JP5504962B2 - 点火コイル - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1の点火コイルの製造方法においては、熱硬化性樹脂によって、一次コイル及び二次コイルと樹脂部材とを絶縁を行った状態で固着すると共に、最外殻のケースを形成してなる点火コイルが開示されている。この製造方法によれば、その生産性を向上させることができ、絶縁耐久性に優れた点火コイルを製造することができる。また、特許文献1の点火コイルは、最外殻を構成する熱硬化性樹脂は閉磁路を形成する外周コアに接触している。
該一次コイル及び二次コイルの内周側に配置した軟磁性の中心コアと、
上記一次コイル及び二次コイルの外周側に配置した軟磁性の外周コアと、
熱可塑性樹脂からなり、上記一次コイル、上記二次コイル、上記中心コア及び上記外周コアを保持する保持ケースと、
熱硬化性樹脂からなり、上記保持ケースと共に上記一次コイル、上記二次コイル、上記中心コア及び上記外周コアを収容する最外殻ケースを構成する絶縁固着樹脂とを備えており、
上記保持ケースは上記外周コアよりも線膨張係数が大きく、上記絶縁固着樹脂は、上記保持ケースと上記外周コアとの間の線膨張係数を有しており、
上記外周コアは、上記一次コイル、上記二次コイル及び上記中心コアに対する径方向の両側に位置する一対の第1コア部と、上記一次コイル、上記二次コイル及び上記中心コアに対する軸方向の両側に位置する一対の第2コア部とを連ねた環状の閉磁路を形成しており、
該環状の閉磁路を形成する外周コアの開口側に位置する開口端部の少なくとも一部は、上記保持ケースによって覆われないコア表面部を形成しており、
上記外周コアにおいて少なくとも上記コア表面部を形成する部分における開口端面には、凹部又は凸部が当該外周コアの環状方向に沿って連続して形成してあり、
上記コア表面部は、上記絶縁固着樹脂によって覆われており、該コア表面部を覆う絶縁固着樹脂は、上記凹部又は凸部における内側面と外側面とに接触していることを特徴とする点火コイルにある(請求項1)。
また、外周コアには、一対の第1コア部と一対の第2コア部とを連ねた環状の閉磁路を形成したものを用いており、外周コアの開口側に位置する開口端部の少なくとも一部に、意図的に保持ケースによって覆われないコア表面部を形成している。そして、コア表面部を絶縁固着樹脂によって覆い、このコア表面部を覆う絶縁固着樹脂をコア表面部における内側面と外側面とに接触させている。
本発明において、上記点火コイルは、上記二次コイルの高電圧側巻線端部に接続される高電圧ターミナルを収容してエンジンのプラグホール内に配置される出力タワー部を、上記絶縁固着樹脂によって形成して、上記一次コイル及び二次コイルの軸方向に交差する外周方向へ突出させてなり、上記外周コアは、その開口側を上記出力タワー部の突出側に向けて配置してあり、上記コア表面部は、少なくとも上記第2コア部において上記出力タワー部の側に位置する上記開口端部に形成してあることが好ましい(請求項2)。
この場合には、高電圧ターミナルの絶縁を行う出力タワー部の側にコア表面部を形成し、絶縁固着樹脂によって最外殻ケースを構成することによって、点火コイルの絶縁性を高めることができる。
また、点火コイルにおいて、出力タワー部の側は、プラグホールの側に位置し、被水し易く水が溜り易い部分である。これに対し、出力タワー部の側に形成されたコア表面部を絶縁固着樹脂が覆っていることにより、点火コイル内部への水の浸入を効果的に防止することができる。
これにより、点火コイルの加熱時に各構成部品が膨張するとき、絶縁固着樹脂は、外周コアのコア表面部における内側面に押し付けられると共に凹部における外側面(又は凸部における内側面)に押し付けられる。一方、点火コイルの冷却時に各構成部品が収縮するとき、絶縁固着樹脂は、外周コアのコア表面部における外側面に押し付けられると共に凹部における内側面(又は凸部における外側面)に押し付けられる。これにより、点火コイル内部への水の浸入をより効果的に防止することができる。
なお、上記凹部又は凸部は、外周コアの環状方向に沿って、上記出力タワー部の側に位置する開口端面の全周又は一部に連続して形成することができる。
この場合には、保持ケースと絶縁固着樹脂との界面が形成され、最も水が浸入し易い部分を保護することができる。
本例の点火コイル1は、図1に示すごとく、熱可塑性樹脂からなる保持ケース3と熱硬化性樹脂からなる絶縁固着樹脂4とによって、一次コイル21、二次コイル22、中心コア23及び外周コア24を収容する最外殻ケースを構成している。
一次コイル21と二次コイル22とは、同一軸心状に内外周に重ねて配置されている。中心コア23は、軟磁性の磁性体から構成され、一次コイル21及び二次コイル22の内周側に配置されている。外周コア24は、軟磁性の磁性体から構成され、一次コイル21及び二次コイル22の外周側に配置されている。保持ケース3は、熱可塑性樹脂からなり、一次コイル21、二次コイル22、中心コア23及び外周コア24を保持するよう構成されている。絶縁固着樹脂4は、熱硬化性樹脂からなり、保持ケース3と共に一次コイル21、二次コイル22、中心コア23及び外周コア24を収容する最外殻ケースを構成する。
ここで、図1、図2は、点火コイル1の断面を示し、図3は、点火コイル1における各構成部品の配置を示す。図3においては、外周コア24を太線によって示し、他の構成部品を細線によって示す。
図4に示すごとく、本例の点火コイル1は、内燃機関としてのエンジンに用いるものであり、エンジン(シリンダヘッド81及びシリンダヘッドカバー82)のプラグホール83の外部に横置き状態(プラグホール83の軸方向に対して一次コイル21及び二次コイル22の軸方向Lを直交させた状態)で配置して用いるものである。本例の点火コイル1は、エンジンのプラグホール83内に配置したスパークプラグ7に装着すると共に、一次コイル21、二次コイル22、中心コア23、外周コア24等を配置したコイル本体部をプラグホール83の外部に横置き状態で配置して使用される。
一次コイル21は、中心コア23の外周に一次電線を直接巻回して形成してあり、二次コイル22は、一次コイル21の外周側において、樹脂製の二次スプール221に一次電線よりも細い二次電線を、一次電線よりも多い巻回数で巻回して形成してある。
本例の保持ケース3は、点火コイル1を外部機器と電気的に接続するためのコネクタ部32と、点火コイル1をエンジンに取り付けるための取付部33とを、外周コア24の外周側に配置した連結ケース部31によって連結して形成されている。連結ケース部31は、外周コア24の枠形状の外周側に配置する枠形状を有している。また、本例の点火コイル1は、一次コイル21及び二次コイル22の軸方向一方側にコネクタ部32を配置すると共に、一次コイル21及び二次コイル22の軸方向他方側に取付部33を配置してなる。
コネクタ部32は、イグナイタ27へのスイッチング信号を送信する導電ピン321、プラス電源を接続する導電ピン321、マイナス電源を接続する導電ピン321等を有している。取付部33は、エンジンに取り付けるためのボルトを挿通する貫通穴を形成してなる。
図5、図6は、外周コア24におけるコア表面部240を拡大して示す。図5に示すごとく、保持ケース3の取付部33側に位置する第2コア部24Bのプラグホール83の側の開口端部と、一対の第1コア部24Aのプラグホール83の側の開口端部とに形成されたコア表面部240は、絶縁固着樹脂4によって覆われている。このコア表面部240を覆う絶縁固着樹脂4は、取付部33側に位置する第2コア部24Bのコア表面部240における内側面241及び外側面242と、取付部33側に位置する第2コア部24Bのコア表面部240の凹部243における内側面245及び外側面246と、一対の第1コア部24Aのコア表面部240における内側面241及び外側面242と、一対の第1コア部24Aのコア表面部240の凹部243における内側面245及び外側面246とに接触している。
外周コア24を圧粉コアから形成することにより、上記凹部243又は凸部244を容易に形成することができる。
本例の点火コイルにおいては、保持ケース3における枠形状の連結ケース部31と、絶縁固着樹脂4によるコイルケース部41とによって、点火コイル1における最外殻ケースが形成されている。連結ケース部31は、外周コア24の開口方向の上側(出力タワー部42又はプラグホール83と反対側)の開口端面を覆っており、コイルケース部41は、連結ケース部31によって外周コア24が覆われた部分を除く残部を覆っている。
また、本例の絶縁固着樹脂4は、一次コイル21、二次コイル22、中心コア23、外周コア24、高電圧金具25、高電圧ターミナル26、イグナイタ27、ダイオード28等の各構成部品を、保持ケース3に対して絶縁を行った状態で固着している。
また、二次スプール221には、二次コイル22の高電圧側巻線端部を接続した高電圧金具25が設けてあり、この高電圧金具25は、高電圧ターミナル26と導通している。また、二次スプール221には、一次コイル21に通電を行う際に二次コイル22に生ずる電圧を一次コイル21のプラス電源側又はグラウンドへ逃がすためのダイオード28が設けてある。
保持ケース3は外周コア24よりも線膨張係数が大きく、絶縁固着樹脂4は、保持ケース3と外周コア24との間の線膨張係数を有している。具体的には、外周コア24を構成する軟磁性材料の線膨張係数は、11×10-6(1/K)であり、保持ケース3を構成する樹脂であるPBT(ポリブチレンテレフタレート)の線膨張係数は、42×10-6(1/K)であり、絶縁固着樹脂4を構成する熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂の線膨張係数は、22×10-6(1/K)である。
そして、充填した熱硬化性樹脂を硬化させて絶縁固着樹脂4とし、絶縁固着樹脂4によって、点火コイル1における各構成部品の絶縁固着を行うと共に、保持ケース3の連結ケース部31を除く部分の最外殻ケースを形成する。
また、成形型6は、真空ポンプを設けた真空槽内に配置して、キャビティ61内の真空引きができるよう構成することができる。そして、コイル組付体10を配置したキャビティ61内を真空ポンプによって真空状態にした後、このキャビティ61の残部に熱硬化性樹脂を充填することができる。また、成形型6のキャビティ61の残部に熱硬化性樹脂を充填した後には、成形型6を加熱すると共に二次コイル22に通電を行って発熱させてコイル組付体10を加熱することにより、熱硬化性樹脂を硬化させて、絶縁固着樹脂4とすることができる。
そして、コア表面部240を絶縁固着樹脂4によって覆い、このコア表面部240を覆う絶縁固着樹脂4をコア表面部240における内側面241及び外側面242と、コア表面部240における凹部243の内側面245及び外側面246とに接触させている。
これに対し、本例の点火コイル1においては、出力タワー部42の側に形成されたコア表面部240を絶縁固着樹脂4が覆い、コア表面部240の開口端面に凹部243が形成されていることにより、点火コイル1の内部への水の浸入を効果的に防止することができる。
コア表面部240に対して絶縁固着樹脂4が次のように作用する。すなわち、各構成部品が膨張するとき、絶縁固着樹脂4は、外周コア24のコア表面部240における内側面241に押し付けられると共に凸部244における内側面245に押し付けられる一方、各構成部品が収縮するとき、絶縁固着樹脂4は、外周コア24のコア表面部240における外側面242に押し付けられると共に凸部244における外側面246に押し付けられる。
10 コイル組付体
21 一次コイル
22 二次コイル
23 中心コア
24 外周コア
240 コア表面部
24A 第1コア部
24B 第2コア部
241 内側面
242 外側面
243 凹部
244 凸部
245 内側面
246 外側面
3 保持ケース
4 絶縁固着樹脂
42 出力タワー部
Claims (3)
- 内外周に重ねて配置した一次コイル及び二次コイルと、
該一次コイル及び二次コイルの内周側に配置した軟磁性の中心コアと、
上記一次コイル及び二次コイルの外周側に配置した軟磁性の外周コアと、
熱可塑性樹脂からなり、上記一次コイル、上記二次コイル、上記中心コア及び上記外周コアを保持する保持ケースと、
熱硬化性樹脂からなり、上記保持ケースと共に上記一次コイル、上記二次コイル、上記中心コア及び上記外周コアを収容する最外殻ケースを構成する絶縁固着樹脂とを備えており、
上記保持ケースは上記外周コアよりも線膨張係数が大きく、上記絶縁固着樹脂は、上記保持ケースと上記外周コアとの間の線膨張係数を有しており、
上記外周コアは、上記一次コイル、上記二次コイル及び上記中心コアに対する径方向の両側に位置する一対の第1コア部と、上記一次コイル、上記二次コイル及び上記中心コアに対する軸方向の両側に位置する一対の第2コア部とを連ねた環状の閉磁路を形成しており、
該環状の閉磁路を形成する外周コアの開口側に位置する開口端部の少なくとも一部は、上記保持ケースによって覆われないコア表面部を形成しており、
上記外周コアにおいて少なくとも上記コア表面部を形成する部分における開口端面には、凹部又は凸部が当該外周コアの環状方向に沿って連続して形成してあり、
上記コア表面部は、上記絶縁固着樹脂によって覆われており、該コア表面部を覆う絶縁固着樹脂は、上記凹部又は凸部における内側面と外側面とに接触していることを特徴とする点火コイル。 - 請求項1に記載の点火コイルにおいて、上記点火コイルは、上記二次コイルの高電圧側巻線端部に接続される高電圧ターミナルを収容してエンジンのプラグホール内に配置される出力タワー部を、上記絶縁固着樹脂によって形成して、上記一次コイル及び二次コイルの軸方向に交差する外周方向へ突出させてなり、
上記外周コアは、その開口側を上記出力タワー部の突出側に向けて配置してあり、
上記コア表面部は、少なくとも上記第2コア部において上記出力タワー部の側に位置する上記開口端部に形成してあることを特徴とする点火コイル。 - 請求項1又は2に記載の点火コイルにおいて、上記点火コイルは、上記一対の第2コア部のうちの一方の第2コア部の軸方向外側に、上記一次コイルへの通電及びその遮断を行うためのスイッチング制御回路を備えたイグナイタを配置してなり、
上記コア表面部は、上記一対の第2コア部のうちの他方の第2コア部における上記開口端部に形成してあることを特徴とする点火コイル。
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