JP2008166649A

JP2008166649A - 内燃機関用点火コイル

Info

Publication number: JP2008166649A
Application number: JP2007000308A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Suzuki; 大輔鈴木
Original assignee: Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-01-05
Filing date: 2007-01-05
Publication date: 2008-07-17

Abstract

【課題】誤点火防止ダイオードを必要するとしないとに関わらず点火コイルの設計工数および、組み立て工数を低減し、また半田を使用しない電気的接続により地球環境に配慮した、さらには点火コイル自体も小型化できる内燃機関用点火コイルを提供する。
【解決手段】
２次ボビンは、高圧側にダイオードと前記ダイオードの端子を固定することのできる２次ボビン端子Ａと２次ボビン端子Ｂとダイオードを使用しない時に用いる２次ボビン端子Ｃを収めることのできる構造をし、ダイオードは半田ではなく２次ボビン端子Ａと２次ボビン端子Ｂを圧入することで固定することを特徴とした点火コイルを提供する。
【選択図】図１

Description

この発明は内燃機関用点火コイル装置に関し、特に２次ボビン端子と２次ボビンの構造に関する。

近時の自動車用内燃機関に用いられるエンジンには、地球環境を考慮し、製造工程に鉛を使用しないといった動きがある。さらに、高性能な点火コイルの需要が高まっており、ニーズに合った点火コイルを実現させるためにダイオードの有無が重要となってくる。

図１０は、従来の技術の内燃機関用点火コイルの断面図である。また図１１は、図１０のＣ−Ｃ断面図である。また図１２は、従来の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビンの横視図である。また図１３は、従来の技術の内燃機関用点火コイルを表す回路図である。また図１４は、図１３の動作波形図である。図１０乃至図１４において、従来技術を適用した点火コイル１０は、１次銅線を巻き廻した１次コイル２１と、その外周に２次銅線を巻き廻した２次コイル３１が配置され、これら１次コイル２１、２次コイル３１は樹脂製のケース４１に収納されている。前記１次ボビン５１は、１次コネクタ端子１３１を有する１次コネクタ１２１が備えられ、前記１次コイル２１の１次銅線の一方端部は、前記１次コネクタ端子１３１と前記２次コイル３１の一方端部と電気的接続され、前記１次コイル２１の１次銅線の他方端部は、点火時期で１次コイル電流を通電遮断制御するスイッチング素子４００のコレクタ側（Ｃ）に接続される。前記２次コイル３１の他方端部は、予期しない点火時期での誤点火を防止するための誤点火防止ダイオード１８０のカソード側と接続され、前記誤点火防止ダイオード１８０のアノード側は、点火プラグ５００と接続される。図１２に示すように、前記誤点火防止ダイオード１８０は、中央にネジ穴９１を設け前記２次ボビン１０１側面に装着されるサポート９０に収容され、前記２次コイル３１の他方端部と半田により電気的に接続されまた機械的に固定される。また前記ケース４１は、ネジ貫通穴を設けた高圧タワー４５内に装着される導電材のネジで構成され点火プラグ５００と接続され点火コイルの高電圧を外部へ配電するための２次高圧端子１１２を有し、前記ケース４１には、前記１次コネクタ１２１を備えた前記１次コイル２１、前記サポート９０を備えた前記２次コイル３１が収容される。前記２次高圧端子１１２は、前記高圧タワー４５の外側より挿入し、前記高圧タワー４５を貫通し、前記サポート９０の前記ネジ穴９１へネジ接続することで、前記２次コイル３１の他方端部が前記２次高圧端子１１２と電気的に接続される。その後前記ケース４１に絶縁注型材であるエポキシ樹脂１５０を注入し硬化させることで一体成型される。また前記１次ボビン５１の内部空間は、Ｏ型の鉄心１４１が貫通し閉磁路回路を形成している。

図１３乃至図１４に示すように、この従来の点火コイル１０の動作は、前記２次コイル３１の低圧側の短部が１次コイル２１と電気的に接続されており、点火信号発生回路３００のスイッチング素子４００のベース側（Ｂ）に点火信号が入力されるとバッテリー電源６００の＋より１次コイル２１に１次電流が流れ込み、磁界を発生させ、発生した磁界は鉄芯１４１に保持される。次に前記スイッチング素子４００のベース側（Ｂ）の点火信号が遮断されると、前記１次コイル２１に流れていた１次電流も遮断され、１次コイル２１と２次コイル３１の巻数比に応じたおよそ３０〜４０ｋＶの高電圧が２次コイル３１に励起され２次コイル３１と電気的に接続された点火プラグ５００に配電される。前記スイッチング素子４００のベース側（Ｂ）に点火信号を入力し前記１次コイル２１に電流が流れ込み始めたときは、前記２次コイル３１に２〜３kVのＯＮ時電圧が起電され、小排気量のエンジンでは予期しない点火時期での誤点火を確実に防止するため誤点火防止ダイオード１８０を、ダイオード１８０のカソード側を２次コイル３１側に、ダイオード１８０のアノード側を点火プラグ５００側に接続して配置している。

また特開平７−２９７４８号公報（特許文献１）では、誤点火防止ダイオードを収容した上記サポートが２次ボビンに一体的に設けられた点火コイルが開示されている。
特開平７−２９７４８号

前述の背景技術においては、誤点火防止ダイオード１８０を付ける点が記載されているが、大排気量のエンジンでは、エンジンのシリンダーの径（ボア）が比較的大きい場合があるため、先の２〜３kVのＯＮ時電圧では着火に至らず、予期しない点火時期でも誤点火しない。この理由により誤点火防止ダイオードが不要の構成がある。この場合において、前記誤点火防止ダイオード１８０が不要になるが、特開平７−２９７４８号公報（特許文献１）と背景技術の構成では２次ボビン構造を根本的に異なるものにしなくてはならない。点火コイル本体構造が同じであるにもかかわらず、誤点火防止ダイオードの有無で２次ボビンを複数種類用意するのは設計工数、金型、コストの点で不都合を生じる。また半田を使用する電気的接続により、組み立て工数の増加、地球環境に配慮していなかった。

本発明は、上記課題を鑑みて成されたもので、誤点火防止ダイオードを必要するとしないとに関わらず点火コイルの設計工数および、組み立て工数を低減し、また半田を使用しない電気的接続により地球環境に配慮した、さらには点火コイル自体も小型化できる内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため本発明では、次のような構成とする。すなわち請求項１においては、ケース内に鉄芯と、当該鉄芯に同軸的に１次銅線を1次ボビンに巻き廻した１次コイルと、２次銅線を２次ボビンに巻き廻した２次コイルとを備え、前記ケースには前記２次コイルから得られる高電圧を外部へ出力する２次高圧端子を備える内燃機関用点火コイルにおいて、前記２次ボビンには誤点火防止ダイオードを収容する収容部を設けると共に当該収容部には２次巻線に接続する２次ボビン端子を配置し、当該２次ボビン端子は前記誤点火防止ダイオードの有無に応じて取り替え可能な複数種類の端子から構成されていることを特徴とする。

請求項２では、収容部に誤点火防止ダイオードを収容するときには当該誤点火防止ダイオードの両端にはそれぞれ個別形状の独立した複数個の２次ボビン端子を配置すると共に、２次コイルの一部が前記複数個の２次ボビン端子のひとつに接続することで誤点火防止ダイオードの一端に電気的に接続し、当該誤点火防止ダイオードの他端には前記２次ボビン端子とは異なる別の２次ボビン端子を経由して２次高圧端子に接続し、前記複数の２次ボビン端子は圧入嵌合により前記収容部に配置していることを特徴とする。

請求項３では、２次ボビンに誤点火防止ダイオードの収容部を形成しているが誤点火防止ダイオードを備えない内燃機関用点火コイルにおいて、前記収容部には２次コイルの一部に電気的に接続すると共に２次高圧端子にも同時に接続する２次ボビン端子を備えることを特徴とする。

また、誤点火防止ダイオードを備えない場合では、２次高圧端子が圧入嵌合により２次ボビンの収容部に配置固定してもよいし、２次ボビン端子が一枚の平板を加工することで一体形成してもよい。

また、誤点火防止ダイオードの有無に関係なく、２次ボビン端子の一部は２次コイルをケースに収容したときに２次高圧端子に直接当設するよう位置決めしてもよい。

また、２次ボビン端子は、導電性材料の薄板をコの字状に両端部を屈曲成形される一方端と他方端を形成し、前記一方端は屈曲部から一方端の端部間において略中央より端部まで延びる薄板を貫通するキリカキ部を設け、前記２次ボビンの前記収容部に誤点火防止ダイオードを収容した後に当該ダイオードの端子は２次ボビン端子の一方端のキリカキ部を貫通し２次ボビン端子の他方端によって先端が屈曲方向へ折り曲げられ２次ボビン端子の他方端と共に前記２次ボビンの前記嵌合部へ収容してもよい。

また、２次ボビンは、２次ボビン端子の内側と２次ボビンの隙間に余分な誤点火防止ダイオードのピンを折り曲げることのできる空間を有してもよい。

また、２次ボビン端子は、導電性材料の薄板をＬの字状に屈曲成形され一方側に前記２次ボビンの嵌合部に装着される装着面を有する装着部を形成し、Ｌの字状に屈曲成形された他方側は、前記装着部の装着面と垂直方向に装着面両端より直線的に一定幅で伸びる突出部を形成し、前記突出部の片方側は他の前記突出部よりやや長く、他の前記突出部先端はやや幅広に構成され、前記装着部は、前記２次ボビンの前記嵌合部へ装着してもよい。

上述のように本発明により、誤点火防止ダイオードを必要するとしないとに関わらず点火コイルの設計工数および、組み立て工数を低減し、また半田を使用しない電気的接続により地球環境に配慮した、さらには点火コイル自体も小型化できる内燃機関用点火コイルを提供できる。

図１は、本発明の技術の内燃機関用点火コイルの縦断面図である。また図２は、本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビンの横視図である。また図３は、図２の右視図である。また図４は、本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビン端子を使用した図１のＡ−Ａ断面図である。また図５は、本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビンに２次ボビン端子Ａと２次ボビン端子Ｂを組み付ける図である。また図６は、本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビン端子Ａの斜視図である。また図７は、本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビン端子Ｂの斜視図である。また図８は、本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビン端子Ｃの斜視図である。また図９は、本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビンに２次ボビン端子Ｃを使用したときの構成図である。

本発明の内燃機関用点火コイル１０の構成は、従来の技術との差異のみ述べる。図１乃至図３において、本発明の実施例の内燃機関用点火コイル１０は、樹脂製のケース４０の中に前記ケース４０の開口より１次コイル２０、２次銅線を２次ボビン１００に巻き廻した２次コイル３０を収容し、前記ケース４０の開口と反対側に、点火コイル１０の高電圧を外部へ配電する高圧タワー１４５を配置し、前記高圧タワー１４５内部には導電材で形成され一方側に開口を有する中空有底状の２次高圧端子１１０を配置し、前記２次高圧端子１１０の他方側端面１１１が露出するよう前記高圧タワー１４５内部に固定される。図２乃至図３において、前記２次ボビン１００には、予期しない点火時期での誤点火を防止するための誤点火防止ダイオード１８０を収容する収容部１８１が前記２次ボビン１００の端部に設けられ、前記収容部１８１を挟むように前記収容部１８１の両側に、後述する２次ボビン端子Ａ６０、２次ボビン端子Ｂ７０、２次ボビン端子Ｃ８０が圧入により嵌め込まれ装着される嵌合部１１、１２、１３、１４、１５が設けられる。

図６において２次ボビン端子Ａ６０は、導電性材料の薄板をコの字状に両端部を屈曲成形される一方端６３と他方端６４を形成し、コの字状部６５を形成する。前記一方端６３は、屈曲部から一方端６３の端部間においておよそ中央より端部まで延びる薄板を貫通するキリカキ部６１を設け構成され、また前記コの字状部６５の中央よりコの字状部６５の屈曲方向に対して垂直方向で、前記コの字状部６５の前記一方端６３と他方端６４の面に対して平行方向に延びる薄板の突出部６２が、突出部６２の途中に略円弧状に円弧部６６を形成し、前記突出部６２の先端を前記一方端６３の位置する方向に突出して構成される。このように前記２次ボビン端子Ａ６０が一枚の平板を加工することで一体形成している。

また図７において２次ボビン端子Ｂ７０は、導電性材料の薄板をコの字状に両端部を屈曲成形され一方端７３と他方端７４を形成する。前記一方端７３は、屈曲部から一方端７３の端部間においておよそ中央より端部まで延びる薄板を貫通するキリカキ部７１を設け構成され、また前記他方端７４より他方端７４の面に対して平行方向で、他方端７４の屈曲方向に対して垂直方向に一定幅で先端幅はやや幅大に形成した突出部７２が突出して構成される。このように前記２次ボビン端子Ｂ７０が一枚の平板を加工することで一体形成している。

図５乃至図７において、前記２次ボビン１００は、先ず前記ダイオード収容部１８１に誤点火防止ダイオード１８０を収容し、次に前記２次ボビン１００の前記嵌合部１１、１２に、前記２次ボビン端子Ａ６０の一方端６３と他方端６４をそれぞれ圧入により挿入し、さらに前記嵌合部１３、１４に、前記２次ボビン端子Ｂ７０の一方端７３と他方端７４をそれぞれ圧入により挿入することで、ダイオード１８０のアノード側１９０は、２次ボビン端子Ａ６０の一方端６３の前記キリカキ部６１を貫通し、２次ボビン端子Ａ６０の前記他方端６４によって先端が屈曲方向へ折り曲げられ、２次ボビン端子Ａ６０の他方端６４と共に前記嵌合部１２へ収容される。さらに前記ダイオード１８０のカソード側２００は、２次ボビン端子Ｂ７０の一方端７３の前記キリカキ部７１を貫通し、２次ボビン端子Ｂ７０の他方端７４によって先端が屈曲方向へ折り曲げられ、２次ボビン端子Ｂ７０の他方端７４と共に前記嵌合部１４へ収容される。前記突出部７２には、前記２次コイル３０の他方端部である巻き終わりを接続する。前記ケース４０に前記２次ボビン１００を組み込んだときには、２次ボビン端子Ａ６０の前記突出部６２は、前記２次高圧端子１１０に、直接当設するよう位置決めされるので、前記２次ボビン端子Ａ６０の突出部６２と前記ケース４０の他方側端面１１１を溶接にて接合する。このようにして前記２次コイル３０と誤点火防止ダイオード１８０とが半田を使用せずに電気接続でき、前記２次ボビン１００に前記ダイオード１８０を固定でき、前記ケース４０に収容される。また前記ダイオードのピン１９０、２００が長過ぎた場合でも、２次ボビン端子の内側と２次ボビンの隙間に余分なダイオードのピン１９０、２００を折り曲げ収容できる空間Ｓを形成している。

上記ダイオード１８０の固定と、前記２次ボビン端子６０，７０の前記ダイオード１８０との電気的接続は、２次ボビン端子６０、７０前記２次ボビン１００に装着することのみで行えるので、半田を全く使用せず、組み立て工数を低減し、また地球環境に配慮している。

図８乃至図９において、２次ボビン端子Ｃ８０は、導電性材料の薄板をＬの字状に屈曲成形され一方側に前記２次ボビン１００の前記嵌合部１５に装着される装着面を有する装着部８３を形成する。またＬの字状に屈曲成形された他方側は、前記装着部８３の装着面と垂直方向に装着面両端より直線的に一定幅で伸びる突出部８１、８２を形成し、前記突出部８１は前記突出部８２よりやや長く、前記突出部８２先端はやや幅広に構成される。このように前記２次ボビン端子Ｃ８０が一枚の平板を加工することで一体形成している。

先述した大排気量のエンジンに使用される点火コイルとして誤点火防止ダイオードが不要の構成がある。この場合図４または図８乃至図９のように点火コイル１０ａにおいて、前記２次ボビン１００の前記嵌合部１５に、前記２次ボビン端子Ｃ８０の装着部８３を挿入し、突出部８２に２次銅線を巻き終わりを接続する。前記ケース４０に前記２次ボビン１００を組み込んだときには、前記２次ボビン端子Ｃ８０の突出部８１と前記２次高圧端子１１０の他方側端面１１１を溶接にて接合する。このようにして前記２次ボビン１００と、２次ボビン端子Ｃ８０の固定をして、前記ケース４０に収容される。

上記実施例においては、閉磁路回路を形成する点火コイル１０、１０ａについて説明したが、本発明の技術を用いて、その組み合わせ、サイズ、位置、材質を特に限定しない。また組立工数を低減でき、小型化の構造を提示し、地球環境に配慮した信頼性も良好な内燃機関用点火コイルを提供することができるものであれば、開磁路回路を形成する点火コイルについて適用できる。すなわち本発明の趣旨を逸脱することのない各種の改変が可能である。

以上、本発明の内燃機関用点火コイル１０、１０ａに上記構成を適用することで、誤点火防止ダイオード１８０を必要するとしないとに関わらず、従来使用していたサポート９０を必要とせず、必要に応じて２次ボビン端子のみを使い分けることで、ケース４０、２次ボビン１００、等の点火コイル１０、１０ａを構成する部品を共通化出来て、点火コイル１０、１０ａの設計工数および、組み立て工数を低減出来て、点火コイル１０、１０ａ自体も小型化できる。また半田を使用しない電気的接続により地球環境に配慮した内燃機関用点火コイル１０、１０ａを提供することが出来る。

本発明の技術の内燃機関用点火コイルの縦断面図。本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビンの横視図。図２の右視図。本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビン端子を使用した図１のＡ−Ａ断面図。本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビンに２次ボビン端子Ａと２次ボビン端子Ｂを組み付ける図。本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビン端子Ａの斜視図。本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビン端子Ｂの斜視図。本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビン端子Ｃの斜視図。本発明の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビンに２次ボビン端子Ｃを使用したときの構成図。従来の技術の内燃機関用点火コイルの断面図。図１０のＣ−Ｃ断面図。従来の技術の内燃機関用点火コイルの２次ボビンの横視図。従来の技術の内燃機関用点火コイルを表す回路図。図１３の動作波形図。

符号の説明

１０，１０ａ点火コイル
１１、１２、１３、１４、１５２次ボビンの嵌合部
２０、２１１次コイル
３０、３１２次コイル
４０、４１ケース
４５高圧タワー
５１１次ボビン
６０２次ボビン端子Ａ
６１２次ボビン端子Ａのキリカキ部
６２２次ボビン端子Ａの突出部
６３２次ボビン端子Ａの一方端
６４２次ボビン端子Ａの他方端
７０２次ボビン端子Ｂ
７１２次ボビン端子Ｂのキリカキ部
７２２次ボビン端子Ｂの突出部
７３２次ボビン端子Ｂの一方端
７４２次ボビン端子Ｂの他方端
８０２次ボビン端子Ｃ
８１、８２２次ボビン端子Ｃの突出部
８３２次ボビン端子Ｃの装着部
９０サポート
９１穴
１００、１０１２次ボビン
１１０、１１２２次高圧端子
１１１２次高圧端子の他方側端面
１２１１次コネクタ
１３１１次コネクタ端子
１４１鉄心
１４５高圧タワー
１５０エポキシ樹脂
１８０ダイオード
１８１ダイオード収容部
１９０ダイオードのピンのアノード側
２００ダイオードのピンのカソード側
３００点火信号発生回路
４００スイッチング素子
５００点火プラグ
６００バッテリー電源

Claims

ケース内に鉄芯と、当該鉄芯に同軸的に１次銅線を1次ボビンに巻き廻した１次コイルと、２次銅線を２次ボビンに巻き廻した２次コイルとを備え、前記ケースには前記２次コイルから得られる高電圧を外部へ出力する２次高圧端子を備える内燃機関用点火コイルにおいて、前記２次ボビンには誤点火防止ダイオードを収容する収容部を設けると共に当該収容部には２次巻線に接続する２次ボビン端子を配置し、当該２次ボビン端子は前記誤点火防止ダイオードの有無に応じて取り替え可能な複数種類の端子から構成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
収容部に誤点火防止ダイオードを収容するときには当該誤点火防止ダイオードの両端にはそれぞれ個別形状の独立した複数個の２次ボビン端子を配置すると共に、２次コイルの一部が前記複数個の２次ボビン端子のひとつに接続することで誤点火防止ダイオードの一端に電気的に接続し、当該誤点火防止ダイオードの他端には前記２次ボビン端子とは異なる別の２次ボビン端子を経由して２次高圧端子に接続し、前記複数の２次ボビン端子は圧入嵌合により前記収容部に配置していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
２次ボビンに誤点火防止ダイオードの収容部を形成しているが誤点火防止ダイオードを備えない内燃機関用点火コイルにおいて、前記収容部には２次コイルの一部に電気的に接続すると共に２次高圧端子にも同時に接続する２次ボビン端子を備える請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
２次ボビン端子が圧入嵌合により２次ボビンの収容部に配置固定されたことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用点火コイル。
２次ボビン端子が一枚の平板を加工することで一体形成していることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用点火コイル。
２次ボビン端子の一部は２次コイルをケースに収容したときに２次高圧端子に直接当設するよう位置決めされていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の内燃機関用点火コイル。
２次ボビン端子は、導電性材料の薄板をコの字状に両端部を屈曲成形される一方端と他方端を形成し、前記一方端は屈曲部から一方端の端部間において略中央より端部まで延びる薄板を貫通するキリカキ部を設け、前記２次ボビンの前記収容部に誤点火防止ダイオードを収容した後に当該ダイオードの端子は２次ボビン端子の一方端のキリカキ部を貫通し２次ボビン端子の他方端によって先端が屈曲方向へ折り曲げられ２次ボビン端子の他方端と共に前記２次ボビンの前記嵌合部へ収容されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
２次ボビンは、２次ボビン端子の内側と２次ボビンの隙間に余分な誤点火防止ダイオードのピンを折り曲げることのできる空間を有していることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火コイル。
２次ボビン端子は、導電性材料の薄板をＬの字状に屈曲成形され一方側に前記２次ボビンの嵌合部に装着される装着面を有する装着部を形成し、Ｌの字状に屈曲成形された他方側は、前記装着部の装着面と垂直方向に装着面両端より直線的に一定幅で伸びる突出部を形成し、前記突出部の片方側は他の前記突出部よりやや長く、他の前記突出部先端はやや幅広に構成され、前記装着部は、前記２次ボビンの前記嵌合部へ装着されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火コイル。