JP5173447B2 - 点火装置、及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、点火装置、及びその製造方法に関し、とくにコア表面への水分等の付着を防いで錆び等による性能劣化を防ぐこと、及びコア周辺であって、コイルケースの内部に注入された絶縁性の樹脂でクラックが発生するのを防ぐ技術に関する。

エンジンの高性能化に伴い、これに用いる点火装置についてもより高い性能が求められるようになってきている。従来、点火コイルを絶縁体のケースに収容し、ケース内に樹脂を注入して硬化すると点火コイルの耐圧が向上し、点火装置の信頼性が高まることが知られている。

例えば特許文献１には、外部から棒状のコアがインサート成形されるコア収納筒がケース内部に突出形成され、そのコア収納筒の外周囲に一次コイルボビン、及び二次コイルボビンがはめ込まれるように装着され、一面が開放したコイルケースの内部に絶縁性の樹脂を注入し、全体を一体的にモールド成型したエンジンの点火装置において、コア収納筒と二次コイルボビンとの間にクラック発生防止用のスペーサを設け、スペーサ自体をモールド樹脂の液面下に埋没させ、その分のモールド樹脂を排斥することによりクラックが生じるのを防ぐようにすることが記載されている。

また特許文献２には、ボビンに巻装された点火装置を絶縁ケース内に収納するとともに、ボビンの中心孔に絶縁ケースを貫通させて挿通し、絶縁ケース内に樹脂を注入して硬化させるようにしたエンジンの点火装置において、鉄芯の外周部の樹脂の液面と対応する位置に合成樹脂性のカラーを取り付けて鉄芯と合成樹脂との熱膨張係数の差によって鉄芯の周囲にクラックが発生するのを防ぐようにすることが記載されている。
特開２０００−１８２８６２号公報 実公平１−２８６６８号公報

このように、内燃機関の点火装置にあっては、コアとコイルケースの内部に注入された絶縁性の樹脂との接触部、及びコアとコア収納筒との接触部への水分や泥などの付着を防いて錆び等による性能劣化を防止する試みがなされているが、上記特許文献１の構成では、例えばスペーサの端部が樹脂の液面から突出する構造であると、コアとスペーサとの間の間隙に水分や泥が浸入し、これによりコア表面が錆びて点火装置の性能が劣化する可能性がある。また特許文献２の構成では、鉄芯とカラーの間に樹脂が浸入しないために同様の問題が生じる可能性がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、コア表面への水分等の付着を防ぎ、錆び等による性能劣化を防ぐこと、及びコア周辺であってコイルケースの内部に注入された絶縁性の樹脂でクラックが発生するのを防ぐことが可能な点火装置、及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のうち請求項１に記載の発明は、開放面を有し、当該開放面に向けて突設されたコア収納筒を内部に有するケースと、前記コア収納筒の頂部から突出するように前記コア収納筒の内側に嵌装されるコアと、その端面から前記コア収納筒の頂部が突出するように前記コア収納筒の外側に嵌装される点火コイルと、前記ケースに注入されて硬化される樹脂とを備える内燃機関用点火装置であって、前記コア収納筒の頂部周縁との間に前記ケースに注入された前記樹脂が誘導される隙間を形成するように当該頂部周縁を囲んで設けられる樹脂製の環状体を備えることとする。

また本発明のうち請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の点火装置であって、前記点火コイルは、前記環状体が載置され、前記環状体の周縁に沿って断続的に突設された複数の板状の台座部を有することとする。

また本発明のうち請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の点火装置であって、前記点火コイルは、一次コイルが巻装される一次ボビンと、その内部に前記一次ボビンが収容され二次コイルが巻装される二次ボビンとを有し、前記台座部は、前記一次ボビンの鍔部の外周側に突設されていることとする。

また本発明のうち請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関用点火装置であって、前記環状体は、前記コア収納筒の側面と平行に設けられた板状の側面を有することとする。

また本発明のうち請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の点火装置であって、点火ユニットの信号線が接続される一次端子と、前記一次端子に設けられるインシュレータとを有し、前記環状体は前記インシュレータに一体化されていることとする。

また本発明のうち請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の点火装置であって、前記環状体は、その内側面に当該内側面に沿って断続的に形成された複数の突部を有し、前記突部を前記コア又は前記コア収納筒の側面に当接させて前記コアの側面又は前記コア収納筒に嵌装されることとする。

また本発明のうち請求項７に記載の発明は、開放面を有し、当該開放面に向けて突設されたコア収納筒を内部に有するケースと、前記コア収納筒の頂部から突出するように前記コア収納筒の内側に嵌装されるコアと、その端面から前記コア収納筒の頂部が突出するように前記コア収納筒の外側に嵌装される点火コイルと、前記コア収納筒の頂部周縁との間に前記ケースに注入された前記樹脂が誘導される隙間を形成するように当該頂部周縁を囲んで設けられる樹脂製の環状体を備える内燃機関用点火装置の製造方法であって、その前記コア収納筒に前記点火コイルを嵌装するステップと、前記コア収納筒の頂部周縁に前記環状体を設けるステップと、前記ケースに前記樹脂を注入して硬化させるステップとを含むこととする。

本発明によれば、コアとコイルケース（絶縁ケース）の内部に注入された絶縁性の樹脂との接触部及びコアとコア収納筒との接触部への水分等の付着を防ぎ、錆び等による性能劣化を防ぐことができる。またコア周辺であって、コイルケースの内部に注入された絶縁性の樹脂にクラックが生じるのを防ぐことができる。

以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に実施の形態として説明する内燃機関用の点火装置１の斜視図を示している。また図２に図１に示す点火装置１から後述の環状体５を取り外した状態をそれぞれ示している。また図３に点火装置１の分解斜視図を示している。

図１乃至図３に示すように、点火装置１は、一次コイル２１２が巻装される樹脂製の一次ボビン２１、及びその内部に一次ボビン２１が嵌装され、二次コイル２２２が巻装される樹脂製の二次ボビン２２を有する点火コイル２と、その内部に点火コイル２を収容し、開放面３１を有する外形略舟形状の樹脂製の絶縁ケース３と、鉄等の磁性板を積層して形成される略馬蹄形状（Ｕ字状）のコア４と、樹脂製の環状体５と、絶縁ケース３内に実装され点火回路を構成する回路素子がマウントされた点火ユニット６とを含んで構成されている。

なお、以下の説明では、説明の便宜上、絶縁ケース３の底面３０から開放面３１に向かう方向を上方（図１、図２において矢線Ｘの方向）と、絶縁ケース３の開放面３１から底面３０に向かう方向を下方（図１、図２において矢線Ｘと反対の方向）と称することとする。

絶縁ケース３の内側の絶縁ケース３の底面３０のほぼ中央位置には、絶縁ケース３の底面３０から開放面３１に向けて上方に延伸し、その頂部周縁３２１が開放面３１とほぼ同レベルに位置する外形略角筒状のコア収納筒３２が設けられている。またこのコア収納筒３２の内部空間は、絶縁ケース３の底面３０を貫通している。

コア４は、インサート成形によって絶縁ケース３に一体化されている。コア４は、その約半分がコア収納筒３２に嵌装されており、絶縁ケース３の底面３０から露出しているコア４の他の部分は、絶縁ケース３の底面３０付近においてＵ字状に屈曲した後、絶縁ケース３の表面に沿って上方に延出している。なお、本実施の形態では、絶縁ケース３の素材として、熱硬化性エポキシ樹脂と密着性が良好なガラス入りポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を使用している。

絶縁ケース３の外側のコア４の所定位置には、当該点火装置１を、エンジンブロック（不図示）に装着するための取付孔３３，３４が設けられている。コア４の２つの端面４１，４２は、いずれもこの点火装置１が取り付けられるフライホイール８１の外周形状に倣って側面視円弧状に形成されている。

コア収納筒３２の頂部周縁３２１は、点火コイル２の一次ボビン２１又は二次ボビン２２の上方側端面からやや上方に突出している。またコア４の開放面３１側の端面４２は、コア収納筒３２の頂部よりもやや上方に突出している。

コア収納筒３２の頂部付近には、その一方の端部がコア４とコア収納筒３２間に挟持され、他端に略「コ」の字形状の端子面を有するアースターミナル４３が設けられている。

図４にアースターミナル４３が設けられている方向から眺めた絶縁ケース３の斜視図を示す。同図に示すように、アースターミナル４３周辺のコア収納筒３２の側面には、その側面が略矩形状に切除した切除面３２２が形成されている。

なお、図３、図４ではアースターミナル４３は上方に鉛直に延出させて描いているが、点火装置１を組立てた状態では、図１又は図２に示すようにアースターミナル４３はその付け根付近（切除面３２２の下方側端縁付近）から絶縁ケース３の外周側に折り曲げられて後述する連結プレート２２６の突起部２２６１と結合される。

図１乃至図３に示すように、絶縁ケース３の船尾相当位置付近の側面には、絶縁ケース３にインサート成形された一次端子３５が、絶縁ケース３の内外を貫通させて設けられている。この一次端子３５には、一次コイル２１２の高圧側の端子が電気的に接続される。

一方、絶縁ケース３の船首相当位置付近には、略円筒状のソケット３６が設けられている。このソケット３６の内部には高圧端子３７が設けられている。この高圧端子３７には、絶縁ケース３の外部から導かれるハイテンションコード(不図示）が電気的に接続される。

一次コイル２１２が巻回される一次ボビン２１及び二次コイル２２２が巻回される二次ボビン２２は、いずれも略角筒状であって略直方体状に貫通する中空部２１３，２２３を有している。

一次ボビン２１は、一次コイル２１２が巻回されるドラム２１１及びドラム２１１の両端に設けられた鍔（つば）部２１１１，２１１２を有している。また二次ボビン２２は、二次コイル２２２が巻回されるドラム２２１及びドラム２２１の両端に設けられた鍔部２２１１，２２１２を有している。図３に示すように、二次ボビン２２のドラム２２１は複数のセクションに分割されている。

一次ボビン２１の鍔部２１１１及び二次ボビン２２の鍔部２２１１の周縁の所定位置には、一次ボビン２１を二次ボビン２２に嵌装する際のストッパや後述するプレート（二次プレート２２５、連結プレート２２６、一次プレート２２７）を固定するための係止部が設けられている。

また一次ボビン２１の開放面３１側に位置する鍔部２１１１の開口部周縁には、環状体５の周縁に沿って断続的に形成され上方に向かって突出する平板状の台座部２１５が設けられている。

二次ボビン２２の開放面３１側に位置する鍔部２２１１には、二次プレート２２５、連結プレート２２６、及び一次プレート２２７が設けられている。

これらのうち二次プレート２２５には、高圧端子３７に接続するための菊座状の接続部２２５１が形成されている。この接続部２２５１には二次コイル２２２の高圧側の端子が電気的に接続される。

連結プレート２２６には、折り曲げられたアースターミナル４３の端子面が電気的に接続される突起部２２６１が形成されている。連結プレート２２６には、一次コイル２１２の低圧側の端子、点火ユニット６からの信号を供給する配線、二次コイル２２２の低圧側の端子、及びアースライン（不図示）が電気的に接続される。

一次プレート２２７には、その所定位置に形成された孔部２２７１において一次端子３５が電気的に接続される。また一次プレート２２７には、一次コイル２１２及び点火ユニット６からの信号線が接続される。なお、一次プレート２２７と一次端子３５とが電気的に接続されることにより、一次端子３５から入力される点火指示信号が点火ユニット６に入力されて二次プレート２２５側に高電圧が発生する。

図１及び図３に示すように、環状体５は、コア収納筒３２の側面（又はコア４の側面）と平行に設けられる板状の側面を有し、全体は平面視略長方形の扁平形状（本実施形態では厚さ５ｍｍ程度）である。環状体５の内側面には、環状体５の軸線方向に延びる凸条からなる突部５１が複数本間隔をあけて形成されている。各突部５１はいずれも環状体５の内周に沿って断続的に形成されている。なお、本実施形態では各突部５１の頂部の高さをいずれも約１ｍｍ程度としている。

本実施形態では、絶縁ケース３の内部に注入する絶縁性の樹脂９として熱硬化性エポキシ樹脂を用い、また環状体５の素材としてポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を用い、これにより樹脂９と環状体５との間の密着性を高めている。

なお、環状体５の形状は必ずしも上記の形状に限られない。環状体５は環状に閉じた部材でなくてもよく、一部が開放された部材であってもよい。環状体５は少なくともコア収納筒３２の頂部周縁３２１を囲む形状を有する部材であればよい。突部５１は上記のような形状に限られず、コア収納筒３２の頂部周辺との間に隙間を形成する形状であればよい。

環状体５が一次端子３５のインシュレータ３５１から延設するように構成し、延設した環状体５に一次端子３５を装着するようにしてもよい。このようにすることで、組付性を向上させることができる。さらにこの場合には延設した環状体５に一次端子３５をインサート成形するようにしてもよい。これによれば組付性をさらに向上させることができる。

図５Ａ、図６Ａに点火装置１の平面図を示している。また図５Ｂ、図６Ｂに点火装置１の一部側面を切り欠いて描いた側面図を示している。なお、図５Ａ及び図５Ｂは、環状体５を取付けた状態を示しており、図６Ａ及び図６Ｂは、環状体を取り外した状態を示している。

図５Ａに示すように、環状体５は、その突部５１の頂部においてコア収納筒３２の側面に当接している。これによってコア収納筒３２の外周に沿ってコア収納筒３２とコア４（もしくはコア収納筒３２）との間に所定の厚さ（本実施形態では約１ｍｍ程度）の隙間（以下、第１の隙間７１と称する。）が形成されている。

図５Ｂに示すように、環状体５の下方側周縁は一つ以上の台座部２１５の頂端に接している。なお、台座部２１５は環状体５の絶縁ケース３側の周縁に沿って断続的に設けられているため、環状体５が台座部２１５に接している状態で環状体５の下方側周縁と一次ボビン２１の鍔部２１１１との間に隙間（以下、第２の隙間７２と称する。）が形成されている。第２の隙間７２は第１の隙間７１に連絡している。後述するように第１の隙間７１には第２の隙間７２を通じて樹脂９が供給される。なお、図４に示した切除面３２２の存在により、当該切除面３２２の周辺には、比較的大きな隙間（第１の隙間７１及び第２の隙間７２）が形成されている。

図５Ｂ又は図６Ｂに示すように、環状体５の上方側周縁は、フライホイール８１に接触しないようにコア４の端面４１の最下点（最も絶縁ケース３に近い位置）よりもやや下方側に位置している。

次に、以上に説明した構成からなる部材を用いた点火装置１の製造方法について説明する。なお、絶縁ケース３には、コア４、アースターミナル４３、一次端子３５、及び高圧端子３７が、既に一体化されて設けられているものとする。また二次コイル２２２には既に二次プレート２２５、連結プレート２２６、及び一次プレート２２７が取り付けられているものとする。

点火装置１の製造に際しては、まず点火コイル２を絶縁ケース３に収納する。次に、その端子面が連結プレート２２６の突起部２２６１に重なるようにアースターミナル４３を折り曲げる。次に、一次コイル２１２及び二次コイル２２２の各端子、二次プレート２２５、連結プレート２２６、一次プレート２２７、一次端子３５、高圧端子３７、及び点火ユニット６に接続するリードを、それぞれ蝋付け（鉛フリーはんだ等）やフュージング、ねじ止め等によりそれぞれ所定位置に接続する。

次に環状体５をコア収納筒３２の頂部側から少なくともいずれかの台座部２１５の頂部に当接するまで差し込んで嵌装し、絶縁ケース３の開口面等から熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）等の樹脂９を注入する。注入された樹脂９は点火コイル２や点火ユニット６等の隙間に流入して硬化する。また環状体５の付近では、樹脂９は第２の隙間７２を通って第１の隙間７１へと流入し、コア収納筒３２の頂部周縁３２１も樹脂９によって封入される。

ここでこのように、コア収納筒３２の頂部周縁３２１との間に隙間（第１の隙間７１）を形成するように頂部周縁３２１を囲んで樹脂性の環状体５を設けたため、絶縁ケース３への樹脂９の注入に際し、環状体５によってできる隙間（第１の隙間７１）に樹脂９が誘導されてコア収納筒３２の頂部周縁３２１に樹脂９が回り込み、コア収納筒３２の頂部周縁３２１とコア４との間にできる間隙が樹脂９で封入されることとなる。このため、コア収納筒３２の頂部周縁３２１とコア４との間にできる間隙からの水分の浸入が防止され、コア４と樹脂９との接触部（例えば、図４の切除面３２２）、及びコア４とコア収納筒３２との接触部（例えば、コア収納筒３２の頂部周縁３２１とコア４との接触部）への水分等の付着を防ぎ、錆び等による性能劣化を防ぐことができる。

また台座部２１５は、環状体５の周縁に沿って断続的に設けるようにしたため、隣接する台座部２１５の間の隙間（第２の隙間７２）を通じて樹脂９を第１の隙間７１に確実に供給することができる。

なお、第１の隙間７１に浸入して硬化した樹脂９は、コア４の表面に直に接触するため、両者の熱膨張係数の差等によりこの部分の樹脂にはクラックが生じる可能性もあるが、仮にクラックが生じても環状体５が存在するためにクラックの成長は堰き止められることとなる。すなわち、環状体５は、第１の隙間７１に生じたクラックの成長を阻止する役目も果たし、これにより確実に点火装置１の性能劣化を防ぐことができる。

ところで、点火装置１は、その使用目的や使用状況に応じて、前述した構成の以外の様々な形態を取ることができる。図７Ａ（平面図）及び図７Ｂ（一部切欠き側面図）に点火装置１の他の一例を示す。これらの図に示す点火装置１は、コア収納筒３２が絶縁ケース３とは別体に構成され、コア収納筒３２が、前述した実施形態における点火コイル２の一次ボビン２１としての役割も果たしている。一次端子３５には、当該一次端子３５に嵌装され、他の部分よりも外形のやや大きな円盤状の端面３５２を有する円筒状のインシュレータ３５１が設けられている。図７Ａに示すように、環状体５として平面略正方形状のものを用いている。この点火装置１では、コア収納筒３２の素材として加水分解しにくい素材（例えば、ナイロン樹脂）を用い、樹脂９の熱硬化後におけるコア収納筒３２の加水分解を防ぐようにしている。

ここで例えば、コア収納筒３２の素材としてナイロン樹脂を用い、また樹脂９の素材として熱硬化性エポキシ樹脂を用いた場合、ナイロン樹脂は熱硬化性エポキシ樹脂との間の密着性が必ずしも良好でないため経年劣化等によりコア収納筒３２から樹脂９が剥がれてしまい、状況によっては剥がれ部分が拡大することもある。しかしこのような剥がれが生じた場合でも、コア収納筒３２の頂部周縁との間に隙間が形成されるように当該頂部周縁を囲むように環状体５を載置しているので、剥がれの成長を確実に堰き止めることができる。

図８Ａ（平面図）及び図８Ｂ（一部切欠き側面図）は、図７Ａ及び図７Ｂに示す点火装置１のさらなる変形例である。この点火装置１では、環状体５とインシュレータ３５１とを一体化させている。図８Ｃは環状体５とインシュレータ３５１とが一体化された部材（以下、符号８１で示す）の斜視図である。同図に示すように、部材８１は、環状体５、インシュレータ３５１、及びこれらを連結する断面略長方形状の棒状の連結部材８１１を含んで構成され、環状体５は一次端子３５のインシュレータ３５１から連結部材８１１によって延設されている。このように環状体５とインシュレータ３５１とを一体として構成すれば環状体５（又はインシュレータ３５１）の製造工程を簡略化することができる。また環状体５（又はインシュレータ３５１）の組付性を向上させることができる。

以上の実施形態の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

環状体５を取付けた状態の点火装置１の斜視図である。 環状体５を取り外した状態の点火装置１の斜視図である。 点火装置１の構造を説明する分解斜視図である。 絶縁ケース３をアースターミナル４３が設けられている方向から眺めた斜視図である。 環状体５を取付けた状態の点火装置１の平面図である。 環状体５を取付けた状態の点火装置１の側面図である。 環状体５を取り外した状態の点火装置１の平面図である。 環状体５を取り外した状態の点火装置１の側面図である。 他の実施形態として示す点火装置１の平面図である。 他の実施形態として示す点火装置１の一部切欠き側面図である。 他の実施形態として示す点火装置１の平面図である。 他の実施形態として示す点火装置１の一部切欠き側面図である。 環状体５とインシュレータ３５１とが一体化されて構成された部材８１の斜視図である。

符号の説明

１ 点火装置
２ 点火コイル
２１５ 台座部
３ 絶縁ケース
３０ 底面
３１ 開放面
３２ コア収納筒
３２１ 頂部周縁
３２２ 切除面
３５ 一次端子
３５１ インシュレータ
４ コア
４１ 端面
４２ 端面
４３ アースターミナル
５ 環状体
５１ 突部
６ 点火ユニット
７１ 第１の隙間
７２ 第２の隙間
９ 樹脂

Claims (7)

1. 開放面を有し、当該開放面に向けて突設されたコア収納筒を内部に有するケースと、前記コア収納筒の頂部から突出するように前記コア収納筒の内側に嵌装されるコアと、その端面から前記コア収納筒の頂部が突出するように前記コア収納筒の外側に嵌装される点火コイルと、前記ケースに注入されて硬化される樹脂とを備える内燃機関用点火装置であって、前記コア収納筒の頂部周縁との間に前記ケースに注入された前記樹脂が誘導される隙間を形成するように当該頂部周縁を囲んで設けられる樹脂製の環状体を備えることを特徴とする点火装置。
2. 請求項１に記載の点火装置であって、前記点火コイルは、前記環状体が載置され、前記環状体の周縁に沿って断続的に突設された複数の板状の台座部を有することを特徴とする点火装置。
3. 請求項２に記載の点火装置であって、前記点火コイルは、一次コイルが巻装される一次ボビンと、その内部に前記一次ボビンが収容され二次コイルが巻装される二次ボビンとを有し、前記台座部は、前記一次ボビンの鍔部の外周側に突設されていることを特徴とする点火装置。
4. 請求項１に記載の内燃機関用点火装置であって、前記環状体は、前記コア収納筒の側面と平行に設けられた板状の側面を有することを特徴とする点火装置。
5. 請求項１に記載の点火装置であって、点火ユニットの信号線が接続される一次端子と、前記一次端子に設けられるインシュレータとを有し、前記環状体は前記インシュレータに一体化されていることを特徴とする点火装置。
6. 請求項１に記載の点火装置であって、前記環状体は、その内側面に当該内側面に沿って断続的に形成された複数の突部を有し、前記突部を前記コア又は前記コア収納筒の側面に当接させて前記コアの側面又は前記コア収納筒に嵌装されることを特徴とする点火装置。
7. 開放面を有し、当該開放面に向けて突設されたコア収納筒を内部に有するケースと、前記コア収納筒の頂部から突出するように前記コア収納筒の内側に嵌装されるコアと、その端面から前記コア収納筒の頂部が突出するように前記コア収納筒の外側に嵌装される点火コイルと、前記コア収納筒の頂部周縁との間に前記ケースに注入される樹脂が誘導される隙間を形成するように当該頂部周縁を囲んで設けられる樹脂製の環状体を備える内燃機関用点火装置の製造方法であって、
   その前記コア収納筒に前記点火コイルを嵌装するステップと、
   前記コア収納筒の頂部周縁に前記環状体を設けるステップと、
   前記ケースに前記樹脂を注入して硬化させるステップと
   を含むことを特徴とする点火装置の製造方法。

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