JP5310258B2 - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関用点火コイルに関する。

内燃機関の点火プラグを発火させる点火コイルは、鉄系金属よりなる中心コア、中心コアの外周にそれぞれスプールに巻回された巻線（銅線）より形成される１次コイル及び２次コイルを同軸状に配して成る。点火コイルは、１次スプールに巻かれた１次巻線に流れる電流を遮断することにより、２次スプールに巻かれた２次巻線に高電圧を発生させる。１次巻線の一端部及び他端、並びに２次巻線の一端部及び他端はそれぞれ所定の金属端子に、溶接等により接合される。ここで、２次巻線の巻数は１次巻線の巻数に比べて遙かに多く、その線径は１次巻線の線径よりも遙かに細い。

このような構造の点火コイルでは、一次巻線及び二次巻線のそれぞれが巻回されるスプールに、耐電圧性や耐熱性などが求められている。このため、高電圧の発生に寄与しない（点火コイルの性能に影響しない）スプールには一定以上の体格が求められており、点火コイル全体の体格の小型化を阻害するという問題があった。

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、体格を小型化できる点火コイルを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明者は点火コイルにしめるスプールに関して検討を重ねた結果本発明をなすに至った。

すなわち、請求項１に記載の本発明の点火コイルは、中心コアと、中心コアの外周で、軸方向および径方向に複数層重なった、周方向に伸びる導体部を有する二次コイルと、二次コイルの外周で、軸方向および径方向に複数層重なった、周方向に伸びる導体部を有し、二次コイルの外径部に配置される一次コイルと、絶縁性のセラミックスよりなり、一次コイル及び二次コイルを内部に保持・固定する絶縁部と、を有する内燃機関用点火コイルであって、一次コイル及び二次コイルが、一次コイル及び二次コイルの各導体部のうち、軸方向での位置が同じ位置にある各導体部を所定の位置に配置する工程と、配置された各導体をセラミックスで被覆する工程と、を繰り返して形成されたものであることを特徴とする。

本発明の点火コイルは、一次コイルと二次コイルを絶縁部で絶縁している。つまり、従来の点火コイルのように、各コイルがスプールに巻回された構成となっていない。すなわち、従来の点火コイルからスプールを取り除くことができ、一次コイルと二次コイルを絶縁するためのスプールに要していたスペースを低減できる効果を有する。

また、各コイルの導体部を配した状態で電気絶縁性を有するセラミックスを被覆することを繰り返すことで、軸方向及び径方向に複数の導体部が配された一次及び二次コイルを内部に収容した絶縁部を形成できる。

さらに、コイルの導体部を配した状態で絶縁部を形成することから、導体部の配置形態（コイルの形状）の自由度が向上する。つまり、一次及び二次コイルの導体部の太さや巻回数を簡単に調節できる。さらに、導体部の配置形態（コイルの形状）の自由度が向上することから、一次及び二次コイルの巻回形状や点火コイルの外周形状を自由に決定できる。

請求項２に記載の本発明の点火コイルは、請求項１において、一次コイル及び二次コイルの各導体部の端部は、軸方向の位置または径方向の位置が異なる各導体部の端部に接続部で接続されていることを特徴とする。

このような構成となることで、複数の導体部が電気的に接続され、一次コイル及び二次コイルを形成できる。

請求項３に記載の本発明の点火コイルは、請求項１〜２のいずれか１項において、接続部は、絶縁部の内部に保持・固定されることを特徴とする。

このような構成となることで、導体部を接続する接続部の電気絶縁性が確保できるとともに、点火コイルの外部に接続部が露出しなくなる。

請求項４に記載の本発明の点火コイルは、請求項１〜３のいずれか１項において、導体部は、絶縁部を構成するセラミックスより形成された軸方向に垂直な平面上に導電性の金属を蒸着して形成されることを特徴とする。

このような構成となることで、簡単に高い精度で各導体部を製造・配置することができる。また、導体部を断面方形状に形成することができる。

請求項５に記載の本発明の点火コイルは、請求項１〜４のいずれか１項において、導体部は、渦巻き状に配されることを特徴とする。

このような構成となることで、軸方向での位置が同じ導体部の端部が最内周部と最外周部の２つのみとなり、接続部の形成数を少なくすることができる。

請求項６に記載の本発明の点火コイルは、請求項１〜５のいずれか１項において、導体部は、そののびる方向に垂直な断面での外形が方形状を有することを特徴とする。

このような構成となることで、コイルの占積率を向上できる。つまり、従来の点火コイルの銅線に用いられていた丸線は、スペースのロスが生じていた。これに対し、導体部を断面方形状とすることで、隣接する導体部間の距離を一定に保持することができ、占積率が向上する。これにより、点火コイルのさらなる体格の小型化を達成できる。

請求項７に記載の本発明の点火コイルは、請求項１〜６のいずれか１項において、セラミックスは、シリカセラミックスであることを特徴とする。

シリカセラミックスは高い電気絶縁性を有するものであり、導体部間の距離を短くすることができる。これにより、コイルの占積率を向上でき、点火コイルのさらなる体格の小型化を達成できる。

請求項８に記載の本発明の点火コイルは、請求項１〜７のいずれか１項において、一次コイル及び／又は二次コイルが、導体部の間隔が異なることを特徴とする。このような構成となることで、一次コイル及び／又は二次コイルの特性を調節することができる。つまり、一次コイル及び／又は二次コイルが、所定の体格を維持しながら、一次コイル及び／又は二次コイルの巻回数をそれぞれ所定の巻回数とすることができる。なお、導体部の間隔とは、いわゆるコイルピッチを示し、具体的には、隣接した二つの導体部の対向面間の距離を示す。また、本発明において、異なることができる導体部の間隔は、各コイルの軸方向と周方向のいずれでも、あるいは両方でもよい。導体部の間隔は、コイルの導体間にかかる電圧の大きさに応じて調節されることが好ましい。

請求項９に記載の本発明の点火コイルは、請求項８において、二次コイルが、高圧側の導体部の間隔が、低圧側の導体部の間隔よりも広いことを特徴とする。高圧側の導体部とは、高電圧の電気が流れる部分に位置する導体部を示し、点火プラグにおいては、高圧部側の端部（及びその近傍）を示す。このような構成となることで、一次コイル及び／又は二次コイルのそれぞれにおいて絶縁性を確保しながら巻回数をそれぞれ所定の巻回数とすることができる。より具体的に、本発明の点火コイルは、導体部間に介在する絶縁部が電気絶縁性を確保している。つまり、導体部間の距離が広いほど、高い電気絶縁性が確保される。そして、高い電圧のかかる部分ではより高い電気絶縁性が求められる。本発明では、高圧側の導体部間の間隔を広くすることで、所望の電気絶縁性が確保される。

請求項１０に記載の本発明の点火コイルは、請求項１〜９のいずれか１項において、一次コイル及び／又は二次コイルは、部分的に太さが異なる導体部により形成されることを特徴とする。このような構成となることで、一次コイル及び／又は二次コイルの巻回数をそれぞれ所定の巻回数とすることができる。具体的には、部分的に太さが異なる導体部から形成されるコイルにおいて、太さが細くなった部分から形成されるコイルの部分は、導体部の巻数を多くすることができる。つまり、巻線部の細い部分に基づいて部分的に密に巻回されたコイルを形成することができる。コイルの導体間にかかる電気の電圧の大きさに応じて導体部の太さを調節することが好ましい。

請求項１１に記載の本発明の点火コイルは、請求項１〜１０のいずれか１項において、一次コイル及び／又は二次コイルは、端部を形成する導体部の太さがそれ以外の部分を形成する導体部の太さよりも太いことを特徴とする。端部とは、一次コイル及び／又は二次コイルの軸方向での端部（及びその近傍）を示す。より具体的には、点火コイルにおいて、一次コイル及び／又は二次コイルの端部は、より高い電圧が導体部にかかる。このため、高い電圧がかかる端部の導体部の太さがが太くなることで、導体部が高電圧の電気により損傷を生じなくなる。また、コイルの端部以外の部分においては、導体部が細いことから、導体部の巻回数が多くなっており、より大きな磁束を発生できる。

すなわち、本発明の点火コイルは、請求項１〜１１に記載の点火コイルと組み合わせて、各コア及び各コイルを形成することができる。

実施例１の点火コイルの構成を示した図である。 実施例１の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例１の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例１の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例１の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例１の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例１の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例１の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例１の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例１の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例１の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例１の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例１の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 比較例の点火コイルの構成を示した図である。 比較例の点火コイルの構成を示した図である。 実施例の点火コイルの構成を示した図である。 実施例２の点火コイルの構成を示した図である。 実施例３の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例３の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例３の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例３の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例３の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例４の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例４の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例４の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例４の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例４の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 各実施例の変形形態を示した図である。 実施例５の点火コイルの構成を示した図である。 実施例５の点火コイルの構成を示した図である。 実施例５の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例５の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例５の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例５の点火コイルの製造時の工程を示した図である。 実施例６の点火コイルの構成を示した図である。 実施例６の点火コイルの構成を示した図である。 実施例７の点火コイルの構成を示した図である。 実施例８の点火コイルの構成を示した図である。 実施例９の点火コイルの構成を示した図である。 実施例１０の点火コイルの構成を示した図である。 実施例の変形形態の点火コイルの断面を示した図である。 実施例の変形形態の点火コイルの断面を示した図である。 実施例の変形形態の点火コイルの構成を示した図である。 実施例の変形形態の点火コイルの構成を示した図である。

以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。

本発明の実施例として、点火コイルを製造した。

（実施例１）
本実施形態の点火コイルの軸方向での断面を図１に示した。図１に示したように、点火コイル１は、ハウジング２とコア３と二次コイル４と一次コイル５と絶縁部６とコネクタ部７と高圧部８とを備える。

ハウジング２は、樹脂よりなる円筒状を有している。コネクタ部７は、コネクタ７０とイグナイタ７１とを備える。コネクタ７０は、ハウジング２の上端外方に突出して配置されている。イグナイタ７１は、ハウジング２の上方開口のほぼ中央に収納されている。

コア３は、鉄系金属よりなる略円柱状を有し、ハウジング２のほぼ中央（軸心）であってイグナイタ７１の下方に同軸状態で配置されている。

二次コイル４は、二次導体部４０が軸方向及び径方向に複数層重なった状態で所定の端部同士が接続されて形成されている。ここで、複数の二次導体部４０は、それぞれが間隔を隔てた状態で配置されている。二次コイル４は、コア３の外周に配置されている。

一次コイル５は、二次コイル４の外周側に、同軸状に配置されている。一次コイル５は、二次コイル４と同様に、一次導体部５０が軸方向及び径方向に複数層重なった状態で所定の端部同士が接続されて形成されている。ここで、複数の一次導体部５０は、それぞれが間隔を隔てた状態で配置されている。一次コイル５は、イグナイタ７１に電気的に接続されている。

本実施例においては、軸方向での位置が同じ位置にある複数の二次導体部４０及び一次導体部５０は、渦巻き状をなすように複数の導体部４０，５０が接続されている。そして、渦巻き状の最内周側の端部及び最外周側の端部は、それぞれ軸方向での位置が異なる各導体部４０，５０の端部と接続されている。このとき、軸方向における位置が異なる二つの導体部４０，５０は、最内周側の端部と最外周側の端部とが接続部４１，５１で接続されている。

本実施例において、二次導体部４０及び一次導体部５０は、それぞれ断面が正方形状をなすように形成されている。また、二次導体部４０の正方形の一辺の長さは、一次導体部５０の正方形の一辺の長さよりも短く形成されている。二次導体部４０及び一次導体部５０の一辺の長さは、その断面積が従来の点火コイルの各コイルの断面積と同等となるように形成されている。

二次コイル４及び一次コイル５のそれぞれを構成する二次導体部４０及び一次導体部５０のそれぞれの材質は特に限定されるものではなく、従来の点火プラグでコイルを形成していた導線と同じ材質を用いることができる。たとえば、銅を用いることができる。

絶縁部６は、ハウジング２内でコア３，二次コイル４及び一次コイル５を、電気的に絶縁した状態で、その位置を保持・固定する略円柱状の部材である。絶縁部６は、小間隔を隔てた状態の各導体部４０，５０のそれぞれをお互いに電気的に絶縁する。本実施例においては、二次コイル４と一次コイル５との間には、セラミックスよりなる絶縁部６のみが位置している。

絶縁部６は、電気絶縁性をもつセラミックスよりなる。ここで、電気絶縁性を持つとは、点火コイル１が使用されたときに各コイル４，５に流れる電流を絶縁できる電気絶縁性を有することを示すものである。絶縁部６を構成するセラミックスとしては、電気絶縁性を発揮できる材質であれば限定されるものではなく、シリカセラミックスをあげることができる。ここで、シリカセラミックスとは、シリカ（ＳｉＯ_２）を主成分とするセラミックスである。

高圧部８は、高圧ターミナル８０とコイルスプリング８１とプラグキャップ８２とを備える。高圧ターミナル８０は、金属製であって下方に開口するカップ状を呈している。高圧ターミナル８０の上底壁上面からは、突起が立設されている。この突起は、二次コイル４に電気的に接続されている。コイルスプリング８１は、金属製であって螺旋状を呈している。コイルスプリング８１は、高圧ターミナル８０の上底壁下面に固定されている。プラグキャップ８２は、ゴム製であって円筒状を呈している。プラグキャップ８２は、ハウジング２の下端縁に環装されている。プラグキャップ８２の内周側には、点火プラグ（図略）が圧入される。また、コイルスプリング８１は、点火プラグに弾接している。

次に、本実施例の点火コイルの動きについて説明する。本実施例の点火コイルでは、エンジン制御装置（ＥＣＵ）からの電気信号が、イグナイタ７１の電気回路部（図略）に伝達される。伝達された電気信号により、イグナイタ７１は一次コイル５に供給する電流を断続する。電流を断続すると、相互誘導作用により、二次コイル４高電圧が発生する。この高電圧が、高圧ターミナル８０およびコイルスプリング８１を介して、点火プラグに印加され、点火プラグが点火する。

（製造方法）
以下に、本実施例の点火コイル１の二次コイル４及び一次コイル５の形成方法を説明する。

まず、コア３の外周部に、コア３の軸方向に垂直に広がるシリカ基板６０Ａを形成または配置する（図２）。このとき、シリカ基板６０Ａの表面は、微細な凹凸を有することが好ましい。

シリカ基板６０Ａの表面上に、二次導体部４０及び一次導体部５０を形成する。各導体部４０，５０の形成は、各導体部４０，５０となる部分以外にマスキングをした状態で、Ｃｕメッキして形成できる。これにより、コア３と同軸の渦巻き状の二次導体部４０と、コア３と同軸であり二次導体部４０の外周で渦巻き状の一次導体部５０と、が形成される（図３）。

次に、二次導体部４０の最外周側の端部以外にマスキングをした状態で、Ｃｕメッキを施す。これにより、渦巻き状の二次導体部４０の最外周側の端部に軸方向にのびる接続部４１が形成される（図４）。

そして、一次コイル５の一次導体部５０にマスキングを施した状態で、二次導体部４０を被覆するようにシリカセラミックスをＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）で蒸着する。これにより、シリカ基板６０Ａの表面上に形成された二次導体部４０を被覆するシリカセラミックス層６０Ｂが形成される（図５）。

続いて、シリカセラミックス層６０Ｂの表面をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）で研磨して、平坦化する。このとき、シリカ基板６０Ａの表面と同様に、その表面は、微細な凹凸を有することが好ましい。この研磨により、シリカセラミックス層６０Ｂの表面に二次導体部４０に接続した接続部４１のみが露出する（図６）。

シリカセラミックス層６０Ｂの表面の所定の位置以外をマスキングをした状態で、Ｃｕメッキを施す。これにより、シリカセラミックス層６０Ｂ上に、接続部４１から径方向内方にのびる接続部４２が形成される（図７）。

接続部４２の最内周側の端部以外にマスキングをした状態で、Ｃｕメッキを施す。これにより、接続部４２の最内周側の端部に軸方向にのびる接続部４３が形成される（図８）。

そして、一次コイル５の一次導体部５０にマスキングを施した状態で、二次導体部４０を被覆するようにシリカセラミックスをＣＶＤで蒸着する。これにより、シリカセラミックス層６０Ｂの表面上に形成された接続部４１，４２，４３を被覆するシリカセラミックス層６０Ｃが形成される（図９）。

シリカセラミックス層６０Ｃの表面をＣＭＰで研磨して、平坦化する。このとき、シリカ基板６０Ａの表面と同様に、その表面は、微細な凹凸を有することが好ましい。この研磨により、シリカセラミックス層６０Ｃの表面に接続部４３のみが露出する（図１０）。

シリカセラミックス層６０Ｃの表面上に、二次導体部４０を、Ｃｕメッキで形成する。このとき、二次導体部４０の最内周側の端部は、接続部４３と接続されている。これにより、コア３と同軸の渦巻き状であり、かつ軸方向に重なった二つの二次導体部４０が形成された。

このとき、一次導体部５０の厚みも同時に増加させる。これにより、一次導体部５０が所定の断面形状を有するようになる（図１１）。

次に、シリカセラミックス層６０Ｃの表面上の二次導体部４０の最外周側の端部及び一次導体部５０の最外周側の端部以外にマスキングをした状態で、Ｃｕメッキを施す。これにより、渦巻き状の二次導体部４０の最外周側の端部に軸方向にのびる接続部４１、及び渦巻き状の一次導体部５０の最外周側の端部に軸方向にのびる接続部５１が形成される（図１２）。

そして、一次導体部５０及び二次導体部４０を被覆するようにシリカセラミックスをＣＶＤで蒸着する。これにより、シリカ基板６０Ａ及びシリカセラミックス層６０Ｃを被覆するシリカセラミックス層６０Ｄが形成される。

シリカセラミックス層６０Ｄの表面をＣＭＰで研磨して、平坦化する。このとき、シリカ基板６０Ａの表面と同様に、その表面は、微細な凹凸を有することが好ましい。この研磨により、シリカセラミックス層６０Ｄの表面に接続部４３，５１のみが露出する（図１３）。

このセラミックス層及び導体部の形成を繰り返して、各導体部４０，５０が所定の巻数のコイル４，５を形成する。

これにより、本実施例の点火コイルが製造できた。

（比較例）
比較例として、従来の点火コイルの構成を示す。

本比較例の点火コイルの部分断面図を図１４〜１５に示した。図１４〜１５に示すように、比較例の点火コイル１は、ハウジング２とコア３と二次コイル４と二次スプール４５と一次コイル５と一次スプール５５とを有する。なお、特に言及しない構成は、実施例１の点火コイルと同様な構成である。

二次スプール４５は、樹脂製であって円筒状を呈している。二次スプール４５は、中心コア部３０の外周側に配置されている。二次コイル４は、二次導線４６が巻回され形成されている。二次コイル４は、二次スプール４の外周面に配置されている。

一次スプール５５は、樹脂製であって円筒状を呈している。一次スプール５５は、二次コイル４の外周側に配置されている。一次コイル５は、一次導線５６が巻回され形成されている。一次コイル５は、一次スプール５５の外周面に配置されている。

本比較例において、二次巻線４６および一次巻線５６は、丸線よりなる。

本比較例では、二次コイル４、二次スプール４５、一次コイル５及び一次スプール５５は、エポキシ樹脂９で封止されている。

エポキシ樹脂９は、ハウジング２内において上記各部材間に浸透している。そして、エポキシ樹脂９は、各部材間の絶縁を確保している。また、エポキシ樹脂９は、各部材を固定している。

（評価）
実施例１と比較例の点火コイルの部分断面図を比較する。

実施例１では、比較例において用いられているスプール４５，５５を使用していない。つまり、スプール４５，５５に要していたスペースが、実施例１の点火コイルでは必要なくなっている。この結果、実施例１の点火コイルは従来の点火コイルよりも体格の小型化された点火コイルとなっている。

また、比較例の点火コイルでは、さらに、エポキシ樹脂で一次及び二次巻線４６，５６などの各部材を固定している。これに対し、実施例１の点火コイルでは、絶縁部６で直接各部材を固定しており、エポキシ樹脂の浸透に要求される手間が必要なくなっている。つまり、実施例１の点火コイルは、製造に要求されるコストを低減できる。

また、実施例１の点火コイルでは、コイルを形成する導体部４０，５０が断面方形状であるため、占積率が向上している。より具体的には、実施例１の点火コイルでは、図１６に模式的に示したように、それぞれの導体部４０，５０間の距離を一定にすることができる。これに対し、比較例の点火コイルでは各コイル４，５が太さが部分的に異なる丸線により形成されており、隣接する巻線４６，５６間の距離が部分的に変化している。すなわち、図１５における領域αがロスとなっていた。

このように、実施例１の点火コイルは、各コイル４，５の占積率が向上している。つまり、性能の優れた点火コイルをより小型化できた。ここで、実施例１の点火コイルの二次コイル４の占積率は７０％であり、一次コイル５の占積率は９５％であった。また、比較例の点火コイルの二次コイル４の占積率は５５％であり、一次コイル５の占積率は７５％であった。

（実施例２）
本実施例は、軸方向での位置が異なる導体部４０，５０同士を接続する接続部が異なる以外は、実施例１と同様な点火コイルである。

本実施例における接続部は、導体部４０，５０の最内周側の端部同士、最外周側の端部同士を接続する。本実施例の点火コイル１の接続部の形態を図１７に断面図で示した。

本実施例においても、実施例１の時と同様な効果を発揮する。

（実施例３）
本実施例は、二次コイル４及び一次コイル５のそれぞれを構成する導体部４０，５０の太さが同じであること以外は、実施例１と同様な点火コイルである。以下に、本実施例の点火コイル１の二次コイル４及び一次コイル５の製造方法を示す。

まず、実施例１の時と同様に、シリカ基板６０Ａの表面上にＣｕメッキで、コア３と同軸の渦巻き状の二次導体部４０と、コア３と同軸であり二次導体部４０の外周で渦巻き状の一次導体部５０と、を形成する（図１８）。

次に、二次導体部４０及び一次導体部５０のそれぞれの最内周側の端部以外にマスキングをした状態で、Ｃｕメッキを施す。これにより、渦巻き状の二次導体部４０の最内周側の端部に軸方向にのびる接続部４１が、一次導体部５０の最内周側の端部に軸方向にのびる接続部５１が形成される。

そして、二つの接続部４１，５１にマスキングを施した状態で、各導体部４０，５０を被覆するようにシリカセラミックスをＣＶＤで蒸着し、表面をＣＭＰで研磨して、平坦化する。この研磨により、シリカセラミックス層６０Ｂの表面に各導体部４０，５０に接続した接続部４１、５１のみが露出する（図１９）。

シリカセラミックス層６０Ｂの表面の所定の位置以外をマスキングをした状態で、Ｃｕメッキを施す。これにより、シリカセラミックス層６０Ｂ上に、接続部４１から径方向外方にのびる接続部４２、接続部５１から径方向外方に伸びる接続部５２が形成される（図２０）。

各接続部４２，５２の最外周側の端部以外にマスキングをした状態で、Ｃｕメッキを施す。これにより、接続部４２，５２の最外周側の端部に軸方向にのびる接続部４３，５３が形成される（図２１）。

そして、二つの接続部４３，５３にマスキングを施した状態で各接続部４２，５２を被覆するようにシリカセラミックスをＣＶＤで蒸着し、その表面をＣＭＰで研磨して平坦化する。これにより、表面に各接続部４３，５３が露出したシリカセラミックス層６０Ｃが形成される（図２２）。

このセラミックス層及び導体部の形成を繰り返して、各導体部４０，５０が所定の巻数のコイル４，５を形成する。

これにより、本実施例の点火コイルが製造できた。

本実施例の点火コイルは、導体部４０，５０の太さが異なること以外は、実施例１と同様な構成であり、実施例１の時と同様な効果を発揮する。

（実施例４）
本実施例は、二次コイル４及び一次コイル５の巻回形態が異なる以外は、実施例３と同様な点火コイルである。以下に、本実施例の点火コイルの製造方法を示す。

まず、実施例３と同様にして、シリカ基板６０Ａ上に渦巻き状の二次導体部４０および一次導体部５０を形成し（図２３）、各導体部４０，５０のそれぞれの最内周側の端部に接続部４１，５１を形成する。

そして、二つの接続部４１，５１をマスキングした状態で、渦巻き状の二つの導体部４０，５０を被覆するようにシリカセラミックスをＣＶＤで蒸着し、その表面をＣＭＰで研磨して平坦化する。これにより、表面に各接続部４１，５１が露出したシリカセラミックス層６０Ｂが形成される（図２４）。

つづいて、シリカセラミックス層６０Ｂの表面上に、渦巻き状の二つの導体部４０，５０をＣｕメッキで製造する。このとき、露出した二つの接続部４１，５１のそれぞれが、形成される二つの導体部４０，５０の最内周側の端部と重なり合っている（図２５）。

そして、二つの接続部４０，５０の外周側の端部に接続部４２，５２を形成し、この二つの接続部４２，５２が露出したシリカセラミックス層６０Ｃを形成する（図２６）。

その後、再び、シリカセラミックス層６０Ｃの表面上に、各接続部４２，５２が最外周側の端部と重なり合う二つの導体部４０，５０を形成する（図２７）。

このセラミックス層及び導体部の形成を繰り返して、コイル４，５を形成する。

これにより、本実施例の点火コイルが製造できた。

本実施例の点火コイルにおいても、実施例３の時と同様な効果を発揮する。

（変形形態）
上記の各実施例においては、図３に示したように、渦巻き状の各導体部４０，５０は、同軸に形成された複数の同心円を、周方向に接続してなる構成となっているが、各導体部４０，５０の構成は、この構成に限定されるものではない。例えば、図２８に示したように、軸心からの距離が徐々に変化するらせん状をなすように形成されていてもよい。なお、本変形形態を示した図２８（ａ），（ｂ）では、各導体部４０，５０の巻回方向が時計回りと反時計回りで異なっている。

（実施例５）
本実施形態の点火コイルの軸方向での断面を図２９〜３０に示した。なお、図３０は、図２９に示した本実施例の点火コイル１のコア３の構成を模式的に示した拡大図である。図２９〜３０に示したように、点火コイル１は、ハウジング２、コア３、二次コイル４、一次コイル５、絶縁部６、コネクタ部７、高圧部８、を備える。本実施形態の点火コイルは、コア３以外の構成は実施例１の点火コイルと同様な構成を備えている。

コア３は、中心コア３０，外周コア３１，補助コア３２からなる。

中心コア３０は、磁性をもつ鉄系金属よりなる略円柱状を有し、ハウジング２のほぼ中央（軸心）であってイグナイタ７１の下方に同軸状態で配置されている。

外周コア３１は、磁性をもつ鉄系金属よりなる略円管状を有し、中心コア３０、二次コイル４及び一次コイル５を同軸状態で軸心の中空部に収容した構成を有している。外周コア３１内は、絶縁部６が充填されている。

補助コア３２は、磁性をもつ鉄系金属よりなる略円板状を有し、中心コア３０と外周コア３１をコネクタ部７側の端部で接続している。

（製造方法）
以下に、本実施例の点火コイル１の二次コイル４，一次コイル５、コア３の形成方法を説明する。本実施例の点火コイル１の製造において、各コイル４，５及び絶縁部６の形成に関して、特に言及しない場合は、実施例１と同様にして製造される。

まず、略円柱状の中心コア３０の高圧側の端面を形成する中心コア部３００を準備し、その外周部に、中心コア部３００の軸方向に垂直に広がるシリカ基板６０Ａを形成または配置する。そして、シリカ基板６０Ａの外周に、略円環状の外周コア３１の高圧側の端面を形成する外周コア部３１０を配置する（図３１）。このとき、中心コア部３００、外周コア部３１０及びシリカ基板６０Ａの表面は、ほぼ平面をなしている。

シリカ基板６０Ａの表面上に、実施例１と同様に、二次導体部４０及び一次導体部５０を形成する。また、中心コア部３００及び外周コア部３１０の表面上に、中心コア部３０１及び外周コア部３１１を形成する。各コア部３０１，３１１の形成は、各コア部３０１，３１１となる部分（中心コア部３００及び外周コア部３１０）以外にマスキングをした状態で、磁性をもつ鉄系金属を溶射して形成される（図３２）。このとき、積層した各コア部３０１，３１１は、金属を溶射して形成されたことで、界面を生じることなく各コア部３００，３１０と一体に形成された。

次に、実施例１と同様にして接続部４１，４２，４３、シリカセラミックス層６０Ｂ，６０Ｃを形成する。さらに、各コア部３０１，３１１上に、各コア部３０１，３１１と同様にして各コア部３０２，３１２を形成する（図３３）。

そして、シリカセラミックス層６０Ｃの表面上に、再び二次導体部４０’及び接続部４１’を形成する。さらに、各コア部３０１，３１１となる部分（中心コア部３０１及び外周コア部３１１）以外にマスキングをした状態で、磁性をもつ鉄系金属を溶射して、各コア部３０３，３１３を形成する。

そして、一次導体部５０及び二次導体部４０’を被覆するようにシリカセラミックスをＣＶＤで蒸着してシリカ基板６０Ａ〜Ｃを被覆するシリカセラミックス層６０Ｄを形成する（図３４）。

このセラミックス層及び各導体部の形成を繰り返して、各導体部４０，５０が所定の巻数の一次及び二次コイル４，５を形成する。

所定の巻数の一次及び二次コイル４，５が形成されたら、その上面に補助コア補助コア３２を配置する。

これにより、本実施例の点火コイルが製造できた。

本実施例の点火コイルは、一次及び二次コイル４，５が実施例１と同様に形成されており、実施例１の時と同様な効果を発揮する。

さらに、本実施例の点火コイルは、上記したように、中心コア３０，外周コア３１，補助コア３２のそれぞれを、一次及び二次コイル４，５と同様に積層して形成している。つまり、一次及び二次コイル４，５と同時に各コア３０，３１，３２を形成できるため、各コイル４，５及び各コア３０，３１，３２のそれぞれの構成及び特性を調節することができる。

（変形形態）
実施例５においては、同時に各コア部３０１，３１１を形成することで中心コア３０と外周コア３１とを製造していたが、これに限定しなくともよい。すなわち、各コア部３０１，３１１を、それぞれ別々に形成してもよい。また、各コア部３０１，３１１の厚さ（積層厚さ）をそれぞれ異なる厚さで積層してもよい。

さらに、実施例５においては、同時に各コア部３０１，３１１を同じ材質の金属で製造したが、それぞれ別々の材質で形成してもよい。さらに、積層される各コア部３０１，３１１のそれぞれの材質を変化させてもよい。

（実施例６）
本実施例は、二次コイル４が異なる以外は、実施例５と同様な点火コイルである。本実施例の点火コイル１の構成を模式図で図３５〜３６に示した。図３６には、コネクタ部７側の端部、軸方向の中央部、高圧部８側の端部のそれぞれにおける導体部４０のの配置を示した。

二次コイル４は、軸方向でのピッチ（導体部４０の対向面間の間隔）が変化している。より具体的には、高圧部８の端部側における導体部４０の間隔が、コネクタ部７側の端部側における導体部４０の間隔よりも広く形成されている。本実施例において、導体部４０の間隔は、軸方向が変化するにつれて徐々に変化している。具体的には、図３６に示したように、コネクタ部７側の端部側における導体部４０の間隔が軸方向の中央部での間隔よりも狭く、高圧部８の端部側における導体部４０の間隔が軸方向の中央部での間隔よりも広くなるように形成されている。

本実施例は、製造時にシリカセラミックス層６０Ｂ〜Ｄの厚さを調節する（高圧部８側では厚く、コネクタ部７側では高圧部側よりも薄く積層させる）ことで製造することができる。

本実施例の点火コイルにおいても、実施例５の時と同様な効果を発揮する。さらに、本実施例は、高い電圧の流れる部分（高い電圧のかかる部分）では導体部４０の間隔を広くし、低い電圧の流れる部分では導体部４０の間隔を狭くすることで、導体部４０間の電気絶縁性が確保され、所定の巻回数で導体部４０が巻回された二次コイル４を形成することができる。

（実施例７）
本実施例は、二次コイル４及び一次コイル５が異なる以外は、実施例５と同様な点火コイルである。本実施例の点火コイル１の構成を模式図で図３７に示した。

各コイル４，５は、導体部４０，５０の太さ及びピッチが変化している。より具体的には、両端部における各導体部４０，５０の太さが、それ以外の部分（略中央部）における各導体部４０，５０の太さよりも太く形成されている。本実施例では、図に示したように、各導体部４０，５０の太さが細い部分は、太い部分よりも、各導体部４０，５０が密に巻回されている。すなわち、軸方向及び径方向のピッチが狭く形成されている。

本実施例は、製造時に各導体部４０，５０の太さを調節する（Ｃｕメッキのメッキ幅及び厚さを、両端部では太くかつ厚く、中央部では細くかつ薄く形成する）ことで製造することができる。

本実施例の点火コイルにおいても、実施例５の時と同様な効果を発揮する。さらに、本実施例は、各導体部４０，５０の太さが細い端部以外の部分（略中央部）での各導体部４０，５０が密に配置されたことで、各コイル４，５が巻回数の多いコイルとなっている。すなわち、本実施例の点火コイル１は、各コイル４，５が全体の体格を大きくすることなく、より巻回数の大きなコイルとなっている。

（実施例８）
本実施例は、中心コア３０が異なる以外は、実施例５と同様な点火コイルである。本実施例の点火コイル１の構成を模式図で図３８に示した。

中心コア３０は、高圧部８側の端部が縮径した形状に形成されている。より具体的には、コネクタ部７側の端部から略中央部にかけては外径が一定の円柱状を有し、高圧部８側の端部では、先端に近づくにつれて縮径した略円錐台状に形成されている。

本実施例は、製造時に中心コア部３００，３０１の径を調節することで製造することができる。

本実施例の点火コイルにおいても、実施例５の時と同様な効果を発揮する。さらに、本実施例は、中心コア３０の径が高圧部８側で細く形成されている。このような形状で形成されたことで、中心コア３０と二次コイル４との電気絶縁性が確保される。特に、高電圧が流れる高圧部８側において、中心コア３０と二次コイル４との間隔が広くなることで、より電気絶縁性が確保されている。

（実施例９）
本実施例は、中心コア３０が異なる以外は、実施例７と同様な点火コイルである。本実施例の点火コイル１の構成を模式図で図３９に示した。

中心コア３０は、略中央部は外径が一定の円柱状を有し、コネクタ部７側の端部及び高圧部８側の端部では、略中央部から先端に近づくにつれて縮径した略円錐台状に形成されている。

本実施例は、製造時に中心コア部３００，３０１の径を調節することで製造することができる。

本実施例の点火コイルにおいても、実施例８の時と同様な効果を発揮する。さらに、本実施例は、中心コア３０の径が両端部で細く形成されている。二次コイル４の端部近傍はより高い電圧が流れることから、中心コア３０が両端部が縮径した形状となることで、中心コア３０と二次コイル４との電気絶縁性が確保される。

（実施例１０）
本実施例は、点火コイル１が屈曲していること以外は、実施例５と同様な点火コイルである。本実施例の点火コイル１の構成を模式図で図４０に示した。

本実施例の点火コイル１は、略中央部で屈曲している。つまり、軸方向の略中央部から高圧部８側の端部にのびる方向と、コネクタ部７側にのびる方向とが交差している。一次コイル５及び二次コイル４は、それぞれ屈曲した中心コア３０と同心状態で形成されている。

本実施例の点火コイルにおいても、実施例５の時と同様な効果を発揮する。さらに、本実施例は、略中央部で折れ曲がった構成を有している。点火コイル１自身が屈曲することで、点火コイル１の組み付けの自由度が向上する。

（その他の変形形態）
上記の各実施例では、点火コイル１が断面略真円形状をなすように形成されているが、これらの形状に限定されるものではない。たとえば、図４１に示した断面略方形形状、図４２に示した断面略楕円形状としてもよい。この変形形態においても、実施例１の時と同様な効果を発揮する。

さらに、上記の各実施例においては、コア３、二次コイル４、一次コイル５及び絶縁部６が軸方向で積層されて形成されており、その形態を簡単に調節できる。すなわち、図４３に示したように軸方向に長い形態だけでなく、図４４に示した軸方向に短い（径方向に長い）形態とすることができる。これらの変形形態においても、実施例１の時と同様な効果を発揮する。

１：点火コイル
２：ハウジング
３：コア ３０：中心コア
３１：外周コア ３２：補助コア
４：二次コイル ４０：二次導体部
４１，４２，４３：接続部
４５：二次スプール ４６：二次巻線
５：一次コイル ５０：一次導体部
５１：接続部
５５：一次スプール ５６：一次巻線
６：絶縁部
７：コネクタ部
８：高圧部

Claims (11)

1. 中心コアと、
   該中心コアの外周で、軸方向および径方向に複数層重なった、周方向に伸びる導体部を有する二次コイルと、
   該二次コイルの外周で、軸方向および径方向に複数層重なった、周方向に伸びる導体部を有し、該二次コイルの外径部に配置される一次コイルと、
   絶縁性のセラミックスよりなり、該一次コイル及び該二次コイルを内部に保持・固定する絶縁部と、
   を有する内燃機関用点火コイルであって、
   該一次コイル及び該二次コイルが、
   該一次コイル及び該二次コイルの各該導体部のうち、軸方向での位置が同じ位置にある各該導体部を所定の位置に配置する工程と、
   配置された各該導体を該セラミックスで被覆する工程と、
   を繰り返して形成されたものであることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 前記一次コイル及び前記二次コイルの各該導体部の端部は、軸方向の位置または径方向の位置が異なる各該導体部の端部に接続部で接続されている請求項１記載の内燃機関用点火コイル。
3. 前記接続部は、前記絶縁部の内部に保持・固定される請求項１〜２のいずれかに記載の内燃機関用点火コイル。
4. 前記導体部は、前記絶縁部を構成する前記セラミックスより形成された軸方向に垂直な平面上に導電性の金属を蒸着して形成される請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関用点火コイル。
5. 前記導体部は、渦巻き状に配される請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関用点火コイル。
6. 前記導体部は、そののびる方向に垂直な断面での外形が方形状を有する請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関用点火コイル。
7. 前記セラミックスは、シリカセラミックスである請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関用点火コイル。
8. 前記一次コイル及び／又は前記二次コイルは、前記導体部の間隔が異なる請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関用点火コイル。
9. 前記二次コイルは、高圧側の前記導体部の間隔が、低圧側の該導体部の間隔よりも広い請求項８記載の内燃機関用点火コイル。
10. 前記一次コイル及び／又は前記二次コイルは、部分的に太さが異なる前記導体部により形成される請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関用点火コイル。
11. 前記一次コイル及び／又は前記二次コイルは、端部を形成する前記導体部の太さがそれ以外の部分を形成する該導体部の太さよりも太い請求項１０記載の内燃機関用点火コイル。

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