JP2003264114A - 点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷熱サイクル寿命の長い点火コイルを提供す
ることを課題とする。 【解決手段】 点火コイルは、樹脂絶縁材と、樹脂絶縁
材中に埋設され一次被覆材により覆われた一次巻線が巻
回されてなる一次コイル部と、樹脂絶縁材中に埋設され
るとともに一次コイル部に対し同心状に配置され二次被
覆材により覆われた二次巻線が巻回されてなる二次コイ
ル部と、を備え気筒のプラグホールに挿入配置される。
樹脂絶縁材のガラス転移温度（Ｔｇ）は、１３０℃以下
である。樹脂絶縁材のヤング率は、樹脂絶縁材の温度が
Ｔｇ以上になると、小さくなる。すなわち樹脂絶縁材が
軟化する。このため、樹脂絶縁材の使用環境温度域（△
Ｔ）において、Ｔｇ〜最高温度（ＴＨ）の範囲では、樹
脂絶縁材と隣接部材との間に発生する熱応力が、樹脂絶
縁材の変形により吸収される。したがって、冷熱サイク
ル寿命が長くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は点火コイル、より詳
しくは気筒のプラグホールに挿入配置されるスティック
タイプの点火コイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】点火コイルは、低電圧側である一次コイ
ル部と高電圧側である二次コイル部とを備えている。一
次コイル部は、一次被覆材により覆われた一次巻線が巻
回され形成されている。同様に、二次コイル部は、二次
被覆材により覆われた二次巻線が巻回され形成されてい
る。また点火コイルの外殻をなすケースの内部には、樹
脂絶縁材が充填されている。

【０００３】図８に、点火コイルの二次コイル部付近の
拡大断面図を示す。なお、点火コイルは、気筒のプラグ
ホールに挿入配置されている。図に示すように、二次コ
イル部１００は、二次スプール１０１の外周面に配置さ
れている。二次コイル部１００は、二次巻線１０２が巻
回され形成されている。二次巻線１０２の外周面は、被
覆材１０３により覆われている。そして、二次コイル部
１００および二次スプール１０１は、ケース（図略）内
に充填された樹脂絶縁材１０４中に、埋設されている。
この樹脂絶縁材１０４は、各部材間の絶縁を確保し、ま
た各部材間を相対的に固定するために、ケース内に充填
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、樹脂絶縁材
１０４の物性は、ガラス転移温度を境とする比較的狭い
温度領域で著しく変化する場合がある。例えば、樹脂絶
縁材１０４の絶縁性はガラス転移温度を境に大きく変化
する。図１に、樹脂絶縁材の温度と絶縁性との関係を示
す。図中、横軸は温度を、縦軸は絶縁性を示している。
図に示すように、樹脂絶縁材の絶縁性はガラス転移温度
（以下、適宜「Ｔｇ」と称す。）を境に大きく変化す
る。すなわち、樹脂絶縁材の温度がＴｇ未満の場合、絶
縁性は良好である。しかしながら、樹脂絶縁材の温度が
Ｔｇ以上の場合、絶縁性は悪化する。

【０００５】ここで、点火コイルは気筒のプラグホール
に挿入配置されている。このため、樹脂絶縁材の温度
は、エンジンの駆動状況に影響される。すなわち、樹脂
絶縁材の温度は、エンジン停止後の一定時間経過後に最
低温度（以下、適宜「ＴＬ」と称す。）となる。また、
樹脂絶縁材の温度は、エンジン駆動後の一定時間経過後
に最高温度（以下、適宜「ＴＨ」と称す。）となる。す
なわち、樹脂絶縁材の使用環境温度域（以下、適宜「△
Ｔ」と称す。）は、ＴＬとＴＨとの間である。

【０００６】樹脂絶縁材が△Ｔ全域に亘って良好な絶縁
性を確保するためには、ＴｇをＴＨよりも高く設定すれ
ばよい。このため、従来は、ＴｇをＴＨよりも高く設定
することで、ケース内の各部材の絶縁性を確保してい
た。

【０００７】しかしながら、樹脂絶縁材のＴｇをＴＨよ
りも高く設定すると、すなわちＴｇ未満の温度域で樹脂
絶縁材１０４を使用すると、樹脂絶縁材のヤング率が比
較的大きくなってしまう。図２に樹脂絶縁材の温度とヤ
ング率との関係を示す。図中、横軸は温度を、縦軸はヤ
ング率を示している。図に示すように、樹脂絶縁材のヤ
ング率はＴｇを境に大きく変化する。すなわち、樹脂絶
縁材の温度がＴｇ未満の場合、ヤング率は大きくなる。
しかしながら、樹脂絶縁材の温度がＴｇ以上の場合、ヤ
ング率は小さくなる。このため、ＴｇをＴＨよりも高く
すると、△Ｔ全域に亘って樹脂絶縁材が硬くなる。

【０００８】ここで、点火コイルは、一定の温度幅（△
Ｔ＝ＴＨ−ＴＬ）の冷熱サイクル環境下で使用されてい
る。ところが、樹脂絶縁材と、この樹脂絶縁材に固着す
る各部材とは、それぞれ熱膨張係数が異なる。

【０００９】したがって従来は、Ｔｇが高く硬い樹脂絶
縁材１０４と、この樹脂絶縁材１０４に固着する各部材
との間に、比較的大きな熱応力が発生しやすかった。そ
して、この熱応力により、点火コイル自体の冷熱サイク
ル寿命が短くなるおそれがあった。

【００１０】本発明の点火コイルは、上記課題に鑑みて
完成されたものである。したがって本発明は、熱応力が
小さく冷熱サイクル寿命の長い点火コイルを提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】（１）上記課題を解決す
るため、本発明の点火コイルは、樹脂絶縁材と、樹脂絶
縁材中に埋設され一次被覆材により覆われた一次巻線が
巻回されてなる一次コイル部と、樹脂絶縁材中に埋設さ
れるとともに一次コイル部に対し同心状に配置され二次
被覆材により覆われた二次巻線が巻回されてなる二次コ
イル部と、を備え気筒のプラグホールに挿入配置される
点火コイルであって、樹脂絶縁材のガラス転移温度は、
１３０℃以下であることを特徴とする。

【００１２】つまり、本発明の点火コイルは、樹脂絶縁
材のＴｇを１３０℃以下にするものである。なお、樹脂
絶縁材のＴｇは熱機械分析法（ＴＭＡ法、ＪＩＳ Ｋ
７１９７）により測定する。点火コイルは、プラグホー
ルに挿入配置されている。したがって、エンジン駆動中
においては、点火コイル周辺の温度が１３０℃以上とな
る場合がある。言い換えると、ＴＨが、１３０℃以上と
なる場合がある。このため、Ｔｇを１３０℃以下に設定
すると、Ｔｇ≦ＴＨとなり樹脂絶縁材がＴｇ以上の温度
で使用される場合が発生する。樹脂絶縁材の使用環境温
度がＴｇ以上になると、樹脂絶縁材のヤング率は急激に
小さくなる（図２参照）。言い換えると、樹脂絶縁材が
軟化する。したがって、樹脂絶縁材の使用環境温度がＴ
ｇ以上になると、柔らかい樹脂絶縁材に各部材が固着さ
れていることになり、樹脂絶縁材と各部材との間に発生
する熱応力が、樹脂絶縁材の変形により吸収される。図
３に、熱応力の作用する温度範囲を両端矢印で概念的に
示す。図に示すように、Ｔｇ以上ＴＨ以下の温度範囲で
は熱応力が加わらない状態となる。換言すると、実効的
な熱応力はＴＬ以上Ｔｇ未満の温度範囲でのみ作用する
ことになる。このため、樹脂絶縁材と各部材との間に発
生する熱応力を小さくすることができる。したがって、
本発明の点火コイルによると冷熱サイクル寿命を長くす
ることができる。また本発明の点火コイルによると、通
常点火コイル用としては使用できないような、低Ｔｇの
汎用樹脂絶縁材を流用することができる。すなわち、安
価な汎用樹脂絶縁材を流用することができる。このた
め、点火コイルの製造コストを削減することができる。

【００１３】なお、樹脂絶縁材のＴｇの制御は、硬化剤
の選択、あるいは硬化剤の含有割合の調整などにより行
うことができる。例えば、樹脂絶縁材がエポキシ樹脂の
場合、硬化剤として無水ヘキサヒドロフタル酸（ＨＨＰ
Ａ）ではなく無水テトラヒドロフタル酸（ＴＨＰＡ）を
選ぶことにより、Ｔｇを下げることができる。また、Ｔ
ＨＰＡの含有割合を調整することにより、Ｔｇを制御す
ることができる。

【００１４】（２）好ましくは、上記（１）の構成にお
いて、樹脂絶縁材のガラス転移温度を、９０℃以上１３
０℃以下とする構成がよい。Ｔｇを９０℃以上としたの
は、以下の理由による。すなわち、図１に示したよう
に、樹脂絶縁材の使用環境温度がＴｇ以上になると絶縁
性は悪化する。したがって、Ｔｇが９０℃未満だと、△
ＴのうちＴｇ以上の範囲が比較的大きくなる。このた
め、樹脂絶縁材の絶縁性が悪化し、所望の高電圧を点火
プラグに印加できないおそれがあるからである。本構成
によると、樹脂絶縁材の絶縁性を確保しつつ、冷熱サイ
クル寿命を長くすることができる。

【００１５】（３）好ましくは、上記（１）または
（２）の構成において、樹脂絶縁材のガラス転移温度
を、１１５℃以上１３０℃以下とする構成がよい。Ｔｇ
が１１５℃以上１３０℃以下であり、かつＴＨが低い
と、△ＴのうちＴｇ以上の範囲が過度に小さくなる。Ｔ
ｇ以上の範囲が過度に小さいと、冷熱サイクル寿命が短
くなる。このため、本構成は、ＴＨが比較的高いエンジ
ン、例えば熱帯地方などで使用される自動車に搭載され
るエンジンに適している。

【００１６】（４）好ましくは、上記（１）または
（２）の構成において、樹脂絶縁材のガラス転移温度
を、１０５℃以上１１５℃未満とする構成がよい。Ｔｇ
が１０５℃以上１１５℃未満であり、かつＴＨが低い
と、△ＴのうちＴｇ以上の範囲が比較的小さくなる。反
対に、Ｔｇが１０５℃以上１１５℃未満であり、かつＴ
Ｈが高いと、△ＴのうちＴｇ以上の範囲が比較的大きく
なる。このため、本構成は、ＴＨが中程度のエンジン、
例えば温帯地方などで使用される自動車に搭載されるエ
ンジンに適している。

【００１７】（５）好ましくは、上記（１）または
（２）の構成において、樹脂絶縁材のガラス転移温度
を、９０℃以上１０５℃未満とする構成がよい。Ｔｇが
９０℃以上１０５℃未満であり、かつＴＨが高いと、△
ＴのうちＴｇ以上の範囲が過度に大きくなる。Ｔｇ以上
の範囲が過度に大きいと、冷熱サイクル寿命が長くなる
反面、絶縁性は悪化する。このため、本構成は、ＴＨが
比較的低いエンジン、例えば寒冷地方などで使用される
自動車に搭載されるエンジンに適している。

【００１８】（６）好ましくは、上記（１）ないし
（５）のいずれかの構成において、二次被覆材のガラス
転移温度を、１５０℃以上とする構成がよい。上述した
ように、樹脂絶縁材のＴｇを１３０℃以下にすると、Ｔ
ｇ≦ＴＨとなり樹脂絶縁材がＴｇ以上の温度で使用され
る場合が発生する。樹脂絶縁材の使用環境温度がＴｇ以
上になると、樹脂絶縁材のヤング率は小さくなる（図２
参照）。この小さいヤング率を利用して冷熱サイクル寿
命を長くすることができる。しかしながら、樹脂絶縁材
の使用環境温度がＴｇ以上になると、樹脂絶縁材の絶縁
性は悪化してしまう（図１参照）。

【００１９】本構成は、この悪化した樹脂絶縁材の絶縁
性を補うために、二次被覆材のＴｇを１５０℃以上にす
るものである。本構成によると、例えば二次巻線同士や
一次巻線と二次巻線との間の絶縁性を容易に確保するこ
とができる。このため、本構成によると、冷熱サイクル
寿命が長くかつ絶縁性も良好な点火コイルを得ることが
できる。

【００２０】ここで、Ｔｇを１５０℃以上にしたのは、
１５０℃未満だと、悪化した樹脂絶縁材の絶縁性を二次
被覆材の絶縁性が補いきれず、所望の絶縁性が確保でき
ないおそれがあるからである。なお、二次被覆材のＴｇ
はＴＭＡ法（測定機器、理学電機（株）製ＴＡＳ−２０
０システム、ＴＭＡ８１４０Ｃ）により測定する。

【００２１】二次被覆材のＴｇの制御は、原料の選択、
あるいは原料の配合割合の調整などにより行うことがで
きる。例えば、二次被覆材がポリウレタンとポリイミド
とを含んで形成されている場合、ポリイミドの配合割合
を大きくすることによりＴｇを上げることができる。

【００２２】（７）好ましくは、上記（１）ないし
（６）のいずれかの構成において、二次被覆材のガラス
転移温度を、１５０℃以上２１０℃以下とする構成がよ
い。Ｔｇを２１０℃以下としたのは、２１０℃を超える
と二次被覆材の製造コストが高くなるおそれがあるから
である。また、Ｔｇが２１０℃を超えると銅線被膜の融
点も高くなり、コイル結線時の半田付け性が悪化するお
それがあるからである。

【００２３】（８）好ましくは、上記（１）ないし
（７）のいずれかの構成において、二次被覆材のガラス
転移温度を、１５０℃以上１７０℃未満とする構成がよ
い。Ｔｇが１５０℃以上１７０℃未満だと、△Ｔのうち
Ｔｇ以上の範囲が大きくなる。このため、二次被覆材の
絶縁性は比較的悪くなる。したがって、本構成は、点火
プラグの要求電圧が比較的低いエンジンに適している。

【００２４】特に好ましくは、本構成と上記（３）の構
成とを組み合わせる構成がよい。すなわち、樹脂絶縁材
のＴｇを１１５℃以上１３０℃以下とし、かつ二次被覆
材のＴｇを１５０℃以上１７０℃未満とするのがよい。
この組み合わせ構成は、点火プラグの要求電圧が低く、
かつＴＨが高いエンジンに好適である。

【００２５】また、特に好ましくは、本構成と上記
（４）の構成とを組み合わせる構成がよい。すなわち、
樹脂絶縁材のＴｇを１０５℃以上１１５℃未満とし、か
つ二次被覆材のＴｇを１５０℃以上１７０℃未満とする
のがよい。この組み合わせ構成は、点火プラグの要求電
圧が低く、かつＴＨが中程度のエンジンに好適である。

【００２６】また、特に好ましくは、本構成と上記
（５）の構成とを組み合わせる構成がよい。すなわち、
樹脂絶縁材のＴｇを９０℃以上１０５℃未満とし、かつ
二次被覆材のＴｇを１５０℃以上１７０℃未満とするの
がよい。この組み合わせ構成は、点火プラグの要求電圧
が低く、かつＴＨが低いエンジンに好適である。

【００２７】（９）好ましくは、上記（１）ないし
（７）のいずれかの構成において、二次被覆材のガラス
転移温度を、１７０℃以上１９０℃未満とする構成がよ
い。Ｔｇが１７０℃以上１９０℃未満だと、△Ｔのうち
Ｔｇ以上の範囲をある程度確保することができる。この
ため、二次被覆材の絶縁性は中程度になる。したがっ
て、本構成は、点火プラグの要求電圧が中程度のエンジ
ンに適している。

【００２８】特に好ましくは、本構成と上記（３）の構
成とを組み合わせる構成がよい。すなわち、樹脂絶縁材
のＴｇを１１５℃以上１３０℃以下とし、かつ二次被覆
材のＴｇを１７０℃以上１９０℃未満とするのがよい。
この組み合わせ構成は、点火プラグの要求電圧が中程度
で、かつＴＨが高いエンジンに好適である。

【００２９】また、特に好ましくは、本構成と上記
（４）の構成とを組み合わせる構成がよい。すなわち、
樹脂絶縁材のＴｇを１０５℃以上１１５℃未満とし、か
つ二次被覆材のＴｇを１７０℃以上１９０℃未満とする
のがよい。この組み合わせ構成は、点火プラグの要求電
圧が中程度で、かつＴＨが中程度のエンジンに好適であ
る。

【００３０】また、特に好ましくは、本構成と上記
（５）の構成とを組み合わせる構成がよい。すなわち、
樹脂絶縁材のＴｇを９０℃以上１０５℃未満とし、かつ
二次被覆材のＴｇを１７０℃以上１９０℃未満とするの
がよい。この組み合わせ構成は、点火プラグの要求電圧
が中程度で、かつＴＨが低いエンジンに好適である。

【００３１】（１０）好ましくは、上記（１）ないし
（７）のいずれかの構成において、二次被覆材のガラス
転移温度を、１９０℃以上２１０℃以下とする構成がよ
い。Ｔｇが１９０℃以上２１０℃以下だと、△Ｔのうち
Ｔｇ以上の範囲が小さくなる。このため、二次被覆材の
絶縁性は比較的良好になる。したがって、本構成は、点
火プラグの要求電圧が比較的高いエンジンに適してい
る。

【００３２】特に好ましくは、本構成と上記（３）の構
成とを組み合わせる構成がよい。すなわち、樹脂絶縁材
のＴｇを１１５℃以上１３０℃以下とし、かつ二次被覆
材のＴｇを１９０℃以上２１０℃以下とするのがよい。
この組み合わせ構成は、点火プラグの要求電圧が高く、
かつＴＨが高いエンジンに好適である。

【００３３】また、特に好ましくは、本構成と上記
（４）の構成とを組み合わせる構成がよい。すなわち、
樹脂絶縁材のＴｇを１０５℃以上１１５℃未満とし、か
つ二次被覆材のＴｇを１９０℃以上２１０℃以下とする
のがよい。この組み合わせ構成は、点火プラグの要求電
圧が高く、かつＴＨが中程度のエンジンに好適である。

【００３４】また、特に好ましくは、本構成と上記
（５）の構成とを組み合わせる構成がよい。すなわち、
樹脂絶縁材のＴｇを９０℃以上１０５℃未満とし、かつ
二次被覆材のＴｇを１９０℃以上２１０℃以下とするの
がよい。この組み合わせ構成は、点火プラグの要求電圧
が高く、かつＴＨが低いエンジンに好適である。

【００３５】（１１）好ましくは、上記（１）ないし
（１０）のいずれかの構成において、二次巻線の線径は
４０μｍ以上９０μｍ以下であり、二次コイル部は二次
巻線を２５０００回以下巻回して形成されているととも
に外周径が２５ｍｍ以下である構成とする方がよい。

【００３６】本構成の点火コイルの二次コイル部は、高
電圧を発生でき、かつ外周径が小径である。したがっ
て、本構成の点火コイルは、プラグホールに挿入配置し
やすい。その反面、二次コイル部は、細い二次巻線を幾
層にも巻回して形成されている。このため、樹脂絶縁材
と二次被覆材とが、より密に接合されている。したがっ
て、樹脂絶縁材と二次被覆材との間に発生する熱応力が
大きい。

【００３７】このような構造の点火コイルにおいて、樹
脂絶縁材や二次被覆材のＴｇを上記（１）ないし（１
０）のいずれかの構成のように調整すれば、冷熱サイク
ル寿命を長くすることができる。また、絶縁性を確保す
ることができる。すなわち本発明の点火コイルは、本構
成のような高電圧かつ小径の点火コイルとして具現化す
るのに特に適している。なお、本構成における二次巻線
の線径とは、外周面が被覆材により覆われた状態の二次
巻線の外周径をいう。

【００３８】（１２）好ましくは、上記（１）ないし
（１１）のいずれかの構成において、さらに、樹脂絶縁
材と一次コイル部と二次コイル部とを収納するとともに
端部に拡径部を持つ円筒状のケースを備える構成とする
方がよい。点火コイルの中には、例えばコネクタ部やイ
グナイタを配置するために、ケース端部に拡径部が形成
されているタイプのものがある。この拡径部の内部に
は、比較的大量の樹脂絶縁材が充填される。そして拡径
部の内部には、比較的熱応力が集中しやすい。このた
め、拡径部付近には、より大きい冷熱サイクル負荷が加
わる。

【００３９】このような構造の点火コイルとして本発明
の点火コイルを具現化すると、拡径部付近の冷熱サイク
ル負荷を小さくすることができる。すなわち、本発明の
点火コイルは、端部に拡径部が形成されたケースを備え
る点火コイルとして具現化するのに特に適している。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の点火コイルの実施
の形態について説明する。まず、本実施形態の点火コイ
ルの構成について説明する。図４に本実施形態の点火コ
イルの軸方向断面図を示す。点火コイル１は、エンジン
ブロックの上部において、気筒毎に形成されたプラグホ
ール（図略）に挿入配置されている。また、点火コイル
１は、後述するように、点火プラグ（図略）と図中下側
において接続されている。

【００４１】点火コイル１は、コネクタ部６とコイル部
１０と高圧タワー部７とを備えてなる。このうちコイル
部１０は、円筒状のケース２を備えている。ケース２の
内部には、中心から拡径方向に向かって中心コア部５と
二次スプール４と二次コイル部４０と一次スプール３と
一次コイル部３０と外周コア２０とが、配置されてい
る。

【００４２】中心コア部５は、中心コア５４と弾性部材
５０とゴムチューブ５２とからなる。中心コア５４は、
幅の異なる短冊状の珪素鋼板を直径方向に積層して形成
されており、棒状を呈している。弾性部材５０はシリコ
ンゴム製であって円柱状を呈している。弾性部材５０
は、中心コア５４の上端と下端とに計二つ配置されてい
る。ゴムチューブ５２は筒状を呈している。そして中心
コア５４および弾性部材５０は、このゴムチューブ５２
により被覆されている。

【００４３】二次スプール４は、樹脂製であって有底円
筒状を呈している。二次スプール４は、中心コア部５と
同心状に、かつ中心コア部５の外周側隣りに配置されて
いる。二次コイル部４０は、二次スプール４の外周面に
環装されている。すなわち、二次コイル部４０は円筒状
を呈している。図５に二次コイル部付近の拡大断面図を
示す。二次コイル部４０は、二次巻線４００が１７００
０回程度巻回されて形成されている。また二次巻線４０
０は二次被覆材４０１により覆われている。また二次被
覆材４０１に覆われた二次巻線４００の線径は、約６５
μｍである。また二次コイル部４０全体の外周径は約１
４ｍｍである。図４に戻って、二次スプール４の上端か
らは、上方向に向かって延びるスプール側係合爪４１が
立設されている。

【００４４】一次スプール３は、二次スプール４と同心
状に、かつ二次スプール４の外周側隣りに配置されてい
る。一次コイル部３０は、一次スプール３の外周面に環
装されている。一次コイル部３０も、二次コイル部４０
と同様に、一次巻線（図略）が巻回されて形成されてい
る。また、一次巻線は一次被覆材（図略）により覆われ
ている。外周コア２０は、一次コイル部３０の外周側に
配置されている。外周コア２０は、軸方向に延びるスリ
ットの入った円筒状を呈している。

【００４５】エポキシ樹脂８は、ケース２内に配置され
た上記部材間に介在している。例えば、図５において
は、エポキシ樹脂８は二次被覆材４０１同士の隙間や、
二次被覆材４０１と二次スプール４との隙間に介在して
いる。そして、二次巻線４００同士の絶縁を確保してい
る。なお、エポキシ樹脂８は、本発明の樹脂絶縁材に含
まれる。

【００４６】コネクタ部６は、コイル部１０の上方に配
置されている。コネクタ部６は、コネクタハウジング６
３とコネクタターミナル６５とを備えている。コネクタ
ハウジング６３は前記ケース２と一体的に形成されてい
る。コネクタハウジング６３は、本発明の拡径部に含ま
れる。コネクタターミナル６５は、樹脂製であって直方
体状を呈している。このコネクタターミナル６５は、コ
ネクタハウジング６３の内部に配置されている。コネク
タターミナル６５の下面からは、ターミナル側係合爪６
６が下方に向かって立設されている。そして、このター
ミナル側係合爪６６と前記スプール側係合爪４１とが係
合することにより、コネクタターミナル６５に二次スプ
ール４が係止されている。また同じくコネクタターミナ
ル６５の下面からは、リングリブ６７が下方に向かって
立設されている。このリングリブ６７は、中心コア部５
と二次スプール４の上端部との隙間に、上方から介挿さ
れている。この介挿により、中心コア部５と二次スプー
ル４との位置決めがなされている。

【００４７】高圧タワー部７は、コイル部１０の下方に
配置されている。高圧タワー部７は、高圧タワーハウジ
ング７０と高圧端子７１とスプリング７２と高圧椀部７
３とプラグ保持筒７９とを備えている。

【００４８】高圧タワーハウジング７０は、樹脂製であ
って円筒状を呈している。高圧タワーハウジング７０の
内周側中程には、高圧端子７１が配置されている。この
高圧端子７１は、下方に開口７６を持つカップ状を呈し
ている。また高圧端子７１の上面中央からは、上方に向
かって突出する円柱状の凸部７５が配置されている。凸
部７５の上方には、カップ状の高圧椀部７３が配置され
ている。高圧椀部７３は、上方に開口７４を持ってい
る。開口７４の内部には、前記二次スプール４の下端が
挿入されている。また高圧椀部７３は、二次コイル部４
０と電気的に接続されている。一方、高圧椀部７３の底
壁には、係合孔７７が穿設されている。係合孔７７に
は、前記凸部７５の上端が挿入されている。この挿入に
より、二次コイル部４０と高圧端子７１とは電気的に接
続されている。

【００４９】スプリング７２は、螺旋状を呈している。
スプリング７２の上端は、高圧端子７１の開口７６に止
着されている。一方スプリング７２の下端には、点火プ
ラグ（図略）が嵌挿されている。また点火プラグは、高
圧タワーハウジング７０の下部が圧入されたゴム製のプ
ラグ保持筒７９により保持されている。

【００５０】次に、本実施形態の点火コイル１の動作に
ついて説明する。制御信号はコネクタターミナル６５か
ら一次コイル部３０に伝達される。そしてこの制御信号
による相互誘導作用で、二次コイル部４０に高電圧が発
生する。二次コイル部４０に発生した高電圧は、高圧端
子７１とスプリング７２とを介して点火プラグに伝達さ
れる。そして、この高電圧により点火プラグのギャップ
間に火花が発生する。

【００５１】次に、本実施形態の点火コイル１の製造方
法について説明する。本実施形態の点火コイル１の製造
方法は、部材配置工程とエポキシ樹脂注入工程とを備え
てなる。

【００５２】部材配置工程においては、まず、高圧タワ
ー部７の組み立てを行う。具体的には、高圧タワーハウ
ジング７０の下端をプラグ保持筒７９に圧入する。そし
て高圧タワーハウジング７０の内部に、高圧端子７１や
スプリング７２などの部材を組み付ける。本工程では次
に、高圧タワーハウジング７０の上方にケース２を組み
付ける。そしてケース２の内周側に、外周コア２０や中
心コア部５や一次スプール３や二次スプール４などの部
材を組み付ける。本工程ではそれから、ケース２と一体
であるコネクタハウジング６３の内部に、コネクタター
ミナル６５を組み付ける。このとき、リングリブ６７を
中心コア部５と二次スプール４との隙間に介挿させる。
また、ターミナル側係合爪６６とスプール側係合爪４１
とを係合させる。本工程では、このようにして点火コイ
ルの仮組み立てを行う。

【００５３】エポキシ樹脂注入工程においては、まず、
エポキシ樹脂８の調製を行う。本工程では次に、仮組み
立てした点火コイルを真空装置に入れて真空引きし、コ
ネクタハウジング６３上方の開口から調製したエポキシ
樹脂８を注入する。そしてエポキシ樹脂８を各部材間に
含浸させる。本工程ではそれから、エポキシ樹脂８を注
入した点火コイルを所定の温度パターンで保持する。そ
してエポキシ樹脂８を硬化させる。このようにして点火
コイルが完成する。

【００５４】次に、本実施形態の点火コイルの樹脂絶縁
材であるエポキシ樹脂８の特性について説明する。エポ
キシ樹脂８は、主剤であるエポキシプリポリマを、硬化
剤であるＴＨＰＡで硬化して形成されている。エポキシ
樹脂８全体に対するＴＨＰＡの含有割合を高くすること
で、Ｔｇを低くすることができる。本実施形態における
エポキシ樹脂８のＴｇは１００℃である。

【００５５】次に、本実施形態の点火コイルの二次被覆
材４０１の特性について説明する。二次被覆材４０１は
ポリウレタンとポリイミドとを含んで形成されている。
二次被覆材４０１全体に対するポリイミドの含有割合を
高くすることで、Ｔｇを高くすることができる。本実施
形態における二次被覆材４０１のＴｇは１９５℃であ
る。

【００５６】本実施形態の点火コイル１によると、エポ
キシ樹脂８のＴｇが１００℃に設定されている。一方、
ＴＨは１３０℃である。このため、使用環境温度が１０
０℃以上１３０℃以下である場合は、エポキシ樹脂８
と、エポキシ樹脂８に固着した二次被覆材４０１などの
各部材との間に、熱応力が作用しにくい。したがって、
本実施形態の点火コイル１によると、冷熱サイクル寿命
が長くなる。

【００５７】また、本実施形態の点火コイル１による
と、二次被覆材４０１のＴｇが１９５℃に設定されてい
る。このため、二次巻線４００同士の絶縁性、または二
次巻線４００と一次巻線との絶縁性を確保することが容
易である。

【００５８】以上、本発明の点火コイルの実施形態につ
いて説明した。しかしながら実施形態は上記形態に特に
限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形
的、改良的形態で実施することもできる。例えば、上記
実施形態においては、中心コア部に、弾性部材とゴムチ
ューブとを配置したが、これらの部材は配置しなくても
よい。また弾性部材の代わりに磁石を配置してもよい。
また、上記実施形態においては外周コアを配置したが、
外周コアは配置しなくてもよい。

【００５９】

【実施例】本実施形態の点火コイル、すなわちエポキシ
樹脂のＴｇが１００℃であり、二次被覆材のＴｇが１９
５℃である点火コイルを実施例とする。また、従来の点
火コイル、すなわちエポキシ樹脂のＴｇが１３５℃であ
り、二次被覆材のＴｇが１９５℃である点火コイルを比
較例とする。ここでは、これら実施例、比較例について
行った冷熱サイクル試験、高電圧発生試験について説明
する。

【００６０】（１）冷熱サイクル試験 冷熱サイクル試験は、点火コイルを繰り返し昇温、降温
することにより行った。なお、試験条件は、１サイクル
におけるＴＬを−３０℃、ＴＨを１３０℃、△Ｔ（＝Ｔ
Ｈ−ＴＬ）を１６０℃とした。また、サイクル数を３０
０サイクルとした。また、目標サイクル数を１６０サイ
クルとした。

【００６１】図６に、冷熱サイクル試験の結果を示す。
図中横軸はサイクル数を示す。図から、実施例、比較例
ともに３００サイクルの冷熱サイクル負荷に耐えること
が判った。

【００６２】そこで、実施例と比較例との差異を検証す
るために、別の実施例、比較例を１６０サイクル後に軸
方向に切断し、コネクタハウジング内部に配置された一
次スプール端部におけるクラックの伝播状況を調査し
た。調査の結果、実施例のクラックの方が、比較例のク
ラックよりも伝播長さが短いことが判った。すなわち、
実施例の方が比較例よりも冷熱サイクル寿命が長いこと
が判った。

【００６３】（２）高電圧発生試験 高電圧発生試験は、点火コイルの二次コイル部に繰り返
し高電圧を発生させることにより行った。なお、試験条
件は、二次コイル部の発生電圧を３０ｋＶとした。また
点火周期、すなわち高電圧発生周期を１００Ｈｚとし
た。また、目標時間を２３５時間とした。

【００６４】図７に、高電圧発生試験の結果を示す。図
中横軸は時間を示す。図から、比較例は１３００時間経
っても、二次コイル部に高電圧を発生できることが判っ
た。これに対し、実施例は、９４１時間経過後に二次コ
イル部の電圧が低下し始めることが判った。しかしなが
ら、実施例においても、目標時間である２３５時間は充
分二次コイル部に高電圧を発生できることが判った。す
なわち、実施例においても、充分に絶縁性を確保できる
ことが判った。

【００６５】

【発明の効果】本発明によると、熱応力が小さく冷熱サ
イクル寿命の長い点火コイルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 樹脂絶縁材の温度と絶縁性との関係を示すグ
ラフである。

【図２】 樹脂絶縁材の温度とヤング率との関係を示す
グラフである。

【図３】 熱応力の作用する温度範囲を示す概念図であ
る。

【図４】 本実施形態の点火コイルの軸方向断面図であ
る。

【図５】 本実施形態の点火コイルの二次コイル部付近
の拡大断面図である。

【図６】 冷熱サイクル試験の結果を示すグラフであ
る。

【図７】 高電圧発生試験の結果を示すグラフである。

【図８】 従来の点火コイルの二次コイル部付近の拡大
断面図である。

【符号の説明】

１：点火コイル、２：ケース、２０：外周コア、３：一
次スプール、３０：一次コイル部、４：二次スプール、
４０：二次コイル部、４００：二次巻線、４０１：二次
被覆材、４１：スプール側係合爪、５：中心コア部、５
０：弾性部材、５２：ゴムチューブ、５４：中心コア、
６：コネクタ部、６３：コネクタハウジング（拡径
部）、６５：コネクタターミナル、６６：ターミナル側
係合爪、６７：リングリブ、７：高圧タワー部、７０：
高圧タワーハウジング、７１：高圧端子、７２：スプリ
ング、７３：高圧椀部、７４：開口、７５：凸部、７
６：開口、７７：係合孔、７９：プラグ保持筒、８：エ
ポキシ樹脂（樹脂絶縁材）、１０：コイル部。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂絶縁材と、該樹脂絶縁材中に埋設さ
   れ一次被覆材により覆われた一次巻線が巻回されてなる
   一次コイル部と、該樹脂絶縁材中に埋設されるとともに
   該一次コイル部に対し同心状に配置され二次被覆材によ
   り覆われた二次巻線が巻回されてなる二次コイル部と、
   を備え気筒のプラグホールに挿入配置される点火コイル
   であって、 該樹脂絶縁材のガラス転移温度は、１３０℃以下である
   ことを特徴とする点火コイル。
2. 【請求項２】 前記樹脂絶縁材のガラス転移温度は、９
   ０℃以上１３０℃以下である請求項１に記載の点火コイ
   ル。
3. 【請求項３】 前記樹脂絶縁材のガラス転移温度は、１
   １５℃以上１３０℃以下である請求項１または請求項２
   に記載の点火コイル。
4. 【請求項４】 前記樹脂絶縁材のガラス転移温度は、１
   ０５℃以上１１５℃未満である請求項１または請求項２
   に記載の点火コイル。
5. 【請求項５】 前記樹脂絶縁材のガラス転移温度は、９
   ０℃以上１０５℃未満である請求項１または請求項２に
   記載の点火コイル。
6. 【請求項６】 前記二次被覆材のガラス転移温度は、１
   ５０℃以上である請求項１ないし請求項５のいずれかに
   記載の点火コイル。
7. 【請求項７】 前記二次被覆材のガラス転移温度は、１
   ５０℃以上２１０℃以下である請求項１ないし請求項６
   のいずれかに記載の点火コイル。
8. 【請求項８】 前記二次被覆材のガラス転移温度は、１
   ５０℃以上１７０℃未満である請求項１ないし請求項７
   のいずれかに記載の点火コイル。
9. 【請求項９】 前記二次被覆材のガラス転移温度は、１
   ７０℃以上１９０℃未満である請求項１ないし請求項７
   のいずれかに記載の点火コイル。
10. 【請求項１０】 前記二次被覆材のガラス転移温度は、
    １９０℃以上２１０℃以下である請求項１ないし請求項
    ７のいずれかに記載の点火コイル。
11. 【請求項１１】 前記二次巻線の線径は４０μｍ以上９
    ０μｍ以下であり、前記二次コイル部は該二次巻線を２
    ５０００回以下巻回して形成されているとともに外周径
    が２５ｍｍ以下である請求項１ないし請求項１０のいず
    れかに記載の点火コイル。
12. 【請求項１２】 さらに、前記樹脂絶縁材と前記一次コ
    イル部と前記二次コイル部とを収納するとともに端部に
    拡径部を持つ円筒状のケースを備える請求項１ないし請
    求項１１のいずれかに記載の点火コイル。