JP2006278424A - 内燃機関用点火コイル及び自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】 中心鉄芯の端部に装着される保護キャップ開口端縁に加わる熱応力が低減され、充填されている樹脂の亀裂発生が防止された内燃機関用点火コイル、及び自動車の提供。
【解決手段】 周面を保護テープ２で被覆し、端部に保護キャップ３を装着した露出部分がない中心鉄芯１を、保護キャップ開口端縁３ｂの径方向に二次ボビン４のフランジ４ａの厚みの略中心が位置するように、二次ボビン４に内挿配置させた内燃機関用点火コイルとする。自動車は、この点火コイルを内蔵する自動車である。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動車エンジン等の内燃機関の点火プラグに高電圧を供給する点火コイル、及び自動車に関するものである。

内燃機関用点火コイルとしては、コイルケースの中に、鉄芯、二次コイル、及び一次コイルを同心に配置し、各部材間の空隙に樹脂が充填・硬化されたものが知られている。充填された樹脂は、各部材を固定すると共に各部材間における絶縁破壊を防止する役割を担っている。

このような点火コイルとしては、例えば特許文献1に開示されている。この文献に開示されている点火コイルの鉄芯は、外周面に保護テープが巻着されており、端部に一端面が開口した筒状キャップが装着されている。また、二次コイルは、外周面が円環状のフランジで区画されている二次ボビンに巻着されたものとなっている。この二次ボビンに鉄芯が内挿されることになる。
特開２００４−７１９１３号公報

ところで、内燃機関の作動および停止が繰り返されると、点火コイルの加熱および冷却が繰り返される。この繰り返しにより点火コイルの各部材が膨張・収縮することになって、膨張係数が異なる各部材が応力を受けることになる。応力が一箇所に集中的に加われば、充填されている樹脂に亀裂が生じることが問題となる。

応力集中による樹脂の亀裂は、特に、鉄芯の端部に装着されているキャップの開口端縁と樹脂との境界で生じ易く。この部分で亀裂が生じることを防止し、中心鉄芯とコイルとの間で放電し、短絡することを防止することが求められている。

本発明は、上記事情に鑑み、点火コイル部材の膨張・収縮によりキャップ開口端縁に加わる応力を低減し、樹脂に亀裂が生じることが防止された内燃機関用点火コイル、および自動車を提供することを目的とする。

本発明者は、鉄芯に装着されているキャップの開口端縁を所定位置に位置決めすることにより、キャップの開口端縁に加わる応力が低減されることを見出し本発明を完成するに至った。

即ち本発明は、中心鉄芯と、二次巻線が二次ボビンに巻着された二次コイル部と、一次巻線が一次ボビンに巻着された一次コイル部とが同心に配置され、各部材間に樹脂が充填された内燃機関用点火コイルにおいて、前記中心鉄芯の端部に一端が開口した筒状キャップが装着され、前記二次ボビンには外周面を区画する径方向に延設されたフランジが設けられており、前記キャップの開口端縁の径方向に前記フランジが位置していることを特徴とする内燃機関用点火コイルである。前記キャップの開口端縁の径方向に前記フランジ厚みの略中心が位置していることが好適である。また、前記中心鉄芯の周面は保護部材で被覆されており、
前記保護部材の一部が前記キャップの周壁により被覆されていることが好ましい。また、本発明は、このコイルを内蔵する自動車である。

上記のように構成された内燃機関用点火コイルの発明によれば、キャップ開口端縁に加わる応力が低減され、樹脂の亀裂の発生が防止されたものとなる。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。図１は、本実施例に係る点火コイルの概略構成を示す部分断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。

この点火コイルは、プラスチック金型によって一体成形されるコイルケース９と、コイルケース９の下端部に嵌合されるゴム製のプラグキャップ１４と、コイルケース９に内挿される一次コイル部１３と、一次コイル部１３に内挿される二次コイル部１２と、二次コイル部１２に内挿されるセンタコア部１１と、一次コイル部１３の外周に弾発的に嵌合される外装鉄芯８と、コイルケース９の上部に収容される給電部１５とを中心に構成されている。

そして、一次コイル部１３、二次コイル部１２、及びセンタコア部１１は、コイルケース９の中で同心状に位置決めされて、各部の空隙を無くすべく熱硬化性エポキシ樹脂１０が減圧注入された後、硬化されている。なお、給電部１５は、パルス電圧を一次コイル部１３に供給する部分であり、この実施例では、点火パルスを受けてＯＮ／ＯＦＦ動作するパワートランジスタを備えたものとなっている。

コイルケース９は、給電部１５を収容可能な基端部を備え、中央部が略円筒状となっているケースであり、点火プラグに高圧を伝えるスプリング１６を保持するケース先端部を備えている。

一次コイル部１３は、一次ボビン６と、一次ボビン６に積層巻きされている一次巻線７とで構成されている。一次巻線７の外側には、断面略Ｃ字状の外装鉄芯８が弾発的に嵌合されている。この外装鉄芯８は、中心鉄芯１と共に、一次巻線７と二次巻線５との間の最適な磁気通路を形成するためのものであり、一次コイル部１３に嵌合できる弾力性を有する薄板状の磁性珪素鋼板が使用される。

二次コイル部１２は、二次ボビン４と、二次ボビン４の外周に巻着される二次巻線５とで構成されている。二次ボビン４は、ポリフェニレンサルファイドや変性ポリフェニレンオキサイドなどの熱可塑性合成樹脂のものが用いられる。この二次ボビン４は、円筒状本体部の外周面に二次巻線５が巻着され、その外周面は、径方向に円環状に延設されたフランジにより複数に区画されたものとなっている。なお、本実施例においてボビンへの巻線の巻着は、先端側に向けて巻線を巻着した後に折り返し基端側に巻線し、これを繰り返す積層巻きが行なわれている。

図３は、センタコア部１１の正面図である。センタコア部１１は、０．３ｍｍ程度の板厚の珪素鋼板を積層した略円柱状の中心鉄芯１と、中心鉄芯１の周面を覆う保護部材とで構成されている。保護部材には、保護テープ２が選択されており、この保護テープ２が中心鉄芯１の両端部付近を残した外周面に巻着されている。

図４は、端部に保護キャップ３が装着されたセンタコア部を表す一部断面図である。保護キャップ３は、シリコーン樹脂等の弾性樹脂製で、一端が開口している円筒状のものである。中心鉄芯１の端部に保護キャップ３が装着されていることにより、中心鉄芯における保護テープ２の非巻着部分が被覆され、保護テープ２も保護キャップ周壁３ａにより被覆されている。つまり、保護キャップ３が装着された後の中心鉄芯１は、露出部分がなく、コイルケース９内に充填される樹脂１０が中心鉄芯１を構成する珪素鋼板間や中心鉄芯１と保護テープ２との間に流入することを防止している。なお、保護キャップ３を装着する前に中心鉄芯１の両端面には、鉄芯の磁束の飽和を抑制するために、一次コイル部１３で発生する磁束と反対方向の磁束を発生させる磁石を装着しても良い。

本実施例における点火コイルの各構成部材の概要は、上記の通りである。上記コイルにおいて、本発明の特徴となっている中心鉄芯位置について図を参酌しつつ詳述する。図５は、中心鉄芯１の上端配置位置を説明するための断面拡大図であり、図６は、中心鉄芯１の下端配置位置を説明するための断面拡大図である。

図５に示すように、中心鉄芯１の上端に装着されている保護キャップ３は、中心鉄芯１が二次ボビン４内に挿入されることで位置決めされることになる。本実施例の点火コイルは、加熱と冷却のサイクルで構成部材が膨張・収縮することにより保護キャップ開口端縁３ｂに加わる応力を低減するために、保護キャップ開口端縁３ｂと二次ボビン４のフランジ４ａとの位置関係が定められている。即ち、保護キャップ３の開口端縁３ｂの径方向にフランジ４ａを位置させることで、開口端縁３ｂに加わる応力を低減させている。本実施例の点火コイルにおいては、開口端縁３ｂの径方向にフランジ４ａの厚みの略中心を位置設定して、応力低減に最適な開口端縁３ｂの位置としている。

図６に示すように、中心鉄芯１の下端に装着されている保護キャップ３は、上端の保護キャップと同様に、開口端縁３ｂの径方向にフランジ４ａの厚みの略中心が配置するように設定されている。この保護キャップ３の周壁の径方向には、更にフランジ４ａが位置しており、保護キャップ開口端縁に加わる応力が一層軽減されるようになっている。なお、二次ボビン４の下端付近のフランジ４ａの間隔は、上端付近のフランジ４ａ間隔よりも狭く設定されており、各フランジ間の電位差を低く抑えると共に、二次ボビンの下端の強度を向上させている。

以上、本発明の実施例について具体的に説明したが、上記の記載内容は一例を示したに過ぎず、本発明の趣旨を逸脱することなく適宜に変更可能である。例えば、上端側の保護キャップの周壁の径方向に、更にフランジを配置させても良く、上端側のフランジ間隔を狭める変更も許容される。

本実施例に係る点火コイルの概略構成を示す部分断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 センタコア部の正面図である。 保護キャップが装着されたセンタコア部を表す一部断面図である 中心鉄芯の上端配置位置を説明するための断面拡大図である。 中心鉄芯の下端配置位置を説明するための断面拡大図である。

符号の説明

１ 中心鉄芯
２ 保護テープ
３ 保護キャップ
３ｂ 保護キャップ開口端縁
４ 二次ボビン
４ａ フランジ

Claims (5)

1. 中心鉄芯と、二次巻線が二次ボビンに巻着された二次コイル部と、一次巻線が一次ボビンに巻着された一次コイル部とが同心に配置され、各部材間に樹脂が充填された内燃機関用点火コイルにおいて、
   前記中心鉄芯の端部に一端が開口した筒状キャップが装着され、
   前記二次ボビンには外周面を区画する径方向に延設されたフランジが設けられており、
   前記キャップの開口端縁の径方向に前記フランジが位置していることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 前記キャップの開口端縁の径方向に前記フランジ厚みの略中心が位置している請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
3. 前記中心鉄芯の周面は保護部材で被覆されており、
   前記保護部材の一部が前記キャップの周壁により被覆されている請求項１又は２に記載の内燃機関用点火コイル。
4. 前記二次ボビンのフランジは複数設けられており、
   前記保護キャップの周壁の径方向にフランジが更に位置している請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関用点火コイル。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の点火コイルを内蔵する自動車。