JP4452435B2 - 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、自動車などのエンジンのプラグホールに取り付けられ、先端部に点火プラグが装着されて使用され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】
内燃機関用点火コイルとして、棒状の中心鉄芯の外側に、二次ボビンに巻かれた二次コイルが配置され、さらにその外側に、一次ボビンに巻かれた一次コイルが配置されたものが、上部にイグナイタを備えるコイルケースに収容されたものが知られている。
【０００３】
このような点火コイルにおいては、各部材間の隙間を均一にして、各部材間の絶縁破壊を防止する必要がある。そのために、中心鉄芯は、二次ボビンの中央に正しく配置されると共に、その二次ボビンは、一次ボビンの中央に正しく配置されなければならない。そして、空隙をなくして、そのような絶縁状態を確実にするために、中心鉄芯と二次ボビンの間、及び二次ボビンと一次ボビンの間には、絶縁物としてのエポキシ樹脂が充填される。
【０００４】
ところで、このような点火コイルは、エンジンの動作中には高温になる一方、エンジンが停止すると常温に冷やされるものである。ところが、固いエポキシ樹脂により各部材が互いに接着されているので、温度変化に伴い、熱膨張係数の異なる各部材が膨張・収縮することで、各部材が互いに強い応力を受けることになる。また、エポキシ樹脂の量に違いがある所では、エポキシ樹脂の熱硬化時のゲル化温度、ゲル化時間又は硬化時におけるエポキシ樹脂自体の硬化発熱量に違いが生じ、エポキシ樹脂の物性、強度、収縮量が変わることで境界が生じ、エポキシ樹脂にクラックが生じ易かった。特に、点火コイルの上部は、単位体積当たりのエポキシ樹脂量が多いが、一次コイルや二次コイル付近は、エポキシ樹脂量が少ないので、境界が生じてクラックが生じ易かった。
【０００５】
そこで、従来、特開２０００−９１１４４号公報に記載のように、中心鉄芯の端部に、キャップ形にモールドした成形体（緩衝材）をはめ込んで設けた後、その中心鉄芯を二次コイル内に配置して、両部材間の隙間にエポキシ樹脂を充填することが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、エポキシ樹脂の充填時において、キャップ状の緩衝材内にエポキシ樹脂が流入し、経年の冷熱ストレスによる緩衝材周辺のエポキシ樹脂にクラックが発生するおそれがあった。特に、幅寸法の異なる鋼板を積層して断面略八角形状に形成した中心鉄芯の場合に生じ易かった。
【０００７】
つまり、中心鉄芯の断面における八つの角や、中心鉄芯を構成する各鋼板の角は、エッジとなってエポキシ樹脂に作用し、クラックを生じさせる原因となっていた。また、中心鉄芯の両端部にキャップを装着しても、キャップの内径と中心鉄芯の最大径は同じに設定されており、しかも中心鉄芯は上述したように断面略八角形状であるから、各端面とキャップとの隙間からエポキシ樹脂がキャップ内に入り込んで、そのエポキシ樹脂にクラックを生じさせ、そのクラックがキャップ外にまで拡大するおそれがあった。
【０００８】
そして、このようにしてクラックが発生し、そのクラックが拡大すると、中心鉄芯と二次コイル間が放電にて短絡してしまい、耐圧設計値を超える電圧がかかることで点火コイルが損傷したり、或いは出力の低下をまねいたりするおそれがあった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、キャップ状緩衝材内へのエポキシ樹脂の流入を防止し、エポキシ樹脂へのクラックの発生を防止することで、長寿命の点火コイルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関用点火コイルは、磁性体からなる板材を多数枚重ね合わせて棒状に形成した中心鉄芯と、一次ボビンに巻かれた一次コイルと、二次ボビンに巻かれた二次コイルとが同心に配置され、それら各部材間に絶縁性樹脂が充填される内燃機関用点火コイルにおいて、外周面に樹脂製緩衝テープが巻かれた中心鉄芯の長手方向両端部に、一端面にのみ開口した略円筒形キャップ状の緩衝材が装着され、この緩衝材の開口側の内径寸法を、中心鉄芯の最大径より小さく設定することで、緩衝材内部への絶縁性樹脂の流入を防止していることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内燃機関用点火コイルについて、さらに詳細に説明する。
図１は、本発明の点火コイルの一実施例を示す概略縦断面図である。この点火コイルは、エンジンのプラグホールに取り付けられると共に、先端部に点火プラグが装着されて、点火プラグに高電圧を直接供給するものである。
【００１４】
この図に示すように、本実施例の点火コイルは、中心部から順に、中心鉄芯１、二次ボビン２に二次巻き線が巻かれた二次コイル３、一次ボビン４に一次巻き線が巻かれた一次コイル５がそれぞれ同心に配置され、それらは略円筒状のケース６に収納される。また、一次コイル３の外周面には、周方向の一部に切欠きを備えて略円筒状に屈曲形成された鋼板からなる外装鉄芯７が装着される。なお、中心鉄芯１の長手方向両端部には、鉄芯の磁束の飽和を抑制するために、一次コイル５で発生する磁束と反対方向の磁束を発生させる磁石を装着してもよい。
【００１５】
ケース６内には、熱硬化性エポキシ樹脂が充填される。この樹脂は、中心鉄芯１と二次コイル３の間、二次コイル３と一次コイル５の間、一次コイル５とケース６の間にそれぞれ侵入し、それらの間の絶縁性を保持する。なお、ケース６の上部には、後述するイグナイタ８などが収容される大径部６ａが形成されているが、エポキシ樹脂はこの大径部６ａにも充填される。エポキシ樹脂は、ケース６の上部開口から注入充填され、均一温度の硬化雰囲気温度に保たれた炉に一定時間保持されて硬化される。
【００１６】
ケース６の上部には、一次電流をオンオフするための点火駆動用回路としてのイグナイタ８が設けられると共に、イグナイタ８に一次電流を供給するための一次電流入力用コネクタ端子９が設けられている。なお、イグナイタ８には、ヒートシンクを設けている。
【００１７】
ケース６の下部には、二次コイル３に電気的に接続された二次高圧端子１０を介して、スプリング１１が設けられる。このスプリング１１を介して、ケース６の下部には点火プラグが接続される。その接続部は、プラグホール等の金属部に高電圧がリークしないように、ケース６の下部に設けられたプロテクタ１２に内蔵される。
【００１８】
図２は、中心鉄芯１の上部を拡大して示した概略斜視図である。この図に示すように、中心鉄芯１は、ケイ素鋼板などの磁性体からなる板材１ａ，１ａ…が、多数枚重ね合わされて断面略八角形状の棒状とされている。その際、外側に重ね合わされるものほどケイ素鋼板の幅寸法を小さくして、全体として断面略八角形状に形成する。なお、本実施例では、各鋼板同士は長手方向数箇所１ｂにおいて、かしめて固定しているが、それに代えて或いはそれに加えて、各鋼板間を接着するようにしてもよい。
【００１９】
中心鉄芯１の外周面には、緩衝テープ１３が巻き付けられる。本実施例の緩衝テープ１３は、薄いポリエステルフィルムとされ、内面側に接着材を塗布した矩形状のフィルムが中心鉄芯の外周面に巻かれる。なお、緩衝テープ１３は、中止鉄心１よりやや軸方向に短く形成されており、中心鉄芯１の上下両方両端部１ｃ，１ｃを少しだけ残して巻着される。これにより、中心鉄芯１の上下両端部１ｃ，１ｃは、外部に露出した状態とされる。
【００２０】
中心鉄芯１の両端部１ｃ，１ｃには、図３に示すようなキャップ状の緩衝材１４が装着される。この緩衝材１４は、シリコンにより形成され、軸方向一端面に開口した略円筒形状であり、その円形穴（１４ａ，１４ｂ）に中心鉄芯１の端部がはめ込まれる。緩衝材１４の円形穴は、緩衝材１４の軸方向中央部より奥側が、若干縮径した段付き穴とされている。図４に示すように、奥側の小径部１４ａには、緩衝テープ１３が巻かれていない中心鉄芯１の露出部１ｃが配置され、開口側の大径部１４ｂには、緩衝テープ１３が巻かれた中心鉄芯１の端部がはめ込まれる。なお、本実施例では、小径部１４ａの軸方向奥行き寸法は約1.4mm、大径部１４ｂの軸方向奥行き寸法は約1.9mmとされている。
【００２１】
本実施例では、緩衝部材１４の円形穴の大径部１４ｂは、開口側へ行くに従って、僅かに内側に傾斜した傾斜面に形成されている。つまり、開口部に行くに従って、若干縮径して形成されている。例えば、軸方向に対して、図３においてα＝約２°の角度で、内側に傾斜して形成されている。そして、開口部の内径は、中心鉄芯１の外径よりも若干小さく形成されている。例えば、中心鉄芯１の外径が約9.1〜9.5mmの場合（上述した中心鉄芯の製作方法に起因して、図面上の理論値は9.1mmであるが、製品としては最大で約9.5mmになり得る）、緩衝材１４の開口部の内径は約8.9mmに設定される。
【００２２】
このように、本実施例においては、緩衝材１４の内径寸法を中心鉄芯１最大径より所定量小さくしたことにより、緩衝材１４内にエポキシ樹脂が流入することを防止することができ、エポキシ樹脂のクラックを防止することができるので、点火コイルの寿命を延ばすことができる。また、中心鉄芯１の外径に対して緩衝材１４の内径が小さいことにより、緩衝材１４の締め付けが強化され、更に緩衝材１４の開口先端内側に奥に向かって大径となるテーパ部１４ｂを設けたことにより、緩衝材１４の脱落を完全に防止することができる。
【００２３】
本実施例では、上述したように、中心鉄芯１の外周面が緩衝テープ１３で巻かれると共に、その上下両端部には、エポキシ樹脂が入り込まないように、キャップ状緩衝材１４，１４が無理嵌めされる。よって、断面略八角形状の中心鉄芯１を使用しても、エポキシ樹脂にクラックが生じることを確実に防止することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の内燃機関用点火コイルによれば、キャップ状の緩衝材内にエポキシ樹脂が流入することが防止される。よって、エポキシ樹脂のクラックの発生を防止して、点火コイルの寿命を一層延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の点火コイルの一実施例を示す概略縦断面図である。
【図２】図１の点火コイルの中心鉄芯上部を拡大して示す概略斜視図である。
【図３】図１の点火コイルの緩衝材を示す概略縦断面図である。
【図４】中心鉄芯上部に図３の緩衝材を装着した状態を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
１ 中心鉄芯
２ 二次ボビン
３ 二次コイル
４ 一次ボビン
５ 一次コイル
６ ケース
７ 外装鉄芯
８ イグナイタ
９ コネクタ端子（一次電流入力部）
１０ 二次高圧端子
１１ スプリング
１２ プロテクタ
１３ 緩衝テープ
１４ 緩衝材

Claims (4)

1. 磁性体からなる板材を多数枚重ね合わせて棒状に形成した中心鉄芯と、一次ボビンに巻かれた一次コイルと、二次ボビンに巻かれた二次コイルとが同心に配置され、それら各部材間に絶縁性樹脂が充填される内燃機関用点火コイルにおいて、
   外周面に樹脂製緩衝テープが巻かれた中心鉄芯の長手方向両端部に、一端面にのみ開口した略円筒形キャップ状の緩衝材が装着され、
   この緩衝材の開口側の内径寸法を、中心鉄芯の最大径より小さく設定することで、緩衝材内部への絶縁性樹脂の流入を防止していることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 樹脂製緩衝テープは、中心鉄芯の長手方向両端部を残して巻かれている請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
3. 緩衝材の開口は、奥側が、緩衝テープを巻かれていない中心鉄芯が配置される小径穴とされる一方、手前側が、緩衝テープが巻かれた部分が配置される大径穴とされている請求項２に記載の内燃機関用点火コイル。
4. 前記大径穴の開口は、開口側に行くに従って縮径したテーパ穴に形成されている請求項３に記載の内燃機関用点火コイル。

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