JP2023184307A - 点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】水の侵入が抑えられた気道を備える、点火コイルの提供。【解決手段】この点火コイル２は、一次コイル及び二次コイルを含むコイルアセンブリ４と、コイルアセンブリ４から下方に延びる筒状のブーツ１０と、を備える。ブーツ１０は、点火コイル２が内燃機関２０に装着されたとき、外部に露出する主部１８と、内燃機関２０のプラグホール３４に挿入される先端部２２と、主部１８と前記先端部２２との間に位置し主部１８の外径よりも大きな外径を有し外部とプラグホール３４とを遮断するシール部２４と、外部とプラグホール３４とを繋ぐ気道２８と、を備える。主部１８の外周面に、気道２８の第一開口４４が設けられている。【選択図】図２

Description

本明細書は、内燃機関の点火コイルを開示する。

内燃機関用の点火コイルは、高電圧を発するコイルを内蔵するコイルアセンブリ及びコイルアセンブリから下方に延びるブーツを備える。点火コイルが内燃機関に装着されたとき、ブーツの下側部分が内燃機関のプラグホールに挿入される。内燃機関及び周辺装置をできるだけコンパクトに構成するとの要求から、ブーツは途中で折り曲げられた形状を呈する場合がある。

内燃機関の使用時に、プラグホール内は高温となる。プラグホール内のエアが膨張し、プラグホール内の圧力が大きくなる。プラグホール内のエアを外部に排出するための空気穴を備える点火コイル装置が、特開２０１２－１９３６７０公報で開示されている。

特開２０１２－１９３６７０公報

車両に搭載されるエンジンのように、内燃機関は、雨水や洗浄水に曝されることがある。外部とプラグホール内とを繋ぐ空気穴（気道）を通して、これらの水がプラグホール内に侵入すると、正常な燃焼の妨げとなりうる。プラグホール内への水の侵入が抑えられた点火コイルが求められている。

本発明者の意図するところは、水の侵入が抑えられた気道を備える、点火コイルの提供にある。

一実施形態に係る内燃機関用の点火コイルは、一次コイル及び二次コイルを含むコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリから下方に延びる筒状のブーツとを備える。前記ブーツは、前記点火コイルが前記内燃機関に装着されたとき、外部に露出する主部と、前記内燃機関のプラグホールに挿入される先端部と、前記主部と前記先端部との間に位置し前記主部の外径よりも大きな外径を有し外部と前記プラグホールとを遮断するシール部と、外部と前記プラグホールとを繋ぐ気道と、を備える。前記主部の外周面に、前記気道の第一開口が設けられている。

この実施形態の点火コイルでは、ブーツは、内燃機関に装着されたとき外部と内燃機関のプラグホールとを繋ぐ、気道を有する。この気道の第一開口は、ブーツの主部の外周面に設けられている。主部より大きな外径を有するシール部上には、水が滞留し易い。第一開口を、シール部より上側に位置する主部の外周面に設けることで、気道への水の侵入が効果的に抑えられる。この点火コイルでは、気道への水の侵入が抑えられている。

図１は一実施形態に係る点火コイルが示された斜視図である。 図２は、図１の点火コイルが内燃機関に装着された状態が示された、部分断面図である。 図３は、図２の一部が拡大された、断面図である。 図４は、図１の点火コイルの一部が拡大された図である。 図５（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ他の実施形態に係る点火コイルの一部が拡大された図である。 図６は、さらに他の実施形態に係る点火コイルが示された斜視図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態が詳細に説明される。

図１は、一実施形態に係る点火コイル２が示された斜視図である。図１において、矢印Ｘはこの点火コイル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２の上方を表す。この逆が下方である。この点火コイル２は内燃機関用である。典型的な内燃機関としては、自動車等の移動体用のエンジンが挙げられる。この点火コイル２は、コイルアセンブリ４、コネクタ部６、フランジ部８及びブーツ１０を備える。図１ではブーツ１０で隠れて見えないが、この点火コイル２は、出力部をさらに備えている。

コイルアセンブリ４は、図示されない一次コイル、二次コイル及び鉄芯と、これらを収容するケースとを備える。鉄芯の周りにワイヤを巻きまわすことで一次コイルが形成され、一次コイルの外側にワイヤを巻き回すことで二次コイルが形成されている。二次コイルのワイヤの巻き数は、一次コイルのワイヤの巻き数より大幅に大きい。これにより、一次コイルの電流を変化させることで、二次コイルに高電圧が発生する。

コネクタ部６は、コイルアセンブリ４の上辺の前方に位置している。この実施形態では、コネクタ部６は上方に向けて延びている。図示されないが、コネクタ部６は、外部からの信号が入力される外部端子を有する。外部端子に入力された信号により、点火コイル２の動作が制御されている。

フランジ部８はコイルアセンブリ４の右側面から突出している。フランジ部８は、コイルアセンブリ４のケースと、一体として形成されている。フランジ部８には、上下に貫通する取付孔１２が設けられている。点火コイル２が内燃機関に装着されたとき、ボルトが、フランジ部８の取付孔１２に通される。このボルトにより、点火コイル２は内燃機関に固定されている。

この実施形態では、コネクタ部６はコイルアセンブリ４の上辺に位置し、フランジ部８は、コイルアセンブリ４の右面に位置している。コネクタ部６とフランジ部８との位置関係は、この関係に限られない。例えば、コネクタ部６とフランジ部８とが、コイルアセンブリ４の互いに対向する面に沿って配置されていてもよい。

ブーツ１０で隠れて見えないが、出力部は、コイルアセンブリ４の下方に位置している。出力部は、コイルアセンブリ４から下方に延びる筒状を呈している。出力部は、二次コイルの出力が接続される、抵抗を内蔵している。二次コイルで発生した高電圧は、この抵抗及びブーツ１０内に位置するスプリング１４（図２参照）を介して、内燃機関に装着された点火プラグ１６（図２参照）に供給される。

ブーツ１０は、コイルアセンブリ４の下方に位置している。ブーツ１０は、コイルアセンブリ４から下方に延びている。ブーツ１０は、出力部の周りを覆いつつ、出力部からさに下方に延びている。図１で示されるように、ブーツ１０は途中で折れ曲がっている。このブーツ１０は、屈曲ブーツ１０である。ブーツ１０の好ましい材質として、シリコーンゴムが例示される。

図２は、点火コイル２が内燃機関２０に装着された状態が示された、部分断面図である。この図には、点火プラグ１６及びスプリング１４も示されている。ブーツ１０は、上面から下面まで貫通する孔を有する。ブーツ１０は、筒状である。図２で示されるように、ブーツ１０の内部に、スプリング１４が位置している。スプリング１４は、出力部の抵抗と、点火プラグ１６とを電気的に接続している。ブーツ１０は、主部１８と、先端部２２と、シール部２４と、ガード２６と、気道２８とを備える。

主部１８は、コイルアセンブリ４から下方に延びている。点火コイル２が内燃機関２０に装着されたとき、主部１８は外部に露出している。図２に示されるように、主部１８は折れ曲がった形状を呈している。この折れ曲がりにより、主部１８には、コイルアセンブリ４から下方に延びる第一部３０と、第一部３０に連続して延びる第二部３２とが形成されている。第二部３２は、上下方向に対して傾斜している。

図２において、一点鎖線Ｌ１は第一部３０の中心線を表し、一点鎖線Ｌ２は第二部３２の中心線を表す。中心線Ｌ２は、先端部２２及びシール部２４の中心線でもある。すなわち、先端部２２及びシール部２４はいずれも上下方向に対して傾斜しており、先端部２２及びシール部２４の上下方向に対する傾斜角度は、第二部３２のそれと同じである。図２において、符号θは、中心線Ｌ２が上下方向となす角度を表す。

図３は、図２の一部が拡大されて示されている。先端部２２は、ブーツ１０の下端部分を構成する。先端部２２は筒状である。図３に示されるように、点火コイル２が内燃機関２０に装着されたとき、先端部２２は、内燃機関２０のプラグホール３４に挿入される。先端部２２の下端の開口から、点火プラグ１６が挿入されている。

シール部２４は、主部１８と先端部２２との間に位置している。図３で示されるように、シール部２４は、筒状の胴部３６と胴部３６から突出した突起部３８を備える。図１に示されるように、突起部３８は、胴部３６の周方向に延びている。突起部３８は、リング状を呈する。図３で示されるように、周方向に垂直な断面において、突起部３８は、中心線Ｌ２に対して傾斜している。突起部３８は、中心線Ｌ２から離れるにつれて下側に向かうように傾斜している。突起部３８の外径（すなわち、シール部２４の外径）は、主部１８の外径より大きい。突起部３８の外径は、プラグホール３４の開口の内径より大きい。

図３で示されるように、内燃機関２０は、プラグホール３４の開口が位置する取付け面４０と、プラグホール３４の開口を囲む側壁４２とを有する。突起部３８の先端は、取付け面４０と側壁４２との角に押しつけられている。これにより、プラグホール３４は、外部と遮断されている。

ガード２６は、主部１８の外周面から突出している。ガード２６は、第二部３２の外周面から突出している。図１に示されるように、この実施形態では、ガード２６は周方向に延びている。ガード２６は、リング状を呈する。図３で示されるように、周方向に垂直な断面において、ガード２６は、中心線Ｌ２に対して傾斜している。ガード２６は、中心線Ｌ２から離れるにつれて下側に向かうように傾斜している。

図４は、ガード２６及びシール部２４の近辺を、図２の矢印Ａの方向から見た図である。方向Ａは、中心線Ｌ２に垂直な方向である。図３及び４で示されるように、第二部３２の外周面に、気道２８の第一開口４４が設けられている。第一開口４４は、ガード２６とシール部２４との間に位置している。図３で示されるように、この実施形態では、気道２８は、引き出し部４６と貫通部４８とを備える。引き出し部４６は、第一開口４４から中心線Ｌ２に向う方向に延びている。貫通部４８は、引き出し部４６の端から、中心線Ｌ２に沿って、先端部２２の底面まで延びている。先端部２２の底面に、気道２８の第二開口５０が設けられている。第二開口５０は、プラグホール３４に露出している。すなわちこの気道２８は、外部とプラグホール３４とを繋いでいる。図３で示されるように、この実施形態では、二つの気道２８が設けられている。気道２８の数は、二つに限られない。気道２８の数は一つでもよい。三つ以上の気道２８が設けられていてもよい。

以下では本実施形態の、作用効果が説明される。

この実施形態の点火コイル２では、内燃機関２０に装着されたとき、ブーツ１０は、外部と内燃機関２０のプラグホール３４とを繋ぐ気道２８を有する。この気道２８の第一開口４４は、ブーツ１０の主部１８の外周面に設けられている。主部１８より大きな外径を有するシール部２４上には、水が滞留し易い。第一開口４４を、シール部２４より上側に位置する主部１８の外周面に設けることで、気道２８への水の侵入が効果的に抑えられる。この点火コイル２では、気道２８への水の侵入が抑えられている。

この実施形態では、主部１８の外周面において主部１８から突出したガード２６が設けられている。第一開口４４は、ガード２６と、シール部２４との間に設けられている。ガード２６は、気道２８への水の侵入を効果的に防止する。この点火コイル２では、気道２８への水の侵入が抑えられている。

第一開口４４は、主部１８の第二部３２に設けられているのが好ましい。第二部３２は第一部３０より先端部２２に近いため、気道２８の長さを短くできる。これは、気道２８の形成を容易にする。また、第二部３２から先端部２２まではブーツ１０に折れ曲がりがないため、気道２８の貫通部４８は折れ曲がりなしに実現できる。これは、気道２８の形成を容易にするとともに、気道２８を通した効果的な放熱に寄与する。

図３において、符号Ｓは、傾斜したシール部２４の上端を表す。符号Ｍは、上端Ｓを通り、水平方向に延びる仮想線である。図３で示されるように、二つの第一開口４４は、いずれも仮想線Ｍより上方に位置している。このように、第一開口４４は、仮想線Ｍよりも上方に位置するのが好ましい。すなわち、第一開口４４は、傾斜したシール部２４の上端Ｓよりも上方に位置するのが好ましい。外部からの水は、シール部２４の突起部３８の上面側に滞留し易い。滞留した水の上面は、仮想線Ｍの近辺まで達することが起こりうる。第一開口４４をシール部２４の上端Ｓよりも上方に位置させることで、気道２８への水の侵入が効果的に抑えられる。

図３において、両矢印Ｅは、第一開口４４の下端と、仮想線Ｍとの上下方向距離を表す。距離Ｅは、２ｍｍ以上が好ましい。距離Ｅを２ｍｍ以上とすることで、気道２８への水の侵入がより効果的に抑えられる。この観点から、距離Ｅは３ｍｍ以上がより好ましい。

図３において、直線Ｇは、ガード２６の先端を通る、中心線Ｌ２に垂直な仮想線である。第一開口４４は、少なくともその一部が仮想線Ｇより下側に位置するのが好ましい。第一開口４４の少なくとも一部を仮想線Ｇより下側に位置させることで、気道２８の引き出し部４６の形成の際に、ガード２６が邪魔になりにくい。この点火コイル２では、気道２８が容易に形成できる。この観点から、第一開口４４の全体が仮想線Ｇより下側に位置するのがより好ましい。

図３において、両矢印Ｄは、中心線Ｌ２の方向に沿って計測した、第一開口４４の中心と直線Ｇとの距離を表す。両矢印Ｈは、仮想線Ｇの方向に沿って計測した、ガード２６の高さを表す。距離Ｄは、高さＨ以下が好ましい。距離Ｄを高さＨ以下とすることで、このガード２６は気道２８への水の侵入をより効果的に防止する。この観点から、距離Ｄは、高さＨの８０％以下がより好ましく、５０％以下がさらに好ましく、３０％以下がさらに好ましい。

この実施形態では、ガード２６は周方向に延びるリング状である。ガード２６をリング状とすることで、このガード２６は、多くの方向から飛来する水に対して、気道２８へ侵入を防止することができる。

図５（Ａ）は、他の実施形態に係る点火コイル６０の一部が示されている。この図は、点火コイル６０を図２の方向Ａから見た図に対応する。この図では、シール部６６及びガード６４の周辺が示されている。図で示されるように、第一開口６２は、ガード６４の下側に位置する。この実施形態では、ガード６４は、周方向に連続して延びていない。ガード６４は、途中で途切れている。このガード６４は、リング状ではなく、円弧状である。第二部６８の周方向において、このガード６４の中心の位置は、第一開口６２の中心の位置と一致している。この点火コイル６０は、ガード６４の形状以外は、図１の点火コイル６０と同じである。

この点火コイル６０では、第一開口６２の上方にガード６４が位置する。このガード６４により、気道への水の侵入が抑えられている。このガード６４は円弧状であるため、リング状のガード６４に比べて、軽量化と材料費の削減が実現できる。

図５（Ｂ）は、さらに他の実施形態に係る点火コイル７０の一部が示されている。この図は、点火コイル７０を図２の方向Ａから見た図に対応する。この図では、シール部７２及びガード７４の周辺が示されている。この点火コイル７０では、ガード７４は、図５（Ａ）で示されたガード６４と比べて、周方向の両端に側壁部７６をさらに備えている。この点火コイル７０は、ガード７４の形状以外は、図１の点火コイル２と同じである。

この点火コイル７０では、ガード７４が側壁部７６を備えているため、このガード７４は、第一開口７８の上側からだけでなく、側面側から飛来する水に対して、気道へ侵入を防止することができる。この点火コイル７０では、気道への水の侵入が効果的に抑えられている。

ガードの形状は、上記で説明されたものに限られない。例えばガードは、第一開口を囲うリング状であってもよい。ガードは、これらとは異なる形状を呈していてもよい。ガードは、第一開口に上方から水が侵入するのを防止できる形状であればよい。

図６は、さらに他の実施形態に係る点火コイル８０が示されている。図６に示されるように、この点火コイル８０は、コイルアセンブリ８２、コネクタ部８４、フランジ部８６及びブーツ８８を備える。図６ではブーツ８８で隠れて見えないが、この点火コイル８０は、出力部をさらに備えている。この点火コイル８０では、コイルアセンブリ８２、コネクタ部８４、フランジ部８６及び出力部は、図１の点火コイル２のこれらと同じである。

ブーツ８８は、コイルアセンブリ８２の下方に位置している。ブーツ８８は、コイルアセンブリ８２から下方に延びている。ブーツ８８は、出力部の周りを覆いつつ、出力部からさに下方に延びている。ブーツ８８の好ましい材質として、シリコーンゴムが例示される。

この実施形態では、ブーツ８８は、折り曲げ可能に形成されている。換言すれば、ブーツ８８は、折り曲げ可能な程度の弾性を有している。図６で示されるように、外部から力が付加されない状態では、ブーツ８８は直線状に延びている。ブーツ８８は途中で折れ曲がっていない。このブーツ８８は、直線状ブーツ８８である。このブーツ８８に折り曲げる方向に力を負荷すると、ブーツ８８の主部９０は、所定の位置で折れ曲がる。このブーツ８８には、図２で示されたブーツ１０と同様に、第一部と第二部とが形成される。このブーツ８８は、屈曲ブーツ８８として使用できる。このブーツ８８は、第二部の中心線と上下方向とがなす角度が図２のθとなるように折り曲げられたとき、図１－４で示されたブーツ１０と同じ構造となる。このブーツ８８は、折り曲げ可能に形成されていることの他は、図１の点火コイル２のブーツ１０と同じである。

この点火コイル８０では、形成時にブーツ８８は直線状である。このブーツ８８を形成するための金型は、簡易な構造になる。これは、点火コイル８０の製造コストの低減に寄与する。

この点火コイル８０では、ブーツ８８は直線状及び折れ曲がった形状のいずれにもなりうる。第二部の傾斜角度は、任意に調整できる。このため、この点火コイル８０は、様々な内燃機関に取り付けが可能である。これは、点火コイル８０のコストの低減に寄与する。

以上説明されたとおり、本実施形態によれば、点火コイルの気道への、水の侵入が抑えられている。このことから、本実施形態の優位性は明らかである。

［開示項目］
以下の項目は、好ましい実施形態の開示である。

［項目１］
内燃機関用の点火コイルであって、
一次コイル及び二次コイルを含むコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリから下方に延びる筒状のブーツと、を備え、
前記ブーツが、前記点火コイルが前記内燃機関に装着されたとき、外部に露出する主部と、前記内燃機関のプラグホールに挿入される先端部と、前記主部と前記先端部との間に位置し前記主部の外径よりも大きな外径を有し外部と前記プラグホールとを遮断するシール部と、外部と前記プラグホールとを繋ぐ気道と、を備え、
前記主部の外周面に、前記気道の第一開口が設けられている、点火コイル。

［項目２］
前記先端部の底面に、前記気道の第二開口が設けられている、項目１に記載の点火コイル。

［項目３］
前記ブーツが、前記主部の外周面から突出するガードをさらに備え、
前記第一開口が、前記ガードと前記シール部との間に位置している、項目１又は２に記載の点火コイル。

［項目４］
前記主部が折れ曲がった形状を呈しており、これにより前記主部に、前記コイルアセンブリから延びる第一部と、前記第一部に連続し上下方向に対して傾斜して前記シール部まで延びる第二部とが形成されており、
前記第一開口が、前記第二部に設けられている、項目１から３のいずれかに記載の点火コイル。

［項目５］
前記第二部の傾斜により、前記シール部が上下方向に対して傾斜しており、
前記第一開口が、前記傾斜したシール部の上端よりも上方に位置する、項目４に記載の点火コイル。

［項目６］
前記主部が、直線状及び折れ曲がった形状のいずれにもなりうるように、折り曲げ可能に形成されている、項目１から３のいずれかに記載の点火コイル。

以上説明された点火コイルは、種々の内燃機関に使用される。

２、６０、７０、８０・・・点火コイル
４、８２・・・コイルアセンブリ
６、８４・・・コネクタ部
８、８６・・・フランジ部
１０、８８・・・ブーツ
１２・・・取付孔
１４・・・スプリング
１６・・・点火プラグ
１８、９０・・・主部
２０・・・内燃機関
２２・・・先端部
２４、６６、７２・・・シール部
２６、６４、７４・・・ガード
２８・・・気道
３０・・・第一部
３２、６８・・・第二部
３４・・・プラグホール
３６・・・胴部
３８・・・突起部
４４、６２、７８・・・第一開口
４６・・・引き出し部
４８・・・貫通部
５０・・・第二開口
７６・・・側壁部

Claims (6)

1. 内燃機関用の点火コイルであって、
   一次コイル及び二次コイルを含むコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリから下方に延びる筒状のブーツと、を備え、
   前記ブーツが、前記点火コイルが前記内燃機関に装着されたとき、外部に露出する主部と、前記内燃機関のプラグホールに挿入される先端部と、前記主部と前記先端部との間に位置し前記主部の外径よりも大きな外径を有し外部と前記プラグホールとを遮断するシール部と、外部と前記プラグホールとを繋ぐ気道と、を備え、
   前記主部の外周面に、前記気道の第一開口が設けられている、点火コイル。
2. 前記先端部の底面に、前記気道の第二開口が設けられている、請求項１に記載の点火コイル。
3. 前記ブーツが、前記主部の外周面から突出するガードをさらに備え、
   前記第一開口が、前記ガードと前記シール部との間に位置している、請求項１又は２に記載の点火コイル。
4. 前記主部が折れ曲がった形状を呈しており、これにより前記主部に、前記コイルアセンブリから延びる第一部と、前記第一部に連続し上下方向に対して傾斜して前記シール部まで延びる第二部とが形成されており、
   前記第一開口が、前記第二部に設けられている、請求項１又は２に記載の点火コイル。
5. 前記第二部の傾斜により、前記シール部が上下方向に対して傾斜しており、
   前記第一開口が、前記傾斜したシール部の上端よりも上方に位置する、請求項４に記載の点火コイル。
6. 前記主部が、直線状及び折れ曲がった形状のいずれにもなりうるように、折り曲げ可能に形成されている、請求項１又は２に記載の点火コイル。
   
   

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