JP4300791B2 - 点火コイルおよびその製造方法 - Google Patents
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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に直接搭載されるスティックタイプの点火コイルおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スティックタイプの点火コイルとして、例えば特許文献１には、ハウジング内全体に樹脂絶縁体が真空注入された点火コイルが紹介されている。図９に、同文献記載の点火コイルと同タイプの点火コイル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１０１と二次スプール１０２と二次巻線１０３と一次スプール１０４と一次巻線１０５と外周コア１０６とハウジング１０７と高圧タワー１０８とを備えている。
【０００３】
ハウジング１０７は、円筒状を呈している。中心コア１０１は、丸棒状であって、ハウジング１０７のほぼ中央に配置されている。二次スプール１０２は、円筒状であって、中心コア１０１の外周側に配置されている。二次巻線１０３は、二次スプール１０２の外周面に巻回されている。一次スプール１０４は、円筒状であって、二次巻線１０３の外周側に配置されている。一次巻線１０５は、一次スプール１０４の外周面に巻回されている。外周コア１０６は、スリットの入った円筒状であって、一次巻線１０５の外周側に配置されている。高圧タワー１０８は、ハウジング１０７の下端開口を覆っている。
【０００４】
エポキシ樹脂１０９は、ハウジング１０７上端開口から、真空引きされたハウジング１０７および高圧タワー１０８内に充填される。そして、エポキシ樹脂１０９は上記各部材間において硬化する。エポキシ樹脂１０９は各部材間の絶縁を確保している。また、エポキシ樹脂１０９は各部材を固定している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１８５４３０号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平７−２３０９３１号公報（第２頁−３頁）
【特許文献３】
特開平０９−２４６０７０号公報（第４頁、第１図）
【特許文献４】
実用新案登録第３０２６６４９号公報（第７頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の点火コイル１００によると、部品点数が多かった。このため、構造が複雑であった。また、組み付け工数が多かった。
【０００７】
また、一次巻線１０５など低電圧の一次側部材と、二次巻線１０３など高電圧の二次側部材とは、絶縁破壊を抑制するため、所定の絶縁寸法を確保する必要がある。ところが、同文献記載の点火コイル１００の製造方法においては、まず二次スプール１０２や一次スプール１０４やハウジング１０７や高圧タワー１０８などの各樹脂部材を別々に成形し、それから成形後の各樹脂部材を組み付けていた。ここで、成形時においては、「ひけ」や「反り」や「ねじれ」などの成形不良が発生する場合がある。また、成形収縮率の見込み違いや、型の変形、摩耗などにより寸法誤差が発生する場合がある。このため、所定の絶縁寸法を確保するには、これら成形不良分および寸法誤差分を予め各樹脂部材の寸法公差として含め、各樹脂部材の寸法や配置場所を設定する必要があった。
【０００８】
ここで、スティックタイプの点火コイルは、プラグホールに直接搭載される。このため、点火コイルの外周径は、プラグホールの内周径に規制される。したがって、点火コイルの外周径は、できるだけ小さい方が好ましい。しかしながら、各樹脂部材の寸法公差の集積により、点火コイルの外周径は大径化せざるを得なかった。
【０００９】
また、特許文献２には、各部材間に真空充填される樹脂絶縁体とハウジングとが一体に形成された高圧トランスが紹介されている。同文献記載の高圧トランスを点火コイルに転用すると、ハウジングが一体化されている分だけ、部品点数を少なくすることができる。また、ハウジングを単独で成形する場合の寸法公差を、公差の集積すなわち集積公差から除去することができる。しかしながら、ハウジングの面構成は比較的単純である。また、肉厚の変化も小さい。したがって、ハウジングには、成形不良や寸法誤差が発生しにくい。並びに、ハウジングは、点火コイルの外殻を形成する部材であり、一次巻線と二次巻線との間に介装されている部材ではない。これらの理由により、ハウジングの寸法公差は本来小さい。つまり、集積公差に占めるハウジングの寸法公差の割合は小さい。このため、点火コイルの外周径を小径化することは困難である。
【００１０】
また、特許文献３および特許文献４には、ハウジングが無い点火コイル、すなわち外周コア剥き出しの点火コイルが紹介されている。これらの文献に記載の点火コイルにおいては、外周コアの内周側全体に、樹脂絶縁体が真空充填されている。これらの文献に記載の点火コイルによると、特許文献２と同様に、部品点数を少なくすることができる。また、ハウジングが無いため、特許文献２と同様に、ハウジングの寸法公差を集積公差から除去することができる。しかし、上述したように、集積公差に占めるハウジングの寸法公差の割合は小さい。また、ハウジング自体の肉厚は比較的薄い。このため、ハウジングが無くても、点火コイルの外周径を小径化することは困難である。
【００１１】
本発明の点火コイルおよびその製造方法は、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、部品点数が少なく、外周径が小さい点火コイルを提供することを目的とする。また、本発明は、この点火コイルの簡単な製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、筒状の二次スプールと、該二次スプールの外周面に巻回される二次巻線と、該二次巻線間に浸透し硬化する巻線用樹脂絶縁体と、該二次巻線の外周側に配置される一次スプールと、該一次スプールの外周面に巻回される一次巻線と、これらの部材の軸方向一端側に配置されプラグキャップにより覆われる高圧タワーと、を備え、前記二次巻線が高圧タワーに設けられた高圧ターミナルと電気的に接続され、点火プラグが前記プラグキャップの内周側に圧入される点火コイルであって、前記一次スプールおよび前記高圧タワーの各部材と、前記巻線用樹脂絶縁体とは、同一の樹脂により一体に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
つまり、本発明の点火コイルは、一次スプールおよび高圧タワーの各部材と、巻線用樹脂絶縁体とを、同一の樹脂により一体に形成するものである。本発明の点火コイルによると、一次スプールおよび高圧タワーの各部材と、巻線用樹脂絶縁体と、が一体化されている。したがって、その分、部品点数を少なくすることができる。
【００１４】
また、一次スプールおよび高圧タワーは、ハウジングと比較して面構成が複雑である。また、一次スプールおよび高圧タワーは、肉厚の変化も大きい。このため、集積公差に占める両部材の寸法公差の割合は大きい。したがって、本発明の点火コイルによると、点火コイルの外周径を小径化することができる。
【００１５】
特に、一次スプールは、二次巻線と一次巻線との間に介装されている。このため、一次スプールと巻線用樹脂絶縁体とを同一の樹脂により一体化すると、点火コイルを効果的に小径化することができる。
【００１６】
（２）好ましくは、前記一次巻線間には、樹脂が浸透していない構成とする方がよい。特許文献１、特許文献３、特許文献４の点火コイルおよび特許文献２の高圧トランスによると、いずれも点火コイル（高圧トランス）内部全体に樹脂絶縁体が真空充填されている。このため、一次巻線間にも樹脂絶縁体が浸透している。しかしながら、一次巻線は、二次巻線と比較して電圧が低い。このため、樹脂絶縁体を浸透させ、巻線間の絶縁を確保する必要はない。
【００１７】
この点、本構成によると一次巻線間に樹脂が浸透していない。したがって、その分、樹脂の使用量を少なくすることができる。このため、点火コイルの製造コストを削減することができる。
【００１８】
（３）また、上記課題を解決するため、本発明の点火コイルの製造方法は、プラグキャップにより覆われる高圧タワーを備え、二次巻線が該高圧タワーに設けられた高圧ターミナルと電気的に接続され、点火プラグが前記プラグキャップの内周側に圧入される点火コイルの製造方法であって、一次スプールおよび前記高圧タワーの各部材と型対称に形成された内面を持つ型のキャビティ内に、前記二次巻線が外周面に巻回された二次スプールを配置するスプール配置工程と、該二次スプールが配置された該キャビティ内に樹脂を注入し硬化させ、該一次スプールおよび該高圧タワーの各部材と、該二次巻線間に浸透する巻線用樹脂絶縁体と、を該樹脂により一体に形成する部材成形工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
つまり、本発明の点火コイルの製造方法は、スプール配置工程と部材成形工程とを有するものである。スプール配置工程においては、型のキャビティ内に二次スプールを配置する。型の内面は、一次スプールおよび高圧タワーの各部材と型対称に形成されている。また、キャビティ内に配置される二次スプールの外周面には、予め二次巻線が巻回されている。
【００２０】
部材成形工程においては、まず、キャビティ内に樹脂を注入する。注入された樹脂は、キャビティ内に充填される。このとき、樹脂は二次巻線間にも浸透する。本工程では、次にキャビティ内の樹脂を硬化させる。それから、成形体から型を離型させる。このようにして、二次スプールの外方に、一次スプールおよび高圧タワーの各部材を配置する。また、二次巻線間に巻線用樹脂絶縁体を介在させる。
【００２１】
本発明の点火コイルの製造方法によると、少ない工数で比較的簡単に、一次スプールおよび高圧タワーの各部材と、巻線用樹脂絶縁体とを、同一の樹脂により一体に形成することができる。
【００２２】
また、点火コイルの絶縁寸法は、二次巻線から型内面までの間隔により決定することができる。このため、点火コイルの寸法が安定する。したがって、集積公差を小さくすることができる。そして、最大絶縁寸法を小さくすることができ、点火コイルの外周径を小径化することができる。
【００２３】
（４）好ましくは、上記（３）の構成において、前記樹脂は、射出成形用樹脂であり、前記部材成形工程は、前記キャビティ内に該射出成形用樹脂を注入する射出成形工程である構成とする方がよい。
【００２４】
つまり、本構成は、射出成形により、二次スプールの外方に、一次スプールおよび高圧タワーの各部材を配置するものである。また、二次巻線間に樹脂を浸透させるものである。
【００２５】
本構成によると、樹脂を硬化させるための所要時間が比較的短くて済む。このため、点火コイルの生産性が高くなる。また、本構成によると、キャビティ内における樹脂の流動性が高い。このため、キャビティ内の隅々にまで樹脂を行き渡らせることができる。また、二次巻線間に、充分に樹脂を浸透させることができる。
【００２６】
（５）なお、本発明の点火コイルは、上記本発明の製造方法に限らず他の製造方法によっても製造することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の点火コイルおよびその製造方法の実施の形態について説明する。
【００２８】
（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。
【００２９】
外周コア２０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（図略）の入った円筒状を呈している。外周コア２０の内周側には、中心コア２１と二次スプール２２と二次巻線２３と一次スプール２４０と一次巻線２５とが収納されている。
【００３０】
中心コア２１は、磁性材粒子をコア型に入れ、所定の温度条件下、所定の圧力で圧縮成形することにより作製される。中心コア２１は、上下方向中央部が拡径した丸棒状を呈している。
【００３１】
二次スプール２２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２２は、中心コア２１の外周側に配置されている。二次スプール２２は、二次スプール本体２２０と底部２２１とからなる。
【００３２】
二次スプール本体２２０は円筒状を呈している。二次スプール本体２２０内周面の中央部から下部にかけての形状は、対向する中心コア２１外周面の中央部から下部にかけての形状と、ちょうど型対称になるように形成されている。したがって、中心コア２１外周面の中央部以下は、二次スプール本体２２０の内周面に当接して保持されている。
【００３３】
底部２２１は、二次スプール本体２２０の下端開口を塞いでいる。底部２２１は凸状を呈している。中心コア２１の下端部は、底部２２１により保持されている。
【００３４】
また、中心コア２１外周面の上部と、二次スプール本体２２０内周面の上部と、の間には、円筒状の隙間２６が区画されている。二次巻線２３は、二次スプール本体２２０の外周面に巻回されている。巻回された二次巻線２３同士の間には、巻線用樹脂絶縁体２３０が浸透し硬化している。巻線用樹脂絶縁体２３０は、射出成形用エポキシ樹脂からなる。射出成形用エポキシ樹脂は、本発明の射出成形用樹脂に含まれる。
【００３５】
一次スプール２４０は、巻線用樹脂絶縁体２３０と同一の射出成形用エポキシ樹脂により、一体に形成されている。一次スプール２４０は円筒状を呈しており、二次巻線２３の外周側に配置されている。一次巻線２５は、一次スプール２４０の外周面に巻回されている。なお、一次巻線２５間には、樹脂が浸透していない。
【００３６】
高圧タワー２４１は、一次スプール２４０および巻線用樹脂絶縁体２３０と同一の射出成形用エポキシ樹脂により、一体に形成されている。高圧タワー２４１は、一次スプール２４０の下端開口を塞いでいる。また、高圧タワー２４１は、前記二次スプール２２の底部２２１を囲っている。高圧タワー２４１のほぼ中央には、金属製であって下方に開口するカップ状の高圧ターミナル２４２が配置されている。高圧ターミナル２４２は、二次巻線２３と電気的に接続されている。また、高圧ターミナル２４２のカップ底壁には、金属製のコイルスプリング２４３が止着されている。コイルスプリング２４３には、点火プラグが弾接している。また、高圧タワー２４１のほぼ全面は、ゴム製のプラグキャップ２４４により覆われている。点火プラグは、このプラグキャップ２４４の内周側に圧入される。プラグキャップ２４４上端には、前記外周コア２０下端が挿入されている。
【００３７】
一方、外周コア２０上端には、ゴム製のシールリング３０が環装されている。シールリング３０は、プラグホールの口縁に弾接している。シールリング３０の上方には、コネクタ部３１が配置されている。コネクタ部３１は、ケース３１０と複数のコネクタピン３１１とからなる。ケース３１０は、樹脂製であって角筒状を呈している。ケース３１０内部には、イグナイタ３２が配置されている。イグナイタ３２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。コネクタピン３１１は、金属製であってケース３１０にインサート成形されている。すなわち、コネクタピン３１１は、ケース３１０内外を貫通している。コネクタピン３１１のケース３１０内方向端は、二次巻線２３、一次巻線２５、イグナイタ３２に電気的に接続されている。一方、コネクタピン３１１のケース３１０外方向端は、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット、図略）に電気的に接続されている。ケース３１０内には、コネクタ部用樹脂絶縁体３１２が充填されている。コネクタ部用樹脂絶縁体３１２は、比較的動粘度が高いエポキシ樹脂製である。コネクタ部用樹脂絶縁体３１２は、前記中心コア２１の上端部２１０を把持している。また、コネクタ部用樹脂絶縁体３１２は、前記隙間２６上端を塞いでいる。
【００３８】
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、コネクタピン３１１を介して、イグナイタ３２に伝達される。イグナイタ３２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巻線２５に所定の電圧が発生する。この電圧が、一次巻線２５と二次巻線２３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、二次巻線２３から、高圧ターミナル２４２およびコイルスプリング２４３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。
【００３９】
次に、本実施形態の点火コイル１の製造方法について説明する。本実施形態の点火コイルの製造方法は、スプール配置工程と射出成形工程とを有する。
【００４０】
スプール配置工程においては、金型のキャビティ内に二次スプールを配置する。図２に、金型の軸方向断面図を示す。図に示すように、金型４は、第一型４０と第二型４１と第三型４２とからなる。金型４の内面は、一次スプールおよび高圧タワーの外面形状と型対称に形成されている。金型４のキャビティ４３内には、予め射出成形された二次スプール２２が配置されている。スプール本体２２０外周面には、二次巻線２３が巻回されている。また、底部２２１の下端凹部には、第三型４２に支持されて、高圧ターミナル２４２が嵌挿されている。高圧ターミナル２４２と二次巻線２３とは、予め結線されている。また、二次スプール２２の内周側には、予め圧縮成形された中心コア２１が挿入されている。
【００４１】
二次スプール２２の下端は、高圧ターミナル２４２を介して、第三型４２に支持されている。一方、二次スプール２２の上端は、第一型４０と第二型４１とにより挟持されている。このようにして、二次スプール２２はキャビティ４３内に固定されている。
【００４２】
射出成形工程においては、予め調整された射出成形用エポキシ樹脂を、射出成形機のノズル（図略）から、キャビティ４３上端に開設されたゲート（図略）を介して、キャビティ４３内に注入する。射出成形用エポキシ樹脂は、射出圧により、キャビティ４３内の隅々にまで行き渡る。このとき、射出成形用エポキシ樹脂は、二次巻線２３間にも浸透する。本工程では、次にキャビティ４３を加熱し、所定の温度パターンで保持する。それから、キャビティ４３を冷却する。この一連の温度制御により、キャビティ４３内の射出成形用エポキシ樹脂を熱硬化させる。その後、成形体から金型４を離型させる。そして、ゲートカットを行う。図３に、ゲートカット後の成形体の軸方向断面図を示す。図に示すように、巻線用樹脂絶縁体２３０および一次スプール２４０および高圧タワー２４１は、硬化した射出成形用エポキシ樹脂により、一体に作製されている。また、高圧ターミナル２４２は、底部２２１と高圧タワー２４１に固定されている。
【００４３】
本工程では、次に、成形体に他の部材を組み付ける。図４に、他の部材を組み付けた成形体の軸方向断面図を示す。一次スプール２４０の外周面には、一次巻線２５が巻回される。また、高圧ターミナル２４２には、コイルスプリング２４３が固定される。また、高圧タワー２４１には、プラグキャップ２４４が被せられる。また、プラグキャップ２４４の上方には、外周コア２０が装着される。また、外周コア２０の上端外周面には、シールリング３０が環装される。また、外周コア２０の上方には、予め組み付けられたコネクタ部３１が配置される。また、コネクタピン３１１と、二次巻線２３、一次巻線２５、イグナイタ３２と、が結線される。
【００４４】
本工程では、それから、ケース３１０上端開口からエポキシ樹脂を注ぎ込む。そして、エポキシ樹脂を硬化させる。このようにして、前出の図１に示すコネクタ部用樹脂絶縁体３１２が充填される。そして、ケース３１０上端開口が封止される。また、中心コア２１の上端部２１０が把持される。
【００４５】
なお、エポキシ樹脂の動粘度は比較的高く設定されている。したがって、エポキシ樹脂の流動性は低い。このため、コネクタ部用樹脂絶縁体３１２の下方には、隙間２３が区画される。このようにして、本実施形態の点火コイル１は製造される。
【００４６】
次に、本実施形態の点火コイル１およびその製造方法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、巻線用樹脂絶縁体２３０および一次スプール２４０および高圧タワー２４１が、同一の射出成形用エポキシ樹脂により、一体に作製されている。このため、部品点数を少なくすることができる。
【００４７】
また、一次スプール２４０および高圧タワー２４１は、面構成が複雑である。また、一次スプール２４０および高圧タワー２４１は、肉厚の変化も大きい。このため、集積公差に占める両部材の寸法公差の割合は大きい。したがって、本発明の点火コイル１によると、点火コイル１の外周径を小径化することができる。
【００４８】
また、本実施形態の点火コイル１によると、一次巻線２５間に樹脂が浸透していない。したがって、その分、樹脂の使用量を少なくすることができる。このため、点火コイル１の製造コストを削減することができる。
【００４９】
また、本実施形態の点火コイル１の製造方法によると、少ない工数で比較的簡単に、巻線用樹脂絶縁体２３０および一次スプール２４０および高圧タワー２４１を、同一の射出成形用エポキシ樹脂により、一体に作製することができる。
【００５０】
また、本実施形態の点火コイル１の製造方法によると、部材成形工程として射出成形工程を組み入れている。射出成形を利用すると、例えば真空注入などにより樹脂を充填する場合と比較して、樹脂を硬化させるための所要時間が比較的短くて済む。また、キャビティ４３内を真空引きする必要もない。このため、点火コイル１の生産性が高くなる。また、射出成形によると、キャビティ４３内における樹脂の流動性が高い。このため、キャビティ４３内の隅々にまで樹脂を行き渡らせることができる。また、二次巻線２３間に、充分に樹脂を浸透させることができる。
【００５１】
また、本実施形態の点火コイル１の製造に用いた金型４によると、ゲートがキャビティ４３上端に開設されている。このため、ゲート跡は、一次スプール２４０上端部に形成される。ゲート跡には、ゲートカット時の残留応力による歪みが発生するおそれがある。ところが、ゲート跡のある一次スプール２４０上端部は、二次巻線２３上端および一次巻線２５上端よりも、上方に突出している。このため、仮に歪みが発生しても、絶縁破壊などの不具合に発展するおそれが小さい。また、一次スプール２４０上端部は、エンジンの燃焼室から比較的離間している。このため、一次スプール２４０上端部は、燃焼熱の影響を受けにくい。この点においても、歪みを起因として絶縁破壊などの不具合が起こるおそれが小さい。
【００５２】
（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、外周コアのさらに外周側にハウジングが配置されている点である。したがって、ここでは、主に相違点についてのみ説明する。
【００５３】
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５に本実施形態の点火コイルの軸方向断面図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。また、図１におけるシールリング３０は、図５では省略して示す。
【００５４】
図に示すように、ハウジング２は、樹脂製であって円筒状を呈している。ハウジング２の内周側には、中心から拡径方向に向かって、中心コア２１→二次スプール２２→二次巻線２３→一次スプール２４０→一次巻線２５→外周コア２０の各部材がほぼ同軸状に配置されている。中心コア２１は、コア本体２１１と弾性部材２１２とチューブ２１３とからなる。コア本体２１１は、幅の異なる短冊状の珪素鋼板が積層され形成されている。コア本体２１１は、丸棒状を呈している。弾性部材２１２は、シリコン製であって短軸円筒状を呈している。弾性部材２１２は、コア本体２１１の上下端に、合計二つ配置されている。また、チューブ２１３は、これらコア本体２１１および二つの弾性部材２１２を外周側から覆っている。また、ハウジング２の上端には、ケース３１０が一体に形成されている。また、ハウジング２の下端には、高圧タワー２４１が配置されている。高圧タワー２４１および一次スプール２４０および巻線用樹脂絶縁体２３０は、同一の射出成形用エポキシ樹脂により、一体に作製されている。一次スプール２４０上端外周面には、フランジ２４５が形成されている。フランジ２４５は、外周コア２０内周面に当接している。また、フランジ２４５の一部は、外周コア２０のスリットにも挿入されている。そして、フランジ２４５は、ケース３１０内と、一次スプール２４０外周面と外周コア２０内周面との間の隙間と、を隔離している。なお、射出成形用エポキシ樹脂は、チューブ２１３外周面と二次スプール２２内周面との間にも充填されている。また、高圧タワー２４１の内部には、高圧ターミナル２４２およびコイルスプリング２４３が配置されている。また、高圧タワー２４１の下端部には、プラグキャップ２４４が被せられている。
【００５５】
次に、本実施形態の点火コイル１の製造方法について説明する。本実施形態の点火コイルの製造方法は、スプール配置工程と射出成形工程とを有する。
【００５６】
スプール配置工程においては、金型のキャビティ内に二次スプールを配置する。図６に、金型の軸方向断面図を示す。なお、図２と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、金型４は、第一型４０と第二型４１と第三型４２と第四型４４からなる。金型４の内面は、一次スプールおよび高圧タワーの外面形状と型対称に形成されている。金型４のキャビティ４３内には、予め射出成形された二次スプール２２が配置されている。スプール本体２２０外周面には、二次巻線２３が巻回されている。また、底部２２１の下端孔には、第三型４２に支持されて、高圧ターミナル２４２が嵌挿されている。高圧ターミナル２４２と二次巻線２３とは、予め結線されている。また、二次スプール２２の内周側には、予め組み付けられた中心コア２１が挿入されている。中心コア２１下端部は、底部２２１内周面に周設されたＬ字状の支持リブ２２２により位置決めされている。一方、上端部２１０は、第四型４４内面から突設されたリングリブ４４０内周面により位置決めされている。
【００５７】
二次スプール２２の下端は、高圧ターミナル２４２を介して、第三型４２に支持されている。一方、二次スプール２２の上端は、第四型４４のリングリブ４４０外周面により支持されている。このようにして、二次スプール２２はキャビティ４３内に固定されている。また、チューブ２１３外周面と二次スプール２２内周面との間に隙間が区画されている。
【００５８】
射出成形工程においては、予め調整された射出成形用エポキシ樹脂を、射出成形機のノズル（図略）から、キャビティ４３上端に開設されたゲート（図略）を介して、キャビティ４３内に注入する。射出成形用エポキシ樹脂は、射出圧により、キャビティ４３内の隅々にまで行き渡る。このとき、射出成形用エポキシ樹脂は、二次巻線２３間にも浸透する。また、射出成形用エポキシ樹脂は、チューブ２１３外周面と二次スプール２２内周面との間にも流入する。本工程では、次にキャビティ４３を加熱し、所定の温度パターンで保持する。それから、キャビティ４３を冷却する。この一連の温度制御により、キャビティ４３内の射出成形用エポキシ樹脂を熱硬化させる。その後、成形体から金型４を離型させる。そして、ゲートカットを行う。図７に、ゲートカット後の成形体の軸方向断面図を示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、巻線用樹脂絶縁体２３０および一次スプール２４０および高圧タワー２４１は、硬化した射出成形用エポキシ樹脂により、一体に作製されている。また、チューブ２１３外周面と二次スプール２２内周面との間にも、射出成形用エポキシ樹脂は介在している。また、高圧ターミナル２４２は、底部２２１と高圧タワー２４１に固定されている。
【００５９】
本工程では、次に、成形体に他の部材を組み付ける。図８に、他の部材を組み付けた成形体の軸方向断面図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ符号で示す。一次スプール２４０の外周面には、一次巻線２５が巻回される。また、高圧ターミナル２４２には、コイルスプリング２４３が固定される。また、高圧タワー２４１には、プラグキャップ２４４が被せられる。また、高圧タワー２４１の上方には、外周コア２０およびハウジング２が装着される。また、ハウジング２の上方には、予め組み付けられたコネクタ部３１が配置される。また、コネクタピン３１１と、二次巻線２３、一次巻線２５、イグナイタ３２と、が結線される。
【００６０】
本工程では、それから、ケース３１０上端開口からエポキシ樹脂を注ぎ込む。このとき、ケース３１０内と、一次スプール２４０外周面と外周コア２０内周面との間の隙間と、はフランジ２４５により隔離されている。したがって、前出の図５に示すように、一次巻線２５間にはエポキシ樹脂は浸透しない。その後、エポキシ樹脂を硬化させる。こうして、コネクタ部用樹脂絶縁体３１２が充填され、ケース３１０上端開口が封止される。このようにして、本実施形態の点火コイル１は製造される。
【００６１】
次に、本実施形態の点火コイル１およびその製造方法の効果について説明する。本実施形態の点火コイル１およびその製造方法によると、第一実施形態同様の効果を得ることができる。
【００６２】
また、本実施形態の点火コイル１によると、チューブ２１３外周面と二次スプール２２内周面との間の隙間にまで、射出成形用エポキシ樹脂が充填されている。このため、より確実にコア本体２１１と二次巻線２３との絶縁を確保することができる。
（３）その他
以上、本発明の点火コイルおよびその製造方法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。
【００６３】
例えば、上記実施形態においては、高圧タワー２４１に高圧ターミナル２４２が配置されている。しかしながら、高圧ターミナル２４２は配置しなくてもよい。この場合、二次巻線２３は、直接コイルスプリング２４３に結線すればよい。
【００６４】
また、上記実施形態においては、ケース３１０内にコネクタ部用樹脂絶縁体３１２を充填したが、ケース３１０とコネクタ部用樹脂絶縁体３１２とを同一の樹脂により一体に形成してもよい。こうすると、部品点数がさらに少なくなる。また、工数が少なくなる。さらにまた、イグナイタ３２のモールド樹脂も、ケース３１０およびコネクタ部用樹脂絶縁体３１２を形成する樹脂により、一体に形成してもよい。こうすると、さらに部品点数が少なくなる。また、工数が少なくなる。
【００６５】
また、上記実施形態においては、一次スプール２４０および高圧タワー２４１および巻線用樹脂絶縁体２３０を一体に作製した。しかしながら、一次スプール２４０および巻線用樹脂絶縁体２３０だけを一体に作製してもよい。あるいは、高圧タワー２４１および巻線用樹脂絶縁体２３０だけを一体に作製してもよい。この場合であっても、部品点数を少なくすることができる。また、点火コイルの外周径を小径化することができる。
【００６６】
また、上記実施形態においては、一次巻線２５間に樹脂を浸透させなかったが、浸透させてもよい。こうすると、一次巻線２５の巻き崩れを抑制することができる。また、一次巻線２５の放熱性が向上する。
【００６７】
また、上記実施形態においては、射出成形用樹脂として射出成形用エポキシ樹脂を用いた。射出成形用エポキシ樹脂の成分は特に限定しない。例えば、主剤としてエポキシ樹脂を、硬化剤としてノボラック型フェノール樹脂を、硬化促進剤としてジメチルウレア樹脂を、それぞれ適量配合してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態においては、ゲートをキャビティ４３上端に開設したが、ゲート位置は特に限定しない。また、ゲートの種類も特に限定しない。例えば、フィルムゲート、リングゲートなどを用いてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態においては、キャビティ４３における二次スプール２２の固定を、金型４のみにより行った（図２、図６参照）。しかしながら、金型４外からキャビティ４３内に挿入される支持ピンにより、二次スプール２２の固定を行ってもよい。
【００７０】
また、上記実施形態においては、部材成形工程として射出成形工程を組み入れた。しかしながら、射出成形を利用せず、例えば真空注入を利用して、一次スプール２４０および高圧タワー２４１および巻線用樹脂絶縁体２３０を作製してもよい。
【００７１】
また、上記実施形態においては、スプール配置工程において、予め中心コア２１を二次スプール２２内周側に配置していたが、中心コア２１は、離型後に配置してもよい。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によると、部品点数が少なく、外周径が小さい点火コイルを提供することができる。また、本発明によると、この点火コイルの簡単な製造方法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】 第一実施形態の製造方法に用いる金型の軸方向断面図である。
【図３】 第一実施形態の製造方法におけるゲートカット後の成形体の軸方向断面図である。
【図４】 第一実施形態の製造方法における他の部材を組み付けた成形体の軸方向断面図である。
【図５】 第二実施形態の点火コイルの軸方向断面図である。
【図６】 第二実施形態の製造方法に用いる金型の軸方向断面図である。
【図７】 第二実施形態の製造方法におけるゲートカット後の成形体の軸方向断面図である。
【図８】 第二実施形態の製造方法における他の部材を組み付けた成形体の軸方向断面図である。
【図９】 従来の点火コイルの軸方向断面図である。
【符号の説明】
１：点火コイル、２：ハウジング、２０：外周コア、２１：中心コア、２１０：上端部、２１１：コア本体、２１２：弾性部材、２１３：チューブ、２２：二次スプール、２２０：二次スプール本体、２２１：底部、２２２：支持リブ、２３：二次巻線、２３０：巻線用樹脂絶縁体、２４０：一次スプール、２４１：高圧タワー、２４２：高圧ターミナル、２４３：コイルスプリング、２４４：プラグキャップ、２４５：フランジ、２５：一次巻線、２６：隙間、３０：シールリング、３１：コネクタ部、３１０：ケース、３１１：コネクタピン、３１２：コネクタ部用樹脂絶縁体、３２：イグナイタ、４：金型、４０：第一型、４１第二型、４２：第三型、４３：キャビティ、４４：第四型。
【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に直接搭載されるスティックタイプの点火コイルおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スティックタイプの点火コイルとして、例えば特許文献１には、ハウジング内全体に樹脂絶縁体が真空注入された点火コイルが紹介されている。図９に、同文献記載の点火コイルと同タイプの点火コイル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１０１と二次スプール１０２と二次巻線１０３と一次スプール１０４と一次巻線１０５と外周コア１０６とハウジング１０７と高圧タワー１０８とを備えている。
【０００３】
ハウジング１０７は、円筒状を呈している。中心コア１０１は、丸棒状であって、ハウジング１０７のほぼ中央に配置されている。二次スプール１０２は、円筒状であって、中心コア１０１の外周側に配置されている。二次巻線１０３は、二次スプール１０２の外周面に巻回されている。一次スプール１０４は、円筒状であって、二次巻線１０３の外周側に配置されている。一次巻線１０５は、一次スプール１０４の外周面に巻回されている。外周コア１０６は、スリットの入った円筒状であって、一次巻線１０５の外周側に配置されている。高圧タワー１０８は、ハウジング１０７の下端開口を覆っている。
【０００４】
エポキシ樹脂１０９は、ハウジング１０７上端開口から、真空引きされたハウジング１０７および高圧タワー１０８内に充填される。そして、エポキシ樹脂１０９は上記各部材間において硬化する。エポキシ樹脂１０９は各部材間の絶縁を確保している。また、エポキシ樹脂１０９は各部材を固定している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１８５４３０号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平７−２３０９３１号公報（第２頁−３頁）
【特許文献３】
特開平０９−２４６０７０号公報（第４頁、第１図）
【特許文献４】
実用新案登録第３０２６６４９号公報（第７頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の点火コイル１００によると、部品点数が多かった。このため、構造が複雑であった。また、組み付け工数が多かった。
【０００７】
また、一次巻線１０５など低電圧の一次側部材と、二次巻線１０３など高電圧の二次側部材とは、絶縁破壊を抑制するため、所定の絶縁寸法を確保する必要がある。ところが、同文献記載の点火コイル１００の製造方法においては、まず二次スプール１０２や一次スプール１０４やハウジング１０７や高圧タワー１０８などの各樹脂部材を別々に成形し、それから成形後の各樹脂部材を組み付けていた。ここで、成形時においては、「ひけ」や「反り」や「ねじれ」などの成形不良が発生する場合がある。また、成形収縮率の見込み違いや、型の変形、摩耗などにより寸法誤差が発生する場合がある。このため、所定の絶縁寸法を確保するには、これら成形不良分および寸法誤差分を予め各樹脂部材の寸法公差として含め、各樹脂部材の寸法や配置場所を設定する必要があった。
【０００８】
ここで、スティックタイプの点火コイルは、プラグホールに直接搭載される。このため、点火コイルの外周径は、プラグホールの内周径に規制される。したがって、点火コイルの外周径は、できるだけ小さい方が好ましい。しかしながら、各樹脂部材の寸法公差の集積により、点火コイルの外周径は大径化せざるを得なかった。
【０００９】
また、特許文献２には、各部材間に真空充填される樹脂絶縁体とハウジングとが一体に形成された高圧トランスが紹介されている。同文献記載の高圧トランスを点火コイルに転用すると、ハウジングが一体化されている分だけ、部品点数を少なくすることができる。また、ハウジングを単独で成形する場合の寸法公差を、公差の集積すなわち集積公差から除去することができる。しかしながら、ハウジングの面構成は比較的単純である。また、肉厚の変化も小さい。したがって、ハウジングには、成形不良や寸法誤差が発生しにくい。並びに、ハウジングは、点火コイルの外殻を形成する部材であり、一次巻線と二次巻線との間に介装されている部材ではない。これらの理由により、ハウジングの寸法公差は本来小さい。つまり、集積公差に占めるハウジングの寸法公差の割合は小さい。このため、点火コイルの外周径を小径化することは困難である。
【００１０】
また、特許文献３および特許文献４には、ハウジングが無い点火コイル、すなわち外周コア剥き出しの点火コイルが紹介されている。これらの文献に記載の点火コイルにおいては、外周コアの内周側全体に、樹脂絶縁体が真空充填されている。これらの文献に記載の点火コイルによると、特許文献２と同様に、部品点数を少なくすることができる。また、ハウジングが無いため、特許文献２と同様に、ハウジングの寸法公差を集積公差から除去することができる。しかし、上述したように、集積公差に占めるハウジングの寸法公差の割合は小さい。また、ハウジング自体の肉厚は比較的薄い。このため、ハウジングが無くても、点火コイルの外周径を小径化することは困難である。
【００１１】
本発明の点火コイルおよびその製造方法は、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、部品点数が少なく、外周径が小さい点火コイルを提供することを目的とする。また、本発明は、この点火コイルの簡単な製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、筒状の二次スプールと、該二次スプールの外周面に巻回される二次巻線と、該二次巻線間に浸透し硬化する巻線用樹脂絶縁体と、該二次巻線の外周側に配置される一次スプールと、該一次スプールの外周面に巻回される一次巻線と、これらの部材の軸方向一端側に配置されプラグキャップにより覆われる高圧タワーと、を備え、前記二次巻線が高圧タワーに設けられた高圧ターミナルと電気的に接続され、点火プラグが前記プラグキャップの内周側に圧入される点火コイルであって、前記一次スプールおよび前記高圧タワーの各部材と、前記巻線用樹脂絶縁体とは、同一の樹脂により一体に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
つまり、本発明の点火コイルは、一次スプールおよび高圧タワーの各部材と、巻線用樹脂絶縁体とを、同一の樹脂により一体に形成するものである。本発明の点火コイルによると、一次スプールおよび高圧タワーの各部材と、巻線用樹脂絶縁体と、が一体化されている。したがって、その分、部品点数を少なくすることができる。
【００１４】
また、一次スプールおよび高圧タワーは、ハウジングと比較して面構成が複雑である。また、一次スプールおよび高圧タワーは、肉厚の変化も大きい。このため、集積公差に占める両部材の寸法公差の割合は大きい。したがって、本発明の点火コイルによると、点火コイルの外周径を小径化することができる。
【００１５】
特に、一次スプールは、二次巻線と一次巻線との間に介装されている。このため、一次スプールと巻線用樹脂絶縁体とを同一の樹脂により一体化すると、点火コイルを効果的に小径化することができる。
【００１６】
（２）好ましくは、前記一次巻線間には、樹脂が浸透していない構成とする方がよい。特許文献１、特許文献３、特許文献４の点火コイルおよび特許文献２の高圧トランスによると、いずれも点火コイル（高圧トランス）内部全体に樹脂絶縁体が真空充填されている。このため、一次巻線間にも樹脂絶縁体が浸透している。しかしながら、一次巻線は、二次巻線と比較して電圧が低い。このため、樹脂絶縁体を浸透させ、巻線間の絶縁を確保する必要はない。
【００１７】
この点、本構成によると一次巻線間に樹脂が浸透していない。したがって、その分、樹脂の使用量を少なくすることができる。このため、点火コイルの製造コストを削減することができる。
【００１８】
（３）また、上記課題を解決するため、本発明の点火コイルの製造方法は、プラグキャップにより覆われる高圧タワーを備え、二次巻線が該高圧タワーに設けられた高圧ターミナルと電気的に接続され、点火プラグが前記プラグキャップの内周側に圧入される点火コイルの製造方法であって、一次スプールおよび前記高圧タワーの各部材と型対称に形成された内面を持つ型のキャビティ内に、前記二次巻線が外周面に巻回された二次スプールを配置するスプール配置工程と、該二次スプールが配置された該キャビティ内に樹脂を注入し硬化させ、該一次スプールおよび該高圧タワーの各部材と、該二次巻線間に浸透する巻線用樹脂絶縁体と、を該樹脂により一体に形成する部材成形工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
つまり、本発明の点火コイルの製造方法は、スプール配置工程と部材成形工程とを有するものである。スプール配置工程においては、型のキャビティ内に二次スプールを配置する。型の内面は、一次スプールおよび高圧タワーの各部材と型対称に形成されている。また、キャビティ内に配置される二次スプールの外周面には、予め二次巻線が巻回されている。
【００２０】
部材成形工程においては、まず、キャビティ内に樹脂を注入する。注入された樹脂は、キャビティ内に充填される。このとき、樹脂は二次巻線間にも浸透する。本工程では、次にキャビティ内の樹脂を硬化させる。それから、成形体から型を離型させる。このようにして、二次スプールの外方に、一次スプールおよび高圧タワーの各部材を配置する。また、二次巻線間に巻線用樹脂絶縁体を介在させる。
【００２１】
本発明の点火コイルの製造方法によると、少ない工数で比較的簡単に、一次スプールおよび高圧タワーの各部材と、巻線用樹脂絶縁体とを、同一の樹脂により一体に形成することができる。
【００２２】
また、点火コイルの絶縁寸法は、二次巻線から型内面までの間隔により決定することができる。このため、点火コイルの寸法が安定する。したがって、集積公差を小さくすることができる。そして、最大絶縁寸法を小さくすることができ、点火コイルの外周径を小径化することができる。
【００２３】
（４）好ましくは、上記（３）の構成において、前記樹脂は、射出成形用樹脂であり、前記部材成形工程は、前記キャビティ内に該射出成形用樹脂を注入する射出成形工程である構成とする方がよい。
【００２４】
つまり、本構成は、射出成形により、二次スプールの外方に、一次スプールおよび高圧タワーの各部材を配置するものである。また、二次巻線間に樹脂を浸透させるものである。
【００２５】
本構成によると、樹脂を硬化させるための所要時間が比較的短くて済む。このため、点火コイルの生産性が高くなる。また、本構成によると、キャビティ内における樹脂の流動性が高い。このため、キャビティ内の隅々にまで樹脂を行き渡らせることができる。また、二次巻線間に、充分に樹脂を浸透させることができる。
【００２６】
（５）なお、本発明の点火コイルは、上記本発明の製造方法に限らず他の製造方法によっても製造することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の点火コイルおよびその製造方法の実施の形態について説明する。
【００２８】
（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。
【００２９】
外周コア２０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（図略）の入った円筒状を呈している。外周コア２０の内周側には、中心コア２１と二次スプール２２と二次巻線２３と一次スプール２４０と一次巻線２５とが収納されている。
【００３０】
中心コア２１は、磁性材粒子をコア型に入れ、所定の温度条件下、所定の圧力で圧縮成形することにより作製される。中心コア２１は、上下方向中央部が拡径した丸棒状を呈している。
【００３１】
二次スプール２２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２２は、中心コア２１の外周側に配置されている。二次スプール２２は、二次スプール本体２２０と底部２２１とからなる。
【００３２】
二次スプール本体２２０は円筒状を呈している。二次スプール本体２２０内周面の中央部から下部にかけての形状は、対向する中心コア２１外周面の中央部から下部にかけての形状と、ちょうど型対称になるように形成されている。したがって、中心コア２１外周面の中央部以下は、二次スプール本体２２０の内周面に当接して保持されている。
【００３３】
底部２２１は、二次スプール本体２２０の下端開口を塞いでいる。底部２２１は凸状を呈している。中心コア２１の下端部は、底部２２１により保持されている。
【００３４】
また、中心コア２１外周面の上部と、二次スプール本体２２０内周面の上部と、の間には、円筒状の隙間２６が区画されている。二次巻線２３は、二次スプール本体２２０の外周面に巻回されている。巻回された二次巻線２３同士の間には、巻線用樹脂絶縁体２３０が浸透し硬化している。巻線用樹脂絶縁体２３０は、射出成形用エポキシ樹脂からなる。射出成形用エポキシ樹脂は、本発明の射出成形用樹脂に含まれる。
【００３５】
一次スプール２４０は、巻線用樹脂絶縁体２３０と同一の射出成形用エポキシ樹脂により、一体に形成されている。一次スプール２４０は円筒状を呈しており、二次巻線２３の外周側に配置されている。一次巻線２５は、一次スプール２４０の外周面に巻回されている。なお、一次巻線２５間には、樹脂が浸透していない。
【００３６】
高圧タワー２４１は、一次スプール２４０および巻線用樹脂絶縁体２３０と同一の射出成形用エポキシ樹脂により、一体に形成されている。高圧タワー２４１は、一次スプール２４０の下端開口を塞いでいる。また、高圧タワー２４１は、前記二次スプール２２の底部２２１を囲っている。高圧タワー２４１のほぼ中央には、金属製であって下方に開口するカップ状の高圧ターミナル２４２が配置されている。高圧ターミナル２４２は、二次巻線２３と電気的に接続されている。また、高圧ターミナル２４２のカップ底壁には、金属製のコイルスプリング２４３が止着されている。コイルスプリング２４３には、点火プラグが弾接している。また、高圧タワー２４１のほぼ全面は、ゴム製のプラグキャップ２４４により覆われている。点火プラグは、このプラグキャップ２４４の内周側に圧入される。プラグキャップ２４４上端には、前記外周コア２０下端が挿入されている。
【００３７】
一方、外周コア２０上端には、ゴム製のシールリング３０が環装されている。シールリング３０は、プラグホールの口縁に弾接している。シールリング３０の上方には、コネクタ部３１が配置されている。コネクタ部３１は、ケース３１０と複数のコネクタピン３１１とからなる。ケース３１０は、樹脂製であって角筒状を呈している。ケース３１０内部には、イグナイタ３２が配置されている。イグナイタ３２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。コネクタピン３１１は、金属製であってケース３１０にインサート成形されている。すなわち、コネクタピン３１１は、ケース３１０内外を貫通している。コネクタピン３１１のケース３１０内方向端は、二次巻線２３、一次巻線２５、イグナイタ３２に電気的に接続されている。一方、コネクタピン３１１のケース３１０外方向端は、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット、図略）に電気的に接続されている。ケース３１０内には、コネクタ部用樹脂絶縁体３１２が充填されている。コネクタ部用樹脂絶縁体３１２は、比較的動粘度が高いエポキシ樹脂製である。コネクタ部用樹脂絶縁体３１２は、前記中心コア２１の上端部２１０を把持している。また、コネクタ部用樹脂絶縁体３１２は、前記隙間２６上端を塞いでいる。
【００３８】
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、コネクタピン３１１を介して、イグナイタ３２に伝達される。イグナイタ３２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巻線２５に所定の電圧が発生する。この電圧が、一次巻線２５と二次巻線２３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、二次巻線２３から、高圧ターミナル２４２およびコイルスプリング２４３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。
【００３９】
次に、本実施形態の点火コイル１の製造方法について説明する。本実施形態の点火コイルの製造方法は、スプール配置工程と射出成形工程とを有する。
【００４０】
スプール配置工程においては、金型のキャビティ内に二次スプールを配置する。図２に、金型の軸方向断面図を示す。図に示すように、金型４は、第一型４０と第二型４１と第三型４２とからなる。金型４の内面は、一次スプールおよび高圧タワーの外面形状と型対称に形成されている。金型４のキャビティ４３内には、予め射出成形された二次スプール２２が配置されている。スプール本体２２０外周面には、二次巻線２３が巻回されている。また、底部２２１の下端凹部には、第三型４２に支持されて、高圧ターミナル２４２が嵌挿されている。高圧ターミナル２４２と二次巻線２３とは、予め結線されている。また、二次スプール２２の内周側には、予め圧縮成形された中心コア２１が挿入されている。
【００４１】
二次スプール２２の下端は、高圧ターミナル２４２を介して、第三型４２に支持されている。一方、二次スプール２２の上端は、第一型４０と第二型４１とにより挟持されている。このようにして、二次スプール２２はキャビティ４３内に固定されている。
【００４２】
射出成形工程においては、予め調整された射出成形用エポキシ樹脂を、射出成形機のノズル（図略）から、キャビティ４３上端に開設されたゲート（図略）を介して、キャビティ４３内に注入する。射出成形用エポキシ樹脂は、射出圧により、キャビティ４３内の隅々にまで行き渡る。このとき、射出成形用エポキシ樹脂は、二次巻線２３間にも浸透する。本工程では、次にキャビティ４３を加熱し、所定の温度パターンで保持する。それから、キャビティ４３を冷却する。この一連の温度制御により、キャビティ４３内の射出成形用エポキシ樹脂を熱硬化させる。その後、成形体から金型４を離型させる。そして、ゲートカットを行う。図３に、ゲートカット後の成形体の軸方向断面図を示す。図に示すように、巻線用樹脂絶縁体２３０および一次スプール２４０および高圧タワー２４１は、硬化した射出成形用エポキシ樹脂により、一体に作製されている。また、高圧ターミナル２４２は、底部２２１と高圧タワー２４１に固定されている。
【００４３】
本工程では、次に、成形体に他の部材を組み付ける。図４に、他の部材を組み付けた成形体の軸方向断面図を示す。一次スプール２４０の外周面には、一次巻線２５が巻回される。また、高圧ターミナル２４２には、コイルスプリング２４３が固定される。また、高圧タワー２４１には、プラグキャップ２４４が被せられる。また、プラグキャップ２４４の上方には、外周コア２０が装着される。また、外周コア２０の上端外周面には、シールリング３０が環装される。また、外周コア２０の上方には、予め組み付けられたコネクタ部３１が配置される。また、コネクタピン３１１と、二次巻線２３、一次巻線２５、イグナイタ３２と、が結線される。
【００４４】
本工程では、それから、ケース３１０上端開口からエポキシ樹脂を注ぎ込む。そして、エポキシ樹脂を硬化させる。このようにして、前出の図１に示すコネクタ部用樹脂絶縁体３１２が充填される。そして、ケース３１０上端開口が封止される。また、中心コア２１の上端部２１０が把持される。
【００４５】
なお、エポキシ樹脂の動粘度は比較的高く設定されている。したがって、エポキシ樹脂の流動性は低い。このため、コネクタ部用樹脂絶縁体３１２の下方には、隙間２３が区画される。このようにして、本実施形態の点火コイル１は製造される。
【００４６】
次に、本実施形態の点火コイル１およびその製造方法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、巻線用樹脂絶縁体２３０および一次スプール２４０および高圧タワー２４１が、同一の射出成形用エポキシ樹脂により、一体に作製されている。このため、部品点数を少なくすることができる。
【００４７】
また、一次スプール２４０および高圧タワー２４１は、面構成が複雑である。また、一次スプール２４０および高圧タワー２４１は、肉厚の変化も大きい。このため、集積公差に占める両部材の寸法公差の割合は大きい。したがって、本発明の点火コイル１によると、点火コイル１の外周径を小径化することができる。
【００４８】
また、本実施形態の点火コイル１によると、一次巻線２５間に樹脂が浸透していない。したがって、その分、樹脂の使用量を少なくすることができる。このため、点火コイル１の製造コストを削減することができる。
【００４９】
また、本実施形態の点火コイル１の製造方法によると、少ない工数で比較的簡単に、巻線用樹脂絶縁体２３０および一次スプール２４０および高圧タワー２４１を、同一の射出成形用エポキシ樹脂により、一体に作製することができる。
【００５０】
また、本実施形態の点火コイル１の製造方法によると、部材成形工程として射出成形工程を組み入れている。射出成形を利用すると、例えば真空注入などにより樹脂を充填する場合と比較して、樹脂を硬化させるための所要時間が比較的短くて済む。また、キャビティ４３内を真空引きする必要もない。このため、点火コイル１の生産性が高くなる。また、射出成形によると、キャビティ４３内における樹脂の流動性が高い。このため、キャビティ４３内の隅々にまで樹脂を行き渡らせることができる。また、二次巻線２３間に、充分に樹脂を浸透させることができる。
【００５１】
また、本実施形態の点火コイル１の製造に用いた金型４によると、ゲートがキャビティ４３上端に開設されている。このため、ゲート跡は、一次スプール２４０上端部に形成される。ゲート跡には、ゲートカット時の残留応力による歪みが発生するおそれがある。ところが、ゲート跡のある一次スプール２４０上端部は、二次巻線２３上端および一次巻線２５上端よりも、上方に突出している。このため、仮に歪みが発生しても、絶縁破壊などの不具合に発展するおそれが小さい。また、一次スプール２４０上端部は、エンジンの燃焼室から比較的離間している。このため、一次スプール２４０上端部は、燃焼熱の影響を受けにくい。この点においても、歪みを起因として絶縁破壊などの不具合が起こるおそれが小さい。
【００５２】
（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、外周コアのさらに外周側にハウジングが配置されている点である。したがって、ここでは、主に相違点についてのみ説明する。
【００５３】
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５に本実施形態の点火コイルの軸方向断面図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。また、図１におけるシールリング３０は、図５では省略して示す。
【００５４】
図に示すように、ハウジング２は、樹脂製であって円筒状を呈している。ハウジング２の内周側には、中心から拡径方向に向かって、中心コア２１→二次スプール２２→二次巻線２３→一次スプール２４０→一次巻線２５→外周コア２０の各部材がほぼ同軸状に配置されている。中心コア２１は、コア本体２１１と弾性部材２１２とチューブ２１３とからなる。コア本体２１１は、幅の異なる短冊状の珪素鋼板が積層され形成されている。コア本体２１１は、丸棒状を呈している。弾性部材２１２は、シリコン製であって短軸円筒状を呈している。弾性部材２１２は、コア本体２１１の上下端に、合計二つ配置されている。また、チューブ２１３は、これらコア本体２１１および二つの弾性部材２１２を外周側から覆っている。また、ハウジング２の上端には、ケース３１０が一体に形成されている。また、ハウジング２の下端には、高圧タワー２４１が配置されている。高圧タワー２４１および一次スプール２４０および巻線用樹脂絶縁体２３０は、同一の射出成形用エポキシ樹脂により、一体に作製されている。一次スプール２４０上端外周面には、フランジ２４５が形成されている。フランジ２４５は、外周コア２０内周面に当接している。また、フランジ２４５の一部は、外周コア２０のスリットにも挿入されている。そして、フランジ２４５は、ケース３１０内と、一次スプール２４０外周面と外周コア２０内周面との間の隙間と、を隔離している。なお、射出成形用エポキシ樹脂は、チューブ２１３外周面と二次スプール２２内周面との間にも充填されている。また、高圧タワー２４１の内部には、高圧ターミナル２４２およびコイルスプリング２４３が配置されている。また、高圧タワー２４１の下端部には、プラグキャップ２４４が被せられている。
【００５５】
次に、本実施形態の点火コイル１の製造方法について説明する。本実施形態の点火コイルの製造方法は、スプール配置工程と射出成形工程とを有する。
【００５６】
スプール配置工程においては、金型のキャビティ内に二次スプールを配置する。図６に、金型の軸方向断面図を示す。なお、図２と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、金型４は、第一型４０と第二型４１と第三型４２と第四型４４からなる。金型４の内面は、一次スプールおよび高圧タワーの外面形状と型対称に形成されている。金型４のキャビティ４３内には、予め射出成形された二次スプール２２が配置されている。スプール本体２２０外周面には、二次巻線２３が巻回されている。また、底部２２１の下端孔には、第三型４２に支持されて、高圧ターミナル２４２が嵌挿されている。高圧ターミナル２４２と二次巻線２３とは、予め結線されている。また、二次スプール２２の内周側には、予め組み付けられた中心コア２１が挿入されている。中心コア２１下端部は、底部２２１内周面に周設されたＬ字状の支持リブ２２２により位置決めされている。一方、上端部２１０は、第四型４４内面から突設されたリングリブ４４０内周面により位置決めされている。
【００５７】
二次スプール２２の下端は、高圧ターミナル２４２を介して、第三型４２に支持されている。一方、二次スプール２２の上端は、第四型４４のリングリブ４４０外周面により支持されている。このようにして、二次スプール２２はキャビティ４３内に固定されている。また、チューブ２１３外周面と二次スプール２２内周面との間に隙間が区画されている。
【００５８】
射出成形工程においては、予め調整された射出成形用エポキシ樹脂を、射出成形機のノズル（図略）から、キャビティ４３上端に開設されたゲート（図略）を介して、キャビティ４３内に注入する。射出成形用エポキシ樹脂は、射出圧により、キャビティ４３内の隅々にまで行き渡る。このとき、射出成形用エポキシ樹脂は、二次巻線２３間にも浸透する。また、射出成形用エポキシ樹脂は、チューブ２１３外周面と二次スプール２２内周面との間にも流入する。本工程では、次にキャビティ４３を加熱し、所定の温度パターンで保持する。それから、キャビティ４３を冷却する。この一連の温度制御により、キャビティ４３内の射出成形用エポキシ樹脂を熱硬化させる。その後、成形体から金型４を離型させる。そして、ゲートカットを行う。図７に、ゲートカット後の成形体の軸方向断面図を示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、巻線用樹脂絶縁体２３０および一次スプール２４０および高圧タワー２４１は、硬化した射出成形用エポキシ樹脂により、一体に作製されている。また、チューブ２１３外周面と二次スプール２２内周面との間にも、射出成形用エポキシ樹脂は介在している。また、高圧ターミナル２４２は、底部２２１と高圧タワー２４１に固定されている。
【００５９】
本工程では、次に、成形体に他の部材を組み付ける。図８に、他の部材を組み付けた成形体の軸方向断面図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ符号で示す。一次スプール２４０の外周面には、一次巻線２５が巻回される。また、高圧ターミナル２４２には、コイルスプリング２４３が固定される。また、高圧タワー２４１には、プラグキャップ２４４が被せられる。また、高圧タワー２４１の上方には、外周コア２０およびハウジング２が装着される。また、ハウジング２の上方には、予め組み付けられたコネクタ部３１が配置される。また、コネクタピン３１１と、二次巻線２３、一次巻線２５、イグナイタ３２と、が結線される。
【００６０】
本工程では、それから、ケース３１０上端開口からエポキシ樹脂を注ぎ込む。このとき、ケース３１０内と、一次スプール２４０外周面と外周コア２０内周面との間の隙間と、はフランジ２４５により隔離されている。したがって、前出の図５に示すように、一次巻線２５間にはエポキシ樹脂は浸透しない。その後、エポキシ樹脂を硬化させる。こうして、コネクタ部用樹脂絶縁体３１２が充填され、ケース３１０上端開口が封止される。このようにして、本実施形態の点火コイル１は製造される。
【００６１】
次に、本実施形態の点火コイル１およびその製造方法の効果について説明する。本実施形態の点火コイル１およびその製造方法によると、第一実施形態同様の効果を得ることができる。
【００６２】
また、本実施形態の点火コイル１によると、チューブ２１３外周面と二次スプール２２内周面との間の隙間にまで、射出成形用エポキシ樹脂が充填されている。このため、より確実にコア本体２１１と二次巻線２３との絶縁を確保することができる。
（３）その他
以上、本発明の点火コイルおよびその製造方法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。
【００６３】
例えば、上記実施形態においては、高圧タワー２４１に高圧ターミナル２４２が配置されている。しかしながら、高圧ターミナル２４２は配置しなくてもよい。この場合、二次巻線２３は、直接コイルスプリング２４３に結線すればよい。
【００６４】
また、上記実施形態においては、ケース３１０内にコネクタ部用樹脂絶縁体３１２を充填したが、ケース３１０とコネクタ部用樹脂絶縁体３１２とを同一の樹脂により一体に形成してもよい。こうすると、部品点数がさらに少なくなる。また、工数が少なくなる。さらにまた、イグナイタ３２のモールド樹脂も、ケース３１０およびコネクタ部用樹脂絶縁体３１２を形成する樹脂により、一体に形成してもよい。こうすると、さらに部品点数が少なくなる。また、工数が少なくなる。
【００６５】
また、上記実施形態においては、一次スプール２４０および高圧タワー２４１および巻線用樹脂絶縁体２３０を一体に作製した。しかしながら、一次スプール２４０および巻線用樹脂絶縁体２３０だけを一体に作製してもよい。あるいは、高圧タワー２４１および巻線用樹脂絶縁体２３０だけを一体に作製してもよい。この場合であっても、部品点数を少なくすることができる。また、点火コイルの外周径を小径化することができる。
【００６６】
また、上記実施形態においては、一次巻線２５間に樹脂を浸透させなかったが、浸透させてもよい。こうすると、一次巻線２５の巻き崩れを抑制することができる。また、一次巻線２５の放熱性が向上する。
【００６７】
また、上記実施形態においては、射出成形用樹脂として射出成形用エポキシ樹脂を用いた。射出成形用エポキシ樹脂の成分は特に限定しない。例えば、主剤としてエポキシ樹脂を、硬化剤としてノボラック型フェノール樹脂を、硬化促進剤としてジメチルウレア樹脂を、それぞれ適量配合してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態においては、ゲートをキャビティ４３上端に開設したが、ゲート位置は特に限定しない。また、ゲートの種類も特に限定しない。例えば、フィルムゲート、リングゲートなどを用いてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態においては、キャビティ４３における二次スプール２２の固定を、金型４のみにより行った（図２、図６参照）。しかしながら、金型４外からキャビティ４３内に挿入される支持ピンにより、二次スプール２２の固定を行ってもよい。
【００７０】
また、上記実施形態においては、部材成形工程として射出成形工程を組み入れた。しかしながら、射出成形を利用せず、例えば真空注入を利用して、一次スプール２４０および高圧タワー２４１および巻線用樹脂絶縁体２３０を作製してもよい。
【００７１】
また、上記実施形態においては、スプール配置工程において、予め中心コア２１を二次スプール２２内周側に配置していたが、中心コア２１は、離型後に配置してもよい。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によると、部品点数が少なく、外周径が小さい点火コイルを提供することができる。また、本発明によると、この点火コイルの簡単な製造方法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】 第一実施形態の製造方法に用いる金型の軸方向断面図である。
【図３】 第一実施形態の製造方法におけるゲートカット後の成形体の軸方向断面図である。
【図４】 第一実施形態の製造方法における他の部材を組み付けた成形体の軸方向断面図である。
【図５】 第二実施形態の点火コイルの軸方向断面図である。
【図６】 第二実施形態の製造方法に用いる金型の軸方向断面図である。
【図７】 第二実施形態の製造方法におけるゲートカット後の成形体の軸方向断面図である。
【図８】 第二実施形態の製造方法における他の部材を組み付けた成形体の軸方向断面図である。
【図９】 従来の点火コイルの軸方向断面図である。
【符号の説明】
１：点火コイル、２：ハウジング、２０：外周コア、２１：中心コア、２１０：上端部、２１１：コア本体、２１２：弾性部材、２１３：チューブ、２２：二次スプール、２２０：二次スプール本体、２２１：底部、２２２：支持リブ、２３：二次巻線、２３０：巻線用樹脂絶縁体、２４０：一次スプール、２４１：高圧タワー、２４２：高圧ターミナル、２４３：コイルスプリング、２４４：プラグキャップ、２４５：フランジ、２５：一次巻線、２６：隙間、３０：シールリング、３１：コネクタ部、３１０：ケース、３１１：コネクタピン、３１２：コネクタ部用樹脂絶縁体、３２：イグナイタ、４：金型、４０：第一型、４１第二型、４２：第三型、４３：キャビティ、４４：第四型。
Claims (4)
- 筒状の二次スプールと、該二次スプールの外周面に巻回される二次巻線と、該二次巻線間に浸透し硬化する巻線用樹脂絶縁体と、該二次巻線の外周側に配置される一次スプールと、該一次スプールの外周面に巻回される一次巻線と、これらの部材の軸方向一端側に配置されプラグキャップにより覆われる高圧タワーと、を備え、前記二次巻線が高圧タワーに設けられた高圧ターミナルと電気的に接続され、点火プラグが前記プラグキャップの内周側に圧入される点火コイルであって、
前記一次スプールおよび前記高圧タワーの各部材と、前記巻線用樹脂絶縁体とは、同一の樹脂により一体に形成されていることを特徴とする点火コイル。 - 前記一次巻線間には、樹脂が浸透していない請求項１に記載の点火コイル。
- プラグキャップにより覆われる高圧タワーを備え、二次巻線が該高圧タワーに設けられた高圧ターミナルと電気的に接続され、点火プラグが前記プラグキャップの内周側に圧入される点火コイルの製造方法であって、
一次スプールおよび前記高圧タワーの各部材と型対称に形成された内面を持つ型のキャビティ内に、前記二次巻線が外周面に巻回された二次スプールを配置するスプール配置工程と、
該二次スプールが配置された該キャビティ内に樹脂を注入し硬化させ、該一次スプールおよび該高圧タワーの各部材と、該二次巻線間に浸透する巻線用樹脂絶縁体と、を該樹脂により一体に形成する部材成形工程と、を有する点火コイルの製造方法。 - 前記樹脂は、射出成形用樹脂であり、
前記部材成形工程は、前記キャビティ内に該射出成形用樹脂を注入する射出成形工程である請求項３に記載の点火コイルの製造方法。
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