JP3556725B2 - 内燃機関の点火装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は内燃機関用の点火装置で、特にシリンダヘッドカバーに点火コイルを配設し、高電圧を直接点火プラグに印加する点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は特開平６−５８２３７号公報における従来例と同様構成の従来装置を示す断面図である。図において１は点火コイル、２は点火コイル１を駆動するユニット等（図示せず）に接続されるハーネス、３は点火コイル１を固定する内燃機関のシリンダヘッドカバーで、４は取付用のボルトである。５は点火コイル１で発生する高電圧を取り出す高圧端子、６は点火コイル１の高圧接続部の機械的接続を行なう高圧タワー、７は点火プラグ、８は点火プラグ７の高圧端子、９は高圧端子５と高圧端子８との間の高電圧を導く導体で、導体９の両端には電気的接続を確実にするためスプリング１０と１１が組み付けられ、幾分圧縮した状態で高圧端子５及び高圧端子８と接触している。１２は導体９を収納する樹脂性のアダプタで、高電位となる導体９とアース電位である内燃機関のプラグホール壁１３の間の絶縁の機能を有する。なお、アダプタ１２は図７に示すように振動のメカニズムをモデル化した場合に一体的に振動する形態、即ちアダプタ自体が複数の振動モード（要素）をもたない形態をなす。１５はプラグホール１４内への防水の機能を有するとともに、点火コイルの高圧タワー６とアダプタ１２の機械的接続をする第１のゴム部材であるゴムキャップ、１６は高圧端子８へ達する高電圧がプラグホール壁１３等へリークすることを防ぐとともにアダプタ１２と点火プラグ７を機械的に接続する第２のゴム部材であるゴムキャップである。ここで、ゴムキャップ１６はゴムキャップ１５に比し非常な高温雰囲気下にある。そこでゴムキャップ１６には、このような高温雰囲気下でも優れた耐電圧特性を有する高価なシリコンゴム材などが採用されている。１７は点火プラグ７の電極間の距離であるプラグギャップ、１８は内燃機関のカムシャフトハウジング部で、その高さはプラグホール長に相当する。
【０００３】
次に従来の点火装置の動作、作用について説明する。点火コイル１は、ハーネス２に接続されるパワートランジスタやコントロールユニット（図示せず）により１次側電流が断続され、これに応じて高電圧を発生する。点火コイル１にて発生した高電圧は高圧端子５から点火コイル１側のスプリング１０、導体９、点火プラグ７側のスプリング１１を経て点火プラグ７の高圧端子８に導かれ、プラグギャップ１７において放電することで内燃機関の気筒内の混合気に着火する。
このような点火装置においては、各内燃機関にて排気量等の違いによりカムシャフトハウジング部１８の長さが異なった場合、コイル１の取付部等が共通形状であれば導体９とアダプタ１２のみを交換することにより適応している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関の点火装置は以上のように構成されていた。
ここで、従来例におけるアダプタ１２の振動のメカニズムをモデル化すると図７のようになり、アダプタ１２の共振の周波数は、ｆ∝√（Ｋ／ｍ）となる。ここでＫはゴムキャップ１６の剛性で、ｍはアダプタ１２の質量である。従来の内燃機関はプラグホール壁１３の内径が大きくしかもプラグホール長が短かかったため、ゴムキャップ１６の肉厚を厚くして剛性Ｋを高くできるとともに、アダプタ１２が短かくてもよいのでその質量ｍが小さくなり、結果として共振周波数ｆを内燃機関の振動に対し問題とならない高い周波数に設定することが可能であった。
ところが、近年の乗用車用の内燃機関は、図６のカムシャフトハウジング部１８の部位に配置される構成部品（図示せず）が、吸排気バルブの多バルブ化や、バルブ開閉の可変機構の組込により複雑化し、カムシャフトハウジング部１８の高さ寸法が大幅にアップする傾向がある。このため、プラグホール１４は細径化し、かつ軸長がアップするため、結果としてアダプタ１２の軸長アップによる重量ｍの増加と、ゴムキャップ１６の細径化による剛性Ｋの低下をまねき、共振の周波数ｆが内燃機関の振動に対し問題となる低い周波数となる。
即ち、これは内燃機関の振動により点火装置の構成部品が共振すると言うことである。具体的には、アダプタ１２が内燃機関の振動によって点火コイル１の高圧タワー６を支点として、プラグホール壁１３やプラグ８に対し相対的に大きく振動し、これによりスプリング１１の先端が点火プラグ７の高圧端子８とこすれて、磨滅し良好な電気的接触状態が得られなくなる。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、内燃機関のカムシャフトハウジングの機構やレイアウトの制約により、プラグホールが細径化、軸長アップしても、内燃機関の振動によって生ずるアダプタのプラグに対する相対的振動を防ぐことができるとともに、スプリングの磨滅を防ぎ良好な電気的接触状態が得られる内燃機関の点火装置を得ることを目的としている。
【０００６】
また、この発明は、長期間の使用にわたって、アダプタのプラグに対する相対的振動を防止すると共にスプリングの磨滅を防ぎ良好な電気的接触状態が得ることができる内燃機関の点火装置を得ることを目的としている。
【０００７】
また、この発明は、プラグホールの形状に拘わらず、アダプタのプラグに対する相対的振動を防止すると共にスプリングの磨滅を防ぎ良好な電気的接触状態が得ることができる内燃機関の点火装置を得ることを目的としている。
【０００８】
また、この発明は、構成が簡単でかつ安価な内燃機関の点火装置を得ることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の点火装置は、アダプタ手段に設けられ点火プラグの端子を収納しかつ把持する収納部を備えたものである。
【００１０】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、点火プラグの端子と収納部の内壁との間に端子あるいは内壁の摩耗を抑制する抑制手段を備えたものである。
【００１１】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、点火プラグの端子と収納部の内壁との衝突を緩和する緩衝手段で抑制手段を構成したものである。
【００１２】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、収納部の内壁に設けられた筒状部材で抑制手段を構成したものである。
【００１３】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、収納部の内壁の表面に形成された保護膜で抑制手段を構成したものである。
【００１４】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、一端がアダプタ手段の一端に固設されると共に他端が点火プラグの端子まで伸長した筒状の収納部材で収納部を構成したものである。
【００１５】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、導体の一端に点火プラグの端子を収納しかつ把持する収納部を備えたものである。
【００１６】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、筒状の部材であって、その一端に点火プラグの端子を係止する係止部を有する導体を備えたものである。
【００１７】
【作用】
この発明に係る内燃機関の点火装置は、点火プラグの端子を収納部が把持しており、これによりアダプタ手段の共振を抑制する。
【００１８】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、点火プラグの端子と収納部の内壁との間に介在する抑制手段が点火プラグの端子あるいは収納部の内壁の摩耗を抑制する。
【００１９】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、緩衝手段が点火プラグの端子と収納部の内壁との衝突を緩和する。
【００２０】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、収納部の内壁に設けられた筒状部材が点火プラグの端子あるいは収納部の内壁の摩耗を抑制する。
【００２１】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、収納部の内壁の表面に形成された保護膜が点火プラグの端子あるいは収納部の内壁の摩耗を抑制する。
【００２２】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、一端がアダプタ手段の一端に固設された筒状の収納部材でアダプタ手段の共振を抑制する。
【００２３】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、導体が収納部を兼ねることにより構成を簡略化する。
【００２４】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、導体を筒状とすることにより装置を軽量化する。
【００２５】
【実施例】
実施例１．
以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１は実施例１を示す要部拡大図である。図において、従来装置と同一もしくは相当する部分には従来と同一の符号を付している。図１において７は点火プラグ、８は点火プラグ７の端子である高圧端子、９は高圧端子５と高圧端子８との間の高電圧を導く導体で、図示していないが図６と同様に導体９の両端には電気的接続を確実にするためスプリング１０と１１とが組み付けられており、これらのスプリング１０、１１は幾分圧縮した状態で高圧端子５及び高圧端子８と接触している。１９は導体９を収納する樹脂性のアダプタで、高電位となる導体９とアース電位である内燃機関のプラグホール壁１３との間の絶縁の機能を有する。なお、アダプタ手段は導体とアダプタとにより構成される。２０はアダプタ１９の一端部に設けられた中空状の収納部で、高圧端子８をその内部に収納しかつ把持するものである。アダプタ１９は従来のアダプタ１２に対し収納部２０の分だけ点火プラグ７側へ伸長されており、収納部２０は点火プラグ７の高圧端子８を収納すべく高圧端子８を包囲するように配置されている。アダプタ２０の素材は熱可塑性又は熱硬化性の樹脂であり、高圧端子８の素材は金属であるから互いに圧入の関係となることは好ましくない。従って、収納部２０の内径の寸法公差の下限と、高圧端子８の外径の寸法公差の上限にて最少のすきまとなるよう収納部２０の内径寸法を設定する。
【００２６】
２１はプラグホール壁１３の奥部であって、内燃機関の機構上の制約によりプラグホール壁１３が細径化されている。２２は点火プラグ７の高圧端子８へ達する高電圧がプラグホール壁１３等へリークすることを防ぐとともにアダプタ１９と点火プラグ７を機械的に接続する第２のゴム部材としてのゴムキャップであって、図に破線で示す従来のゴムキャップ１６に比し薄肉化されている。なお、ゴムキャップ２２もシリコンゴム材により造られている。
【００２７】
実施例１の混合気への着火の動作作用については従来例と同一なので説明を省略し、点火装置の振動について述べる。
実施例１においては点火プラグ７の高圧端子８は、アダプタ１９の収納部２０に収納されており、その収納された状態において高圧端子８と収納部２０の内壁との間隙は微少なものとされている。即ち、この状態においては、高圧端子８は収納部２０に把持された状態にある。
従って、内燃機関の振動によりアダプタ１９が高圧タワー６を支点として振動しようとしても、点火プラグ７の高圧端子８がアダプタ１９の収納部２０の内壁に当たるのでアダプタ１９の振動は微少なレベルに抑制される。
このため、内燃機関の機構上の制約によりプラグホール壁１３の奥部２１が細径化されゴムキャップ２２の肉厚を薄くせざるを得なくなり剛性Ｋが低下した場合、あるいは、カムシャフトハウジング部１８の長さが長くなりこれに伴ってアダプタ１９の長さも長くなってアダプタ１９の質量ｍが増した場合であっても、内燃機関の振動に対するアダプタ１９の共振は物理的に抑制される。
よって、高圧タワー６を支点とした点火プラグ７に対するアダプタ１９の相対的な振動が無くなるので、スプリング１１の先端と高圧端子８とのこすれによる磨滅は発生せず良好な電気的接触状態を保つことができる。
【００２８】
また上述したようにゴムキャップ２２には、高温雰囲気下であっても優れた耐電圧特性を有するものの非常に高価なシリコンゴム材を一般的に使用している。ここで、本来この第２のゴム部材としてのゴムキャップは、高圧端子８とプラグホール壁１３あるいはその奥部２１とのリークを防止できる程度の耐電圧特性を有する厚さであればよい。しかしながら、従来装置においてこの第２のゴム部材としてのゴムキャップ１６は、アダプタ１２の共振を防止するためにある程度の剛性Ｋが要求されていた。よって、ゴムキャップ１６では、要求される剛性Ｋを得るために必要以上の肉厚としていた。
これに対し実施例１によれば、ゴムキャップ２２の剛性Ｋの値に拘わらずアダプタ１９の共振を防止することができるので、第２のゴム部材としてのゴムキャップを２２に示すように高圧端子８とプラグホール壁１３あるいはその奥部２１とのリークを防止できる最少肉厚とし細径化することで、高価なシリコンゴム材の使用量を大幅に低減できコストダウンを図ることができる。
また、これにより装置の小型化を図ることもできる。
【００２９】
実施例２．
上記実施例１では点火プラグ７の高圧端子８が収納部２０に収納され、両者が直接衝突するものを示した。しかしながら収納部２０が耐摩耗性の劣る材料である場合は、両者の衝突あるいは摩擦により高圧端子８との接触面が磨滅し、収納部２０の内径が大きくなってしまいアダプタ１９の振動を抑制することができなくなってしまう。そこで、実施例２では、高圧端子８と収納部２０との間に両者の衝突を緩和する緩衝手段を介在させ、長期間の使用にわたってアダプタの振動を防止できるものについて説明する。
【００３０】
図２は実施例２の構成を示す要部拡大図であって、前出と同一あるいは相当する部分には同一符号を付している。図２において、２３はアダプタであって、前出のアダプタ１９と同様にその一端部が点火プラグ７側に伸長されると共に収納部２４が形成されているが、収納部２４の内径は前出の収納部２０の内径に比し大きくなっている。２５は第２のゴム部材としてのゴムキャップで、高圧端子８が収納部２４内に収納された際に、高圧端子８と収納部２４の内壁との間に介在するように設けられた筒状の筒部２６を有している。この筒部２６は、高圧端子８と収納部２４の内壁との衝突を緩和する緩衝手段を構成している。
【００３１】
即ち、実施例２では、収納部２４は筒部２６を介して高圧端子８を把持する構成になっている。このため内燃機関の振動により点火装置が振動しても、筒部２６は高圧端子８と収納部２４の内壁との衝突を緩和すると共に両者の摩擦を防止して摩耗を抑制する。なお、筒部２６は、高圧端子８あるいは収納部２４の内壁の摩耗を抑制する抑制手段でもある。
従って、長期間の使用にわたってスプリング１１の先端と高圧端子８とのこすれによる磨滅を防止し良好な電気的接触状態を保つことができる。
【００３２】
また、実施例２によれば、収納部２４と筒部２６、あるいは筒部２６と高圧端子８との間に間隙を設ける必要がない。
従って、収納部２４は筒部２６を介して高圧端子８をよりしっかりと把持することができる。
また、これによりアダプタ２３の振動をより小さなレベルに抑制することができる。
【００３３】
実施例３．
実施例３は、高圧端子あるいは収納部の内壁の摩耗を防止する他の実施例に関するものである。図３は実施例３の構成を示す要部拡大図である。図において前出と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。２７はアダプタ、２８は収納部、２９は収納部２８の内壁に設けられた筒状部材である。なお、筒状部材は抑制手段を構成している。
【００３４】
アダプタ２７が耐摩耗性の低い素材の場合や内燃機関の振動が非常に大きい場合には高圧端子８との振動による磨滅を防ぐため、例えばステンレス材のように耐摩耗性の高い材料により筒状等の部材を作りアダプタ２７に、圧入や接着、一体成形により組み込めば良い。なお、高圧端子８と筒状部材２９の内壁との間には微少な間隙が設けられており、その間隙の設定は実施例１と同様である。
これにより、収納部２８は筒状部材２９を介して高圧端子８を把持することとなり、実施例１と同様にアダプタ２７の振動を抑制すると共に、衝突あるいは摩擦による摩耗を防止する。
【００３５】
また筒状部材２９の代わりに、耐摩耗性の高い材料、例えば金属粉、樹脂材料（ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等）を収納部２８の内壁の所定部分の表面に焼き付け、塗布あるいは蒸着して保護膜を形成しても良い。
このとき保護膜は、摩耗を抑制する抑制手段を構成する。
【００３６】
なお、保護膜の代わりに上述の金属材料あるいは樹脂材料で構成した保護部材をアダプタ２７に圧入、接着、焼結あるいは一体成形するようにしても良い。
【００３７】
実施例４．
実施例４は、プラグホール１４の細径部３０が比較的高い位置にある場合に対応するものである。図４は実施例４の構成を示す要部拡大図である。図において前出と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。３１はアダプタ、３２は筒状の収納部材であってその一端がアダプタ３１の一端に固設されるとともに、この収納部材の一端に挿入された導体９と電気的に接続され、かつ他端が高圧端子８を収納しかつ把持している。この収納部材３２は、アダプタ３１の一端に圧入や接着、一体成形により固設されており、高剛性の材料が用いられている。なお、収納部材３２と高圧端子８との間には微少な間隙が設けられておりその間隙の値は実施例１と同様にして設定される、また収納部材３２と導体９との間にも相互に挿入されるための微小な間隙が存在するが、元々、導体９、収納部材３２、高圧端子８に印加される電圧は点火プラグのギャップに放電させるための極めて高い電圧であり、上述の微小間隙はいずれも各部材の電気的な接続を妨げるものではない。
【００３８】
図４に示すようなプラグホール形状であった場合、アダプタ３１とゴムキャップ２２とを含めた径寸法が細径部３０の径寸法よりも大きければ、これらの部材は細径部３０よりも奥に侵入することはできない。従って、上述の実施例のようにアダプタ３１の一端を点火プラグ７側に伸長させて高圧端子８を把持するということはできない。これに対応するため実施例４では、収納部材３２を用意し、この収納部材３２でアダプタ３１と高圧端子８とを接続すると共に高圧端子８を把持するようにしている。従って、実施例４によれば細径部３０がプラグホールの比較的高い位置にあったとしても、収納部材３２で高圧端子８を把持してアダプタ３１の振動を抑制することができる。さらに、実施例４によれば、導体９と高圧端子８とは、スプリング１１以外に収納部材３２を介しても電気的に接続されることとなりより良好な電気的接続状態を得ることができる。
【００３９】
また、実施例４によればプラグホール長に拘わらずアダプタを共通化することができる。
すなわち、プラグホール長が異なる場合は、それに対応して長さの異なる収納部材をアダプタの一端に固設すればよい。
【００４０】
実施例５．
実施例５は、アダプタの振動を抑制すると共に構成の簡略化及び装置の軽量化を図るものである。
図５は実施例５の構成を示す要部拡大図である。実施例５では、点火コイル１からの高電圧を点火プラグ７の高圧端子８に伝える導体が収納部を有している。図において、３３はアダプタ、３４はアダプタ３３に収納された筒状の導体であって、点火プラグ７側の端部には点火プラグ７の高圧端子８を係止する係止手段としての切り欠き部３５が設けられている。３６は切り欠き部３５と導体３４の筒部とからなる椀部としての収納部で、高圧端子８を収納しかつ把持している。３７は点火コイル１の高圧端子５と導体３４とを電気的に接続するスプリングであって、スプリング３７は圧縮された状態で組み付けられており、その大径部が導体３４に当接することにより切り欠き部３５を高圧端子８に押し付け確実な電気的接触状態が得られるようにしている。なお、高圧端子８と収納部３６の筒部との間には微少な間隙が設けられており、その間隙の値は実施例１と同様にして設定されている。
【００４１】
従って、実施例５によれば、収納部３６により高圧端子８を収納すると共に把持することによりアダプタ３３の振動を防止すると同時に、導体３４の内部が中空となり重量低減できる。
また、この実施例ではスプリング１１をなくして部品点数を減らしており、これによりコスト低減を図ることができる。
【００４２】
なお、この実施例ではスプリング３７のように大径部を有するものを使用したが、導体３４の点火コイル１側の端部の形状を変更すればスプリング１０を適用することができる。
【００４３】
また、係止部として切り欠き部３５を採用したが、切り欠き部の代わりに導体３４の筒部の一部を絞って細径部を形成しこれを係止部としても良い。
【００４４】
実施例６．
なお上述の実施例においてはアダプタが第１、第２のゴムキャップと別部材となっている構成について説明したが、第１、第２のゴムキャップがアダプタと一体となっていても同様の効果を得ることは言うまでもない。
【００４５】
以上、複数の実施例について説明したが、本発明の精神に基づき上記実施例を如何様に組み合わせてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
従って、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、アダプタ手段に設けられた収納部により点火プラグの端子を収納しかつ把持するので、アダプタ手段の振動を抑制することができる。
【００４７】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、点火プラグの端子と収納部の内壁との間に端子あるいは内壁の摩耗を抑制する抑制手段を備えたので、長期間の使用にわたってアダプタ手段の振動を抑制することができる。
【００４８】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、点火プラグの端子と収納部の内壁との衝突を緩和する緩衝手段で抑制手段を構成したので、両者の摩耗を防止して長期間の使用にわたってアダプタ手段の振動を抑制することができる。
【００４９】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、収納部の内壁に設けられた筒状部材で抑制手段を構成したので、点火プラグの端子あるいは収納部の内壁の摩耗を防止して長期間の使用にわたってアダプタ手段の振動を抑制することができる。
【００５０】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、収納部の内壁の表面に形成された保護膜で抑制手段を構成したので、点火プラグの端子あるいは収納部の内壁の摩耗を防止して長期間の使用にわたってアダプタ手段の振動を抑制することができる。
【００５１】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、一端がアダプタ手段の一端に固設されると共に他端が点火プラグの端子まで伸長した筒状の収納部材で収納部を構成したので、プラグホールの形状に拘わらずアダプタ手段の振動を抑制することができる。
【００５２】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、収納部を導体の一端に一体的に設けられたものとしたので、部品数を削減して装置の簡略化を図ることができる。
【００５３】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、筒状の部材であって、その一端に点火プラグの端子を係止する係止部を有する導体を備えたので、装置を軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の構成を示す要部拡大図である。
【図２】実施例２の構成を示す要部拡大図である。
【図３】実施例３の構成を示す要部拡大図である。
【図４】実施例４の構成を示す要部拡大図である。
【図５】実施例５の構成を示す要部拡大図である。
【図６】従来の点火装置を示す断面図である。
【図７】アダプタの振動のメカニズムを示す説明図である。
【符号の説明】
１：点火コイル、２：ハーネス、３：シリンダヘッドカバー、４：ボルト、
５：高圧端子、６：高圧タワー、７：点火プラグ、８：高圧端子、９：導体、
１０、１１：スプリング、１２：アダプタ、１３：プラグホール壁、
１４：プラグホール、１５、１６：ゴムキャップ、１７：プラグギャップ、
１８：カムシャフトハウジング部、１９：アダプタ、２０：収納部、
２１：奥部、２２：ゴムキャップ、２３：アダプタ、２４：収納部、
２５：ゴムキャップ、２６：筒部、２７：アダプタ、２８：収納部、
２９：筒状部材、３０：細径部、３１：アダプタ、３２：収納部材、
３３：アダプタ、３４：導体、３５：切り欠き部、３６：収納部
３７：スプリング
【産業上の利用分野】
本発明は内燃機関用の点火装置で、特にシリンダヘッドカバーに点火コイルを配設し、高電圧を直接点火プラグに印加する点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は特開平６−５８２３７号公報における従来例と同様構成の従来装置を示す断面図である。図において１は点火コイル、２は点火コイル１を駆動するユニット等（図示せず）に接続されるハーネス、３は点火コイル１を固定する内燃機関のシリンダヘッドカバーで、４は取付用のボルトである。５は点火コイル１で発生する高電圧を取り出す高圧端子、６は点火コイル１の高圧接続部の機械的接続を行なう高圧タワー、７は点火プラグ、８は点火プラグ７の高圧端子、９は高圧端子５と高圧端子８との間の高電圧を導く導体で、導体９の両端には電気的接続を確実にするためスプリング１０と１１が組み付けられ、幾分圧縮した状態で高圧端子５及び高圧端子８と接触している。１２は導体９を収納する樹脂性のアダプタで、高電位となる導体９とアース電位である内燃機関のプラグホール壁１３の間の絶縁の機能を有する。なお、アダプタ１２は図７に示すように振動のメカニズムをモデル化した場合に一体的に振動する形態、即ちアダプタ自体が複数の振動モード（要素）をもたない形態をなす。１５はプラグホール１４内への防水の機能を有するとともに、点火コイルの高圧タワー６とアダプタ１２の機械的接続をする第１のゴム部材であるゴムキャップ、１６は高圧端子８へ達する高電圧がプラグホール壁１３等へリークすることを防ぐとともにアダプタ１２と点火プラグ７を機械的に接続する第２のゴム部材であるゴムキャップである。ここで、ゴムキャップ１６はゴムキャップ１５に比し非常な高温雰囲気下にある。そこでゴムキャップ１６には、このような高温雰囲気下でも優れた耐電圧特性を有する高価なシリコンゴム材などが採用されている。１７は点火プラグ７の電極間の距離であるプラグギャップ、１８は内燃機関のカムシャフトハウジング部で、その高さはプラグホール長に相当する。
【０００３】
次に従来の点火装置の動作、作用について説明する。点火コイル１は、ハーネス２に接続されるパワートランジスタやコントロールユニット（図示せず）により１次側電流が断続され、これに応じて高電圧を発生する。点火コイル１にて発生した高電圧は高圧端子５から点火コイル１側のスプリング１０、導体９、点火プラグ７側のスプリング１１を経て点火プラグ７の高圧端子８に導かれ、プラグギャップ１７において放電することで内燃機関の気筒内の混合気に着火する。
このような点火装置においては、各内燃機関にて排気量等の違いによりカムシャフトハウジング部１８の長さが異なった場合、コイル１の取付部等が共通形状であれば導体９とアダプタ１２のみを交換することにより適応している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関の点火装置は以上のように構成されていた。
ここで、従来例におけるアダプタ１２の振動のメカニズムをモデル化すると図７のようになり、アダプタ１２の共振の周波数は、ｆ∝√（Ｋ／ｍ）となる。ここでＫはゴムキャップ１６の剛性で、ｍはアダプタ１２の質量である。従来の内燃機関はプラグホール壁１３の内径が大きくしかもプラグホール長が短かかったため、ゴムキャップ１６の肉厚を厚くして剛性Ｋを高くできるとともに、アダプタ１２が短かくてもよいのでその質量ｍが小さくなり、結果として共振周波数ｆを内燃機関の振動に対し問題とならない高い周波数に設定することが可能であった。
ところが、近年の乗用車用の内燃機関は、図６のカムシャフトハウジング部１８の部位に配置される構成部品（図示せず）が、吸排気バルブの多バルブ化や、バルブ開閉の可変機構の組込により複雑化し、カムシャフトハウジング部１８の高さ寸法が大幅にアップする傾向がある。このため、プラグホール１４は細径化し、かつ軸長がアップするため、結果としてアダプタ１２の軸長アップによる重量ｍの増加と、ゴムキャップ１６の細径化による剛性Ｋの低下をまねき、共振の周波数ｆが内燃機関の振動に対し問題となる低い周波数となる。
即ち、これは内燃機関の振動により点火装置の構成部品が共振すると言うことである。具体的には、アダプタ１２が内燃機関の振動によって点火コイル１の高圧タワー６を支点として、プラグホール壁１３やプラグ８に対し相対的に大きく振動し、これによりスプリング１１の先端が点火プラグ７の高圧端子８とこすれて、磨滅し良好な電気的接触状態が得られなくなる。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、内燃機関のカムシャフトハウジングの機構やレイアウトの制約により、プラグホールが細径化、軸長アップしても、内燃機関の振動によって生ずるアダプタのプラグに対する相対的振動を防ぐことができるとともに、スプリングの磨滅を防ぎ良好な電気的接触状態が得られる内燃機関の点火装置を得ることを目的としている。
【０００６】
また、この発明は、長期間の使用にわたって、アダプタのプラグに対する相対的振動を防止すると共にスプリングの磨滅を防ぎ良好な電気的接触状態が得ることができる内燃機関の点火装置を得ることを目的としている。
【０００７】
また、この発明は、プラグホールの形状に拘わらず、アダプタのプラグに対する相対的振動を防止すると共にスプリングの磨滅を防ぎ良好な電気的接触状態が得ることができる内燃機関の点火装置を得ることを目的としている。
【０００８】
また、この発明は、構成が簡単でかつ安価な内燃機関の点火装置を得ることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の点火装置は、アダプタ手段に設けられ点火プラグの端子を収納しかつ把持する収納部を備えたものである。
【００１０】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、点火プラグの端子と収納部の内壁との間に端子あるいは内壁の摩耗を抑制する抑制手段を備えたものである。
【００１１】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、点火プラグの端子と収納部の内壁との衝突を緩和する緩衝手段で抑制手段を構成したものである。
【００１２】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、収納部の内壁に設けられた筒状部材で抑制手段を構成したものである。
【００１３】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、収納部の内壁の表面に形成された保護膜で抑制手段を構成したものである。
【００１４】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、一端がアダプタ手段の一端に固設されると共に他端が点火プラグの端子まで伸長した筒状の収納部材で収納部を構成したものである。
【００１５】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、導体の一端に点火プラグの端子を収納しかつ把持する収納部を備えたものである。
【００１６】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、筒状の部材であって、その一端に点火プラグの端子を係止する係止部を有する導体を備えたものである。
【００１７】
【作用】
この発明に係る内燃機関の点火装置は、点火プラグの端子を収納部が把持しており、これによりアダプタ手段の共振を抑制する。
【００１８】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、点火プラグの端子と収納部の内壁との間に介在する抑制手段が点火プラグの端子あるいは収納部の内壁の摩耗を抑制する。
【００１９】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、緩衝手段が点火プラグの端子と収納部の内壁との衝突を緩和する。
【００２０】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、収納部の内壁に設けられた筒状部材が点火プラグの端子あるいは収納部の内壁の摩耗を抑制する。
【００２１】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、収納部の内壁の表面に形成された保護膜が点火プラグの端子あるいは収納部の内壁の摩耗を抑制する。
【００２２】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、一端がアダプタ手段の一端に固設された筒状の収納部材でアダプタ手段の共振を抑制する。
【００２３】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、導体が収納部を兼ねることにより構成を簡略化する。
【００２４】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置は、導体を筒状とすることにより装置を軽量化する。
【００２５】
【実施例】
実施例１．
以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１は実施例１を示す要部拡大図である。図において、従来装置と同一もしくは相当する部分には従来と同一の符号を付している。図１において７は点火プラグ、８は点火プラグ７の端子である高圧端子、９は高圧端子５と高圧端子８との間の高電圧を導く導体で、図示していないが図６と同様に導体９の両端には電気的接続を確実にするためスプリング１０と１１とが組み付けられており、これらのスプリング１０、１１は幾分圧縮した状態で高圧端子５及び高圧端子８と接触している。１９は導体９を収納する樹脂性のアダプタで、高電位となる導体９とアース電位である内燃機関のプラグホール壁１３との間の絶縁の機能を有する。なお、アダプタ手段は導体とアダプタとにより構成される。２０はアダプタ１９の一端部に設けられた中空状の収納部で、高圧端子８をその内部に収納しかつ把持するものである。アダプタ１９は従来のアダプタ１２に対し収納部２０の分だけ点火プラグ７側へ伸長されており、収納部２０は点火プラグ７の高圧端子８を収納すべく高圧端子８を包囲するように配置されている。アダプタ２０の素材は熱可塑性又は熱硬化性の樹脂であり、高圧端子８の素材は金属であるから互いに圧入の関係となることは好ましくない。従って、収納部２０の内径の寸法公差の下限と、高圧端子８の外径の寸法公差の上限にて最少のすきまとなるよう収納部２０の内径寸法を設定する。
【００２６】
２１はプラグホール壁１３の奥部であって、内燃機関の機構上の制約によりプラグホール壁１３が細径化されている。２２は点火プラグ７の高圧端子８へ達する高電圧がプラグホール壁１３等へリークすることを防ぐとともにアダプタ１９と点火プラグ７を機械的に接続する第２のゴム部材としてのゴムキャップであって、図に破線で示す従来のゴムキャップ１６に比し薄肉化されている。なお、ゴムキャップ２２もシリコンゴム材により造られている。
【００２７】
実施例１の混合気への着火の動作作用については従来例と同一なので説明を省略し、点火装置の振動について述べる。
実施例１においては点火プラグ７の高圧端子８は、アダプタ１９の収納部２０に収納されており、その収納された状態において高圧端子８と収納部２０の内壁との間隙は微少なものとされている。即ち、この状態においては、高圧端子８は収納部２０に把持された状態にある。
従って、内燃機関の振動によりアダプタ１９が高圧タワー６を支点として振動しようとしても、点火プラグ７の高圧端子８がアダプタ１９の収納部２０の内壁に当たるのでアダプタ１９の振動は微少なレベルに抑制される。
このため、内燃機関の機構上の制約によりプラグホール壁１３の奥部２１が細径化されゴムキャップ２２の肉厚を薄くせざるを得なくなり剛性Ｋが低下した場合、あるいは、カムシャフトハウジング部１８の長さが長くなりこれに伴ってアダプタ１９の長さも長くなってアダプタ１９の質量ｍが増した場合であっても、内燃機関の振動に対するアダプタ１９の共振は物理的に抑制される。
よって、高圧タワー６を支点とした点火プラグ７に対するアダプタ１９の相対的な振動が無くなるので、スプリング１１の先端と高圧端子８とのこすれによる磨滅は発生せず良好な電気的接触状態を保つことができる。
【００２８】
また上述したようにゴムキャップ２２には、高温雰囲気下であっても優れた耐電圧特性を有するものの非常に高価なシリコンゴム材を一般的に使用している。ここで、本来この第２のゴム部材としてのゴムキャップは、高圧端子８とプラグホール壁１３あるいはその奥部２１とのリークを防止できる程度の耐電圧特性を有する厚さであればよい。しかしながら、従来装置においてこの第２のゴム部材としてのゴムキャップ１６は、アダプタ１２の共振を防止するためにある程度の剛性Ｋが要求されていた。よって、ゴムキャップ１６では、要求される剛性Ｋを得るために必要以上の肉厚としていた。
これに対し実施例１によれば、ゴムキャップ２２の剛性Ｋの値に拘わらずアダプタ１９の共振を防止することができるので、第２のゴム部材としてのゴムキャップを２２に示すように高圧端子８とプラグホール壁１３あるいはその奥部２１とのリークを防止できる最少肉厚とし細径化することで、高価なシリコンゴム材の使用量を大幅に低減できコストダウンを図ることができる。
また、これにより装置の小型化を図ることもできる。
【００２９】
実施例２．
上記実施例１では点火プラグ７の高圧端子８が収納部２０に収納され、両者が直接衝突するものを示した。しかしながら収納部２０が耐摩耗性の劣る材料である場合は、両者の衝突あるいは摩擦により高圧端子８との接触面が磨滅し、収納部２０の内径が大きくなってしまいアダプタ１９の振動を抑制することができなくなってしまう。そこで、実施例２では、高圧端子８と収納部２０との間に両者の衝突を緩和する緩衝手段を介在させ、長期間の使用にわたってアダプタの振動を防止できるものについて説明する。
【００３０】
図２は実施例２の構成を示す要部拡大図であって、前出と同一あるいは相当する部分には同一符号を付している。図２において、２３はアダプタであって、前出のアダプタ１９と同様にその一端部が点火プラグ７側に伸長されると共に収納部２４が形成されているが、収納部２４の内径は前出の収納部２０の内径に比し大きくなっている。２５は第２のゴム部材としてのゴムキャップで、高圧端子８が収納部２４内に収納された際に、高圧端子８と収納部２４の内壁との間に介在するように設けられた筒状の筒部２６を有している。この筒部２６は、高圧端子８と収納部２４の内壁との衝突を緩和する緩衝手段を構成している。
【００３１】
即ち、実施例２では、収納部２４は筒部２６を介して高圧端子８を把持する構成になっている。このため内燃機関の振動により点火装置が振動しても、筒部２６は高圧端子８と収納部２４の内壁との衝突を緩和すると共に両者の摩擦を防止して摩耗を抑制する。なお、筒部２６は、高圧端子８あるいは収納部２４の内壁の摩耗を抑制する抑制手段でもある。
従って、長期間の使用にわたってスプリング１１の先端と高圧端子８とのこすれによる磨滅を防止し良好な電気的接触状態を保つことができる。
【００３２】
また、実施例２によれば、収納部２４と筒部２６、あるいは筒部２６と高圧端子８との間に間隙を設ける必要がない。
従って、収納部２４は筒部２６を介して高圧端子８をよりしっかりと把持することができる。
また、これによりアダプタ２３の振動をより小さなレベルに抑制することができる。
【００３３】
実施例３．
実施例３は、高圧端子あるいは収納部の内壁の摩耗を防止する他の実施例に関するものである。図３は実施例３の構成を示す要部拡大図である。図において前出と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。２７はアダプタ、２８は収納部、２９は収納部２８の内壁に設けられた筒状部材である。なお、筒状部材は抑制手段を構成している。
【００３４】
アダプタ２７が耐摩耗性の低い素材の場合や内燃機関の振動が非常に大きい場合には高圧端子８との振動による磨滅を防ぐため、例えばステンレス材のように耐摩耗性の高い材料により筒状等の部材を作りアダプタ２７に、圧入や接着、一体成形により組み込めば良い。なお、高圧端子８と筒状部材２９の内壁との間には微少な間隙が設けられており、その間隙の設定は実施例１と同様である。
これにより、収納部２８は筒状部材２９を介して高圧端子８を把持することとなり、実施例１と同様にアダプタ２７の振動を抑制すると共に、衝突あるいは摩擦による摩耗を防止する。
【００３５】
また筒状部材２９の代わりに、耐摩耗性の高い材料、例えば金属粉、樹脂材料（ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等）を収納部２８の内壁の所定部分の表面に焼き付け、塗布あるいは蒸着して保護膜を形成しても良い。
このとき保護膜は、摩耗を抑制する抑制手段を構成する。
【００３６】
なお、保護膜の代わりに上述の金属材料あるいは樹脂材料で構成した保護部材をアダプタ２７に圧入、接着、焼結あるいは一体成形するようにしても良い。
【００３７】
実施例４．
実施例４は、プラグホール１４の細径部３０が比較的高い位置にある場合に対応するものである。図４は実施例４の構成を示す要部拡大図である。図において前出と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。３１はアダプタ、３２は筒状の収納部材であってその一端がアダプタ３１の一端に固設されるとともに、この収納部材の一端に挿入された導体９と電気的に接続され、かつ他端が高圧端子８を収納しかつ把持している。この収納部材３２は、アダプタ３１の一端に圧入や接着、一体成形により固設されており、高剛性の材料が用いられている。なお、収納部材３２と高圧端子８との間には微少な間隙が設けられておりその間隙の値は実施例１と同様にして設定される、また収納部材３２と導体９との間にも相互に挿入されるための微小な間隙が存在するが、元々、導体９、収納部材３２、高圧端子８に印加される電圧は点火プラグのギャップに放電させるための極めて高い電圧であり、上述の微小間隙はいずれも各部材の電気的な接続を妨げるものではない。
【００３８】
図４に示すようなプラグホール形状であった場合、アダプタ３１とゴムキャップ２２とを含めた径寸法が細径部３０の径寸法よりも大きければ、これらの部材は細径部３０よりも奥に侵入することはできない。従って、上述の実施例のようにアダプタ３１の一端を点火プラグ７側に伸長させて高圧端子８を把持するということはできない。これに対応するため実施例４では、収納部材３２を用意し、この収納部材３２でアダプタ３１と高圧端子８とを接続すると共に高圧端子８を把持するようにしている。従って、実施例４によれば細径部３０がプラグホールの比較的高い位置にあったとしても、収納部材３２で高圧端子８を把持してアダプタ３１の振動を抑制することができる。さらに、実施例４によれば、導体９と高圧端子８とは、スプリング１１以外に収納部材３２を介しても電気的に接続されることとなりより良好な電気的接続状態を得ることができる。
【００３９】
また、実施例４によればプラグホール長に拘わらずアダプタを共通化することができる。
すなわち、プラグホール長が異なる場合は、それに対応して長さの異なる収納部材をアダプタの一端に固設すればよい。
【００４０】
実施例５．
実施例５は、アダプタの振動を抑制すると共に構成の簡略化及び装置の軽量化を図るものである。
図５は実施例５の構成を示す要部拡大図である。実施例５では、点火コイル１からの高電圧を点火プラグ７の高圧端子８に伝える導体が収納部を有している。図において、３３はアダプタ、３４はアダプタ３３に収納された筒状の導体であって、点火プラグ７側の端部には点火プラグ７の高圧端子８を係止する係止手段としての切り欠き部３５が設けられている。３６は切り欠き部３５と導体３４の筒部とからなる椀部としての収納部で、高圧端子８を収納しかつ把持している。３７は点火コイル１の高圧端子５と導体３４とを電気的に接続するスプリングであって、スプリング３７は圧縮された状態で組み付けられており、その大径部が導体３４に当接することにより切り欠き部３５を高圧端子８に押し付け確実な電気的接触状態が得られるようにしている。なお、高圧端子８と収納部３６の筒部との間には微少な間隙が設けられており、その間隙の値は実施例１と同様にして設定されている。
【００４１】
従って、実施例５によれば、収納部３６により高圧端子８を収納すると共に把持することによりアダプタ３３の振動を防止すると同時に、導体３４の内部が中空となり重量低減できる。
また、この実施例ではスプリング１１をなくして部品点数を減らしており、これによりコスト低減を図ることができる。
【００４２】
なお、この実施例ではスプリング３７のように大径部を有するものを使用したが、導体３４の点火コイル１側の端部の形状を変更すればスプリング１０を適用することができる。
【００４３】
また、係止部として切り欠き部３５を採用したが、切り欠き部の代わりに導体３４の筒部の一部を絞って細径部を形成しこれを係止部としても良い。
【００４４】
実施例６．
なお上述の実施例においてはアダプタが第１、第２のゴムキャップと別部材となっている構成について説明したが、第１、第２のゴムキャップがアダプタと一体となっていても同様の効果を得ることは言うまでもない。
【００４５】
以上、複数の実施例について説明したが、本発明の精神に基づき上記実施例を如何様に組み合わせてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
従って、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、アダプタ手段に設けられた収納部により点火プラグの端子を収納しかつ把持するので、アダプタ手段の振動を抑制することができる。
【００４７】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、点火プラグの端子と収納部の内壁との間に端子あるいは内壁の摩耗を抑制する抑制手段を備えたので、長期間の使用にわたってアダプタ手段の振動を抑制することができる。
【００４８】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、点火プラグの端子と収納部の内壁との衝突を緩和する緩衝手段で抑制手段を構成したので、両者の摩耗を防止して長期間の使用にわたってアダプタ手段の振動を抑制することができる。
【００４９】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、収納部の内壁に設けられた筒状部材で抑制手段を構成したので、点火プラグの端子あるいは収納部の内壁の摩耗を防止して長期間の使用にわたってアダプタ手段の振動を抑制することができる。
【００５０】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、収納部の内壁の表面に形成された保護膜で抑制手段を構成したので、点火プラグの端子あるいは収納部の内壁の摩耗を防止して長期間の使用にわたってアダプタ手段の振動を抑制することができる。
【００５１】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、一端がアダプタ手段の一端に固設されると共に他端が点火プラグの端子まで伸長した筒状の収納部材で収納部を構成したので、プラグホールの形状に拘わらずアダプタ手段の振動を抑制することができる。
【００５２】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、収納部を導体の一端に一体的に設けられたものとしたので、部品数を削減して装置の簡略化を図ることができる。
【００５３】
また、この発明に係る内燃機関の点火装置によれば、筒状の部材であって、その一端に点火プラグの端子を係止する係止部を有する導体を備えたので、装置を軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の構成を示す要部拡大図である。
【図２】実施例２の構成を示す要部拡大図である。
【図３】実施例３の構成を示す要部拡大図である。
【図４】実施例４の構成を示す要部拡大図である。
【図５】実施例５の構成を示す要部拡大図である。
【図６】従来の点火装置を示す断面図である。
【図７】アダプタの振動のメカニズムを示す説明図である。
【符号の説明】
１：点火コイル、２：ハーネス、３：シリンダヘッドカバー、４：ボルト、
５：高圧端子、６：高圧タワー、７：点火プラグ、８：高圧端子、９：導体、
１０、１１：スプリング、１２：アダプタ、１３：プラグホール壁、
１４：プラグホール、１５、１６：ゴムキャップ、１７：プラグギャップ、
１８：カムシャフトハウジング部、１９：アダプタ、２０：収納部、
２１：奥部、２２：ゴムキャップ、２３：アダプタ、２４：収納部、
２５：ゴムキャップ、２６：筒部、２７：アダプタ、２８：収納部、
２９：筒状部材、３０：細径部、３１：アダプタ、３２：収納部材、
３３：アダプタ、３４：導体、３５：切り欠き部、３６：収納部
３７：スプリング
Claims (8)
- 点火プラグの上部に配置され内燃機関等の固定部材に固定される点火コイル、前記点火プラグと前記点火コイルとの間に配置され、一体的に振動する形態をなすアダプタと、このアダプタに少なくとも一部が収納、保持され前記点火コイルで発生された高電圧を前記点火プラグの端子へ導く導体とを有してなるアダプタ手段、前記点火コイルと前記アダプタ手段の一端とを機械的に接続するゴム部材、及び前記アダプタ手段の他端に設けられ前期点火プラグの端子を収納しかつ把持する収納部を備えたことを特徴とする内燃機関の点火装置。
- 点火プラグの端子と収納部の内壁との間に前記端子あるいは前記内壁の磨耗を抑制する抑制手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の点火装置。
- 抑制手段は点火プラグの端子と収納部の内壁との衝突を緩和する緩衝手段であることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の点火装置。
- 抑制手段は収納部の内壁に設けられた筒状部材であることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の点火装置。
- 抑制手段は収納部の内壁の表面に形成された保護膜であることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の点火装置。
- 収納部は一端がアダプタ手段の一端に固設されると共に他端が点火プラグの端子まで伸長した筒状の収納部材であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の点火装置。
- 収納部は導体の一端に一体的に設けられたものであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の点火装置。
- 収納部は筒状の導体の一端に、点火プラグの端子を係止する係止部を有してなることを特徴とする請求項７記載の内燃機関の点火装置。
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