JP6528573B2

JP6528573B2 - 点火装置

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Publication number: JP6528573B2
Application number: JP2015139755A
Authority: JP
Inventors: 明光杉浦; 健二服部; 竹田　俊一; 俊一竹田; 香土井; 亮太若杉
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2035-07-13
Also published as: US20180205204A1; WO2017010341A1; US10291000B2; JP2017020444A

Description

本発明は、内燃機関用の点火装置に関する。

内燃機関用の点火装置として、内燃機関の着火手段として用いられるスパークプラグと、該スパークプラグに高電圧を印加する点火コイルとを有するものがある。

特許文献１に開示された点火装置は、点火コイルの二次コイルとスパークプラグとの間の電気的接続を図るスプリングに、インダクタンスを形成してなる。すなわち、スプリングの一部において、巻数を増やすなどしてインダクタンスを形成している。これにより、部品点数を増加させることなく、スパークプラグの放電時に生ずるノイズを低減しようとしている。

特開２００２−２６６７３７号公報

しかしながら、スプリングの一部の巻数を増加させる等によって確保できるインダクタンスには限界がある。そのため、ノイズに対するインピーダンスを十分に向上させにくく、ノイズの低減を図ることが困難な場合がある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ノイズ低減を効果的に図ることができる点火装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、内燃機関の着火手段として用いられるスパークプラグと、該スパークプラグに高電圧を印加する点火コイルとを有する点火装置であって、
上記スパークプラグは、中心電極と電気的に接続されると共に基端側に露出したプラグ端子を有し、
上記点火コイルは、一次コイルと二次コイルとを備えたコイル本体部と、上記二次コイルと上記プラグ端子とを電気的に接続する螺旋状のスプリングとを有し、
上記プラグ端子は、導電性と共に磁性を備えた材料からなり、上記スプリングの内径よりも外径が大きい端子本体部と、上記スプリングの内径よりも外径が小さく、かつ上記端子本体部から基端側へ延設された端子延設部とを有し、
上記スプリングの先端部は、上記端子本体部に当接しており、
上記端子延設部は、上記スプリングの内側に挿通配置されており、
上記端子延設部の外周面と上記スプリングの内周面との間には、絶縁部材が介在していることを特徴とする点火装置にある。

上記内燃機関用の点火装置においては、プラグ端子に設けられた端子延設部が、スプリングの内側に挿通されている。すなわち、磁性材料からなる端子延設部がスプリングの内側に配されていることにより、スプリングのインダクタンス成分が増加する。また、端子延設部の外周面とスプリングの内周面との間に絶縁部材が介在している。これにより、導電性を有する端子延設部にスプリングが短絡することによるインダクタンスの低下を、回避することができる。その結果、ノイズ電流に対するインピーダンスを向上させて、効果的にノイズ低減を図ることができる。

以上のごとく、上記態様によれば、ノイズ低減を効果的に図ることができる点火装置を提供することができる。

実施形態１における、点火装置の一部の部分断面図。実施形態１における、スプリングとスパークプラグの部分断面正面図。実施形態１における、スパークプラグの部分断面正面図。実施形態１における、スプリングとプラグ端子の部分断面正面図。図４におけるＶ−Ｖ線矢視断面説明図。実施形態２における、端子延設部周辺の拡大断面図。実施形態３における、端子延設部周辺の分解側面図。実施形態３における、端子延設部周辺の拡大断面図。図８におけるIX−IX線矢視断面説明図。

（実施形態１）
点火装置の実施形態につき、図１〜図５を用いて説明する。
本実施形態の点火装置１は、図１に示すごとく、内燃機関の着火手段として用いられるスパークプラグ２と、スパークプラグ２に高電圧を印加する点火コイル３とを有する。

図３に示すごとく、スパークプラグ２は、中心電極２１と電気的に接続されると共に基端側に露出したプラグ端子２２を有する。
図１に示すごとく、点火コイル３は、一次コイル３１と二次コイル３２とを備えたコイル本体部３０と、二次コイル３２とプラグ端子２２とを電気的に接続する螺旋状のスプリング３３とを有する。

プラグ端子２２は、導電性と共に磁性を備えた材料からなる。図１〜図５に示すごとく、スプリング３３の内径よりも外径が大きい端子本体部２２１と、スプリング３３の内径よりも外径が小さく、かつ端子本体部２２１から基端側へ延設された端子延設部２２２とを有する。

図４に示すごとく、スプリング３３の先端部３３１は、端子本体部２２１に当接している。
端子延設部２２２は、スプリング３３の内側に挿通配置されている。端子延設部２２２の外周面とスプリング３３の内周面との間には、絶縁部材４が介在している。

点火装置１は、例えば、自動車等の内燃機関に設けられる。
図１に示すごとく、点火コイル３は、コイル本体部３０とスパークプラグ２とを接続する筒状のジョイント部１２を有する。ジョイント部１２は、スパークプラグ２が取り付けられる内燃機関のプラグホール（図示略）に挿入される。本明細書において、ジョイント部１２の軸方向において、スパークプラグ２側を先端側、その反対側を基端側として説明する。

コイル本体部３０は、ケース３５内に一次コイル３１及び二次コイル３２を収容してなる。ケース３５からは、高圧タワー部１１が先端側に突出している。高圧タワー部１１に、ジョイント部１２の基端部が接続され、ジョイント部１２の先端部が、スパークプラグ２に嵌合している。

高圧タワー部１１は、コイル本体部３０において発生させた高電圧を出力する高圧出力端子１１１を内部に保持している。また、ジョイント部１２の内側に、スプリング３３が配置されている。スプリング３３の基端が高圧出力端子１１１に当接し、スプリング３３の先端がスパークプラグ２のプラグ端子２２に当接している。すなわち、スプリング３３は、高圧出力端子１１１とプラグ端子２２との間に介在して、高圧出力端子１１１とプラグ端子２２とを電気的に接続している。

図３に示すごとく、スパークプラグ２は、中心電極２１を内側に保持する絶縁碍子２３と、絶縁碍子２３を内側に保持するハウジング２４とを有する。ハウジング２４の先端部には、中心電極２１との間に放電ギャップを形成する接地電極２５が接合されている。また、プラグ端子２２は、絶縁碍子２３の内側に保持されていると共に、絶縁碍子２３から基端側へ突出している。

プラグ端子２２は、例えば炭素鋼からなる。図３〜図５に示すごとく、プラグ端子２２は、端子本体部２２１と端子延設部２２２とを一体的に形成してなる。また、端子本体部２２１から先端側へ突出した先端突出部２２３も、端子本体部２２１及び端子延設部２２２と共に一体的に形成されている。プラグ端子２２は、先端突出部２２３を絶縁碍子２３の内側に嵌入し、端子本体部２２１及び端子延設部２２２が、絶縁碍子２３の基端側へ突出している。

端子本体部２２１及び端子延設部２２２は、それぞれ互いに直径の異なる略円柱形状を有する。端子本体部２２１と端子延設部２２２とは、互いの中心軸が一致した状態となっている。端子本体部２２１は、軸方向の位置によって直径（すなわち外径）が異なる形状を有するが、少なくとも端子本体部２２１のうち直径が最も大きい部分における直径が、スプリング３３の内径よりも大きい。本実施形態においては、端子本体部２２１の基端面２２４が略平坦面となっており、この基端面２２４の直径が、スプリング３３の内径よりも大きい。

一方、端子延設部２２２の直径（すなわち外径）は、スプリング３３の内径よりも小さい。端子延設部２２２は、端子本体部２２１から基端側へ軸方向に真っ直ぐ延びた形状を有する。端子延設部２２２の軸方向の長さは、所望のインダクタンスに合わせて設定するが、例えば、１０ｍｍ以上であることが好ましい。本実施形態においては、端子延設部２２２は、端子本体部２２１よりも軸方向の長さが長い。また、端子延設部２２２は、絶縁碍子２３のうちハウジング２４から基端側へ突出した部分の長さ以上となっている。ただし、端子延設部２２２の軸方向の長さは、スプリング３３の軸方向の長さよりも短い。

点火コイル３のジョイント部１２とスパークプラグ２とが接続された状態において、図１、図２に示すごとく、プラグ端子２２の端子延設部２２２は、スプリング３３の基端側から、スプリング３３の内側に挿入されている。これにより、スプリング３３の内側に磁性体が配置されることとなり、スプリング３３におけるインダクタンスが向上することとなる。すなわち、点火コイル３のコイル本体部３０とスパークプラグ２との間の電流経路においてインダクタンスが向上することとなる。

スプリング３３は、その先端がプラグ端子２２に当接して、電気的に接続されている。しかし、スプリング３３は、先端部以外において、プラグ端子２２に電気的に接続されないようにする必要がある。仮にスプリング３３が先端部以外の部位において端子延設部２２２と接触すると、スプリング３３における当該接触部位と先端部とが短絡してしまい、インダクタンスが低下するおそれがある。そのため、端子延設部２２２の外周面とスプリング３３の内周面との間には、絶縁部材４が介在している。

図４に示すごとく、本実施形態において、絶縁部材４は、スプリング３３にコーティングされた絶縁被膜４１である。絶縁被膜４１は、例えば、ポリエステル、ナイロン、ポリイミド、ウレタン等の樹脂により形成することができる。絶縁被膜４１は、スプリング３３の巻線の表面の全周にわたり形成されている。ただし、スプリング３３の先端部３３１は、絶縁被膜４１から露出しており、当該露出部がプラグ端子２２の端子本体部２２１に接触している。なお、絶縁被膜４１から露出したスプリング３３の先端部３３１は、端子延設部２２２に接触していてもよい。

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
上記点火装置１においては、プラグ端子２２に設けられた端子延設部２２２が、スプリング３３の内側に挿通されている。すなわち、磁性材料からなる端子延設部２２２がスプリング３３の内側に配されていることにより、スプリング３３のインダクタンス成分が増加する。

また、端子延設部２２２の外周面とスプリング３３の内周面との間に絶縁部材４が介在している。これにより、導電性を有する端子延設部２２２にスプリング３３が短絡することによるインダクタンスの低下を、回避することができる。その結果、ノイズ電流に対するインピーダンスを向上させて、効果的にノイズ低減を図ることができる。

また、絶縁部材４として、スプリング３３にコーティングされた絶縁被膜４１を用いている。これにより、容易かつ確実に、端子延設部２２２の外周面とスプリング３３の内周面との間を絶縁することができる。

また、プラグ端子２２の一部とスプリング３３とを用いてインダクタンスを形成することができるため、部品点数の増加を招くことなく、ノイズ低減を図ることができる。すなわち、コイル本体部３０とスパークプラグ２との間の電流経路に、ノイズを抑制するための抵抗体を別途組み込む必要がなくなる。なお、かかる抵抗体を組み込む場合においても、抵抗体を小型化することができるなど、プラグ端子２２の一部とスプリング３３とを用いてインダクタンスを形成することの利点はある。

以上のごとく、本実施形態によれば、ノイズ低減を効果的に図ることができる点火装置を提供することができる。

（実施形態２）
本実施形態の点火装置１は、図６に示すごとく、端子延設部２２２にコーティングされた絶縁被膜４２によって、端子延設部２２２の外周面とスプリング３３の内周面との間を絶縁する絶縁部材４を構成している。すなわち、上記端子延設部２２２の外表面に、例えば、エポキシ、不飽和ポリエステル、シリコン、フッ素等の樹脂を塗装することにより、絶縁被膜４２を形成している。また、本実施形態の点火装置１は、実施形態１と異なり、スプリング３３に、絶縁被膜４１がコーティングされていない。

本実施形態においては、絶縁被膜４２は、端子延設部２２２の外周面のみならず基端面をも被覆している。ただし、絶縁被膜４２は、端子延設部２２２の外周面とスプリング３３の内周面との間を絶縁できれば、端子延設部２２２の基端面に絶縁被膜４２が形成されていなくてもよい。
その他は、実施形態１と同様である。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

本実施形態においては、端子延設部２２２の外周面に絶縁被膜４２がコーティングされている。この場合にも、容易かつ確実に、端子延設部２２２の外周面とスプリング３３の内周面との間を絶縁することができる。その他、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施形態３）
本実施形態の点火装置１は、図７〜図９に示すごとく、絶縁部材４が、端子延設部２２２の外周面とスプリング３３の内周面との間に配設された絶縁スペーサ４３によって構成されている。
該絶縁スペーサ４３は、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル等の樹脂成形体からなり、薄肉円筒の形状を有している。図８、図９に示すごとく、薄肉円筒形状の絶縁スペーサ４３の内径は、端子延設部２２２の直径よりも大きく、薄肉円筒４２１の外形は、スプリング３３の内径よりも小さい。

図８に示すごとく、絶縁スペーサ４３は、先端が端子本体部２２１の基端面２２４に当接している。また、絶縁スペーサ４３の軸方向の長さは、例えば端子延設部２２２の軸方向の長さと同程度以上であることが好ましい。本実施形態においては、絶縁スペーサ４３の長さは、端子延設部２２２の長さよりも若干長い。ただし、絶縁スペーサ４３の長さは、特に限定されるものではない。

また、本実施形態の点火装置１においては、実施形態１と異なり、スプリング３３に絶縁被膜４１がコーティングされていない。
その他は、実施形態１と同様である。

本実施形態の場合には、端子延設部２２２の外周面とスプリング３３の内周面との間に、絶縁部材４として絶縁スペーサ４３が介在している。これにより、スプリング３３及び端子延設部２２２の何れにも、絶縁被膜４１、４２のコーティングが不要となる。その他、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、実施形態１〜実施形態３を適宜組み合わせた実施形態とすることもできる。また、実施形態３において、絶縁スペーサ４３の形状等を種々変更することもできる。すなわち、絶縁スペーサは、端子延設部の外周面とスプリングの内周面との間の絶縁を確保できる構成であればよく、例えば、絶縁スペーサを、周方向の一部に設けることもできる。すなわち、軸方向に直交する断面の形状が略Ｃ字形状となるような絶縁スペーサを配置した構成とすることもできる。また、上記実施形態においては、絶縁部材（絶縁被膜４１、４２、絶縁スペーサ４３）として、樹脂を用いる例を示したが、これに限らず、例えば、セラミック等の絶縁材料を用いてもよい。

１点火装置
２スパークプラグ
２１中心電極
２２プラグ端子
２２１端子本体部
２２２端子延設部
３点火コイル
３０コイル本体部
３１一次コイル
３２二次コイル
３３スプリング
４絶縁部材

Claims

内燃機関の着火手段として用いられるスパークプラグ（２）と、該スパークプラグに高電圧を印加する点火コイル（３）とを有する点火装置（１）であって、
上記スパークプラグは、中心電極（２１）と電気的に接続されると共に基端側に露出したプラグ端子（２２）を有し、
上記点火コイルは、一次コイル（３１）と二次コイル（３２）とを備えたコイル本体部（３０）と、上記二次コイルと上記プラグ端子とを電気的に接続する螺旋状のスプリング（３３）とを有し、
上記プラグ端子は、導電性と共に磁性を備えた材料からなり、上記スプリングの内径よりも外径が大きい端子本体部（２２１）と、上記スプリングの内径よりも外径が小さく、かつ上記端子本体部から基端側へ延設された端子延設部（２２２）とを有し、
上記スプリングの先端部は、上記端子本体部に当接しており、
上記端子延設部は、上記スプリングの内側に挿通配置されており、
上記端子延設部の外周面と上記スプリングの内周面との間には、絶縁部材（４）が介在していることを特徴とする点火装置。
上記絶縁部材は、上記スプリングにコーティングされた絶縁被膜（４１）であることを特徴とする請求項１に記載の点火装置。
上記絶縁部材は、上記端子延設部にコーティングされた絶縁被膜（４２）であることを特徴とする請求項１に記載の点火装置。
上記絶縁部材は、上記端子延設部の外周面と上記スプリングの内周面との間に配設された絶縁スペーサ（４３）であることを特徴とする請求項１に記載の点火装置。