專利名稱：火花塞一體型多功能點火裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在汽車等的發(fā)動機的點火裝置中，直接安裝于獨立 點火方式的發(fā)動機的蓋罩的點火裝置。
背景技術(shù)：
最近，隨著汽車的高性能化需要，由于4艮多的傳感器等電器產(chǎn)品被 安裝在發(fā)動機周圍，所以需要有效地確保發(fā)動機室內(nèi)的空間。因此，包 括使內(nèi)燃機自身小型化在內(nèi)，縮小內(nèi)燃機的設(shè)置空間已成為設(shè)計上的一 個很大的問題。以往的獨立點火方式的燃燒裝置中，火花塞、點火線團、 直噴噴嘴都集中在狹小的范圍內(nèi)，故而降低了氣缸蓋周圍的設(shè)計自由 度，對發(fā)動機的高效率燃燒設(shè)計造成妨礙。因此，通過使這些部件一體 化，來試圖縮小空間。
例如，專利文獻1 "火花塞一體型電磁式燃料噴射閥"以提供一種 火花塞一體型的電磁式燃料噴射閥為目的，其體型不大，可對噴射量進 行微小調(diào)整，提高了生產(chǎn)率以及安全可靠性，并且噴射量隨著時間的變
化很小，該火花塞一體型的電磁式燃料噴射閥結(jié)構(gòu)如圖6所示，收容有 閥針，該閥針可隨著電磁力的消失、發(fā)生而在其軸方向上進退，且利用 閥針的前進來封閉噴孔，利用后退來打開噴孔，以便在使燃料微?；?向燃燒室噴射的噴嘴的下方形成火花塞電極的放電空隙，借助上述閥針 來誘導(dǎo)高電壓，其特征在于，具有噴射量調(diào)整部件，其經(jīng)第l導(dǎo)電彈 性部件與上述閥針串聯(lián)配置，通過在軸方向上改變位置，來借助上述第 1導(dǎo)電彈性部件而調(diào)整向上述閥針的上述前進方向作用的作用力，從而 可調(diào)整燃料的噴射量；第2導(dǎo)電彈性部件，其在壓縮狀態(tài)下，被夾設(shè)于 高電壓入口側(cè)設(shè)置的部件與上述噴射量調(diào)整部件之間，這樣，從上述高 電壓入口側(cè)部件到上述火花塞電極的高電壓路徑由上述第2導(dǎo)電彈性部 件、噴射量調(diào)整部件、第l導(dǎo)電彈性部件、以及閥針構(gòu)成。根據(jù)這種方 式，由于燃料噴射噴嘴兼作火花塞電極，故而體型不大，噴射量隨著時 間的變化也很小。然而，因點火線團沒有內(nèi)藏在框體內(nèi)，因此，存在必
須另外準備點火線團的問題。
另外，專利文獻2 "線圏一體型火花塞"以提供一種線圏一體型火 花塞為目的，其具有閉合磁路，且可以充分滿足對于小型化的需要，利 用上述的閉合磁路，因磁通量的泄漏所造成的供向火花塞部的供給電壓 的損失會很小，可進行良好的火花放電，如圖5所示，線圏一體型火花 塞構(gòu)成如下，具有點火線圏部，其具有線團磁芯，該線團磁芯是由具 有中心磁芯部和外部磁芯部的強磁性體材料組成，上述中心磁芯部是纏 繞初級線圏和次級線圏而成，上述外部磁芯部位于該中心磁芯部的外 側(cè)；火花塞部，其具有內(nèi)有軸孔、且在該軸孔內(nèi)插設(shè)有中心電極的絕緣 體和嵌裝該絕緣體的主體金屬件，其中上述點火線圏部與上述火花塞部 被不可轉(zhuǎn)動地制成一體化，同時由該點火線閨部的上述線團磁芯與該火 花塞部的上述主體金屬件形成閉合磁路。雖然通過將點火線團與火花塞 裝入一個框體內(nèi)而實現(xiàn)了小型化，但是如圖所示，在該裝置中，次級線 團的高壓輸出部與火花塞的中心電極直接連接，接地電極經(jīng)主體金屬件 與兼作線圏外殼的外周磁芯直接連接。如果采用這種方式，雖然可以實 現(xiàn)小型化，但不具有燃料噴射功能，因此，存在需要另外準備燃料噴射 裝置的問題。
另外，在上述專利文獻l、 2中所公開的裝置，均是火花塞不可拆 卸地與外殼成一體的構(gòu)造，在伴隨著火花塞的電極的磨耗而施行更換 時，不得不對沒有耐久性問題的燃料噴射裝置等其他的功能部件進行更 換，因此維修性很差，且產(chǎn)生了浪費。
專利文獻1:日本專利特開平8-14138號公報"火花塞一體型電 磁式燃料噴射閥"平成8年1月16日公開
專利文獻2:日本專利特開2000-252040號公報"線團一體型點 火線團"平成12年9月14日公開

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題在于提供一種火花塞一體型多功能點火裝置， 對于該火花塞一體型的燃燒裝置，是將火花塞、點火線圏、以及燃料噴 射裝置裝入到一個框體內(nèi)形成一體，從而節(jié)省空間，并可實現(xiàn)發(fā)動機的 高效率燃燒設(shè)計的同時，還可對火花塞的電極進行更換，避免了火花塞 維《務(wù)時的浪費。
為了解決上述課題，本發(fā)明所涉及的多功能點火裝置是，含有與內(nèi) 燃機的發(fā)動機的火花塞頂直接連接的點火線圏在內(nèi)的點火裝置，其采用
如下構(gòu)成，即將該點火線團、燃料噴射閥、以及燃料噴射噴嘴裝入到 一個框體內(nèi)，且在框體的下端可拆卸地安裝火花塞的中心電極與接地電 極。
另外，本發(fā)明所涉及的火花塞一體型多功能點火裝置，在上述構(gòu)成 的基礎(chǔ)上，采用如下構(gòu)成，即燃料噴射用噴嘴兼作火花塞的中心電極, 且該噴嘴前端的電極頭被可拆卸地安裝。
另外，本發(fā)明所涉及的火花塞一體型多功能點火裝置，在上述構(gòu)成 的基礎(chǔ)上，釆用如下構(gòu)成，即控制點火線團與燃料噴射閥的控制線與 配置在上述框體的單一的連接器內(nèi)的各端子相連。
另外，本發(fā)明所涉及的火花塞一體型多功能點火裝置，在上述構(gòu)成 的基礎(chǔ)上，釆用如下構(gòu)成，即上述框體形成為可插入塞孔內(nèi)的圓筒狀， 并且在構(gòu)成該框體的外殼內(nèi)設(shè)置有通至燃料噴射閥的供給通路。
另外，本發(fā)明所涉及的火花塞一體型多功能點火裝置，在上述構(gòu)成 的基礎(chǔ)上，將上述框體作為由金屬形成的圓筒狀的外殼，同時在該外殼 的下端使火花塞的接地電極一體地構(gòu)成。
另外，本發(fā)明所涉及的火花塞一體型多功能點火裝置，在上述構(gòu)成 的基礎(chǔ)上，在上述外殼的一端上設(shè)置失火檢測機構(gòu)，來提高點火時的可 靠性，同時，將其輸出線配線到在該外殼上配置的連接器的規(guī)定的端子 上。
此外，本發(fā)明所涉及的火花塞一體型多功能點火裝置，在上述構(gòu)成 的基礎(chǔ)上，使上述失火檢測機構(gòu)至少具有燃燒壓力傳感器、或離子電流 傳感器。
本發(fā)明的火花塞一體型多功能點火裝置，將配置在內(nèi)燃機的發(fā)動機 的氣缸蓋周邊位置上的點火線圏、燃料噴射裝置(燃料噴射閥以及燃燒 噴射噴嘴)、火花塞、燃燒壓力傳感器或者離子電流傳感器裝入到一個 框體內(nèi)，同時將該框體的形狀做成可直接插入到發(fā)動機的蓋罩上的塞孔 中，由于各裝置的控制線(電源、點火信號、燃料噴射指示信號、接地 線等)與配置在該框體上的連接器的各端子相連，故而可以集中從ECU
(Electronic Control Unit)的輸入輸出部到該連接器的各個控制線，實 現(xiàn)了配線的簡明化，從而可以提高氣缸蓋周圍的設(shè)計的自由度。另夕卜，
由于燃料噴射用噴嘴兼作火花塞的中心電極，且該噴嘴前端的電極頭被 可拆卸地安裝，故而在更換火花塞的時候，僅進行電極頭更換即可，從 而可以提高維<務(wù)性。
另外，本發(fā)明所涉及的火花塞一體型多功能點火裝置，由于采用了 燃料噴射用噴嘴兼作火花塞的中心電極，且該噴嘴前端電極頭被可拆卸 地安裝這樣的構(gòu)成，故而根據(jù)燃料對電極的冷卻作用，而具有了抑制電 極頭磨耗的效果，同時，由于在對電極進行維修的時候，僅對電極頭進 行更換即可，故而可以避免浪費。
另外，本發(fā)明所涉及的火花塞一體型多功能點火裝置，由于采用了 將控制點火線團和燃料噴射閥的控制線與配置在上述框體上的單一的
連接器內(nèi)的各端子相連接這樣的構(gòu)成，故而無需從ecu分別單獨連接 控制線到各燃燒裝置，且由于可以集中從ecu的輸入輸出部到上述單 一的連接器的控制線，故而實現(xiàn)了配線的簡明化。
另外，本發(fā)明所涉及的火花塞一體型多功能點火裝置，由于采用了 將上述框體形成為可插入塞孔內(nèi)的圓筒狀，并在構(gòu)成該框體的外殼內(nèi)設(shè) 置有通至燃料噴射閥的燃料供給通路這樣的構(gòu)成，故而可以獲得與點火 線團的高壓側(cè)沿面放電路徑，同時也可以在冷卻該框體方面發(fā)揮良好的 效果。
另外，本發(fā)明所涉及的火花塞一體型多功能點火裝置，在上述構(gòu)成 的基礎(chǔ)上，由于將上述框體作為一種由金屬形成的圓筒狀的外殼，同時， 在該外殼的下端將火花塞的接地電極一體地構(gòu)成，故而可以將該外殼直 接插入發(fā)動機的蓋革上的塞孔中，同時，如果將突設(shè)在該點火裝置上的 安裝臂固定在蓋革上的話，就可以無需另外準備火花塞來構(gòu)筑點火裝 置。
另夕卜，本發(fā)明所涉及的火花塞一體型多功能點火裝置，由于在上述 外殼的一端上設(shè)置失火檢測機構(gòu)，來提高點火時的可靠性性，同時，使 其輸出線配線到在該外殼上所配置的連接器的規(guī)定的端子上，故而，不 需要單獨將失火檢測機構(gòu)的輸出線連接到ecu,且由于可以集中從
ecu的輸入輸出部到上述連接器的控制線，故而實現(xiàn)了配線的簡明化。 此外，本發(fā)明所涉及的火花塞一體型多功能點火裝置，在上述構(gòu)成 的基礎(chǔ)上，由于使上述失火檢測機構(gòu)至少具有燃燒壓力傳感器、或離子 電流傳感器，故而可以很容易地將下述傳感器的輸出引出到塞孔外，而
向ECU—側(cè)進行配線，上述傳感器可高效率地檢測燃料的燃燒狀態(tài)， 并警告未處理燃氣的排放等。


圖1為表示本發(fā)明的火花塞一體型多功能點火裝置的全體構(gòu)成的圖。 圖2為表示兼作噴射噴嘴的火花塞電極部的構(gòu)成的局部放大圖。 圖3為表示將可更換的火花塞電極部從本體分離開的方式的圖。 圖4為表示在噴射噴嘴的前端部可獨自更換中心電極的方式的圖。 圖5為說明以往的火花塞一體型電磁式燃料噴射閥的構(gòu)成的圖。 圖6為說明以往的線團一體型火花塞的構(gòu)成的圖。 圖中
A...點火線團部；B...燃料噴射閥部；C...噴射噴嘴部(火花塞電極部); l...金屬外殼；2…外部磁芯；3…初級線團；4…次級線圏； 5…中心磁芯；6…連接器；7…燃料通路；8a、 8b…絕緣體； 9…多極電極；10…噴嘴(10a:中心電極)；11…壁； 12...下方開口部；13…底部；14…繞線骨架；15…線圏；16…氣缸套； 18...傳感器(18a:燃燒壓力傳感器，18b:離子電流傳感器)； 20...點火單元；21…高壓保護罩；30…噴射閥；30a…閥針；
具體實施例方式
圖1為表示本發(fā)明所涉及的火花塞一體型多功能點火裝置的1個實 施方式中的縱向剖視圖的圖。在該實施方式中，在形成為圓筒狀的金屬 外殼1的上部配置有點火線圏部A,在金屬外殼1的下部配置有電磁式 的燃料噴射部B，在燃料噴射部B的下部配置有作為兼作噴射噴嘴的火 花塞C的中心電極10a，此外，還以包圍該中心電極10a的方式，配置 有成為多極的多個接地電極9。另外，燃燒壓力傳感器18a、或離子電 流傳感器18b被夾持在2個墊團之間，并由螺栓緊固配置在金屬外殼1 的底部13的外壁上。
將金屬外殼1形成為圓筒狀，以使之可直接插入到發(fā)動機的塞孔 (plug hole)中，在本實施方式中，在金屬外殼1的壁11內(nèi)連通有通 至燃料噴射閥的燃料通路7。之所以將燃料通路7配置在構(gòu)成該框體的 外殼1的最外壁之中，是為了從后述的點火線圏的高壓側(cè)盡量確保沿面 放電路徑(creeping distance),并確保對高壓的耐久性，這也是一種安全對策。
在點火線圏部A中，次級繞線4被纏繞在次級繞線骨架上，該次級 繞線骨架是通過嵌入成形層疊有多塊硅素鋼板的I字形的中心磁芯5而 成的，該次級繞線骨架成同軸狀地被插入在初級繞線骨架的內(nèi)側(cè)，初級 繞線3被纏繞在初級繞線骨架上。這些初級線圏以及次級線圏被配置在 外部磁芯2的內(nèi)側(cè)。之所以將初級線圏3配置在次級線團4的外側(cè)是為 了加大高壓部與燃料通路7的沿面放電路徑，從而可以確保安全性。另 一方面，控制點火的點火單元20被配置在連接器6的一端，點火單元 20的端子與連接器6規(guī)定的端子通過電阻焊接等方式相連接。
接著，使與點火單元20相連的連接器6卡合配置在初級繞線骨架 的規(guī)定位置上。接著，由于在初級繞線骨架上，設(shè)置有向初級線團3傳 遞來自點火單元20的輸入信號的連接用端子，故而與上述方法相同， 通過電阻焊接與點火單元20進行連接。另外，在次級繞線骨架上還配 置有次級端子，其是為了與次級線圏4的繞線終端(高壓側(cè))、以及火 花塞的中心電極10a側(cè)連接而設(shè)置的。(下面，用"耦合線圏"來標記 此時狀態(tài))
該次級端子卡合有板簧，且該板簧是為了將該次級端子與氣缸套16 的上端進行電連接而設(shè)置的，其中氣缸套16包含有兼作火花塞的中心 電極的燃料噴射噴嘴IO，通過將上述的耦合線圏從金屬外殼1的上方開 口部處插入，即可使上述板簧與氣缸套16的上端機械地接觸，并可使 次級線團的高壓輸出與上述中心電極的電連接保持在穩(wěn)定狀態(tài)下。
另外，對于耦合線圏在上下方向的定位，需通過嵌合金屬外殼1的 開口端和連接器6來進行。并且，此時，通過初級繞線骨架的突邊與金 屬外殼1的內(nèi)壁來保持耦合線團的相對于軸線的垂直度。
接著，在金屬外殼1的底部13的外壁上，如前所述，配置有燃燒 壓力傳感器18a、或離子電流傳感器18b，如圖2放大表示的那樣，該 傳感器18a (18b)的輸出線19穿過突向金屬外殼1外部的配線線路， 被引入到金屬外殼1的內(nèi)部。并且，輸出線19的終端為了從連接器6 向控制部輸出，而被延伸設(shè)置直到金屬外殼1的上部開口端。
另外，在金屬外殼1的底部13附近，配置有燃料噴射裝置B。該 燃料噴射裝置，用電磁驅(qū)動的方式來驅(qū)動噴射岡。燃料噴射裝置由纏繞
在繞線骨架14上的線圏15、噴射閥(電磁閥)30、以及收容該噴射閥 30的氣缸套16等構(gòu)成。在氣缸套16的大約中間位置開設(shè)有經(jīng)由金屬外 殼1的壁11內(nèi)的燃料通路7而流來的燃料的入射口 17,并將氣缸套16 的前端部設(shè)為噴射燃料的噴嘴(中心電極10a )。為了開關(guān)連通噴嘴的燃 料通路，在上述噴射閥30的前端處設(shè)置有前端呈圓錐狀的閥針30a，當 燃料被以規(guī)定的壓力向該閥針30a的附近的入射口 17供給時，雖然根 據(jù)該所施加壓力，在噴射閥30上作用有使之向軸方向的上部移動的力， 但是根據(jù)未圖示的彈簧等的彈性力而總被作用為關(guān)閥，因此將保持關(guān)閥 狀態(tài)。 一旦向線圏15供給電壓，由于電磁力的作用噴射閥30在軸方向 上升起而成為開閥狀態(tài)，受到加壓的燃料被向噴嘴方向輸送，最后被點 火裝置C點火燃燒。在本實施方式中，雖然釆取了通過來自ECU的控 制信號使電磁閥動作，并通過噴嘴10噴射燃料的方式，但是對于燃料 噴射來說，即使是其他的驅(qū)動方式當然也不會有問題。
火花塞C的構(gòu)成如上述那樣，是使噴射噴嘴10的前端部成為作為 火花塞的中心電極10a，并以包圍該中心電極10a的方式，配置有形成 了多極的多個接地電極9。在圖2所示的例子中，則采用了這樣的構(gòu)成 以包圍兼作噴射噴嘴的中心電極10a的方式，隔著絕緣體8a配置有4 根L字狀的多極電極。圖2的上一部分為火花塞部的剖視圖，下一部分 為從噴嘴開口側(cè)所看到的其端面部的圖。由于該火花塞的電極頻繁地放 電，故而是磨損比較快的部件，對于像本發(fā)明這樣將點火線圏、燃料噴 射閥、以及燃料噴射噴嘴制為一體構(gòu)造，因為其磨損而把整體都更換掉， 比較浪費成本。因此，本發(fā)明是將該磨損部件作為可更換的構(gòu)成，來處 理該問題。根據(jù)該可更換的構(gòu)成，提高了火花塞更換時的維修性。
圖3為表示分離該磨損部件亦即兼作噴射噴嘴的火花塞電極部的 圖。將由多極電極9、絕緣體8a、以及中心電極10a所形成一體的噴射 噴嘴C以嵌合的方式，通過螺栓可更換地安裝在收納于上方的金屬外 殼1內(nèi)的點火線圏與燃料噴射閥的端部的環(huán)狀墊圏上。
此類可更換的電極部構(gòu)造不只局限于上述例子，如圖4放大表示的 那樣，也可以使噴射噴嘴前端部為能夠通過螺紋結(jié)構(gòu)來取得的構(gòu)造，并 將中心電極10a和多極電極分開而以可自由裝卸的螺合安裝構(gòu)成等適當 的自由裝卸的形態(tài)進行更換。
接著，關(guān)于上述實施方式的組裝工序如下所述。在將燃料噴射裝置
部B裝入金屬外殼1時，將氣缸套16插入到由陶瓷制成的絕緣體8b 中，并從上方稍微壓入金屬外殼1的下方開口部12而予以固定。接著， 通過從金屬外殼1的上方將已被繞線的繞線骨架14向下方插入，來對 繞線骨架14進行定位并且使之與氣缸套16成同軸狀。另外，這時，線 圏15的終端為了與后述的連接器6連接，而被引出至金屬外殼l的上 方開口端附近。然后在已設(shè)置好燃料噴射裝置部B的金屬外殼1的上方 位置，裝入點火線圏部A,最后如圖3所示，在金屬外殼l的開口端部 安裝火花塞C。
接著，將被引出至上述金屬外殼l的上方開口端附近的、燃料噴射 閥的控制用線圏15的終端以及燃燒壓力傳感器18a、或離子電流傳感器 18b的輸出線19通過電阻焊接的方式等連接到連接器6的規(guī)定端子上。 這時，如圖l所示，為了方便與ECU連接，連接器6處于一種從金屬 外殼1的上部開口端突出的狀態(tài)。
接著，將注模用的環(huán)氧劑從金屬外殼1的開口端上方注入，并使之 固化，從而得到火花塞一體型多功能點火裝置。此外，還以配合金屬外 殼l上部的凹凸的方式，卡合有耐熱橡膠制的高壓保護罩21。在該狀態(tài) 下，從發(fā)動機蓋上部使點火線圏裝置卡合在火花塞上。另外，在金屬外 殼1上突設(shè)有未加圖示的安裝用臂，將螺栓穿過設(shè)置在安裝用臂上的安 裝用孔使該安裝用臂固定在發(fā)動機蓋上。
權(quán)利要求
1.一種火花塞一體型多功能點火裝置，是含有與內(nèi)燃機的發(fā)動機的火花塞頂直接連接的點火線圈的點火裝置，其特征在于，將該點火線圈、燃料噴射閥、以及燃料噴射噴嘴裝入于一個框體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞一體型多功能點火裝置，其特征 在于，上述點火裝置中的燃料噴射用噴嘴兼作火花塞的中心電極，且該 噴嘴前端的電極頭被可拆卸地安裝。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞一體型多功能點火裝置，其 特征在于，控制上述點火線團與燃料噴射閥的控制線與配置在上述框體 的單一連接器內(nèi)的各端子相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一項所述的火花塞一體型多功能點 火裝置，其特征在于，將上述框體形成為可插入塞孔內(nèi)的圓筒狀，同時 在構(gòu)成該框體的外殼內(nèi)設(shè)置通至燃料噴射閥的燃料的供給通路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任意一項所述的火花塞一體型多功能點 火裝置，其特征在于，上述框體呈由金屬形成的圓筒狀的外殼，且在該 外殼的一端可拆卸地安裝有火花塞的接地電極。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任意一項所述的火花塞一體型多功能點 火裝置，其特征在于，上述點火裝置，在火花塞的附近設(shè)置有失火檢測 機構(gòu)，并且該機構(gòu)的輸出線與上述連接器的規(guī)定的端子相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任意一項所述的火花塞一體型多功能點 火裝置，其特征在于，上述失火檢測機構(gòu)至少具有燃燒壓力傳感器、或 離子電流傳感器。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種火花塞一體型多功能點火裝置，在該火花塞一體型的燃燒裝置中，將火花塞、點火線圈、以及燃料噴射裝置裝入到一個框體內(nèi)形成一體，從而節(jié)省了空間，并可實現(xiàn)發(fā)動機的高效率燃燒設(shè)計，同時可以對火花塞的電極進行更換，避免了火花塞維修時的浪費。本發(fā)明所涉及的多功能點火裝置為，包含與內(nèi)燃機的發(fā)動機的火花塞頂直接連接的點火線圈在內(nèi)的點火裝置，采用了如下構(gòu)成，即將該點火線圈、燃料噴射閥、以及燃料噴射噴嘴裝入到一個框體內(nèi)，且在框體的下端可拆卸地安裝火花塞的中心電極與接地電極。
文檔編號F02P13/00GK101169094SQ20071016732
公開日2008年4月30日 申請日期2007年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月25日
發(fā)明者酒卷誠 申請人:東洋電裝株式會社