JP2002081360A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動により、点火コイルにて発生した点火用
高電圧を点火プラグに印加するための導電経路の接触抵
抗の変化や導電経路の遮断などが発生し難い点火プラグ
と点火コイルとの接続構造を有する内燃機関用点火装置
を提供する。 【解決手段】 ケーシング部３３の前方側の内部には、
点火コイル２７の二次巻線の一端に電気的に接続された
接続電極３１が備えられており、接続電極３１は円筒形
状に形成されると共に、円筒の中心軸に向かう径方向の
弾性力を有する湾曲した形状に形成される弾性部３１ａ
を備える。そして、点火プラグ１１の受電端子１３をケ
ーシング部３３の前方側から挿入して、接続電極３１の
円筒部３１ｄ内に挿入・配置することで、点火プラグ１
１の受電端子１３と接続電極３１とが接触し、点火プラ
グ１１の受電端子１３と点火コイル２７の二次巻線の一
端２７ａとが電気的に接続されて導電経路が形成され
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、内燃機関の気筒に
装着されて混合気を燃焼させるために火花放電を発生す
る点火プラグと、点火プラグに火花放電を発生させるた
めの点火用高電圧を発生する点火コイルとを備えた内燃
機関用点火装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用等のガソリンエンジンといった
内燃機関は、混合気の燃焼により発生するエネルギを動
力源として運転されており、混合気への着火には、点火
プラグが用いられている。

【０００３】一般的に、点火プラグは、絶縁体の軸孔の
先端側に挿設された軸状の中心電極と、一端が絶縁体の
外周に設けられた主体金具に結合され、他端が側方に曲
げ返されてその側面が中心電極の先端部と対向して配置
された接地電極とを備えている。そして、中心電極と接
地電極との間に形成される火花放電ギャップが、燃焼室
内に位置し、火花放電を発生することで混合気に着火す
ることになる。また、点火プラグには、中心電極と電気
的に接続されている軸状の受電端子が、絶縁体の軸孔の
後端側に備えられており、この受電端子に、点火コイル
で発生した点火用高電圧を印加すると、中心電極と接地
電極との間に電位差が生じ、火花放電ギャップにおいて
火花放電が発生する。

【０００４】ここで、点火プラグに火花放電を発生させ
るには、点火コイルの二次巻線に発生する点火用高電圧
を点火プラグの受電端子に印加するための導電経路を形
成する必要がある。そして、導電経路を形成するための
点火コイルと点火プラグとの接続構造としては、従来よ
り図８に示すように、点火コイル２７０の二次巻線の一
端と電気的に接続された導電材からなるコイルスプリン
グＳＰ（コイルばね）の一端を点火プラグ１６０の受電
端子１８０の一端部１８１（後端表面）に圧接させて、
導電経路を確保する接続構造が広く知られている。つま
り、コイルスプリングＳＰが点火コイル２７０と点火プ
ラグ１６０とを電気的に接続する接続電極として機能し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のコ
イルスプリングＳＰを用いた点火プラグ１６０と点火コ
イル２７０との接続構造では、内燃機関の運転に伴う燃
焼室内でのピストン動作や路面状況（路面の凹凸）等に
より内燃機関に振動が及ぶと、コイルスプリングＳＰと
点火プラグ１６０の受電端子１８０との接触状態が不良
となることがある。ここで、内燃機関の振動に伴い点火
コイル２７０や点火プラグ１６０にかかる振動の方向
（振動モード）は、燃焼室内でのピストンの上下への動
作等に起因して、殆どが点火プラグ１６０の軸方向とな
り、即ち受電端子１８０の一端部１８１に対して圧接さ
れたコイルスプリングＳＰの伸縮（圧接）方向と同じ方
向となる。

【０００６】そのために、内燃機関に高周波数域の振動
が及ぶと、コイルスプリングＳＰのバネ定数にもよる
が、コイルスプリングＳＰ自身は、当該コイルスプリン
グＳＰの伸縮方向と同じ方向にかかる振動による慣性力
に抗することができなくなる。その結果、コイルスプリ
ングＳＰと受電端子１８０との間に働く押圧力に変化が
生じて、両者の接触抵抗が変化を生じてしまい、ひいて
はコイルスプリングＳＰが受電端子から離れて再度接す
るといった繰り返し現象を生じてしまう。このようにコ
イルスプリングＳＰと点火プラグ１６０の受電端子１８
０の接触不良が発生することがあると、点火コイル２７
０と点火プラグ１６０との導電経路の抵抗値の変化や、
導電経路の断片的な遮断が発生し、点火プラグ１６０で
の正常な火花放電の発生が妨げられてしまうおそれがあ
る。

【０００７】このような問題に対して、コイルスプリン
グのバネ定数を大きくすることも考えられるが、内燃機
関の振動の周波数領域は、数百［Ｈｚ］から数十［ｋＨ
ｚ］にわたる広範囲となるため、バネ定数を調整するこ
とで内燃機関の高周波数域の振動による影響をキャンセ
ルすることは、現実的にはかなり困難である。

【０００８】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、内燃機関の振動の影響によっても点火プラグ
と点火コイルとを接続する導電経路における抵抗値の変
化や導電経路の断片的な遮断などが発生し難く、点火コ
イルにて発生する点火用高電圧を確実に点火プラグの受
電端子に印加することができるように点火プラグと点火
コイルとが接続される内燃機関用点火装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の発明は、絶縁体の軸孔の
先端側に挿設された軸状の中心電極と、一端が絶縁体の
外周に設けられた主体金具に結合され、他端が中心電極
と対向して火花放電ギャップを形成する接地電極と、絶
縁体の軸孔の後端側に挿設され、中心電極と電気的に接
続される軸状の受電端子とを備える点火プラグと、一次
巻線と二次巻線とを備え、点火プラグの火花放電ギャッ
プにて火花放電を発生させるための点火用高電圧を二次
巻線に発生する点火コイルと、二次巻線の一端と受電端
子とを電気的に接続する接続電極と、を備えた内燃機関
用点火装置であって、接続電極は、受電端子の周方向を
包囲するように形成される筒状部を有しており、この筒
状部には、受電端子の周方向に対して押圧可能な複数の
弾性部が設けられ、受電端子は接続電極の筒状部内に挿
入されて、弾性部が受電端子の外周面に圧接すること
で、二次巻線の一端と受電端子とが電気的に接続される
ことを特徴とする。

【００１０】本発明（請求項１）の内燃機関用点火装置
においては、受電端子が接続電極の筒状部内に挿入され
て、その筒状部に形成された複数の弾性部が受電端子の
外周面に圧接することで、点火プラグの受電端子と点火
コイルの二次巻線の一端とが、接続電極を介して接続さ
れるように構成されている。なお、接続電極は、二次巻
線の一端と電気的に接続されている。

【００１１】つまり、接続電極は、点火プラグの受電端
子の周方向を包囲する筒状部を有し、さらにその筒状部
には受電端子の周方向（即ち、点火プラグの軸方向と略
直交する向き）に押圧可能な複数の弾性部が設けられて
いることから、従来のように接続電極は点火プラグ（受
電端子）の軸方向に圧縮され、その一端が受電端子に接
触するのではなく、上記弾性部により接続電極は受電端
子に対して点火プラグの軸方向と略直交な向きに接触す
る形態をとる。その結果、内燃機関の運転に伴い点火プ
ラグの軸方向を振動方向とする振動が接続電極に及んだ
場合にも、上記複数の弾性部の伸縮（圧接）方向に対
し、その振動の影響が及び難く、内燃機関の振動の影響
によっても接続電極と受電端子との接触抵抗の変化とい
った接触不良を抑制することができる。

【００１２】また、接続電極を構成する筒状部に弾性部
を複数備えることにより、接続電極（弾性部）と受電端
子の外周面との接触面積が大きくなり、点火プラグと点
火コイルとを接続する導電経路における接触抵抗を小さ
くすることができる。さらに、この複数の弾性部が、弾
性力により受電端子に近づくため、より確実に受電端子
と接続電極との接触を維持することができる。

【００１３】したがって、本発明（請求項１）の内燃機
関用点火装置によれば、内燃機関の運転により発生する
振動により、接続電極と受電端子との接触不良を抑制で
き、点火プラグと点火コイルとを接続する導電経路にお
ける抵抗値の増大や導電経路の断片的な遮断が発生し難
くなるように点火プラグと点火コイルとの接続を図るこ
とが出来る。

【００１４】なお、接続電極の筒状部に設けられた各弾
性部の弾性力は、受電端子の外周面への接触状態を維持
するためには大きくするとよいが、過度に大きくなると
受電端子との脱着作業が困難となる。このため、各弾性
部の弾性力としては、受電端子との接触を維持すること
ができるとともに、受電端子との脱着作業が可能な大き
さとするとよく、３［Ｎ／ｍｍ］〜５０［Ｎ／ｍｍ］と
することが望ましい。

【００１５】そして、上述（請求項１）の内燃機関用点
火装置については、請求項２に記載のように、受電端子
が外周面略円形状に形成されているとよい。つまり、受
電端子は、外周面略円形状に形成されることで点火プラ
グの軸方向に延接された円柱形状となる。それより、こ
の受電端子の外周面に、接続電極の筒状部に設けられた
弾性部が点火プラグの軸方向と略直交する向きに圧接し
つつ、点火プラグの軸方向を振動方向とする振動が発生
した場合に、受電端子の外周面における弾性部（接続電
極）との当接位置は若干変わることがあったとしても、
受電端子と弾性部（接続電極）との接触面積は変化する
ことなく、両者の接触抵抗の変化を有効に抑制すること
ができる。

【００１６】また、受電端子には、その軸方向断面形状
（外周形状）が接続電極の軸方向断面形状に沿うように
形成されたものがあるが、こうした受電端子は、製造時
の個体差による寸法の誤差や装着位置の寸法誤差が原因
となり、受電端子と接続電極（弾性部）とが適切な位置
で当接しないおそれがある。これに対して、請求項２に
記載の受電端子は、個体差による寸法誤差等が生じてい
る場合であっても、装着時における接続電極（弾性部）
との当接位置が変わるものの、確実に接続電極との接触
を維持することが出来る。

【００１７】したがって、本発明（請求項２）の内燃機
関用点火装置によれば、内燃機関の振動により点火プラ
グの軸方向の振動が発生した場合でも、接続電極と受電
端子との接触不良を抑制でき、二次巻線に発生する点火
用高電圧を点火プラグに印加するための導電経路を確保
できる。

【００１８】そして、接続電極と受電端子とが離れるの
をより確実に防ぐためには、請求項３に記載のように、
接続電極の筒状部の周囲に、接続電極を受電端子に付勢
する付勢力を有する樹脂層が設けられているとよい。こ
のような樹脂層を設けることで、弾性部が有する弾性力
に加えて樹脂層による付勢力によっても弾性部（接続電
極）が受電端子に付勢されることになり、内燃機関の振
動が発生した場合でも、接続電極の筒状部に設けられた
弾性部による受電端子の外周面への点火プラグの軸方向
と略直交する向きの圧接状態をより確実に維持すること
ができる。また、樹脂層を設けることで、高電圧経路で
ある導電経路と外部機器とを、より確実に絶縁すること
ができる。

【００１９】また、受電端子は、請求項４に記載のよう
に、その外周面に導電皮膜が形成されているとよい。つ
まり、受電端子は、点火プラグの製造工程において高温
下（例えば、８００〜９００［℃］）の環境にさらされ
て、表面の一部に絶縁性酸化皮膜が形成されることがあ
り、この絶縁性酸化皮膜の厚み自体にばらつきはあるも
のの受電端子の表面における接続電極（弾性部）との接
触部分となる一部に比較的厚い（例えば、５［μｍ］以
上）絶縁性酸化皮膜が形成されていると、接続電極と受
電端子との接触抵抗が大きくなってしまう。

【００２０】そこで、受電端子の表面に、例えば、金や
銀やニッケルなどの導電性（導電率）の高い金属による
導電皮膜を施すことにより、その導電皮膜が絶縁性酸化
皮膜の薄い部分に接触することになり、接続電極（弾性
部）が受電端子の表面のどの部分で接触する場合でも、
両者の接触抵抗が増大するのを防ぐことができ、そし
て、本発明の接続電極を用いることで、内燃機関の振動
の影響を受けた場合でも、その接触抵抗の値を変化させ
ることなく良好に維持することができる。

【００２１】次に、上記（請求項１から請求項４のいず
れか）の内燃機関用点火装置においては、請求項５に記
載のように、点火プラグと点火コイルとが、軸方向に対
して回転不能に構成されるようにするとよい。それによ
り、接続電極が点火プラグと点火コイルとの組付け後や
内燃機関の振動の影響によっても、より安定して受電端
子への接触状態を維持することができる。

【００２２】ところで、内燃機関の失火検知やノッキン
グ検知等を行う一手法としてイオン電流を検出する方法
が知られており、イオン電流の検出は、例えば、点火プ
ラグの電極間（中心電極と接地電極との間）に点火用高
電圧とは逆極性の検出用電圧を印加し、電極間に流れる
電流を検出することで行う。そして、点火プラグの電極
間への検出用電圧の印加は、点火コイルの二次巻線と接
続電極と点火プラグの受電端子とからなる導電経路を用
いて行うことが多く、この導電経路を用いてイオン電流
の検出を行う場合、内燃機関の振動の影響により受電端
子と接続電極との接触不良により導電経路の抵抗値の増
加や導電経路の遮断が発生すると、正確にイオン電流を
検出することができなくなる。特に、イオン電流は、微
小な電流であるため、導電経路の抵抗値の僅かな変化が
検出精度に大きく影響を与えることになる。

【００２３】そこで、上述（請求項１から請求項５のい
ずれか）の内燃機関用点火装置は、イオン電流検出手段
を備えるとよい。つまり、上述（請求項１から請求項５
のいずれか）の内燃機関用点火装置は、内燃機関の運転
により発生する振動により、接続電極と受電端子との接
触不良を抑制でき、点火プラグと点火コイルとを接続す
る導電経路における抵抗値の増大や導電経路の断片的な
遮断が発生し難くなるように点火プラグと点火コイルと
が接続されている。それにより、イオン電流を検出する
際の検出精度の低下を抑制することが出来る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図１は、実施例の内燃機関用点火装置１に
おける点火コイルと点火プラグとの接続構造を表す構成
図であり、一部を断面図として表している。

【００２５】そして、図１では、中心電極１９と接地電
極２１との間に形成される火花放電ギャップｇにて火花
放電を発生する点火プラグ１１と、点火プラグ１１にて
火花放電を発生させるための点火用高電圧を発生する点
火コイル２７と、の接続構造を表している。以下、点火
プラグ１１の軸方向において火花放電ギャップｇの形成
される側を先端側（前方側）、これと反対側を後端側
（後方側）とする。

【００２６】点火ユニット４１は、内部にイグナイタ
（図示せず）等を内蔵していると共にコネクタ４５を備
えており、コネクタ４５を介して外部機器からの信号の
受信および外部機器への信号の出力を行っている。ま
た、点火ユニット４１の前方側には、シリンダヘッド５
１に設けられたプラグホール５３に挿入可能な略円筒形
状の絶縁性樹脂材料から成るケーシング部３３が一体に
設けられている。このケーシング部３３の前方側の内部
には、点火コイル２７の二次巻線の一端に電気的に接続
された接続電極３１が配置されている。

【００２７】また、ケーシング部３３の内部には、点火
コイル２７が内蔵されており、点火コイル２７は、詳細
には図示していないが、中心軸部分に鉄芯（コア）が配
置され、その周囲に二次巻線と一次巻線が同軸上に巻装
されて構成されている。そして、点火コイル２７は、二
次巻線の一端２７ａが導出された状態で、エポキシ樹脂
によりモールドされて構成されている。そして、点火コ
イル２７から導出された二次巻線の一端２７ａが、接続
電極３１の接続部３１ｃと接続されることにより、二次
巻線と接続電極３１とが電気的に接続されて、二次巻線
にて発生する点火用高電圧を点火プラグ１１に印加する
ための導電経路を形成する。

【００２８】そして、点火コイル２７は、外部からの指
令によりイグナイタにて一次巻線の通電・遮断が行われ
ると、点火プラグ１１にて火花放電を発生させるための
点火用高電圧を二次巻線の両端に発生する。ここで、ケ
ーシング部３３の前方側部分を拡大するとともに、内部
を透視したときの接続電極３１を表した斜視図を図２に
示す。また、図４に、接続電極３１の展開図（図４
（ａ））と、側面図（図４（ｂ））を示す。

【００２９】図４（ａ）に示すように、円筒形状の接続
電極３１は展開すると長方形形状となり、縦長形状のス
リット３１ｂが複数設けられることで、縦長形状の弾性
部３１ａが複数形成される。そして、長方形の一辺３１
ｆの側の弾性部３１ａとその対辺３１ｅの側の弾性部３
１ａとを重ね合わせて、図４（ｂ）に示すような円筒部
（筒状部）３１ｄが形成される。このとき、円筒部３１
ｄの内径は、後述する点火プラグ１１の受電端子１３の
外径よりも大きく形成される。また、接続電極３１は、
二次巻線の一端が接合される接続部３１ｃを一体に備え
ている。

【００３０】そして、接続電極３１にて円筒部３１ｄが
形成されるとき、複数の弾性部３１ａのそれぞれは、円
筒部３１ｄの中心軸（図４（ｂ）において点線で記載）
に向かう径方向の弾性力を有するように湾曲した形状に
形成される。なお、接続電極３１の円筒部３１ｄに設け
られた各弾性部３１ａの弾性力は、後述する受電端子１
３の外周面への接触状態を確実に維持することができ、
また、受電端子１３との脱着作業が可能となるように、
３［Ｎ／ｍｍ］〜５０［Ｎ／ｍｍ］の範囲内に設定され
ている。

【００３１】また、図１に示すように、点火プラグ１１
は、絶縁体１５の軸孔の先端側に挿設された軸状の中心
電極１９と、絶縁体１５の外周に設けられた主体金具１
７に結合され、他端が側方に曲げ返されてその側面が中
心電極１９の先端部と対向して火花放電ギャップｇを形
成する接地電極２１と、絶縁体１５の軸孔の後端側に挿
設されると共に中心電極１９と電気的に接続される受電
端子１３と、を備えている。そして、受電端子１３は、
外周面略円形状の軸状に形成されるとともに、その表面
には、金によるメッキが施されている。

【００３２】そして、図２に示すように、受電端子１３
の後方側をケーシング部３３の前方側から挿入して、接
続電極３１の円筒部３１ｄ内に挿入・配置することで、
点火プラグ１１の受電端子１３と接続電極３１とが接触
し、点火プラグ１１の受電端子１３と点火コイル２７の
二次巻線の一端２７ａとが電気的に接続されることにな
る。このとき、接続電極３１の円筒部３１ｄに設けられ
た複数の弾性部３１ａのそれぞれが、受電端子１３の外
周面に対して、点火プラグの軸方向と略直交する向きに
圧接する状態となる。

【００３３】なお、本実施例において実際に点火プラグ
１１の受電端子１３と接続電極３１とを接続する際に
は、図１に示すようにシリコンゴムから成る略円筒状の
樹脂層３５を用いているが、図２では、樹脂層３５の図
示は省略している。そして、点火プラグ１１の受電端子
１３と接続電極３１とを接続する際の接続手順、および
本実施例の内燃機関用点火装置１の内燃機関への装着手
順について以下に説明する。

【００３４】まず、内燃機関のシリンダヘッド５１に設
けられたプラグホール５３に点火プラグ１１を挿入す
る。そして、プラグレンチなどの締め付け工具を主体金
具１７に形成された六角部１７ａにあてがいつつ点火プ
ラグ１１を回転させることにより、主体金具１７の外周
に設けられた螺合溝１７ｂにより点火プラグ１１を内燃
機関に装着する。

【００３５】他方、点火コイル２７およびその点火コイ
ル２７の二次巻線の一端に接続された接続電極３１を内
蔵するケーシング部３３の先端側に樹脂層３５を装着す
ると共に、ケーシング部３３の付け根部分にプラグホー
ル５３への水滴などの侵入を防ぐためのグロメット４３
を装着する。また、このとき、樹脂層３５の後方側の内
面に形成された出力端子接触部３５ｂがケーシング部３
３を挟持する状態で、樹脂層３５とケーシング部３３と
が装着される。

【００３６】そして、樹脂層３５およびグロメット４３
が装着されたケーシング部３３をプラグホール５３に挿
入し、樹脂層３５が六角部１７ａの後端部から受電端子
１３に至る絶縁体１５を覆うように、点火プラグ１１に
樹脂層３５を装着する。なお、点火プラグ１１から抜け
落ちることがないように、樹脂層３５の内面には、絶縁
体１５を挟持する弾性力を有する絶縁体接触部３５ａが
内面に形成されている。

【００３７】これにより、点火プラグ１１とケーシング
部３３とが装着されて、このとき点火プラグ１１の受電
端子１３と接続電極３１（弾性部３１ａ）とが接触す
る。そして、点火プラグ１１の受電端子１３と点火コイ
ル２７の二次巻線の一端２７ａとが電気的に接続される
ことになり、点火コイル２７の二次巻線に発生する点火
用高電圧を点火プラグ１１に印加するための導電経路が
形成される。

【００３８】以上、説明したように、本実施例の内燃機
関用点火装置における点火プラグ１１と点火コイル２７
との接続構造によれば、接続電極３１が、点火プラグ１
１の受電端子１３の周方向を包囲する円筒部３１ｄを有
し、その円筒部３１ｄには、受電端子１３の周方向（即
ち、点火プラグ１１の軸方向と略直交する向き）に押圧
可能な弾性部３１ａが設けられていることから、この弾
性部３１ａにより接続電極３１は受電端子１３に対し、
点火プラグ１１の軸方向と略直交な向きに接触する形態
をとる。このため、内燃機関の振動に伴い、点火プラグ
１１の軸方向を振動方向とする振動が発生した場合に
も、上記複数の弾性部３１ａの伸縮（圧接）方向に対
し、その振動の影響が及び難く、受電端子１３の外周面
における接続電極３１の当接位置は変わるものの、受電
端子１３と接続電極３１との接触抵抗の変化といった接
触不良を抑えることができ、点火コイル２７の二次巻線
に発生する点火用高電圧を点火プラグ１１に確実に印加
することができる。

【００３９】また、点火プラグ１１の長手方向に対して
垂直な方向の振動が発生した場合には、中心軸へ向かう
径方向の弾性力を有する複数の弾性部３１ａのいずれか
が受電端子１３に接触することになり、二次巻線の一端
と受電端子との電気的な接続を維持することができ、導
電経路を確保することができる。

【００４０】さらに、接続電極３１を構成する円筒部３
１ｄに弾性部３１ａが複数備えられるため、接続電極３
１（弾性部３１ａ）と受電端子１３の外周面との接触面
積が大きくなり、点火プラグ１１と点火コイル２７とを
接続する導電経路における抵抗値を小さくすることがで
きる。また、複数の弾性部３１ａは、円筒部３１ｄにて
同心円状に配置されると共に弾性部３１ａが有する弾性
力により受電端子１３に当接するため、より確実に受電
端子１３と接続電極３１との接触を維持することができ
る。

【００４１】次に、第２実施例として、点火プラグと点
火コイルとが軸方向に対して回転不能に構成された内燃
機関用点火装置における点火プラグと点火コイルとの接
続構造について説明する。そして、図３は、第２実施例
の内燃機関用点火装置３の構成図であり、一部を断面図
として表している。

【００４２】図３に示すように、内燃機関用点火装置３
は、中心電極１９と接地電極２１との間に形成される火
花放電ギャップｇにて火花放電を発生する点火プラグ１
１と、点火プラグ１１にて火花放電を発生させるための
点火用高電圧を発生する点火コイル２７と、点火コイル
２７を内部に備えるケーシング部３３と、シリコンゴム
から成る略円筒状の樹脂層３５と、点火コイル２７およ
びケーシング部３３を内部に備えると共に、先端部が点
火プラグ１１の六角部１７ａと嵌合可能に形成された略
円筒状のハウジング３７と、コネクタ４５を介して外部
機器からの信号の受信および外部機器への信号の出力を
行い、外部からの指令に応じて点火コイル２７への通電
・遮断の制御を行うイグナイタを内蔵した点火ユニット
４１とを備えており、点火プラグ１１と点火コイル２７
とが軸方向に対して回転不能に構成されている。

【００４３】なお、点火プラグ１１、点火コイル２７、
樹脂層３５、接続電極３１は、それぞれ前述の実施例
（以下、第１実施例という）に示した点火プラグ１１、
点火コイル２７、樹脂層３５、接続電極３１と同様に構
成されている。そして、第１実施例と同一の構成要素に
ついては、同一符号で表している。

【００４４】そして、点火プラグ１１の受電端子１３
と、接続電極３１とを接続する場合には、第１実施例と
同様に、図２に示すように、受電端子１３の後方側をケ
ーシング部３３の前方側から挿入して、接続電極３１の
円筒部３１ｄ内に挿入・配置する。このとき、第１実施
例と同様に、接続電極３１の円筒部３１ｄに設けられた
複数の弾性部３１ａのそれぞれが受電端子１３の外周面
に対して、点火プラグの軸方向と略直交する向きに圧接
する状態となる。

【００４５】また、第２実施例においては、ケーシング
部３３が点火ユニット４１とは別体に構成されており、
ケーシング部３３、点火コイル２７、接続電極３１はハ
ウジング３７の内部に備えられている。また、図示はし
ないが、点火ユニット４１には上述の受電端子１３と同
様の形状の端子が備えられており、ケーシング部３３の
後方側には、上述の接続電極３１と同様の形状の電極が
備えられており、点火ユニット４１とケーシング部３３
とを接続することで、端子と電極とが電気的に接続され
る。

【００４６】さらに、ハウジング３７は、強磁性体から
なり、先端部３７ａが点火プラグ１１の六角部１７ａと
嵌合可能な形状（断面が六角形）に形成され、後端部３
７ｂが締め付け工具（レンチなど）と嵌合可能な形状
（断面が六角形）に形成されている。このように、構成
されるハウジング３７は、点火プラグ１１を内燃機関に
装着する際に、プラグレンチ等の締め付け工具と同様の
役割を果たすことになる。なお、点火プラグ１１の内燃
機関への装着方法については後述する。

【００４７】ここで、上述した各構成要素を用いて、本
第２実施例の内燃機関用点火装置３を組み立てる手順、
および内燃機関への装着手順について説明する。まず、
点火コイル２７およびその点火コイル２７の二次巻線の
一端に接続された接続電極３１を内蔵するケーシング部
３３の先端側に樹脂層３５を嵌合し、ケーシング部３３
と樹脂層３５とを連結する。

【００４８】他方、点火プラグ１１を先端部３７ａ側の
開口部からハウジング３７の内部に挿入し、点火プラグ
１１における主体金具１７の六角部１７ａとハウジング
３７の先端部３７ａとを嵌合する。このあと、ハウジン
グ３７の先端部３７ａにおける側面の少なくとも一箇所
を内側に加締めて、側面に内側へ向かう突起を形成する
ことにより、ハウジング３７と点火プラグ１１（詳細に
は六角部１７ａ）とを軸方向に対して回転不能な構成と
する。

【００４９】続いて、連結されたケーシング部３３およ
び樹脂層３５を、後端部３７ｂ側の開口部からハウジン
グ３７の内部に挿入し、樹脂層３５が点火プラグ１１の
主体金具１７における六角部１７ａの後端部から受電端
子１３に至る絶縁体１５を覆うように、点火プラグ１１
に樹脂層３５を装着するとともに、ケーシング部３３を
ハウジング３７の内部に配置させる。

【００５０】このとき、第１実施例と同様に、接続電極
３１の円筒部３１ｄの内部に点火プラグ１１の受電端子
１３が挿入され、円筒部３１ｄに形成された複数の弾性
部３１ａがこの受電端子１３の外周面に点火プラグ１１
の軸方向と略直交する方向に圧接することにより、接続
電極３１と受電端子１３とが接続される。このようにし
て、点火プラグ１１の受電端子１３と、点火コイル２７
の二次巻線の一端とが電気的に接続され、点火コイル２
７の二次巻線に発生する点火用高電圧を点火プラグ１１
に印加するための導電経路が形成される。

【００５１】これにより、ケーシング部３３（点火コイ
ル２７）、樹脂層３５、ハウジング３７および点火プラ
グ１１を一体状態に組み合わせ、組立体が形成される。
そして、組立体におけるハウジング３７の後端部３７ｂ
に締め付け工具（レンチなど）を嵌合した状態で、組立
体をプラグホール５３の内部に挿入する。そして、締め
付け工具により組立体を回転させることにより、点火プ
ラグ１１の主体金具１７の外周に設けられた螺合溝１７
ｂにより、組立体を内燃機関に装着する。

【００５２】なお、プラグホール５３への水滴などの侵
入を防ぐためのグロメット４３、および外部との信号の
送受信を行う点火ユニット４１は、組立体を内燃機関に
装着した後に装着し、これにより内燃機関用点火装置３
が完成する。次に、第３実施例として、本発明の点火プ
ラグと点火コイルとの接続構造を適用した組立体のう
ち、点火プラグに螺合溝（ネジ溝）が設けられておら
ず、かつ点火コイルと点火プラグとが回転不能に一体化
されたものについて説明する。

【００５３】図５は、第３実施例の内燃機関用点火装置
５の構成図であり、一部を断面図として表している。図
５に示すように、内燃機関用点火装置５は、中心電極１
９と接地電極２１との間に形成される火花放電ギャップ
ｇにて火花放電を発生する点火プラグ１１と、点火プラ
グ１１にて火花放電を発生させるための点火用高電圧を
発生する点火コイル２７と、点火コイル２７を内部に備
える絶縁性樹脂材料からなるケーシング部３３と、シリ
コンゴムから成る略円筒状の樹脂層３５と、点火コイル
２７およびケーシング部３３を内部に備えると共に、先
端部３７ａが点火プラグ１１の六角部１７ａと嵌合可能
に形成された略円筒状のハウジング３７と、コネクタ４
５を介して外部機器からの信号の受信および外部機器へ
の信号の出力を行い、外部からの指令に応じて点火コイ
ル２７への通電・遮断の制御を行う点火ユニット４１
と、を備えている。

【００５４】なお、点火コイル２７、樹脂層３５、ケー
シング部３３、点火ユニット４１、接続電極３１は、そ
れぞれ前述の第１実施例に示した点火コイル２７、樹脂
層３５、ケーシング部３３、点火ユニット４１、接続電
極３１と同様に構成されている。そして、第１実施例と
同一の構成要素については、同一符号で表している。な
お、図５に示す点火ユニット４１は、図１に示す点火ユ
ニット４１とは外形が異なるが、動作内容は同じであ
る。

【００５５】また、第３実施例の内燃機関用点火装置５
を組み立てる手順については、第２実施例と同様であ
る。そして、点火プラグ１１の受電端子１３と、接続電
極３１とを接続する場合には、第１実施例と同様に、図
２に示すように、受電端子１３の後方側をケーシング部
３３の前方側から挿入して、接続電極３１の円筒部３１
ｄ内に挿入・配置する。このとき、第１実施例と同様
に、接続電極３１の円筒部３１ｄに設けられた複数の弾
性部３１ａのそれぞれが受電端子１３の外周面に対し
て、点火プラグの軸方向と略直交する向きに圧接する状
態となる。

【００５６】ここで、本第３実施例の内燃機関用点火装
置５を組み立てる手順、および内燃機関への装着手順に
ついて説明する。まず、点火コイル２７およびその点火
コイル２７の二次巻線の一端に接続された接続電極３１
を内蔵するケーシング部３３の先端側と樹脂層３５とを
連結する。なお、本実施例では、ケーシング部３３と点
火ユニット４１とが予め一体に構成されている。

【００５７】他方、点火プラグ１１を、先端部３７ａ側
の開口部からハウジング３７の内部に挿入し、点火プラ
グ１１における主体金具１７の六角部１７ａとハウジン
グ３７の先端部３７ａとを嵌合する。このあと、ハウジ
ング３７の先端部３７ａにおける側面の少なくとも１箇
所を内側に加締めて、側面に内側へ向かう突起を形成す
ることにより、ハウジング３７と点火プラグ１１（詳細
には六角部１７ａ）とを軸方向に対して回転不能な構成
とする。

【００５８】続いて、連結されたケーシング部３３（点
火ユニット４１含む）および樹脂層３５を、後端部３７
ｂ側の開口部からハウジング３７の内部に挿入し、樹脂
層３５が点火プラグ１１における主体金具１７の六角部
１７ａの後端部から受電端子１３に至る絶縁体１５を覆
うように、点火プラグ１１に樹脂層３５を装着すると共
に、ケーシング部３３をハウジング３７の内部に配置さ
せる。このとき、第１実施例と同様に、接続電極３１の
円筒部３１ｄの内部に点火プラグ１１の受電端子１３が
挿入され、円筒部３１ｄに形成された複数の弾性部３１
ａがこの受電端子１３の外周面に点火プラグ１１の軸方
向と略直交する方向に圧接することにより、接続電極３
１と受電端子１３とが接続される。このようにして、点
火プラグ１１の受電端子１３と、点火コイル２７の二次
巻線の一端とが電気的に接続され、点火コイル２７の二
次巻線に発生する点火用高電圧を点火プラグ１１に印加
するための導電経路が形成される。

【００５９】ここで、第３実施例の点火プラグ１１は、
主体金具１７のうち、六角部１７ａよりも前方側に位置
する最も径大の径大部１７ｃよりも更に前方側の先端部
１７ｄの外周には、螺合溝（第２実施例における螺合溝
１７ｂ）が設けられておらず外周面略円筒形状とされて
いる。なお、この点火プラグ１１が装着されるシリンダ
ヘッド５１のプラグホール５３のうち、主体金具１７の
先端部が位置する部分には同じく螺合溝が形成されてお
らず、それにより、点火プラグ１１はプラグホール５３
に対して遊嵌状に挿入可能となる。

【００６０】また、本第３実施例の内燃機関用点火装置
５においては、ハウジング３７の外周面の所定部位に、
シリンダヘッド５１に対して着脱自在に装着することが
可能なフランジ部３９が形成されている。ここで、フラ
ンジ部３９を詳細に説明するために、フランジ部３９を
中心に拡大した斜視図を図６に示す。図６に示すよう
に、フランジ部３９は、ハウジング３７の外周面から等
間隔にて複数個（本第３実施例では３個）径方向外向き
に突出した形態で設けられている。ここで、このフラン
ジ部３９は、第１板面３９ａと第２板面３９ｂとを有
し、両者は一体に連結されている。

【００６１】第１板面３９ａは、シリンダヘッド５１に
予め設けられた断面形状が略Ｌ字形状である複数個（本
第３実施例では３個）の取り付け部５５と嵌合される部
分にあたる。また、第２板面３９ｂは、第１板面３９ａ
に対して略垂直に立設しており、第１板面３９ａによる
シリンダヘッド５１の取り付け部５５への嵌合時に、取
り付け部５５に当接して第１板面３９ａの移動を制限す
る役目を果たす。

【００６２】更に、第１板面３９ａのうち、第２板面３
９ｂが立設される側の略半分を占める板面３９ｃは、他
方の略半分を占める境界部分を境に僅かに図中上方向に
反った形態で構成され、第１板面３９ａがシリンダヘッ
ド５１の取り付け部５５に嵌合される時または嵌合後
に、シリンダヘッド５１に対して押圧作用を発揮する弾
性部分として機能する。この弾性部分（板面３９ｃ）に
より、内燃機関用点火装置５が燃焼室５７の方向（図５
参照）に付勢される（換言すれば、点火プラグの軸方向
前方側に向かって付勢される）ことになる。

【００６３】次に、本第３実施例の内燃機関用点火装置
５をシリンダヘッド５１に装着する手順について説明す
る。まず、シリンダヘッド５１のプラグホール５３に、
上述した手順により組み立てられた内燃機関用点火装置
５を点火プラグ１１の側から挿入する。このとき、内燃
機関用点火装置５は、点火プラグ１１における主体金具
１７の先端部１７ｄに螺合溝が形成されていないことか
ら、プラグホール５３に対して遊嵌状に挿入される。そ
して、ハウジング３７に形成されるフランジ部３９の第
１板面３９ａがシリンダヘッド５１の一端面に当接する
まで内燃機関用点火装置５を挿入した後、点火プラグの
軸方向を中心に内燃機関用点火装置５を回動させ、その
回動を第２板面３９ｂが取り付け部５５に当接するまで
行い、フランジ部３９と取り付け部５５とを嵌合させ
る。

【００６４】このとき、内燃機関用点火装置５は、フラ
ンジ部３９を形成する第１板面３９ａの一部である弾性
部分（板面３９ｃ）により（図６参照）、燃焼室５７の
方向（点火プラグの軸方向前方側）に、例えば、２０
［Ｎ／ｍｍ² ］の力で付勢されるように調整されてい
る。このようにして、内燃機関用点火装置５はシリンダ
ヘッド５１に装着されることになる。

【００６５】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の態様を採ることができる。例えば、上述した各実施
例において、点火ユニット４１の内部にイオン電流検出
回路を備えることができる。ここで、イオン電流検出回
路（イオン電流検出部）を備えた内燃機関用点火装置の
電気回路図の一例を図７に示す。なお、内燃機関用点火
装置としては、第３実施例にて説明したものを用いるこ
ととする。

【００６６】図７に示すように、内燃機関用点火装置５
は、一次巻線Ｌ１に電気エネルギ（例えば電圧１２Ｖ）
を供給する直流電源装置（バッテリ）１１１と、一次巻
線Ｌ１と二次巻線Ｌ２とを備えた点火コイル２７と、一
次巻線Ｌ１と直列接続されたイグナイタとしてのｎｐｎ
型トランジスタからなる主制御用トランジスタ１１５
と、二次巻線Ｌ２とともに閉ループを形成して中心電極
１９と接地電極２１との間に火花放電を発生する点火プ
ラグ１１と、二次巻線Ｌ２および点火プラグ１１からな
る閉ループ上に設けられて、イオン電流の大きさに比例
した第１検出電圧Ｖｉｏを出力するイオン電流検出回路
１２９と、イオン電流検出回路１２９から出力される第
１検出電圧Ｖｉｏに基づきイオン電流信号Ｓｉｏを出力
するイオン電流変換回路１４１と、点火プラグ１１に火
花放電を発生させるために主制御用トランジスタ１１５
に対して点火指令信号ＩＧを内燃機関の運転状態に基づ
いて出力し、また、イオン電流変換回路１４１からのイ
オン電流信号Ｓｉｏが入力される内燃機関制御用の電子
制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ）１２１と、を備えてい
る。

【００６７】そして、ＥＣＵ１２１が、主制御用トラン
ジスタ１１５を駆動制御して、一次巻線Ｌ１への通電・
遮断を行うことで、二次巻線Ｌ２の両端に点火用高電圧
を発生させ、点火プラグ１１の電極１９−２１間に火花
放電を発生させる。次に、イオン電流検出回路１２９
は、一端が接地されたイオン電流検出抵抗１３１と、こ
のイオン電流検出抵抗１３１の接地側とは反対側の端部
に直列接続されたコンデンサ１３５と、カソードが接地
されるとともにアノードがイオン電流検出抵抗１３１と
コンデンサ１３５との接続点に接続されて、イオン電流
検出抵抗１３１に並列接続されたダイオード１３３と、
カソードがコンデンサ１３５におけるイオン電流検出抵
抗１３１との接続側とは反対側の端部と接続され、アノ
ードが接地されたツェナーダイオード１３７とを備えて
構成されている。このように構成されたイオン電流検出
回路１２９は、コンデンサ１３５とツェナーダイオード
１３７との接続点が二次巻線Ｌ２に接続されており、イ
オン電流検出抵抗１３１とコンデンサ１３５との接続点
がイオン電流変換回路１４１に接続されている。

【００６８】そして、イオン電流検出回路１２９では、
火花放電が発生した直後においては、二次巻線Ｌ２から
流れ込む二次電流ｉ２（放電電流）は、コンデンサ１３
５，ダイオード１３３を通過する経路を通って流れる。
このあと、二次巻線Ｌ２における点火用高電圧が低下し
て火花放電が終了し、点火用高電圧による二次電流ｉ２
が流れなくなると、充電されたコンデンサ１３５の放電
により、コンデンサ１３５，二次巻線Ｌ２，点火プラグ
１１，イオン電流検出抵抗１３１の順にイオン電流Ｉｉ
ｏが流れる。このとき、イオン電流検出抵抗１３１の両
端電圧は、イオン電流Ｉｉｏの大きさに比例することか
ら、第１検出電圧Ｖｉｏはイオン電流Ｉｉｏに比例した
値を示し、イオン電流変換回路１４１は、第１検出電圧
Ｖｉｏに基づきイオン電流信号ＳｉｏをＥＣＵ１２１に
出力する。なお、ＥＣＵ１２１は、イオン電流信号Ｓｉ
ｏの解析処理を行うことで、例えば、失火判定やノック
判定などを行っている。

【００６９】そして、ＥＣＵ１２１では、これらの判定
結果に基づき、内燃機関の点火時期や燃料供給量などを
総合的に制御する。このように、イオン電流を検出する
場合、二次巻線Ｌ２と点火プラグ１１とを接続する導電
経路における抵抗値の変化が検出精度に大きく影響を与
えるが、本発明の点火プラグと点火コイルの接続構造を
用いることで、導電経路の抵抗値の変化を抑えることが
でき、イオン電流の検出精度を向上させることができ
る。

【００７０】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の態様を採ることができる。例えば、上述した実施例
においては、点火コイル２７がケーシング部３３の内部
に配置されているものが示されているが、点火コイルを
点火ユニット４１に内蔵するようにしても良い。

【００７１】つまり、点火コイルをケーシング部３３の
内部に配置する場合、プラグホールの大きさによって配
置スペースが制限されるため、点火コイルとして使用可
能なものが限定されるが、点火ユニットに内蔵する場合
には、大きさの制約が緩くなり、比較的大きい形状の点
火コイルを使用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例である内燃機関用点火装置の構成
図である。

【図２】 点火コイルの二次巻線の一端に電気的に接続
された接続電極と、点火プラグの受電端子との接続構造
を拡大した斜視図である。

【図３】 第２実施例である内燃機関用点火装置の構成
図である。

【図４】 （ａ）は接続電極の展開図であり、（ｂ）は
接続電極の円筒形状時の側面図である。

【図５】 第３実施例である内燃機関用点火装置の構成
図である。

【図６】 第３実施例の内燃機関用点火装置を構成する
ハウジングに形成されたフランジ部を中心に拡大した斜
視図である。

【図７】 イオン電流検出回路を備えた内燃機関用点火
装置の電気回路図である。

【図８】 従来の点火コイルと点火プラグとの接続構造
を表す構成図である。

【符号の説明】

１，３，５…内燃機関用点火装置、１１…点火プラグ、
１３…受電端子、１５…絶縁体、１７…主体金具、１９
…中心電極、２１…接地電極、２７…点火コイル、３１
…接続電極、３１ａ…弾性部、３１ｄ…円筒部（筒状
部）、３３…ケーシング部、３５…樹脂層、３７…ハウ
ジング、１２９…イオン電流検出回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体の軸孔の先端側に挿設された軸状
   の中心電極と、一端が前記絶縁体の外周に設けられた主
   体金具に結合され、他端が前記中心電極と対向して火花
   放電ギャップを形成する接地電極と、前記絶縁体の軸孔
   の後端側に挿設され、前記中心電極と電気的に接続され
   る軸状の受電端子とを備える点火プラグと、 一次巻線と二次巻線とを備え、前記点火プラグの火花放
   電ギャップにて火花放電を発生させるための点火用高電
   圧を前記二次巻線に発生する点火コイルと、 前記二次巻線の一端と前記受電端子とを電気的に接続す
   る接続電極と、 を備えた内燃機関用点火装置であって、 前記接続電極は、前記受電端子の周方向を包囲するよう
   に形成される筒状部を有しており、この筒状部には、前
   記受電端子の周方向に対して押圧可能な複数の弾性部が
   設けられ、前記受電端子は前記接続電極の筒状部内に挿
   入されて、前記弾性部が前記受電端子の外周面に圧接す
   ることで、前記二次巻線の一端と前記受電端子とが電気
   的に接続されること、 を特徴とする内燃機関用点火装置。
2. 【請求項２】 前記受電端子は、外周面略円形状に形成
   されていること、 を特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火装置。
3. 【請求項３】 前記接続電極の筒状部の周囲に、前記接
   続電極を前記受電端子に付勢する付勢力を有する樹脂層
   が設けられていること、 を特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関
   用点火装置。
4. 【請求項４】 前記受電端子の外周面に導電皮膜が形成
   されていること、 を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の
   内燃機関用点火装置。
5. 【請求項５】 前記点火プラグと前記点火コイルとが、
   軸方向に対して回転不能に構成されていること、 を特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の
   内燃機関用点火装置。