(57)【要約】【課題】所望の高出力を得ることができ、点火プラグの交換も容易な点火コイル装置を提供する。【解決手段】一次コイルＬ１及び二次コイルＬ２と、磁路を形成する磁性体Ｃｏと、一次コイルＬ１の通電状態を制御するイグナイタＱと、接続コネクタ２と、を有して構成され、ヘッドカバーＨＣに埋設される埋設部と、ヘッドカバーＨＣに対して着脱可能に構成された装着部と、に区分される点火コイル装置ＥＱＵである。接続コネクタ２、一次コイルＬ１、二次コイルＬ２、磁性体Ｃｏ、及びイグナイタＱが、カバー部材と一体化される一方、装着部は、二次コイルＬ２から点火プラグＰＧに向う高圧伝送路を有して構成される。【選択図】図１
2016063135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁結合される一次コイル及び二次コイルと、一次コイル及び二次コイルを鎖交する鎖交磁束の磁路を形成する磁性体と、一次コイルの通電状態をＯＮ／ＯＦＦ制御する電子回路素子と、内燃機関を燃焼制御する制御回路と電気接続を実現して、電子回路素子を機能させる接続コネクタと、を有して構成され、内燃機関の点火プラグを点火放電させる点火コイル装置であって、
前記点火コイル装置は、内燃機関の一部を覆うカバー部材に埋設される埋設部と、カバー部材に対して着脱可能に構成された装着部と、に区分され、
接続コネクタ、一次コイル、二次コイル、磁性体、及び電子回路素子が、埋設部としてカバー部材と一体化される一方、
前記装着部は、二次コイルから点火プラグに向う高圧伝送路を有して構成されていることを特徴とする点火コイル装置。
【請求項２】
前記装着部は、丸棒状に形成され、第１方向に回転させることで、装着可能に構成されると共に、第２方向に回転させることで離脱可能に構成されている請求項１に記載の点火コイル装置。
【請求項３】
前記カバー部材には、前記埋設部に近接して装着穴が形成され、この装着穴を通して、前記装着部が挿入される請求項１又は２に記載の点火コイル装置。
【請求項４】
前記装着穴には、径方向内向きに第一接続端子が設けられている請求項３に記載の点火コイル装置。
【請求項５】
第一接続端子には、二次コイルの高圧出力が出力される請求項４に記載の点火コイル装置
【請求項６】
前記装着部には、径方向外向きに第二接続端子が設けられている請求項１〜５の何れかに記載の点火コイル装置。
【請求項７】
第二接続端子は、装着状態において、二次コイルから点火プラグへの伝送路を形成する請求項６に記載の点火コイル装置。
【請求項８】
前記装着穴は、キャップ部材によって液密に封止されるよう構成されている請求項３〜７の何れかに記載の点火コイル装置。
【請求項９】
前記キャップ部材は、前記装着穴に収容された装着部と共に回転可能に構成されている請求項８に記載の点火コイル装置。
【請求項１０】
装着部を回転させることで、二次コイルから点火プラグへの伝送路が確立するよう構成されている請求項１〜９の何れかに記載の点火コイル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの上部を覆う樹脂製のシリンダーヘッドカバーに、構成要素の一部をモールドさせた点火コイル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンオイルの飛散防止や騒音防止などの目的で、シリンダーヘッド上面は、金属又は樹脂製のヘッドカバーで覆われている。
【０００３】
このヘッドカバーは、装飾性も考慮して、すっきりした箱状に形成される場合が多いので、勢い、無駄な内部空間が発生する。そこで、ヘッドカバーの内部空間を点火コイル装置のために活用する発明も提案されている（特許文献１〜特許文献６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１００４８号公報
【特許文献２】特開２００２−１７４１６４号公報
【特許文献３】特開２００２−１３０１０４号公報
【特許文献４】特開平１０−２５２６３０号公報
【特許文献５】特開平０７−１３９４５８号公報
【特許文献６】特開平０５−０２６１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１〜３や特許文献６に記載の発明では、一次コイル、二次コイル、円柱状コア、及びイグナイタなどを内蔵してスティック状に形成された点火コイルが使用されており、磁性体による閉磁路を形成できないため、高出力を得ることができないという問題がある。また、ヘッドカバーを取り外すなど、煩雑な作業を経ない限り、点火プラグを交換することができない。
【０００６】
一方、特許文献４〜５に記載された発明は、環状コアによって閉磁路を形成しているが、点火コイルがヘッドカバーの内部に配置されており、ヘッドカバーを取り外さない限り点火プラグを交換できない。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、所望の高出力を得ることができ、点火プラグの交換も容易な点火コイル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】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、電磁結合される一次コイル及び二次コイルと、一次コイル及び二次コイルを鎖交する鎖交磁束の磁路を形成する磁性体と、一次コイルの通電状態をＯＮ／ＯＦＦ制御する電子回路素子と、内燃機関を燃焼制御する制御回路と電気接続を実現して、電子回路素子を機能させる接続コネクタと、を有して構成され、内燃機関の点火プラグを点火放電させる点火コイル装置であって、前記点火コイル装置は、内燃機関の一部を覆うカバー部材に埋設される埋設部と、カバー部材に対して着脱可能に構成された装着部と、に区分され、接続コネクタ、一次コイル、二次コイル、磁性体、及び電子回路素子が、埋設部としてカバー部材と一体化される一方、前記装着部は、二次コイルから点火プラグに向う高圧伝送路を有して構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
上記した本発明によれば、所望の高出力を得ることができ、点火プラグの交換も容易な点火コイル装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例に係る点火コイル装置について、その概略構成を説明する図面である。
【図２】点火コイル装置の各部の構成を説明する図面である。
【図３】ヘッドカバーの要部構成を説明する図面である。
【図４】薄型形状のヘッドカバーを示す実施例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図１（ａ）は、実施例に係る点火コイル装置ＥＱＵについて、その概略構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、この点火コイル装置ＥＱＵの要部を示す概略斜視図である。
【００１２】
図１（ａ）に示す通り、実施例の点火コイル装置ＥＱＵでは、３気筒エンジンに対応して、３個の点火コイル１ａ〜１ｃが、シリンダーヘッド上面を覆うヘッドカバーＨＣに内蔵されている。
【００１３】
ヘッドカバーＨＣには、点火コイル１ａ〜１ｃとＥＣＵ（Engine Control Unit）の燃焼制御回路との電気接続を実現する制御コネクタ２ａ〜２ｃと、各気筒の燃焼室のイオン電流を検出可能なイオン検出回路３ａ〜３ｃを内蔵したイオンモジュール３と、クランクの上死点などを検出可能なカム角センサからの信号を受ける中継コネクタ４と、が配置されている。
【００１４】
図１（ｂ）に示す通り、各点火コイル１ａ〜１ｃは、点火プラグＰＧを点火放電させる高電圧を生成するコイル本体部ＢＤＹと、コイル本体部ＢＤＹから受けた高電圧を点火プラグＰＧに伝送する伝送タワーＴＷと、に各々区分されている。
【００１５】
ここで、コイル本体部ＢＤＹは、制御コネクタ２に近接配置された状態で、ヘッドカバーＨＣと一体成型されることで、ヘッドカバーＨＣに埋設されている。なお、このヘッドカバーＨＣは、例えば、熱硬化性の合成樹脂材で構成される。
【００１６】
一方、伝送タワーＴＷは、図２に関して後述するように、剛性を有する基端部１０に、弾性を有する円筒部１１を嵌合させて、全体として、略円筒状に形成されている（図２（ａ））。なお、円筒部１１は、例えば、シリコーン樹脂で構成される。
【００１７】
そして、ヘッドカバーＨＣに形成された装着穴ＨＯ（図２（ｅ）参照）から挿入されることで、プラグホール４０の点火プラグＰＧに向けて突出し、点火プラグＰＧとコイル本体部ＢＤＹとの電気接続を実現する。なお、伝送タワーＴＷが挿入された後、保護キャップ５をネジ込むことによって、伝送タワーＴＷが液密に封止される。また、保護キャップ５を取り外すことで、伝送タワーＴＷを引き抜くこともでき、点火プラグＰＧの交換も容易である。
【００１８】
コイル本体部ＢＤＹは、例えば、イオンモジュール３を活用しない図１（ｃ）の内部回路か、又は、イオンモジュール３を活用する図１（ｄ）の内部回路を有して構成されている。
【００１９】
イオンモジュール３を活用しない図１（ｃ）の構成では、コイル本体部ＢＤＹは、電磁結合された一次コイルＬ１及び二次コイルＬ２と、閉磁路を形成する磁気コアＣｏと、ＥＣＵなどの燃焼制御回路から点火信号ＳＧを受けて一次コイルＬ１をＯＮ／ＯＦＦ制御するイグナイタＱと、逆方向放電を阻止するダイオードＤと、を有して構成されている。
【００２０】
図１（ｃ）に示すコイル本体部ＢＤＹにおいて、制御コネクタ２から電源電圧ＶＢと点火信号ＳＧを受けるイグナイタＱが、一次コイルＬ１のＯＮ／ＯＦＦ制御動作を繰り返し、イグナイタＱのＯＦＦ遷移時に二次コイルＬ２に発生する高圧電圧が、伝送タワーＴＷを経由して点火プラグＰＧに伝送される。なお、図１（ｃ）の回路では、二次コイルＬ２の出力電圧に関し、下方側がマイナス端子（−）、上方側がプラス端子（＋）となるよう、一次コイルＬ１及び二次コイルＬ２が構成されることで、上向きのマイナス放電路が形成される。
【００２１】
上記の構成に対応して、制御コネクタ２には、電源電圧ＶＢの入力端子と、点火信号ＳＧの入力端子と、グランド端子ＧＮＤと、カム角センサ信号の出力端子ＳＮとが設けられている。なお、カム角センサ信号は、中継コネクタ４と制御コネクタ２とを接続する内部配線によって伝送され、制御コネクタ２ａ〜２ｃを経由して燃焼制御回路に伝送され、燃焼制御用の制御パラメータとして活用される。
【００２２】
一方、イオンモジュール３を活用する図１（ｄ）の構成においても、コイル本体部ＢＤＹの構成及びその動作は、図１（ｃ）の回路と基本的に同様である。すなわち、イグナイタＱのＯＦＦ遷移時に二次コイルＬ２に発生する高圧電圧は、二次コイルＬ２のマイナス端子（−）から、伝送タワーＴＷを経由して点火プラグに伝送されることでマイナス放電が実現される。但し、二次コイルＬ２のプラス端子（＋）は、イオンモジュール３のイオン検出回路に接続され、イオン検出回路が取得したイオン信号ＩＯＮは、制御コネクタ２を経由して燃焼制御回路に伝送され、燃焼制御用の制御パラメータとして活用されるよう構成されている。
【００２３】
続いて、点火コイル装置ＥＱＵの各部の構成を図２〜図３に基づいて更に説明する。図２（ａ）は、伝送タワーＴＷを示す概略斜視図であり、図２（ｄ）はその正面図である。図示の通り、伝送タワーＴＷは、剛性を有する略円盤状の接続ベース部（基端部）１０と、弾性を有する円筒状の接続軸部（円筒部）１１とに区分され、接続軸部１１には、コイル本体部ＢＤＹから点火プラグＰＧへ高電圧の伝送路を形成する導体スプリング（不図示）が内蔵されている。
【００２４】
図２（ａ）に示す通り、接続ベース部１０の平坦頂面には、保護キャップ５に係合する角板状の突条１２が形成されている。また、接続ベース部１０の側面には、直径方向の２箇所に、円柱状に突出する接続端子Ｔ１，Ｔ２が形成されていると共に、この突出方向に直交する直径方向には、略直方体の一部を切除して鉤状に形成された係止突起ＰＲ，ＰＲが突出形成されている。ここで、接続端子Ｔ１は、伝送タワーＴＷに内蔵された導体スプリングに内部接続されており、一方、接続端子Ｔ２は、伝送タワーＴＷの内部配線を経由して、伝送タワーＴＷの外周に周回されたリング状のグランド端子Ｔ３に内部接続されている。
【００２５】
接続端子Ｔ１は、二次コイルＬ２のマイナス端子（−）に接続されるべき部分であり、接続端子Ｔ２は、コイル本体部ＢＤＹのグランドラインＧＮＤに接続されるべき部分である。そして、本実施例では、伝送タワーＴＷをヘッドカバーＨＣの装着穴ＨＯから挿入した後、伝送タワーＴＷの上部に保護キャップ５をネジ込むと、伝送タワーＴＷが約４５°回転した状態で、接続端子Ｔ１及び接続端子Ｔ２が、二次コイルＬ２のマイナス端子（−）及びグランドラインＧＮＤに接続されるようになっている。
【００２６】
図２（ｂ）に示す通り、保護キャップ５は、その平坦頂面に操作溝１３ａを凹状に設けた第１円盤部１３と、第１円盤部１３より小径の第２円盤部１４と、第２円盤部１４より更に小径の第３円盤部１５と、に区分されている。そして、第２円盤部１４の外周には、弾発変形に基づいて封止機能を発揮するＯリングが周回されている。
【００２７】
また、保護キャップ５の底面から第３円盤部１５及び第２円盤部１４に向けて、係合溝１４ａが凹設されている。ここで、係合溝１４ａは、接続ベース部１０の平坦頂面に形成された突条１２を、やや密に受け入れる形状と寸法を有している。また、第２円盤部１４の側面には、半周程度のネジ山１６が形成されている（図２（ｃ）参照）。
【００２８】
このネジ山１６は、保護キャップ５をヘッドカバーＨＣにネジ込むために設けられており、保護キャップ５の係合溝１４ａに接続ベース部１０の突条１２を受け入れた状態で、保護キャップ５を時計方向に回転させると、保護キャップ５と共に伝送タワーＴＷが回転し、約４５°回転して係止された状態では、接続端子Ｔ１及び接続端子Ｔ２と、二次コイルＬ２のマイナス端子（−）及びグランドラインＧＮＤとの接続が実現されるようになっている。なお、この回転操作は、マイナスドライバのような操作冶具を、保護キャップ５の操作溝１３ａに作用させることで実現される。
【００２９】
図２（ｅ）は、ヘッドカバーＨＣの要部であって、点火コイル１のコイル本体部ＢＤＹを内包する部分を示す概略断面図である。図示の通り、ヘッドカバーＨＣの周縁には、接続端子を外方に開放して制御コネクタ２が内蔵され、これに近接してイグナイタＱが内蔵されている。また、イグナイタＱに近接して、一次コイルＬ１、二次コイルＬ２、及び磁気コアＣｏが内蔵されている。磁気コアＣｏは、矩形状に周回する外周鉄芯の内部空間に、中心鉄心を配置して閉磁路を形成しており、中心鉄心の周りに一次コイルＬ１と二次コイルＬ２のコイル巻線を、同心状に巻回する構成を採っている。したがって、適度な巻数で所定の二次出力を得ることができ、特に大型化することなく高性能を発揮することができる。
【００３０】
ヘッドカバーＨＣには、上記したコイル本体部ＢＤＹに近接して、略円柱状の装着穴ＨＯが形成されている。図３は、装着穴ＨＯの構造をより詳細に示す図面である。特に限定されるものではないが、実施例の場合には、装着穴ＨＯの本体穴Ｍｎを設けたヘッドカバーＨＣとは別に、上部装着穴ＨＯ’を開口させた補助部材ＨＣ’を用意し、ヘッドカバーＨＣに補助部材ＨＣ’を固着させることで、図２（ｅ）に示す断面形状の装着穴ＨＯを完成させている。
【００３１】
図３及び図２（ｅ）に示す通り、装着穴ＨＯの本体穴Ｍｎは、伝送タワーＴＷの接続軸部１１よりやや大径の下方円柱面２０と、接続軸部１１から接続ベース部１０に至る傾斜形状に対応した形状の傾斜連絡面２１と、接続ベース部１０の係止突起ＰＲ，ＰＲや接続端子Ｔ１，Ｔ２を受け入れ可能な内径を有する上方円柱面２２と、を有して構成されている。
【００３２】
そして、上方円柱面２２には、二次コイルＬ２のマイナス端子（−）から高圧出力を受ける高圧端子ＯＵＴと、コイル本体部ＢＤＹのグランドラインに接続されたグランド端子ＧＤと、が直径方向に対向して突出形成されている（図２（ｈ）参照）。また、この対向方向に直交して、係止突起ＰＲの回転を受け止める阻止片ＲＶが突出形成されている。なお、阻止片ＲＶは、係止突起ＰＲの鉤形状を受け止める鉤形状に形成されている。
【００３３】
本体穴Ｍｎを解放状態で覆う補助部材ＨＣ’は、図３に示す通り、全体として略円環状に形成され、その外周部には、位置決め片３０が形成されている。これに対応して、ヘッドカバーＨＣには、位置決め片３０を受け入れる収容開口（不図示）が形成されており、補助部材ＨＣ’を、ヘッドカバーＨＣに、正確に位置決めできるようになっている。
【００３４】
補助部材ＨＣ’には、大径の上部大径穴３１と、小径の下部小径穴３２と、が同心状に設けられ、上部大径穴３１には、保護キャップ５のネジ山１６に対応するネジ溝ＴＨが形成されている。そして、上部大径穴３１と下部小径穴３２との寸法差に基づき、補助部材ＨＣ’の内部には、リング状の底部３３が形成されることになる。そして、このリング状の底部３３には、９０°間隔で切除部３４が形成されている。
【００３５】
この切除部３４は、２つの係止突起ＰＲ，ＰＲと、２つの接続端子Ｔ１，Ｔ２を通過させる形状を有して、係止突起ＰＲと、接続端子Ｔ１，Ｔ２の通過路として機能している。
【００３６】
したがって、補助部材ＨＣ’に開口された上方円柱面２２の中に伝送タワーＴＷを挿入して降下させた場合、係止突起ＰＲ及び接続端子Ｔ１，Ｔ２を補助部材ＨＣ’の底部３３を通過させて、上方円柱面２２が形成する収容空間に収容することできる（図２（ｈ’）参照）。
【００３７】
そして、この収容状態において、伝送タワーＴＷの上部に保護キャップ５を配置し、伝送タワーＴＷの突条１２を、保護キャップ５の係合溝１４ａ１４ａに受け入れた状態で、保護キャップ５と伝送タワーＴＷとを一体的に４５°程度回転させると、接続端子Ｔ１，Ｔ２が、ヘッドカバーＨＣに配置された接続端子ＯＵＴ，ＧＤに弾発接触すると共に、係止突起ＰＲと阻止片ＲＶに係合することで、それ以上の回転が阻止されて、確実な電気接続が実現される。
【００３８】
この取付状態では、保護キャップ５は、ヘッドカバーＨＣに液密に螺合されているので、エンジンの強い振動を受けても保護キャップ５が外れるようなことはない。また、伝送タワーＴＷは、この保護キャップ５によって保持されている状態で、接続端子Ｔ１，Ｔ２と接続端子ＯＵＴ，ＧＤとが弾発接触すると共に、係止突起ＰＲと阻止片ＲＶの鉤状部分が弾性変形して互いに噛み合うので、エンジンの強い振動に拘わらず、電気接続が確実に維持される。
【００３９】
この取付状態では、伝送タワーＴＷのグランド端子Ｔ３がプラグホール４０の内周面に弾発接触している。また、プラグホール４０は、ヘッドカバーＨＣに配置されたＯリングなどの封止材ＳＬによって液密に封止されている。なお、ヘッドカバーＨＣに封止材ＳＬを配置する必要は特になく、伝送タワーＴＷに封止構造を設けるもの好適である。
【００４０】
以上、本発明の実施例について具体的に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定する趣旨ではなく、適宜に変更可能である。例えば、図４は、ヘッドカバーＨＣの形状を薄型にした実施例を示している。
【符号の説明】
【００４１】
Ｌ１    一次コイル
Ｌ２    二次コイル
Ｃｏ    磁性体
Ｑ      電子回路素子
２      接続コネクタ
ＰＧ    点火プラグ
ＥＱＵ    点火コイル装置
【図２】
2016063135.tif 000003
【図３】
2016063135.tif 000004
【図１】
2016063135.tif 000005
【図４】
2016063135.tif 000006