JP2010098190A - 内燃機関用の点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】クラックが発生した場合であっても、二次コイルの引出線が断線する可能性を低減した簡易構成の内燃機関用の点火コイルを提供する。
【解決手段】一次ボビン１に一次巻線を巻回してなる一次コイルＬ１と、二次ボビン２に二次巻線を巻回してなる二次コイルＬ２とを同心状に収容するコイル本体部ＢＤＹと、一次コイルＬ１の電流をＯＮ／ＯＦＦ制御する電子回路を収容するコイル頭部ＨＤと、が一体化されて構成される。二次ボビン２は、略円筒状のボビン本体２０と、電子回路との電気接続を実現する接続端子ＴＭを保持する保持部２２と、を有して構成され、二次ボビン２から引き出された二次巻線ＬＤは、クラックが発生しやすい箇所から遠ざかるよう、時計方向または反時計方向に、接続端子ＴＭに巻かれる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車エンジンなどの内燃機関の点火プラグに高電圧を供給する点火コイルに関し、特に、クラックが発生しても二次コイルの断線が生じにくい構成を有する点火コイルに関する。

内燃機関用の点火コイルとして、プラグホールに挿入される円筒状のコイル本体部ＢＤＹと、プラグホールから露出するコイル頭部ＨＤとに区分されて構成されたペンシルタイプの点火コイルが知られている（図１（ａ）参照）。

この種の点火コイルでは、典型的には、コイル本体部ＢＤＹのコイルケースの内部に、中心鉄芯を内蔵する二次コイルＬ２と、二次コイルＬ２を収容した一次コイルＬ１と、が同心状に配置される。また、コイル頭部ＨＤのコイルケースには、一次コイルＬ１の駆動電流を接断して二次コイルＬ２に高電圧を発生させる電子回路が内蔵されている。

そして、これらコイル本体部ＢＤＹとコイル頭部ＨＤの構成部材が、コイルケースに収納された後、各部の隙間を埋めるべく液状のエポキシ樹脂を充填し、これを熱硬化させることで各部材間の絶縁性を確保している。

ところで、内燃機関に装着された点火コイルは、繰り返し冷熱ストレスを受けるので、各構成部材と絶縁樹脂との熱膨張差異などに起因して、絶縁樹脂にクラックが生じることがある。そして、発生したクラックの影響が二次コイルの二次巻線に及ぶと、線径が細い二次巻線が、断線状態となることがある。特に、二次巻線が二次ボビンから引き出されて空中配線となる巻取り端部では、クラックの影響を受けて断線する可能性が他の箇所より高い。

そこで、かかる問題に対処するため、特許文献１や、特許文献２のような構成も提案されていが、これらは、その構成が複雑であって、金型作製コストの上昇や、コイル巻き作業が煩雑化するという問題がある。
特開２０００−３２３３３９号公報 特開平０６−２０４０３０号公報

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、クラックが発生した場合であっても、二次コイルの引出線が断線する可能性を低減した簡易構成の内燃機関用の点火コイルを提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明者が種々検討したところ、例え、基本構成が同一でも、具体的な設計値の相違に起因して、クラックの発生箇所に、ある程度の傾向が現れることが明らかとなった。

例えば、ペンシルタイプの点火コイルにおいて、二次ボビンを一次ボビンに収容する基本構成が同じでも、具体的な設計値によって、一次ボビンの周縁を基点としてクラックが発生しやすい場合と、コイル頭部に配置した配線プレートや配線基板などを基点としてクラックが発生しやすい場合とがあることが明らかとなった。

本発明は、この知見に基づいて完成されたものであり、一次ボビンに一次巻線を巻回してなる一次コイルと、二次ボビンに二次巻線を巻回してなる二次コイルとを同心状に収容するコイル本体部と、前記一次コイルの電流をＯＮ／ＯＦＦ制御する電子回路を収容するコイル頭部と、が一体化されて構成され、前記二次ボビンは、略円筒状のボビン本体と、前記電子回路との電気接続を実現する接続端子を保持する保持部と、を有して構成され、前記二次ボビンから引き出された二次巻線は、クラックが発生しやすい箇所から遠ざかるよう、時計方向または反時計方向に、前記接続端子に巻かれている。

前記接続端子は、好ましくは、前記一次ボビンの基端周縁と、前記電子回路との間に配置される。前記保持部は、好ましくは、前記ボビン本体の径方向外側に設けられている。好適には、前記保持部及び前記接続端子を含んだ前記二次ボビンの基端部は、コイル本体部からコイル頭部に突出して配置される。

また、前記クラックが発生しやすい箇所は、前記接続端子の上方位置か下方位置かが、予め実験的に特定されているのが効果的である。

上記した各発明によれば、簡易な構成でありながら、クラックによって二次コイルの引出線などが断線する危険性を軽減することができる。

以下、実施例に基づいて本発明に係る点火コイルについて詳細に説明する。図１〜図３は、実施例に係る点火コイルを説明する図面である。

図１（ａ）に略記する通り、実施例に係る点火コイルは、いわゆるペンシル型であって、二次コイルＬ２と一次コイルＬ１とを同心状に収容するコイル本体部ＢＤＹと、電子回路を収容するコイル頭部ＨＤと、が一体化されて構成されている。

コイル頭部ＨＤには、その一方側に接続ターミナルＴＲＭが設けられており（図１（ａ））、この接続ターミナルＴＲＭには、バッテリ電圧端子ＢＴ、点火信号端子ＳＧ、及びグランド端子ＧＮＤが設けられている。なお、点火信号端子ＳＧ及びグランド端子ＧＮＤは、不図示のＥＣＵ(Engine Control Unit)に接続される。

コイル頭部ＨＤに収容される電子回路は、この実施例では、スイッチング用のパワートランジスタ（ＩＧＢＴ）Ｔｒと、パワートランジスタＴｒの駆動回路ＤＶとで構成されている（図１（ｂ））。駆動回路ＤＶの入力端子は、接続ターミナルＴＲＭの点火信号端子ＳＧに接続され、駆動回路ＤＶの電源端子とグランド端子が、接続ターミナルＴＲＭのバッテリ電圧端子ＢＴとグランド端子ＧＮＤに接続されている。

一方、パワートランジスタＴｒの電源側端子は、一次コイルＬ１の一方側の接続端子Ｔ２に接続され、一次コイルＬ１の他方側の接続端子Ｔ１は、コイル頭部ＨＤの内部配線を経由して、接続ターミナルＴＲＭのバッテリ電圧端子ＢＴに内部接続されている。また、二次コイルＬ２の低圧側端子Ｔ３についても、コイル頭部ＨＤの内部配線を経由して、接続ターミナルＴＲＭのバッテリ電圧端子ＢＴに内部接続されている。なお、二次コイルＬ２の高圧側端子は、接続点Ｔ４を経由して点火プラグＰＧに接続される。

コイル本体部ＢＤＹは、二次ボビンに二次巻線を巻回してなる二次コイルＬ２と、二次コイルＬ２を収容した一次ボビンに一次巻線を巻回してなる一次コイルＬ１とが同心状に配置されて構成される。

一次ボビン１の構成は、概略、図１（ｃ）の平面図に示す通りである。すなわち、一次ボビン１の基端側には、コイルケースに係合する円環フランジ１０と、円環フランジ１０から軸方向基端側に更に延長される取付部１１ａ，１１ｂとが形成されている。なお、円環フランジ１０は、ほぼ直角に立ち下がる内壁に連続しており、したがって、円環フランジ１０の内側周縁は、リング状の角部ＥＤＧを形成している。

取付部１１ａ．１１ｂは、平面視において、外方に向けて略コ字状に開口して構成され、その径方向内側には、平面視が略矩形状の嵌合溝ＨＯ１，ＨＯ２が形成されている。そして、取付部１１ａ，１１ｂの径方向外側には、一次コイルＬ１の一次巻線の始端線ＷＲ１と終端線ＷＲ２とが巻回されて接続端子Ｔ１，Ｔ２を構成している。

なお、取付部１１ａ，１１ｂは、一次巻線ＷＲ１，ＷＲ２の取付溝を有する隆起部３１を除いて、その頂上面３０が略同一高さであり、円環フランジ１０から軸方向基端側に更に延長されて構成されている。

図２（ａ）に示す通り、二次ボビン２は、円筒状のボビン本体２０と、嵌合溝ＨＯ１，ＨＯ２に嵌合される装着フランジ２１ａ，２１ｂと、接続バーＴＭを保持する保持フランジ２２と、を有して構成されている。ボビン本体２０、装着フランジ２１ａ，２１ｂ、及び保持フランジ２２は、その頂上面が、同一平面を形成している。そして、装着フランジ２１ａ，２１ｂ及び保持フランジ２２は、ボビン本体２０の径方向外方に延設されている。

保持フランジ２２の頂上面には、他の部材を位置決めする位置決め穴２２ａが凹溝状に２つ形成され、保持フランジ２２の外側面には、頂上面に平行して切込み溝２２ｂが形成されている。そして、この切込み溝２２ｂには、接続バーＴＭが嵌合されている。接続バーＴＭは、導電性の金属丸棒を屈曲形成して構成され、装着フランジ２１ａ、２１ｂにほぼ平行に延びて電子回路との接続端子Ｔ３を構成する右端子ＴＭｂと、二次コイルの二次巻線が巻かれる左端子ＴＭａと、切込み溝２２ｂに嵌合される中央端子ＴＭｃを有して全体として略反転Ω状に形成されている。

ところで、この実施例の点火コイルでは、具体的設計値によっては、一次ボビン円環フランジ１０の内側周縁に形成されるリング状角部ＥＤＧからクラックが発生する可能性が他の箇所より高いことが実験的に確認されている。そのため、図２（ｂ）に示す通り、接続バーＴＭの左端子ＴＭａには、その軸方向先端側から見て、反時計方向に引出し線ＬＤを巻いている。このような構成をとるため、たとえ、クラックが生じても、クラックの進行によって二次巻線の引出し線ＬＤが断線される可能性が低減される。

一方、基本構成が同じでも、別の設計値を採る場合には、コイル頭部に配線される平板状の配線プレートＰＴからクラックが発生する可能性が他の箇所より高いことが実験的に確認されている。具体的には、一次コイルＬ１の接続端子Ｔ１や二次コイルＬ２の低圧側端子Ｔ３を、接続ターミナルＴＲＭのバッテリ電圧端子ＢＴに内部接続する配線プレートＰＴのエッジ部が問題になる。また、一次コイルＬ１の接続端子Ｔ２とパワートランジスタＴｒとを内部配線する配線プレートＰＴが問題になることもある。

そこで、そのような場合には、図３に示す通り、接続バーＴＭの左端子ＴＭａには、その軸方向先端側から見て、時計方向に引出し線ＬＤを巻いている。このような引出し線ＬＤがクラック発生位置から遠ざかる構成をとるため、配線プレートＰＴを基点としてクラックが生じても、クラックの進行によって二次巻線の引出し線ＬＤが断線される可能性が低減される。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定するものではない。例えば、ペンシル型の点火コイル以外にも本発明の構成を採ることができる。

実施例に係る点火コイルの全体構成と一次コイルを説明する図面である。 図１の点火コイルの二次コイルの構成を説明する図面である。 別の二次コイルの構成を説明する図面である。

符号の説明

１ 一次ボビン
２ 二次ボビン
２０ ボビン本体
２２ 保持部
Ｌ１ 一次コイル
Ｌ２ 二次コイルＬ２
ＴＭ 接続端子
ＢＤＹ コイル本体部
ＨＤ コイル頭部
ＬＤ 二次巻線

Claims (5)

1. 一次ボビンに一次巻線を巻回してなる一次コイルと、二次ボビンに二次巻線を巻回してなる二次コイルとを同心状に収容するコイル本体部と、前記一次コイルの電流をＯＮ／ＯＦＦ制御する電子回路を収容するコイル頭部と、が一体化されて構成され、
   前記二次ボビンは、略円筒状のボビン本体と、前記電子回路との電気接続を実現する接続端子を保持する保持部と、を有して構成され、
   前記二次ボビンから引き出された二次巻線は、クラックが発生しやすい箇所から遠ざかるよう、時計方向または反時計方向に、前記接続端子に巻かれていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 前記接続端子は、前記一次ボビンの基端周縁と、前記電子回路との間に配置される請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
3. 前記保持部は、前記ボビン本体の径方向外側に設けられている請求項１又は２に記載の内燃機関用の点火コイル。
4. 前記保持部及び前記接続端子を含んだ前記二次ボビンの基端部は、コイル本体部からコイル頭部に突出して配置される請求項１〜３の何れかに記載の内燃機関用の点火コイル。
5. 前記クラックが発生しやすい箇所は、前記接続端子の上方位置か下方位置かが、予め実験的に特定されている請求項１〜４の何れかに記載の内燃機関用の点火コイル。

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