JP2007294557A - 内燃機関用点火コイル及び点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一次コイルの一端をアースするアース端子金具と鉄心との間に高電圧を印加してアース端子金具と鉄心との間に介在した樹脂を炭化する処理を確実に行うことができる点火コイルを提供する。
【解決手段】一次ボビン１２と鉄心１１との間にアース端子金具１９の一部を挟み込んだ状態で配置して一次コイル１４の一端をアース端子金具１９に接続する。アース端子金具１９の一次ボビンと鉄心との間に挟み込まれる部分に先端が尖った突起１９ｃを形成してこの突起の先端を鉄心１１に接触させる。一次コイル及び二次コイルを含む点火コイルの主要部をケース２２内に収容して注型樹脂でモールドする。アース端子金具と鉄心との間に高電圧を印加して突起１９ｃと鉄心との間に入り込んだモールド樹脂を炭化する際に、突起１９ｃと鉄心との間で確実に電流の集中を生じさせて樹脂の炭化を確実に行わせる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、内燃機関用点火コイル及び該点火コイルを用いた内燃機関用点火装置に関するものである。

周知のように、内燃機関用の点火コイルは、鉄心と、この鉄心の回りに一次ボビンを介して巻回された一次コイルと、該一次コイルの外側に配置された二次コイルとを有している。この点火コイルは、一次電流制御ユニットとともに、内燃機関用の点火装置を構成する。一次電流制御ユニットは、機関の点火時期に点火コイルの一次電流に急激な変化を生じさせる機能を有する一次電流制御回路の構成部品を回路基板に取りつけて樹脂でモールドするか、または所定のパッケージ内に収容したものである。一次電流制御回路としては、電流遮断形の回路や、コンデンサ放電式の回路が知られている。一次電流制御ユニットが点火コイルの一次電流に急激な変化を生じさせると、点火コイルの一次コイルに高い電圧が誘起する。この電圧は点火コイルの一次、二次間の昇圧比により昇圧されるため、点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧が誘起する。二次コイルに誘起した点火用高電圧は、二次コイルの高電位側の端末部に一端が電気的に接続された高圧コードを通して、機関の気筒に取りつけられた点火プラグに印加される。

内燃機関用点火装置においては、点火コイルの鉄心をアース電位部として用い、一次コイルの接地側の端末部を、制御ユニットのアース線とともに鉄心に接続している。一次電流制御回路の構成によっては、二次コイルの一端を一次コイルの接地側の端末部と共に鉄心にアースする場合もある。

一次コイルの接地側の端末部を鉄心に接続するため、特許文献１に示されているように、一次ボビンと鉄心との間に一部が挟み込まれた状態で配置されたアース端子金具を設けて、このアース端子金具に一次コイルの接地側の端末部を接続した点火コイルが知られている。

図６は特許文献１に示された点火コイルに制御ユニットを組み込んで構成した内燃機関用点火装置を示したものである。同図において１は鉄心、２は鉄心１に取りつけられた一次ボビン、３は一次ボビン２に巻回された一次コイル、４は一次コイルを囲むように設けられた二次ボビン、５は二次ボビン４に巻回された二次コイルである。また６は一次ボビン２の鍔部に一体に形成された筒状の高圧コード接続部で、この高圧コード接続部に高圧コードＨＣの一端が接続されている。鉄心１と一次ボビン２及び一次コイル３と、二次ボビン４及び二次コイル５とにより点火コイルが構成されている。また７は点火コイルの一次電流を制御する制御ユニット、８は点火コイルの主要部を制御ユニット７とともに収容したケースである。

９は一次ボビン２と鉄心１との間に一部が挟み込まれたアース端子金具で、このアース端子金具に、一次コイル３の接地側の端末部３ａと、制御ユニット７から引き出されたアース線７ａとが半田付けされている。

図７は図６の点火装置で用いられているアース端子金具を拡大して示したものである。同図に示されているように、特許文献１に示された点火コイルにおいては、アース端子金具９の一次ボビンと鉄心との間に挟み込まれる部分９ａに平行な２本の切り込みを入れて、この切り込みの内側の部分を斜めに切り起こすことにより、先端がフラットな（幅方向に直線的に延びる）突起９ｂを形成して、この突起９ｂの先端を鉄心１に接触させるようにしていた。

内燃機関用の点火コイルは、多くの場合、雨水等が接触する環境下に配置されるため、耐候性を持たせるために、一次コイル及び二次コイルが樹脂でモールドされるのが普通である。制御ユニットが点火コイルとともに設けられる場合には、該制御ユニットも樹脂でモールドされる。図６に示したように、ケース８が設けられる場合には、ケース８内に樹脂を注型することにより、樹脂モールド部が形成される。
特開平８−３０６５５７号公報

上記のように、一次ボビンと鉄心との間にアース端子金具９の一部を挟み込んで、このアース端子金具に設けた突起９ｂを鉄心に接触させることにより、点火コイルの一次コイルの端末部等を鉄心にアースするようにした点火コイルまたは点火装置においては、樹脂モールド部を形成する際に、アース端子金具の突起９ｂの先端と鉄心１との間に樹脂が入りやすいため、アース端子金具９が鉄心１に対して絶縁された状態になることがしばしばある。そのため、この種の点火コイルまたは点火装置においては、樹脂モールド部を形成した後に、アース端子金具と鉄心との間に高電圧を印加して、アース端子金具の突起と鉄心との間に入り込んだ樹脂に電流を流し、これにより、入り込んだ樹脂を炭化させてアース端子金具と鉄心との間の導通を図るようにしている。

しかしながら、特許文献１に示されているように、アース端子金具９に設ける突起９ｂを、先端がフラットな形状にした場合には、突起９ｂの先端と鉄心１との間に樹脂が入り込み易く、突起９ｂと鉄心１との間に多くの樹脂が介在した状態になることがあるため、アース端子金具と鉄心との間に高電圧を印加した際に、突起９ｂと鉄心１との間に介在している樹脂を通して流れる電流が分散し、大電流を集中して流すことができないことがあった。そのため、アース端子金具の突起と鉄心との間に入り込んだ樹脂を炭化することができず、アース端子金具と鉄心との間の電気的な導通を図ることができないことがあった。

アース端子金具の突起９ｂと鉄心１との間に入り込んだ樹脂の量が多い場合でも、アース端子金具と鉄心との間に非常に高い電圧を印加すれば、入り込んだ樹脂を炭化することが可能であるが、アース端子金具と鉄心との間に印加する電圧をあまり高くすると、点火コイルの絶縁部にかかる負担が大きくなるため、好ましくない。

本発明の目的は、アース端子金具と鉄心との間に過大な高電圧を印加することなく、両者間の電気的な導通を確実に図ることができるようにした内燃機関用点火コイル及びこの点火コイルを用いた点火装置を提供することにある。

本発明は、鉄心と、鉄心の周囲に一次ボビンを介して巻回された一次コイルと該一次コイルを外側から囲むように設けられた二次コイルと、一部が一次ボビンと鉄心との間に挟み込まれた状態で配置されたアース端子金具と、一次コイル及び二次コイルを被覆するように設けられた樹脂モールド部とを備えて、一次コイルの接地側の端末部がアース端子金具に接続されている内燃機関用点火コイルに適用される。

本発明においては、アース端子金具の一次ボビンと鉄心との間に挟み込まれた部分に、鉄心側に突出した少なくとも１個の突起が形成され、この突起は、鉄心に接触する先端部が尖った形状を有している。

本発明はまた、鉄心と、該鉄心の周囲に一次ボビンを介して巻回された一次コイルと該一次コイルを外側から囲むように設けられた二次コイルと、一部が一次ボビンと鉄心との間に挟み込まれた状態で配置されたアース端子金具とを有する点火コイルと、二次コイルの外側に配置されて点火コイルの一次電流を制御する制御回路を構成する制御ユニットと、一次コイル及び二次コイルを制御ユニットとともに被覆するように設けられた樹脂モールド部とを備えて、一次コイルの接地側の端末部及び制御ユニットのアースにつながるアース線がアース端子金具に接続されている内燃機関用点火装置に適用される。

この場合も、アース端子金具の一次ボビンと鉄心との間に挟み込まれた部分に、鉄心側に突出した少なくとも１個の突起が形成され、該突起は、鉄心に接触する先端部が尖った形状を有するように形成される。

上記のように、アース端子金具に設ける突起の先端を尖らせておくと、樹脂モールド部を形成した際に、アース端子金具の突起と鉄心との間に樹脂が入りにくくすることができるため、アース端子金具の突起と鉄心との間に樹脂が入り込んで、両者間が絶縁された状態になる確率を少なくすることができる。

上記のように、本発明によれば、アース端子金具の突起と鉄心との間に樹脂が入り込んで、両者間が絶縁された状態になる確率を少なくすることができるが、両者間に樹脂が入り込むのを完全に防ぐことはできない。そのため、アース端子金具と鉄心との間に高電圧を印加して両者間に介在した樹脂を炭化する処理を行う工程を省略することはできないが、本発明においては、アース端子の突起の先端が尖っているので、仮にアース端子金具の突起と鉄心との間に樹脂が入り込んでいたとしても、アース端子金具と鉄心との間に高電圧を印加した際に、アース端子金具の突起と鉄心との間で確実に電流の集中を生じさせることができる。従って、アース端子金具の突起と鉄心との間に入り込んだ樹脂を確実に炭化することができ、アース端子金具と鉄心との間の電気的な導通を確実に図ることができる。またこの場合、アース端子と鉄心との間に印加する電圧は、従来の点火コイルにおいて、アース端子金具と鉄心との間の導通を図るための処理を行う際に必要とした電圧よりも低くてよいため、点火コイルの絶縁部に過度の負担をかけることなく、アース端子金具と鉄心との間の電気的導通を図る処理を行うことができる。

以上のように、本発明によれば、一次コイルの接地側の端末部を鉄心に接続するために用いるアース端子金具の、一次ボビンと鉄心との間に挟み込まれる部分に鉄心側に突出した突起を設けて、この突起の先端を尖った形状としたので、樹脂モールド部を形成した際に、アース端子金具の突起と鉄心との間に樹脂が入りにくくすることができ、アース端子金具の突起と鉄心との間に多くの樹脂が入り込んで、両者間が絶縁された状態になる確率を少なくすることができる。

また本発明によれば、アース端子金具の突起の先端を尖った形状としたので、仮にアース端子金具の突起と鉄心との間に樹脂が入り込んだとしても、アース端子金具と鉄心との間に高電圧を印加することにより、アース端子金具の突起と鉄心との間で確実に電流の集中を生じさせて、アース端子金具の突起と鉄心との間に入り込んだ樹脂を確実に炭化することができ、アース端子金具と鉄心との間の電気的な導通を確実に図ることができる。

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の好ましい実施形態を示したもので、図１は同実施形態の縦断面図、図２は鉄心の一部を省略して示した図１の左側面図である。これらの図において１１は鋼板の積層体からなる鉄心で、図示の鉄心１１は、Ｉ状に形成された鉄心本体１１Ａと、鉄心本体１１Ａの両端に蟻結合された脚部１１Ｂ及び１１Ｃとからなっている。脚部１１Ｂ及び１１Ｃの先端には、内燃機関のクランク軸に取りつけられるロータＲＴの外周に設けられた磁石界磁の磁極に対向させられる磁極部１１B1及び１１C1が形成されている。

１２は、樹脂の成形品からなる一次ボビンで、この一次ボビンの一端には、筒状の高圧コード接続部１３が一体に形成されている。一次ボビン１２は、コイル巻回用胴部１２ａを有していて、このコイル巻回用胴部１２ａに一次コイル１４が巻回されている。一次ボビン１２の胴部１２ａの内側には、断面の輪郭形状が正方形状を呈する孔部が形成され、この孔部に鉄心本体１１Ａを嵌合させることにより、一次コイル１４が巻回された一次ボビン１２が鉄心１１に取りつけられている。

１５は一次コイル１４を外側から囲むように配置された筒状の二次ボビンで、この二次ボビンに二次コイル１６が巻回されている。二次コイル１６の一端は一次コイル１４の非接地側の端末部に接続され、他端は、二次ボビン１５の一端側に設けられた鍔部に固定された接触片１７に接続されている。接触片１７は高圧コード接続部１３の端部に取りつけられた木ねじ状の二次端子１８の頭部に接触させられている。高圧コード接続部１３の内側に高圧コードＨＣの一端が挿入され、該高圧コードの心線が高圧コード接続部内で二次端子１８に接触させられる。

一次コイル１４の接地側の端末部を鉄心１１に接続するため、鉄心１１を取りつける前に、一次ボビンのコイル巻回用胴部１２ａの一端側を延長して形成した角筒状の突出部１２ｂに、導電板を折り曲げることにより形成されたアース端子金具１９が取りつけられる。

図４に示したように、アース端子金具１９は、互いに平行に配置された１対の板状部１９a1，１９a2とこれらの板状部の一端を連結する連結部１９a3とからなるＵ字状の折り曲げ部１９ａと、折り曲げ部１９ａの一方の板状部１９a1の他端から外側に直角に折れ曲がって延びる平板状の端子部１９ｂとを一体に有している。折り曲げ部１９ａの他方の板状部１９a2に、先端部側が三角形状を呈するホームベース形の切り込みが形成され、この切り込みの内側の部分を折り曲げ部１９ａの外側に斜めに切り起こすことにより、先端１９c1が一点に収束するように（ピンポイントに）尖った形状を有する突起１９ｃが形成されている。突起１９ｃは少なくとも１つ形成されていればよいが、図示の例では、この突起１９ｃが３個形成されて、これらの突起が三角配置されている。

図３に示したように、アース端子金具１９の折り曲げ部１９ａの板状部１９a2に形成された突起１９ｃが一次ボビン１２の内側に（鉄心側に）斜めに突出した状態で配置されるようにして、折り曲げ部１９ａが一次ボビンの一端に形成された角筒状の突出部１２ｂに嵌合され、更に端子部１９ｂが一次ボビン１２の一端側に設けられたつば部１２ｃに添わせた状態にされて、アース端子金具１９が一次ボビン１２に取りつけられる。そして、アース端子金具１９の端子部１９ｂに、一次コイル１４の接地側の端末部１４ａと、二次コイル１６の外側に配置された制御ユニット２０から引き出されたアース線２０ａとが半田付けされている。また図２に示したように、一次ボビン１２の他端側に端子板２１が固定され、この端子板２１に一次コイル１４の非接地側の端末部１４ｂと、二次コイル１６の一端側の端末部１６ａと、制御ユニット２０から引き出されたリード線２０ｂとが半田付けされている。

２２は、一端に開口部が設けられ、他端に底部２２ａが設けられた樹脂製のケースで、このケース内に、一次コイル１４が巻回された一次ボビン１２と、二次コイル１６が巻回された二次ボビン１５とを含む点火コイルの主要部と、制御ユニット２０とが挿入されている。この状態で、鉄心本体１１Ａが一次ボビン１２の胴部１２ａの内側に挿入される。鉄心本体１１Ａの一端はケース２２の開口部から外方に突出した状態で配置され、他端はケース２２の底部２２ａに形成された孔２２ｂを通して外方に導出される。このようにして鉄心本体１１Ａを取りつけた際に、アース端子金具１９の板状部１９a2が一次ボビンと鉄心本体との間に挟み込まれ、板状部１９a2に形成された突起１９ｃの尖った先端１９c1が鉄心本体１１Ａに接触させられる。

そして、ケース２２内に樹脂が注型されて、樹脂モールド部２３が形成され、この樹脂モールド部内に点火コイルの主要部と制御ユニット２０とが埋設される。

図示の制御ユニット２０は、図５に示したようにＮＰＮ形の一次電流制御用トランジスタＴＲと、このトランジスタをオンオフ制御する制御回路（図示せず。）とを備えた周知の電流遮断形のユニットで、トランジスタＴＲのコレクタが一次コイル１４の接地側の端末部に接続され、エミッタが一次コイル１４の非接地側の端末部と二次コイル１６の低電位側の一端とに接続される。

制御ユニット２０内に設けられる図示しない制御回路は、ロータＲＴの回転に伴って一次コイル１４に誘起する交流電圧の一方の半サイクル（一次コイル１４の接地側の電位が非接地側の電位よりも高くなる極性の半サイクル）においてトランジスタＴＲにベース電流を流して該トランジスタを導通させ、一次コイル１４からトランジスタＴＲのコレクタエミッタ間を通して一次電流を流す。制御回路はまた、トランジスタＴＲのコレクタエミッタ間の電圧から一次電流を検出し、一次電流が所定のレベルに達したことを検知したときにトランジスタＴＲへのベース電流の供給を停止させて、トランジスタＴＲを遮断状態にする。これにより、それまで流れていた一次電流を遮断して、過渡現象により点火コイルの一次コイルに高い電圧を誘起させ、この電圧を一次、二次間の昇圧比により昇圧して、二次コイル１６に点火用の高電圧を誘起させる。

上記のように、アース端子金具に設ける突起１９ｃの先端１９c1をピンポイントに尖らせておくと、樹脂モールド部２３を形成した際に、アース端子金具１９の突起１９ｃと鉄心１１との間に樹脂が入りにくくすることができるため、アース端子金具１９の突起と鉄心との間に樹脂が入り込んで、両者間が絶縁された状態になる確率を少なくすることができる。

また仮にアース端子金具の突起と鉄心との間に樹脂が入り込んでいたとしても、アース端子金具１９と鉄心１１との間に高電圧を印加することにより、アース端子金具の突起の先鋭な先端１９c1と鉄心１１との間で確実に電流の集中を生じさせることができるため、アース端子金具の突起と鉄心との間に入り込んだ樹脂を確実に炭化することができ、アース端子金具と鉄心との間の電気的な導通を確実に図ることができる。この場合、アース端子と鉄心との間に印加する電圧は、従来の点火コイルにおいて、アース端子金具と鉄心との間の導通を図るための処理を行う際に必要とした電圧よりも低くてよい。従って、点火コイルの絶縁部に過度の負担をかけることなく、アース端子金具と鉄心との間の電気的導通を図る処理を行うことができる。

上記の説明では、制御ユニット１９として電流遮断形の回路を有するものを用いたが、制御ユニット１９はコンデンサ放電式の回路を備えたもの等、他の形式のものでもよい。また上記の例では、点火コイルを収容するケース内に制御ユニットを組み込むことにより、内燃機関用点火装置を構成しているが、制御ユニット１９とは別個に設けられる点火コイルにも本発明を適用することができるのはもちろんである。

また上記の例では、鉄心に磁極部１１B1，１１C1を設けて、これらの磁極部を機関に取りつけられたロータ（磁石回転子）の磁極部に対向させることにより、一次コイル１４に電圧を誘起させる（一次コイルを電源として用いる）形式の点火コイルに本発明を適用して、点火コイルに一次電流を流す電源を外部に設ける場合にも本発明を適用することができる。この場合には、図１に示された脚部１１Ｂ及び１１Ｃが省略される。

本発明の実施形態の構成を示す縦断面図である。 鉄心の一部を省略して示した図１の左側面図である。 本実施形態において鉄心を一次ボビンに取りつける前の状態を示した縦断面図である。 本実施形態で用いるアース端子金具の形状の一例を示した斜視図である。 本実施形態において点火コイルと制御ユニットにより構成される点火装置の電気的構成を概略的に示した回路図である。 従来の点火装置の構成を示した縦断面図である。 従来の点火装置で用いられていたアース端子金具を示した斜視図である。

符号の説明

１１ 鉄心
１２ 一次ボビン
１３ 高圧コード接続部
１４ 一次コイル
１５ 二次ボビン
１６ 二次コイル
１９ アース端子金具
１９ａ アース端子金具の折り曲げ部
１９ｂ 端子部
１９ｃ 突起
１９c1 突起の尖った先端

Claims (2)

1. 鉄心と、前記鉄心の周囲に一次ボビンを介して巻回された一次コイルと該一次コイルを外側から囲むように設けられた二次コイルと、一部が前記一次ボビンと鉄心との間に挟み込まれた状態で配置されたアース端子金具と、前記一次コイル及び二次コイルを被覆するように設けられた樹脂モールド部とを備え、前記一次コイルの接地側の端末部が前記アース端子金具に接続されている内燃機関用点火コイルにおいて、
   前記アース端子金具の前記一次ボビンと鉄心との間に挟み込まれた部分に、前記鉄心側に突出した少なくとも１個の突起が形成され、
   前記突起は、前記鉄心に接触する先端部が尖った形状を有していること、
   を特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 鉄心と、前記鉄心の周囲に一次ボビンを介して巻回された一次コイルと該一次コイルを外側から囲むように設けられた二次コイルと、一部が前記一次ボビンと鉄心との間に挟み込まれた状態で配置されたアース端子金具とを有する点火コイルと、前記二次コイルの外側に配置されて前記点火コイルの一次電流を制御する制御回路を構成する制御ユニットと、前記一次コイル及び二次コイルを前記制御ユニットとともに被覆するように設けられた樹脂モールド部とを備え、前記一次コイルの接地側の端末部及び前記制御ユニットのアースにつながるアース線が前記アース端子金具に接続されている内燃機関用点火装置において、
   前記アース端子金具の前記一次ボビンと鉄心との間に挟み込まれた部分に、前記鉄心側に突出した少なくとも１個の突起が形成され、
   前記突起は、前記鉄心に接触する先端部が尖った形状を有していること、
   を特徴とする内燃機関用点火装置。
   

Images