JP2014051926A - 内燃機関用の点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサの損傷を抑制することができる内燃機関用の点火コイルを提供すること。
【解決手段】点火プラグ１は、同心円状に巻回した一次コイル及び二次コイルを有するコイル部２と、コイル部２の軸方向の一端側に配置され、一次コイルの通電及びその遮断を行うイグナイタ３２と、外部と電気的に接続するためのコネクタ部４と、電磁ノイズを防止するためのコンデンサ３３とを備えている。コイル部２の軸方向から見た場合に、イグナイタ３２は、コネクタ部４と対向するように配置されており、コンデンサ３３は、イグナイタ３２におけるコネクタ部４と対向する対向側Ｙ１の先端位置Ｃ１よりも反対向側Ｙ２であって、かつイグナイタ３２の外側に配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室内にスパークを発生させるために用いる内燃機関用の点火コイルに関する。

内燃機関に用いる点火コイルとしては、例えば、同心円状に巻回した一次コイル及び二次コイルを有するコイル部と、該コイル部の軸方向一端側に配置され、一次コイルの通電及びその遮断を行うイグナイタと、外部と電気的に接続するためのコネクタ部と、電磁ノイズを防止するためのコンデンサとを備えたものがある。
例えば、特許文献１には、イグナイタとコネクタ部との間にコンデンサが配置された点火コイルが開示されている。

特許第３８３９８００号公報

しかしながら、上記特許文献１の点火コイルにおいて、イグナイタとコネクタ部との間の領域は、イグナイタの端子群やコネクタ部の端子群が互いに密集している領域（ターミナル密集部）である。そのため、このような場所にコンデンサを配置すると、点火コイル使用時の冷熱繰り返しによって発生した熱応力の影響を受けやすく、コンデンサの損傷を招くおそれがある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、コンデンサの損傷を抑制することができる内燃機関用の点火コイルを提供しようとするものである。

本発明の一の態様は、同心円状に巻回した一次コイル及び二次コイルを有するコイル部と、
該コイル部の軸方向の一端側に配置され、上記一次コイルの通電及びその遮断を行うイグナイタと、
外部と電気的に接続するためのコネクタ部と、
電磁ノイズを防止するためのコンデンサとを備え、
上記コイル部の軸方向から見た場合に、上記イグナイタは、上記コネクタ部と対向するように配置されており、上記コンデンサは、上記イグナイタにおける上記コネクタ部と対向する対向側の先端位置よりも反対向側であって、かつ上記イグナイタの外側に配置されていることを特徴とする内燃機関用の点火コイルにある（請求項１）。

上記点火コイルにおいて、コイル部の軸方向から見た場合に、イグナイタは、コネクタ部と対向するように配置されている。そして、コンデンサは、イグナイタにおけるコネクタ部と対向する対向側の先端位置よりも反対向側であって、かつイグナイタの外側に配置されている。そのため、コンデンサの配設位置を、イグナイタとコネクタ部との間の領域、つまりイグナイタの端子群やコネクタ部の端子群が互いに密集している領域であり、点火コイル使用時の冷熱繰り返しによって発生した熱応力の影響を受けやすい領域（ターミナル密集部）から遠ざけることができる。これにより、冷熱繰り返しによって発生した熱応力によるコンデンサの損傷を抑制することができる。

このように、コンデンサの損傷を抑制することができる内燃機関用の点火コイルを提供することができる。

実施例１における、点火コイルを側方から見た状態で示す断面説明図。 実施例１における、点火コイルのイグナイタケース周辺を側方から見た状態で示す断面説明図。 実施例１における、点火コイルを軸方向から見た状態で示す説明図。 実施例２における、点火コイルのイグナイタケース周辺を側方から見た状態で示す断面説明図。 実施例２における、点火コイルを軸方向から見た状態で示す説明図。 実施例３における、点火コイルを軸方向から見た状態で示す説明図。

上記点火コイルにおいて、上記コンデンサは、上記イグナイタにおける上記コネクタ部と対向する対向側の先端位置よりも反対向側に配置されている。ここで、対向側とは、イグナイタとコネクタ部とが対向する方向（対向方向）において、イグナイタがコネクタ部に対向する側をいう。また、反対向側とは、対向側の反対側をいう。

また、上記コイル部の軸方向から見た場合に、上記コンデンサは、上記イグナイタよりも上記反対向側に配置されていてもよい（請求項２）。
この場合には、コンデンサの配設位置を、イグナイタとコネクタ部との間の領域、つまり上述のターミナル密集部から十分かつ確実に遠ざけることができる。これにより、冷熱繰り返しによって発生した熱応力によるコンデンサの損傷を抑制するという上述の効果をさらに高めることができる。

また、上記イグナイタを収容するイグナイタケースを備え、該イグナイタケースは、上記イグナイタを配置するイグナイタ配置面を有し、該イグナイタ配置面には、上記コンデンサを収容する収容凹部が設けられていてもよい（請求項３）。
この場合には、コンデンサをイグナイタ配置面の収容凹部に収容することにより、コンデンサが冷熱繰り返しによって発生した熱応力による影響を受けにくくすることができる。これにより、コンデンサの損傷をさらに抑制することができる。また、コンデンサをイグナイタ配置面の収容凹部に収容することにより、スペースを有効活用することができ、体格の小型化を図ることができる。

また、イグナイタ配置面に収容凹部を設けることにより、冷熱繰り返しによってイグナイタとイグナイタケースとの間に発生する熱応力をイグナイタ配置面の収容凹部によって吸収・緩和することができる。これにより、冷熱繰り返しによって発生した熱応力によるイグナイタの損傷を抑制することもできる。

（実施例１）
上記内燃機関用の点火プラグにかかる実施例について、図を用いて説明する
本例の点火プラグ１は、図１〜図３に示すごとく、同心円状に巻回した一次コイル２１及び二次コイル２２を有するコイル部２と、コイル部２の軸方向Ｘの一端側に配置され、一次コイル２１の通電及びその遮断を行うイグナイタ３２と、外部と電気的に接続するためのコネクタ部４と、電磁ノイズを防止するためのコンデンサ３３とを備えている。

そして、図３に示すごとく、コイル部２の軸方向Ｘから見た場合に、イグナイタ３２は、コネクタ部４と対向するように配置されており、コンデンサ３３は、イグナイタ３２におけるコネクタ部４と対向する対向側Ｙ１の先端位置Ｃ１よりも反対向側Ｙ２であって、かつイグナイタ３２の外側に配置されている。
なお、本例では、点火コイル１をコイル部２の軸方向Ｘから見た場合に、イグナイタ３２とコネクタ部４とが対向する方向を対向方向Ｙとしている。また、対向方向Ｙの一方側を対向側Ｙ１、他方側を反対向側Ｙ２としている。
以下、これを詳説する。

図１に示すごとく、点火コイル１は、内外周に同心円状に配置された一次コイル２１及び二次コイル２２とこれらを内側に収容するコイルケース２３とを有するコイル部２と、イグナイタ３２を収容すると共に、コイル部２の軸方向上端部を嵌合する嵌合穴３１が設けられた樹脂製のイグナイタケース３とを備えている。

コイル部２は、エンジン（内燃機関）のプラグホール内に配置されている。コイル部２の軸方向下端部には、スパークプラグに導通されるプラグ装着部５が設けられている。また、イグナイタケース３は、エンジン（内燃機関）のプラグホールの外部に配置されている。また、イグナイタケース３は、コイル部２の軸方向上端部に嵌合されている。

同図に示すごとく、コイル部２において、一次コイル２１は、樹脂製の一次スプール２１１の外周に一次電線を巻回して形成されている。また、二次コイル２２は、樹脂製の二次スプール２２１の外周に一次電線よりも細い二次電線を一次コイル２１よりも多い巻回数で巻回して形成されている。また、一次コイル２１及び二次コイル２２の内周側には、軟磁性体からなる中心コア２４が配置されている。また、コイル部２の最外周側には、軟磁性体からなる外周コア２５が配置されている。

また、プラグ装着部５は、コイルケース２３に連結した（本例では、コイルケース２３と一体成形された）樹脂製の筒状ベース部５１と、一次スプール２１１の軸方向下端部において二次コイル２２の高電圧巻線端部を導通する高電圧端子５２と、高電圧端子５２に導通され、スパークプラグの電極部を導通させるコイルスプリング５３と、スパークプラグの碍子部を圧入するプラグキャップ５４とを用いて構成されている。

また、イグナイタケース３において、嵌合穴３１は、イグナイタケース３を軸方向に貫通して形成されている。嵌合穴３１には、コイル部２の軸方向上端部が下方から嵌入されている。
また、イグナイタケース３には、点火コイル１を外部と電気的に接続するためのコネクタ部４と、点火コイル１をエンジン（内燃機関）に固定するためのフランジ部３５とが外側に突出するように設けられている。

図２に示すごとく、イグナイタケース３内には、一次コイル２１の通電及びその遮断を行う制御回路基板が内蔵されたイグナイタ３２が配置されている。イグナイタ３２は、イグナイタケース３に設けられたイグナイタ配置面３０上に配置されている。また、イグナイタ３２は、制御回路基板をモールド樹脂によって封止してなる。

図３に示すごとく、イグナイタ３２は、コイル部２の軸方向Ｘから見た場合に、コネクタ部４と対向するように配置されている。また、イグナイタ３２は、制御回路基板から外側に引き出された複数のイグナイタ端子３２１を有する。イグナイタ端子３２１は、対向側Ｙ１に突出して設けられている。

同図に示すごとく、コネクタ部４には、複数のコネクタ端子４０が設けられている。本例において、複数のコネクタ端子４０は、電源端子４１とグラウンド端子４２と点火信号端子４３とにより構成されている。

電源端子４１は、イグナイタケース３内において、イグナイタ３２のイグナイタ端子３２１に接続される接続端子部４１１と、接続端子部４１１から延設してなると共にコンデンサ３３に接続するための接続リード部４１２とを有する。接続リード部４１２は、イグナイタ３２の側方において、対向方向Ｙに形成されている。また、電源端子４１には、一次コイル２１の一方の巻線端部が接続されている。

グラウンド端子４２は、イグナイタケース３内において、その途中でイグナイタ３２のイグナイタ端子３２１に接続される接続端子部４２１と、コンデンサ３３に接続するための接続リード部４２２とに枝分かれして形成されている。接続リード部４２２は、イグナイタ３２の側方において、電源端子４１の接続リード部４１２と並んで対向方向Ｙに形成されている。
点火信号端子４３は、イグナイタケース３内において、イグナイタ３２のイグナイタ端子３２１に接続されている。

また、同図に示すごとく、イグナイタケース３内には、一次コイル２１の他方の巻線端部に接続される接続導体部４９が設けられている。接続導体部４９は、イグナイタ３２のイグナイタ端子３２１に接続されている。

図２、図３に示すごとく、イグナイタケース３内には、コンデンサ３３が配置されている。コンデンサ３３は、イグナイタケース３のイグナイタ配置面３０に設けられた収容凹部３０１に収容されている。また、コンデンサ３３は、一対のリード端子３３１を介してそれぞれ電源端子４１の接続リード部４１２及びグラウンド端子４２の接続リード部４２２に接続されている。これにより、コンデンサ３３は、電源端子４１とグラウンド端子４２との間に配置され、電源端子４１に重畳する電磁ノイズの影響を小さくすることができる。

図３に示すごとく、コンデンサ３３は、コイル部２の軸方向Ｘから見た場合に、イグナイタ３２におけるコネクタ部４と対向する対向側Ｙ１の先端位置Ｃ１よりも反対向側Ｙ２であって、かつイグナイタ３２の外側に配置されている。本例において、コンデンサ３３は、イグナイタ３２における反対向側Ｙ２の先端位置Ｃ２よりも反対向側Ｙ２に配置されている。すなわち、コンデンサ３３は、イグナイタ３２よりも反対向側Ｙ２に配置されている。

また、同図に示すごとく、イグナイタケース３内には、ダイオード３４が配置されている。ダイオード３４は、一方のリード端子３４１を介して電源端子４１の接続端子部４１１に接続されている。また、ダイオード３４は、他方のリード端子３４２を介して二次コイル２２の低電圧側巻線端部に接続されている。これにより、ダイオード３４は、二次コイル２２の低電圧側巻線端部と電源端子４１との間に配置される。

また、図１、図２に示すごとく、コイル部２及びイグナイタケース３内に形成された隙間には、熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂１１が充填されている。
また、イグナイタケース３の下端部には、筒状突起部３６が設けられている。筒状突起部３６には、エンジンのプラグホール内への水の浸入を防止するためのシールラバー３７が配設されている。

次に、本例の点火コイル１における作用効果について説明する。
本例の点火コイル１において、コイル部２の軸方向Ｘから見た場合に、イグナイタ３２は、コネクタ部４と対向するように配置されている。そして、コンデンサ３３は、イグナイタ３２におけるコネクタ部４と対向する対向側Ｙ１の先端位置Ｃ１よりも反対向側Ｙ２であって、かつイグナイタ３２の外側に配置されている。そのため、コンデンサ３３の配設位置を、イグナイタ３２とコネクタ部４との間の領域、つまりイグナイタ３２の端子群やコネクタ部４の端子群が互いに密集している領域であり、点火コイル１使用時の冷熱繰り返しによって発生した熱応力の影響を受けやすい領域（ターミナル密集部Ｔ（図３参照））から遠ざけることができる。これにより、冷熱繰り返しによって発生した熱応力によるコンデンサ３３の損傷を抑制することができる。

また、本例において、コイル部２の軸方向Ｘから見た場合に、コンデンサ３３は、イグナイタ３２よりも反対向側Ｙ２に配置されている。そのため、コンデンサ３３の配設位置を、イグナイタ３２とコネクタ部４との間の領域、つまり上述のターミナル密集部Ｔから十分かつ確実に遠ざけることができる。これにより、冷熱繰り返しによって発生した熱応力によるコンデンサ３３の損傷を抑制するという上述の効果をさらに高めることができる。

また、点火コイル１は、イグナイタ３２を収容するイグナイタケース３を備え、イグナイタケース３は、イグナイタ３２を配置するイグナイタ配置面３０を有し、イグナイタ配置面３０には、コンデンサ３３を収容する収容凹部３０１が設けられている。そのため、コンデンサ３３をイグナイタ配置面３０の収容凹部３０１に収容することにより、コンデンサ３３が冷熱繰り返しによって発生した熱応力による影響を受けにくくすることができる。これにより、コンデンサ３３の損傷をさらに抑制することができる。また、コンデンサ３３をイグナイタ配置面３０の収容凹部３０１に収容することにより、スペースを有効活用することができ、体格の小型化を図ることができる。

また、イグナイタ配置面３０に収容凹部３０１を設けることにより、冷熱繰り返しによってイグナイタ３２とイグナイタケース３との間に発生する熱応力をイグナイタ配置面３０の収容凹部３０１によって吸収・緩和することができる。これにより、冷熱繰り返しによって発生した熱応力によるイグナイタ３２の損傷を抑制することもできる。

また、イグナイタケース３内に搭載されたイグナイタ３２、コンデンサ３３、ダイオード３４等の各素子本体は、いずれも干渉しない場所、すなわちコイル部２の軸方向Ｘにおいて互いに重ならないように配置されている。また、各素子本体に接続される各端子は、互いに接触しないように配置されている。そのため、剛体（各素子本体、各端子）近辺で発生する冷熱繰り返しによる応力集中を回避することができる。これにより、コンデンサ３３のリード端子３３１の断線、リード端子３３１と接続リード部４１２、４２２との接合部の断線、コンデンサ３３内のチップの破損を防止することができる。そして、経時的な影響を受けることなく、コンデンサ３３によって電磁ノイズを防止し続けることができる。

このように、本例によれば、コンデンサ３３の損傷を抑制することができる内燃機関用の点火コイル１を提供することができる。

（実施例２）
本例は、図４、図５に示すごとく、コネクタ端子４０等の構成を変更した例である。
同図に示すごとく、コネクタ端子４０のうち、グラウンド端子４２の接続リード部４２２は、イグナイタケース３とイグナイタ３２との間を通るように、対向方向Ｙに形成されている。また、これに伴ってダイオード３４の配設位置等を変更している。
その他の基本的な構成及び作用効果は、実施例１と同様である。

（実施例３）
本例は、図６に示すごとく、コンデンサ３３、コネクタ端子４０等の構成を変更した例である。
同図に示すごとく、コンデンサ３３は、イグナイタ３２における対向側Ｙ１の先端位置Ｃ１と反対向側Ｙ２の先端位置Ｃ２との間であって、かつイグナイタ３２の外側に配置されている。すなわち、コンデンサ３３は、イグナイタ３２の側方に配置されている。

また、コネクタ端子４０のうち、グラウンド端子４２の接続リード部４２２は、イグナイタケース３とイグナイタ３２との間を通るように、対向方向Ｙに形成されている。また、これに伴ってダイオード３４の配設位置等を変更している。
その他の基本的な構成及び作用効果は、実施例２と同様である。

１ 点火コイル
２ コイル部
２１ 一次コイル
２２ 二次コイル
３２ イグナイタ
３３ コンデンサ
４ コネクタ部
Ｘ 軸方向（コイル部の軸方向）
Ｙ１ 対向側
Ｙ２ 反対向側
Ｃ１ 先端位置（対向側の先端位置）

Claims (3)

1. 同心円状に巻回した一次コイル（２１）及び二次コイル（２２）を有するコイル部（２）と、
   該コイル部（２）の軸方向（Ｘ）の一端側に配置され、上記一次コイル（２１）の通電及びその遮断を行うイグナイタ（３２）と、
   外部と電気的に接続するためのコネクタ部（４）と、
   電磁ノイズを防止するためのコンデンサ（３３）とを備え、
   上記コイル部（２）の軸方向（Ｘ）から見た場合に、上記イグナイタ（３２）は、上記コネクタ部（４）と対向するように配置されており、上記コンデンサ（３３）は、上記イグナイタ（３２）における上記コネクタ部（４）と対向する対向側（Ｙ１）の先端位置（Ｃ１）よりも反対向側（Ｙ２）であって、かつ上記イグナイタ（３２）の外側に配置されていることを特徴とする内燃機関用の点火コイル（１）。
2. 請求項１に記載の点火コイル（１）において、上記コイル部（２）の軸方向（Ｘ）から見た場合に、上記コンデンサ（３３）は、上記イグナイタ（３２）よりも上記反対向側（Ｙ２）に配置されていることを特徴とする内燃機関用の点火コイル（１）。
3. 請求項１又は２に記載の点火コイル（１）において、上記イグナイタ（３２）を収容するイグナイタケース（３）を備え、該イグナイタケース（３）は、上記イグナイタ（３２）を配置するイグナイタ配置面（３０）を有し、該イグナイタ配置面（３０）には、上記コンデンサ（３３）を収容する収容凹部（３０１）が設けられていることを特徴とする内燃機関用の点火コイル（１）。

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