JP2008159642A

JP2008159642A - 内燃機関用点火コイル

Info

Publication number: JP2008159642A
Application number: JP2006343675A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Ide; 博巳井出
Original assignee: Hanshin Electric Co Ltd
Current assignee: Hanshin Electric Co Ltd
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-07-10

Abstract

【課題】浸水等によるショートを防止することができる内燃機関用点火コイルを提供する。
【解決手段】上面１ａが開放した絶縁ケース１の内部に、コイル−鉄心組立体収容部２とモジュール収容部３とを設け、コイル−鉄心組立体収容部２へ、コイル−鉄心組立体を収容し、モジュール収容部３へ、コイル−鉄心組立体の一次コイルと電気的に接続するコネクタリード部３１ａを有するスイッチングモジュール本体３１の面を絶縁ケース１の開放した上面１ａと反対側の底面側に位置させてスイッチングモジュール本体３１を収容するとともに、絶縁ケース１の内部へ絶縁樹脂を注入して固化させ、コイル−鉄心組立体およびスイッチングモジュール本体３１を絶縁ケース１内に固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の内燃機関の点火プラグに高電圧を供給し、火花放電を発生させるための内燃機関用点火コイルに係り、浸水等によるショートを防止し、小型化を可能にする内燃機関用点火コイルに関する。

一般に、内燃機関用点火コイルは、自動車等のエンジンルーム内に取り付けられるが、他のエンジン部品等から要求される寸法的制限が厳しく、小型化が要求されている。本特許出願人の特許文献１によって公知である従来の内燃機関用点火コイルを、例えば、図３に基づいて説明すると、まず、内燃機関用点火コイルを構成する上面１ａが開放した絶縁ケース１の内部には、コイル−鉄心組立体収容部２とモジュール収容部３とが設けられている。

そして、コイル−鉄心組立体収容部２には、コイル−鉄心組立体２１が収容されている。
このコイル−鉄心組立体２１は、一次コイルボビン２２１と、この一次コイルボビン２２１の外周に巻線を巻回して形成され、一端が後述するスイッチングモジュール本体３１のコネクタリード部３１ａに接続され、他端が後述する三種類の低圧端子４２のうちのコネクタ端子の他端に接続される一次コイル２２と、一次コイルボビン２２１および一次コイル２２の外側に位置する二次コイルボビン２３１と、この二次コイルボビン２３１の外周に巻線を巻回して形成され、一端が低圧端子４２のうちのコネクタ端子の他端に接続される二次コイル２３と、この二次コイル２３と一次コイル２２とを磁気的に結合する鉄心２４とから構成されている。
なお、鉄心２４は、一次コイル２２および二次コイル２３を貫通するセンタ鉄心２４１と、このセンタ鉄心２４１、一次コイル２２および二次コイル２３の周囲に配置されるサイド鉄心２４２とから構成されている。そして、二次コイル２３の高圧側（他端）は、絶縁ケース１の下端に設けられている筒体５に嵌着する高圧端子６に、接続導体８を介して接続されている。

また、モジュール収容部３には、上記した一次コイル２２の一端に接続されるコネクタリード部３１ａを有するスイッチングモジュール本体３１が収容されている。具体的には、コネクタリード部３１ａを含めた三つのリード部を有するスイッチングモジュール本体３１の面が絶縁ケース１の開放した上面１ａ側に位置させられて、スイッチングモジュール本体３１がモジュール収容部３に収容されている。スイッチングモジュール本体３１の三つのリード部は、上記のように接続されるコネクタリード部３１ａのほか、三種類の低圧端子４２のうちの信号端子の他端に接続されるベースリード部、および三種類の低圧端子４２のうちのエミッタ（アース）端子の他端に接続されるグランドリード部から構成されている。また、三種類の低圧端子４２の一端はそれぞれ、モジュール収容部３と、このモジュール収容部３に隣接しているコネクタケース４１との隣接部に設けられている接続孔４３をモジュール収容部３側からコネクタケース４１側へ貫通し、コネクタケース４１の内部に収納されている。

そして、絶縁ケース１の内部では、コイル−鉄心組立体２１がコイル−鉄心組立体収容部２に収容され、スイッチングモジュール本体３１がモジュール収容部３に収容された状態で、一次コイル２２がスイッチングモジュール本体３１のコネクタリード部３１ａに接続されている。また、低圧端子４２の信号端子の他端がスイッチングモジュール本体３１のベースリード部に接続され、低圧端子４２のエミッタ（アース）端子の他端がスイッチングモジュール本体３１のグランドリード部に接続され、さらに、低圧端子４２のコネクタ端子の他端がコイル−鉄心組立体２１の一次コイル２２の他端および二次コイル２３の一端に接続されている。なお、これらの接続は、半田付けにより固定されている。また、絶縁ケース１の内部では、注入されたエポキシ樹脂などの絶縁樹脂９が固化することで、絶縁ケース１内にて必要な導電接続以外の絶縁が維持されている。

次に、上面が開放した絶縁ケースのコネクタ本体を絶縁ケースと別体構成とし、絶縁ケースにコネクタ本体を取り付ける組立型内燃機関用点火コイルが、例えば、本特許出願人の特許文献２によって公知である。この組立型内燃機関用点火コイルは、絶縁ケースの内部にコイル−鉄心組立体が収容されるとともに、絶縁ケースに設けられている取付部に、コネクタ本体を取り付けることにより、絶縁ケースの内部にスイッチングモジュール本体が収容される。

そして、コネクタ本体は、モジュール取付部と、このモジュール取付部に隣接して設けられているコネクタケースとから構成されている。また、モジュール取付部には、組立型内燃機関用点火コイルの組み立ての際、コネクタリード部を含めた三つのリード部を有するスイッチングモジュール本体の面が絶縁ケースの開放した上面側に位置するようにして、スイッチングモジュール本体が取り付けられている。なお、コネクタ本体では、組立型内燃機関用点火コイルを組み立てる前から、コネクタケースに一端が収納されている三種類の低圧端子のうちの信号端子およびエミッタ（アース）端子の他端が、スイッチングモジュール本体の上記した所定のリード部に接続されている。

ここで、組立型内燃機関用点火コイルの組み立て方法を説明する。まず、モジュール取付部とコネクタケースとから構成されたコネクタ本体を、コイル−鉄心組立体が収容された絶縁ケースの取付部へ取り付ける。このとき、モジュール取付部に取り付けられているスイッチングモジュール本体のコネクタリード部を含めた三つのリード部を有する面を、絶縁ケースの開放した上面側に位置させてコネクタ本体を絶縁ケースの取付部へ取り付ける。さらに、絶縁ケースの内部において、スイッチングモジュール本体のコネクタリード部と一次コイルの一端とを接続し、三種類の低圧端子のうちのコネクタ端子の他端を、一次コイルの他端および二次コイルの一端へ接続する。その後、組み立てた組立型内燃機関用点火コイルの絶縁ケースの内部に絶縁樹脂を注入して固化させ、絶縁ケース内にて必要な導電接続以外の絶縁を維持する。
特許第３６２６１２３号公報特許第２７７０００２号公報

以上のように構成された内燃機関用点火コイルでは、コネクタリード部３１ａを含めた三つのリード部を有するスイッチングモジュール本体３１の面が絶縁ケース１の開放した上面１ａ側に位置させられて、スイッチングモジュール本体３１がモジュール収容部３に収容されるので、絶縁ケース１の内部に、スイッチングモジュール本体３１を絶縁ケース１の底部まで挿入するスペースを必要とし、内燃機関用点火コイルの小型化が図れないという課題がある。
また、絶縁樹脂９の温度変化によって、スイッチングモジュール本体３１の各リード部のエッジに応力が集中するので、各リード部のエッジの周辺の絶縁樹脂９にクラックが入る。このため、コネクタリード部３１ａを含めた三つのリード部を有するスイッチングモジュール本体３１の面が絶縁ケース１の開放した上面１ａ側に位置させられて、スイッチングモジュール本体３１がモジュール収容部３に収容されると、各リード部の周辺の絶縁樹脂９に入ったクラックが絶縁ケース１の開放した上面１ａ側に達する恐れがある。そうすると、このクラックから水等が滲入し、各リード部がショートする恐れがあるといった課題がある。

本発明は、上記実情に鑑み提案されたもので、浸水等によるショートを防止し、小型化を可能にする内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、上面が開放した絶縁ケースの内部にコイル−鉄心組立体収容部とモジュール収容部とを設け、前記コイル−鉄心組立体収容部へ、少なくとも一次コイルと、二次コイルと、この二次コイルと前記一次コイルとを磁気的に結合する鉄心とからなるコイル−鉄心組立体を収容し、前記モジュール収容部へ、前記一次コイルへ流す電流を制御するスイッチングモジュール本体を収容するとともに、前記絶縁ケースの内部へ絶縁樹脂を注入して固化させ、前記コイル−鉄心組立体および前記スイッチングモジュール本体を前記絶縁ケース内に固定した内燃機関用点火コイルにおいて、前記一次コイルと電気的に接続するコネクタリード部を有する前記スイッチングモジュール本体の面を、前記絶縁ケースの開放した上面と反対側の底面側に位置させて前記スイッチングモジュール本体を前記モジュール収容部へ収容したことを特徴とする。

また、本発明は、上面が開放した内部にコイル−鉄心組立体収容部およびモジュール収容部を設けるとともに、前記モジュール収容部に隣接する周壁に取付部を設けた絶縁ケースと、少なくとも一次コイルと、二次コイルと、この二次コイルと前記一次コイルとを磁気的に結合する鉄心とからなり、前記コイル−鉄心組立体収容部に収容されるコイル−鉄心組立体と、スイッチングモジュール本体が取り付けられ、前記取付部へ取り付けることにより、前記スイッチングモジュール本体が前記モジュール収容部に収容されるコネクタ本体と、前記絶縁ケースの内部へ注入されて固化することにより、前記コイル−鉄心組立体および前記スイッチングモジュール本体を前記絶縁ケース内に固定する絶縁樹脂とからなる内燃機関用点火コイルにおいて、前記一次コイルと電気的に接続するコネクタリード部を有する前記スイッチングモジュール本体の面を、前記絶縁ケースの開放した上面と反対側の底面側に位置させて前記スイッチングモジュール本体を前記コネクタ本体に取り付けたことを特徴とする。

さらに、上記した内燃機関用点火コイルにおいて、前記モジュール収容部の周囲の一部を兼ねる前記絶縁ケースの底側側面部の周壁部分を、前記モジュール収容部に収容されている前記スイッチングモジュール本体から前記絶縁ケースの底面側および内側へ向けて傾斜している前記スイッチングモジュール本体の各リード部の形状に沿うように形成するとよい。

本発明では、コネクタリード部を含めた三つのリード部を有するスイッチングモジュール本体の面を、絶縁ケースの開放した上面と反対側の底面側に位置させてスイッチングモジュール本体をモジュール収容部へ収容したので、温度変化による絶縁樹脂の応力が各リード部のエッジに集中し、各リード部のエッジの周辺の絶縁樹脂にクラックが入っても、このクラックは絶縁ケースの開放した上面側まで達することなく、絶縁ケースの周壁にて抑止される。そうすると、絶縁ケース内に水等が滲入しても、各リード部がショートする恐れがなくなるので、内燃機関用点火コイルの信頼性を向上させることができる。

さらに、絶縁ケースと、スイッチングモジュール本体が取り付られるコネクタ本体とを別体構成とし、組み立ての際、コネクタリード部を含めた三つのリード部を有するスイッチングモジュール本体の面を、絶縁ケースの開放した上面と反対側の底面側に位置させるようにして、絶縁ケースに設けられた取付部にコネクタ本体を取り付けて内燃機関用点火コイルを組み立てるので、各リード部がショートする恐れがなくなるといった上記した本発明の効果を得ることができる。

さらに、モジュール収容部の周囲の一部を兼ねる絶縁ケースの底側側面部の周壁部分を、モジュール収容部に収容されるスイッチングモジュール本体から絶縁ケースの底面側および内側へ向けて傾斜しているスイッチングモジュール本体の各リード部の形状に沿うように形成したので、スイッチングモジュール本体を絶縁ケースの底部まで挿入させるスペースを確保する必要がなくなり、内燃機関用点火コイルの小型化を図ることが可能となる。

以下、実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る内燃機関用点火コイルの要部縦断面図である。図２は、本発明に係り、コネクタ本体と絶縁ケースとを別体構成として組み立てる組立型内燃機関用点火コイルの要部拡大図である。なお、図３の従来例として示した内燃機関用点火コイルと同一又は相当部分には、同一符号を付して説明を省略する。

図１の内燃機関用点火コイルは、上面１ａが開放した絶縁ケース１の内部のモジュール収容部３へ、スイッチングモジュール本体３１を、コネクタリード部３１ａを含めた三つのリード部を有するスイッチングモジュール本体３１の面を絶縁ケース１の開放した上面１ａと反対側の底面側に位置させて収容したものである。そして、絶縁ケース１は、モジュール収容部３の周囲の一部を兼ねる底側面部の周壁部分１２において、スイッチングモジュール本体３１をモジュール収容部３へ収容するのに適した形状を有している。

具体的には、モジュール収容部３の周囲の一部を兼ねる絶縁ケース１の底側側面部の周壁部分１２が、モジュール収容部３に収容されているスイッチングモジュール本体３１から絶縁ケース１の底面側および内側（コイル−鉄心組立体収容部側）へ向けて階段状に傾斜しているスイッチングモジュール本体３１の三つのリード部の形状に沿うように階段状に傾斜して形成されている。また、この周壁部分１２の周壁内側には、三種類の低圧端子４２のたどる導路１３が、周壁部分１２の形状に対応して階段状に設けられている。この三種類の低圧端子４２のたどる導路１３は、コネクタケース４１とモジュール収容部３との隣接部に設けられている接続孔４３から、絶縁ケース１の周壁部分１２の階段状の周壁内側を経て、絶縁ケース１の底面に位置するモジュール収容部３とコイル−鉄心組立体収容部２との境界部３２へ達している。また、三種類の低圧端子４２は、コネクタケース４１の内部に収納されている一端から接続孔４３を貫通し、さらに、上記した導路１３をたどり、モジュール収容部３とコイル−鉄心組立体収容部２との境界部３２から絶縁ケース１の上面１ａへ向けて、それぞれ他端を突出させている。

そして、境界部３２から絶縁ケース１の上面１ａへ向けて突出している三種類の低圧端子４２のうちの信号端子およびエミッタ（アース）端子の他端が、スイッチングモジュール本体３１の所定のリード部に接続されている。一方、三種類の低圧端子４２のうちのコネクタ端子の他端は、コイル−鉄心組立体の一次コイルの他端および二次コイルの一端に接続されている。なお、スイッチングモジュール本体３１およびコイル−鉄心組立体が絶縁ケース１の内部に収容された後、絶縁ケース１の内部に絶縁樹脂が注入されて固化し、必要な導電接続以外の絶縁が維持されるのは、従来と同様である。

さらに、本発明に係る組立型内燃機関用点火コイルは、図２にて示すように、絶縁ケース１と、スイッチングモジュール本体３１が取り付けられるモジュール取付部４４を構成部分とするコネクタ本体４とを別体構成とし、後に絶縁ケース１に設けられている取付部１１にコネクタ本体４を取り付けて組み立てる。図２の組立型内燃機関用点火コイルの組み立て方法を説明すると、コネクタリード部３１ａを含めた三つのリード部を有するスイッチングモジュール本体３１の面を、絶縁ケース１の開放した上面１ａと反対側の底面側に位置させるようにしてスイッチングモジュール本体３１をコネクタ本体４のモジュール取付部４４に取り付け、さらに、コネクタ本体４を、モジュール取付部４４にスイッチングモジュール本体３１が取り付けられた状態で、絶縁ケース１に設けられている取付部１１に取り付けて組み立てる。

ここで、絶縁ケース１に設けられている取付部１１は、絶縁ケース１の内部のモジュール収容部３側の周壁にあり、コネクタ本体４を着脱自在に取り付けるための取付溝を有している。また、この取付溝を有する取付部１１が設けられている絶縁ケース１の底側側面部の周壁部分１２は、図１の内燃機関用点火コイルと同様に階段状に傾斜して形成されている。一方、コネクタ本体４の構成部分であるコネクタケース４１の上面を除く外周には、フランジ部４１１が設けられ、このフランジ部４１１が絶縁ケース１に設けられている取付部１１の取付溝と嵌合する。

また、コネクタ本体４の構成部分であるモジュール取付部４４は、スイッチングモジュール本体３が所定の位置に収容されるのに適した形状をしている。具体的には、モジュール取付部４４は、下側にコの字状に開放した形状で、コネクタ本体４の構成部分であるコネクタケース４１に隣接して設けられている。そして、三種類の低圧端子４２が、一端が収納されているコネクタケース４１から、このコネクタケース４１とモジュール取付部４４との隣接部に設けられている接続孔（図２において図示されない）を貫通し、この接続孔から下側にコの字状に開放した形状を有するモジュール取付部４４の周壁内部に形成されているコの字状の導路（図２において図示されない）をたどり、モジュール取付部４４に取り付けられたスイッチングモジュール本体３１の三つのリード部を有する面の付近にて他端をそれぞれ突出させている。

なお、本発明に係る組立型内燃機関用点火コイルでは、組み立てる前から既に、コネクタ本体４の構成部分であるモジュール取付部４４に取り付けられたスイッチングモジュール本体３１の三つのリード部を有する面の付近において、三種類の低圧端子４２のうちの信号端子およびエミッタ（アース）端子の他端が、モジュール取付部４４に収容されたスイッチングモジュール本体３１の所定のリード部にそれぞれ接続されている。一方、スイッチングモジュール本体３１のリード部に接続されない低圧端子４２のコネクタ端子は、他端がモジュール取付部４４に取り付けられたスイッチングモジュール本体３１の三つのリード部を有する面の付近にて解放されている。

そして、組立型内燃機関用点火コイルの組み立ての際、三種類の低圧端子４２のうちのコネクタ端子の解放されている他端が、コイル−鉄心組立体の一次コイルの他端および二次コイルの一端に接続される。同様に、モジュール収容部３に収容されたスイッチングモジュール本体３１のコネクタリード部３１ａが一次コイルの一端に接続される。

そうすると、本発明では、図１と図３の対比から明らかなように、コネクタリード部３１ａを含めた三つのリード部を有するスイッチングモジュール本体３１の面を、絶縁ケース１の開放した上面１ａと反対側の底面側に位置させて、スイッチングモジュール本体３１をモジュール収容部３へ収容しているので、図１のＡにて示すように、スイッチングモジュール本体３１を絶縁ケース１の底部まで挿入させるスペースを確保する必要がなくなる。このため、絶縁ケース１のサイズを従来と比べ小型にでき、内燃機関用点火コイルを小型化できる。

さらに、スイッチングモジュール本体３１のコネクタリード部３１ａは、絶縁ケース１の底面側に位置しているので、温度変化による絶縁樹脂の応力がスイッチングモジュール本体３１の各リード部のエッジに集中し、各リード部のエッジの周辺の絶縁樹脂にクラックが入っても、このクラックは絶縁ケース１の開放した上面１ａ側まで達することなく、絶縁ケース１の周壁にて抑止される。そうすると、絶縁ケース１内に水等が滲入しても、各リード部がショートする恐れがなくなるので、本発明に係る内燃機関用点火コイルは、高信頼性のものとなる。

本発明に係る内燃機関用点火コイルの要部縦断面図である。本発明に係り、コネクタ本体と絶縁ケースとを別体構成として組み立てる組立型内燃機関用点火コイルの要部拡大図である。従来の内燃機関用点火コイルの縦断面図である。

符号の説明

１絶縁ケース
１ａ絶縁ケースの開放した上面
１１絶縁ケースに設けたコネクタ本体を取り付ける取付部
１２絶縁ケースの底側側面部の周壁部分
１３三種類の低圧端子がたどる導路
２コイル−鉄心組立体収容部
２１コイル−鉄心組立体
２２一次コイル
２２１一次コイルボビン
２３二次コイル
２３１二次コイルボビン
２４鉄心
２４１センタ鉄心
２４２サイド鉄心
３モジュール収容部
３１スイッチングモジュール本体
３１ａスイッチングモジュール本体のコネクタリード部
３２境界部
４コネクタ本体
４１コネクタケース
４１１フランジ部
４２三種類の低圧端子
４３接続孔
４４モジュール取付部
５筒体
６高圧端子
８接続導体
９絶縁樹脂
Ａ小型化される部分

Claims

上面が開放した絶縁ケースの内部にコイル−鉄心組立体収容部とモジュール収容部とを設け、
前記コイル−鉄心組立体収容部へ、少なくとも一次コイルと、二次コイルと、この二次コイルと前記一次コイルとを磁気的に結合する鉄心とからなるコイル−鉄心組立体を収容し、前記モジュール収容部へ、前記一次コイルへ流す電流を制御するスイッチングモジュール本体を収容するとともに、
前記絶縁ケースの内部へ絶縁樹脂を注入して固化させ、前記コイル−鉄心組立体および前記スイッチングモジュール本体を前記絶縁ケース内に固定した内燃機関用点火コイルにおいて、
前記一次コイルと電気的に接続するコネクタリード部を有する前記スイッチングモジュール本体の面を、前記絶縁ケースの開放した上面と反対側の底面側に位置させて前記スイッチングモジュール本体を前記モジュール収容部へ収容したことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
上面が開放した内部にコイル−鉄心組立体収容部およびモジュール収容部を設けるとともに、前記モジュール収容部に隣接する周壁に取付部を設けた絶縁ケースと、
少なくとも一次コイルと、二次コイルと、この二次コイルと前記一次コイルとを磁気的に結合する鉄心とからなり、前記コイル−鉄心組立体収容部に収容されるコイル−鉄心組立体と、
スイッチングモジュール本体が取り付けられ、前記取付部へ取り付けることにより、前記スイッチングモジュール本体が前記モジュール収容部に収容されるコネクタ本体と、
前記絶縁ケースの内部へ注入されて固化することにより、前記コイル−鉄心組立体および前記スイッチングモジュール本体を前記絶縁ケース内に固定する絶縁樹脂とからなる内燃機関用点火コイルにおいて、
前記一次コイルと電気的に接続するコネクタリード部を有する前記スイッチングモジュール本体の面を、前記絶縁ケースの開放した上面と反対側の底面側に位置させて前記スイッチングモジュール本体を前記コネクタ本体に取り付けたことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
請求項１または請求項２に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、
前記モジュール収容部の周囲の一部を兼ねる前記絶縁ケースの底側側面部の周壁部分を、前記モジュール収容部に収容されている前記スイッチングモジュール本体から前記絶縁ケースの底面側および内側へ向けて傾斜している前記スイッチングモジュール本体の各リード部の形状に沿うように形成したことを特徴とする内燃機関用点火コイル。