JP6028686B2 - 内燃機関用点火コイルのイグナイタ接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関用点火コイルにおいてイグナイタの端子を接合する構造に関する。

内燃機関に用いられる点火コイルにおいては、イグナイタが用いられており、イグナイタには、一次コイルに通電する電流を遮断して、二次コイルに誘導起電力を発生させるためのスイッチング素子が内包されている。イグナイタにおいては、スイッチング素子等から複数のイグナイタ端子が引き出されており、複数のイグナイタ端子は、点火コイルを外部に接続するためのコネクタ部に設けられた複数のコネクタ端子と、抵抗溶接、はんだ付け等を行って接合されている。
例えば、特許文献１の点火コイルにおいては、コネクタ部にインサート成形された導体ピン（コネクタ端子）と、イグナイタから引き出された導体ピン（イグナイタ端子）とが、抵抗溶接、はんだ付け等を行って接合されている。

特許第５０１２７５３号公報

ところで、コネクタ端子及びイグナイタ端子は、導体層が銅材料等によって構成されている。そして、導体層の酸化防止を図るために、種々のめっき層が導体層の表面に形成されている。
これらの端子間の接合には、はんだ付けや抵抗溶接が用いられている。抵抗溶接は、はんだ付けよりも接合周囲への熱影響が少なく、小型化、生産性に優れることより、多用されるようになった。はんだ付けの場合には、端子の導体層を溶かすことなく接合ができるため、生産性が悪化することはなかった。一方、抵抗溶接の場合には、めっき層と導体層の融点の違いが、生産性に影響することが多くなった。

例えば、端子の導体層が銅（融点：１０８４．５℃）からなり、めっき層が電気ニッケルめっき（融点：１４５０℃）からなる場合のように、導体層よりもめっき層の融点が高い場合には、安定した抵抗溶接が困難になる。そのため、コネクタ端子とイグナイタ端子とを抵抗溶接によって接合する場合には、素地としての導体層を露出させるために、接合部分のめっき層を除去しなければならず、めっき層を除去するための設備が必要になる。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、めっき層を除去する加工を省略して、イグナイタ端子とコネクタ端子とを安定して接合することができる内燃機関用点火コイルのイグナイタ接合構造を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、内燃機関用点火コイルにおいて、スイッチング素子を内包するイグナイタから引き出された複数のイグナイタ端子と、外部と接続するためのコネクタ部に設けられた複数のコネクタ端子とを、上記複数のイグナイタ端子が並ぶ方向に対する直交方向において接合する構造において、
上記複数のイグナイタ端子は、板形状の導体層の両表面にめっき層が形成された板金から切り抜かれ、該切り抜かれた部位に生ずる破断面が、上記直交方向に位置するよう向きを変えられて変形されており、
上記各イグナイタ端子は、上記破断面によって上記各コネクタ端子に接合されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルのイグナイタ接合構造にある。

上記内燃機関用点火コイルのイグナイタ接合構造においては、表裏両面にめっき層を有する板金からイグナイタ端子を打ち抜く際に形成される破断面を利用して、複数のイグナイタ端子と複数のコネクタ端子とを接合している。
板金から複数のイグナイタ端子を切り抜いたときには、各イグナイタ端子における破断面は、複数のイグナイタ端子が並ぶ方向に位置する側面に形成される。そして、この各イグナイタ端子を向きを変えるよう変形させて、その破断面を、各コネクタ端子との接合を行う方向である、複数のイグナイタ端子が並ぶ方向に対する直交方向に位置させる。こうして、各イグナイタ端子の側面における破断面と各コネクタ端子とを対向させることができる。そして、この対向部分に抵抗溶接等を行って、各イグナイタ端子と各コネクタ端子とを接合する。この接合を行う際には、破断面には導体層が露出していることより、めっき層を除去する加工を行う必要がない。

それ故、上記内燃機関用点火コイルのイグナイタ接合構造によれば、めっき層を除去する加工を省略して、イグナイタ端子とコネクタ端子とを安定して接合することができる。

実施例１にかかる、イグナイタ接合構造を示す斜視図。 実施例１にかかる、イグナイタ接合構造を有する点火コイルを示す断面図。 実施例１にかかる、イグナイタ端子を形成するための板金を示す斜視図。 実施例１にかかる、板金から打ち抜かれた複数のイグナイタ端子を示す斜視図。 実施例１にかかる、９０°捻られて成形された複数のイグナイタ端子を示す斜視図。 実施例１にかかる、イグナイタ接合構造を示す断面図。 実施例１にかかる、他のイグナイタ接合構造を示す斜視図。 実施例２にかかる、イグナイタ接合構造を示す斜視図。 実施例２にかかる、他のイグナイタ接合構造を示す斜視図。 実施例２にかかる、他のイグナイタ接合構造を示す斜視図。 従来例にかかる、イグナイタ接合構造を示す断面図。

上述した内燃機関用点火コイルのイグナイタ接合構造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のイグナイタ接合構造において、上記破断面は、切断、打抜等によって形成される面であり、せん断面又は切断面ということもできる。
また、上記各イグナイタ端子は、上記板金から切り抜かれた後に捻られており、上記破断面によって形成された側面が、上記直交方向に位置して、上記各コネクタ端子と接合されていてもよい。
この場合には、複数のイグナイタ端子の成形が容易であり、各イグナイタ端子の破断面が各コネクタ端子と対向する状態を容易に形成することができる。

また、上記複数のイグナイタ端子は、上記側面同士の間の幅が、上記めっき層を有する表面同士の間の厚みよりも大きくなっており、かつ、上記複数のイグナイタ端子の少なくともいずれかは、先端側部分が上記厚みの方向に折り曲げられて、該先端側部分同士の間の間隔が基端側部分同士の間の間隔よりも広くなっていてもよい。
この場合には、各イグナイタ端子を厚みの方向に折り曲げることにより、この折り曲げに要する動力を低減することができる。また、各イグナイタ端子の先端側部分同士の間に形成する作業用スペースを大きくすることができる。

以下に、内燃機関用点火コイル（以下、単に点火コイルという。）のイグナイタ接合構造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）
本例のイグナイタ接合構造１は、図１、図２に示すごとく、点火コイル６において、スイッチング素子２１１を内包するイグナイタ２から引き出された複数のイグナイタ端子３と、点火コイル１を外部と接続するためのコネクタ部４に設けられた複数のコネクタ端子５（接続端子５）とを、複数のイグナイタ端子３の並び方向Ａに対する直交方向Ｂにおいて接合するものである。
複数のイグナイタ端子３は、図３〜図５に示すごとく、板形状の導体層３０１と導体層３０１の両表面３４に設けられためっき層３０２とを有する板金３０から切り抜かれ、この切り抜かれた部位に生ずる破断面３０３が、並び方向Ａに位置する状態から、直交方向Ｂに位置するよう９０°向きを変えられて変形されている。複数のイグナイタ端子３は、図１に示すごとく、破断面３０３を介して複数のコネクタ端子５に接合されている。図１においては、破断面３０３をハッチングによって示す。

以下に、本例の点火コイル６のイグナイタ接合構造１につき、図１〜図６を参照して詳説する。
図２に示すごとく、点火コイル６は、樹脂製のケース６０内に、一次電圧を印加する一次コイル６１と、誘導起電力を発生させる二次コイル６２とを配置して構成されている。一次コイル６１及び二次コイル６２に対する内周側には、磁性体からなる中心コア６３が配置されており、一次コイル６１及び二次コイル６２に対する外周側には、磁性体からなる外周コア６４が配置されている。
一次コイル６１は、イグナイタ２のスイッチング素子２１１によって一次電圧を印加するコイルであり、中心コア６３の外周に巻回されている。二次コイル６２は、一次コイル６１への一次電圧の印加を遮断したときに誘導起電力を発生させるコイルであり、樹脂製の２次ボビン６２１に巻回されている。一次コイル６１と二次コイル６２とは、同軸状に内外周に重ねて配置されている。また、ケース６０内の隙間は、絶縁性を有する熱硬化性樹脂６５によって埋められている。

コネクタ部４は、樹脂製のコネクタケース４１内に、導電性を有するコネクタ端子５を配置して形成されている。コネクタケース４１は、外周コア６４、又は中心コア６３を保持するホルダ６３１に対して設けられている。一次コイル６１、二次コイル６２、中心コア６３及び外周コア６４は、ケース６０における奥側に配置されており、コネクタ部４及びイグナイタ２は、ケース６０における開口側に配置されている。
イグナイタ端子３及びコネクタ端子５には、一次コイル６１への通電が行われる端子、電源と接続される端子、グラウンドと接続される端子、信号線が接続される端子等がある。図１、図３に示すごとく、複数のイグナイタ端子３は、イグナイタ２における並び方向Ａ（一方向）に整列して配置されている。複数のイグナイタ端子３は、１枚の板金３０からプレス加工によって打ち抜かれて形成されている。なお、複数のイグナイタ端子３は、種々の刃物によって１枚の板金３０から切断されて形成されていてもよい。
また、イグナイタ端子３の導体層３０１は、銅材料からなり、めっき層３０２は、電気Ｎｉめっき材料からなる。

図２に示すごとく、イグナイタ２は、スイッチング素子２１１をモールド樹脂内に内包する板形状のイグナイタ本体部２１を有しており、各イグナイタ端子３は、イグナイタ本体部２１から引き出されている。
図１、図３に示すごとく、複数のイグナイタ端子３を形成する１枚の板金３０の厚み方向Ｔは、イグナイタ２の板厚方向ｔと一致している。コネクタ部４における複数のコネクタ端子５は、イグナイタ２の板厚方向ｔから複数のイグナイタ端子３に対向して配置される。

各イグナイタ端子３は、１枚の板金３０から打ち抜かれるときに、長方形の断面を有する棒形状に形成される。このとき、打抜き加工を行う打抜刃が通過する位置に破断面３０３が形成される。各イグナイタ端子３における破断面３０３は、複数のイグナイタ端子３の並び方向Ａに位置する一対の側面３３と、イグナイタ本体部２１から最も離れた先端面３５とに形成される。なお、先端面３５は、打抜刃等によって形成された破断面３０３ではなく、めっき層３０２が予め設けられていない端面、あるいはめっき層３０２が形成されたままの端面とすることもできる。

図１に示すごとく、複数のイグナイタ端子３は、板金３０から打ち抜かれた後に、９０°捻られて破断面３０３によって形成された側面３３が、並び方向Ａに対する直交方向Ｂに位置している。各イグナイタ端子３は、イグナイタ本体部２１の外部において、各イグナイタ端子３が延びる方向の途中の位置において９０°捻られている。複数のイグナイタ端子３は、イグナイタ本体部２１にできるだけ近い位置において９０°捻られている。そして、各イグナイタ端子３において捻られていない部分である基端側部分３１の一対の側面３３は、並び方向Ａに位置しており、各イグナイタ端子３において捻られた部分である先端側部分３２の一対の側面３３は、並び方向Ａに対する直交方向Ｂに位置している。

各コネクタ端子５は、各イグナイタ端子３と対向する部分に、抵抗溶接を行う際の電気抵抗の集中箇所となるプロジェクション形状（凸形状）５１を有している。各コネクタ端子５は、コネクタ部４の内部において、コネクタ部４の挿入方向に平行に形成されており、コネクタ部４の外部において、９０°折り曲げられて形成されている。プロジェクション形状５１は、各コネクタ端子５の一部を変形させて形成されている。また、各コネクタ端子５のプロジェクション形状５１は、各イグナイタ端子３における先端側部分３２の側面３３を形成する破断面３０３に対面される。

図１１には、従来のイグナイタ接合構造９を断面によって示す。同図に示すごとく、従来のイグナイタ接合構造９においては、各イグナイタ端子９３が捻られておらず、各コネクタ端子９５の幅方向Ｗ’と各イグナイタ端子９３の幅方向Ｗとが一致している。この場合には、各コネクタ端子９５と各イグナイタ端子９３との間に、幅方向Ｗ’における中心位置のずれが生じると、コネクタ端子９５に対して、このコネクタ端子９５と対向するイグナイタ端子９３に隣接するイグナイタ端子９３が接近することになる。同図において、コネクタ端子９５と隣接するイグナイタ端子９３との絶縁距離を符号Ｘ’によって示す。
そのため、幅方向Ｗ’における中心位置のずれが生じたときには、絶縁距離Ｘ’が小さくなるため、イグナイタとコネクタ部との組付精度を厳しくする必要がある。

図６には、本例のイグナイタ接合構造１を断面によって示す。同図に示すごとく、各イグナイタ端子３は、破断面３０３によって形成される一対の側面３３同士の間の幅が、めっき層３０２を有する一対の表面３４同士の間の厚みよりも大きくなっている。各イグナイタ端子３においては、破断面３０３によって形成される一対の側面３３間の方向を幅方向Ｗといい、めっき層３０２を有する一対の表面３４間の方向を厚み方向Ｔという。
また、各コネクタ端子５は、長方形の断面を有する棒形状に形成されている。各コネクタ端子５については、各コネクタ端子５同士が並ぶ方向を幅方向Ｗ’といい、この幅方向Ｗ’に直交する方向を厚み方向Ｔ’という。各コネクタ端子５は、長方形の長辺部によって幅方向Ｗ’が形成され、長方形の短辺部によって厚み方向Ｔ’が形成される。

同図に示すごとく、本例のイグナイタ接合構造１においては、各コネクタ端子５と各イグナイタ端子３とが対向する位置の断面においては、各イグナイタ端子３が９０°捻られていることにより、各コネクタ端子５の幅方向Ｗ’と各イグナイタ端子３の幅方向Ｗとが９０°異なった状態になっている。そして、各イグナイタ端子３は、各コネクタ端子５に対して直角になる状態で接触している。
本例においては、各イグナイタ端子３の並び方向Ａにおいて、各コネクタ端子５と各イグナイタ端子３との間に、幅方向Ｗ’における中心位置のずれが生じたときでも、各コネクタ端子５に対して各イグナイタ端子３を安定して対向させることができる。そして、コネクタ端子５に対して、このコネクタ端子５と対向するイグナイタ端子３に隣接するイグナイタ端子３が接近しにくくすることができる。同図において、コネクタ端子５と隣接するイグナイタ端子３との絶縁距離を符号Ｘによって示す。
そのため、中心位置のずれが生じたときでも、絶縁距離Ｘを適切に確保することができ、イグナイタ２とコネクタ部４との組付精度を緩和することができる。

本例のイグナイタ接合構造１においては、表裏両面にめっき層３０２を有する板金３０からイグナイタ端子３を打ち抜く際に形成される破断面３０３を利用して、複数のイグナイタ端子３と複数のコネクタ端子５とを接合している。
図３、図４に示すごとく、両表面３４にめっき層３０２を有する板金３０から複数のイグナイタ端子３を打ち抜いたときには、各イグナイタ端子３における破断面３０３は、複数のイグナイタ端子３が並ぶ方向（並び方向Ａ）に位置する一対の側面３３に形成される。そして、図５に示すごとく、この各イグナイタ端子３の先端側部分３２を９０°捻るように成形して、一対の側面３３における破断面３０３を、各コネクタ端子５との接合を行う方向である、並び方向Ａに対する直交方向Ｂに位置させる。こうして、図１に示すごとく、各イグナイタ端子３の側面３３における破断面３０３と各コネクタ端子５とを対向させる。そして、この対向部分に抵抗溶接等を行って、各イグナイタ端子３と各コネクタ端子５とを接合することができる。これにより、この接合を行う際には、破断面３０３には導体層３０１が露出していることより、めっき層３０２を除去する加工を行う必要がない。

また、イグナイタ端子３の先端側部分３２が９０°捻られていることにより、この先端側部分３２同士の間隔を広くすることができる。これにより、ケース６０内に熱硬化性樹脂６５を充填する際に、この充填率を高めることができる。そのため、熱硬化性樹脂６５中におけるボイドの発生を防止し、イグナイタ端子３間の絶縁耐力の低下を防止することができる。

それ故、本例の内燃機関用点火コイル６のイグナイタ接合構造１によれば、めっき層３０２を除去する加工を省略して、イグナイタ端子３とコネクタ端子５とを安定して接合することができる。

また、接続端子は、コネクタ端子５とする以外にも、点火コイル６における一次コイル６１の端部における接続端子、二次コイル６２の低圧側端部における接続端子、あるいはイグナイタに内蔵された図示しない信号制御回路の接続端子の少なくともいずれかとすることができる。例えば、図７に示すごとく、いずれかのイグナイタ端子３の、直交方向Ｂの一方側に位置する側面３３Ａを形成する破断面３０３を、コネクタ端子５と抵抗溶接等によって接合し、他のいずれかのイグナイタ端子３の、直交方向Ｂの他方側に位置する側面３３Ｂを形成する破断面３０３を、一次コイル６１の端部における接続端子６１１と抵抗溶接等によって接合することができる。

（実施例２）
本例は、複数のイグナイタ端子３の形状が上記実施例１とは異なる例を示す。
図８に示すごとく、上記実施例１に示した各イグナイタ端子３の少なくともいずれかは、先端側部分３２を厚み方向（めっき層３０２を有する一対の表面３４間の方向）に折り曲げて、先端側部分３２同士の間の間隔Ｓ２を基端側部分３１同士の間の間隔Ｓ１よりも広くすることができる。本例においては、並び方向Ａの中央側に位置するイグナイタ端子３Ａの先端側部分３２は折り曲げず、並び方向Ａの外側に位置するイグナイタ端子３Ｂの先端側部分３２を外側に折り曲げている。また、並び方向Ａの外側に位置するイグナイタ端子３Ｂの先端側部分３２は、外側に折り曲げられた部分から、さらに内側に折り曲げられて、中央側に位置するイグナイタ端子３Ａの先端側部分３２と平行になっている。なお、以下の図８〜図１０においては、破断面３０３をハッチングによって示す。

この場合、各イグナイタ端子３が基端側部分３１において９０°捻られていることにより、先端側部分３２は、厚み方向に折り曲げることにより、容易に並び方向Ａに折り曲げることができる。そのため、先端側部分３２の折り曲げ成形が容易である。また、互いに隣接するイグナイタ端子３同士の間隔、及び互いに隣接するコネクタ端子５同士の間隔を大きくすることができる。これにより、各イグナイタ端子３と各コネクタ端子５との間に抵抗溶接を行う際に、抵抗溶接を行う電極の配置スペースを広くすることができ、抵抗溶接の作業性を向上させることができる。

また、図９に示すごとく、複数のイグナイタ端子３は、板金３０から打ち抜かれた後に、各先端側部分３２が９０°折り曲げられており、破断面３０３によって形成された先端面３５が、直交方向Ｂに位置して、各コネクタ端子５と接合されていてもよい。
各イグナイタ端子３は、イグナイタ本体部２１から引き出された後、厚み方向（めっき層３０２を有する一対の表面３４間の方向）に対して折り曲げられている。各イグナイタ端子３の先端側部分３２は、厚み方向の一方側に９０°折り曲げられた後、厚み方向の他方側に１８０°折り返して形成されている。そして、各イグナイタ端子３は、基端側部分３１に対して先端側部分３２が９０°折れ曲がっており、先端側部分３２の先端面３５が各コネクタ端子５と対向している。
この場合、各イグナイタ端子３を容易に変形させることができ、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

また、図１０に示すごとく、複数のイグナイタ端子３は、板金３０から打ち抜かれた後に、各先端側部分３２が直交方向Ｂに折り曲げられており、隣り合うイグナイタ端子３同士が、直交方向Ｂに互いに位置ずれして、各コネクタ端子５と接合されていてもよい。この場合、各イグナイタ端子３の先端側部分３２を、隣接する各先端側部分３２の直交方向Ｂにおける位置が互いに異なるとともに、各先端側部分３２が互いに平行になるように折り曲げる。そして、各イグナイタ端子３の先端側部分３２の直交方向Ｂにおける位置が異なっていることにより、各イグナイタ端子３の先端側部分３２における一対の側面３３に、各コネクタ端子５を接合するためのスペースを形成することができる。このスペースは、各イグナイタ端子３の先端側部分３２における一対の側面３３の両側に、抵抗溶接を行うための電極を配置できるように形成する。なお、複数のイグナイタ端子３のうちのいずれかの先端側部分３２は、折り曲げないこともできる。
この場合にも、各イグナイタ端子３を容易に変形させることができ、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
なお、本例において、特に明示のない構成及び図中の符号については、上記実施例１と同様である。

また、実施例１，２においては、イグナイタ端子３の捻り角度又は折り曲げ角度は９０°として説明した。このイグナイタ端子３の捻り角度又は折り曲げ角度は、これ以外にも、イグナイタ端子３の破断面３０３とコネクタ端子５の溶接面とが平行となる状態が形成されれば、種々の角度とすることができる。

１ イグナイタ接合構造
２ イグナイタ
３ イグナイタ端子
３０ 板金
３０１ 導体層
３０２ めっき層
３０３ 破断面
３４ 表面
５ 接続端子（コネクタ端子）
６ 点火コイル
Ａ 並び方向
Ｂ 直交方向

Claims (7)

1. 内燃機関用点火コイル（６）において、スイッチング素子（２１１）を内包するイグナイタ（２）から引き出された複数のイグナイタ端子（３）と、複数の接続端子（５）とを、上記複数のイグナイタ端子（３）が並ぶ方向（Ａ）に対する直交方向（Ｂ）において接合する構造において、
   上記複数のイグナイタ端子（３）は、板形状の導体層（３０１）の両表面（３４）にめっき層（３０２）が形成された板金（３０）から切り抜かれ、該切り抜かれた部位に生ずる破断面（３０３）が、上記直交方向（Ｂ）に位置するよう向きを変えられて変形されており、
   上記各イグナイタ端子（３）は、上記破断面（３０３）によって上記各接続端子（５）に接合されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル（６）のイグナイタ接合構造（１）。
2. 上記各イグナイタ端子（３）は、上記板金（３０）から切り抜かれた後に捻られており、上記破断面（３０３）によって形成された側面（３３）が、上記直交方向（Ｂ）に位置して、上記各接続端子（５）と接合されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火コイル（６）のイグナイタ接合構造（１）。
3. 上記複数のイグナイタ端子（３）は、上記側面（３３）同士の間の幅が、上記めっき層（３０２）を有する表面（３４）同士の間の厚みよりも大きくなっており、かつ、上記複数のイグナイタ端子（３）の少なくともいずれかは、先端側部分（３２）が上記厚みの方向に折り曲げられて、該先端側部分（３２）同士の間の間隔（Ｓ２）が基端側部分（３１）同士の間の間隔（Ｓ１）よりも広くなっていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用点火コイル（６）のイグナイタ接合構造（１）。
4. 上記複数のイグナイタ端子（３）は、上記板金（３０）から切り抜かれた後に折り曲げられており、上記破断面（３０３）によって形成された先端面（３５）が、上記直交方向（Ｂ）に位置して、上記各接続端子（５）と接合されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火コイル（６）のイグナイタ接合構造（１）。
5. 上記複数のイグナイタ端子（３）の少なくともいずれかは、上記板金（３０）から切り抜かれた後に、先端側部分（３２）が上記直交方向（Ｂ）に折り曲げられており、かつ、上記複数のイグナイタ端子（３）は、隣り合う該イグナイタ端子（３）同士が、上記直交方向（Ｂ）に互いに位置ずれして、上記各接続端子（５）と接合されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火コイル（６）のイグナイタ接合構造（１）。
6. 上記複数の接続端子（５）は、上記点火コイル（６）を外部と接続するためのコネクタ部（４）に設けられた複数のコネクタ端子（５）を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関用点火コイル（６）のイグナイタ接合構造（１）。
7. 上記複数の接続端子（５）は、上記点火コイル（６）における一次コイル（６１）の端部における接続端子（６１１）と、二次コイル（６２）の低圧側端部における接続端子との少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関用点火コイル（６）のイグナイタ接合構造（１）。

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