JPH03233172A - 内燃機関の点火装置 - Google Patents

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、内燃機関の点火装置に関し、特に、点火系の
部品から放射される有害な電磁波を遮蔽して外部に洩ら
さないようにすると共に、点火プラグにおける火花放電
のエネルギを弱くするコロナ放電等による点火エネルギ
のリークを防止して、点火装置の正常な作動を保障する
ものに関する。

〔従来の技術〕

内燃機関の点火コイルや、点火プラグに接続されるハイ
テンションコードなどの点火系部品から有害な電磁波が
放射されると、それが電子機器に誤動作を発生させたり
、ラジオやテレビ等に音や映像のノイズを与えることは
良く知られている。

このような理由もあって、点火コイルを機関のシリンダ
ヘッド上の点火プラグに近接して設け、これらの点火系
部品を導電性のシールドカバーで覆って、点火系部品か
ら発生する有害な電磁波が外部へ洩れないように、カバ
ー内に封じ込める技術が実開昭６０−２１５６８号公報
に記載されている。（第１の従来技術） また、これとは別に、実開昭６３−８６３２４号公報に
は、点火コイルが直結された点火プラグを内燃機関のシ
リンダヘッドに配設し、該シリンダヘッドに上記点火コ
イルを包囲してこれを覆うシリンダヘッドカバーを設け
ると共に、該シリンダへラドカバー内を、ターボチャー
ジャのコンプレッサから機関の吸気通路へ流れる空気が
通過するように構成して、上記点火コイルを積極的に冷
却することにより、点火コイルが高温化されて電気抵抗
が増加しコイルの電圧降下が起こることを防止する技術
が記載されている。（第２の従来技術）〔発明が解決し
ようとする課題〕 これらの従来技術は、いずれも内燃機関のシリンダヘッ
ド上に設けた室内に点火系部品を収容しているので、第
１の従来技術のように、前記室内の冷却手段を講じてい
ない場合には、電磁波の外部への放射を防止することが
できても、前記点火系部品を収容する室内の空気の温度
が上昇して密度が低下することによって、コロナ放電の
発生電圧が低下し、それが点火プラグの要求電圧よりも
低下した時には、点火プラグにおいて正常な火花放電が
生じる前に、それよりも低い電圧において点火系部品と
機関本体の一部との間にコロナ放電が生じて点火エネル
ギの一部がリークし、点火プラグに強い火花を発生させ
ることが出来なくなるおそれがある。

そこで、多少目的が異なるけれども、第２の従来技術の
ように、過給される吸気流が前記の点火系部品を収容し
た室内を通過するようにして、点火系部品を強制的に冷
却した場合は、点火系部品の高温化は避けられるが、点
火系部品の周囲を流れる空気の圧力は、ターボチャージ
ャのコンプレッサの吐出圧と、機関の吸気ポートにおけ
る吸気の圧力が、共に運転状態によってかなり大幅に変
動するものであるために、点火系部品を収容している室
内の空気圧力は何ら調整されることなく、変動にまかさ
れることとなる。

コロナ放電など、点火系部品からの点火エネルギのリー
クは、それらの点火系部品を取りまいている空気の密度
が低くなった時に起こるもので、密度が低いほど、つま
り空気圧が低いほどコロナ放電の発生電圧が低下する。

第２の従来技術においては、点火系部品の周囲を流れる
空気圧は一定の高い値に保持されていないから、その空
気圧が低下した時には、点火プラグの要求電圧よりも低
いコロナ放電発生電圧をもたらす圧力になることもある
と考えられ、そのような時には点火エネルギがリークし
て、点火プラグに正常な火花放電が起こらず、機関の性
能が低下することになる。

本発明は、これらの従来技術の問題点を解決して、内燃
機関がたとえ気圧の低下する高地で使用されるような場
合にも、点火系部品において点火エネルギのリークが生
じないようにすることを、発明の解決課題とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による内燃機関の点火装置は、内燃機関に付設さ
れ内部に点火系の部品を収容すると共に外部を導電性の
壁面で覆うことによって点火系の部品から放射される有
害な電磁波を外部に洩らさないようになっている電磁遮
蔽室と、前記電磁遮蔽室の中へ圧縮空気を供給して室内
の空気圧を高めるために前記電磁遮蔽室に逆止弁を介し
て接続されるコンプレッサと、前記電磁遮蔽室の空気圧
を点火プラグの要求電圧よりも高い値のコロナ放電発生
電圧をもたらす空気圧以上の値に実質的に保持するため
に前記電磁遮蔽室と外気との間に設けられる一定圧力保
持手段とを備えていることを特徴とする。

〔作　用〕

点火系の部品は導電性の壁面によって覆われた電磁遮蔽
室の中に収容されることによって、点火系の部品から発
生する有害な電磁波は閉じ込められて外部に放散するこ
とはなく、電子機器やラジオ、テレビ等に影響を与える
おそれはない。

電磁遮蔽室にはコンプレッサが接続されているので圧縮
空気が同室内に供給され、室内の空気圧を高める。また
電磁遮蔽室には一定圧力保持手段が外気との間に設けら
れているので、コンプレッサから室内に供給された圧縮
空気の圧力が所定値を越えないように調整される。その
空気の圧力は、点火系部品のコロナ放電発生電圧を高め
、その値が点火プラグの要求電圧よりも高くなるように
設定される。一方、電磁遮蔽室内の圧力を調整するため
に一定圧力保持手段から外部へ流出する圧縮空気により
、室内の熱が搬出され、壁面からの熱の放散と併せて電
磁遮蔽室内は冷却される。したがって、これらの作用に
より、電磁遮蔽室内の空気の密度は高くなり、点火系部
品からのコロナ放電等による点火エネルギのリークは阻
止される。

電磁遮蔽室へ接続されるコンプレッサからの空気流路に
は逆止弁が挿入されているから、コンプレッサの吐出圧
が低下する時でも、同室内の空気圧は直ちに低下するこ
とがなく、正常な状態が維持される。

〔実施例〕

本発明の基本的な実施例を第１図及び第２図に示す。１
は機関本体、２はシリンダヘッド、３及び４は、機関本
体１の上部に平行に設けられたダブルオーバーヘッドカ
ムシャフト（ＤＯＨＣ）を構成する２本のカムシャフト
（図示しない）をそれぞれ収容する室を覆う金属製のカ
ムシャフトカバー５はピストン、６は燃焼室、７は各気
筒に装着された点火プラグ、８及び９は点火コイノベ１
０は点火コイル８．９から各点火プラグ７へ接続される
ハイテンションコードをそれぞれ示している。

図から明らかなように、点火プラグ７、点火コイル８．
９、ハイテンションコード１０等の、有害な電磁波を放
射する点火系の部品は、２つのカムシャフトカバー３及
び４の間に形成される密閉された空間としての電磁遮蔽
室１１の中に収容されており、電磁遮蔽室１１は、シリ
ンダヘッド２の上面と、２つの金属製カムシャフトカバ
ー３．４の側壁の一部、上面の蓋の形で取付けられる金
属板等の導電性材料からなるシールドカバー１２、タイ
ミングベルトカバー１３の延長部分、及びその反対側の
側壁１４（シールドカバー１２をＬ形として、側壁１４
を一体に形成してもよい。）等によって上下面や各側面
が構成される。これらはいずれも導電性であり、機関本
体１、更にはそれを搭載する車両の車体等の、大きな導
電体と電気的に接続されて、接地されたと同じ状態にあ
るから、ハイテンションコード１０等の点火系の部品か
ら放散する有害な電磁波を、電磁遮蔽室１１内に閉じ込
めて外部に洩らすことがない。したがって有害な電磁波
が放出された場合に発生するおそれがある車載その他の
電子機器の誤動作や、ラジオ、テレビ等の雑音、画像の
乱れ等を回避することができる。

上記の構造では電磁遮蔽室１１は密閉室であって殆んど
空気の出入りがないから、機関本体１から伝わる熱や点
火コイルの発熱等により、室１１内が高温となって、点
火系の各部品の性能や、耐久性、信頼性の低下や、空気
の密度の減少により、コロナ放電発生電圧が低下して点
火プラグ７の要求電圧以下となり、点火プラグ７に正常
な火花放電が生じる前にリークして点火のためのエネル
ギが失なわれ、機関の点火が正常に行なわれなくなるお
それがある。

そこで本発明の特徴として、第１図及び第２図の実施例
では、シールドカバー１２の開口に取付けられる金属管
等の導電性パイプ１５に逆止弁１６を介してコンプレッ
サ１７を接続して、加圧空気を電磁遮蔽室１１内に供給
し、液室１１を加圧して空気の密度を高めると共に、側
壁１４の開口に取付けた金属管等の導電性パイプ１８に
一定圧力保持手段１９を接続し、室１１内が一定圧力を
越えた時に一定圧力保持手段１９が室１１内を大気に向
って開放して、圧力を所定値に保持するようになってい
る。一定圧力保持手段１９は後述のような弁や絞り等に
よって構成される。コンプレッサ１７としては、専用の
ものを設けてもよいが、後述のように、ターボチャージ
ャやスーパーチャージャのコンプレッサ等の圧縮空気を
一部流用すれば、特別のものを設ける必要はない。

このようにして電磁遮蔽室１１内の圧力は一定に保たれ
るので、その圧力を、点火プラグの要求電圧よりも高い
コロナ放電発生電圧をもたらす空気圧以上の値に選ぶこ
とにより、室１１内での点火エネルギのリークを防止す
ることができると共に、一定圧力保持手段１９から流出
する空気が室１１内の熱を搬出するから、室１１内の温
度の過大な上昇を抑制することができる。ここで、逆止
弁１６を設けたのは、何等かの原因でコンプレッサ１７
の吐出圧が低下した時でも、室１１内の圧力を低下させ
ないようにするためである。パイプ１５，１８や弁１６
、定圧力保持手段１９等は導電性であるから、空気は通
過させても有害な電磁波が洩れ出るおそれはなく、また
、これらのパイプを省略して弁１６や一定圧力保持手段
１９を電磁遮蔽室１１に直付けすることもできる。なお
、これらのパイプ１５．１８等は必ずしも導電性でなく
ても、それらが取付けられる電磁遮蔽室１１の開口を十
分に小径としたり、多少径が大でも流路に金網（メツシ
ュスクリーン）を張る等の対策を講じれば、有害な電磁
波が洩れ出ることはない。

第３図及び第４図は、前記の一定圧力保持手段１９の実
施例として、圧力感応弁の２つのタイプを示したもので
ある。まず第３図に示す圧力感応弁１９′の実施例にお
いて、２０及び２１はダイヤフラム２２を挟んで接合さ
れる上下の碗状容器で、ダイヤフラム２２には弁体２３
が取付けられていると共に、スプリング２４が弁体２３
を閉弁させる方向に付勢するように設けられている。上
部の碗状容器２０には大気に開放する孔２５が設けられ
て、常時容器２０内の上室２６内を大気圧としている。

下室２７には前述の電磁遮蔽室１１に通じるパイプ１８
が接続されているので、下室２７に加えられる電磁遮蔽
室１１内の圧力が所定値を越えたとき、その圧力はダイ
ヤフラム２２を下から押圧して、弁体２３をスプリング
２４に抗して押し上げて開弁させ、室ｌｌ内の過剰な圧
力をパイプ２８を通じて大気へ放出して、圧力を所定値
に保つ作用がある。

この場合、上室２６には大気圧が常時作用しているので
、この機関を搭載した車両が高地へ移動した時等には、
弁１９′の開弁特性が多少低圧の方へずれるという傾向
がある。そこで、この傾向が問題となり得る高地での使
用等を考えて、対応策を講じたものが第４図に示した圧
力感応弁１９″であって、この場合はベローズ２９を用
いたものが図示されているが、この点に特徴がある訳で
はなく、第３図の場合を含めて、これらの圧力応動部材
はダイヤフラム、ベローズ、あるいはシリンダに嵌合す
る摺動ピストン等の均等手段を使用し得ることは言うま
でもない。

第４図では第３図の場合と同様なものにダッシュを付け
て示しているが、第４図の実施例が第３図のそれと異な
る点は上室２６′が大気に開放する孔等を有していない
点にある。つまりベローズ２９内の上室２６′は密封さ
れた室であって、一定量の空気等の気体が封入されてい
るので、高度の変化等により大気圧が変化しても、圧力
感応弁１９″の開弁特性には殆んど変化はなく、常にほ
ぼ一定の絶対圧で開弁するから、電磁遮蔽室１１内の圧
力も高度に関係なく一定に保つことができる。したがっ
て、コロナ放電発生電圧が高地で低下するというような
ことはない。

なお、第３図及び第４図に示した圧力感応弁１９’　、
　１９”に代わり、電磁遮蔽室１１に大気に開放される
小径の孔からなる絞りを設けただけでも成る程度の定圧
保持は可能である。この場合は、コンプレッサ１７の吐
出圧の変動によって、電磁遮蔽室１１内の圧力が多少変
動するが、簡単な構造でコストを低くすることができる
上に、常に空気が電磁遮蔽室１１から洩れ出ているので
、換気による冷却作用が確実に行なわれ、温度上昇及び
それによるコロナ放電電圧の低下を簡単に防止すること
ができる利点もある。また、第１図に示したように、圧
縮空気の人口（パイプ１５）と出口（パイプ１８）を電
磁遮蔽室１１の長手方向の両端部分に離して設けると、
室１１内の空気の流れが一様になって、全体をむらなく
冷却することができる。

前述のように、点火系部品を収容した電磁遮蔽室１１内
の圧力を一定に保つ手段１９として、圧力に直接応動す
る圧力感応弁１９’あるいは１９″を用いるほか、間接
的な手段により、電磁遮蔽室１１の圧力をほぼ一定に保
つことも可能である。第５図及び第６図に示した２つの
実施例は、いずれも一定圧力保持手段１９として温度感
応弁を用いた例であって、電磁遮蔽室ｌｌ内の空気の温
度に応答し、その温度が所定値を越えた時は室１１内を
大気に通じる作用をするものである。一般に室１１内の
空気の圧力と温度との間には成る程度の相関関係があり
、内燃機関の通常の運転状態においては、室１１内の空
気圧が一定値に達した時は、その温度もほぼ一定値付近
に達していることが多い。そこで第１図に示した一定圧
力保持手段１９として、第５図や第６図に示した温度感
応弁３０・３０′を用い、室１１内の空気の温度が所定
値を越えた時に室１１を大気に開放するように構成すれ
ば、実質的に室１１内の圧力をほぼ所定値に保つことが
可能である。その意味で、実質的に温度感応弁もまた、
一定圧力保持手段１９の一つであるということができる
。

第５図に示した温度感応弁３０において、３１は弁の基
板であって、前述の電磁遮蔽室１１の壁の開口に取付け
られ、室１１内の空気を流通させる数個の連通孔３２を
有する。この例では、室１１の壁は第１図に示した側壁
１４としている。基板３１には円筒状ケーシング３３が
取付けられて、その中に左室３４を形成し、更に仕切板
３５を挟んでキャップ３６が取付けられて、その中に右
室３７を形成している。右室３７は大気連通孔３８によ
って外気と通じており、該室内にはスプリング３９によ
って閉弁方向に付勢された円錐台形の弁体４０が仕切板
３５に設けられた弁開口４１を閉塞している。４２は筒
状のサーモワックスエレメントであって、その中には可
動のピストン（図示しない）が設けられ、熱を受けて膨
張するサーモワックスが封入されている。前記ピストン
にはロッド４３が取付けられており、それが突出した時
は弁体４０を開弁方向へ動かすことができる。

第５図の温度感応弁３０はこのような構造であるから、
点火系の部品を収容した電磁遮蔽室１１内へ第１図のコ
ンプレッサ１７から送り込まれた圧縮空気の圧力が高ま
ると、それにほぼ併行して圧縮空気の温度も高まるので
、それが一定値を越えた時には、サーモワックスエレメ
ント４２から突出するロッド４３がスプリング３９に抗
して弁体４０を図において右側へ押し開き、左室３３と
右室３７とを連通させる。したがって、電磁遮蔽室１１
内の圧縮空気の一部は外気中に放出され、その空気は室
１１内から熱を搬出するから、室１１内の温度が下がる
と共に圧力も低下してほぼ一定値を保つことになる。

第５図のような弁構造の場合は、弁体４０はサーモワッ
クスエレメント４２のような温度応答部材の働きによら
なくても、それ自体にかかる空気の圧力が一定値を越え
ると自動的に開弁するので、この弁３０は温度感応弁で
あると共に圧力感応弁であると言うことができる。

第６図に示した温度感応弁３０′は、構造を簡単にする
ために、温度応答部材としてバイメタル４４を使用した
例である。電磁遮蔽室１１の壁の一つ、この例では側壁
１４の内側に一端を固定されたバイメタル４４の自由端
にはパッド状の弁体４５が取付けられ、側壁１４の開口
４６を閉塞するようになっている。

室１１内の温度が圧力と共に上昇すると、バイメタル４
４が撓んで弁体４５が開口４６を開放し、高温の空気を
大気中へ放出して室１１内の温度、圧力をほぼ一定の値
に保つので、この温度感応弁３０′　もまた、本発明の
一定圧力保持手段１９として使用することができる。こ
の例の温度感応弁３０′　は構造が簡単で、しかもかさ
ばらないから、低コストであって、電磁遮蔽室１１のど
のような場所にも取付けることができる利点をもってい
る。

第７図は、点火系部品を収容する電磁遮蔽室１１に圧縮
空気を供給して加圧するために、第１図のように専用の
コンプレッサ１７を設けないで、機関に搭載されている
ターボチャージャ４７のコンプレッサ４８を利用した例
を示している。図中、４９は排気タービン、５０はイン
タークーラ、５１は機関の吸気通路を示しており、電磁
遮蔽室１１へ圧縮空気を受入れる送気管５２は、ターボ
チャージャ４７のコンプレッサ４８で加圧されインター
クーラ５０で冷却された後の圧縮空気の一部を吸気通路
５１において分流させている。上記以外の部分は第１図
について説明したものと同じである。ただし、この例で
は、前述の一定圧力保持手段１９は側壁１４の開口に直
付けした場合を示している。

このように、コンプレッサとしてターボチャージャ４７
を利用するほか、機械的過給機である所謂スーパーチャ
ージャを利用したり、その他の車載コンプレッサ等も利
用することができる。これらの場合は殆んど既存の設備
を利用することになるので、本発明を実施することによ
るコストの上昇はごく僅かなものとなる。また、圧縮空
気がインタークーラ５０で冷却されているので、電磁遮
蔽室ｌｌ内を良く冷却することができる。

第８図は、第１図や第７図に示した電磁遮蔽室１１のシ
ールドカバー１２の内外面に冷却フィン５３及び５４を
設けて、この部分でも積極的に放熱を行なわせるように
したものを示している。その他の部分は通常のＤＯＨＣ
型式の機関の各部と同じであって、５５及び５６は平行
に軸支されている２本のカムシャフト、５７はカムシャ
フトカバー３及び４の間にまたがって取付けられるブラ
ケット、５８は点火コイル８を前記ブラケット５７に取
付けるボルトを示している。

第８図の例のように、シールドカバー１２に外側のフィ
ン５４又は内側のフィン５３を設けると、点火系部品を
収容する電磁遮蔽室１１からの放熱がよくなり、空気の
温度が上昇して密度が低下することによるコロナ発生電
圧の低下を防止することができると共に、点火系部品の
耐久性を向上させ得る。

また、シールドカバー１２がフィン５３や５４によって
補強されるので剛性が高くなり、破損し難くなるばかり
か、共振の生じる振動数が高くなるので、シールドカバ
ー１２が振動、騒音の源となることがない。

〔発明の効果〕

本発明を実施することにより、点火系部品を収容してい
る電磁遮蔽室にはコンプレッサから圧縮空気が供給され
て該室内が加圧されると共に、定圧力保持手段によって
過剰の圧力が外部へ逃がされて、電磁遮蔽室内が実質的
に一定の圧力に保持されるから、その圧力が点火プラグ
の要求電圧よりも高いコロナ放電発生電圧に対応する圧
力になるように設定すれば、点火系部品からの点火エネ
ルギのリークはなくなり、常に点火プラグでは強力な火
花放電が得られて、内燃機関の性能を十分に発揮させる
ことができる。

もとより、電磁遮蔽室は導電性の壁で囲まれており、開
口部も有害な電磁波の通過を許さない程度の大きさとさ
れる場合には、点火系部品から発射される有害な電磁波
が電磁遮蔽室から洩れ出ることはなく、外部の機器に支
障を生じることが防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的な実施例を機関本体と共に示す
一部切断正面図、第２図は同じものの一部切断側面図、
第３図及び第４図は圧力感応弁の互いに異なる実施例を
示す縦断面図、第５図及び第６図は温度感応弁の互いに
異なる実施例を示す縦断面図、第７図は本発明の他の実
施例を示す一部切断正面図、第８図は本発明を適用する
ことができる電磁遮蔽室の構造を示す断面図である。 ｌ・・・機関本体、　　　　２・・・シリンダヘッド、
３・４・・・カムシャフトカバー、 ５・・・ピストン、　　　　６・・・燃焼室、７・・・
点火プラグ、　　　８・９・・・点火コイル、１０・・
・ハイテンションコード、 １１・・・電磁遮蔽室、　　１２・・・シールドカバー
１３・・・タイミングベルトカバー、 １４・・・側壁、　　　　　１５・・・導電性パイプ、
１６・・・逆止弁、１７・・・コンプレッサ、１計・・
導電性パイプ、　１９・・・一定圧力保持手段、１９’
　　、　１９”・・・圧力感応弁、２０．２１・・・碗
状容器、　２２・・・ダイヤフラム、２３．２３’・・
・弁体、　　２４．２４’・・・スプリング、２５・・
・孔、　　　　　　２６．２６’・・・上室１．２７．
２７’・・・下室、　　２８・・・パイプ、２９・・・
ベローズ、　　　３０．３０’・・・温度感応弁、３１
・・・基板、　　　　　３２・・・連通孔、３３・・・
円筒状ケーシング、 ３４・・・左室、　　　　　３５・・・仕切板、３６・
・・キャップ、　　　３７・・・右室、３８・・・大気
連通孔、　　３９・・・スプリング、４０・・・弁体、
　　　　　４１・・・弁開口、４２・・・サーモワック
スエレメント、４３・・・ロッド、４４・・・バイメタ
ル、４５弁体、　　　　　　４６・・・開口、４７・・
・ターボチャージャ、 ４８・・・コンプレッサ、４９・・・排気タービン、５
０・・ヅンターターラ、５１・・・吸気通路、５２・・
・送気管、　　　　５３．５４・・・冷却フィン、５５
．５６・・・カムシャフト、 ５７・・・ブラケット、　　５８・・・ボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関に付設され内部に点火系の部品を収容すると共
   に外部を導電性の壁面で覆うことによって点火系の部品
   から放射される有害な電磁波を外部に洩らさないように
   なっている電磁遮蔽室と、前記電磁遮蔽室の中へ圧縮空
   気を供給して室内の空気圧を高めるために前記電磁遮蔽
   室に逆止弁を介して接続されるコンプレッサと、前記電
   磁遮蔽室の空気圧を点火プラグの要求電圧よりも高い値
   のコロナ放電発生電圧をもたらす空気圧以上の値に実質
   的に保持するために前記電磁遮蔽室と外気との間に設け
   られる一定圧力保持手段とを備えていることを特徴とす
   る内燃機関の点火装置。