WO2024236886A1 - 点火コイル - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to an ignition coil used in an ignition device for an internal combustion engine.
- the ignition device installed in an internal combustion engine has an ignition coil for applying a high voltage to the spark plug facing the combustion chamber.
- high-efficiency internal combustion engines have been required to be more compact in order to improve fuel efficiency, and the cylinder head and other components in which the ignition device is installed are also becoming more complex in internal structure and have greater restrictions on installation locations. For this reason, studies are being conducted to make the plug hole in which the ignition plug is placed a curved shape in order to make the installation structure of the ignition coil more compact.
- Patent Document 1 discloses an ignition coil device for an internal combustion engine that has a cylindrical plug boot that serves as the joint portion, and in which the insulating and flexible plug boot has a thin-walled portion formed to face the bent portion of the plug hole. This allows the thin-walled portion to bend easily when the plug boot is inserted into the spark plug inside a plug hole of a constant diameter that is bent in the middle. Furthermore, by providing a guard portion that protrudes radially at the tip of the plug boot, the axial centers can be easily aligned, improving insertion.
- the objective of this disclosure is to provide an ignition coil that can improve assembly and wear resistance by suppressing axial misalignment while maintaining the insertability of the joint when the ignition coil is installed into a plug hole with a curved shape.
- One aspect of the present disclosure is An ignition coil for supplying a high voltage to an ignition plug disposed in a plug hole having a bent portion, a coil body portion disposed at a base end inlet portion of the plug hole having an inner diameter larger than that of the bent portion; a joint portion made of a bendable, cylindrical elastic body, the joint portion being attached at a base end to the coil body portion and at a tip end to the ignition plug,
- the joint portion is provided with a plurality of first ribs extending along the axis on an outer circumferential surface of the main body tubular portion including a portion facing the bent portion, and a plurality of second ribs extending along the axis on an outer circumferential surface of the base end tubular portion located closer to the base end than the main body tubular portion,
- the maximum diameter d1 of a first rib diameter represented by the diameter of an imaginary circumscribing circle centered on the axis of the main body cylindrical portion and circumscribing the
- the first rib provided on the main body tube of the joint part and the second rib provided on the base end tube part increase the rigidity of the joint part.
- the rib shape extending along the axis acts as a guide to improve insertion into the plug hole. Therefore, the main body tube part can bend and deform while suppressing axial misalignment along the curved plug hole shape, and the first rib is arranged coaxially at the part facing the bent part.
- the base end tube part provided with the second rib with a larger maximum diameter is arranged, suppressing axial misalignment and regulating displacement due to vibration, etc., and suppressing deterioration of characteristics due to wear.
- the ignition coil when the ignition coil is installed in a bent plug hole, it is possible to provide an ignition coil that can improve assembly ease and wear resistance by suppressing axial misalignment while maintaining the insertability of the joint portion.
- FIG. 1 is a partial cross-sectional front view of an ignition device according to a first embodiment, in which an ignition coil is assembled
- FIG. 2 is a partial cross-sectional front view of the ignition device showing an assembly process of the ignition coil in the first embodiment
- FIG. 3 is a front view of the ignition coil according to the first embodiment
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the ignition coil according to the first embodiment, which is a cross-sectional view taken along line II and line II-II in FIG. 3;
- FIG. 1 is a partial cross-sectional front view of an ignition device according to a first embodiment, in which an ignition coil is assembled
- FIG. 2 is a partial cross-sectional front view of the ignition device showing an assembly process of the ignition coil in the first embodiment
- FIG. 3 is a front view of the ignition coil according to the first embodiment
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the ignition coil according to the first embodiment, which is a cross-sectional view taken along line II and line II-II in
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the ignition coil according to the first embodiment, which is a cross-sectional view taken along line III-III and line IV-IV in FIG. 3;
- FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a main part of an ignition coil according to the first embodiment;
- FIG. 7 is a diagram for explaining an assembly process of an ignition coil in a comparative example 1;
- FIG. 8 is a diagram for explaining an assembly process of an ignition coil in Comparative Example 1;
- FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part showing an assembled state of an ignition coil in the second comparative example.
- an ignition coil 1 is electrically connected to an ignition plug P provided in an internal combustion engine such as a vehicle engine, and is used to supply high voltage.
- the ignition plug P is disposed in a plug hole H having a bent portion H1, and the ignition coil 1 includes a coil main body portion 11 disposed in a base end inlet portion H2 of the plug hole H, and a joint portion 2.
- the plug hole H provided in a cylinder head or the like has a bent shape with a bent portion H1 in the middle.
- the base end inlet portion H2 of the plug hole H has an inner diameter larger than that of the bent portion H1.
- the joint portion 2 is made of a cylindrical elastic body that can be bent and deformed, and inside the plug hole H, the base end side is attached to the coil main body portion 11 and the tip side is attached to the ignition plug P.
- the base end side here refers to the entrance side when the joint part 2 is inserted and attached to the spark plug P in the extension direction of the bent plug hole H as shown in FIG. 2, and is the side on which the coil main body part 11 is arranged.
- the opposite side is called the tip side, and is the side on which the spark plug P is arranged. Note that in the bent plug hole H, the axis L2 at the base end side of the bent part H1 does not coincide with the axis L1 at the tip side, so the extension direction of the plug hole H, which is the direction along the axes L1 and L2, also changes.
- the joint portion 2 has a main body tubular portion 21 including a portion facing the bent portion H1, and a base end tubular portion 22 located on the base end side of the main body tubular portion 21.
- a plurality of first ribs 31 extending along the axis L are provided on the outer peripheral surface of the main body tubular portion 21.
- a plurality of second ribs 32 extending along the axis L are provided on the outer peripheral surface of the base end tubular portion 22.
- the first ribs 31 and the second ribs 32 protrude in a direction perpendicular to the axis L, i.e., outward in the radial direction X.
- the first rib diameter in the main body tube portion 21 is represented by the diameter of an imaginary circumscribing circle C1 that has its center c1 at the axis of the main body tube portion 21 and circumscribing the tips of the multiple first ribs 31, and the second rib diameter in the base end tube portion 22 is represented by the diameter of an imaginary circumscribing circle C2 that has its center c2 at the axis of the base end tube portion 22 and circumscribing the tips of the multiple second ribs 32.
- the maximum diameter d1 of the first rib diameter and the maximum diameter d2 of the second rib diameter have a relationship of d2>d1.
- the joint portion 2 is configured so that the maximum outer diameter in the base end tube portion 22 is larger than the maximum outer diameter in the main body tube portion 21.
- the first rib 31 and the second rib 32 act as guides, improving ease of insertion.
- the first rib 31 and the second rib 32 also increase rigidity, allowing assembly while suppressing axial misalignment.
- the first rib 31 is positioned to face the bent portion H1
- the second rib 32 which has a larger maximum outer diameter than the first rib 31, is positioned on the entrance side, which has a larger inner diameter than the bent portion H1.
- the multiple first ribs 31 can be arranged continuously on the tip and base ends of the portion facing the bent portion H1 of the plug hole H.
- the first ribs 31 are arranged to straddle the bent portion H1, enhancing the effect of suppressing displacement due to axial misalignment and vibration during insertion.
- the second ribs 32 can be disposed continuously from the base end side to the tip end side, facing the end portion on the base end side including the base end inlet portion H2. This increases the axial rigidity on the base end side of the joint portion 2, and enhances the effect of suppressing displacement due to axial misalignment and vibration during insertion. Furthermore, when assembling the coil main body 11 after the joint portion 2 is inserted, axial misalignment is suppressed, improving the ease of assembly. A more specific shape of the joint portion 2 will be described later.
- Fig. 2 shows the state before the joint portion 2 is bent during assembly of the ignition coil 1
- Fig. 1 shows the state after the ignition coil 1 has been assembled.
- the plug hole H in which the joint portion 2 of the ignition coil 1 is accommodated has a tip half portion H21 located on the tip side of the bent portion H1, and a base half portion H22 located on the base side of the bent portion H1.
- the tip half portion H21 is a circular hole of a substantially constant diameter that reaches the mounting portion of the ignition plug P
- the base half portion H22 has a tapered hole shape that gradually expands in diameter from the bent portion H1 toward the base side.
- the bent portion H1 is provided at an intermediate position in the extension direction of the plug hole H, and may be located on the tip side or the base side of the position shown in the figure.
- the spark plug holes H are provided at predetermined positions in the cylinder head E1 for each cylinder of the engine, and the axis L1 of the tip half H21 is inclined relative to the axis L2 of the base half H22.
- the axis L2 extends in a direction perpendicular to the first surface E11 of the cylinder head E1 where the base half H22 opens.
- the bending angle at the bent portion H1 is represented by the inclination angle ⁇ of the axis L1 relative to the axis L2 (see FIG. 1), which is the same as the taper angle of the base half H22 here. That is, in the left half of the cross section shown in the figure, the inner circumferential surface of the tip half H21 continues from the inner circumferential surface of the base half H22 without bending, and the bent portion H1 is formed in the opposite right half.
- the joint part 2 is provided with a main body tubular part 21 arranged across the bent part H1 and a base end tubular part 22 on the base end side thereof, and each is provided with a first rib 31 and a second rib 32.
- the main body tubular part 21 is arranged opposite a part of the tip half H21 and a part of the base end half H22 that are continuous across the bent part H1, and the base end tubular part 22 is arranged opposite a part of the base end half H22 that includes the base end inlet H2.
- the joint part 2 is a cylindrical one-piece molded product made entirely of an insulating elastic material such as rubber, and is configured to be able to freely elastically deform and be held in a bent state according to the shape of the plug hole H.
- the joint part 2 has a straight-shaped tip tube part 23 at the tip side of the main body tube part 21, which is fitted to the head side of the insulator P1 of the ignition plug P, and a straight-shaped intermediate tube part 24 between the main body tube part 21 and the base end tube part 22.
- the tip tube part 23 and the intermediate tube part 24 have a flat cylindrical surface without ribs on the outer circumferential surface, and have a shape with a substantially constant outer diameter.
- the outer diameter d3 of the tip tube part 23 and the outer diameter d4 of the intermediate tube part 24 have a relationship of d4>d3 (see Figure 5).
- the cylindrical hole 20 that passes through the joint portion 2 in the axial direction houses the conductive member 4 that electrically connects the coil body portion 11 and the spark plug P.
- the conductive member 4 is made of a spring that elastically deforms in the axial direction.
- the tip of the conductive member 4 is located inside the cylindrical tip portion 23, and the tip portion 23 is inserted from the base end side of the insulator P1 so that the conductive member 4 abuts against the head terminal P2.
- the axial length of the tip portion 23 can be appropriately set to obtain the desired fitting dimensions, taking into account factors such as the amount of compressive deformation when inserted into the head of the spark plug P.
- the main body tube portion 21 of the joint part 2 has a number of first ribs 31 arranged in a convex shape that protrude outward in the radial direction X from multiple points on the outer circumferential surface.
- the multiple first ribs 31 are provided at eight or so points on the outer circumferential surface, each of which has a roughly trapezoidal cross-sectional shape that protrudes radially and has an overall gear-like outer shape.
- These multiple first ribs 31 each extend parallel to one another along the axis L of the joint part 2, and are formed over the entire length from the base end side to the tip end side of the main body tube portion 21, that is, from the tip position of the intermediate tube portion 24 to the base end position of the tip tube portion 23 (see FIG. 3).
- the first ribs 31 have a tapered portion 311 at the tip end that slopes downward toward the tip end.
- the first rib diameter which is the diameter of the imaginary circumscribing circle C1 shown in FIG. 4, at the tip end of the main body tube portion 21 gradually decreases toward the tip end.
- the first rib diameter is approximately constant and has a maximum diameter d1.
- the tip of the tapered portion 311 is connected to the tip tube portion 23.
- the minimum diameter d11 of the first rib diameter is equal to or larger than the outer diameter d3 of the tip tube portion 23 shown in FIG. 5, and there is a relationship of d1>d11 ⁇ d3.
- the first rib diameter increases toward the base end and approaches the maximum diameter d1.
- the multiple first ribs 31 of the main body tube portion 21 have tapered portions 311 at the ends on the tip side, resulting in a tapered shape overall, which can further improve insertion.
- the main body tube portion 21 is connected to the intermediate tube portion 24, which has a substantially constant diameter, at the base end while the first rib diameter is kept at a substantially constant maximum diameter d1.
- the outer diameter d4 of the intermediate tube portion 24 shown in FIG. 5 is equal to or larger than the maximum diameter d1 of the first rib diameter, and is larger than the outer diameter d3 of the tip tube portion 23 (i.e., d4 ⁇ d1 > d11 ⁇ d3).
- the main body tube portion 21 is formed so that the portions between the first ribs 31 adjacent in the circumferential direction, i.e., the portions where the first ribs 31 are not formed, gradually become thicker toward the base end and protrude radially outward.
- the rigidity becomes higher toward the base end, and the protruding height of the first ribs 31 becomes relatively lower.
- the first ribs 31 are preferably arranged evenly on the outer circumferential surface of the main body tube portion 21, with approximately equal intervals in the circumferential direction.
- the protruding ends of the first ribs 31 face the inner circumferential surface of the plug hole H arranged outward in the radial direction X, with a gap between them.
- the first inner diameter D1 at the tip half H21 (see Figure 2) and the maximum diameter d1 of the first rib diameter (see Figure 4) have a relationship of D1>d1.
- the axial length of the main body tube portion 21 on which the first rib 31 is arranged is not necessarily limited, and can be set appropriately according to the position of the bent portion H1 in the plug hole H. Specifically, taking into consideration the length of the tip tube portion 23 attached to the ignition plug P, the length of the base end tube portion 22, etc., the base end position of the first rib 31 can be set to a position in the range of 30% to 80% from the tip of the joint portion 2 (i.e., the tip of the tip tube portion 23). Preferably, in order to improve the rigidity of the joint portion 2, it is desirable to set the axial length of the first rib 31 to be longer in the above range so that the base end position of the first rib 31 is closer to the base end side than the bent portion H1.
- a seal portion 25 is integrally provided on the base end side of the joint portion 2, and in that case, the length of the joint portion 2 (hereinafter referred to as the joint length as appropriate) refers to the length including the seal portion 25 (i.e., the axial length from the tip position of the tip tube portion 23 to the base end position of the seal portion 25).
- the sealing portion 25 will be described later.
- first ribs 31 is not necessarily limited, but from the viewpoint of improving insertability as a guide when inserting into the plug hole H, it is sufficient that they are formed in, for example, three or more locations on the outer peripheral surface. Preferably, they can be appropriately set in a range of four to ten locations on the outer peripheral surface so as to obtain the desired insertability and rigidity depending on the outer diameter of the base end or tip end of the main body tube portion 21, the inner diameter of the opposing plug hole H, etc.
- the width and protruding height of the first ribs 31 can also be appropriately set in the same way.
- the joint part 2 is fitted into the high-voltage tower part 12 protruding from the coil main body part 11.
- the high-voltage tower part 12 holds the high-voltage terminal 13 and resistor 131 inside, and the base end tubular part 22 of the joint part 2 is extrapolated from the tip side of the high-voltage tower part 12, so that the high-voltage tower part 12 is inserted into the tubular hole 20 and the base end of the conductive member 4 abuts against the resistor 131.
- the coil body 11 is provided with an insulating coil case 14 that is arranged at the base end side of the high voltage tower section 12, and the coil case 14 contains a primary coil 151 and a secondary coil 152 that are arranged concentrically, a central core 161 that is arranged inside, and an outer circumferential core 162 that is arranged on the outer circumferential side.
- This allows the high voltage generated in the secondary coil 152 to be output from the high voltage terminal 13, relayed by the conductive member 4, and applied to the spark plug P.
- the base end tubular portion 22 of the joint part 2 has a number of second ribs 32 arranged on the outer circumferential surface, protruding outward in the radial direction X.
- the second ribs 32 are arranged at eight or so points on the outer circumferential surface, each of which has a roughly trapezoidal cross-sectional shape, protruding radially, and having an overall gear-shaped outer shape.
- These second ribs 32 each extend parallel to one another along the axis L of the joint part 2, and are formed over the entire length from the base end side of the base end tubular portion 22 to the tip end side, i.e., the base end position of the intermediate tubular portion 24.
- the second ribs 32 have a tapered portion 321 at the tip end that slopes downward toward the tip end.
- the tip end of the base end tubular portion 22 has a second rib diameter, which is the diameter of the imaginary circumscribing circle C2 described above, that gradually decreases toward the tip end.
- the second ribs 32 also have a gentle slope in the base end tubular portion 22 except for the tip end, and the second rib diameter becomes a maximum diameter d2 at the base end end of the base end tubular portion 22.
- the slope of the tapered portion 321 is greater than that of the base end tubular portion 22 on the base end side, and the tip of the tapered portion 321 connects to the intermediate tubular portion 24.
- the minimum diameter d21 of the second rib diameter is equal to or larger than the outer diameter d4 of the intermediate tubular portion 24 shown in FIG. 5, and the relationship is d2>d21>d4.
- the second rib diameter becomes larger toward the base end, approaching the maximum diameter d2.
- the multiple second ribs 32 have tapered portions 321 at the tip side, which results in a tapered portion that tapers toward the tip as a whole, further improving insertion ease.
- the second ribs 32 are preferably arranged evenly on the outer circumferential surface of the base end tubular portion 22, with approximately equal intervals in the circumferential direction.
- the protruding ends of the second ribs 32 face the inner circumferential surface of the plug hole H arranged outward in the radial direction X, with a gap between them.
- the second inner diameter D2 at the base end inlet portion H2 and the maximum diameter d2 of the second rib diameter have a relationship of D2>d2 (>D1>d4 ⁇ d1>d11 ⁇ d3).
- the axial length of the base end tubular portion 22 on which the second rib 32 is disposed is not necessarily limited, but is desirably set according to the joint length including the seal portion 25 so that the axial length of the first rib 31 spanning the bent portion H1 is longer than the axial length of the base end tubular portion 22.
- the tip position of the second rib 32 inserted into the base end inlet portion H2 of the plug hole H can be set, for example, to a position within a range of 1% to 20% from the base end of the joint portion 2 (i.e., the base end of the seal portion 25) position, according to the arrangement of the first rib 31 on the tip side so that the effect of axial alignment at the inlet side of the base end half portion H22 in the plug hole H can be obtained.
- the tip position of the second rib 32 is set to a position 5% or more from the base end of the joint portion 2, and is desirably set appropriately within a range in which the length of the first rib 31 is secured. This ensures the length of surface contact with the inner circumferential surface of the plug hole H near the base end inlet portion H2, enhancing the function as a rib.
- the number of second ribs 32 is not necessarily limited, but from the viewpoint of improving insertability as a guide when inserting into the plug hole H, it is sufficient that they are formed in, for example, three or more locations on the outer peripheral surface.
- the number can be set appropriately in a range of four to ten locations on the outer peripheral surface so as to obtain the desired insertability and rigidity depending on the shape of the base end half H2 where the base end tubular portion 22 is located, the inner diameter of the opposing base end inlet portion H2, etc.
- the width and protruding height of the second ribs 32 can also be set appropriately in the same way.
- a seal portion 25 is disposed between the base end inlet portion H2 and the coil body portion 11 on the base end side of the plug hole H.
- the seal portion 25 is made of rubber and is integrally provided on the base end side of the base end tubular portion 22 of the joint portion 2, forming a part of the joint portion 2.
- the seal portion 25 can be formed so as to protrude outward in the radial direction X from the base end of the base end tubular portion 22 in a flange shape and cover the base end inlet portion H2 of the plug hole H.
- the base end inlet portion H2 has a ring-shaped protruding shape on the first surface E11 of the cylinder head E1 where the base end of the plug hole H opens, and functions as a locking portion that locks the seal portion 25.
- the seal portion 25 can seal the base end opening of the plug hole H by locking the protruding end, which is bent in an L-shaped cross section, to the base end inlet portion H2.
- the coil body 11 is provided with a mounting flange 141 that protrudes from the side of the coil case 14.
- the mounting flange 141 is provided with a through hole 142 for inserting a bolt, and a support base E12 with a screw hole E13 formed therein protrudes from the first surface E11 of the opposing cylinder head E1.
- the ignition coil 1 is assembled into the plug hole H, for example, as follows. First, as shown in FIG. 2, the joint part 2, whose base end is fitted into the coil main body 11, is inserted from the base end inlet H2 of the plug hole H toward the tip side of the plug hole H in which the ignition plug P is installed. The joint part 2 is inserted coaxially with the axis L1 of the tip half H21 of the plug hole H, using the first rib 31 provided on the main body tube 21 as a guide. In addition, the tapered part 311 is provided at the tip of the first rib 31, so that the first rib 31 is prevented from getting caught.
- the main body tubular portion 21 of the joint portion 2 is bent at the bent portion H1 of the plug hole H to follow the bent shape, and is further inserted toward the tip side of the plug hole H.
- the tip tubular portion 23 is kept coaxial with the ignition plug P at the tip side of the joint portion 2, while the axis L of the first rib 31 can be bent and deformed so that it is coaxial with the axis L2 of the base end half portion H22 at the base end side of the portion facing the bent portion H1.
- the base end tubular portion 22 of the joint portion 2 is attached to the inside of the base end inlet portion H2, using the second rib 32 as a guide.
- the tapered portion 321 provided at the tip portion of the second rib 32 improves insertion, and the gap between the maximum diameter d2 of the second rib diameter and the inner diameter D2 of the base end half portion H22 can be reduced to restrict them to a coaxial position.
- FIG. 9 in a configuration in which a portion of the joint portion 2 is thin-walled, it is easier to deform along the bent shape, but when it comes into contact with the bent portion H1, there is a risk of the contact portion (e.g., portion A shown in FIG. 9) becoming worn.
- the contact portion e.g., portion A shown in FIG. 9
- the ignition coil 1 is mounted on an engine, if the contact portion is displaced while in contact with the bent portion H1 due to vibration or the like, the thickness will gradually become thinner due to wear, which may lead to a decrease in the withstand voltage.
- the joint part 2 having the configuration of this embodiment has a first rib 31 facing the bent part H1 and a second rib 32 facing the base end inlet part H2, and can suppress axial misalignment over the entire length of the joint part 2.
- the joint part 2 can be constrained to be coaxial, making it unnecessary to prevent rotation during assembly.
- first rib 31 and the second rib 32 improve rigidity, so even if the first rib 31 comes into contact with the bent portion H1, displacement due to vibration, etc. is suppressed. Even if displacement does occur, it will only come into contact with the first rib 31 extending in the axial direction. Therefore, there is no reduction in thickness due to wear in the main body portion of the main body tube portion 21, and a decrease in voltage resistance is prevented.
- the conductive member 4 arranged inside the joint portion 2 is configured as a spring and is electrically connected to the high-voltage terminal 13 via the resistor 131 of the high-voltage tower portion 12, but it is sufficient if it is configured of a conductive member that is bendable and deformable together with the joint portion 2.
- the ignition coil has been described as an application example to a vehicle engine, but it may also be used in an internal combustion engine of a cogeneration system or the like.
- the same symbols as those used in the previous embodiments represent the same components, etc. as those in the previous embodiments, unless otherwise specified.
- the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and may be applied to various embodiments without departing from the spirit and scope of the present disclosure.
- the configuration of the coil body of the ignition coil and the connection structure with the joint portion may be modified in various ways.
- a plurality of first ribs (31) extending along the axis (L) are provided on an outer peripheral surface of a main body tubular portion (21) including a portion facing the bent portion, and a plurality of second ribs (32) extending along the axis are provided on an outer peripheral surface of a base end tubular portion (22) located on the base end side relative to the main body tubular portion,
- An ignition coil in which, when viewed from a direction along the axis, a maximum diameter d1 of
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Abstract
点火コイル(1)は、屈曲部(H1)を有するプラグホール(H)に配置された点火プラグ(P)に先端側が装着され、屈曲部(H1)よりも内径の大きい基端入口部(H2)に配置されるコイル本体部(11)に基端側が装着され、屈曲変形可能な筒状の弾性体からなる、ジョイント部(2)を備える。屈曲部(H1)に対向する本体筒部(21)の外周面には、軸線(L)に沿って延在する複数の第1リブ(31)が設けられ、それよりも基端側に位置する基端筒部(22)の外周面に、軸線(L)に沿って延在する複数の第2リブ(32)が設けられる。軸線(L)に沿った方向から見たときに、本体筒部(21)の複数の第1リブ(31)の先端に外接する仮想外接円(C1)の径で表される第1リブ径の最大径(d1)と、基端筒部(22)の複数の第2リブの先端を接続する仮想外接円(C2)の径で表される第2リブ径の最大径(d2)は、d2>d1の関係にある。
Description
本出願は、2023年5月16日に出願された特許出願番号2023-081022号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、内燃機関の点火装置に用いられる点火コイルに関する。
内燃機関に設けられる点火装置は、燃焼室に臨む点火プラグへ高電圧を印加するための点火コイルを備える。近年の高効率な内燃機関では、燃費効率の向上の観点から小型化が求められ、点火装置が設けられるシリンダヘッド等においても、内部構造の複雑化や組付部位の制約が大きくなっている。そのため、点火プラグが配置されるプラグホールを屈曲形状として、点火コイルの組付構造をコンパクトにすることが検討されている。
その場合には、点火プラグに嵌合される点火コイルのジョイント部を、例えば、自由に屈曲可能なゴム等の一体成形品にて構成し、プラグホール内に屈曲させた状態で搭載することが求められる。その一例として、特許文献1には、ジョイント部となる筒状のプラグブーツを備え、絶縁性及び可撓性を有するプラグブーツに、プラグホールの屈曲部と対向する薄肉部を形成した内燃機関用点火コイル装置が開示されている。これにより、途中が屈曲した一定径のプラグホール内で、プラグブーツが点火プラグに挿入される際に、薄肉部が容易に屈曲するようにしている。さらに、プラグブーツの先端部に、径方向に突出するガード部を設けることで、軸心が容易に一致するようにして、挿入性を高めている。
ところで、屈曲したプラグホールへ点火装置を装着する際には、工具をプラグホール内に挿入する必要がある。そのため、実際には、特許文献1のようにプラグホール径を一定とすることは難しく、屈曲部よりも入口側におけるプラグホールの内径が、点火プラグ側より大きくなる。その場合に、ジョイント部の全体が弾性体であると、プラグ挿入時の圧縮力により、局部的な圧縮又はたわみが生じやすくなる。そのため、プラグホールの屈曲部とその先端側及び基端側のそれぞれにおいて、軸ずれを同時に抑制しながら、ジョイント部を装着することは容易でない。また、特許文献1のように薄肉部を有する形状では、例えば、軸ずれにより薄肉部と屈曲部が接触すると、機関搭載時の振動等により摩耗が生じて耐電圧が低下するおそれがある。
本開示の目的は、屈曲形状のプラグホールへ点火コイルが装着される際に、ジョイント部の挿入性を保持しつつ軸ずれを抑制して、組付性及び耐摩耗性の向上が可能な点火コイルを提供することにある。
本開示の一態様は、
屈曲部を有するプラグホールに配置された点火プラグに高電圧を供給する点火コイルであって、
上記屈曲部よりも内径の大きい上記プラグホールの基端入口部に配置されるコイル本体部と、
屈曲変形可能な筒状の弾性体からなり、上記コイル本体部に基端側が装着され、上記点火プラグに先端側が装着されるジョイント部と、を備えており、
上記ジョイント部には、上記屈曲部に対向する部位を含む本体筒部の外周面に、軸線に沿って延在する複数の第1リブが設けられると共に、上記本体筒部よりも基端側に位置する基端筒部の外周面に、上記軸線に沿って延在する複数の第2リブが設けられており、
上記軸線に沿った方向から見たときに、上記本体筒部の軸心を中心とすると共に複数の上記第1リブの先端に外接する仮想外接円の径で表される第1リブ径の最大径d1と、上記基端筒部の軸心を中心とすると共に複数の上記第2リブの先端に外接する仮想外接円の径で表される第2リブ径の最大径d2とは、d2>d1の関係にある、点火コイルにある。
屈曲部を有するプラグホールに配置された点火プラグに高電圧を供給する点火コイルであって、
上記屈曲部よりも内径の大きい上記プラグホールの基端入口部に配置されるコイル本体部と、
屈曲変形可能な筒状の弾性体からなり、上記コイル本体部に基端側が装着され、上記点火プラグに先端側が装着されるジョイント部と、を備えており、
上記ジョイント部には、上記屈曲部に対向する部位を含む本体筒部の外周面に、軸線に沿って延在する複数の第1リブが設けられると共に、上記本体筒部よりも基端側に位置する基端筒部の外周面に、上記軸線に沿って延在する複数の第2リブが設けられており、
上記軸線に沿った方向から見たときに、上記本体筒部の軸心を中心とすると共に複数の上記第1リブの先端に外接する仮想外接円の径で表される第1リブ径の最大径d1と、上記基端筒部の軸心を中心とすると共に複数の上記第2リブの先端に外接する仮想外接円の径で表される第2リブ径の最大径d2とは、d2>d1の関係にある、点火コイルにある。
上記構成の点火コイルによれば、ジョイント部の本体筒部に設けられた第1リブと基端筒部に設けられた第2リブとが、ジョイント部の剛性を高める。また、軸線に沿って延在するリブ形状がガイドとなって、プラグホールへの挿入性を向上させる。したがって、屈曲するプラグホールの形状に沿って、本体筒部が軸ずれを抑制しながら屈曲変形することが可能となり、第1リブが屈曲部と対向する部位に同軸的に配置される。また、屈曲部よりも内径の大きい基端入口側においては、最大径のより大きい第2リブを設けた基端筒部が配置されて、軸ずれを抑制すると共に、振動等による変位を規制して、摩耗による特性低下を抑制することができる。
以上のごとく、上記態様によれば、屈曲形状のプラグホールへ点火コイルが装着される際に、ジョイント部の挿入性を保持しつつ軸ずれを抑制して、組付性及び耐摩耗性の向上が可能な点火コイルを提供することができる。
本開示についての上記目的及びその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、実施形態1における、点火コイルを組み付けた状態の点火装置の一部断面正面図であり、
図2は、実施形態1における、点火コイルの組付工程を示す点火装置の一部断面正面図であり、
図3は、実施形態1における、点火コイルの正面図であり、
図4は、実施形態1における、点火コイルの横断面図で、図3のI-I線矢視断面図及びII-II線矢視断面図であり、
図5は、実施形態1における、点火コイルの横断面図で、図3のIII-III線矢視断面図及びIV-IV線矢視断面図であり、
図6は、実施形態1における、点火コイルの主要部の縦断面図であり、
図7は、比較形態1における、点火コイルの組付工程を説明するための図であり、
図8は、比較形態1における、点火コイルの組付工程を説明するための図であり、
図9は、比較形態2における、点火コイルの組付状態を示す要部断面図である。
(実施形態1)
点火コイルに係る実施形態について、図1~図6を参照して説明する。
図1に示すように、点火コイル1は、車両エンジン等の内燃機関に設けられる点火プラグPに電気的に接続されて、高電圧を供給するために用いられる。点火プラグPは、屈曲部H1を有するプラグホールHに配置されており、点火コイル1は、プラグホールHの基端入口部H2に配置されるコイル本体部11と、ジョイント部2とを備えている。
点火コイルに係る実施形態について、図1~図6を参照して説明する。
図1に示すように、点火コイル1は、車両エンジン等の内燃機関に設けられる点火プラグPに電気的に接続されて、高電圧を供給するために用いられる。点火プラグPは、屈曲部H1を有するプラグホールHに配置されており、点火コイル1は、プラグホールHの基端入口部H2に配置されるコイル本体部11と、ジョイント部2とを備えている。
シリンダヘッド等に設けられるプラグホールHは、途中に屈曲部H1を有する屈曲形状を有する。プラグホールHの基端入口部H2は、屈曲部H1よりも内径が大きくなっている。ジョイント部2は、屈曲変形可能な筒状の弾性体からなり、プラグホールHの内側において、コイル本体部11に基端側が装着され、点火プラグPに先端側が装着されている。
ここで、基端側とは、図2に示すように、屈曲するプラグホールHの延在方向に対して、ジョイント部2が挿入されて点火プラグPに装着される際の入口側であり、コイル本体部11が配置される側となる。その反対側を先端側といい、点火プラグPが配置される側となる。なお、屈曲するプラグホールHでは、屈曲部H1の基端側における軸線L2と、先端側における軸線L1とは一致しないため、軸線L1、L2に沿う方向であるプラグホールHの延在方向も変化することになる。
図1に示す組付状態において、ジョイント部2は、屈曲部H1に対向する部位を含む本体筒部21と、それよりも基端側に位置する基端筒部22とを有する。図3に示すように、本体筒部21の外周面には、軸線Lに沿って延在する複数の第1リブ31が設けられる。また、基端筒部22の外周面には、軸線Lに沿って延在する複数の第2リブ32が設けられる。第1リブ31及び第2リブ32は、軸線Lと直交する方向、すなわち、径方向Xの外方へ突出している。
さらに、図4に示すように、軸線Lに沿った方向から見たときに、本体筒部21における第1リブ径を、本体筒部21の軸心を中心c1とすると共に複数の第1リブ31の先端に外接する仮想外接円C1の径で表し、基端筒部22における第2リブ径を、基端筒部22の軸心を中心c2とすると共に複数の第2リブ32の先端に外接する仮想外接円C2の径で表すものとする。このとき、第1リブ径の最大径d1と、第2リブ径の最大径d2とは、d2>d1の関係にある。すなわち、本体筒部21における最大外径よりも、基端筒部22における最大外径が大きくなるように、ジョイント部2が構成されている。
このような構成により、点火コイル1のジョイント部2が、屈曲形状のプラグホールHに挿入される際に、第1リブ31及び第2リブ32がガイドとなって、挿入性を向上させる。また、第1リブ31及び第2リブ32により剛性が高められて、軸ずれを抑制しながら組付可能となる。そして、屈曲部H1に対向するように、第1リブ31が配置され、屈曲部H1よりも内径が大きい入口側には、第1リブ31よりも最大外径が大きい第2リブ32が配置される。
具体的には、複数の第1リブ31は、プラグホールHの屈曲部H1に対向する部位を挟んで、その先端側及び基端側に連続的に配置することができる。このとき、プラグホールHの屈曲形状に応じて、第1リブ31を含む本体筒部21が屈曲変形すると、第1リブ31が、屈曲部H1を跨ぐように配置されて、挿入時の軸ずれや振動等による変位を抑制する効果を高める。
また、複数の第2リブ32は、基端入口部H2を含む基端側の端部に対向して、基端側から先端側へ連続的に配置することができる。これにより、ジョイント部2の基端側における軸方向の剛性を高め、挿入時の軸ずれや振動等による変位を抑制する効果を高める。また、ジョイント部2の挿入後に、コイル本体部11を組み付ける際にも、軸ずれを抑制して組付性を向上させる。
ジョイント部2のより具体的な形状については、後述する。
ジョイント部2のより具体的な形状については、後述する。
次に、プラグホールHへの点火コイル1の組付構造について詳述する。図2は、点火コイル1の組み付け途中で、ジョイント部2が屈曲する前の状態を示し、図1は、点火コイル1の組み付け後の状態を示している。図1、図2において、点火コイル1のジョイント部2が収容されるプラグホールHは、屈曲部H1よりも先端側の先端半部H21と、屈曲部H1よりも基端側の基端半部H22とを有する。先端半部H21は、点火プラグPの装着部に至る略一定径の円形穴であり、基端半部H22は、屈曲部H1から基端側へ向けて徐々に拡径するテーパ穴形状を有する。屈曲部H1は、プラグホールHの延在方向における中間位置に設けられており、図示する位置より先端側であっても基端側であってもよい。
プラグホールHは、エンジンの気筒毎にシリンダヘッドE1の所定位置に設けられ、先端半部H21の軸線L1は、基端半部H22の軸線L2に対して傾斜している。軸線L2は、基端半部H22が開口するシリンダヘッドE1の第1面E11と直交する方向に延びている。屈曲部H1における屈曲角度は、軸線L2に対する軸線L1の傾斜角度θで表され(図1参照)、ここでは、基端半部H22のテーパ角度と同じになっている。すなわち、図示する断面の左半部においては、先端半部H21の内周面から基端半部H22の内周面は屈曲せずに連続し、反対側の右半部において、屈曲部H1が形成される。
このとき、プラグホールHの先端半部H21における第1内径D1と、基端半部H22の基端側に開口する基端入口部H2における第2内径D2とは、D2>D1の関係にある(図2参照)。そのため、ジョイント部2には、屈曲部H1を跨いで配置される本体筒部21と、それよりも基端側の基端筒部22とが設けられ、それぞれに、第1リブ31、第2リブ32が設けられる。本体筒部21は、屈曲部H1を挟んで連続する先端半部H21の一部と基端半部H22の一部に対向して配置され、基端筒部22は、基端入口部H2を含む基端半部H22の一部に対向して配置される。
図1において、点火プラグPは、先端半部H21に続く先端孔H3を閉鎖するように配置される。先端孔H3は、先端半部H21よりも小径の略一定径の円形穴であり、点火プラグPの先端は、図示しない燃焼室に臨むように配置される。点火プラグPは、絶縁碍子P1から基端側に突出する頭部端子P2と(図2参照)、絶縁碍子P1を内側に保持するハウジングP3と、絶縁碍子P2から先端側に突出する中心電極P4と、中心電極P4に対向する接地電極P5とを有する。点火プラグPは、ハウジングP3の外周面に取付ネジ部が形成され、その基端側に、工具を係合するための六角部が形成されて、プラグホールHに締め付け固定されるようになっている。
図3~図5において、ジョイント部2は、全体がゴム等の絶縁性を有する弾性部材からなる、筒状の一体成型品であり、プラグホールHの形状に応じて自由に弾性変形し、屈曲した状態で保持可能に構成されている。ジョイント部2は、本体筒部21の先端側に、点火プラグPの絶縁碍子P1の頭部側に嵌合される、ストレート形状の先端筒部23を有し、本体筒部21と基端筒部22との間に、ストレート形状の中間筒部24を有している。先端筒部23及び中間筒部24は、外周面がリブを有しない平坦な筒面で、略一定の外径を有する形状となっており、リブを有する部位よりも肉厚が薄く剛性が低くなることで、弾性変形しやすくなっている。先端筒部23の外径d3と、中間筒部24の外径d4とは、d4>d3の関係にある(図5参照)。
図2に示すように、ジョイント部2を軸方向に貫通する筒孔20には、コイル本体部11と点火プラグPとを電気的に接続する導電部材4が収容される。導電部材4は、ここでは、軸方向に弾性変形するスプリングからなる。導電部材4の先端は、先端筒部23の筒内に位置し、先端筒部23が、絶縁碍子P1の基端側から外挿されることにより、導電部材4が頭部端子P2に当接するようになっている。先端筒部23の軸方向長は、点火プラグPの頭部へ挿入される際の圧縮変形量等を考慮して、所望の嵌合寸法が得られるように、適宜設定することができる。
図4に示すように、ジョイント部2の本体筒部21には、外周面の複数箇所から、径方向Xの外方に突出する凸条形状の複数の第1リブ31が配置される。複数の第1リブ31は、ここでは、外周面の8数箇所に設けられて、それぞれ、概略台形の断面形状を有して放射状に突出し、全体が歯車状の外形を有している。これら複数の第1リブ31は、それぞれ、ジョイント部2の軸線Lに沿って互いに平行に延び、本体筒部21の基端側から先端側まで、すなわち、中間筒部24の先端位置から先端筒部23の基端位置までの全長にわたって形成されている(図3参照)。
図3に示すように、複数の第1リブ31は、先端側の端部に、先端側へ向けて下り傾斜するテーパ部311を有する。このとき、本体筒部21の先端側の端部は、図4に示す仮想外接円C1の径である第1リブ径が、先端側へ向けて徐々に小さくなる。先端側の端部を除く本体筒部21において、第1リブ径は略一定であり、最大径d1となる。テーパ部311の先端は、先端筒部23に接続する。その場合には、第1リブ径の最小径d11は、図5に示す先端筒部23の外径d3と同じかそれよりも大きくなり、d1>d11≧d3の関係にある。テーパ部311が形成される先端側の端部においては、基端側ほど、第1リブ径が大きくなり、最大径d1に近づく。
このように、本体筒部21の複数の第1リブ31が、先端側の端部にテーパ部311を有することにより、全体として先細りのテーパ形状となり、挿入性をより向上させることができる。
なお、本体筒部21は、基端側において、第1リブ径を略一定の最大径d1としたまま、略一定径の中間筒部24に接続する。その場合には、図5に示す中間筒部24の外径d4は、第1リブ径の最大径d1と同じかそれよりも大きくなり、先端筒部23の外径d3よりも大きい(すなわち、d4≧d1>d11≧d3)。このような関係となるよう、中間筒部24側の端部において、本体筒部21は、周方向に隣り合う複数の第1リブ31の間、すなわち、第1リブ31が形成されない部位が、基端側へ向けて徐々に肉厚となり、径方向の外側に突出するように形成されている。これにより、中間筒部24側の端部において、基端側ほど剛性が高くなり、第1リブ31の突出高さは相対的に低くなる。
複数の第1リブ31は、本体筒部21の外周面において、周方向に略等間隔となるように均等配置されていることが望ましい。複数の第1リブ31の突出端は、径方向Xの外方に配置されるプラグホールHの内周面と、隙間を有して対向している。隙間が大きいほど挿入性は向上するが、軸ずれのおそれがあるので、好適には、屈曲部H1の周辺部とその先端側において、その内周面と第1リブ31とが、挿入性を損なわない範囲のわずかな隙間で近接配置されるのがよい。このとき、先端半部H21における第1内径D1と(図2参照)、第1リブ径の最大径d1は(図4参照)、D1>d1の関係にある。
第1リブ31が配置される本体筒部21の軸方向長は、必ずしも限定されず、プラグホールHにおける屈曲部H1の位置に応じて、適宜設定することができる。具体的には、点火プラグPに装着される先端筒部23の長さ、基端筒部22の長さ等を考慮して、第1リブ31の基端位置が、例えば、ジョイント部2の先端(すなわち、先端筒部23の先端)位置から、30%以上80%以下の範囲の位置となるように設定することができる。好適には、第1リブ31の基端位置が、屈曲部H1よりも基端側となるように、上記範囲において第1リブ31の軸方向長がより長くなるように設定すると、ジョイント部2の剛性力を向上させるために望ましい。なお、一般に、ジョイント部2の基端側にはシール部25が一体的に設けられており、その場合には、ジョイント部2の長さ(以下、適宜、ジョイント長さと称する)とは、シール部25を含む長さ(すなわち、先端筒部23の先端位置からシール部25の基端位置までの軸方向長)をいう。シール部25については、後述する。
第1リブ31の数は、必ずしも限定されないが、プラグホールHへ挿入する際のガイドとして挿入性を向上させる観点から、例えば、外周面の3箇所ないしそれ以上の箇所に形成されていればよい。好適には、外周面の4箇所以上10箇所以下の範囲において、本体筒部21の基端側又は先端側の外径や、対向するプラグホールHの内径等に応じて、所望の挿入性や剛性が得られるように、適宜設定することができる。第1リブ31の幅や突出高さも同様にして、適宜設定することができる。
図6に示すように、プラグホールHの基端側において、ジョイント部2は、コイル本体部11から突出する高圧タワー部12に嵌合している。高圧タワー部12は、高電圧端子13と抵抗体131とを内側に保持しており、ジョイント部2の基端筒部22が、高圧タワー部12の先端側から外挿されることにより、高圧タワー部12が筒孔20内に挿入され、導電部材4の基端が、抵抗体131に当接するようになっている。これにより、抵抗体131を介して高電圧端子13と導電部材4とが電気的に接続される。
コイル本体部11は、高圧タワー部12の基端側に配置される絶縁性のコイルケース14を備え、コイルケース14内に、同心状に配設された一次コイル151及び二次コイル152と、その内側に配置された中心鉄心161、外周側に配置された外周鉄心162とを収容している。これにより、二次コイル152にて発生する高電圧を、高電圧端子13から出力し、導電部材4を中継して、点火プラグPへ印加可能となっている。
図4に示すように、ジョイント部2の基端筒部22には、外周面の複数箇所から径方向Xの外方に突出する複数の第2リブ32が配置される。複数の第2リブ32は、ここでは、外周面の8数箇所に設けられて、それぞれ、概略台形の断面形状を有して放射状に突出し、全体が歯車状の外形を有している。これら複数の第2リブ32は、それぞれ、ジョイント部2の軸線Lに沿って互いに平行に延び、基端筒部22の基端側から先端側、すなわち、中間筒部24の基端位置までの全長にわたって形成されている。
図3に示すように、複数の第2リブ32は、先端側の端部に、先端側へ向けて下り傾斜するテーパ部321を有する。このとき、基端筒部22の先端側の端部は、上述した仮想外接円C2の径である第2リブ径が、先端側へ向けて徐々に小さくなる。先端側の端部を除く基端筒部22においても、複数の第2リブ32は、緩やかな傾斜を有しており、第2リブ径は、基端筒部22の基端側の端部において最大径d2となる。具体的には、プラグホールHの基端側の内周面に対して、基端筒部22が面で接触するように、基端半部H22のテーパ角度と同等の傾斜を有していることが望ましい。テーパ部321における傾斜は、その基端側の基端筒部22よりも大きくなり、テーパ部321の先端は、中間筒部24に接続する。その場合には、第2リブ径の最小径d21は、図5に示す中間筒部24の外径d4と同じかそれよりも大きくなり、d2>d21≧d4の関係にある。テーパ部321が形成される先端側の端部においては、基端側ほど、第2リブ径が大きくなり、最大径d2に近づく。
このように、複数の第2リブ32が、先端側にテーパ部321を有することにより、全体として先細り状のテーパ部となり、挿入性をより向上させることができる。
複数の第2リブ32は、基端筒部22の外周面において、周方向に略等間隔となるように均等配置されていることが望ましい。複数の第2リブ32の突出端は、径方向Xの外方に配置されるプラグホールHの内周面と、隙間を有して対向している。隙間が大きいほど挿入性は向上するが、軸ずれのおそれがあるので、好適には、基端半部H22の入口側の内周面と第2リブ32とが、挿入性を損なわない範囲のわずかな隙間で近接配置されるのがよい。このとき、基端入口部H2における第2内径D2と、第2リブ径の最大径d2は、D2>d2(>D1>d4≧d1>d11≧d3)の関係にある。
第2リブ32が配置される基端筒部22の軸方向長は、必ずしも限定されないが、基端筒部22の軸方向長よりも、屈曲部H1を跨ぐ第1リブ31の軸方向長が長くなるように、シール部25を含めたジョイント長さに応じて設定されることが望ましい。具体的には、プラグホールHの基端入口部H2に挿入される第2リブ32の先端位置が、例えば、ジョイント部2の基端(すなわち、シール部25の基端)位置から、1%以上20%以下の範囲の位置となるようにし、プラグホールHにおける基端半部H22の入口側における軸合わせの効果が得られるように、先端側の第1リブ31の配置等に応じて設定することができる。好適には、第2リブ32の先端位置を、ジョイント部2の基端から、5%以上の位置とし、第1リブ31の長さが確保される範囲で、適宜設定することが望ましい。これにより、基端入口部H2近傍のプラグホールHの内周面に対し、面接触する長さを確保して、リブとしての機能を高めることができる。
第2リブ32の数は、必ずしも限定されないが、プラグホールHへ挿入する際のガイドとして挿入性を向上させる観点から、例えば、外周面の3箇所ないしそれ以上の箇所に形成されていればよい。好適には、外周面の4箇所以上10箇所以下の範囲において、基端筒部22が配置される基端半部H2の形状や、対向する基端入口部H2の内径等に応じて、所望の挿入性や剛性が得られるように、適宜設定することができる。第2リブ32の幅や突出高さも同様にして、適宜設定することができる。
図1、図2において、プラグホールHの基端側には、基端入口部H2とコイル本体部11との間に、シール部25が配置される。シール部25はゴム製であり、ジョイント部2の基端筒部22の基端側に一体的に設けられて、ジョイント部2の一部をなしている。その場合には、基端筒部22の基端から、径方向Xの外方へフランジ状に突出して、プラグホールHの基端入口部H2を覆うように、シール部25を形成することができる。基端入口部H2は、プラグホールHの基端が開口するシリンダヘッドE1の第1面E11に、環状に突出する形状を有し、シール部25を係止する係止部として機能する。シール部25は、断面L字状に屈曲する突出端が、基端入口部H2に係止されることで、プラグホールHの基端開口を封止することができる。
コイル本体部11には、コイルケース14の側方から突出する取付フランジ部141が設けられる。取付フランジ部141には、ボルト挿通用の貫通穴142が設けられ、対向するシリンダヘッドE1の第1面E11には、ネジ穴E13が形成された支持台部E12が突設されている。この構成により、取付フランジ部141を支持台部E12上に配置して、図示しないボルトを締結することにより、シール部25を介してコイル本体部11をプラグホールHの基端側に固定し、プラグホールHをシール部25により気密的に封止することができる。
なお、点火コイル1のプラグホールHへの組み付けは、例えば、次のようにして行う。まず、図2に示すように、プラグホールHの基端入口部H2から、コイル本体部11に基端側が嵌合されたジョイント部2を、点火プラグPが装着されたプラグホールHの先端側へ向けて挿入する。ジョイント部2は、本体筒部21に設けられた第1リブ31をガイドとして、プラグホールHの先端半部H21における軸線L1と同軸的に挿入される。また、第1リブ31の先端部にテーパ部311が設けられるので、第1リブ31の引っ掛かりが防止される。その場合には、第1リブ径の最大径d1と、先端半部H21の内径D1との隙間を小さくしても、挿入力を増加させることがなく、また、剛性が向上することにより、軸合わせが容易となる。これにより、ジョイント部2の先端筒部23を、点火プラグPに同軸的に外挿することができる。
次いで、プラグホールHの屈曲部H1において、屈曲形状に沿うように、ジョイント部2の本体筒部21を屈曲させながら、プラグホールHの先端側へ、さらに挿入する。これにより、ジョイント部2の先端側においては、先端筒部23を点火プラグPと同軸に保ちつつ、屈曲部H1に対向する部位よりも基端側において、第1リブ31の軸線Lが、基端半部H22の軸線L2と同軸となるように、屈曲変形させることができる。そして、プラグホールHの基端側において、第2リブ32をガイドとして、ジョイント部2の基端筒部22が、基端入口部H2の内側に装着される。その場合も、第2リブ32の先端部に設けられたテーパ部321により、挿入性が向上し、第2リブ径の最大径d2と、基端半部H22の内径D2との隙間を小さくして、同軸位置に規制することができる。
このとき、図7に比較形態1として示すように、ジョイント部2が第2リブ32を有しておらず、屈曲部H1に対応する部位から基端まで一定径であると、プラグホールHの屈曲形状に沿ってジョイント部2を屈曲させながら(例えば、図7中に矢印で示す方向)、基端開口縁部に組み付ける際の軸合わせが容易でない。また、図8に示すように、基端入口部H2の内径D2とジョイント部2の外径との隙間が大きくなる。その場合には、コイル本体部11の取付フランジ部141に、取付ボルトBを締め付け固定する際に、回転方向の力が作用して(例えば、図8中に矢印で示す方向)、ジョイント部2が軸ずれを生じやすくなる。それに伴い、コイル本体部11のずれを抑制するために、回り止め等を設けることが必要となる。
さらに、図9に比較形態2として示すように、ジョイント部2の一部が薄肉となる構成では、屈曲形状に沿って変形しやすくなるが、屈曲部H1に接触すると、接触部(例えば、図9中に示すA部)が摩耗するおそれがある。例えば、点火コイル1がエンジンに搭載された状態で、振動等を受けて接触部が屈曲部H1に接触した状態で変位すると、摩耗により徐々に肉厚が薄くなり、耐電圧の低下につながるおそれがある。
これに対して、本形態の構成を有するジョイント部2は、屈曲部H1に対向する第1リブ31と、基端入口部H2に対向する第2リブ32を備えており、ジョイント部2の全長において軸ずれを抑制することができる。また、第2リブ32が基端入口部H2に配置されることにより、ジョイント部2を同軸に規制して、組み付けの際の回り止めを不要とすることができる。
さらに、第1リブ31及び第2リブ32により、剛性が向上しているので、第1リブ31が屈曲部H1に接触しても、振動等による変位が抑制される。また、変位が生じたとしても、軸方向に延びる第1リブ31にのみ当接することになる。そのため、本体筒部21の本体部分において、摩耗による肉厚の減少が生じることはなく、耐電圧の低下が防止される。
(その他の実施形態)
上記実施形態1では、ジョイント部2の内側に配置される導電部材4をスプリングとして、高圧タワー部12の抵抗体131を介して高電圧端子13と電気的に接続する構成としたが、ジョイント部2と共に屈曲変形可能な導電性の部材で構成されていればよい。また、上記実施形態1では、点火コイルを車両エンジンへの適用例として説明したが、コージェネレーションシステム等の内燃機関に用いられるものであってもよい。
なお、実施形態1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。
上記実施形態1では、ジョイント部2の内側に配置される導電部材4をスプリングとして、高圧タワー部12の抵抗体131を介して高電圧端子13と電気的に接続する構成としたが、ジョイント部2と共に屈曲変形可能な導電性の部材で構成されていればよい。また、上記実施形態1では、点火コイルを車両エンジンへの適用例として説明したが、コージェネレーションシステム等の内燃機関に用いられるものであってもよい。
なお、実施形態1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。
本開示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、点火コイルのコイル本体部の構成や、ジョイント部との連結構造等は、種々変更することができる。
本開示の特徴を以下の通り示す。
[1]屈曲部(H1)を有するプラグホール(H)に配置された点火プラグ(P)に高電圧を供給する点火コイル(1)であって、
上記屈曲部よりも内径の大きい上記プラグホールの基端入口部(H2)に配置されるコイル本体部(11)と、
屈曲変形可能な筒状の弾性体からなり、上記コイル本体部に基端側が装着され、上記点火プラグに先端側が装着されるジョイント部(2)と、を備えており、
上記ジョイント部には、上記屈曲部に対向する部位を含む本体筒部(21)の外周面に、軸線(L)に沿って延在する複数の第1リブ(31)が設けられると共に、上記本体筒部よりも基端側に位置する基端筒部(22)の外周面に、上記軸線に沿って延在する複数の第2リブ(32)が設けられており、
上記軸線に沿った方向から見たときに、上記本体筒部の軸心を中心(c1)とすると共に複数の上記第1リブの先端に外接する仮想外接円(C1)の径で表される第1リブ径の最大径d1と、上記基端筒部の軸心を中心(c2)とすると共に複数の上記第2リブの先端に外接する仮想外接円(C2)の径で表される第2リブ径の最大径d2とは、d2>d1の関係にある、点火コイル。
[2]上記第1リブは、上記屈曲部に対向する部位を挟んで、その先端側及び基端側に連続的に配置される、[1]に記載の点火コイル。
[3]上記第1リブは、先端側の端部において、上記第1リブ径が先端側へ向けて小さくなるテーパ部(311)を有する、[1]又は[2]に記載の点火コイル。
[4]上記第2リブは、上記基端入口部を含む基端側の端部に対向して、基端側から先端側へ連続的に配置される、[1]~[3]のいずれか1つに記載の点火コイル。
[5]上記第2リブは、先端側の端部において、上記第2リブ径が先端側へ向けて小さくなるテーパ部(321)を有する、[1]~[4]のいずれか1つに記載の点火コイル。
[6]上記第1リブ径の最大径d1と、上記屈曲部における上記プラグホールの内径である第1内径D1とは、D1>d1の関係にあり、上記第2リブ径の最大径d2と、上記基端入口部における上記プラグホールの内径である第2内径D2とは、D2>d2の関係にある、[1]~[5]のいずれか1つに記載の点火コイル。
[7]上記ジョイント部は、上記本体筒部よりも先端側に、上記点火プラグの頭部に嵌合されるストレート形状の先端筒部(23)を備えており、上記先端筒部の外径d3と、上記第1リブ径の最大径d1及び最小径d11とは、d1>d11≧d3の関係にある、[1]~[6]のいずれか1つに記載の点火コイル。
[8]上記ジョイント部は、上記本体筒部と上記基端筒部との間に、ストレート形状の中間筒部(24)を備えており、上記中間筒部の外径d4と、上記第2リブ径の最大径d2及び最小径d21とは、d2>d21≧d4の関係にある、[7]に記載の点火コイル。
[9]上記先端筒部の外径d3と、上記中間筒部の外径d4とは、d4>d3の関係にある、[8]に記載の点火コイル。
本開示の特徴を以下の通り示す。
[1]屈曲部(H1)を有するプラグホール(H)に配置された点火プラグ(P)に高電圧を供給する点火コイル(1)であって、
上記屈曲部よりも内径の大きい上記プラグホールの基端入口部(H2)に配置されるコイル本体部(11)と、
屈曲変形可能な筒状の弾性体からなり、上記コイル本体部に基端側が装着され、上記点火プラグに先端側が装着されるジョイント部(2)と、を備えており、
上記ジョイント部には、上記屈曲部に対向する部位を含む本体筒部(21)の外周面に、軸線(L)に沿って延在する複数の第1リブ(31)が設けられると共に、上記本体筒部よりも基端側に位置する基端筒部(22)の外周面に、上記軸線に沿って延在する複数の第2リブ(32)が設けられており、
上記軸線に沿った方向から見たときに、上記本体筒部の軸心を中心(c1)とすると共に複数の上記第1リブの先端に外接する仮想外接円(C1)の径で表される第1リブ径の最大径d1と、上記基端筒部の軸心を中心(c2)とすると共に複数の上記第2リブの先端に外接する仮想外接円(C2)の径で表される第2リブ径の最大径d2とは、d2>d1の関係にある、点火コイル。
[2]上記第1リブは、上記屈曲部に対向する部位を挟んで、その先端側及び基端側に連続的に配置される、[1]に記載の点火コイル。
[3]上記第1リブは、先端側の端部において、上記第1リブ径が先端側へ向けて小さくなるテーパ部(311)を有する、[1]又は[2]に記載の点火コイル。
[4]上記第2リブは、上記基端入口部を含む基端側の端部に対向して、基端側から先端側へ連続的に配置される、[1]~[3]のいずれか1つに記載の点火コイル。
[5]上記第2リブは、先端側の端部において、上記第2リブ径が先端側へ向けて小さくなるテーパ部(321)を有する、[1]~[4]のいずれか1つに記載の点火コイル。
[6]上記第1リブ径の最大径d1と、上記屈曲部における上記プラグホールの内径である第1内径D1とは、D1>d1の関係にあり、上記第2リブ径の最大径d2と、上記基端入口部における上記プラグホールの内径である第2内径D2とは、D2>d2の関係にある、[1]~[5]のいずれか1つに記載の点火コイル。
[7]上記ジョイント部は、上記本体筒部よりも先端側に、上記点火プラグの頭部に嵌合されるストレート形状の先端筒部(23)を備えており、上記先端筒部の外径d3と、上記第1リブ径の最大径d1及び最小径d11とは、d1>d11≧d3の関係にある、[1]~[6]のいずれか1つに記載の点火コイル。
[8]上記ジョイント部は、上記本体筒部と上記基端筒部との間に、ストレート形状の中間筒部(24)を備えており、上記中間筒部の外径d4と、上記第2リブ径の最大径d2及び最小径d21とは、d2>d21≧d4の関係にある、[7]に記載の点火コイル。
[9]上記先端筒部の外径d3と、上記中間筒部の外径d4とは、d4>d3の関係にある、[8]に記載の点火コイル。
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Claims (9)
- 屈曲部(H1)を有するプラグホール(H)に配置された点火プラグ(P)に高電圧を供給する点火コイル(1)であって、
上記屈曲部よりも内径の大きい上記プラグホールの基端入口部(H2)に配置されるコイル本体部(11)と、
屈曲変形可能な筒状の弾性体からなり、上記コイル本体部に基端側が装着され、上記点火プラグに先端側が装着されるジョイント部(2)と、を備えており、
上記ジョイント部には、上記屈曲部に対向する部位を含む本体筒部(21)の外周面に、軸線(L)に沿って延在する複数の第1リブ(31)が設けられると共に、上記本体筒部よりも基端側に位置する基端筒部(22)の外周面に、上記軸線に沿って延在する複数の第2リブ(32)が設けられており、
上記軸線に沿った方向から見たときに、上記本体筒部の軸心を中心(c1)とすると共に複数の上記第1リブの先端に外接する仮想外接円(C1)の径で表される第1リブ径の最大径d1と、上記基端筒部の軸心を中心(c2)とすると共に複数の上記第2リブの先端に外接する仮想外接円(C2)の径で表される第2リブ径の最大径d2とは、d2>d1の関係にある、点火コイル。 - 上記第1リブは、上記屈曲部に対向する部位を挟んで、その先端側及び基端側に連続的に配置される、請求項1に記載の点火コイル。
- 上記第1リブは、先端側の端部において、上記第1リブ径が先端側へ向けて小さくなるテーパ部(311)を有する、請求項2に記載の点火コイル。
- 上記第2リブは、上記基端入口部を含む基端側の端部に対向して、基端側から先端側へ連続的に配置される、請求項1に記載の点火コイル。
- 上記第2リブは、先端側の端部において、上記第2リブ径が先端側へ向けて小さくなるテーパ部(321)を有する、請求項4に記載の点火コイル。
- 上記第1リブ径の最大径d1と、上記屈曲部における上記プラグホールの内径である第1内径D1とは、D1>d1の関係にあり、上記第2リブ径の最大径d2と、上記基端入口部における上記プラグホールの内径である第2内径D2とは、D2>d2の関係にある、請求項1に記載の点火コイル。
- 上記ジョイント部は、上記本体筒部よりも先端側に、上記点火プラグの頭部に嵌合されるストレート形状の先端筒部(23)を備えており、上記先端筒部の外径d3と、上記第1リブ径の最大径d1及び最小径d11とは、d1>d11≧d3の関係にある、請求項6に記載の点火コイル。
- 上記ジョイント部は、上記本体筒部と上記基端筒部との間に、ストレート形状の中間筒部(24)を備えており、上記中間筒部の外径d4と、上記第2リブ径の最大径d2及び最小径d21とは、d2>d21≧d4の関係にある、請求項7に記載の点火コイル。
- 上記先端筒部の外径d3と、上記中間筒部の外径d4とは、d4>d3の関係にある、請求項8に記載の点火コイル。
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JP2023081022A JP2024165131A (ja) | 2023-05-16 | 2023-05-16 | 点火コイル |
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- 2023-05-16 JP JP2023081022A patent/JP2024165131A/ja active Pending
-
2024
- 2024-03-05 WO PCT/JP2024/008306 patent/WO2024236886A1/ja unknown
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JP2024165131A (ja) | 2024-11-28 |
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