JPH09134829A

JPH09134829A - 内燃機関用点火コイル

Info

Publication number: JPH09134829A
Application number: JP7292445A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Yasukura; 洋一安蔵; Noboru Sugiura; 登杉浦; Kazutoshi Kobayashi; 和俊小林; Hiroshi Watanabe; 博渡辺; Hidetoshi Oishi; 英俊大石; Kenichi Katagishi; 健一片岸; Eiichiro Kondo; 英一郎近藤
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1997-05-20

Abstract

(57)【要約】【課題】コイル外径の拡大化を防止し、電気絶縁耐久性
に優れた信頼性の高い内燃機関用点火コイルを提供する
こと。【解決手段】本発明によれば、２次コイル４の内側と外
側にある充填絶縁材の絶縁用エポキシ樹脂６の層厚みを
それぞれ適正化することにより、コイル外径の拡大化を
防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内熱機関用点火装
置に係り、特に、プラグホール内に収納される円筒形点
火装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内熱機関用点火装置は、特開昭63
−70508 号のように、円筒形のケース内部に開磁路コア
を収容し、該コアの外に１次コイルと２次コイルを嵌合
して、前記ケース内に充填絶縁材（電気絶縁用樹脂）を
注型し硬化させると共に、該ケース内の筒壁中にサイド
コアを内蔵する点火コイルであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
該ケース内の筒壁中にサイドコアを内蔵しており、２次
コイル外側の充填絶縁材の熱膨張係数とサイドコアの熱
膨張係数との差により、熱衝撃でクラックが発生する可
能性があるため、該サイドコアと該充填絶縁材とを隔離
するための弾性部材が必要となる。この構造では、該弾
性部材の厚さ分コイルの外径が拡大してしまうため、内
径の限定されるプラグホール内に収容する場合、不利に
なってしまう。

【０００４】一方、２次コイル外側の充填絶縁材の厚さ
と２次コイル内側の充填絶縁材の厚さとがほぼ同じであ
るため、この点においてもコイル外径が拡大化する傾向
があった。

【０００５】従って、本発明は、前記２つの点を考慮し
つつコイル外径拡大化を防止し、絶縁耐久性に優れた信
頼性の高い内燃機関用点火コイルを提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する内燃
機関用点火コイルは、該コイル層の筒内に配置され軸方
向に延長されたセンタコアと、前記センタコアの円周方
向外側に位置する１次ボビンに巻層された１次コイル
と、該１次コイルに電気絶縁層を介して、２次ボビンに
巻層された２次コイルとからなる円筒形のコイル層と、
前記コイル層と前記センタコアなどの構成部材を収容
し、前記コイル層の２次コイルの外側に充填絶縁材を充
填できるケースと、軸方向に延長し円周方向に広がるこ
との可能な切れ目を有し、前記ケースの外周に配置され
て外側磁路を形成する円筒形の外部コアとを含むもので
ある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態に
ついて、図面を参照し説明する。

【０００８】図１は、本発明による一実施例の内燃機関
用点火コイルの構成を示す断面図である。１次ボビン
は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリフェ
ニレンオキサイド（変性ＰＰＯ）などの弾性材としての
熱可塑性合成樹脂で形成され、該１次ボビン１は、１次
コイル２が巻層されている。また、変性ポリフェニレン
オキサイド（変性ＰＰＯ）などの弾性材としての熱可塑
性合成樹脂で成形された２次ボビン３には、２次コイル
４が巻層されている。

【０００９】なお、具体的に記載すれば、１次コイル２
は線径０.３〜１.０mm程度のエナメル線を一層あたり数
十回ずつ、数層にわたり合計１００〜３００回程度積層
巻されている。２次コイル４は線径０.０３〜０.１mm程
度のエナメル線を用いて合計５０００〜２００００回程
度分割して巻かれている。

【００１０】一方、ケース５は１次ボビン１と同じよう
な熱可塑性合成樹脂で成形されており、ケース５とコネ
クタ部２４が一体成形されている。

【００１１】そして、本実施例のような円筒形点火コイ
ルの場合、軸方向の寸法が長くなるため成形上、１°以
下のテーパが必要となる。そのため、ケース５の内側に
あるコイル収容部にのみ抜きテーパが設けられている。
内部コアの主たるコアを形成するセンタコア７は、珪素
鋼板をプレス積層して形成されたものであり、弾性部材
からなる１次ボビン１の内側に配置される。外部コアと
してのサイドコア８は、２次コイル４の外側にあるケー
ス５の外周に配置され、板厚０.２〜０.７mmの薄い珪素
鋼板を円筒状に丸めてなるものである。

【００１２】そしてサイドコア８は、軸方向に延長し円
周方向に拡がる切れ目８ａを有する。これにより、サイ
ドコア８をケース５にばねアクションではめこむことが
でき、作業性の向上が図れる。また、ケース５にはサイ
ドコア８を位置決めするスリット５ａが設けられてお
り、簡単にサイドコア８を固定できるのでさらに作業性
が向上する。図２の実施例のサイドコア８は、前述のよ
うな珪素鋼板一枚で構成されるが、図３に示すように、
二枚以上をやはりばねアクションで重ねることにより、
うず電流損を減らすと共に、サイドコア８の断面積を増
やして出力を向上することも可能である。

【００１３】主たる内側磁路を形成するセンタコア７と
外側磁路を形成するサイドコア８とを磁気的に結合して
閉磁路を完成するために、センタコアの両端にあって半
径方向に延長した、２次コイル４の低圧側にある低圧側
コア１８と、２次コイル４の高圧側にある高圧側コア９
とをそれぞれ分けて配置する。

【００１４】本実施例では、低圧側コア１８，高圧側コ
ア９は同じものを用いており、部品点数の低減を図って
いる。また、図５に示すように、コア材である珪素鋼板
の積層方向を軸方向にすることで、本実施例の低圧側コ
ア１８，高圧側コア９のような長方形断面の珪素鋼板を
加締る際の加締幅Ｈが大きくできるので積層作業が容易
となり、作業効率向上に結び付くものである。

【００１５】高圧側コア９は２次ボビン３に設けられた
ポケット部３ａに収容され、充填絶縁材の絶縁用エポキ
シ樹脂６と隔離されている。高圧側コア９を収容するポ
ケット部３ａは２次ボビン３だけでなく１次ボビン１や
ケース５に設けることも可能である。すなわち、ポケッ
ト部３ａは、１次ボビン１，２次ボビン３またはケース
５のいずれとも一体成形することができる。さらに、ポ
ケット部３ａのみ別部品としてケース５に圧入あるいは
接着して固定することもできる。

【００１６】磁路の一部にはギャップがあり、そのギャ
ップに、１次コイル２により形成された磁束と反対方向
の磁束を磁路中に発生させるマグネット１０，１０ａが
埋め込まれている。マグネット１０，１０ａは磁路中に
反対方向の磁束を発生させることにより、珪素鋼板コア
の磁化曲線の飽和点以下で動作させるようにしたもので
ある。本実施例のようにセンタコアの上下にマグネット
を配置することにより、漏洩磁束の低減を図ることがで
き、効率よく逆バイアスを磁路全体に与えることができ
る。

【００１７】これらのコイル部構成部品をケース５の中
に圧入し、高電圧を絶縁する絶縁用エポキシ樹脂などの
充填絶縁材の絶縁用エポキシ樹脂６を充填させる。絶縁
用エポキシ樹脂は、硬化後のＴｇ点が１２０℃〜１６２
℃で、かつ熱膨張係数が、Ｔｇ点以下の温度範囲に於け
る平均値として１０〜５０×１０Ｅ−６／℃の銅ヒート
シンクに近い値、例えば、２５×１０Ｅ−６／℃程度の
特性を持つものを用いる。このような高Ｔｇ点の絶縁用
エポキシ樹脂を使用することにより、高温下での電気絶
縁特性が一層安定する。

【００１８】２次コイル４で発生した高電圧は、点火装
置の長さを少しでも低減するよう長手方向に対して垂直
方向に配置された過早着火防止用高圧ダイオード１７，
高圧端子１３，スプリング１４を介して点火プラグに供
給される。点火プラグが挿入される部分は、シリコンゴ
ムなどのゴムブーツ１５で絶縁する。シリンダヘッドカ
バーと接する部分にはプラグホールをシールするシール
ゴム１６が設けられている。コイル上部に設置されるイ
グナイタユニット２０は、箱型にプレス成形された銅ま
たはアルミ製の金属製ベース２６に、パワートランジス
タチップ２１とハイブリッドＩＣ回路２８が内蔵されて
おり、金属製ベース２６内にはシリコンゲルが充填され
ている。そして、イグナイタユニット２０は、ケース５
に設けてあるイグナイタユニット２０の位置決め突起な
どで位置決めされる。金属製ベース２６には、イグナイ
タ側端子２２がポリブチレンテレフタレートなどの熱可
塑性合成樹脂で一体成形されている端子台２７がシリコ
ン接着剤で接着されている。イグナイタ側端子２２は１
次コイル端子２３，コネクタ側端子２５と溶接で電気的
に接続される。

【００１９】次に、図２の主要部品展開図を用い、本発
明の構造について詳しく説明する。図２は、図１の実施
例の主要構成部品の展開図である。

【００２０】センタコア７の両端には、マグネット１
０，１０ａが取り付けられ、その外側にはそれぞれ低圧
側コア１８，高圧側コア９が配置され、高圧側コア９以
外は１次ボビン１の内側に収容される。また、本実施例
のような円筒コイルの場合、１次ボビン１の軸方向上方
から低圧側コア１８を組付け易くするために、１次ボビ
ン１には、低圧側コア１８が固定され収容されるための
Ｔ字形ポケット部１ａが、形成されている。

【００２１】なおこの場合、低圧側コア１８が収容され
た部位の低圧側コア１８およびサイドコア間の磁路ギャ
ップは、ケース５と１次ボビン１の肉厚の分と磁気損と
を考慮すれば、１.０mm〜２.５mmの範囲に限定されるこ
とになる。そして、低圧側コア１８の上部に、熱応力吸
収用のゴムなどの弾性部材１２を設置するために設けら
れた、Ｔ字形ポケット部１ａの高さＨｐは、低圧側コア
１８のＴ部高さＨｃよりも高くなるように構成されてい
る。

【００２２】内部コアを内包した１次ボビン１は、圧入
部１ｃを介して２次ボビン３に圧入される。その際、２
次ボビン３との間に充填絶縁材の絶縁用エポキシ樹脂６
が含浸するように１次ボビン１の圧入部１ｃにより絶縁
距離を確保し、２次コイル４で発生する高電圧を絶縁し
ている。２次ボビン３は、半径方向から挿入される高圧
側コア９を収容するポケット部３ａを有し、該ポケット
部３ａに高圧側コア９を内包した後に、圧入部３ｃを介
してケース５に圧入固定される。

【００２３】また、この場合の高圧側コア９とサイドコ
ア８との間の磁路ギャップは、ケース５の肉厚と２次ボ
ビン３の肉厚の分と磁気損とを考慮すれば、１.０mm〜
２.５mmの範囲に限定されることになる。

【００２４】次に、図４の部分拡大図を用いて、本発明
の詳細構造について説明する。

【００２５】１次コイル２と２次ボビン３の間には、２
次コイル４で発生する高電圧を絶縁するため、１次ボビ
ン２の圧入部１ｃによって確保される充填絶縁材の絶縁
用エポキシ樹脂６の層Ｌ１とポリフェノールオキサイド
などの熱可塑性合成樹脂で成形された２次ボビン３の肉
厚分の絶縁層Ｌ２が存在する。そして、２次コイル４の
外側に対しても電気的な絶縁が必要なため、２次コイル
４とケース５の間にも充填絶縁材の絶縁用エポキシ樹脂
６の層Ｌ３が存在する。

【００２６】ここで、１次コイル２は円筒形状の１次ボ
ビン１に整列に巻層されているため、１次コイル側に
は、鋭角部がなく電界集中が起こり難い。したがって、
１次コイル側への絶縁破壊の確率は低くなる。さらに、
ポリフェノールオキサイドなどの熱可塑性合成樹脂で成
形された２次ボビン３は、成形性が良いため安定した耐
電圧特性が得られる。なお、２次ボビン３の肉厚は、成
形性および電気的特性が安定し、かつ肉厚がコイル外径
に影響を及ぼさないよう０.５mm〜１.０mmとすることが
必要である。それに対し、２次コイル４の外側には、図
２で説明したサイドコア８や相手側エンジンのエッジ部
などがくる場合があり、電界集中が起こりやすいと考え
られる。また、ケース５はガラスが含まれたポリブチレ
ンテレフタレート（ＰＢＴ）などの熱可塑性合成樹脂で
成形されるため、２次ボビン３程成形性が優れていない
ため、耐久性を考えるとケース５の肉厚を電気的絶縁層
とは考慮し難い。

【００２７】よって、１次コイル２側の絶縁層は、充填
絶縁材の絶縁用エポキシ樹脂６の層厚みＬ１と２次ボビ
ン３の肉厚Ｌ２の和と考えることができ、２次コイル４
の外側の充填絶縁材の絶縁用エポキシ樹脂６の層厚みＬ
３との関係は、Ｌ３≧Ｌ１＋Ｌ２となっていることが必要である。

【００２８】言い替えれば、１次コイル２側の充填絶縁
材の絶縁用エポキシ樹脂６の層厚みＬ１を２次コイル外
側の充填絶縁材の絶縁用エポキシ樹脂６の層厚みＬ３よ
りも小さくできるので、プラグホールという極小スペー
スに納めようとしている本発明のような円筒形コイルに
おいては、コイル外径を抑えることが可能となる。

【００２９】なお、図象には示さないが、１次コイル２
側の充填絶縁材の絶縁用エポキシ樹脂６の層厚みＬ１を
ほとんど０とし、２次ボビン３のみの肉厚で絶縁するこ
とも可能である。

【００３０】また、充填絶縁材の絶縁用エポキシ樹脂６
としては、熱硬化性合成樹脂の代わりに鉱物性の絶縁油
を用いても良い。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、２次コイル４の内側と
外側にある充填絶縁材の絶縁用エポキシ樹脂６の層厚み
を変えることにより、コイル外径の拡大化を防止しつつ
電気絶縁耐久性の向上が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の内燃機関用点火コイルの構
成を示す断面図。

【図２】図１の実施例の主要構成部品の展開図。

【図３】図１の実施例においてサイドコア複数時の主要
構成部品の展開図。

【図４】図１の実施例の構造拡大図。

【図５】本発明の一実施例のコア形状図。

【符号の説明】

１…１次ボビン、１ａ…Ｔ字形ポケット部、１ｂ…１次
コイル端子圧入ポケット、１ｃ，３ｃ…圧入部、３…２
次ボビン、３ａ…ポケット部、４…２次コイル、５…ケ
ース、５ａ…サイドコア固定スリット、５ｃ…コイル収
容部、６…絶縁用エポキシ樹脂、７…センタコア、８…
サイドコア、８ａ…切れ目、９…高圧側コア、１０，１
０ａ…マグネット、１２…弾性部材、１３…高圧端子、
１４…スプリング、１５…ゴムブーツ、１６…シールゴ
ム、１７…高圧ダイオード、１８…低圧側コア、２０…
イグナイタユニット、２１…パワートランジスタチッ
プ、２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…イグナイタ側端
子、２３，２３ａ，２３ｂ…１次コイル端子、２３ａ１
…１次コイル巻きつけ部、２３ａ２…１次コイル端子湾
曲部、２４…コネクタ、２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ
…コネクタ側端子、２６…金属製ベース、２７…端子
台、２８…ハイブリッドＩＣ回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林和俊茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者渡辺博茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者大石英俊茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者片岸健一茨城県ひたちなか市高場2477番地株式会社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者近藤英一郎茨城県ひたちなか市高場2477番地株式会社日立カーエンジニアリング内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１次コイルと該１次コイルに電気絶縁層を
介して巻層された２次コイルとからなる円筒形のコイル
層と、該コイル層の筒内に配置され軸方向に延長されたセンタ
コアと、前記コイル層と前記内部センタコアなど構成部品との間
を電気的に絶縁する充填絶縁材と、前記内部コアを前記充填絶縁材から隔離するように当該
内部コアを内包する弾性材からなる構成部材と、前記充填絶縁材が充填され、当該充填絶縁材で固定され
る前記内部コアと前記構成部材と前記コイル層とを収容
するケースと、軸方向に延長し円周方向に広がることの可能な切れ目を
有し、前記ケースの外周に配置されて外側の磁路を形成
する円筒形の外部コアとを含み、前記コイル層の２次コイル円周方向内側に位置する充填
絶縁材の層厚みＬ１を、２次コイルの円周方向外側に位
置する充填絶縁材の層厚みＬ３よりも薄くしたことを特
徴とする内燃機関用点火装置。
【請求項２】請求項１において、前記２次コイル円周方
向内側の充填絶縁材の層厚みＬ１と、２次コイルが巻層される２次ボビンの肉厚Ｌ２と、前記２次コイル円周方向外側の充填絶縁材の層厚みＬ３
との関係が、Ｌ３≧Ｌ１＋Ｌ２となるような構造とすることを特徴とする内燃機関用点
火装置。
【請求項３】請求項１ないし請求項２において、前記２
次コイルを巻層する２次ボビンの材質をポリフェニレン
オキサイド（変性ＰＰＯ）とし、肉厚を０.５mm〜１.０
mmとすることを特徴とする内熱機関用点火装置。