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技術 内燃機関の点火装置

出願人 日産自動車株式会社
発明者 天野明朗岩崎隆之野口真之
出願日 2004年6月10日 (16年8ヶ月経過) 出願番号 2004-172297
公開日 2005年12月22日 (15年2ヶ月経過) 公開番号 2005-351156
状態 未査定
技術分野 内燃機関の点火装置 変成器又はリアクトル一般
主要キーワード アーム受 集中コネクタ ボールピン コイルフランジ 取り付け剛性 軸方向シール ダイレクトイグニッション カムカバー
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年12月22日)のものです。
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図面 (9)

課題

シリンダヘッド側への取り付けが容易で、かつコスト、重量等の面で有利な点火装置を提供することを目的とする。

解決手段

点火コイル点火プラグに直付けする内燃機関の点火装置において、前記点火コイルを固定するコイル受部材7と、点火コイルに設けた端子5と、前記コイル受部材7に設けられた、点火に必要な信号および電力を点火コイルに送るための電気配線12、13、14に接続された端子4とを備え、前記コイル受部材7に設けた点火プラグ用孔16に点火コイルを挿入することで、端子4と端子5とが接触し、電気的に接続された状態となる。

概要

背景

内燃機関点火装置において、各気筒点火コイルを設ける、いわゆるダイレクトイグニッションシステムが知られている。

特許文献1には、ダイレクトイグニッション用の点火コイルのシリンダヘッド部への取り付けを容易にする構造が開示されている。
特開平6−213128号

概要

シリンダヘッド側への取り付けが容易で、かつコスト、重量等の面で有利な点火装置を提供することを目的とする。点火コイルを点火プラグに直付けする内燃機関の点火装置において、前記点火コイルを固定するコイル受部材7と、点火コイルに設けた端子5と、前記コイル受部材7に設けられた、点火に必要な信号および電力を点火コイルに送るための電気配線12、13、14に接続された端子4とを備え、前記コイル受部材7に設けた点火プラグ用孔16に点火コイルを挿入することで、端子4と端子5とが接触し、電気的に接続された状態となる。

目的

そこで、本発明ではシリンダヘッド側への取り付けが容易で、かつコスト、重量等の面で有利な点火装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

点火コイル点火プラグに直付けする内燃機関点火装置において、前記点火コイルを固定するコイル受部材と、点火コイルに設けた第1の端子と、前記コイル受部材に設けられた、点火に必要な信号および電力を点火コイルに送るための電気配線に接続された第2端子と、を備え、前記コイル受部材に設けた点火プラグ用孔に点火コイルを挿入することで、前記第1端子と第2端子とが接触し、電気的に接続された状態となる内燃機関の点火装置。

請求項2

前記第2端子は、前記コイル受部材の点火プラグ用孔の内周壁に、周方向に延びるように設けられた横溝部に設けられ、前記第1端子は、前記横溝部に係合するように前記点火コイルに設けられた突出部に設けられ、前記突出部を前記横溝部に係合させ、さらに横溝部の周方向に回転させることにより前記第1端子と第2端子とが接触し、電気的に接続される請求項1に記載の内燃機関の点火装置。

請求項3

複数の気筒を有し、点火プラグに高電圧を供給する点火コイルを気筒毎に備えるエンジンの点火装置であって、シリンダヘッド上にカムシャフトを覆うように設置したカムカバーの内部に、点火に必要な信号および電力を点火コイルに送るための電気配線を設け、前記カムカバーの点火プラグ用孔の内周壁に設けた、点火プラグ用孔の下方に向けて延びる縦溝部と、前記縦溝部の所定の深さの位置から前記内周壁の周方向に延びる横溝部からなる係合溝と、前記点火コイルに設けた、前記点火プラグ用孔の半径方向に突出する突出部と、前記突出部の先端付近に設けた第1端子と、前記係合溝に設けられ、前記カムカバー内の電気配線と接続されている第2端子と、を備え、前記突出部を前記縦溝部に沿って前記点火プラグ用孔の下方に向けて押し下げ、さらに前記横溝部に沿って回転させることにより、前記第1端子と第2端子とが接触した状態で、点火コイルがカムカバーに固定される構成である請求項2に記載の内燃機関の点火装置。

請求項4

前記カムカバー内に設けられた電気配線は、各気筒の前記第2端子に接続される配線一個コネクタ集約される構成となっている請求項1から3のいずれか一つに記載の内燃機関の点火装置。

請求項5

前記点火プラグ用孔の上端部かつ点火コイルと接する部分に弾性を有するシール部材を設け、点火コイルを前記横溝部に沿って回転させるときには前記シール部材を圧縮するよう荷重掛けながら回転させ、前記シール部材は、点火コイルがカムカバーに固定されたときには、その反力により点火コイルを点火プラグ用孔の軸方向上向きに押し上げ、かつ点火コイルと点火プラグ用孔との隙間をシールする請求項1から4のいずれか一つに記載の内燃機関の点火装置。

請求項6

前記突出部の先端付近の上面に位置決め用の凸部を設け、前記横溝部の上側壁面に凹部を設け、点火コイルがカムカバーに固定された状態で前記凸部と凹部とが係合することによって位置決めがなされる請求項2または3に記載の内燃機関の点火装置。

請求項7

前記横溝部の前記縦溝部との交点とは反対側の端部に、前記内周壁の軸方向上向きに延びる位置決め用の溝を設け、前記シール部材の反力により点火コイルが押し上げられ、前記突出部と前記位置決め用の溝とが係合することにより点火コイルの位置決めがなされる請求項5に記載の内燃機関の点火装置。

請求項8

前記突出部の先端付近の下面に前記第1端子が設けられ、前記横溝部の前記縦溝部との交点とは反対側の端部付近の底部に、弾性を有する前記第2端子が設けられ、前記第2端子の弾性力によって前記突出部を上方に向けて押し上げ、前記第1端子と第2端子とが接触する請求項6または7に記載の内燃機関の点火装置。

請求項9

前記突出部の先端面に前記第1端子が設けられ、前記横溝部の前記縦溝部の交点とは反対側の端部付近の側壁部に、弾性を有する前記第2端子が前記点火プラグ用孔の内側に向けて突出するように設けられ、前記第2端子の弾性力によって前記第1端子と第2端子とが接触する請求項6または7に記載の内燃機関の点火装置。

技術分野

0001

本発明は、内燃機関点火プラグ火花点火をさせるための高電圧を発生する点火コイルに関し、特に点火コイルの内燃機関への取り付け部の構造に関する。

背景技術

0002

内燃機関の点火装置において、各気筒に点火コイルを設ける、いわゆるダイレクトイグニッションシステムが知られている。

0003

特許文献1には、ダイレクトイグニッション用の点火コイルのシリンダヘッド部への取り付けを容易にする構造が開示されている。
特開平6−213128号

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1は点火コイルをシリンダヘッド側に固定する方法についてなされたものであり、点火コイルに流す電流を制御するイグナイタと点火コイルとを接続する電気配線についての記載は無い。

0005

つまり、各点火コイルにイグナイタからの電流を流すための電気配線、および点火コイルに電気配線を接続するためのコネクタを設ける必要があり、コスト、重量等の面で不利であるという問題があった。

0006

そこで、本発明ではシリンダヘッド側への取り付けが容易で、かつコスト、重量等の面で有利な点火装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明の内燃機関の点火装置は、点火コイルを点火プラグに直付けする内燃機関の点火装置において、前記点火コイルを固定するコイル受部材と、点火コイルに設けた第1の端子と、前記コイル受部材に設けられた、点火に必要な信号および電力を点火コイルに送るための電気配線に接続された第2端子と、を備え、前記コイル受部材に設けた点火プラグ用孔に点火コイルを挿入することで、前記第1端子と第2端子とが接触し、電気的に接続された状態となる。

発明の効果

0008

本発明によれば、点火コイルを点火プラグ用孔に押し込むことにより、コイル受部材への固定とコイル受部材内に設けた電気配線との電気的接続とが同時に完了する。これにより、ネジ等による締結の必要がなくなり、また、点火コイル毎にコネクタを設ける必要がなくなる。

発明を実施するための最良の形態

0009

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

0010

図1は、本実施形態の点火コイルとカムカバーとの締結部付近の断面図であり、点火コイルがカムカバーに締結された状態を表している。

0011

7はシリンダヘッドの上部に設けられるコイル受部材としてのカムカバー、16は図示しない点火プラグを設置するための点火プラグ用孔としてのプラグホール、15はプラグホール16の開口部に設けられたボス、1はボス15の上面に設置され後述するコイル部8とボス15上面との隙間のシールを行う軸方向シールである。

0012

8は電圧を発生するコイル部、11は高圧点火信号を出力する高圧タワーであり、コイル部8と高圧タワー11とで点火コイルを構成する。10はプラグホール16と高圧タワーとの隙間をシールするための弾性をもつパッキンである。なお、高圧タワー11の下方側は省略している。

0013

高圧タワー11には突出部としての3本の樹脂アーム2が高圧タワー11の半径方向外側に向けて放射状に設けられており、各樹脂アーム2の先端面には第1の端子としてのアーム側端子5が設けられる。また、樹脂アーム2の先端付近の上面には、位置決め用凸部としてのボールピン3が設けられる。なお、高圧タワー11の軸心から樹脂アーム2先端までの長さはプラグホール16の内径よりも大きい。

0014

プラグホール16の側壁部分には、各樹脂アーム2に対応する溝状のアーム受部17(係合溝を構成する横溝部)が設けられている。アーム受部17の上壁面には樹脂アーム2のボールピン3に対応する凹部としてのピン受部9が設けられている。また、アーム受部17の外周壁には、ボールピン3がピン受部9に収まった状態で樹脂アーム2先端に設けたアーム側端子5と接するように、第2端子としてのリーフスプリング状端子4がプラグホール16の軸心方向に突出するように設置されている。

0015

上記のような構成の点火コイルのカムカバー7への取り付け方法について図2図3を参照して説明する。図2図1のA−A矢視図、図3図2のB−B矢視図である。

0016

図3に示すように、プラグホール16の側壁には、アーム受部17の一方の端部からボス15の上面まで貫通する係合溝を構成する縦溝部としての切り欠き部18が設けられている。

0017

点火コイル取り付け時には、各樹脂アーム2を切り欠き部18に合わせてプラグホール16内に差込む。そしてコイル部8の下面が軸方向シール1に接したら更に荷重掛け押し下げ、樹脂アーム2がアーム受部17の深さまで達したらアーム受部17に沿って回転させ、ボールピン3がピン受部9に嵌合したら荷重を抜く。

0018

この状態で、リーフスプリング状端子4はプラグホール16外周側に向けて押付けられた状態でアーム側端子5と接している。また、圧縮された軸方向シール1の弾性力が上向きに働き、これにより樹脂アーム2はアーム受部17の上壁面に押付けられ、下向きの反力を生じる。

0019

上記のように、本実施形態の点火コイルは、プラグホール16の軸方向の動きは軸方向シール1および樹脂アーム2の弾性力によって制限され、また、回転方向の動きは、ボールピン3とピン受部9との嵌合および樹脂アーム2がアーム受部17上壁面に押圧されることによって制限される。

0020

したがって、ボルト等の締結部材を用いることなく高い取り付け剛性を確保することができ、また、リーフスプリング状端子4とアーム側端子5とはリーフスプリング状端子4の反力により確実に接触した状態を保つことができる。

0021

また、カムカバー7との締結部がコイル部8の下面付近であるので、図5に示した従来の締結方法のように、コイル部にコイルフランジ32を設け、カムカバーに設けたボス部31にボルト30等で締結するのに比べて、点火コイルの重心位置から締結部までの距離が短く、エンジン振動に伴うコイルの振動レベルを低く抑えることが可能となる。これにより、各シール部材劣化や端子磨耗を抑制し、また振動レベルが大きい場合に端子の接触が瞬間的に断たれることを防止することが可能となる。

0022

次に、点火コイルに点火信号、電源を供給するための電気配線について図4を参照して説明する。

0023

図4はカムカバー7を上面から見た図である。なお、カムカバー7は4気筒エンジン用であり、点火コイルを装着していない状態を表している。

0024

カムカバー7内には、図示しないコントロールユニットから点火時期に合わせて入力される点火信号用の点火信号ライン12、コイル部8での電圧発生に用いる電源供給用電源ライン13、そしてアースライン14が設けられており、各ラインは各気筒のリーフスプリング状端子4にそれぞれ接続されている。

0025

電源ライン13およびアースライン14は集中コネクタ6からの配線が途中で分岐して各気筒に接続されている。

0026

一方、点火信号ライン12は集中コネクタ6から各気筒までの配線がそれぞれ独立している。これは、点火信号が図示しないコントロールユニットから点火時期に合わせて各気筒の点火コイルに入力されるものだからである。

0027

したがって6気筒エンジンの場合には、集中コネクタ6の電源ライン13およびアースライン14用の端子はそれぞれ1つであるが、点火信号ライン12用の端子は6個必要となる。

0028

カムカバー7に前述した点火コイルを装着すると、樹脂アーム2の先端に設けたアーム側端子5がリーフスプリング状端子4と接触して、各ラインと点火コイルとが電気的に接続された状態となる。

0029

以上により本実施形態では、点火コイルを点火プラグに直付けする内燃機関の点火装置において、前記点火コイルを固定するカムカバー7と、点火コイルに設けたアーム側端子5と、カムカバー7に設けられた、点火に必要な信号および電力を点火コイルに送るための電気配線に接続されたリーフスプリング状端子4と、を備え、リーフスプリング状端子4は、カムカバー7のプラグホール16の内周壁に、周方向に延びるように設けられたアーム受部17に設けられ、アーム側端子5はアーム受部17に係合するように前記点火コイルに設けられた樹脂アーム2に設けられ、樹脂アーム2をアーム受部17に係合させ、さらにアーム受部17の周方向に回転させることによりアーム側端子5とリーフスプリング状端子4とが接触し、電気的に接続される構成としたので、点火コイル毎にコネクタを設ける必要がなくなり、また、点火コイルを点火プラグ用孔に押し込み、回転させることにより、カムカバーへの固定とカムカバー内に設けた電気配線との電気的接続とが同時に完了する。これにより、ネジ等による締結の必要がなくなる。

0030

また、従来はコイル部8にコネクタが接続され、この電気的接続部から離れた部分でネジ等による締結が行われていたので、電気的接続部の振動レベルが大きく、コネクタの接続端子の磨耗や、振動による電気的接続の瞬断等が懸念されたが、本実施形態では点火コイルの重心近くに接続端子(アーム側端子5とリーフスプリング状端子4)を設けたので、電気的接続部の振動レベルを小さくすることができ、端子の磨耗や電気的接続の瞬断を防止できる。

0031

複数の気筒を有し、点火プラグに高電圧を供給する点火コイルを気筒毎に備えるエンジンの点火装置であって、シリンダヘッド上にカムシャフトを覆うように設置したカムカバー7の内部に、点火に必要な信号および電力を点火コイルに送るための電気配線12、13、14を設け、カムカバー7のプラグホール16の内周壁に設けた、プラグホール16の下方に向けて延びる切り欠き部18の所定の深さの位置からプラグホール16の内周壁の周方向に延びるアーム受部17からなる係合溝と、点火コイルに設けた樹脂アーム2と、アーム側端子と、係合溝に設けられ、カムカバー7内の電気配線11、12、13と接続されているリーフスプリング状端子4と、を備え、樹脂アーム2を切り欠き部18に沿ってプラグホール16の下方に向けて押し下げ、さらにアーム受部17に沿って回転させることにより、アーム側端子5とリーフスプリング状端子4とが接触した状態で、点火コイルがカムカバー7に固定される構成としたので、従来は電源用アース用、点火信号用の3本の配線が気筒数分だけカムカバー7上に配索されており、他部品との擦過等によりショートする危険性があったが、本実施形態では配線は前述したようにカムカバー7内に設け、さらに電源ライン13、アースライン14は一本のラインが途中で分岐する構成となっているので、他部品との擦過等といった問題は生じない。

0032

カムカバー7内に設けられた電気配線11、12、13は、各気筒のリーフスプリング状端子4に接続される配線が一個のコネクタ6に集約される構成としたので、コネクタおよび電気配線の数量を削減することにより、重量が低減される。

0033

プラグホール16の上端部かつ点火コイルと接する部分に軸方向シール1を設け、点火コイルをアーム受部17に沿って回転させるときには軸方向シール1を圧縮するよう荷重を掛けながら回転させ、軸方向シール1は点火コイルがカムカバー7に固定されたときには、その反力により点火コイルをプラグホール16の軸方向上向きに押し上げ、かつ点火コイルとプラグホール16との隙間をシールする構成としたので、点火コイルのコイル部8の下面とボス15との隙間がシールされ、また、点火コイルと電気配線11、12、13との電気的接続がプラグホール16内部で行われるので、電気的接続部分毎に防水を施す必要がなくなり、大幅なコスト削減が可能となる。

0034

樹脂アーム6の先端付近の上面に位置決め用のボールピン5を設け、アーム受部17の上側壁面にピン受部9を設け、点火コイルがカムカバー7に固定された状態でボールピン5とピン受部9とが係合するすることによって位置決めがなされる構成としたので、エンジンの振動や走行時の振動等により点火コイルと電気配線11、12、13との電気的接続が切断されにくくなる。

0035

樹脂アーム2の先端面にアーム側端子5が設けられ、アーム受部17の側壁部に、弾性を有するリーフスプリング状端子4がプラグホール16の内側に向けて突出するように設けられ、リーフスプリング状端子4の弾性力によってアーム側端子5とリーフスプリング状端子4とが接触する構成としたので、エンジンの振動や走行時の振動等により点火コイルと電気配線11、12、13との電気的接続が切断されにくくなる。

0036

第2実施形態について図6図8を参照して説明する。

0037

図6は点火コイル締結部の断面図、図7図6のA−A矢視図、図8図7のB−B矢視図である。

0038

本実施形態の構成は、基本的に第1実施形態と同様であるので、異なる点についてのみ説明を行う。

0039

図6に示すように、本実施形態はアーム側端子5が樹脂アーム2の先端部近傍の下面に設けられ、点火コイル締結時にアーム側端子5の接触する位置に端子板21が設けられている。端子板21は、平板打ち抜き加工曲げ加工等することにより板バネ状に形成したものである。

0040

図8に示すように、プラグホール16の円周方向に延びるアーム受部17の一方の端部にはボス部15の上面まで貫通する切り欠き部18が、他方の端部にはプラグホール16の軸方向上方に延びる係止部22がそれぞれ設けられる。

0041

点火コイルの締結方法は、第1実施形態と同様に、各樹脂アーム2を切り欠き部18に合わせてプラグホール16内に差込む。そしてコイル部8の下面が軸方向シール1に接したら更に荷重を掛けて押し下げ、樹脂アーム2がアーム受部17の深さまで達したらアーム受部17に沿って回転させ、端部まで達したら荷重を抜く。これにより軸方向シール1の弾性力によって点火コイルは上方の係止部22に押付けられ、プラグホール16の周方向の動きが制限される。

0042

このとき、板バネ状の端子板21は樹脂アーム2の下面に設けたアーム側端子部5と反力によって確実に接触する。

0043

以上により本実施形態では、第1実施形態と同様の効果に加え、アーム受部17の切り欠き部18との交点とは反対側の端部に、プラグホール16の内周壁の軸方向上向きに延びる係止部22を設け、軸方向シール1の反力により点火コイルが押し上げられ、樹脂アーム2と係止部22とが係合することにより点火コイルの位置決めがなされる構成としたので、エンジンの振動や走行時の振動等により点火コイルと電気配線11、12、13との電気的接続が切断されにくくなる。

0044

樹脂アーム2の先端付近の下面にアーム側端子5が設けられ、アーム受部17の切り欠き部18とは反対側の端部付近の底部に、弾性を有する端子板21が設けられ、端子板21の弾性力によって樹脂アーム2を上方に向けて押し上げ、アーム側端子5と端子板21とが接触する構成としたので、軸方向シール1の反力に加え、さらに端子板21の反力も加わり、より確実に、エンジンの振動や走行時の振動等による点火コイルと電気配線11、12、13との電気的接続の切断を防止できる。

0045

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

0046

本発明は、気筒毎に点火コイルを備える、いわゆるダイレクトイグニッションシステムを採用する内燃機関に適用可能である。

図面の簡単な説明

0047

第1実施形態の点火コイル締結部付近の断面図である。
図1のA−A矢視図である。
図2のB−B矢視図である。
カムカバーの上面図である。
従来の締結方法を説明するための図である。
第2実施形態の点火コイル締結部付近の断面図である。
図6のA−A矢視図である。
図7のB−B矢視図である。

符号の説明

0048

1軸方向シール
2樹脂アーム
3ボールピン
4リーフスプリング状端子
5アーム側端子
6集中コネクタ
7カムカバー
8コイル部
9ピン受部
10パッキン
11高圧タワー
12点火信号ライン
13電源ライン
14アースライン
15ボス
16プラグホール
17アーム受部
18切り欠き部
21端子板
22係止部

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