JP6556337B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の点火プラグに高電圧を供給する内燃機関用点火装置に関するものである。

従来、内燃機関用点火装置は、センターコアと、このセンターコアの外側に設けられるとともに、センターコアを中心に巻回するように配置された１次コイル及び１次コイルの外側にセンターコアを中心に巻回するように配置された２次コイルと、センターコアの一端面に当接され、１次コイルの通電により生じる磁束の方向とは逆方向に磁化されたマグネットと、１次コイル及び２次コイルの外側に配置され、一端がマグネットと当接され、他端がセンターコアと当接された、マグネットと共働して閉磁路を形成するサイドコアと、これら各部材を収納するケースと、このケース内に各部材を固定するために充填された絶縁樹脂と、とで構成されている。しかし、この構成においては、サイドコアのエッジが起点となり絶縁樹脂にクラックが発生する可能性がある。このクラックが発生すると、クラックに電界が集中して、サイドコアと２次コイルとの間の絶縁強度が低下し、絶縁耐圧が低下する。

これを防止する対策として、例えば、特許文献１の内燃機関用点火コイルでは、サイドコアを可撓性を有するコアカバーで覆うことが提案されている。これにより、絶縁樹脂にクラックが発生することを抑制し、２次コイルの絶縁耐圧の低下を防ぐことができる。

特開２００６−２９４９１４号公報

しかしながら、従来の特許文献１の内燃機関用点火装置においては、サイドコアの全体が可撓性を有するコアカバーで覆われているので、ケースとサイドコアとの間隙が広くなりサイドコアからの放熱性の低下を招くと共に、装置の外形サイズが大きくなるという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、２次コイルの絶縁耐圧を損なうことなく、サイドコアからの放熱性を改善すると共に、装置の小型化が図れる内燃機関用点火装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関用点火装置は、棒状のセンターコアと、前記センターコアの外側に巻回された１次コイルと、前記１次コイルの外側に巻回された２次コイルと、前記センターコアの一端面に当接されると共に、前記１次コイルへの通電により生じる磁束の方向とは逆方向に磁化された永久磁石と、前記２次コイルの外側に配置されており、かつ、一端が前記永久磁石に当接されていると共に、他端が前記センターコアに当接されており、前記永久磁石と共働して閉磁路を形成するサイドコアと、前記サイドコアの表面に被覆された耐熱性及び弾性を有する樹脂と、前記センターコア、前記１次コイル、前記２次コイル、前記永久磁石及び前記サイドコアの各部材を収納する筐体と、前記筐体内に前記各部材を固定するために充填された絶縁樹脂と、を備え、前記筐体面に対向する前記サイドコアの外周側面の前記樹脂が開口されていると共に、前記樹脂の表面には前記サイドコアの延伸方向に対して直交する方向に前記絶縁樹脂に咬合する畦状の突起が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の内燃機関用点火装置によれば、サイドコアの表面に被覆された樹脂の少なくとも筐体に面するサイドコアの外周側面が開口されるように構成されているので、２次コイルの絶縁耐圧を損なうことなく、サイドコアから筐体への放熱性が改善されると共に、装置の小型化を図ることができるという効果がある。

実施の形態１に係る内燃機関用点火装置の第１の実施態様の構成を示す上面図である。 図１のＡ−Ａ部における断面図である。 実施の形態１に係る内燃機関用点火装置の第２の実施態様の構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る内燃機関用点火装置の第３の実施態様の構成を示す断面図である。 実施の形態２に係る内燃機関用点火装置の第１の実施態様の構成を示す上面図である。 図５のＢ−Ｂ部における断面図である。 実施の形態２に係る内燃機関用点火装置の第２の実施態様の構成を示す上面図である。 図７のＣ−Ｃ部における断面図である。 実施の形態３に係る内燃機関用点火装置の第１の実施態様の構成を示す上面図である。 図９のＤ−Ｄ部における断面図である。 図９のＥ部における部分斜視図である。 実施の形態３に係る内燃機関用点火装置の第２の実施態様の構成を示す上面図である。 図１０のＦ部における部分斜視図である。 実施の形態３に係る内燃機関用点火装置の第３の実施態様の構成を示す上面図である。 実施の形態３に係る内燃機関用点火装置の第４の実施態様の構成を示す上面図である。 図１５のＧ部における部分斜視図である。

以下、本発明の実施の形態に係る内燃機関用点火装置の詳細について、図１から図１６を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る内燃機関用点火装置の第１の実施態様の構成を示す上面図である。図２は、図１のＡ−Ａ部における断面図である。

図１に示すように、内燃機関用点火装置１は、棒状のセンターコア２と、センターコア２の外側に設けられると共に１次ボビン６にセンターコア２の中心軸２ｃに対して巻回された１次コイル７と、１次コイル７の外側に設けられると共に２次ボビン８にセンターコア２の中心軸２ｃに対して分巻きして巻回された２次コイル９と、２次コイル９に設けられた低電圧側端子１１及び高電圧側端子１２と、センターコア２の一端に当接され１次コイル７の通電により生じる磁束の方向とは逆方向に磁化された永久磁石１３と、１次コイル７及び２次コイル９の外側に配置され一端が永久磁石１３に当接され他端がセンターコア２に当接され永久磁石１３と共働して閉磁路が形成されるＵ字状の形状を有するサイドコア３と、サイドコア３の表面に被覆された耐熱性及び弾性を有する樹脂４と、これら部材を収納する筐体１０と、筐体１０に充填された絶縁樹脂１４と、で構成されている。ここで、樹脂４には貫通孔５が設けられており、樹脂４のサイドコア３の外周側面３ｓが開口されている。組み立て時に各部材が筐体１０内に収納された後、樹脂４の貫通孔５内に、絶縁樹脂１４が充填されることで、樹脂４との密着性の向上を図っている。

内燃機関用点火装置１においては、センターコア２とサイドコア３が磁気的に結合されており、１次コイル７の通電により発生する磁束の方向とは逆方向に磁化された磁界形成促進用の永久磁石１３を介して閉磁路が形成され、１次コイル７に通電される１次電流を通電及び遮断することにより、２次コイル９に誘起される高電圧を内燃機関の点火プラグに供給する。

被覆された樹脂４のサイドコア３の外周側面３ｓ側を開口させることで、サイドコア３と筐体１０との間隙を狭くすることが可能となり、内燃機関用点火装置１の外形寸法を小さくすることができる。また、間隙を狭くすることで、１次コイル７及び２次コイル９から発生する熱を筐体１０へ効率よく放熱させることができ、サイドコア３と絶縁樹脂１４との間に耐熱性及び弾性を有する樹脂４を介在させることで絶縁樹脂１４に加わる熱応力を低減させ、絶縁樹脂１４にクラックが発生することを抑止することができる。これにより、２次コイルの絶縁耐圧を損なうことなく、内燃機関用点火装置１の小型化を図ることができるとともに、放熱効率を向上させることができるので、装置の信頼性の向上も併せて図ることができる。

樹脂４には、シリコーンゴムなどの耐熱性を有するエラストマ樹脂を用いることが好ましい。また、樹脂４の貫通孔５は、サイドコア３表面にエラストマ樹脂をモールドする際に、サイドコア３を固定しておくために使用される孔を利用してもよい。

サイドコア３の外周側面３ｓに樹脂４が施されていないことから、図２に示すように、樹脂４のサイドコア３の上下面の厚みａ，ｂをサイドコア３の内周側面の厚みｃよりも厚くすることで、熱応力による樹脂４のサイドコア３からの剥離を軽減することができる。また、サイドコア３の外周側面３ｓに樹脂４が施されていないことから、組み立て時においても、樹脂４が筐体１０に接触することがなく、サイドコア３からの剥離を防止することができる。

図３は、本実施の形態の第２の実施態様を示すもので、貫通孔として樹脂４には、底部より上部の径が大きい貫通孔１７が設けられている。これにより、本実施態様においては、絶縁樹脂１４の充填時に、絶縁樹脂１４が貫通孔１７内に充分に行き渡り、密着性を向上させる効果がある。

図４は、本実施の形態の第３の実施態様を示すもので、樹脂４の縁部４ｃには、曲率Ｒを持つ曲面が設けられている。これにより、組み立て時に筐体にサイドコア３を挿入する際に、接触等により樹脂４がサイドコア３から剥離することを抑制することができる。また、曲率を設けたことにより、樹脂４とサイドコア３の密着性を向上させることができる。ここで、曲面の替わりに樹脂４の縁部をテーパ形状としてもよい。

なお、上記実施の形態の説明では、サイドコア３の形状がＵ字状である場合について、述べたが、Ｏ字状の形状等、他の形状であってもよい。

このように、実施の形態１に係る内燃機関用点火装置によれば、樹脂が被覆されたサイドコアの外周側面を開口させることで、サイドコアと筐体との間隙を狭くすることが可能となり、２次コイルの絶縁耐圧を損なうことなく、内燃機関用点火装置の小型化を図ることができると共に、間隙を狭くすることで、１次コイル及び２次コイルから発生する熱を筐体へ効率よく放熱させることができ、耐熱性及び弾性を有する樹脂を介在させることで、絶縁樹脂に加わる熱応力を低減させ、クラックの発生を抑止することができるといった効果がある。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る内燃機関用点火装置の第１の実施態様の構成を示す上面図である。図６は、図５のＢ−Ｂ部における断面図である。実施の形態１に係る内燃機関用点火装置との違いは、筐体１０内にスイッチングモジュール１５が内蔵されている点である。実施の形態２の内燃機関用点火装置の他の構成、動作は、実施の形態１の内燃機関用点火装置の場合と同様であるので、説明を省略する。

図５及び図６に示すように、１次コイル７に通電される１次電流を通電及び遮断することにより２次コイル９に誘起される高電圧を内燃機関の点火プラグに供給するスイッチングモジュール１５は、弾性体１６でカバーされており、また、サイドコア３の外周側面３ｓにスイッチングモジュール１５の側面１５ｓが対面するように配置されている。弾性体１６は、１次コイル７及び２次コイル９からスイッチングモジュール１５に加わる熱応力を緩和するために設けられている。ここでは、スイッチングモジュール１５が弾性体１６でカバーされているため、サイドコア３の外周側面３ｓの樹脂４は不要となり、開口されている。ここで、弾性体１６としては、ゴム等の弾力性を有するものであればよい。

また、図７は、実施の形態２に係る内燃機関用点火装置の第２の実施態様の構成を示す上面図である。図８は、図７のＣ−Ｃ部における断面図である。ここでは、スイッチングモジュール１５の側面１５ｓ側のサイドコア３の外周側面３ｓは、厚さｄの樹脂４で被覆されている。スイッチングモジュール１５側のサイドコア３の外周側面３ｓに樹脂４が設けられていることにより熱応力対策としてのスイッチングモジュール１５の弾性体１６は不要となり、内燃機関用点火装置１の外形寸法を小さくすることができる。この実施態様では、サイドコア３の外周側面３ｓに被覆された樹脂４によりスイッチングモジュール１５に加わる熱応力を緩和することができる。樹脂４の厚さｄは、１次コイル７及び２次コイル９により加わる熱応力からスイッチングモジュール１５を保護することができる厚さがあればよい。

これにより、スイッチングモジュール１５に加わる熱応力対策が行うことができると共に弾性体１６を使用する必要がなくなるため、部品点数も削減することができる。

このように、実施の形態２に係る内燃機関用点火装置によれば、筐体内にスイッチングモジュールが内蔵された場合においても、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、スイッチングモジュールに加わる熱応力を緩和することができるといった効果がある。

実施の形態３．
図９は、実施の形態３に係る内燃機関用点火装置の第１の実施態様の構成を示す上面図であり、図１０は、図９のＤ−Ｄ部における断面図であり、また、図１１は、図９のＥ部における部分斜視図である。実施の形態１に係る内燃機関用点火装置との違いは、樹脂４の表面部に突起４ａが形成されている点である。実施の形態３の内燃機関用点火装置の他の構成、動作は、実施の形態１の内燃機関用点火装置の場合と同様であるので、説明を省略する。

図９から図１１に示すように、突起４ａは、樹脂４に設けられている貫通孔５以外の場所に設けられていればよく、特に、数、場所を選ばない。樹脂４に突起４ａがあることで、強度が増し、樹脂４をサイドコア３にモールドする際に加わる応力を緩和することができ、サイドコア３からの樹脂４の剥離を抑制することができる。また、１次コイル７及び２次コイル９からの熱による応力を緩和し、剥離を抑制することができる。これにより、樹脂４が均一の厚さで構成される場合に比べて、樹脂４の平坦部４ｄの厚さを抑えることができ、樹脂の使用量を少なくすることができる。なお、図１１のＥ部における部分斜視図から明らかなように、２次コイル９の高電圧側端子１２と突起４ａとの間には、充分な間隔が取られている。

また、図１２は、実施の形態３に係る内燃機関用点火装置の第２の実施態様の構成を示す上面図である。図１３は、図１２のＦ部における部分斜視図である。ここでは、２次コイル９の高電圧側端子１２が樹脂４の平坦部４ｄと対向するように、突起４ａが高電圧側端子１２から離れた位置に設けられている。絶縁樹脂１４の耐電圧は、樹脂４よりも高いため、樹脂４の平坦部４ｄを高電圧側端子１２から離すことで、高電圧側端子１２の周りがより多くの絶縁樹脂１４で覆われることになり、２次コイル９の耐電圧を向上させることができ、小型化、高耐電圧の内燃機関用点火装置を得ることができる効果がある。

また、図１４は、実施の形態３に係る内燃機関用点火装置の第３の実施態様の構成を示す上面図である。ここでは、樹脂４に貫通孔５とは、別にＴ字形状の貫通孔１８を設けたものである。樹脂４の径方向、長手方向に加わる引っ張り応力は、開口部を設けることで緩和することができる。貫通孔５をＴ字形状にしてもよい。もちろん、実施の形態１に示す突起がない樹脂の場合においても有効であることはいうまでもない。

また、図１５は、実施の形態３に係る内燃機関用点火装置の第４の実施態様の構成を示す上面図である。図１６は、図１５のＧ部における部分斜視図である。ここでは、樹脂４に設けられている突起４ａの側面４ｓが、先端部よりも底部が大きい傾斜した面を有している。これにより、本実施態様では、絶縁樹脂１４の充填時に、絶縁樹脂１４が樹脂４の表面部に充分に行き渡り、密着性を向上させる効果がある。

このように、実施の形態３に係る内燃機関用点火装置によれば、サイドコアに被覆された樹脂に突起を設けることで、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、樹脂の剥離を抑制することができるといった効果がある。

また、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

また、図中、同一符号は、同一または相当部分を示す。

１ 内燃機関用点火装置、２ センターコア、３ サイドコア、３ｓ 外周側面、４ 樹脂、４ａ 突起、４ｓ 側面、４ｃ 縁部、４ｄ 平坦部、５，１７，１８ 貫通孔、６ １次ボビン、７ １次コイル、８ ２次ボビン、９ ２次コイル、１０ 筐体、１１ 低電圧側端子、１２ 高電圧側端子、１３ 永久磁石、１４ 絶縁樹脂、１５ スイッチングモジュール、１６ 弾性体

Claims (8)

1. 棒状のセンターコアと、
   前記センターコアの外側に巻回された１次コイルと、
   前記１次コイルの外側に巻回された２次コイルと、
   前記センターコアの一端面に当接されると共に、前記１次コイルへの通電により生じる磁束の方向とは逆方向に磁化された永久磁石と、
   前記２次コイルの外側に配置されており、かつ、一端が前記永久磁石に当接されていると共に、他端が前記センターコアに当接されており、前記永久磁石と共働して閉磁路を形成するサイドコアと、
   前記サイドコアの表面に被覆された耐熱性及び弾性を有する樹脂と、
   前記センターコア、前記１次コイル、前記２次コイル、前記永久磁石及び前記サイドコアの各部材を収納する筐体と、
   前記筐体内に前記各部材を固定するために充填された絶縁樹脂と、を備え、
   前記筐体面に対向する前記サイドコアの外周側面の前記樹脂が開口されていると共に、前記樹脂の表面には前記サイドコアの延伸方向に対して直交する方向に前記絶縁樹脂に咬合する畦状の突起が設けられていることを特徴とする内燃機関用点火装置。
2. 前記樹脂には、貫通孔が設けら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装置。
3. 前記貫通孔は、前記サイドコア側より表面側の径が大きいことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用点火装置。
4. 前記樹脂の縁部は、曲面を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関用点火装置。
5. 前記サイドコアの外周側面の側に側面を有する前記樹脂の厚さが、他の部分の前記樹脂の厚さより厚いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の内燃機関用点火装置。
6. 前記突起の側面は、先端側よりも底部側が大きい傾斜面であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の内燃機関用点火装置。
7. 前記２次コイルに高電圧側端子が設けられていると共に、前記高電圧側端子は前記突起が設けられていない前記樹脂の平坦部の対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の内燃機関用点火装置。
8. 前記１次コイルに通電される１次電流を通電及び遮断することにより前記２次コイルに誘起される高電圧を内燃機関の点火プラグに供給するスイッチングモジュールを備えたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の内燃機関用点火装置。

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