JP2020170811A - 点火コイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造でリードと高圧端子との接触不良が防止された、点火コイル装置を提供する。【解決手段】内燃機関用の点火コイル装置２は、一次コイル３２及び二次コイル３４を備えるコイルアセンブリ６、二次コイル３４と電気的に接続されているリード１０、リード１０と電気的に接続されている高圧端子１２、及びコイルアセンブリ６とリード１０と高圧端子１２とを収容するケース４を備える。高圧端子１２は、凹陥した形状の接触面４８を備えている。リード１０は、接触面４８と接触する。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の点火コイル装置に関する。

典型的な点火コイル装置は、高電圧を発するコイルアセンブリと、この高電圧が伝達されるリード、高圧端子及び抵抗器とを含む。リードは、コイルアセンブリの出力端子から延び、高圧端子の一端と接続する。抵抗器の一端は高圧端子と接続し、もう一端は内燃機関の燃焼室内に設置された点火プラグに繋がる。コイルアセンブリからの高電圧は、これらを介して、点火プラグに印加される。この電圧印加により点火プラグから放電による火花が発せられ、内燃機関の燃料に点火される。抵抗器は、点火プラグでの放電の際に発生する電気ノイズ（伝導ノイズ・放射ノイズ）が、制御装置等の周囲の回路に伝達するのを防止している。点火コイル装置についての検討が、特開２０１７−９８４６２公報に開示されている。

特開２０１７−９８４６２公報

上記のとおり、コイルアセンブリからの高電圧は、リードから高圧端子に伝達される。リードと高圧端子との接触が十分でないと、点火プラグでの放電の不良の要因となりうる。リードと高圧端子との接触が十分でないと、抵抗器の電気ノイズの防止機能が十分に働かないおそれがある。簡易な構造で、リードと高圧端子との接触不良を防止することが重要となる。

本発明の目的は、簡易な構造でリードと高圧端子との接触不良が防止された、点火コイル装置の提供にある。

本発明に係る内燃機関用の点火コイル装置は、一次コイル及び二次コイルを備えるコイルアセンブリ、前記二次コイルと電気的に接続されているリード、前記リードと電気的に接続されている高圧端子、並びに前記コイルアセンブリと前記リードと前記高圧端子とを収容するケースを備える。前記高圧端子は、凹陥した形状の接触面を備えている。前記リードは、前記接触面と接触する。

好ましくは、この点火コイル装置は抵抗器をさらに備えており、この抵抗器が前記高圧端子を介して前記コイルアセンブリと電気的に接続されている。

好ましくは、前記接触面は平面状の底面を備えており、前記リードは前記底面と接触している。

好ましくは、前記接触面はテーパー状を呈する底面を備えており、前記リードは前記底面と接触している。

好ましくは、前記接触面は側面を備えており、前記リードは前記側面と接触している。

好ましくは、前記リードは屈曲部を備えており、この屈曲部が前記接触面と接触している。

好ましくは、前記リードは、少なくとも２箇所で前記接触面と接触している。

好ましくは、前記高圧端子は、前記接触面を備える柱部と、この柱部の前記接触面側の端に位置する鍔部とを備えている。

好ましくは、前記ケースは、前記コイルアセンブリ及びリードを収容する胴部と、この胴部から突出した筒状のタワー部とを備えており、前記高圧端子は、前記胴部の内部空間と、前記タワー部の内部空間との間において、これらの内部空間を隔てている。

本発明に係る点火コイル装置では、高圧端子は凹陥した形状の接触面を備えており、リードはこの接触面と接触している。接触面が凹陥した形状であるため、リードは接触面から外れにくい。この点火コイル装置では、リードが接触面から外れることが防止されている。しかもこの構造は、簡易である。この点火コイル装置では、簡易な構造でリードと高圧端子との接触不良が防止されている。

図１は、本発明の一実施形態に係る点火コイル装置が示された斜視図である。 図２は、図１の点火コイル装置のII−II線に沿った断面図である。 図３は、図２の一部が示された拡大断面図である。 図４（ａ）は本発明の他の実施形態に係る点火コイル装置のリードと高圧端子との接触の状態が示された断面図であり、図４（ｂ）は本発明のさらに他の実施形態に係る点火コイル装置のリードと高圧端子との接触の状態が示された断面図である。 図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ本発明のさらに他の実施形態に係る高圧端子が示された断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１に、本発明の一実施形態に係る点火コイル装置２が示されている。図２は、図１の点火コイル装置２のII−II線に沿った断面図である。図３には、図２の一部が拡大されて示されている。図１−３において、矢印Ｘはこの点火コイル装置２の前方を表す。この逆が後方である。矢印Ｙはこの点火コイル装置２の右方向を表す。この逆が左方向である。矢印Ｚはこの点火コイル装置２の上方向を表す。この逆が下方向である。この点火コイル装置２は、内燃機関用である。この点火コイル装置２は、ケース４、コイルアセンブリ６、イグナイタ８、リード１０、高圧端子１２、抵抗器１４及び充填体１６を備える。

ケース４は、点火コイル装置２の外郭を形成する。ケース４は、上面が開口している。ケース４の内部には、コイルアセンブリ６、イグナイタ８、リード１０、高圧端子１２、抵抗器１４及び充填体１６が収容されている。ケース４は、樹脂からなる。ケース４の好ましい材質として、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）及びＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が例示される。ケース４は、胴部１８、コネクタ部２０、フランジ部２２、及びタワー部２４を備えている。

図１に示される通り、胴部１８は上面が開口した箱状を呈している。胴部１８は内部空間１９を有しており、この内部空間１９に、コイルアセンブリ６、イグナイタ８及びリード１０が収容されている。

コネクタ部２０は、胴部１８から前方に突出している。コネクタ部２０は筒状を呈しており、内側にコネクタ端子２６が設けられている。点火コイル装置２が車両に装着されたとき、コネクタ端子２６は車の制御装置（ＥＣＵ）に接続される。

フランジ部２２は、胴部１８から後方に突出している。フランジ部２２には、上下に貫通する孔２８が設けられている。図示されないが、ボルトをこの孔２８と内燃機関に設けられた孔に通すことにより、点火コイル装置２は内燃機関に固定される。

タワー部２４は、胴部１８から下方向に突出している。図３には、タワー部２４の近辺が拡大されて示されている。図で示されるように、タワー部２４は、胴部１８から下側に向けて延びる筒状を呈している。タワー部２４は、内部空間２５を有している。

図２に示されるように、コイルアセンブリ６は、ケース４の胴部１８に収容されている。コイルアセンブリ６は、鉄心３０、一次コイル３２、二次コイル３４及び出力端子３６を備える。鉄心３０の外周に一次コイル３２が巻かれ、さらにその外側に二次コイル３４が巻かれている。二次コイル３４のワイヤの巻き数は、一次コイル３２のワイヤの巻き数より大幅に大きい。例えば、一次コイル３２のワイヤの巻き数は１００回程度であり、二次コイル３４のワイヤの巻き数は８０００回から１５０００回である。これにより、一次コイル３２の電流を変化させることで、二次コイル３４に高電圧が発生する。例えば、二次コイル３４では数十ｋＶの電圧が発生する。コイルアセンブリ６の出力端子３６からは、この高電圧が出力される。

図２に示されるように、イグナイタ８は、ケース４の胴部１８に収容される。イグナイタ８は、コイルアセンブリ６の前方に位置する。イグナイタ８は、コイルアセンブリ６の一次コイル３２の電流の導通及び切断を制御するスイッチである。

リード１０は、ケース４の胴部１８に収容されている。リード１０は、コイルアセンブリ６の出力端子３６から、高圧端子１２まで延びている。リード１０は、コイルアセンブリ６の出力端子３６と電気的に接続し、高圧端子１２とも電気的に接続している。図３で示されるように、リード１０の高圧端子１２側の部分は、屈曲している。すなわち、リード１０は屈曲部３８を備える。リード１０の、屈曲部３８よりコイルアセンブリ６側の部分は、第一部４０と称される。リード１０の、屈曲部３８より先端側の部分は、第二部４２と称される。リード１０は、導電性に優れた金属よりなる。

高圧端子１２は、胴部１８とタワー部２４の境界に位置している。図３に示されるように、高圧端子１２は、柱部４４と鍔部４６とを備える。この実施形態では、柱部４４は円柱状である。鍔部４６は、柱部４４のコイルアセンブリ６側の端において、柱部４４の外周から突出している。鍔部４６は、環状である。図３に示されるように、柱部４４は、胴部１８側からタワー部２４の内部空間２５に嵌め込まれている。柱部４４のコイルアセンブリ６側の端、及び鍔部４６は、胴部１８の内部空間１９に露出している。柱部４４のコイルアセンブリ６側と反対側の端は、タワー部２４の内部空間２５に露出している。高圧端子１２は、胴部１８の内部空間１９とタワー部２４の内部空間２５とを隔てている。

図３に示されるように、高圧端子１２は、凹陥した形状の接触面４８を備えている。接触面４８は、柱部４４の、コイルアセンブリ６側の面に設けられている。図３で示されるように、この実施形態では、この断面において、接触面４８は矩形状である。すなわち、この接触面４８は、平面状の底面５０と、この平面の端から上方に延びる側面５２とを備えている。図示されないが、この接触面４８の平面形状は、円状である。接触面４８の平面形状は、矩形状でもよい。接触面４８の平面形状は、その他の多角形状でもよい。

図３に示されるように、リード１０は、接触面４８と接触している。この実施形態では、リード１０の屈曲部３８が、接触面４８の底面５０と接触している。リード１０の第一部４０が、接触面４８の側面５２の端と接触している。リード１０は、２箇所で接触面４８と接触している。

抵抗器１４は、タワー部２４の内部空間２５に位置している。抵抗器１４は棒状である。この実施形態では、抵抗器１４は円柱状である。抵抗器１４は、上部５４、中央部５６及び下部５８を備えている。上部５４と下部５８の外径は、中央部５６の外径よりやや大きい。抵抗器１４の上部５４の端面は、高圧端子１２と接触している。抵抗器１４は、高圧端子１２を介して、コイルアセンブリ６と電気的に接続している。図示されないが、点火コイル装置２が内燃機関に装着されたとき、抵抗器１４の下部５８の端面はスプリングと接触し、このスプリングの先が点火プラグと接続している。この抵抗器１４は、点火プラグでの放電による電気ノイズ（伝導ノイズ・放射ノイズ）を抑えるのに、適切な電気抵抗値及びインダクタンス値を有している。

充填体１６は、胴部１８の内部空間１９に位置している。充填体１６は、ケース４にコイルアセンブリ６、イグナイタ８、高圧端子１２を収容した状態で、胴部１８の内部空間１９に生じる隙間を埋める。典型的には、充填体１６は熱硬化性樹脂からなる。

この点火コイル装置２の動作は以下の通りである。車の制御装置からの制御信号がコネクタ端子２６を介して、イグナイタ８に送られる。制御信号に従って、イグナイタ８は一次コイル３２の電流を導通させ又は切断する。一次コイル３２の電流の変化により、二次コイル３４に高電圧が発生する。二次コイル３４で発生した高電圧は、コイルアセンブリ６の出力端子３６からリード１０及び高圧端子１２を介して抵抗器１４に印加され、さらに抵抗器１４から点火プラグに印加される。点火プラグから火花が発せられて、燃料に点火される。

以下、本発明の作用効果が説明される。

本発明に係る点火コイル装置２では、高圧端子１２は凹陥した形状の接触面４８を備えており、リード１０はこの接触面４８と接触している。接触面４８が凹陥した形状であるため、リード１０は接触面４８から外れにくい。この点火コイル装置２では、リード１０が接触面４８から外れることが防止されている。この点火コイル装置２では、リード１０と高圧端子１２との接触不良が防止されている。

この点火コイル装置２では、接触面４８を凹陥した形状とすることで、リード１０と高圧端子１２との接触不良を防止している。この構造は簡易である。この点火コイル装置２では、簡易な構造でリード１０と高圧端子１２との接触不良が防止されている。

図３で示されるように、リード１０は、接触面４８の底面５０と接触するのが好ましい。このリード１０は、凹陥した形状の接触面４８の、深い位置まで入り込んでいる。このリード１０は、接触面４８から外れることが防止されている。この点火コイル装置２では、リード１０と高圧端子１２との接触不良が防止されている。

図３で示されるように、リード１０は、接触面４８の側面５２と接触するのが好ましい。リード１０が側面５２と接触することで、リード１０の動きを抑えることができる。このリード１０は、接触面４８から外れることが防止されている。この点火コイル装置２では、リード１０と高圧端子１２との接触不良が防止されている。

図３で示されるように、リード１０は、少なくとも２箇所で接触面４８と接触するのが好ましい。このようにすることで、より効果的にリード１０の動きが抑えられる。このリード１０は、接触面４８から外れることが防止されている。この点火コイル装置２では、リード１０と高圧端子１２との接触不良が防止されている。さらにこのようにすることで、リード１０と高圧端子１２との接触面積を大きくできる。リード１０と高圧端子１２との接触抵抗が低減できる。これにより、抵抗器１４の電気ノイズの防止機能の低下が防止される。この点火コイル装置２では、点火プラグでの放電による電気ノイズが効果的に抑えられている。

図３で示されるように、リード１０は屈曲部３８を備え、この屈曲部３８が底面５０と接触するのが好ましい。リード１０が屈曲部３８を備えることで、リード１０には、コイルアセンブリ６側の部分である第一部４０と、先端側の部分である第二部４２とが形成される。屈曲部３８が接触面４８の深い位置まで入り込むことで、第一部４０又は第二部４２も接触面４８と接触させることができる。このリード１０は、複数箇所で接触面４８と接触しうる。このリード１０は、接触面４８から外れることが防止されている。この点火コイル装置２では、リード１０と高圧端子１２との接触不良が防止されている。さらにこのようにすることで、リード１０と高圧端子１２との接触面積を大きくできる。リード１０と高圧端子１２との接触抵抗が低減できる。

図３で示されるように、高圧端子１２は、柱部４４と鍔部４６とを備えるのが好ましい。柱部４４を胴部１８側からタワー部２４に嵌め込み、鍔部４６を胴部１８の内部空間１９に位置させることで、この高圧端子１２は、ケース４に堅固に固定される。これは、点火コイル装置２の信頼性に寄与する。

図４（ａ）に、本発明の他の実施形態に係る点火コイル装置の、リード６０と高圧端子６２の接触面６４との接触の状態が示されている。この実施形態では、リード６０の屈曲部６６が接触面６４の底面６８と接触し、リード６０の第二部７２が接触面６４の側面７０の端と接触している。リード６０は、２箇所で接触面６４と接触している。このようにすることで、リード６０の動きが抑えられる。このリード６０は、接触面６４から外れることが防止されている。この点火コイル装置では、リード６０と高圧端子６２との接触不良が防止されている。さらにこのようにすることで、リード６０と高圧端子６２との接触面積を大きくできる。リード６０と高圧端子６２との接触抵抗が、低減できる。

図４（ｂ）に、本発明のさらに他の実施形態に係る点火コイル装置の、リード８０と高圧端子８２の接触面８４との接触の状態が示されている。この実施形態では、リード８０の屈曲部８６が接触面８４の底面８８と接触し、リード８０の第一部９０及び第二部９２が、それぞれ接触面８４の側面８９の端と接触している。リード８０は、３箇所で接触面８４と接触している。このようにすることで、さらに効果的にリード８０の動きが抑えられる。このリード８０は、接触面８４から外れることが防止されている。この点火コイル装置では、リード８０と高圧端子８２との接触不良が防止されている。さらにこのようにすることで、リード８０と高圧端子８２との接触面積をさらに大きくできる。リード８０と高圧端子８２との接触抵抗が、さらに低減できる。

図５（ａ）に、本発明のさらに他の実施形態に係る点火コイル装置の高圧端子１００が示されている。この実施形態では、接触面１０２の底面１０４は、コイルアセンブリ側と反対方向に突出するテーパー状を呈している。底面１０４のコイルアセンブリ側の端は、柱部１０６のコイルアセンブリ側の端まで延びている。すなわち、この接触面１０２は側面を備えない。この点火コイル装置では、接触面１０２がテーパー状を呈しているため、リードが接触面１０２から外れることが防止されている。この点火コイル装置では、リードと高圧端子１００との接触不良が防止されている。

図示されないが、図５（ａ）で示された断面において、屈曲部、第一部及び第二部で構成されるリードの屈曲した部分の形状が、上記テーパー状の底面１０４の形状と対応しているのが好ましい。これにより、第一部及び第二部のそれぞれが、底面１０４と「線」で接触しうる。このようにすることで、このリードが接触面８４から外れることが、さらに効果的に防止されている。このようにすることで、リードと高圧端子１００との接触面積をさらに大きくできる。リードと高圧端子１００との接触抵抗が、さらに低減できる。

図５（ｂ）に、本発明のさらに他の実施形態に係る点火コイル装置の高圧端子１１０が示されている。この実施形態では、接触面１１２は、底面１１４と側面１１６とを備える。底面１１４は、コイルアセンブリ側と反対方向に突出するテーパー状を呈している。接触面１１２が側面１１６を備え、さらに底面１１４がテーパー状を呈しているため、リードが接触面１１２から外れることがより効果的に防止されている。この点火コイル装置では、リードと高圧端子１１０との接触不良が防止されている。

図示されないが、リードが複数の屈曲部を有し、これにより、図５（ｂ）で示された断面において、リードの屈曲した部分の形状が、接触面１１２の形状と対応しているのが好ましい。これにより、リードが、接触面１１２と「線」で接触しうる。このようにすることで、このリードが接触面８４から外れることが、さらに効果的に防止されている。このようにすることで、リードと高圧端子１１０との接触面積をさらに大きくできる。リードと高圧端子１１０との接触抵抗が、さらに低減できる。

図５（ｃ）に、本発明のさらに他の実施形態に係る点火コイル装置の高圧端子１２０が示されている。この実施形態では、この断面において、接触面１２２は台形状である。接触面１２２は、底面１２４と側面１２６とを備える。底面１２４は、平面状である。側面１２６は、その底面１２４側の端からコイルアセンブリ側の端に向けて、この柱部１２８の外周面方向に傾斜している。この接触面１２２の形状により、リードが接触面１２２から外れることが防止されている。この点火コイル装置では、リードと高圧端子１２０との接触不良が防止されている。

接触面の形状は、上記の実施例で示された形状に限られない。例えば図５で示された高圧端子の断面において、接触面が円弧状であってもよい。接触面が多角形状であってもよい。

以上説明されたとおり、本発明によれば、簡易な構造でリードと高圧端子との接触不良が防止された、点火コイル装置が得られる。このことから、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された点火コイル装置は、種々の内燃機関に使用される。

２・・・点火コイル装置
４・・・ケース
６・・・コイルアセンブリ
１０、６０、８０・・・リード
１２、６２、８２、１００、１１０、１２０・・・高圧端子
１４・・・抵抗器
１６・・・充填体
１８・・・胴部
２０・・・コネクタ部
２２・・・フランジ部
２４・・・タワー部
２６・・・コネクタ端子
３０・・・鉄心
３２・・・一次コイル
３４・・・二次コイル
３６・・・出力端子
３８、６６、８６・・・屈曲部
４０、７２、９０・・・第一部
４０、９２・・・第二部
４４、１２６・・・柱部
４６・・・鍔部
４８、６４、８４、１０２、１１２、１２２・・・接触面
５０、６８、８８、１０４、１１４、１２４・・・底面
５２、７０、８９、１１６、１２６・・・側面

Claims (9)

1. 一次コイル及び二次コイルを備えるコイルアセンブリ、前記二次コイルと電気的に接続されているリード、前記リードと電気的に接続されている高圧端子、並びに前記コイルアセンブリと前記リードと前記高圧端子とを収容するケースを備えており、
   前記高圧端子が、凹陥した形状の接触面を備えており、
   前記リードが、前記接触面と接触する、内燃機関用の点火コイル装置。
2. 抵抗器をさらに備えており、この抵抗器が前記高圧端子を介して前記コイルアセンブリと電気的に接続されている、請求項１に記載の点火コイル装置。
3. 前記接触面が、平面状の底面を備えており、
   前記リードが、前記底面と接触している、請求項１又は２に記載の点火コイル装置。
4. 前記接触面が、テーパー状を呈する底面を備えており、
   前記リードが、前記底面と接触している、請求項１又は２に記載の点火コイル装置。
5. 前記接触面が側面を備えており、
   前記リードが、前記側面と接触している、請求項１から４のいずれかに記載の点火コイル装置。
6. 前記リードが屈曲部を備えており、
   この屈曲部が前記接触面と接触している、請求項１から５のいずれかに記載の点火コイル装置。
7. 前記リードが、少なくとも２箇所で前記接触面と接触している、請求項１から６のいずれかに記載の点火コイル装置。
8. 前記高圧端子が、前記接触面を備える柱部と、この柱部の前記接触面側の端に位置する鍔部とを備えている請求項１から７のいずれかに記載の点火コイル装置。
9. 前記ケースが、前記コイルアセンブリ及び前記リードを収容する胴部と、この胴部から突出した筒状のタワー部とを備えており、
   前記高圧端子が、前記胴部の内部空間と、前記タワー部の内部空間との間において、これらの内部空間を隔てている、請求項１から８のいずれかに記載の点火コイル装置。

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