JP2008053677A - 点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】高電圧端子からプラグホールへの漏電を防止するための絶縁距離を十分に確保することができるスティックタイプの点火コイルを提供すること。
【解決手段】点火コイル１は、コイル本体部１１の高電圧側Ｄ１の端部に、プラグ装着部１２を設けてなる。プラグ装着部１２は、筒状のキャップ取付部２１２に、ゴム製のプラグキャップ５１を取り付けてなる。プラグキャップ５１における嵌入口５１１内には、高電圧端子５２とコイルスプリング５３とが配設してある。プラグキャップ５１は、キャップ取付部２１２の外周に装着する筒状の外周装着部５１３を有している。キャップ取付部２１２内には、コイルケース内における間隙と連通する環状空間２１４が形成してあり、環状空間２１４には、充填用樹脂１５が充填してある。環状空間２１４における高電圧側端部２１５は、外周装着部５１３における低電圧側端部５１５よりも高電圧側Ｄ１に位置している。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関において、スパークプラグにおける一対の電極間にスパークを発生させるために用いる点火コイルに関する。

エンジン等の内燃機関に用いる点火コイルにおいては、例えば、一次スプールに一次巻線を巻回して形成した一次コイルと、二次スプールに二次巻線を巻回して形成した二次コイルとを、径方向に重ねて同心円状に配置して、コイル本体部を形成している。また、一次コイル及び二次コイルの内周側に、磁性材料からなる中心コアを配置し、一次コイル及び二次コイルの外周側に、磁性材料からなる外周コアを配置して、中心コア及び外周コアを通過する磁気回路を形成している。また、点火コイル内における間隙は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂によって充填して、各構成部品の固定及び絶縁を行っている。

また、二次コイルの高電圧側の端部には、スパークプラグを装着するプラグ装着部を形成している。このプラグ装着部は、一次コイルを構成するスプール等から延長形成した筒状のキャップ取付部に、ゴム製のプラグキャップを取り付けてなる。
また、プラグキャップにおける嵌入口内には、高電圧端子を介して二次コイルの高電圧側巻線端部と導通させたコイルスプリングが配置してある。そして、スパークプラグは、その碍子部を嵌入口内に嵌入すると共に、その端子部をコイルスプリングに接触させて、プラグ装着部に装着している。

このような点火コイルとしては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１の点火コイルにおいては、高電圧の高電圧端子から、これよりも低電圧のプラグホールへと漏電が生じることを抑制するために、上記キャップ取付部に熱硬化性樹脂を充填するための環状充填部を形成している。また、特許文献１の点火コイルは、エンジンのシリンダヘッドカバーに設けたプラグホール内に、一次コイル及び二次コイルを備えたコイル部を挿入配置して用いるものである。

しかしながら、高電圧端子からプラグホールへの漏電を一層効果的に防止するためには、上記従来の点火コイルにおいても十分ではない。
すなわち、高電圧端子における高電圧電流は、環状充填部の内周側に沿って流れ、キャップ取付部の外周側まで漏電するおそれがある。そのため、高電圧端子からプラグホールへの漏電を防止するための絶縁距離を、十分に確保するためには更なる工夫が必要とされる。

特開２００３−１６３１２６号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、高電圧端子からプラグホールへの漏電を防止するための絶縁距離を十分に確保することができるスティックタイプの点火コイルを提供しようとするものである。

本発明は、一次コイル及び二次コイルをコイルケース内に収容してなるコイル本体部と、該コイル本体部の高電圧側の端部に設けたプラグ装着部とを備え、上記コイルケース内における間隙を充填用樹脂によって充填してなると共に、上記プラグ装着部及び上記コイル本体部をエンジンのプラグホール内に挿入配置して用いる点火コイルにおいて、
上記プラグ装着部は、上記一次コイルを構成するスプール又は上記コイルケースから延長形成した筒状のキャップ取付部に、スパークプラグにおける碍子部を嵌入するための嵌入口を備えたゴム製のプラグキャップを取り付けてなり、
該プラグキャップにおける上記嵌入口内には、上記二次コイルの高電圧側巻線端部と導通させた高電圧端子と、該高電圧端子と上記スパークプラグにおける碍子部の先端に形成した端子部とを導通させるコイルスプリングとが配設してあり、
上記プラグキャップは、上記キャップ取付部の外周に装着する筒状の外周装着部を有しており、
上記キャップ取付部内には、上記コイルケース内における間隙と連通する環状空間が形成してあり、該環状空間には、上記充填用樹脂が充填してあり、
上記環状空間における高電圧側端部は、上記外周装着部における低電圧側端部よりも高電圧側に位置していることを特徴とする点火コイルにある（請求項１）。

本発明の点火コイルは、コイル本体部をエンジンのプラグホール内に挿入配置して用いるスティックタイプのものである。また、プラグ装着部において、ゴム製のプラグキャップを取り付けるキャップ取付部には、充填用樹脂を充填してなる環状空間が形成してある。そして、環状空間における高電圧側端部は、外周装着部における低電圧側端部よりも高電圧側に位置している。

これにより、高電圧端子からプラグホールへの漏電を防止するための絶縁距離（沿面距離）は、高電圧端子から環状空間の内周側を高電圧側に向けて辿り、環状空間の高電圧側端部を回って低電圧側に向けて辿った後、プラグキャップの低電圧側端部までの距離となる。
それ故、本発明のスティックタイプの点火コイルによれば、高電圧端子からプラグホールへの漏電を防止するための絶縁距離を十分に確保することができる。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記キャップ取付部は、上記外周装着部を装着するための取付本体部と、該取付本体部の内周側に形成し上記高電圧端子を外周から保持する保持部とを有しており、上記環状空間は、上記取付本体部と上記保持部との間に形成することが好ましい（請求項２）。
この場合には、環状空間を高電圧側に向けて深く形成することが容易であり、環状空間における高電圧側端部を、外周装着部における低電圧側端部よりも高電圧側に位置させることが容易である。

また、上記環状空間における高電圧側端部と、上記外周装着部における低電圧側端部との軸方向距離は、０．８±０．４ｍｍとすることが好ましい（請求項３）。
この場合には、環状空間における高電圧側端部と、外周装着部における低電圧側端部との軸方向距離を適切に確保することができる。

また、上記高電圧端子は、上記二次コイルの高電圧側巻線端部を接続する端子接続部と、該端子接続部から円筒形状に延長形成した端子円筒部とを有しており、上記キャップ取付部は、上記外周装着部を装着するための取付本体部と、該取付本体部の内周側に形成し上記高電圧端子の上記端子円筒部における内周面を保持する保持部とを有しており、上記キャップ取付部内において上記環状空間の内周側には、上記高電圧端子の上記端子円筒部における外周面に対向して内周側空間を形成し、該内周側空間には、上記充填用樹脂を充填し、上記環状空間における高電圧側端部を、上記内周側空間における高電圧側端部よりも高電圧側に位置させることもできる（請求項４）。
この場合には、高電圧端子の外周側に、充填用樹脂を充填してなる内周側空間と環状空間とが存在し、高電圧端子からプラグホールへの漏電を効果的に防止することができる。

以下に、本発明の点火コイルにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例の点火コイル１は、図１に示すごとく、一次コイル２１及び二次コイル２２をコイルケース３３内に収容してなるコイル本体部１１と、このコイル本体部１１の高電圧側Ｄ１の端部に設けたプラグ装着部１２とを備えており、コイルケース３３内における間隙を充填用樹脂１５によって充填してなる。また、この点火コイル１は、プラグ装着部１２及びコイル本体部１１をエンジンのシリンダヘッドカバー８のプラグホール８１内に挿入配置して用いるスティックタイプのものである。

図２に示すごとく、プラグ装着部１２は、一次コイル２１を構成する一次スプール２１１から延長形成した筒状のキャップ取付部２１２に、スパークプラグ７における碍子部７１を嵌入するための嵌入口５１１を備えたゴム製のプラグキャップ５１を取り付けてなる。このプラグキャップ５１における嵌入口５１１内には、二次コイル２２の高電圧側巻線端部２２５と導通させた高電圧端子５２と、この高電圧端子５２とスパークプラグ７における碍子部７１の先端に形成した端子部７２とを導通させるコイルスプリング５３とが配設してある。

また、プラグキャップ５１は、キャップ取付部２１２の外周に装着する筒状の外周装着部５１３を有している。キャップ取付部２１２内には、コイルケース３３内における間隙と連通する環状空間２１４が形成してあり、この環状空間２１４には、充填用樹脂１５が充填してある。
そして、環状空間２１４における高電圧側端部２１５は、外周装着部５１３における低電圧側端部５１５よりも高電圧側Ｄ１に位置している。

以下に、本例の点火コイル１につき、図１、図２と共に詳説する。
図１に示すごとく、本例の点火コイル１は、コイル本体部１１の軸方向一端側（高電圧側）Ｄ１に、プラグ装着部１２を設けてなると共に、コイル本体部１１の軸方向他端側（低電圧側）Ｄ２に、当該点火コイル１をその外部のエンジンの電子制御ユニット（ＥＣＵ）に電気接続するためのコネクタ部１３を設けてなる。
そして、本例の点火コイル１は、コイル本体部１１及びプラグ装着部１２をプラグホール８１内に挿入配置すると共に、コネクタ部１３をプラグホール８１の外部に配置して用いる。

上記一次コイル２１は、断面円環状の熱可塑性樹脂からなる一次スプール２１１の外周に、絶縁被覆した一次巻線を巻回してなる。上記二次コイル２２は、断面円環状の熱可塑性樹脂からなる二次スプール２２１の外周に、絶縁被覆した二次巻線を巻回してなる。また、二次巻線は、一次巻線よりも細径であり、二次スプール２２１には、一次巻線よりも多い巻回数で二次巻線が巻回してある。

図１に示すごとく、一次コイル２１及び二次コイル２２の内周側には、磁性体からなる棒状の中心コア３１が配置してあり、一次コイル２１及び二次コイル２２の外周側には、磁性体からなる筒状の外周コア３２が配置してある。また、本例においては、一次コイル２１の内周側に二次コイル２２が配置してあり、二次コイル２２の内周側に中心コア３１が配置してある。また、コイルケース３３は、薄肉の筒形状を有しており、一次コイル２１の外周と外周コア３２との間に配置してある。
本例の中心コア３１は、平板状の電磁鋼板（珪素鋼板等）を点火コイル１の径方向に積層して、断面略円形状に形成してある。本例の外周コア３２は、コイルケース３３の外周面の形状に沿って円筒状に形成した電磁鋼板（珪素鋼板等）を径方向に積層してなる。

図２に示すごとく、上記プラグ装着部１２において、キャップ取付部２１２は、プラグキャップ５１における外周装着部５１３を装着するための取付本体部２１２Ａと、この取付本体部２１２Ａの内周側に形成し高電圧端子５２を外周から保持する保持部２１３とを有している。そして、環状空間２１４は、取付本体部２１２Ａと保持部２１３との間において、軸方向Ｄの低電圧側Ｄ２に向けて環状の溝状に陥没形成してなる。
また、本例においては、環状空間２１４における高電圧側端部２１５と、外周装着部５１３における低電圧側端部５１５との軸方向距離Ｙは、０．８±０．４ｍｍとした。

また、本例のスプリングの中間部分５３Ａは、外周装着部５１３の内周側において、軸方向Ｄにおける低電圧側Ｄ２に向けて筒状に突出形成したスプリング保持部５１２によって保持してある。また、本例の高電圧端子（二次ターミナル）５２には、二次巻線における高電圧側巻線端部２２５が結線してある。高電圧端子５２は、二次スプール２２１の高電圧側Ｄ１の端部に形成した端子取付部２２２と、一次スプール２１１のキャップ取付部２１２の内周側に形成した保持部２１３との間に挟持してある。
そして、二次巻線の高電圧側巻線端部２２５は、高電圧端子５２及びコイルスプリング５３を介してスパークプラグ７の端子部７２と導通される。また、図１に示すごとく、スパークプラグ７は、その碍子部７１をプラグキャップ５１における嵌入口５１１に嵌入し、碍子部７１の先端に形成した端子部７２を、コイルスプリング５３の高電圧側端５３１に接触させた状態で、エンジンのシリンダヘッドカバー８に固定される。

図１に示すごとく、上記コネクタ部１３は、熱可塑性樹脂からなるコネクタケース部４１内に、一次巻線に電力を供給するイグナイタ４５を配設してなる。また、コネクタ部１３には、径方向外方に突出してコネクタ接続部４２が形成してある。イグナイタ４５における複数の導電ピンは、コネクタ接続部４２内にインサート成形した導電ピンと導通されている。また、本例のコイル本体部１１は、熱可塑性樹脂からなる嵌合部材３４を介して、コネクタケース部４１における嵌入穴４１１内に嵌入してある。
また、イグナイタ４５は、一次巻線に電力を供給する電力供給回路、及びスパークプラグ７における一対の電極間を介して二次巻線に流れるイオン電流を検出するイオン電流検出回路等を備えている。

また、点火コイル１における間隙内には、充填用樹脂１５が充填してある、本例の充填用樹脂１５は、熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂である。充填用樹脂１５は、点火コイル１の各構成部品の組付を行った後、当該点火コイル１における間隙内を真空状態にし、この真空状態の間隙内に液状のエポキシ樹脂を充填し、その後エポキシ樹脂を硬化させて形成したものである。
また、充填用樹脂１５は、コイルケース３３、コネクタ部１３、一次スプール２１１（キャップ取付部２１２を含む）、高電圧端子５２等によって囲まれた点火コイル１内の間隙内に充填してあり、一次コイル２１と二次コイル２２との間の間隙から、環状空間２１４へと連続して充填してある（図２参照）。

上記点火コイル１において、ＥＣＵからのパルス状のスパーク発生信号によって、一次巻線に電流を流したときには、中心コア３１及び外周コア３２を通過する磁界が形成される。次いで、一次巻線に流す電流を遮断したときには、上記磁界の形成方向とは反対方向に向けて、中心コア３１及び外周コア３２を通過する誘導磁界が形成される。そして、この誘導磁界の形成により、二次巻線に高電圧の誘導起電力（逆起電力）が発生し、点火コイル１に装着したスパークプラグ７における一対の電極間にスパークを発生させることができる。

本例の点火コイル１においては、上記のごとく、プラグ装着部１２において、ゴム製のプラグキャップ５１を取り付けるキャップ取付部２１２に、充填用樹脂１５を充填してなる環状空間２１４が形成してある。そして、環状空間２１４における高電圧側端部２１５は、外周装着部５１３における低電圧側端部５１５よりも高電圧側Ｄ１に位置している。

これにより、図２に示すごとく、高電圧端子５２からプラグホール８１への漏電を防止するための絶縁距離（沿面距離）Ｘは、高電圧端子５２から、充填用樹脂１５を充填した環状空間２１４の内周側を高電圧側Ｄ１に向けて辿り、充填用樹脂１５を充填した環状空間２１４の高電圧側端部２１５を回って若干低電圧側Ｄ２に向けて辿った後、プラグキャップ５１の低電圧側端部５１５までの距離となる。
それ故、本例のスティックタイプの点火コイル１によれば、高電圧端子５２からプラグホール８１への漏電を防止するための絶縁距離Ｘを十分に確保することができる。そして、高電圧端子５２における高電圧電流が、プラグホール８１へ漏電してしまうことを効果的に防止することができ、点火コイル１における耐電圧を向上させることができる。

なお、図示は省略するが、上記キャップ取付部２１２は、コイルケース３３から延長形成することもできる。また、この場合には、キャップ取付部２１２は、コイルケース３３を一体成形することができ、あるいはコイルケース３３とは別体に成形したものをコイルケース３３と連結させることもできる。

（実施例２）
本例は、図３に示すごとく、上記実施例１に示した高電圧端子５２とは形状が異なる高電圧端子５２Ａを備えた点火コイル１Ａについて、高電圧端子５２Ａからプラグホール８１への漏電を防止するための工夫を行った例である。
本例の高電圧端子５２Ａは、二次コイル２２の高電圧側巻線端部２２５を接続する端子接続部５２１と、この端子接続部５２１から円筒形状に延長形成した端子円筒部５２２とを有している。端子接続部５２１は、二次スプール２２１における端子取付部２２２内に配置してある。本例のキャップ取付部２１２は、プラグキャップ５１の外周装着部５１３を装着するための取付本体部２１２Ｂと、この取付本体部２１２Ｂの内周側に形成し高電圧端子５２Ａの端子円筒部５２２における内周面を保持する保持部２１３Ａとを有している。

また、同図に示すごとく、キャップ取付部２１２内において環状空間２１４の内周側には、高電圧端子５２Ａの端子円筒部５２２における外周面に対向して内周側空間２１６が形成してある。この内周側空間２１６は、高電圧端子５２Ａの端子円筒部５２２の全周との間に環状の空間を形成してなる。そして、内周側空間２１６には、点火コイル内における間隙及び環状空間２１４から連続して充填用樹脂１５が充填してある。
また、充填用樹脂１５を充填した環状空間２１４における高電圧側端部２１５は、充填用樹脂１５を充填した内周側空間２１６における高電圧側端部２１７よりも高電圧側Ｄ１に位置している。

本例においては、高電圧端子５２Ａの外周側に、充填用樹脂１５を充填してなる内周側空間２１６と環状空間２１４とが存在し、高電圧端子５２Ａからプラグホール８１への漏電を効果的に防止することができる。
本例の点火コイル１Ａにおいても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

実施例１における、点火コイルを示す断面説明図。 実施例１における、点火コイルのプラグ装着部の周辺を示す断面説明図。 実施例２における、点火コイルのプラグ装着部の周辺を示す断面説明図。

符号の説明

１ 点火コイル
１１ コイル本体部
１２ プラグ装着部
１５ 充填用樹脂
２１ 一次コイル
２１１ 一次スプール
２１２ キャップ取付部
２１２Ａ、Ｂ 取付本体部
２１３、２１３Ａ 保持部
２１４ 環状空間
２１５ 高電圧側端部
２１６ 内周側空間
２１７ 高電圧側端部
２２ 二次コイル
２２１ 二次スプール
２２５ 高電圧側巻線端部
３１ 中心コア
３２ 外周コア
３３ コイルケース
５１ プラグキャップ
５１１ 嵌入口
５１３ 外周装着部
５１５ 低電圧側端部
５２、５２Ａ 高電圧端子
５２１ 端子接続部
５２２ 端子円筒部
５３ コイルスプリング
７ スパークプラグ
７１ 碍子部
７２ 端子部
８ シリンダヘッドカバー
８１ プラグホール
Ｄ 軸方向
Ｄ１ 高電圧側
Ｄ２ 低電圧側
Ｘ 絶縁距離

Claims (4)

1. 一次コイル及び二次コイルをコイルケース内に収容してなるコイル本体部と、該コイル本体部の高電圧側の端部に設けたプラグ装着部とを備え、上記コイルケース内における間隙を充填用樹脂によって充填してなると共に、上記プラグ装着部及び上記コイル本体部をエンジンのプラグホール内に挿入配置して用いる点火コイルにおいて、
   上記プラグ装着部は、上記一次コイルを構成するスプール又は上記コイルケースから延長形成した筒状のキャップ取付部に、スパークプラグにおける碍子部を嵌入するための嵌入口を備えたゴム製のプラグキャップを取り付けてなり、
   該プラグキャップにおける上記嵌入口内には、上記二次コイルの高電圧側巻線端部と導通させた高電圧端子と、該高電圧端子と上記スパークプラグにおける碍子部の先端に形成した端子部とを導通させるコイルスプリングとが配設してあり、
   上記プラグキャップは、上記キャップ取付部の外周に装着する筒状の外周装着部を有しており、
   上記キャップ取付部内には、上記コイルケース内における間隙と連通する環状空間が形成してあり、該環状空間には、上記充填用樹脂が充填してあり、
   上記環状空間における高電圧側端部は、上記外周装着部における低電圧側端部よりも高電圧側に位置していることを特徴とする点火コイル。
2. 請求項１において、上記キャップ取付部は、上記外周装着部を装着するための取付本体部と、該取付本体部の内周側に形成し上記高電圧端子を外周から保持する保持部とを有しており、
   上記環状空間は、上記取付本体部と上記保持部との間に形成してあることを特徴とする点火コイル。
3. 請求項１又は２において、上記環状空間における高電圧側端部と、上記外周装着部における低電圧側端部との軸方向距離は、０．８±０．４ｍｍであることを特徴とする点火コイル。
4. 請求項１において、上記高電圧端子は、上記二次コイルの高電圧側巻線端部を接続する端子接続部と、該端子接続部から円筒形状に延長形成した端子円筒部とを有しており、
   上記キャップ取付部は、上記外周装着部を装着するための取付本体部と、該取付本体部の内周側に形成し上記高電圧端子の上記端子円筒部における内周面を保持する保持部とを有しており、
   上記キャップ取付部内において上記環状空間の内周側には、上記高電圧端子の上記端子円筒部における外周面に対向して内周側空間が形成してあり、該内周側空間には、上記充填用樹脂が充填してあり、
   上記環状空間における高電圧側端部を、上記内周側空間における高電圧側端部よりも高電圧側に位置させたことを特徴とする点火コイル。

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