JP2000182856A

JP2000182856A - 内燃機関用点火コイル

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Publication number: JP2000182856A
Application number: JP10354084A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Adachi; 安達　　雅泰; Sachihiro Shimoide; 祥宏霜出; Kazutoyo Osuga; 一豊大須賀; Kazuhide Kawai; 川井　　一秀
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2000-06-30
Anticipated expiration: 2018-12-14
Also published as: US6191674B1; JP3550643B2

Abstract

(57)【要約】【課題】組付けが容易、かつ一次コイル、二次コイル
および中心コア部の同軸度が容易に確保でき所望の高電
圧を発生する点火コイルを提供する。【解決手段】コア本体１３の外径は永久磁石１５の外
径よりも大きくなるように形成されているので、コア本
体１３の外周面１３ｂから永久磁石１５が突出すること
はない。したがって、中心コア部１２を二次スプール２
０内へ挿入する場合、中心コア部１２が二次スプールに
引っ掛ることなく容易に挿入し組付けることができる。
また、中心コア部１２に凸部が形成されないため、二次
スプール内で中心コア部１２が傾くことを防止でき、一
次スプール、二次スプールおよび中心コア部１２の同軸
度を容易に確保することができる。これにより、二次コ
イルに発生する電圧が低下することを防止し点火プラグ
に所望の高電圧を印加することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用点火コ
イルに関し、特にプラグホールに直接搭載するスティッ
ク状の内燃機関用点火コイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスティック状の内燃機関用点火コ
イル（以下、「内燃機関用点火コイル」を点火コイルと
いう）として、棒状のコア本体を有する中心コア部を軸
中心に配設し、その外周に一次コイルおよび二次コイル
を巻回した樹脂製のスプールを配設し、点火コイルのハ
ウジング内に部材間の絶縁体として樹脂を充填するもの
が知られている。ハウジング内に充填する樹脂は絶縁材
としてだけでなく、コイル線材間に浸透しコイルの巻線
崩れを防ぐ役割を果たしている。

【０００３】また、コア本体の軸方向両端の少なくとも
いずれか一方にコア本体の外径と略同一外径の永久磁石
を配設して中心コア部を構成し、点火コイルで発生する
電圧を高める構成の点火コイルが知られている。あるい
は永久磁石の代わりに例えばゴム製の緩衝部材を配設し
て中心コア部を構成し、各部材の膨張率の差によりコア
本体の軸方向に作用する力を緩和しコア本体の磁歪を防
止している点火コイルが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コア本
体の外径と永久磁石または緩衝部材の外径とが略同一径
に形成されているため、コア本体と永久磁石または緩衝
部材とを同軸上に組付けないと、図６に示すように中心
コア部９２を構成するコア本体９３と永久磁石９５また
は緩衝部材との接合部９４に凸部８２が生じる。また、
膨張率の異なる中心コア部９２と樹脂絶縁材やスプール
などのケース部材とが接している部分では、温度変化に
よる膨張および収縮の繰返しにより絶縁欠損部（以下、
「絶縁欠損部」をクラックという）が発生するため、ク
ラックの発生を防止するために例えば中心コア部９２を
樹脂製の弾性緩衝部材としての熱収縮チューブ９７で覆
っている。ところが、熱収縮チューブ９７は凸部８２の
外側を覆うため、熱収縮チューブ９７にも凸部９７ａが
生じる。そのため、二次コイルのスプール内に中心コ
ア部９２を組付ける際に凸部９７ａがスプールに引っ掛
り、組付け作業に手間がかかるとともに、中心コア部
９２がスプール内で傾いてしまい、一次コイル、二次コ
イルおよび中心コア部９２の同軸度の確保が困難にな
る。その結果、二次コイルで発生する電圧が低下し、点
火プラグに所望の高電圧を印加できなくなるという問題
があった。

【０００５】また、熱収縮チューブ９７は凸部９７ａ近
傍の変形によって均一な収縮が妨げられてしまうため、
図６に示すように熱収縮チューブ９７の端部９７ｂが
剥離してしまい、熱収縮チューブ９７で被覆した中心コ
ア部９２が所定の形状よりも大きくなり、二次スプール
内の所定の位置に中心コア部９２を組付けることができ
なくなるという問題や、中心コア９３の反対側の凸部
９３ｂにより熱収縮チューブ９７を損傷させるという問
題があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は組付けが容易、か
つ一次コイル、二次コイルおよび中心コア部の同軸度が
容易に確保でき所望の高電圧を発生する点火コイルを提
供することにある。本発明の他の目的は、中心コア部の
軸方向の両端角部近傍にクラックが発生することを防止
し、所望の高電圧を発生する点火コイルを提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
点火コイルによると、コア本体の外径は永久磁石または
緩衝部材の外径よりも大きくなるように形成されている
ので、コア本体に永久磁石を組付けるとき、コア本体の
外径内に永久磁石を容易に納めることができ、永久磁石
がずれてコア本体からはみ出すことを防止できる。その
ため、コア本体と永久磁石を組付けた中心コア部を二次
スプールに組付ける場合、例えば中心コア部が二次スプ
ール内部に引っ掛ったり、二次スプール内で傾いたりす
ることを防止することができる。したがって、二次スプ
ール内への中心コア部の組付け作業を容易に行なうこと
ができる。また、一次コイル、二次コイル、中心コア部
の同軸度の確保が容易であるので、所望の高電圧を点火
プラグに印加することができる。

【０００８】本発明の請求項２記載の点火コイルによる
と、中心コア部はコア本体から中心コア部の軸方向両端
部の角部近傍にかけて弾性緩衝部材で覆われている。し
たがって、中心コア部の外周を取り囲むスプールなどの
ケース部材や樹脂絶縁部材が中心コア部の軸方向の両端
角部と直接接することを防止するとともに、中心コア部
と樹脂絶縁材やケース部材との膨張率の差を弾性緩衝部
材が吸収するので、中心コア部とともに中心コア部と膨
張率の異なる樹脂絶縁材や、ケース部材が温度変化に伴
い膨張および収縮を繰り返しても、中心コア部の軸方向
の両端角部付近の樹脂絶縁材およびケース部材に絶縁欠
損部としてのクラックが発生することを防止できる。こ
れにより、高電圧部としての二次コイルや高圧ターミナ
ルなどと低電圧部としての中心コア部との間で放電する
ことを防止し、高電圧部と中心コア部との間の絶縁破壊
を防止できるので、二次コイルに発生する電圧が低下す
ることを防止し所望の高電圧を点火プラグに印加でき
る。

【０００９】本発明の請求項３および請求項４記載の点
火コイルによると、熱収縮チューブの収縮温度が使用環
境温度より高いため、例えば熱収縮チューブに損傷があ
っても使用時にその損傷が拡大することを防止できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
一実施例を図面に基づいて説明する。本発明の一実施例
による点火コイルを図１〜図５に示す。図２に示す点火
コイル１０は、図示しないエンジンブロックの上部に気
筒毎に形成されたプラグホール内に収容され、図示しな
い点火プラグと図２の下側で電気的に接続している。

【００１１】点火コイル１０は樹脂材料からなる円筒状
のハウジング１１を備えており、このハウジング１１内
に形成された収容室１１ａに、中心コア部１２、二次ス
プール２０、二次コイル２１、一次スプール２３、一次
コイル２４、外周コア２５などが収容されている。中心
コア部１２は、コア本体１３と、コア本体１３の両側に
配設された永久磁石１４、１５とからなる。収容室１１
ａに充填されたエポキシ樹脂２６は点火コイル１０内の
各部材間に浸透し、樹脂絶縁材として部材間の電気絶縁
を確実なものとしている。

【００１２】円柱棒状のコア本体１３は薄い珪素鋼板を
横断面がほぼ円形となるように径方向に積層して組立て
られている。永久磁石１４、１５は、コイルにより励磁
されて発生する磁束の方向とは逆方向の極性を有してい
る。また、コア本体１３の外周を弾性緩衝部材としての
熱収縮チューブ１７が覆っている。さらに、熱収縮チュ
ーブ１７で覆われた永久磁石１４に貫通孔を有するキャ
ップ１９が嵌合している。キャップ１９および二次スプ
ール２０は中心コア部１２の外周を取り囲むケース部材
を構成している。

【００１３】熱収縮チューブ１７は円筒状に成形されて
おり、成形時の内径は中心コア部１２の外径よりも大き
いので、永久磁石１４、１５をコア本体１３に組付けた
中心コア部１２を熱収縮チューブ１７内へ挿入可能であ
る。中心コア部１２を挿入した熱収縮チューブ１７は加
熱することで収縮し、コア本体１３と永久磁石１５との
接合部近傍の凹部８１を除いて中心コア部１２に密着す
る。図３に示すように密着した熱収縮チューブ１７は、
円筒部１７ａと、円筒部１７ａの軸方向両端に設けられ
る環状部１７ｂ、１７ｃと、円筒部１７ａと環状部１７
ｂ、１７ｃとの間にそれぞれ位置する第１角部１７ｄ、
および第２角部１７ｅとからなる。図３に示すように、
円筒部１７ａは中心コア部１２の外周側面を覆い、環状
部１７ｂ、１７ｃは中心コア部１２の軸方向両端面の一
部を覆い、第１角部１７ｄは中心コア部１２の両端角部
である永久磁石１４、１５の端部角部を覆い、第２角部
１７ｅはコア本体１３の両端角部を覆っている。

【００１４】また、熱収縮チューブ１７は使用環境温度
（−３０℃〜１５０℃）およびコイル製造時のエポキシ
樹脂硬化温度（〜１５０℃）より高い温度で収縮するも
のが好ましい。つまり、例えば何らかの原因で熱収縮チ
ューブ１７に損傷部分があった場合、収縮温度が例えば
使用環境温度より低いと、収縮により損傷部分を拡大さ
せてしまい、熱収縮チューブ１７は弾性緩衝部材として
十分な機能を発揮しなくなる。そこで、収縮温度を使用
環境温度および製造時温度より高くすることで損傷部分
の拡大を防止することができる。

【００１５】図２に示すように、二次スプール２０は熱
収縮チューブ１７の外周に配設されており、永久磁石１
５側が閉塞した有底筒状に樹脂材料で成形されている。
二次コイル２１は二次スプール２０の外周に巻回されて
おり、二次コイル２０の高電圧側にさらにダミーコイル
２２が一重巻き程度に巻回されている。ダミーコイル２
２は二次コイル２１とターミナルプレート４０とを電気
的に接続している。単線ではなくダミーコイル２２で二
次コイル２１とターミナルプレート４０とを電気的に接
続することにより、二次コイル２１とターミナルプレー
ト４０との電気的接続部の表面積を大きくし、電気的接
続部への電界集中を避けている。

【００１６】一次スプール２３は二次コイル２１の外周
に配設されており、樹脂材料で成形されている。一次コ
イル２４は一次スプール２３の外周に巻回されている。
一次コイル２４へ制御信号を供給するスイッチング回路
は点火コイル１０の外部に設けられており、コネクタ３
０にインサート成形されたターミナルを介して一次コイ
ル２４と図示しないスイッチング回路とが電気的に接続
されている。

【００１７】外周コア２５は一次コイル２４のさらに外
側に装着されている。外周コア２５は、薄い珪素鋼板を
筒状に巻回し巻回開始端と巻回終了端とを接続していな
いので軸方向に隙間を形成している。外周コア２５は永
久磁石１４の外周位置から石１５の外周位置にわたる軸
方向長さを有する。

【００１８】高圧ターミナル４１はハウジング１１の下
方にインサート成形されている。ターミナルプレート４
０の中央部は高圧ターミナル４１を挿入する方向に折り
曲げられた爪部を構成している。この爪部に高圧ターミ
ナル４１の先端が挿入することにより、高圧ターミナル
４１はターミナルプレート４０と電気的に接続してい
る。ダミーコイル２２の高電圧端の線材は、フュージン
グまたははんだ付け等でターミナルプレート４０に電気
的に接続されている。スプリング４２は高圧ターミナル
４１と電気的に接続するとともにプラグホールに点火コ
イル１０を挿入した際に点火プラグと電気的に接続す
る。ハウジング１１の高電圧側開口端にゴムからなるプ
ラグキャップ４３が装着されており、このプラグキャッ
プ４３に点火プラグを挿入する。スイッチング回路から
一次コイル２４に制御信号を供給すると二次コイル２１
に高電圧が発生し、この高電圧がダミーコイル２２、タ
ーミナルプレート４０、高圧ターミナル４１、スプリン
グ４２を介して点火プラグに印加される。

【００１９】次に、中心コア部１２の外径と永久磁石１
４、１５の外径との関係について図４を用いて詳細に説
明する。図４は、中心コア部１２と永久磁石１５の接続
部分を拡大した図である。コア本体１３の外径Ｄ₁は、
永久磁石１５の外径Ｄ₂よりも大きくなるように形成さ
れている。永久磁石１５の外径Ｄ₂は、以下の条件を満
たすように設定される。

【００２０】図４に示すように、永久磁石１５を中心コ
ア部１２に組付けたとき、コア本体１３の径方向Ｘに対
し、コア本体１３の角部１３ａと永久磁石１５の角部１
５ａとを結ぶ直線Ａがなす角度をθとすると、４５°≦
θ≦９０°となることが望ましい。つまり、コア本体１
３の外周面１３ｂから永久磁石１５の外周面１５ｂまで
の距離をｄ、永久磁石１５の軸方向の長さをｔとする
と、ｄ≦ｔであればよい。

【００２１】また、発生する電圧を高めるという永久磁
石１５の機能を発現可能であればθ＜４５°であっても
問題ないが、θが小さくなりすぎるとコア本体１３の角
部１３ａで熱収縮チューブ１７を損傷させる可能性があ
る。一方、９０°＜θになると、図６に示すようにコア
本体１３から永久磁石１５が突出し、凸部８２が形成さ
れた状態となり好ましくない。

【００２２】本実施例では、図１に示すようにコア本体
１３の外径は永久磁石１５の外径よりも大きくなるよう
に形成されているので、コア本体１３と永久磁石１５と
を同軸に組付けた場合、永久磁石１５の周方向外側に凹
部８１が形成され、コア本体１３の外周面１３ｂから永
久磁石１５が突出することはない。また、コア本体１３
と永久磁石１５とを同軸上に組付けることができない場
合でも、図５に示す程度のずれであれば永久磁石１５は
コア本体１３から突出することがないため、永久磁石１
５をコア本体１３の外径内に容易に配設することができ
る。さらに、熱収縮チューブ１７は収縮時の変形が防止
され、熱収縮チューブ１７の端部が永久磁石１５の端面
から剥離すること防止できるため、中心コア部１２を所
定の形状に保つことができる。したがって、所定の位置
に中心コア部１２を組付けることができ、かつ熱収縮チ
ューブ１７の損傷を防止することができる。また、中心
コア部１２に凸部が形成されないため、二次スプール２
０内で中心コア部１２が傾くことを防止でき、一次スプ
ール２３、二次スプール２０および中心コア部１２の同
軸度を容易に確保することができる。これにより、二次
コイル２０に発生する電圧が低下することを防止し点火
プラグに所望の高電圧を印加することができる。

【００２３】本実施例では、中心コア部１２に凸部が形
成されないので、収縮時にコア本体１３と永久磁石１５
との接合部近傍において熱収縮チューブ１７が損傷する
ことを防止できる。また、本実施例では中心コア部１２
の外周側面、ならびに永久磁石１４、１５の端部角部を
熱収縮チューブ１７で覆うことにより、中心コア部１２
の外周側面、ならびに永久磁石１４、１５の端部角部と
二次スプール２０やエポキシ樹脂２６とが直接接するこ
とを防止している。さらに、温度変化に伴い膨張率の異
なる中心コア部１２と二次スプール２０やエポキシ樹脂
２６とが膨張および収縮を繰り返しても、熱収縮チュー
ブ１７が弾性変形することにより膨張率の差を吸収する
ことができる。したがって、中心コア部１２の外周側面
の周囲、ならびに特にクラックの発生し易い中心コア部
１２の両端角部付近の二次スプール２０やエポキシ樹脂
２６にクラックが発生することを防止するので、高電圧
部と中心コア部１２との間で放電することを防止でき
る。これにより、点火プラグに所望の高電圧を印加する
ことができる。

【００２４】さらに、本実施例では中心コア部１２を構
成するコア本体１３と永久磁石１５とを同軸に組付ける
ことができない場合でも、図５に示すような程度のずれ
までは容認できる。したがって、例えば中心コア部１２
の内径を有する筒状のガイド部材などを使用することに
より、コア本体１３と永久磁石１５との組付けを自動化
することが可能である。

【００２５】本実施例では、コア本体１３の両端に永久
磁石１４、１５を配設したが、コア本体１３の一端にだ
け永久磁石を配設してもよい。また、永久磁石ではな
く、硬質のゴムなどで形成された緩衝部材をコア本体１
３の一端または両端に配設することにより、膨張率の差
によってコア本体１３の軸方向に作用する力がコア本体
１３の透磁率が低下させる磁歪の発生を防止するように
してもよい。あるいは、永久磁石と緩衝部材を積層した
積層部材、または永久磁石の端部に緩衝部材をそれぞれ
独立の部材として配設してもよい。この場合、緩衝部材
の外径を永久磁石の外径よりも小さく設定することで上
記と同様に弾性緩衝部材の損傷、クラックの発生、磁歪
の発生を防止する効果を得ることができる構造とするこ
とが可能である。

【００２６】また、本実施例では弾性緩衝部材として熱
収縮チューブを適用したが、熱収縮チューブ以外でもエ
ラストマー樹脂やゴムなどの弾性部材であれば適用可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による点火プラグを示す図２の
Ｉ部分を拡大した断面図である。

【図２】本発明の実施例による点火プラグを示す断面図
である。

【図３】本発明の実施例による点火プラグの中心コア部
と熱収縮チューブを示す断面図である。

【図４】本発明の実施例による点火プラグのコア本体
と、永久磁石の位置関係を示す説明図である。

【図５】本発明の実施例による点火プラグを示す断面図
である。

【図６】従来の点火プラグを示す断面図である。

【符号の説明】

１０点火プラグ１１ハウジング１２中心コア部１３コア本体１４、１５永久磁石１７熱収縮チューブ（弾性緩衝部材）２０二次コイル２１二次スプール２３一次スプール２４一次コイル２６エポキシ樹脂（樹脂絶縁材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大須賀一豊愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者川井一秀愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 3G019 KA23 KC02 KC04 KC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の点火装置に印加する高電圧を
発生する内燃機関用点火コイルであって、棒状のコア本体、ならびに前記コア本体の軸方向両端の
少なくともいずれか一方に配設された永久磁石または緩
衝部材を有する中心コア部と、前記中心コア部の外周に配設された一次スプールおよび
二次スプールと、前記一次スプールに巻回された一次コイル、および前記
二次スプールに巻回された二次コイルと、前記点火コイル内に充填された樹脂絶縁材とを備え、前記コア本体の外径は、前記永久磁石または前記緩衝部
材の外径よりも大きくなるように形成されていることを
特徴とする内燃機関用点火コイル。
【請求項２】前記中心コア部は、前記コア本体から前
記中心コア部の軸方向両端部の角部近傍まで弾性緩衝部
材で覆われていることを特徴とする請求項１記載の内燃
機関用点火コイル。
【請求項３】前記弾性緩衝部材は、加熱することによ
り収縮する熱収縮チューブであり、前記熱収縮チューブ
の収縮温度は前記熱収縮チューブが使用される使用環境
温度よりも高い温度であることを特徴とする請求項２記
載の内燃機関用点火コイル。
【請求項４】前記熱収縮チューブの収縮温度は、１５
０℃以上であることを特徴とする請求項３記載の内燃機
関用点火コイル。