JP4048425B2 - 点火コイル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、点火コイル、より詳しくはエンジンのプラグホールに直接搭載されるスティックタイプの点火コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に、スティックタイプの点火コイルの中心コア部上端付近の軸方向断面図を示す。図に示すように、点火コイル１００は、中心コア部１０１と二次スプール１０２と調芯部材１０３とを備えている。中心コア部１０１は、中心コア１０４と弾性部材１０５と熱収縮チューブ１０６とを備えている。中心コア１０４は、丸棒状を呈している。弾性部材１０５は、短軸円柱状を呈している。弾性部材１０５は、中心コア１０４の上端および下端に配置されている。熱収縮チューブ１０６は、中心コア１０４および弾性部材１０５を覆っている。
【０００３】
二次スプール１０２は、円筒状を呈している。二次スプール１０２は、中心コア部１０１の外周側に配置されている。二次スプール１０２の外周面には、二次コイル部（図略）が巻装されている。中心コア部１０１外周面と二次スプール１０２内周面との間には、筒状の隙間１０７が形成されている。
【０００４】
調芯部材１０３は、短軸円筒状を呈している。調芯部材１０３は、コネクタ部（図略）を構成する台座部１１０下面から突設されている。調芯部材１０３は、隙間１０７の上端に介挿されている。また、隙間１０７には、エポキシ樹脂１０８が注入され、硬化している。
【０００５】
図８に、図７のＩ−Ｉ断面図を示す。図に示すように、調芯部材１０３の外周面からは、調芯リブ１０９が突設されている。調芯リブ１０９は、周方向に１２０゜ずつ離間して、合計三つ配置されている。調芯部材１０３により、中心コア部１０１の上端部外周面が保持されている。言い換えると、調芯部材１０３により、中心コア部１０１が二次スプール１０２に対して調芯されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の点火コイル１００によると、調芯部材１０３は台座部１１０すなわちコネクタ部と一体であった。このため、調芯部材１０３を形成する材料の線膨張係数と、エポキシ樹脂１０８の線膨張係数と、二次スプール１０２を形成する材料の線膨張係数と、がそれぞれ大きく異なっていた。したがって、例えば、調芯部材１０３と中心コア部１０１つまり熱収縮チューブ１０６との間など、エポキシ樹脂１０８の肉厚が薄い部分に熱応力が集中しやすかった。言い換えると、隙間１０７において、熱応力が不均一となっていた。そして、この不均一な熱応力により、エポキシ樹脂１０８にクラックなどの不具合が発生するおそれがあった。
【０００７】
本発明の点火コイルは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、樹脂絶縁材にクラックなどの不具合が発生するのを抑制できる点火コイルを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記課題を解決するため、本発明の点火コイルは、棒状の中心コアを持つ中心コア部と、該中心コア部の外周側に配置されコイル部が巻装された筒状のスプールと、該中心コア部と該スプールとの隙間に注入され硬化する樹脂絶縁材と、該隙間に介挿され該中心コア部の調芯を行う調芯部材と、を備えてなる点火コイルであって、前記調芯部材を形成する材料の線膨張係数は、前記スプールを形成する材料の線膨張係数と、前記樹脂絶縁材の線膨張係数と、の間に設定されており、前記調芯部材の内周面側の一部が前記中心コア部の外周面に接触し、該調芯部材の外周面側の一部が前記スプールの内周面に接触していることを特徴とする。
【０００９】
つまり、本発明の点火コイルは、調芯部材を形成する材料の線膨張係数を、スプールを形成する材料の線膨張係数と、樹脂絶縁材の線膨張係数と、の間に設定するものである。
さらに、調芯部材の内周面側の一部が中心コア部の外周面に接触し、調芯部材の外周面側の一部がスプールの内周面に接触している構成としているので調芯部材の軸方向両端を連通する絶縁材通路が容易に確保できる。
【００１０】
本発明の点火コイルによると、各部材間における線膨張係数の格差が小さい。したがって、冷熱負荷に対して、調芯部材と樹脂絶縁材とがあたかも一体の部材のように振る舞うことができる。例えば、前出の図８において調芯部材１０３とエポキシ樹脂１０８とがあたかも一体のリング状部材のように振る舞うことができる。このため、中心コア部とスプール（前出の図７、図８においては二次スプール１０２）との隙間の不均一な熱応力を矯正することができる。したがって、樹脂絶縁材にクラックなどの不具合が発生するのを抑制することができる。
【００１１】
（２）好ましくは、前記調芯部材は、前記隙間における該調芯部材の軸方向両端を連通する絶縁材通路を備える構成とする方がよい。つまり、本構成は調芯部材に絶縁材通路を配置するものである。絶縁材通路は、中心コア部とスプールとの隙間において、調芯部材の軸方向両端を連通している。
【００１２】
本構成によると、樹脂絶縁材を中心コア部とスプールとの隙間に注入する際、絶縁材通路を介して、樹脂絶縁材を隙間全体に行き渡らせることができる。すなわち、樹脂絶縁材の流れが、隙間を塞ぐ調芯部材により堰き止められるおそれが小さい。このため、樹脂絶縁材硬化後に、クラックなどの起点となるボイドが残留するおそれが小さい。
【００１３】
（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記調芯部材の側壁には、軸方向に延びる突条が配置されている構成とする方がよい。つまり、本構成は、軸方向に延びる突条により、絶縁材通路を確保するものである。本構成によると、比較的簡単に絶縁材通路を確保することができる。また、突条により中心コア部を調芯することができる。
【００１４】
（４）好ましくは、上記（２）の構成において、前記調芯部材の側壁には、突起が点在するように配置されている構成とする方がよい。つまり、本構成は、点在する突起により、絶縁材通路を確保するものである。本構成によると、上記（３）の構成と同様に、比較的簡単に絶縁材通路を確保することができる。また、突起により中心コア部を調芯することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の点火コイルの実施の形態について説明する。
【００２３】
（１）第一実施形態
まず、本実施形態の点火コイルの構成について説明する。図１に、本実施形態の点火コイルの軸方向断面図を示す。いわゆるスティックタイプの点火コイル１は、エンジンブロックの上部において、気筒毎に形成されたプラグホール（図略）内に収納されている。また、点火コイル１は、後述するように、点火プラグ（図略）と図中下側において接続されている。
【００２４】
点火コイル１は、ハウジング２を備えている。このハウジング２は、樹脂製であり上方に向かって拡径する段付筒状を呈している。段差よりも下部は、円筒状を呈している。一方、段差よりも上部は、矩形状を呈している。そして、ハウジング２の上端部には、広口部２０が形成されている。また、広口部２０の側壁の一部には、切り欠き窓２１が形成されている。
【００２５】
ハウジング２の内部には、中心コア部５と一次スプール３と一次コイル部３０と二次スプール４と二次コイル部４０とコネクタ６の台座部６１とイグナイタ９と調芯部材１０とが、それぞれ収納されている。
【００２６】
このうち中心コア部５は、中心コア５４と弾性部材５０ａ、５０ｂと熱収縮チューブ５２とからなる。中心コア５４は、幅の異なる短冊状の珪素鋼板５４０を直径方向に積層して形成されており、棒状を呈している。弾性部材５０ａは、シリコン単泡スポンジ製であって、円柱状を呈している。弾性部材５０ａは、中心コア５４の上端に配置されている。弾性部材５０ｂは、シリコン製であって、円柱状を呈している。弾性部材５０ｂは、中心コア５４の下端に配置されている。熱収縮チューブ５２は、加熱により収縮する樹脂製である。熱収縮チューブ５２は、中心コア５４および弾性部材５０ａ、５０ｂを外周側から被覆している。
【００２７】
二次スプール４は、樹脂製であって有底円筒状を呈している。二次スプール４は、本発明のスプールに含まれる。二次スプール４は、中心コア部５と同軸的に、かつ中心コア部５の外周側隣りに配置されている。二次コイル部４０は、二次スプール４の外周面に巻装されている。また、二次スプール４の上端面には、スプール側係合爪４１が立設されている。
【００２８】
一次スプール３は、二次スプール４と同軸的に、かつ二次スプール４の外周側隣りに配置されている。一次コイル部３０は、一次スプール３の外周面に巻装されている。また、一次コイル部３０の外周側には、一枚の珪素鋼板からなり、長手方向に貫通するスリットの入った円筒状の外周コア４３が配置されている。
【００２９】
コネクタ６は、樹脂製であって、コネクタ本体６０と台座部６１とからなる。コネクタ本体６０は、角筒状であって、切り欠き窓２１からハウジング２外方に突出して配置されている。コネクタ本体６０には、複数のコネクタ端子６００がインサート成形されている。台座部６１は、平板状を呈している。台座部６１は、広口部２０のほぼ中央に配置されている。台座部６１の下面からは、台座部側係合爪６６が立設されている。台座部側係合爪６６は、前記スプール側係合爪４１に係止されている。
【００３０】
調芯部材１０は、樹脂製であって短軸円筒状を呈している。調芯部材１０は、台座部側係合爪６６の内周側に配置されている。調芯部材１０は、中心コア部５と二次スプール４との隙間１１上端に介挿されている。調芯部材１０については、後述する。
【００３１】
イグナイタ９は、パワートランジスタ（図略）や混成集積回路（図略）やヒートシンク（図略）などがモールド樹脂により封止され形成されている。イグナイタ９は、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット、図略）および一次コイル部３０に電気的に接続されている。
【００３２】
エポキシ樹脂８は、ハウジング２内に配置された上記部材間に介在している。エポキシ樹脂８は、本発明の樹脂絶縁材に含まれる。エポキシ樹脂８は、広口部２０から真空引きしたハウジング２内に注入され、上記部材間に浸透し硬化する。
【００３３】
高圧タワー部７は、ハウジング２の下方に配置されている。高圧タワー部７は、タワーハウジング７０と高圧ターミナル７１とスプリング７２とプラグキャップ７３とを備えている。
【００３４】
タワーハウジング７０は、樹脂製であって円筒状を呈している。タワーハウジング７０の内周側中程には、上方に突出するボス部７４が形成されている。高圧ターミナル７１は、金属製であって下向き開口７６を持つカップ状を呈している。下向き開口７６には、ボス部７４が挿入されている。すなわち、ボス部７４により高圧ターミナル７１が支持されている。また、高圧ターミナル７１の上端面中央からは、上方に突出する凸部７５が配置されている。この凸部７５は、前記二次スプール４の下端開口４２に挿入されている。また、凸部７５は、二次コイル部４０と電気的に接続されている。
【００３５】
スプリング７２は、螺旋状を呈している。スプリング７２の上端は、高圧ターミナル７１の下向き開口７６に止着されている。スプリング７２には、点火プラグが弾接している。
【００３６】
プラグキャップ７３は、ゴム製であって円筒状を呈している。プラグキャップ７３は、タワーハウジング７０の下端部に環装されている。プラグキャップ７３の内周側には、点火プラグが圧入され弾接している。
【００３７】
次に、本実施形態の点火コイル１の通電時の動きについて説明する。ＥＣＵからの制御信号は、コネクタ端子６００を介して、イグナイタ９に伝達される。イグナイタ９により電流の断続が行われると、自己誘導作用により一次コイル部３０に所定の電圧が発生する。この電圧が、一次コイル部３０と二次コイル部４０との相互誘導作用により、昇圧される。そして、昇圧により発生した高電圧が、二次コイル部４０から、高圧ターミナル７１およびスプリング７２を介して、点火プラグに伝達される。この高電圧により、点火プラグのギャップに火花が発生する。
【００３８】
次に、本実施形態の点火コイル１の調芯部材について説明する。図２に、本実施形態の点火コイルの調芯部材付近の斜視図を示す。また、図３に、図２のＩＩ−ＩＩ断面図を示す。調芯部材１０の側周壁は、断面波状を呈している。すなわち、側周壁には、軸方向に延びる突条１２が、合計八つ配置されている。そして、突条１２により絶縁材通路１３が区画されている。ここで、調芯部材１０の上下は、絶縁材通路１３により連通している。注入時において、エポキシ樹脂８は、隙間１１の下方から徐々に溜まっていく。エポキシ樹脂８は、絶縁材通路１３を介して、調芯部材１０上部にまで流入する。
【００３９】
次に、本実施形態の点火コイルの効果について説明する。本実施形態の点火コイル１によると、調芯部材１０を形成する材料の線膨張係数は、二次スプール４を形成する材料の線膨張係数と、エポキシ樹脂８の線膨張係数と、の間に設定されている。このため、隙間１１の不均一な熱応力を矯正することができる。したがって、エポキシ樹脂８にクラックなどの不具合が発生するのを抑制することができる。
【００４０】
また、本実施形態の点火コイル１によると、調芯部材１０に絶縁材通路１３が配置されている。このため、注入時において、エポキシ樹脂８の流れが、調芯部材１０により堰き止められるおそれが小さい。したがって、エポキシ樹脂８硬化後に、クラックなどの起点となるボイドが残留するおそれが小さい。
【００４１】
また、本実施形態の点火コイル１によると、調芯部材１０の側周壁を断面波状に加工するという比較的簡単な手法により、絶縁材通路１３を確保することができる。また、突条１２により中心コア部５を調芯することができる。
【００４２】
（２）第二実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、調芯部材のみである。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図４に、本実施形態の点火コイルの調芯部材付近の斜視図を示す。なお、図２と対応する部位については同じ符号で示す。また、図５に、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図を示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す。
【００４３】
図に示すように、調芯部材１０は、エンボス加工された樹脂テープ製であって、二次スプール４内周面に接着されている。すなわち、調芯部材１０の内周面には、中心コア部５外周面に向かって突出する突起１４が形成されている。突起１４は、調芯部材１０の内周面に点在している。この点在する突起１４により、調芯部材１０の内周面と、中心コア部５の外周面と、の間に、絶縁材通路１３が区画されている。本実施形態の点火コイル１によると、テープを接着するという比較的簡単な手法により、絶縁材通路１３を確保することができる。また、突起１４により中心コア部５を調芯することができる。
【００４４】
（３）第三実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、調芯部材のみである。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図６に、本実施形態の点火コイルの中心コア部付近の軸直方向断面図を示す。なお、図３と対応する部位については、同じ符号で示す。
【００４５】
図に示すように、調芯部材１０は、球状を呈している。調芯部材１０は、隙間１１に複数配置されている。これら複数の調芯部材１０は、同径である。各々の調芯部材１０は、中心コア部５に外接している。また、各々の調芯部材１０は、二次スプール４に内接している。本実施形態の点火コイル１によると、球状の調芯部材１０を、隙間１１に介挿するという比較的簡単な手法により、絶縁材通路１３を確保することができる。
【００５８】
（４）その他
以上、本発明の点火コイルの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００５９】
例えば、上記実施形態においては、内周側に二次スプール４を、外周側に一次スプール３を配置したが、この配置は逆であってもよい。この場合は、一次スプール３が、本発明のスプールに該当する。また、隙間１１における調芯部材１０の軸方向位置は、特に限定しない。例えば、隙間１１下端や、隙間１１中央に調芯部材１０を配置してもよい。
【００６０】
また、第一、第二、第三実施形態における調芯部材１０を形成する材料は、特に限定しない。二次スプール４を形成する材料の線膨張係数と、エポキシ樹脂８を形成する材料の線膨張係数と、の間の線膨張係数を持つ材料であればよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によると、樹脂絶縁材にクラックなどの不具合が発生するのを抑制可能な点火コイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第一実施形態の点火コイルの軸方向断面図である。
【図２】 第一実施形態の点火コイルの調芯部材付近の斜視図である。
【図３】 図２のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図４】 第二実施形態の点火コイルの調芯部材付近の斜視図である。
【図５】 図４のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図６】 第三実施形態の点火コイルの中心コア部付近の軸直方向断面図である。
【図７】 従来の点火コイルの中心コア部上端付近の軸方向断面図である。
【図８】 図７のＩ−Ｉ断面図である。
【符号の説明】
１：点火コイル、２：ハウジング、２０：広口部、２１：切り欠き窓、３：一次スプール、３０：一次コイル部、４：二次スプール（スプール）、４０：二次コイル部、４１：スプール側係合爪、４２：下端開口、４３：外周コア、５：中心コア部、５０ａ：弾性部材、５０ｂ：弾性部材、５２：熱収縮チューブ、５４：中心コア、５４０：珪素鋼板、６：コネクタ、６０：コネクタ本体、６００：コネクタ端子、６１：台座部、６６：台座部側係合爪、７：高圧タワー部、７０：タワーハウジング、７１：高圧ターミナル、７２：スプリング、７３：プラグキャップ、７４：ボス部、７５：凸部、７６：下向き開口、８：エポキシ樹脂（樹脂絶縁材）、９：イグナイタ、１０：調芯部材、１１：隙間、１２：突条、１３：絶縁材通路、１４：突起、。

Claims (4)

1. 棒状の中心コアを持つ中心コア部と、該中心コア部の外周側に配置されコイル部が巻装された筒状のスプールと、該中心コア部と該スプールとの隙間に注入され硬化する樹脂絶縁材と、該隙間に介挿され該中心コア部の調芯を行う調芯部材と、を備えてなる点火コイルであって、
   前記調芯部材を形成する材料の線膨張係数は、前記スプールを形成する材料の線膨張係数と、前記樹脂絶縁材の線膨張係数と、の間に設定されており、前記調芯部材の内周面側の一部が前記中心コア部の外周面に接触し、該調芯部材の外周面側の一部が前記スプールの内周面に接触していることを特徴とする点火コイル。
2. 前記調芯部材は、前記隙間における該調芯部材の軸方向両端を連通する絶縁材通路を備える請求項１に記載の点火コイル。
3. 前記調芯部材の側壁には、軸方向に延びる突条が配置されている請求項２に記載の点火コイル。
4. 前記調芯部材の側壁には、突起が点在するように配置されている請求項２に記載の点火コイル。