JP3965742B2

JP3965742B2 - スティック型点火コイル

Info

Publication number: JP3965742B2
Application number: JP30315997A
Authority: JP
Inventors: 明光杉浦; 修杉江
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2017-11-05
Also published as: JPH11144986A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのプラグホール内に装着されるスティック型点火コイルに関するもので、特に１次コイルに対して２次コイルが内側に配置されたスティック型点火コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スティック型点火コイル（以下、点火コイル）は、中心に棒状の中心コアを配置し、その外周に２次コイルを巻回した樹脂製の２次スプールおよび１次コイルを巻回した樹脂製の１次スプールを配置し、点火コイルのハウジング内に注型材（エポキシ樹脂等）を充填するものが知られている。
注型材は、点火コイル内で絶縁を確保する目的と、コイルの線材間に浸透してコイルの巻線崩れを防ぐ目的と、振動による破損を防ぐ目的とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
点火コイルでは、中心コアと周囲の部材との膨張差により、中心コアの周囲の２次スプールに破損が生じる場合がある。そこで、中心コアの周囲に筒状ゴム製の緩衝部材を装着し、膨張差を緩衝部材で吸収させて、２次スプールの破損を防ぐ技術を見出した（従来技術ではない）。
【０００４】
一方、プラスチック等の高分子材料は、適しない物質（特定の固体、気体、液体など）に長時間接触すると、分子鎖の切断や架橋などの化学的変化が生じて強度低下が生じ、僅かな負荷が与えられただけで破損が生じる場合がある。このような破損は環境応力割れといわれている。
この環境応力割れが生じる組み合わせとして、非結晶プラスチックのＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）と、ゴムとの組み合わせがあり、ＰＰＥとゴムとを長時間接触させた状態ではＰＰＥが劣化し、極めて小さな応力でクラックが生じてしまう。なお、ＰＰＥ等の非結晶プラスチックは、ゴムの他、油分や溶剤等の接触によっても劣化して環境応力割れを生じてしまう。
【０００５】
ここで、点火コイルの２次スプールは、耐電圧性確保の目的で、エポキシ樹脂との接着性が確実な変性ＰＰＥが用いられる。点火コイル内に注入されたエポキシ樹脂の硬化後、２次スプールより外側の構造物（２次コイル、エポキシ樹脂、１次コイル、外周コア、ハウジング等）の拘束により、２次スプールの円周方向に引っ張り歪みが発生する。この歪みは、２次スプールの引っ張り破断歪みより小さく、初期的に２次スプールにクラックが発生することはない。
【０００６】
しかし、２次スプールを形成するＰＰＥは、上述のようにゴムとの長期接触で劣化する性質を持っているため、２次スプールの破損を防止するためにゴム製の緩衝部材をスプールの内側に装着した場合、２次スプールとゴム製の緩衝部材との間にエポキシ樹脂の層が介在されないと、２次スプールと緩衝部材とが接触して２次スプールが劣化し、応力が発生する２次スプールの中間部分で環境応力割れが発生してしまう不具合があった。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は２次スプールとゴム製の緩衝部材とが直接接触しないように、全周に亘って確実に注型材を充填できる点火コイルの提供にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
請求項１の技術を採用したことにより、位置決め手段によって、緩衝部材と２次スプールとの間に全周に亘って注型材が充填されるため、２次スプールは緩衝部材と接触しない。このため、２次スプールに如何なる材料を用いても、環境応力割れが発生する不具合がない。
【０００９】
〔請求項２の手段〕
請求項２の技術を採用したことにより、高圧側で緩衝部材と２次スプールとの位置決めがなされ、注型材の充填前、高圧側から中間部分に亘って緩衝部材と２次スプールとの間に全周に亘る隙間が形成される。このため、緩衝部材と２次スプールとの間の軸方向の中間部分の全周に確実に注型材が充填され、２次スプールに環境応力割れが発生する不具合がない。
【００１０】
〔請求項３の手段〕
請求項３の技術を採用したことにより、低圧側で緩衝部材と２次スプールとの位置決めがなされ、注型材の充填前、低圧側から中間部分に亘って緩衝部材と２次スプールとの間に全周に亘る隙間が形成される。このため、緩衝部材と２次スプールとの間の軸方向の中間部分の全周に確実に注型材が充填され、２次スプールに環境応力割れが発生する不具合がない。
【００１１】
〔請求項４の手段〕
請求項４の技術を採用し、位置決めを行う突起を等間隔で６つ以上設けたことにより、成形ズレによって一部の突起が潰れても、他の複数の突起によって緩衝部材と２次スプールとの間に全周に亘る隙間が確実に形成される。
【００１２】
〔請求項５の手段〕
請求項５を採用したことにより、注型材として一般に用いられるエポキシ樹脂との接着性が確実なＰＰＥによって２次スプールを形成しても、その２次スプールに環境応力割れが発生する不具合がない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、実施例と変形例を用いて説明する。
〔実施例〕
図１ないし図７は実施例を示すもので、図６を用いて点火コイル１を説明する。
点火コイル１は、図示しないエンジンの各気筒毎に形成されたプラグホール内に装着され、図示しない点火プラグに電気的に接続されるものである。
この点火コイル１は、樹脂材料よりなる円筒状のハウジング２を備え、その内部には、中心から外側へ向かって、中心コア３、２次スプール４、２次コイル５、１次スプール６、１次コイル７、外周コア８が収納されており、各隙間には、注型材９が真空充填されている。
【００１４】
中心コア３は、円柱形状を呈するもので、薄い珪素鋼板を横方向（軸方向と直交する方向）に積層して設けられている。中心コア３の両端には、永久磁石３ａ、３ｂが装着されており、この両端の磁石３ａ、３ｂは中心コア３の励磁極とは逆極性に装着されている。
２次スプール４は、２次コイル５を成形する円筒状を呈した糸巻で、１次スプール６の内壁で位置決めされており、注型材９として用いられられるエポキシ樹脂との接着性が確実な変性ＰＰＥによって成形されている（図１参照）。
２次コイル５は、絶縁被覆された極細のコイル線を２次スプール４の外周に巻回して筒状に設けられたもので、高圧側（図６の下側）において後述する高圧ターミナル１２と電気的に接続されている。
【００１５】
１次スプール６は、１次コイル７を成形する糸巻で、ハウジング２および外周コア８の内壁で位置決めされており、２次スプール４と同様、変性ＰＰＥによって成形されている。
１次コイル７は、絶縁被覆され、２次コイル５のコイル線より太いコイル線を巻回して筒状に設けたもので、低圧側（図６の上側）において後述する入力ターミナル１１と電気的に接続されている。
外周コア８は、ハウジング２の内壁に当接して装着されている。この外周コア８は、薄い珪素鋼板を巻き始めと巻き終わりで絶縁のためのスリットを形成するように筒状に丸めたものである。
【００１６】
点火コイル接続用のコネクタ１０は、プラグホールから突出するようにハウジング２の上端に設けられており、このコネクタ１０には１次コイル７に制御信号を供給する入力ターミナル１１がインサート成形または圧入されている。なお、入力ターミナル１１へ制御信号を供給するスイッチング回路（図示しない）は、点火コイル１の外部に配置されている。
【００１７】
高圧ターミナル１２は、ハウジング２の下端にインサート成形されており、スプリング１３と電気的に接続している。このスプリング１３は、点火コイル１をプラグホール内に装着した際に点火プラグと電気的に接続するもので、２次コイル５の発生した高電圧は、高圧ターミナル１２とスプリング１３を介して点火プラグに印加される。
ハウジング２の下端開口部には、ゴムからなるプラグキャップ１４が装着されており、このプラグキャップ１４が点火プラグに装着される。
【００１８】
注型材９は、真空充填によって各部材が組付けられたハウジング２内の隙間に進入し、各部材間の電気絶縁を確実なものとするとともに、各部材を固定して振動による破線やクラック等の破損を防ぐものである。なお、注型材９は、絶縁性、固定力、耐熱性を満足する目的で、エポキシ樹脂を用いた。
【００１９】
中心コア３と２次スプール４との間には、中心コア３と周囲の部材との膨張差を吸収し、２次スプール４の破損を防ぐ緩衝部材１５が装着されている（図１参照）。この緩衝部材１５は、中心コア３の外周を覆う円筒状を呈したゴム製のもので、弾性変形によって中心コア３と周囲の部材との膨張差を吸収する。なお、この実施例では、図７に示すように、１次スプール６と１次コイル７との間にフィルム１６が設けられ、そのフィルム１６の内外で膨張差を分離するように設けられている。
【００２０】
２次スプール４と緩衝部材１５との間には、図７に示すように両部材の接触を防ぐ目的で注型材９が充填される。点火コイル１には、注型材９の充填前において、２次スプール４と緩衝部材１５との間に全周に亘る隙間を形成させて、充填時に確実に２次スプール４と緩衝部材１５との間に全周に亘って注型材９を充填させるための位置決め手段が設けられる。
この位置決め手段は、２次スプール４と緩衝部材１５との間の軸方向の少なくとも中間部分（従来、環境応力割れが生じた部分）を全周に亘って確実に注型材９を導くものであり、この実施例では２次スプール４の高圧側の内面に形成された高圧側位置決め手段１７（図１参照）と、緩衝部材１５の低圧側の外面に形成された低圧側位置決め手段１８（図１参照）と、によって構成される。
【００２１】
高圧側位置決め手段１７は、図１〜図３に示されるもので、２次スプール４の高圧側の内面に軸方向に沿う６本の筋状の高圧側突起１７ａで構成され、この６本の高圧側突起１７ａは等間隔に配置されている。このように高圧側位置決め手段１７として高圧側突起１７ａを６本設けたことにより、２次スプール４の成形時に高圧側で成形ズレが生じて１つの高圧側突起１７ａが形成されなくても、その両側の高圧側突起１７ａによって緩衝部材１５との間に隙間を形成することができる。つまり、高圧側突起１７ａを６本設けたことにより、高圧側において２次スプール４と緩衝部材１５とに確実に全周に亘る隙間を形成して同芯的に位置決めできる。
なお、６本の高圧側突起１７ａは、図２に示すように、低圧側の端部にテーパ部１７ｂが設けられており、緩衝部材１５がスムーズに挿入できるように設けられている。
【００２２】
低圧側位置決め手段１８は、図１、図４、図５に示されるもので、緩衝部材１５の低圧側の外面に円弧状に膨出する６つの低圧側突起１８ａで構成され、この６つの低圧側突起１８ａは等間隔に配置されている。このように低圧側位置決め手段１８として６つの低圧側突起１８ａを設けたことにより、緩衝部材１５の成形時に成形ズレが生じて１つの低圧側突起１８ａが形成されなくても、その両側の低圧側突起１８ａによって２次スプール４との間に隙間を形成することができる。つまり、低圧側位置決め手段１８を６つ設けたことにより、低圧側において２次スプール４と緩衝部材１５とに確実に全周に亘る隙間を形成して同芯的に位置決めできる。
【００２３】
高圧側位置決め手段１７によって高圧側において２次スプール４と緩衝部材１５とを隙間を介して同芯的に位置決めできるとともに、低圧側位置決め手段１８によって低圧側において２次スプール４と緩衝部材１５とを隙間を介して同芯的に位置決めできることにより、注型材９の充填前に、高圧側から低圧側に亘って２次スプール４と緩衝部材１５とが隙間を介して同芯的に位置決めされる。
このように、２次スプール４内に緩衝部材１５を挿入するのみで、２次スプール４と緩衝部材１５との間には、全周に亘る隙間が形成されるため、真空引きした後に注型材９を充填すると、２次スプール４と緩衝部材１５との間には全周に亘って注型材９が充填され、結果的に少なくとも軸方向の中間部分（高圧側と低圧側を除く部分）において２次スプール４と緩衝部材１５との接触が確実に防がれる。
【００２４】
（実施例の効果）
上述したように、高圧側位置決め手段１７と低圧側位置決め手段１８とを設けたことにより、高圧側と低圧側を除く部分（具体的には、位置決め手段が触れる箇所以外の部分）において、２次スプール４と緩衝部材１５との間に全周に亘って注型材９が充填される。このため、２次スプール４に変性ＰＰＥを用いても、少なくとも軸方向の中間部分において２次スプール４と緩衝部材１５との接触が確実に防がれ、２次スプール４に環境応力割れが発生する不具合がない。
【００２５】
この実施例では、２次スプール４に高圧側位置決め手段１７のみを形成した例を示した。これは２次スプール４に低圧側位置決め手段１８も形成すると、２次スプール４の型抜きが困難となってしまうためで、この実施例では低圧側位置決め手段１８を緩衝部材１５に設けたため、２次スプール４の型抜きを容易に行うことができ、生産性に優れる。
【００２６】
また、この実施例では、緩衝部材１５に低圧側位置決め手段１８のみを形成した例を示した。これは緩衝部材１５に高圧側位置決め手段１７も形成すると、２次スプール４内に緩衝部材１５を挿入する際に、挿入全域に亘って高圧側位置決め手段１７が２次スプール４の内壁に摺接して抵抗になり、組付けが困難になってしまうためで、この実施例では高圧側位置決め手段１７が２次スプール４にあるため、摺接抵抗は挿入の最後のみに発生し、組付け性が良い。
【００２７】
〔変形例〕
上記の実施例では、高圧側位置決め手段１７と低圧側位置決め手段１８の両方を点火コイル１に適用した例を示したが、高圧側位置決め手段１７あるいは低圧側位置決め手段１８の一方のみを適用するように設けても良い。つまり、高圧側位置決め手段１７のみを用いて高圧側から中間部分に全周に亘る隙間を形成するように設けたり、低圧側位置決め手段１８のみを用いて低圧側から中間部分に全周に亘る隙間を形成するように設けても良い。
【００２８】
上記の実施例では、高圧側位置決め手段１７を２次スプール４と一体に設けた例を示したが、例えばリング状に設けた別体の高圧側位置決め手段１７を２次スプール４に装着して用いても良い。
上記の実施例では、低圧側位置決め手段１８を緩衝部材１５と一体に設けた例を示したが、例えばリング状に設けた別体の低圧側位置決め手段１８を緩衝部材１５に装着して設けても良い。
【００２９】
上記の実施例では、外周コア８を用いた例を示したが、外周コア８を用いない点火コイルに本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、中心コア３に永久磁石３ａ、３ｂを装着した例を示したが、中心コア３に永久磁石３ａ、３ｂを装着しない点火コイルに本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】２次スプールと緩衝部材との組付け図である。
【図２】２次スプールの要部断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】緩衝部材の要部断面図である。
【図５】図１のＢ視図である。
【図６】点火コイルの断面図である。
【図７】点火コイルの要部断面図である。
【符号の説明】
１点火コイル
２ハウジング
３中心コア
４２次スプール
５２次コイル
６１次スプール
７１次コイル
９注型材
１５緩衝部材
１７高圧側位置決め手段
１７ａ高圧側突起
１８低圧側位置決め手段
１８ａ低圧側突起

Claims

１次コイルに対して２次コイルが内側に配置されたスティック型点火コイルであって、
棒状の中心コアと、
この中心コアの外周に配置される筒状ゴム製の緩衝部材と、
この緩衝部材の外周に配置され、前記２次コイルが巻き付けられる筒状の２次スプールと、
前記点火コイル内の隙間に充填される注型材と、
前記緩衝部材と前記２次スプールとの位置決めを行い、前記緩衝部材と前記２次スプールとの間に全周に亘って前記注型材を充填するための隙間を形成する位置決め手段と、
を備えることを特徴とするスティック型点火コイル。
請求項１のスティック型点火コイルにおいて、
前記位置決め手段は、前記２次スプールの高圧側の内面に形成され、前記２次スプールと前記緩衝部材との間に全周に亘る隙間を介して同芯的に位置決めを行うものである
ことを特徴とするスティック型点火コイル。
請求項１または請求項２のスティック型点火コイルにおいて、
前記位置決め手段は、前記緩衝部材の低圧側の外面に形成され、前記２次スプールと前記緩衝部材との間に全周に亘る隙間を介して同芯的に位置決めを行うものである
ことを特徴とするスティック型点火コイル。
請求項１ないし請求項３のいずれかのスティック型点火コイルにおいて、
前記位置決め手段は、周方向に等間隔で６つ以上設けられた突起である
ことを特徴とするスティック型点火コイル。
請求項１ないし請求項４のいずれかのスティック型点火コイルにおいて、
前記２次スプールは、ポリフェニレンエーテルである
ことを特徴とするスティック型点火コイル。