JP6375880B2 - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Description

本発明は、点火プラグに点火用火花を発生させるための内燃機関用点火コイルに関する。

内燃機関用点火コイルにおいては、一次コイル及び二次コイルを備えるコイル部をプラグホールの外部に配置し、二次コイルの高圧巻線端部を、ポールジョイント等を用いてプラグホール内に配置された点火プラグに接続するものがある。
例えば、特許文献１の内燃機関の点火コイル装置においては、点火コイルの高圧タワーと、プラグホール内の点火プラグとを高圧ジョイントによって接続する構造が開示されている。また、高圧ジョイントの外周には、プラグホールの内周面に圧接され、高圧ジョイントをプラグホールの中心に位置決めするための突条が突出して形成されている。

特開平６−５８２３７号公報

ところで、従来の点火コイルの構造においては、点火コイルは、そのコイル部に設けられた取付フランジ部をボルト等によって内燃機関に締め付けることのみによって、内燃機関に取り付けられている。そのため、点火コイルを、内燃機関に生じる振動に対して強固にする工夫はなされていない。
特許文献１においては、高圧ジョイントの突条がプラグホールの内周面に圧接しているものの、高圧ジョイントがゴム材料から構成されている。また、高圧ジョイントにおける、突条が形成された部分の内周側には、逃げ溝による変形許容空間が形成されている。そして、点火コイルをプラグホールへ挿入する際には、変形許容空間を利用して突条が変形可能であることにより、プラグホールへの点火コイルの挿入荷重を低減させている。そのため、プラグホールに挿入された点火コイルにおける突条の剛性は低く、点火コイルの耐振性を向上させることが困難である。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、内燃機関に発生する振動に対する耐振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。

本発明の一態様は、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に配置された中心コアと、
上記一次コイル及び二次コイルの外周に配置された外周コアと、
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して、プラグホールの外部に配置される収容部、及び少なくとも一部が上記プラグホールの内部に配置されるよう上記収容部に設けられた高圧タワー部を有する樹脂製のコイルケースと、
上記高圧タワー部の外周に取り付けられたゴム製のシールラバーと、
上記プラグホール内に配置され、上記シールラバーを介して上記高圧タワー部に取り付けられた樹脂製のポールジョイントと、
該ポールジョイントの先端部に取り付けられ、点火プラグに装着されるゴム製のプラグキャップと、を備え、
上記ポールジョイントには、外周に突出して上記プラグホールの内周面に対向するリブが設けられており、
該リブの内周側には、上記シールラバーを介して上記高圧タワー部が対向していることを特徴とする内燃機関用点火コイルにある。

上記内燃機関用点火コイル（以下、単に点火コイルということがある。）においては、内燃機関に発生する振動に対して強固にする工夫をしている。
具体的には、樹脂製のポールジョイントにリブが設けられており、リブの内周側には、ゴム製のシールラバーを介して、樹脂製のコイルケースにおける高圧タワー部が対向している。
ところで、ポールジョイントのリブの外径は、プラグホール内に挿入可能にするために、プラグホールの内径よりも若干小さく形成されている。そして、ポールジョイントがプラグホールに挿入された状態においては、リブとプラグホールの内周面との間には若干の隙間が形成される。ただし、点火コイルにおける取付フランジ部を、ボルト等によって内燃機関に締め付けるときには、この締付力を受けて、プラグホールに対する点火コイルの中心位置が僅かにずれる。そして、ポールジョイントのリブがプラグホールの内周面に当接する。これにより、樹脂製のポールジョイントのリブがプラグホールの内周面に支持される。

そして、内燃機関の運転が行われるときには、内燃機関に発生する振動によって点火コイルも大きく揺さぶられようとする。このとき、ポールジョイントのリブがプラグホールの内周面に支持されることにより、コイルケースに設けられた高圧タワー部の振れを、プラグホールの内周面で受け止めることができる。また、シールラバーを介して高圧タワー部の振れを抑制することもできる。これにより、点火コイルを、内燃機関に発生する振動に対して強固にすることができる
それ故、上記内燃機関用点火コイルによれば、内燃機関に発生する振動に対する耐振性を向上させることができる。

実施例にかかる、点火コイルの全体を示す断面説明図。 実施例にかかる、点火コイルの本体部分の周辺を示す断面説明図。 実施例にかかる、点火コイルの高圧タワー部の周辺を示す断面説明図。 実施例にかかる、ポールジョイントに取り付けられたシールラバーに、高圧タワー部を圧入する状態を示す断面説明図。 実施例にかかる、他のシールラバーのラバー内周部を、プラグホールの中心軸線方向から見た状態で示す断面説明図。 実施例にかかる、他のシールラバーのラバー内周部を示す断面説明図。 実施例にかかる、他の高圧タワー部を、プラグホールの中心軸線方向から見た状態で示す断面説明図。 実施例にかかる、他のシールラバーのラバー内周部を示す断面説明図。 実施例にかかる、他のポールジョイントの一部を示す断面説明図。

以下に、内燃機関用点火コイルにかかる実施例について、図面を参照して説明する。
（実施例）
本例の点火コイル１は、図１、図２に示すように、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア２３、外周コア２４、コイルケース３、シールラバー４、ポールジョイント５及びプラグキャップ６１を備えている。
一次コイル２１及び二次コイル２２は、内外周に重なるように同心状に配置されている。中心コア２３は、軟磁性材料から構成されており、一次コイル２１及び二次コイル２２の内周に配置されている。外周コア２４は、軟磁性材料から構成されており、一次コイル２１及び二次コイル２２の外周に配置されている。コイルケース３は、樹脂材料から構成されており、収容部３１及び高圧タワー部３２を有している。収容部３１は、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア２３及び外周コア２４を収容して、プラグホール８の外部に配置されるよう構成されている。高圧タワー部３２は、少なくとも一部がプラグホール８の内部に配置されるよう収容部３１に設けられている。

シールラバー４は、ゴム材料から構成されており、高圧タワー部３２の外周とプラグホール８の開口端部８１との間を封止するよう構成されている。ポールジョイント５は、樹脂材料から構成されており、プラグホール８内に配置されて、シールラバー４を介して高圧タワー部３２に取り付けられている。プラグキャップ６１は、ゴム材料から構成されており、ポールジョイント５の先端部に取り付けられて、点火プラグ７に装着されるよう構成されている。
図３に示すように、ポールジョイント５には、外周に突出してプラグホール８の内周面に対向するリブ５１が設けられている。リブ５１の内周側には、シールラバー４を介して高圧タワー部３２が対向している。

以下に、本例の点火コイル１について、図１〜図７を参照して詳説する。
図１に示すように、点火コイル１は、内燃機関としてのエンジンの各シリンダー上に配置され、各シリンダーのプラグホール８に配置された点火プラグ７にスパークを発生させるために用いられる。点火コイル１における一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア２３、外周コア２４、コイルケース３の収容部３１、シールラバー４の一部等は、プラグホール８の外部に配置される。また、コイルケース３の高圧タワー部３２、シールラバー４の一部、ポールジョイント５、プラグキャップ６１等は、プラグホール８の内部に配置される。

図２に示すように、一次コイル２１は、角部が丸められた四角筒形状の断面の一次スプール２１１の外周に巻回されている。二次コイル２２は、角部が丸められた四角筒形状の断面の二次スプール２２１の外周に巻回されている。中心コア２３及び外周コア２４は軟磁性を示す複数の電磁鋼板を積層して形成されている。中心コア２３の外周に、一次コイル２１が巻回された一次スプール２１１が配置されており、一次スプール２１１の外周に、二次コイル２２が巻回された二次スプール２２１が配置されている。また、中心コア２３、一次コイル２１、一次スプール２１１、二次コイル２２及び二次スプール２２１は、外周コア２４の内周に配置されている。

中心コア２３、一次コイル２１、一次スプール２１１、二次コイル２２、二次スプール２２１及び外周コア２４は、コイルケース３の収容部３１内に配置されている。また、コイルケース３の収容部３１内には、一次コイル２１への通電及び通電の遮断を行うスイッチング回路が設けられたイグナイタ２５が、外周コア２４の外側面に対向して配置されている。また、収容部３１内の隙間には、熱硬化性樹脂等の注型樹脂２６が充填されている。

コイルケース３には、点火コイル１をエンジン（例えば、シリンダヘッドカバー等）に取り付けるための取付フランジ部（図示略）が設けられている。本例の点火コイル１は、取付フランジ部によるエンジンへの取付と、プラグホール８の内周面へのポールジョイント５のリブ５１の当接とによって、プラグホール８に支持される。

図２に示すように、高圧タワー部３２は、プラグホール８の内部に配置されるよう、収容部３１から外部へ突出する外部突出部３２５と、収容部３１の内部へ突出する内部突出部３２６とによって構成されている。コイルケース３の収容部３１内及び高圧タワー部３２内には、二次コイル２２の高圧巻線端部に電気接続された導通部材６２が配置されている。また、収容部３１内には、高圧タワー部３２の内部突出部３２６の周囲に、注型樹脂２６が充填される溝部３３が設けられている。溝部３３に注型樹脂２６が充填されていることにより、高圧タワー部３２の剛性を高くすることができる。
また、ポールジョイント５内には、導通部材６２と点火プラグ７とを電気接続するためのスプリング６３が配置されている。そして、二次コイル２２の高圧巻線端部は、導通部材６２及びスプリング６３を介して、点火プラグ７と導通されている。

高圧タワー部３２は、コイルケース３の収容部３１に対して、収容部３１の開口部３１１が形成された側とは反対側に突出して形成されている。高圧タワー部３２は、コイルケース３の収容部３１から、円筒形状を有して突出している。高圧タワー部３２の先端部には、プラグホール８の中心軸線方向Ｌに平行な外周面を有するストレート外周部３２１が形成されている。高圧タワー部３２におけるストレート外周部３２１の基端側には、基端側に行くほど外周面が拡径するテーパ外周部３２２が隣接して形成されている。

図１に示すように、ポールジョイント５は、シールラバー４が装着される基端側部分にジョイント係合部５２を有しており、プラグキャップ６１が装着される先端側部分に別のジョイント係合部５４を有している。ジョイント係合部５２は、プラグホール８の中心軸線方向Ｌに並んで外周側に突出する複数の突出部を有している。別のジョイント係合部５４は、外周側に突出する突出部を有している。

ここで、本例における先端側とは、プラグホール８の中心軸線方向Ｌにおいて、点火プラグ７が配置される側である奥側のことをいう。本例における基端側とは、プラグホール８の中心軸線方向Ｌにおいて、プラグホール８の開口端部８１側である手前側のことをいう。
ポールジョイント５におけるリブ５１は、ジョイント係合部５２の先端側に隣接して設けられている。また、ポールジョイント５における、リブ５１と別のジョイント係合部５４との間の位置には、プラグホール８の内周面に対向する別のリブ５３が設けられている。

図２に示すように、シールラバー４は、高圧タワー部３２の基端側部分の外周に配置されるラバー封止部４１と、ラバー封止部４１から突出してポールジョイント５の基端側部分の外周に係合するラバー外周部４２と、ラバー外周部４２の内周側においてラバー封止部４１から突出してポールジョイント５の基端側部分の内周と高圧タワー部３２の外周との間に配置されるラバー内周部４３とを有している。ラバー封止部４１は、プラグホール８の開口端部８１に装着される形状を有しており、高圧タワー部３２の外周とプラグホール８の開口端部８１との間を封止する。ラバー外周部４２の内周面は、ジョイント係合部５２における複数の突出部の形状に沿った形状を有している。ラバー内周部４３の先端は、高圧タワー部３２の先端よりも先端側に突出している。

図３、図４に示すように、高圧タワー部３２は、シールラバー４におけるラバー内周部４３内に圧入されている。高圧タワー部３２をラバー内周部４３内に圧入することにより、高圧タワー部３２とラバー内周部４３とが密着し、ラバー内周部４３とポールジョイント５におけるリブ５１が形成された部位とが密着する。そして、エンジンの振動によって高圧タワー部３２が自由に振れようとしても、リブ５１がプラグホール８の内周面に支持され、振れを抑えることができる。

シールラバー４のラバー内周部４３の内周面には、ラバー内周部４３内への高圧タワー部３２の圧入荷重を低減するための突起４３１が設けられている。突起４３１の形成により、高圧タワー部３２の外周面に当接して、シールラバー４のラバー内周部４３の内周面と高圧タワー部３２の外周面との間の接触面積を減らすことができる。これにより、ラバー内周部４３内への高圧タワー部３２の圧入を容易にすることができる。そのため、タルク等の潤滑剤を用いずに、ポールジョイント５に組み付けられたシールラバー４のラバー内周部４３に対して高圧タワー部３２を圧入することができる。

図３、図４に示すように、本例の突起４３１は、シールラバー４のラバー内周部４３の内周面の周方向に沿って環状に形成されている。突起４３１は、略半円状の断面形状に形成されている。
図５に示すように、突起４３１は、シールラバー４のラバー内周部４３の内周面において、周方向に複数並ぶ状態で形成することもできる。また、突起４３１の断面形状は、種々の形状とすることができ、例えば、図６に示すように、プラグホール８の中心軸線方向Ｌに長い縦長形状とするができる。また、突起４３１は、ラバー内周部４３の内周面に複数の凹部を形成して、この凹部以外の部分によって構成することもできる。

図３に示すように、本例の突起４３１は、シールラバー４のラバー内周部４３を介してリブ５１の内周側に対向している。言い換えれば、突起４３１とリブ５１とは、ポールジョイント５の中心軸線から径方向に伸びる仮想線Ｃ上に位置している。これにより、エンジンの振動を受けて高圧タワー部３２の径方向に発生する荷重を、ラバー内周部４３の突起４３１及びリブ５１を介して、プラグホール８の内周面によって受け止めることができる。

また、ラバー内周部４３の内周面に設けられた突起４３１は、ストレート外周部３２１の外周面に対向している。突起４３１にストレート外周部３２１が当接することによって、高圧タワー部３２をラバー内周部４３へ圧入する際に、突起４３１をより安定して押し潰すことができる。
また、図７に示すように、突起４３１は、高圧タワー部３２のストレート外周部３２１の外周面に設けることもできる。この場合にも、突起４３１がラバー内周部４３の内周面に設けられた場合と同様の作用効果を得ることができる。

また、図８に示すように、ラバー内周部４３の突起４３１の代わりに、ラバー内周部４３の外周面に突起４３２を設けることもできる。また、図９に示すように、突起４３２は、ポールジョイント５の内周面に設けることもできる。これらの場合においても、突起４３２は、ストレート外周部３２１の外周側に対向する位置であって、リブ５１の内周側に対向する位置に設けることができる。また、これらの場合には、ポールジョイント５に対して、高圧タワー部３２に組み付けられたシールラバー４のラバー内周部４３を圧入することができる。そして、突起４３２によって、圧入を行う際の荷重を低減することができる。

また、高圧タワー部３２の先端部には、ストレート外周部３２１を設けないことができる。この場合、高圧タワー部３２の先端部は、プラグホール８の中心軸線方向Ｌの方向における基端側に行くほど外周面が拡径するテーパ外周部のみによって構成することができる。
また、高圧タワー部３２の先端部は、プラグホール８の中心軸線方向Ｌに平行な外周面を有するストレート外周部のみによって構成することもできる。

本例の点火コイル１においては、樹脂製のポールジョイント５にリブ５１が設けられており、リブ５１の内周側には、ゴム製のシールラバー４のラバー内周部４３を介して、樹脂製のコイルケース３における高圧タワー部３２のストレート外周部３２１が対向している。
ところで、ポールジョイント５のリブ５１の外径は、プラグホール８内に挿入可能にするために、プラグホール８の内径よりも若干小さく形成されている。そして、ポールジョイント５がプラグホール８に挿入された状態においては、リブ５１とプラグホール８の内周面との間には若干の隙間が形成される。ただし、点火コイル１における取付フランジ部を、ボルト等によってエンジンに締め付けるときには、この締付力を受けて、プラグホール８に対する点火コイル１の中心位置が僅かにずれる。そして、ポールジョイント５のリブ５１がプラグホール８の内周面に当接する。これにより、ポールジョイント５のリブ５１がプラグホール８の内周面に支持される。

エンジンの運転が行われるときには、エンジンに発生する振動によって点火コイル１も大きく揺さぶられようとする。このとき、ポールジョイント５のリブ５１がプラグホール８の内周面に支持されることにより、コイルケース３に設けられた高圧タワー部３２の振れを、プラグホール８の内周面によって受け止めることができる。また、シールラバー４を介して高圧タワー部３２の振れを抑制することもできる。これにより、点火コイル１を、エンジンに発生する振動に対して強固にすることができる

また、点火コイル１を組み付ける際には、図４に示すように、ポールジョイント５にシールラバー４を取り付けた後、このシールラバー４のラバー内周部４３内に、高圧タワー部３２を圧入する。このとき、高圧タワー部３２のテーパ外周部３２２がラバー内周部４３内に案内されるとともに、高圧タワー部３２のストレート外周部３２１が、ラバー内周部４３の突起４３１の表面を滑ることができる。これにより、高圧タワー部３２とラバー内周部４３との間の摩擦抵抗を低減することができ、ラバー内周部４３への高圧タワー部３２の圧入を容易にすることができる。
それ故、本例の点火コイル１によれば、その耐振性及び組付性を向上させることができる。

１ 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 コイルケース
３１ 収容部
３２ 高圧タワー部
４ シールラバー
５ ポールジョイント
５１ リブ
６１ プラグキャップ
７ 点火プラグ
８ プラグホール
８１ 開口端部

Claims (8)

1. 一次コイル（２１）及び二次コイル（２２）と、
   該一次コイル（２１）及び二次コイル（２２）の内周に配置された中心コア（２３）と、
   上記一次コイル（２１）及び二次コイル（２２）の外周に配置された外周コア（２４）と、
   上記一次コイル（２１）、上記二次コイル（２２）、上記中心コア（２３）及び上記外周コア（２４）を収容して、プラグホール（８）の外部に配置される収容部（３１）、及び少なくとも一部が上記プラグホール（８）の内部に配置されるよう上記収容部（３１）に設けられた高圧タワー部（３２）を有する樹脂製のコイルケース（３）と、
   上記高圧タワー部（３２）の外周に取り付けられたゴム製のシールラバー（４）と、
   上記プラグホール（８）内に配置され、上記シールラバー（４）を介して上記高圧タワー部（３２）に取り付けられた樹脂製のポールジョイント（５）と、
   該ポールジョイント（５）の先端部に取り付けられ、点火プラグ（７）に装着されるゴム製のプラグキャップ（６１）と、を備え、
   上記ポールジョイント（５）には、外周に突出して上記プラグホール（８）の内周面に対向するリブ（５１）が設けられており、
   該リブ（５１）の内周側には、上記シールラバー（４）を介して上記高圧タワー部（３２）が対向していることを特徴とする内燃機関用点火コイル（１）。
2. 上記シールラバー（４）は、上記高圧タワー部（３２）の基端側部分の外周に配置されるラバー封止部（４１）と、該ラバー封止部（４１）から突出して上記ポールジョイント（５）の基端側部分の外周に係合するラバー外周部（４２）と、該ラバー外周部（４２）の内周側において上記ラバー封止部（４１）から突出して上記ポールジョイント（５）の基端側部分の内周と上記高圧タワー部（３２）の外周との間に配置されるラバー内周部（４３）とを有しており、
   上記高圧タワー部（３２）は、上記ラバー内周部（４３）内に圧入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（１）。
3. 上記ポールジョイント（５）の基端側部分には、上記ラバー外周部（４２）と係合するジョイント係合部（５２）が設けられており、
   上記リブ（５１）は、上記ジョイント係合部（５２）に隣接して設けられ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（１）。
4. 上記高圧タワー部（３２）の外周面と、該外周面に対向する、上記ラバー内周部（４３）の内周面との少なくとも一方には、突起（４３１）が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関用点火コイル（１）。
5. 上記高圧タワー部（３２）の先端部には、上記プラグホール（８）の中心軸線方向（Ｌ）に平行な外周面を有する、円筒形状のストレート外周部（３２１）が形成されており、
   該ストレート外周部（３２１）の基端側には、基端側に行くほど外周面が拡径する、円筒形状のテーパ外周部（３２２）が隣接して形成されており、
   上記突起（４３１）は、上記ストレート外周部（３２１）の外周面、又は該外周面に対向する、上記ラバー内周部（４３）の内周面に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用点火コイル（１）。
6. 上記ラバー内周部（４３）の外周面と、該外周面に対向する、上記ポールジョイント（５）の内周面との少なくとも一方には、突起（４３２）が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関用点火コイル（１）。
7. 上記高圧タワー部（３２）の先端部には、上記プラグホール（８）の中心軸線方向（Ｌ）に平行な外周面を有する、円筒形状のストレート外周部（３２１）が形成されており、
   該ストレート外周部（３２１）の基端側には、基端側に行くほど外周面が拡径する、円筒形状のテーパ外周部（３２２）が隣接して形成されており、
   上記突起（４３２）は、上記ストレート外周部（３２１）の外周側に対向する位置において、上記ラバー内周部（４３）の外周面と、該外周面に対向する、上記ポールジョイント（５）の内周面との少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関用点火コイル（１）。
8. 上記突起（４３１，４３２）は、上記リブ（５１）の内周側に対向していることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の内燃機関用点火コイル（１）。

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