のプラスチック材料をコイルスプール24及び
一次巻線26の外表面に対してモールド床形する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、複数個の別個の二次巻線ユニットに関連して
示す、本発明に係る一次巻線モジュールの斜視図、 第2図は、第1図の一次巻線モジュールの一次巻線が二
次巻線の1つに関連する状態を示す断面図、 第3図は第1図の一次巻線モジュールの断面図、第4図
は第3図の一次巻線モジュールの上面図、第5図は修正
した二次巻線ユニットの断面図、第6図は本発明の一次
巻線モジュールの一次巻線を付勢するためのコンデンサ
放電点火回路を示す図である。 符号の説明 10エニー巻線モジュール  12:支持部分14:管
状部分   16:エンジン 18二二次スパーク発生ユニット 24:コイルスプール  26:一次巻線28:管状部
材   32.38:電極40ニジリンダ 52:磁性コア 42:二次巻線 64:帯状胴体 66. 72−78:導体

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.エンジン(16)に装着でき、エンジンのシリンダ
    (40)に関連する複数個の別個の二次スパーク発生ユ
    ニット(18)に磁気的に結合できる一次巻線モジュー
    ル(10)であって、細長い支持部分(12)と、該支
    持部分に担持された複数個の離間した管状部分(14)
    と、該管状部分と同数の一次巻線(26)と、前記支持
    部分に担持され、それぞれの一次巻線を付勢するためそ
    れぞれの一次巻線の両端にそれぞれ接続された導体手段
    (64、66、72−78)とを有する一次巻線モジュ
    ールにおいて、 前記各一次巻線(26)が関連する前記管状部分(14
    )内に位置しており、該各一次巻線が、当該一次巻線モ
    ジュールをエンジンに装着したときに前記二次スパーク
    発生ユニットの一部を収容するための孔を有することを
    特徴とする一次巻線モジュール。
  2. 2.請求項1に記載の一次巻線モジュールにおいて、前
    記各管状部分(14)内に位置しかつ対応する前記一次
    巻線(26)のまわりに位置した管状の磁束経路部材(
    28)を更に備えた一次巻線モジュール。
  3. 3.請求項1又は2に記載の一次巻線モジュールにおい
    て、前記支持部分(12)が電気絶縁性のプラスチック
    材料でできている一次巻線モジュール。
  4. 4.請求項1又は2に記載の一次巻線モジュールにおい
    て、前記管状部分(14)が前記支持部分(12)と一
    体になっており、該支持部分及び管状部分が電気絶縁性
    プラスチック材料をモールド成形することにより形成さ
    れている一次巻線モジュール。
  5. 5.請求項4に記載の一次巻線モジュールにおいて、前
    記支持部分(12)及び管状部分(14)が一部品でで
    きていて、該管状部分が該支持部分に対して実質上垂直
    に位置している一次巻線モジユール。
  6. 6.請求項1ないし5のいずれかに記載の一次巻線モジ
    ュールにおいて、前記各一次巻線(26)が、関連する
    前記管状部分(14)内に位置し同管状部分に支持され
    た電気絶縁性材料のコイルスプール(24)により支持
    されている一次巻線モジュール。
  7. 7.請求項1ないし6のいずれかに記載の一次巻線モジ
    ュールにおいて、前記一次巻線(26)を付勢するため
    前記導体手段(64、66、72−78)に接続された
    コンデンサ放電点火回路の素子を更に備えた一次巻線モ
    ジュール。
  8. 8.スパークを発生させエンジン(16)の複数個のシ
    リンダ(40)にスパークを供給するための点火装置で
    あって、該各シリンダに関連し電極(32、38)を備
    えた点火プラグを有する二次スパーク発生ユニット(1
    8)と、エンジンに支持された一次巻線モジュール(1
    0)とを具備し、該一次巻線モジュールが、細長い支持
    部分(12)と、該支持部分に担持され、前記二次スパ
    ーク発生ユニットと同数の離間した管状部分(14)と
    、該管状部分と同数の一次巻線(26)と、前記支持部
    分に担持され、かつそれぞれの一次巻線を付勢するため
    それぞれの一次巻線の両端に接続された導体手段(64
    、66、72−78)とを有する、点火装置において、 前記二次スパーク発生ユニット(18)が前記電極(3
    2、38)に接続された二次巻線(42)を有し、前記
    各一次巻線(26)が関連する前記管状部分(14)内
    に位置しかつ孔を備えており、前記一次巻線モジュール
    が、前記一次巻線を付勢したときに前記二次巻線内にス
    パーク点火電圧を誘起させるため該二次巻線を有する二
    次スパーク発生ユニットの部分を対応する前記孔内に位
    置させるように、位置決めされていることを特徴とする
    点火装置。
  9. 9.請求項8に記載の点火装置において、前記各二次ス
    パーク発生ユニット(18)が磁性コア(52)を有す
    る点火装置。
  10. 10.請求項8又は9に記載の点火装置において、前記
    一次巻線(26)がコンデンサ放電点火回路により付勢
    される点火装置。
  11. 11.請求項8ないし10のいずれかに記載の点火装置
    において、前記支持部分(12)及び管状部分(14)
    が電気絶縁性プラスチック材料で一部品として構成され
    ている点火装置。
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