JP6409484B2 - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関において、点火プラグに点火用スパークを発生させるための点火コイルに関する。
点火コイルは、一次コイル、二次コイル、中心コア及び外周コアが組み付けられた組付体がケース内に配置され、ケース内の隙間が充填樹脂によって充填されて形成されている。また、ケース内には、一次コイル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が配置される。イグナイタは、コイル部における側方であって、点火コイルを外部に電気接続するためのコネクタ部の近傍に配置されることが多い。
例えば、特許文献1においては、一次コイル、二次コイル、中心コア、外周コア及びイグナイタがケース内に配置され、ケース内の隙間が絶縁固定用樹脂によって充填された点火コイルについて記載されている。また、この点火コイルにおいては、イグナイタにおける、放熱板が設けられた一方側面を、外周コアの外面に対面させて配置することが記載されている。
特許第4978497号公報
しかしながら、特許文献1等の従来の点火コイルにおいては、イグナイタは、ケース内の空間に配置されている。そのため、イグナイタの適切な位置決めがなく、点火コイルの組付時に治具等を用いてイグナイタの位置決めをする必要がある。
また、エンジンの加熱・冷却サイクルを受けて、点火コイル内の各構成部品が膨張・収縮を繰り返すときには、例えばイグナイタの角部等の応力が集中しやすい部位を起点にして絶縁固定用樹脂にクラックが生じるおそれがある。このクラックは、場合によっては、絶縁固定用樹脂だけに留まらず、ケースにまで進展するおそれがある。このクラックの進展は、イグナイタが、ケースに設けられた収納部に収納されている場合においても同様に起こり得る。
また、イグナイタの端子を溶接等によって電気接続する場合にも、イグナイタの位置決めを行うための治具等が必要となることもある。
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、点火コイルの組付性及び耐久性、並びにイグナイタの放熱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、内外周に同心状に配置された一次コイル及び二次コイルと、
上記一次コイル及び上記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上記二次コイルの回りを囲む環状の外周コアと、
該外周コアの周囲を覆って該外周コアの外殻を形成する樹脂製のコアモールドと、
上記一次コイルへの通電及び該通電の遮断を行うスイッチング回路を形成するイグナイタと、
上記一次コイル、上記二次コイル、上記中心コア、上記外周コア、上記コアモールド及び上記イグナイタを収容するケースと、
該ケース内の隙間を充填する充填樹脂と、を備え、
上記コアモールドの外側面には、上記イグナイタを配置するためのイグナイタポケットが形成されており、
上記コアモールドの外側面における、上記イグナイタポケットと対向する部位には、上記外周コアの外側面の一部を露出させる切欠部が形成されており、
上記イグナイタは、上記切欠部を介して上記外周コアの上記外側面の一部と対面して上記イグナイタポケットに配置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。
上記内燃機関用点火コイルにおいては、外周コアを覆って充填樹脂の応力を緩和するためのコアモールドに、イグナイタを配置するためのイグナイタポケットを形成している。そして、イグナイタポケットに配置されたイグナイタは、コアモールドの外側面に形成された切欠部を介して外周コアの外側面の一部と対面している。これにより、一次コイル、二次コイル、中心コア及び外周コアに対するイグナイタの位置決めを容易に行うことができる。そして、イグナイタの端子と他の端子とを電気的に接続する際に、イグナイタの位置決めを容易にすることができる。
また、イグナイタが、外周コアと一体化されたコアモールドに配置されることにより、イグナイタを、一次コイル、二次コイル、中心コア、外周コア及びコアモールドと一体的に組み付けることができる。そして、この組付体をケース内に配置することにより、イグナイタの組付及び電気的接続を容易にすることができる。
また、イグナイタはコアモールドに形成された切欠部を介して外周コアの外側面の一部と対面する。これにより、発熱部品であるイグナイタから発生した熱を、熱伝導性のよい外周コアへ逃がすことができ、イグナイタの放熱性を向上させることができる。
また、イグナイタと充填樹脂との間にコアモールドが配置されることにより、充填樹脂の応力が緩和され、充填樹脂にクラックを生じにくくすることができ、あるいは充填樹脂に発生したクラックを、充填樹脂において進展しにくくすることができる。
また、イグナイタの周囲の全体が充填樹脂によって囲まれている場合には、クラックが充填樹脂において進展しやすい。これに対し、イグナイタがイグナイタポケットに配置されることにより、イグナイタの周囲にコアモールドが配置されている。これにより、充填樹脂に作用する応力がコアモールドによって低減され、充填樹脂に発生したクラックがケースまで進展しにくくすることができる。
それ故、上記内燃機関用点火コイルによれば、点火コイルの組付性及び耐久性、並びにイグナイタの放熱性を向上させることができる。
実施例にかかる、点火コイルを示す断面説明図。 実施例にかかる、外周コアを覆うコアモールドを示す斜視図。 実施例にかかる、点火コイルを組み付ける状態を示す斜視図。 実施例にかかる、外周コアを覆う他のコアモールドを示す説明図。 実施例にかかる、外周コアを覆う他のコアモールドを示す断面説明図。 実施例にかかる、外周コアを覆うコアモールドを示す斜視図。
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)
本例の内燃機関用点火コイル1(以下、単に点火コイル1という。)は、図1に示すように、一次コイル21、二次コイル22、中心コア5、外周コア6、コアモールド7、イグナイタ4、ケース11及び充填樹脂13を備えている。一次コイル21及び二次コイル22は、内外周に互いに位置して同心状に配置されている。中心コア5は、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6は、一次コイル21及び二次コイル22の回りを囲む環状に形成されている。コアモールド7は、熱可塑性又は熱硬化性のエラストマーから構成されており、外周コア6の周囲を覆って外周コア6の外殻を形成するとともに充填樹脂13からの応力を緩和する。
イグナイタ4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を形成する回路部41と、回路部41を覆うモールド樹脂42とによって形成されている。ケース11は、熱可塑性樹脂から構成されており、一次コイル21、二次コイル22、中心コア5、外周コア6、コアモールド7及びイグナイタ4を収容するものである。充填樹脂13は、熱硬化性樹脂から構成されており、ケース11内の隙間を充填し、各構成部品を絶縁して固定するものである。
図2に示すように、コアモールド7の外側面701には、イグナイタ4を配置するためのイグナイタポケット72が形成されている。コアモールド7の外側面701における、イグナイタポケット72と対向する部位には、外周コア6の外側面61の一部を露出させる切欠部73Aが形成されている。イグナイタ4は、図1、図3に示すように、切欠部73Aを介して外周コア6の外側面61の一部と対面してイグナイタポケット72に配置されている。
以下に、本例の点火コイル1について、図1〜図6を参照して詳説する。
図1に示すように、点火コイル1は、エンジンの各シリンダーに配置され、各シリンダーのプラグホールに配置された点火プラグからスパークを発生させるために用いられる。本例の点火コイル1における一次コイル21、二次コイル22、中心コア5、外周コア6、コアモールド7、イグナイタ4、ケース11等はプラグホールの外部に配置される。また、点火コイル1には、プラグホール内に配置されて、点火プラグに接続されるジョイント部12が設けられている。
図1、図3に示すように、中心コア5及び外周コア6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。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31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32の外周に巻回されている。外周コア6及びコアモールド7は、外側角部が丸められた四角環形状に形成されている。中心コア5及び外周コア6を構成する複数の電磁鋼板は、外周コア6の貫通方向Lに積層されている。
図1に示すように、中心コア5の一端面は、逆バイアスの磁束を発生させる永久磁石51を介して外周コア6の内側面62に対面しており、中心コア5の他端面は、外周コア6の内側面62に対面している。コアモールド7は、外周コア6をモールド成形するエラストマーによって形成されている。イグナイタポケット72は、外周コア6をエラストマーによってモールド成形する際に、コアモールド7と一体的に形成される。
図1に示すように、一次スプール31は、一次コイル21が巻回された筒部311と、筒部311の端部に繋がるコネクタ部312とを有している。コネクタ部312には、イグナイタ4における複数の端子43と接合される複数の端子313が設けられている。二次スプール32は、二次コイル22が巻回された筒部321を有している。中心コア5の外周に、一次コイル21が巻回された一次スプール31が配置され、一次スプール31の外周に、二次コイル22が巻回された二次スプール32が配置されている。また、一次スプール31のコネクタ部312の一部は、ケース11に形成された嵌合切欠部113に嵌合されて、ケース11の一部を構成している。
図2に示すように、コアモールド7の外側面701の一部には、外周コア6の外側面61の一部を露出させ、イグナイタ4を配置して外側面61に対面させるための切欠部73Aが形成されている。また、コアモールド7の内側面702の一部には、外周コア6の内側面62の一部を、永久磁石51又は中心コア5の他端面と対面させるための切欠部73Bが形成されている。
また、イグナイタポケット72は、コアモールド7の外側面701において、貫通方向Lにおける片側に、イグナイタ4を挿入するための開口部721を有している。なお、このイグナイタポケット72の開口部721は貫通方向Lにおける両側に形成し、イグナイタポケット72を貫通状態で形成することもできる。
図2に示すように、コアモールド7の上側の開口端面74には、コアモールド7の厚みを大きくした肉盛部741が形成されている。本例の肉盛部741は、コアモールド7の低圧側部分を除く上側の開口端面74に形成されている。この肉盛部741は、充填樹脂13におけるクラックの発生を抑制する効果を有する以外にも、ケース11内に充填する充填樹脂13の充填量を低減し、かつ充填樹脂13の応力を低減させる効果を有している。また、肉盛部741は、コアモールド7の下側の開口端面75に形成することもできる。
図3に示すように、外周コア6及びコアモールド7の貫通方向Lは、ケース11の開口部111が形成された開口方向に向けられている。ケース11は、四角環形状を有するコアモールド7が収納されるよう、四角形状の収納部112を有している。ケース11は、点火コイル1においてジョイント部12が形成される側とは反対側に開口部111を有している。ケース11における、コアモールド7のイグナイタポケット72が配置される突出部位114は、その左右に位置する部位よりも外側に突出している。そして、イグナイタポケット72は、突出部位114に挿入されて位置決めされる。
図3に示すように、点火コイル1の組付を行うに当たっては、中心コア5の外周に一次コイル21が巻回された一次スプール31を配置し、一次スプール31の外周に二次コイル22が巻回された二次スプール32を配置して、組付予備体15を形成する。次いで、この組付予備体15を、コアモールド7によって覆われた外周コア6の内周に配置して、組付体を形成する。また、組付予備体15が外周コア6に配置される前後において、コアモールド7におけるイグナイタポケット72にイグナイタ4を配置して、イグナイタ4を外周コア6の外側面61に対面させる。次いで、組付体をケース11内に配置する。このとき、組付体は、ケース11の開口部111から、外周コア6の貫通方向Lに沿ってケース11の収納部112に挿入する。次いで、ケース11内の隙間に、熱硬化性樹脂からなる充填樹脂13を注入し、これを硬化させて、点火コイル本体部を形成する。その後、点火コイル本体部にジョイント部12を取り付けて、点火コイル1を形成する。
図2に示すように、イグナイタポケット72は、コアモールド7における、二次コイル22の低圧側に位置する外側面701に形成されている。イグナイタポケット72は、外側面701における中心位置に設けることができ、外側面701における左右の位置にオフセットして設けることもできる。
また、図4に示すように、イグナイタポケット72の角部722、及びイグナイタポケット72とコアモールド7との境界部723は、曲面状に形成することもできる。この場合には、イグナイタポケット72がコアモールド7の外側面701から突出する部分の全体が、クラック発生の起点を形成しないよう、なだらかに形成される。これにより、充填樹脂13におけるクラックの発生を効果的に抑制することができる。
また、図1に示すように、イグナイタ4のモールド樹脂42の内部において、回路部42には、放熱板44を設けることができる。放熱板44は、イグナイタ4の表面に露出させて、外周コア6の外側面61に対面させることができる。これにより、イグナイタ4の放熱性をより高めることができる。
また、図5に示すように、外周コア6の外側面61の一部には、イグナイタ4が嵌り込むコア切欠部63を形成することもできる。この場合には、イグナイタ4の一部が外周コア6のコア切欠部63に配置されて、イグナイタ4及び外周コア6を含むコアモールド7の全体が点火コイル1において占めるスペースを小さくすることができ、点火コイル1の小型化を図ることができる。
また、図6に示すように、コアモールド7の外側面701及び下側の開口端面75の少なくとも一方には、コアモールド7をケース11の収納部112内に位置決めするための突起部76を形成することができる。この場合には、コアモールド7のケース11の収納部112への挿入及び位置決めを容易にすることができる。
また、コアモールド7の内側面702における、中心コア5を配置するための切欠部73Bには、中心コア5の位置決めをするための突起部77を形成することができる。
本例の点火コイル1においては、外周コア6を覆うコアモールド7に、イグナイタ4を配置するためのイグナイタポケット72を形成している。そして、イグナイタポケット72に配置されたイグナイタ4は、コアモールド7の外側面701に形成された切欠部73Aを介して外周コア6の外側面61の一部と対面している。これにより、一次コイル21、二次コイル22、中心コア5及び外周コア6に対するイグナイタ4の位置決めを容易に行うことができる。そして、イグナイタ4の端子43とコネクタ部312の端子313とを電気的に接続する際に、イグナイタ4の位置決めを容易にすることができる。
また、イグナイタ4が、外周コア6と一体化されたコアモールド7に配置されることにより、イグナイタ4を、一次コイル21、二次コイル22、中心コア5、外周コア6及びコアモールド7と一体的に組み付けて、組付体とすることができる。そして、この組付体をケース11内に配置することにより、イグナイタ4の組付及び電気的接続を容易にすることができる。
また、イグナイタ4はコアモールド7に形成された切欠部73Aを介して外周コア6の外側面61の一部と対面する。これにより、発熱部品であるイグナイタ4から発生した熱を、熱伝導性のよい外周コア6へ逃がすことができ、イグナイタ4の放熱性を向上させることができる。
また、イグナイタ4と充填樹脂13との間にコアモールド7が配置されることにより、充填樹脂13の応力が緩和され、充填樹脂13にクラックを生じにくくすることができ、あるいは充填樹脂13に発生したクラックを、充填樹脂13において進展しにくくすることができる。
また、イグナイタ4の周囲の全体が充填樹脂13によって囲まれている場合には、クラックが充填樹脂13において進展しやすい。これに対し、本例の点火コイル1においては、イグナイタ4がイグナイタポケット72に配置されることにより、イグナイタ4の周囲にコアモールド7が配置されている。これにより、充填樹脂13に作用する応力がコアモールド7によって低減され、充填樹脂13に発生したクラックがケース11まで進展しにくくすることができる。
それ故、本例の点火コイル1によれば、点火コイル1の組付性及び耐久性、並びにイグナイタ4の放熱性を向上させることができる。
1 点火コイル
11 ケース
13 充填樹脂
21 一次コイル
22 二次コイル
4 イグナイタ
5 中心コア
6 外周コア
61 外側面
7 コアモールド
71 外側面
72 イグナイタポケット

Claims (4)

  1. 内外周に同心状に配置された一次コイル(21)及び二次コイル(22)と、
    上記一次コイル(21)及び上記二次コイル(22)の内周に配置された中心コア(5)と、
    上記一次コイル(21)及び上記二次コイル(22)の回りを囲む環状の外周コア(6)と、
    該外周コア(6)の周囲を覆って該外周コア(6)の外殻を形成する樹脂製のコアモールド(7)と、
    上記一次コイル(21)への通電及び該通電の遮断を行うスイッチング回路を形成するイグナイタ(4)と、
    上記一次コイル(21)、上記二次コイル(22)、上記中心コア(5)、上記外周コア(6)、上記コアモールド(7)及び上記イグナイタ(4)を収容するケース(11)と、
    該ケース(11)内の隙間を充填する充填樹脂(13)と、を備え、
    上記コアモールド(7)の外側面(701)には、上記イグナイタ(4)を配置するためのイグナイタポケット(72)が形成されており、
    上記コアモールド(7)の外側面(701)における、上記イグナイタポケット(72)と対向する部位には、上記外周コア(6)の外側面(61)の一部を露出させる切欠部(73A)が形成されており、
    上記イグナイタ(4)は、上記切欠部(73A)を介して上記外周コア(6)の上記外側面(61)の一部と対面して上記イグナイタポケット(72)に配置されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル(1)。
  2. 上記外周コア(6)及び上記コアモールド(7)は、四角環形状に形成されており、該外周コア(6)及び該コアモールド(7)の貫通方向(L)は、上記ケース(11)の開口部(111)が形成された開口方向に向けられており、
    上記イグナイタポケット(72)は、上記コアモールド(7)の上記外側面(701)において、上記貫通方向(L)における少なくとも片側に開口部(721)を有し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. 上記イグナイタポケット(72)の角部(722)、及び該イグナイタポケット(72)と上記コアモールド(7)との境界部(723)は、曲面状に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関用点火コイル(1)。
  4. 上記外周コア(6)の上記外側面(61)の一部には、上記イグナイタ(4)が嵌り込むコア切欠部(63)が形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関用点火コイル(1)。
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