JP4493474B2 - 内燃機関用点火コイル及び自動車 - Google Patents

Description

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、及びこの点火コイルを内蔵する自動車に関する。

点火コイルは、一般に、中心鉄心が内挿される二次コイル部と、二次コイル部の外側に配置される一次コイル部と、一次コイル部の外側に配置される外装鉄心とで構成されている。そして、外装鉄心の外嵌された一次コイル部は、二次コイル部を内包すると共に、上部に給電部を配置した状態で、コイルケースに収容される（特許文献１）。なお、給電部は、一次コイル部にパルス電流を供給する部分である。
特開２００４−７１９１１号

このような構成の点火コイルでは、一次コイル部、二次コイル部、及びセンタコア部５を同心円状に位置決めした状態で、各部の空隙を無くすべく熱硬化性エポキシ樹脂などの絶縁材が真空注入される。その後、絶縁材は熱硬化され、適当な空隙を維持した状態で、上記した各部が固定される。

ところが、従来の点火コイルでは、一次コイル部に接触する状態で給電部が配置されるので、絶縁材の充填時に、給電部の底面部において絶縁材の流れが阻害されるという問題点がある。そのため、真空注入されるとはいいながら、絶縁材が完全に行き渡らないおそれがあり、そのような場合には、所定の絶縁性が確保できないという弊害が生じる。

この発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、確実に各部を位置決めできると共に、各部の隙間に絶縁材が行き渡るよう改善した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、このように改善された点火コイルを内蔵する自動車を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、中心鉄心が内挿される二次コイル部と、二次コイル部が内挿される一次コイル部と、一次コイル部の上部に配置される給電部とを備え、各部の空隙を無くすべく絶縁材が充填されてなる内燃機関用点火コイルにおいて、一次コイル部に接触する給電部の下部か、給電部に接触する一次コイル部の上部の少なくとも一方に、第一部と第二部に区分されて軸方向に突出する係合突起を設けると共に、前記一次コイル部と前記給電部の他方側には、前記係合突起の第一部を受け入れる受入部が形成され、前記係合突起の第一部と前記受入部との嵌合によって、前記給電部と前記一次コイル部との位置関係が固定される一方、前記係合突起の第二部によって絶縁材の流入経路が形成されるよう構成される。

前記係合突起は、三個以上設けられているのが好ましく、この場合には、組み付け時の安定度が増す。また、本発明は、上記した何れか点火コイルを内蔵する自動車である。

上記した本発明によれば、確実に各部を位置決めできると共に、各部の隙間に絶縁材が行き渡るよう改善した内燃機関用点火コイルを実現できる。

以下、実施例に基づいて、本発明の実施の形態をより具体的に説明する。図１（ａ）は、実施例に係る点火コイルＣＬの概略構成を示す部分断面図であり、図１（ｂ）は、点火コイルＣＬの全体的な回路構成図である。

この点火コイルＣＬは、プラスチック金型によって一体成形されるコイルケース１（１ａ，１ｂ，１ｃ）と、コイルケース１の下端部に嵌合されるゴム製のプラグキャップ２と、コイルケース１に内挿される一次コイル部３と、一次コイル部３に内挿される二次コイル部４と、二次コイル部４に内挿されるセンタコア部５と、一次コイル部３の外周に弾発的に嵌合される外装鉄心６と、コイルケース１の上部に収容される給電部７とを中心に構成されている。

一次コイル部３、二次コイル部４、及びセンタコア部５は同心円状に位置決めされて、各部の空隙を無くすべく熱硬化性エポキシ樹脂８が真空注入されて硬化されている。なお、給電部７は、パルス電圧を一次コイル部３に供給する部分であり、この実施例では、点火パルスＳを受けてＯＮ／ＯＦＦ動作するパワートランジスタＰＴｒを備えている（図１（ｂ）参照）。

コイルケース１は、詳細には、円筒状のケース本体部１ａと、給電部７を収容するケース基端部１ｂと、二次コイル部４から高圧を受ける高圧端子９や不図示の点火プラグに高圧を伝えるスプリング１０などを保持するケース先端部１ｃとで構成されている。

図２に示すように、ケース基端部１ｂは、一方側（図１の左側）が矩形状に切り欠かれた略円筒形状であり、他方側（図１の右側）には金属管１１ａを内装した取付穴１１が設けられている。なお、この取付穴１１は、この点火コイルＣＬをエンジンなどのシリンダヘッドに取り付ける際のボルト穴として使用される。

ケース基端部１ｂの切り欠き部には、Ｕ字状の受入れ端面１２が形成されて、給電部７のＵ字状のスライド溝７ａと係合するようになっている。すなわち、給電部７を受入れる際には、スライド溝７ａが、ケース基端部１ｂの受入れ端面１２を挟持しつつ下方にスライドされることになる。

このような構成のコイルケース１は、その素材が特に限定されないが、好適にはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）や、変性ＰＰＯ（変性ポリフェニレンオキサイド）などの熱可塑性合成樹脂が使用される。何れにしても、コイルケース１は、プラスチック金型を用いて一体成形されるので、互いに対面するプラスチック金型の当接面には、パーティングライン１３が生じる。この実施例では、ケース本体部１ａは、２つのプラスチック金型を、図１の紙面の前後から対面させて成形するので、図１（ａ）の左右位置に、パーティングライン１３が生じることになる。

図１（ｃ）に示すように、コイルケース１には、一次コイル部３と二次コイル部４とセンタコア部５とが内挿されているが、センタコア部５は、０．３ｍｍ程度の板厚の珪素鋼板を積層してなる中心鉄心１４と、中心鉄心１４を円筒形状に覆う保護部材１５と、中心鉄心１４の長さ方向の両端を覆う保護キャップ１６とで構成されている。保護キャップ１６は、中心鉄心１４や保護部材１５に密着することで、点火コイルＣＬの隙間を密封するために充填されるエポキシ樹脂８の流入を確実に防止している。

二次コイル部４は、二次ボビン１７と、二次ボビン１７の回りに巻着される二次巻線１８とで構成されている。また、一次コイル部３は、一次ボビン１９と、一次ボビン１９の回りに巻着される一次巻線２０と、一次巻線２０の回りを覆う円筒状の保護テープ２１とで構成されている。保護テープ２１の外側には、外装鉄心６が弾発的に嵌合されているが、この外装鉄心６は、中心鉄心１４と共に、一次巻線２０と二次巻線１８との間の最適な磁気通路を形成するためのものである。

外装鉄心６は、図３（ｂ）に示すように、全体として略円筒形であり、周方向の一部が一箇所だけが開放された断面略Ｃ字状となっている。このような構成の外装鉄心６の素材は、一次コイル部３に嵌合できる弾力性を有する磁性体であれば特に限定されないが、中心鉄心と同一材料であることが好ましく、具体的には、薄板状にした珪素鋼板を使用する。

図３（ａ）に示すように、一次コイル部３のボビン１９は、一次巻線２０が巻着されて保護テープ２１で覆われるボビン本体１９ａと、一次巻線２０が引き出されるボビン上端部１９ｂと、高圧側であるボビン下端部１９ｃとに大別される。なお、ボビン本体１９ａの軸方向長さは、外装鉄心６の軸方向長さとほぼ同一に設定されている。

ボビン上端部１９ｂは、軸方向に高低差のある二段構成になっており、ボビン本体部１９ａに連続して、ほぼ全周に設けられるフランジ５０と、フランジ５０に連続して、半周よりもやや長い部分が突出する連結部５１とに区分される。なお、フランジ５０の欠如部分は、一次巻線２０の引出溝２９として機能する。

連結部５１には、図３（ｄ）の左右方向に延びる合計四本の延長腕２４Ａ，２４Ｂ，２５Ａ，２５Ｂが設けられている。この延長腕２４，２５の基端側には、それぞれ円柱穴２６が設けられており、この４個の円柱穴２６によって、一次コイル部３と給電部７の位置決めをすると共に、一次コイル部３の連結部５１と給電部７の間に適宜な隙間を形成して、熱硬化性エポキシ樹脂８の充填時における流れ性を改善している（この点は更に後述する）。

隣接する延長腕２４，２５の基端側の間には、矩形状の凹部２７が形成されており、この凹部２７によって、一次コイル部３と二次コイル部４とを位置決めするようになっている。また、各延長腕２４，２５の先端側には、それぞれ円筒部２８が軸方向に更に突設され（図３（ｅ）参照）、引出溝２９に引き出された一次巻線２０は、この円筒部２８を経由して引き回され、一次巻線２０の始点と終点とが係止片３０に保持されるようになっている（図４（ａ）参照)。

図４（ｂ）は、二次コイル部４の上部平面図を図示したものである。図４（ｂ）に現われるように、二次コイル部のボビン１７の上端部には、二次巻線１８の導出部３５と、導出部３５と直交方向に延設された一対の取付フランジ３６，３６とが設けられている。この取付フランジ３６は、一次コイル部のボビン１９の凹部２７に対応した大きさと形状を有して、二次コイル部４の位置決めをするものである。すなわち、二次コイル部４を一次コイル部のボビン１９に挿入した状態では、一次ボビン１９の２つの凹部２７，２７に、二つの取付フランジ３６，３６がそれぞれ嵌り込み、この状態で一次コイル部３と二次コイル部４とが同心に位置決めされる。

図５は、給電部７の正面図（ａ）と裏面図（ｂ）とを図示したものである。図示の通り、給電部７からは、一対の接続端子３８と別の接続端子３９が延設されている。一対の接続端子３８，３８は、水平部３８ａと垂直部３８ｂとでそれぞれＬ型に形成され、給電部７を一次コイル部のボビン１９に位置決めした状態では、２つの垂直部３８ｂ，３８ｂが、一次ボビン１９から引き出された一次巻線２０を挟持するようになっている。なお、接続端子３８は一次巻線２０に接続され、接続端子３９は二次巻線１８に接続されるようになっている。

また、給電部７の裏面には、４つの係合突起３７が設けられている。この係合突起３７は、詳細には、円柱部３７ａと略円錐部３７ｂとが連設されて構成されている。係合突起３７は、一次コイル部３のボビン上端部１９ｂの円柱穴２６に対応する形状と大きさを有しており、略円錐部３７ｂは円柱穴２６の中に没入するが、円柱部３７ａは円柱穴２６に進入できない大きさを有している。

そのため、係合突起３７の略円錐部３７ｂが、連結部５１の円柱穴２６に嵌合することで、一次コイル部３と給電部７とが正確に位置決めされると共に、係合突起３７の円柱部３７ａの存在によって、一次コイル部３の連結部５１と給電部７との間に適宜な隙間が形成される。

図６は、この関係を図示したものであり、給電部７を、一次コイル部３の連結部５１に降下させて位置決めする状態を示している。先に説明した通り、係合突起３７の略円錐部３７ｂを円柱穴２６に嵌合させても、給電部７と連結部５１との間には、円柱部３７ａの高さ分の隙間δが一様に形成される。そのため、この隙間δを通して熱硬化前のエポキシ樹脂８を、一次ボビン１９の中に円滑に導入することが可能となる。

続いて、以上の構成からなる点火コイルＣＬについて、その組み立て方法を説明する。先ず、二次コイル部４の中央開口４０（図４（ｂ））の中に、センタコア部５を挿入する。なお、センタコア部５の保護キャップ１６の外径は、二次コイル部４の中央開口４０の内径とほぼ同一であるから、両者の中心は正しく一致する。

続いて、この状態の二次コイル部４を、一次コイル部３のボビン１９に挿入する。先に説明したように、二つの取付フランジ３６，３６が、２つの凹部２７，２７に嵌入して位置決めが行われる。次に、一次コイル部３の上に給電部７を重ねて、給電部７の４つの円柱突起３７を、一次ボビン１９の連結部５１の円柱穴２６に係合させる。なお、この係合状態では、一次ボビン１９の連結部５１には、隙間δが一様に形成されるのは前述した通りである。

この係合状態では、給電部７と、一次コイル部３及び二次コイル部４とが正しく位置決めされるので、一次巻線２０を接続端子３８に接続すると共に、二次巻線１８を接続端子３９に接続する。以上の処理によって、一次コイル部３、二次コイル部４、及び給電部７が一体化されるので、給電部７のスライド溝７ａを、コイルケース１の受入れ端面１２に滑り込ませて全体を一体化する（図２参照）。次に、この状態のまま真空引きした後に、各隙間に熱硬化性エポキシ樹脂８を充填して硬化させて全体を固定する。

以上、本発明の実施例について具体的に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定するものではない。すなわち、実施例では、給電部７の裏面に係合突起３７に設け、一次コイル部３の連結部５１に円柱穴２６を設けたが、これと反対に、給電部に円柱穴を設けて、連結部５１に係合突起３７を設けても良い。

また、係合突起は、円柱穴の関係に限定されるものではなく、円形に限定されないのは勿論のこと、双方に突起を設け、一方の突起に受入穴を設けても良い。なお、実施例では係合突起や円柱穴を各４個設けたが、両者が同数であれば、その個数は特に限定されない。但し、３個以上設けた方が組み付け時の安定度に優れている。

実施例に係る点火コイルの部分断面図（ａ）、回路構成図（ｂ）、及びＣ−Ｃ断面図（ｃ）である。 給電部をコイルケースに組み付ける方法を説明する図面である。 一次コイル部（一次ボビン）の正面図（ａ）、一次ボビンに嵌合させる外装鉄心の正面図（ｂ）、一次ボビンのＡ−Ａ断面図（ｃ）、一次ボビンを高圧側から見た平面図（ｄ）、及び、一次ボビンの高圧側の要部正面図（ｅ）である。 一次コイル部を高圧側から見た平面図（ａ）、及び、二次コイル部を高圧側から見た平面図（ｂ）である。 給電部の正面図（ａ）と背面図（ｂ）である。 給電部のＢ−Ｂ断面図（ａ）、給電部と一次コイル部との組み付け方法を示す正面図（ｂ）、及び図６（ｂ）の右側面図である。

符号の説明

ＣＬ 点火コイル
３ 一次コイル部
４ 二次コイル部
５ 中心鉄心
７ 給電部
２７ 円柱穴
３７ 係合突起

Claims (3)

1. 中心鉄心が内挿される二次コイル部と、二次コイル部が内挿される一次コイル部と、一次コイル部の上部に配置される給電部とを備え、各部の空隙を無くすべく絶縁材が充填されてなる内燃機関用点火コイルにおいて、
   一次コイル部に接触する給電部の下部か、給電部に接触する一次コイル部の上部の少なくとも一方に、第一部と第二部に区分されて軸方向に突出する係合突起を設けると共に、
   前記一次コイル部と前記給電部の他方側には、前記係合突起の第一部を受け入れる受入部が形成され、
   前記係合突起の第一部と前記受入部との嵌合によって、前記給電部と前記一次コイル部との位置関係が固定される一方、
   前記係合突起の第二部によって絶縁材の流入経路が形成されるよう構成されたことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 前記係合突起は、三個以上設けられている請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
3. 請求項１又は２に記載の点火コイルを内蔵する自動車。

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