JP5957869B2 - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室に配設するスパークプラグからスパークを発生させるために用いる内燃機関用点火コイルに関する。

エンジン等の内燃機関に用いる点火コイルは、一次コイルと、一次コイルへの通電を遮断したときに誘導起電力を発生させる二次コイルとを同心状に内外周に重ねて配置し、一次コイル及び二次コイルの中心側に、軟磁性材料からなる中心コアを配置し、一次コイル及び二次コイルの外周側に、軟磁性材料からなる外周コアを配置している。そして、一次コイル、二次コイル、中心コア、外周コア等をケース内に配置し、このケース内の隙間をエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂によって充填して、この熱硬化性樹脂によって、一次コイル、二次コイル、中心コア、外周コア等の絶縁及び固着を行っている。
また、一次コイル、二次コイル、中心コア、外周コア等の各構成部品は、適宜位置決めを行ってケース内に配置されている。
例えば、特許文献１の点火コイルは、ハウジング内に樹脂絶縁材を注入する際に、中心コア部の位置ずれの発生を抑制するため、中心コア部を押圧する位置決めキャップを備えている。

特開２００３−３３２１５１号公報

従来の点火コイルにおいては、ケース内に配置する構成部品について、組付のしやすさと、組付時の位置決めの正確性とを両立させることが困難である。組付をしやすくするためには、ケース内に構成部品を組み付ける際の隙間設定を大きくしたい一方、位置決め精度を高めるためには、隙間設定をある程度小さくする必要がある。
例えば、ケースの上部に配置する外周コアの位置決めを行う際には、ケースの各内壁に設けた複数の突起部の間に外周コアを嵌入している。しかしながら、複数の突起部同士の間の距離によって決まる位置決め精度を向上させるためには、構成部品各々とケースの成形精度を向上させる必要がある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、ヘッドケースに対する構成部品の組付性及び位置決め性を向上させることができる内燃機関用点火コイルを提供しようとして得られたものである。

本発明は、内燃機関のプラグホールの外部に配置されるヘッドケース内に、同心状に内外周に重なって位置する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位置する中心コアと、上記一次コイル及び二次コイルの外周側に位置する外周コアとが収容された内燃機関用点火コイルにおいて、
上記ヘッドケースには、カバーが取り付けられており、
該カバーにおける内壁面には、上記ヘッドケースの上記プラグホールとは反対側に位置する開口側に直交する内方に突出し、上記外周コアを上記開口側に直交する外方から位置決めするためのカバー突起部が形成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルにある（請求項１）。

上記内燃機関用点火コイルにおいては、ヘッドケースに取り付けるカバーを利用することにより、ヘッドケースの内部に配置する構成部品の位置決めを行う。
具体的には、カバーにおける内壁面には、構成部品の位置決めを行うためのカバー突起部が形成されている。このカバー突起部は、ヘッドケースの内部に配置された構成部品を、ヘッドケースの開口側に直交する側方から位置決めする。そして、ヘッドケース内に構成部品が配置された後、ヘッドケースにカバーを取り付けるときに、カバーのカバー突起部によって構成部品の位置決めをすることができる。これにより、構成部品の位置決めを安定して行うことができる。
また、カバーが取り付けられていないヘッドケースに構成部品を予め組み付けておくことができ、この構成部品の組付を容易に行うことができる。

また、ヘッドケースとは別体のカバーにカバー突起部を設けることにより、カバー突起部の成形精度を向上させることができる。そして、カバー突起部が構成部品を位置決めする隙間設定を、小さな寸法から大きな寸法まで広い範囲で設定することができる。これにより、適切な位置決め精度を確保することができ、ヘッドケースにおける構成部品の正確な位置決めを行うことができる。
それ故、上記内燃機関用点火コイルによれば、ヘッドケースに対する構成部品の組付性及び位置決め性を向上させることができる。

実施例１にかかる、熱硬化性樹脂を充填する前の内燃機関用点火コイルを示す平面図。 実施例１にかかる、ヘッドケースに取り付けられたカバーの周辺を側方から見た状態で示す断面図。 実施例１にかかる、ヘッドケース内に各構成部品を組み付けた内燃機関用点火コイルを、側方から見た状態で示す断面図。 実施例１にかかる、外周コア等が組み付けられたヘッドケースに、カバーを取り付ける状態を示す斜視図。 実施例１にかかる、外周コア等が組み付けられたヘッドケースに、カバーが取り付けられた状態を示す斜視図。 実施例１にかかる、カバーを、カバー突起部が形成された内壁面の側から見た状態で示す斜視図。 実施例２にかかる、カバーを、カバー突起部が形成された内壁面の側から見た状態で示す斜視図。 実施例２にかかる、ヘッドケースに取り付けられたカバーの周辺を側方から見た状態で示す断面図。 実施例２にかかる、ヘッドケースに外周コア等を組み付ける状態における、カバーの周辺を側方から見た状態で示す断面図。 実施例２にかかる、ヘッドケースに取り付けられたカバーの周辺を側方から見た状態で示す断面図。

上述した内燃機関用点火コイルにおける好ましい実施の形態につき説明する。
上記内燃機関用点火コイルにおいて、上記構成部品の位置決めは、カバー突起部が構成部品を押圧する状態、カバー突起部と構成部品とが面位置になる状態、カバー突起部が構成部品から若干離れた状態のいずれの状態で行うこともできる。これらの状態は、カバー及び構成部品の製造時の寸法公差の範囲内で変わることになる。

また、上記内燃機関用点火コイルにおいては、上記ヘッドケース内には、同心状に内外周に重なって位置する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位置する中心コアと、上記一次コイル及び二次コイルの外周側に位置する外周コアとが配置されており、上記カバー突起部によって位置決めする構成部品は、上記外周コアである。
この場合には、ヘッドケースに対する外周コアの組付性及び位置決め性を向上させることができる。
カバー突起部によって位置決めする構成部品は、外周コアとする以外にも、例えば、一次コイルが巻回された一次スプール、二次コイルが巻回された二次スプール等とすることもできる。

また、上記ヘッドケースにおいて、上記カバーが取り付けられた壁部とは反対側の壁部の内壁面には、ケース突起部が形成されており、上記カバーが上記ヘッドケースに取り付けられた状態において、上記カバー突起部と上記ケース突起部とによって上記外周コアの位置決めが行われていてもよい（請求項４）。
この場合には、ヘッドケースにカバーを取り付ける際に、カバー突起部とケース突起部とによって外周コアの位置決めを行うことができる。これにより、外周コアの位置決めを一層正確に行うことができる。

また、上記ヘッドケースには、上記プラグホールの内部と連通される換気通路が形成されており、上記カバーは、上記換気通路の開口部を覆う防水カバーであってもよい（請求項５）。
この場合には、カバーによって、防水機能と、構成部品の位置決め機能とを容易に兼ねることができ、小型で安価な点火コイルを形成することができる。
なお、換気通路は、防水カバーに形成されていてもよい。

以下に、上記内燃機関用点火コイルにかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
図１には、熱硬化性樹脂６を充填する前の内燃機関用点火コイル１（以下、単に点火コイル１という。）を示す。図２は、ヘッドケース３に取り付けられたカバー４の周辺を側方から見た断面で示す。
各図に示すごとく、点火コイル１は、内燃機関（エンジン）８のプラグホール８０の外部に配置されるヘッドケース３内に、複数の構成部品２１〜２７を収容して構成されている。ヘッドケース３には、プラグホール８０の内部と連通された換気通路３０が形成されており、換気通路３０の開口部３３２は、ヘッドケース３に取り付けられたカバー４によって覆われている。
カバー４における内壁面には、複数の構成部品２１〜２７のうち、ヘッドケース３の内部に配置されたいずれかの構成部品である外周コア２４を、ヘッドケース３の開口側に直交する側方から位置決めするためのカバー突起部４１が形成されている。

以下に、本例の点火コイル１につき、図１〜図６を参照して詳説する。
図３は、ヘッドケース３内に、各構成部品２１〜２７を組み付けた状態を、側方から見た断面で示す。
同図に示すごとく、本例の点火コイル１は、ヘッドケース３内に、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア２３、外周コア２４等の構成部品を配置して形成されている。
ヘッドケース３内において、一次コイル２１及び二次コイル２２は、同心状に内外周に重なって配置されており、中心コア２３は、一次コイル２１及び二次コイル２２の内周側に配置されており、外周コア２４は、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。

一次コイル２１は、一次電線（マグネットワイヤ）によって形成されている。二次コイル２２は、樹脂からなる二次スプール２５の外周に巻回された、一次電線よりも細い二次電線（マグネットワイヤ）によって形成されている。二次コイル２２は、一次コイル２１の外周側に配置されている。
中心コア２３は、軟磁性材料からなる多数の電磁鋼板を積層して形成されている。なお、中心コア２３は、軟磁性粉体を圧縮成形して形成することもできる。外周コア２４は、軟磁性材料からなる多数の電磁鋼板を積層して形成されている。なお、外周コア２４は、軟磁性粉体を圧縮成形して形成することもできる。

図３に示すごとく、ヘッドケース３内には、一次コイル２１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２７が配置されている。本例の二次スプール２５は、イグナイタ２７、中心コア２３、一次コイル２１及び二次コイル２２を、位置決めを行ってヘッドケース３内に収容するよう構成されている。
コネクタ部２６は、イグナイタ２７を点火コイル１の外部に配線する部分であり、コネクタ部２６には、イグナイタ２７から引き出された導体ピンと接合する導体ピンが設けられている。
本例の一次コイル２１は、中心コア２３の外周に配置されている。一次コイル２１は、中心コア２３の外周に巻回して形成することができる。また、一次コイル２１は、樹脂からなる一次スプールの外周に巻回して形成することもできる。

図１に示すごとく、外周コア２４は、一次コイル２１、二次コイル２２及び中心コア２３の外周側に位置する一対の外周側部分２４３と、一次コイル２１、二次コイル２２及び中心コア２３の軸方向の両側に位置する一対の軸方向部分２４４とを互いに連結して、四角環形状に形成されている。
図２に示すごとく、ヘッドケース３は、外周コア２４の形状に合わせて、略四角形状に形成されており、上端側に、ヘッドケース３及び円筒ケース部内に充填する熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）６を注入するための開口部３７を有している。熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）６は、位置決めが行われた一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア２３、外周コア２４等を、絶縁を行ってヘッドケース３内に固着する。

図２に示すごとく、ヘッドケース３の下端部には、プラグホール８０の開口部８１を封止するシールラバー５が外装されている。シールラバー５は、エンジン８におけるプラグホール８０の開口部８１に取り付けて、開口部８１とヘッドケース３との間に形成された隙間を封止する。
シールラバー５は、プラグホール８０の内部に取り付けられたスパークプラグに装着されるゴムキャップと一体化して形成することができる。なお、図３は、ゴムキャップと一体化されたシールラバー５を装着する場合のヘッドケース３について示す。ヘッドケース３の下方には、二次コイル２２の高電圧側巻線端部に繋がるターミナル等が配置されている。

図２に示すごとく、本例の換気通路３０は、ヘッドケース３とシールラバー５との間に形成されている。換気通路３０は、柱部３３の呼吸口３３１と、ヘッドケース３の下部に形成された溝部３０１と、シールラバー５の上部及び内周側に形成された溝部５０とによって、プラグホール８０を大気に開放するよう構成されている。換気通路３０の開口部３３２は、柱部３３の呼吸口３３１の上端開口部として形成されている。
図１に示すごとく、ヘッドケース３には、点火コイル１をエンジンに取り付けるためのフランジ部３６が形成されている。点火コイル１は、エンジン８のプラグホール８０内に取り付けたスパークプラグに装着される。

図４は、外周コア２４等が組み付けられたヘッドケース３に、カバー４を取り付ける状態を示す。図５は、外周コア２４等が組み付けられたヘッドケース３に、カバー４が取り付けられた状態を示す。
各図に示すごとく、ヘッドケース３においてカバー４を取り付ける壁部３１には、壁部３１の一部が外方へ突出してなる柱部３３と、柱部３３の左右両側において、壁部３１の一部を上端から切り欠いてなる切欠部３４とが形成されている。柱部３３には、プラグホール８０を大気に開放するための呼吸口３３１が形成されている。
ヘッドケース３の壁部３１の外壁面と、カバー４の内壁面とには、柱部３３の呼吸口３３１に水が浸入しにくくするためのリブ３５，４３がそれぞれ形成されている。

図６は、カバー４を、カバー突起部４１が形成された内壁面の側から見た状態で示す。
同図に示すごとく、カバー突起部４１は、カバー４の左右両側に設けられた係合部４２の内壁面において、内方に突出して一対に形成されている。カバー突起部４１は、プラグホール８０の軸方向と平行になる上下方向に沿って、長尺状に形成されている。カバー突起部４１の下端部の内側面には、外周コア２４の他方側面２４２に当接して、この他方側面２４２とヘッドケース３の壁部３１との間の隙間へ、カバー突起部４１を案内するためのテーパ面４１１が形成されている（図２参照）。
また、カバー４の左右両側には、ヘッドケース３に形成された切欠部３４に係合する係合部４２が形成されている。係合部４２は、切欠部３４の側縁部を挟み込む一対の挟持部４２１によって形成されている。

ヘッドケース３及びカバー４は、それぞれ熱可塑性樹脂から形成されている。
図１、図４、図５に示すごとく、ヘッドケース３において、カバー４が取り付けられた壁部３１とは反対側の壁部３１の内壁面には、ケース突起部３２Ａが形成されている。本例のケース突起部３２Ａは、ヘッドケース３の内壁面において、外周コア２４の一方側面２４１の磁化方向（環形状に伸びる方向）の複数箇所に対向する位置に形成されている。

図３に示すごとく、ヘッドケース３の内壁面には、外周コア２４を下方から受ける受部３８が形成されている。本例の受部３８は、ケース突起部３２から連続して形成されている。
また、ヘッドケース３において、カバー４が取り付けられた壁部３１とその反対側の壁部３１とが向き合う方向に直交する方向においては、ヘッドケース３の壁部３１の内壁面に形成されたケース突起部３２Ｂと、コネクタ部２６の係合部２６１とによって位置決めがなされる。コネクタ部２６の係合部２６１は、カバー４の左右両側に形成された係合部４２と同様の構造を有している。

点火コイル１を製造するに当たっては、二次スプール２５とコネクタ部２６とを組み付けるとともに、二次スプール２５に対して、中心コア２３、一次コイル２１、外周コア２４、イグナイタ２７等を組み付ける。この際、二次コイル２２は、二次スプール２５の外周に予め巻回しておく。
そして、図４に示すごとく、この一次コイル２１、二次コイル２２、二次スプール２５、中心コア２３、外周コア２４、イグナイタ２７が組み付けられた仮組体を、ヘッドケース３内に配置する。このとき、外周コア２４が、ヘッドケース３の内壁面に形成されたケース突起部３２Ａ，３２Ｂによって所定の位置にガイドされる（図１参照）。

そして、図４に示すごとく、ヘッドケース３に対してカバー４を取り付ける。カバー４は、その係合部４２における一対の挟持部４２１をヘッドケース３の切欠部３４へ上方から係合させる。このとき、カバー４のカバー突起部４１が外周コア２４の他方側面２４２と対面する。そして、カバー４及び外周コア２４に生じた製造時の寸法公差によって、カバー突起部４１が外周コア２４の他方側面２４２を押圧する状態、カバー突起部４１と外周コア２４とが面位置になる状態、又はカバー突起部４１が外周コア２４から若干離れた状態が形成される。
また、上記押圧状態が形成される場合には、外周コア２４の一方側面２４１がケース突起部３２によって受け止められた状態で、外周コア２４の他方側面２４２がカバー突起部４１によって押圧され、外周コア２４をヘッドケース３における規定位置へ移動させることができる。この場合であっても、外周コア２４を先にヘッドケース３内に配置しているので、ケース突起部３２が削り取られることはない。そして、削り取られるのはカバー突起部４１のみとなり、削り取られた樹脂としての異物の発生を抑制することができる。

こうして、ヘッドケース３のケース突起部３２Ａ，３２Ｂ、カバー４のカバー突起部４１及びコネクタ部２６の係合部２６１によって、ヘッドケース３における規定位置に外周コア２４が位置決めされる。
その後、図２、図３に示すごとく、ヘッドケース３内の隙間内には、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）６が充填・硬化され、一次コイル２１、二次コイル２２、二次スプール２５、中心コア２３、外周コア２４、イグナイタ２７等が、ヘッドケース３内に絶縁を行った状態で固着される。

本例の内燃機関用点火コイル１においては、ヘッドケース３に取り付けるカバー４を利用することにより、ヘッドケース３の内部に配置する外周コア２４の位置決めを行う。
具体的には、カバー４における内壁面には、外周コア２４の位置決めを行うための一対のカバー突起部４１が形成されている。そして、ヘッドケース３内に外周コア２４が配置された後、ヘッドケース３にカバー４を取り付けるときには、カバー４のカバー突起部４１によって外周コア２４を位置決めすることができる。これにより、外周コア２４の位置決めを安定して行うことができる。
また、カバー４が取り付けられていないヘッドケース３に外周コア２４を予め組み付けておくことができ、この外周コア２４の組付を容易に行うことができる。

また、ヘッドケース３とは別体のカバー４にカバー突起部４１を設けることにより、ヘッドケース３の変形等による成形精度の悪化を緩和させることができる。そして、カバー突起部４１が外周コア２４を位置決めする隙間の設定値を、小さな寸法から大きな寸法まで広い範囲で設定することができる。これにより、外周コア２４の位置決めに必要な適切な位置決め精度を確保することができ、ヘッドケース３における外周コア２４の正確な位置決めを行うことができる。
そして、別体のカバー４を後から取り付けることと、適切な位置決め寸法を設定できることとにより、外周コア２４によってカバー突起部４１の一部が削り取られることを最小限に抑えることができ、削り取られた樹脂としての異物の発生を極力抑えることができる。
それ故、本例の点火コイル１によれば、ヘッドケース３に対する外周コア２４の組付性及び位置決め性を向上させることができる。

（実施例２）
本例は、カバー４に設けるカバー突起部４１の形状が、上記実施例１のカバー突起部４１と異なる例を示す。
図７、図８に示すごとく、カバー突起部４１は、ヘッドケース３の側方から外周コア２４を位置決めする側方突起部分４１２と、この側方突起部分４１２の上端部において、ヘッドケース３の開口側（上方）から外周コア２４を位置決めする上方突起部分４１３とを有している。上方突起部分４１３は、外周コア２４の浮き上がりを抑制するものである。このカバー突起部４１によれば、ヘッドケース３内における外周コア２４の位置決めをより正確に行うことができる。

また、図９、図１０に示すごとく、カバー４は、ヘッドケース３に上記仮組体（二次スプール２５に、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア２３、外周コア２４、イグナイタ２７が組み付けられたもの）を組み付ける前に、予めヘッドケース３に取り付けておくこともできる。この場合、カバー突起部４１には、弾性変形可能であるとともに外周コア２４の浮き上がり抑制を行う弾性変形部４１４を形成することができる。カバー突起部４１において、弾性変形部４１４の形成位置には、弾性変形部４１４を収容可能な凹部４１５が形成されている。

そして、外周コア２４を含む仮組体をヘッドケース３内に組み付ける際には、外周コア２４によって、カバー突起部４１の弾性変形部４１４を凹部４１５に収容して変形させながら、側方突起部分４１２が外周コア２４の他方側面２４２に接触する。その後、外周コア２４が規定位置まで押し下げられると、弾性変形部４１４の弾性変形が復帰する。この場合には、カバー突起部４１によって、外周コア２４の位置決めと外周コア２４の浮き上がり抑制とを行うことができる。
本例においても、点火コイル１のその他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

１ 内燃機関用点火コイル
２１ 一次コイル
２２ 二次コイル
２３ 中心コア
２４ 外周コア
３ ヘッドケース
３０ 換気通路
３１ 壁部
３２Ａ，３２Ｂ ケース突起部
４ カバー
４１ カバー突起部

Claims (5)

1. 内燃機関のプラグホールの外部に配置されるヘッドケース内に、同心状に内外周に重なって位置する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位置する中心コアと、上記一次コイル及び二次コイルの外周側に位置する外周コアとが収容された内燃機関用点火コイルにおいて、
   上記ヘッドケースには、カバーが取り付けられており、
   該カバーにおける内壁面には、上記ヘッドケースの上記プラグホールとは反対側に位置する開口側に直交する内方に突出し、上記外周コアを上記開口側に直交する外方から位置決めするためのカバー突起部が形成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 請求項１に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、上記ヘッドケース内における、上記外周コアの外側には、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が配置されており、
   上記ヘッドケースには、上記イグナイタを上記点火コイルの外部に配線するためのコネクタ部が設けられており、
   上記カバーは、上記コネクタ部とは別に上記ヘッドケースに取り付けられて、該ヘッドケースにおける、上記プラグホールの内部と外部との換気を行う部分を覆うものであることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
3. 請求項１又は２に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、上記カバー突起部は、上記プラグホールの軸方向と平行になる方向に沿って長尺状に形成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、上記ヘッドケースにおいて、上記カバーが取り付けられた壁部とは反対側の壁部の内壁面には、ケース突起部が形成されており、
   上記カバーが上記ヘッドケースに取り付けられた状態において、上記カバー突起部と上記ケース突起部とによって上記外周コアの位置決めが行われていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、上記ヘッドケースには、上記プラグホールの内部と連通される換気通路が形成されており、
   上記カバーは、上記換気通路の開口部を覆う防水カバーであることを特徴とする内燃機関用点火コイル。

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