JPH10172716A - 一体化された点火コイルおよびスパーク・プラグ - Google Patents
一体化された点火コイルおよびスパーク・プラグInfo
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- JPH10172716A JPH10172716A JP9337115A JP33711597A JPH10172716A JP H10172716 A JPH10172716 A JP H10172716A JP 9337115 A JP9337115 A JP 9337115A JP 33711597 A JP33711597 A JP 33711597A JP H10172716 A JPH10172716 A JP H10172716A
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- F02P13/00—Sparking plugs structurally combined with other parts of internal-combustion engines
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F2038/122—Ignition, e.g. for IC engines with rod-shaped core
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 細いスパーク・プラグ・アクセス腔部に合う
ように寸法決定可能である一体化されたスパーク・プラ
グおよび点火コイル装置を提供する。 【解決手段】 プラスチックで被覆された鉄コア（２
５）の周囲に同軸状に巻付けられた一次コイル（２３）
と二次コイル（３７）とを持つ点火コイルおよびスパー
ク・プラグは、無線周波減衰を生じるための構造的に固
有のキャパシタンスを利用し、誘電性流体で充填された
組立体（１０）内で一体化される。
ように寸法決定可能である一体化されたスパーク・プラ
グおよび点火コイル装置を提供する。 【解決手段】 プラスチックで被覆された鉄コア（２
５）の周囲に同軸状に巻付けられた一次コイル（２３）
と二次コイル（３７）とを持つ点火コイルおよびスパー
ク・プラグは、無線周波減衰を生じるための構造的に固
有のキャパシタンスを利用し、誘電性流体で充填された
組立体（１０）内で一体化される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関点火装置
に関し、特に高電圧点火源ハードウエアに関する。
に関し、特に高電圧点火源ハードウエアに関する。
【０００２】
【従来の技術】スパーク・プラグと点火コイルの組合わ
せを特徴とする内部燃焼室機関の燃焼室へ火花を与える
点火装置が、従来技術において堤案されていた。例え
ば、Ｏｒｓｗｅｌｌの米国特許第１，１６４，１１３
号、Ｃａｖａｎａｇｈの同第１，３０２，３０８号、Ｗ
ａｌｌの同第２，４４１，０４７号および同第２，４５
９，８５６号、Ｌａｍｐｈｅｒｅの同第２，４６７，５
３１号、およびＯｓｔｅｒｍａｎの同第２，４６７，５
３４号は全て、点火コイルとスパーク・プラグの組合わ
せを開示している。
せを特徴とする内部燃焼室機関の燃焼室へ火花を与える
点火装置が、従来技術において堤案されていた。例え
ば、Ｏｒｓｗｅｌｌの米国特許第１，１６４，１１３
号、Ｃａｖａｎａｇｈの同第１，３０２，３０８号、Ｗ
ａｌｌの同第２，４４１，０４７号および同第２，４５
９，８５６号、Ｌａｍｐｈｅｒｅの同第２，４６７，５
３１号、およびＯｓｔｅｒｍａｎの同第２，４６７，５
３４号は全て、点火コイルとスパーク・プラグの組合わ
せを開示している。
【０００３】最近の内燃機関、特に複数の吸気弁装置お
よび排気弁装置とオーバーヘッド・カム・バルブ作動形
態とを特徴とする内燃機関は、構造的に適切なスパーク
・プラグ腔部（ｗｅｌｌ）を提供するために利用できる
非常に制限された空間を有する。不都合なことに、シリ
ンダ当たり１つのコイルの火花源の場合、スパーク・プ
ラグと点火コイルとを組合わせた装置を含むため、スパ
ーク・プラグ腔部の直径を減らすと、種々の理由からシ
リンダ当たり１つのコイルの点火系統をうまく実現する
ことが困難になる。克服されねばならない諸問題には、
スパーク・プラグ腔部と点火装置との間の制限された直
径のクリアランス、制限されたスパーク・プラグ腔部に
おける最小クリアランスを特に生じる高温度、およびス
パーク・プラグと点火コイルの取付け取外しのためのア
クセスが含まれる。
よび排気弁装置とオーバーヘッド・カム・バルブ作動形
態とを特徴とする内燃機関は、構造的に適切なスパーク
・プラグ腔部（ｗｅｌｌ）を提供するために利用できる
非常に制限された空間を有する。不都合なことに、シリ
ンダ当たり１つのコイルの火花源の場合、スパーク・プ
ラグと点火コイルとを組合わせた装置を含むため、スパ
ーク・プラグ腔部の直径を減らすと、種々の理由からシ
リンダ当たり１つのコイルの点火系統をうまく実現する
ことが困難になる。克服されねばならない諸問題には、
スパーク・プラグ腔部と点火装置との間の制限された直
径のクリアランス、制限されたスパーク・プラグ腔部に
おける最小クリアランスを特に生じる高温度、およびス
パーク・プラグと点火コイルの取付け取外しのためのア
クセスが含まれる。
【０００４】無線周波干渉（ＲＦＩ）は、点火系統の設
計者にとって挑戦であり続ける。不都合なことには、シ
リンダ当たり１つのコイルの火花源の場合、スパーク・
プラグと点火コイル装置を含むため、このような構成の
性質がかかるＲＦＩに対して遮蔽を行うための充分な機
会を与えるものではない。更に、シリンダ当たり１つの
コイルのこうした分散されたシステムにおける各個の点
火源は、これと関連して、１つの点火源により生成され
たＲＦＩが他の点火源の各系統電圧供給線に漏話結合す
る容易度を増す系統電圧線を有する。更に、各供給線
は、関連する点火源により生成されるＲＦＩの実質的な
直接の容量結合を経験することがある。
計者にとって挑戦であり続ける。不都合なことには、シ
リンダ当たり１つのコイルの火花源の場合、スパーク・
プラグと点火コイル装置を含むため、このような構成の
性質がかかるＲＦＩに対して遮蔽を行うための充分な機
会を与えるものではない。更に、シリンダ当たり１つの
コイルのこうした分散されたシステムにおける各個の点
火源は、これと関連して、１つの点火源により生成され
たＲＦＩが他の点火源の各系統電圧供給線に漏話結合す
る容易度を増す系統電圧線を有する。更に、各供給線
は、関連する点火源により生成されるＲＦＩの実質的な
直接の容量結合を経験することがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、新規な一体化されたスパーク・プラグおよび点火コ
イル装置の提供にある。
は、新規な一体化されたスパーク・プラグおよび点火コ
イル装置の提供にある。
【０００６】かかる装置は非常に細いスパーク・プラグ
取付け（ａｃｃｅｓｓ）腔部に合うように寸法決定可能
であることが望ましい。
取付け（ａｃｃｅｓｓ）腔部に合うように寸法決定可能
であることが望ましい。
【０００７】非常に細いスパーク・プラグ取付け腔部に
物理的に嵌合し得る一体化されたスパーク・プラグおよ
び点火コイル装置がかかる配置と関連する極限の温度条
件を適切に処理できることが更に望ましい。
物理的に嵌合し得る一体化されたスパーク・プラグおよ
び点火コイル装置がかかる配置と関連する極限の温度条
件を適切に処理できることが更に望ましい。
【０００８】更に、一体化されたスパーク・プラグおよ
び点火コイルが周囲に対するＲＦＩ放射を最小限に抑え
ることが望ましい。
び点火コイルが周囲に対するＲＦＩ放射を最小限に抑え
ることが望ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の上記および他の
目的は、固有の容量特性および誘導特性がＲＦＩの減衰
に有効に供される一体化されたスパーク・プラグおよび
点火コイル装置においてもたらされる。本発明によれ
ば、プラスチックで被覆された鉄粒子を含むコアが、一
次コイルに対する直接的な巻付け面を提供する。コアと
一次コイルは、更に、二次コイルと磁性体から形成され
た実質的に円筒状の外側ケースとにより同軸状に包囲さ
れる。このケース、コアおよび車両の接地の間に電気的
接触が確立される。当該構成は、一次コイルとコアとの
間に比較的大きな等価キャパシタンスを確立し、これが
接地されたコアと共に等価のはしご型ＲＦＩ減衰器の一
方の脚部を確立する。当該構成はまた、一次コイルとケ
ースとの間に等価のキャパシタンスを確立し、これが接
地されたケースと共に等価のはしご型ＲＦＩ減衰器の別
の脚部を確立する。
目的は、固有の容量特性および誘導特性がＲＦＩの減衰
に有効に供される一体化されたスパーク・プラグおよび
点火コイル装置においてもたらされる。本発明によれ
ば、プラスチックで被覆された鉄粒子を含むコアが、一
次コイルに対する直接的な巻付け面を提供する。コアと
一次コイルは、更に、二次コイルと磁性体から形成され
た実質的に円筒状の外側ケースとにより同軸状に包囲さ
れる。このケース、コアおよび車両の接地の間に電気的
接触が確立される。当該構成は、一次コイルとコアとの
間に比較的大きな等価キャパシタンスを確立し、これが
接地されたコアと共に等価のはしご型ＲＦＩ減衰器の一
方の脚部を確立する。当該構成はまた、一次コイルとケ
ースとの間に等価のキャパシタンスを確立し、これが接
地されたケースと共に等価のはしご型ＲＦＩ減衰器の別
の脚部を確立する。
【００１０】本発明の望ましい実施の形態において、一
体化されたスパーク・プラグおよび点火コイル組立体
は、一次点火コイルが直接に巻付けられるコンパクトな
プラスチック被覆鉄粒子のコア主組立体を含んでいる。
この主組立体は、磁性体から形成されたケースにより包
囲される二次コイルによって包囲される。コアとケース
は共に接地され、これによりＢ＋に対する実質的な容量
結合されたＲＦＩ経路を取除く。前記ケースおよびコア
の接地は更に、一方の等価脚部としてコアと一次コイル
との間の実質的なキャパシタンスを、別の等価脚部とし
てケースと二次コイルとの間のキャパシタンスを持つは
しご型等価減衰回路網を確立する。当該装置は、それ自
体、封止可能に配置されたコネクタ胴部により一端部に
おいて封止され、かつ他終端では連通するようにスパー
ク・プラグにより封止されるケース内部に収容される。
シリコーン油の充填が、点火コイルの高電圧動作への近
接に必要な熱放散度と絶縁耐力とをもたらす。
体化されたスパーク・プラグおよび点火コイル組立体
は、一次点火コイルが直接に巻付けられるコンパクトな
プラスチック被覆鉄粒子のコア主組立体を含んでいる。
この主組立体は、磁性体から形成されたケースにより包
囲される二次コイルによって包囲される。コアとケース
は共に接地され、これによりＢ＋に対する実質的な容量
結合されたＲＦＩ経路を取除く。前記ケースおよびコア
の接地は更に、一方の等価脚部としてコアと一次コイル
との間の実質的なキャパシタンスを、別の等価脚部とし
てケースと二次コイルとの間のキャパシタンスを持つは
しご型等価減衰回路網を確立する。当該装置は、それ自
体、封止可能に配置されたコネクタ胴部により一端部に
おいて封止され、かつ他終端では連通するようにスパー
ク・プラグにより封止されるケース内部に収容される。
シリコーン油の充填が、点火コイルの高電圧動作への近
接に必要な熱放散度と絶縁耐力とをもたらす。
【００１１】本発明については、例示として、添付図面
に関して次に記述する。
に関して次に記述する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図において、特に図１において、
本発明による一体化された点火コイルおよびスパーク・
プラグ組立体の望ましい実施の形態が部分断面図で示さ
れ、参照番号１０により全体的に示される。当該一体化
された点火コイルおよびスパーク・プラグ組立体１０
は、スパーク・プラグ腔部を介して、かつ燃焼シリンダ
へのスパーク・プラグ開口と螺合するように従来の内燃
機関に組付けられる。当該組立体は、一端部にスパーク
・プラグ組立体５９があり、他端部に電気的な外部イン
ターフェースとしてのコネクタ胴部１１がある実質的に
堅固な外側ケース５１を有する。この組立体は更に、実
質的に同軸状に配置された一次および二次巻線と、高透
磁率の磁気コアとを含む実質的に細い高電圧変圧器を含
んでいる。全ての高電圧点火系統の構成要素は、一体化
された点火コイルおよびスパーク・プラグ組立体１０に
収容されあるいはその一部である。
本発明による一体化された点火コイルおよびスパーク・
プラグ組立体の望ましい実施の形態が部分断面図で示さ
れ、参照番号１０により全体的に示される。当該一体化
された点火コイルおよびスパーク・プラグ組立体１０
は、スパーク・プラグ腔部を介して、かつ燃焼シリンダ
へのスパーク・プラグ開口と螺合するように従来の内燃
機関に組付けられる。当該組立体は、一端部にスパーク
・プラグ組立体５９があり、他端部に電気的な外部イン
ターフェースとしてのコネクタ胴部１１がある実質的に
堅固な外側ケース５１を有する。この組立体は更に、実
質的に同軸状に配置された一次および二次巻線と、高透
磁率の磁気コアとを含む実質的に細い高電圧変圧器を含
んでいる。全ての高電圧点火系統の構成要素は、一体化
された点火コイルおよびスパーク・プラグ組立体１０に
収容されあるいはその一部である。
【００１３】一般に、前記構造は、以下に述べるように
構成要素の組立体およびサブアセンブリ内に挿入され
る。
構成要素の組立体およびサブアセンブリ内に挿入され
る。
【００１４】二次巻枠２１は、例えば、Ｇｅｎｅｒａｌ
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社により商標名Ｖａｌｏｘ（登録商
標）の下に販売されるポリブチレン・テレフタレート
（ＰＢＴ）熱可塑性ポリエステルの如き高温耐性を持つ
射出成形されたプラスチック絶縁材料から形成される。
巻枠２１は複数の軸方向に隔てられたリブ３８を有し、
隣接するリブ３８間に溝が形成される。各溝の深さは、
巻枠２１の内径と一次巻線との間の空間がコネクタ胴部
の端部から組立体のスパーク・プラグの端部へ向かって
逓増するように、巻枠２１の一端部から他端部へ向かっ
て一次コイル２３から離れるように巻枠胴部の拡がりを
逓増することによって減少している。二次コイルのスパ
ーク・プラグ端部に向けて増加する軸方向の電圧勾配
は、二次コイルと一次コイルとの間に増加する誘電体絶
縁を必要とし、後で述べるように二次と一次との間の逓
増する分離およびその間の誘電性流体によりもたらされ
る。スプリング２７およびＶａｌｏｘ（登録商標）の如
きテレフタレート（ＰＢＴ）熱可塑性ポリエステルであ
ることが望ましいスペーサ２９が、リブ３８間に最も浅
い溝を持つ巻枠２１の端部において二次巻枠２１の内部
に嵌合される。二次接地端子１９と二次負端子３５と
が、各二次端子１９、３５を二次巻枠２１に固定するよ
うに熱据えこみ（ｈｏｔ ｕｐｓｅｔ）される。次に、
二次コイル３７が巻枠の巻付けスロットを形成するリブ
３８間に巻付けられる。二次コイル３７は、溝が浅くな
るにつれて少ない巻数を有し、溝が深いほど多い巻数を
有する。当該実施の形態においては、巻枠２１は、二次
コイル３７を作るために巻付けられる２３の溝を有す
る。例えば、図示の実施の形態では、二次コイル３７
は、４４ＡＷＧ番のワイヤを合計２４，８９３回巻いた
ものであり、各溝における巻数は、溝の深さの逓減に従
って前の溝から逓減される。２３の溝の全巻線は、リブ
３８のスロットに伸びる交差接続により直列に接続され
る。このようなコイル構成は、当技術においては一般に
セグメント巻コイルと呼ばれ、一般に製造の簡単さとキ
ャパシタンスの低減という理由から従来の層巻コイルよ
り選好される。
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社により商標名Ｖａｌｏｘ（登録商
標）の下に販売されるポリブチレン・テレフタレート
（ＰＢＴ）熱可塑性ポリエステルの如き高温耐性を持つ
射出成形されたプラスチック絶縁材料から形成される。
巻枠２１は複数の軸方向に隔てられたリブ３８を有し、
隣接するリブ３８間に溝が形成される。各溝の深さは、
巻枠２１の内径と一次巻線との間の空間がコネクタ胴部
の端部から組立体のスパーク・プラグの端部へ向かって
逓増するように、巻枠２１の一端部から他端部へ向かっ
て一次コイル２３から離れるように巻枠胴部の拡がりを
逓増することによって減少している。二次コイルのスパ
ーク・プラグ端部に向けて増加する軸方向の電圧勾配
は、二次コイルと一次コイルとの間に増加する誘電体絶
縁を必要とし、後で述べるように二次と一次との間の逓
増する分離およびその間の誘電性流体によりもたらされ
る。スプリング２７およびＶａｌｏｘ（登録商標）の如
きテレフタレート（ＰＢＴ）熱可塑性ポリエステルであ
ることが望ましいスペーサ２９が、リブ３８間に最も浅
い溝を持つ巻枠２１の端部において二次巻枠２１の内部
に嵌合される。二次接地端子１９と二次負端子３５と
が、各二次端子１９、３５を二次巻枠２１に固定するよ
うに熱据えこみ（ｈｏｔ ｕｐｓｅｔ）される。次に、
二次コイル３７が巻枠の巻付けスロットを形成するリブ
３８間に巻付けられる。二次コイル３７は、溝が浅くな
るにつれて少ない巻数を有し、溝が深いほど多い巻数を
有する。当該実施の形態においては、巻枠２１は、二次
コイル３７を作るために巻付けられる２３の溝を有す
る。例えば、図示の実施の形態では、二次コイル３７
は、４４ＡＷＧ番のワイヤを合計２４，８９３回巻いた
ものであり、各溝における巻数は、溝の深さの逓減に従
って前の溝から逓減される。２３の溝の全巻線は、リブ
３８のスロットに伸びる交差接続により直列に接続され
る。このようなコイル構成は、当技術においては一般に
セグメント巻コイルと呼ばれ、一般に製造の簡単さとキ
ャパシタンスの低減という理由から従来の層巻コイルよ
り選好される。
【００１５】二次コイル３７の低電圧リード線または接
地リード線は、二次接地端子１９の舌部１９Ｂに終端さ
れ、二次コイル３７の負のリード線は二次負端子３５の
舌部３５Ａで終端される。コイルの両方の端子リード線
が巻付けられ、次にホット・ディップ・ソルダ（ｈｏｔ
ｄｉｐ ｓｏｌｄｅｒ）操作などによりハンダ付けさ
れる。各舌部１９Ｂ、３５Ａは、互いに向き合うように
二次巻枠２１を背にして折曲げられ、巻枠２１に接して
あるいはその近くに略々軸方向に位置する。
地リード線は、二次接地端子１９の舌部１９Ｂに終端さ
れ、二次コイル３７の負のリード線は二次負端子３５の
舌部３５Ａで終端される。コイルの両方の端子リード線
が巻付けられ、次にホット・ディップ・ソルダ（ｈｏｔ
ｄｉｐ ｓｏｌｄｅｒ）操作などによりハンダ付けさ
れる。各舌部１９Ｂ、３５Ａは、互いに向き合うように
二次巻枠２１を背にして折曲げられ、巻枠２１に接して
あるいはその近くに略々軸方向に位置する。
【００１６】コア２５は、圧縮成形操作においてプラス
チック被覆鉄粒子から作られる。この鉄粒子は、電気的
絶縁材料の結合剤により保持される。鉄粒子は、０．１
０２ｍｍ（約０．００４インチ）の平均粒子サイズを有
する。部品の製造において、鉄粒子は、個々の粒子を密
閉する液状の熱可塑性材料で被覆される。被覆された鉄
粒子は加熱された成形プレスに置かれ、この複合材料が
所望の形状および密度に圧縮される。最終的に成形され
た部品は、硬化した熱可塑性材料の結合剤中の鉄粒子か
らなる。例えば、最終成形された部品は、鉄粒子が約９
９重量％、プラスチック材料が１重量％である。体積で
は、この部品は、鉄粒子が約９６％、プラスチック材料
が４％である。コア２５の細長い形状のゆえに、使用さ
れた圧縮成形プレスの形式は、部品の主軸に直角に主圧
縮力を加えて、全体にわたる均一な圧縮を生じる。この
ようなコアの製造が一般に選好され、これはコスト効率
のよい丸断面コアをこれにより作ることができるためで
ある。コア２５が成形された後、例えば、目的の一次コ
イルの直巻にとって欠陥となる鋭いモールド分割線のな
い平滑面を提供するため、研磨などにより仕上げ加工さ
れる。一次コイル２３は、成形コア２５の表面に直接巻
付けられる。この巻線は被覆ワイヤから作られ、コア２
５の円筒状の外面上に直接巻付けられる。一次コイル２
３は、各々が２３ＡＷＧ番のワイヤの１２７回巻きから
なる２つの巻付け層からなり得る。予め必要とは思われ
ないが、巻付け工程中に接着性コーティングを従来のフ
ェルト・ディスペンサなどにより一次コイルへ塗布して
もよく、あるいは巻付け後に熱硬化される部分的に硬化
したエポキシ被覆をワイヤ上に設けてもよい。コアに一
次コイルを直接巻付けると、一次抵抗損の有効な熱伝達
と、一次巻線とコアとの間の体積に略々反比例するよう
変化することが知られる磁気結合の改善とがもたらされ
る。
チック被覆鉄粒子から作られる。この鉄粒子は、電気的
絶縁材料の結合剤により保持される。鉄粒子は、０．１
０２ｍｍ（約０．００４インチ）の平均粒子サイズを有
する。部品の製造において、鉄粒子は、個々の粒子を密
閉する液状の熱可塑性材料で被覆される。被覆された鉄
粒子は加熱された成形プレスに置かれ、この複合材料が
所望の形状および密度に圧縮される。最終的に成形され
た部品は、硬化した熱可塑性材料の結合剤中の鉄粒子か
らなる。例えば、最終成形された部品は、鉄粒子が約９
９重量％、プラスチック材料が１重量％である。体積で
は、この部品は、鉄粒子が約９６％、プラスチック材料
が４％である。コア２５の細長い形状のゆえに、使用さ
れた圧縮成形プレスの形式は、部品の主軸に直角に主圧
縮力を加えて、全体にわたる均一な圧縮を生じる。この
ようなコアの製造が一般に選好され、これはコスト効率
のよい丸断面コアをこれにより作ることができるためで
ある。コア２５が成形された後、例えば、目的の一次コ
イルの直巻にとって欠陥となる鋭いモールド分割線のな
い平滑面を提供するため、研磨などにより仕上げ加工さ
れる。一次コイル２３は、成形コア２５の表面に直接巻
付けられる。この巻線は被覆ワイヤから作られ、コア２
５の円筒状の外面上に直接巻付けられる。一次コイル２
３は、各々が２３ＡＷＧ番のワイヤの１２７回巻きから
なる２つの巻付け層からなり得る。予め必要とは思われ
ないが、巻付け工程中に接着性コーティングを従来のフ
ェルト・ディスペンサなどにより一次コイルへ塗布して
もよく、あるいは巻付け後に熱硬化される部分的に硬化
したエポキシ被覆をワイヤ上に設けてもよい。コアに一
次コイルを直接巻付けると、一次抵抗損の有効な熱伝達
と、一次巻線とコアとの間の体積に略々反比例するよう
変化することが知られる磁気結合の改善とがもたらされ
る。
【００１７】コア接地端子４１と１対の一次端子（図示
せず）を捕捉するために、コネクタ胴部１１もまたＶａ
ｌｏｘ（登録商標）から又は従来のインサート成形法で
成形されることが望ましい。コア接地端子４１は、その
一部がコネクタ胴部１１の内端部で軸方向の空洞５５の
基部に露出される。一次端子は、一体化された点火コイ
ルおよびスパーク・プラグに対して外部の一次励起回路
に接続するため、コネクタ腔部５３内へ延長される。放
射方向に屈曲可能なコネクタ１５がコア接地端子４１に
かしめられ、端子の尾部は接地端子４１から伸びる。コ
ア接地ばね３９が、コネクタ胴部１１の内端部の空洞内
へ組み込まれる。コア２５は、コネクタ胴部１１の内端
部に組み込まれて、コア接地ばね３９を圧縮してコア２
５とコア接地端子４１との間の正の電気的接触を確立す
る。一次コイル２３の端子リード線（図示せず）は、イ
ンサート成形された一次端子にハンダ付けにより接続さ
れる。
せず）を捕捉するために、コネクタ胴部１１もまたＶａ
ｌｏｘ（登録商標）から又は従来のインサート成形法で
成形されることが望ましい。コア接地端子４１は、その
一部がコネクタ胴部１１の内端部で軸方向の空洞５５の
基部に露出される。一次端子は、一体化された点火コイ
ルおよびスパーク・プラグに対して外部の一次励起回路
に接続するため、コネクタ腔部５３内へ延長される。放
射方向に屈曲可能なコネクタ１５がコア接地端子４１に
かしめられ、端子の尾部は接地端子４１から伸びる。コ
ア接地ばね３９が、コネクタ胴部１１の内端部の空洞内
へ組み込まれる。コア２５は、コネクタ胴部１１の内端
部に組み込まれて、コア接地ばね３９を圧縮してコア２
５とコア接地端子４１との間の正の電気的接触を確立す
る。一次コイル２３の端子リード線（図示せず）は、イ
ンサート成形された一次端子にハンダ付けにより接続さ
れる。
【００１８】一次サブアセンブリは、次に、二次巻枠２
１の内面に対するコネクタ胴部１１の内端部の外表面の
僅かな締まり嵌めにより二次巻枠２１へ挿入される。ば
ねジャンパ１７が、二次接地端子１９の舌部１９Ａをコ
ア接地端子４１から延びる端子の尾部へ柔軟に接続す
る。
１の内面に対するコネクタ胴部１１の内端部の外表面の
僅かな締まり嵌めにより二次巻枠２１へ挿入される。ば
ねジャンパ１７が、二次接地端子１９の舌部１９Ａをコ
ア接地端子４１から延びる端子の尾部へ柔軟に接続す
る。
【００１９】ケース５１は、ニッケルメッキされた１０
０８鋼あるいは他の適切な磁性体からなることが望まし
い丸管材から形成される。例えば異常に長いケースにお
けるように更に大きな強度が必要である場合は、高級な
炭素鋼または磁気ステンレス鋼を代用することもでき
る。コネクタ胴部１１に隣接する端部におけるケース５
１の部分は、標準的な寸法の駆動工具と係合する６角の
緊締頭部５６の如き緊締頭部を提供するため複数の平坦
面を提供するように従来の据えこみ法により形成される
ことが望ましい。更に、先端部は、緊締頭部５６に加え
られるトルクに対する必要な強度を生じ、かつケース５
１とコネクタ胴部１１との間に捕捉リング・クリップ４
３のための棚部を提供するように、内方へ丸められる。
前に組立てられた一次と二次のサブアセンブリは、スパ
ーク・プラグ端部からコネクタ胴部１１の一部に働く据
えこみ端部により提供される確実停止部までケース５１
内へ装填される。更に、複数の放射状に伸びるスペーサ
５７が、ケース５１内での一次および二次のサブアセン
ブリの実質的な心出しと制限された半径方向運動をもた
らす。
０８鋼あるいは他の適切な磁性体からなることが望まし
い丸管材から形成される。例えば異常に長いケースにお
けるように更に大きな強度が必要である場合は、高級な
炭素鋼または磁気ステンレス鋼を代用することもでき
る。コネクタ胴部１１に隣接する端部におけるケース５
１の部分は、標準的な寸法の駆動工具と係合する６角の
緊締頭部５６の如き緊締頭部を提供するため複数の平坦
面を提供するように従来の据えこみ法により形成される
ことが望ましい。更に、先端部は、緊締頭部５６に加え
られるトルクに対する必要な強度を生じ、かつケース５
１とコネクタ胴部１１との間に捕捉リング・クリップ４
３のための棚部を提供するように、内方へ丸められる。
前に組立てられた一次と二次のサブアセンブリは、スパ
ーク・プラグ端部からコネクタ胴部１１の一部に働く据
えこみ端部により提供される確実停止部までケース５１
内へ装填される。更に、複数の放射状に伸びるスペーサ
５７が、ケース５１内での一次および二次のサブアセン
ブリの実質的な心出しと制限された半径方向運動をもた
らす。
【００２０】次に、組立体全体は、一体化された点火コ
イルおよびスパーク・プラグ組立体の高温度および高電
圧の環境に適する予め定めた量の流体の誘電体で充填さ
れる。一般的なカテゴリのポリジメチル・シロキサン
（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）油が、
自動車用機関の用途に対して適切と考えられる誘電特
性、体積抵抗特性および熱放散特性を呈した。例えば、
１つのこのような市販される流体は、Ｇｅｎｅｒａｌ
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社から入手可能なＳＦ９７−５０シリ
コーン誘電性液として知られる。別のこのような市販の
流体は、ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ社により市販される５６
１（登録商標）液を含む。流体充填物の体積は、一体化
された点火コイルおよびスパーク・プラグが通常の組み
つけ位置にある時に二次組立体を完全に覆い隠すに充分
な体積である。Ｏリング１３のすぐ下のコネクタ胴部１
１と二次組立体の頂部との間の体積は、構成要素の熱膨
張の通常の過程で排出される流体量と、二次および一次
のサブアセンブリの実効体積変化に対する膨張室６３を
提供する。流体の充填後に、一次および二次の組立体が
ケースの開口を経て引き戻されることを防止するためリ
ング・クリップ４３が組み込まれる。
イルおよびスパーク・プラグ組立体の高温度および高電
圧の環境に適する予め定めた量の流体の誘電体で充填さ
れる。一般的なカテゴリのポリジメチル・シロキサン
（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）油が、
自動車用機関の用途に対して適切と考えられる誘電特
性、体積抵抗特性および熱放散特性を呈した。例えば、
１つのこのような市販される流体は、Ｇｅｎｅｒａｌ
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社から入手可能なＳＦ９７−５０シリ
コーン誘電性液として知られる。別のこのような市販の
流体は、ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ社により市販される５６
１（登録商標）液を含む。流体充填物の体積は、一体化
された点火コイルおよびスパーク・プラグが通常の組み
つけ位置にある時に二次組立体を完全に覆い隠すに充分
な体積である。Ｏリング１３のすぐ下のコネクタ胴部１
１と二次組立体の頂部との間の体積は、構成要素の熱膨
張の通常の過程で排出される流体量と、二次および一次
のサブアセンブリの実効体積変化に対する膨張室６３を
提供する。流体の充填後に、一次および二次の組立体が
ケースの開口を経て引き戻されることを防止するためリ
ング・クリップ４３が組み込まれる。
【００２１】次に、スパーク・プラグ組立体５９がコネ
クタ胴部１１と反対側のケース５１の端部をふさぐよう
に組み込まれる。スパーク・プラグ組立体は、セラミッ
クのスパーク・プラグ絶縁体３１を包囲する導電性の外
側シェル３３を含み、この絶縁体の中を、ＲＦＩ抑制抵
抗（図示せず）を含む高電圧の中心電極４７（以下にお
いて、負の電極）が軸方向に通っている。
クタ胴部１１と反対側のケース５１の端部をふさぐよう
に組み込まれる。スパーク・プラグ組立体は、セラミッ
クのスパーク・プラグ絶縁体３１を包囲する導電性の外
側シェル３３を含み、この絶縁体の中を、ＲＦＩ抑制抵
抗（図示せず）を含む高電圧の中心電極４７（以下にお
いて、負の電極）が軸方向に通っている。
【００２２】導電性の外側シェル３３は、燃焼シリンダ
・ヘッド内に螺合するねじ部７７に向けて先細になって
いる。ねじ部７７の底部から負電極４７の露出部７１の
中心に伸びているのは、相補的な接地電極７３である。
これにより、電離間隙４５が負電極４７と相補的な接地
電極７３との間に確立される。この負電極４７の露出部
を包囲してこの露出部と電気的に接触するのは、高電圧
接触ばね４９である。高電圧接触ばね４９の遠端部は、
スペーサ２９の陥凹部と係合させられている。二次負端
子３５と一体である内部舌部３５Ｂが高電圧接触ばね４
９と電気的に接触し、これにより二次コイル３７の高電
圧出力を負電極４７に結合する。溶接継ぎ目６１が、従
来の抵抗溶接法などによりケース５１の端部とスパーク
・プラグ組立体５９の導電性の外側シェル３３との間で
全周にわたって設けられ、これにより組立て工程を完了
し、構造的かつ電気的な密封継ぎを提供する。
・ヘッド内に螺合するねじ部７７に向けて先細になって
いる。ねじ部７７の底部から負電極４７の露出部７１の
中心に伸びているのは、相補的な接地電極７３である。
これにより、電離間隙４５が負電極４７と相補的な接地
電極７３との間に確立される。この負電極４７の露出部
を包囲してこの露出部と電気的に接触するのは、高電圧
接触ばね４９である。高電圧接触ばね４９の遠端部は、
スペーサ２９の陥凹部と係合させられている。二次負端
子３５と一体である内部舌部３５Ｂが高電圧接触ばね４
９と電気的に接触し、これにより二次コイル３７の高電
圧出力を負電極４７に結合する。溶接継ぎ目６１が、従
来の抵抗溶接法などによりケース５１の端部とスパーク
・プラグ組立体５９の導電性の外側シェル３３との間で
全周にわたって設けられ、これにより組立て工程を完了
し、構造的かつ電気的な密封継ぎを提供する。
【００２３】次に図２および図３によれば、特に図１で
示された本発明の実施の形態が簡単な概略形態で示さ
れ、ここで電気回路要素および磁気的回路要素の一部は
図１の対応する特徴の番号にプライムを付して示され
る。コア２５′は、順に一次コイル２３′、二次コイル
３７′およびケース５１′により同軸状に包囲されるよ
う示される。一次コイル２３′の一方のリード線は、同
図においてＢ＋で示される供給電圧に接続されるよう示
される。Ｂ＋結合は、組立体の一端部でコネクタ胴部に
より提供される外部接続により行われる。一次コイル２
３′の他方のリード線は、制御可能な半導体スイッチ７
０により車両の接地に選択的に接続される。半導体スイ
ッチ７０は、当技術において一般に周知のように、機関
の検出された回転角に応じて従来のスパーク・タイミン
グ・モジュールにより各シリンダに対して予め定めた点
火タイミングの目的に従って、周知の方法で制御され
る。コア２５′および一次コイル２３′は互いに容量結
合し、その等価キャパシタンスが図にＣ２として示され
る。この等価キャパシタンスＣ２は、コア２５′と一次
コイル２３′が近接していることに主に起因して比較的
大きい。二次コイル３７′の１つのリード線はスパーク
・プラグ組立体の負電極の露出部７１′に直接に接続さ
れている。スパーク・プラグ組立体５９′の他方の電極
７３′は、車両の接地に直接接続されている。二次コイ
ル３７′と一次コイル２３′とは互いに容量結合し、等
価キャパシタンスが図にＣ１で示される。ケース５１′
は無論、コア２５、一次コイル２３′、二次コイル３
７′をそれぞれ包囲している。
示された本発明の実施の形態が簡単な概略形態で示さ
れ、ここで電気回路要素および磁気的回路要素の一部は
図１の対応する特徴の番号にプライムを付して示され
る。コア２５′は、順に一次コイル２３′、二次コイル
３７′およびケース５１′により同軸状に包囲されるよ
う示される。一次コイル２３′の一方のリード線は、同
図においてＢ＋で示される供給電圧に接続されるよう示
される。Ｂ＋結合は、組立体の一端部でコネクタ胴部に
より提供される外部接続により行われる。一次コイル２
３′の他方のリード線は、制御可能な半導体スイッチ７
０により車両の接地に選択的に接続される。半導体スイ
ッチ７０は、当技術において一般に周知のように、機関
の検出された回転角に応じて従来のスパーク・タイミン
グ・モジュールにより各シリンダに対して予め定めた点
火タイミングの目的に従って、周知の方法で制御され
る。コア２５′および一次コイル２３′は互いに容量結
合し、その等価キャパシタンスが図にＣ２として示され
る。この等価キャパシタンスＣ２は、コア２５′と一次
コイル２３′が近接していることに主に起因して比較的
大きい。二次コイル３７′の１つのリード線はスパーク
・プラグ組立体の負電極の露出部７１′に直接に接続さ
れている。スパーク・プラグ組立体５９′の他方の電極
７３′は、車両の接地に直接接続されている。二次コイ
ル３７′と一次コイル２３′とは互いに容量結合し、等
価キャパシタンスが図にＣ１で示される。ケース５１′
は無論、コア２５、一次コイル２３′、二次コイル３
７′をそれぞれ包囲している。
【００２４】本発明によれば、ケース５１′は、スパー
ク・プラグのねじ部により車両の接地に直接に接続され
ている。コア２５′もまた、本発明によれば、図１に示
された実施の形態に従って述べたとおり、ケースを介し
て車両の接地に直接に接続されている。ケース５１′と
二次コイル３７′とは互いに容量結合し、等価キャパシ
タンスが図にＣ３で示される。スパーク・プラグの火花
生成事象により生成されるＲＦＩの減衰は、有利なこと
に、図３の簡単な等価回路によりモデル化されたはしご
型ＲＦＩフィルタにより与えられる。図示のように、コ
アに対する直巻により可能な一次巻線の近接性が、比較
的大きな等価キャパシタンスＣ２を提供する。ケースを
接地することで、等価一次インダクタンスＩpの片側の
二次巻線と車両の接地との間に等価キャパシタンスＣ３
が確立される。コアを接地することで、等価の一次イン
ダクタンスＩpの他の側と車両の接地との間に等価キャ
パシタンスＣ２が確立される。一次コイルをコアに直接
巻付けることによる固有の大きな容量作用のゆえに、等
価一次インダクタンスＩpに並列に容量結合されるＲＦ
Ｉは等価はしご型回路網により減衰され、これにより供
給電圧Ｂ＋に対する直接的な結合を著しく減殺する。
ク・プラグのねじ部により車両の接地に直接に接続され
ている。コア２５′もまた、本発明によれば、図１に示
された実施の形態に従って述べたとおり、ケースを介し
て車両の接地に直接に接続されている。ケース５１′と
二次コイル３７′とは互いに容量結合し、等価キャパシ
タンスが図にＣ３で示される。スパーク・プラグの火花
生成事象により生成されるＲＦＩの減衰は、有利なこと
に、図３の簡単な等価回路によりモデル化されたはしご
型ＲＦＩフィルタにより与えられる。図示のように、コ
アに対する直巻により可能な一次巻線の近接性が、比較
的大きな等価キャパシタンスＣ２を提供する。ケースを
接地することで、等価一次インダクタンスＩpの片側の
二次巻線と車両の接地との間に等価キャパシタンスＣ３
が確立される。コアを接地することで、等価の一次イン
ダクタンスＩpの他の側と車両の接地との間に等価キャ
パシタンスＣ２が確立される。一次コイルをコアに直接
巻付けることによる固有の大きな容量作用のゆえに、等
価一次インダクタンスＩpに並列に容量結合されるＲＦ
Ｉは等価はしご型回路網により減衰され、これにより供
給電圧Ｂ＋に対する直接的な結合を著しく減殺する。
【００２５】本発明については幾つかの望ましい実施の
形態および代替形態に関して記述したが、当業者には他
の代替例が明らかであると思われる。従って、本文の記
述は限定しない事例と見なされるべきであり、本発明は
頭書の特許請求の範囲によってのみ限定される。
形態および代替形態に関して記述したが、当業者には他
の代替例が明らかであると思われる。従って、本文の記
述は限定しない事例と見なされるべきであり、本発明は
頭書の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】本発明による一体化された点火コイルおよびス
パーク・プラグの望ましい実施の形態を示す断面図であ
る。
パーク・プラグの望ましい実施の形態を示す断面図であ
る。
【図２】本発明による一体化された点火コイルおよびス
パーク・プラグの簡素化された機械的および電気的な概
略図である。
パーク・プラグの簡素化された機械的および電気的な概
略図である。
【図３】本発明による一体化された点火コイルおよびス
パーク・プラグの等価電気回路を示す図である。
パーク・プラグの等価電気回路を示す図である。
１０ 一体化された点火コイルおよびスパーク・プラグ
組立体 １１ コネクタ胴部 １５ コネクタ １７ ばねジャンパ １９ 二次接地端子 ２１ 二次巻枠 ２３ 一次コイル ２５ コア ２９ スペーサ ３３ 導電性の外側シェル ３５ 二次負端子 ３７ 二次コイル ３８ リブ ３９ コア接地ばね ４１ コア接地端子 ４５ 電離間隙 ４７ 負電極 ４９ 高電圧接触ばね ５１ ケース ５３ コネクタ腔部 ５５ 軸方向の空洞 ５７ スペーサ ５９ スパーク・プラグ組立体 ７０ 半導体スイッチ ７３ 相補的な接地電極 ７７ ねじ部
組立体 １１ コネクタ胴部 １５ コネクタ １７ ばねジャンパ １９ 二次接地端子 ２１ 二次巻枠 ２３ 一次コイル ２５ コア ２９ スペーサ ３３ 導電性の外側シェル ３５ 二次負端子 ３７ 二次コイル ３８ リブ ３９ コア接地ばね ４１ コア接地端子 ４５ 電離間隙 ４７ 負電極 ４９ 高電圧接触ばね ５１ ケース ５３ コネクタ腔部 ５５ 軸方向の空洞 ５７ スペーサ ５９ スパーク・プラグ組立体 ７０ 半導体スイッチ ７３ 相補的な接地電極 ７７ ねじ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｔ 15/00 Ｈ０１Ｔ 15/00 Ｃ (72)発明者 ドゥエイン・アレン・ハンツィンガー アメリカ合衆国インディアナ州46064，ペ ンドルトン，ノース・ウエスト・ドライブ 225 (72)発明者 ハリー・オリヴァー・レヴァーズ，ジュニ アー アメリカ合衆国インディアナ州47303，マ ンシー，ウエスト・クロマー・アベニュー 403 (72)発明者 アルバート・アンソニー・スキナー アメリカ合衆国インディアナ州46012，ア ンダーソン，ノース・200・イースト 2538 (72)発明者 リチャード・ローレンス・ハイスリー アメリカ合衆国インディアナ州47302，マ ンシー，サウス・エルム・ストリート 2100 (72)発明者 レイモンド・オーラ・バトラー，ジュニア ー アメリカ合衆国インディアナ州46013，ア ンダーソン，サウス・100イー 5097
Claims (4)
- 【請求項１】 一体化された点火コイルおよびスパーク
・プラグ装置（１０）において、 対向する第１および第２の端部を持つ磁気コア（２５）
と、 前記第１および第２の端部間で前記磁気コア（２５）に
巻付けられた一次コイル（２３）と、 巻枠（２１）と該巻枠に巻付けられて接地リード線と負
リード線とを持つ二次コイル（３７）とを含み、前記一
次コイルと前記磁気コアとを包囲する二次コイル組立体
と、 前記二次コイルの接地リード線に接続された負電極（４
７）と、燃焼シリンダ・ヘッドに係合するためのねじ部
（７７）を含む導電性の外部シェル（３３）と、接地電
極（７３）とを有するスパーク・プラグ組立体と、 前記磁気コア、前記一次コイルおよび前記二次コイル組
立体の周囲に配置され、一端部で前記スパーク・プラグ
組立体の前記導電性の外部シェルに固定可能に接合され
た磁気ケース（５１）と、を備え、 前記磁気コアと前記二次コイルの接地リード線が前記磁
気ケース（５１）に電気的に接続される装置。 - 【請求項２】 前記磁気コア、前記一次コイルおよび前
記二次コイル組立体を実質的に覆い隠すに充分な、前記
磁気ケースに含まれた予め定めた量の誘電性流体を更に
含む請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記スパーク・プラグ組立体に対向する
前記磁気ケースの他端部に、前記磁気ケースにトルクを
伝達する工具と係合するための複数の周部方向に配置さ
れた平坦面が形成される請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記磁気ケースが連続的な溶接により前
記スパーク・プラグ組立体の前記導電性の外部シェルに
固定可能に接合される請求項１記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/763,574 US5706792A (en) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | Integrated ignition coil and spark plug |
| US763574 | 1996-12-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10172716A true JPH10172716A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=25068222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9337115A Pending JPH10172716A (ja) | 1996-12-10 | 1997-12-08 | 一体化された点火コイルおよびスパーク・プラグ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5706792A (ja) |
| EP (1) | EP0848394B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10172716A (ja) |
| DE (1) | DE69730301T2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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