JP2008270392A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程において、絶縁ケース内にコイル−鉄心組立体を整然と固定することにより、小型化と信頼性の向上とを実現する内燃機関用点火コイルを提供する。
【解決手段】鉄心カバー１３の外周面１３１ａの少なくとも一部にテーパを有する突部１３１ｘを設けるとともに、絶縁ケース２の内側面２２の鉄心カバーの突部１３１ｘと接触する部分２２ｘにも、鉄心カバー１３が挿入される方向へ縮閉する、鉄心カバー１３に設けられた突部１３１ｘのテーパと同じテーパを設け、さらに、これらのテーパをモールステーパとして、鉄心カバー１３を構成部品の一つとするコイル−鉄心組立体１を絶縁ケース２内に圧入状態で収容する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車など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関し、特に、安価に、信頼性の向上および小型化を実現することができ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、自動車などのエンジンルーム内に取り付けられており、他のエンジン部品などから要求される寸法的制限が厳しく、小型化が求められている。 従来の内燃機関用点火コイルは、少なくとも上面が開放し、下部に高圧タワー部を有する絶縁ケースと、この絶縁ケース内に収容されるコイル−鉄心組立体とで構成されている。

まず、図５に示す通り、コイル−鉄心組立体１は、一次コイルボビン１１１と、この一次コイルボビン１１１の外周に巻線を巻回して形成され、一端が図示しない一の低圧端子に接続されている一次コイル１１２と、一次コイルボビン１１１および一次コイル１１２の外側に位置する二次コイルボビン１１３と、この二次コイルボビン１１３の外周に巻線を巻回して形成され、一端が図示しない他の低圧端子に接続されている二次コイル１１４と、この二次コイル１１４および一次コイル１１２を磁気的に結合させ、閉磁路を形成するセンタ鉄心１１５およびサイド鉄心１２とで構成されている。また、サイド鉄心１２は、絶縁ケース２内にコイル−鉄心組立体１が収容された状態における上部１２１および図示しない内周部が、鉄心カバー１３で覆われている。
なお、センタ鉄心１１５およびサイド鉄心１２は、センタ鉄心１１５が一次コイル１１２および二次コイル１１４を貫通し、サイド鉄心１２がセンタ鉄心１１５、一次コイル１１２および二次コイル１１４の外側に配設されることにより、一次コイル１１２への通電により二次コイル１１４および一次コイル１１２を磁気的に結合させ、閉磁路を形成している。

また、コイル−鉄心組立体１の構成部品である二次コイル１１４の高圧側（他端側）には、二次コイルボビン１１３に取り付けられた接続導体３の他端３ｂが接続されている。そして接続導体３の一端３ａが、絶縁ケース２の高圧タワー部２１に嵌着されている高圧端子４に接続されている。なお、内燃機関用点火コイルは、絶縁ケース２内にコイル−鉄心組立体１が収容された状態で、絶縁ケース２内にエポキシ樹脂などの絶縁樹脂５が注入され、この絶縁樹脂５が硬化することにより、絶縁ケース２内に収容されたコイル−鉄心組立体１の各部品の絶縁が維持されている。

ここで、図６（ａ）から（ｃ）までに示すのは、従来の内燃機関用点火コイルにおけるコイル−鉄心組立体１を説明するため、コイル−鉄心組立体主要部１１、サイド鉄心１２、鉄心カバー１３に分けて示した斜視図である。まず、コイル−鉄心組立体主要部１１は、図示されない一次コイルボビンおよび一次コイルと、二次コイルボビン１１３および二次コイル１１４と、センタ鉄心１１５とで構成されている。

さらに、鉄心カバー１３は、分厚い環状部１３１と、この環状部１３１の内周面１３１ｂから下方へ垂下し、コイル−鉄心組立体主要部１１の上から被せた状態でセンタ鉄心１１５の両端部を跨いでいる弧状垂下部１３２とで構成され、一体として合成樹脂で成形されている。また、コイル−鉄心組立体１が組み立てられた状態において、鉄心カバー１３の弧状垂下部１３２が、サイド鉄心１２の内周部１２２に当接し、鉄心カバー１３の環状部１３１の下面１３１ｃが、サイド鉄心１２の上部１２１に当接している。

そして、コイル−鉄心組立体１が絶縁ケース内に収容された状態では、上述した通り、コイル−鉄心組立体主要部１１とサイド鉄心１２との間に、図示されない絶縁樹脂が充填されているので、鉄心カバー１３が、サイド鉄心１２の上部１２１および内周部１２２に当接することにより、サイド鉄心１２の角による絶縁樹脂への火花放電によるクラックの発生が抑制されることが知られている。さらに、経年変化により絶縁樹脂にクラックが発生しても、鉄心カバー１３の弧状垂下部１３２が、サイド鉄心１２の内周部１２２に当接しているので、サイド鉄心１２とコイル−鉄心組立体主要部１１との間の絶縁を保持することができる。また、鉄心カバー１３が、ポリブチレンテレフタレートにより形成されると、サイド鉄心１２の角から絶縁樹脂への火花放電によるクラックの発生をより効果的に防止できることも、例えば、特許文献１にて知られている。
特開２００６−２７８３８０号公報

しかし、図５のように構成された内燃機関用点火コイルでは、接続導体３の一端３ａが、コイル−鉄心組立体１の自重と接続導体３のバネ性とにより、絶縁ケース２の高圧タワー部２１に嵌着されている高圧端子４に接触しているので、コイル−鉄心組立体１が接続導体３のバネ性による反発を受けることとなる。そして、絶縁樹脂５が絶縁ケース２内に注入されて硬化、収縮することにより、コイル−鉄心組立体１に浮力が発生するので、上記した接続導体３のバネ性による反発とあいまって、接続導体３の一端３ａと高圧端子４との確実な導通が確保されないという問題がある。また、コイル−鉄心組立体１が、液状の絶縁樹脂５による浮力を受け、絶縁ケース２内で浮いてしまうので、これを考慮して絶縁ケース２の深さ方向の寸法が設定されており、小型化が図れないという問題もあった。

本発明は、上記実情に鑑み提案されたもので、鉄心カバーと絶縁ケースとの工夫した接触により、二次コイルと高圧端子とを導通させる接続導体のバネ性による反発、および絶縁樹脂によるコイル−鉄心組立体の浮力に対抗できる強い保持力を鉄心カバーに備えさせて、絶縁ケース内で鉄心カバーを構成部品の一つとするコイル−鉄心組立体を安定に保持し、信頼性の向上と小型化とを実現することが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。

本発明に係る内燃機関用点火コイルは、上記目的を達成するために、一次コイルと、この一次コイルの外側に位置し、二次コイルボビンに電線が巻回されている二次コイルと、この二次コイル、前記一次コイルを磁気的に結合させるセンタ鉄心およびサイド鉄心と、このサイド鉄心を覆う鉄心カバーと、この鉄心カバー、前記一次コイル、前記二次コイルボビンおよび二次コイル、前記センタ鉄心およびサイド鉄心を収容し、高圧端子を備えた絶縁ケースと、前記二次コイルボビンに取り付けられ、前記二次コイルと前記高圧端子とを自身のバネ性で導通させる接続導体と、この接続導体、前記鉄心カバー、前記一次コイル、前記二次コイルボビンおよび二次コイル、前記センタ鉄心およびサイド鉄心を収容した前記絶縁ケース内に注入され、硬化する絶縁樹脂と、を有する内燃機関用点火コイルにおいて、前記絶縁ケースの内側面の少なくとも一部を、前記鉄心カバーが挿入される方向へ縮閉するテーパとし、このテーパと対向する前記鉄心カバーの外周面に、前記絶縁ケースの内側面のテーパと同じテーパを有する突部を設け、前記突部を有する前記鉄心カバーを、前記絶縁ケース内に圧入して前記テーパ同士を接触させたことを特徴とする。

そして、前記突部のテーパ、および、前記絶縁ケースの内側面のテーパを、モールステーパとすることが好ましい。

本発明では、絶縁ケースの内側面の少なくとも一部を、鉄心カバーが挿入される方向へ縮閉するテーパとし、このテーパと対向する鉄心カバーの外周面に、絶縁ケースの内側面のテーパと同じテーパを有する突部を設け、この突部を有する鉄心カバーを絶縁ケース内に圧入してテーパ同士を接触させたので、二次コイルと高圧端子とを導通させる接続導体のバネ性による反発、および、絶縁樹脂によるコイル−鉄心組立体の浮力に対抗してコイルー鉄心組立体を保持する保持力を鉄心カバーに備えさせることができた。これにより、接続導体の一端と高圧端子との間に離れる方向に応力が発生しても、接続導体の一端と高圧端子との導通を確保することができる。また、鉄心カバーに備えさせた保持力は、絶縁樹脂によるコイル−鉄心組立体の浮力にも対抗できるので、絶縁ケースの深さ方向の寸法を大きく設定する必要もなくなって、絶縁ケースの深さ方向の寸法を小さくすることができる。

さらに、突部のテーパ、および、絶縁ケースの内側面のテーパを、モールステーパとしたので、鉄心カバーのコイルー鉄心組立体を保持する保持力がより強固なものとなり、接続導体の一端と高圧端子との間に離れる方向に応力が発生しても、接続導体の一端と高圧端子との導通を確実に確保することができる。さらに、鉄心カバーに備えさせたより強固な保持力は、絶縁樹脂によるコイル−鉄心組立体の浮力にも対抗できるので、絶縁ケースの深さ方向の寸法を大きくする必要もなくなって、絶縁ケースの深さ方向の寸法を小さくすることができる。

すなわち、絶縁ケースの内側面の少なくとも一部のテーパと、これに対向する鉄心カバーの外周面に設けた突部のテーパとを同じテーパとし、これらのテーパ同士を接触させ、または、これらのテーパをモールステーパとして接触させるという安価な手段により、信頼性の向上と小型化とを実現する内燃機関用点火コイルを提供することができる。

以下、一実施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概略縦断面図、図２は、図１の本発明に係る内燃機関用点火コイルにて示したＡを拡大した要部拡大図、図３は、本発明に係る内燃機関用点火コイルにおける鉄心カバーの概略斜視図である。図４（ａ）は、本発明に係る内燃機関用点火コイルにおける絶縁ケースの平面図であって、図４（ｂ）は、図４（ａ）の絶縁ケースの上端の一部を、Ｂ−Ｂの線で断面とした断面説明図である。なお、図５および図６に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に示した本発明の内燃機関用点火コイルは、鉄心カバー１３を構成部品の一つとするコイル−鉄心組立体１が絶縁ケース２内に圧入状態で収容されたものであって、図２および図３に示す通り、鉄心カバー１３の外周面１３１ａの少なくとも一部にテーパを有する突部１３１ｘが設けられ、さらに、図４（ａ）および図４（ｂ）に示す通り、絶縁ケース２の内側面２２の鉄心カバー１３の突部１３１ｘと接触する部分２２ｘにも、鉄心カバー１３が挿入される方向へ縮閉する、鉄心カバー１３に設けられた突部１３１ｘのテーパと同じテーパが設けられているものである。そして、鉄心カバー１３の外周面１３１ａの少なくとも一部に設けられたテーパを有する突部１３１ｘは、絶縁ケース２の内側面２２の鉄心カバー１３と接触する部分２２ｘのテーパに当接している。なお、突部１３１ｘのテーパおよび絶縁ケース２の内側面２２のテーパは、モールステーパである。

モールステーパは、安価に形成することができるほか、モールステーパの円錐状に直径が次第に減少または増加するという特徴により、抜け、回転などに対し強固な保持力を有するなどの特徴がある。このため、図１に示す通り、コイル−鉄心組立体１は、鉄心カバー１３の外周面１３１ａの突部１３１ｘのテーパが絶縁ケース２の内側面２２のテーパに当接し、さらに、圧入状態で絶縁ケース２内に収容されることにより、抜け、回転などに対し強固な保持力が備わりつつ、絶縁ケース２内に整然と固定される。

そうすると、コイル−鉄心組立体１は、抜け、回転などに対する強固な保持力が備わりつつ、絶縁ケース２内に整然と固定されることにより、二次コイル１１４と高圧端子４とを導通させる接続導体３のバネ性による反発および液状の絶縁樹脂５によるコイル−鉄心組立体１の浮力に対抗する強力な保持力を発揮する。そして、接続導体３の一端３ａと高圧端子４との間に離れる方向に応力が発生しても、接続導体３の一端３ａと高圧端子４との導通を確保でき、液状の絶縁樹脂５による浮力を受けても、絶縁ケース２内にて浮くようなことがなくなる。

したがって、本発明に係る内燃機関用点火コイルは、絶縁ケース２の内側面２２の鉄心カバー１３と接触する部分２２ｘを、鉄心カバー１３が挿入される方向へ縮閉するテーパとし、このテーパと対向する鉄心カバー１３の外周面１３１ａに、絶縁ケース２の内側面２２のテーパと同じテーパを有する突部１３１ｘを設け、この突部１３１ｘを有する鉄心カバー１３を絶縁ケース２内に圧入してテーパ同士を接触させたので、接続導体３の一端３ａと高圧端子４との間に離れる方向に応力が発生しても、接続導体３と高圧端子４との導通を確保できる。また、絶縁樹脂５によるコイル−鉄心組立体１の浮力にも対抗できるので、絶縁ケース２の深さ方向の寸法を大きくする必要もなくなって、絶縁ケース２の深さ方向の寸法を小さくすることができる。すなわち、信頼性の向上と小型化とを実現する内燃機関用点火コイルを提供することができる。

以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明に係る内燃機関用点火コイルにおける絶縁ケースの内側面の全面を、鉄心カバーが挿入される方向へ縮閉するテーパとし、このテーパと対向する鉄心カバーの外周面の一部にテーパを形成して、鉄心カバーの外周面のテーパおよび絶縁ケースの内側面のテーパを接触させて、圧入状態でコイル鉄心−組立体を絶縁ケース内に収容してもよい。この場合にも、接続導体と高圧端子との導通を確保でき、絶縁樹脂によるコイル−鉄心組立体の浮力にも対抗できて、絶縁ケースの深さ方向の寸法を小さくすることができる。

さらに、絶縁ケースの内側面の全面を鉄心カバーが挿入される方向へ縮閉するテーパとし、このテーパと対向する鉄心カバーの外周面の全面にテーパを形成して、鉄心カバーの外周面のテーパおよび絶縁ケースの内側面のテーパを、モールステーパとしてもよい。そうすると、モールステーパーの効果がより顕著に発揮され、さらに確実に、接続導体と高圧端子との導通を確保でき、絶縁樹脂によるコイル−鉄心組立体の浮力にも対抗できて、絶縁ケースの深さ方向の寸法を小さくすることができる。

本発明に係る内燃機関用点火コイルの概略縦断面図である。 図１の本発明に係る内燃機関用点火コイルにて示したＡを拡大した要部拡大図である。 本発明に係る内燃機関用点火コイルにおける鉄心カバーの概略斜視図である。 （ａ）は、本発明に係る内燃機関用点火コイルにおける絶縁ケースの平面図、（ｂ）は、（ａ）の絶縁ケースの上端の一部をＢ−Ｂの線で断面とした断面説明図である。 従来の内燃機関用点火コイルの概略縦断面図である。 （ａ）は、従来の内燃機関用点火コイルにおけるコイル−鉄心組立体主要部の概略斜視図、（ｂ）は、従来の内燃機関用点火コイルにおける鉄心カバーの概略斜視図、（ｃ）は、従来の内燃機関用点火コイルにおけるサイド鉄心の概略斜視図である。

符号の説明

１ コイル−鉄心組立体
１１ コイル鉄心組立体主要部
１１１ 一次コイルボビン
１１２ 一次コイル
１１３ 二次コイルボビン
１１４ 二次コイル
１１５ センタ鉄心
１２ サイド鉄心
１２１ サイド鉄心の上部
１２２ サイド鉄心の内周部
１３ 鉄心カバー
１３１ 鉄心カバーの環状部
１３１ａ 鉄心カバーの外周面
１３１ｂ 鉄心カバーの内周面
１３１ｃ 鉄心カバーの下面
１３１ｘ 鉄心カバーの外周面の突部
１３２ 鉄心カバーの弧状垂下部
２ 絶縁ケース
２１ 絶縁ケースの高圧タワー部
２２ 絶縁ケースの内側面
２２ｘ 絶縁ケースの内側面の鉄心カバーと接触する部分
３ 接続導体
３ａ 接続導体の一端
３ｂ 接続導体の他端
４ 高圧端子
５ 絶縁樹脂

Claims (2)

1. 一次コイルと、
   この一次コイルの外側に位置し、二次コイルボビンに電線が巻回されている二次コイルと、
   この二次コイル、前記一次コイルを磁気的に結合させるセンタ鉄心およびサイド鉄心と、
   このサイド鉄心を覆う鉄心カバーと、
   この鉄心カバー、前記一次コイル、前記二次コイルボビンおよび二次コイル、前記センタ鉄心およびサイド鉄心を収容し、高圧端子を備えた絶縁ケースと、
   前記二次コイルボビンに取り付けられ、前記二次コイルと前記高圧端子とを自身のバネ性で導通させる接続導体と、
   この接続導体、前記鉄心カバー、前記一次コイル、前記二次コイルボビンおよび二次コイル、前記センタ鉄心およびサイド鉄心を収容した前記絶縁ケース内に注入され、硬化する絶縁樹脂と、
   を有する内燃機関用点火コイルにおいて、
   前記絶縁ケースの内側面の少なくとも一部を、前記鉄心カバーが挿入される方向へ縮閉するテーパとし、このテーパと対向する前記鉄心カバーの外周面に、前記絶縁ケースの内側面のテーパと同じテーパを有する突部を設け、
   前記突部を有する前記鉄心カバーを、前記絶縁ケース内に圧入して前記テーパ同士を接触させたことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 請求項１に記載された内燃機関用点火コイルにおいて、
   前記突部のテーパ、および、前記絶縁ケースの内側面のテーパを、モールステーパとしたことを特徴とする内燃機関用点火コイル。

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