JP2016201480A

JP2016201480A - 点火コイル装置

Info

Publication number: JP2016201480A
Application number: JP2015081090A
Authority: JP
Inventors: 圭祐田島; Keisuke Tajima; 田中　宏和; Hirokazu Tanaka; 宏和田中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2016-12-01

Abstract

【課題】より簡易な構成で点火コイルから放射されるノイズを低減することが可能な点火コイル装置を提供すること。【解決手段】点火プラグが直付けされるダイレクトインジェクション方式の点火コイル装置であって、エンジンへの取付状態で、プラグホールの外側に表出する表出部と、先端に前記点火プラグが接続されると共に、前記取付状態で前記プラグホール内に埋設される埋設部と、前記表出部又は前記埋設部の内部に設けられる点火コイルのアース端子であって、前記表出部から前記埋設部の側面に沿って延出すると共に、前記取付状態で前記プラグホールの内面に弾接するアース端子を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、点火プラグが直付けされるダイレクトインジェクション方式の点火コイル装置に関する。

従来、点火コイルからノイズを放射させないため、コイルケース部分を磁性材料によって構成する手法が知られている。（例えば、特許文献１）。

特開平１０−７４６４９号公報

しかしながら、コイルケースを磁性材料で構成すると、それ自体で、部品点数の増加を招来する等、構成が複雑になるおそれがある。また、コイルケースを磁性材料で構成すると、内部の高電圧部から磁性材料への漏れ放電が発生する可能性があるため、例えば、コイルケース部分をアース電位に保持させる構成を採用する等、かかる問題への対策により構成が複雑になるおそれがある。

そこで、上記課題に鑑み、より簡易な構成で点火コイルから放射されるノイズを低減することが可能な点火コイル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、一実施形態において、点火コイル装置は、
点火プラグが直付けされるダイレクトインジェクション方式の点火コイル装置であって、
エンジンへの取付状態で、プラグホールの外側に表出する表出部と、
先端に前記点火プラグが接続されると共に、前記取付状態で前記プラグホール内に外側から埋設される埋設部と、
前記表出部又は前記埋設部の内部に設けられる点火コイルのアース端子であって、前記表出部から前記埋設部の側面に沿って延出すると共に、前記取付状態で前記プラグホールの内面に弾接するアース端子を備える。

本実施の形態によれば、より簡易な構成で点火コイルから放射されるノイズを低減することが可能な点火コイル装置を提供することができる。

本実施形態に係る点火コイル装置の一例を示す外観図である。本実施形態に係る点火コイル装置のエンジンへの取付状態を示す図である。本実施形態に係る点火コイル装置の作用を説明する図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。

図１、２は、本実施形態に係る点火コイル装置１の構成の一例を示す図である。具体的には、本実施形態に係る点火コイル装置１の一例を示す外観図（図１）と、本実施形態に係る点火コイル装置１のエンジン（不図示）への取付状態を示す側面断面図（図２（ａ））及び平面断面図（図２（ｂ））である。

なお、図１において、後述するアース端子１１及び溝部２１の部分については、断面図として示されている。

本実施形態に係る点火コイル装置１は、点火プラグが直付けされる所謂ダイレクトインジェクション方式を採用する。点火コイル装置１は、エンジンへの取付状態でエンジンの外側に表出する表出部１０と、エンジンのプラグホール内に埋設される埋設部２０と、埋設部２０の先端に接続される点火プラグを含む点火プラグ部３０を含む。

また、点火コイル装置１は、一般的な構成要素として、図示しない一次コイル、二次コイル（以下、集合的に「点火コイル」と称する場合がある）を含む。点火コイル装置１は、同軸で巻装され、コアを共有する一次コイル及び二次コイルの相互誘導作用により発生する二次コイルにおける高電圧を点火プラグに印加することにより、点火プラグが火花放電しエンジンのシリンダ内の圧縮された混合気に点火する。

なお、点火コイルは、表出部１０の内部に設けられる構成（所謂プラグトップコイル）であってもよいし、埋設部２０の内部に設けられる構成（所謂プラグホールコイル）であってもよい。

表出部１０は、例えば、鉛バッテリ等の電源（不図示）からのワイヤハーネスを一次コイルの正極端子（電源端子）に接続するコネクタが設けられる。また、表出部１０内には、一次コイル（不図示）のスイッチングを行い、二次コイルに高電圧を発生させるためのイグナイタ（不図示）が設けられる。また、プラグトップコイルの場合、表出部１０内には、点火コイルが設けられる。

また、表出部１０には、点火コイルの負極端子であるアース端子１１が設けられる。

アース端子１１は、幅の狭い平板状の導電性の高い金属（アルミニウム、銅等）で構成され、埋設部２０の側面に沿って、より具体的には、埋設部２０に設けられる後述する溝部２１に沿って、表出部１０から埋設部２０側（下方）に延出する。また、アース端子１１は、表出部１０から所定量延出した部分で埋設部２０から離間する方向に屈曲されて、先端部が屈曲部より表出部１０側（上方）に位置する、釣り針形状を有する。また、埋設部２０から見たアース端子１１の外端位置（平面視での外端位置）は、エンジンのプラグホール４０の外径に対応する位置より外側になるようになっている。

アース端子１１は、基端（表出部１０との結合部分）を固定端とする片持ち梁の性質を有し、自由端を構成する釣り針形状の屈曲部及び先端部付近に外力が作用すると、基端を軸にして弾性変形が可能である。また、屈曲部を固定端とみなせる状況では、アース端子の先端部は、屈曲部を固定端とする片持ち梁の性質も有し、屈曲部を軸にして弾性変形が可能である。そのため、点火コイル装置１がエンジンのプラグホール４０に挿入されると、外端位置がプラグホール４０の外径に対応する位置より外側にあるアース端子１１は、プラグホール４０の内面４１と埋設部２０の側面（溝部２１）の間に挟まれる態様で弾性変形する。即ち、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、点火コイル装置１のエンジンへの取付状態において、アース端子１１は、屈曲部及び先端部が基端を軸に弾性変形すると共に、先端部が屈曲部を軸に弾性変形する態様で、プラグホール４０の内面４１に弾接する。

なお、図１、２に示す実施例は、アース端子１１がプラグホール４０の内面４１に弾接する態様の一例であり、アース端子１１がプラグホール４０の内面４１に弾接可能な任意の構成を採用することができる。また、エンジンの主要構成部品は、鉄やアルミニウム等の導電性の金属を材料とする鋳造品或いは鍛造品であり、プラグホール４０が構成される部分（例えば、シリンダヘッド等）も導電性の金属を材料とする。

埋設部２０は、表出部１０から略円筒形状で延出する態様で設けられる。プラグトップコイルの場合、埋設部２０には、表出部１０内に設けられる二次コイルの高電圧を点火プラグに伝達する電力伝達経路が設けられる。また、プラグホールコイルの場合、埋設部２０内には、点火コイルが設けられる。

また、埋設部２０には、表出部１０から延出するアース端子１１の延出方向に合わせて、溝部２１が設けられる。

溝部２１は、図１、図２（ａ）に示すように、アース端子１１の長さに合わせて、埋設部２０の基端（表出部１０との結合部分）を起点に、埋設部２０の延出する方向（埋設される方向）における一部に設けられる。また、溝部２１は、図２（ｂ）に示すように、略円筒形状を有する埋設部２０の周方向の一部に設けられ、径方向内側に向かう所定の深さを有する。また、溝部２１は、図２（ｂ）に示すように、アース端子１１の幅に対応する幅（アース端子１１の幅より少し大きい幅）を有する。これにより、溝部２１は、アース端子１１の一部を内包する態様で、アース端子１１が弾性変形する方向をガイドする役割を果たす。

点火プラグ部３０は、点火プラグを二次コイルの高圧端子に電気的に接続する機構等を含む。点火プラグ部３０の先端に位置する点火プラグは、点火コイル装置１がエンジンに装着される状態で、その先端がエンジンのシリンダ内に到達する態様で取り付けられる。

次に、本実施形態に係る点火コイル装置１の作用について説明する。

本実施形態に係る点火コイル装置１は、上述の如く、エンジンへの装着状態において、アース端子１１がプラグホール４０の内面４１に弾接することにより、点火コイルのアース電位を保持する。

アース端子１１は、上述の如く、導電性の高い（抵抗値の低い）金属製である。また、点火コイルからプラグホール内壁までの距離も非常に近いため、アース端子１１の長さも非常に短くすることができる。即ち、点火コイルを非常に短距離且つ導電性の高い金属でエンジンのアース電位に接続することができるため、かかる接続部分のインピーダンスを非常に小さくすることが可能となり、結果、点火コイルから発生するノイズ（電磁ノイズ）を放射させずエンジンに逃がすことができる。

ここで、図３は、本実施形態に係る点火コイル装置１の作用を説明する図である。具体的には、本実施形態に係る点火コイル装置１における点火コイルから放射されるノイズの低減作用を示す図であり、横軸に周波数［ＭＨｚ］、縦軸に電界強度［ｄＢｍ］を表す図である。

なお、図中において、実線で示すグラフは、本実施形態に係る点火コイル装置１を装着する車両から放射される電界を表し、破線で示すグラフは、既存の点火コイル装置を装着する車両から放射される電界を表す。但し、既存の点火コイル装置は、点火コイルのアース端子とアース電位を有するエンジン（例えば、ヘッドカバー等）とを比較的長い接続線でボンディングする態様の一例である。

図３を参照するに、本実施形態に係る点火コイル装置１は、既存の点火コイル装置に対して、点火コイルから放射されるノイズを最大で約２５ｄＢｍ程度低減する効果があることが分かる。

このように、本実施形態に係る点火コイル装置１は、アース端子１１がプラグホール４０の内面４１に弾接する、比較的簡易な構成によって、点火コイルから放射されるノイズを低減することができる。

また、本実施形態では、アース端子１１がプラグホール４０の内面４１に弾接するため、アース端子１１とプラグホール４０の内面４１との接続状態が安定する。また、アース端子１１が溝部２１によりガイドされる構成を採用する点からも、アース端子１１とプラグホール４０の内面４１との接続状態が安定する。これにより、アース端子１１を安定したアース電位に保持することができる。

また、既存の点火コイル装置では、アース端子をエンジンのヘッドカバーに接続してアース電位を確保する場合が多いが、軽量化等の目的で樹脂製のヘッドカバーが採用されると、ヘッドカバーとの接続によるアース電位の確保ができなくなる事態が生じる。これに対して、本実施形態では、プラグホールの内面との接続によりアース電位を確保する構成であるため、ヘッドカバーの材質が導電性か非導電性かに関わらず、採用することが可能となり、汎用性が高い。

以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１点火コイル装置
１０表出部
１１アース端子
２０埋設部
２１溝部
３０点火プラグ部
４０プラグホール
４１内面

Claims

点火プラグが直付けされるダイレクトインジェクション方式の点火コイル装置であって、
エンジンへの取付状態で、プラグホールの外側に表出する表出部と、
先端に前記点火プラグが接続されると共に、前記取付状態で前記プラグホール内に埋設される埋設部と、
前記表出部又は前記埋設部の内部に設けられる点火コイルのアース端子であって、前記表出部から前記埋設部の側面に沿って延出すると共に、前記取付状態で前記プラグホールの内面に弾接するアース端子を備える、
点火コイル装置。