JP2002039042A - 内燃機関用点火コイル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置スペースを大きく増大させることなく絶
縁ケースに複数の点火コイル部を収容すること。 【解決手段】 本発明では、それぞれ相互誘導関係とな
る一次コイル４１１，５１１および二次コイル４１２，
５１２を具備した第一点火コイル部４１０および第二点
火コイル部５１０を絶縁ケース３００の内部に複数収容
し、該点火コイル部４１０，５１０の相互誘導によって
発生した高電圧を、エンジン１０のプラグホール１１に
装着した点火プラグ２０に供給するようにしたエンジン
用点火コイル装置３０であって、前記絶縁ケース３００
に、前記プラグホール１１の内部に延在する延在収容部
３０２を設け、この延在収容部３０２に第二点火コイル
部５１０を収容させるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相互誘導関係とな
る一次コイルおよび二次コイルを具備した点火コイル部
を絶縁ケースの内部に複数収容し、該点火コイル部の相
互誘導によって発生した高電圧を、内燃機関のプラグホ
ールに装着した点火プラグに供給するようにした内燃機
関用点火コイル装置の具現化に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、内燃機関のプラグホールＡに装
着した点火プラグＢに高電圧を供給するための点火コイ
ル装置を示したものである。この点火コイル装置は、閉
磁路を構成する鉄心Ｃと、点火コイル部Ｄ、つまり当該
鉄心Ｃによって相互誘導関係となる一次コイルＥおよび
二次コイルＦと、両コイルＥ，Ｆの相互誘導によって二
次コイルＦに発生した高電圧を外部に出力するための高
圧端子Ｇとをそれぞれ絶縁ケースＨに収容して構成して
ある。絶縁ケースＨは、広口の本体部Ｈａと、この本体
部Ｈａの底面から細径の筒状に突出する挿入部Ｈｂとを
合成樹脂等の電気的絶縁材によって一体成形したもので
ある。この絶縁ケースＨには、本体部Ｈａに鉄心Ｃ、一
次コイルＥおよび二次コイルＦを収容保持してあるとと
もに、挿入部Ｈｂには高圧端子Ｇを収容保持してある。

【０００３】また上記絶縁ケースＨには、プラグジョイ
ントＪが設けてある。プラグジョイントＪは、挿入部Ｈ
ｂの外周に装着する基部ソケットＪａと、この基部ソケ
ットＪａの先端から筒状に延在する中継筒部材Ｊｂと、
中継筒部材Ｊｂの先端に取り付けたプラグソケットＪｃ
とを備えて構成したもので、基部ソケットＪａからプラ
グソケットＪｃに亘る部位に導電バネＫを内蔵してい
る。

【０００４】上記のように構成した点火コイル装置で
は、プラグジョイントＪを内燃機関のプラグホールＡに
挿入すれば、点火プラグＢにプラグソケットＪｃが装着
され、導電バネＫを通じて高圧端子Ｇと点火プラグＢの
端子とが電気的に接続することになる。従って、点火コ
イル部Ｄの相互誘導によって二次コイルＦに発生した高
電圧が、これら高圧端子Ｇおよび導電バネＫを介して点
火プラグＢに供給され、当該点火プラグＢに所望の火花
放電を発生することが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、昨今におい
ては、上述した絶縁ケースＨの内部に点火コイル部Ｄを
複数収容しようとする試みがある。例えば希薄燃焼エン
ジンにあっては、空燃比がきわめて薄く設定され、通常
のエンジンに比べて点火特性が劣るため、複数の点火コ
イル部Ｄを交互にスイッチングして放電電流を重ね合わ
せ、火花放電を途切れることなく持続させることによっ
て、その点火特性を改善しようとするものである。

【０００６】しかしながら、絶縁ケースＨに複数の点火
コイル部Ｄを収容するためには、本体部Ｈａの寸法を大
きく拡大しなければならず、設置スペースの問題から未
だ実現するに至っていない。すなわち、絶縁ケースＨの
本体部Ｈａを幅方向に拡大した場合には、隣接するシリ
ンダの絶縁ケースＨが相互に干渉する虞れがあり、エン
ジンのプラグホールＡに取り付けることが困難となる。
一方、絶縁ケースＨの本体部Ｈａを高さ方向に拡大した
場合には、隣接する絶縁ケースＨの相互干渉は防止でき
るものの、エンジンの全高が増大することになるため、
当該エンジンの搭載場所や搭載姿勢に著しい制限を与え
るという問題を来す。

【０００７】本発明は、上記実情に鑑みて、設置スペー
スを大きく増大させることなく絶縁ケースに複数の点火
コイル部を収容することのできる内燃機関用点火コイル
装置を提供することを解決課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、相互誘導関
係となる一次コイルおよび二次コイルを具備した点火コ
イル部を絶縁ケースの内部に複数収容し、該点火コイル
部の相互誘導によって発生した高電圧を、内燃機関のプ
ラグホールに装着した点火プラグに供給するようにした
内燃機関用点火コイル装置であって、前記絶縁ケース
に、前記プラグホールの内部に延在する延在収容部を設
け、この延在収容部に少なくとも一つの点火コイル部を
収容させるようにしている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を示す図面に基
づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る
内燃機関用点火コイル装置の一実施形態を示したもの
で、プラグホール１１の内部に点火プラグ２０を装着し
た自動車用エンジン１０に適用する点火コイル装置３０
を例示している。プラグホール１１は、エンジン１０
（より正確にはシリンダヘッドやヘッドカバー）の外表
面に設けた収容凹部１２の底面から燃焼室１３に向けて
延在した深い穴状部分である。このプラグホール１１の
底面には、燃焼室１３に貫通する態様でネジ孔１４が設
けてあり、当該ネジ孔１４に点火プラグ２０が装着して
ある。

【００１０】上記のようなエンジン１０を適用対象とす
る点火コイル装置３０は、絶縁ケース３００と高圧端子
筒３１０とを備えて構成してある。

【００１１】絶縁ケース３００は、本体部３０１と延在
収容部３０２とを合成樹脂等の電気的絶縁材によって一
体に成形したものである。絶縁ケース３００の本体部３
０１は、広口の箱状を成すもので、その内部に第一セン
タ鉄心４００、並びに第一点火コイル部４１０、つまり
この第一センタ鉄心４００によって相互誘導関係となる
一次コイル４１１および二次コイル４１２を収容してい
る。一次コイル４１１は、第一センタ鉄心４００の周囲
に嵌着するように配置した一次コイル用ボビン４１３の
周囲に巻回してある一方、二次コイル４１２は、一次コ
イル用ボビン４１３の周囲を取り囲むように配置した二
次コイル用ボビン４１４の周囲に巻回してある。これら
一次コイル４１１および二次コイル４１２は、それぞれ
のボビン４１３，４１４、並びに後述する第一パワート
ランジスタ４１５および第一高圧ダイオード４１６と共
に本体部３０１の開口３０１ａから内部に収容させた
後、当該本体部３０１に絶縁樹脂３２０を充填・硬化さ
せることにより所定の位置に固定配置してある。なお。
図示の実施形態では、第一センタ鉄心４００が絶縁ケー
ス３００の本体部３０１を貫通し、その両端部が当該絶
縁ケース３００の外部に露出しているが、第一センタ鉄
心４００の全てを絶縁ケース３００の本体部３０１に収
容させるようにしてももちろんよい。また、図には明示
していないが、第一センタ鉄心４００には、その両端部
間を連結するように、Ｃ字状の成す鉄心や環状を成す鉄
心を設けることが好ましい。

【００１２】絶縁ケース３００の延在収容部３０２は、
本体部３０１の側面（図中の下面）から突出した円筒状
を成す部分である。この延在収容部３０２は、上述した
プラグホール１１に嵌合する外径を有する一方、該プラ
グホール１１よりも短い長さを有するように構成したも
ので、その内部に第二センタ鉄心５００、並びに第二点
火コイル部５１０、つまりこの第二センタ鉄心５００に
よって相互誘導関係となる一次コイル５１１および二次
コイル５１２を収容している。一次コイル５１１は、第
二センタ鉄心５００の周囲に嵌着するように配置した一
次コイル用ボビン５１３の周囲に巻回してある一方、二
次コイル５１２は、一次コイル用ボビン５１３の周囲を
取り囲むように配置した二次コイル用ボビン５１４の周
囲に巻回してある。これら一次コイル５１１および二次
コイル５１２は、それぞれのボビン５１３，５１４、並
びに後述する第二パワートランジスタ５１５および第二
高圧ダイオード５１６と共に延在収容部３０２の端面開
口３０２ａから内部に収容させた後、当該延在収容部３
０２に絶縁樹脂３２０を充填・硬化させることにより所
定の位置に固定配置してある。

【００１３】高圧端子筒３１０は、電気的絶縁材によっ
て筒状に成形し、延在収容部３０２の端面開口３０２ａ
を閉塞するように装着したもので、その中心孔３１１に
高圧端子として導電バネ３３０を収容保持している。図
からも明らかなように、この高圧端子筒３１０は、中央
部を延在収容部３０２と同等の外径に形成する一方、基
端部を細径に形成して延在収容部３０２に挿入し、その
基端面を第二点火コイル部５１０における二次コイル用
ボビン５１４の先端面に当接させてある。また高圧端子
筒３１０の先端部は、中央部よりも細径かつ薄肉に形成
したもので、プラグソケット３４０を備えている。プラ
グソケット３４０は、合成ゴム等、電気絶縁性を有した
弾性に富む合成樹脂によって筒状に成形したものであ
る。このプラグソケット３４０は、基端面に開口する環
状の連結孔３４１を有しており、この連結孔３４１に高
圧端子筒３１０の先端部を嵌入することによって当該高
圧端子筒３１０の先端部に取り付けてある。なお、絶縁
ケース３００の延在収容部３０２と高圧端子筒３１０と
の連結に関しては、互いの間に接着剤を塗布したり、上
述した絶縁樹脂３２０が硬化する以前に高圧端子筒３１
０を取り付けるなどして強固にすることが好ましい。ま
た、高圧端子筒３１０とプラグソケット３４０との連結
に関しても、互いの間に環状突起と環状溝からなるスナ
ップ係合手段３５０を設けてスナップ嵌めしたり、それ
ぞれの間に接着剤を塗布するなどして容易に脱落しない
ようにすることが好ましい。

【００１４】なお、図中の符号３６０は、一次端子３７
０（図２参照）や後述する接地端子３８０および点火信
号入力端子３９０，３９１を保持するために絶縁ケース
３００の本体部３０１に設けた端子座である。

【００１５】図２は、上述した内燃機関用点火コイル装
置３０の配線例を示す回路図である。図からも明らかな
ように、この配線例では、第一点火コイル部４１０の一
次コイル４１１と第二点火コイル部５１０の一次コイル
５１１とが、一次端子３７０と接地端子３８０との間に
おいて並列に接続してあるとともに、第一点火コイル部
４１０の二次コイル４１２と第二点火コイル部５１０の
二次コイル５１２とが、導電バネ３３０と接地端子３８
０との間において並列に接続してある。

【００１６】各点火コイル部４１０，５１０の一次コイ
ル４１１，５１１には、それぞれ接地端子３８０との間
にパワートランジスタ４１５，５１５を介在させてあ
る。第一点火コイル部４１０の第一パワートランジスタ
４１５および第二点火コイル部５１０の第二パワートラ
ンジスタ５１５は、いずれもコレクタを一次コイル４１
１，５１１に接続する一方、エミッタを接地端子３８０
に接続し、またそれぞれのベースを個別の点火信号入力
端子３９０，３９１に接続してある。

【００１７】一方、各点火コイル部４１０，５１０の二
次コイル４１２，５１２には、それぞれ導電バネ３３０
との間に高圧ダイオード４１６，５１６を介在させてあ
る。第一点火コイル部４１０の第一高圧ダイオード４１
６および第二点火コイル部５１０の第二高圧ダイオード
５１６は、いずれも導電バネ３３０からの電流を許容す
る向きに接続してある。

【００１８】なお、図中の符号６０は、バッテリ６１と
一次端子３７０との間に介在したキースイッチである。

【００１９】上記のように構成した点火コイル装置３０
をエンジン１０に取り付けるには、まず、取り付けるべ
きエンジン１０のプラグホール１１に絶縁ケース３００
の延在収容部３０２を挿入し、プラグソケット３４０の
中心孔３４２に点火プラグ２０を装着する。この状態に
おいては、高圧端子筒３１０の中心孔３１１に保持させ
た導電バネ３３０がプラグソケット３４０の中心孔３４
２を通じて点火プラグ２０の端子に圧接され、両者が電
気的に接続することになる。また、絶縁ケース３００の
延在収容部３０２は、上述したように、その外径がプラ
グホール１１に嵌合する大きさで、かつその長さがプラ
グホール１１よりも短いため、当該プラグホール１１に
完全に収納されることになり、エンジン１０の外部に露
出することはない。

【００２０】次いで、一次端子３７０にバッテリ６１を
接続するとともに、点火信号入力端子３９０，３９１に
それぞれ点火信号発生部７０を接続する。点火信号発生
部７０は、例えばＣＰＵやメモリを具備し、予めメモリ
に格納したプログラム、並びに都度与えられる運転状況
を示す検出信号に基づいて第一点火コイル部４１０と第
二点火コイル部５１０とを適宜スイッチングする制御手
段である。

【００２１】上述した状態から図３（ａ）に示すよう
に、第一点火コイル部４１０の第一パワートランジスタ
４１５に所定の周期Ｔで点火信号Ｓａを与えると、図３
（ｂ）に示すように、この点火信号Ｓａに応じて一次コ
イル４１１に一次電流Ｉａ１が断続的に流れるようにな
り、さらにこの一次電流Ｉａ１の断続によって二次コイ
ル４１２に二次電圧が発生し、図３（ｃ）に示すよう
に、放電電流Ｉａ２が流れるようになる。

【００２２】一方、第二点火コイル部５１０の第二パワ
ートランジスタ５１５に対しては、図３（ｄ）に示すよ
うに、つまり第一パワートランジスタ４１５に与えた点
火信号Ｓａと同一の周期Ｔで、かつＴ／２位相がずれた
点火信号Ｓｂを与える。第二パワートランジスタ５１５
に点火信号Ｓｂが与えられると、第一点火コイル部４１
０と同様、図３（ｅ）に示すように、この点火信号Ｓｂ
に応じて一次コイル５１１に一次電流Ｉｂ１が断続的に
流れるようになり、さらにこの一次電流Ｉｂ１の断続に
よって二次コイル５１２に二次電圧が発生し、図３
（ｆ）に示すように、放電電流Ｉｂ２が流れるようにな
る。

【００２３】この結果、点火プラグ２０に対しては、図
３（ｇ）に示すように、第一点火コイル部４１０の放電
電流Ｉａ２と第二点火コイル部５１０の放電電流Ｉｂ２
とを重畳した放電電流Ｉ、すなわち途切れない放電電流
Ｉが流れるようになる。従って、希薄燃焼エンジン１０
に適用した場合であっても、火花放電を途切れることな
く持続させ、その点火特性を改善することが可能にな
る。

【００２４】しかも、上記点火コイル装置３０によれ
ば、エンジン１０に取り付けた場合にプラグホール１１
に完全に収納される絶縁ケース３００の延在収容部３０
２に第二点火コイル部５１０を収容させてある。従っ
て、その設置スペースは、点火コイル部を唯一備えた従
前の点火コイル装置と同等となり、隣接する絶縁ケース
３００が相互に干渉したり、エンジン１０の全高を増大
させる虞れも全くない。これにより、エンジン１０の搭
載場所や搭載姿勢が制限されないばかりか、そのまま既
存のエンジン１０に対しても適用可能である。

【００２５】なお、上述した実施の形態では、自動車用
エンジンに適用する点火コイル装置を例示しているが、
プラグホールの内部に点火プラグを装着したものであれ
ば、その他の内燃機関にももちろん適用することが可能
である。さらに、点火コイル部を２つ備えた点火コイル
装置を例示しているが、３以上の点火コイル部を備えた
ものであってももちろん構わない。

【００２６】また、点火コイル部の一次コイルおよび二
次コイルをそれぞれ並列接続するようにしているため、
点火プラグの火花放電を途切れないようにして内燃機関
の点火特性を改善することが可能であるが、本発明は必
ずしもこれに限定されず、点火コイル部を直列接続、つ
まり一方の点火コイル部の二次コイルと他方の点火コイ
ル部の一次コイルとを接続して点火コイル装置を構成し
てもよい。この場合には、上述した点火特性の改善とい
った効果を期待することはできないものの、単一の点火
コイル部を適用する場合に比べて各点火コイル部の巻数
比を小さくすることができるため、それぞれの絶縁強度
が小さくなる。この結果、絶縁樹脂の使用量を減らすこ
とができるようになり、コストの低減を図ることが可能
になると共に、重量の低減することも可能になる。

【００２７】さらに、内燃機関に取り付けた場合に延在
収容部を完全にプラグホールに収納させるようにしてい
るが、必ずしも延在収容部の全てをプラグホールに収納
させる必要はない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
前記絶縁ケースに、前記プラグホールの内部に延在する
延在収容部を設け、この延在収容部に少なくとも一つの
点火コイル部を収容させるようにしているため、高さ方
向および幅方向の寸法拡大を可及的に抑えることが可能
になり、隣接するものとの相互干渉や内燃機関の搭載に
制限を与える等の問題を招来する虞れがない。この結
果、設置スペースの問題を解決し、絶縁ケースの内部に
点火コイル部を複数収容した点火コイル装置を具現化す
ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃機関用点火コイル装置の一実
施形態を示すもので、内燃機関のプラグホールに取り付
けた状態の断面側面図である。

【図２】図１に示した内燃機関用点火コイル装置の配線
例を示す回路図である。

【図３】点火信号発生部の制御による一次電流と放電電
流との関係を示すタイミングチャートである。

【図４】従来の内燃機関用点火コイル装置を示す断面側
面図である。

【符号の説明】

１０ エンジン １１ プラグホール １２ 収容凹部 １３ 燃焼室 １４ ネジ孔 ２０ 点火プラグ ３０ 点火コイル装置 ６０ キースイッチ ６１ バッテリ ７０ 点火信号発生部 ３００ 絶縁ケース ３０１ 本体部 ３０１ａ 開口 ３０２ 延在収容部 ３０２ａ 端面開口 ３１０ 高圧端子筒 ３１１ 中心孔 ３２０ 絶縁樹脂 ３３０ 導電バネ ３４０ プラグソケット ３４１ 連結孔 ３４２ 中心孔 ３５０ スナップ係合手段 ３６０ 端子座 ３７０ 一次端子 ３８０ 接地端子 ３９０，３９１ 点火信号入力端子 ４００ 第一センタ鉄心 ４１０ 第一点火コイル部 ４１１ 一次コイル ４１２ 二次コイル ４１３ 一次コイル用ボビン ４１４ 二次コイル用ボビン ４１５ 第一パワートランジスタ ４１６ 第一高圧ダイオード ５００ 第二センタ鉄心 ５１０ 第二点火コイル部 ５１１ 一次コイル ５１２ 二次コイル ５１３ 一次コイル用ボビン ５１４ 二次コイル用ボビン ５１５ 第二パワートランジスタ ５１６ 第二高圧ダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互誘導関係となる一次コイルおよび二
   次コイルを具備した点火コイル部を絶縁ケースの内部に
   複数収容し、該点火コイル部の相互誘導によって発生し
   た高電圧を、内燃機関のプラグホールに装着した点火プ
   ラグに供給するようにした内燃機関用点火コイル装置で
   あって、 前記絶縁ケースに、前記プラグホールの内部に延在する
   延在収容部を設け、この延在収容部に少なくとも一つの
   点火コイル部を収容させるようにしたことを特徴とする
   内燃機関用点火コイル装置。