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技術 内燃機関用点火コイル装置

出願人 三菱電機株式会社
発明者 多田伸行成瀬祐介
出願日 2014年10月23日 (6年4ヶ月経過) 出願番号 2014-216091
公開日 2016年5月19日 (4年9ヶ月経過) 公開番号 2016-086010
状態 特許登録済
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 中間インサート 電気抵抗成分 絶縁パイプ 放電ノイズ インサート導体 絶縁材製 高電圧供給 伝導ノイズ
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(2016年5月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

伝導ノイズ及び放射ノイズをより効率的に低減することができる内燃機関用点火コイル装置を提供する。

解決手段

電波吸収体41がプロテクタ31及び抵抗体33を囲むようにエンジンブロック1に取り付けられている。抵抗体33は、プロテクタ31内に配置されている。また、抵抗体33は、二次側インサート導体27とスプリング導体32との間に直列に接続されている。抵抗体33の点火コイル本体20側の端面は、電波吸収体41の点火コイル本体20側の端面に合わせて配置されている。即ち、抵抗体33及び電波吸収体41の点火コイル本体20側の端面は、高電圧供給部30における高電圧供給方向の同じ位置に位置している。

概要

背景

従来の内燃機関用点火コイル装置では、スイッチング素子により、点火コイル本体の一次コイルに対して電流一次電流)を通電したり遮断したりすることにより、二次コイル高電圧を発生させ、点火プラグ火花放電を発生させる。二次コイルと点火プラグとの間には、点火コイル本体側へ伝導する伝導ノイズを抑制するために、抵抗体直列に接続されている。また、外部への放射ノイズを抑制するために、少なくとも抵抗体と点火プラグとの間を覆うように、絶縁パイプ部の外周に電波吸収体が設けられている(例えば、特許文献1参照)。

概要

伝導ノイズ及び放射ノイズをより効率的に低減することができる内燃機関用点火コイル装置を提供する。電波吸収体41がプロテクタ31及び抵抗体33を囲むようにエンジンブロック1に取り付けられている。抵抗体33は、プロテクタ31内に配置されている。また、抵抗体33は、二次側インサート導体27とスプリング導体32との間に直列に接続されている。抵抗体33の点火コイル本体20側の端面は、電波吸収体41の点火コイル本体20側の端面に合わせて配置されている。即ち、抵抗体33及び電波吸収体41の点火コイル本体20側の端面は、高電圧供給部30における高電圧供給方向の同じ位置に位置している。

目的

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、伝導ノイズ及び放射ノイズをより効率的に低減することができる内燃機関用点火コイル装置を得ることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

点火用の高電圧を発生する点火コイル本体、前記点火コイル本体に結合されている絶縁材製の筒状のプロテクタと、前記プロテクタ内に設けられており、前記点火コイル本体に発生した高電圧をエンジンブロックに取り付けられた点火プラグに供給する導電体と、前記点火コイル本体と前記導電体との間に直列に接続されており、伝導ノイズを低減する抵抗体とを有している高電圧供給部、及び前記高電圧供給部で発生する放射ノイズ遮蔽する電波吸収体を備え、前記電波吸収体は、前記プロテクタ及び前記抵抗体を囲むように前記エンジンブロックに取り付けられ、前記抵抗体の前記点火コイル本体側の端面は、前記電波吸収体の前記点火コイル本体側の端面に合わせて配置されている内燃機関用点火コイル装置

請求項2

前記電波吸収体の前記点火コイル本体側の端部の開口径が、前記プロテクタの外径よりも小さくなっている請求項1記載の内燃機関用点火コイル装置。

請求項3

前記抵抗体の前記点火コイル本体側の端部の外径が、前記抵抗体の前記導電体側の端部の外径よりも大きくなっている請求項1又は請求項2に記載の内燃機関用点火コイル装置。

技術分野

0001

この発明は、例えば自動車等の内燃機関に搭載され、点火プラグ高電圧を供給して火花放電を発生させる内燃機関用点火コイル装置に関するものである。

背景技術

0002

従来の内燃機関用点火コイル装置では、スイッチング素子により、点火コイル本体の一次コイルに対して電流一次電流)を通電したり遮断したりすることにより、二次コイルに高電圧を発生させ、点火プラグに火花放電を発生させる。二次コイルと点火プラグとの間には、点火コイル本体側へ伝導する伝導ノイズを抑制するために、抵抗体直列に接続されている。また、外部への放射ノイズを抑制するために、少なくとも抵抗体と点火プラグとの間を覆うように、絶縁パイプ部の外周に電波吸収体が設けられている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開2006−310775号公報

発明が解決しようとする課題

0004

上記のような従来の内燃機関用点火コイル装置では、抵抗体が電波吸収体から露出しているか、又は抵抗体が完全に電波吸収体内に配置され、抵抗体の点火コイル本体側の端部が電波吸収体の点火コイル本体側の端部よりも点火プラグ側に配置されている。

0005

しかし、伝導ノイズの減少は抵抗体を通過した後でないと完了しないため、抵抗体が電波吸収体から露出していると、抵抗体から放射された放射ノイズが電波吸収体によって十分に抑制できない。

0006

また、抵抗体を電波吸収体の内部に配置すると、電波吸収体の内部で乱反射した放射ノイズが抵抗体よりも点火コイル本体側の導体重畳し、伝導ノイズとなって点火コイル本体側に伝搬するため、十分なノイズ抑制効果が得られない。

0007

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、伝導ノイズ及び放射ノイズをより効率的に低減することができる内燃機関用点火コイル装置を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

この発明に係る内燃機関用点火コイル装置は、点火用の高電圧を発生する点火コイル本体、点火コイル本体に結合されている絶縁材製の筒状のプロテクタと、プロテクタ内に設けられており、点火コイル本体に発生した高電圧をエンジンブロックに取り付けられた点火プラグに供給する導電体と、点火コイル本体と導電体との間に直列に接続されており、伝導ノイズを低減する抵抗体とを有している高電圧供給部、及び 高電圧供給部で発生する放射ノイズを遮蔽する電波吸収体を備え、電波吸収体は、プロテクタ及び抵抗体を囲むようにエンジンブロックに取り付けられ、抵抗体の点火コイル本体側の端面は、電波吸収体の点火コイル本体側の端面に合わせて配置されている。

発明の効果

0009

この発明の内燃機関用点火コイル装置は、電波吸収体が、プロテクタ及び抵抗体を囲むようにエンジンブロックに取り付けられ、抵抗体の点火コイル本体側の端面が、電波吸収体の点火コイル本体側の端面に合わせて配置されているので、伝導ノイズ及び放射ノイズをより効率的に低減することができる。

図面の簡単な説明

0010

この発明の実施の形態1による内燃機関用点火コイル装置をエンジンブロックに取り付けた状態を示す断面図である。
この発明の実施の形態2による内燃機関用点火コイル装置をエンジンブロックに取り付けた状態を示す断面図である。
この発明の実施の形態3による内燃機関用点火コイル装置をエンジンブロックに取り付けた状態を示す断面図である。

実施例

0011

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による内燃機関用点火コイル装置をエンジンブロックに取り付けた状態を示す断面図である。エンジンブロック(エンジンヘッド)1には、点火プラグ2が取り付けられている。点火プラグ2は、中心電極3、接地電極4、接続端子5及び絶縁碍子6を有している。

0012

内燃機関用点火コイル装置101は、点火用の高電圧を発生する点火コイル本体20、点火コイル本体20に発生した高電圧を点火プラグ2に供給する高電圧供給部30、及び高電圧供給部30を囲む筒状(この例では円筒形)の電波吸収体41を有している。

0013

電波吸収体41のエンジンブロック1側の端部は、エンジンブロック1に固定され、かつ電気的に接続されている。また、電波吸収体41の点火コイル本体20側の端部には、開口径24mmの開口41aが設けられている。

0014

点火コイル本体20は、鉄心21、鉄心21を囲繞する一次コイル22、一次コイル22を囲繞する二次コイル23、樹脂成形体24、複数のコネクタピン25、複数の一次側インサート導体26、及び二次側インサート導体27を有している。

0015

鉄心21、一次コイル22及び二次コイル23は、樹脂成形体24により覆われている。樹脂成形体24には、外側へ突出した筒状のコネクタ部24aが設けられている。コネクタピン25は、コネクタ部24a内に設けられている。内燃機関用点火コイル装置101は、コネクタピン25を介して外部との電気信号及び電力の授受を行う。

0016

一次側インサート導体26は、樹脂成形体24内に埋め込まれている。コネクタピン25は、一次側インサート導体26を介して一次コイル22に電気的に接続されている。

0017

二次側インサート導体27は、樹脂成形体24内で二次コイル23に電気的に接続されており、二次コイル23で発生した高電圧を出力する。二次側インサート導体27の二次コイル23とは反対側の端部は、樹脂成形体24外へ引き出されており、高電圧供給部30内に突出している。

0018

高電圧供給部30は、絶縁材製の筒状のプロテクタ31、点火コイル本体20に発生した高電圧を点火プラグ2に供給する導電体としてのスプリング導体32、及び伝導ノイズを低減する抵抗体33を有している。

0019

プロテクタ31は、円筒形であり、点火プラグ2に供給する高電圧を絶縁する。また、プロテクタ31は、樹脂成形体24に結合された第1の軸方向端部31aと、絶縁碍子6に嵌め合わされた第2の軸方向端部31bとを有している。プロテクタ31の電波吸収体41よりも点火コイル本体20側の部分では、外径が点火コイル本体20側へ向けて円錐状に徐々に大きくなっている。

0020

スプリング導体32は、プロテクタ31内に配置されている。スプリング導体32の点火プラグ2側の端部は、接続端子5に接触し電気的に接続されている。

0021

抵抗体33は、プロテクタ31内に配置されている。また、抵抗体33は、二次側インサート導体27とスプリング導体32との間に直列に接続されている。抵抗体33の点火コイル本体20側の端面は、電波吸収体41の点火コイル本体20側の端面に合わせて配置されている。即ち、抵抗体33及び電波吸収体41の点火コイル本体20側の端面は、高電圧供給部30における高電圧供給方向の同じ位置に位置している。

0022

上記のように構成された内燃機関用点火コイル装置101においては、コネクタピン25から供給された一次電流が一次側インサート導体26を介して一次コイル22に流れる。一次コイル22で発生した磁束の磁気エネルギーは、鉄心21に貯蔵される。そして、一次コイル22に流れる一次電流を急激に遮断すると、鉄心21の磁気エネルギーにより二次コイル23に高電圧が発生する。

0023

発生した高電圧は、二次側インサート導体27、抵抗体33及びスプリング導体32を通じて点火プラグ2に供給され、中心電極3と接地電極4との間に火花放電が発生する。

0024

点火プラグ2で火花放電が発生すると、これに伴う放電ノイズが発生する。発生した放電ノイズのうちの一部は、伝導ノイズとなり、スプリング導体32を通り、抵抗体33にて減衰された後、二次側インサート導体27に伝導する。二次側インサート導体27に伝導した伝導ノイズは、二次コイル23、鉄心21、一次コイル22、及び一次側インサート導体26を介して、コネクタピン25に伝導し、さらに内燃機関用点火コイル装置101の外部に伝導する。

0025

また、発生した放電ノイズのうちの他の一部は、空中に放射されて放射ノイズとなる。伝導ノイズのレベルは、抵抗体33による減衰効果があるため、スプリング導体32を通過するときが最も高い。また、スプリング導体32から発生した放射ノイズは、電波吸収体41により遮蔽される。このため、放射ノイズの外部への漏洩は、電波吸収体41の点火コイル本体20側の端部の開口が支配的となる。

0026

ここで、スプリング導体32で発生し電波吸収体41内で乱反射した放射ノイズが、二次側インサート導体27に重畳すると、ノイズが抵抗体33をバイパスして点火コイル本体20側へ伝導することとなり、抵抗体33の減衰効果が低下する。また、伝導ノイズは、抵抗体33の通過時に電気抵抗成分により減衰しながら流れるため、抵抗体33が電波吸収体41の外部にあると、外部への放射ノイズが増加する。

0027

これに対して、実施の形態1の内燃機関用点火コイル装置101では、電波吸収体41がプロテクタ31及び抵抗体33を囲むようにエンジンブロック1に取り付けられており、抵抗体33の端面が電波吸収体41の端部(開口部)の端面に合わせて配置されているため、スプリング導体32で発生し電波吸収体41内で乱反射した放射ノイズが、二次側インサート導体27に重畳することが抑制される。また、抵抗体33の全体が電波吸収体41内にあるため、抵抗体33からの放射ノイズは電波吸収体41により遮蔽される。

0028

このように、実施の形態1の内燃機関用点火コイル装置101によれば、伝導ノイズ及び放射ノイズをより効率的に低減することができ、周辺機器への伝導ノイズ及び放射ノイズの影響を低減することができる。これにより、点火システム信頼性を向上させることができる。

0029

実施の形態2.
次に、図2はこの発明の実施の形態2による内燃機関用点火コイル装置をエンジンブロックに取り付けた状態を示す断面図である。実施の形態2の内燃機関用点火コイル装置102は、実施の形態1と同様の点火コイル本体20、点火コイル本体20に発生した高電圧を点火プラグ2に供給する高電圧供給部50、高電圧供給部50を囲む筒状の電波吸収体42、電源ユニット43、及び電源ケーブル44を有している。

0030

電波吸収体42のエンジンブロック1側の端部は、エンジンブロック1に固定され、かつ電気的に接続されている。また、電波吸収体42の点火コイル本体20側の端部には、開口径15mmの開口42aが設けられている。

0031

さらに、電波吸収体42のエンジンブロック1側の端部には、径方向内側へ突出したリング状のフランジ部42bが設けられている。開口42aは、フランジ部42bの中央に設けられている。これにより、開口42aの径は、電波吸収体42の内径よりも小さく、また、プロテクタ51の外径よりも小さくなっている。

0032

高電圧供給部50は、絶縁材製の筒状のプロテクタ51、スプリング導体32、抵抗体33、樹脂成形体52、中間インサート導体53、及びミキサ回路54を有している。

0033

プロテクタ51は、円筒形であり、点火プラグ2に供給する高電圧を絶縁する。また、プロテクタ51は、樹脂成形体52に結合された第1の軸方向端部51aと、絶縁碍子6に嵌め合わされた第2の軸方向端部51bとを有している。

0034

スプリング導体32は、プロテクタ31内に配置されている。スプリング導体32の点火プラグ2側の端部は、接続端子5に接触し電気的に接続されている。

0035

抵抗体33、中間インサート導体53、及びミキサ回路54は、樹脂成形体52内に設けられている。中間インサート導体53は、抵抗体33とスプリング導体32との間に直列に接続されている。

0036

抵抗体33の点火コイル本体20側の端面は、電波吸収体42の点火コイル本体20側の端面に合わせて配置されている。即ち、抵抗体33及び電波吸収体42の点火コイル本体20側の端面は、高電圧供給部50における高電圧供給方向の同じ位置に位置している。樹脂成形体52の電波吸収体42よりも点火コイル本体20側の部分では、外径が点火コイル本体20側へ向けて円錐状に徐々に大きくなっている。

0037

中間インサート導体53は、中間部で分岐してミキサ回路54に接続されている。電源ユニット43は、電源ケーブル44を介してミキサ回路54に接続されている。電源ユニット43は、シールド構造を有しており、点火プラグ2に供給する高周波の電流を生成する。電源ケーブル44は、シールド構造を有しており、電源ユニット43で生成された高周波の電流をミキサ回路54に伝達する。

0038

ミキサ回路54は、インダクタンスコンデンサとで構成されており、特定の共振周波数を有している。他の構成は、実施の形態1と同様である。

0039

次に、動作について説明する。実施の形態1と同様に点火プラグ2に火花放電が発生すると、その直後に電源ユニット43により高周波の交流電流を発生させる。発生した高周波の電流は、電源ケーブル44、ミキサ回路54及び中間インサート導体53を介して点火プラグ2に供給され、混合気着火して燃焼させる。

0040

このとき、火花放電の発生及び電源ユニット43からの高周波電流の供給のそれぞれによりノイズが発生する。これらのノイズの一部は、伝導ノイズとなり、中間インサート導体53を通り、抵抗体33にて減衰された後、二次側インサート導体27に伝導する。二次側インサート導体27に伝導した伝導ノイズは、二次コイル23、鉄心21、一次コイル22、及び一次側インサート導体26を介して、コネクタピン25に伝導し、さらに内燃機関用点火コイル装置102の外部に伝導する。

0041

また、発生したノイズのうちの他の一部は、空中に放射され放射ノイズとなる。伝導ノイズのレベルは、抵抗体33による減衰効果があるため、スプリング導体32及び中間インサート導体53を通過するときが最も高い。また、スプリング導体32及び中間インサート導体53から発生した放射ノイズは、電波吸収体42により遮蔽される。このため、放射ノイズの外部への漏洩は、電波吸収体42の点火コイル本体20側の端部の開口が支配的となる。

0042

ここで、ミキサ回路54、電源ケーブル44及び電源ユニット43へ伝搬するノイズについては、電源ケーブル44及び電源ユニット43がシールド構造を持っており、かつ、ミキサ回路54で抑制されるため本実施の形態では考慮しない。

0043

このような内燃機関用点火コイル装置102では、電波吸収体42がプロテクタ31及び抵抗体33を囲むようにエンジンブロック1に取り付けられており、抵抗体33の端面が電波吸収体42の端部(開口部)の端面に合わせて配置されているため、スプリング導体32及び中間インサート導体53で発生し電波吸収体42内で乱反射した放射ノイズが、二次側インサート導体27に重畳することが抑制される。また、抵抗体33の全体が電波吸収体41内にあるため、抵抗体33からの放射ノイズは電波吸収体41により遮蔽される。

0044

また、開口42aの径がプロテクタ51の外径よりも小さくなっているので、抵抗体33の点火コイル本体20側の端部と開口42aの周縁部との間の隙間が小さくなり、放射ノイズの二次側インサート導体27への重畳をより確実に抑制することができる。

0045

実施の形態3.
次に、図3はこの発明の実施の形態3による内燃機関用点火コイル装置をエンジンブロックに取り付けた状態を示す断面図である。実施の形態3では、電波吸収体42にフランジ部42bが設けられておらず、抵抗体33の点火コイル本体20側の端部の外径が、抵抗体33のスプリング導体32側の端部の外径よりも大きくなっている。これにより、抵抗体33の点火コイル本体20側の端部と開口42aの周縁部との間の隙間が小さくなっている。開口42aの径は、実施の形態1と同じ24mmである。他の構成は、実施の形態2と同様である。

0046

このような構成によっても、放射ノイズの二次側インサート導体27への重畳をより確実に抑制することができる。
なお、実施の形態2において、抵抗体33の点火コイル本体20側の端部の外径を、抵抗体33のスプリング導体32側の端部の外径よりも大きくしてもよい。

0047

1エンジンブロック、2点火プラグ、20点火コイル本体、30,50高電圧供給部、31,51プロテクタ、32スプリング導体(導電体)、33抵抗体、41,42電波吸収体、41a,42a 開口、101,102内燃機関用点火コイル装置。

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