JP2008166581A

JP2008166581A - 点火コイル

Info

Publication number: JP2008166581A
Application number: JP2006355764A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Nakamura; 中村和弘; Hiroki Nakajima; 中嶋浩樹
Original assignee: Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-07-17

Abstract

【目的】
設計および製造工数を低減すると共に、樹脂充填も容易に行える点火コイルを提供する
【解決手段】
プラグホール直上に配置し、プラグホールの外に１次コイルと２次コイルおよびコアの全部あるいは一部を収容すると共に内部を樹脂充填するコイル収容部と、プラグホールの中に挿設される高圧タワー部とを有し、前記２次コイルから得られる高電圧を点火プラグに伝達する高圧導電体が前記高圧タワー部内に配置された点火コイルにおいて、前記コイル収容部と高圧タワー部とは同一のケースから構成され、少なくともコイル収容部には樹脂が充填されている。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関用の点火コイルに関し、特にプラグホールの直上に１次コイルと２次コイルおよびコアを配置する点火コイルに関する。

従来より内燃機関の点火コイルにおいては、プラグホールの外側に１次コイルと２次コイルおよびコアの全て、あるいはこの一部をケースに収容すると共に、バッテリから１次電源を供給するコネクタを当該ケースに備え、２次コイルから発生する数十ＫＶの高電圧を点火プラグへ供給する点火コイルが提案されている。そして、当該高電圧は、２次コイルからプラグホールを介して点火プラグに伝えられることになるが、この場合、前記２次コイルと点火プラグの高電圧入力端子とはプラグホールに挿入されるプラグソケットを介して接続されている。

従来では、例えば特開２０００−１８２７４５号（特許文献１）に示されるように、点火コイル部分としての１次コイルと２次コイルおよびコアをプラグホール直上に配置されるケースに収容し、当該ケース内部をプラグホールから略垂直方向に開口された開口部から充填樹脂を流し込むことで点火コイル部を形成し、当該ケースのプラグホールに位置する部分には高圧タワーを突出させ、当該高圧タワーには別部品のプラグソケット、および点火プラグとの接続部分にはブーツ部を備えている。

すなわち、上記特許文献１の構成では、点火コイル部分を収容するケースと当該ケースに一体に設けられた高圧タワーと、プラグソケットおよびブーツの３つの部品を組み合わせることで点火コイルを構成している。その他、特開２００６−３１０７７５号をはじめとして、点火コイル部分をプラグホールの外に配置する点火コイルにおいては、前記プラグソケットに相当する部品はケースとは別体で設けられている３体式構造の点火コイルがあり、また、前記プラグソケットとブーツとをゴム等の弾性材料で一体化した２体式構造の点火コイルが提案されている。

特開２０００−１８２７４５号公報特開２００６−３１０７７５号公報

上述したような、主にケースとプラグソケットとを別体として構成する点火コイルにおいては次のような問題が生じる。すなわち、ケースとプラグソケットとを別部品とすることでそれぞれの部品を個別に設計しなくてはならない点、また部品点数あるいは組み立て工数の増加が問題となっており、ブーツを延長し弾性材料でプラグソケットに相当する部品を構成した２体式のものでは、点火プラグへの着脱時の強度が不足するために、当該強度向上を図るために内部導電部材の心材を大径化するか補強部材を設けなければならないといった課題が生じている。

また、特に特許文献１に開示の点火コイルでは、ケース内の充填樹脂を高圧タワーの略垂直方向から流し込むために、高圧タワーの存在する部分の樹脂充填においては十分な充填を行うことが困難なものでもあった。

本発明はこのような課題に鑑み、設計および製造工数を低減すると共に、樹脂充填も容易に行える点火コイルを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では次のような構成とする。請求項１においては、プラグホール直上に配置し、プラグホールの外に１次コイルと２次コイルおよびコアの全部あるいは一部を収容すると共に内部を樹脂充填するコイル収容部と、プラグホールの中に挿設される高圧タワー部とを有し、前記２次コイルから得られる高電圧を点火プラグに伝達する高圧導電体が前記高圧タワー部内に配置された点火コイルにおいて、前記コイル収容部と高圧タワー部とは同一のケースから構成され、少なくともコイル収容部には樹脂が充填されたことを特徴とする。

請求項２では、高圧タワー部に配置される高圧導電体周辺の少なくとも一部には空間を設け、当該空間とコイル収容部内の空間が連通し、ケース内への充填樹脂がコイル収容部を介して高圧タワー内部へも充填していることを特徴とする。

請求項３では、高圧タワー部の少なくとも一部には高圧導電体の位置決めと固定を行うための支持部を設け、当該支持部にはコイル収容部からの樹脂が高圧タワー部に流入する如く貫通孔あるいは貫通溝の少なくとも一つが形成されていることを特徴とする。

また、高圧導電体の点火プラグ側端部には高圧端子を備え、当該高圧端子上面を凹構造とし、当該凹部に高圧導電体を装着してもよいし、ケース開口部がケース上面で且つ高圧タワーの軸方向に対して垂直に設けられていてもよい。また、高圧導電体が棒状の金属材あるいは、少なくとも一部の軸方向内部を空洞化したパイプ状としてもよい。また、高圧導電体の点火プラグ側端部には高圧端子を備え、当該高圧端子上面を凸構造とし、当該凸部に高圧導電体のパイプ状係合部と接続してもよいし、ケースと一体化で形成された高圧タワー部の当該高圧導電体周辺部の肉厚は１ｍｍ程度、即ち「出力電圧＞ケース高圧タワー部の耐圧」としてもよい。

プラグホール直上に配置し、プラグホールの外に１次コイルと２次コイルおよびコアの全部あるいは一部を収容すると共に内部を樹脂充填するコイル収容部と、プラグホールの中に挿設される高圧タワー部とを有し、前記２次コイルから得られる高電圧を点火プラグに伝達する高圧導電体が前記高圧タワー部内に配置された点火コイルにおいて、前記コイル収容部と高圧タワー部とは同一のケースから構成され、少なくともコイル収容部には樹脂が充填された構造により、ケース設計において高圧タワー部までの設計が終了すると共に、従来組み立て工程で発生していたケースと高圧タワー部の組み付け作業が不要になる。また、当該高圧タワー部の空間においてケース樹脂を充填することで同時に高圧リード端子も樹脂充填でき、当該高圧リード端子の絶縁が行える。

高圧タワー部に配置される高圧導電体周辺の少なくとも一部には空間を設け、当該空間とコイル収容部内の空間が連通し、ケース内への充填樹脂がコイル収容部を介して高圧タワー内部へも充填することでケース本体の肉厚を薄くし、絶縁と強度向上を充填樹脂で行うことで生産コストの低減と熱等の応力に強い点火コイルとすることができる。また、空間により設計の寸法的な余裕が生まれ、異なる部品の寸法ばらつき（公差）の許容範囲が広がる。

高圧タワー部の少なくとも一部には高圧導電体の位置決めと固定を行うための支持部を設け、当該支持部にはコイル収容部からの樹脂が高圧タワー部に流入する如く貫通孔あるいは貫通溝の少なくとも一つが形成されていることで、高圧導電体の位置決めが確実に行えると共に、コイル収容部からの樹脂の流れがスムーズに行え、高圧タワー部内の空間への樹脂充填が確実に行える。

高圧導電体の点火プラグ側端部には高圧端子を備え、当該高圧端子上面を凹構造とし、当該凹部に高圧導電体を装着することで、高圧端子の下端部分の固定が確実に行える。また、ケース開口部がケース上面に設けることでケース内へ充填する樹脂が十分に高圧タワー部にも充填される。また、高圧導電体の少なくとも一部の軸方向内部を空洞化したパイプ状とすることで、２次コイルに発生する高電圧を広い接触面積で後段の端子へ伝えることができ、接触抵抗の低減が図れる。

次に本発明の実施例について説明する。本発明の第１の実施例とする点火コイルの側面断面図を図１に、当該図１の構成をもとにした組み立て次の各部品の展開図を図２にそれぞれ示す。図１と図２において、点火コイル１００は、上面を開口部１２０として開口したケース１１０に後述のコイル部２００を収容するコイル収容部１１１と、当該コイル収容部１１１と点火プラグ５００との間に形成される高圧タワー部１１２とから構成されている。また、上記コイル収容部１１１の底面には図示しないプラグホール６００開口部とのシール性を保つためのゴム等の弾性材からなるレインカバー部４００が備えられ、また、高圧タワー部１１２と点火プラグ５００との間にはゴム等の弾性材からなるブーツ部３００が備えられている。なお本実施例においては、コイル収容部に納められるコイル部２００はプラグホール６００より外側に位置している。

上記コイル収容部１１１には、コア２３０と当該コア２３０の一部に巻回される１次コイル２１０と２次コイル２２０とから構成される一般的なコイル部２００を収容している。本実施例においては、コイル収容部１１１の上面を開口部１２０として開口しており、当該開口部１２０から前記コイル部２００を挿入し、樹脂１３０を充填している。

周知の通り、当該コイル部２００は、図示しない車両用のバッテリから１次電圧（１２Ｖ程度）を供給し、２次コイルから数十ＫＶの高電圧を出力し、当該高電圧を点火プラグ５００に供給することで内燃機関における燃料への点火動作を行っている。一般には前記バッテリからの１次電圧は図示しない１次コネクタにより供給される。図１においては、２次コイル２２０からの高電圧の取り出しは２次ボビンに設けられる２次コイル端子２２２によりなされ、当該２次電圧は当該２次コイル端子２２２から中継端子１６０を介して後述の高圧導電体１６２−高圧端子１７０−プラグ接続端子１７２を通って点火プラグ５００へ供給される。また近時の独立気筒での点火制御を備える点火コイルにあっては、上記構成の他に点火制御用イグナイタをコイル収容部１１１に備えることもある。

前記中継端子１６０はコイル収容部１１１の底面部内壁に固定されてる如く配置され、この一部は、前記コイル部２００のコイル収容部１１１挿入時に前記２次コイル端子２２２と接触するように位置決めされていると共に、別の一部は高圧導電体１６２にも接触するように位置決めされている。

次に高圧タワー部１１２について述べる。高圧タワー部１１２はケース１１０の一部として前記コイル収容部１１１の下面から点火プラグ５００に向かって伸延し、且つこの全てがプラグホール６００に収まる形状をなしており、内部の空間１１３には棒状の高圧導電体１６２を配置している。すなわち、本実施例においては、コイルケース収容部１１１と高圧タワー部１１２とは一体成型でケース１１０を構成している。当該高圧タワー部の下端は点火プラグ５００の端子に接続されるバネ状のプラグ接続端子１７２の外周を囲むように断面コ字状の形状をなしており、当該部分にはカップ状の高圧端子１７０が備えられている。当該高圧端子１７０は下面をプラグ接続端子１７２に接触させると共に、上面は高圧導電体１６２に接触させており、特に高圧導電体１６２との接触は、端子の中心部分を凹構造とすることで、高圧導電体１６２の一端（下端）を抱え込むような構造としている。また高圧導電体１６２の他端（上端）は前述の通り中継端子１６０の一部に接触しており、当該位置決めと固定のために高圧導電体１６２の他端付近には高圧タワー部１１２の内壁を肉盛りした支持部１１４が形成されている。以上の通り、高圧タワー部１１２の空間１１３に挿設される高圧導電体１６２は高圧端子１７０の凹と支持部１１４により固定される。そして高圧タワー部１１２の空間１１３には開口部より注入される樹脂が充填され、コイル収容部１１１と同様に樹脂モールドされる。

次に本実施例の製造手順について図２を参照しながら述べる。まずコイル収容部１１１に中継端子１６０を配置し、組み立て済みのコイル部２００を開口部１２０から装着する。また、高圧タワー部１１２の下方からは高圧端子１７０の凹に高圧導電体１６２を嵌合した組み立て体を挿入し、当該高圧導電体１６２の上面を支持部１１４を貫通させ中継端子１６０に接触させる。その後開口部１２０より樹脂を注入し、コイル収容部−高圧タワー部１１２の空間１１３に樹脂充填、モールドを行う。そしてプラグ接続端子１７２を高圧端子１７０に固着させ、レインカバー４００とブーツ３００を装着することで点火コイルが完成する。なお、上記プラグ接続端子１７２と高圧端子１７０との接続は、高圧端子１７０の凹外周となる凸にバネの弾性を利用して圧入してもよいし、ネジ止めによって固定してもよいものとなっている。

なお、上記支持部１１４の形状の例は図３もしくは図４に示すようなものであればよい。すなわち、図３および図４に示す形状は、高圧導電体１６２の位置決めと固定を行うと同時に、開口部１２０から樹脂１３０を注入した際に高圧タワー部１１２の空間１１３にも流入しやすい形状にしている。図３においては高圧導電体１６２が貫通する貫通空間１１７の他に、放射状に貫通溝１１８を設け樹脂１３０を抜けやすくしたものであり、図４においては図３の放射状の貫通溝１１８に代えて円状の貫通孔１１９を複数設けたものを示している。

また、高圧タワー部１１２の別の実施例としては、上記空間１１３をなくし、高圧タワー部１１２の内壁を高圧導電体１６２に接触するような寸法設計でもよいが、この場合ではケース１１０の樹脂量が増加し、製造コストが上昇するという問題点が生じる。よってよりコストを考慮した設計の場合では第１の実施例の構造が好ましいのは勿論である。

また、上記第１の実施例においては高圧導電体１６２を棒状としているが、数十ＫＶレベルの高電圧伝達を考慮し少しでも各端子間の接触面積を増加したい場合は、高圧導電体１６２を拡径することになり、この場合には中心軸上に空洞を配したパイプ状の高圧導電体としてもよい。この例を図５に示すが、高圧導電体１６３は軸方向に空洞を設けたパイプ形状をなしており、併せて高圧端子１７１は第１の実施例の凹中心軸状に突起を設け、当該突起と当該突起にパイプの空洞とが嵌合する構造をとっている。なお、このような大径の高圧導電体１６３を支持部１１４に通すのが不都合な場合には、上端を空洞のない棒状とし、下端をパイプ状とした高圧導電体としてもよい。この場合では製造工数も考慮し、パイプ状の一端部分を潰す等の加工で形成してもよい。

また、第１の実施例においては、開口部１２０をケース１１０上面に設けている。他の実施例としては従来技術で述べた特許文献１のようにケースの側面から樹脂充填する点火コイルも製品化されているが、このような点火コイルの場合では製造時にケース側面を上方向に向け樹脂を充填することになるが、当該構成を本発明に適用した場合では、高圧タワー部が充填方向の略垂直方向になるために樹脂充填が十分に行われないことがあり、本発明においては開口部１２０は高圧タワー部１１２の軸方向に対して垂直方向に開口していることが望ましい。また、本発明の特徴的な構成はケース１１０にコイル収容部１１１と高圧タワー部１１２とを一体で設けるてんであり、レインカバー部４００あるいはブーツ部３００は本実施例に拘ることなく他の形状であっても問題ないし、同じようにコイル部２００に関しても開磁路、閉磁路を問わず、また１次コイルと２次コイルの位置関係も本実施例のものでなくてもよい。

なお、実施例においては、高圧導電体の点火プラグ側端部には高圧端子を備え、当該高圧端子上面を凸構造とし、当該凸部に高圧導電体のパイプ状係合部と接続してもよい。また、ケースと一体化で形成された高圧タワー部の当該高圧導電体周辺部の肉厚は１ｍｍ程度として、耐電圧の強度を「出力電圧」＞「ケース高圧タワー部の耐電圧」としてもよい。

また、上記実施例では高圧導電体１６２を棒状或いはパイプ状としているが、当該導電体はバネ状のもので形成してもよい。この場合では、支持部１１４をリブ状にして空間１１３の内壁に複数個形成することで上記棒状のものと同様の効果が得られれる。また、プラグホール内ではケース材質によっては加水分解やコロナ劣化による絶縁不良が懸念されるが、PPSを使わなくても安価なPBTやPETで高圧周辺部を形成しても充填樹脂のエポキシで十分に絶縁が確保できることで、高圧タワー部に絶縁性を期待しなくてよいので高圧タワー部周辺の肉化が可能になる。

本発明の点火コイルの側面断面図を示す。図１の組み立て展開図を示す。支持部の一例を示す部分断面図。支持部の別の例を示す部分断面図。高圧導電体と高圧端子の一例を示す。

符号の説明

１００点火コイル
１１０ケース
１１１コイル収容部
１１２高圧タワー部
１１３空間
１１４支持部
１１７貫通空間
１１８貫通溝
１１９貫通孔
１２０開口部
１３０樹脂
１６０中継端子
１６２、１６３高圧導電体
１７０、１７１高圧端子
１７２プラグ接続端子
２００コイル部
２１０１次コイル
２２０２次コイル
２２２２次コイル端子
２３０コア
３００ブーツ部
４００レインカバー
５００点火プラグ
６００プラグホール

Claims

プラグホール直上に配置し、プラグホールの外に１次コイルと２次コイルおよびコアの全部あるいは一部を収容すると共に内部を樹脂充填するコイル収容部と、プラグホールの中に挿設される高圧タワー部とを有し、前記２次コイルから得られる高電圧を点火プラグに伝達する高圧導電体が前記高圧タワー部内に配置された点火コイルにおいて、前記コイル収容部と高圧タワー部とは同一のケースから構成され、少なくともコイル収容部には樹脂が充填されたことを特徴とする点火コイル。
高圧タワー部に配置される高圧導電体周辺の少なくとも一部には空間を設け、当該空間とコイル収容部内の空間が連通し、ケース内への充填樹脂がコイル収容部を介して高圧タワー内部へも充填していることを特徴とする請求項１記載の点火コイル。
高圧タワー部の少なくとも一部には高圧導電体の位置決めと固定を行うための支持部を設け、当該支持部にはコイル収容部からの樹脂が高圧タワー部に流入する如く貫通孔あるいは貫通溝の少なくとも一つが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の点火コイル。
高圧導電体の点火プラグ側端部には高圧端子を備え、当該高圧端子上面を凹構造とし、当該凹部に高圧導電体を装着したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の点火コイル。
ケース開口部がケース上面で且つ高圧タワーの軸方向に対して垂直に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の点火コイル。
高圧導電体が棒状の金属材から構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の点火コイル。
高圧導電体の少なくとも一部の軸方向内部を空洞化したパイプ状としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の点火コイル。
高圧導電体の点火プラグ側端部には高圧端子を備え、当該高圧端子上面を凸構造とし、当該凸部に高圧導電体のパイプ状係合部と接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載の点火コイル。
ケースと一体化で形成された高圧タワー部の当該高圧導電体周辺部の肉厚は１ｍｍ程度として、出力電圧＞ケース高圧タワー部の耐電圧としていることを特徴とする請求項２に記載の点火コイル。