JP2005158516A - 点火コイルの取付け構造及び取付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】点火プラグに被せられたプラグキャップの上端と、点火コイルから延びた高圧タワー部の下端とが、接着剤により確実に接着された点火プラグの取付け構造及び取付け方法を提供することである。
【解決手段】プラグキャップ３２は点火プラグ１５に被せられた円筒状の本体３３と、その軸方向中間部の外周面に形成され上方に開口した環状の挿入部３８を持つ環状の受入れ部３５とを含む。プラグキャップと接着される高圧タワー部４０は本体３３の外周面に嵌合された円筒状の本体４１と、その下端に形成され挿入孔３８にすきまを持って挿入された円筒状の挿入部４５とを含む。挿入部４５の外周面と受入れ部３５の対向面との間の外周側すきま４６ａに外周側接着剤５５ａが充填され、挿入部４５の内周面と本体３３の対向面との間の内周側すきま４６ｃに内周側接着剤５５ｃが充填されている。挿入部４５の内外両周面と対向面との間にすき間に充填された接着剤５５ａ及び５５ｃがプラグキャップと高圧タワー部との接着強度を向上させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、点火プラグの上端に被せられたプラグキャップに、点火コイルの下端から延びた高圧タワー部を接着剤で接着する点火コイルの取付け構造及び取付け方法に関する。

自動車等のエンジンでは、シリンダブロックのプラグホールの最深部に固定された各気筒の点火プラグに、高電圧を供給するための点火コイルが接続、結合される。その際、点火プラグの上端に嵌合、圧入されたプラグキャップに、点火コイルの下端から延びた高圧タワー部を接着剤で接着することがある。

図５に示す従来の点火コイルでは、点火コイル側の円筒状の絶縁部材１００はその下端に薄肉円筒状の挿入部１０２を有し、その外周側には二つの環状突起１０３が軸方向に離れて形成されている。一方、点火プラグ側の円筒形状の弾性部材１０５は上方に開口し上方に延びた挿入孔１０７が形成され、その外周面は二つの環状溝１０８を備えている。

絶縁部材１００と弾性部材１０５とを結合する際、挿入部１０２の外周面に接着剤１１０を塗布しておき、挿入部１０２を挿入孔１０７に差し込む。差込みにつれて挿入部１０２の二つの環状突起１０３間の外周面に塗布した接着剤１１０ａは払われない（移動しない）。これに対して、上方の環状突起１０３の上方に塗布された接着剤１１０ｂは挿入孔１０７の外周壁面に押されて広がる。
特許第３２７７７５０号公報

しかし、上記従来例では、接着剤１１０による絶縁部材１００と弾性部材１０５との接着強度が十分とは言い難い。その理由は、挿入部１０３の外周面と挿入孔１０７のこれに対向する内周壁面との間にしか接着剤１１０が存在しない、つまり挿入部１０３はその外周面で接着されているに過ぎないからである。また、環状突起１０３間の接着剤はある程度の厚さはあるものの、挿入時に払われない。よって、挿入部１０３の外周面全体で見た場合、接着剤の塗布面積が狭くなり易い。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、点火プラグに被せられたプラグキャップの上端と、点火コイルから延びた高圧タワー部の下端とが、接着剤により確実に接着、結合された点火プラグの取付け構造及び取付け方法を提供することを目的とする。

本発明の点火コイルの取付け構造は、高圧タワー部の下端の円筒状の挿入部をプラグキャップの上端の円筒状の受入れ部の挿入孔に挿入し、その際挿入部の内外両周面に接着剤を介在させることを基本的な技術思想とする。
（１）第１発明による点火コイルの取付け構造は、請求項１に記載したように、点火プラグの上端に被せられたプラグキャップと、点火コイルの下端から延びた高圧タワー部とを接着剤で接着する点火コイルの取付け構造であって、
プラグキャップは点火プラグに被せられた円筒状の本体、及び本体の外周面に形成され上方に開口した環状の挿入部を持つ環状の受入れ部を含み；高圧タワー部はプラグキャップの本体の外周面に嵌合された円筒状の本体、及び本体の下端に形成され挿入孔にすきまを持って挿入された円筒状の挿入部を含み；挿入部の外周面とプラグキャップの受入れ部の対向面との間の外周側すきまに外周側接着剤が充填され、挿入部の内周面と前記本体の対向面との間の内周側すきまに内周側接着剤が充填されている。

この点火コイルの取付け構造において、高圧タワー部の挿入部はその内周面及び外周面において、内周側接着剤及び外周側接着剤によりプラグキャップの受入れ部及び本体に接着される。

請求項２の点火コイルの取付け構造は、請求項１において、受入れ部は本体の軸方向中間部から半径方向外向きに延びた半径方向部分と、半径方向部分から軸方向に延びた軸方向部分とを含み、半径方向部分及び軸方向部分が前記挿入孔を区画している。請求項３の点火コイルの取付け構造は、請求項２において、内周側接着剤の長さは外周側接着剤の長さの０．５から２．５倍であり、望ましくは０．８から１．５倍である。請求項４の点火コイルの取付け構造は、請求項２において、内周側接着剤の長さは外周側接着剤の長さよりも長い。

請求項５の点火コイルの取付け構造は、請求項２において、外周側接着剤の長さは２から１０ｍｍ、望ましくは３から７ｍｍである。請求項６の点火コイルの取付け構造は、請求項５において、外周側接着剤の一部が受け入れ部の端面と高圧タワー部の対向面との間に露出している。
（２）第２発明による点火コイルの取付け方法は、請求項７に記載したように、点火プラグの上端部に被せられた円筒状の本体、及び本体の外周面に形成され上方に開口した環状の挿入部を持つ環状の受入れ部を含むプラグキャップと、点火コイルの下端から延びプラグキャップの本体の外周面に嵌合された円筒状の本体、及び本体の下端に形成され挿入孔にすきまを持って挿入された円筒状の挿入部を含む高圧タワー部とを、接着剤で接着する点火コイルの取付け方法であって、
挿入孔の底部に接着剤を供給する工程と；挿入孔に挿入部を挿入部に挿入し、接着剤を挿入部の外周面と受入れ部の対向面との間の外周側すきま、及び挿入部の内周面と本体の対向面との間の内周側すきまに押し分けて充填する工程と；から成る。

この点火コイルの取付け方法において、挿入部の底部に供給された接着剤は挿入部の挿入孔への挿入につれて、挿入部によりその内外両周面と対向面との間のすきまに充填される。
（３）第３発明による点火コイルの取付け構造は、請求項８に記載したように、点火プラグの上端に被せられたプラグキャップと、点火コイルの下端から延びた高圧タワー部とを接着剤で接着する点火コイルの取付け構造であって、
プラグキャップは点火プラグに被せられた円筒状の本体、及び本体の軸方向中間部の外周面に形成され上方に開口した環状の挿入部を持つ環状の受入れ部を含み；高圧タワー部はプラグキャップの本体の外周面に嵌合された円筒状の本体、及び本体の下端に形成され挿入孔に挿入される円筒状の挿入部を含み；プラグキャップの本体は点火プラグの碍子よりも長く、挿入部とプラグキャップの受入れ部及び本体との間のすきまに接着剤が充填されている。

この点火コイルの取付け構造において、点火プラグの碍子にプラグキャップの本体が嵌合し、高圧タワー部の挿入部は接着剤によりプラグキャップの挿入孔に挿入され受入れ部及び本体に接着される。

（１）第１発明にかかる点火コイルの取付け構造によれば、高圧タワー部の挿入部はその内周面及び外周面の内周側接着剤及び外周側接着剤によりプラグキャップの受入れ部及び本体に接着されているので、プラグキャップと高圧タワー部との接着強度が向上する効果が得られる。

請求項２の点火コイルの取付け構造によれば、半径方向部分及び軸方向部分により環状の受入れ部の環状の挿入孔が簡単に形成できる。請求項３の点火コイルの取付け構造によれば、内周側接着剤が外周側接着剤よりも短いときは、挿入部の内周面側でもある程度の長さの接着部分を確保でき、しかも接着剤の使用量が少なくできる。請求項３及び請求項４の点火コイルの取付け構造によれば、内周側接着剤が外周側接着剤よりも長いときは、挿入部の内周面側に長い接着部分を形成でき、接着強度が向上する。

請求項５の点火コイルの取付け構造によれば、挿入部の外周面側にある程度の長さ（必要最低限の長さ以上）の接着部分を形成できる。請求項６の点火コイルの取付け構造によれば、外周側すきま内の外周側接着剤の有無を目視確認できる。
（２）第２発明にかかる点火コイルの取付け方法によれば、高圧タワー部の挿入部をプラグキャップの受入れ部の挿入孔に挿入するのみで、予め挿入孔に供給した接着剤を挿入部の外周面側及び外周面側に押し分けられる効果が得られる。
（３）第３発明にかかる点火コイルの取付け構造によれば、点火プラグとプラグキャップとの物理的結合により結合強度が向上するとともに、高圧タワー部の挿入部とプラグキャップの受入れ部及び本体との接着剤による接着強度が向上する効果が得られる。

＜点火コイルの取付け構造＞
ａ．プラグキャップ、高圧タワー部
図４に示すように、点火プラグＡに嵌合されたプラグキャップＢは円筒状の本体ｂ１と、その外周面に形成された環状の受入れ部ｂ２とを含む。受け入れ部ｂ２は半径方向部分ｂ３と軸方向部分ｂ４とを有し、環状の挿入孔ｂ５を区画している。挿入孔ｂ５の深さはｌ１である。プラグキャップは耐熱性に優れたシリコンゴムやＥＰＭＤゴムから成ることができる。

高圧タワー部Ｃは下端が開口した円筒状の本体ｃ１と、その先端寄りに形成された環状突起ｃ２と、環状突起ｃ２よりも先端側の薄肉円筒状の挿入部ｃ３とを有し、本体ｃ１が上記本体ｂ１に嵌合されている。高圧タワー部はＰＰＳなどの耐熱樹脂から成ることができる。
ｂ．両者の関係
挿入部ｃ３の長さは挿入孔ｂ５の長さｌ１よりも少し短く、厚さは挿入孔ｂ５の幅よりも少し小さい。プラグキャップＢの本体ｂ１の下端から挿入孔ｂ５の底までの長さはｌ２であり、そこから本体ｂ１と点火プラグＡの碍子ａ１との接点上端までの距離はｌ３である。つまり本体ｂ１の長さは碍子ａ１の長さよりも長い。

上記挿入部ｃ３と挿入孔ｂ５との寸法関係の結果、挿入部ｃ３の外周面側及び内周面側にはそれぞれ外周側環状すきまｄ１及び内周側環状すきまｄ２が形成され、各環状すきまに内周側接着剤ｅ１及び外周側接着剤ｅ２が充填されている。接着剤はプラグキャップ及び高圧タワー部との材料と相性の良いシリコンゴム系接着剤とすることができる。

外周側接着剤ｅ１の長さはｌ１であり、具体的には２〜１０ｍｍとでき、３から７ｍｍであることが望ましい。内周側接着剤ｅ２の長さｌ４は長さｌ１より小さいことも、大きいこともある。即ち長さｌ４は長さｌ１の０．５から２．５倍とでき、０．８から１．５倍であることが望ましい。
ｃ．取付け構造は２つのタイプに分類できる。第１タイプの特徴は、挿入部ｃ３の外周面と受入れ部ｂ２の軸方向部分ｂ４との間の外周側すきまｄ１に外周側接着剤ｅ１が充填され、挿入部ｃ３の内周面と本体ｂ１との間の内周側すきまｄ２に内周側接着剤ｅ２が充填されていることである。

第２タイプの特徴は、プラグキャップＢの本体ｂ１は点火プラグＡの碍子ａ１よりも長く、挿入部ｃ３と受入れ部ｂ２及び本体ｂ１との間のすきまに接着剤が充填されていることである
＜点火コイルの取付け方法＞
上記第１タイプの取付け構造に対応する取り付け方法の特徴は、挿入孔５の底部に接着剤をためる工程と、挿入孔ｂ５に挿入部ｃ３を挿入し、接着剤を挿入部ｃ３の外周面と受入れ部の対向面との間の外周側すきまｄ１の外周側接着剤ｅ１、及び挿入部の内周面と本体の対向面との間の内周側すきまｄ２の内周側接着剤ｅ２に押し分けて充填する工程とを含むことである。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１に示すように、エンジンブロック１０のプラグホール１２の最深部に点火プラグ１５が固定されている。プラグホール１２内において点火プラグ１５の上方に装着された点火コイル２０は軸方向上端の制御部２２と、中間のコイル部２７と、下端のタワー部３０とを含む。

このうち制御部２２は、コネクタ２３に設置されたターミナルやイグナイタ（何れも不図示）に接続されている。半径方向外向きに突出した取付部２４においてボルト２６によりシリンダブロック１０の上面に固定されている。また、コイル部２７は中心に中心コアが配置され、中心から外周側に順に２次スプール及び２次コイル、１次スプール及び１次コイル並びに外装（外周）コアが配置され、これらが円筒形状のケース２８内に収容されている（中心コア、２次コイル及び１次コイル等は何れも不図示）。

タワー部３０について図１及び図２を参照しつつ説明する。点火プラグ１５の上端部１６にプラグキャップ３２が嵌合、圧入されている。このプラグキャップ３２は弾性体から成り上下両端が開口した円筒状の本体３３と、その長さ方向中間部に形成された環状の受入れ部３５とを含む。本体３３の内径及び長さは点火プラグ１５の上端部１６の外径及び長さとの関係で決められ、上端部１６にぴったりはまり、全体を覆っている。本体３３の入口部にはテーパ部３３ａが形成されている。

受入れ部３５は半径方向外向きに延びる半径方向部分３６と、その先端から軸方向（本体３３と平行に）に延びる軸方向部分３７とを有し、断面Ｌ字形を呈している。その結果、本体３３の長さ方向中間部の外周側に上方に開口した一定深さ及び一定幅の環状の挿入孔３８が区画されている。

一方、コイル部２８の下方の高圧タワー部４０は全体的に円筒状を呈し、上方の小径部５１と下方の大径部４１とを有し、その間に段部５２が形成されている。大径部４１の内周面はストレートでその内径は本体３３の外径とほぼ等しく、本体３３に嵌合されている。大径部４１の外周面には先端（下端）寄りに環状突起４３が形成され、環状突起４３よりも先端側は薄肉の挿入部４５となっている。挿入部４５の長さは挿入孔３８の深さよりも少し長く、厚さは挿入孔３８の幅よりも少し小さい。

その結果、挿入部４５の先端が挿入孔３８の底部に当接した状態で、環状突起４３の端面と軸方向部分３７の端面との間にはすきまがある。また、挿入部４５の外周面と軸方向部分３７の内周面との間、及び挿入部４５の内周面と本体３３の外周面との間にはそれぞれ外周側環状すきま４６ａ及び内周側環状すきま４６ｃが存在する（図３（ｃ）参照）。この両方の環状すきま４６ａ及び４６ｃにそれぞれ外周側接着剤５５ａ及び内周側接着剤５５ｃが充填され、固化してプラグキャップ３２と高圧タワー部４０とを結合している。小径部５１の中空孔にセットされたバネ４９が点火プラグ１５の上端面に弾性的に接触している。
（取付け方法）
次に、点火プラグ１５への点火コイル２０への取付けについて説明する。図３（ａ）に示すように、受入れ部３５の挿入孔３８の底部に接着剤５５をためておく。図３（ｂ）に示すように、本体３３に本体４１を嵌合し挿入部４５を軸方向に前進させ挿入孔３８に挿入する。すると、挿入孔３８の底部にたまっていた接着剤５５は挿入部４５の先端により外周面側と内周面側とに押し分けられ（接着剤５５ａ及び５５ｃ参照）、それぞれ外周側環状すきま４６ａ及び内周側環状すきま４６ｃに押し込まれる。

図３（ｃ）に示すように、挿入部４５が挿入孔３８に完全に挿入されると、外周側接着剤５５ａは外周側環状すきま４６ａに全体に行きわたり、その一部５５ｂが軸方向部分３７と環状突起４３との端面のすきま４６ｂに収容される。一方、内周側接着剤５５ｃは内周側環状すきま４６ｂの下端から途中まで延びる。内周側接着剤５５ｃがどこまで延びるかは内周側環状すきま４６ｂの大きさや、挿入孔３８への接着剤５５の供給量の多少による。ここでは、内周側接着剤５５ｃは外周側接着剤５５ａよりも少し長く延びている。
（作用効果）
この実施例の点火コイルの作用は公知で、しかも本発明の特徴と直接関係ないので、説明を割愛する。

この実施例の点火コイルの取付け構造によれば以下の効果が得られる。（イ）プラグキャップ３２と高圧タワー部４０との接着に関し、両者の接着強度が向上する。図３（ｃ）から分かるように、高圧タワー部４０の一部である薄肉円筒状の挿入部４５を、プラグキャップ３２に形成した受入れ部３５の挿入孔３７内に挿入した際、挿入部４５と軸方向部分３７及び本体３３との間に外周側環状すきま４６ａ及び内周側環状すきま４６ｃが形成される。これらの環状すきま４６ａ及び４６ｃそれぞれ外周側接着剤５５ａ及び内側側接着剤５５ｃが充填されるからである。

また、外周側接着剤５５ａの長さが３から７ｍｍ程度であるので、プラグキャップ３２と高圧タワー部４０との接着長さの増大を抑制しつつ、挿入部４５の外周面と軸方向部分３７の内周面との接着面積が確保できる。さらに、内周側接着剤５５ｃが外周側接着剤５５ａよりも長いので、本体３３に本体４１が嵌合される挿入部４５の内周面側で、挿入部４５と本体３３との間に長い（広い）接着面積が確保でき、接着強度の向上に寄与する。
加えて、すきま４６ｂ内の接着剤５５ｂを目視して、外周側環状すきま４６ａに外周側接着剤５５ａが充填されたことを確認できる。
（ロ）点火コイルの取付け方法に関し、挿入部４５の外周面側すきま４６ａ及び内周面側すきま４６ｃへの外周側接着剤５５ａ及び内周側接着剤５５ｃの充填が容易である。挿入孔３８の底部に接着剤５５をためた状態で、挿入部４５を挿入孔３８に差し込むだけで良い。挿入部３８の先端がたまった接着剤５５を内外に押し分けるからである。
（ハ）点火プラグ１５とプラグキャップ３２との結合強度が大きい。プラグキャップ３２の本体３３の長さが点火プラグ１５の碍子１６の長さよりも長く、本体３３が碍子１６の全長にわたって嵌合、圧入されているからである。

本発明の実施例による点火プラグの取付構造を示す縦断面図である。 図１の要部拡大図である。 上記実施例の取付け方法を示し，（ａ）は挿入部の挿入孔への挿入初期状態を示し、（ｂ）は挿入中期状態を示し、（ｃ）は挿入完了状態を示す。 発明を実施するための最良の実施の形態、特に挿入部と受入れ部との関係を示す説明図である。 従来例を示す要部縦断面図である。

符号の説明

１２：プラグホール １５：点火プラグ
１６：碍子 ２０：点火コイル
２８：コイル部 ３２：プラグキャップ
３３：本体 ３５：受入れ部
３６：半径方向部分 ３７：軸方向部分
３８：挿入孔 ４０：高圧タワー部
４１：本体 ４２：環状突起
４５：挿入孔 ４６ａ、４６ｃ：すきま
５５，５５ａ、５５ｃ：接着剤

Claims (8)

1. 点火プラグの上端に被せられたプラグキャップと、点火コイルの下端から延びた高圧タワー部とを接着剤で接着する点火コイルの取付け構造であって、
   前記プラグキャップは前記点火プラグに被せられた円筒状の本体、及び該本体の外周面に形成され上方に開口した環状の挿入部を持つ環状の受入れ部を含み、
   前記高圧タワー部は前記プラグキャップの本体の外周面に嵌合された円筒状の本体、及び該本体の下端に形成され前記挿入孔にすきまを持って挿入された円筒状の挿入部を含み、
   前記挿入部の外周面と前記受入れ部の対向面との間の外周側すきまに外周側接着剤が充填され、該挿入部の内周面と前記プラグキャップの本体の対向面との間の内周側すきまに内周側接着剤が充填されている、
   ことを特徴とする点火コイルの取付け構造。
2. 前記受入れ部は前記本体の軸方向中間部から半径方向外向きに延びた半径方向部分と、該半径方向部分から軸方向に延びた軸方向部分とを含み、該半径方向部分及び該軸方向部分が前記挿入孔を区画している請求項１に記載の点火コイルの取付け構造。
3. 前記内周側接着剤の長さは前記外周側接着剤の長さの０．５から２．５倍であり、望ましくは０．８から１．５倍である請求項２に記載の点火コイルの取付け構造。
4. 前記内周側接着剤の長さは前記外周側接着剤の長さよりも長い請求項２に記載の点火コイルの取付け構造。
5. 前記外周側接着剤の長さは２から１０ｍｍ、望ましくは３から７ｍｍである請求項２に記載の点火コイルの取付け構造。
6. 前記外周側接着剤の一部が前記受け入れ部の端面と前記高圧タワー部の対向面との間に露出している請求項５に記載の点火コイルの取付け構造。
7. 点火プラグの上端に被せられた円筒状の本体、及び該本体の外周面に形成され上方に開口した環状の挿入部を持つ環状の受入れ部を含むプラグキャップと、点火コイルの下端から延び前記プラグキャップの本体の外周面に嵌合された円筒状の本体、及び該本体の下端に形成され前記挿入孔にすきまを持って挿入された円筒状の挿入部を含む高圧タワー部とを、接着剤で接着する点火コイルの取付け方法であって、
   前記挿入孔の底部に前記接着剤を供給する工程と、
   前記挿入孔に前記挿入部を挿入部に挿入し、接着剤を該挿入部の外周面と前記受入れ部の対向面との間の外周側すきま、及び該挿入部の内周面と前記本体の対向面との内周側すきま間にそれぞれ押し分けて充填する工程と、
   から成ることを特徴とする点火コイルの取付け方法。
8. 点火プラグの上端に被せられたプラグキャップと、点火コイルの下端から延びた高圧タワー部とを接着剤で接着する点火コイルの取付け構造であって、
   前記プラグキャップは前記点火プラグに被せられた円筒状の本体、及び該本体の外周面に形成され上方に開口した環状の挿入部を持つ環状の受入れ部を含み、
   前記高圧タワー部は前記プラグキャップの本体の外周面に嵌合された円筒状の本体、及び該本体の下端に形成され前記挿入孔に挿入される円筒状の挿入部を含み、
   前記プラグキャップの本体は前記点火プラグの碍子よりも長く、前記挿入部と前記プラグキャップの受入れ部及び本体との間のすきまに接着剤が充填されている、
   ことを特徴とする点火コイルの取付け構造。

Images