JP3546665B2 - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Description

【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】
ターミナルに巻線の巻端を巻付ける構造を示すコイル装置として実開昭５４−２０３８８号公報および特公平５−１６０７号公報に開示されているものが知られている。また、プラグホールに直接搭載するスティック状の点火コイルにおいて、図７、図８および図９に示すような二次巻線の高電圧側巻端の巻付け構造が知られている。
【０００３】
図７に示すように、二次コイル１０１は二次スプール１００に巻回されており、二次スプール１００の高電圧側端部にターミナルプレート１１０が取付けられている。二次コイル１０１の高電圧側に巻回したダミー巻線部１０２に続く高電圧側巻端１０３は二次スプール１００の小径部１０４に巻回されており、高電圧側巻端１０３が一次コイル等の低電圧側と径方向に所定距離を保つようになっている。さらに高電圧側巻端１０３は、ターミナルプレート１１０の巻付部１１２に巻付けられている。
【０００４】
図８に二次スプール１００に取付ける前のターミナルプレート１１０の形状を示す。ターミナルプレート１１０は、円板状に形成された取付部１１１と、取付部１１１と同一平面状に形成され取付部１１１の直径上で径方向外側に延びる巻付部１１２とを有する。
図９に示すように、二次スプール１００の高電圧側端部に取付けられたターミナルプレート１１０の巻付部１１２に巻線ノズル１２０で二次巻線の高電圧側巻端１０３が巻付けられる。高電圧側巻端１０３の巻付けが終了すると、図７に示すように、取付部１１１との境界部で巻付部１１２を二次スプール１００の低電圧側に向けて折曲げる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ダミー巻線部１０２と小径部１０４との間に形成されている鍔部１００ａに妨げられずに、図９に示すように巻線ノズル１２０で巻付部１１２に二次巻線を巻付けるためには小径部１０４の軸長を延ばして巻線ノズル１２０が旋回するための空間を確保する必要がある。点火コイル全体の体格に厳しい制限があるスティック状の点火コイルにとって、二次巻線の高電圧側巻端１０３とターミナルプレート１１０とを電気的に接続するためだけに軸長が延びることは大きな問題である。
【０００６】
本発明の目的は、簡単な構成で二次スプールの軸長を短縮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、二次巻線の高電圧側巻端のターミナル部材への巻付け作業を自動化可能な点火コイルを提供することにある。
【０００７】
【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、二次巻線の高電圧側巻端を巻付けるターミナルの巻付部は、二次スプールの高電圧側に向けて延び二次スプールの高電圧側端面に対し所定角度を形成している。したがって、二次スプールと干渉することなく巻付部に二次巻線を巻付け可能な作業空間を巻付部の周囲に確保することができる。これにより二次スプールの高電圧側端部の軸長を短縮することができるので、点火コイル全体の軸長を短縮できる。さらに、ターミナル部材の巻付部に二次巻線を巻付ける際の作業空間を確保できるので、ターミナル部材の巻付部に二次巻線を巻付ける作業を容易に自動化できる。
【０００８】
本発明の請求項１記載の点火コイルによると、互いにほぼ垂直に交わる第１の直線部と第２の直線部とを端部の一部とする第１の面が第１の直線部により二次スプールの高電圧側端面に対して二次スプールの低電圧側に所定角度をなし、第２の直線部を端部の一部とする第２の面が第２の直線部により第１の面に対して二次スプールの高電圧側に向けて所定角度をなしている。したがって、第１の直線部により第１の面を二次スプールの低電圧側に折曲げ、第２の直線部により第１の面に沿って第２の面を折曲げることができる。これにより、巻付部全体を二次スプールの外周側に配置することができるので、折曲げた巻付部を配置するために二次スプールが必要とする軸長を短縮することができる。
【０００９】
本発明の請求項１記載の点火コイルによると、第１の直線部および第２の直線部で巻付部を二回折曲げることにより、二次スプールの横断面上において二次スプールの外周側に巻付部を配置することができる。これにより、折曲げた巻付部を配置するために二次スプールが必要とする軸長をさらに短縮することができる。
【００１０】
本発明の請求項２記載の点火コイルによると、第１の直線部および第２の直線部を端部の一部とする第１の面が第１の直線部により二次スプールの高電圧側端面の外周側に折れ曲がり、第２の直線部を端部の一部とする第２の面が第１の面の高電圧側端部とは反対側を向く部分と対向するように第２の直線部により折れ曲がっている。したがって、二次スプールの外周側に巻付部が配置されているので、折曲げた巻付部を配置するために二次スプールが必要とする軸長を短縮することができる。
【００１１】
本発明の請求項３記載の点火コイルによると、平板状に形成された第１の面が二次スプールの低電圧側に折れ曲がるので、巻付部が取付部の径方向外側に突出することを極力抑えることができる。したがって、一次コイル等の低電圧側と高電圧側であるターミナル部材との径方向距離を極力長くなるように確保できる。これにより、高電圧側と低電圧側との間で微少放電が発生することを低減し、微少放電による損失を抑えることができるので、所定の高電圧を発生することができる。
【００１２】
本発明の請求項４記載の点火コイルによると、円板状に形成された取付部の円周の一部が弓状に切欠かれており、第２の面は切欠の弦に沿うように第２の直線部により折り曲げられ、第２の面の第２の直線部からの長さは、切欠の弦長にほぼ等しいか弦長以下である。したがって、巻付部が取付部から二次スプールの径方向外側に突出することを極力抑えることができる。したがって、一次コイル等の低電圧側との径方向距離を極力長くなるように確保できる。これにより、高電圧側と低電圧側との間で微少放電が発生することを低減し、微少放電による損失を抑えることができるので、所定の高電圧を発生することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す実施例について図に基づいて説明する。
本発明の一実施例による点火コイルを図３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、図示しない点火装置としての点火プラグと図３の下側で電気的に接続している。
【００１４】
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１２、永久磁石１３、１４、二次スプール２１、二次コイル２２、一次スプール２４、一次コイル２５、補助コア２６等が収容されている。収容室１１ａには樹脂絶縁材としてエポキシ樹脂２７が充填されている。
【００１５】
円柱状に形成されたコア１２は、薄い珪素鋼板を横断面がほぼ円形になるように径方向に積層して組立てられている。コア１２の軸方向両端に装着された永久磁石１３、１４は、コイルにより励磁されて発生する磁束の方向と逆方向の極性を有する。
二次スプール２１はゴム材５０を装着したコア１２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２２は二次スプール２１の外周に巻回されており、二次コイル２２の高電圧側にさらにダミー巻線部２３ａが一重巻程度に巻回されている。ダミー巻線部２３ａのさらに高電圧側において、ダミー巻線部２３ａを巻回する部分よりも小径に形成された二次スプール２１の高電圧側端部に二次巻線の高電圧側巻端２３ｂが数回程度巻回されており、さらに高電圧側巻端２３ｂはターミナル部材としてのターミナルプレート４０に巻付け、接続されている。二次スプール２１の二次コイル２２とダミー巻線部２３ａとの間、ダミー巻線部２３ａと高電圧側巻端２３ｂとの間にはそれぞれ鍔部２１ａ、２１ｂが形成されており、高電圧側巻端２３ｂを巻回する二次スプール２１の高電圧側に鍔部２１ｃが形成されている。二次コイル２２とターミナルプレート４０との間を単線による引出しではなくダミー巻線部２３ａで連続して巻回することにより、二次コイル２２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。
【００１６】
一次スプール２４は二次コイル２２の外周に配設されており、樹脂材料で成形されている。一次コイル２５はターミナル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。
補助コア２６は一次コイル２５の外周に装着されている。補助コア２６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せずに軸方向に隙間を形成している。補助コア２６は永久磁石１３の外周位置から永久磁石１４の外周位置にわたる軸方向長さを有する。
【００１７】
エポキシ樹脂２７は収容室１１ａ内に充填されている。エポキシ樹脂２７は、点火コイル１０内の各部材間に浸透し、部材間の電気絶縁を確実なものとしている。またエポキシ樹脂２７は、二次スプール２１および一次スプール２４を成形する樹脂材料と接触すると大きな接着力が働く。
制御信号入力用のコネクタ３０はプラグホールから突出するようにハウジング１１の上端部に設けられており、このコネクタ３０に一次コイル２５に制御信号を供給するターミナル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２５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。
【００１８】
高電圧ターミナル４６は、ハウジング１１の下端部１１ｂにインサート成形されている。ターミナルプレート４０の中央部は高電圧ターミナル４６を挿入する方向に折曲げられた爪部を構成している。この爪部に高電圧ターミナル４６の先端が挿入することにより、高電圧ターミナル４６はターミナルプレート４０と電気的に接続する。スプリング４７は高電圧ターミナル４６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１６が装着されており、このプラグキャップ１６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側に制御信号を供給すると二次コイル２２に高電圧が発生し、この高電圧がターミナルプレート４０、高電圧ターミナル４６、スプリング４７を介して点火プラグに印加される。
【００１９】
次に、ターミナルプレート４０の構造、ならびに二次巻線の高電圧側巻端２３ｂの巻き付け方法について説明する。二次スプール２１に組付ける前のターミナルプレート４０の構造を図２に示す。
図２に示すように、ターミナルプレート４０は、円板状に形成された取付部４１と、二次巻線の高電圧側巻端２３ｂを巻付ける巻付部４３とからなる。取付部４１の中央には高電圧ターミナル４６を挿入する方向に折曲げられた爪部４１ａが設けられている。取付部４１の爪部４１ａ周囲に取付孔４１ｂが形成されており、この取付孔４１ｂが二次スプール２１の高電圧側端面６０に設けられた図１に示す突起２１ｄに挿入される。突起２１ｄに取付孔４１ｂを挿入後突起２１ｄを熱かしめすることによりターミナルプレート４０は二次スプール２１に組付けられる。取付部４１の一部は弓状に切欠かれ、切欠４１ｃを形成している。この切欠４１ｃの中央から径方向外側に取出部４２が僅かに延びている。図６の（Ｂ）に示すように、二次スプール２１の鍔部２１ｃにも弓状の切欠２１ｅが形成されており、切欠２１ｅおよび切欠４１ｃの弦が平行になるように二次スプール２１にターミナルプレート４０を組付ける。
【００２０】
図２に示すように、巻付部４３は平板状に形成された第１の面４４および第２の面４５からなる。第１の面４４は第１の折曲部４４ａおよび第２の折曲部４５ａを端部の一部とし、第２の面４５は第２の折曲部４５ａを端部の一部としている。第１の折曲部４４ａは取出部４２と第１の面４４とが交わる直線部を表し、第２の折曲部４５ａは第１の面４４と第２の面４５とが交わる直線部を表す。第１の面４４は第１の折曲部４４ａにより取付部４１の面に対して所定角度をなして形成されており、第２の面４５は第２の折曲部４５ａにより第１の面４４に対して所定角度をなして形成されている。本実施例においては、第１の面４４と第２の面４５とは互いにほぼ垂直に交わっている。また、第１の折曲部４４ａと第２の折曲部４５ａとはほぼ垂直に交わるように形成されている。
【００２１】
第１の面４４は、取出部４２に対し爪部４１ａの折れ曲がり方向に、つまり二次スプール２１へ組付けた状態で二次スプール２１の低電圧側に向かって傾斜し、切欠４１ｃの弦に沿って延びている。
第２の面４５は、第２の折曲部４５ａから径方向外側に向けて延び第１の面４４と直交しているので、取付部４１に対し爪部４１ａの折れ曲がり方向と反対方向に、つまり二次スプール２１へ組付けた状態で二次スプール２１の高電圧側に向かって延びている。また、第２の面４５には根元部４５ｂおよび先端部４５ｃの二箇所の切込部が形成されており、後述するように根元部４５ｂおよび先端部４５ｃのそれぞれに二次巻線が巻付けられる。
【００２２】
図２に示すターミナルプレート４０を二次スプール２１に組付け、二次巻線の高電圧側巻端を巻付けた状態を図１に示す。図１に示す状態において、第１の面４４は鍔部２１ｃの切欠２１ｅに沿って延びている。つまり、第１の面４４は、二次スプール２１の一部である鍔部２１ｃの切欠２１ｅによる横断面上において鍔部２１ｃの外周に接するように延びているとともに、第１の折曲部４４ａにより高電圧側端面６０に対し二次スプール２１の低電圧側に向けて傾斜し所定角度を形成している。第２の面４５は第１の面４４から二次スプール２１の高電圧側に向けて延び、第２の折曲部４５ａにより第１の面４４に対して所定角度、本実施例ではほぼ直角に折曲げられており、結果的に高電圧側端面６０に対し所定角度θを形成している。
【００２３】
図４に巻付部４５への二次巻線の巻付け方法を示す。二次コイル２２、ダミー巻線部２３ａ、高電圧側巻端２３ｂの順に二次スプール２１に巻回された二次巻線は、さらに第２の面４５に形成された根元部４５ｂ、先端部４５ｃの順で巻付部４５に巻付けられる。図４に示すように、第２の面４５は高電圧側端面６０に対して所定角度θを形成しているため、二次スプール２１に妨げられることなく巻線ノズル７０で第２の面４５に二次巻線を巻き付ける作業空間を確保できるので、鍔部２１ｂと高電圧側端面６０との間、つまり二次スプール２１の高電圧側端部の軸長を短縮することができる。さらに、巻線ノズル７０で第２の面４５に二次巻線を巻付ける作業を自動化することができる。
【００２４】
巻付部４３に二次巻線の高電圧側巻端を巻付けた後、図５の斜線部７１に示すように先端部４５ｃに巻付けた二次巻線をはんだ付けする。このとき、点線部７２の二次巻線の線径が細くなる可能性がある。このように二次巻線の線径が細くなった状態で点火コイルを組付けると、エポキシ樹脂２７と二次巻線との線膨張係数の違いにより二次巻線に引張力が加わる。根元部４５ｂおよび先端部４５ｃの二箇所に二次巻線を巻付けることにより、点線部７２に直接引張力が加わることを防止し、点線部７２の二次巻線が断線することを防止している。
【００２５】
図１に示す状態から巻付部４５を折曲げる工程を図６に示す。
（１） 図６の（Ａ）に示すように、第１の面４４と取出部４２との境界、つまり第１の折曲部４４ａで取出部４２と直交するまで二次スプール２１の低電圧側に第１の面４４を折曲げる。第２の面４５は第１の面４４と直交しているので、図６の（Ａ）に示すように第１の折曲部４４ａで第１の面４４を折曲げると、第２の面４５は二次スプール２１の軸と直交するように径方向外側に延びた状態になる。つまり、第２の面４５は二次スプール２１の切欠２１ｅによる横断面上に位置する。
【００２６】
（２） 図６の（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、第１の面４４と第２の面４５との境界、つまり第２の折曲部４５ａで第２の面４５が切欠４１ｃの弦に沿うように、つまり二次スプール２１に形成された切欠２１ｅの弦に沿うように折曲げる。このとき、第２の面４５は第１の面４４の二次スプール２１に対向する面と反対の面に対向するように折曲げられることになる。
【００２７】
このようにして折曲げられた巻付部４３は、第２の面４５が切欠４１ｃの一方の円周端で折れ曲がり、第２の面４５の長さが切欠４１ｃの弦長にほぼ等しいので、巻付部４３は二次スプール２１の鍔部２１ｃが占有する横断面円形の範囲内に納まる。したがって、一次コイル等の低電圧側との径方向距離を極力長くなるように確保できるので、高電圧側と低電圧側との間で微少放電が発生することを低減し、微少放電による損失を抑えることにより、所定の高電圧を発生することができる。
【００２８】
以上説明した本発明の上記実施例では、巻付部４３を折曲げる前のターミナルプレート４０を二次スプール２１に組付けた図１に示す状態で、第２の面４５は二次スプール２１の高電圧側に向けて延び高電圧側端面６０に対し所定角度θを形成している。したがって、巻付部４３に二次巻線を巻付ける際に二次スプール２１に妨げられることなく巻付部４３の周囲に巻線ノズル７０を旋回するための空間を確保できる。これにより、ダミー巻線部２３ａよりも高電圧側に位置する二次スプール２１の高電圧側端部の軸長を極力短縮し、点火コイル１０全体の軸長を短縮できる。さらに、巻線ノズル７０でターミナルプレート４０に二次巻線を巻き付ける作業を自動化することができる。
【００２９】
本実施例では、巻付部４３を折曲げる前のターミナルプレート４０の形状を図１に示すように構成したが、巻付部を二回折り曲げ二次スプールの横断面上で二次スプールの外周に接するように巻付部を配置できるなら、ターミナルプレートは図１に示す形状に限るものではない。
本実施例では巻付部４３を構成する第１の面４４および第２の面４５を平板状に形成したが、例えば細い棒状や断面円弧状に形成してもよい。また、二次スプール２１に組付けることができるのであれば、取付部４１の形状は円板状である必要はない。
【００３０】
本実施例では、第１の折曲部４４ａ、第２の折曲部４５ａの順に巻付部４３を折曲げたが、第２の折曲部４５ａ、第１の折曲部４４ａの順に巻付部４３を折曲げてもよい。
本実施例では、二次スプール２１の低電圧側から高電圧側の巻付部４３に向けて順に二次巻線を巻回したが、巻付部４３から二次スプール２１の低電圧側に向けて順に二次巻線を巻回してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による二次スプールの高電圧側を示す側面図である。
【図２】（Ａ）は本実施例のターミナルプレートを示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図であり、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ方向矢視図である。
【図３】本発明の一実施例による点火コイルを示す縦断面図である。
【図４】本実施例のターミナルプレートへの二次巻線の巻付け状態を示す説明図である。
【図５】巻付部に二次巻線をはんだ付けした状態を示す説明図である。
【図６】本実施例の巻付部の折曲げ工程を示す説明図であり、（Ａ）は第１の折曲部を折曲げたところを示し、（Ｂ）は第２の折曲部を折曲げたところを示し、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ方向矢視図を示す。
【図７】従来のターミナルプレートの折曲げ方法を説明する側面図である。
【図８】従来のターミナルプレートを示す平面図である。
【図９】従来のターミナルプレートへの二次巻線の巻付け状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 点火コイル
２１ 二次スプール
２２ 二次コイル
２３ａ ダミー巻線部
２３ｂ 高電圧側巻端
２４ 一次スプール
２５ 一次コイル
２７ エポキシ樹脂
４０ ターミナルプレート（ターミナル部材）
４１ 取付部
４２ 取出部
４３ 巻付部
４４ 第１の面
４４ａ 第１の折曲部
４５ 第２の面
４５ａ 第２の折曲部
６０ 高電圧側端面

Claims (4)

1. 内燃機関の点火装置に印加する高電圧を発生する筒状の点火コイルであって、
   二次スプールに巻回する二次巻線の高電圧側巻端と電気的に接続するターミナル部材は、前記二次スプールの高電圧側端部に取付けられる取付部と、前記二次巻線の高電圧側巻端を巻付ける巻付部とを有し、
   前記巻付部は、互いにほぼ垂直に交わる第１の直線部と第２の直線部とを端部の一部とする第１の面、並びに前記第２の直線部を端部の一部とする第２の面からなり、
   前記二次巻線を巻付ける前の前記二次スプールに前記ターミナル部材を組付けた状態において、前記巻付部は前記二次スプールの高電圧側端面に対し前記二次スプールの高電圧側に向けて延び、前記第１の面は前記第１の直線部により前記高電圧側端面に対して前記二次スプールの低電圧側に向けて所定角度をなし、前記第２の面は前記第２の直線部により前記第１の面に対して前記二次スプールの高電圧側に向けて所定角度をなし、
   前記巻付部は、前記巻付部に前記二次巻線の高電圧側巻端を巻付けた状態から前記第１の直線部および前記第２の直線部で二回折曲げられ、前記二次スプールの横断面上において前記二次スプールの外周側に配置されることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 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の筒状の点火コイルであって、
   二次スプールに巻回する二次巻線の高電圧側巻端と電気的に接続するターミナル部材は、前記二次スプールの高電圧側端部に取付けられる取付部と、前記二次巻線の高電圧側巻端を巻付ける巻付部とを有し、
   前記巻付部は、第１の直線部と第２の直線部とを端部の一部とする第１の面と、第２の直線部を端部の一部とする第２の面とからなり、
   前記二次巻線を巻付けた後の状態において、前記第１の面は前記第１の直線部により前記二次スプールの高電圧側端部の外周側に折れ曲がり、前記第２の面は前記第１の面の前記高電圧側端部とは反対側を向く部分と対向するように前記第２の直線部により折れ曲がっていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
3. 前記第１の面および前記第２の面は平板状に形成され、前記第１の面は前記二次スプールの低電圧側に折れ曲がっていることを特徴とする請求項２記載の内燃機関用点火コイル。
4. 前記取付部は円板状に形成されて円周の一部が弓状に切欠かれており、前記第２の面は前記切欠の弦に沿うように前記第２の直線部により折曲げられ、前記第２の面の前記第２の直線部からの長さは前記切欠の弦長にほぼ等しいか弦長以下であることを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関用点火コイル。

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