JP6729125B2

JP6729125B2 - 内燃機関用の点火コイル及びその製造方法

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Publication number: JP6729125B2
Application number: JP2016143275A
Authority: JP
Inventors: 小西　敦之; 敦之小西
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2020-07-22
Anticipated expiration: 2036-07-21
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Description

本発明は、内燃機関用の点火コイル及びその製造方法に関する。

内燃機関用の点火コイルとして、互いに磁気結合された一次コイル及び二次コイルと、金属製のコアと、これらを収容するケースと、点火コイルを外部機器に接続するためのコネクタとを有するものがある。ケースには、ケースの外側に向かって突出形成された被固定部が設けられている。点火コイルは、上記被固定部において、内燃機関に固定される。また、点火コイルは、ケース内に充填樹脂が充填されており、一次コイル、二次コイル等の点火コイルの構成部品がケース内において封止されている。

特許文献１に記載の点火コイルは、ケース内の二次コイルの周囲に充填する充填樹脂と、ケース内におけるその他の領域に充填する充填樹脂とを、異なる充填樹脂としている。具体的には、二次コイル周囲の充填樹脂を、その他の領域に充填する充填樹脂よりも軟らかいものとしている。これにより、二次コイル周辺において、冷熱ストレスに起因して充填樹脂にクラックが生じることを防止しようとしている。
なお、特許文献１に記載の点火コイルは、コアの周囲に、硬い充填樹脂が充填されている。また、軟らかい充填樹脂は、硬い充填樹脂に内包されるよう配されている。

特開２０１４−９６４７３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の点火コイルにおいては、コア周辺に硬い充填樹脂を充填しているため、コア周辺の充填樹脂に、冷熱に起因したクラックが生じることが懸念される。コアは、充填樹脂と比べて線膨張係数が小さくなりやすく、かつ、二次コイルに比べて剛性が高い。そのため、二次コイルから充填樹脂に作用する熱応力よりも、コアから充填樹脂に作用する熱応力の方が大きくなりやすい。そのため、二次コイル周囲よりもむしろ、コア周囲において、充填樹脂のクラックが懸念される。

また、特許文献１に記載の点火コイルにおいては、軟らかい充填樹脂が硬い充填樹脂に内包されるよう配されている。それゆえ、充填樹脂を含む、ケース内に収容された部品と、ケースとからなる構造体は、強固に形成される。これに伴い、点火コイルを被固定部において内燃機関に固定した場合において、内燃機関の振動が、被固定部からコネクタに伝わりやすくなってしまう。コネクタの振動が大きくなってしまうと、該コネクタと、該コネクタに接続される外部機器との間の電気的接続への影響が懸念される。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ケース内の充填樹脂にクラックが生じることを抑制できるとともに、被固定部からコネクタへ伝わる振動を低減できる内燃機関用の点火コイル及びその製造方法を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、一次コイル（１１）と、
該一次コイルの外周側に配された二次スプール（１６）に巻回された二次コイル（１２）と、
上記一次コイル及び上記二次コイルの内周側に配された中心コア（１３）と、
上記一次コイル及び上記二次コイルの外周側に配された外周コア（２）と、
上記二次コイルから外部へ電圧を出力する、導電性を有する高電圧出力部（１９）と、
上記一次コイル、上記二次コイル、上記二次スプール、上記中心コア、上記外周コア、及び上記高電圧出力部を収容するケース（３）と、
該ケース内の一部の領域に充填され、上記二次スプールに巻かれた上記二次コイルを少なくとも外周側から覆うように配された第１の充填樹脂（１４）と、
上記ケース内に充填され、上記一次コイル、上記二次スプール、上記二次コイル、上記中心コア、上記外周コア、及び上記第１の充填樹脂を有する被封止部（５）を封止する第２の充填樹脂（１５）と、
上記ケースの外側に向かって突出したコネクタ（４）と、を有し、
上記ケースは、内燃機関に対して固定される被固定部（３３１）を有し、
上記第２の充填樹脂は、上記外周コアを覆っており、かつ、上記第１の充填樹脂よりも低い弾性率を有し、
上記ケースは、上記被固定部を設けた側と異なる側に向かって開口した開口部（３０）を有し、
上記第２の充填樹脂は、上記開口部から上記ケースの外側に向かって露出した露出面（１５１）を有し、
上記コネクタは、上記露出面から突出している、内燃機関用の点火コイル（１）にある。

本発明の他の態様は、上記内燃機関用の点火コイルを製造する方法であって、
上記ケース内の一部の領域に、上記第１の充填樹脂を充填し、該第１の充填樹脂を硬化させた後に、上記ケース内に上記第２の充填樹脂を充填する、内燃機関用の点火コイルの製造方法にある。

上記内燃機関用の点火コイルにおいては、第２の充填樹脂が、外周コアを含む上記被封止部を封止している。そして、外周コアに密着した充填樹脂は、第２の充填樹脂である。第２の充填樹脂は、弾性率が第１の充填樹脂よりも低い。それゆえ、第２の充填樹脂が変形することにより、第２の充填樹脂と外周コアとの線膨張係数差に起因した熱応力を吸収することができる。それゆえ、熱応力の発生が懸念されやすい外周コアの周囲において、充填樹脂にクラックが発生することを抑制することができる。

また、第２の充填樹脂は、第１の充填樹脂を含む上記被封止部を封止している。それゆえ、第２の充填樹脂及び第１の充填樹脂を含む、ケース内に収容された部品と、ケースとからなる構造体は、ある程度軟らかく形成される。そのため、点火コイルを被固定部において内燃機関に固定した場合であっても、内燃機関の振動は、被固定部からコネクタに伝わり難い。すなわち、ケース内に収容された部品とケースとからなる構造体は、ある程度軟らかく形成されるため、上記振動は、被固定部からコネクタへ向かうにつれて減衰する。

また、二次スプールに巻回された二次コイルの外周側の領域には、ケース内の他の領域とは異なる樹脂を充填している。それゆえ、二次スプールに巻回された二次コイルの周囲の第１の充填樹脂の種類の選択自由度を向上させることができる。これにより、例えば、高電圧となる二次コイルの周囲の領域に配する樹脂を、ケース内における他の領域に配する樹脂よりも、絶縁性の高い材料としたりすることができる。このように、二次コイル周辺には、用途に応じた樹脂を充填することができる。

また、上記内燃機関用の点火コイルの製造方法においては、ケース内に第１の充填樹脂を充填し、該第１の充填樹脂を硬化させた後に、第２の充填樹脂を充填する。それゆえ、第１の充填樹脂の硬化時に、第１の充填樹脂が第２の充填樹脂から熱応力を受けて第１の充填樹脂の硬化後に第１の充填樹脂に残留歪みが生じることを防止することができる。

以上のごとく、上記態様によれば、ケース内の充填樹脂にクラックが生じることを抑制できるとともに、被固定部からコネクタへ伝わる振動を低減できる内燃機関用の点火コイル及びその製造方法を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、内燃機関用の点火コイルの断面図。図１の、II−II線矢視断面図相当の図。図１の、III−III線矢視断面図相当の図。実施形態１における、点火コイルを内燃機関に取り付けた取り付け構造を示す断面図。実施形態１における、点火コイルの製造方法を説明するための断面図であって、内側ケース体内に第１の充填樹脂を充填する直前の状態を示す図。実施形態１における、点火コイルの製造方法を説明するための断面図であって、内側ケース体内に第１の充填樹脂を充填した直後の状態を示す図。実施形態１における、点火コイルの製造方法を説明するための断面図であって、ケース内に第２の充填樹脂を充填する直前の状態を示す図。実施形態２における、内燃機関用の点火コイルの断面図。図８の、IX−IX線矢視断面図。実施形態３における、内燃機関用の点火コイルの断面図。実施形態４における、内燃機関用の点火コイルの断面図。実施形態５における、内燃機関用の点火コイルの断面図。実施形態６における、内燃機関用の点火コイルの断面図。

（実施形態１）
内燃機関用の点火コイルの実施形態につき、図１〜図４を用いて説明する。
本実施形態の内燃機関用の点火コイル１は、図１に示すごとく、一次コイル１１と二次コイル１２と中心コア１３と外周コア２と高電圧出力部とケース３と第１の充填樹脂１４と第２の充填樹脂１５とコネクタ４とを有する。

図１、図２に示すごとく、二次コイル１２は、一次コイル１１の外周側に配された二次スプール１６に巻回されている。中心コア１３は、一次コイル１１及び二次コイル１２の内周側に配されている。外周コア２は、一次コイル１１及び二次コイル１２の外周側に配されている。高電圧出力部は、二次コイル１２から外部へ電圧を出力する。さらに、高電圧出力部１９は、導電性を有する。ケース３は、一次コイル１１、二次コイル１２、二次スプール１６、中心コア１３、外周コア２、及び高電圧出力部１９を収容している。第１の充填樹脂１４は、ケース３内の一部の領域に充填されている。また、第１の充填樹脂１４は、二次スプール１６に巻かれた二次コイル１２を少なくとも外周側から覆うように配されている。第２の充填樹脂１５は、ケース３内に充填され、被封止部５を封止する。被封止部５は、一次コイル１１、二次スプール１６、二次コイル１２、中心コア１３、外周コア２、及び第１の充填樹脂１４を有する。コネクタ４は、ケース３の外側に向かって突出している。なお、本実施形態において、高電圧出力部は、金属からなる高電圧出力端子１９である。以下において、高電圧出力部を、高電圧出力端子１９という。

図１、図３、図４に示すごとく、ケース３は、内燃機関に対して固定される被固定部３３１を有する。図１、図２に示すごとく、第２の充填樹脂１５は、外周コア２を覆っている。そして、第２の充填樹脂１５は、第１の充填樹脂１４よりも低い弾性率を有する。

本実施形態において、第２の充填樹脂１５と第１の充填樹脂１４とは、熱硬化性樹脂と、熱硬化性樹脂よりも線膨張係数が小さいフィラーとを含有している。第２の充填樹脂１５におけるフィラーの含有率は、第１の充填樹脂１４におけるフィラーの含有率よりも小さい。そして、第２の充填樹脂１５と第１の充填樹脂１４とは、フィラーの含有率を上述のように異ならせることにより、上述のように弾性率を異ならせている。本実施形態において、熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂であり、フィラーはシリカである。

本実施形態の点火コイル１は、例えば、自動車、コージェネレーション等の内燃機関に用いるものとすることができる。

以下において、便宜上、一次コイル１１及び二次コイル１２の巻回軸方向を、前後方向Ｘという。また、前後方向Ｘに直交する方向を、上下方向Ｚという。また、前後方向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。前後方向Ｘの一方を前方、他方を後方という。上下方向Ｚの一方を上方、他方を下方ということもある。

図１、図２に示すごとく、ケース３は、第一ケース３１と第二ケース３２と第三ケース３３とを有する。第一ケース３１は、ケース３内の収容部品を下側から覆っている。第二ケース３２は、二次スプール１６、二次コイル１２、高電圧出力部１９及び第１の充填樹脂１４を、第一ケース３１の一部とともに収容する。第三ケース３３は、一次コイル１１、二次スプール１６、二次コイル１２、第１の充填樹脂１４、中心コア１３、外周コア２、及び第２の充填樹脂１５を、第一ケース３１とともに収容する。

第一ケース３１は、上下方向Ｚに直交する面方向に形成された底壁部３１１を有する。図１に示すごとく、ケース３には、ケース３内外に貫通する開口穴３１２が形成されている。開口穴３１２は、第一ケース３１の底壁部３１１の中央部に、上下方向Ｚに貫通するよう形成されている。そして、第一ケース３１は、開口穴３１２の周囲から下側に向かって突出形成された筒状の高圧タワー部３１３を有する。図１、図２に示すごとく、底壁部３１１の上面には、内側嵌合凸部３１１ａ及び外側嵌合凸部３１１ｂが形成されている。内側嵌合凸部３１１ａは、外側嵌合凸部３１１ｂの内側に形成されている。内側嵌合凸部３１１ａは、底壁部３１１から上側に向かって突出形成されている。また、内側嵌合凸部３１１ａは、第二ケース３２を嵌合する。外側嵌合凸部３１１ｂは、底壁部３１１の端縁から上側に向かって突出形成されており、第三ケース３３を嵌合する。

第二ケース３２は、対向第二ケース部３２１と側方第二ケース部３２２とを有する。対向第二ケース部３２１は、上下方向Ｚにおいて第一ケース３１の底壁部３１１上面の中央部に対向している。図１に示すごとく、対向第二ケース部３２１は、一部が、開口穴３１２と上下方向Ｚに重なる位置に配されている。また、対向第二ケース部３２１は、前後方向Ｘに沿った辺及び横方向Ｙに沿った辺を有する矩形板状を呈している。側方第二ケース部３２２は、対向第二ケース部３２１における横方向Ｙの両端の辺と後端の辺との三辺から下方に向かって延設されている。図３に示すごとく、側方第二ケース部３２２は、上下方向Ｚに直交する断面の形状が、前方に向かって開口したＵ字状を呈している。図１、図２に示すごとく、側方第二ケース部３２２の下端部には、第一ケース３１の内側嵌合凸部３１１ａに嵌合される内側嵌合凹部３２２ａが形成されている。そして、第二ケース３２は、内側嵌合凹部３２２ａにおいて、第一ケース３１の内側嵌合凸部３１１ａに嵌合されている。

図１、図２に示すごとく、第三ケース３３は、対向第三ケース部３３１と側方第三ケース部３３２とを有する。対向第三ケース部３３１は、上下方向Ｚにおいて第一ケース３１の底壁部３１１上面の略全体に対向している。また、対向第三ケース部３３１は、前後方向Ｘに沿った辺及び横方向Ｙに沿った辺を有する矩形板状を呈している。側方第三ケース部３３２は、対向第三ケース部３３１における横方向Ｙの両端の辺と後端の辺との三辺から下方に向かって延設されている。図３に示すごとく、側方第三ケース部３３２は、上下方向Ｚに直交する断面の形状が、前方に向かって開口したＵ字状を呈している。図１、図２に示すごとく、側方第三ケース部３３２の下端部には、第一ケース３１の外側嵌合凸部３１１ｂに嵌合される外側嵌合凹部３３２ｂが形成されている。そして、第三ケース３３は、外側嵌合凹部３３２ｂにおいて、第一ケース３１の内側嵌合凸部３１１ａに嵌合されている。

なお、以下において、図１、図３に示すごとく、側方第二ケース部３２２の一部であって、対向第二ケース部３２１の後端の辺から下側に向かって延設された壁部を後方第二ケース部３２３ということもある。側方第三ケース部３３２の一部であって、対向第三ケース部３３１の後端の辺から下側に向って延設された壁部を、後方第三ケース部３３３ということもある。

図１、図３に示すごとく、第三ケース３３には、被固定部３３１が形成されている。被固定部３３１は、後方第三ケース部３３３から、後方に向かって突出するよう形成されている。被固定部３３１には、上下方向Ｚに貫通形成されたボルト挿通孔３３１ａが形成されている。また、ボルト挿通孔３３１ａには、金属を筒状に形成したブッシュ３３１ｂが嵌合されている。

ここで、図４に示すごとく、本実施形態の点火コイル１は、高圧タワー部３１３をシリンダヘッド１７のプラグホール１７０へ挿入するよう配されて使用される。シリンダヘッド１７には、点火コイル１をボルト締結するためのボス部１７１が形成されている。そして、点火コイル１は、被固定部３３１のブッシュ３３１ｂ内にボルトＢを挿通するとともに、ボルトＢをシリンダヘッド１７の螺合孔に螺合させることにより、シリンダヘッド１７に締結固定される。なお、点火コイル１の第一ケース３１とシリンダヘッド１７との間には、ゴム製のシールラバー１８が配される。これにより、点火コイル１とシリンダヘッド１７との間がシールされる。

図１に示すごとく、ケース３は、被固定部３３１を設けた側と異なる側に向かって開口した開口部３０を有する。本実施形態において、ケース３は、被固定部３３１を設けた側と反対側に向かって開口した開口部３０を有する。すなわち、本実施形態において、ケース３は、前方に向かって開口している。具体的には、ケース３の外形を構成する、第一ケース３１と第三ケース３３とからなる外側ケース体７が、開口部３０を有する。なお、本実施形態において、第一ケース３１と第二ケース３２とからなる内側ケース体６も、前方に向かって開口した前方開口部６０を有する。

図１〜図３に示すごとく、内側ケース体６の内側に、二次スプール１６が配されている。二次スプール１６は、樹脂からなり、筒状に形成されている。二次スプール１６の外周面に、二次コイル１２が巻回されている。図１に示すごとく、二次スプール１６は、その後端縁が、第二ケース３２における環状凹部６１に嵌合されている。環状凹部６１は、後方第二ケース部３２３に、二次スプール１６の後端縁が嵌合できるよう、環状に形成されている。

図１、図２に示すごとく、本実施形態においては、内側ケース体６の内側であって、二次スプール１６及び二次コイル１２の外周側に、第１の充填樹脂１４が充填されている。第１の充填樹脂１４によって、二次コイル１２が封止されている。本実施形態において、第１の充填樹脂１４は、二次スプール１６の内周側には充填されていない。なお、図１に示すごとく、第一ケース３１の開口穴３１２には、金属からなる高電圧出力端子１９が嵌合されている。これにより、高電圧出力端子１９は、開口穴３１２を覆っている。そして、第一ケース３１の開口穴３１２が閉塞されて、開口穴３１２からケース３外に第１の充填樹脂１４が漏出しないようになっている。図３において、第１の充填樹脂１４は、外形線のみを図示している。

図１、図２に示すごとく、二次スプール１６の内側には、一次コイル１１が配されている。一次コイル１１及び二次コイル１２は、同心状に重なって配置されている。また、点火コイル１は、一次コイル１１を巻回する一次スプール１１０を更に有する。コネクタ４と一次スプール１１０とは、一体的に形成されている。

一次スプール１１０は、筒状に形成されている。図１に示すごとく、第二ケース３２の後方第二ケース部３２３には、前後方向Ｘに貫通した貫通穴３２０が形成されている。そして、一次スプール１１０の後端部は、後方第二ケース部３２３の貫通穴３２０に挿入されて、貫通穴３２０から後方に突出している。

コネクタ４には、例えば、点火コイル１を外部機器に電気接続するためのワイヤーハーネスのターミナルコネクタが接続される。図１、図３に示すごとく、コネクタ４は、ケース３における被固定部３３１が設けられた側と反対側に突出している。すなわち、コネクタ４は、前方に向かって突出している。

コネクタ４は、コネクタハウジング４１と複数の端子部材４２とを有する。コネクタハウジング４１は、樹脂製である。コネクタハウジング４１は、筒状部４１１と延設部４１２とを有する。筒状部４１１は、前方に向かって突出形成され、筒状を呈している。また、筒状部４１１は、ケース３の外側に配されている。延設部４１２は、筒状部４１１からケース３の内側に向かって延設されている。延設部４１２には、端子部材４２の一部が埋設されている。

端子部材４２は、延設部４１２から筒状部４１１の内側に向かって突出した外側端子と、延設部４１２からケース３内側に突出した内側端子とを有する。外側端子及び内側端子は、例えば、コネクタ４に接続されるワイヤーハーネス等を介して接地される接地端子、外部電源と一次コイル１１とを接続するための電源端子、又は後述するイグナイタ１１３にスイッチング信号を伝送するための信号端子である。

図３に示すごとく、コネクタ４と一次スプール１１０とは、連結部１１１によって連結されて一体的に形成されている。連結部１１１は、延設部４１２の後端から後方に延びるとともに、一次スプール１１０の前端から前方に延びている。コネクタハウジング４１と一次スプール１１０と連結部１１１とは、樹脂によって一体成形されている。

図１、図２に示すごとく、一次スプール１１０の内側に、中心コア１３が配されている。中心コア１３は、軟磁性材料からなる平板状の鋼板を、その厚み方向に複数積層してなる。中心コア１３は、全体として、前後方向Ｘに長尺な略矩形柱状を呈している。一次スプール１１０は、中心コア１３を内側に配した状態でインサート成形されている。図１に示すごとく、中心コア１３の前端面及び後端面は、一次スプール１１０から露出している。

図１〜図３に示すごとく、中心コア１３を、前後方向Ｘの両側及び横方向Ｙの両側から取り囲むように、外周コア２が配されている。図１、図３に示すごとく、外周コア２は、中心コア１３に対して前方から対向する前対向辺部２１と、中心コア１３に対して後方から対向する後対向辺部２２とを有する。さらに、図３に示すごとく、外周コア２は、前対向辺部２１及び後対向辺部２２の横方向Ｙの両側の端部同士を連結するとともに、前後方向Ｘに沿って形成された一対の連結辺部２３を有する。外周コア２は、矩形環状の鋼板を、その厚み方向に複数積層してなる。図３に示すごとく、外周コア２は、全体として、上下方向Ｚに開口する矩形の枠体形状を呈している。

上下方向Ｚから見たとき、外周コア２は、第二ケース３２の外側に配されている。外周コア２は、前対向辺部２１が、連結部１１１の下方に位置するよう配されている。

図１、図３に示すごとく、前対向辺部２１とコネクタ４との間にはイグナイタ１１３が配されている。イグナイタ１１３は、一次コイル１１への通電及びその遮断を行う。イグナイタ１１３は、スイッチング素子を内蔵するイグナイタ本体部１１３ａと、イグナイタ本体部１１３ａから突出したイグナイタ端子１１３ｂとを有する。イグナイタ端子１１３ｂは、コネクタ４の内側端子に接続されている。

本実施形態において、イグナイタ１１３は、イグナイタ本体部１１３ａの後方の主面を、外周コア２の前対向辺部２１に前後方向Ｘに対向させるよう配されている。また、イグナイタ１１３は、イグナイタ本体部１１３ａの前方の主面を、コネクタ４の延設部４１２の後面に前後方向Ｘに対向させるよう配されている。そして、イグナイタ１１３は、一体的に形成されているコネクタ４のコネクタハウジング４１、連結部１１１、及び一次スプール１１０と、外周コア２の前対向辺部２１とによって位置決めされている。イグナイタ１１３は、コネクタ４の延設部４１２の後面と、前対向辺部２１の前面との間に挟まれるように配されている。これにより、イグナイタ１１３を、一次スプール１１０及び一次スプール１１０と一体化されたコネクタ４に対して、精度良く位置決めすることができる。

イグナイタ１１３は、コネクタ４の電源端子を構成する端子部材４２を介して、一次コイル１１に接続されている。すなわち、イグナイタ１１と一次コイルとコネクタ４の端子部材４２とは互いに電気的に接続される。そのため、これらの間の相対的な位置精度を高くする必要がある。そこで、上述のように、本実施形態によれば、イグナイタ１１３と一次スプール１１０とコネクタ４との間の位置決めを精度良く行うことができるため、イグナイタ１１３、一次スプール１１０に巻回された一次コイル１１、及びコネクタ４の端子部材４２との間の電気的接続を、精度良く行うことができる。

また、イグナイタ１１３は、外周コア２、一次スプール１１０、及びコネクタ４とともにユニット化されている。これにより、被固定部３３１から点火コイル１に振動が伝達しても、上記ユニットを覆う第２の充填樹脂が振動を低減するため、コネクタ４の端子部材４２と、イグナイタ端子１１３ｂとの接続箇所、及び、コネクタ４の端子部材４２と一次コイル１１との接続箇所、に振動が伝わることを抑制することができる。それゆえ、コネクタ４の端子部材４２とイグナイタ端子１１３ｂとの接続箇所、及び、コネクタ４の端子部材４２と一次コイル１１との接続箇所に、負荷が与えられ難くなる。以上により、イグナイタ１１３、コネクタ４、一次コイル１１との間の電気的導通性を向上させることができる。

図１、図３に示すごとく、イグナイタ１１３の上方には、ダイオード１１４が配されている。図３に示すごとく、ダイオード１１４は、素子を内蔵したダイオード本体部１１４ａと、ダイオード本体部１１４ａから突出した一対のリード線１１４ｂとを有する。本実施形態において、ダイオード本体部１１４ａは、長手方向を前後方向Ｘとするよう配されている。また、一対のリード線１１４ｂのうち、一方は二次コイル１２の一端と接続されており、他方はコネクタ４の端子部材４２のうちの接地される端子部材４２と接続されている。ダイオード１１４は、例えば、一次コイル１１への通電時に、二次コイル１２に発生する電圧を抑制するものである。なお、ダイオード１１４と二次コイル１２との接続に関する図示は省略している。

図１に示すごとく、本実施形態において、イグナイタ１１３及びダイオード１１４は、第１の充填樹脂１４の外側に配されている。

図１に示すごとく、ケース３内における、一次スプール１１０、一次コイル１１、二次スプール１６、二次コイル１２、中心コア１３、外周コア２、イグナイタ１１３、ダイオード１１４、及び第１の充填樹脂１４を有する被封止部５の周囲の領域に、第２の充填樹脂１５が充填されている。図１、図２に示すごとく、第三ケース３３と被封止部５とは、互いに離間している。そして、第三ケース３３と被封止部５との間には、第２の充填樹脂１５が配されている。第三ケース３３の内側であって、第二ケース３２の外側には、第２の充填樹脂１５が配されている。本実施形態において、内側ケース体６の内側における二次スプール１６及び二次コイル１２の内周側であって、一次スプール１１０及び一次コイル１１の外周側にも、第２の充填樹脂１５が配されている。外周コア２の表面には、第１の充填樹脂１４が接触していない。なお、図３において、第２の充填樹脂１５は、外形線のみを図示している。

図１に示すごとく、第２の充填樹脂１５は、ケース３の開口部３０からケース３の外側に向かって露出した露出面１５１を有する。そして、コネクタ４は、露出面１５１から突出している。本実施形態において、コネクタ４は、露出面１５１から前方に向かって突出している。そして、コネクタ４の一部は、第２の充填樹脂１５に接触している。本実施形態において、露出面１５１は、コネクタ４の全周に形成されている。コネクタ４は、延設部４１２の全周において、第２の充填樹脂１５に接触している。コネクタ４は、開口部３０の中央部からケース３の外側に突出するよう形成されている。

次に、本実施形態の内燃機関用の点火コイル１の製造方法の一例につき、図１、図５〜図７を用いて説明する。

図５に示すごとく、第一ケース３１の内側嵌合凸部３１１ａに、第二ケース３２の内側嵌合凹部３２２ａを嵌合させる。これにより、内側ケース体６を構成する。そして、第一ケース３１の開口穴３１２を塞ぐように、高圧タワー部３１３の上端部に高電圧出力端子１９を嵌入する。次に、第二ケース３２の環状凹部６１に、二次コイル１２を巻回した二次スプール１６の後端縁を嵌合させる。

次に、図６に示すごとく、内側ケース体６と、二次コイル１２及び二次スプール１６と、に囲まれた空間に、第１の充填樹脂１４を充填する。第１の充填樹脂１４は、前方開口部６０から、内側ケース体６内に充填される。また、第１の充填樹脂１４は、前方開口部６０付近まで充填される。このとき、上述のごとく、高電圧出力端子１９がケース３１の開口穴３１２を塞いでいるため、第１の充填樹脂１４は、第一ケース３１の開口穴３１２から漏れることはない。すなわち、二次コイル１２によって昇圧された電圧を点火コイル１の外部に出力する、導電性を有する高電圧出力端子１９を、ケース３１の開口穴３１２の封止部材としても活用している。そして、第１の充填樹脂１４を加熱し、硬化させる。

そして、図７に示すごとく、端子部材４２を内側に埋設したコネクタ４、中心コア１３を内側に埋設した一次スプール１１０、及び連結部１１１を一体成形してなる一体成形品に、外周コア２、イグナイタ１１３、及びダイオード１１４等を組み付け、モジュール体を構成する。そして、当該モジュール体を、二次スプール１６の内側に挿入し、モジュール体の一次スプール１１０の後端部を、第二ケース３２の貫通穴３２０に挿入する。

また、第一ケース３１の外側嵌合凸部３１１ｂに、第三ケース３３の外側嵌合凹部３２２ｂを嵌合させる。これにより、外側ケース体７を構成する。

そして、図１に示すごとく、外側ケース体７の内側に、外側ケース体７の開口部３０から、第２の充填樹脂１５を充填する。すなわち、ケース３内に、第１の充填樹脂１４を充填し、該第１の充填樹脂１４を硬化させた後に、第２の充填樹脂１５を充填する。第２の充填樹脂１５は、外側ケース体７の開口部３０まで充填される。以上のように、本実施形態の点火コイル１を製造することができる。

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本実施形態においては、第２の充填樹脂１５が、外周コア２を含む被封止部５を封止している。そして、外周コア２に密着した充填樹脂は、第２の充填樹脂１５である。第２の充填樹脂１５は、弾性率が第１の充填樹脂１４よりも低い。それゆえ、第２の充填樹脂１５が変形することにより、第２の充填樹脂１５と外周コア２との線膨張係数差に起因した熱応力を吸収することができる。それゆえ、熱応力の発生が懸念されやすい外周コア２の周囲において、充填樹脂にクラックが発生することを抑制することができる。さらには、充填樹脂内においてクラックが進展し、点火コイル１に不具合が生じることを抑制することができる。

また、第２の充填樹脂１５は、第１の充填樹脂１４を含む被封止部５を封止している。それゆえ、第２の充填樹脂１５及び第１の充填樹脂１４を含む、ケース３内に収容された部品と、ケース３とからなる構造体は、ある程度軟らかく形成される。そのため、点火コイル１を被固定部３３１においてシリンダヘッド１７に固定した場合であっても、シリンダヘッド１７の振動は、被固定部３３１からコネクタ４に伝わり難い。すなわち、ケース３内に収容された部品とケース３とからなる構造体は、ある程度軟らかく形成されるため、上記振動は、被固定部３３１からコネクタ４へ向かうにつれて減衰する。これにより、点火コイル１内の部品同士の電気的な接続信頼性を高めることができる。

また、二次スプール１６に巻回された二次コイル１２の外周側の領域には、ケース３内の他の領域とは異なる樹脂を充填している。それゆえ、二次スプール１６に巻回された二次コイル１２の周囲の第１の充填樹脂１４の種類の選択自由度を向上させることができる。これにより、例えば、高電圧となる二次コイル１２及び高電圧出力端子１９の周囲の領域に配する樹脂を、ケース３内における他の領域に配する樹脂よりも、絶縁性の高い材料としたりすることができる。このように、二次コイル１２及び高電圧出力端子１９の周辺には、用途に応じた樹脂を充填することができる。

また、コネクタ４は、露出面１５１から露出している。すなわち、コネクタ４の少なくとも一部は、第２の充填樹脂１５に接触している。そのため、第２の充填樹脂１５は、コネクタ４の振動を直接的に吸収することができる。また、本実施形態において、露出面１５１は、コネクタ４の全周に形成されている。すなわち、コネクタ４は、全周において第２の充填樹脂１５に接触している。それゆえ、第２の充填樹脂１５によるコネクタ４の振動吸収の効果を、一層得ることができる。

また、コネクタ４と一次スプール１１０とは、一体的に形成されている。それゆえ、部品点数の削減及び組付工数の削減を図りやすい。また、本実施形態においては、第三ケース３３と被封止部５との間には、第２の充填樹脂１５が配されている。すなわち、被固定部３３１が形成された第三ケース３３と被封止部５を構成する一次スプール１１０との間には、第２の充填樹脂１５が介在している。それゆえ、仮に、シリンダヘッド１７の振動が、被固定部３３１から第三ケース３３に伝わったとしても、上記振動が第三ケース３３から一次スプール１１０へ伝わることを抑制することができる。これに伴い、一次スプール１１０と一体的に形成されたコネクタ４の振動も抑制できる。

また、コネクタ４は、ケース３における被固定部３３１が設けられた側と反対側に突出している。それゆえ、被固定部３３１とコネクタ４との間の距離を長く確保することが可能となり、第２の充填樹脂１５によって振動をより減衰させることができる。また、被固定部３３１とコネクタ４との並び方向である前後方向Ｘに直交する横方向Ｙにおいて、点火コイル１が大型化することを抑制することができる。一方、この場合、コネクタ４は、ケース３における被固定部３３１と反対側に突出しているため、仮に被固定部３３１とコネクタ４とが一体となって振動するとすれば、被固定部３３１が振動の固定端、コネクタ４が振動の自由端となり、コネクタ４の振動が懸念される。しかしながら、上述のごとく、第２の充填樹脂１５が、第１の充填樹脂１４を含む被封止部５を封止していることにより、被固定部３３１からコネクタ４への振動の伝搬を抑制できる。そのため、本実施形態においては、コネクタ４の振動の抑制を図りつつ、横方向Ｙにおける点火コイル１の大型化を抑制することができる。

また、第２の充填樹脂１５と第１の充填樹脂１４とは、熱硬化性樹脂とフィラーとを含有している。そして、第２の充填樹脂１５におけるフィラーの含有率は、第１の充填樹脂１４におけるフィラーの含有率よりも低い。それゆえ、第２の充填樹脂１５と第１の充填樹脂１４とを、互いに主材料を同じとしつつ、フィラーの含有率を異ならせることにより、作製することができる。それゆえ、点火コイル１の生産性を向上させやすい。

また、ケース３は、第一ケース３１と第二ケース３２と第三ケース３３とを有する。第一ケース３１の一部及び第二ケース３２により、第１の充填樹脂１４を充填する領域を区画することができ、第一ケース３１及び第三ケース３３により、第２の充填樹脂１５を充填する領域を区画することができる。それゆえ、ケース３内への、第１の充填樹脂１４及び第２の充填樹脂１５の充填作業を容易にすることができる。

また、第三ケース３３に、被固定部３３１が形成されている。さらに、第三ケース３３と被封止部５とは、互いに離間している。そして、第三ケース３３と被封止部５との間には、第２の充填樹脂１５が配されている。それゆえ、仮に、シリンダヘッド１７の振動が、被固定部３３１から第三ケース３３に伝わったとしても、上記振動が第三ケース３３からケース３内の収容部品に伝わることを抑制することができる。これにより、点火コイル１の信頼性を高めることができる。

また、高電圧出力端子１９は、第一ケース３１の開口穴３１２を覆っている。それゆえ、高電圧出力端子１９に、二次コイル１２によって昇圧された電圧を点火コイル１の外部に出力する役割に加え、ケース３１の開口穴３１２の封止部材としての役割をも、持たせることができる。

また、本実施形態の点火コイル１の製造方法においては、ケース３内に第１の充填樹脂１４を充填し、該第１の充填樹脂１４を硬化させた後に、第２の充填樹脂１５を充填する。それゆえ、第１の充填樹脂１４の硬化時に、第１の充填樹脂１４が第２の充填樹脂１５から熱応力を受けて第１の充填樹脂１４の硬化後に第１の充填樹脂１４に残留歪みが生じることを抑制することができる。

以上のごとく、本実施形態によれば、ケース内の充填樹脂にクラックが生じることを抑制できるとともに、被固定部からコネクタへ伝わる振動を低減できる内燃機関用の点火コイル及びその製造方法を提供することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、図８、図９に示すごとく、実施形態１に対して、ケース３内における第１の充填樹脂１４の充填領域を変更した実施形態である。すなわち、本実施形態においては、第１の充填樹脂１４は、内側ケース体６の内側における二次スプール１６及び二次コイル１２の内周側であって、一次スプール１１０及び一次コイル１１の外周側にも配されている。図８に示すごとく、本実施形態において、一次スプール１１０の後方の部位と、第二ケース３２の貫通穴３２０の周囲の部位とは、互いに嵌合可能に構成されている。そして、一次スプール１１０と第二ケース３２とが嵌合することによって、一次スプール１１０と第二ケース３２との間がシールされており、内側ケース体６から第１の充填樹脂１４が漏出しないようになっている。

その他は、実施形態１と同様である。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
本実施形態においても、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態３）
本実施形態は、図１０に示すごとく、実施形態１に対して、イグナイタ１１３の配置箇所を変更した実施形態である。本実施形態において、イグナイタ１１３は、内側ケース体６の内側に配されている。そして、イグナイタ１１３は、第１の充填樹脂１４の内側に埋設されている。イグナイタ１１３は、二次コイル１２の上側に配されている。イグナイタ１１３は、上下方向Ｚにおいて、イグナイタ本体部１１３ａの主面が二次コイル１２に対向するような姿勢で配置されている。

その他は、実施形態１と同様である。また、本実施形態においても、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態４）
本実施形態は、図１１に示すごとく、実施形態３に対して、ダイオード１１４の配置箇所を変更した実施形態である。本実施形態において、ダイオード１１４は、内側ケース体６の内側に配されている。そして、ダイオード１１４は、第１の充填樹脂１４の内側に埋設されている。なお、本実施形態において、ダイオード本体部１１４ａは、長手方向を横方向Ｙとするよう配されている。

その他は、実施形態３と同様である。また、本実施形態においても、実施形態３と同様の作用効果を有する。

（実施形態５）
本実施形態は、図１２に示すごとく、実施形態１に対して、ケース３の開口部３０の位置を変更した実施形態である。本実施形態において、開口部３０は、ケース３の上面に形成されている。第三ケース３３は、矩形筒状を呈している。第三ケース３３は、実施形態１の図１等に示した対向第三ケース部３３１を有さない。

図１２に示すごとく、本実施形態において、露出面１５１は、上側を向いた面である。そして、コネクタ４は、露出面１５１から上側に向かって突出している。

（実施形態６）
本実施形態は、図１３に示すごとく、実施形態１に対して、コネクタ４とケース３とを一体的に形成した実施形態である。本実施形態においては、第三ケース３３の対向第三ケース部３３１の前端部とコネクタ４の延設部４１２とが連結されている。コネクタ４及び第三ケース３３は、一体成形されている。本実施形態において、第三ケース３３の対向第三ケース部３３１と側方第三ケース部３３２とは、変形可能な程度薄く形成されている。
その他は、実施形態１と同様である。

本実施形態において、点火コイル１を被固定部３３１においてシリンダヘッドに固定した場合であっても、シリンダヘッドの振動は、第三ケース３３及びこれに密着した第２の充填樹脂１５が変形することにより、被固定部３３１からコネクタ４に伝わるまでに吸収される。それゆえ、本実施形態においても、コネクタ４が振動することを抑制することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、上記各実施形態において、第１の充填樹脂及び第２の充填樹脂の弾性率を、フィラーの含有率によって調整したが、これに限られない。例えば、第１の充填樹脂と第２の充填樹脂とにおいて、樹脂の種類を変えることもできる。この場合、例えば、第１の充填樹脂をエポキシ樹脂とし、第２の充填樹脂をシリコーンとすることができる。また、第１の充填樹脂及び第２の充填樹脂をいずれもエポキシ樹脂としつつ、第１の充填樹脂と第２の充填樹脂とでエポキシ樹脂の組成を変更、調節しても、第１の充填樹脂と第２の充填樹脂との弾性率を調整することができる。

また、上記各実施形態において、例えば上記第１の充填樹脂中、あるいは上記第２の充填樹脂中に、上記で示した部品以外の部品を埋設することも可能である。例えば、上記コネクタの内側端子のうちの、電源端子と接地端子とを接続し、電磁ノイズを防止するためのコンデンサを、第１の充填樹脂中、あるいは上記第２の充填樹脂中に埋設してもよい。

また、ケースの開口部の位置も、上記各実施形態に限定されるものではなく、種々の態様が考えられる。例えば、実施形態１等において、ケースの開口部を、横方向の一方に向かって開口した構成を採用した実施形態も考えられる。また、実施形態１等において、ケースの開口部を、例えば斜め前方に向かって開口した構成を採用した実施形態等も考えられる。

また、上記各実施形態において、内側ケース体は、前方に向かって開口している実施形態を示したが、これに限られず、例えば上方に向かって開口していてもよい。

また、実施形態６において、第三ケースとコネクタとを、一体成形により構成した形態を示したが、これに限られず、例えばコネクタを第三ケースと別体としてもよい。この場合、例えば、コネクタと第三ケースとを互いに嵌合可能に構成し、第三ケースとコネクタとを嵌合させることにより、コネクタとケースとを一体的に形成することもできる。

また、上記各実施形態において、高電圧出力部は、金属からなる高電圧出力端子としたが、これに限られない。例えば、高電圧出力部は、点火コイルに接続されるスパークプラグからのノイズ電流を抑制するための抵抗体等としても良い。

１内燃機関用の点火コイル
１２二次コイル
１４第１の充填樹脂
１５第２の充填樹脂
１６二次スプール
２外周コア
３ケース
３３１被固定部
４コネクタ
５被封止部

Claims

一次コイル（１１）と、
該一次コイルの外周側に配された二次スプール（１６）に巻回された二次コイル（１２）と、
上記一次コイル及び上記二次コイルの内周側に配された中心コア（１３）と、
上記一次コイル及び上記二次コイルの外周側に配された外周コア（２）と、
上記二次コイルから外部へ電圧を出力する、導電性を有する高電圧出力部（１９）と、
上記一次コイル、上記二次コイル、上記二次スプール、上記中心コア、上記外周コア、及び上記高電圧出力部を収容するケース（３）と、
該ケース内の一部の領域に充填され、上記二次スプールに巻かれた上記二次コイルを少なくとも外周側から覆うように配された第１の充填樹脂（１４）と、
上記ケース内に充填され、上記一次コイル、上記二次スプール、上記二次コイル、上記中心コア、上記外周コア、及び上記第１の充填樹脂を有する被封止部（５）を封止する第２の充填樹脂（１５）と、
上記ケースの外側に向かって突出したコネクタ（４）と、を有し、
上記ケースは、内燃機関に対して固定される被固定部（３３１）を有し、
上記第２の充填樹脂は、上記外周コアを覆っており、かつ、上記第１の充填樹脂よりも低い弾性率を有し、
上記ケースは、上記被固定部を設けた側と異なる側に向かって開口した開口部（３０）を有し、
上記第２の充填樹脂は、上記開口部から上記ケースの外側に向かって露出した露出面（１５１）を有し、
上記コネクタは、上記露出面から突出している、内燃機関用の点火コイル（１）。
上記露出面は、上記コネクタの全周に形成されている、請求項１に記載の内燃機関用の点火コイル。
上記一次コイルを巻回する一次スプール（１１９）を更に有し、上記コネクタと上記一次スプールとは、一体的に形成されている、請求項１又は２に記載の内燃機関用の点火コイル。
上記コネクタは、上記ケースにおける上記被固定部が設けられた側と反対側に突出している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火コイル。
上記第２の充填樹脂と上記第１の充填樹脂とは、熱硬化性樹脂と該熱硬化性樹脂よりも線膨張係数が小さいフィラーとを含有しており、上記第２の充填樹脂における上記フィラーの含有率は、上記第１の充填樹脂における上記フィラーの含有率よりも低い、請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火コイル。
上記ケースは、該ケース内の収容部品を、下側から覆う第一ケース（３１）と、上記二次スプール、上記二次コイル、及び上記第１の充填樹脂を、上記第一ケースの一部とともに収容する第二ケース（３２）と、上記一次コイル、上記二次スプール、上記二次コイル、上記第１の充填樹脂、上記中心コア、上記外周コア、及び上記第２の充填樹脂を、上記第一ケースとともに収容する第三ケース（３３）と、を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火コイル。
上記第三ケースに、上記被固定部が形成されており、上記第三ケースと上記被封止部とは、互いに離間しており、上記第三ケースと上記被封止部との間には、上記第２の充填樹脂が配されている、請求項６に記載の内燃機関用の点火コイル。
上記高電圧出力部は、金属からなる高電圧出力端子であり、かつ、上記ケースに設けられた、該ケース内外に貫通する開口穴（３１２）を覆っている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火コイル。
請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火コイルを製造する方法であって、
上記ケース内の一部の領域に、上記第１の充填樹脂を充填し、該第１の充填樹脂を硬化させた後に、上記ケース内に上記第２の充填樹脂を充填する、内燃機関用の点火コイルの製造方法。