JP3484938B2 - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

内燃機関用点火コイル

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JP3484938B2
JP3484938B2 JP21494097A JP21494097A JP3484938B2 JP 3484938 B2 JP3484938 B2 JP 3484938B2 JP 21494097 A JP21494097 A JP 21494097A JP 21494097 A JP21494097 A JP 21494097A JP 3484938 B2 JP3484938 B2 JP 3484938B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用点火コ
イルに関し、特にプラグホールに直接搭載するスティッ
ク状の内燃機関用点火コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のスティック状の内燃機関用点火コ
イル（以下、「内燃機関用点火コイル」を点火コイルと
いう）として、軸中心に棒状のコアを配設し、その外周
に一次コイルおよび二次コイルを巻回した樹脂製のスプ
ール、さらにその外周に外周コアを配設し、点火コイル
のハウジング内に部材間の絶縁材として樹脂を充填する
ものが知られている。ハウジング内に充填する樹脂は絶
縁材としてだけではなく、コイルの線材間に浸透しコイ
ルの巻線崩れを防ぐ役割を果たしている。
【０００３】外周コアはハウジング内で直接樹脂絶縁材
と接しているので、熱膨張率の異なる外周コアと樹脂絶
縁材とが温度変化により膨張および収縮を繰り返すと、
外周コアの端部角部と接する樹脂絶縁材に絶縁欠損部で
あるクラック(crack) が発生することがある。低電圧部
である外周コアと接する樹脂絶縁材にクラックが発生す
ると、高電圧部である二次コイルや高圧ターミナルと外
周コアとの間でクラックを通って放電する恐れがある。
高電圧部と低電圧部との間で放電が発生すると、点火装
置である点火プラグに印加する電圧が低下するので点火
プラグに所望の高電圧を印加できなくなる。
【０００４】また、例えばコイルとターミナルとを接続
する引出線にまでクラックが達すると、引出線が断線す
る恐れがある。スティック状の点火コイルではないが、
実公昭５９−３０５０１号公報に開示される点火コイル
では、コアの表面をエラストマーでオーバーコートする
ことによりコアの角部を覆っている。これにより、コア
の角部とエポキシ樹脂とが直接接することを防止し、コ
アの角部付近のエポキシ樹脂にクラックが発生すること
を抑制している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スティ
ック状の点火コイルはプラグホールの内径に合わせて外
径が規制されるので、実公昭５９−３０５０１号公報に
開示される点火コイルのように外周コアにコーティング
するとコーティングの厚み分点火コイルの外径が大きく
なるという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、点火コイルの径方向の体
格を大型化することなく外周コアの軸方向の端部内周角
部付近の樹脂絶縁材にクラックが発生することを抑制
し、所望の高電圧を発生する点火コイルを提供すること
にある。本発明の他の目的は、外周コアの軸方向の端部
内周角部を覆う角部材の組付けが容易な点火コイルを提
供することにある。
【０００７】
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
点火コイルによると、一次コイルおよび二次コイルの外
周に配設される外周コアの軸方向の端部内周角部を角部
材が覆うことにより、外周コアの端部内周角部に絶縁樹
脂が直接接することを防止する。したがって、熱膨張率
の異なる外周コアおよび樹脂絶縁材が温度変化に伴い膨
張および収縮を繰り返しても、角部材で覆われた外周コ
アの端部内周角部付近の樹脂絶縁材に絶縁欠損部として
のクラックが発生することを抑制できる。これにより、
高電圧部としての二次コイルや高圧ターミナル等と低電
圧部としての外周コアとの間で放電することを抑制でき
るので、点火プラグに印加する電圧が低下することを防
止し所望の高電圧を点火プラグに印加できる。
【０００９】 さらに、外周コアの端部内周角部だけを
覆うことにより、点火コイルの体格を径方向に拡大する
ことなく外周コアの端部内周角部付近の樹脂絶縁材にク
ラックが発生することを抑制できる。さらに、角部材を
弾性体で形成することにより、熱膨張率の異なる外周コ
アと樹脂絶縁材との熱膨張率の差を角部材が弾性変形す
ることにより吸収することができる。したがって、外周
コアの端部内周角部において絶縁樹脂材にクラックが発
生することをさらに良好に抑制することができる。さら
に、一次スプールに形成された取付部に角部材を取付け
ることにより、一次スプールに角部材を取付けた状態で
外周コアに一次スプールを挿入することができる。した
がって、挿入時において一次スプールから角部材が外れ
にくいので、組付け性が向上し組付け工数を低減するこ
とができる。
【００１０】
【００１１】 本発明の請求項３記載の点火コイルによ
ると、外周コアに組付けた状態で角部材は外周コアの端
部内周角部を断面Ｌ字状で覆えばよいので、組付ける前
の状態で角部材の断面がＬ字状である必要はない。した
がって、例えばある程度の厚みがあり外周コアの端部内
周角部の形状に追随できる部材であれば、組付け前の状
態で板状に形成されていてもよい。これにより、角部材
の加工が容易になる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例について図面に基づいて説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例による点火コイルを
図１、図２および図３に示す。
【００１９】図１に示す点火コイル１０は、図示しない
エンジンブロックの上部に気筒毎に形成されたプラグホ
ール内に収容され、図示しない点火プラグと図１の下側
で電気的に接続している。点火コイル１０は樹脂材料か
らなる円筒状のハウジング１１を備えており、このハウ
ジング１１内に形成された収容室１１ａに、コアとして
の中心コア１５、磁石１６、１７、二次スプール２０、
二次コイル２１、一次スプール２３、一次コイル２４、
外周コア２５等が収容されている。ハウジング１１はト
ランス部１３に蓋部１２が嵌合して構成されている。収
容室１１ａに充填されたエポキシ樹脂２６は点火コイル
１０内の各部材間に浸透し、樹脂絶縁材として部材間の
電気絶縁を確実なものとしている。
【００２０】円柱状の中心コア１５は薄い珪素鋼板を横
断面がほぼ円形となるように径方向に積層して組立てら
れている。コイルにより励磁されて発生する磁束の方向
とは逆方向の極性を有する磁石１６、１７はそれぞれ中
心コア１５の軸方向両端に装着されている。また、中心
コア１５の外周を絶縁材としてゴム材１８が覆ってい
る。
【００２１】二次スプール２０はゴム材１８の外周に配
設されており、樹脂材料で成形されている。二次コイル
２１は二次スプール２０の外周に巻回されており、二次
コイル２０の高電圧側にさらにダミーコイル２２が一重
巻き程度に巻回されている。ダミーコイル２２は二次コ
イル２１とターミナルプレート４０とを電気的に接続し
ている。単線ではなくダミーコイル２２で二次コイル２
１とターミナルプレート４０とを電気的に接続すること
により、二次コイル２１とターミナルプレート４０との
電気的接続部の表面積を大きくし、電気的接続部への電
界集中を避けている。
【００２２】一次スプール２３は二次コイル２１の外周
に配設されており、樹脂材料で成形されている。二次コ
イル２１の低電圧側に位置する一次スプール２３の端部
に径方向外側に張出した鍔部２３ａが形成されており、
この鍔部２３ａに後述するリング部材５１を嵌合する断
面Ｌ字状の取付部２３ｂが形成されている。一次コイル
２４は一次スプール２３の外周に巻回されており、ター
ミナル３１を介して図示しないスイッチング回路と電気
的に接続されている。
【００２３】外周コア２５は一次コイル２４のさらに外
側に装着されている。外周コア２５は、薄い珪素鋼板を
筒状に巻回し巻回開始端と巻回終了端とを接続していな
いので軸方向に隙間を形成している。外周コア２５は磁
石１６の外周位置から磁石１７の外周位置にわたる軸方
向長さを有する。外周コア２５の軸方向両端部の内周角
部はゴムで形成された角部材としてのリング部材５０、
５１で覆われている。二次コイル２１の高電圧側に位置
する外周コア２５の端部内周角部はリング部材５０で覆
われ、二次コイル２１の低電圧側に位置する外周コア２
５の端部内周角部はリング部材５１で覆われている。図
２に示すように、リング部材５１は鍔部２３ａに形成さ
れた取付部２３ｂに嵌合している。取付部２３ｂにリン
グ部材５１を組付ける前の状態で、リング部材５１の内
径は取付部２３ｂの外周面の外径よりも僅かに小さくな
るように設定されている。これにより、取付部２３ｂに
対し径方向内側に向けてリング部材５１の弾性力が働い
ている。
【００２４】図１に示すように、制御信号入力用のコネ
クタ部３０はプラグホールから突出するように蓋部１２
に設けられており、このコネクタ３０に一次コイル２４
に制御信号を供給したり、二次コイル２１および一次コ
イル２４のアース側と接続する複数のターミナル３１が
インサート成形されている。ターミナル３１を介して一
次コイル２４へ制御信号を供給するスイッチング回路は
点火コイル１０の外部に設けられている。各ターミナル
３１と二次コイル２１および一次コイル２４とは引出線
で電気的に接続されている。
【００２５】高圧ターミナル４１はトランス部１３にイ
ンサート成形されている。ターミナルプレート４０の中
央部は高圧ターミナル４１を挿入する方向に折り曲げら
れた爪部を構成している。この爪部に高圧ターミナル４
１の先端が挿入することにより、高圧ターミナル４１は
ターミナルプレート４０と電気的に接続している。ダミ
ーコイル２２の高電圧端の線材は、フュージングまたは
はんだ付け等でターミナルプレート４０に電気的に接続
されている。スプリング４２は高圧ターミナル４１と電
気的に接続するとともにプラグホールに点火コイル１０
を挿入した際に点火プラグと電気的に接続する。ハウジ
ング１１の高電圧側開口端にゴムからなるプラグキャッ
プ１９が装着されており、このプラグキャップ１９に点
火プラグを挿入する。スイッチング回路から一次コイル
２４に制御信号を供給すると二次コイル２１に高電圧が
発生し、この高電圧がダミーコイル２２、ターミナルプ
レート４０、高圧ターミナル４１、スプリング４２を介
して点火プラグに印加される。
【００２６】次に、点火コイル１０の組付け手順につい
て説明する。 (1) 外周コア２５の一方の端部にリング部材５０を嵌め
込み、高圧ターミナル４１およびスプリング４２を有す
るトランス部１３にリング部材５０側から外周コア２５
を挿入する。リング部材５０が図３に示すトランス部１
３の係止部１３ａに係止されることにより、外周コア２
５の挿入量が規定される。
【００２７】(2) 中心コア１５、磁石１６、１７、二次
スプール２０、二次コイル２１、リング部材５１を取付
部２３ｂに嵌合した一次スプール２３、一次コイル２４
から構成されるコイル組立体を外周コア２５に挿入す
る。リング部材５１は取付部２３ｂに径方向内側の弾性
力を加えて嵌合しているので、取付部２３ｂからリング
部材５１がずれにくい。リング部材５１が外周コア２５
の端部内周角部に係止されることにより、コイル組立体
の挿入量が規定される。
【００２８】(3) 蓋部１２をトランス部１３に嵌合し、
蓋部１２の開口部１２ａからエポキシ樹脂を注入する。 上記組付け手順において、コイル組立体に外周コア２５
を組付け、外周コア２５の低電圧側の端部内周角部を予
めリング部材５１で覆ってから外周コア２５を含むコイ
ル組立体をトランス部１３に挿入してもよい。
【００２９】ここで、エポキシ樹脂２６の熱膨張率は珪
素鋼板から形成された外周コア２５の熱膨張率よりも大
きいので、外周コア２５の両端部内周角部がリング部材
５０、５１で覆われておらず、エポキシ樹脂２６が外周
コア２５の両端部内周角部と直接接していると、温度変
化によりリング部材５０、５１とエポキシ樹脂２６が膨
張および収縮を繰り返すことにより外周コア２５の両端
部内周角部と接しているエポキシ樹脂２６にクラックが
発生し易い。外周コア２５の両端部内周角部と接してい
るエポキシ樹脂２６にクラックが発生すると、高電圧部
である二次コイル２１の高電圧側、ダミーコイル２２、
ターミナルプレート４０または高圧ターミナル４１と低
電圧部である外周コア２５との間でクラックを通って放
電することがある。高電圧部と低電圧部との間で放電す
ると、点火プラグに印加する電圧が低下するので点火プ
ラグに所望の高電圧を印加できなくなる。
【００３０】しかしながら第１実施例では、外周コア２
５の両端部内周角部をゴム製のリング部材５０、５１で
覆い、外周コア２５の両端部内周角部とエポキシ樹脂２
６が直接接することを防止している。さらに、外周コア
２５とエポキシ樹脂２６の熱膨張率の差をリング部材５
０、５１が弾性変形することにより吸収することができ
る。したがって、外周コア２５の両端部内周角部付近の
エポキシ樹脂２６にクラックが発生しないので、二次コ
イル２１の高電圧側、ダミーコイル２２、ターミナルプ
レート４０または高圧ターミナル４１と外周コア２５と
の間で放電することを抑制できる。したがって、点火プ
ラグに所望の高電圧を印加することができる。
【００３１】また、一次スプール２３の取付部２３ｂに
リング部材５１を嵌合することができるので、外周コア
２５に一次スプール２３を挿入する際にリング部材５１
が一次スプール２３から外れにくい。これにより、リン
グ部材５１の組付け性が向上し、組付け工数が低減す
る。 （第２実施例）本発明の第２実施例による点火コイルを
図４に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同
一符号を付す。
【００３２】二次コイル２１の低電圧側に位置する一次
スプール２７の端部に鍔部２７ａが形成されており、こ
の鍔部２７ａに角部材としてのリング部材５２を嵌合す
る取付部としての環状溝２７ｂが形成されている。リン
グ部材５２が環状溝２７ｂに嵌合することによりリング
部材５２の軸方向の動きが規制されるので、外周コア２
５に一次スプール２７を挿入するときにリング部材５２
がずれにくい。したがって、リング部材５２を嵌合した
一次スプール２７の組付けがさらに容易になり、組付工
数が低減する。二次コイル２１の高電圧側に位置する外
周コア２５の端部内周角部は第１実施例と同様に図示し
ないリング部材５０で覆われている。
【００３３】以上説明した第１実施例および第２実施例
では、角部材としてのリング部材が外周コア２５の軸方
向の両端部内周角部を覆うことにより、エポキシ樹脂２
６が外周コア２５の両端部内周角部と直接接することを
防止している。これにより、外周コア２５の両端部内周
角部付近のエポキシ樹脂２６に温度変化によるクラック
が発生することを抑制している。さらに、リング部材を
弾性体であるゴムで形成することにより、外周コア２５
とエポキシ樹脂２６との熱膨張率の差をリング部材が弾
性変形することにより吸収するので、クラックがさらに
発生しにくい。したがって、高電圧部である二次コイル
２１の高電圧側、ダミーコイル２２、ターミナルプレー
ト４０または高圧ターミナル４１と、低電圧部である外
周コア２５との間で放電することを抑制できるので、点
火コイルに所望の高電圧を印加できる。
【００３４】また、外周コア２５の全面ではなく端部内
周角部だけをリング部材で覆っているので、点火コイル
の径が拡大しない。第１実施例および第２実施例では、
角部材としてのリング部材をゴムで形成したが、ゴムに
代えてエラストマー樹脂を用いてもよい。また、外周コ
アの端部内周角部を曲面で覆えるのであれば、弾性体に
代えて硬質樹脂等でリング部材を形成してもよい。
【００３５】また、体積の収縮が可能な材料、例えば単
泡スポンジで角部材を形成すると、単泡スポンジは容易
に変形するので、単泡スポンジに外周コアを押し当てる
ことにより外周コアと当接する単泡スポンジの断面形状
が外周コアの端部内周角部の形状に合わせてＬ字状に変
形し外周コアの端部内周角部を覆うことができる。した
がって、角部材の断面形状を予めＬ字状に形成すること
なく単純な板状に形成できるので、角部材の加工が容易
になる。
【００３６】本実施例では、外周コア２５の両端部の内
周角部をリング部材で覆ったが、外周コア２５のいずれ
か一方の端部内周角部だけをリング部材で覆うことも可
能である。また本実施例では、外周コア２５の両端部の
内周角部を覆ったが、径方向に制限がない場合、例えば
本実施例の二次コイル低電圧側の外周コアの端部を断面
コ字状のリング部材で覆うようにしてもよい。
【００３７】（第３実施例）本発明の第３実施例を図５
に示す。外周コア２５の端部内周角部をリング部材で覆
う代わりに、一次スプール２８の二次コイル低電圧側の
端部が外周コア２５よりも軸方向に延びている。さら
に、一次スプール２８の二次コイル低電圧側の端部に設
けた鍔部２８ａが外周コア２５の端部よりも径方向外側
に延び、外周コア２５の端部を覆っている。二次コイル
２１の高電圧側に位置する外周コア２５の端部内周角部
は第１実施例と同様に図示しないリング部材５０で覆わ
れている。
【００３８】第３実施例では、外周コア２５の端部角部
付近のエポキシ樹脂２６にクラックが発生しても、この
クラックが鍔部２８ａに遮られて延びにくくなる。した
がって、二次コイル２１および一次コイル２４と点火コ
イル内に配設されたターミナルとを電気的に接続する引
出線までクラックが達しないので引出線がクラックによ
り断線することを防止できる。さらに、クラックに沿っ
て二次コイルの高電圧側や高圧ターミナルと外周コア２
５との間で放電することを抑制するので、点火プラグに
所望の高電圧を印加できる。
【００３９】一次スプールの鍔部が外周コア２５よりも
径方向内側までしか延びていなくても、一次スプールの
二次コイル低電圧側の端部が外周コア２５よりも軸方向
に延びていれば、クラックが一次スプールの内周側に延
びることを防止できる。これにより、引出線の断線を防
止し、放電の発生を抑制できる。図６に示す第３実施例
の変形例では、外周コア２５の端部が一次スプール２９
の鍔部２９ａに接し、かつ覆われている。外周コア２９
の端部内周角部がエポキシ樹脂２６と殆ど接していない
ので、エポキシ樹脂２６にクラックが発生することを防
止するとともに、外周コア２５の端部内周角部付近のエ
ポキシ樹脂２６にクラックが発生してもクラックが伸長
することを防止できる。
【００４０】第３実施例およびその変形例では、一次ス
プールの鍔部が覆う外周コアの端部内周角部をリング部
材で覆っていないが、リング部材で覆われた外周コア２
５の端部をリング部材が覆い、さらに一次スプールの鍔
部がリング部材を覆うようにしてもよい。また、二次コ
イル高電圧側の外周コア２５の端部内周角部をリング部
材５０で覆わず、外周スプールである一次スプールの鍔
部で覆う構成にしてもよい。一次コイル２４の外周に二
次コイル２１を配設する場合も、二次コイル低電圧側お
よび高電圧側の外周コア２５の端部内周角部をリング部
材で覆わず、二次スプールの鍔部で覆う構成にしてもよ
い。二次コイルの高電圧側の外周コア２５の端部内周角
部をリング部材で覆わないと、外周コア２５の端部内周
角部付近のエポキシ樹脂２６にクラックが発生し、二次
コイル２１の高電圧側と外周コア２５との間で放電が発
生する可能性はある。しかし、発生したクラックは外周
スプールである二次スプールの鍔部に遮られて伸長を抑
えられるので、他の高電圧部と外周コア２５との間で放
電が発生することを抑制できる。さらに、二次コイル高
電圧側に引出線がある場合に引出線の断線を防止でき
る。
【００４１】以上説明した本発明の上記複数の実施例で
は、面押しまたは切削等の方法で外周コア２５の端部角
部を面取りして丸くすることにより、外周コア２５の端
部角部に接するリング部材が損傷することを防止でき
る。また、外周コア２５の端部角部をリング部材が覆わ
ない場合も外周コア２５の端部角部付近のエポキシ樹脂
２６にクラックが発生することを抑制できる。
【００４２】上記複数の実施例では、二次コイル２１の
外周に一次コイル２４を配設したが、一次コイル２４の
外周に二次コイル２１を配設してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による点火コイルを示す断
面図である。
【図２】第１実施例による点火コイルの低電圧側示す模
式的断面図である。
【図３】第１実施例による点火コイルの高電圧側を示す
断面図である。
【図４】本発明の第２実施例による点火コイルの低電圧
側を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の第３実施例による点火コイルの低電圧
側を示す模式的断面図である。
【図６】第３実施例の変形例による点火コイルの低電圧
側を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１０ 点火コイル １１ ハウジング １５ 中心コア（コア） １６、１７ 磁石 ２０ 二次スプール ２１ 二次コイル ２３ 一次スプール ２３ｂ 取付部 ２４ 一次コイル ２５ 外周コア ２６ エポキシ樹脂（樹脂絶縁材） ２７ 一次スプール ２７ｂ 環状溝（取付部） ５０、５１、５２ リング部材（角部材）
フロントページの続き (72)発明者 千葉 朋成 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (56)参考文献 特開 昭63−164307（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−229413（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−291907（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−303047（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−130131（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−92912（ＪＰ，Ｕ) 登録実用新案3028977（ＪＰ，Ｕ) 登録実用新案3032379（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 38/12 H01F 27/24 H01F 27/32 H01F 30/00 H01F 37/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の点火装置に印加する高電圧を
    発生する内燃機関用点火コイルであって、 棒状のコアと、 前記コアの外周に巻回された一次コイルおよび二次コイ
    ルと、 前記一次コイルを巻回する一次スプール、および前記二
    次コイルを巻回する二次スプールと、 前記一次コイルおよび前記二次コイルの外周に配設され
    る外周コアと、 前記点火コイル内に充填された樹脂絶縁材と、 弾性体で形成され、前記外周コアの軸方向の端部内周角
    部を覆う角部材と、を備え、前記一次スプールは前記二次スプールの外周側に配設さ
    れ、前記角部材は前記一次スプールに形成された取付部
    に取り付けられている ことを特徴とする内燃機関用点火
    コイル。
  2. 【請求項２】 前記二次コイルの低電圧側に位置する前
    記一次スプールの端部に鍔部が形成されており、前記取
    付部は、前記鍔部に形成され前記角部材を嵌合する環状
    溝であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点
    火コイル。
  3. 【請求項３】 前記外周コアに前記角部材を組付けた状
    態で、前記角部材は前記端部内周角部を断面Ｌ字状で覆
    うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火コイ
    ル。
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