JP2009016374A - 点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造により、水等の浸入を効果的に防止することができる換気通路を形成することができる点火コイルを提供すること。
【解決手段】点火コイル１は、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア２３及び外周コア２４を配置してなるコイル部３と、コネクタケース部４とを有している。点火コイル１は、コイル部３をプラグホール８１内に挿入配置すると共に、コネクタケース部４をプラグホール８１の外部に配置して用いる。点火コイル１は、コイル部３の外周コア２４の軸方向上端部を、コネクタケース部４における嵌入穴４０内に嵌入して組み付けてある。点火コイル１においては、嵌入穴４０の内壁面と外周コア２４の外壁面との間に形成した換気用隙間４７と、換気用隙間４７に連通するようコネクタケース部４においてシールラバー５から離れた位置に設けた換気用穴４８とによって、プラグホール８１内の換気を行うための換気通路１１が形成してある。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンにおいて、スパークプラグにおける一対の電極間にスパークを発生させるために用いる点火コイルに関する。

ガソリン等を用いて燃焼を行うエンジンにおいては、シリンダヘッドにおける各気筒の燃焼室に配置したスパークプラグに点火コイルを装着し、点火コイルによってスパークプラグにおける一対の電極間にスパークを発生させ、燃焼室に導入されたガスと空気との混合気に着火させている。
また、点火コイルのコイル部を、エンジンのプラグホール内に挿入配置している場合には、プラグホール内には、高電圧に伴うオゾンガス等が発生する。そのため、このオゾンガス等をプラグホールの外部の外気と換気するために、点火コイルに換気通路を形成している。

また、エンジンにおいては、プラグホール内の圧力は、エンジンが暖まった状態から冷やされていく過程においては、プラグホール内のガスが冷却されることにより負圧となる。このとき、点火コイルが被水した状態にあると、上記換気通路からプラグホール内へ水が浸入するおそれがある。そのため、水の浸入を防止するために、点火コイルとプラグホールの開口部との間に配置するシールラバー等において、換気通路の形成に工夫を行っている。

上記換気通路に工夫を行った点火コイル（点火装置）としては、例えば、特許文献１に開示された内燃機関用点火コイルがある。この点火コイルは、筒部をエンジンに設けたプラグホールに挿入すると共にプラグホールに配設したスパークプラグに装着し、頭部をプラグホールの外部に配置して用いる。また、頭部とエンジンヘッドカバーとの間には、プラグホールの上部をシールする環状のシール部材（シールラバー）を配置し、頭部及びシール部材に、プラグホール内と外部とを連通させる軸方向通路を形成している。また、軸方向通路に連通して径方向溝を形成しており、径方向溝をキャップによって覆っている。
そして、キャップによって、エンジンヘッドカバー上に溜まった水がプラグホール内に浸入することを防止している。
なお、特許文献２の点火コイルにおいては、一次コイル及び二次コイルを備えた円筒部（コイル部）を、筒状の嵌入部材を介してコネクタケース部における挿入保持口に嵌入させた構造が開示されている。

しかしながら、コイル部をコネクタケース部に嵌入してなる点火コイルにおいて、プラグホール内への水等の浸入を、簡単な構造により、より効果的に防止するためには更なる工夫が必要とされる。

特開平９−１５８８２０号公報 特開２００６−１７９８２４号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構造により、水等の浸入を効果的に防止することができる換気通路を形成することができる点火コイルを提供しようとするものである。

本発明は、内外周に重ねて配置した一次コイル及び二次コイルの内周側に軟磁性の中心コアを配置し、上記一次コイル及び二次コイルの外周側に軟磁性の外周コアを配置してなるコイル部と、
電気配線を接続するためのコネクタ部を設けた樹脂製のコネクタケース部とを有し、
上記コイル部をエンジンのプラグホール内に挿入配置すると共に、上記コネクタケース部を上記プラグホールの外部に配置して用いる点火コイルにおいて、
上記コイル部の上記外周コアの軸方向端部は、上記コネクタケース部における嵌入穴内に嵌入してあり、
上記コネクタケース部の外周には、該コネクタケース部と上記プラグホールとの間を封止する環形状のシールラバーが装着してあり、
該シールラバーと、上記プラグホール及び上記コネクタケース部との間は、上記コイル部の中心軸線回りの全周において密着しており、
上記嵌入穴の内壁面と上記外周コアとの間に形成した換気用隙間と、該換気用隙間に連通するよう上記コネクタケース部において上記シールラバーから離れた位置に設けた換気用穴とによって、上記プラグホール内の換気を行うための換気通路が形成してあることを特徴とする点火コイルにある（請求項１）。

本発明の点火コイルは、コイル部をコネクタケース部の嵌入穴内へ嵌入してなるタイプのものにおいて、簡単な工夫により、プラグホール内への水等の浸入防止効果を向上させる工夫を行っている。
具体的には、本発明においては、コネクタケース部の嵌入穴と外周コアとの間に換気用隙間を形成し、この換気用隙間に、コネクタケース部に設けた換気用穴を連通させることによって、プラグホール内の換気を行うための換気通路を形成している。
そのため、本発明においては、コネクタケース部の嵌入穴及び外周コアを利用して、簡単に換気用隙間を形成することができる。

そして、プラグホール内のガス等は、換気通路における換気用隙間から換気用穴へと流れ、換気用穴からプラグホールの外部へ排気することができる。
一方、点火コイルを用いたエンジンにおいて燃焼を行い、エンジンが暖まった状態から冷やされていく過程においては、プラグホール内が負圧になる。このとき、プラグホールに配置したシールラバーの周辺は、水等が溜まり易い状態にあるものの、シールラバーとプラグホールとの間及びシールラバーとコネクタケース部との間が、コイル部の中心軸線回りの全周において密着していることにより、プラグホール内への水等の浸入を効果的に防止することができる。
そして、上記換気通路における換気用穴は、コネクタケース部において、シールラバーから離れた位置に設けてあり、水等が換気用穴へ浸入し難くすることができる。

それ故、本発明の点火コイルによれば、簡単な構造により、水等の浸入を効果的に防止することができる換気通路を形成することができる。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記コネクタケース部の上記嵌入穴の内壁面において、周方向の複数箇所には、上記外周コアの外周面と当接する突起が形成してあり、上記換気用隙間は、上記嵌入穴の内壁面と上記外周コアの外周面との間に形成されていることが好ましい（請求項２）。この場合には、複数の突起同士の間に形成された隙間によって、周方向においてできるだけ均等に、かつできるだけ大きな流路断面積で換気用隙間を形成することができる。また、外周コアの外周面を、複数の突起の表面を摺動させることができ、嵌入穴へのコイル部の外周コアの嵌入を円滑に行うことができる。

また、上記外周コアは、その軸方向の全長に渡って形成した切欠部を有しており、上記換気用隙間は、上記嵌入穴の内壁面と上記外周コアの上記切欠部との間に形成されていてもよい（請求項３）。この場合には、外周コアの形状を利用して、換気用隙間を容易に形成することができる。

また、上記換気用穴は、上記コネクタケース部の側面から突出する突出部において外部に開口していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、突出部の形成によって、プラグホールの外部に存在する水等が、換気用穴へ浸入し難くすることができる。

また、上記コネクタケース部における上記中心軸線回りの全周には、径方向外方に突出するケースフランジ部が形成してあり、該ケースフランジ部は、上記シールラバーの全周において径方向外方に突出するラバーフランジ部と全周において密着しているが好ましい（請求項５）。この場合には、プラグホール内への水等の浸入を一層効果的に防止することができる。

以下に、本発明の点火コイルにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例の点火コイル１は、図１、図２に示すごとく、内外周に重ねて配置した一次コイル２１及び二次コイル２２の内周側に軟磁性の中心コア２３を配置し、上記一次コイル２１及び二次コイル２２の外周側に軟磁性の外周コア２４を配置してなるコイル部３と、電気ハーネスを接続するためのコネクタ部４２を設けた樹脂製のコネクタケース部４とを有している。そして、点火コイル１は、コイル部３をエンジンのシリンダヘッド及びシリンダヘッドカバー８（本例では、シリンダヘッド及びシリンダヘッドカバーを符号８で示す。）に設けたプラグホール８１内に挿入配置すると共に、コネクタケース部４をプラグホール８１の外部に配置して用いる。

本例の点火コイル１は、コイル部３の外周コア２４の軸方向上端部を、コネクタケース部４における嵌入穴４０内に嵌入して組み付けてある。コネクタケース部４の外周には、コネクタケース部４とプラグホール８１との間を封止する環形状のシールラバー５が装着してある。シールラバー５と、プラグホール８１及びコネクタケース部４との間は、コイル部３の中心軸線Ｃの回りの全周において密着している。
本例の点火コイル１においては、図３に示すごとく、嵌入穴４０の内壁面と外周コア２４の外壁面との間に形成した換気用隙間４７と、換気用隙間４７に連通するようコネクタケース部４においてシールラバー５から離れた位置に設けた換気用穴４８とによって、プラグホール８１内の換気を行うための換気通路１１が形成してある。
なお、図１、図３において、コイル部３の軸方向を矢印Ｄによって示す。

以下に、本例の点火コイル１につき、図１〜図３と共に詳説する。
図１に示すごとく、本例の点火コイル１は、シリンダヘッド及びシリンダヘッドカバー８のプラグホール８１に対してコイル部３を鉛直方向下方（又は斜め下方）に挿入配置し、コネクタケース部４をシリンダヘッドカバー８の上方（又は斜め上方）に配置して用いる。そして、軸方向上端部とは、鉛直方向上方（又は斜め上方）に位置することを示し、軸方向下端部とは、鉛直方向下方（又は斜め下方）に位置することを示す。

本例のコイル部３は、一次コイル２１、二次コイル２２及び中心コア２３を、筒形状を有する樹脂からなるコイルケース３１内に収容してなる。外周コア２４は、コイルケース３１の外周に装着してある。また、本例においては、一次コイル２１の内周側に二次コイル２２が挿通してあり、二次コイル２２の内周側に中心コア２３が挿通してある。
また、点火コイル１は、シリンダヘッドのプラグホール８１の底部に螺合したスパークプラグ（図示略）の碍子部に装着して用いる。

上記一次コイル２１は、断面円環状の樹脂からなる一次スプール２１１の外周に、絶縁被覆した一次巻線を巻回してなる。上記二次コイル２２は、断面円環状の樹脂からなる二次スプール２２１の外周に、絶縁被覆した二次巻線を巻回してなる。また、二次巻線は、一次巻線よりも細径であり、二次スプール２２１には、一次巻線よりも多い巻回数で二次巻線が巻回してある。

図２に示すごとく、本例の中心コア２３は、平板状の電磁鋼板（珪素鋼板等）２３０を点火コイル１の径方向に複数積層して、断面略円形状に形成してある。本例の外周コア２４は、コイルケース３１の内周面の形状に沿って円弧状に形成した電磁鋼板（珪素鋼板等）２４０を径方向に複数積層してなる。外周コア２４を構成する各電磁鋼板２４０は、その軸方向の全長に渡って形成した切欠部２４１を有している。本例の外周コア２４は、内側に位置する２つの電磁鋼板２４０の切欠部２４１の周方向における形成位置と、最外周に位置する電磁鋼板２４０の切欠部２４１の周方向における形成位置とをずらして構成してある。
また、中心コア２３の外周には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等からなる応力緩和シート２３１が巻き付けてある。

図１に示すごとく、本例のコネクタケース部４は、嵌入穴４０を備えた筒形状のケース本体部４１から、上記コネクタ部４２と、点火コイル１をエンジンのシリンダヘッドカバー８に取り付けるための取付フランジ部とを、径方向外方に突出形成してなる。嵌入穴４０は、ケース本体部４１を貫通して形成してあり、嵌入穴４０内に設けたイグナイタ配設部４１１の上面側には、一次コイル２１への通電を行うためのスイッチング回路等を備えたイグナイタ４６が配設してある。
また、イグナイタ配設部４１１の下面側には、中心コア２３の軸方向上端部を保持する調芯部４１２が形成してあり、調芯部４１２によって、中心コア２３及び二次コイル２２の中心位置決めが行ってある。
また、上記コネクタ部４２は、電気配線（ワイヤハーネス）を介してエンジンの電子制御ユニット（ＥＣＵ）に電気接続される。また、イグナイタ４６における複数の導電ピンは、コネクタ部４２内にインサート成形した導電ピンと導通されている。

図２に示すごとく、本例のコネクタケース部４のケース本体部４１の側面には、突出部４５が形成してあり、本例の換気用穴４８は、突出部４５の突出方向に沿って形成され、突出部４５において外部に開口している。
ケース本体部４１の嵌入穴４０の内壁面において、周方向の複数箇所（本例では３箇所以上）には、外周コア２４の外周面と当接する突起４０１が形成してある。本例の換気用隙間４７は、複数の突起４０１同士の間に周方向の複数箇所に形成された隙間によって、嵌入穴４０の内壁面と外周コア２４の外周面との間に形成されている。また、本例の複数の突起４０１は、コイル部３の中心軸線Ｃの方向に沿って長尺状に形成してある。
本例の換気用隙間４７は、周方向においてできるだけ均等に、できるだけ大きな流路断面積で形成されている。また、本例のコイル部３をコネクタケース部４の嵌入穴４０へ嵌入する際には、外周コア２４の外周面を、複数の突起４０１の表面を摺動させることができ、嵌入穴４０へ円滑に嵌入することができる。

また、図３に示すごとく、コネクタケース部４のケース本体部４１の外周には、中心軸線Ｃの回りの全周において、径方向外方に突出するケースフランジ部４４が形成してある。このケースフランジ部４４は、シールラバー５の全周において径方向外方に突出するラバーフランジ部５１と全周において密着している。また、上記換気用穴４８を形成した突出部４５は、ケースフランジ部４４よりも軸方向上方の側面に形成してある。
シールラバー５は、プラグホール８１の開口側端部（開口上端部）８１１内に嵌入して、プラグホール８１との間の封止を行うよう軸方向に並べて設けた複数の封止リブ５２を有している。

また、図１に示すごとく、コイル部３において、コネクタケース部４を取り付けた側とは反対側の軸方向端部（軸方向下端部）には、スパークプラグに装着するためのプラグ装着部６が形成してある。
プラグ装着部６は、コイルケース３１に連結した（本例ではコイルケース３１の軸方向下端部に一体成形した）樹脂製の円筒ベース部６１と、円筒ベース部６１に装着し、スパークプラグの碍子部を嵌入するためのゴム製のプラグキャップ６２と、二次コイル２２の高電圧巻線端部に導通させた高電圧端子６３と、高電圧端子６３に導通させたコイルスプリング６４とを有している。高電圧端子６３は、二次スプールの軸方向下端部と円筒ベース部６１との間に挟持してあり、コイルスプリング６４は、プラグキャップ６２内からの脱落防止がなされている。また、コイルスプリング６４の軸方向下端部は、スパークプラグの碍子部の先端に形成した端子部と導通される。

また、同図に示すごとく、コイルケース３１、コネクタケース部４４及び円筒ベース部６１によって囲まれた点火コイル１の間隙内には、各構成部品（一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア２３等）の固定及び絶縁を行うための熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）１５が充填してある。
この熱硬化性樹脂１５は、点火コイル１の各構成部品の組付を行った後、当該点火コイル１の間隙内を真空状態にし、この真空状態の間隙内に液状態で充填した後、硬化させて形成したものである。

本例の点火コイル１において、ＥＣＵからの指令を受けてイグナイタ４６のスイッチング回路によって一次コイル２１へ通電を行ったときには、中心コア２３及び外周コア２４を通過する磁界が形成される。次いで、一次コイル２１への通電を遮断したときには、自己誘導作用により一次コイル２１に電圧が発生すると共に、相互誘導作用により二次コイル２２に高電圧の誘導起電力が発生し、点火コイル１に装着されたスパークプラグにおける一対の電極間にスパークを発生させることができる。

本例の点火コイル１は、コイル部３をコネクタケース部４の嵌入穴４０内へ嵌入してなるタイプのものにおいて、簡単な工夫により、プラグホール８１内への水等の浸入防止効果を向上させる工夫を行っている。
具体的には、本例においては、コネクタケース部４の嵌入穴４０の内壁面と外周コア２４の外壁面との間に換気用隙間４７を形成し、この換気用隙間４７に、コネクタケース部４に設けた換気用穴４８を連通させることによって、プラグホール８１内の換気を行うための換気通路１１を形成している。
そのため、本例においては、コネクタケース部４の嵌入穴４０及び外周コア２４を利用して、簡単に換気用隙間４７を形成することができる。

そして、プラグホール８１内のガス等（高電圧に伴うオゾンガス等）は、換気通路１１における換気用隙間４７から換気用穴４８へと流れ、換気用穴４８からプラグホール８１の外部へ排気することができる。
一方、点火コイル１を用いたエンジンにおいて燃焼を行い、エンジンが暖まった状態から冷やされていく過程においては、プラグホール８１内が負圧になる。このとき、プラグホール８１に配置したシールラバー５の周辺は、水等が溜まり易い状態にあるものの、シールラバー５とプラグホール８１との間及びシールラバー５とコネクタケース部４のケース本体部４１との間が、コイル部３の中心軸線Ｃの回りの全周において密着していることにより、プラグホール８１内への水等の浸入を効果的に防止することができる。

そして、本例の換気通路１１における換気用穴４８は、コネクタケース部４のケース本体部４１の側面に形成した突出部４５において外部に開口している。また、突出部４５は、ケースフランジ部４４よりも軸方向上方の側面に形成してある。これにより、ケースフランジ部４４とラバーフランジ部５１との密着部分の周辺に水等が残留しているような場合においても、水等が換気用穴４８へ浸入し難くすることができる。

それ故、本例の点火コイル１によれば、簡単な構造により、水等の浸入を効果的に防止することができる換気通路１１を形成することができる。

なお、上記換気用隙間４７は、上記ケース本体部４１の嵌入穴４０の内壁面に形成した複数の突起４０１と、外周コア２４の外周面との間に形成する以外にも、以下のように形成することもできる。
例えば、図示は省略するが、換気用隙間４７は、ケース本体部４１の嵌入穴４０の内壁面に形成した複数の溝部と、外周コア２４の外周面との間に形成することもできる。
また、換気用隙間４７は、ケース本体部４１の嵌入穴４０の内壁面と、外周コア２４の軸方向の全長に渡って形成した切欠部２４１との間に形成することもできる。

実施例における、点火コイルの全体を示す断面説明図。 実施例における、図１におけるＡ−Ａ線矢視断面説明図。 実施例における、点火コイルの一部を拡大して示す断面説明図。

符号の説明

１ 点火コイル
１１ 換気通路
２１ 一次コイル
２２ 二次コイル
２３ 中心コア
２４ 外周コア
２４１ 切欠部
３ コイル部
３１ コイルケース
４ コネクタケース部
４０ 嵌入穴
４０１ 突起
４１ ケース本体部
４２ コネクタ部
４４ ケースフランジ部
４５ 突出部
４７ 換気用隙間
４８ 換気用穴
５ シールラバー
５１ ラバーフランジ部
６ プラグ装着部
８ シリンダヘッドカバー
８１ プラグホール
Ｃ 中心軸線
Ｄ 軸方向

Claims (5)

1. 内外周に重ねて配置した一次コイル及び二次コイルの内周側に軟磁性の中心コアを配置し、上記一次コイル及び二次コイルの外周側に軟磁性の外周コアを配置してなるコイル部と、
   電気配線を接続するためのコネクタ部を設けた樹脂製のコネクタケース部とを有し、
   上記コイル部をエンジンのプラグホール内に挿入配置すると共に、上記コネクタケース部を上記プラグホールの外部に配置して用いる点火コイルにおいて、
   上記コイル部の上記外周コアの軸方向端部は、上記コネクタケース部における嵌入穴内に嵌入してあり、
   上記コネクタケース部の外周には、該コネクタケース部と上記プラグホールとの間を封止する環形状のシールラバーが装着してあり、
   該シールラバーと、上記プラグホール及び上記コネクタケース部との間は、上記コイル部の中心軸線回りの全周において密着しており、
   上記嵌入穴の内壁面と上記外周コアとの間に形成した換気用隙間と、該換気用隙間に連通するよう上記コネクタケース部において上記シールラバーから離れた位置に設けた換気用穴とによって、上記プラグホール内の換気を行うための換気通路が形成してあることを特徴とする点火コイル。
2. 請求項１において、上記コネクタケース部の上記嵌入穴の内壁面において、周方向の複数箇所には、上記外周コアの外周面と当接する突起が形成してあり、
   上記換気用隙間は、上記嵌入穴の内壁面と上記外周コアの外周面との間に形成されていることを特徴とする点火コイル。
3. 請求項１において、上記外周コアは、その軸方向の全長に渡って形成した切欠部を有しており、
   上記換気用隙間は、上記嵌入穴の内壁面と上記外周コアの上記切欠部との間に形成されていることを特徴とする点火コイル。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、上記換気用穴は、上記コネクタケース部の側面から突出する突出部において外部に開口していることを特徴とする点火コイル。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、上記コネクタケース部における上記中心軸線回りの全周には、径方向外方に突出するケースフランジ部が形成してあり、
   該ケースフランジ部は、上記シールラバーの全周において径方向外方に突出するラバーフランジ部と全周において密着していることを特徴とする点火コイル。

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