JP4960081B2

JP4960081B2 - 内燃機関用点火装置

Info

Publication number: JP4960081B2
Application number: JP2006355184A
Authority: JP
Inventors: 貴志井戸川; 武清水; 滋身村田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: JP2008166540A; US7574998B2; US20080156304A1

Description

この発明は、例えば自動車の内燃機関に取り付けられ、点火プラグに高電圧を供給し火花放電を発生させる内燃機関用点火装置に関するものである。

従来、特許文献１に記載の内燃機関用点火装置では、１次ボビンに断面形状が円形の１次コイル用導線（丸線と呼ぶ）が巻回されている。
この丸線を用いた場合、丸線と丸線との間に生じる空隙の割合が高く、１次コイル用導線が巻回されて構成された１次コイルの占積率が低い。
これに対して、特許文献２には、コイルの占積率を高めて、小型化を図るために、四角形状のコイル用線材が示されている。

特開平１０−２２１４４号公報特開２００５−１５０３１０号公報

上記特許文献１に記載の内燃機関用点火装置では、丸線同士は線接触しており、１次コイルの占積率が低いものの１次ボビンと１次コイルとの間に絶縁樹脂が容易に含浸する。
これに対して、上記特許文献２に記載のコイル用線材を内燃機関用点火装置に用いた場合には、１次コイル用導線同士が面接触しており、１次ボビンと1次コイルとの間には、絶縁樹脂が含浸しにくく、ボイドが生じ、このボイドに高電圧が印加して、絶縁破壊が生じるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、ボイドに起因した絶縁破壊を防止するとともに、小型化を可能にした内燃機関用点火装置を得ることを目的とする。

この発明に係る内燃機関用点火装置は、１次ボビンと、この１次ボビンに１次コイル用導線が巻回されて構成された１次コイルと、前記１次ボビンと同心に設けられた２次ボビンと、この２次ボビンに２次コイル用導線が巻回されて構成された２次コイルと、前記１次ボビン、前記１次コイル、前記２次ボビン及び前記２次コイルを収納した絶縁
ケースと、この絶縁ケース内に充填された絶縁樹脂とを備えた内燃機関用点火装置において、断面が多角形状の前記１次コイル用導線が巻回された前記１次ボビンの外周面のうち、前記２次コイルの高圧部と対向した高圧領域にのみ、前記１次ボビンと前記１次コイルとの間に前記絶縁樹脂を導く溝部が形成され、前記２次コイルの低圧部と対向した前記１次ボビンの低圧領域の径寸法が、前記溝部の深さに応じて前記１次ボビンの高圧領域の径寸法より小さくなっており、前記１次コイルの導線は、前記低圧領域の層数が前記高圧領域の層数よりも多く巻回されている。

この発明に係る内燃機関用点火装置によれば、ボイドに起因した絶縁破壊を防止するとともに、１次コイルが小型化される。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る内燃機関用点火装置を示す正断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図、図３は図１のＡの部位の拡大図である。
この実施の形態の内燃機関用点火装置では、筒形状の絶縁ケース１の中心軸線上には、薄板鋼板が積層された鉄心２が設けられている。この鉄心２に周囲には、筒形状の２次ボビン３が設けられている。２次ボビン３には、２次コイル用導線が巻回されて２次コイル４が巻装されている。２次コイル４の外周には、２次コイル４と同心の筒形状の１次ボビン５が設けられている。１次ボビン５には、１次コイル用導線２０が巻回されて１次コイル６が巻装されている。
絶縁ケース１は、一端部には、膨大形状の頭部８が形成されている。この頭部８は、内部に１次コイル６への励磁電流を通電制御するイグナイタ１０が収納されており、また側部にコネクタ１１が取り付けられている。絶縁ケース１の他端部には、高圧タワー９が形成されている。
イグナイタ１０は、制御ＩＣ（図示せず）と、この制御ＩＣからの駆動信号により駆動するパワートランジスタ（図示せず）とを備えている。
絶縁ケース１において、頭部８とプラグブーツ１４との間の内周面には１次コイル６に１次電流を通電した際に発生する磁束の通路となるサイド鉄心１５が設けられている。

１次コイル６は、図３に示すように、１次コイル用導線２０の断面形状が８角形状であり、隣接した１次コイル用導線２０同士は、面接触している。この１次コイル用導線２０が巻回された１次ボビン５の外周面には、図２に示すように、鉄心２の軸線方向に沿って一対の溝部１７が形成されている。
絶縁ケース１内に収納された、鉄心２、２次ボビン３、２次コイル４、１次ボビン５、１次コイル６及びイグナイタ１０は、絶縁ケース１内に充填された絶縁樹脂１８により、絶縁、固定されている。

この内燃機関用点火装置では、エンジンコントロールユニット（図示せず）で演算処理された電気信号は、コネクタ１１の端子１２を通じてイグナイタ１０の制御ＩＣに送られる。この制御ＩＣでは、パワートランジスタの駆動信号が作成され、この信号に基づいてパワートランジスタでは１次コイル６への励磁電流を通電制御し、高圧側２次コイル端子１６には、高電圧が印加され、スプリング１３を通じて点火プラグ（図示せず）は、ギャップ部で放電する。

上記構成の内燃機関用点火装置によれば、１次コイル用導線２０の断面形状が８角形状であり、隣接した１次コイル用導線２０同士は、面接触しているので、１次コイル６の占積率が高い。
また、１次ボビン５の外周面には、鉄心２の軸線方向に沿って一対の溝部１７が形成されており、１次ボビン５と１次コイル６との間には、溝部１７を通じて絶縁樹脂１８が侵入し、１次ボビン５と１次コイル６との間におけるボイドの発生は防止され、ボイドに高電圧が印加されることによる絶縁破壊は防止される。
なお、溝部１７は２箇所に限定されるものではなく、１箇所または３箇所以上であってもよい。また、溝部１７の方向も鉄心２の軸線方向に拘ることはなく、任意の方向でもよい。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２に係る内燃機関用点火装置を示す正断面図である。
この実施の形態では、溝部１７は、２次コイル４の高圧部と対向した１次ボビン５の高圧領域のみに形成されている。２次コイル４の低圧部と対向した１次ボビン５の低圧領域の径寸法は、溝部１７の深さ寸法分だけ小さくなっており、１次コイル用導線２０の低圧領域の層数は、高圧領域の層数よりも１層分多く巻回されている。
他の構成は、実施の形態１と同じである。

この実施の形態では、絶縁破壊が生じ易い１次ボビン５の高圧領域では、溝部１７を通じて１次ボビン５と１次コイル６との間に絶縁樹脂１８が侵入しており、ボイドに起因した絶縁破壊を防止することができる。
また、１次ボビン５の低圧領域では、高圧領域よりも１層分１次コイル用導線２０の巻回数が多く、絶縁耐量を低下させることなく１次コイル用導線２０の巻回スペースを大きくすることができる。
なお、１次ボビン５の低圧領域において、溝部１７の深さに応じて例えば１次コイル用導線２０の層数を高圧領域と比較して２層分大きなスペースを確保するようにしてもよい。

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３に係る内燃機関用点火装置を示す正断面図である。
この実施の形態では、１次コイル用導線２０が巻回されて構成された１次コイル６の内側には、１次コイル６と同心に２次ボビン３が設けられている。
１次コイル６は、図６に示すように１次コイル用導線２０の断面が８角形状であり、１次コイル用導線２０の表面には、ポリビニルブチラール系樹脂からなる自己融着皮膜２１が形成されている。
他の構成は、実施の形態１と同じである。

この実施の形態では、隣接した１次コイル用導線２０同士は１次コイル用導線２０の表面に形成された自己融着皮膜２１を介して結合されており、１次ボビン５を用いることなく、１次コイル６の巻き崩れは生じず、部品点数を削減でき、内燃機関用点火装置を小型化することができる。
また、２次コイル４と１次コイル６との間の空隙には、絶縁樹脂１８が侵入しており、ボイドに起因した絶縁破壊も防止される。

実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４に係る内燃機関用点火装置の要部断面図である。
この実施の形態では、１次コイル用導線３０は、断面が正方形で、角部が面取りされている。
他の構成は、実施の形態１と同じである。

この実施の形態による内燃機関用点火装置によれば、断面が正方形であり、１次コイル６の占積率が円形断面の１次コイル用導線と比較して最大約２７％、八角形断面の１次コイル用導線２０と比較して最大約２０％大きくなり、１次コイル６をさらに小型化することができる。
ところで、角部に面取り加工が施されていない場合には、角部における１次コイル用導線の絶縁層の厚さにバラツキが生じやすく、また１次コイル用導線の巻回工程で例えば１層目から２層目への乗り上げ部分で絶縁層が破壊する現象が生じ易い。
これに対して、この実施の形態では、１次コイル用導線３０の角部は面取り加工されているので、上述したような不都合は生じない。
なお、１次コイル用導線の断面形状は、矩形形状であればよく、長方形形状であっても、同様に１次コイル６の占積率を向上させることができる。

実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５に係る内燃機関用点火装置を示す正断面図、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った矢視断面図、図１０は図９のＢの部位の拡大図である。
実施の形態１〜４は、何れも所謂プラグホールタイプの内燃機関用点火装置であったが、この実施の形態の内燃機関用点火装置は、所謂プラグトップタイプの内燃機関用点火装置である。
この内燃機関用点火装置では、絶縁ケース４０は、ケース本体４１と、このケース本体４１と一体に形成された高圧タワー４２とから構成されている。ケース本体４１の側面には、コネクタ４３が形成されている。
ケース本体４１内には、鉄心２、この鉄心２を囲った１次ボビン５、この１次ボビン５に１次コイル用導線２０が巻回されて巻装された１次コイル６、１次コイル６を囲った２次ボビン３、この２次ボビン３に２次コイル用導線が巻回されて巻装された２次コイル４及びイグナイタ１０が収納されている。

高圧タワー４２は、高圧側２次コイル端子１６で塞がれている。この高圧タワー４２は、内部にスプリング（図示せず）が収納され、また外部にはゴム製のプラグブーツ（図示せず）が嵌着される。

１次コイル６は、図１０に示すように、１次コイル用導線２０の断面形状が８角形状であり、隣接した１次コイル用導線２０同士は、面接触している。この１次コイル用導線２０が巻回された１次ボビン５の外周面には、４箇所で溝部１７が形成されている。
ケース本体４１内に収納された、鉄心２、１次ボビン５、１次コイル６、２次ボビン３、２次コイル４及びイグナイタ１０は、絶縁樹脂１８により、絶縁、固定されている。

上記構成の内燃機関用点火装置によれば、１次コイル用導線２０の断面形状が８角形状であり、隣接した１次コイル用導線２０同士は、面接触しているとともに、１次ボビン５の外周面には、４箇所で溝部１７が形成されているので、実施の形態１と同じ効果を得ることができる。
なお、この実施の形態における内燃機関用点火装置においても、実施の形態２と同様に、溝部１７を２次コイル４の高圧部と対向した１次ボビン５の高圧領域のみに形成するようにしてもよい。
また、実施の形態３と同様に、断面が８角形状の１次コイル用導線２０の表面に、ポリビニルブチラール系樹脂からなる自己融着皮膜２１を形成し、隣接した１次コイル用導線２０同士を結合して、１次コイル６を一体化することで、１次ボビン５を削除するようにしてもよい。
また、実施の形態４と同様に、断面が正方形で角部が面取りされた１次コイル用導線３０を用いてもよい。

この発明の実施の形態１に係る内燃機関用点火装置を示す正断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。図１のＡの部位の拡大図である。この発明の実施の形態２に係る内燃機関用点火装置を示す正断面図である。この発明の実施の形態３に係る内燃機関用点火装置を示す正断面図である。図５の要部拡大図である。この発明の実施の形態４に係る内燃機関用点火装置を示す要部拡大断面図である。この発明の実施の形態５に係る内燃機関用点火装置を示す正断面図である。図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った矢視断面図である。図１のＢの部位の拡大図である。

符号の説明

１，４０絶縁ケース、２鉄心、３２次ボビン、４２次コイル、５１次ボビン、６１次コイル、１７溝部、１８絶縁樹脂、２０，３０１次コイル用導線、２１自己融着被膜。

Claims

１次ボビンと、
この１次ボビンに１次コイル用導線が巻回されて構成された１次コイルと、
前記１次ボビンと同心に設けられた２次ボビンと、
この２次ボビンに２次コイル用導線が巻回されて構成された２次コイルと、
前記１次ボビン、前記１次コイル、前記２次ボビン及び前記２次コイルを収納した絶縁
ケースと、
この絶縁ケース内に充填された絶縁樹脂とを備えた内燃機関用点火装置において、
断面が多角形状の前記１次コイル用導線が巻回された前記１次ボビンの外周面のうち、前記２次コイルの高圧部と対向した高圧領域にのみ、前記１次ボビンと前記１次コイルと
の間に前記絶縁樹脂を導く溝部が形成され、
前記２次コイルの低圧部と対向した前記１次ボビンの低圧領域の径寸法が、前記溝部の深さに応じて前記１次ボビンの高圧領域の径寸法より小さくなっており、前記１次コイルの導線は、前記低圧領域の層数が前記高圧領域の層数よりも多く巻回されていることを特徴とする内燃機関用点火装置。
前記１次コイル用導線は、前記多角形状が矩形形状であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火装置。
前記１次コイル用導線は、前記断面の角部が面取りされていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用点火装置。