JP2881812B2 - 内燃機関用コイル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関用コイル装置に関する。

［従来技術］ 本出願人により出願された特開昭57−39041号公報は
内燃機関用の点火コイルを開示している。

この点火コイルは、コイルアセンブリと、このコイル
アセンブリを収納するケースと、ケース内に注型されコ
イルアセンブリを絶縁固定する注型コンパウンドとから
なっている。ここで、コイルアセンブリは、鉄心と、鉄
心の表面に密着して成型された一時ボビンと、一時ボビ
ンに巻装された一次コイルと、一次ボビンが挿入された
二次ボビンと、二次ボビンに巻装された二次コイルとか
らなっている。一次ボビンとして６−ナイロン樹脂を採
用し、注型コンパウンドとしてエポキシ樹脂系材料を採
用することが開示されている。

また、内燃機関用コイル装置として内燃機関用磁石発
電機の発電コイルがある。

この発電コイルは、鉄心と、鉄心に一体成型若しくは
嵌着されたボビンと、ボビンの外周面に貼付されたエポ
キシ樹脂含浸テープと、エポキシ樹脂含浸テープに巻装
されたコイルとを有している。そして、ボビンとして６
−ナイロン樹脂を採用し、コイルとしてエポキシ樹脂を
主成分とする融着層をもつ熱融着型電線を採用してい
る。

なお、このエポキシ樹脂含浸テープはコイルとボビン
との密着性を改善するためのものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記内燃機関用コイル装置は近時益々小型軽量化の傾
向にあり、それとともに各部材間の熱膨脹率差や外部振
動などに基づくストレスによりボビンとコイルとが、正
確にはコイルを固めるエポキシ樹脂のごとき熱硬化性樹
脂部材とボビンとが剥離するという問題がある。剥離が
生じると、コイルにガタが生じたり、剥離部分に水分が
侵入して加水分解が生じたりし、これらの結果として信
頼性及び製品寿命が低下してしまう。

特に、耐ストレスクラッキング性に優れたナイロン樹
脂をボビンとして用い、成型性、耐熱性、耐コロナ性及
び電機絶縁性に優れたエポキシ樹脂を上記熱硬化性樹脂
部材として用いた場合には、ナイロン樹脂とエポキシ樹
脂との濡れ性すなわち接着性が悪いために上記剥離が生
じやすい。

本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、エポキ
シ樹脂などからなりコイルとボビンとを固定する熱硬化
性樹脂部材との接着性に優れるとともに、耐ストレスク
ラッキング性、耐薬品性、耐熱性、経済性などの必須性
能を充分に満足するボビンを有する内燃機関用コイル装
置を提供することを、その解決すべき課題としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の内燃機関用コイル装置は、ナイロン樹脂が40
〜80wt％でポリフェニレンエーテル樹脂が60〜20wt％と
なる割合で混練されたポリマーアロイ樹脂により成型さ
れたボビンと、該ボビンに巻回されたコイルと、該ボビ
ンと該コイルとを固着する熱硬化性樹脂部材とを有する
ことを特徴としている。

ボビンを構成するポリマーアロイ樹脂は、ナイロン樹
脂が60〜75wt％でポリフェニレンエーテル（PPE）樹脂
が40〜25wt％とすることが更に好ましい。ナイロン樹脂
としては、６−ナイロン樹脂の他、６、６−ナイロン樹
脂など他の種類のものでもよい。

熱硬化性樹脂部材としては、いわゆる熱融着電線の表
面に被着されたエポキシ樹脂や、テープに含浸されたエ
ポキシ樹脂や、注型コンパウンドの主成分として用いら
れるエポキシ樹脂等を用いることができる。

ポリマーアロイ樹脂製、６−ナイロン樹脂製及びPBT
樹脂製のボビンに対するエポキシ樹脂含浸テープの耐剥
離性を第３図に示す。

ただし、このエポキシ樹脂含浸テープは、幅が1cmで
あり、その端部を一辺1.5cmの角形ボビンの外周面に接
着した。接着面は一辺が1cmの正方形とした。そして、
このテープの他端部に対してボビンの軸心と直角となる
剥離力を加えて、その耐剥離性を試験した。用いたエポ
キシ樹脂含浸テープは、芳香族ナイロン不織布製の基材
にマトリックスを含浸させたものであり、このマトリッ
クスは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が50部、ノボ
ラック型エポキシ樹脂が50部、イミダゾールが５部、ポ
リアミド樹脂が20部となる比率で混練した。また、上記
エポキシ樹脂含浸テープのボビンへの接着に際しては、
約150℃の温度で約60分間加熱してエポキシ樹脂を熱硬
化させた。

第２図に示すようにポリマーアロイ樹脂製のボビンは
６−ナイロン樹脂製のボビンに比較してほぼ２倍、PBT
樹脂製のボビンに比較してそれ以上の耐剥離性（接着
性）を示した。ちなみに、従来のボビンに用いられてい
る６−ナイロン樹脂及びPPE樹脂と、本発明のボビンに
用いられるポリマーアロイ樹脂との性質を第１表に示
す。ただし、ａは６−ナイロン樹脂、ｂはPPE樹脂、ｃ
はポリマーアロイ樹脂を意味している。

［作用］ ナイロン樹脂が40〜80wt％でPPE樹脂が60〜20wt％と
なる割合で混練され成型されたポリマーアロイ樹脂製の
ボビンは、ナイロン樹脂と同様に優れた耐クラック性及
び良好な耐薬品性を発揮する。かつ、このボビンは、ボ
ビンとコイルとを固着する熱硬化性樹脂に対してPPE樹
脂と同様に、強固に密着する。

なお、このポリマーアロイ樹脂製のボビンと上記熱硬
化性樹脂との良好な接着性は、ボビン表面に海島状つま
り互いに独立する群島状に露出したPPE樹脂とエポキシ
樹脂との優れた接着性により生じる。そして、ボビンの
一成分をなすナイロン樹脂はボビンに柔軟性を付与して
その耐ストレスクラッキング性及び耐薬品性を確保す
る。なお、ボビン表面に露出するPPE樹脂の耐薬品性は
当然劣るが、たとえボビン表面のPPE樹脂が薬品や腐蝕
性流体などにより腐蝕されても、耐薬品性に優れたナイ
ロン樹脂がボビンの変形を防ぎ、かつ、ボビン内部に独
立島状に分布する残りのPPE樹脂を被覆保護する。

［実施例］ 本発明の内燃機関用コイル装置の一実施例としての内
燃機関用の点火コイルを第１図に示す。

この点火コイルは、鉄心１、一次ボビン２、一次コイ
ル３、二次ボビン４、二次コイル５からなるコイルアセ
ンブリ10と、このコイルアセンブリ10を収納するケース
６と、ケース内に注型されコイルアセンブリ10を絶縁固
定する注型コンパウンド７とからなっている。

まず、コイルアセンブリ10の構造を説明する。コイル
アセンブリ10の中央部には、角形長棒形状で積層鋼板製
の鉄心１があり、鉄心１の表面を囲覆してインサート成
型法により一次ボビン２が一体的に成型されている。一
次ボビン２にはε−カプロラクタムよりなる６−ナイロ
ン樹脂とスチレン変性ポリフェニレンエーテル樹脂との
ポリマーアロイ樹脂を1:1の割合で混練して用いてい
る。一次ボビン２の中央部の外周面には一次コイル３が
巻装されている。一次コイル３は直径が0.3〜0.5mmであ
る耐熱Ｂ〜Ｆ種のエナメル電線を50〜300ターン巻回し
て形成されている。一次ボビン２の一端部には輪状突起
21が周設されており、一次ボビン２の他端部には鉄心１
を挟んで両側にターミナル支持突起22、23が突設されて
いる。ターミナル支持突起22、23には真鍮製のターミナ
ル81、82が鉄心１と平行かつ一次コイル３から遠ざかる
芳香に固定されており、一次コイル３の両端はターミナ
ル81、82に接続されている。一次コイル３が巻装された
一次ボビン２の中央部には円筒状の二次ボビン４が嵌装
されている。二次ボビン４はポリカーボネート樹脂を素
材として射出成型法により成型されており、その外周面
に複数の巻溝41が形成されている。二次ボビン４の一端
は一次ボビン２のターミナル支持突起22、23に当接して
おり、二次ボビン４の他端側の内周面は一次ボビン２の
輪状突起21の外周面に当接している。二次ボビン４の外
周には二次コイル５が巻装されている。二次コイル５は
直径0.05mmの耐熱Ｅ〜Ｂ種のエナメル電線を10000ター
ン程度巻回して形成されている。二次ボビン４の一端に
は外径方向にターミナル支持突起42が突設されており、
ターミナル支持突起42にはターミナル83が鉄心１と平行
かつ一次コイル３から遠ざかる方向に固定されている。
なお、ターミナル83はターミナル81、82と反対側に伸び
ており、二次コイル５の一端がターミナル83に接続され
ている。二次コイル５の多端はターミナル81又は82のい
ずれか一方に接続されている。

ケース６は、PBT樹脂を素材として一端開口で有底の
筒形形状に成型されており、筒壁部61と筒壁部61の一端
に設けられた底部62とからなる。ケース６の底部62には
挿通孔63、64が開口されている。底部62の外面には挿通
孔64を囲んで突設された小筒部65が設けられており、底
部62の挿通孔63の周縁部には内側に向けて輪形のリブ66
が設けられている。

コイルアセンブリ10はケース６に装入されている。タ
ーミナル83が挿通孔64に挿通されて挿通孔64を封止して
おり、鉄心１の一端部は挿通孔63に挿通されて挿通孔63
を封止している。一次ボビン２の輪状突起21の外周面は
ケース６のリブ66の内周面に当接し、二次ボビン４の一
端部の内周面がリブ66の外周面に当接している。

注型コンパウンド７は、耐熱Ｂ〜Ｆ種の酸無水物硬化
型エポキシ樹脂でシリカ等の充填材が50wt％配合されて
おり、コイルアセンブリ10が装入されたケース６に注型
されて100〜130℃の温度で３〜８時間をかけて硬化され
ている。

以上説明したポリマーアロイ樹脂製の一次ボビン２は
エポキシ樹脂製の注型コンパウンド７に対して良好な接
着性を有しているので、一次コイル３のガタを防ぎ、点
火コイル内部への水分の侵入を防止し、耐久性と耐電圧
を改善する。尚、このポリマーアロイ樹脂はケース６の
成型材に使用してもよく、接着性の向上により前記同
様、耐水性が改善される。

実施例２ 本発明の内燃機関用コイル装置の他の実施例として内
燃機関用のフライホイルマグネトーに使用する発電用コ
イル装置を第２図に示す。

この発電用コイル装置は、鉄心1aと、ボビン2aと、コ
イル3aと、コイル3aの外周部に貼付された外装テープ8
a、8bとからなる。

鉄心1aは積層鋼板製で角型長棒形状を有しており、鉄
心1aの表面を囲覆してインサート成型法によりボビン2a
が密着成型されている。ボビン2aの中央部の外周面には
コイル3aが巻装されている。ボビン2aは実施例１の一次
ボビン２と同じ素材を用いており、コイル3aは表面に未
硬化のエポキシ樹脂層が被着された熱融着型のエナメル
電線で構成されており、このエナメル電線の直径は約0.
1〜0.3mmで巻回数は5000T程度に巻回している。ボビン2
aの両端部には円鍔部28、28が設けられており、円鍔部2
8、28には各々引出しターミナル84及びアースターミナ
ル85が固定されている。引出しターミナル84にはコイル
3aの巻終り側の一端が接続され、アースターミナル85に
はコイル3aの巻始め側の他端が接続されている。エポキ
シ樹脂含浸テープ製の仮止めテープ8aはコイル3aの外周
部分に、巻終り這いまわし線を仮止めするために貼付さ
れており、更に、仮止めテープ8a及びコイル3aの外周に
エポキシ樹脂含浸テープ製の外装テープ8bが貼付されて
いる。

そして、この発電用コイル装置は、外装作業処理後、
約150℃の温度で所定時間保持され、その結果、コイル3
aに被着された未硬化のエポキシ樹脂層が溶融重合して
コイル3aとボビン2aとを固着する。同時に、外装テープ
8bに含浸された未硬化のエポキシ樹脂もまた溶融重合し
てコイル3aに固着する。

この発電コイル装置によれば、コイル3aとボビン2aと
の密着性が良く、車両振動により剥離しにくく、ガタを
生じにくくなる利点がある。また、従来品ではコイル3a
とボビン2aとの間に接着力を向上するためのエポキシ樹
脂含浸製の介在テープを貼付しているが、この実施例の
発電コイルではこの介在テープを省略することができ、
その結果として材料費及び貼付工数を低減することがで
きる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の内燃機関用コイル装置
は、ナイロン樹脂が40〜80wt％でPPE樹脂が60〜20wt％
となる割合で混練され成型されたポリマーアロイ樹脂製
のボビンを有しているので、ナイロン樹脂と同様に優れ
た耐ストレスクラッキング性、耐薬品性及び電気絶縁性
をもつとともに、ボビンとコイルとを固着する熱硬化性
樹脂に対してPPE樹脂と同様に優れた接着性をもつこと
ができ、車両用エンジンルームなどにおける苛酷な振動
及び温度環境において優れた耐久性を発揮する。

したがって、本発明の内燃機関用コイル装置に用いら
れるボビンは、ボビンとコイルとを固定する熱硬化性樹
脂部材との接着性、耐薬品性、耐クラック性などボビン
に要求される各種性能を満足するとともに、従来のナイ
ロン樹脂製ボビンと比較して経済性、耐熱性、電気絶縁
性などにおいて遜色が無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての点火コイル装置の模
式断面図、第２図は第２実施例としての発電コイル装置
の模式断面図である。第３図は各種樹脂とエポキシ樹脂
との耐剥離性を示す特性図である。 ２……一次ボビン ７……注型コンパウンド （熱硬化樹脂部材）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ナイロン樹脂が40〜80wt％でポリフェニレ
   ンエーテル樹脂が60〜20wt％となる割合で混練されたポ
   リマーアロイ樹脂により成型されたボビンと、 該ボビンに巻回されたコイルと、 該ボビンと該コイルとを固着する熱硬化性樹脂部材と、 を有することを特徴とする内燃機関用コイル装置。