JP6544733B2 - 点火コイル - Google Patents

Description

本発明は、製造工程を複雑化することなく確実な防水効果を発揮する点火コイルに関する。

自動車エンジンなどの内燃機関では、プラグホール底部に配置した点火プラグに対して、ＥＣＵによってＯＮ／ＯＦＦ制御される点火コイルの出力電圧を供給することで点火プラグの点火放電を実現し、燃焼室の混合気の着火動作を実現している。

このような内燃機関では、温度変化に伴う空気の膨張／収縮によるプラグホールの圧力変化を吸収するため、点火コイルを経由する脱気通路が必要となる。しかし、エンジンが停止した後は、プラグホールの空気が収縮してプラグホールが負圧状態となるので、プラグホールへの浸水の可能性がある。その他、洪水などの例外的な状況下でも、プラグホールへの浸水が問題になるので、浸水防止のための緩衝空間（空気室）を設けることが知られている（特許文献１〜特許文献２）。

特開２０１２−１８６４１１号公報 特開２０１２−１８６２９９号公報

ところが、特許文献１に記載の発明は、脱気通路を設けた円柱部を有するコイルケースと、円柱部の周りに空気室を形成するコイルカバーとが別体であり、事後的に、コールケースにコイルカバーを組み付ける必要があった。しかも、この組み付け作業が不完全であると、コイルケースに熱硬化性樹脂を充填するとき、熱硬化性樹脂がコイルカバーに浸入するおそれもあるので、コイルカバーを、コールケースに確実かつ精密に組み付ける必要があった。

一方、特許文献２の発明では、脱気通路を設けた円柱部と、空気室とがコイルケースに一体的に設けられており、上記した組み付け作業が不要である。しかし、この発明では、円柱部の上部の周りを、小型円盤状のシール材で封止する必要があり、この圧入作業が煩雑であった。すなわち、シール材の圧入状態が不完全であると、その後の充填工程において、熱硬化性樹脂が、通気口や空気室に浸入するおそれがある。一方、各部材の寸法誤差や、圧入強度のばらつきによっては、空気室の上部に設けた通気口を塞ぐおそれもある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、製造工程を複雑化することなく確実な防水構造を実現する点火コイルを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、一次コイル及び二次コイルを収容するケース本体部の外側に、所定の緩衝空間を設ける一方、前記ケース本体部の内側に、前記緩衝空間に連通する連絡穴を有する連絡空間を設けたコイルケースと、前記緩衝空間の下方から挿入して固定される補助部材と、前記コイルケースに装着されることで、前記連絡空間の下面を閉塞する弾性部材と、を有して構成され、前記二次コイルが出力する高電圧をプラグホールの点火プラグに供給する内燃機関用の点火コイルであって、前記緩衝空間は、プラグホール側に開放された下面と、閉塞形成された上面と、互いに対面する対抗面と、を有して構成され、前記対抗面の少なくとも一方の上端部には、突出高さが下方ほど低い傾斜面を有する突条が上下方向に設けられ、前記補助部材は、先端側に一対の係止突起を設けた軸状本体部と、前記軸状本体部に直交する基端部本体と、前記基端部本体より小さい外形寸法で前記基端部本体から突出する突出部とで、略Ｔ字状に形成されると共に、前記軸状本体部の先端側から基端側に向かった後、前記突出部に設けた開口穴に至る内部通気孔を形成しており、反転Ｔ字姿勢で前記緩衝空間に挿入される前記補助部材は、前記緩衝空間の上端部において、前記一対の係止突起が、前記突条に係合することで、所定の挿入姿勢に矯正されるよう構成され、前記補助部材を規定位置まで挿入すると、前記突出部が前記連絡穴に没入することで、前記補助部材と前記連絡空間を経由して、前記緩衝空間の下面からプラグホールに至る連通経路が形成されるよう構成されている。

上記した本発明によれば、製造工程を複雑化することなく確実な防水構造を実現することができる。

実施例の点火コイルの各部の構成を説明する図面である。 図１（ａ）のＡ−Ａ断面とコイルケースの側面状態を示す図面である。 補助部材や、その組み付け方法を説明する図面である。

以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図１は、半完成状態の点火コイルＣＬについて、平面断面図（図１（ａ））と、正面断面図（図１（ｂ）図１（ｂ’））と、回路構成（図１（ｃ））と、ケース底面の外観状態（図１（ｄ））と、を示す図面である。なお、半完成状態の点火コイルＣＬに、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す形状の補助部材４０を、上方に向けて圧入することで、点火コイルＣＬが完成状態となる（図３（ｄ）〜図３（ｇ）参照）。

図２は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面であり、補助部材４０の組付け方法や、防水用の緩衝空間ＢＦを説明するための図面である。なお、内部構成についての説明の便宜上、図２は、コイルケース１を透明に描いている。

図１（ｃ）に示す通り、この点火コイルＣＬは、一次巻線Ｃ１で形成される一次コイルＬ１と、二次巻線Ｃ２で形成される二次コイルＬ２と、一次コイルＬ１と二次コイルＬ２を電磁結合させる磁気コアＣｏと、グランドに向かう正方向放電を禁止するダイオードＤと、一次コイルＬ１の電流をＯＮ／ＯＦＦ制御するイグナイタＴＲと、を有して構成されている。

磁気コアＣｏは、一次巻線Ｃ１が巻着される内装コアＣｏ１と、一次巻線Ｃ１に積層して巻着される二次巻線Ｃ２を上方から覆う外装コアＣｏ２と、薄板状の永久磁石ＭＧとで閉磁路を形成している（図１（ｂ’））。

この点火コイルＣＬは、３本の接続端子Ｔ１〜Ｔ３を通してＥＣＵ側と接続される一方、高圧端子Ｔ４を通して点火プラグＰＧに供給されるよう構成されている。なお、使用状態では、接続端子Ｔ１はバッテリ電圧を受け、接続端子Ｔ２はＥＵＣから点火信号を受け、高圧端子Ｔ４は、二次コイルＬ２の高圧誘起電圧を出力する。

図１（ｂ）に示す通り、二次コイルＬ２の高圧誘起電圧は、弾性を有する接続板ＢＲを通して高圧端子Ｔ４に供給される。なお、図示省略しているが、高圧端子Ｔ４は、コイル状の導体スプリングＳＰ（不図示）を通して、プラグホール底部の点火プラグＰＧ（不図示）に電気接続される。

図１（ｃ）の電気回路を構成する点火コイルＣＬは、点火コイルＣＬとしての回路要素（Ｌ１，Ｌ２，Ｃｏ，Ｄ，ＴＲ）を収容するコイルケース１と、接続端子Ｔ１〜Ｔ３を内蔵するターミナルケース２と、コイルケース１の下方に外嵌されるプラグブーツ３と、で構成されている。

なお、全ての回路要素（Ｌ１，Ｌ２，Ｃｏ，Ｄ，ＴＲ）を収容した状態のコイルケース１に、ターミナルケース２を嵌合させて電気接続を実現した後、コイルケース１に熱硬化性樹脂を充填して熱硬化させることで、コイルケース１と、ターミナルケース２とが一体化される。そして、ターミナルケース２と一体化されたコイルケース１の下方先端が、プラグブーツ３の中に挿入される。

プラグブーツ３は、絶縁性に優れた弾性ゴム材で構成され、プラグホール（不図示）に挿入される円筒部３１と、プラグホールの装着フランジ（不図示）に嵌合されるリング溝ＧＶを設けた装着部３２と、に区分される。そして、装着部３２には、これを上下方向に貫通する貫通穴ＨＯが形成されている（図１（ｂ’））。

また、円筒部３１は、その基端側がやや薄肉化されることで、コイルケース１を受け入れる収容空間を形成している。そして、収容空間の一部が径方向に拡径されることで、コイルケース１を確実に保持する係止部ＥＧを形成している（図１（ｂ））。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に現れる通り、コイルケース１は、矩形箱状に形成されたケース本体部１０と、ケース本体部１０から下方に突出するケース突出部１１と、境界壁ＷＬを隔ててケース本体部１０の側面方向に膨出する防水部１２と、が一体形成されている。

ここで、防水部１２は、ケース本体部１０と一体化されて、浸水防止用の緩衝空間ＢＦ（図１（ｄ））を形成している。そのため、本実施例では、ケース本体部１０に防水部１２を組み付ける必要が無く、特許文献１の場合のような、組み付け作業の煩雑さが解消される。

防水部１２は、全体として、幅狭の略直方体状の緩衝空間ＢＦ（空気室）を形成しており（図１（ｄ）参照）、下面が解放される一方、上面は完全に閉塞されている。そして、本実施例では、このような構成の防水部１２が、ケース本体部１０と一体形成されているので、特許文献２の場合のような、空気室の上面を覆う封止作業が不要であり、また、ケース本体部１０から防水部１２に向けて熱硬化性樹脂が漏出する可能性も皆無となる。

図１（ｂ’）や図１（ｄ）に示す通り、ケース本体部１０には、緩衝空間ＢＦに近接して連絡空間ＡＲが形成され、連絡空間ＡＲの下方は、小円弧を直線で接続した円弧形状に解放されている。そして、半完成状態では、連絡空間ＡＲは、境界壁ＷＬに形成された連絡穴１３（図３（ｄ））を通して、緩衝空間ＢＦに連通している。

図１（ｂ）に示す通り、ケース突出部１１は、ケース本体部１０に連続する基端円筒部１４と、基端円筒部１４より小径の先端円筒部１６と、基端円筒部１４と先端円筒部１６を接続する連設部１５と、に区分される。

連設部１５の基端側の最外周部には、下方に向けリング状に突出する密着フランジＦＧが形成されている。また、先端円筒部１６の外周には、台形錐状に拡径された隆起部ＰＲが形成されている。

そして、コイルケース１の下方先端をプラグブーツ３に挿入すると、隆起部ＰＲが、プラグブーツ３の内径を拡張させつつ進行した後、係止部ＥＧに収容されることで、コイルケース１とプラグブーツ３が一体化される。なお、この一体化状態では、ケース突出部１１の密着フランジＦＧは、プラグブーツ３の装着部３２に密に嵌合するので、密着フランジＦＧを経由して水が浸入するおそれはない。

ところで、連設部１５の先端側の底面は、その外周縁が、断面視三角状に切り欠かれることで、プラグブーツ３と共に、リング状の通気路ＲＧを形成している。図示の通り、この通気路ＲＧは、プラグブーツ３の貫通穴ＨＯに連通している（図１（ｂ’））。

また、連設部１５の通気路ＲＧに続く外周側面と、外周側面に続く底面は、ほぼ半周にわたって、１ミリ程度、薄肉化されており、この微小幅の薄肉空間ＴＮは、連絡空間ＡＲに連絡している。そのため、貫通穴ＨＯと、リング状の通気路ＲＧと、薄肉空間ＴＮと、連絡空間ＡＲとは、双方向に連通するガス通路となる。

続いて、図２に基づいて、防水部１２の内部構造について説明する。ここで、図２（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、境界壁ＷＬから外方を臨んだ状態を示している。一方、図２（ｂ）は、外方から防水部１２（コイルケース１の外壁）を臨んだ状態を示している。

図２（ｂ）に現れる通り、防水部１２の中央下部には、防水部１２の外壁を貫通する貫通穴３０が形成されている。貫通穴３０は、境界壁ＷＬの連絡穴１３と同一寸法であり、防水部１２の外壁を直交する同一位置に形成されている（図３（ｄ）参照）。

また、防水部１２の内面側であって、貫通穴３０の両側には、左右二列の内向き突条５１が上下方向に形成されている。この内向き突条５１は、１ｍｍ程度の高さで、下方から上方に向けて真っ直ぐに延びるが、その最終位置において、高さが直線的に増加する２列の傾斜面Ｋ１を形成している（図３（ｄ）参照）。

次に、境界壁ＷＬは、図２（ａ）に示す通り、屈曲境界線ＬＮで区分される二段構成となっており、略Ｕ字状の第一境界面ＦＡ１と、その奥側（外側）の第二境界面ＦＡ２とが、各々、ほぼ平坦に形成されている。

そして、屈曲境界線ＬＮの下辺の下部には、第一境界面ＦＡ１の裏面で仕切られた連絡空間ＡＲが形成されている。先に説明した通り、この連絡空間ＡＲは、薄肉空間ＴＮに連通しており、正面視で１５×５ｍｍ程度の矩形状であるが、その下方は、円弧形状に解放されている（図１（ｄ）参照）。

但し、円弧形状に解放した下方面は、プラグブーツ３によって閉塞されるので、連絡空間ＡＲは、例えば、異常な浸水時には、貯水空間として機能する。すなわち、薄肉空間ＴＮは、ガス通路として、微小幅に形成されているので、簡単には浸水しない。

また、図２（ａ）において、第二境界面ＦＡ２の裏側には、左右二列の外向き突条５２が直線状に形成されている。外向き突条５２は、内向き突条５１に対応して形成されており、内向き突条５１の傾斜面Ｋ１に対応する傾斜面Ｋ２を形成している（図３（ｄ）参照）。そして、内外に対面する二つの傾斜面Ｋ１，Ｋ２は、最終的に幅狭の隙間５３を形成している。

上記した、貫通穴３０、内向き突条５１、外向き突条５２、及び、隙間５３は、境界壁ＷＬの連絡穴１３と共に、補助部材４０を正しく組み付けるための構成である。この補助部材４０は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す通り、真っ直ぐに延びる円筒本体部４１と、円筒本体部４１に直交する円柱部４２とで、全体として、反転Ｔ字状に一体形成されている。

図示の通り、円筒本体部４１の最上部には、その外周面の１８０度の位置に、直径方向に突起した二つの係止突起４３，４３が、軸方向に延設されている。ここで、係止突起４３の突起幅は、各二列の突条５１，５２が最上部に形成する隙間５３と同程度に設定され、係止突起４３の突起高さは、突条５１，５２の突条幅と同程度に設定されている。

また、円筒本体部４１の外径寸法は、緩衝空間ＢＦの内外隙間より、やや小さく設定されている。一方、二つの係止突起４３，４３の直径方向の離間距離は、緩衝空間ＢＦの内外方向の隙間より大きく設定されており、この構成によって、補助部材４０の緩衝空間ＢＦへの挿入方向が規制される。すなわち、補助部材４０を、図３（ｄ）の挿入姿勢から直交させると、補助部材４０を緩衝空間ＢＦに挿入することができない。

円柱部４２は、その左右先端に、係止突起４３，４３の突起方向に直交して突出する小径部４４，４５を有して構成されている。図示の通り、外向き小径部４４より、内向き小径部４５の方が、やや高く突出しているが、円柱部４２の左右幅は、貫通穴３０と連絡穴１３の離間距離より、やや大きく設定されている。また、外向き小径部４４と、内向き小径部４５の外径寸法は、各々、貫通穴３０と連絡穴１３の内径寸法より、やや小さく設定されている。

そして、内向き小径部４５の突出端面から、円柱部４２の中心位置まで第一通気孔ＦＲが丸穴状に形成されている。この構成に対応して、円筒本体部４１には、その最上部から円柱部４２の中心位置に至るまで、第二通気孔ＳＤが丸穴状に形成されており、二つの通気孔ＦＲ，ＳＤは、全体として、Ｌ字状に連通する通気孔を形成している。

図３（ｄ）〜図３（ｆ）は、上記の構成を有する補助部材４０を、緩衝空間ＢＦに収容して、防水部１２を完成させる手順を図示したものである。

図３（ｄ）に示す通り、緩衝空間ＢＦの下方から補助部材４０を挿入する。そして、挿入作業を進めるとき、内向き突条５１及び外向き突条５２の上部に形成された傾斜面Ｋ１，Ｋ２が、補助部材の係止突起４３の案内面として機能して、補助部材４０の挿入方向が最適化される。

すなわち、最初の挿入姿勢が、仮に、ずれていたとしても、一対の係止突起４３，４３が、傾斜面Ｋ１，Ｋ２に捕捉されることで、最終的な挿入姿勢が適正化される。なお、補助部材４０を、図３（ｄ）の挿入姿勢から直交させると、緩衝空間ＢＦに挿入できないことは先に説明した通りである。

先に説明した通り、円柱部４２の左右幅は、貫通穴３０と連絡穴１３の離間距離より、やや大きく設定されている（図３（ｆ））。そのため、傾斜面Ｋ１，Ｋ２によって挿入姿勢が適正化された状態で、補助部材４０を更に上方に圧入すると、円柱部４２の小径部４４，４５が、緩衝空間ＢＦをやや押し広げつつ、上方に進むことになる。

そして、その後、円柱部４２の小径部４４，４５が、貫通穴３０と連絡穴１３の位置に達すると、二つの小径部４４，４５が、各丸穴３０，１３に没入することで、それ以上の圧入が禁止され、最適状態での組み付けが完了する（図３（ｅ）参照）。

なお、この組み付け完了状態では、貫通穴３０は、外向き小径部４４によって閉塞され、連絡穴１３は、内向き小径部４５によって閉塞される（図３（ｇ）参照）。

但し、図３（ｇ）に示す通り、内向き小径部４５の第一通気孔ＦＲは、連絡穴１３を通して、連絡空間ＡＲに連通しており、プラグホール→プラグブーツ３の貫通穴ＨＯ→リング状の通気路ＲＧ→コイルケース連接部１５の薄肉空間ＴＮ→連絡空間ＡＲ→第一通気孔ＦＲ→第二通気孔ＳＤ→緩衝空間ＢＦの径路でガス抜き経路が確保される。

また、浸水した場合でも、緩衝空間ＢＦの最上部まで水が至らない限り、プラグホールが浸水することははく、確実な防水機能を発揮する。

以上、本発明の実施例について具体的に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定する趣旨ではなく、適宜に変更可能である。

例えば、図３（ａ）に示す構成では、円筒本体部４１の外周面の１８０度の位置、つまり、直径ライン上に、二つの係止突起４３，４３を設けたが、図３（ａ’）に示すように、あえて、直径ラインからずれた位置に係止突起４３，４３を突出させるのも好適である。

また、この構成に対応して、一対の傾斜面Ｋ１，Ｋ２を対面させるではなく、何れか一方の傾斜面だけとするのが更に好適である。例えば、図３（ａ’）のように、係止突起４３，４３を、第一通気孔ＦＲに遠ざかる外方に偏移させた場合には、内側の傾斜面Ｋ２だけにし、逆に、係止突起４３，４３を、内方に偏移させた場合には、外側の傾斜面Ｋ１だけにするのも好適である。

このような構成を採る場合には、図３（ｄ）の挿入姿勢から１８０度回転させた誤った挿入姿勢を採った場合に、その後の挿入作業が傾斜面で阻止されるので、誤挿入を未然防止することができる。

また、内外二つの小径部４４，４５を、貫通穴３０と連絡穴１３に嵌合させる構成を採ったが、必ずしも限定されず、内側の小径部４５を連絡穴１３に嵌合させるだけでも良い。

ＣＬ 点火コイル
Ｌ１ 一次コイル
Ｌ２ 二次コイル
ＢＦ 緩衝空間
４０ 補助部材
ＦＲ 通気孔
ＳＤ 通気孔

Claims (6)

1. 一次コイル及び二次コイルを収容するケース本体部の外側に、所定の緩衝空間を設ける一方、前記ケース本体部の内側に、前記緩衝空間に連通する連絡穴を有する連絡空間を設けたコイルケースと、前記緩衝空間の下方から挿入して固定される補助部材と、前記コイルケースに装着されることで、前記連絡空間の下面を閉塞する弾性部材と、を有して構成され、前記二次コイルが出力する高電圧をプラグホールの点火プラグに供給する内燃機関用の点火コイルであって、
   前記緩衝空間は、プラグホール側に開放された下面と、閉塞形成された上面と、互いに対面する対抗面と、を有して構成され、前記対抗面の少なくとも一方の上端部には、突出高さが下方ほど低い傾斜面を有する突条が上下方向に設けられ、
   前記補助部材は、先端側に一対の係止突起を設けた軸状本体部と、前記軸状本体部に直交する基端部本体と、前記基端部本体より小さい外形寸法で前記基端部本体から突出する突出部とで、略Ｔ字状に形成されると共に、前記軸状本体部の先端側から基端側に向かった後、前記突出部に設けた開口穴に至る内部通気孔を形成しており、
   反転Ｔ字姿勢で前記緩衝空間に挿入される前記補助部材は、前記緩衝空間の上端部において、前記一対の係止突起が、前記突条に係合することで、所定の挿入姿勢に矯正されるよう構成され、
   前記補助部材を規定位置まで挿入すると、前記突出部が前記連絡穴に没入することで、前記補助部材と前記連絡空間を経由して、前記緩衝空間の下面からプラグホールに至る連通経路が形成されるよう構成されていることを特徴とする点火コイル。
2. 前記対抗面には、互いに対面して、前記突条が各々形成されている請求項１に記載の点火コイル。
3. 前記連絡空間は、異常な浸水時には貯水空間として機能可能な容積を有して構成されている請求項１又は２に記載の点火コイル。
4. 前記弾性部材には、プラグホールに至る貫通穴が設けられ、
   前記弾性部材と前記コイルケースとの間に薄肉状に形成された防水通気路と、
   前記コイルケースの外周面を一部切欠くことで、前記弾性部材との間でリング状に形成されたリング通気路と、が前記連絡空間と前記貫通穴との間に形成されている請求項１〜３の何れかに記載の点火コイル。
5. 前記一対の係止突起が、前記軸状本体部の直径ラインに対応して形成されている請求項１〜４の何れかに記載の点火コイル。
6. 前記一対の係止突起が、前記軸状本体部の直径ラインから偏移して形成されている請求項１〜４の何れかに記載の点火コイル。