JP5119135B2 - Ignition coil manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関のプラグホールに挿入される円筒部を有する点火コイルに関し、特に、薄型化しても必要な強度を発揮できるコイルケースを有する点火コイルの製造方法に関する。 The present invention relates to an ignition coil having a cylindrical portion inserted into a plug hole of an internal combustion engine, and more particularly to a method of manufacturing an ignition coil having a coil case that can exhibit a required strength even if it is made thinner.
中心鉄芯を内部に収容した二次コイルの外側に、一次コイルを同心状に配置し、これらをコイルケースに収納するペンシルタイプの点火コイルが知られている(特許文献1)。この点火コイルでは、コイルケースに各部材を収納した後、全ての隙間を埋めるべくエポキシ樹脂液を充填し、これを熱硬化させることで各部材間の絶縁性を確保している。
成形機のノズルから射出された溶融樹脂は、例えば、スプルー、ランナー、及びゲートの流路を経由して、金型空間たるキャビティに達する。ここで、スプルーとは、射出成形機のノズルに接する断面円形の流入通路であり、ランナーとは、溶融樹脂の中間に位置する円形又は台形の通路であり、ゲートとは、キャビティへの流入口を意味する。 The molten resin injected from the nozzle of the molding machine reaches a cavity that is a mold space via, for example, flow paths of a sprue, a runner, and a gate. Here, the sprue is an inflow passage having a circular cross section in contact with the nozzle of the injection molding machine, the runner is a circular or trapezoidal passage located in the middle of the molten resin, and the gate is an inlet to the cavity. Means.
通常、このような経路を経て、溶融樹脂がキャビティ内部に射出されるが、内部の空気を確実に排出するため、適所にエアベント(空気抜き溝)を設ける必要がある。そこで、一般には、成形金型のパーティング面(金型合わせ面)に、深さ0.02〜0.03mm程度のエアベントを設けている。また、このパーティング部において、溶融樹脂が合流して融着することも多く、このような場合には、エアベントの位置がウェルド部に一致することになる。 Normally, the molten resin is injected into the cavity through such a path, but it is necessary to provide an air vent (air venting groove) at an appropriate position in order to reliably discharge the air inside. Therefore, in general, an air vent having a depth of about 0.02 to 0.03 mm is provided on the parting surface (die-mating surface) of the molding die. In this parting part, the molten resin often joins and is fused, and in such a case, the position of the air vent coincides with the weld part.
ところで、昨今の点火コイルには、軽量化・小型化の要請と共に、更なる高性能化が強く望まれている。しかし、点火コイルが挿入されるプラグホールは、限定された狭小な寸法形状であり、この設置スペースを広げることはできない。 By the way, with the recent demand for ignition coils, further improvement in performance is strongly desired along with the demand for weight reduction and size reduction. However, the plug hole into which the ignition coil is inserted has a limited narrow size and shape, and this installation space cannot be expanded.
そのため、上記の高性能化の要請に応えるには、コイルケースの外径寸法を小径に維持した状態で、一次コイル及び二次コイルを収容する十分なスペースを確保する必要があり、要するに、機械的強度や絶縁耐力を損なうことなく、コイルケースを極限的に薄型化する必要がある。 Therefore, in order to meet the above demand for higher performance, it is necessary to secure a sufficient space for accommodating the primary coil and the secondary coil while maintaining the outer diameter of the coil case at a small diameter. It is necessary to make the coil case extremely thin without impairing the mechanical strength and the dielectric strength.
ところが、機械的強度を維持しつつコイルケースを薄型化するため、製造方法が複雑化したり、或いは、高価な材料が必要となるのでは、製造コストの上昇を招くので好ましくない。すなわち、特許文献1や特許文献2には、コイルケースの製造方法について新規の方法が開示されているが、いずれも簡易性に欠け、製造コストが増加してしまう点が問題である。例えば、特許文献1に記載の発明では、キャビティに溶融樹脂を充填し終わる寸前、つまり、溶融樹脂が合流する寸前にエアベントを閉塞しているが、製法が複雑化する点が問題である。また、特許文献2に記載の発明では、特殊なファンゲートやリングゲートを採用する必要があり簡易性に欠ける。
上記の目的を達成するため、本発明者は、製造方法を大幅には変えないこと、製造コストを増加させないことを前提に種々の検討と実験を繰り返した。 In order to achieve the above object, the present inventor repeated various examinations and experiments on the premise that the manufacturing method is not significantly changed and the manufacturing cost is not increased.
図1は、本発明の前提を説明する図面であり、コイルケースの突出部について、その基端側の断面形状を概略的に示している。ここでは、第1金型DIE1と、第2金型DIE2と、中央コアCOREとで形成された金型空間(キャビティ)に、溶融樹脂を射出してコイルケースが成形される。なお、図示の矢印は、溶融樹脂の流通経路を示している。 FIG. 1 is a drawing for explaining the premise of the present invention, and schematically shows a cross-sectional shape of a proximal end side of a protruding portion of a coil case. Here, a coil case is formed by injecting molten resin into a mold space (cavity) formed by the first mold DIE1, the second mold DIE2, and the central core CORE. In addition, the arrow of illustration has shown the distribution route of molten resin.
例えば、図1(a)の場合、一般には、コイルケースの軸方向に延びるパーティングラインPRT_LN,PRT_LNの一方に対応して、単一のゲートGTが配置され、図1(b)の場合には、パーティングラインPRT_LN,PRT_LNの中間位置に対応して2つのゲートGT1,GT2が配置される。これらのゲートGT,GT1,GT2は、典型的には、コイルケースの基端部又はこの基端部に近接して設けられ、図1の紙面に直交する上方位置に設けられている。 For example, in the case of FIG. 1A, generally, a single gate GT is arranged corresponding to one of the parting lines PRT_LN and PRT_LN extending in the axial direction of the coil case, and in the case of FIG. The two gates GT1, GT2 are arranged corresponding to the intermediate positions of the parting lines PRT_LN, PRT_LN. These gates GT, GT1, and GT2 are typically provided at the base end portion of the coil case or close to the base end portion, and are provided at an upper position orthogonal to the paper surface of FIG.
そのため、例えば、図1(a)に示す単一ゲートGTの場合、特に、コイルケース突出部の基端側においては、ゲートGTから分流した溶融樹脂が、コイルケースの突出部の中心Oとゲート位置Gとを平面視で通過する仮想線上で合流することになり、ゲートGTの対称位置に存するパーティング部PRT_LNがウェルド部となりやすい。 Therefore, for example, in the case of the single gate GT shown in FIG. 1 (a), particularly at the proximal end side of the coil case protrusion, the molten resin shunted from the gate GT is separated from the center O of the protrusion of the coil case and the gate. The position G is merged on an imaginary line passing through in plan view, and the parting part PRT_LN existing at the symmetrical position of the gate GT is likely to be a weld part.
一方、図1(b)に示す複数ゲートGT1,GT2の場合、特に、コイルケース突出部の基端側においては、ゲートGT1,GT2から射出された溶融樹脂が、コイルケースの突出部の中心Oと2つのゲートGT1,GT2とを、平面視で通過する第1仮想線に直交する平面視第2仮想線上で合流することになり、この2つのパーティング部PRT_LN,PRT_LNがウェルド部となりやすい。 On the other hand, in the case of the plurality of gates GT1 and GT2 shown in FIG. 1B, the molten resin injected from the gates GT1 and GT2 is at the center O of the protruding portion of the coil case, particularly on the base end side of the protruding portion of the coil case. And two gates GT1 and GT2 merge on a second virtual line in plan view perpendicular to the first virtual line passing in plan view, and these two parting parts PRT_LN and PRT_LN are likely to become weld parts.
このようなウェルド部では、溶融樹脂が停留するため、特に、合流境界部において、ガラス繊維などのフィラーが希薄となりやすく、その結果、他の部分より機械的強度が劣りやすい。このように、溶融樹脂の合流位置は、そもそも機械的強度が劣る傾向がある。しかも、この合流位置と金型合わせ面とが近接し、金型合わせ面にエアベントを設けた場合には、エアベント付近の樹脂圧力が低いために、巣やボイドなど樹脂の存在しない空洞の欠陥が生じやすく、更に強度劣化の原因となる。 In such a weld portion, the molten resin stays, and therefore, fillers such as glass fibers are likely to be diluted particularly at the joining boundary portion. As a result, mechanical strength is likely to be inferior to other portions. Thus, the joining position of the molten resin tends to be inferior in mechanical strength in the first place. In addition, when this merging position and the mold mating surface are close to each other and an air vent is provided on the mold mating surface, the resin pressure near the air vent is low. It is likely to occur and further causes deterioration of strength.
以上の諸点を踏まえると共に、製造方法を大幅には変えず製造コストを増加させないことを前提に、種々の検討と実験を繰り返した結果、機械的な強度が最も問題になる箇所に、必要最小限の対策を施すだけで、実用的に十分な効果が得られることを見出して本発明を完成させるに至った。 Based on the above points, it is assumed that the mechanical strength is the most problematic as a result of repeated examinations and experiments on the premise that the manufacturing method will not be significantly changed and the manufacturing cost will not be increased. The present invention has been completed by finding that a practically sufficient effect can be obtained only by taking the above measures.
すなわち、本発明は、軸方向に延びて内燃機関のプラグホールに挿入される略円筒状の突出部と、前記突出部に連設される基端部とで一体化されたコイルケースに、一次コイルと二次コイルとを収容する点火コイルの製造方法であって、前記コイルケースの内周面と外周面を成形する複数の成形金型によって形成される金型空間に、前記基端部又はこれに近接して設けられた単一又は複数のゲートを経由して、前記突出部の中心軸に向かう径方向内向きに溶融樹脂を導入し、これを熱硬化させることで前記コイルケースを製造する工程を有し、前記外周面を形成する外側の成形金型の金型合せ面は、前記突出部の軸方向に延びるパーティングラインを形成し、前記外側の成形金型で形成される前記外周面の外周径は、軸方向全長にわたって同一寸法に設定される一方、内周面を形成する内側の成形金型で設定される内周径が軸方向にやや相違することで、前記突出部の肉厚が軸方向にやや相違して形成され、前記コイルケースが最も肉薄となる部分を含んだ所定の封止領域には、エアベントを設けない一方、封止領域以外の金型合わせ面にエアベントを設けている。
That is, the present invention provides a coil case integrated with a substantially cylindrical protruding portion that extends in the axial direction and is inserted into a plug hole of an internal combustion engine, and a base end portion that is connected to the protruding portion. A method of manufacturing an ignition coil that accommodates a coil and a secondary coil, wherein the base end portion or the base end portion is formed in a mold space formed by a plurality of molding dies that mold an inner peripheral surface and an outer peripheral surface of the coil case. via a single or plurality of gate provided close to the introduced molten resin radially inward toward the center axis of the protrusion, producing the coil case this by thermally curing A mold mating surface of an outer molding die that forms the outer peripheral surface forms a parting line extending in the axial direction of the protruding portion, and is formed by the outer molding die. The outer diameter of the outer peripheral surface is the same over the entire length in the axial direction. While the dimensions are set, the inner peripheral diameter set by the inner mold that forms the inner peripheral surface is slightly different in the axial direction, so that the wall thickness of the protrusion is slightly different in the axial direction. In addition, an air vent is not provided in a predetermined sealing region including a portion where the coil case is thinnest, while an air vent is provided on a die mating surface other than the sealing region .
例えば、図1(a)の構成では、ゲートGTからの溶融樹脂の流通距離が短いことを条件に、図1(a)のゲートGTの対称位置に存するパーティング部PRT_LNが、合流予定位置となる。また、図1(b)の構成では、2つのゲートGT1、GT2からの溶融樹脂の流通距離が短いことを条件に、対称位置のパーティング部PRT_LN,PRT_LNが、ともに合流予定位置となる。そして、この想定される合流予定位置が、最終的なウェルド部となる。 For example, in the configuration of FIG. 1A, on the condition that the flow distance of the molten resin from the gate GT is short, the parting part PRT_LN existing at the symmetrical position of the gate GT of FIG. Become. In the configuration of FIG. 1B, both the parting portions PRT_LN and PRT_LN at the symmetrical positions are the planned joining positions on condition that the flow distance of the molten resin from the two gates GT1 and GT2 is short. And this expected joining position becomes the final welded portion.
一方、ゲートからの流通距離が遠い場合には、時間的なズレが生じる結果、必ずしも上記の箇所で溶融樹脂が合流せず、したがって、ゲートから離間するに応じて、パーティング部PRT_LNとウェルド部とが一致しないことになる。 On the other hand, when the distribution distance from the gate is long, as a result of time deviation, the molten resin does not necessarily join at the above-mentioned location, and accordingly, as the separation from the gate, the parting part PRT_LN and the weld part Will not match.
ところで、コイルケースの突出部の外径は、一般に、プラグホールの形状に制約されて軸方向に同一寸法となるのに対して、その内径寸法は、中央コアCOREの抜きテーパを確保するため軸方向にテーパ形状とならざるを得ない。そのため、典型的には、突出部の基端側が最も肉薄となり、その結果、機械的強度が最も弱い箇所となる。 By the way, the outer diameter of the projecting portion of the coil case is generally constrained by the shape of the plug hole and has the same dimension in the axial direction, whereas the inner diameter dimension is a shaft for ensuring the taper of the central core CORE. It must be tapered in the direction. Therefore, typically, the base end side of the protruding portion is the thinnest, and as a result, the portion having the weakest mechanical strength is obtained.
しかし、本発明では、この最も機械的強度の劣る箇所では、パーティング部にエアベントを設けないので、例え、溶融樹脂の合流点とパーティング部とが重複した場合でも、その箇所では樹脂圧力が低下しないため、空洞の発生を抑制することができ、機械的強度を確保することができる。しかも、本発明の製造方法によれば、特に、製造コストを増加させることもない。 However, in the present invention, since the air vent is not provided in the parting part at the place where the mechanical strength is inferior, even if the joining point of the molten resin overlaps with the parting part, the resin pressure is not provided at that part. Since it does not decrease, the generation of cavities can be suppressed and the mechanical strength can be ensured. Moreover, according to the manufacturing method of the present invention, the manufacturing cost is not particularly increased.
本発明のゲートは、好ましくは、基端部又は基端部に近接して設けられている。この場合には、従来の製法をそのまま踏襲することができる。また、前記封鎖領域は、前記基端部と前記突出部との境界部から、先端側に向けて設定されている。封鎖領域の軸方向の長さは、特に限定されないが、突出部の全長に対して15%〜30%の長さに設定するのが好ましい。 The gate of the present invention is preferably provided in the vicinity of the proximal end portion or the proximal end portion. In this case, the conventional manufacturing method can be followed as it is. Moreover, the said sealing area | region is set toward the front end side from the boundary part of the said base end part and the said protrusion part. The axial length of the blocking region is not particularly limited, but is preferably set to a length of 15% to 30% with respect to the entire length of the protruding portion.
一方、前記合流予定位置に最も近接する金型合わせ面以外の金型合わせ面には、前記突出部の軸方向全長にわたってエアベントを設けるのが好適である。 On the other hand, it is preferable to provide an air vent over the entire length in the axial direction of the projecting portion on the die mating surface other than the die mating surface closest to the planned joining position.
前記パーティングラインは、前記突出部の中心軸と前記ゲートとを平面視で通過する仮想線に対応して前記突出部の外周面に、前記軸方向に延びて形成されるのが典型的である(図1(a)参照)。また、前記突出部の中心軸を通過する第1仮想直線上に前記ゲートを2つ設け、前記中心軸を通過して第1仮想直線に直交する第2仮想直線に接するか近接する金型合わせ面には、前記封鎖領域を除いてエアベントを設けるのも典型的である(図1(b)参照)。 The parting line is typically formed on the outer peripheral surface of the protrusion so as to extend in the axial direction corresponding to a virtual line passing through the central axis of the protrusion and the gate in plan view. Yes (see FIG. 1A). Further, two gates are provided on a first imaginary straight line that passes through the central axis of the projecting portion, and the die is aligned with or close to a second imaginary straight line that passes through the central axis and is orthogonal to the first imaginary straight line. Typically, the surface is provided with an air vent except for the blocking region (see FIG. 1B).
また、前記突出部の肉厚は、典型的には、先端側から基端側に向けてやや肉薄に形成されている。一方、前記突出部の外周径は、前記封鎖領域の全長にわたって同一に設定されるのが典型例である。 Moreover, the wall thickness of the protrusion is typically formed to be slightly thinner from the distal end side toward the proximal end side. On the other hand, it is typical that the outer peripheral diameter of the protruding portion is set to be the same over the entire length of the sealed region.
上記した本発明によれば、機械的強度や絶縁耐力を損なうことなく、コイルケースを薄型化できる簡易な製造方法を実現することができる。 According to the above-described present invention, it is possible to realize a simple manufacturing method capable of reducing the thickness of the coil case without impairing mechanical strength and dielectric strength.
以下、実施例に基づいて本発明を更に説明する。図2は、内燃機関のプラグホールに挿入される略円筒状の突出部1と、突出部1に連設される基端部2とで一体化されたコイルケースを図示したものである。
Hereinafter, the present invention will be further described based on examples. FIG. 2 illustrates a coil case integrated with a substantially cylindrical protruding
コイルケースの突出部1は、一次コイル及び二次コイルが収容される本体部1aと、やや小径で絶縁性エラストマが外嵌される先端部1bとに区分されている。なお、先端部1bには、使用時に点火プラグが収容される。
The projecting
本体部1aの外径寸法は、プラグホールの内径に対応して同一であるが、本体部1aの内径には、製造上の要請から抜きテーパが必要となる。そのため、本体部1aの肉厚は、先端側から基端側に向けてやや肉薄となる。
The outer diameter of the
コイルケースの基端部2は、一次コイル電流を制御するスイッチング回路が収容される頭部2aと、金属リング3が圧入される取付部2bとに区分される。
The base end portion 2 of the coil case is divided into a
このような構成のコイルケースは、射出成形金型DIE1,DE2で形成されたキャビティに、ゲートGTを経由して、PBT(polybutylene terephthalate)樹脂などのエンプラを射出して成形される。したがって、図2(b)の左右にパーティングラインPRT_LN,PRT_LNが形成されることになる。また、この実施例では、このパーティングラインPRT_LN,PRT_LNに対応して、エアベントA_VENTを設けている。 The coil case having such a configuration is molded by injecting engineering plastics such as PBT (polybutylene terephthalate) resin into the cavity formed by the injection molds DIE1 and DE2 via the gate GT. Therefore, parting lines PRT_LN and PRT_LN are formed on the left and right in FIG. In this embodiment, an air vent A_VENT is provided corresponding to the parting lines PRT_LN and PRT_LN.
エアベントには、その一部に封鎖領域SHUTを設けたエアベントA_VENT'(図2(b)左側)と、パーティングラインPRT_LNの全長にわたって封鎖領域を設けないエアベントA_VENT(図2(b)右側)とが存在する。図2(d)に示すように、封鎖領域SHUTは、基端部2と突出部1との境界部から、コイルケースの先端側に向けて設定されており、この実施例では、本体部1aの全長に対して20%程度の長さに設定されている。基端部2と突出部1との境界部は、コイルケースが最も肉薄となる部分であり、この肉薄部分を含んで封鎖領域SHUTが設定されている。
The air vent includes an air vent A_VENT ′ (FIG. 2 (b) left side) provided with a blocking area SHUT in a part thereof, and an air vent A_VENT (FIG. 2 (b) right side) provided with no sealing area over the entire length of the parting line PRT_LN. Exists. As shown in FIG. 2D, the blocking region SHUT is set from the boundary portion between the base end portion 2 and the protruding
図2(b)及び図2(c)に示す通り、ゲートGTは、コイルケースの取付部2aの上下中心位置であって、突出部1の軸芯Oから最遠部に配置されている。したがって、ゲートGTから導入された溶解樹脂は、取付部2bに充填された後、頭部2aに広がりつつ基端部2から突出部1に移動して、図1(a)の矢印に示す分流経路を通って拡散することになる。
As shown in FIGS. 2B and 2C, the gate GT is disposed at the farthest center from the axis O of the projecting
以上の構成の結果、特に、基端部2と突出部1との境界部に近接する本体部1aでは、ゲートGTの対称位置に存するパーティングラインPRT_LNの位置で、溶融樹脂が合流することになる。しかし、本実施例では、この部分のパーティングラインPRT_LNではエアベントが封鎖されているので、樹脂圧力が低下することがなく、肉薄部分における強度劣化が有効に防止される。
As a result of the above configuration, in particular, in the
なお、閉鎖領域SHUTを除くパーティングラインPRT_LNには、エアベントが設けられているが、必ずしも、パーティングラインPRT_LNの位置で溶融樹脂が合流しないので特段の問題が生じない。したがって、この実施例によれば、製造工程を特に変更することなく、また、樹脂材料を変更することなく、所望の強度を維持するコイルケースを製造することができる。 The parting line PRT_LN excluding the closed region SHUT is provided with an air vent. However, since the molten resin does not necessarily join at the position of the parting line PRT_LN, no particular problem occurs. Therefore, according to this embodiment, it is possible to manufacture a coil case that maintains a desired strength without particularly changing the manufacturing process and without changing the resin material.
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。 As mentioned above, although the Example of this invention was described concretely, the concrete description content does not specifically limit this invention.
1 突出部
2 基端部
DIE1 成形金型
DIE2 成形金型
GT ゲート
PRT_LN パーティングライン
SHUT 封鎖領域
DESCRIPTION OF
PRT_LN Parting line SHUT Blocking area
Claims (5)
前記コイルケースの内周面と外周面を成形する複数の成形金型によって形成される金型空間に、前記基端部又はこれに近接して設けられた単一又は複数のゲートを経由して、前記突出部の中心軸に向かう径方向内向きに溶融樹脂を導入し、これを熱硬化させることで前記コイルケースを製造する工程を有し、
前記外周面を形成する外側の成形金型の金型合せ面は、前記突出部の軸方向に延びるパーティングラインを形成し、前記外側の成形金型で形成される前記外周面の外周径は、軸方向全長にわたって同一寸法に設定される一方、内周面を形成する内側の成形金型で設定される内周径が軸方向にやや相違することで、前記突出部の肉厚が軸方向にやや相違して形成され、
前記コイルケースが最も肉薄となる部分を含んだ所定の封止領域には、エアベントを設けない一方、封止領域以外の金型合わせ面にエアベントを設けたことを特徴とする点火コイルの製造方法。 A coil case integrated with a substantially cylindrical protruding portion that extends in the axial direction and is inserted into a plug hole of an internal combustion engine, and a base end portion that is connected to the protruding portion, a primary coil and a secondary coil, A method of manufacturing an ignition coil that accommodates
Via a single or a plurality of gates provided in the mold space formed by a plurality of molding dies for molding the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the coil case, in the vicinity of the base end portion or the base end portion. , Having a step of manufacturing the coil case by introducing a molten resin inward in the radial direction toward the central axis of the protruding portion , and thermally curing the resin;
The mold mating surface of the outer molding die forming the outer circumferential surface forms a parting line extending in the axial direction of the protruding portion, and the outer circumferential diameter of the outer circumferential surface formed by the outer molding die is The inner peripheral diameter set by the inner mold that forms the inner peripheral surface is slightly different in the axial direction while the same dimension is set over the entire length in the axial direction, so that the wall thickness of the protruding portion is in the axial direction. Formed slightly different,
An air coil is not provided in a predetermined sealing region including the thinnest part of the coil case, while an air vent is provided on a die mating surface other than the sealing region. .
前記中心軸を通過して第1仮想直線に直交して仮想的に形成される第2仮想直線に対応して、前記封鎖領域を除いてエアベントを設けている請求項1〜4の何れかに記載の製造方法。 On the same plane perpendicular to the central axis of the projecting portion, corresponding to the first virtual straight line that will be virtually formed through said central shaft is provided two said gates,
Corresponding to the second virtual straight line which is virtually formed perpendicular to the first imaginary straight line passing through the central axis, to any one of claims 1-4 is provided with the air vent with the exception of the blocked area The manufacturing method as described.
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