JP2013004862A

JP2013004862A - 内燃機関用点火コイル

Info

Publication number: JP2013004862A
Application number: JP2011136395A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Hori; 雅晶堀
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Hanshin Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Hanshin Ltd
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2013-01-07

Abstract

【課題】製造工程および検査工程を簡略化させつつ、歩留まりよく生産性を高めて低コスト化した内燃機関用点火コイルを提供する。
【解決手段】絶縁ケース１０の外側に、ブッシュ５０を介してボルト４０でエンジンヘッド９に取り付けるための貫通孔３０が形成されたフランジ２０を張り出して形成し、この貫通孔３０の内周面に、複数の溝２２がボルト４０の座面と対面する側のボルト座面対面端部２０ａからエンジンヘッド９と対面する側のエンジンヘッド対面端部２０ｂまで形成し、外周面に塗布された熱硬化樹脂としてのエポキシ接着剤６０の中で高温硬化時に膨張した空気が浮上して溝２２から抜けるようにブッシュ５０を貫通孔３０に挿入して内燃機関用点火コイル１を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、自動車等のエンジンの点火プラグに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、製造工程および検査工程を簡略化させつつ、歩留まりよく生産性を高めて低コスト化した内燃機関用点火コイルに関する。

従来、樹脂により一体的に形成された収容部およびフランジ部から構成されたコイルケースが備えられ、収容部に収容されたトランス部を構成する中心コア、一次コイル、二次コイルを用いて発生させた高電圧を点火プラグに伝達させ、火花放電を発生させる点火コイル装置が提案されている。

上記のコイルケースは、フランジが形成される部分に金属製ブッシュが設置された金型内に樹脂が注入され、インサート成形される。

特開２００８−０５３２６１号公報

しかし、上記した点火コイル装置においては、以下のような課題がある。
この点火コイル装置によれば、絶縁ケースの製造工程において、インサート成形時に、金型に手動または自動で金属ブッシュを配置する工程が含まれるため、成形サイクルが長くなり製造コストが嵩む。また、成形時の摩擦によって剥がれ落ちた金属ブッシュのメッキが絶縁ケースの樹脂内に混入する場合があるため、入念な外観チェックが必要となる。

一方で、インサート成形しない場合には、金属ブッシュに熱硬化性樹脂を塗布し、高温硬化させてフランジ部に固定するが、高温硬化された熱硬化性樹脂は、内部に含まれる空気の膨張により体積が増加すると、塗布面以外に漏れ出して不良品となる場合がある。

本発明は、上記の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、製造工程および検査工程を簡略化させつつ、歩留まりよく生産性を高めて低コスト化した内燃機関用点火コイルの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、鉄心を介して一次コイルと二次コイルとを磁気的に結合させ、前記一次コイルに流れる電流の通電および遮断により前記二次コイルに高電圧を発生させる磁気回路が収納された絶縁ケースが備えられ、この絶縁ケースの外側に張り出したフランジに形成された貫通孔にブッシュが備えられ、このブッシュを介して前記絶縁ケースがボルトでエンジンヘッドに取り付けられた内燃機関用点火コイルにおいて、前記貫通孔の内周面と前記ブッシュとは熱硬化樹脂で接着され、前記内周面には、前記熱硬化樹脂の中で高温硬化時に膨張した空気が浮上して抜ける複数の溝が、前記ボルトの座面と対面する側のボルト座面対面端部から前記エンジンヘッドと対面する側のエンジンヘッド対面端部まで形成されたことを特徴としている。

また、前記ボルト座面対面端部と前記ブッシュとの間に隙間が形成されたことを特徴としている。

また、前記ブッシュは、前記エンジンヘッド対面端部に圧入されることを特徴としている。

また、前記ブッシュの全長は、前記貫通孔よりも長く形成され、前記ボルト座面対面端部には、位置決め段部が形成され、前記ブッシュの外周面には、前記位置決め段部に係止される鍔部が形成されることで、前記ブッシュの両端が、前記ボルト座面対面端部および前記エンジンヘッド対面端部よりもそれぞれ突出していることを特徴としている。

本発明に係る内燃機関用点火コイルによれば、製造工程および検査工程を簡略化することができる。また、熱硬化性樹脂材が塗布面以外にはみ出すのを防ぎ、歩留まりよく生産性を高めて低コスト化することができる。

本発明に係る内燃機関用点火コイルの一実施形態の使用状態を説明する断面図であり、（ａ）は概略説明図、（ｂ）は要部拡大説明図である。本実施形態の要部を説明する断面斜視図であり、（ａ）は要部説明図、（ｂ）は要部拡大説明図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図１の断面図は、貫通孔の内周面に形成された溝で切った縦断面を示し、図２の断面斜視図は、テーパで切った縦断面を示す。したがって、図１ではテーパは図示されないが、理解しやすくするためにテーパは斜面が透視できるものとして破線で図示されている。

図１（ａ）において、本実施形態に係る内燃機関用点火コイル１では、鉄心２に一次コイル３と二次コイル４とを巻線配置して磁気的に結合させ、この一次コイル３に流れる電流を通電遮断したときの磁束変化を利用して電磁誘導を起こさせ、これにより発生した逆起電力を一次コイル３と二次コイル４との巻線比により昇圧させ、二次コイル４に高電圧を発生させる磁気回路５が絶縁ケース１０に収納されている。磁気回路５は、絶縁樹脂１２により覆われている。

この高電圧がリード線６、高圧端子７、コイルスプリング８などの導電体を通じて図示しない点火プラグに伝達され、火花放電が発生する。

絶縁ケース１０の外側には、ボルト４０が挿入される貫通孔３０が形成されたフランジ２０が張り出して形成されている。内燃機関用点火コイル１は、絶縁ケース１０に形成されたフランジ２０が、貫通孔３０に貫通されたボルト４０に締め付けられることで、エンジンヘッド９に固定されている。フランジ２０に形成された貫通孔３０には、内周面を覆うブッシュ５０が備えられている。

図２（ａ）、（ｂ）において、貫通孔３０は、フランジ２０を直交する向きに貫通して形成されている。貫通孔３０は略円柱状で、内周面の略中央部分にはテーパ部２１、一端側の縁でボルト４０の座面と対面する側にはボルト座面対面端部２０ａ（図面上フランジ２０の上側）、他端側の縁でエンジンヘッド９と対面する側にはエンジンヘッド対面端部２０ｂ（図面上フランジ２０の下側）がそれぞれ形成されている。

テーパ部２１は、ボルト座面対面端部２０ａから、エンジンヘッド対面端部２０ｂに向かって縮径して形成されている。したがって、テーパ部２１の径方向の幅は、ボルト座面対面端部２０ａ側で狭く、エンジンヘッド対面端部２０ｂ側で広く形成されている。テーパ部２１には、軸方向に複数の溝２２が形成されている。

ボルト座面対面端部２０ａは、貫通孔３０の内周面のうちテーパ部２１の径方向の幅が狭い側から、フランジ２０のうちボルト座面と対面する側の面（図面上フランジ２０の上面）まで連接された面を有している。連接部分には、拡径部２３が形成されている。テーパ部２１の径方向の幅が狭い側には、位置決め段部２１ａが形成されている。

拡径部２３は、軸方向でブッシュ５０の挿入方向と逆向きに拡径されて環状に形成されている。位置決め段部２１ａは、テーパ部２１の傾斜面と貫通孔３０の軸方向に直交する平坦面とで形成されている。

エンジンヘッド対面端部２０ｂは、貫通孔３０の内周面のうちテーパ部２１の径方向の幅が広い側から、フランジ２０のうちエンジンヘッド９と対面する側の面（図面上フランジ２０の下面）にまで連接された面を有している。エンジンヘッド対面端部２０ｂの内周には、後述するブッシュ５０に圧入される被圧入面２４が形成されている。

溝２２は、ボルト座面対面端部２０ａからエンジンヘッド対面端部２０ｂまで、周方向に略等間隔に複数形成されている。溝２２の一端は、位置決め段部２１ａから拡径部２３に連通するように開放されている。溝２２の他端は、エンジンヘッド対面端部２０ｂによって閉塞されている。なお、溝２２の数、幅、形状、間隔は適宜変更することができる。

ブッシュ５０は、略筒状に形成され、ボルト挿入孔５３にボルト４０が挿入される。ブッシュ５０の一端で、ボルト４０が挿入される側のボルト挿入上端部５０ａ（図面上ブッシュ５０の上側）には、貫通孔３０のテーパ部２１に形成された位置決め段部２１ａに係止される所定厚さの鍔部５１が形成されている。ブッシュ５０の他端で、挿入されたボルト４０が貫通する側のボルト貫通下端部５０ｂの外周には、軸方向に平行な周面である圧入面５２が形成されている。ブッシュ５０は、全長がフランジ２０に形成された貫通孔３０よりも長く形成されている。

鍔部５１は、ボルト挿入上端部５０ａから径方向に延び、外径がボルト座面対面端部２０ａの内径よりも小さく、互いが接触しないように形成されている。圧入面５２は、被圧入面２４に圧入されるため、径が被圧入面２４と略同一に形成されている（図１（ｂ）参照）。

図１（ａ）、（ｂ）において、ブッシュ５０は、貫通孔３０に挿入されると、圧入面５２がエンジンヘッド対面端部２０ｂの内周である被圧入面２４に圧入され、鍔部５１がテーパ部２１に形成された位置決め段部２１ａに係止される。したがって、ブッシュ５０は、被圧入面２４と位置決め段部２１ａによって位置決めされる。なお、上記した通り、図１の断面図は、貫通孔３０の内周面に形成された溝２２で切った縦断面を示すため、テーパ部２１は図示されないが、理解しやすくするためにテーパ部２１は、斜面、位置決め段部２１ａが透視できるものとして破線で図示されている。

この位置決めにより、ブッシュ５０は、上端であるボルト挿入上端部５０ａがボルト座面対面端部２０ａのフランジ２０上面側から軸方向に突出させられ、下端であるボルト貫通下端部５０ｂがエンジンヘッド対面端部２０ｂのフランジ２０下面側から軸方向に突出させられている。

熱硬化性樹脂としてのエポキシ接着剤６０は、ブッシュ５０の外周面に、圧入面５２を除いて塗布されている。圧入面５２にエポキシ接着剤６０が塗布されていないのは、エンジンヘッド対面端部２０ｂの内周である被圧入面２４に圧入されるためである。

ブッシュ５０が貫通孔３０に挿入され、貫通孔３０の内周面に形成されたテーパ部２１に沿って押し上げられたエポキシ接着剤６０は、ボルト貫通下端部５０ｂ側に滴ってフランジ２０の下面側から漏れ出すことなくテーパ部２１の斜面とブッシュ５０の外周面との間に溜められている。エポキシ接着剤６０の一部は、溝２２に流れ込み、溝２２とブッシュ５０の外周面との間に溜められている。

ボルト座面対面端部２０ａとブッシュ５０との間には、ボルト座面対面端部２０ａの周面と鍔部５１の外周面とが接触しないことで、周回する隙間１１が形成されている。隙間１１は、連通部１１ａと溜り部１１ｂとから構成され、溜り部１１ｂが連通部１１ａによって溝２２に連通されている。連通部１１ａは、ボルト座面対面端部２０ａの内周面と鍔部５１との間に形成され、溜り部１１ｂは、拡径部２３の周面と鍔部５１との間に形成されている。

上記のように、エポキシ接着剤６０が貫通孔３０とブッシュ５０との間に溜められた状態で、エポキシ接着剤６０を高温硬化させる。ブッシュ５０を貫通孔３０に挿入させる際に含まれた空気がエポキシ接着剤６０内で膨張する。膨張した空気の一部は、浮力によりエポキシ接着剤６０の外へ排出され、溝２２から隙間１１である連通部１１ａ、溜り部１１ｂを経てボルト座面対面端部２０ａ側から外部へ放出される。一方で、外部へ放出されずに内部に残存した空気が膨張するため、エポキシ接着剤６０は体積が増える。体積が増えたエポキシ接着剤６０は、エンジンヘッド対面端部２０ｂの被圧入面２４にブッシュ５０の圧入面５２が圧入されているため、エンジンヘッド対面端部２０ｂ側で規制され、ボルト座面対面端部２０ａ側に膨張する。膨張したエポキシ接着剤６０は、溝２２から連通部１１ａを通り、ボルト座面対面端部２０ａから溢れることなく、溜り部１１ｂに溜められる。

エポキシ接着剤６０が溜り部１１ｂの上限に達し、仮にボルト座面対面端部２０ａ側から溢れ出た場合であっても、ブッシュ５０のボルト挿入上端部５０ａはボルト座面対面端部２０ａよりも軸方向に突出した構成であるため、エポキシ接着剤６０はボルト挿入上端部５０ａに乗り上げ、付着することが防がれる。また、仮にエンジンヘッド対面端部２０ｂ側から漏れ出した場合であっても、ブッシュ５０のボルト貫通下端部５０ｂはエンジンヘッド対面端部２０ｂよりも軸方向に突出した構成であるため、エポキシ接着剤６０はボルト貫通下端部５０ｂに付着することが防がれる。

以上のようにして、ブッシュ５０は、絶縁ケース１０のフランジ２０に形成された貫通孔３０の内周面に、高温硬化されたエポキシ接着剤６０によって固定される。

上記したように、本実施形態では、貫通孔３０の内周面とブッシュ５０とはエポキシ接着剤６０で接着され、内周面には、エポキシ接着剤６０の中で高温硬化時に膨張した空気が浮上して抜ける複数の溝２２が、ボルト４０の座面と対面する側のボルト座面対面端部２０ａからエンジンヘッド９と対面する側のエンジンヘッド対面端部２０ｂまで形成されている。この構成により、インサート成形によらず、エポキシ接着剤６０を用いてブッシュ５０を絶縁ケース１０のフランジ２０に取り付けることができる。したがって、インサート成形に係わる製造工程、検査工程を省略できる。

また、貫通孔２０にブッシュ５０を挿入する際、エポキシ接着剤６０がテーパ部２１に沿って押し上げられ、ボルト貫通下端部５０ｂ側から滴って漏れ出すことが抑制される。また、エポキシ接着剤６０は、含まれた空気が高温硬化の際に膨張しても隙間１１からブッシュ５０の外部へ放出され、体積の増加が抑制されるため、ボルト座面対面端部２０ａ側から溢れ出すことが抑制される。したがって、歩留まりよく生産性を高めて低コスト化することができる。

また、本実施形態では、ボルト座面対面端部２０ａとブッシュ５０との間に隙間が形成されている。この構成により、エポキシ接着剤６０は、外部に放出されずに内部に残存した空気が膨張して体積が増えた場合でも、隙間１１に溜められるため、ボルト座面対面端部２０ａ側から溢れ出すことが抑制される。

また、本実施形態では、ブッシュ５０は、エンジンヘッド対面端部２０ｂに圧入されている。この構成により、エポキシ接着剤６０は、圧入箇所から漏れ出すことが抑制される。

また、本実施形態では、ブッシュ５０の全長は、貫通孔３０よりも長く形成され、ボルト座面対面端部２０ａには、位置決め段部２１ａが形成され、ブッシュ５０の外周面には、位置決め段部２１ａに係止される鍔部５１が形成され、ブッシュ５０の両端が、ボルト座面対面端部２０ａおよびエンジンヘッド対面端部２０ｂよりもそれぞれ突出している。この構成により、エポキシ接着剤６０は、仮にボルト座面対面端部２０ａ側から溢れ出しても、ボルト座面対面端部２０ａよりも軸方向に突出したボルト挿入上端部５０ａに乗り上がって付着することが防がれる。また、エポキシ接着剤６０が、仮にエンジンヘッド対面端部２０ｂ側から漏れ出した場合であっても、エポキシ接着剤６０がエンジンヘッド対面端部２０ｂよりも軸方向に突出したブッシュ５０のボルト貫通下端部５０ｂに付着することが防がれる。これにより、内燃機関用点火コイル１をボルト４０でエンジンヘッド９に締め付けて固定する際、高温硬化したエポキシ接着剤６０がボルト４０およびエンジンヘッド９とブッシュ５０との間に挟まることで締め付けが不十分となるような不良品が生産されず、歩留まりよく生産性が高まる。もっとも、ブッシュ５０は圧入面５２がエンジンヘッド対面端部２０ｂの被圧入面２４に圧入されるため、エポキシ接着剤６０が漏れ出す可能性は少ない。

以上、本発明の実施形態の一つを例示して詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、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。

１内燃機関用点火コイル
２鉄心
３一次コイル
４二次コイル
５磁気回路
６リード線
７高圧端子
８コイルスプリング
９エンジンヘッド
１０絶縁ケース
１１隙間
１１ａ連通部
１１ｂ溜り部
１２絶縁樹脂
２０フランジ
２０ａボルト座面対面端部
２０ｂエンジンヘッド対面端部
２１テーパ部
２１ａ位置決め段部
２２溝
２３拡径部
２４被圧入面
３０貫通孔
４０ボルト
５０ブッシュ
５０ａボルト挿入上端部
５０ｂボルト貫通下端部
５１鍔部
５２圧入面
５３ボルト挿入孔
６０エポキシ接着剤

Claims

鉄心を介して一次コイルと二次コイルとを磁気的に結合させ、前記一次コイルに流れる電流の通電および遮断により前記二次コイルに高電圧を発生させる磁気回路が収納された絶縁ケースが備えられ、この絶縁ケースの外側に張り出したフランジに形成された貫通孔にブッシュが備えられ、このブッシュを介して前記絶縁ケースがボルトでエンジンヘッドに取り付けられた内燃機関用点火コイルにおいて、
前記貫通孔の内周面と前記ブッシュとは熱硬化樹脂で接着され、
前記内周面には、前記熱硬化樹脂の中で高温硬化時に膨張した空気が浮上して抜ける複数の溝が、前記ボルトの座面と対面する側のボルト座面対面端部から前記エンジンヘッドと対面する側のエンジンヘッド対面端部まで形成された、
ことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
前記ボルト座面対面端部と前記ブッシュとの間に隙間が形成された、
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。
前記ブッシュは、前記エンジンヘッド対面端部に圧入される、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関用点火コイル。
前記ブッシュの全長は、前記貫通孔よりも長く形成され、
前記ボルト座面対面端部には、位置決め段部が形成され、
前記ブッシュの外周面には、前記位置決め段部に係止される鍔部が形成されることで、
前記ブッシュの両端が、前記ボルト座面対面端部および前記エンジンヘッド対面端部よりもそれぞれ突出している、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関用点火コイル。