JP2001115938A - ペンシル型点火コイル組立体モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 限られた空間内に設置可能な、点火コイルと
しての性能要件及び耐久性やコスト要件を満たす点火コ
イル組立体モジュールの提供。 【解決手段】 点火コイル組立体モジュール40は、点火
プラグに対して係合解除が可能である。モジュール構成
要素は中心強磁性体コア46の周りに一連の円柱層状に配
置され、内側から外側に、a）二次ボビン48、b）二次コ
イル58、c）二次封入材194、d）一次ボビン50、e）一次
コイル56、f）周囲シールド42の内側壁181、g）積層体
組立体52、及びh）周囲シールド42の外側壁180、からな
る。一次ボビンは二次コイル封入材のための液体容器を
形成する。端子100は、二次電流を、二次コイルから点
火プラグ80に接続する端子118に流すため一次ボビンの
横断壁71を通過する。その２つの端子は、外力に対して
それらの係合を維持する機械的ロック結合により、連結
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本特許出願に開示された内容の一部は、同
じ発明者の、名称が“ PENCIL IGNITION COIL ASSEMBLY
MODULE ENVIRONMENTAL SHIELD”である1999年9月8日出
願の米国特許出願09/391,565号及び、名称が“ MECHANI
CAL LOCKING CONNECTION FOR ELECTRIC TERMINALS”で
ある1999年9月8日出願の米国特許出願09/391,571号のも
のである。

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、概略的には内燃機
関の火花点火システムに関し、より具体的には、エンジ
ンに設置された点火プラグと直接電気的に組み合わされ
てエンジンに直接取り付けられるペンシル型点火コイル
組立体モジュールに関する。

【０００３】

【従来の技術】公知の内燃機関は、エンジン・ブロック
に取り付けられるエンジン・シリンダー・ヘッドにより
一端が閉塞された個々のシリンダーを含むシリンダー・
ブロックを有する。火花点火式エンジンにおいては、シ
リンダー・ヘッドはネジ山を有する点火プラグ孔を有
し、点火プラグ孔の各々は各気筒に開口している。各点
火プラグは、各孔を閉塞する様に、上記各開口部にねじ
込まれる。各気筒の外部において、各点火プラグは、火
花点火システムの二次側の端子と電気的な結合が可能な
中心電気端子を有する。

【０００４】既知の点火システムには、コイル・オン・
プラグ（coil-on-plug）型点火コイル組立体と呼ばれる
ものがある。その様な各組立体はそれぞれ、一次コイル
巻線と二次コイル巻線の両方を有する。エンジン動作サ
イクル中の適切な時点で、ある特定の点火プラグを発火
するために、各点火コイル組立体の一次側を流れる電流
は、各エンジン気筒の燃焼室空間に配置された点火プラ
グの電極間に火花を点火するのに充分高い二次コイル電
圧を誘導するために遮断され、エンジンに動力を与える
ために可燃性の燃料空気混合気を点火する。

【０００５】コイル・オン・プラグ型点火コイルは、米
国特許4,514,712号、5,128,646号、5,590,637号及び5,8
70,012号そして英国特許出願2,199,193A号に見ることが
出来る。その様なコイルの共通の特徴は、一次と二次の
コイルの一方が他方の内側に配置され、点火プラグ電極
の軸と一致する共通軸と同軸上になっていることであ
る。コイルがボビンに巻き付けられ、また密封されてい
る場合がある。米国特許5,128,646号及び5,870,012号そ
して英国特許出願2,199,193A号には、一次コイルが二次
コイルの内側に巻かれたものが開示され、他の２つはそ
の逆のものを開示している。点火プラグ端子までの二次
コイルの電気回路設置について、種々の配置が開示され
ている。

【０００６】ある種のエンジンにおいて、ネジ山の切ら
れた点火プラグ取付孔が、シリンダー・ヘッドの外表面
から内側に延びるボアつまり穴の底にあることがある。
種々の理由のために、その様なボアは比較的細長いもの
となり得る。その様なボアに対しては、ペンシル型点火
コイル組立体モジュールが特に適している。米国特許第
5,870,012号には、点火プラグ取付孔に至るボアの長さ
範囲の大部分に挿入される、比較的細長い点火コイル組
立体の一例が、開示されている。その上端部において、
点火コイル組立体はボアの外部に配置されたコネクタを
持つとともに、点火システムに一次コイルを接続する電
気端子を持つ。ペンシル型点火コイルの利点は、二次コ
イル全体がモジュール内に収容され、ほとんどの部分が
ボア内に隔離されるので、エンジンに組込まれた際に信
号源からそれに至る配線が移送する必要があるのは一次
コイル電流のみである、ということである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】適切な点火システムの
性能のために、点火コイル組立体の一次及び二次コイル
は、充分に高い二次電圧を点火プラグに確実に分配する
大きさに設定されねばならない。一次及び二次コイルは
通常、点火コイルが置かれる過酷な周囲環境と生成され
る電圧に対する保護を行うのに適した物理的特性を持つ
べきそれぞれの封入部に入れられるのが一般的である。
エンジンの設計によりペンシル型点火コイルに生じ得る
寸法的な制約故に、限られた空間において指定の性能基
準を満たす能力を持つ点火コイルは、エンジン・メーカ
ーにとって価値あるものになると考えられる。

【０００８】本発明は、限られた空間の制約内で、指定
の性能基準を満たすのに充分適すると思われる構成と要
素の配置を持つ、ペンシル型点火コイル組立体モジュー
ルに関する。さらに、本発明によるモジュールは、信頼
性がありコスト的に有利な大量生産に充分に適してお
り、それで、自動車用内燃機関への使用に特にふさわし
いと思われる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の概略的な観点の
一つは、仮想中心線を持つ点火コイル組立体モジュール
であって、磁性体コアと、二次コイルと、内部に上記磁
性体コアが配置される中空内部及び上記二次コイルが配
置される外面を形成する円筒壁を有する二次ボビンと、
一次コイルと、内部に、上記二次コイルと上記コアを含
む上記二次ボビンが配置される中空内部を規定するとと
もに、上記一次巻線が配置される外面を有する円筒壁を
有する、一次ボビンと、を有し、 上記一次ボビンがさ
らに、上記一次ボビンの中空内部を横切って上記中心線
を横断して配置され、電気端子が通過するとともに該端
子を収容する横断壁を有し、上記電気端子が、上記一次
ボビンの中空内部にて上記二次コイルの端子に対する電
気接続を持ち、上記二次コイルから点火プラグの端子に
電流を流す作用をする、点火コイル組立体モジュールに
関する。

【００１０】別の概略的な観点は、仮想中心線を持つ、
点火プラグ用点火コイル組立体モジュールであって、二
次コイルと、該二次コイルの一端に接続される第１の電
気端子を有する二次ボビンと、一次巻線を保持し、内部
に二次コイルを含む二次ボビンが配置される内部空間を
規定するチューブ壁を有するともに、さらに、上記チュ
ーブ壁により規定される中空内部を横切って上記中心線
を横断するように配置される横断壁を有する一次ボビン
と、上記横断壁を通過するとともに、該横断壁の上側の
位置で上記第１電気端子と接続される第２電気端子と、
上記横断壁の下側で上記第２電気端子に取り付けられる
上端部と、エンジンの点火プラグの端子との反復的係合
解除が可能になされた下端部と、を有する第３電気端子
と、を有する点火コイル組立体モジュールに関する。

【００１１】別の概略的な観点は、二次コイルが配置さ
れる外面と、二次コイルの一端部が接続される電気端子
とを有する円柱壁を含む二次ボビンを設ける工程と、中
空内面を規定するとともに、一次コイルが配置される外
面を持つ円筒壁を有し、上記モジュールの仮想中心線を
横断して配置され、上記一次ボビンの円柱側壁とともに
液体容器を形成し、かつ上記一次ボビンの中空内部に上
記二次コイルの一端との電気的接続を有し、そして該二
次コイルから点火プラグの一端部に二次電流を導通させ
る作用をする上記電気端子が、通過及び収容される横断
壁を更に有する一次ボビンを備える工程と、上記二次ボ
ビン及びコイルを、上記一次ボビンの中空内面において
上記二次ボビンの電気端子と上記一次ボビンの横断壁に
収容された電気端子との間で電気的接続を達成するよう
配置する工程と、上記液体容器中に、上記二次コイルを
封入するために液体を注入する工程と、を有する点火コ
イル組立体モジュールの製造方法に関する。

【００１２】更なる観点は、更なる観点は詳細な説明、
特許請求の範囲及び添付の図面において明らかとなろ
う。

【００１３】本発明の好ましい実施形態と、本発明の実
施のために現在意図されるものの最良の態様を例示する
ために、簡単に後述される図面が、ここに組込まれてい
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１及び２６は、本発明の基本原
理を具現化したペンシル型点火コイル組立体モジュール
40の一例における、概略的な構成と要素配置を示す。モ
ジュール40は仮想中心線ＣＬを持ち、そして、中心線Ｃ
Ｌに沿うモジュールの構成部品のあるものの向きを、以
下に詳述する都合上、基端方向及び末端方向と述べるこ
とになる。図１は、周囲シールド42、コネクター組立体
44、強磁性重畳積層コア46、二次ボビン48、一次ボビン
50、幾つかの電気端子54, 61, 67, 69, 118、一次コイ
ル56、二次コイル58及び強磁性体積層組立体すなわちシ
ェル52を含む幾つかのモジュール構成要素を示す。図２
６は上述の構成要素を示し、少なくとも図１に見られな
い追加の構成要素として、特にもう一つの電気端子100
が示されている。

【００１５】一次コイル56は一次ボビン50の周りに配置
され、二次コイル58は二次ボビン48の周りに配置されて
いる。二次ボビン48は、一次ボビン50の中空内部に配置
され、コア46が二次ボビン48の中空内部に配置されてい
る。コア46は、略円筒形状を形成する個々の強磁性積層
体のスタックからなる。二次ボビン48の詳細が図８乃至
１３に開示され、一次ボビン50のものは図２乃至７に開
示されている。積層組立体52は、対面状態に配置され、
周方向の不連続部となる隙間53を持つチューブ形状に巻
かれた強磁性積層体からなる。

【００１６】図２６は、図示されたもののような複数の
シリンダー74を有するエンジンのシリンダー・ヘッド72
を示し、気筒のうち一つを例示したものである。ヘッド
72は、ボアすなわち穿孔78の底にねじ切られた点火プラ
グ孔76を有する。点火プラグ80が、ギャップ付電極82,8
4をシリンダー74内に配置するために、孔76内にねじ込
まれる。点火プラグ80の中心電気端子86は、穿孔78内で
シリンダー74の外側に残る。モジュール40は点火プラグ
80に取り付き、端子118の末端部が端子86と係合する。
後でより完全な説明がなされる様に、これは二次コイル
58の一方の端子を端子86に接続しそれにより電極82,84
のうちの一方に接続するものである。電極82,84の他方
は、点火プラグ80のヘッド72への固定により接地され
る。両方のボビンの中心線と一致するモジュールの中心
線ＣＬは、孔76及び穿孔78の中心線と一致する。

【００１７】端子54は、二次ボビン48の末端部において
中心に形成されたソケット85内に配置されている。二次
コイル58を形成する配線の一端は、端子54との電気的接
続を持つ。二次ボビン48の軸方向の反対側の端部におい
て、二次コイル58を形成する配線の反対側の端部が、中
心線ＣＬからオフセットした位置でほぼ四角形のソケッ
ト60内に配置される電気端子61との、電気的接続を持つ
（図１を参照）。

【００１８】一次ボビン50の軸方向中間部分は、そこに
一次コイル56が配置される環状円筒チューブ壁62を有す
る。その末端部において、ボビン50は、チューブ状の壁
である端子シールド64を有し、そしてその基端部におい
て、チューブ状壁62の中空内面に開放する、中空でほぼ
四角形の壁であるボウル66を有する。ソケット60と同様
の形状である各ソケット68,70が、ボウル66の対向する
側壁の外側に配置され、そして、一次コイル56を形成す
る配線の両端部は、各ソケット68,70内に配置された各
電気端子67,69との電気的接続を持つ。端子100が一次ボ
ビン50の横断壁71内に収容されている（図７及び２６を
参照）。壁71は、ボビン50において、シールド64の基端
部と壁62の末端部との接続部近くに位置している。壁71
の基端側において、端子100の基端部が端子54と係合す
る。壁71の末端側に対し、端子118が端子100の基端部に
組付けられ、そこでそれら２つがシールド64により周囲
から取囲まれている。

【００１９】各コイル56,58は、絶縁体の薄層により覆
われ導電性のコアを有する既知の配線からそれぞれ製造
される。各コイル56,58は、既知のコイル巻付け装置及
び方法を用いて、ボビン50,48にそれぞれ配線を巻き付
けたものである。一次コイル56を巻く方法は、ソケット
68,70を通して一次コイル配線の端部領域を引っ張る工
程を含んでおり、具体的には、各配線領域が張力下で各
ソケットを跨る様に、対向するソケット壁内のスロット
88（図４、５及び７を参照）を通してそれらを引っ張る
工程を含む。各ソケット68,70に隣接して、ボビン50
は、ソケットから離れた後の配線がそれぞれ巻き付けら
れる端部処理用ポスト90をそれぞれ有する。各ポスト90
回りの各ワイヤ端部の末端処理が、ソケットの底より上
の位置において各ソケットの内面に亘って、確実に配線
に張力がかかった状態とする。それから端子67,69が、
処理中に配線端部領域の電気的接続を実現しまた確実に
するため、各ソケット68,70内部に挿入される。その
後、各配線は各ソケットと各端末処理用ポストとの間の
位置で切断され、端部処理用ポストはボビンから切断さ
れ、そして切断部分が廃棄される。

【００２０】二次ボビン48もまた、ソケット60,85の近
傍に端部処理用ポスト90を有する。二次コイル58のワイ
ヤ端部領域は、端部処理される配線端部及び最終的に切
断され廃棄される端部処理用ポストとともに一次ボビン
のソケット及び一次コイルの配線端部領域について上述
したものとある程度類似した態様で、ソケット60,58
に、そして配線端部領域に対応する端子61,54に対応し
ている。

【００２１】端子54,61,67,69は絶縁変位型端子（絶縁
変位コネクター（insulation displacement connector
略してＩＤＣ）と呼ばれることもある）である。二次コ
イル・ワイヤの各端部領域と接続されるＩＤＣの各々
は、各ソケットの開放端に押し込まれるときに僅かに変
化する形状を持つ。それによりＩＤＣはソケット内でく
さび型となる。それは、ソケットに完全に挿入される
と、ＩＤＣはソケットの底壁に対して二次コイルを固定
する。二次コイル配線を固定する部分は、配線のむき出
しの金属導体との電気接触を効果的なものにする様に、
配線の外側絶縁層を通して切られたセレーションを有す
る。

【００２２】一次コイル配線は二次のものより大径であ
る。一次コイル用のＩＤＣは、若干異なる。一次コイル
配線領域は、ソケットの最下部より上の領域においては
ソケットに亘って張力のかかった状態に維持されてい
る。ＩＤＣは、ＩＤＣがソケットに挿入されるときに、
維持されていた一次配線領域の側面に入り込む精密スロ
ットを持つ。スロット縁部は、下側の金属導体と電気的
接続を確立する様に、外部絶縁層が切除されたものであ
る。

【００２３】図１４乃至１８は、コネクター組立体44が
２つの独立した導体93,94を保持する不導体の本体92を
有するのを示す。導体93は２つの電気端子95,96を有
し、導体94が電気端子97を有する。端子95,96,97はソケ
ット60,68,70の端子と幾何学的に一致する様に配置され
ている。各端子95,96,97は、下方向に開くノッチ99を有
する羽根型端子である。

【００２４】導体93はさらに端子98を有し、導体94は追
加の端子91を有しており、それらは平行に、そして端子
95,96,97に対して横方向に離間して配置されている。後
者の３つの端子は、中心線ＣＬと平行な方向を向いてい
るのに対し、端子98,91は中心線ＣＬを横切る方向を向
いている。端子98,91の露出部は、絶縁体本体92の包囲
部160により閉塞され、それにより、モジュール40を点
火プラグ80を点火するための信号源と接続するために対
応するコネクター（図２８参照）が取り付けられ得る電
気コネクター162を形成する。図２８は、後述するが、
電気回路結合を概略的に図示したものである。

【００２５】コネクター本体92は、ボビン50の基端部を
ソケット68,70を超えてまたぐブリッジ164（図１参照）
を有する。ブリッジ164の対向する両端部は、それぞれ
非円形開口168を持つタブ166を有する。コネクター組立
体44とボビンの上端部との適切な配列により、そして中
心線ＣＬに沿うボビンに向けた上方への適切な押込みに
より、コネクター組立体44がボビン48,50に取り付けら
れる際に、タブ166はブリッジ164を僅かに変形させなが
ら、ソケット68,70の外壁上の受部170を乗り越える。取
付が完了すると、開口168は受部170に噛合い、変形した
ブリッジ164には応力がなくなり、受部170は開口168に
引っ掛かり、それで、コネクター組立体44が一次ボビン
50に固定される。コネクター本体92はさらに、二次ボビ
ン48の開放端部に係合するとともに二次ボビンの内部に
実質的にコア46の上端部に突出するコア位置決め部172
を有しており、それで、コアが所定の位置に保持され
る。

【００２６】コネクター組立体44がボビン48,50に取り
付けられた際に、端子95は二次端子61に係合し、また端
子96,97はそれぞれ一次端子69,67と係合する。このよう
にして、導体93は端子98と共通に、両コイルの端部にそ
れぞれ配置され、導体94は端子91と共通に、一次コイル
56の他端部に配置される。

【００２７】一次ボビン50は、適切なポリマー（プラス
チック）材料の成形により製造され、その製造工程の間
に、横断壁71が端子100の周囲に形成される。端子100は
機械加工された金属部品である。それは、その周囲に、
一次ボビンの横断壁と端子シールド64によって周囲を取
囲まれた下端部とが成形された中間部を有する。端子10
0の下端部は突出した円錐台型先導部102を有し、先導部
102の上側に環状円筒溝104を有する。溝部104は、末端
側を末端肩部108により、基端側を基端肩部110により規
定された内部環状円筒面106を有する。各肩部は、中心
線CLと直交する。横断壁71中の、貫通孔とも言える部分
を閉塞する部分において、端子100は環状フランジ114,1
16を軸方向に分離する環状溝112を有し、ボビンの材料
が、それら２つの部品を密封状態に一体化するための成
形過程中にこれら部位の周りに成形される。

【００２８】図２０乃至２５は、電気端子118の詳細を
示す。端子118は、開放末端部120からなる末端部及び、
開放基端部122からなる基端部とを持つ円筒壁チューブ
からなり、図示のように僅かに案内部を有する。チュー
ブは導体金属条片から、ロール・フォーミング法により
製造される。丸められた材料の縁部が出会う部分である
分割線124は、突き合わされるかあるいはそれらの間に
小さな隙間を残し、開放端120,122の間で軸方向に延び
る。端子118の端子100への接続は、後者の先導部102に
対してチューブ状端子118の開放基端122を軸方向に配列
し、２つの端子を同時に前進させることにより、達成さ
れる。

【００２９】チューブ壁は、２つの端子100,118が互い
に接続されたときに端子100の先導部102を補完するとと
もにそれと直接対向する第１形状部126を有する。形状
部126は、チューブ壁の窪んだ円錐台形状を有する。形
状部126の基端側においてチューブ壁は、チューブ壁の
公称円筒断面134から半径方向内側に向けて突出し、互
いに対向する２つのブリッジ130,132を有する第２形状
部128を持つ。各ブリッジはそれぞれ、それの対向端部
が湾曲部138を介して領域134に繋がる中央領域136を有
する。それら２つの中央領域136は、互いに所定の公称
離間距離をおいて実質的に平行に配置されている。

【００３０】その公称離間距離は、２つの端子100,118
が接続されるときに、領域136の基端側縁部140が先導部
102に対して干渉する状態に配置されることになる様
に、端子100の先導部102の凸面を横切る直径と等しい。
端子100の端子118との接続状態への前進の継続により、
先導部102に弾性ブリッジ130,132の径方向外方への曲げ
が引き起こされることになり、それらの間を案内部が通
過する際にそれらを離れる方向に拡張させる様に、ブリ
ッジ130,132は弾性的に変形可能である。端子100,118の
互いの接続は、溝部104が、拡張離間したブリッジとの
嵌合がなされた時に完了する。肩部108,110の間隔とし
て測定される溝部104の軸方向寸法は、ブリッジの軸方
向寸法よりも僅かに広く、ブリッジに対し拡張離間状態
から応力のない状態にして溝部への嵌入を可能にする。
内面106の直径は領域136間の公称間隔よりも大きいの
で、その領域136が面106に対して圧接することになり、
端子間での電気的接触を奏する。同時に、ブリッジ130,
132の末端部142が溝部104の末端側肩部108に干渉し、そ
れにより、接続端子を外す方向の軸力により端子の接続
が解除されるのを阻止する。

【００３１】端子シールド64が端子100を保護している
ため、そしてこの種の部品の比較的小さい寸法特性のた
めに、はんだ付けや溶着の様な方法により２つの端子10
0,118を接合するために工具を入れることは、かなり困
難である。上記のような方法に頼らない、本発明におけ
る接続は、２つの端子が、点火コイル中の２次電流の一
般的な特徴である大きな電流を効果的に流すのに充分な
表面接触面積をもって互いに接続されること、及びそれ
らの係合を解除しようとする軸力にさらされた場合であ
ってもそれらの接続を維持すること、を可能する。その
取り付けはまた、先導部102が段下げ形状部126の部分に
本質的に位置するので、半径方向の外力に対しても耐え
る。

【００３２】形状部126の末端側では、端子118は本質的
にチューブ状壁からなる。その壁は、互いに直径方向に
対向しそれぞれが半径方向内側に突出する半球状の湾曲
ディンプル148を有する。端子118を含む点火コイル組立
体モジュール40がエンジンに組付けられたときに、端子
118の開放末端部は点火プラグ端子86の露出端部に係合
する。ディンプル148は、端子86が端子118に挿入される
ときに端子86と接触するのに充分内側に突出しており、
チューブ状の端子壁の僅かな周方向の拡張を引き起こ
す。点火プラグ端子86は外部の周りに溝部146を有す
る。ディンプル148が溝部146に到達したときに、端子11
8の拡張されたチューブ壁が僅かに元の形状に戻り、付
勢した状態でディンプル148を溝部146内に収容して点火
プラグとの電気的接続を行う様に、ディンプル148が中
心線ＣＬに沿って端子118内に配置される。換言すれ
ば、モジュール端子118の構造は点火プラグ端子86との
関係で、モジュール40がエンジンに組付けられ点火プラ
グ端子が端子118に入る時に、ディンプル148による点火
プラグ端子の係合が、端子118のチューブ状の末端部
を、点火プラグ端子が端子118の末端部に対しより完全
に入り得る様に、径方向に拡張させる様なものである。
点火プラグの溝部がディンプルに位置決めされると、チ
ューブ状壁は僅かに元の形状に戻り、ディンプルに点火
プラグの溝部を強く保持し電気的接続を確立させる。点
火プラグの溝部146は、溝部106と異なり、モジュール40
と点火プラグ80との間の接続と分離との繰返しを可能と
する丸められた肩部を有する。点火プラグ80への工具の
アクセスが必要な際はいつでも、モジュール40はボア78
からの抜き取りが可能であり、端子118の点火プラグ端
子86から係合を解除させる一方、端子100と端子118は互
いの強固な連結が維持される。ディンプル148を含む端
子118のチューブ状壁はまた、周囲に二対の弓状の貫通
スロット149も有し、各対のうち一方は各ディンプルに
対して基端側、各組のうちの他方はディンプルに対して
末端側にある。

【００３３】周囲シールド42はモジュール40の筐体を形
成する。それは、係合したワイヤー・ハーネス・コネク
ターがモジュール40に接続され得る様に、電気コネクタ
ー162を除く全てのコネクター組立体44を取囲む。シー
ルド42の一部は、コネクター組立体44と一次及び二次ボ
ビン50,48との間のモジュールの基端部で開放すること
になる空間を覆う閉止部179を形成する。周囲シールド4
2が製造される前に、積層組立体52が一次ボビン50及び
コイル56の上に配置される。コイル56は、積層体組立体
52に対し、その周囲全体に亘って径方向のクリアランス
を有する。シールド42は、一次ボビン壁62の外側の積層
組立体52を包囲する様に閉止部179から末端側に延びる
開口のない外側チューブ壁180を有し、隙間53を含む積
層組立体の種々のスロット及びノッチを覆う。シールド
42はさらに、積層組立体52とコイル56との間の環状クリ
アランス空間を満たし、それにより、一次ボビン上の一
次コイルを包囲する様に、閉止部179から下側に延びる
内側チューブ壁181を有する。外壁180はまだ更に、端子
シールド64を取囲むだけでなく、モジュール40がエンジ
ンに取り付けられた際に点火プラグ80に係合するための
ブーツ182を形成する様に、一次ボビン50を超えて末端
側に延びる開放末端部のところまで延びている。

【００３４】図１は、ブーツ182が、外側に沿って長手
方向に延びる幾つかのフィン184と共に、幾分テーパー
状とされたチューブ形状を持つのを示している。ブーツ
182はモジュール40をエンジンに取り付ける過程で、点
火プラグ上に嵌合するのに充分な軸方向強度を持つ一方
で、適切な嵌合を保証するため多少の柔軟性も有する。
モジュール40が取り付けられるときに、フィン184がボ
ア内壁に対して擦られることになるのであれば、それら
とブーツが変形して寸法公差内での整列度合の変化を許
容することが出来る。

【００３５】シールド42は、モジュール40がエンジンに
取り付けられた後でボアを外側周囲に対して本質的に閉
塞する様に、ボア78と協働する。その上端近傍におい
て、シールド42は、閉止部179の外側の周囲に延びると
ともに末端側に開放する環状溝188を形成する環状張出
部186を有する。シリンダー・ヘッド72上の環状リム190
はボア78の開放基端部を取囲み、そしてモジュール40が
取り付けられたときに、溝リム190が溝部188内に嵌合し
て張出部186と接触し、ブーツをシリンダー・ヘッドに
対して密封し、ボアの開放端部を閉じる。

【００３６】二次ボビン48とそれのコイル58は、一次ボ
ビン50の中空内部に配置され、そして一次ボビン50の中
空内部は、基端部が開放していることを除いて閉塞され
ているので、一次ボビン50はモジュール40の製造過程中
に二次コイル封入材194を保持する液体容器として機能
することが出来る。二次ボビン48とコイル58は、二次封
入材194が注入される前に、一次ボビン50の中空内部に
組付けられるのが好ましい。二次ボビン48は、二次ボビ
ンの末端部を一次ボビンの開放基端部中に皿部66を通し
て挿入し、そして、二次ボビンを端子54が端子100の上
端部に係合するまで押込むことにより、一次ボビン50に
組付けられる。同時に、ソケット60が皿部の側壁の窪み
63内に位置する。エポキシ樹脂やオイルなどの適切な二
次コイル封入材194が、液体の状態で皿部66に注入さ
れ、一次ボビン50の内部に下方向に流れ、二次ボビン48
と二次コイル58を包囲する環状空間を二次コイル58が完
全に覆われるのに充分な高さまで満たすのを可能とする
のに充分な径方向のクリアランスが、二次コイル58と一
次ボビン壁62の内面との間に設けられる。充填レベル
は、皿部66内の、二次コイル配線の端部が電気端子61と
接続するところまで達すれば良い。

【００３７】続いて、周囲シールド42が、適切な構成の
型内において組立てられたボビン上にシリコン・ラバー
などの適切な材料を射出成形することにより、製造され
る。射出後、材料は硬化され、上述したような周囲シー
ルド42の最終形状を生成する。

【００３８】図２７は、重畳積層コア46である中心の強
磁性体コア周りの円柱状層の連続と見做され得るもの
に、上述のようなモジュール40の構造がなることを、示
す。その様な円柱層は、内側から外側に、二次ボビン4
8、二次コイル58、二次封入材194、一次ボビン50、一次
コイル56、一次コイル56を包囲する周囲シールド42の内
側壁181、積層組立体52、及び積層組立体52を包囲する
周囲シールド42の外側壁180である。

【００３９】一次ボビン50の、二次コイル58を封入する
封入材194の容器としての使用、また、コネクター組立
体44が一次及び二次ボビン50,48に取り付けられる部分
であるモジュール40の基端部を覆いそしてブーツ182を
形成するための、周囲シールド42の、一次コイル56の封
入材、積層組立体52の封入材、及びコネクター組立体44
の封入材としての使用は、点火コイル組立体モジュール
の小型化及び製造組立のコスト効果の面で重要な効果を
もたらし得る、新規でかつ特に有利な特徴であると考え
られる。

【００４０】図２８は、モジュール40が火花点火プラグ
80を発火させる電気的点火回路200と機能的に接続され
ている様子を示す。回路200は接地点と端子91との間に
信号源202を有する。端子98は、接地点に対して適切な
一次電位と接続されている。点火プラグ電極84は接地さ
れており、電極82は端子118,100,54を介して二次コイル
58と接続されている。

【００４１】信号源202が低インピーダンス状態にある
とき、一次電流が一次コイル56中に発生する。点火プラ
グ80を発火させるのに適切な時期に、信号源202が高イ
ンピーダンス状態に切替わる。一次コイル56中の電流は
突如遮断され、一次と二次のコイルを結合する磁場の急
減を引き起こし、それで、点火プラグ80を発火するのに
充分な二次コイル58内の二次電圧を誘起する。

【００４２】本発明の思想のあるものは、上述のように
二次コイルを封入する代わりに、その上に、例えばシリ
コン・ラバーなどの、後で硬化可能な液体材料を射出
し、その後硬化させる様にして封入することも出来る。
周囲シールドが成形されるのと同様な態様にて二次コイ
ルを封入することにより、有益な製造上の相乗効果が得
られる場合がある。

【００４３】本発明の観点のあるものは、必ずしも周囲
シールド材料が強磁性体シェルを包囲することを必要と
するものではなく、例えば、Ｅコート（Ｅ-coat）が施
されたシェルであれば包囲は不要となり得る。

【００４４】好ましい実施形態をここに図示、説明した
が、本発明は特許請求の範囲の範疇で種々の形態にて実
施され得ることが理解されよう。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、限られた空間内に設置
可能な、点火コイルとしての性能要件及び耐久性やコス
ト要件を充分に満たす点火コイル組立体モジュールを提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本原理を具現化したペンシル型点火
コイル組立体モジュールの分解斜視図である。

【図２】図１に示されたものの一構成要素としての、一
次ボビンの正面図である。

【図３】一次ボビンの左側面図である。

【図４】一次ボビンの右側面図である。

【図５】一次ボビンの上面図である。

【図６】一次ボビンの底面図である。

【図７】図２における7-7線矢視断面図である。

【図８】図１に示されたものの一構成要素としての、二
次ボビンの正面図である。

【図９】二次ボビンの左側面図である。

【図１０】二次ボビンの後面図である。

【図１１】二次ボビンの上面図である。

【図１２】二次ボビンの底面図である。

【図１３】図１１における13-13線矢視断面図である。

【図１４】図１に示されたモジュールの他の構成要素と
しての、コネクターの後面図である。

【図１５】図１４において矢印15の方向から見た側面図
である。

【図１６】図１において矢印16の方向から見た上面図で
ある。

【図１７】図示のため一部を切り欠いた状態のコネクタ
ーの底面図である。

【図１８】図１６において18-18線矢視断面図である。

【図１９】図１に示されたモジュールの他の構成要素と
しての、積層組立体の左側面図である。

【図２０】図１に示されたモジュールの他の構成要素と
しての、点火端子の正面図である。

【図２１】図２０に示された端子の左側面図である。

【図２２】図２１に示された端子の底面図である。

【図２３】図２１において線23-23に沿った矢視断面図
である。

【図２４】ある方向から見た点火端子の斜視図である。

【図２５】別の方向から見た点火端子の斜視図である。

【図２６】組付けられたペンシル点火コイル組立体モジ
ュールを示す、エンジンの一部の縦断面図である。

【図２７】図２６の円27内の拡大図である。

【図２８】ペンシル点火コイル組立体モジュールの電気
回路の概略図である。

【符号の説明】 40 点火コイル組立体モジュール 46 強磁性体重畳積層コア 48 二次ボビン 50 一次ボビン 56 一次コイル 58 二次コイル 71 横断壁 100 電気端子 104 溝部 108,110 肩部 118 電気端子 126 第１形状部 130,132 ブリッジ ＣＬ 仮想中心線

フロントページの続き (72)発明者 トッド クリストファー セクストン アメリカ合衆国 ミシガン州 48114，ブ ライトン キャンモア コート 6604 (72)発明者 ウィリアム ダグラス ウォーカー アメリカ合衆国 ミシガン州 48176，セ イリーン グレンブルック コート 415

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仮想中心線を持つ点火コイル組立体モジ
   ュールであって、 磁性体コアと、 二次コイルと、 内部に上記磁性体コアが配置される中空内部及び上記二
   次コイルが配置される外面を形成する円筒壁を有する二
   次ボビンと、 一次コイルと、 内部に、上記二次コイルと上記コアを含む上記二次ボビ
   ンが配置される中空内部を規定するとともに、上記一次
   巻線が配置される外面を構成する円筒壁を有する、一次
   ボビンと、 を有し、 上記一次ボビンはさらに、上記一次ボビンの中空内部を
   横切って上記中心線を横断して配置され、電気端子が通
   過するとともに該端子を収容する横断壁を有し、 上記電気端子は、上記一次ボビンの中空内部にて上記二
   次コイルの端子に対する電気接続を持ち、上記二次コイ
   ルから点火プラグの端子に電流を流す作用をする、 点火コイル組立体モジュール。
2. 【請求項２】 上記横断壁の末端側の位置で上記一次ボ
   ビンの横断壁内に収容される上記電気端子への取付部を
   持つ別の電気端子を有し、 該別の電気端子はチューブを有し、 上記横断壁内に収容される上記電気端子は、先導部及
   び、該先導部の基端側にあり、基端側が基端側肩部によ
   り末端側が末端側肩部により規定された内部円筒面を有
   する円筒状溝を持ち、 上記横断壁内に収容される電気端子は、上記チューブの
   基端部内に受入れられる末端部を有し、 上記チューブは、 上記一次ボビンの横断壁内に収容された上記端子の先導
   部を補完するとともに該先導部と直接対向する上記チュ
   ーブの壁の第１形状部及び、 該第１形状部より基端側にあって、上記横断壁内に収容
   される上記電気端子の溝部内に該溝部の内部円柱面と接
   触する様に、そして上記２つの電気端子がそれらの係合
   を解除する中心線に沿った外力によって分離するのを防
   止する上記溝部の末端側肩部と径方向の干渉をする様
   に、半径方向に突出する上記チューブの壁の第２形状
   部、 を有し、 上記チューブの第２形状部は、弾性的に半径方向に可撓
   性でかつ、上記２つの端子が係合される様な、上記先導
   部と上記横断壁に収容される上記端子の溝部との相対関
   係を持って配列され、 上記先導部は上記第２形状部を半径方向に弾性的に撓ま
   せ、そして上記第２形状部が上記溝部との軸方向に係合
   するのを可能とするのに有効であり、 上記軸方向の係合がなされる際に、上記第２形状部が上
   記溝部の内部円筒面と接触状態となり、また上記溝部の
   末端側肩部と干渉する状態に収まる、 請求項１に記載の点火コイル組立体モジュール。