JP4754999B2

JP4754999B2 - 小型軽量のプラグトップ直結型点火コイル装置

Info

Publication number: JP4754999B2
Application number: JP2006069133A
Authority: JP
Inventors: 勉長谷川; 聖哉吉田
Original assignee: Toyo Denso Co Ltd
Current assignee: Toyo Denso Co Ltd
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2026-03-14
Also published as: JP2007250642A

Description

本発明は、例えば、自動車のエンジンの点火コイル装置のうち、独立点火方式のエンジンの点火プラグに直結する、小型の点火コイル装置に関する。以下これらのコイルをＰＴＣと表記する。ＰＴＣとはPlug Top Coilの略称である。

従来、内燃機関の独立点火方式に採用されるＰＴＣはエンジンのヘッドカバー周辺に取り付けられることから、小型軽量化が望まれ、エンジンのヘッドカバー上部への配置が制限されることから、点火コイルをプラグトップに取り付けたとき点火プラグの軸方向にあたる長さができる限り短くなるように点火コイルを設計する傾向にあった。図６に示す特許文献１のもののようにコイル３，５の軸方向が点火プラグ１８の軸方向と一致する縦型タイプにおいては、プラグホールに直接挿入しているため、エンジンのヘッドカバー上に露出する部分が少なくなり、ヘッドカバー周辺の設計的自由度が向上するといった利点があった。しかし、図６に示すように、コイルの内蔵部品をコイルケースの上部開口端ぎりぎりまで配置しているため、エポキシ樹脂液の注入時に余裕が無く、管理に手間が掛かり製造効率が低下するといった問題があった。またこれとは別形式の、コイルの軸方向が横になる横型タイプの点火コイル装置が提供されている。因みに特許文献２に提示されているものは図５に示されるように、横型配置をとっているため、この部分の縦寸法は短くなっているが、耐電圧性能を確保するためケース１の上部開口端を高くして絶縁用の樹脂２１面と内蔵部品との距離が十分とれるように設計しているため、トータルの縦寸法はやや高くなっている。これを更に小型化したいという要求に応えるため、軸方向を閉口端とし、軸方向とは直角方向に開口端を設け、軸方向の長さを短くする設計が考えられる。この設計であれば、高圧となる二次コイル部分は絶縁性の高い材料のケーシングでカバーできるので縦型寸法を短くできるが、内蔵する部品を横から挿入するため、組み付け性が悪いといった欠点があった。
特開平４−６２８１２号公報「内燃機関用点火コイル」平成４年２月２７日公開特開２００２−４８０４６公報「内燃機関用点火コイル」平成１４年２月１５日公開

本発明の課題は、縦方向寸法をできるだけ短くすると共に、高い耐電圧性能をもったものであって、エポキシ樹脂注入時のエア溜りを抑制する機能と充填される樹脂レベルが若干ばらついてもエアーが確実に抜ける機能を備えたプラグトップ直結型点火コイル装置を提供することにある。

本発明の点火コイル装置は、内燃機関のエンジンのプラグトップに直結される点火コイル装置であって、コイルの軸方向が点火プラグの軸方向と直交する方向に配置されたものにおいて、コイルケースの開口端位置を低くし、２次ボビン上に巻回された２次巻線と前記コイルケースの開口端の間に、高絶縁材料からなる仕切り板を配置し、該仕切り板は、コネクタと一体構造、若しくは、別体でも共にコネクタ側のコイルケースの開口端に取り付けられたものであって、２次ボビンの高圧側まで延設した部分が一段高くされているようにした。
また、その仕切り板は、コネクタ側のコイルケースの開口端に連接配置されると共に２次ボビンの高圧側まで一体的に延在するものであって、エポキシ樹脂注入時のエア溜りを抑制する孔が設けられている。
更に、前記一段高くされた仕切り板部分にはエア抜き孔が下方に煙突状に設けられるようにした。

本発明の点火コイル装置は、内燃機関のエンジンのプラグトップに直結される点火コイル装置であって、コイルの軸方向が点火プラグの軸方向と直交する方向に配置されたものにおいて、コイルケースの開口端位置を低くし、２次ボビン上に巻回された２次巻線と前記コイルケースの開口端の間に、高絶縁材料からなる仕切り板を配置するようにしたものであるから、高絶縁材料からなる仕切り板の存在により、絶縁樹脂中に深く埋め込むことなく高い耐電圧性能が得られると共に、コイルケースの開口端位置を低くできるので、点火コイル装置の寸法を点火プラグの軸方向に短くすることができる。また、内蔵する部品を従来どおり上から挿入できるため、組み付け性の問題も生じない。
また、その仕切り板は、コネクタ側のコイルケースの開口端に連接配置されると共に２次ボビンの高圧側まで一体的に延在するものであって、エポキシ樹脂注入時のエア溜りを抑制する孔が設けられているので、二次コイルの高圧に対して高い絶縁性を発揮できると共に、固化した絶縁樹脂内に絶縁性を悪くする空洞ができることがない。

また、前記仕切り板が、コネクタと一体構造、若しくは、別体でも共にコネクタ側のコイルケースの開口端に取り付けられたものであって、２次ボビンの高圧側まで延設した部分が一段高くされている好ましい形態の本発明の点火コイル装置は、構成部品である仕切り板とコネクタがコイルケースと堅固に固定され、更には、高い電圧を発生する二次コイルの高圧部に対しては相当距離をもって高絶縁材料の仕切り板が配置されるので高い耐電圧性能が得られる。
更に、前記一段高くされた仕切り板部分にはエア抜き孔が下方に煙突状に設けられるようにしたので、充填される樹脂レベルが若干ばらついてもエアーが確実に抜けると共に、樹脂と接することがない一段高くされている仕切り板部分をしっかりと樹脂で固定することができる。

本発明の第１の実施形態を、図１と図２に基づいて説明する。図１は、本発明の点火コイル装置の第１実施形態の縦断面図であり、コイルケース１の開口端位置を低くし、２次ボビン４上に巻回された２次巻線５と前記コイルケース１の開口端の間に配置された、エポキシ液注型時のエア溜りを抑制するエアー抜き孔８が設けられた高絶縁材料からなる仕切り板７の平面図を図２に示す。図１において、珪素鋼板が複数枚積層されたＩ字状のセンタコア６がインサート成形された１次ボビン２に、１次巻線３が巻きまわされ、当該１次巻線３を中心として更に同軸状に２次巻線５が巻きまわされた２次ボビン４が配置されている。コイルケース１の低圧側にはコネクタ９が連接され、当該コネクタ９には、点火を制御する点火ユニット１０が配置され、点火ユニットの端子１１とコネクタ９の端子１２は抵抗溶接等によって接続されている。仕切り板７は図２に示されるようにエアー抜き孔８ａ，８ｂが２列に配設された領域と、２次ボビン４の所定部位を嵌合する孔７ａとエアー抜き孔８ｃ，８ｄが配置された領域と、エポキシ等の絶縁性樹脂を注入する開口部７ｂの３領域からなっている。エアー抜き孔８ａ，８ｂが２列に配設された領域は２次ボビン４の所定部位を嵌合する孔７ａとエアー抜き孔８ｃ，８ｄが配置された領域との間が傾斜して他の部分より一段高くされている。また、２列に配設されたエアー抜き孔８ａ，８ｂは他の領域の下面のレベルまで煙突状に孔が形成されている。

上記の仕切り板７はコイルケース１の開口部を覆うように配置され、この実施形態では、当該仕切り板７はコネクタ９と一体的に形成されている。前記した孔７ａに２次ボビン４の所定部位を嵌合する形態で当該仕切り板７は点火コイルと結合させて配置する。これによって高圧を発生する２次巻線５を覆うような位置関係となっている。図３の接続回路図に示すように１次巻線３に点火ユニット１０からの入力信号を与えるための接続用端子１１が接続されるが、この接続は図１に示すように２次ボビン４上において点火ユニット１０と抵抗溶接等でなされる。又、２次ボビン４には２次巻線５の巻終わり(高圧側)と接続され、点火プラグ１８側と接続するための２次端子１３が設置されている。(以下、この状態を「コイルコンプ」と表記する。)組立てステップとしては図１に示すようにコイルケース１と一体に成形された高圧タワー１４の所定位置に２次端子１３と接続する高圧ターミナル１５を圧入ぎみに設置する。次に、センターコア６の磁束を漏らさないための磁気回路としての外周コア１６をコイルケース１内に設置しておく。この時、外周コア１６の幅とコイルケース１の内面幅は管理されたクリアランスを有しているため、外周コア１６の設置後のガタつきはほとんど発生しない。

次に、前記コイルコンプをコイルケース１の軸線上方から下方に向って挿入すると、２次端子１３は高圧ターミナル１５と接触し、電気的接続が保たれることとなる。なお、この時、コネクタ９には、コイルケース１の軸線方向とは直角方向の側面の所定位置に係合する凹溝１７が形成されており、当該凹溝１７と図示していないコイルケース１の側面のＵ字状開放部位が係合して組み込まれる。次に、仕切り板７の樹脂注入孔７ｂから注型用のエポキシ樹脂を軸線方向に流し込み固化させて点火コイル装置を得る。エポキシ樹脂は仕切り板７の嵌合孔７ａと嵌合した２次ボビン４の所定部位先端が埋まる高さまで注入する。このとき仕切り板７の下面部に発生する気泡はエアー抜き孔８ａ,８ｂ,８ｃ,８ｄを通って外部へ放出され、固化したエポキシ樹脂に空隙部ができないようにしている。エポキシ樹脂の面は仕切り板７の一段高くされた面より低くなるが、その領域でもエアー抜きが確実になされると共に樹脂による固定を確実とするため、エアー抜き孔８ａ,８ｂは下方に煙突形状に形成されている。

点火プラグ１８との接続は、コイルケース１の高圧タワー１４の軸心の高圧ターミナル１５にハイテンションスプリング１９を設置し、高圧タワー１４の凹凸に合わせるように耐熱ゴム製の高圧ブーツ２０を係合する。この状態で、エンジンカバー上部から点火プラグ１８に本発明の点火コイル装置を係合させる。なお、コイルケース１には図示しない取付用腕が突設されており、取付用腕にあけられた取付用孔にビスを通してエンジンカバーに固定するようになっている。

本発明に係る点火コイル装置は、図１において左側となる二次コイル５の高圧部を覆う仕切り板７が前述したように他の領域より、一段高くなるように形成されている。すなわち、二次コイル５の高圧部は他の領域と同様に絶縁性のエポキシ樹脂内に埋め込まれると共に、更に他の領域よりも距離を隔てて高絶縁材料からなる仕切り板７によって被覆されることになるので、この部分の絶縁性はより高くなる。

上記の実施形態では仕切り板７とコネクタ９が一体形成されたものを示したが、本発明はそれに限らず、別体に形成したものであっても良い。図４に本発明の第２実施形態を示す。上段が本発明の点火コイル装置の第２実施形態の部分縦断面図である。仕切り板７の平面図であり、下段がこの例では、仕切り板７がコネクタ９とは連接されておらず、２次ボビン４に巻き回された２次巻線５の高圧部を覆う位置まで伸びている点は同様であるが、先の実施形態における樹脂注入孔７ｂを形成したコネクタ９との結合部材を切り欠いた構造となっている。この仕切り板７はエアー抜き孔８ａ，８ｂが２列に配設された領域と、２次ボビン４の所定部位を嵌合する孔７ａとエアー抜き孔８ｃ，８ｄが配置された領域との２領域からなっている。エアー抜き孔８ａ，８ｂが２列に配設された領域は２次ボビン４の所定部位を嵌合する孔７ａとエアー抜き孔８ｃ，８ｄが配置された領域との間が傾斜して他の部分より一段高くされている点と、２列に配設されたエアー抜き孔８ａ，８ｂは他の領域の下面のレベルまで煙突状に孔が形成されている点は先の実施形態と同様である。仕切り板７とコネクタ９が一体形成ではないが、この仕切り板７は２次ボビン４の所定部位を嵌合する孔７ａと、エアー抜き孔８ａ，８ｂが下方に煙突形状に形成され、樹脂による確実な固定によって、二次コイルの高圧部を覆うように安定して固定される。

本発明の点火コイル装置の第１実施形態の縦断面図である。本発明で用いる仕切り板の平面図である。本発明の点火コイル装置の接続回路図である。本発明の点火コイル装置の第２実施形態を示す図である。従来の点火コイル装置の縦断面図である。従来の異なる点火コイル装置の縦断面図である。

符号の説明

１コイルケース２一次ボビン
３一次コイル４二次ボビン
５二次コイル６センターコア
７仕切り板 7a 嵌合孔
7b 樹脂注入孔 8a,8b,8c,8d エアー抜き孔
９コネクタ 10 点火ユニット
11 点火ユニットの端子 12 コネクタの端子
13 二次端子 14 高圧タワー
15 高圧ターミナル 16 外周コア
17 凹溝 18 点火プラグ
19 スプリング 20 高圧ブーツ
21 絶縁樹脂

Claims

内燃機関のエンジンのプラグトップに直結される点火コイル装置であって、コイルの軸方向が点火プラグの軸方向と直交する方向に配置されたものにおいて、コイルケースの開口端位置を低くし、２次ボビン上に巻回された２次巻線と前記コイルケースの開口端の間に、高絶縁材料からなる仕切り板を配置し、該仕切り板は、コネクタと一体構造、若しくは、別体でも共にコネクタ側のコイルケースの開口端に取り付けられたものであって、２次ボビンの高圧側まで延設した部分が一段高くされ、前記仕切り板は、コネクタ側のコイルケースの開口端に連接配置されると共に２次ボビンの高圧側まで一体的に延在するものであって、エポキシ樹脂注入時のエア溜りを抑制する孔が設けられると共に、前記一段高くされた仕切り板部分にはエア抜き孔が下方に煙突状に設けられていることを特徴とする点火コイル装置。