JP6488568B2

JP6488568B2 - 内燃機関用の点火コイル

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Publication number: JP6488568B2
Application number: JP2014132369A
Authority: JP
Inventors: 和田　純一; 純一和田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: JP2016012599A

Description

本発明は、内燃機関用の点火コイルに関する。

内燃機関に用いる点火コイルとしては、互いに磁気結合された１次コイル及び２次コイルと、１次コイルへの通電によって生じる磁束の磁路を構成するコアと、１次コイルと２次コイルとコアとを収容するケースと、外部コネクタを接続するためのコネクタ部とを有するものがある（特許文献１）。かかる点火コイルにおいて、コネクタ部は、ケースから突出しており、コネクタ部を外周から覆うような状態で外部コネクタがコネクタ部に嵌合するよう構成されている。

特開２００９−１８８３６４号公報

しかしながら、近年、エンジンの小型化等に伴い、点火コイルの配置スペースが小さくなっていることから、点火コイルの小型化が求められている。特に、エンジンへの点火コイルの搭載性改善の観点から、ケースからのコネクタ部の突出量を極力小さくすることが望まれる。

しかし、単にコネクタ部の長さを小さくすると、コネクタ部と上記外部コネクタとを嵌合させる際、両者の嵌合長さが短くなってしまい、点火コイルと外部コネクタとの接続信頼性が低下するおそれがある。よって、コネクタ部の長さを短くすることなく、ケースの外形からのコネクタ部の突出量を小さくすることが望まれる。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、コネクタ部の長さを短くすることなく、ケースの外形からのコネクタ部の突出量を小さくすることができる内燃機関用の点火コイルを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、互いに磁気結合された１次コイル及び２次コイルと、
上記１次コイルへの通電によって生じる磁束の磁路を構成するコアと、
上記１次コイルと上記２次コイルと上記コアとを収容するケースと、
該ケース内に形成された隙間に充填された、電気的絶縁性を有する充填樹脂と、
外部コネクタを接続するためのコネクタ部とを有する内燃機関用の点火コイルであって、
上記コネクタ部は、上記ケースから突出しており、かつ、外周から覆われるように上記外部コネクタが接続されるよう構成されており、
上記ケースは、上記コネクタ部の周囲に、他の部分よりも陥没した陥没部を有し、
上記ケースには、上記２次コイルに接続された導通端子が内側に配されるタワー部が突出するよう形成されており、
上記陥没部の底面である陥没底面は、上記タワー部の突出方向と反対側に向かうにつれて、上記ケースの内側に向かうよう傾斜していることを特徴とする内燃機関用の点火コイルにある。

上記内燃機関用の点火コイルにおいて、ケースは、コネクタ部の周囲に、他の部分よりも陥没した陥没部を有する。すなわち、コネクタ部はケースの陥没部から突出しているため、コネクタ部を短くしなくても、ケースの外形からのコネクタ部の突出量を、小さくすることができる。

以上のごとく、本発明によれば、コネクタ部の長さを短くすることなく、ケースの外形からのコネクタ部の突出量を小さくすることができる内燃機関用の点火コイルを提供することができる。

実施例１における、点火コイルの断面図。実施例１における、点火コイルの斜視図。実施例１における、点火コイルの上面図。実施例１における、サブアッシーを第１ケース体に組み付ける工程を説明する斜視図。実施例１における、サブアッシーを第１ケース体に組み付ける工程を説明する断面図。実施例２における、点火コイルの断面図。実施例２における、点火コイルの斜視図。

（実施例１）
上記内燃機関用の点火コイルの実施例につき、図１〜図５を用いて説明する。
本例の内燃機関用の点火コイル１は、図１に示すごとく、互いに磁気結合された１次コイル２１及び２次コイル２２と、１次コイル２１への通電によって生じる磁束の磁路を構成するコア３と、１次コイル２１と２次コイル２２とコア３とを収容するケース４と、外部コネクタを接続するためのコネクタ部１１とを有する。図１〜図３に示すごとく、コネクタ部１１は、ケース４から突出しており、かつ、外周から覆われるように外部コネクタが接続されるよう構成されている。ケース４は、コネクタ部１１の周囲に、他の部分よりも陥没した陥没部６１を有する。

図１に示すごとく、１次コイル２１と２次コイル２２とは、互いに内外周に重ねて配置されている。コア３は、１次コイル２１及び２次コイル２２の内周側に配された中心コア３１と、１次コイル２１及び２次コイル２２の外周側に配された外周コア３２とからなる。ケース４には、２次コイル２２に接続された導通端子１３が内側に配されるタワー部５３を１次コイル２１及び２次コイル２２の軸方向と直交する方向に設けてある。コネクタ部１１は、ケース４における１次コイル２１及び２次コイル２２の軸方向Ｘの一端側から突出形成されている。ケース４内に形成された隙間には、電気絶縁性を有する充填樹脂１２が充填されている。

本例においては、１次コイル２１と２次コイル２２とは、巻回軸を同じにしており、これらの巻回軸の方向を軸方向Ｘという。また、タワー部５３の突出方向を上下方向Ｚといい、軸方向Ｘと上下方向Ｚとの双方に直交する方向を横方向Ｙという。上下方向Ｚにおいて、タワー部５３が突出している側を「下側」といい、その反対側を「上側」ということもある。なお、上下の表現は、鉛直方向を決めるものではない。

図１に示すごとく、１次コイル２１は、中心コア３１の外周に配された１次スプール１０１に１次電線を巻回してなり、２次コイル２２は、１次コイル２１の外周側において、２次スプール１０２に１次電線よりも細い２次電線を、１次電線よりも多い回数で巻回してなる。これにより、１次コイル２１に通電した電流を遮断した際、相互誘導により、２次コイル２２に高圧電流が発生する。１次スプール１０１及び２次スプール１０２は樹脂製である。なお、本例においては、１次電線を１次スプール１０１に巻回する構成としたが、１次スプール１０１を用いずに、１次電線を中心コア３１に直接巻回する構成とすることもできる。

中心コア３１は、複数の磁性鋼板を上下方向Ｚに積層して形成された略四角柱形状を有する。中心コア３１は、その長手方向が、軸方向Ｘとなるように配されている。

外周コア３２は、上下方向Ｚに開口する略矩形状の枠体である。外周コア３２も、複数の磁性鋼板を上下方向Ｚに積層してなる。中心コア３１と外周コア３２との間には、磁石体１０３が配されている。

ケース４は、１次コイル２１、２次コイル２２、コア３、磁石体１０３の周囲を、軸方向Ｘ及び横方向Ｙから囲むと共に上方に開口した側方壁部５１と、側方壁部５１の下端を閉塞する底壁部５２とを有している。図３に示すごとく、側方壁部５１は、上下方向Ｚから見たとき、その外形が長方形状であり、該長方形状の長手方向が軸方向Ｘとなっている。図１、図２に示すごとく、底壁部５２にタワー部５３が形成されており、タワー部５３は、底壁部５２から下方に向かって突出形成されている。タワー部５３は、図示しないプラグキャップの内側に嵌合される。

図１〜図３に示すごとく、ケース４は、第１ケース体５と、該第１ケース体５に組み付けられた第２ケース体６とからなり、コネクタ部１１は、第２ケース体６の一部として構成されている。第１ケース体５と第２ケース体６とは、別体の部品であり、互いに組み合わされてケース４となる。ケース４（第１ケース体５及び第２ケース体６）は、樹脂からなる。

図４に示すごとく、第１ケース体５は、側方壁部５１の一部と、底壁部５２とからなる。すなわち、第１ケース体５は、側方壁部５１の一部を開口方向から下側に切り欠いてなる切欠部５１２を有する。切欠部５１２は、側方壁部５１における軸方向Ｘの一方側に形成されている。第２ケース体６は、第１ケース体５の切欠部５１２に配されて、切欠部５１２に隣接する側方壁部５１の端縁に係合している。

図１〜図３に示すごとく、第２ケース体６は、第１ケース体５の切欠部５１２に隣接する側方壁部５１の端縁に係合する溝部６２を、第２ケース体６における下端と、横方向Ｙの両端とに有する。また、第２ケース体６は、ケース４における軸方向Ｘの一方側の外表面の一部となる基準面６３と、基準面６３から陥没した陥没部６１を有する。すなわち、陥没部６１は、ケース４の外形よりも内側に位置している。

図１、図２に示すごとく、陥没部６１の底面である陥没底面６１１は、平坦面であり、上側に向かうにつれて軸方向Ｘにおけるケース４の内側に向かうように傾斜している。

横方向Ｙにおける陥没底面６１１の略中央から、コネクタ部１１が突出形成されている。つまり、コネクタ部１１の一部は、ケース４の外形の内側に位置している。コネクタ部１１は、陥没底面６１１に対して垂直に突出しており、その突出方向は、軸方向Ｘに対して傾斜している。すなわち、コネクタ部１１は、その突出先端側に向かうにつれて、タワー部５３の突出方向と反対側（上側）に向かうように傾斜している。また、コネクタ部１１は、基準面６３におけるコネクタ部１１の下側面６３１に対して鈍角に突出している。

コネクタ部１１の外周から覆われるように外部コネクタが接続されることにより、外部機器と点火コイル１とが電気的に接続される。つまり、コネクタ部１１はいわゆる雄型のコネクタであり、外部コネクタはいわゆる雌型のコネクタである。

ケース４の、軸方向Ｘにおけるコネクタ部１１の反対側には、取付部５４が形成されている。図２、図３に示すごとく、取付部５４は、点火コイル１をエンジンに取付けるためのボルトを挿通するための貫通孔５４０を有する。

図１に示すごとく、ケース４内には、１次コイル２１及び２次コイル２２の軸方向Ｘの一端側に配置され、１次コイル２１の通電及びその遮断を行うイグナイタ７が収容されている。陥没部６１は、イグナイタ７におけるタワー部５３の突出方向と反対側（上側）の位置に隣接して配される。イグナイタ７は、その上面が、外周コア３２の上面よりも下側に位置するように配されている。

イグナイタ７は、上方に向かって突出するイグナイタ端子７１を有する。そして、コネクタ部１１内には、イグナイタ７へのスイッチング信号を送信する導電ピン１１１（制御信号伝送用端子）が配されており、該導電ピン１１１（制御信号伝送用端子）はイグナイタ端子７１と接続されている。

図２に示すごとく、コネクタ部１１内には、３つの導電ピン１１１が配されている。これらの導電ピン１１１は、それぞれ、外周コア３２を接地するためのアース用端子、イグナイタ７内のスイッチング素子のオン・オフを制御する外部制御装置からの制御信号伝送用端子、外部電源接続用端子である。

ケース４内に配された中心コア３１、１次コイル２１、２次コイル２２、外周コア３２、磁石体１０３、イグナイタ７は、熱可塑性の充填樹脂１２に埋設されている。

次に、本例の点火コイル１の組み付け工程について、説明する。
図４、図５に示すごとく、中心コア３１、１次コイル２１、２次コイル２２、外周コア３２、磁石体１０３、イグナイタ７、及び第２ケース体６（コネクタ部１１を含む。）を組み付けることにより、サブアッシー１０を形成する。つまり、第２ケース体６を第１ケース体５に組み付ける前に、サブアッシー１０を形成する。

第１ケース体５には、タワー部５３の内側に導通端子１３を配置する。そして、サブアッシー１０を、第１ケース体５に開口方向から挿入する。このとき、第２ケース体６の溝部６２に、第１ケース体５の切欠部５１２を係合させるようにする。

そして、第１ケース体５にサブアッシー１０を組みつけた状態において、図１に示すごとく、ケース４内に充填樹脂１２を流し込み、これを硬化させることで、サブアッシー１０を封止する。
以上の組み付け工程によって、本例の内燃機関用の点火コイル１を得ることができる。

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記内燃機関用の点火コイル１において、ケース４は、コネクタ部１１の周囲に、他の部分よりも陥没した陥没部６１を有する。すなわち、コネクタ部１１はケース４の陥没部６１から突出しているため、コネクタ部１１を短くしなくても、ケース４の外形からのコネクタ部１１の突出量を、小さくすることができる。また、外部コネクタを陥没部６１に入り込ませてコネクタ部１１に嵌合させることができるので、コネクタ部１１と外部コネクタとの接触信頼性を確保できる。

また、ケース４のコネクタ部１１の周囲に陥没部６１を有するため、コネクタ部１１に外部コネクタを嵌合させる際、外部コネクタを陥没部に入り込ませることができる。それゆえ、コネクタ部と外部コネクタとの嵌合長さを充分に確保することができる。

また、ケース４は、第１ケース体５と第２ケース体６とからなり、コネクタ部１１は、第２ケース体６の一部として構成されている。これにより、点火コイル１の組み付けを容易にすることができる。

また、コネクタ部１１は、ケース４における軸方向Ｘの一端側から突出形成されている。これにより、横方向Ｙにおいて点火コイル１が大型化することを防ぎながら、軸方向Ｘにおける点火コイル１の小型化を図ることができる。

また、陥没部６１は、イグナイタ７におけるタワー部５３の突出方向と反対側の位置に隣接して配される。それゆえ、ケース４内におけるイグナイタ７の上部の広いスペースを小さくできることに伴い、当該スペースに配される充填樹脂１２を少なくすることができる。これにより、イグナイタ７等、ケース４内の部品に加わる熱応力を低減することができる。

また、コネクタ部１１は、その突出先端側に向かうにつれて、タワー部５３の突出方向と反対側に向かうように傾斜している。それゆえ、コネクタ部１１に外部コネクタを装着しやすい。

以上のごとく、本例によれば、コネクタ部の長さを短くすることなく、ケースの外形からのコネクタ部の突出量を小さくすることができる内燃機関用の点火コイルを提供することができる。

（実施例２）
本例は、図６、図７に示すごとく、コネクタ部１１の突出方向を、軸方向Ｘとした例である。陥没底面６１１は、軸方向Ｘに対して垂直に形成されている。また、陥没底面６１１は、コネクタ部１１の基端部の全周に形成されている。陥没底面６１１におけるコネクタ部１１より上側の部分は、上側に向かうにつれて軸方向Ｘにおけるケース４の内側に向かうように傾斜した傾斜面６１２となっている。

その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
本例においても、実施例１と同様の作用効果を有する。

なお、上記実施例においては、コネクタ部が、ケースにおける軸方向の一端側から突出形成されている例を示したが、例えば、コネクタ部が、ケースにおける横方向側から突出形成するような構成等としても良い。この場合においても、コネクタ部の周囲に陥没部を設けることで、ケースの外形からのコネクタ部の突出量を小さくすることができる。

１内燃機関用の点火コイル
１１コネクタ部
２１１次コイル
２２２次コイル
３コア
４ケース
６１陥没部

Claims

互いに磁気結合された１次コイル（２１）及び２次コイル（２２）と、
上記１次コイル（２１）への通電によって生じる磁束の磁路を構成するコア（３）と、
上記１次コイル（２１）と上記２次コイル（２２）と上記コア（３）とを収容するケース（４）と、
該ケース（４）内に形成された隙間に充填された、電気的絶縁性を有する充填樹脂（１２）と、
外部コネクタを接続するためのコネクタ部（１１）とを有する内燃機関用の点火コイル（１）であって、
上記コネクタ部（１１）は、上記ケース（４）から突出しており、かつ、外周から覆われるように上記外部コネクタが接続されるよう構成されており、
上記ケース（４）は、上記コネクタ部（１１）の周囲に、他の部分よりも陥没した陥没部（６１）を有し、
上記ケース（４）には、上記２次コイル（２２）に接続された導通端子（１３）が内側に配されるタワー部（５３）が突出するよう形成されており、
上記陥没部（６１）の底面である陥没底面（６１１）は、上記タワー部（５３）の突出方向と反対側に向かうにつれて、上記ケースの内側に向かうよう傾斜していることを特徴とする内燃機関用の点火コイル（１）。
上記ケース（４）は、第１ケース体（５）と、該第１ケース体（５）に組み付けられる第２ケース体（６）とからなり、上記コネクタ部（１１）は、上記第２ケース体（６）の一部として構成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の点火コイル（１）。
上記１次コイル（２１）と上記２次コイル（２２）とは、互いに内外周に重ねて配置されており、上記コア（３）は、上記１次コイル（２１）及び上記２次コイル（２２）の内周側に配された中心コア（３１）と、上記１次コイル（２１）及び上記２次コイル（２２）の外周側に配された外周コア（３２）とからなり、上記ケース（４）には、上記タワー部（５３）を上記１次コイル（２１）及び上記２次コイル（２２）の軸方向（Ｘ）と直交する方向に設けてあり、上記コネクタ部（１１）は、上記ケース（４）における上記軸方向（Ｘ）の一端側から突出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の点火コイル（１）。
上記ケース（４）内には、上記軸方向（Ｘ）の一端側に配置され、上記１次コイル（２１）の通電及びその遮断を行うイグナイタ（７）が収容されており、上記陥没部（６１）は、上記イグナイタ（７）における上記タワー部（５３）の突出方向と反対側の位置に隣接して配されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用の点火コイル（１）。
上記陥没底面（６１１）は、上記タワー部（５３）の突出方向と反対側に向かうにつれて、上記軸方向（Ｘ）における上記ケースの内側に向かうよう傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用の点火コイル（１）。
上記コネクタ部（１１）は、その突出先端側に向かうにつれて、上記タワー部（５３）の突出方向と反対側に向かうように傾斜していることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火コイル（１）。