JP4045631B2 - 点火コイル及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は点火コイル及びその製造方法に係り、詳しくは、筒状の内側巻線体及び外側巻線体が同心状に配設され、これら両巻線体間に絶縁樹脂層が配設されてなる点火コイル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より内燃機関のプラグホール内に収納するようにした点火コイルが知られている（例えば、特開平８−２９３４１８号公報、特開平９−１６７７０９号公報に記載された「内燃機関用点火装置」）。図８に示すように、この種の点火コイル１００ではケース１０１の中心部にインナコア１０２が配設され、更にこのインナコア１０２の外周を囲むようにして略円筒状の１次コイル１０３及び２次コイル１０４が同心円状に配設されている。これら１次コイル１０３及び２次コイル１０４はいずれもボビン１０３ａ，１０４ａにエナメル線１０３ｂ，１０４ｂが巻装された構成を有している。また、点火コイル１００においては点火プラグに供給される高電圧が発生することから、ケース１０１内に液状の絶縁樹脂を充填して硬化させることにより絶縁層１０５を形成し、この絶縁層１０５によって各部材間における絶縁性を確保するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に点火コイルにおいてその小型化を図るうえでは、上記のような絶縁層の厚さを絶縁性が確保できる範囲内で薄く設定することが望まれる。特に、上記のようなプラグホール内に収納される点火コイル１００にあっては、プラグホール径によってその外径が制限されることから、両コイル１０３，１０４の間や２次コイル１０４の外周側に位置する絶縁層１０５の厚さを極力薄く設定することが必要になる。
【０００４】
しかしながら、このように絶縁層１０５の厚さを薄く設定した構成にあっては以下のような問題が生じる。
即ち、ケース１０１内に絶縁樹脂を充填する際に、周囲の空気が巻き込まれて絶縁樹脂の内部に気泡となって混入することがある。また、絶縁樹脂をケース１０１内に充填する際には通常、真空注入法が採用されるため、エナメル線１０３ｂ，１０４ｂの絶縁被膜中に含まれる揮発性物質が沸点降下により揮発し、その揮発成分が気泡となって絶縁樹脂の内部に混入することもある。このように絶縁樹脂の内部に気泡が混入したとしても通常はその気泡は徐々に外部に抜けるため、気泡が残留したまま絶縁樹脂が硬化してしまう場合は少ない。
【０００５】
ところが、上記のように絶縁層１０５の厚さが薄く設定されていると、換言すれば絶縁樹脂を充填する際にその流路が狭くなっていると、絶縁樹脂中の気泡が抜け難くなるため、気泡が十分に抜けきらないまま絶縁樹脂が硬化してしまうことがある。その結果、絶縁層１０５には気泡によって誘電率が極めて大きくなった微少空間、即ち部分欠陥が形成されることとなる。そして、このような部分欠陥が電位勾配が極めて大きくなる両コイル１０３，１０４間の絶縁層１０５中に形成されると、その部分欠陥内で放電が繰り返し発生するようになる。その結果、絶縁層１０５が部分的に焼損してしまい、点火コイル１００における信頼性及び耐久性の低下を招くおそれがあった。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は上記１次コイル及び２次コイルのような二つの巻線体間の絶縁樹脂層における部分欠陥の発生を抑制して点火コイルの信頼性及び耐久性を向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、筒状をなす内側巻線体と、同内側巻線体の外側に同心状に配設された外側巻線体と、両巻線体の間に配設された絶縁樹脂層と、両巻線体及び絶縁樹脂層を収容するケースとを備えた点火コイルにおいて、外側巻線体はボビンに巻装されないボビンレス構造を有するものであり、外側巻線体の両端側に同外側巻線体と同心状にそれぞれ配設されるとともに外側巻線体の両端側に位置する一部の線材のみが巻装されるリング状部材を備えることをその要旨としている。
【０００８】
一般に上記構成を備えた点火コイルを製造する際には、まず、上記内側巻線体及び外側巻線体をケース内に同心状に配設する。そして、ケース内に液状の絶縁樹脂を注入し、同絶縁樹脂を両巻線体の間に充填して硬化させることにより絶縁樹脂層を形成する。
【０００９】
ここで、上記構成においては外側巻線体をボビンレス構造としており、そのボビンの分だけ内側巻線体及び外側巻線体間の間隔が拡大されているため、両巻線体間に充填された絶縁樹脂に混入している気泡はその内部から抜け易くなる。その結果、両巻線体間に充填された絶縁樹脂が気泡を含んだまま硬化してしまうことが少なくなり、同絶縁樹脂層における部分欠陥の発生が抑制される。
また、一般に上記外側巻線体や内側巻線体は線材を巻線機の巻取軸によって巻き取ることにより形成される。ここで、外側巻線体をボビンレス構造とした場合、同外側巻線体を巻線機の巻取軸から抜き取る際やケース内に収容する際に外側巻線体には巻崩れが発生し易い。特に、外側巻線体の両側部分ではその中央部分と比較して巻崩れが発生し易くなる。こうした巻崩れが発生すると、外側巻線体と内側巻線体との絶縁距離が十分に確保されなくなり点火コイルの信頼性を低下させるおそれがある。
これに対して、上記構成によれば、外側巻線体の両端部分に位置する一部の線材がリング状部材によって支持されるようになるため、上記のような巻崩れの発生が抑制される。
【００１０】
請求項２に記載した発明では、請求項１記載の点火コイルにおいて、内側巻線体と外側巻線体との間に絶縁樹脂層のみを介在させるようにしている。
例えば、本発明とは異なり、内側巻線体と外側巻線体との間に介在物が存在する構成にあっては、その両巻線体間に密着性の悪い異種材料による界面が存在するようになるため、その界面近傍に微少な隙間が生じてこれが部分欠陥となるおそれがある。
【００１１】
これに対して、本発明に係る構成によれば、請求項１に記載した発明の作用に加えて、上記のような部分欠陥が発生し易い異種材料による界面が存在しないため、両巻線体間における部分欠陥の発生がより確実に抑制される。
【００１５】
請求項３に記載した発明では、請求項１又は２記載の点火コイルにおいて、リング状部材は外側巻線体の両端部が接触可能なフランジを有することをその要旨としている。
【００１６】
上記構成によれば、請求項１又は２に記載した発明の作用に加えて、特に外側巻線体の軸方向における巻崩れの発生がフランジによって抑制される。
請求項４に記載した発明は、筒状をなす内側巻線体と、同内側巻線体の外側に同心状に配設された外側巻線体と、両巻線体の間に配設された絶縁樹脂層と、両巻線体及び絶縁樹脂層を収容するケースとを備えた点火コイルにおいて、外側巻線体はボビンに巻装されないボビンレス構造を有するものであり、外側巻線体の線材は外側に接着面を有するテープの当該接着面上に巻装されていることをその要旨としている。
【００１７】
上記構成においては外側巻線体をボビンレス構造としており、そのボビンの分だけ内側巻線体及び外側巻線体間の間隔が拡大されているため、両巻線体間に充填された絶縁樹脂に混入している気泡はその内部から抜け易くなる。その結果、両巻線体間に充填された絶縁樹脂が気泡を含んだまま硬化してしまうことが少なくなり、同絶縁樹脂層における部分欠陥の発生が抑制される。
また、上記構成によれば、外側巻線体の線材はテープの接着面に対して接着されるため、同外側巻線体における巻崩れが抑制される。また、一般に、上記外側巻線体は巻線機の巻取軸に線材を巻装することにより形成されるが、上記構成によれば、外側巻線体を上記巻取軸から抜き取る際に、その内周面がテープによって保護されるようになる。
【００１８】
請求項５に記載した発明では、請求項４記載の点火コイルにおいて、テープは螺旋状に巻回されて所定形状に形成されていることをその要旨としている。
上記構成によれば、テープの形状変化が抑制され、その形状が安定して維持されるようになる。
【００２１】
請求項６に記載した発明では、点火コイルの製造方法において、巻線機の巻取軸に所定間隔を隔てて一対のリング状部材を外嵌する工程と、リング状部材と各リング状部材の間に位置する巻取軸とに対し線材を巻装して外側巻線体を形成する工程と、巻取軸からリング状部材及び外側巻線体を一体に抜き取る工程と、抜き取られたリング状部材及び外側巻線体を筒状の内側巻線体とともにケース内に同心状に配設する工程と、ケース内に液状の絶縁樹脂を注入して両巻線体間に同絶縁樹脂を充填するとともに、当該充填された絶縁樹脂を硬化させて絶縁樹脂層を形成する工程とを有することをその要旨としている。
【００２２】
上記製造方法では、線材をボビンではなく巻線機の巻取軸に対して直接巻装するとともに、外側巻線体の両側部分に位置する一部の線材のみをリング状部材に対して巻装することにより外側巻線体が形成される。そして、このようにして得られたボビンレス構造の外側巻線体を用いるようにしているため、同外側巻線体と内側巻線体との間の間隔が大きく確保できる。従って、両巻線体の間に充填された絶縁樹脂に気泡が混入していても、その気泡は絶縁樹脂の内部から外部へ速やかに抜けていくようになる。その結果、絶縁樹脂が気泡を含んだまま硬化してしまうことが少なくなり、両巻線体の間には部分欠陥の少ない絶縁樹脂層が形成されるようになる。
【００２３】
更に、外側巻線体の両端部分に位置する線材はリング状部材によって支持されているため、外側巻線体を巻取軸から抜き取る際やケース内に配設する際に、同外側巻線体における巻崩れの発生が抑制される。
【００２４】
請求項７に記載した発明では、請求項６記載の点火コイルの製造方法において、リング状部材として外側巻線体の両端部が接触可能なフランジを有したものを用いるようにしている。
【００２５】
上記製造方法によれば、請求項６に記載した発明の作用に加えて、外側巻線体を巻取軸から抜き取る際やケース内に配設する際に、特に外側巻線体の軸方向における巻崩れの発生がフランジによって抑制される。
【００２６】
請求項８に記載した発明では、点火コイルの製造方法において、巻線機の巻取軸に対して片面が接着面であるテープを当該接着面が外周面となるように巻装する工程と、巻装されたテープの外周面に線材を巻装して外側巻線体を形成する工程と、巻取軸からテープ及び外側巻線体を一体に抜き取る工程と、テープ及び外側巻線体を筒状の内側巻線体とともにケース内に同心状に配設する工程と、ケース内に液状の絶縁樹脂を注入してテープ及び内側巻線体間に同絶縁樹脂を充填するとともに、当該充填された絶縁樹脂を硬化させて絶縁樹脂層を形成する工程とを有することをその要旨としている。
【００２７】
上記製造方法では、線材をボビンではなく巻線機の巻取軸に対して片面が接着面であるテープを当該接着面が外周面となるように巻装し、そのテープの外周面に線材を巻装して外側巻線体を形成するようにしている。そして、このようにして得られたボビンレス構造の外側巻線体を用いるようにしているため、テープと内側巻線体との間の間隔が大きく確保でき、同テープと内側巻線体との間には部分欠陥の少ない絶縁樹脂層が形成されるようになる。
【００２８】
更に、外側巻線体の線材をテープに接着面上に巻装するようにしたため、外側巻線体を巻線機の巻取軸から抜き取る際に、その内周面がテープによって保護される。また、外側巻線体の巻線はテープの接着面に接着されているため、外側巻線体を巻取軸から抜き取る際やケース内に配設する際に、同外側巻線体における巻崩れの発生が抑制される。
【００２９】
請求項９に記載した発明では、請求項８記載の点火コイルの製造方法において、テープを巻線機の巻取軸に対して螺旋状に巻装するようにしている。
上記製造方法によれば、請求項８に記載した発明の作用に加えて、テープの形状変化が抑制され、その形状が安定して維持されるようになる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下、本発明を具体化した第１の実施形態について図１〜４を参照して説明する。図１は本実施形態における点火コイル１０を断面を示し、図２は図１の一部分を拡大して示している。
【００３１】
この点火コイル１０はインナコア１２、２次コイル１３、１次コイル１４、及びアウタコア１５等と、これら各部材を収容するケース１１とを備えている。また、ケース１１には１次コイル１４に流れる１次電流を断続制御するためのイグナイタ２０が内蔵されている。
【００３２】
ケース１１内に収容された各部材間の隙間は絶縁性に優れた熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）からなる絶縁層１６によって封止されている。この絶縁層１６によってケース１１内の各部材間における絶縁性が確保されている。
【００３３】
ケース１１はＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂等の樹脂材料によって略円筒状に形成されている。このケース１１の上端部にはエンジンの制御装置（いずれも図示略）からのハーネス（図示略）が接続される接続部１１ａや、点火コイル１０をエンジンのシリンダヘッド（図示略）にボルト固定するための取付部１１ｂが一体形成されている。
【００３４】
また、ケース１１の下端部にはＰＢＴ樹脂等の樹脂材料からなる円筒部材１８が内嵌されている。この円筒部材１８の内部には金属製の高圧部材２１が固定されており、この高圧部材２１には点火プラグ（図示略）と電気的に接続されるスプリング２２の上端部が固定されている。また、円筒部材１８の下端部にはシリコンゴム等からなる円筒状のゴムブーツ２３が被嵌されている。
【００３５】
インナコア１２は複数の珪素鋼板を積層することにより円柱状に形成されており、上下方向に延びるようにしてケース１１内の中心部に配置されている。インナコア１２の上下両端部には磁石２５，２６が固着されており、この磁石２５，２６及びインナコア１２はシリコンゴム等からなるゴム層２７によってその全体が被覆されている。
【００３６】
上記のようにゴム層２７によって被覆された磁石２５，２６及びインナコア１２には略円筒状をなす２次ボビン３０が外嵌されている。この２次ボビン３０はＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）樹脂等の樹脂材料からなり、その外周には軸方向に所定間隔を隔てて複数のリブ３１が形成されている。これら各リブ３１間には線径が０．０３〜０．１mmのエナメル線等からなる絶縁被膜線３２が積層して巻回されている。この絶縁被膜線３２における高電圧側の端末部分（図示略）は２次ボビン３０の下端部に固定されたターミナル３３に接続されている。このターミナル３３は前述した高圧部材２１に接触している。これら絶縁被膜線３２及び２次ボビン３０により点火用高電圧を発生する２次コイル１３が構成されている。
【００３７】
２次コイル１３の外周側にはその径方向に所定間隔を隔てて円筒状の１次コイル１４が外嵌されている。この１次コイル１４は２次コイル１３と異なり、ボビンを有しないボビンレス構造のコイルであり、巻線体３５と、同巻線体３５の上下両端部に配置された一対のスリーブ３７，３８とによって構成されている。この巻線体３５は線径が０．３〜１．０mmのエナメル線等からなる絶縁被膜線３４を円筒状をなすように二層に巻回することによって形成されている。
【００３８】
上記各スリーブ３７，３８の外周面上には巻線体３５の上下両端側に位置する絶縁被膜線３４の一部が巻装されている。更に、これら各スリーブ３７，３８にはその外周に延びるフランジ３７ａ，３８ａがそれぞれ形成されており、そのフランジ３７ａ，３８ａには巻線体３５の上下両端部がそれぞれ当接されている。
【００３９】
巻線体３５の外周側にはその径方向（図２の左右方向）に所定間隔を隔てて円筒状のアウタコア１５が外嵌されている。このアウタコア１５は珪素鋼板からなる円筒管を重合させた二重管構造を有しており、その外周面はケース１１の内周面に対して接触している。このアウタコア１５の内周面は同アウタコア１５と巻線体３５との間に形成された絶縁層１６に接触している。また、図２に示すように、１次コイル１４と２次コイル１３との間の間隔Ｇ１は２次コイル１３とアウタコア１５との間の間隔Ｇ２よりも大きく設定されている。
【００４０】
以上のように構成された点火コイル１０はエンジンのシリンダヘッド（図示略）に形成されたプラグホール内に挿入され、取付部１１ｂにおいてシリンダヘッドに対しボルト固定される。このように点火コイル１０がシリンダヘッドに固定されると、スプリング２２は点火プラグの上部端子（図示略）に接触するとともに、同点火プラグの上端部外周はゴムブーツ２３によって覆われる。そして、２次コイル１３に発生する点火用高電圧は高圧部材２１及びスプリング２２を介して点火プラグに供給される。
【００４１】
次に上記点火コイル１０の製造方法について概略的に説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、巻線機の巻取軸５１に対し、巻線体３５の軸方向における長さと同じ間隔を隔ててスリーブ３７，３８をそれぞれ外嵌固定する。そして、図３（ｂ）に示すように、巻取軸５１を回転させながら一方のスリーブ３７のフランジ３７ａから他方のスリーブ３８のフランジ３８ａにまで絶縁被膜線３４を２層に積層して巻装することにより巻線体３５を形成する。その後、これら巻線体３５及び各スリーブ３７，３８を一体にして巻取軸５１から抜き取る。
【００４２】
また、図示しないが、２次コイル１３も同様に巻線機を用いて形成される。即ち、巻取軸５１に２次ボビン３０を外嵌固定した後、巻取軸５１を回転させながら２次ボビン３０のリブ３１間に絶縁被膜線３２を積層して巻装することにより２次コイル１３を形成する。そして、この２次コイル１３を巻取軸５１から抜き取った後、２次ボビン３０の内部にゴム層２７にて被覆された磁石２５，２６及びインナコア１２を挿入する。
【００４３】
次に、２次コイル１３を円筒部材１８及びゴムブーツ２３が取り付けられたケース１１の中心部に配設する。この際、２次ボビン３０に固定されたターミナル３３を前記高圧部材２１に接触させる。更に、ケース１１内において２次コイル１３の外周側に１次コイル１４及びアウタコア１５を順に同心円状となるようにそれぞれ配設するとともに、前記イグナイタ２０を配設する。そして、ケース１１を真空室（図示略）内に配置した後、同ケース１１内に液状の熱硬化性樹脂を注入し、２次コイル１３及び１次コイル１４間の隙間を含む、同ケース１１内の隙間に熱硬化性樹脂を充填する。その後、ケース１１を所定温度にまで加熱し、同ケース１１内の熱硬化性樹脂を硬化させることによって絶縁層１６を形成する。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態では１次コイル１４をボビンレス構造としており、同１次コイル１４は絶縁被膜線３４が巻装されるボビンを有していない。従って、ボビンを有する構成と比較して、そのボビンの分だけ１次コイル１４と２次コイル１３との間の間隔Ｇ１、即ち、１次コイル１４の絶縁被膜線３４と２次コイル１３の絶縁被膜線３２との間の間隔が大きくなる。このため、熱硬化性樹脂の流路が拡大され、両コイル１３，１４間に充填された熱硬化性樹脂に混入している気泡は外部へ抜け易くなる。このため、熱硬化性樹脂が気泡を含んだまま硬化してしまうことが少なくなり、両コイル１３，１４間の絶縁層１６における部分欠陥の発生が抑制される。その結果、本実施形態によれば、点火コイル１０の信頼性及び耐久性を向上させることができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る構成とは異なり、絶縁被膜線３４が巻装されるボビンを有する構成では両コイル１３，１４間の間隔Ｇ１が狭くなり、両コイル１３，１４間を流れる熱硬化性樹脂の速度が必然的に低下するようになる。従って、ケース１１内に熱硬化性樹脂を一度に注入することが困難となり、その注入作業を複数回に分けて行う必要が生じることとなる。その結果、点火コイル１０の製造工数が増加するとともに、熱硬化性樹脂を複数回に分けて注入することによって絶縁層１６の均質性が損なわれるおそれがある。
【００４６】
この点、本実施形態によれば、両コイル１３，１４間の間隔Ｇ１を大きく確保することができるため、上記のように製造工数を増加させてしまったり、絶縁層１６の均質性を損なうようなことがない。
【００４７】
更に本実施形態では、２次コイル１３の絶縁被膜線３２と１次コイル１４の絶縁被膜線３４との間に絶縁層１６のみを介在させるようにしている。例えば、本実施形態とは異なり、両絶縁被膜線３２，３４の間に何らかの介在物が存在する構成にあっては、これら絶縁被膜線３２，３４の間に異種材料による界面が存在することとなる。そして、こうした異種材料による界面は通常、密着性が悪いことから、同界面間に微少な隙間が生じてこれが部分欠陥となるおそれがある。
【００４８】
この点、本実施形態では、上記のような部分欠陥が発生し易い異種材料による界面が存在していないため、両コイル１３，１４間の絶縁層１６における部分欠陥の発生が確実に抑制される。その結果、点火コイル１０の信頼性及び耐久性を一層向上させることができる。
【００４９】
ところで、一般に、上記１次コイル１４や２次コイル１３をボビンレス構造とした場合、これらコイル１３，１４を巻取軸５１から抜き取る際やケース１１内に配設する際に、コイル１３，１４には特にその両端側部分において巻崩れが発生し易い。こうした巻崩れが発生すると各コイル１３，１４間における絶縁距離が減少して点火コイル１０の信頼性低下を招くおそれがあるため、これらコイル１３，１４における形状の安定化を図ることが望ましい。
【００５０】
この点、本実施形態では、相対的に絶縁被膜線３４の線径が太い１次コイル１４をボビンレス構造としているため、２次コイル１３をボビンレス構造とした構成と比較して１次コイル１４の形状をより安定化させることができる。従って、１次コイル１４を巻取軸５１から抜き取る際やケース１１内に収容する際に、同１次コイル１４における巻崩れの発生が抑制される。その結果、各コイル１３，１４間における絶縁距離を安定させ、点火コイル１０の信頼性低下を回避することができる。
【００５１】
また、こうした１次コイル１４の形状を安定化させる方法としては、例えば絶縁被膜線３４として自己融着線（例えば外周面にエポキシ系樹脂からなる融着層が形成された銅線）を用い、その融着層を溶融させることにより自己融着線同士を接着させることが考えられる。
【００５２】
しかしながら、本実施形態のように、１次コイル１４を２次コイル１３の外周側に配設するようにした構成においては、上記のように自己融着線を用いて１次コイル１４を形成すると以下のような問題が生じる。即ち、図４（ａ）に示すように、自己融着線６０を巻線機の巻取軸５１に巻装した後、同自己融着線６０の融着層６１を加熱して溶融させた場合、溶融した樹脂が巻取軸５１の表面に沿って流れ、図４（ｂ）に示すように自己融着線６０の間に微少な空間６２が形成されることがある。
【００５３】
このような空間６２は巻線体３５をケース１１内に配設した場合に２次コイル１３側に面して位置することになるため、この空間６２が部分欠陥となって巻線体３５の損傷を招くおそれがあり、特に線径の大きい１次コイル１４を自己融着線によって形成するようにした場合には、こうした部分欠陥の発生がより顕著になる。従って、上記のように自己融着線を用いる方法は、本実施形態のようにボビンレス構造を有した１次コイル１４を２次コイル１３の外周側に配設する構成に対しては適していない。
【００５４】
この点、本実施形態によれば、巻線体３５の両端側に位置する絶縁被膜線３４がスリーブ３７，３８によって支持されるようになるため、自己融着線を用いた場合と異なり、巻線体３５における部分欠陥を招くことなく巻崩れの発生を抑制することができる。その結果、巻崩れの発生に起因した点火コイル１０の信頼性低下を回避することができる。
【００５５】
特に、本実施形態ではスリーブ３７，３８にフランジ３７ａ，３８ａをそれぞれ形成し、このフランジ３７ａ，３８ａに対して巻線体３５の上下両端部をそれぞれ当接させるようにしている。このため、巻線体３５の軸方向における巻崩れの発生をこれらフランジ３７ａ，３８ａによって確実に抑制することができ、点火コイル１０の信頼性低下をより確実に回避することができる。
【００５６】
また、本実施形態では両コイル１３，１４間の間隔Ｇ１を１次コイル１４とアウタコア１５との間の間隔Ｇ２よりも相対的に大きく設定するようにしている。このため、ケース１１内に注入された熱硬化性樹脂は、両コイル１３，１４間の隙間により早く充填され、図２に矢印で示すように、その隙間から巻線体３５の内部を通過して１次コイル１４とアウタコア１５との間の隙間へと流れるようになる。こうした熱硬化性樹脂の流れが形成されることにより、同熱硬化性樹脂中に気泡が混入していても、その気泡は巻線体３５の内部やその外周側に移動するようになるため、両コイル１３，１４間に残留することが極めて少なくなる。その結果、本実施形態によれば、この点においても両コイル１３，１４間の絶縁層１６に部分欠陥が発生してしまうことを更に抑制することができ、点火コイル１０の信頼性及び耐久性を向上させることができる。
【００５７】
更に、本実施形態のようにプラグホール内に収容される点火コイル１０は、その形状、特にその径が制限され、両コイル１３，１４間の絶縁層１６における電位勾配が極めて大きくなるため、その絶縁層１６に部分欠陥が発生した場合には耐久性及び信頼性が大きく低下する傾向がある。この点、本実施形態に係る構成はこのような絶縁層１６における部分欠陥の発生を抑制することができるため、上記のような傾向にある点火コイル１０に対して好適である。
【００５８】
［第２の実施形態］
次に本発明を具体化した第２の実施形態について図５〜７を参照して説明する。尚、上記第１の実施形態と同等の構成については同一の符号を付すことによりその説明を省略するとともに、それら同等の構成に基づいて奏せられる作用効果についても説明を省略する。
【００５９】
図５は本実施形態における点火コイル１０を断面を示し、図６は図５の一部分を拡大して示している。これら各図に示すように、本実施形態における点火コイル１０は巻線体３５の内周面を被覆するテープ４０を備えている点が上記第１の実施形態と相違している。このテープ４０は厚さが０．３〜０．５mmのガラスクロスからなり、その片面はシリコン系接着剤が塗布されることによって接着面となっている。テープ４０はその接着面が外周側に位置するようにして筒状に形成されており、その接着面に対して巻線体３５の内周面が接着されている。また、図６に示すように、テープ４０の内周面と２次コイル１４との間の隙間には熱硬化性樹脂が充填硬化されることによって絶縁層１６が形成されている。
【００６０】
以下、１次コイル１４を形成する工程について図７を参照して説明する。
まず、同図（ａ）に示すように、巻線機の巻取軸５１に対して巻線体３５の軸方向における長さと同じ間隔を隔ててスリーブ３７，３８をそれぞれ外嵌固定する。次に、同図（ｂ）に示すように、巻取軸５１を回転させながら一方のスリーブ３７のフランジ３７ａから他方のスリーブ３８のフランジ３８ａにまでその接着面が外周側に位置するようにしてテープ４０を部分的に重合させつつ螺旋状に巻装する。更に、同図（ｃ）に示すように、、巻取軸５１を回転させながら一方のスリーブ３７のフランジ３７ａから他方のスリーブ３８のフランジ３８ａにまで、テープ４０の接着面に対して絶縁被膜線３４を２層に積層して巻装することにより巻線体３５を形成する。その後、これら巻線体３５、テープ４０及び各スリーブ３７，３８を一体にして巻取軸５１から抜き取る。
【００６１】
このように形成された１次コイル１４は、第１の実施形態と同様、２次コイル１３とともにケース１１内に同心円状に配設される。そして、ケース１１内には熱硬化性樹脂が注入され硬化されることによって絶縁層１６が形成される。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態では１次コイル１４を形成する際に、巻線機の巻取軸５１に対してテープ４０を巻装し、そのテープ４０に絶縁被膜線３４を巻装するようにしている。従って、絶縁被膜線３４は図６に示すようにテープ４０の柔軟性によってその外周面に若干めり込むようになるるため、絶縁被膜線３４をテープ４０に安定して巻装することができるようになる。その結果、巻線体３５における巻線密度の安定化を図ることができるとともに、巻線体３５の形状を安定化させることができる。
【００６３】
更に、本実施形態によれば、絶縁被膜線３４がテープ４０の接着面に接着されているため、巻線体３５の形状を更に安定化させることができる。従って、巻線体３５を巻取軸５１から抜き取る際やケース１１内に配設する際に、同巻線体３５を巻崩れを確実に抑制することができる。その結果、巻崩れに起因した点火コイル１０の信頼性低下を未然に防止することができる。
【００６４】
ところで、上記のように巻線体３５を巻取軸５１から抜き取る際には、絶縁被膜線３４と巻取軸５１とが擦れることにより、同絶縁被膜線３４の絶縁被覆が剥がれてしまうことが懸念される。このように絶縁被膜線３４の絶縁被覆が剥がれてしまうと、巻線体３５に部分的な短絡が発生してその巻数が実質的に変化する結果、点火コイル１０において所定の点火用高電圧を発生させることができなくなる。
【００６５】
この点、本実施形態によれば、巻線体３５を巻取軸５１から抜き取る際に、その内周面がテープ４０によって保護されるようになる。その結果、巻線体３５の損傷を未然に防止することができ、その損傷に起因した点火コイル１０の性能低下を防止することができる。
【００６６】
以上説明した実施形態は以下のように構成を変更して実施することもできる。・上記各実施形態では、ケース１１内において２次コイル１３を内周側に、１次コイル１４を外周側に配置するようにしたが、これら各コイル１３，１４の配置位置を逆に設定するようにしてもよい。
【００６７】
・上記各実施形態では点火コイル１０のケース１１内にイグナイタ２０を内蔵するようにしたが、同イグナイタ２０は点火コイル１０の外部に設けられるものであってもよい。
【００６８】
・上記各実施形態において、アウタコア１５をケース１１内に収容せず同ケース１１に外嵌する構成を採用してもよい。
・第２の実施形態ではガラスクロスからなるテープ４０を用いるようにしたが、このテープ４０の材質はガラスクロスに限定されず、例えば絶縁油を含浸させた紙材や膜状の樹脂材であってもよい。
【００６９】
・上記各実施形態では、スリーブ３７，３８によって巻線体３５の形状を安定化させるようにしたが、これらスリーブ３７，３８を省略することもできる。
・上記各実施形態の点火コイル１０はいずれもプラグホール内に収容されるものであるが、同点火コイル１０は、例えば、シリンダヘッド上に配設されるものであってもよい。
【００７０】
上記各実施形態から把握できる技術的思想についてその効果とともに以下に記載する。
（１）請求項１乃至６記載の発明において、前記内側巻線体は点火用高電圧を発生する２次コイルであり、前記外側巻線体は１次コイルであることを特徴とする。
【００７１】
このように構成すれば、２次コイルと比較して１次コイルの巻線の線径は相対的に太いため、ボビンレス構造とした外側巻線体の形状を安定化させることができる。従って、例えば、巻線機により形成された外側巻線体を巻取軸から抜き取る際やケース内に配設する際には、その外側巻線体における巻崩れの発生が抑制される。その結果、こうした巻崩れに起因した点火コイルの信頼性低下を回避することができる。
【００７２】
特に請求項３乃至６記載の点火コイルにおいて上記特徴的構成を備えるようにすれば、外側巻線体の線材として自己融着線を用いるようにした構成とは異なり、同外側巻線体における部分欠陥の発生を招くことなくその形状を更に安定化させることができる。
【００７３】
（２）請求項７乃至１１記載の発明において、点火用高電圧を発生する２次コイルを前記内側巻線体として、１次コイルを前記外側巻線体としてそれぞれ前記ケース内に同心状に配設するようにしたことを特徴とする。
【００７４】
上記製造方法によれば、２次コイルと比較して１次コイルの巻線の線径は相対的に太いため、ボビンレス構造とした外側巻線体の形状を安定化させることができる。従って、外側巻線体をケース内に配設する際や巻線機の巻取軸から外側巻線体を抜き取る際には、同外側巻線体における巻崩れが抑制される。その結果、外側巻線体の巻崩れに起因した点火コイルの信頼性低下を回避することができる。
【００７５】
特に請求項８乃至１１記載の点火コイルにおいて上記特徴的構成を備えるようにすれば、外側巻線体の線材として自己融着線を用いるようにした製造方法とは異なり、同外側巻線体における部分欠陥の発生を招くことなくその形状を更に安定化させることができる。
【００７６】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明では、点火コイルの外側巻線体をボビンに巻装されないボビンレス構造とし、外側巻線体の両端側に同外側巻線体と同心状にそれぞれ配設されるとともに外側巻線体の両端側に位置する一部の線材のみが巻装されるリング状部材を備えるようにしている。従って、内側巻線体及び外側巻線体間の間隔が拡大され、両巻線体間に充填された絶縁樹脂に混入している気泡は抜け易くなる。このため、両巻線体間に充填された絶縁樹脂が気泡を含んだまま硬化することが少なくなり、同絶縁樹脂層における部分欠陥の発生が抑制される。また、外側巻線体の両端側に位置する線材はリング状部材によって支持されるようになり、外側巻線体における巻崩れの発生が抑制される。その結果、本発明によれば、巻崩れに起因した信頼性の低下を回避することができる。
【００７７】
請求項２に記載した発明では、内側巻線体と外側巻線体との間に絶縁樹脂層のみを介在させるようにしている。従って、両巻線体の間には部分欠陥が発生し易い異種材料の界面が存在しなくなるため、両巻線体間における部分欠陥の発生がより確実に抑制される。その結果、請求項１に記載した発明の効果に加えて、両巻線体の間における部分欠陥の発生を更に確実に抑制して点火コイルの信頼性及び耐久性を一層向上させることができる。
【００７９】
請求項３に記載した発明では、リング状部材を外側巻線体の両端部が接触可能なフランジを有するものとしている。従って、このフランジによって外側巻線体の軸方向における巻崩れの発生が抑制される。その結果、本発明によれば、請求項１又は２に記載した発明の効果に加えて、巻崩れに起因した信頼性の低下を更に確実に回避することができる。
【００８０】
請求項４に記載した発明では、点火コイルの外側巻線体をボビンに巻装されないボビンレス構造としている。従って、内側巻線体及び外側巻線体間の間隔が拡大され、両巻線体間に充填された絶縁樹脂に混入している気泡は抜け易くなる。このため、両巻線体間に充填された絶縁樹脂が気泡を含んだまま硬化することが少なくなり、同絶縁樹脂層における部分欠陥の発生が抑制される。また、外側巻線体の線材を外周面が接着性を有する筒状のテープに巻装するようにしている。従って、外側巻線体の線材はテープの接着面に対し接着され、同外側巻線体における巻崩れが抑制される。更に、巻線機によって形成された外側巻線体を同巻線機の巻取軸から抜き取る際には、その内周面がテープにより保護される。その結果、本発明によれば、外側巻線体の巻崩れに起因した点火コイルの信頼性低下、及び巻線機の巻取軸から外側巻線体を抜き取る際における外側巻線体の損傷を未然に防止することができる。
【００８１】
請求項５に記載した発明では、テープは螺旋状に巻回されて所定形状に形成されているため、テープの形状変化が抑制され、その形状が安定して維持されるようになる。その結果、外側巻線体における形状の安定化を図ることができ、同外側巻線体の巻崩れに起因した信頼性の低下を更に確実に回避することができる。
【００８３】
請求項６に記載した発明では、ボビンレス構造の外側巻線体を用いているため、両巻線体の間には部分欠陥の少ない絶縁樹脂層が形成され、また、リング状部材に対し外側巻線体の両端側に位置する一部の線材を巻装するようにしたため、外側巻線体を巻取軸から抜き取る際やケース内に配設する際に、同外側巻線体の巻崩れの発生が抑制される。その結果、本発明によれば、部分欠陥や外側巻線体の巻崩れの発生に起因した信頼性及び耐久性低下を回避することができる。
【００８４】
請求項７に記載した発明では、リング状部材として外側巻線体の両端部が接触可能なフランジを有したものを用いるようにしている。従って、このフランジにより、外側巻線体を巻取軸から抜き取る際やケース内に配設する際に、特に外側巻線体の軸方向における巻崩れの発生が抑制される。その結果、請求項６に記載した発明の効果に加えて、巻崩れに起因した信頼性の低下を更に確実に回避することができる。
【００８５】
請求項８に記載した発明によれば、ボビンレス構造の外側巻線体を用いているため、テープと内側巻線体との間に部分欠陥の少ない絶縁樹脂層が形成される。また、外側巻線体の線材をテープに巻装するようにているため、外側巻線体を巻線機の巻取軸から抜き取る際に、その内周面がテープによって保護される。更に、外側巻線体の巻線はテープの接着面に接着されているため、外側巻線体を巻取軸から抜き取る際、或いはケース内に配設する際において同外側巻線体における巻崩れが抑制される。その結果、本発明によれば、部分欠陥の発生に起因した点火コイルの信頼性及び耐久性低下を回避することができることに加え、外側巻線体の巻崩れに起因した点火コイルの信頼性低下、及び巻線機の巻取軸から外側巻線体を抜き取る際における外側巻線体の損傷を未然に防止することができる。
【００８６】
請求項９に記載した発明では、テープを巻線機の巻取軸に対して螺旋状に巻装するようにしているため、テープの形状変化が抑制され、その形状が安定して維持されるようになる。その結果、請求項８に記載した発明の効果に加えて、テープ及び外側巻線体を巻取軸から抜き取る際やそれらをケース内に配設する際における外側巻線体の形状安定化を図ることができ、同外側巻線体の巻崩れに起因した信頼性低下をより確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態における点火コイルの断面図。
【図２】図１の部分拡大図。
【図３】第１の実施形態における１次コイルの形成工程を説明する説明図。
【図４】巻線機の巻取軸に巻装された巻線体の部分断面図。
【図５】第２の実施形態における点火コイルの断面図。
【図６】図５の部分拡大図。
【図７】第２の実施形態における１次コイルの形成工程を説明する説明図。
【図８】従来の点火コイルの断面図。
【符号の説明】
１０…点火コイル、１１…ケース、１３…２次コイル、１４…１次コイル、１６…絶縁層、３０…２次ボビン、３２，３４…絶縁被膜線、３５…巻線体、３７，３８…スリーブ、３７ａ，３８ａ…フランジ、４０…テープ、５１…巻取軸。

Claims (9)

1. 筒状をなす内側巻線体と、同内側巻線体の外側に同心状に配設された外側巻線体と、前記両巻線体の間に配設された絶縁樹脂層と、前記両巻線体及び前記絶縁樹脂層を収容するケースとを備えた点火コイルにおいて、
   前記外側巻線体はボビンに巻装されないボビンレス構造を有するものであり、前記外側巻線体の両端側に同外側巻線体と同心状にそれぞれ配設されるとともに前記外側巻線体の両端側に位置する一部の線材のみが巻装されるリング状部材を備えたことを特徴とする点火コイル。
2. 請求項１記載の点火コイルにおいて、前記内側巻線体と前記外側巻線体との間に前記絶縁樹脂層のみを介在させるようにしたことを特徴とする点火コイル。
3. 前記リング状部材は外側巻線体の両端部が接触可能なフランジを有することを特徴とする請求項１又は２記載の点火コイル。
4. 筒状をなす内側巻線体と、同内側巻線体の外側に同心状に配設された外側巻線体と、前記両巻線体の間に配設された絶縁樹脂層と、前記両巻線体及び前記絶縁樹脂層を収容するケースとを備えた点火コイルにおいて、
   前記外側巻線体はボビンに巻装されないボビンレス構造を有するものであり、前記外側巻線体の線材は外側に接着面を有するテープの当該接着面上に巻装されていることを特徴とする点火コイル。
5. 請求項４記載の点火コイルにおいて、前記テープは螺旋状に巻回されて所定形状に形成されていることを特徴とする点火コイル。
6. 巻線機の巻取軸に所定間隔を隔てて一対のリング状部材を外嵌する工程と、前記リング状部材と各リング状部材の間に位置する巻取軸とに対し線材を巻装して外側巻線体を形成する工程と、前記巻取軸から前記リング状部材及び前記外側巻線体を一体に抜き取る工程と、抜き取られた前記リング状部材及び前記外側巻線体を筒状の内側巻線体とともにケース内に同心状に配設する工程と、前記ケース内に液状の絶縁樹脂を注入して前記両巻線体間に同絶縁樹脂を充填するとともに、当該充填された絶縁樹脂を硬化させて絶縁樹脂層を形成する工程とを有する点火コイルの製造方法。
7. 前記リング状部材として外側巻線体の両端部が接触可能なフランジを有したものを用いることを特徴とする請求項６記載の点火コイルの製造方法。
8. 巻線機の巻取軸に対して片面が接着面であるテープを当該接着面が外周面となるように巻装する工程と、前記巻装されたテープの外周面に線材を巻装して外側巻線体を形成する工程と、前記巻取軸から前記テープ及び前記外側巻線体を一体に抜き取る工程と、前記テープ及び前記外側巻線体を筒状の内側巻線体とともにケース内に同心状に配設する工程と、前記ケース内に液状の絶縁樹脂を注入して前記テープ及び前記内側巻線体間に同絶縁樹脂を充填するとともに、当該充填された絶縁樹脂を硬化させて絶縁樹脂層を形成する工程とを有する点火コイルの製造方法。
9. 請求項８記載の点火コイルの製造方法において、前記テープを前記巻線機の巻取軸に対して螺旋状に巻装するようにしたことを特徴とする点火コイルの製造方法。

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