JP2023060454A - 点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】低コストであると共に、リード端子が二次ボビンから剥離したり、二次ボビンにクラックが発生したりすることを抑制することができる点火コイルを提供する。【解決手段】センターコア３と、このセンターコアの外周に配置された一次コイル４と、この一次コイルの外周に配置された二次コイル５と、二次コイルに電気的に接続された出力端子８とを備えた点火コイル１であって、二次コイルは外周側に複数のフランジを備えた筒状の二次ボビン５１と、この二次ボビンに巻き回された二次導線５２と、この二次導線に一方の端部が電気的に接続され他方の端部が出力端子に電気的に接続された長尺板状の二次リード端子５３とを有しており、二次リード端子はフランジの間にフランジの側面と面接触せずに配置されている。【選択図】図１

Description

本願は、点火コイルに関する。

自動車のエンジンに代表される内燃機関には、点火プラグに高電圧を印加する点火コイルが備えられている。点火コイルは、四角柱状のセンターコアと、センターコアの外周側に配置された一次コイルと、一次コイルの外周側に配置された二次コイルと、センターコアの両端に配置されたサイドコアとを備えている。点火コイルはこれらの部品で構成されたトランスである。サイドコアは、二次コイルの外側に配置されている。これらの部品はコネクタモジュールおよび出力端子と電気的に接続された後に、コネクタモジュールおよび出力端子と共に絶縁樹脂で固められてケース内に固定される。コネクタモジュールは、車両ハーネスと接続するための接続コネクタを有する。出力端子は、スプリングを介して内燃機関の点火プラグに接続される。

一般にセンターコアおよびサイドコアは、積層された電磁鋼板で構成されている。絶縁樹脂としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられる。二次コイルは、筒状の二次ボビンと、この二次ボビンに巻き回された二次導線とを備えている。出力端子は、二次導線と電気的に接続されている。点火コイルにおいては、絶縁樹脂で固められてケース内に固定されるときに出力端子と二次導線との接続を確実に行うことが重要である。この課題に対応するために、出力端子側のリード端子と二次導線側のリード端子とをそれぞれ備え、互いに嵌め合わせることができるようにそれぞれのリード端子が屈曲された点火コイルが開示されている。この点火コイルにおいては、二次導線側のリード端子の屈曲部が二次ボビンに圧入されており、組み立てのときにこの二次導線側のリード端子の屈曲部に出力端子側のリード端子の屈曲部を嵌め合わせることで、出力端子と二次導線との電気的な接続を確保している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８－２１７９４号公報

しかしながら、従来の点火コイルにおいては出力端子側のリード端子と二次導線側のリード端子との２つのリード端子が必要となるため、部品点数が多く高コストになるという問題がある。また、内燃機関の温度変化は大きく、内燃機関の温度変化の繰り返しで点火コイルのリード端子は熱膨張と熱収縮とを繰り返すことになる。従来の点火コイルにおいては二次導線側のリード端子の屈曲部が二次ボビンに圧入されているため、リード端子の熱膨張と熱収縮との繰り返しによってリード端子が二次ボビンから剥離したり、二次ボビンにクラックが発生したりするという問題がある。

本願は、上述の課題を解決するためになされたもので、低コストであると共に、リード端子が二次ボビンから剥離したり、二次ボビンにクラックが発生したりすることを抑制することができる点火コイルを提供することを目的とする。

本願の点火コイルは、センターコアと、このセンターコアの外周に配置された一次コイルと、この一次コイルの外周に配置された二次コイルと、二次コイルに電気的に接続された出力端子とを備えている。そして、二次コイルは外周側に複数のフランジを備えた筒状の二次ボビンと、この二次ボビンに巻き回された二次導線と、この二次導線に一方の端部が電気的に接続され他方の端部が出力端子に電気的に接続された長尺板状の二次リード端子とを有しており、二次リード端子はフランジの間にフランジの側面と面接触せずに配置されている。

本願の点火コイルにおいては、二次コイルが外周側に複数のフランジを備えた筒状の二次ボビンと、この二次ボビンに巻き回された二次導線と、この二次導線に一方の端部が電気的に接続され他方の端部が出力端子に電気的に接続された長尺板状の二次リード端子とを有しており、二次リード端子はフランジの間にフランジの側面と面接触せずに配置されているので、低コストであると共に、二次リード端子が二次ボビンから剥離したり、二次ボビンにクラックが発生したりすることを抑制することができる。

実施の形態１に係る点火コイルの断面図である。 実施の形態１に係る点火コイルの拡大断面図である。 実施の形態１における二次リード端子の斜視図である。 実施の形態１における二次ボビンの側面図である。 実施の形態１における二次ボビンの側面図である。 実施の形態１における二次ボビンの側面図である。 実施の形態１における二次コイルの側面図である。 実施の形態１における二次コイルの底面図である。 実施の形態１における二次コイルの拡大図である。 実施の形態３における二次コイルの側面図である。 実施の形態３における二次コイルの側面図である。 実施の形態３における二次コイルの拡大図である。

以下、本願を実施するための実施の形態に係る点火コイルについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一もしくは相当部分を示している。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る点火コイルの断面図である。本実施の形態の点火コイル１は、コネクタモジュール２と、四角柱状のセンターコア３と、このセンターコア３の外周に配置された一次コイル４と、この一次コイル４の外周に配置された二次コイル５と、センターコア３の両端に配置されたサイドコア６と、センターコア３の一方の端部に配置されたマグネット７と、出力端子８とを備えている。サイドコア６の外側にはコアカバー９が配置されている。コネクタモジュール２は、イグナイター２１とコネクタ端子２２とを備えている。一次コイル４は、筒状の一次ボビン４１と、この一次ボビン４１を介してセンターコア３の周りに巻き回された一次導線４２とで構成されている。二次コイル５は、筒状の二次ボビン５１と、この二次ボビン５１を介して一次コイル４の周りに巻き回された二次導線５２と、この二次導線５２と出力端子８とを電気的に接続する二次リード端子５３とで構成されている。二次ボビン５１は外周側に複数のフランジを備えており、二次導線５２はこのフランジの間で二次ボビン５１に巻き回されている。これらの構成部品は、ケース１０の内部に絶縁樹脂１１で固定されている。ただし、コネクタモジュールのコネクタ端子２２と出力端子８の一方の端部とはケース１０の外部に露出されている。

センターコア３およびサイドコア６は、例えば積層された電磁鋼板で構成されている。一次導線４２および二次導線５２は、例えば銅線で構成されている。一次ボビン４１および二次ボビン５１は、樹脂で構成されている。二次リード端子５３は、例えば黄銅、鉄、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属で構成されている。マグネット７は、一次コイル４の通電によって発生する磁束の方向と逆方向に着磁されている。サイドコア６は、センターコア３およびマグネット７と共同して閉磁路を形成するようにＯ字型またはＣ字型の形状を有している。コアカバー９は、サイドコア６の少なくとも一部を覆うように構成されており、サイドコア６とインサート成形されるかまたはサイドコア６とは別部品として成形される。イグナイター２１は、一次コイル４への通電および遮断を行うスイッチング制御回路を備えている。コネクタ端子２２は、エンジンハーネスに締結される。絶縁樹脂１１は、例えば熱硬化性のエポキシ樹脂である。

図２は、図１のＡで示す部分の拡大断面図である。二次ボビン５１は、外周側に突出した複数のフランジ５１１を備えている。二次リード端子５３は、板状の部材で構成されている。フランジ５１１同士の間隔は、板状の二次リード端子５３の厚さよりも大きく設定されている。そして、二次リード端子５３は、フランジ５１１の間にフランジ５１１の側面に面接触せずに配置されている。

図３は、本実施の形態における二次リード端子の斜視図である。図３に示すように、二次リード端子５３は長尺板状の部材でプレス加工によって一体形成されている。二次リード端子５３の一方の端部は、出力端子８と電気的に接続される伝達部５３１である。伝達部５３１は、出力端子８が挿入されて電気的に接続される構造となっている。二次リード端子５３の他方の端部は、二次導線５２と電気的に接続される接続部５３２である。接続部５３２は、二次導線５２が巻き付けられる構造となっている。伝達部５３１と接続部５３２とは、連結部５３３で連結されている。

図４は、本実施の形態における二次ボビンの側面図である。二次ボビン５１には外周側に複数のフランジ５１１が設けられている。フランジ５１１同士の間隔は、板状の二次リード端子５３の厚さよりも大きく設定されている。図４において、二次ボビン５１の最も右側のフランジ５１１とその左側のフランジ５１１との間に二次リード端子５３の連結部５３３が配置される。それ以外のフランジ５１１同士の間には二次導線が巻かれる。

図５は、図４の一点破線の位置において矢印Ｂの方向から見た二次ボビンの側面図である。図６は、図４の一点破線の位置において矢印Ｃの方向から見た二次ボビンの側面図である。図４の一点破線の示す位置は、二次リード端子５３の連結部５３３がフランジ５１１の間に配置される位置である。図５および図６に示すように、二次リード端子５３と対向するフランジ５１１の面には、断面が三角形のリブ５１２が形成されている。フランジ５１１の間に配置される二次リード端子５３の連結部５３３は、このリブ５１２で挟み込まれて固定される。なお、樹脂で構成された二次ボビンは、通常金型成形で製造される。そのため、リブの長手方向は、金型の型割り方向と平行であることが好ましい。

図７は、本実施の形態における二次コイル側面図である。図８は、二次コイルの底面図である。図７および図８に示すように、二次コイル５においては、二次ボビン５１のフランジ５１１の間に二次導線５２が巻かれている。二次リード端子５３は、二次ボビン５１の最も右側のフランジ５１１とその左側のフランジ５１１との間にその連結部５３３が配置される。二次リード端子５３の接続部５３２には二次導線５２の端部が巻き付けられている。図９は、図８のＤで示す部分の拡大断面図である。図９に示すように、二次リード端子５３の連結部５３３がフランジ５１１の間に配置されており、リブ５１２で挟まれている。リブ５１２は断面が三角形である。そのため、二次リード端子５３の連結部５３３は、フランジ５１１と線接触しているが、フランジ５１１とは面接触していない。このことから、リブ５１２は線状突起と言い換えることもできる。

このように構成された点火コイルにおいては、二次リード端子５３がフランジ５１１の間にフランジ５１１の側面に面接触せずに配置されている。そのため、本実施の形態の点火コイルは、内燃機関の温度変化の繰り返しで二次リード端子５３が熱膨張と熱収縮とを繰り返しても、二次リード端子５３は二次ボビン５１から離れているので、二次リード端子５３が二次ボビン５１から剥離したり、二次ボビン５１にクラックが発生したりすることを抑制することができる。

なお、本実施の形態においては、フランジの側面に断面が三角形のリブが形成されている。リブに代わる突起としては、二次リード端子に線接触する線状突起であればどのような形状の突起でもよい。また、本実施の形態においては、二次ボビンのフランジの側面にリブが形成されている。これに替えて、二次リード端子のフランジと対向する面にリブが形成されていてもよい。さらに、本実施の形態の点火コイルにおいて、出力端子として雑音防止抵抗素子を用いてもよい。

実施の形態２．
実施の形態１の点火コイルにおいては、二次ボビンのフランジの側面に線状突起が形成されており、二次リード端子をフランジに線接触させることで二次リード端子が固定されていた。実施の形態２の点火コイルにおいては、二次リード端子をフランジに点接触させることで二次リード端子が固定されるものである。

本実施の形態の点火コイルの構成は、実施の形態１の点火コイルの構成と同様である。本実施の形態の点火コイルは、実施の形態１の二次ボビンにおいて、フランジの側面に形成されたリブの替わりに円錐の突起が形成されている。そして、二次リード端子は、その連結部がフランジの間に配置されて円錐の突起で挟まれて固定される。そのため、二次リード端子の連結部は、フランジと点接触しているが、フランジとは面接触していない。このことから、円錐の突起は針状突起と言い換えることもできる。

このように構成された点火コイルにおいては、二次リード端子がフランジの間にフランジの側面に面接触せずに配置されている。そのため、本実施の形態の点火コイルは、内燃機関の温度変化の繰り返しで二次リード端子が熱膨張と熱収縮とを繰り返しても、二次リード端子が二次ボビン５１から剥離したり、二次ボビン５１にクラックが発生したりすることを抑制することができる。

なお、本実施の形態においては、フランジの側面に円錐の突起が形成されている。円錐の突起に代わる突起としては、二次リード端子に点接触する針状突起であればどのような形状の突起でもよい。また、本実施の形態においては、二次ボビンのフランジの側面に針状突起が形成されている。これに替えて、二次リード端子のフランジと対向する面に針状突起が形成されていてもよい。

実施の形態３．
図１０は、実施の形態３の点火コイルにおける二次コイルの側面図である。また、図１１は、図１０の一点破線の位置において矢印Ｅの方向から見た二次コイルの側面図である。さらに、図１２は、図１１のＦで示す部分の拡大断面図である。

本実施の形態の点火コイルの構成は、実施の形態１の点火コイルの構成と同様である。本実施の形態の点火コイルは、実施の形態１の点火コイルにおいて、二次ボビンの本体部と二次リード端子との間に間隔を設けたものである。本実施の形態の点火コイルにおいては、図１２に示すように、二次ボビン５１の本体部と二次リード端子５３とが対向する位置において、二次ボビン５１側に切り欠き部５１３が形成されている。また同じ位置において、二次リード端子５３側にも切り欠き部５３４が形成されている。

このように構成された点火コイルは、二次コイルが絶縁樹脂と共にケース内に固定されるときに、二次ボビンと二次リード端子との間に流動性を有する絶縁樹脂の充填経路が確保される。そのため、点火コイル製造時に流動性を有する絶縁樹脂が二次ボビンと二次リード端子との間に確実に充填される。その結果、硬化後の絶縁樹脂中にボイドなどが残らず、点火コイルの耐電圧特性が向上する。とくに図１２に示すように、リブ５１２が形成されている位置に切り欠き部を設けることで、リブ５１２の間にも確実に絶縁樹脂の充填経路を確保することができる。

なお、絶縁樹脂の充填経路を確保するためには、二次ボビン５１側の切り欠き部５１３および二次リード端子５３側の切り欠き部５３４のどちらか一方が形成されていればよい。

本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
したがって、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。

１ 点火コイル、２ コネクタモジュール、３ センターコア、４ 一次コイル、５ 二次コイル、６ サイドコア、７ マグネット、８ 出力端子、９ コアカバー、１０ ケース、２１ イグナイター、２２ コネクタ端子、４１ 一次ボビン、４２ 一次導線、５１ 二次ボビン、５２ 二次導線、５３ 二次リード端子、５１１ フランジ、５１２ リブ、５１３ 切り欠き部、５３１ 伝達部、５３２ 接続部、５３３ 連結部、５３４ 切り欠き部。

本願の点火コイルは、センターコアと、このセンターコアの外周に配置された一次コイルと、この一次コイルの外周に配置された二次コイルと、二次コイルに電気的に接続された出力端子とを備えている。そして、二次コイルは外周側に複数のフランジを備えた筒状の二次ボビンと、この二次ボビンに巻き回された二次導線と、この二次導線に一方の端部が電気的に接続され他方の端部が出力端子に電気的に接続された長尺板状の二次リード端子とを有しており、二次リード端子はフランジの間に配置されており、二次リード端子のフランジと対向する面およびフランジの側面の二次リード端子と対向する面の少なくとも一方の面には複数の線状突起が備えられており、二次リード端子とフランジとは線状突起を介して接触している。

本願の点火コイルにおいては、二次コイルが外周側に複数のフランジを備えた筒状の二次ボビンと、この二次ボビンに巻き回された二次導線と、この二次導線に一方の端部が電気的に接続され他方の端部が出力端子に電気的に接続された長尺板状の二次リード端子とを有しており、二次リード端子はフランジの間に配置されており、二次リード端子のフランジと対向する面およびフランジの側面の二次リード端子と対向する面の少なくとも一方の面には複数の線状突起が備えられており、二次リード端子とフランジとは線状突起を介して接触しているので、低コストであると共に、二次リード端子が二次ボビンから剥離したり、二次ボビンにクラックが発生したりすることを抑制することができる。

Claims (6)

1. センターコアと、
   このセンターコアの外周に配置された一次コイルと、
   この一次コイルの外周に配置された二次コイルと、
   前記二次コイルに電気的に接続された出力端子とを備えた点火コイルであって、
   前記二次コイルは外周側に複数のフランジを備えた筒状の二次ボビンと、この二次ボビンに巻き回された二次導線と、この二次導線に一方の端部が電気的に接続され他方の端部が前記出力端子に電気的に接続された長尺板状の二次リード端子とを有しており、前記二次リード端子は前記フランジの間に前記フランジの側面と面接触せずに配置されていることを特徴とする点火コイル。
2. 前記二次リード端子は、前記フランジの側面に線接触して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の点火コイル。
3. 前記二次リード端子および前記フランジの側面の少なくとも一方は、複数の線状突起を備えていることを特徴とする請求項２に記載の点火コイル。
4. 前記二次リード端子は、前記フランジの側面に点接触して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の点火コイル。
5. 前記二次リード端子および前記フランジの側面の少なくとも一方は、複数の針状突起を備えていることを特徴とする請求項４に記載の点火コイル。
6. 前記二次ボビンと前記二次リード端子とが対向する位置において、前記二次ボビンおよび前記二次リード端子の少なくとも一方に切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の点火コイル。

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