JP4244370B2 - 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、バッテリー等から一次コイルに供給される電圧を変換し二次コイルに発生した高電圧を点火プラグに供給する内燃機関用点火コイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関用点火コイルの製造工程においては、二次スプールの端部に形成された二面開口状の切り込みにＬ字型のターミナルを係止し、そのターミナルに銅線の端部を結線した後、二次スプールを回転させることによって二次スプールに銅線を巻き付けて二次コイルを形成している。
【０００３】
また、樹脂で形成され一次スプールを兼ねた有底環状のコイルケースに、一次コイルの外周に二次スプールと二次コイルを仮組みした部品を挿入した後、エポキシ樹脂等のポッティング樹脂を注入してコイルケース内の部品を固定している。
【０００４】
また、閉磁路型点火コイルでは、一次スプールの内壁面とコイルケースの外壁面にＯ字型のコアを接着してコイルケースにコアを固定しており、コアの接着には硬化後に弾性変形しにくい接着剤が用いられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の内燃機関用点火コイルの製造工程においては、二次スプールを回転させることによって銅線を二次スプールに巻き付けて二次コイルを形成するとき、ターミナルに遠心力が発生するため、ターミナルが遠心力によってずれない範囲の回転速度で二次スプールを回転させる必要があり、二次スプールとターミナルの嵌合が緩いために二次スプールを高速回転させることができず、銅線の巻き付けに長時間を要するという問題があった。一方、二次スプールのターミナル保持力を向上させるために、ターミナルの挿入部分を一面開口の袋形状とした場合、点火コイル全体の体格が大型化するという問題があった。
【０００６】
また、一次コイルは、一次スプールに巻き付けることなく銅線を螺旋状に形成し二次スプールの内側に借り組みした上で一次スプールに装着されるため、一次コイルが一次スプールと接触し、螺旋状の銅線が型崩れしやすく組み付けが困難であるという問題があった。一方、組付けを容易にするために、一次コイルの端部を保持する部材を設ける場合、点火コイル全体の体格が大型化するという問題があった。
【０００７】
また、Ｏ字型のコアをコイルケースに接着し、コイルケースにポッティング樹脂を注入すると、コイルケース内外部の熱によって発生するポッティング樹脂の収縮ひずみによってポッティング樹脂に割れや剥離が生じるという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するために創作されたものであって、小型化可能な内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。
また、本発明の別の目的は、製造に要する時間を短縮する内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。
また、本発明の別の目的は、製造容易な内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。
また、本発明の別の目的は、歩留まりを向上させる内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の内燃機関用点火コイルによると、ターミナルは、係止部と結線用脚部と金具接続用脚部とを有し、係止部は長手方向にＭ字型断面を形成している。ここで、Ｍ字型断面を形成しているとは、交互に反対側に突出している凸部を３つ有している形状であることを意味する。二次スプールの外縁部に、支持部が挿入される二面開口形状の切り込み部が形成されている。この切り込み部には、ターミナルの先端側の第一凸部及び基端側の第三凸部が嵌合する第一溝部と、それらの凸部の間に位置する第二凸部、すなわち第一凸部及び第三凸部と反対側に突出している第二凸部が嵌合する第二溝部とが形成されている。尚、ターミナルの先端とは、二次スプールの支持部から延伸する側の端をいい、ターミナルの基端とは、二次スプールの支持部に挿入される側の端をいう。第一溝部に第一凸部及び第三凸部が嵌合し、第二溝部にさらに第二凸部が嵌合し、中央の第二凸部の凸側壁面が平面状に形成されているため、ターミナルは第二スプールに強固に係止される。また、ターミナル先端側の第一凸部がターミナル基端側の第三凸部より高く隆起しているため、切り込み部へのターミナルの打ち込みによる第二スプールの変形に対応したターミナルの打ち込み代を設定することが可能となる。したがって、二次スプールを高速回転させて二次スプールに二次コイルを巻き回すことができることから、製造時間を短縮することができる。また、二次スプールのターミナルが打ち込まれる部位を小型化できるため、体格の小さな内燃機関用点火コイルを実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を示す一実施例について説明する。
本発明の一実施例による内燃機関用点火コイルを図１及び図８に示す。
【００１４】
この点火コイルは、閉磁路型点火コイルであってＯ字型のコア６０の周囲に一次コイル１２が巻回され、一次コイル１２の周囲に二次コイル２１が巻回されている。図示しないバッテリと電気的に接続された図示しない一次低圧金具１３を通じて一次コイル１２に一次電流が流れ、一次コイル１２と二次コイル２１との巻き数比によって二次コイル２１に高電圧が発生し、二次コネクタ２２内の二次高圧金具２３から図示しない点火プラグに高電圧が導出される。
【００１５】
以下、本発明の一実施例による内燃機関用点火コイルの構成を詳細に説明する。
一次コイル１２は、図２（Ａ）に示すように一次コネクタ１０から延伸され螺旋状に巻回された銅線からなる。スプールへの組み付け前、一次コイル１２は銅線の剛性によって螺旋形状を自立的に維持している。
【００１６】
二次コイル２１は、図２（Ｂ）に示すように二次スプール２０に巻回されている。二次コイル２１に用いられる銅線は、一次コイル１２に用いられる銅線より細く巻き数が多い。一次コイル１２の一端は図示しない低圧側ターミナルに結線されている。一次コイル１２の他端は高圧側ターミナル４０に結線されている。
【００１７】
二次スプール２０は筒状であって、一次コイル１２を内部に収容可能な内径となっている。
二次スプール２０の一端の内縁部には、図２（Ｂ）及び図３に示すようにＬ字型断面を形成している突起部３１、３２、３４、３６が形成されている。突起部３１、３２、３４、３６は９０度間隔で配設されている。
突起部３１、３２、３４、３６のそれぞれの形状は同一である。突起部３１は、第二スプール２０の軸方向の最も外側に位置し、一次コイル１２の端面１２ａに当接し一次コイル１２の軸方向の位置決めをする第一突起部３１ａと、第一突起部３１ａに対して第二スプール２０の軸方向内側に位置し、一次コイルの外周面１２ｂに当接し一次コイル１２の径方向の位置決めをする第二突起部３１ｂとからなる。また、突起部３１ａの先端部の反一次コイル側３１ｃ、及び突起部３１ｂの先端部３１ｄは面取りされている。
【００１８】
二次スプール２０の突起部３１、３２、３４、３６と同じ側の外縁部には、図２（Ｂ）、図３、図４、図５に示すように高圧側ターミナル４０が打ち込まれる切り込み部３３が形成されている。切り込み部３３は二次スプール２０の外周角部に形成された二面開口形状である。
【００１９】
切り込み部３３の壁部には、図４に示すように第二開口部３３ｄに平行な第一溝部３３ａ、第二溝部３３ｂが互いに向き合って形成されている。第一溝部３３ａ、第二溝部３３ｂともに第一開口部３３ｃに開口している二面開口形状である。第一溝部３３ａの断面はかまぼこ状であり、第二溝部３３ａの断面はほぼ方形である。また、図５に示すように、第二溝部３３ｂは第一開口部３３ｃから奥にいくに従って溝が深くなる形状である。
【００２０】
高圧側ターミナル４０は、図３に示すようにＬ字型の形状であって、切り込み部３３に挿入される係止部４４から結線用脚部４１と金具接続用脚部４２とが互いに垂直な方向に延伸している。結線用脚部４１の先端部には、二次コイルが結線される切り込み４３が形成されている。金具接続用脚部４２は、図１に示すように二次コイル２１の端部からコイルケース５０に支持された二次高圧金具２３に電路を延長するものであって、結線用脚部４１に比べて長い形状となっている。
【００２１】
係止部４４には、図６に示すように金具接続用脚部４２基端側から結線用脚部４１基端側に向かって順に、第三凸部４５、第二凸部４７、第一凸部４６が打ち出しによって形成されている。第三凸部４５及び第一凸部４６はともに円形であり、同じ方向に突出している。第一凸部４６は第三凸部４５より大径になっているため、第一凸部４６は第三凸部４５より図６（Ｂ）に示すＨだけ高く隆起している。第二凸部４７は方形であり、第三凸部４５及び第一凸部４６と反対方向に突出している。第二凸部４７の凸側壁面４７ａは平面状に形成されている。
【００２２】
コイルケース５０は樹脂材料からなり、図７、図８に示すように有底環状であって、一次スプール１１が内側環状壁を形成するように一次スプール１１と一体に形成されている。コイルケース５０の環状の内部空間５２には、一次コイル１２、二次コイル２１が巻回された二次スプール２０が収容され、残余空間にエポキシ樹脂等のポッティング樹脂７０が充填されている。コイルケース５０の外側には二次コネクタ２２及び筒状支持部５３がコイルケース５０と一体に形成されている。
【００２３】
図８に示すようにコア６０はＯ字型に形成されており、第一直線部６０ａ、第二直線部６０ｃ、及び第二直線部６０ａと第二直線部６０ｃとを連結する曲線部６０ｂ、６０ｄからなる。コア６０は２つのＵ字型の鉄心が組み合わせられたものであって閉じた磁気回路を形成している。第一直線部６０ａは一次スプール１１の内側筒状空間５４に収容され、第二直線部６０ｃは筒状支持部５３の内側筒状空間５５に収容される。
【００２４】
図８、図９に示すように、第一直線部６０ａの外壁と一次スプール１１の内壁との間に第一接着層８０が形成され、第二直線部６０ｃの外壁と筒状支持部５３の内壁との間に第二接着層８１が形成されている。第一接着層８０又は第二接着層８１の何れか一方は弾性変形可能に硬化し、他方は弾性変形しないように硬化している。
【００２５】
以上、本発明の一実施例による内燃機関用点火コイルの構成を詳細に説明した。次にこの内燃機関用点火コイルの作用効果について説明する。
二次コイル２１を二次スプール２０に巻き回すとき、切り込み部３３に打ち込まれた高圧側ターミナル４０に二次コイル２１の端部を結線した状態で二次スプール２０を高速回転させる。このとき、高圧側ターミナル４０に遠心力が働くことによって、高圧側ターミナル４０は二次スプール２０の径方向外側に飛び出そうとする。本実施例によると、第一凸部４６が第三凸部４５より高く隆起しているため、高圧側ターミナル４０を切り込み部３３に打ち込むときの二次スプール２０の変形に応じた打ち込み代を設定することが可能となる。また、第三凸部４５及び第一凸部４６に対して反対側に第二凸部４７を設け、これらの凸部を第一溝部３３ａまたは第二溝部３３ｂに嵌合させている。また第二凸部４７の突側壁面４７ａを平面状に形成している。このため切り込み部３３を小型化しつつ確実に高圧側ターミナル４０を切り込み部３３に保持することができる。さらに、このように高圧側ターミナル４０を切り込み部３３に強固に係止することができるため、二次スプール２０を高速回転させて二次コイル２１を巻き回すことができる。したがって、製造時間を短縮することができる。
【００２６】
螺旋状に巻回された一次コイル１２を二次スプール２０に収容するとき、一次コイルは銅線の剛性によって螺旋形状を自立的に維持している。一次コイル１２が収容された二次スプール２０をコイルケース５０に挿入するとき、一次コイル１２を型くずれさせないようにする必要がある。本実施例によると、二次スプール２０に突起部３１、３２、３４、３６が形成されているため、一次コイル１２は二次スプール２０に対し軸方向位置及び径方向位置が位置決めされ型くずれすることがない。また、突起部３１、３２、３４、３６の先端部の反一次コイル側が面取りされているため、二次スプール２０及び一次コイル１２の内部に一次スプール１１を挿入することが容易である。したがって本実施例による内燃機関用点火コイルは組み付け性に優れている。
【００２７】
一次コイル１２及び二次コイル２１を収容したコイルケース５０にポッティング樹脂７０を充填して硬化させると、ポッティング樹脂は収縮する。一方、このとき鉄製のコア６０は収縮しない。本実施例によると、コア６０をコイルケース５０に固定している第一接着層８０又は第二接着層８１の何れか一方が弾性変形可能に硬化しているため、ポッティング樹脂７０の変形に対してコイルケース５０が追従して変形することができる。したがって、ポッティング樹脂７０の硬化時にクラック及びコイルケース５０との剥離が発生することを防止でき、また、コイルケース５０内部に発生するゆがみを緩和することができる。また、これらに起因するコイルケース５０内部の断線を防止することができる。したがって歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による内燃機関用点火コイルを示す断面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の一実施例に係る一次コイルを示す平面図、（Ｂ）は本発明の一実施例に係る二次コイルを示す平面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る二次スプールを軸方向から見た平面図である。
【図４】図３のＡ方向から見た二次スプールの部分拡大図である。
【図５】図３のＢ方向から見た二次スプールの部分拡大図である。
【図６】本発明の一実施例に係る高圧側ターミナルを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図７】本発明の一実施例に係るコイルケースを示す断面図である。
【図８】本発明の一実施例による内燃機関用点火コイルを示す断面図である。
【図９】本発明の一実施例に係るコイルケースとコアの接着層を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 一次スプール
１２ 一次コイル
２０ 二次スプール
２１ 二次コイル
３１、３２、３４、３６ 突起部
３３ 切り込み部
３３ａ 第一溝部
３３ｂ 第二溝部
４５ 第三凸部
４６ 第一凸部
４７ 第二凸部
５０ コイルケース
５３ 筒状支持部
８０ 第一接着層
８１ 第二接着層

Claims (1)

1. コアに巻回される一次コイルの周囲に二次スプールが設けられ、前記二次スプールに巻回される二次コイルの端部が接続されているターミナルが前記二次スプールに係止されている内燃機関用点火コイルであって、
   前記ターミナルは、先端側から基端側に向かって第一凸部、第二凸部、及び第三凸部を順に配設しＭ字型断面を形成している係止部であって、前記第一凸部が前記第三凸部より高く隆起し前記第二凸部の凸側壁面が平面状に形成されている係止部と、前記係止部から延伸し前記二次コイルの端部が接続される結線用脚部と、前記係止部から延伸し二次高圧金具に接続される金具接続用脚部とを有し、
   前記二次スプールの外縁部に、前記支持部が挿入される二面開口形状の切り込み部であって、前記第一凸部及び第三凸部が嵌合する第一溝部と、前記第二凸部が嵌合する第二溝部とを有する切り込み部が前記二次スプールの径内方向に形成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。

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