JP2008274875A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】上部ソケットを大幅に小型化することができ、その亀裂発生を防止することにより、中継筒を確実に保持することができ、電気的絶縁不良の発生を低減でき、さらにラバー成形が容易となり、また組み付け作業も簡単に行うことができるようにする。
【解決手段】点火プラグに高電圧を供給し点火する点火コイル１において、ケース本体２と、ケース本体２の下部外周壁に嵌合してケース本体を保持する上部ソケット３と、下部ソケット４と、ケース本体２の底壁から下方に筒状に突出して形成された第１の高圧筒部５と、第１の高圧筒部５中にその内周面とは隙間を保持して装着され第１の高圧筒部に係止される筒状の第２の高圧筒部６と、第１の高圧筒部５と第２の高圧筒部６との間の隙間に装着され第１の高圧筒部５に係止されるとともに、下部が下部ソケットで支持される筒状のアダプタ７とを有するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の点火プラグに高電圧を供給し点火する内燃機関用点火コイルに関するものである。

従来、内燃機関の点火プラグに高電圧を供給し点火する内燃機関用点火コイルには、絶縁ケースの下部外周壁、絶縁ケースの底から下方に突出する高圧筒部、および導電部材（スプリング）を収容する中継筒の上端部に嵌合して、絶縁ケース下部や高圧筒部、中継筒を弾力的に保持する上部ソケット（ラバー部）が設けられている。この上部ソケットは、上部に形成されたシール鍔を内燃機関のシリンダーブロックに設けられたプラグホールの上端部内周に突入させて、プラグホールを上から密閉している（例えば下記の特許文献１参照）。
特開２０００−３３１８５３号公報（第４頁右欄〜第５頁左欄、図６）

この上部ソケットは、絶縁ケース下部と高電圧部と中継筒上端部の全体をラバーで包み込んで保持する構造になっており、形状が大きくなるために、ラバー成形品である上部ソケットに亀裂が発生しやすいという問題点を有していた。

上部ソケットに亀裂が発生すると、中継筒を保持する力が低下したり、高圧端子および導電部材に流れる高電圧が亀裂に沿って、プラグホール内周面に火花放電し、点火プラグに高電圧が届かなくなる沿面リークという電気的絶縁不良が発生してしまう。

また、上部ソケットの形状が大きいため、ラバー成形が困難である、絶縁ケースや高圧筒部等への挿入、組み付け作業が煩雑で時間を要するといった問題点も有していた。

この発明は上記に鑑み提案されたもので、ラバー成形品である上部ソケットを大幅に小型化することができ、亀裂発生を防止できるので、中継筒を確実に保持することができ、電気的絶縁不良の発生を低減でき、さらにラバー成形が容易となり、また組み付け作業も簡単に行う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。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、内燃機関の点火プラグに高電圧を供給し点火する内燃機関用点火コイルにおいて、絶縁ケースに収容された、同心状に嵌合し内周に閉磁路の鉄心の一部が貫通する１次、２次両コイルと、その絶縁ケースの内部に注型された絶縁樹脂で両コイルを固定する硬化層とを有する点火コイル本体と、上記絶縁ケースの下部外周壁に嵌合して点火コイル本体を弾力的に保持するとともに、上部に形成されたシール鍔を内燃機関のシリンダーブロックに設けられたプラグホールの上端部内周に突入させて、プラグホールを上から密閉する上部ソケットと、上記プラグホールの底に立設された点火プラグに弾力的に被さる下部ソケットと、上記絶縁ケースの底壁から下方に底壁の孔と一体に筒状に突出して形成された第１の高圧筒部と、上記第１の高圧筒部中にその内周面とは隙間を保持して装着され第１の高圧筒部に係止される筒状の第２の高圧筒部と、上記第１の高圧筒部と第２の高圧筒部との間の隙間に装着され第１の高圧筒部に係止されるとともに、下部が下部ソケットで支持される筒状のアダプタと、上記第２の高圧筒部およびアダプタ中に上下方向に収容されており、２次コイルに電気的に接続され第２の高圧筒部の内周に嵌入されている高圧端子と、点火プラグの頂部端子とを電気的に接続する導電部材と、を有するものである。

請求項２に記載の発明は、上記した請求項１に記載の発明において、上記第１の高圧筒部は、上端縁に周状に形成された段差部を有し、第２の高圧筒部は、上端に拡径部を有しその拡径部が装着時に段差部に当接して第１の高圧筒部に係止されるものである。

請求項３に記載の発明は、上記した請求項２項に記載の発明において、上記第１の高圧筒部は、上端から所定距離下方の内周面に周状に交互に設けた複数の列状凹部および列状凸部を有し、アダプタは、複数の列状凸部に対応させて上端縁に周状に形成した複数の部分拡径部を有し、第１の高圧筒部と第２の高圧筒部との隙間へのアダプタの装着時にアダプタの部分拡径部が第１の高圧筒部の列状凸部上端面に当接して第１の高圧筒部に係止されるものである。

請求項４に記載の発明は、上記した請求項３に記載の発明において、上記アダプタの装着は、アダプタの部分拡径部を第１の高圧筒部の列状凹部に合わせた状態でアダプタを第１の高圧筒部に押し込み、部分拡径部上面が第２の高圧筒部の拡径部下面に衝接したときに、アダプタの部分拡径部が第１の高圧筒部の列状凸部上端面に位置するまでアダプタを回転させて行うものである。

請求項５に記載の発明は、上記した請求項４に記載の発明において、上記第１の高圧筒部の列状凸部上端面に突起部を設け、アダプタの部分拡径部下面に突起部が陥入する位置決め用孔を形成したものである。

また、請求項６に記載の発明は、上記した請求項１から５の何れか１項に記載の発明において、上記アダプタは、第２の高圧筒部の下端下方で内径が縮径し、その段差面と第２の高圧筒部の下端との間に電気絶縁体を配設するものである。

この発明の内燃機関用点火コイルでは、アダプタを高圧筒部側で保持するので、上部ソケットは絶縁ケース下部外周壁に嵌合させるだけでよく、このため、ラバー成形品である上部ソケットを大幅に小型化することができ、亀裂発生を防止することができる。したがって、中継筒の保磁力を向上させることができ、電気的絶縁不良の発生を低減でき、さらに小型化によりラバー成形が容易となり、また組み付け作業も簡単に行うことができる。

この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の内燃機関用点火コイルをエンジンに装着した状態の概略を示す図、図２は本発明の内燃機関用点火コイルの要部拡大図である。本発明の内燃機関用点火コイル（以下、単に「点火コイル」という）１は、内燃機関のシリンダーブロック１００のプラグホール１０１の底に取付けられた点火プラグ９に高電圧を供給し点火するものであり、点火コイル本体２、上部ソケット３、下部ソケット４、第１高圧筒部５、第２高圧筒部６、アダプタ７、および導電部材８を備えている。

点火コイル本体２は、合成樹脂などで成形された絶縁ケース２０に収容された、同心状に嵌合し内周に閉磁路の鉄心２１の一部が貫通する１次コイル２２および２次コイル２３と、その絶縁ケース２０の内部に注型された、例えば熱硬化性エポキシ樹脂などの絶縁樹脂で両コイル２２，２３を固定する硬化層２４とを有している。

絶縁ケース２０は、下方カップ部２０ａ、鉄心収容部２０ｂおよび１次端子収容部２０ｃを有している。

下方カップ部２０ａの底壁２１０からさらに下方には、その底壁２１０に穿設された孔２１１と一体に、第１高圧筒部５が、筒状に突出して形成されている。また、第１高圧筒部５中には、筒状の第２高圧筒部６が、第１高圧筒部５に係止され、その第１高圧筒部５の内周面とは隙間を保持して装着されている。第２高圧筒部６の内周には、高圧端子２６が嵌入されている。

アダプタ７は、細長い筒状体で、第１高圧筒部５と第２高圧筒部６との間の隙間に装着され第１高圧筒部５に係止されるとともに、下部が下部ソケット４で支持されている。導電部材８は、例えばバネ鋼製のコイルスプリングであり、第２高圧筒部６およびアダプタ７中に上下方向に収容されており、高圧端子２６と、点火プラグ９の頂部端子９１とを電気的に接続する。なお、第１高圧筒部５、第２高圧筒部６およびアダプタ７の詳細は、後述する。

絶縁ケース２０の鉄心収容部２０ｂは、下方カップ部２０ａの上端から張出して鉄心２１の外環部分を載置する鍔２０１と、この鍔２０１の周りから起ち上がった周囲壁２０２とからなる。１次端子収容部２０ｃは、周囲壁２０２の上部側面に設けられている。

点火コイル本体２は、１次コイル２２の電線を１次端子収容部２０ｃの１次端子２５に接続し、２次コイル２３の巻終りリード線を高圧端子２６に接続したのち、絶縁樹脂を真空注型し、その硬化した絶縁樹脂の硬化層２４で絶縁ケース２０中に鉄心２１、１次コイル２２、２次コイル２３、１次端子２５、高圧端子２６を固定する。これにより小型でありながら高出力の点火コイルが得られる。

シリンダーブロック１００はシリンダ毎のプラグホール１０１を有し、シリンダーブロック１００の上に、各プラグホール１０１に連通する連通孔１１１を備えたロッカーカバー１１０が固定されている。ロッカーカバー１１０は連通孔１１１の回りから立つ筒部１１２の上端に設けられた皿部１１３を一体に有し、連通孔１１１は皿部１１３の底に開口している。その開口の回りには支持部１１４が皿部１１３の底から無端状に隆起する。

上部ソケット３および下部ソケット４は合成ゴムや弾性に富む合成樹脂で成形される。上部ソケット３は、絶縁ケース２０の下方カップ部２０ａの外周壁に嵌合して点火コイル本体２を弾力的に保持するとともに、連通孔１１１の上端を塞ぐ折返したシール鍔３１を備え、絶縁ケース２０の鍔２０１の下面に当接して、ロッカーカバー１１０の支持部１１４に被さるとともに、その支持部内周に弾力的に嵌入してプラグホール１０１を上から密閉している。

下部ソケット４は、プラグホール１０１の下部に装着され、プラグホール１０１の底に取付けられた点火プラグ９の頂部端子９１を有する上部に弾力的に被さる。

上記の点火コイル１は、次の手順でセットされる。先ず、上部ソケット３を絶縁ケース２０の下方カップ部２０ａに下から嵌める。次に、第１高圧筒部５と第２高圧筒部６との間に装着されたアダプタ７に下部ソケット４を係合させて連結するとともに、下方からアダプタ７に導電部材８を挿入し、その上端部を第２高圧筒部６中の高圧端子２６に下から弾性的に当接する。続いてプラグホール１０１の内部に挿入し、下部ソケット４を点火プラグ９の上部に弾性的に被せると同時に上部ソケット３をロッカーカバー１１０の支持部１１４の内周に嵌めながらシール鍔３１を支持部１１４に被せ、上部ソケット３ごと点火コイル１をロッカーカバー１１０に固定し、導電部材８の下端部を点火プラグ９の頂部端子９１に弾性的に当接して高圧端子２６と点火プラグ９の頂部端子９１とを導電部材８で電気的に接続してセットを終る。

次に第１高圧筒部５、第２高圧筒部６およびアダプタ７について、図３〜図７を併用して説明する。

図３は点火コイルの絶縁ケースを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。図４は第２高圧筒部を示す図で、（ａ）は（ｂ）のＹ−Ｙ線断面図、（ｂ）は下面図である。図５はアダプタを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ線断面図である。

第１高圧筒部５は、上記したように、絶縁ケース２０の底壁２１０からさらに下方に、その底壁２１０に穿設された孔２１１と一体に、筒状に突出して形成されている。また、図３に示すように、孔２１１の上端縁に周状に形成された段差部５１と、内周面の上端から所定距離下方の位置から下端まで縦方向に細長い列状の凸部５２，５２とを有している。凸部５２，５２は、互いに相対する位置に設けられ、凸部５２，５２が存在しない内周面は、相対的に列状の凹部５３，５３となる。すなわち、第１高圧筒部５の内周面には、凸部５２と凹部５３とが交互に設けられている。なお、第１高圧筒部５の段差部５１の面から、その下方に位置する凸部５２の上端面までの長さは、後述するアダプタ７の部分拡径部７２の高さと略同等か若干大きくなるように設定されている。

第２高圧筒部６は、図４に示すように、上端に拡径部６１を有する略円筒状のもので、その拡径部６１は、第１高圧筒部５への装着時に段差部５１に当接して第１高圧筒部５に係止される。内周面の内径は、高圧端子２６の形状に合わせて上部より下部が若干大きくなっている。

アダプタ７は、上記のように、細長い筒状体に形成され、図５に示すように、第１高圧筒部５の凸部５２，５２に対応させて上端縁に周状に形成した部分拡径部７２，７２を有している。また、内周面の内径は、上部で大きく形成され、その上部は第２高圧筒部６を収容する収容部７３となっている。下端部は、図１に示すように、外径、内径ともに拡げられてその内部に頂部端子収容部７４が形成され、また外径には環状突起７５が形成されている。この環状突起７５が、下部ソケット４の内周面に形成された環状溝４１に係合することにより、アダプタ７の下端部と下部ソケット４とが連結される。

第１高圧筒部５への第２高圧筒部６およびアダプタ７の装着は、次の手順で行う。先ず、第２高圧筒部６を、孔２１１から第１高圧筒部５の内部に挿入し、拡径部６１の下面を段差部５１に当接させる。これにより、第２高圧筒部６が第１高圧筒部５に係止され装着される。このとき、第１高圧筒部５と第２高圧筒部６との間には、隙間が形成される。アダプタ７は、下方からこの隙間に装着される。

アダプタ７を第１高圧筒部５と第２高圧筒部６との隙間に装着するには、アダプタ７の部分拡径部７２，７２を第１高圧筒部５の凹部５３，５３に合わせた状態でアダプタ７を下方から第１高圧筒部５に押し込む。このとき、部分拡径部７２，７２は、凹部５３，５３に沿って上昇する。そして、部分拡径部７２，７２の上面が第２高圧筒部６の拡径部６１の下面に衝接したときに、アダプタ７を回転させ、アダプタ７の部分拡径部７２，７２を第１高圧筒部５の凸部５２，５２の上端面に位置させる。こうして、アダプタ７の部分拡径部７２，７２が第１高圧筒部５の凸部５２，５２の上端面に当接し、アダプタ７は、第１高圧筒部５に係止され、装着される。

上記のアダプタ７と第１高圧筒部５との係合を確実にするために、この実施形態では、次のような構成を設けている。すなわち、第１高圧筒部５の凸部５２の上端面５２０に突起部５２１を設け（図６）、一方アダプタ７の部分拡径部７２の下面７２０に、緩やかに傾斜した溝７２１と、その溝７２１の終端としての位置決め用孔７２２とを設けている（図７）。

上記のように、アダプタ７を挿入し、部分拡径部７２，７２の上面が第２高圧筒部６の拡径部６１の下面に衝接したときに、アダプタ７を回転させるが、このとき、第１高圧筒部５の凸部５２の上端面５２０に設けた突起部５２１は、アダプタ７の部分拡径部７２の下面７２０の溝７２１に入り、アダプタ７が所定角度だけ回転した時点で、位置決め用孔７２２に陥入する。これにより、アダプタ７と第１高圧筒部５との位置決めが行われ、アダプタ７を第１高圧筒部５に対して適正な位置まで回転させることができる。

以上述べたように、この発明の点火コイル１では、アダプタ７を第１高圧筒部５側（絶縁ケース側）で保持するので、上部ソケット３は絶縁ケース２０の下部（下方カップ部２０ａ）の外周壁に嵌合させるだけでよく、このため、ラバー成形品である上部ソケット３を大幅に小型化することができ、亀裂発生を防止することができる。したがって、中継筒を確実に保持することができ、電気的絶縁不良の発生を低減でき、さらに小型化によりラバー成形が容易となり、また組み付け作業も簡単に行うことができる。

また、アダプタ７の装着時に、突起部５２１を位置決め用孔７２２に陥入させるようにしたので、アダプタ７を第１高圧筒部５に対して適正な位置まで回転させることができるとともに、アダプタ７が不用意に回転して抜け落ちることも防止することができ、運搬時やエンジンへの脱着時など通常作業でアダプタ７が回転して点火コイル本体２からアダプタ７が脱落するということもなくなる。

なお、上記第１の実施形態では、第１高圧筒部５に２つの凸部５２，５２と２つの凹部５３，５３を設け、アダプタ７に２つの部分拡径部７２，７２を設けるようにしたが、凸部、凹部、部分拡径部７２を３以上設けるように構成してもよい。

また、第１高圧筒部５と第２高圧筒部６とを別部品とし組み合わせるようにしたが、第１高圧筒部５の内部を切削等により削り込んで隙間を形成し、第１高圧筒部５と第２高圧筒部６とを一体に形成するようにしてもよい。

図８は本発明の第２の実施形態での点火コイルを示す図である。図中、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。この第２の実施形態が第１の実施形態と異なっている点は、アダプタ７の収容部７３の下端で内径が縮径して形成されている段差面７６に、ゴム、エラストマ等からなる電気絶縁体９０を配設した点である。この電気絶縁体９０により、高圧端子２６および導電部材８に流れる高電圧電流が、アダプタ７に沿ってプラグホール１０１に火花放電し点火プラグ９に高電圧が届かなくなる沿面リークという電気的絶縁不良の発生をより確実に防止することができるようになる。

本発明の内燃機関用点火コイルをエンジンに装着した状態の概略を示す図である。 本発明の内燃機関用点火コイルの要部拡大図である。 点火コイルの絶縁ケースを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。 第２高圧筒部を示す図で、（ａ）は（ｂ）のＹ−Ｙ線断面図、（ｂ）は下面図である。 アダプタを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ線断面図である。 第１高圧筒部の突起部を示す図で、（ａ）は絶縁ケースの上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 アダプタの溝および位置決め用孔を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。 本発明の第２の実施形態での点火コイルを示す図である。

符号の説明

１ 内燃機関用点火コイル（点火コイル）
２ 点火コイル本体
２０ 絶縁ケース
２０ａ 下方カップ部
２０ｂ 鉄心収容部
２０ｃ １次端子収容部
２１ 鉄心
２２ １次コイル
２３ ２次コイル
２４ 硬化層
２５ １次端子
２６ 高圧端子
２０１ 鍔
２０２ 周囲壁
２１０ 底壁
２１１ 孔
３ 上部ソケット
３１ シール鍔
４ 下部ソケット
４１ 環状溝
５ 第１高圧筒部
５１ 段差部
５２ 凸部
５２０ 上端面
５２１ 突起部
５３ 凹部
６ 第２高圧筒部
６１ 拡径部
７ アダプタ
７２ 部分拡径部
７２０ 部分拡径部の下面
７２１ 溝
７２２ 位置決め用孔
７３ 収容部
７４ 頂部端子収容部
７５ 環状突起
７６ 段差面
８ 導電部材
９ 点火プラグ
９０ 電気絶縁体
９１ 頂部端子
１００ シリンダーブロック
１０１ プラグホール
１１０ ロッカーカバー
１１１ 連通孔
１１２ 筒部
１１３ 皿部
１１４ 支持部

Claims (6)

1. 内燃機関の点火プラグに高電圧を供給し点火する内燃機関用点火コイルにおいて、
   絶縁ケースに収容された、同心状に嵌合し内周に閉磁路の鉄心の一部が貫通する１次、２次両コイルと、その絶縁ケースの内部に注型された絶縁樹脂で両コイルを固定する硬化層とを有する点火コイル本体と、
   上記絶縁ケースの下部外周壁に嵌合して点火コイル本体を弾力的に保持するとともに、上部に形成されたシール鍔を内燃機関のシリンダーブロックに設けられたプラグホールの上端部内周に突入させて、プラグホールを上から密閉する上部ソケットと、
   上記プラグホールの底に立設された点火プラグに弾力的に被さる下部ソケットと、
   上記絶縁ケースの底壁から下方に底壁の孔と一体に筒状に突出して形成された第１の高圧筒部と、
   上記第１の高圧筒部中にその内周面とは隙間を保持して装着され第１の高圧筒部に係止される筒状の第２の高圧筒部と、
   上記第１の高圧筒部と第２の高圧筒部との間の隙間に装着され第１の高圧筒部に係止されるとともに、下部が下部ソケットで支持される筒状のアダプタと、
   上記第２の高圧筒部およびアダプタ中に上下方向に収容されており、２次コイルに電気的に接続され第２の高圧筒部の内周に嵌入されている高圧端子と、点火プラグの頂部端子とを電気的に接続する導電部材と、
   を有することを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 上記第１の高圧筒部は、上端縁に周状に形成された段差部を有し、第２の高圧筒部は、上端に拡径部を有しその拡径部が装着時に段差部に当接して第１の高圧筒部に係止される、請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
3. 上記第１の高圧筒部は、上端から所定距離下方の内周面に周状に交互に設けた複数の列状凹部および列状凸部を有し、アダプタは、複数の列状凸部に対応させて上端縁に周状に形成した複数の部分拡径部を有し、第１の高圧筒部と第２の高圧筒部との隙間へのアダプタの装着時にアダプタの部分拡径部が第１の高圧筒部の列状凸部上端面に当接して第１の高圧筒部に係止される、請求項２に記載の内燃機関用点火コイル。
4. 上記アダプタの装着は、アダプタの部分拡径部を第１の高圧筒部の列状凹部に合わせた状態でアダプタを第１の高圧筒部に押し込み、部分拡径部上面が第２の高圧筒部の拡径部下面に衝接したときに、アダプタの部分拡径部が第１の高圧筒部の列状凸部上端面に位置するまでアダプタを回転させて行う、請求項３に記載の内燃機関用点火コイル。
5. 上記第１の高圧筒部の列状凸部上端面に突起部を設け、アダプタの部分拡径部下面に突起部が陥入する位置決め用孔を形成した、請求項４に記載の内燃機関用点火コイル。
6. 上記アダプタは、第２の高圧筒部の下端下方で内径が縮径し、その段差面と第２の高圧筒部の下端との間に電気絶縁体を配設する、請求項１から５の何れか１項に記載の内燃機関用点火コイル。

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