JP2018155212A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】雑防抵抗の信頼性を損なうことなく、低コストで雑防抵抗の組み付け作業を容易に行える構造の内燃機関用点火コイルを提供する。
【解決手段】収納ケース２の下部に位置する高圧筒部２ｃに設けた素子収納室３は、雑防抵抗４における第１，第２電極部４１，４２の被支持面４１ａ，４２ａが当接して支持する支持面３１ａが形成された素子支持体３１と、雑防抵抗４の第１電極部４１における当接部４１ｂが当着する当着面３２と、雑防抵抗４の第１電極部４１における突状導電部４１ｃを挿通可能な電極誘導孔３３を設け、雑防抵抗４を素子収納室３の所定位置へ容易に組み付けることができるようにし、素子収納室３の所定位置に収納された雑防抵抗４は外気に曝されることが無いので、劣化によって信頼性を損なうことを防げる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関（例えば、自動車のエンジン）の点火プラグに火花放電を発生させるために高電圧を供給する内燃機関用点火コイルに関し、特に、ノイズ防止用に設ける雑防抵抗の信頼性を損なうことなく、低コストで雑防抵抗の組み付け作業を容易に行える技術に関する。

従来より、内燃機関用点火コイルには、電雑を抑制するための雑防抵抗が設けられている。雑防抵抗としては、高抵抗で耐電圧の高い比較的大型の素子が用いられており、その収納場所や収納方法には、様々な工夫が必要である。すなわち、雑防抵抗の組み付け作業が煩雑となって、内燃機関用点火コイルの組み立て工程における作業効率を低下させないような配慮が必要なのである。そのため、内燃機関用点火コイルのケースに雑防抵抗を組み付ける作業を簡易化する手法が、種々提案されている。

一例として、収納ケースの高圧端子部にリング状脱落防止部材を取り付けて、雑防抵抗が抜け落ちることがないようにし、リング状脱落防止部材に設けた開口部より導電性スプリングを通過させて、雑防抵抗と点火プラグを接続するようにした内燃機関用点火コイルが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。また、高圧筒部に雑防抵抗を収容してインサート成型することにより、雑防抵抗を高圧筒部に一体化することで、雑防抵抗を高圧筒部へ収容する作業を不要にして、全体の組み立て作業が容易になるようにした内燃機関用点火コイルが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

特開２００８−０３４６８２号公報 特開２００６−０４９４７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、導電性スプリングを通過させるためにリング状脱落防止部材に設けた開口部によって、雑防抵抗の収容室は外部と連通することとなり、雑防抵抗が外気に曝されることで素子の劣化を招き易く、雑防抵抗の信頼性を損なうことになりかねない。

また、特許文献２に記載された発明では、インサート成型時の成型圧で雑防抵抗の素子性能が劣化するおそれがあるため、雑防抵抗の信頼性を損なう可能性がある。加えて、雑防抵抗のインサート成型による高圧筒部の製造工程が別途必要になるため、総じて高コストになってしまうことが懸念される。

そこで、本発明は、雑防抵抗の信頼性を損なうことなく、低コストで雑防抵抗の組み付け作業を容易に行える構造の内燃機関用点火コイルの提供を目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る内燃機関用点火コイルは、少なくとも、一次ボビンに電線を巻いた一次コイルと、二次ボビンに電線を巻いた二次コイルと、前記一次コイルと二次コイルを磁気的に結合させる鉄心と、前記二次コイルと点火プラグとの間に設ける雑防抵抗と、これらを収納するケースと、該ケース内の部品を電気的機械的に封止するモールド樹脂とからなり、前記ケースは、筒状に突出して前記雑防抵抗を収納する素子収納室を設けた高圧筒部を備える内燃機関用点火コイルにおいて、前記雑防抵抗の点火プラグ接続側となる円筒状の第１電極部には、外周に沿って設けられる円環状の平坦な当着部と、該当着部の内縁側より突出する円柱状の突状導電部と、を設け、前記高圧筒部の素子収納室には、少なくとも前記雑防抵抗における第１電極部の外周面に当接して雑防抵抗を支持する素子支持体と、該素子支持体に支持された雑防抵抗の第１電極部における当着部が当着し得る当着面と、第１電極部の突状導電部を挿通可能な電極誘導孔と、を設け、前記電極誘導孔内へ誘導された突状導電部を介して、雑防抵抗と点火プラグを接続するようにしたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、前記請求項１に係る内燃機関用点火コイルにおいて、前記高圧筒部の素子収納室に設ける素子支持体は、前記雑防抵抗における第１電極部の外周面に適合した円筒周面状の支持面を備えるものとし、素子支持体の支持面で第１電極部を支持するようにしたことを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、前記請求項２に係る内燃機関用点火コイルにおいて、前記雑防抵抗の第１電極部と第２電極部は、最大径が等しい外周面を有するものとし、前記素子支持体の支持面で第１電極部および第２電極部を支持するようにしたことを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、前記請求項１に係る内燃機関用点火コイルにおいて、前記高圧筒部の素子収納室に設ける素子支持体は、前記雑防抵抗における第１電極部の外周面に適合した円形状に配置してなる複数の可撓性突起片で構成し、複数の可撓性突起片で第１電極部を支持するようにしたことを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、前記請求項４に係る内燃機関用点火コイルにおいて、前記複数の可撓性突起片は、前記雑防抵抗における第１電極部を挿入させ得る中空円筒体に等角度でスリットを設けて形成するようにしたことを特徴とする。

本発明に係る内燃機関用点火コイルによれば、簡単な組み付け作業によって、素子収納室内の所定位置へ雑防抵抗を安定的に支持することができる。しかも、雑防抵抗における第１電極の突状導電部のみが電極誘導孔から素子収納室外へ露出して点火プラグに接続されるので、雑防抵抗が外気に曝されて劣化するおそれが無く、雑防抵抗の信頼性を損ねることがない。

本発明に係る内燃機関用点火コイルの第１実施形態を示す概略構成図である。 第２実施形態の内燃機関用点火コイルにおける雑防抵抗の収納構造を示し、（ａ）は高圧筒部における要部の縦断面図、（ｂ）は図２（ａ）におけるＩＩｂ−ＩＩｂ線の矢視断面図である。 第３実施形態の内燃機関用点火コイルにおける雑防抵抗の収納構造を示し、（ａ）は高圧筒部における要部の縦断面図、（ｂ）は図３（ａ）におけるＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線の矢視断面図である。

次に、本発明に係る内燃機関用点火コイルの実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る内燃機関用点火コイルの第１実施形態を示すもので、内燃機関用点火コイル１におけるケース２の内部には、図示を省略した諸部品、例えば、一次ボビンに電線を巻いた一次コイル、二次ボビンに電線を巻いた二次コイル、一次コイルと二次コイルを磁気的に結合させる鉄心、一次コイルへの給電制御を行うイグナイタ等が収納される。これらは、ケース２における収納ケース２ａのコイル収納部に収納される。また、収納ケース２ａには絶縁ケース２ｂが一体的に取り付けられ、長尺なジョイント筒部を介して、図示を省略した点火プラグと接続される。

上記収納ケース２の下部に位置する高圧筒部２ｃには素子収納室３を設け、電波や雑音等のノイズを抑制するための雑防抵抗４を収納し、絶縁性の樹脂材を収納ケース２のコイル収納部へ充填する。樹脂材は、収納ケース２内の各部材間の隙間を埋めるように浸透してゆき、樹脂材が固化することで絶縁性のモールド樹脂５となり、各部材の絶縁状態を良好に保持しつつケース２内の所要位置へ安定的に固定する。

なお、モールド樹脂５を形成する前に雑防抵抗４を素子収納室３へ収納する作業を行う必要がある。この作業を効率良く行えるように、本実施形態に係る内燃機関用点火コイル１においては、雑防抵抗４および素子収納室３に特別な構造を採用した。以下、雑防抵抗４および素子収納室３の詳細構造について説明する。

まず、雑防抵抗４は、略円筒状の第１電極部４１と第２電極部４２を抵抗本体４３の各端部に設けた構造で、第１，第２電極部４１，４２は抵抗本体４３よりも径が大きい。また、第１電極部４１と第２電極部４２の最大径はほぼ等しくすることで、第１電極部４１が通過可能な開口形状であれば、第２電極部４２も通過可能である。なお、抵抗本体４３の基材は特に限定されるものではなく、セラミックや巻線など、ノイズを抑制できるものであればよい。

また、規格化された市販の抵抗素子では極性による接続の向きは制限されないが、本実施形態の内燃機関用点火コイル１で用いる雑防抵抗４においては、第１電極部４１が点火プラグ（図示省略）との接続側となり、第２電極部４２が二次コイル（図示省略）との接続側となる。

雑防抵抗４の点火プラグ接続側となる第１電極部４１は、最大径となる被支持面４１ａの先端側に段部を設けて、外径が若干小さい円筒状の突起が生ずる構造とした。すなわち、第１電極部４１には、外周に沿って設けられる円環状の平坦な当着部４１ｂと、当着部４１ｂの内縁側より突出する円柱状の突状導電部４１ｃが設けられるのである。なお、突状導電部４１ｃの突出端は平坦面としてあり、点火プラグ２との接続に用いる導電性スプリング６との接触が良好となるようにし、安定した導通状態を保持できるものとした。

一方、雑防抵抗４の二次コイル接続側となる第２電極部４２は、円筒状の被支持面４２ａを備え、その先端側に、二次コイルにおける高圧側の電線７が半田付け等により取り付けられる。

なお、雑防抵抗４は、既存の同等性能素子に対して第１電極部４１と第２電極部４２のみを変更するセミカスタムで作製できるので、著しいコスト増にはならない。しかも、第１電極部４１と第２電極部４２の外観が大きく異なっていることから、内燃機関用点火コイル１の組み立て作業において雑防抵抗４を組み付ける際に、その向きを間違え難くなるので、作業性が悪くなることはない。

上記のように構成した雑防抵抗４を収納する素子収納室３は、収納ケース２ａのコイル収納部からジョイント通孔８（点火プラグと接続するための導電性スプリング６が配置される絶縁ケース２ｂ内の空部）へ至る連通空間が形成されるもので、素子収納室３へ適正状態に雑防抵抗４収納すると、第１電極部４１は導電性スプリング６を介して点火プラグと接続することができ、第２電極部４２は二次コイルの電線７を接合した状態のままで支障が無い。

雑防抵抗４を収納するために、素子収納室３には、雑防抵抗４における第１，第２電極部４１，４２の外周面（被支持面４１ａ，４２ａ）に当接して雑防抵抗４を支持する素子支持体３１と、素子支持体３１に支持された雑防抵抗４の第１電極部４１における当着部４１ｂが当着し得る当着面３２と、第１電極部４１の突状導電部４１ｃを挿通可能な電極誘導孔３３を設ける。

素子支持体３１の支持面３１ａは、第１，第２電極部４１，４２の最大外形にほぼ等しいか、若干小さいぐらいの円筒内面であり、しかも、雑防抵抗４がほぼ収まる程度の奥行きに形成してあるので、第１電極部４１の被支持面４１ａを支持面３１ａに当接させて押し込んでゆくと、第２電極部４２の被支持面４２ａも支持面３１ａに当接する状態となって、雑防抵抗４全体が素子支持体３１内へ収納される。このとき、第１電極部４１の当着部４１ｂが素子支持体３１の当着面３２に当着しすると、それ以上奥へ雑防抵抗４を押し込めなくなり、適正な収納状態に位置決めされる。

上記のようにして雑防抵抗４を素子収納室３へ適正に収納すると、雑防抵抗４の第１電極部４１および第２電極部４２の両方が素子支持体３１の支持面３１ａに当接して、その接触抵抗により安定的に支持される状態となる。したがって、内燃機関用点火コイル１の組み立て作業中に、ケース２の向きを変えたりしても、雑防抵抗４が素子収納室３から容易に脱落するおそれが無いので、その後の作業性を悪くすることはない。

加えて、収納ケース２ａのコイル収納部と素子収納室３との連通空部は第２電極部４２によって封止されるので、モールド樹脂５を形成するための樹脂材を流し込んでも問題ない。また、ジョイント通孔８と素子収納室３との連通側は、第１電極部４１の当着部４１ｂが素子支持体３１の当着面３２に当着して封止されると共に、第１電極部４１の突状導電部４１ｃが電極誘導孔３３に突出した状態となる。したがって、第１電極部４１と導電性スプリング６との接続を阻害することなく、雑防抵抗４がジョイント通孔８を介して外気に曝されることを防げるので、雑防抵抗４の性能劣化を効果的に抑制できる。

なお、雑防抵抗４の第１電極部４１や第２電極部４２の最大外径が素子支持体３１の内径よりも小さいと、雑防抵抗４が素子収納室３から脱落してしまう可能性があるので、第１電極部４１や第２電極部４２の最大外径が素子支持体３１の内径よりも大きくなるようにしておき、適宜な接触抵抗に抗しつつ雑防抵抗４を素子支持体３内へ圧入してゆくことが望ましい。しかしながら、一般的な抵抗素子の電極部は比較的大きな公差を持つため、一般的な抵抗素子を内燃機関用点火コイルの雑防抵抗として用いる場合、電極部の大きさが収納部のサイズに合わないことが少なからず起こり得る。例えば、第１電極部４１や第２電極部４２の最大外径が素子支持体３１の内径よりも大きすぎた場合、素子支持体３内へ雑防抵抗４を入れるために強い押圧力を要することとなる。かといって、雑防抵抗４に設ける第１電極部４１や第２電極部４２の外径を高精度に作製すると高コストになってしまう。

上述した第１実施形態に係る内燃機関用点火コイル１では、素子支持体３１によって雑防抵抗４の第１電極部４１と第２電極部４２の両方を支持する構造を採用したため、第１電極部４１の最大外径が素子支持体３１の内径よりも大きすぎる雑防抵抗４を素子支持体３内へ入れるためには、第１電極部４１の被支持面４１ａが素子支持体３１の支持面３１ａに当接して生じる高い摺動抵抗に逆らって、第１電極部４１の当着部４１ｂが素子収納室３の当着面３２に当着するまで、雑防抵抗４を素子支持体３１内へ押し込んでゆかなければならない。しかも、第２電極部４２も素子支持体３内へ入ると、摺動抵抗は一層大きくなるので、更に強い力で雑防抵抗４を素子支持体３１内へ押し込んでゆかなければならない。

そこで、図２に示す第２実施形態の内燃機関用点火コイルにおける素子収納室３′に設ける素子支持体３１′は、雑防抵抗４における第１電極部４１がちょうど入る程度の奥行きに設定した中空円筒体構造とすることで、雑防抵抗４を素子支持体３１′内へ押し込んでゆく距離を短くすると共に、第２電極部４２は素子支持体３１′内へ圧入する必要を無くせるのである。

すなわち、第２実施形態に係る内燃機関用点火コイルでは、雑防抵抗４における第１電極部４１の被支持面４１ａのみを、素子支持体３１′の内周面３１ａによって支持するものであるから、第１電極部４１の最大外径が素子支持体３１′の内径よりも大きすぎる雑防抵抗４を素子支持体３′内へ入れる場合、第１実施形態の内燃機関用点火コイル１の素子保持構造と比べて、雑防抵抗４を素子支持体３１′内へ圧入する距離を短くでき、作業負担を軽減できるのである。また、雑防抵抗４を素子支持体３１′内へ圧入する距離が短いことで、素子収納室３へ雑防抵抗４を取り付ける作業時間を短縮できることから、内燃機関用点火コイルの組み立て作業を一層効率良く行えるという利点もある。

しかも、上述した第１実施形態に係る内燃機関用点火コイル１と同様に、第２実施形態に係る内燃機関用点火コイルにおいても、ジョイント通孔８と素子収納室３′との連通部は、第１電極部４１の当着部４１ｂが素子支持体３１′の当着面３２に当着して封止できるので、雑防抵抗４がジョイント通孔８を介して外気に曝されることを防ぎ、雑防抵抗４の性能劣化を効果的に抑制できる。

さらに、第２実施形態に係る内燃機関用点火コイルの素子保持構造においては、雑防抵抗４を組み付けた後も、収納ケース２ａのコイル収納部と素子収納室３とが空間的に連通したままなので、高圧筒部２ｃ′の内側に形成される素子収納室３′にも樹脂材が流し込まれることとなり、雑防抵抗４もモールド樹脂５で固定される。すなわち、素子収納室３′内で雑防抵抗４がモールド樹脂５によって覆われた状態となるので、雑防抵抗４の封止効果は一層高いものとなる。

上述した第２実施形態に係る内燃機関用点火コイルでは、雑防抵抗４における第１電極部４１の被支持面４１ａが素子支持体３１′の支持面３１ａの全周にわたって摺接するので、第１電極部４１の最大外径が素子支持体３１′の内径よりも大きすぎる場合、雑防抵抗４を素子支持体３′内へ圧入してゆく過程で、非金属（例えば、可撓性を有する樹脂など）で構成される素子支持体３１の支持面３１ａが金属製の第１電極部４１に削られてしまう可能性がある。削れカスが素子支持体３１′内に残ってしまうと、第１電極部４１の当着部４１ｂと素子支持体３１′の当着面３２の間に挟まるなどして、雑防抵抗４を適正な収納状態にできない可能性があり、好ましくない。

そこで、第３実施形態に係る内燃機関用点火コイルでは、図３に示すように、素子収納室３″に設ける素子支持体３１″を、雑防抵抗４における第１電極部４１の被支持面４１ａに適合した円形状に配置してなる複数（たとえは、１８個）の可撓性突起片３１１で構成し、各可撓性突起片３１１が第１電極部４１の被支持面４１ａに当接することで雑防抵抗４を支持するようにした。また、可撓性の樹脂材で高圧筒部２ｃ″と一体的に素子支持体３１″を形成することで、各可撓性突起片３１１には、比較的弱い力で撓む性質を持たせることができる。

かくすれば、複数の可撓性突起片３１１が配置される仮想的な円の内径より第１電極部４１の最大径が大きすぎた場合でも、押し入ってくる第１電極部４１を避けるように可撓性突起片３１１が撓むので、強い押圧力をかけることなく第１電極部４１を素子支持体３１″内へ挿入できる。しかも、可撓性突起片３１１が第１電極部４１によって削られるようなこともないので、素子支持体３１″の削れカスによって雑防抵抗４を適正な収納状態にできなくなるといった不具合も生じない。

なお、素子支持体３１″として機能する複数の可撓性突起片３１１の形状や配設数は、特に限定されるものではないが、上述した第２実施形態に係る内燃機関用点火コイルにおける素子支持体３１′と同様な中空円筒体（雑防抵抗４における第１電極部４１を挿入させ得る薄肉の円筒状壁体）に対して、内空部の中心Ｏ（図３（ｂ）を参照）から等角度で（例えば、１０゜毎に）スリット３１２を設けて形成するものとした。すなわち、１０゜毎に１８箇所のスリット３１２と１８個の可撓性突起片３１１を設けることで、各可撓性突起片３１１が第１電極部４１に比して小さく撓みやすいサイズになると共に、第１電極部４１における被支持面４１ａの全周を各可撓性突起片３１１により均等に支持することができる。

しかも、中空円筒体（第２実施形態の内燃機関用点火コイルにおける素子支持体３１′）の内曲面と同じ曲面が、各可撓性突起片３１１の支持内面３１１ａの曲面として反映されるようにしておけば、各可撓性突起片３１１の支持内面３１１ａが第１電極部４１の被支持面４１ａに面接触で当接するので、素子支持体３１″と第１電極部４１との接触抵抗が極端に低下することを抑制し、素子支持体３１″による雑防電極４の支持機能を良好に保持することが可能となる。

以上、本発明に係る内燃機関用点火コイルの実施形態を添付図面に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない範囲で、公知既存の等価な技術手段を転用することにより実施しても構わない。

１ 内燃機関用点火コイル（第１実施形態）
２ ケース
２ｃ 高圧筒部
３ 素子収納室
３１ 素子支持体
３２ 当着面
３３ 電極誘導孔
４ 雑防抵抗
４１ 第１電極
４１ａ 被支持面
４１ｂ 当着部
４１ｃ 突状導電部
４２ 第２電極
４２ａ 被支持面
４３ 抵抗本体
５ モールド樹脂
６ 導電性スプリング
７ 電線
８ ジョイント通孔

Claims (5)

1. 少なくとも、一次ボビンに電線を巻いた一次コイルと、二次ボビンに電線を巻いた二次コイルと、前記一次コイルと二次コイルを磁気的に結合させる鉄心と、前記二次コイルと点火プラグとの間に設ける雑防抵抗と、これらを収納するケースと、該ケース内の部品を電気的機械的に封止するモールド樹脂とからなり、前記ケースは、筒状に突出して前記雑防抵抗を収納する素子収納室を設けた高圧筒部を備える内燃機関用点火コイルにおいて、
   前記雑防抵抗の点火プラグ接続側となる円筒状の第１電極部には、外周に沿って設けられる円環状の平坦な当着部と、該当着部の内縁側より突出する円柱状の突状導電部と、を設け、
   前記高圧筒部の素子収納室には、少なくとも前記雑防抵抗における第１電極部の外周面に当接して雑防抵抗を支持する素子支持体と、該素子支持体に支持された雑防抵抗の第１電極部における当着部が当着し得る当着面と、第１電極部の突状導電部を挿通可能な電極誘導孔と、を設け、
   前記電極誘導孔内へ誘導された突状導電部を介して、雑防抵抗と点火プラグを接続するようにしたことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 前記高圧筒部の素子収納室に設ける素子支持体は、前記雑防抵抗における第１電極部の外周面に適合した円筒周面状の支持面を備えるものとし、素子支持体の支持面で第１電極部を支持するようにし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。
3. 前記雑防抵抗の第１電極部と第２電極部は、最大径が等しい外周面を有するものとし、
   前記素子支持体の支持面で第１電極部および第２電極部を支持するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用点火コイル。
4. 前記高圧筒部の素子収納室に設ける素子支持体は、前記雑防抵抗における第１電極部の外周面に適合した円形状に配置してなる複数の可撓性突起片で構成し、複数の可撓性突起片で第１電極部を支持するようにし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。
5. 前記複数の可撓性突起片は、前記雑防抵抗における第１電極部を挿入させ得る中空円筒体に等角度でスリットを設けて形成するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用点火コイル。

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