JP6390261B2 - 点火コイル装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関用の点火プラグに高電圧を供給するための点火コイル装置に関するものである。

特許文献１には、ケースと、当該ケース内に中心鉄芯と外周鉄芯とからなる鉄芯の少なくとも一部を収容し、前記ケース内に１次ボビンに１次巻線を巻き回した１次コイルと、２次ボビンに２次巻線を巻き回した２次コイルを収容し、前記ケース内のコイル収容部にモールド樹脂を充填した内燃機関用の点火コイルにおいて、前記外周鉄芯は前記鉄芯の磁路が前記ケースの開口面と垂直方向の向きに配置され、前記外周鉄芯の外周鉄芯側コイル対向面にモールド樹脂と剥離するテープを備え、当該外周鉄芯側コイル対向面の水平方向延長上に突部を備え、前記外周鉄芯側コイル対向面及び前記モールド樹脂と剥離するテープ、前記突部は前記モールドの樹脂面より低い位置に備えたことを特徴とする内燃機関用の点火コイル装置が開示されている。

比較例１として、図６Ａに示す従来の点火コイル装置１ｚでは、その一部をＰＥＴ樹脂やＰＢＴ樹脂などのモールド樹脂からなるコアカバー１５に覆われた側面鉄心１４の一部が絶縁樹脂４０ｚの外部に露出している。
一方、側面鉄心１４の下側及び中心鉄心１０は、ハウジング３０ｚ内に充填された絶縁樹脂４０ｚによって封止固定されている。
さらに、ハウジング３０ｚ内には、樹脂モールドされた回路モジュール２０がコネクタ３２の附近に収容され、絶縁樹脂４０ｚによって封止固定されている。

このような構造の点火コイル装置１ｚでは、側面鉄心１４の一部が外部に露出しており、ハウジング３０ｚの上面は大きく開口しているために、側面鉄心１４に対する絶縁樹脂４０ｚの拘束力が弱く、熱応力も低く、コアカバー１５やその周辺の絶縁性樹脂４０ｚに亀裂を生じ難くなっている。
このため、特許文献１にあるように、二次コイル１２と側面鉄心１４との間に剥離性のテープを介装しても、コアカバー１５や絶縁樹脂４０ｚ等の亀裂防止に対する効果は薄いと考えられる。

一方、近年、難着火性の内燃機関において、着火の安定化を図るべく、回路モジュール２０には、高精度な制御性能が要求され、大容量のエネルギ供給を可能とするパワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等が用いられるようになっており、回路モジュール２０からの発熱量が大きくなる傾向にある。

ところが、従来の点火コイル装置１ｚの構造では、図６Ｃに比較例１として示すように、回路モジュール２０ｚの周囲を覆う絶縁樹脂４０ｚの容積が大きく、金属に比べて熱伝導性の低い樹脂部に蓄熱して、回路モジュール２０の制御安定性を低下させるおそれがある。
また、従来の点火コイル装置１ｚでは、専ら回路モジュール２０ｚから引き出されたリード２１ｚを経由した熱伝導によって回路モジュール２０ｚに発生した熱の放熱が行われている。
このため、回路モジュール２０ｚからの発熱量の増加に伴い、リード２１ｚに対する冷熱ストレスが大きくなり、コネクタターミナル２２ｚとの接続不良や断線等を招き、点火コイル装置１ｚの信頼性が低下するおそれがあった。

そこで、比較例２として、図６Ｄに示すように、回路モジュール２０の大きさに合わせて、回路収容部３１ｙの容積を小さくすることによって、回路ジュール２０から外部への直接的な熱の発散による放熱が可能とし、放熱経路を分散させることにより、リード２１ｙへの冷熱ストレスの低減を図ると同時に、回路モジュール２０の制御安定化を図ることができると考えられた。

特開２０１２−１４６８９６号公報

ところが、比較例２の点火コイル装置１ｙでは、回路モジュール２０から、回路収容部３１ｙを介して直接的に外部への放熱が可能となったが、図６Ｄの右側に示すように、その分、回路収容部３１ｙが回路モジュール２０からの熱応力を受けることになる。
特に、ハウジングの幅広部３０１と回路収容部３１ｙを構成する幅狭部３１１ｙとを連結する連結部３０２ｙと幅狭部３１１ｙとが交わる内周側角部３１３ｙに応力集中するため、内周側角部３１３ｙから外周側角部３１４ｙに向かって亀裂を発生させるおそれがあることが判明した。

そこで、本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、点火コイル装置において、回路モジュールの放熱性を向上させるべくハウジングの横幅を部分的に狭くした幅狭部を設けて回路モジュールを収容する回路収容部とした場合に、ハウジングの幅広部と回路収容部の幅狭部とを連結する連結部が幅狭部と交わる内周側角部に亀裂を生じ難く、安定した制御を実現可能な信頼性の高い点火コイル装置を提供することを目的とするものである。

本発明（１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ）では、少なくとも、一次コイル（１１）と、二次コイル（１２）と、前記一次コイル（１１）の内側に配置した中心鉄心（１０）と、前記二次コイル（１２）の外側に配置した側面鉄心（１４）と、を含む点火コイル（１００）と、前記コイル（１００）への電圧の供給と遮断とを制御する回路モジュール（２０）と、をハウジング（３０）の内側に収容し、絶縁性樹脂（４０）によって封止した点火コイル装置であって、
前記ハウジングが、前記回路モジュールの横幅方向に対して、前記点火コイルを収容可能な横幅（Ｗ１）に形成した幅広部（３０１）と、前記回路モジュールを収容する回路収容部（３１）を構成し、前記幅広部よりも狭い横幅（Ｗ２）に形成された幅狭部（３１１）と、前記幅広部と前記幅狭部とを連結する連結部（３０２）とを具備し、前記幅狭部と前記連結部とが交わる内周側角部（３１３）と前記回路モジュールとの間に前記絶縁性樹脂との接着力が相対的に弱い剥離部材（５０、５０ａ〜５０ｇ）を介装したことを特徴とする。

本発明によれば、前記剥離部材を、前記回路モジュールと前記内周側角部との間に介装することによって、前記絶縁樹脂と、前記回路収容部との間の拘束力が弱まり、熱応力が緩和され、前記内周側角部から外周側角部（３１４）に向かって前記ハウジングに亀裂を生じるのを防止することができる。
発明者等の鋭意試験により、前記幅狭部の横幅（Ｗ２）に対する前記回路モジュールの横幅（Ｗ３）が６３％以上、１００（％）以下の場合に上記内周側角部への応力集中が顕著となり、前記ハウジングを構成するモールド樹脂の疲労限界を超え、亀裂を招く虞を生じるが、前記剥離部材を介装することで、前記内周側角部への応力集中を緩和し、亀裂の発生を防止できることが判明した。
また、前記回路モジュールの厚み方向における前記剥離部材の幅（Ｔ２）を前記回路モジュールの厚み（Ｔ１）の６０％以上とすることで前記剥離部材の応力緩和効果を発揮できることが判明した。

本発明の第１の実施形態における点火コイル装置１の斜視図 図１Ａの点火コイル装置１の上面図 図１Ａの点火コイル装置１の断面図 図１Ａの点火コイル装置１の下面図 図１Ｃ中Ａ−Ａに沿った要部断面図 図１Ｃ中Ｂ−Ｂに沿った要部断面図 第１の実施形態における点火コイル装置の変形例１ｂを示し、左側はＡ−Ａに沿った断面図、右側はＢ−Ｂに沿った断面図 第２の実施形態における点火コイル装置１ｃの要部断面図 第２の実施形態における点火装置の変形例１ｄの要部断面図 第３の実施形態における点火コイル装置１ｄの要部断面図 第３実施形態における点火コイル装置の変形例１ｅを示す要部断面図 第４の実施形態における点火コイル装置１ｆの要部断面図 第４実施形態における点火コイル装置の変形例１ｇを示す要部断面図 比較例１として示す従来の点火装置１ｚの斜視図 比較例２として示す回路収容部を縮小した点火装置１ｙの斜視図 比較例１の問題点を示す要部断面図 比較例２の問題点を示す要部断面図 有限要素法による熱応力解析結果を示す特性図 ハウジングの幅狭部と回路モジュールとの横幅比Ｗ３／Ｗ２による最大主応力の変化を示す特性図 最大主応力に対する剥離部材の効果を示す特性図 ハウジングの幅広部と幅狭部との横幅比Ｗ２／Ｗ１による最大主応力の変化を示す特性図 ハウジングの幅広部と幅狭部との高さ比Ｈ２／Ｈ２の最大主応力に対する影響を示す特性図

図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、図１Ｅを参照して、本発明の点火コイル装置１の概要について説明する。
本発明の点火コイル装置１は、一次コイル１１と、二次コイル１２と、一次コイル１１の内側に配置した中心鉄心１０と、二次コイル１２の外側に配置した側面鉄心１４と、中心鉄心１０と側面鉄心１４との間隙に配設した永久磁石１３とからなる点火コイル１００と、一次コイル１１への電流の供給と遮断とを制御する回路モジュール２０と、一次コイル１１及び回路モジュール２０のリード部２１と外部との接続を図るコネクタターミナル２２と、二次コイル１２の出力端と図略の点火栓との接続を図る出力中継端子１２０、高圧端子１２１、バネ端子１２２と、をハウジング３０内に収容し、絶縁性樹脂４０によって封止してある。

本発明の点火コイル装置１においては、ハウジング３０の回路モジュール２０を収容する回路収容部３１の容積を、回路モジュール２０の大きさに合わせて縮小し、回路モジュール２０から外部への放熱がし易い構造となっている。
ハウジング３０は、回路モジュール２０の横幅方向に対して、点火コイル１００を収容可能な横幅Ｗ１に形成された幅広部３０１と、回路モジュール２０を収容する回路収容部３１を構成し、幅広部３０１よりも狭い横幅Ｗ２に形成された幅狭部３１１と、前記幅広部と前記幅狭部とを連結する連結部３０２とを具備する。
さらに、回路モジュール２０と回路収容部３１との間において、特に、応力集中を引き起こし易い回路収容部３１の幅狭部３１１と連結部３０２とが交わる内周側角部３１３と回路モジュール２０の側面との間には、絶縁樹脂４０との接着性の低い剥離部材５０が介装されている特徴としている。

絶縁樹脂４０には、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が用いられ、剥離部材５０には、エポキシ樹脂との接着性の低い、シリコーン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド、ナイロン、フッ素等の樹脂が用いられる。
また、剥離部材５０には、耐熱性樹脂をシート状に形成した基材の表面にシリコーン樹脂等の剥離剤を塗布し、裏面側にゴム系接着剤、シリコーン接着剤等の粘着剤を塗布したテープ状部材を用いても良い。
尚、上記において剥離部材５０には、エポキシ樹脂との接着性の低い樹脂が使用されると表現しているが、これは、剥離部材５０と絶縁樹脂４０を構成するエポキシ樹脂との間に作用する接着力が、他の部材（例えば、ハウジング３０、一次側ボビン１１１、や二次側ボビン１２１を構成する樹脂、側面鉄心１４を構成する金属）と絶縁樹脂４０を構成するエポキシ樹脂との間に作用する接着力より、相対的に低いことを意味しており剥離部材の基材を示すものではない。

また、基材をＰＥＴとしたテープ状のシリコーンフィルム等を使うことで貼り付け作業性を向上させることもできる。
本実施形態においては、図１Ｅに示すように、テープ状のシリコーンフィルムからなる剥離部材５０を回路収容部３１の内周側角部３１３の内側面に沿って貼り付けてある。
特に、裏面に接着剤の付いたテープ状のシリコーンフィルム等のテープ部材を使用することで、極めて簡単に、素子収容部３１の内側への貼り付けを行うことができる。

一般的に、このような樹脂テープの表面には、表面側にシリコーン処理が施されて剥離性が向上されており、絶縁樹脂４０に対しても高い剥離性を呈する。
加えて、樹脂テープの裏面側に塗布された接着剤は、粘弾性を有するため、シリコーンテープの剥離性に加えて、接着剤の粘弾性によって、回路モジュール２０を構成するモールド樹脂と絶縁樹脂４０との熱膨張率差による冷熱ストレス、又は、素子収容部３１と絶縁樹脂４０との熱膨張差による冷熱ストレスを抑制できると考えられる。

剥離部材５０の貼り付け範囲は、図１Ｂ、図１Ｄに示すように回路モジュール２０の側面に対向する範囲かそれ以上の長さの範囲とする。
発明者等の鋭意試験により、幅狭部３１１の横幅Ｗ２に対する回路モジュール２０の横幅Ｗ３が６３％以上、１００％以下とした場合に内周側角部３１３への応力集中が顕著となり、ハウジング３０を構成するモールド樹脂の疲労限界を超え、内周側角部３１３から外周側角部３１４に向かって亀裂を生じる虞がことが判明した。
しかし、回路モジュール２０と内周側角部３１３との間に剥離部材５０を介装することで、内周側角部３１３への応力集中を緩和し、亀裂の発生を防止できることが判明した。
また、回路モジュール２０の厚み方向における剥離部材の幅Ｔ２を回路モジュール２０の厚みＴ１の６０％以上とすることで剥離部材５０の応力緩和効果を発揮できることが判明した。
回路収容部３１の内周側角部３１３に剥離部材５０を貼り付けることによって、内周側角部３１３と絶縁樹脂４０との間の拘束力が弱まり、熱応力が緩和され、内周側角部３１３に外側に向かって亀裂を生じるのを防止することができる。

加えて、図１Ｆに示すように、中心鉄心１０と回路収容部３１の内周側角部３１３との間には、絶縁樹脂４０との接着性の低い剥離部材５１が介装しても良い。
このような構成とすることによって、回路モジュール２０からの発熱による熱応力だけでなく、点火コイル１００への通電に伴う中心鉄心１０の発熱による熱応力が内周側角部３１３に集中するのを抑制し、内周側角部３１３に亀裂が生じるのを防止できる。

なお、本実施形態においては、剥離部材５０、５１を別体で設けた例を示してあるが、剥離部材５０と剥離部材５１を一枚のシリコーンテープで連続的に形成したものでも良い。
また、少なくとも、冷熱ストレスの大きい、回路モジュール２０の側面に対向する位置において、回路収容部３１の内周側角部３１３を覆うように剥離部材５０を設ければ、本発明の効果を発揮できる。

以下、本発明に係る点火コイル装置１の一般的な構成について説明する。
一次側ボビン１１１に、一次巻線１１０が、所定回数Ｎ１だけ巻回され一次コイル１１を構成している。
一次コイル１１の一方の端は、コネクタターミナル２２を介して外部に設けた図略の電源に接続されている。
一次コイル１１の他方の端は、回路モジュール２０の所定のリード部２１に接続されている。

二次側ボビン１２１に、二次巻線１２０が、所定回数Ｎ２だけ巻回され二次コイル１２を構成している。
二次コイル１２の一方の端は、ダイオード１６を介して一次巻線１１の一方の端に接続されている。
二次コイル１２の他方の端は、出力中継端子１２２、高圧端子１２３、バネ端子１２４に接続されており、内燃機関に設けた点火プラグの中心電極に接続できるようになっている。

一次巻線１１０及び二次巻線１２０には、銅、アルミニウム等の導体の表面に、エナメル、ポリウレタン、ポリエステル等の絶縁を施した公知の絶縁電線が用いられている。
一次コイル１１と二次コイル１２とは同心に配設され、一次コイル１１の内側には、中心鉄心１０が配設され、二次コイル１２の外側には側面鉄心１４が配設されている。

側面鉄心１４の一部は、樹脂成形されたコアカバー１５によって覆われている。
コアカバー１５の一部は、絶縁性樹脂４０の表面から露出している。
中心鉄心１３は、帯状のケイ素鋼板を複数枚積層して柱状としたものであり、励磁コアを構成している。
側面鉄心１４は、コ字型に形成したケイ素鋼板を複数積層し、かしめ固定したものである。
側面鉄心１４と中心鉄心１０との間隙には永久磁石１３が配設されている。
側面鉄心１４と中心鉄心１０との協働により閉磁路を形成している。

コアカバー１５は、ＰＥＴ樹脂、ＰＢＴ樹脂等のモールド樹脂材料からなり、機械的強度向上のための繊維を添加した繊維強化樹脂や、放熱性向上のための放熱フィラーを添加した放熱性向上樹脂を用いても良い。
コアカバー１５の一部は、絶縁性樹脂４０の表面から外部に露出している。
コアカバー１５の一部を絶縁性樹脂４０の表面から露出させることにより、放熱性を良好にすると共に、冷熱ストレスを開放し易くし、コアカバー１５や、絶縁性樹脂４０、ハウジング３０等に亀裂を生じ難くしている。

ハウジング３０に設けたコネクタ３２の内側には、一次コイル１１の入力端、及び、イグナイタ２０と外部との接続を図るコネクタターミナル２２が配設され、図略の電源及び制御装置に接続されるようになっている。
また、ハウジング３０には、筒状のプラグキャップ３３が延設され、内燃機関に設けた図略の点火プラグへの装着が可能となっている。
プラグキャップ３３の内側には、出力中継端子１２０、高圧端子１２１を介して二次巻線１２の出力端に接続されたバネ端子１２２が配設されている。

ハウジング３０の内側に収容された昇圧コイル１００は、側面鉄心１４を覆うコアカバー１５の一部が露出するように配設され、絶縁性樹脂４０によって封止固定されている。
絶縁性樹脂４０には、エポキシ樹脂等が用いられており、機械的強度向上のための繊維を添加した繊維強化樹脂や、放熱性向上のための放熱フィラーを添加したものを用いても良い。

回路モジュール２０は、外部に設けた図略のＥＣＵに接続され、ＥＣＵから発信された点火信号ＩＧｔにしたがって、一次巻線１１への通電と停止とを制御する。
回路モジュール２０には、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング素子やスイッチング素子を開閉駆動するためのドライバ、制御ＩＣ等が内蔵されている。
点火コイル装置１は、回路モジュール２０によって制御され、一次コイル線１１への通電と遮断を行うことにより、一次コイル１１の巻回数Ｎ１と二次コイル１２の巻回数Ｎ２との比Ｎ２／Ｎ１に比例する二次電圧を発生させることができる。
なお、必要に応じて、雑音防止用コンデンサや、補助電源用コンデンサ等を内蔵させても良い。

図２を参照して、第１の実施形態における点火コイル装置の変形例１ａについて説明する。
なお、以下の実施形態はいずれも、基本的な構成は、第１の実施形態と同様であり、本発明の要部である剥離部材５０、５１の配設位置、配設範囲、形状等が異なる。
したがって、以下の説明において、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略し、相違する構成を中心に説明する。

本変形例１ａにおいては、剥離部材５０ａ、５１ａとして、シート状のシリコーンテープ等を用いる点は、第１の実施形態における点火コイル装置１と同様である。
変形例１ａでは、図２の左側に示すように、内周側角部３１３に対向する位置において、回路モジュール２０の側面と上面とを覆うように、剥離部材５０ａを貼り付け、さらに、本図右側に示すように、剥離部材５１ａを内周側角部３１３に対向する位置において、中心鉄心１０の底面と側面とを覆うように貼り付けている。

このような構成とすることにより、回路モジュール２０の熱膨張率と絶縁樹脂４０の熱膨張率とに差があっても、剥離部材５０ａが介在する部分には、絶縁樹脂４０に引っ張り応力が作用し難くなり、その結果、内周側角部３１３への応力集中が抑制され、亀裂の発生を防止することができる。
また、中心鉄心１００と絶縁樹脂４０との間においても同様に、剥離部材５１ａによって熱応力が内周側角部３１３へ集中することがない。

図３Ａ、図３Ｂを参照して、第２の実施形態における点火コイル装置１ｂ、とその変形例１ｃについて説明する。
第１の実施形態においては、回路収容部３１の内周側角部３１３を覆うように、又は、内周側角部３１３に対向する範囲を覆うように剥離部材５０、５０ａ、５１，５１ａを貼り付けたが、本実施形態においては、剥離部材５０ｂ、５０ｃ、５１ｂ、５１ｃの貼り付け範囲を拡大した点が相違する。

第２の実施形態における点火コイル装置１ｂに置いては、図３Ａの左側に示すように、剥離部材５０ｂを、内周側角部３１３の内側面のみならず、回路モジュール２０の側面に対向する回路収容部３１の内壁全体を覆うように貼り付けてある。
また、図３Ａの右側に示すように、剥離部材５１ｂを、内周側角部３１３の内周面のみならず、回路収容部３１の内壁全体を覆うように貼り付けてある。

変形例１ｃにおいては、図３Ｂに示すように、剥離部材５０ｃを回路モジュール２０側の広い範囲を、剥離部材５１ｃを中心鉄心１０側の広い範囲を覆うように貼り付けてある。
本実施形態においても、第１の実施形態の同様の効果を発揮できる。

図４Ａ、図４Ｂを参照して、本発明の第３の実施形態における点火コイル装置１ｄと、その変形例１ｅについて説明する。
本実施形態においては、剥離部材５０ｄ、５１ｄ、５０ｅ、５１ｅの貼り付け範囲をさらに拡大した点が相違する。

図４Ａに示す点火コイル装置１ｄでは、剥離部材５０ｄ、５１ｄをハウジング３０の内周面のリード部２１に対向する位置まで延設してある。
このような構成とすることにより、上記実施形態と同様の効果に加え、リード部２１に対する熱応力の緩和も期待できる。
ただし、本実施形態においても、剥離部材５０ｄが絶縁樹脂４０の表面から露出することはなく、ハウジング３０の開口部は、絶縁樹脂４０によって封止されていなければならない。

また、図４Ｂに示す変形例１ｅでは、剥離部材５０ｄが回路モジュール２０の上面の一部、側面及び底面を取り囲むように配設され、剥離部材５１ｄが中心鉄心１０の側面及び底面、側面鉄心１４の側面のそれぞれ一部を取り囲むように配設されている。
このような構成とすることによって、第１の実施形態と同様の効果が発揮され、内周側角部３１３への応力集中による亀裂の発生を抑制できる。

図５Ａ、図５Ｂを参照して、本発明の第４の実施形態における点火コイル装置１ｆと、その変形例１ｇについて説明する。
上記実施形態においては、剥離部材として、シート状のＰＥＴフィルムを貼り付けする例を示したが、本実施形態においては、剥離部材５０ｆ、５０ｇ、５１ｆ、５１ｇを、ハウジング３０を樹脂成型した後、ハウジング３０に収容設置したり、ハウジング３０の内周面に塗布したりする方法によって、形成した点が相違する。

また、本実施形態においても、剥離部材の形成範囲は、上述の実施形態と同様に適宜変更可能である。
本実施形態においては、熱応力発生源となる回路モジュール２０の側面とこれに対向する回路収容部３１の内周面との両方に剥離部材５０ｆ、５０ｇが接しており、その間には、拘束力を生じる絶縁性樹脂４０が介在しないので、内周側角部３１３への応力集中を回避し、亀裂の発生を抑制できると考えられる。
さらに、剥離部材として、ＰＥＴ等の硬質の材料のみならず、シリコーン樹脂やフッ素樹脂等の弾性を有する材料を用いることにより、絶縁部材４０との剥離による応力の緩和だけでなく、弾性変形することでより一相の応力緩和を図ることも期待できる。

図７及び、表１、表２を参照して、本発明に係る点火コイル装置１について、回路モジュール２０の熱変化に伴う主応力分布について、有限要素法による熱応力解析を行った結果について説明する。
点火コイル装置１の基本モデルとして、幅広部３０１の横幅Ｗ１を２８ｍｍ、幅狭部３１１の横幅Ｗ２を１４ｍｍ、回路モジュール２０の横幅Ｗ３を１４ｍｍとし、幅広部３０１の高さＨ１を１６ｍとし、幅狭部３１１の高さＨ２を６ｍｍとし、回路モジュール２０の高さＨ３を６ｍｍとした。
また、ハウジング３０を構成する材料がＰＢＴであり、充填樹脂４０を構成する材料がエポキシ樹脂であり、回路モジュール２０を構成する材料が銅に等しいものと見なして、基本条件を設定し、回路モジュール２０に０℃から１６０℃の温度変化があった場合の熱応力を有限要素法を用いた熱解析を行った。
このときの主応力は、図７に示すように、回路モジュール２０の上端縁が最も高く、回路収容部３１に対して内側角部３１３に作用していることが分かる。

図８を参照して、ハウジング３０の幅狭部３１１の横幅Ｗ２に対する回路モジュール２０の横幅Ｗ３の比率を変化させたときの最大主応力の変化について説明する。
図８に示すように、幅狭部３１１の横幅Ｗ２に対する回路モジュール２０の横幅Ｗ３の比率Ｗ３／Ｗ２が高くなると、即ち、回路モジュール２０の側面と幅狭部３１１との距離が短くなるにしたがって、主応力の最大値ＰＳｍ（ＭＰａ）は高くなり、幅狭部３１１の横幅Ｗ２に対する回路モジュール２０の横幅Ｗ３の比率Ｗ３／Ｗ２が６３％を超えると、材料樹脂の疲労限界を超え、内周側角部３１３に亀裂が発生する虞を生じることが判明した。

ここで、図９を参照して、内周側角部３１３と回路モジュール２０との間に介装した剥離部材５０の幅Ｔ２を回路モジュール２０の厚みＴ１に対する比率Ｔ２／Ｔ１を変化させたときの効果について説明する。
図９に示すように、回路モジュール２０の横幅Ｗ３と幅狭部３１１の横幅Ｗ２の比率Ｗ３／Ｗ２が６３％以上であっても、剥離部材５０を介装することで、最大主応力ＰＳｍを低くすることができることが判明した。
特に、回路モジュール２０の板厚方向における剥離部材５０の幅Ｔ２を回路モジュール２０の板厚Ｔ１に対する比率Ｔ２／Ｔ１を６０％以上とすることで、幅狭部３１１の横幅Ｗ２に対する回路モジュール２０の横幅Ｗ３比率Ｗ３／Ｗ２が１００％に近い値、即ち、剥離部材５０を介して回路モジュール２０と幅狭部３１１とが密接している状態においても、最大主応力ＰＳｍが材料の疲労限界を超えないため、確実に内周側角部３１３に亀裂が生じるのを防止できる。

図１０を参照して、ハウジング３０の幅広部３０１の横幅Ｗ１に対する幅狭部３１１の横幅Ｗ２の比率Ｗ２／Ｗ１を変化させたときの最大主応力について説明する。
なお、図１０においては、剥離部材５０を設けず、幅狭部３１１の横幅Ｗ２に対する回路モジュール２０の横幅Ｗ３の比率Ｗ３／Ｗ２を１００％としたときと、５０％としたときにおいて、ハウジング３０の幅広部３０１の横幅Ｗ１に対する幅狭部３１１の横幅Ｗ２の比率Ｗ２／Ｗ１を２０％〜１００％まで変化させた場合について最大主応力ＰＳｍ（ＭＰａ）の変化を解析した。
その結果、図１０に示すように、ハウジング３０の幅広部３０１の横幅Ｗ１に対する幅狭部３１１の横幅Ｗ２の比率Ｗ２／Ｗ１を変化させたときの最大主応力ＰＳｍの変化が少ないことが判明した。

図１１を参照して、ハウジング３０の幅広部３０１の高さＨ１と、幅狭部３１１の高さＨ２の影響について説明する。
剥離部材５０を介装せず、主応力ＰＳｍが最大となる幅狭部３１１の横幅Ｗ２に対する回路モジュール２０の横幅Ｗ３の比率Ｗ３／Ｗ３が１００％で、ハウジング３０の幅広部３０１の横幅Ｗ１に対する幅狭部３１１の横幅Ｗ２の比率Ｗ２／Ｗ３を２５％、５０％、１００％とし、幅広部３０１の高さＨ１に対する幅狭部３１１の高さＨ２の比率を５０％、１００％、１５０％、２００％としたときの最大主応力ＰＳｍの変化を解析した。
その結果、図１１に示すように、幅広部３０１の高さＨ１と幅狭部３１１の高さＨ２との違いにより発生する最大主応力の変化は小さいことが判明した。
以上のことから、内周側角部３１３に亀裂を生じ難くするためには、幅狭部３１１の横幅Ｗ１に対する回路モジュール２０の横幅Ｗ２が６３％以上、１００％以下である場合に、内周側角部３１３と回路モジュール２０との間に剥離部材５０を介装することで、最大主応力ＰＳｍをハウジング３０を構成する材料の疲労限界以下とすることが可能となり内周側角部３１３に亀裂が発生するのを防止できる。
さらに、回路モジュール２０の厚み方向における剥離部材５０の幅Ｔ２を回路モジュール２０の厚さＴ１に対して６０％以上とすることで、幅狭部３１１の横幅Ｗ１に対する回路モジュール２０の横幅Ｗ２の比率の如何にかかわらず、最大主応力ＰＳｍをハウジング３０を構成する材料の疲労限界以下とすることが可能となり内周側角部３１３に亀裂が発生するのを防止できることが判明した。

１ 点火コイル装置
１００ 点火コイル
１０ 中心鉄心
１１ 一次コイル
１１０ 一次巻線
１１１ 一次ボビン
１２ 二次コイル
１２０ 二次巻線
１２１ 二次ボビン
１２２ 出力中継端子
１２３ 高圧端子
１２４ バネ端子
１３ 永久磁石
１４ 側面鉄心
１５ コアカバー
２０ 回路モジュール
２１ リード部
２２ コネクタターミナル
３０ ハウジング
３０１ 幅広部
３０２ 連結部
３１ 回路収容部
３１１ 幅狭部
３１３ 内周側角部
３２ コネクタ
３３プラグキャップ
３４ フランジ
４０ 絶縁樹脂
５０、５１ 剥離性樹脂
Ｗ１ 幅広部横幅
Ｗ２ 幅狭部横幅
Ｗ３ 回路モジュール横幅
Ｔ１ 回路モジュール厚さ
Ｔ２ 回路モジュールの厚さ方向における剥離部材の幅

Claims (6)

1. 少なくとも、一次コイル（１１）と、二次コイル（１２）と、前記一次コイル（１１）の内側に配置した中心鉄心（１０）と、前記二次コイル（１２）の外側に配置した側面鉄心（１４）と、を含む点火コイル（１００）と、前記コイル（１００）への電圧の供給と遮断とを制御する回路モジュール（２０）と、をハウジング（３０）の内側に収容し、絶縁性樹脂（４０）によって封止した点火コイル装置であって、
   前記ハウジングが、前記回路モジュールの横幅方向に対して、前記点火コイルを収容可能な横幅（Ｗ１）に形成した幅広部（３０１）と、
   前記回路モジュールを収容する回路収容部（３１）を構成し、前記幅広部よりも狭い横幅（Ｗ２）に形成された幅狭部（３１１）と、
   前記幅広部と前記幅狭部とを連結する連結部（３０２）とを具備し、
   前記幅狭部と前記連結部とが交わる内周側角部（３１３）と前記回路モジュールとの間に前記絶縁性樹脂との接着力が相対的に弱い剥離部材（５０、５０ａ〜５０ｇ）を介挿したこと特徴とする点火コイル装置（１、１ａ〜１ｇ）
2. 前記幅狭部の横幅（Ｗ２）に対する前記回路モジュールの横幅（Ｗ３）の比率（Ｗ３／Ｗ２）が６３％以上、１００％以下である請求項１に記載の点火コイル装置（１、１ａ〜１ｇ）
3. 前記回路モジュールの厚さ（Ｔ１）に対する前記剥離部材の幅（Ｔ２）の比率（Ｔ２／Ｔ１）が６０％以上である請求項１又は２に記載の点火コイル装置（１、１ａ〜１ｇ）
4. 前記剥離部材を、少なくとも、前記内周側角部を覆う位置、又は、これに対向する範囲における前記回路モジュールを覆う位置に設けた請求項１ないし３のいずれかに記載の点火コイル装置（１、１ａ〜１ｇ）
5. 前記中心鉄心及び／又は、前記側面鉄心と前記回路収容部との間に、前記絶縁樹脂との接着力が相対的に低い第２の剥離部材（５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆ、５１ｇ）を介装せしめた請求項１ないし４のいずれかに記載の点火コイル装置（１、１ａ〜１ｇ）
6. 前記絶縁樹脂がエポキシ樹脂、ウレタン樹脂のいずれかから選択した樹脂材料からなり、前記剥離部材が、シリコーン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド、ナイロン、フッ素樹脂のいずれかから選択した樹脂材料からなる請求項１ないし５のいずれかに記載の点火コイル装置（１、１ａ〜１ｇ）

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