JP2016081970A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】点火コイルの組付性及び耐久性、並びにイグナイタの放熱性を向上させることができる内燃機関用点火コイルを提供すること。
【解決手段】点火コイルは、一次コイル、二次コイル、中心コア、外周コア、コアモールド７、イグナイタ、ケース及び充填樹脂を備えている。コアモールド７は、樹脂製であり、外周コア６の周囲を覆って外周コア６の外殻を形成している。コアモールド７の外側面７０１には、イグナイタを配置するためのイグナイタポケット７２が形成されている。コアモールド７の外側面７０１における、イグナイタポケット７２と対向する部位には、外周コア６の外側面６１の一部を露出させる切欠部７３Ａが形成されている。イグナイタは、切欠部７３Ａを介して外周コア６の外側面６１の一部と対面してイグナイタポケット７２に配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関において、点火プラグに点火用スパークを発生させるための点火コイルに関する。

点火コイルは、一次コイル、二次コイル、中心コア及び外周コアが組み付けられた組付体がケース内に配置され、ケース内の隙間が充填樹脂によって充填されて形成されている。また、ケース内には、一次コイルへの通電及び通電の遮断を行うスイッチング回路が設けられたイグナイタが配置される。イグナイタは、コイル部における側方であって、点火コイルを外部に電気接続するためのコネクタ部の近傍に配置されることが多い。
例えば、特許文献１においては、一次コイル、二次コイル、中心コア、外周コア及びイグナイタがケース内に配置され、ケース内の隙間が絶縁固定用樹脂によって充填された点火コイルについて記載されている。また、この点火コイルにおいては、イグナイタにおける、放熱板が設けられた一方側面を、外周コアの外面に対面させて配置することが記載されている。

特許第４９７８４９７号公報

しかしながら、特許文献１等の従来の点火コイルにおいては、イグナイタは、ケース内の空間に配置されている。そのため、イグナイタの適切な位置決めがなく、点火コイルの組付時に治具等を用いてイグナイタの位置決めをする必要がある。
また、エンジンの加熱・冷却サイクルを受けて、点火コイル内の各構成部品が膨張・収縮を繰り返すときには、例えばイグナイタの角部等の応力が集中しやすい部位を起点にして絶縁固定用樹脂にクラックが生じるおそれがある。このクラックは、場合によっては、絶縁固定用樹脂だけに留まらず、ケースにまで進展するおそれがある。このクラックの進展は、イグナイタが、ケースに設けられた収納部に収納されている場合においても同様に起こり得る。
また、イグナイタの端子を溶接等によって電気接続する場合にも、イグナイタの位置決めを行うための治具等が必要となることもある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、点火コイルの組付性及び耐久性、並びにイグナイタの放熱性を向上させることができる内燃機関用点火コイルを提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、内外周に同心状に配置された一次コイル及び二次コイルと、
上記一次コイル及び上記二次コイルの内周に配置された中心コアと、
上記一次コイル及び上記二次コイルの回りを囲む環状の外周コアと、
該外周コアの周囲を覆って該外周コアの外殻を形成する樹脂製のコアモールドと、
上記一次コイルへの通電及び該通電の遮断を行うスイッチング回路を形成するイグナイタと、
上記一次コイル、上記二次コイル、上記中心コア、上記外周コア、上記コアモールド及び上記イグナイタを収容するケースと、
該ケース内の隙間を充填する充填樹脂と、を備え、
上記コアモールドの外側面には、上記イグナイタを配置するためのイグナイタポケットが形成されており、
上記コアモールドの外側面における、上記イグナイタポケットと対向する部位には、上記外周コアの外側面の一部を露出させる切欠部が形成されており、
上記イグナイタは、上記切欠部を介して上記外周コアの上記外側面の一部と対面して上記イグナイタポケットに配置されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルにある。

上記内燃機関用点火コイルにおいては、外周コアを覆って充填樹脂の応力を緩和するためのコアモールドに、イグナイタを配置するためのイグナイタポケットを形成している。そして、イグナイタポケットに配置されたイグナイタは、コアモールドの外側面に形成された切欠部を介して外周コアの外側面の一部と対面している。これにより、一次コイル、二次コイル、中心コア及び外周コアに対するイグナイタの位置決めを容易に行うことができる。そして、イグナイタの端子と他の端子とを電気的に接続する際に、イグナイタの位置決めを容易にすることができる。
また、イグナイタが、外周コアと一体化されたコアモールドに配置されることにより、イグナイタを、一次コイル、二次コイル、中心コア、外周コア及びコアモールドと一体的に組み付けることができる。そして、この組付体をケース内に配置することにより、イグナイタの組付及び電気的接続を容易にすることができる。

また、イグナイタはコアモールドに形成された切欠部を介して外周コアの外側面の一部と対面する。これにより、発熱部品であるイグナイタから発生した熱を、熱伝導性のよい外周コアへ逃がすことができ、イグナイタの放熱性を向上させることができる。
また、イグナイタと充填樹脂との間にコアモールドが配置されることにより、充填樹脂の応力が緩和され、充填樹脂にクラックを生じにくくすることができ、あるいは充填樹脂に発生したクラックを、充填樹脂において進展しにくくすることができる。

また、イグナイタの周囲の全体が充填樹脂によって囲まれている場合には、クラックが充填樹脂において進展しやすい。これに対し、イグナイタがイグナイタポケットに配置されることにより、イグナイタの周囲にコアモールドが配置されている。これにより、充填樹脂に作用する応力がコアモールドによって低減され、充填樹脂に発生したクラックがケースまで進展しにくくすることができる。

それ故、上記内燃機関用点火コイルによれば、点火コイルの組付性及び耐久性、並びにイグナイタの放熱性を向上させることができる。

実施例にかかる、点火コイルを示す断面説明図。 実施例にかかる、外周コアを覆うコアモールドを示す斜視図。 実施例にかかる、点火コイルを組み付ける状態を示す斜視図。 実施例にかかる、外周コアを覆う他のコアモールドを示す説明図。 実施例にかかる、外周コアを覆う他のコアモールドを示す断面説明図。 実施例にかかる、外周コアを覆うコアモールドを示す斜視図。

以下に、内燃機関用点火コイルにかかる実施例について、図面を参照して説明する。
（実施例）
本例の内燃機関用点火コイル１（以下、単に点火コイル１という。）は、図１に示すように、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア５、外周コア６、コアモールド７、イグナイタ４、ケース１１及び充填樹脂１３を備えている。一次コイル２１及び二次コイル２２は、内外周に互いに位置して同心状に配置されている。中心コア５は、一次コイル２１及び二次コイル２２の内周に配置されている。外周コア６は、一次コイル２１及び二次コイル２２の回りを囲む環状に形成されている。コアモールド７は、熱可塑性又は熱硬化性のエラストマーから構成されており、外周コア６の周囲を覆って外周コア６の外殻を形成するとともに充填樹脂１３からの応力を緩和する。

イグナイタ４は、一次コイル２１への通電及び通電の遮断を行うスイッチング回路を形成する回路部４１と、回路部４１を覆うモールド樹脂４２とによって形成されている。ケース１１は、熱可塑性樹脂から構成されており、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア５、外周コア６、コアモールド７及びイグナイタ４を収容するものである。充填樹脂１３は、熱硬化性樹脂から構成されており、ケース１１内の隙間を充填し、各構成部品を絶縁して固定するものである。

図２に示すように、コアモールド７の外側面７０１には、イグナイタ４を配置するためのイグナイタポケット７２が形成されている。コアモールド７の外側面７０１における、イグナイタポケット７２と対向する部位には、外周コア６の外側面６１の一部を露出させる切欠部７３Ａが形成されている。イグナイタ４は、図１、図３に示すように、切欠部７３Ａを介して外周コア６の外側面６１の一部と対面してイグナイタポケット７２に配置されている。

以下に、本例の点火コイル１について、図１〜図６を参照して詳説する。
図１に示すように、点火コイル１は、エンジンの各シリンダーに配置され、各シリンダーのプラグホールに配置された点火プラグからスパークを発生させるために用いられる。本例の点火コイル１における一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア５、外周コア６、コアモールド７、イグナイタ４、ケース１１等はプラグホールの外部に配置される。また、点火コイル１には、プラグホール内に配置されて、点火プラグに接続されるジョイント部１２が設けられている。

図１、図３に示すように、中心コア５及び外周コア６は軟磁性を示す複数の電磁鋼板を積層して形成されている。一次コイル２１は、角部が丸められた四角筒形状の断面の一次スプール３１の外周に巻回されている。二次コイル２２は、角部が丸められた四角筒形状の断面の二次スプール３２の外周に巻回されている。外周コア６及びコアモールド７は、外側角部が丸められた四角環形状に形成されている。中心コア５及び外周コア６を構成する複数の電磁鋼板は、外周コア６の貫通方向Ｌに積層されている。

図１に示すように、中心コア５の一端面は、逆バイアスの磁束を発生させる永久磁石５１を介して外周コア６の内側面６２に対面しており、中心コア５の他端面は、外周コア６の内側面６２に対面している。コアモールド７は、外周コア６をモールド成形するエラストマーによって形成されている。イグナイタポケット７２は、外周コア６をエラストマーによってモールド成形する際に、コアモールド７と一体的に形成される。

図１に示すように、一次スプール３１は、一次コイル２１が巻回された筒部３１１と、筒部３１１の端部に繋がるコネクタ部３１２とを有している。コネクタ部３１２には、イグナイタ４における複数の端子４３と接合される複数の端子３１３が設けられている。二次スプール３２は、二次コイル２２が巻回された筒部３２１を有している。中心コア５の外周に、一次コイル２１が巻回された一次スプール３１が配置され、一次スプール３１の外周に、二次コイル２２が巻回された二次スプール３２が配置されている。また、一次スプール３１のコネクタ部３１２の一部は、ケース１１に形成された嵌合切欠部１１３に嵌合されて、ケース１１の一部を構成している。

図２に示すように、コアモールド７の外側面７０１の一部には、外周コア６の外側面６１の一部を露出させ、イグナイタ４を配置して外側面６１に対面させるための切欠部７３Ａが形成されている。また、コアモールド７の内側面７０２の一部には、外周コア６の内側面６２の一部を、永久磁石５１又は中心コア５の他端面と対面させるための切欠部７３Ｂが形成されている。
また、イグナイタポケット７２は、コアモールド７の外側面７０１において、貫通方向Ｌにおける片側に、イグナイタ４を挿入するための開口部７２１を有している。なお、このイグナイタポケット７２の開口部７２１は貫通方向Ｌにおける両側に形成し、イグナイタポケット７２を貫通状態で形成することもできる。

図２に示すように、コアモールド７の上側の開口端面７４には、コアモールド７の厚みを大きくした肉盛部７４１が形成されている。本例の肉盛部７４１は、コアモールド７の低圧側部分を除く上側の開口端面７４に形成されている。この肉盛部７４１は、充填樹脂１３におけるクラックの発生を抑制する効果を有する以外にも、ケース１１内に充填する充填樹脂１３の充填量を低減し、かつ充填樹脂１３の応力を低減させる効果を有している。また、肉盛部７４１は、コアモールド７の下側の開口端面７５に形成することもできる。

図３に示すように、外周コア６及びコアモールド７の貫通方向Ｌは、ケース１１の開口部１１１が形成された開口方向に向けられている。ケース１１は、四角環形状を有するコアモールド７が収納されるよう、四角形状の収納部１１２を有している。ケース１１は、点火コイル１においてジョイント部１２が形成される側とは反対側に開口部１１１を有している。ケース１１における、コアモールド７のイグナイタポケット７２が配置される突出部位１１４は、その左右に位置する部位よりも外側に突出している。そして、イグナイタポケット７２は、突出部位１１４に挿入されて位置決めされる。

図３に示すように、点火コイル１の組付を行うに当たっては、中心コア５の外周に一次コイル２１が巻回された一次スプール３１を配置し、一次スプール３１の外周に二次コイル２２が巻回された二次スプール３２を配置して、組付予備体１５を形成する。次いで、この組付予備体１５を、コアモールド７によって覆われた外周コア６の内周に配置して、組付体を形成する。また、組付予備体１５が外周コア６に配置される前後において、コアモールド７におけるイグナイタポケット７２にイグナイタ４を配置して、イグナイタ４を外周コア６の外側面６１に対面させる。次いで、組付体をケース１１内に配置する。このとき、組付体は、ケース１１の開口部１１１から、外周コア６の貫通方向Ｌに沿ってケース１１の収納部１１２に挿入する。次いで、ケース１１内の隙間に、熱硬化性樹脂からなる充填樹脂１３を注入し、これを硬化させて、点火コイル本体部を形成する。その後、点火コイル本体部にジョイント部１２を取り付けて、点火コイル１を形成する。

図２に示すように、イグナイタポケット７２は、コアモールド７における、二次コイル２２の低圧側に位置する外側面７０１に形成されている。イグナイタポケット７２は、外側面７０１における中心位置に設けることができ、外側面７０１における左右の位置にオフセットして設けることもできる。
また、図４に示すように、イグナイタポケット７２の角部７２２、及びイグナイタポケット７２とコアモールド７との境界部７２３は、曲面状に形成することもできる。この場合には、イグナイタポケット７２がコアモールド７の外側面７０１から突出する部分の全体が、クラック発生の起点を形成しないよう、なだらかに形成される。これにより、充填樹脂１３におけるクラックの発生を効果的に抑制することができる。

また、図１に示すように、イグナイタ４のモールド樹脂４２の内部において、回路部４２には、放熱板４４を設けることができる。放熱板４４は、イグナイタ４の表面に露出させて、外周コア６の外側面６１に対面させることができる。これにより、イグナイタ４の放熱性をより高めることができる。

また、図５に示すように、外周コア６の外側面６１の一部には、イグナイタ４が嵌り込むコア切欠部６３を形成することもできる。この場合には、イグナイタ４の一部が外周コア６のコア切欠部６３に配置されて、イグナイタ４及び外周コア６を含むコアモールド７の全体が点火コイル１において占めるスペースを小さくすることができ、点火コイル１の小型化を図ることができる。

また、図６に示すように、コアモールド７の外側面７０１及び下側の開口端面７５の少なくとも一方には、コアモールド７をケース１１の収納部１１２内に位置決めするための突起部７６を形成することができる。この場合には、コアモールド７のケース１１の収納部１１２への挿入及び位置決めを容易にすることができる。
また、コアモールド７の内側面７０２における、中心コア５を配置するための切欠部７３Ｂには、中心コア５の位置決めをするための突起部７７を形成することができる。

本例の点火コイル１においては、外周コア６を覆うコアモールド７に、イグナイタ４を配置するためのイグナイタポケット７２を形成している。そして、イグナイタポケット７２に配置されたイグナイタ４は、コアモールド７の外側面７０１に形成された切欠部７３Ａを介して外周コア６の外側面６１の一部と対面している。これにより、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア５及び外周コア６に対するイグナイタ４の位置決めを容易に行うことができる。そして、イグナイタ４の端子４３とコネクタ部３１２の端子３１３とを電気的に接続する際に、イグナイタ４の位置決めを容易にすることができる。

また、イグナイタ４が、外周コア６と一体化されたコアモールド７に配置されることにより、イグナイタ４を、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア５、外周コア６及びコアモールド７と一体的に組み付けて、組付体とすることができる。そして、この組付体をケース１１内に配置することにより、イグナイタ４の組付及び電気的接続を容易にすることができる。

また、イグナイタ４はコアモールド７に形成された切欠部７３Ａを介して外周コア６の外側面６１の一部と対面する。これにより、発熱部品であるイグナイタ４から発生した熱を、熱伝導性のよい外周コア６へ逃がすことができ、イグナイタ４の放熱性を向上させることができる。
また、イグナイタ４と充填樹脂１３との間にコアモールド７が配置されることにより、充填樹脂１３の応力が緩和され、充填樹脂１３にクラックを生じにくくすることができ、あるいは充填樹脂１３に発生したクラックを、充填樹脂１３において進展しにくくすることができる。

また、イグナイタ４の周囲の全体が充填樹脂１３によって囲まれている場合には、クラックが充填樹脂１３において進展しやすい。これに対し、本例の点火コイル１においては、イグナイタ４がイグナイタポケット７２に配置されることにより、イグナイタ４の周囲にコアモールド７が配置されている。これにより、充填樹脂１３に作用する応力がコアモールド７によって低減され、充填樹脂１３に発生したクラックがケース１１まで進展しにく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、点火コイル１の組付性及び耐久性、並びにイグナイタ４の放熱性を向上させることができる。

１ 点火コイル
１１ ケース
１３ 充填樹脂
２１ 一次コイル
２２ 二次コイル
４ イグナイタ
５ 中心コア
６ 外周コア
６１ 外側面
７ コアモールド
７１ 外側面
７２ イグナイタポケット

Claims (4)

1. 内外周に同心状に配置された一次コイル（２１）及び二次コイル（２２）と、
   上記一次コイル（２１）及び上記二次コイル（２２）の内周に配置された中心コア（５）と、
   上記一次コイル（２１）及び上記二次コイル（２２）の回りを囲む環状の外周コア（６）と、
   該外周コア（６）の周囲を覆って該外周コア（６）の外殻を形成する樹脂製のコアモールド（７）と、
   上記一次コイル（２１）への通電及び該通電の遮断を行うスイッチング回路を形成するイグナイタ（４）と、
   上記一次コイル（２１）、上記二次コイル（２２）、上記中心コア（５）、上記外周コア（６）、上記コアモールド（７）及び上記イグナイタ（４）を収容するケース（１１）と、
   該ケース（１１）内の隙間を充填する充填樹脂（１３）と、を備え、
   上記コアモールド（７）の外側面（７０１）には、上記イグナイタ（４）を配置するためのイグナイタポケット（７２）が形成されており、
   上記コアモールド（７）の外側面（７０１）における、上記イグナイタポケット（７２）と対向する部位には、上記外周コア（６）の外側面（６１）の一部を露出させる切欠部（７３Ａ）が形成されており、
   上記イグナイタ（４）は、上記切欠部（７３Ａ）を介して上記外周コア（６）の上記外側面（６１）の一部と対面して上記イグナイタポケット（７２）に配置されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル（１）。
2. 上記外周コア（６）及び上記コアモールド（７）は、四角環形状に形成されており、該外周コア（６）及び該コアモールド（７）の貫通方向（Ｌ）は、上記ケース（１１）の開口部（１１１）が形成された開口方向に向けられており、
   上記イグナイタポケット（７２）は、上記コアモールド（７）の上記外側面（７０１）において、上記貫通方向（Ｌ）における少なくとも片側に開口部（７２１）を有している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（１）。
3. 上記イグナイタポケット（７２）の角部（７２２）、及び該イグナイタポケット（７２）と上記コアモールド（７）との境界部（７２３）は、曲面状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関用点火コイル（１）。
4. 上記外周コア（６）の上記外側面（６１）の一部には、上記イグナイタ（４）が嵌り込むコア切欠部（６３）が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用点火コイル（１）。

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