JPH1140443A

JPH1140443A - 内燃機関用点火コイル

Info

Publication number: JPH1140443A
Application number: JP9189658A
Authority: JP
Inventors: Noboru Nagase; 昇長瀬; Koji Ando; 幸治安藤; Hirokazu Kawasaki; 博和川崎; Yasuo Tsuzuki; 康雄都筑
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】温度変化を繰り返してもイグナイタおよびイ
グナイタ周囲の樹脂絶縁材にクラックが発生することを
抑制し、所望の高電圧を発生するイグナイタ内蔵の点火
コイルを提供する。【解決手段】樹脂絶縁材２５の線膨張係数は、エポキ
シ系樹脂に５０重量％以上のフィラーを配合することに
より小さくなり、イグナイタ３０のモールド樹脂３４の
線膨張係数とほぼ等しくなっている。温度変化に伴い樹
脂絶縁材２５とモールド樹脂３４とが膨張および収縮を
繰り返しても、樹脂絶縁材２５およびモールド樹脂３４
のそれぞれの接触箇所にクラックが発生することを抑制
することができるので、端子接続部に接続不良が生じた
り、樹脂絶縁材２５およびモールド樹脂３４内の配線が
断線することを防止できる。さらに、樹脂絶縁材２５に
発生したクラックを通って点火コイル１０の高電圧部と
低電圧部との間で放電が発生することを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イグナイタを内蔵
し絶縁材として樹脂を充填する内燃機関用点火コイルに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、点火コイル内にイグナイタを
収容することによりイグナイタと点火コイルとの配線を
省略し、点火コイルの取付けを容易にしたイグナイタ内
蔵の点火コイルが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、絶縁材
として樹脂を充填する点火コイルにイグナイタを内蔵す
る場合、図４に示すようにエポキシ樹脂等を用いる樹脂
絶縁材の線膨張係数αはα＝４０〜５５（ｐｐｍ／°
Ｃ、ｐｐｍ＝１０^-6）の範囲、イグナイタをモールドす
るモールド樹脂の線膨張係数αはα＝５〜２５（ｐｐｍ
／°Ｃ）の範囲、一次コイルおよび二次コイルからなる
コイル部の銅巻線の線膨張係数αはα≒１７（ｐｐｍ／
°Ｃ）と異なっている。温度変化、つまり冷熱サイクル
に伴い線膨張係数の異なる構成部材が膨張および収縮を
繰り返すと、樹脂製の構成部材に絶縁欠損部であるクラ
ック(crack) が発生することがある。特に、イグナイタ
の端子とイグナイタに制御信号を供給する制御端子とは
樹脂絶縁材中で電気的に接続されており、イグナイタ内
にも回路部および回路部と端子とを接続する配線がある
ので、樹脂絶縁材にクラックが発生し、このクラックが
イグナイタの端子と制御端子との電気的接続部や樹脂絶
縁材内の配線に達すると、端子接続部および配線に応力
が加わり接続不良や断線が生じることがある。また、樹
脂絶縁材のクラックが高電圧部である二次コイル側に成
長すると、クラックを通って点火コイルの高電圧部と低
電圧部との間で放電が生じることがある。また、イグナ
イタのモールド材にクラックが発生すると、イグナイタ
内の配線が断線したり、回路部が破損する恐れがある。
その結果、二次コイルに所望の電圧が発生しないという
問題が生じる。

【０００４】本発明の目的は、温度変化を繰り返しても
イグナイタおよびイグナイタ周囲の樹脂絶縁材にクラッ
クが発生することを抑制し、所望の高電圧を発生するイ
グナイタ内蔵の点火コイルを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
点火コイルによると、樹脂絶縁材の線膨張係数とイグナ
イタのモールド樹脂の線膨張係数とがほぼ等しいので、
温度変化に伴い樹脂絶縁材およびイグナイタのモールド
樹脂が膨張および収縮を繰り返しても、樹脂絶縁材とイ
グナイタのモールド樹脂との接触箇所に応力が殆ど加わ
らない。したがって、樹脂絶縁材とイグナイタのモール
ド樹脂との接触箇所にクラックが発生することを抑制で
きる。

【０００６】樹脂絶縁材にクラックが発生することを抑
制することにより、例えばエンジン制御装置（ＥＣＵ）
からの制御信号をイグナイタに供給する端子とイグナイ
タの端子との接続箇所、ならびに樹脂絶縁材内の配線に
クラックが達することを防止しクラック発生に伴う応力
が加わらないので端子の接続不良および断線を防止でき
る。さらに、樹脂絶縁材に発生したクラックを通って点
火コイルの高電圧部と低電圧部との間で放電することを
防止できる。また、イグナイタのモールド樹脂にクラッ
クが発生することを抑制することにより、イグナイタの
回路部の破損やイグナイタ内の断線等を防止できる。こ
のように樹脂絶縁材およびイグナイタのモールド樹脂に
クラックが発生することを抑制することにより、二次コ
イルに高電圧が発生し、所望の電圧を点火装置としての
点火プラグに印加することができる。尚、ここでイグナ
イタとは、少なくともパワートタンジスタをふくむ点火
回路であり、パワートランジスタ単体のものも含む。

【０００７】本発明の請求項２記載の点火コイルによる
と、樹脂絶縁材の線膨張係数を小さくすることにより樹
脂絶縁材の線膨張係数とイグナイタのモールド樹脂の線
膨張係数とをほぼ等しくしたので、樹脂絶縁材と点火コ
イルを構成する線膨張係数の小さい部材、例えば樹脂絶
縁材と接触するコイル部の巻線との線膨張係数の差が小
さくなる。したがって、温度変化に伴い巻線と絶縁樹脂
材とが膨張および収縮を繰り返しても、巻線に接触する
絶縁樹脂材にクラックが発生することを抑制できる。し
たがって、クラックを通って点火コイルの高電圧部と低
電圧部との間で放電することを防止できるので、二次コ
イルに高電圧が発生し、所望の電圧を点火プラグに印加
することができる。

【０００８】本発明の請求項３記載の点火コイルによる
と、樹脂絶縁材に５０重量％以上のフィラーを配合する
ことにより樹脂絶縁材の線膨張係数を容易に低下するこ
とができる。本発明の請求項４または５記載の点火コイ
ルによると、点火コイルの構成部材の線膨張係数をほぼ
等しくするか、あるいは互いに隣接する構成部材の線膨
張係数の差を小さくすることにより、温度変化に伴い点
火コイルを構成する各部材が膨張および収縮を繰り返し
ても点火コイルを構成する機械的強度の高くない樹脂部
材、例えば樹脂絶縁材、イグナイタのモールド樹脂およ
びコイルを巻回するスプール等にクラックが発生するこ
とを抑制する。したがって、電気的接続部の接続不良や
断線等を防止するとともに、クラックを通って点火コイ
ルの高電圧部と低電圧部との間で放電することを防止で
きるので、二次コイルに高電圧が発生し、所望の電圧を
点火プラグに印加することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例について図面に基づいて説明する。本発明の一実
施例による点火コイルを図１に示す。点火コイル１０は
樹脂製のコイルケース１１を備えており、このコイルケ
ース１１内に、コア１２、図示しない一次スプールおよ
び一次コイル、二次スプール２０、二次コイル２１、イ
グナイタ３０等が収容されている。コイルケース１１内
に充填された樹脂絶縁材２５は点火コイル１０内の各部
材間に浸透し、部材間の電気絶縁を確実なものとしてい
る。

【００１０】二次コイル２１は図示しない一次コイルの
外周に位置し、二次スプール２０に巻回されている。一
次コイルおよび二次コイル２１からなるコイル部の断面
は矩形状である。一次コイルはイグナイタ３０の端子３
２と電気的に接続しており、二次コイル２１はコイルケ
ース１１にインサートされた高圧ターミナル４２と電気
的に接続している。

【００１１】イグナイタ３０は、コネクタホルダ４０に
インサートされたターミナル４１と電気的に接続してい
る。ターミナル４１は図示しないＥＣＵと電気的に接続
しており、ＥＣＵからターミナル４１を介しイグナイタ
３０に制御信号が供給される。イグナイタ３０は、ＥＣ
Ｕから送出された制御信号に基づき一次コイルに供給す
る電流を断続する。

【００１２】イグナイタ３０は、アルミナ基板と演算Ｉ
Ｃ等で構成される回路部３１と、パワートランジスタ３
５とで構成されており、放熱板３３に取付けられてい
る。回路部３１は端子３２を介してターミナル４１と接
続している。イグナイタ３０は、端子３２を除く回路部
３１、パワートランジスタ３５および放熱板３３の周囲
をモールド樹脂３４により覆われたモールドイグナイタ
である。本実施例では、端子３２を除く回路部３１、パ
ワートランジスタ３５および放熱板３３の周囲を全てモ
ールドしたフルモールドタイプのイグナイタが用いられ
ている。

【００１３】ＥＣＵからの制御信号によりイグナイタ３
０が一次コイルに供給する電流を断続すると二次コイル
２１に高電圧が発生し、この高電圧が高圧ターミナル４
２を介して点火装置としての点火プラグに印加される。
ここで、コイルケース１１、一次スプール、二次スプー
ル２０、およびコネクタホルダ４０はＰＥＴ（ポリエチ
レンテレフタレート）を用いて成形されており、樹脂絶
縁材２５にはエポキシ系樹脂が用いられている。各樹脂
部材の線膨張係数αはα＝１０〜３５になるように設定
されており、図４に示す従来例に比べて小さくなってい
る。樹脂絶縁材２５の線膨張率を小さくするため、本実
施例では、エポキシ系樹脂に５０重量％以上のフィラー
を配合している。配合するフィラーとしては、粒状の溶
融性シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、ガラス、砂等を
用いることができる。図２に示すように、フィラー配合
量を増加するにしたがい線膨張係数が低下することが判
る。さらにＰＥＴにおいても、同様にフィラーを配合す
ることにより線膨張係数を下げることができる。

【００１４】このようにエポキシ系樹脂にフィラーを充
填し、樹脂絶縁材２５の線膨張係数αを小さくすること
により、樹脂絶縁材２５とイグナイタ３０のモールド樹
脂３４との線膨張係数をほぼ等しくすることができる。
これにより、温度変化に伴い樹脂絶縁材２５とモールド
樹脂３４とが膨張および収縮を繰り返しても、樹脂絶縁
材２５およびモールド樹脂３４のそれぞれの接触箇所に
殆ど応力が加わらないのでクラックが発生することを抑
制することができる。樹脂絶縁材２５にクラックが発生
することを抑制することにより、イグナイタ３０の端子
３２と他の端子との電気的接続部に接続不良が生じた
り、樹脂絶縁材２５内の配線が断線することを防止でき
る。さらに、樹脂絶縁材２５に発生したクラックが例え
ば二次コイル２１側に成長することを防止するので、ク
ラックを通って点火コイル１０の高電圧部と低電圧部と
の間で放電が発生することを防止できる。また、モール
ド樹脂３４にクラックが発生することを抑制することに
より、イグナイタ３０内の配線が断線したり、回路部３
１が破損したりすることを防止できる。

【００１５】さらに、樹脂絶縁材２５の線膨張係数αが
低下し、二次コイル２１の巻線と線膨張係数αの差が小
さくなることにより、温度変化に伴い樹脂絶縁材２５と
巻線とが膨張および収縮を繰り返しても、巻線に接触す
る樹脂絶縁材２５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、ＰＥＴにフィラーを配合してコ
イルケース１１、一次スプール、二次スプール２０、お
よびコネクタホルダ４０の線膨張係数αを小さくするこ
とにより、温度変化に伴い各部材が膨張および収縮を繰
り返しても、各部材に働く応力が小さくなる。したがっ
て、点火コイル１０を構成する樹脂部材にクラックが発
生することを防止することができるので、電気的接続部
の接続不良、断線およびクラックを通って放電すること
を点火コイル全体として防止することができる。

【００１６】樹脂部材に配合するフィラー量を調整する
ことにより、図３に示すように点火コイルの構成部材の
線膨張係数をほぼ等しくすることもできる。また樹脂部
材を密着性の高い樹脂材料で成形することにより、接触
箇所で部材同士のずれが抑制されので、クラックの発生
を低減することができる。また、点火コイルの構成部材
の線膨張係数を全体として等しくするのではなく、隣接
する部材間の線膨張係数の差を小さくすることにより、
樹脂部材にクラックが発生することを抑制することも可
能である。例えば、コイルケース＞樹脂絶縁材＞モール
ド樹脂＞巻線、のように線膨張係数の大小関係を規定す
ることにより、隣接する部材間の線膨張係数の差を小さ
くすることができる。この場合、コイルケースと巻線と
の線膨張係数の差がある程度大きくなっても、互いに接
触していないので線膨張係数の差によりコイルケースに
クラックが発生することはない。

【００１７】以上説明した本発明の上記実施例では、エ
ポキシ系樹脂にフィラーを配合して樹脂絶縁材２５の線
膨張係数αを小さくすることにより、樹脂絶縁材２５お
よびイグナイタ３０のモールド樹脂３４の線膨張係数α
をほぼ等しくしている。これにより、樹脂絶縁材２５と
モールド樹脂３４との接触箇所において互いにクラック
が発生することを防止できる。したがって、イグナイタ
３０の端子３２と他の端子との電気的接続不良、絶縁樹
脂材２５内の断線、イグナイタ３０内の断線、パワート
ランジスタ３５の破損、回路部３１の破損、ならびに樹
脂絶縁材２５のクラックを通って点火コイル１０の高電
圧部と低電圧部との間で放電が発生することを防止して
いる。これにより、二次コイル２１に高電圧が発生し、
点火装置としての点火プラグに所望の電圧を印加するこ
とができる。

【００１８】さらに、点火コイルの構成部材の線膨張係
数をほぼ等しくするか、あるいは隣接する構成部材間の
線膨張係数の差を小さくすることにより、温度変化にと
もない点火コイルの構成部材が膨張および収縮を繰り返
しても、点火コイル全体として樹脂部材にクラックが発
生することを抑制できる。したがって、点火コイル内
の電気的接続部に接続不良が生じたり、配線に断線が
生じたり、クラックを通って点火コイルの高電圧部と
低電圧部との間で放電することを防止することができ
る。これにより、二次コイル２１に高電圧が発生し、所
望の電圧を点火プラグに印加することができる。

【００１９】また、フルモールドのイグナイタ３０を点
火コイル１０内に収容することにより点火コイル１０を
搭載する際の配線が簡単化されるので、狭い作業空間に
おいても点火コイル１０の取付け作業が容易になる。本
実施例では、ＰＥＴにフィラーを配合してコイルケース
１１、一次スプール、二次スプール２０、およびコネク
タホルダ４０の線膨張係数αを小さくしたが、ＰＥＴよ
りも線膨張係数の小さいＰＰＳ（ポリフェニレンサリフ
ァイド）を用いることにより、フィラーを配合すること
なくコイルケース１１、一次スプール、二次スプール２
０、およびコネクタホルダ４０の線膨張係数αを小さく
することも可能である。また、ＰＰＳにフィラーを配合
して線膨張係数αをさらに小さくしてもよい。

【００２０】また本実施例では、コイル部が矩形状の点
火コイルについて説明したが、コイル部がスティック状
の点火コイルにイグナイタを内蔵する構成としてもよ
い。また本実施例では、イグナイタ３０を回路部３１と
パワートランジスタ３５とから構成しているが、少なく
ともパワートランジスタがあればよく、パワートランジ
スタ単体で構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による点火コイルを示す断面
図である。

【図２】本実施例のフィラー配合量と線膨張係数との関
係を示す特性図である。

【図３】本実施例の点火コイルの構成部材の線膨張係数
を示す模式的特性図である。

【図４】従来の点火コイルの構成部材の線膨張係数を示
す模式的特性図である。

【符号の説明】

１０点火コイル１１コイルケース１２コア２０二次スプール２１二次コイル２５樹脂絶縁材３０イグナイタ３１回路部３４モールド樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者都筑康雄愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の点火装置に印加する高電圧を
発生する内燃機関用点火コイルであって、前記点火コイル内に充填される樹脂絶縁材と、前記点火コイル内に収容されるイグナイタとを備え、前記樹脂絶縁材の線膨張係数と前記イグナイタのモール
ド樹脂の線膨張係数とがほぼ等しいことを特徴とする内
燃機関用点火コイル。
【請求項２】前記樹脂絶縁材の線膨張係数を小さくし
たことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火コイ
ル。
【請求項３】前記樹脂絶縁材は５０重量％以上のフィ
ラーが配合されていることを特徴とする請求項２記載の
内燃機関用点火コイル。
【請求項４】前記点火コイルの構成部材の線膨張係数
をほぼ等しくしたことを特徴とする請求項１、２または
３記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項５】前記点火コイルの互いに隣接する構成部
材の線膨張係数の差を小さくしたことを特徴とする請求
項１、２または３記載の内燃機関用点火コイル。