JPS61251013A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高圧コードを有することなく点火プラグに直結
される内燃機関用点火コイルに関する。

〔従来の技術〕

点火プ、ラグに直結される点火コイルにおいては、ケー
スの底面に形成した貫通孔を貫通してプラグ接続金具が
設けられており、ケース内にはエポキシ樹脂等の絶縁用
樹脂がケースの開口端側より注入された後、硬化されて
いる（例えば、日本電装公開技報、整理番号３６−１７
０．１９８４年７月１５日発行）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、絶縁樹脂をケースの開口端側よりケース内に
注入する場合には、プラグ接続金具とケースとの間を接
着剤等により密閉して絶縁用樹脂がプラグ接続金具を貫
通する貫通孔より外部に漏れないようにする必要がある
が、接着剤を用いるものでは、電気的絶縁性、耐熱性に
劣り、組付作業性が悪く、信転性に欠けるという問題が
ある。

そこで本発明は、接着剤を用いることなく、簡単な構成
で確実に樹脂漏れを防止するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本発明は、点火プラグに直結される内燃機関用
点火コイルにおいて、コアおよびこのコアの外周に巻線
した１次、２次巻線を含むコイル本体と、このコイル本
体を収納するケースと、このケース内に注入硬化された
絶縁用樹脂と、前記ケースの内底面に配置された絶縁樹
脂体と、この絶縁樹脂体内に埋込まれると共に前記２次
巻線の高圧側と電気的に接続された高圧端子金具と、前
記ケースの底面に形成した貫通孔を貫通して前記高圧端
子金具に接続固定されたプラグ接続金具とを備え、この
プラグ接続金具と前記絶縁樹脂体とによって前記貫通孔
周縁のケース部分を挟持密閉してなる内燃機関用点火コ
イルを提供するものである。

〔作用〕

これにより、プラグ接続金具を高圧端子金具に電気的お
よび機械的に接続すると同時に、プラグ接続金具と高圧
端子金具が埋込まれた絶縁樹脂体とによって貫通孔周縁
のケース部分が挟持密閉される。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図および第２図において、６はコアで、その外周に
は絶縁樹脂製の１次ボビン８が形成されていて、この１
次ボビン８の外周には１次巻線７が巻かれている。９は
絶縁樹脂製の２次ボビンで１次巻線７の外周に配置され
ていて、外周に複数の巻溝が形成されていて、これら各
巻溝に２次巻線１）が分割巻きされている。以上の各部
品は絶縁樹脂製のカップ状のケース４内に収納され、こ
のケース４内にはエポキシ樹脂等の絶縁用樹脂１２がケ
ース４の開口端より注入された後、硬化されている。ま
た、ケース４の底面のほぼ中央には貫通穴４ａが形成さ
れると共に、この貫通穴４ａ周囲には点火プラグ１４の
碍子部分を覆う円筒状のプラグ嵌合筒４ｂが下方に向っ
て一体に突出形成されていて、このプラグ嵌合筒４ｂの
外周には先端内周面が点火プラグ１４の硝子部分に密着
する円筒状のゴムキャップ１３が嵌着されている。

ｌは点火プラグ１４の電極に接続されるプラグ接続金具
で、プラグ嵌合筒４ｂ内底部に挿入されていて、その先
端にはケース４の貫通穴４ａ内を貫通して雄ねじ１ａが
一体に突出形成されている。

２はプラグ接続金具１の雄ねじ１ａがねじ込まれるねじ
穴２ａを有する高圧端子金具で、２次巻線１）の高圧側
の引出線１）ａが半田付けにより電気的に接続されてい
る。３はケース４の内底面に配置された板状の絶縁樹脂
体で、高圧端子金具２の一部が一体的に埋込み固定され
ている。そして、プラグ接続金具１の雄ねじ１ａを高圧
端子金具２のねじ穴２ａにねじ込むことによって、絶縁
樹脂体３とプラグ接続金具１とにより貫通孔４ａ周縁の
ケース部分が挾持されて貫通孔４ａが密閉されている。

また、ケース４の貫通孔４ａ部分内縁には、あらかじめ
プラグ接続金具１の外径より内径が小さい環状山部５を
設けておき、ねじ穴２ａに雄ねじ１ａが締め付けられる
と、徐々にこの環状山部５が押しつぶされて、一層貫通
孔４ａの気密性を高めることが可能な構成となっている
。

また、従来のコイルと比べて点火プラグ１４よりの発熱
の影響を受けるため、高圧端子金具２およびプラグ接続
金具１を含む高圧部の電気的絶縁性は一層厳しいものと
なることは必至であり、低圧部（コア６及び１次巻線７
）との距離を稼ぐ必要も生じてくる。そこで、１次ボビ
ン８と２次ボビン９との位置決めのための位置決め突起
１０を巻線部より離れた位置の１次ボビン８に一体に設
けて２次ボビン９内に圧入することにより、２次巻線１
）の高圧側と１次巻線７及びコア６との間の沿面距離を
稼いでいる。

そして、２次巻線１）の低圧側の引出線１）ｂおよび１
次巻線７の画引出線７ａ、７ｂはケース４の低圧側とな
る開口端側より外部に引出しである。

また、点火プラグ直結構造の点火コイルに関しては、そ
の耐振性との関係上、点火コイルを小型軽量化しなくて
はならない。本実施例では特にその２次ボビン形状を改
良することにより小型軽量化を実現するものである０点
火プラグ直結型コイルに限らず、現状の点火プラグに高
圧コードを介してつながる点火コイルは、全て２次巻線
片側がグランド又はバッテリーとつながっている。そこ
で、絶縁距離の必要が少ない２次巻線低圧側において従
来より内側に巻（ような構成とすることが理想と考えら
れる。

従って、本実施例においては、第３図に示すごとく、低
圧側が小径で、高圧側が大径となるテーパー状の２次ボ
ビン構造とした。

この形状にすれば２次巻線１）と１次巻線７間の結合係
数のアップと２次巻線抵抗の低減、インダクタンスの増
加をはかることができるため、より高性能で小型な点火
コイルが実現可能となる。

このテーパー状の２次ボビンの特徴は、点火プラグ放電
時の線間および眉間電圧において従来ボビンより優れて
いることが付属効果として上げられる。また、特に高圧
コードを介すること無く点火プラグに直結にする様なコ
イル構成では、抵抗入り高圧コードを使用するというよ
うなことにより点火コイルを保護することはできない。

したがって、プラグ直結型コイルにおいては、従来より
も厳しい条件（線間および眉間電圧において）に耐え得
る構成とすることは必要不可欠と考えられる。

一般に点火コイルの２次発生電圧は放電前においてその
巻数Ｎに比例して大きくなる。従来のストレート状の２
次ボビンの放電前の電位を第４図に示した。放電が始ま
るとコイル内部のバランスが壊れて、放電前とは比較に
ならない電位差が各巻線間に発生してしまう。この時の
放電前の発生電圧（ブレークオーバー電圧）をｖｂ　　
（Ｖ）として、放電時の相間電圧を求めてみよう。点火
コイルの等価回路を示す第５図の巻線−グランド間分布
容量Ｃｇ　＋〜Ｃｇ　＋　ｓにより引き起される容量放
電は、点火プラグギャップがスイッチとなって起こり、
ＲＬＣ回路として働く。例えば、その時の高圧側の分布
容量Ｃｇ　＋　ｓに関する等価回路は第６図（ａｌと等
価となる。この回路は第６図（ｂｌのスイッチＳ１を閉
じて充分時間が経った後、スイッチＳ。

を開きスイッチＳ２を閉じた回路である。

その方程式はＣｇ＋ｓ　＝Ｃ，Ｌ＋ｂ＝Ｌとして示すと
、 Ｌ　［（ｄ”ｑ）／（ｄｔ”）　）　＋Ｒ（（ｄｑ）／
（ｄｔ）　）＋（ｑ／Ｃ）＝Ｏ・・・（１）となり、を
適用し方程式を解くと、 α＝Ｒ／２Ｌ、　　β＝　　　　−と置き、Ｓ、＝−α
＋ｊβ、Ｓ、＝−α−ｊβとして、ｑ　＝ｖｂ　　ｃ　
　（（ｓｚ／　　（ｓｔ　　−３２）　　）　　ｅ”を
−（ｓ＋／（ｓｔ−Ｓｔ）　）　ｅ　”ｔ１＝Ｖｂ　　
Ｃ（（−ｅ−”　ｃｏｓ　　βｔ〕−〔（α／　β）　
　ｅ−”　ｓｉｎ　　β１））したがって、 ｔ＝（ｖｂ／βＬ）ｅ−ｃ′ｔｓｉｎβｔ・・・（３） ゆえに眉間のインダクタンスＬｌ＆＝Ｌに対する電圧変
化は、 Ｌ　（（ｄｉ）／（ｄｔ）　）　＝Ｖｂ　　（（ｅ−”
　ｃｏｓβｔ〕−〔（α／β）　　ｅ−”　ｓｉｎ　β
１））・・・（４） ここでＲ＝０とすると、 Ｌ　（（ｄｉ）／（ｄｔ）　）　＝Ｖｂ　　ｃｏｓｆ丁
ルσｔ・・・（５） したがって、容量放電による電圧変化は放電前の発生電
圧ｖｂと層間のＬ及びＲと浮遊容量Ｃによって決まる。

ゆえにストレート状の２次ボビンの放電時の眉間の電位
差は発生電圧Ｖ、の高い所では巻数を少なくし、低い所
では多くすれば共振項による位相ずれが小さくなるし、
放電前の発生電圧Ｖ、の差も小さくなるのでかなり層間
に対して強い設計となる。特に外付抵抗が０の場合の（
５）式ではそれが明白である為、今例えば第５図のＣｇ
ｔｓとＣｇ　Ｉａとの容量放電の時に働＜Ｌ＋ｂの両端
の電位差を考えてみると、（５）式において、Ｌ＝Ｌ＋
１＋＋　　Ｃ＝　Ｃｇｔｓとして、 Ｌ１２　（（ｄｉ）／（ｄｔ）　）　＝Ｖｂ　ＣＯｓ　
　　　　ｌｈｇａｓ　ｔ・・・（６） （５）式において、Ｌ　＝　Ｌ　Ｉａ　＋　Ｌ　＋ｓ、
Ｃ＝　Ｃｇ＋４として、 （Ｌｌ＆＋ＬＩ５）　　（（ｄｉ）／（ｄｔ）　）　＝
（１４／１５）　　ＶｂＣｏｇ　　　　　　　＋ｉ＋　
　ｔｓ　　　ｇＩａ　　　Ｌ・・・（７） したがって、（６）式と（７）式との差が眉間電位差と
なる。実際のコイルでは浮遊容量Ｃはおのおのの巻線と
グランド間に存在し、第５図の回路で一概にあられすこ
とはできないが、高圧側では線と線とが接触する場合、
その間の巻数が少なければ少ない程、絶縁破壊しにくい
ことは明白であろう。

特に外付抵抗がＯの場合の（５）式ではそれが明白であ
り、また外付容量が付き、この（５）式のＣが変わると
層間の位相差が１８０°ずれるようなことが起こり得る
ことが推測されるであろう。従来の高圧コードによる配
電システムにおいては、抵抗なし高圧コードを使用し分
布容量Ｃのみを持たせると絶縁破壊し易くなってしまう
という問題も上記（５）式より明らかであり、プラグ直
結型点火コイルにおいては、点火プラグの分布容量約１
　ｓｐＦ’に直結するというまさに今までの抵抗なし高
圧コードを使用したシステムと同等の状態となってしま
う（もっとも分布容量は抵抗なし高圧コード使用時より
はるかに小さい）。

以上述べた線間及び眉間電圧は、実際には第（４）式で
表わされ、かなり複雑な動きをするものと思われる。本
実施例によるテーパー状の２次ボビンは高圧コードレス
気筒別点火システムにおいて非常に有用であるばかりで
なく、そのインダクタンスの増加による性能アップと、
小型軽量化をはかるという優れた効果がある。第１図に
示された２次ボビン９は第３図のテーパー状の２次ボビ
ンを実際に使用した例で、この場合は製造上４つずつの
巻溝形状が同じで巻き高さが４種類の計１６スロツトの
巻溝となっている。この様に低圧側の絶縁距離を少なく
し、その中心コア６と低圧側程密接に巻くようにして高
圧側程巻数を減らした構成となる様な２次ボビン形状で
あれば、本実施例による効果は充分働くと考えられる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、プラグ接続金具を
高圧端子金具に電気的および機械的に接続すると同時に
、プラグ接続金具と高圧端子金具が埋込まれた絶縁樹脂
体とによって貫通孔周縁のケース部分が挟持密閉される
から、接着剤を用いることなく、簡単な構成でケース底
面の貫通孔よりの樹脂漏れを確実に防止することができ
て、高い悟顔性のものが得られるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明コイルの一実施例を示す縦断面図、第２
図は第１図のＡ部拡大縦断面図、第３図は上記実施例に
適用する２次ボビンを示す縦断面図、第４図は従来の一
般的なストレート状の２次ボビンにおける巻数−２次発
生電圧特性図、第５図は一般の点火コイルにおける分布
容量回路図、第６図（ａ）、（ｂｌはいずれも第５図図
示回路の等価回路図である。 ｌ・・・プラグ接続金具、ｌａ・・・雄ねじ、２・・・
高圧端子金具、２ａ・・・ねじ穴、３・・・絶縁樹脂体
、４・・・ケース、４ａ・・・貫通穴、　　６．　７．
　８．　９．　１）・・・コイル本体を構成するコア、
１次巻線、１次ボビン、２次ボビン、２次巻線。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）点火プラグに直結される内燃機関用点火コイルに
   おいて、コアおよびこのコアの外周に巻線した１次、２
   次巻線を含むコイル本体と、このコイル本体を収納する
   ケースと、このケース内に注入硬化された絶縁用樹脂と
   、前記ケースの内底面に配置された絶縁樹脂体と、この
   絶縁樹脂体内に埋込まれると共に前記２次巻線の高圧側
   と電気的に接続された高圧端子金具と、前記ケースの底
   面に形成した貫通孔を貫通して前記高圧端子金具に接続
   固定されたプラグ接続金具とを備え、このプラグ接続金
   具と前記絶縁樹脂体とによって前記貫通孔周縁のケース
   部分を挟持密閉してなる内燃機関用点火コイル。
2. （２）前記高圧端子金具はねじ穴を有し、かつ前記プラ
   グ接続金具は前記高圧端子金具のねじ穴にねじ込まれる
   雄ねじを有してなる特許請求の範囲第１項記載の内燃機
   関用点火コイル。