JP3727764B2

JP3727764B2 - エンジン用点火コイル装置及びその製造方法

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Publication number: JP3727764B2
Application number: JP28281597A
Authority: JP
Inventors: 淳一嶋田; 橋本　　学; 克彦安; 宏幸田中; 宣浩石田
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Hitachi Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JPH11111544A; US20020057179A1; US6639498B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの点火プラグごとに用意されて各点火プラグに直結して使用される独立点火形のエンジン用点火コイル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンのプラグホールに導入されて各点火プラグと個別に直結される独立点火形のエンジン用点火コイル装置が開発されている。この種の点火コイル装置は、ディストリビュータを不要とし、その結果、ディストリビュータ，その高圧コード等で点火コイルへの供給エネルギーが降下するようなことがなく、しかも、点火エネルギーの降下といった配慮をすることなく点火コイルを設計できるために、コイル容積を小さくし、点火コイルの小形化を図れると共に、ディストリビュータの廃止によりエンジンルーム内の部品装着スペースの合理化を図れるものとして評価されている。
【０００３】
このような独立点火形の点火コイル装置は、コイル部の少なくとも一部がプラグホール内に導入されて装着されるためプラグホール内装着式と称せられ、またコイル部はプラグホールに挿入されるためにペンシル形に細長くペンシルコイルと通称され、細長円筒形のコイルケースの内部にセンターコア（磁路鉄心で珪素鋼板を多数積層したもの），一次コイル，二次コイルを内装している。一次，二次コイルはそれぞれのボビンに巻かれ、センターコアの周囲に同心状をなして配置されている。このような一次，二次コイルを収納するコイルケース内には、絶縁用樹脂を注入硬化させたり絶縁油を封入することでコイルの絶縁性を保証している。公知例としては、例えば特開平８−２５５７１９号公報、特開平９−７８６０号公報，特開平９−１７６６２号公報、特開平８−９３６１６号公報、特開平８−９７０５７号公報、特開平８−１４４９１６号公報、特開平８−２０３７５７号公報等に記載のものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種の独立点火形の点火コイル装置のうちコイルケース内に絶縁用樹脂（例えばエポキシ樹脂）を注入硬化する方式のものは、絶縁油方式のような油の封入（シーリング）対策を不要とし、またセンタコア，ボビン，コイル等の構成部材を絶縁用樹脂に埋設するだけで自ずと固定できるので、これらの構成部材の固定も絶縁油方式に較べて簡易であり、装置全体の簡略化及び取り扱いの容易性を図れるものとして評価されている。
【０００５】
ただし、点火コイル装置の構成部材間に注入（充填）される絶縁用樹脂は、構成部材間の線膨張係数差に基づく熱ストレス（熱衝撃）が加わるので、熱衝撃によるクラックの防止対策を講じる必要がある。特にエンジンのプラグホール内に装着されるタイプの独立点火形の点火コイル装置は、過酷な温度条件にさらされ（−４０℃〜１３０℃）、絶縁用樹脂はこの熱衝撃に耐えられる必要がある。
【０００６】
クラック発生は次のようにして絶縁破壊をもたらす。例えば、コイルケースに内側から順にセンターコア，二次コイル，一次コイルを内装した方式（いわゆる内二次コイル構造）の場合には、電位差のある二次コイルとセンターコア間及び二次コイルと一次コイル間にクラックにより空隙が発生すると、空隙部の電界強度が極端に大きくなるいわゆる電界集中が発生し、絶縁破壊が発生する。
【０００７】
クラック防止策として、点火コイル装置のコイル部を構成するボビン材や絶縁用樹脂中のフィラー等の配合率を調整することで、これらの部材をセンターコアやコイル等の線膨張係数を近づける等の配慮がなされている。
【０００８】
本発明の目的は、プラグホール内に装着されて過酷な温度環境にさらされる独立形点火コイル装置であっても、そのボビンと絶縁樹脂との密着強度（接着強度）を今まで以上に高めて耐熱衝撃を向上させ、ひいては絶縁樹脂のクラック防止及び剥離防止を図ることで絶縁性能の向上を図ることにある。
【０００９】
さらに、上記のような耐熱衝撃及び絶縁性能を高めつつ、プラグホール内に装着されるいわゆるペンシルコイルタイプ（細形円筒形状の点火コイル装置）の細径化の要求を満足させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、基本的には次のような課題解決手段を提案する。
【００１１】
すなわち、コイルケースに内側から順にセンターコア、二次コイルを巻くための二次ボビン、前記二次コイル、前記一次コイルを巻くための一次ボビン、前記一次コイルを同心状に内装すると共に、これらの内装される構成部材間に絶縁用樹脂を充填させて成るコイル部を備え、エンジンの各点火プラグに直結して使用される独立点火形のエンジン用点火コイル装置において、
前記二次コイルは、ガラスフィラーを含有する合成樹脂製の二次ボビンに巻かれ、前記二次ボビンは、ガラスフィラーとタルク等の無機質粉が５０〜７０重量パーセント混合され、前記ガラスフィラーは、繊維の太さが１０〜２０μｍで長さが５０〜２００μｍであり、前記二次ボビンの表面は、ガラスフィラーが剥き出しになって、該二次ボビン表面に前記絶縁用樹脂が密着していることを特徴とする。
【００１２】
本発明の適用対象…一次コイルの内側に二次コイルを配置するいわゆる内二次コイル構造（コイルケースに内側から順にセンターコア，二次コイル，一次コイルを配置する方式）、及び一次コイルの外側に二次コイルを配置するいわゆる外二次コイル構造（コイルケースに内側から順にセンターコア，一次コイル，二次コイルを配置する方式）いずれの独立点火形の点火コイル装置にも適用可能である。
【００１３】
ここで、スキン層除去対象のボビンを必要最小限二次コイル側のボビン（二次ボビン）にしたのは、二次コイルは精密巻きが要求されるためボビンを介して巻く必要があるためである〔二次コイルは巻き層が崩れると線間電圧の大きい線同士が接近してしまう事態も生じ、これにより巻線の耐電圧（コイルを被覆するエナメルの耐圧性）を越える線間電圧により絶縁破壊が生じるため精密巻きが要求される〕。これに対して、一次コイルは、コイル全体がほゞ接地電圧であり、上記のような線間電圧に起因する絶縁破壊が生じないので、精密巻きが要求されず必ずしもボビンを介して巻く必要がない。例えば、外二次コイル構造（一次コイルの外側に二次コイルを配置する方式）の場合、一次コイルをセンターコアに直接，絶縁シートを介して巻き回すこともある。
【００１４】
本発明によれば、次のような作用，効果を期待することができる。
【００１５】
二次ボビンを合成樹脂製とした場合、ボビンには副資材としてフィラーが混入されるが、一般にボビンの表面は滑らかなスキン層（樹脂皮膜層）に覆われ、その下にフィラーと樹脂の混合層が存在する。本発明では、予めこのボビン表面を例えばブラストによって粗面処理（梨地処理；いわゆるざらつきのある表面処理）することによりスキン層を除去し、フィラーをボビン表面に剥き出し状態にしておく。
【００１６】
このようなスキン層の除去されたボビンに二次コイルが巻かれ、また、この二次コイル・二次ボビンがコイルケースに一次コイル，センターコア等と共に内装され且つ絶縁用樹脂がコイル部の構成部材間に充填されるわけであるが、この絶縁用樹脂はスキン層のない二次ボビン表面（フィラー剥き出し面）に密着するので、フィラーとの絡みによるアンカー効果により密着強度（接着強度）が増大し、絶縁用樹脂の耐熱衝撃を著しく高め、絶縁用樹脂のクラック発生やボビンに対する剥離を防止して二次コイル同士や二次コイルと他の構成部材（例えば、一次コイル，センターコア等）との間の絶縁性能を高める。
【００１７】
なお、絶縁用樹脂に剥離やクラックが生じた場合に絶縁破壊のメカニズムについては実施の形態の項で詳述する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面により説明する。
【００１９】
まず、図１〜図２２を用いて第１の実施例に係わる点火コイル装置を説明する。
【００２０】
なお、本実施例では、一例としていわゆる内二次コイル構造式を採用したものを例示するため、ここで内二次コイル構造の利点を述べておく。
【００２１】
ペンシルコイルには、既述のように一次コイルを内側，二次コイルを外側に配置するものと、二次コイルを内側，一次コイルを外側に配置するものがあり、このうち後者の方式（内二次コイル構造）は前者の方式（外二次コイル構造）に較べ出力特性の面で有利な点がある。
【００２２】
すなわち、コイルの構成部材に絶縁用樹脂（例えばエポキシ樹脂）を注入硬化させたペンシルコイルを想定した場合、図１０に示すように、外二次コイル構造では、内側から順に一次コイル，エポキシ樹脂，二次ボビン，二次コイル，エポキシ樹脂，コイルケース，サイドコアが存在するが、二次コイルとその内側にある低電圧の一次コイル（ほぼ接地電圧とみなせる）との間に静電浮遊容量が生じるほかに、二次コイルとサイドコア（接地電圧）との間にも静電浮遊容量が発生し、そのため、内二次コイル構造に比べサイドコア側の静電浮遊容量が余分につき、外二次コイル構造の静電浮遊容量は大きくなる傾向にある（なお、内二次コイル構造の場合は二次コイル・一次コイルの間に静電浮遊容量が生じ、一次コイル・サイドコア間は一次コイル，サイドコアが共に接地電圧であるので静電浮遊容量が実質生じない）。
【００２３】
二次電圧出力及びその立上り特性は静電浮遊容量に影響され、静電浮遊容量が大きくなるほど出力が低下し立上りに遅れが生じる。したがって、静電浮遊容量の小さい内二次コイル構造の方が、小形、高出力化に適していると考えられている。
【００２４】
図１に点火コイル装置２１の縦断面図（図３のＢ−Ｂ´線断面矢視図）及びその一部を拡大したＥ部拡大断面図を示し、図２に図１のＡ−Ａ′線断面図を示す。図３は図１の点火コイル装置を上面からみた図で、回路ケース９の内部を樹脂（シリコンゲル）充填前の状態で表わしている。
【００２５】
細長円筒形のコイルケース（外装ケース）６の内部には、中心（内側）から外側に向けて順にセンターコア１，二次ボビン２，二次コイル３，一次ボビン４，一次コイル５が配置される。
【００２６】
二次ボビン２におけるセンターコア１と二次ボビン２間の隙間には、いわゆる軟質エポキシ樹脂（可撓性エポキシ）１７が充填され、二次ボビン２，二次コイル３，一次ボビン４，一次コイル５，コイルケース６の各構成部材同士の隙間にはエポキシ樹脂８が充填されている。
【００２７】
ここで軟質エポキシ樹脂１７を定義すればガラス転移点が常温（２０℃）以下で、ガラス転移点以上では弾性のある軟らかい性質を有するエポキシ樹脂であり（例えばガラス転移点以上ではヤング率が１×１０⁸Ｐａ以下のもの）、その組成は、エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンの混合物（混合比率は例えば重量比率で１対１で、エポキシ樹脂１００重量部、変性脂肪族ポリアミン１００重量部）である。
【００２８】
センターコア１・二次ボビン２間の絶縁用樹脂を軟質エポキシ樹脂１７としたのは、プラグホール内装着式の独立点火形の点火コイル装置（ペンシルコイル）が厳しい温度環境（−４０℃〜１３０℃程度の熱ストレス）にさらされることに加えて、センターコア１の熱膨張係数（１３×１０^-6ｍｍ／℃）とエポキシ樹脂の熱膨張係数（４０×１０^-6ｍｍ／℃）との差が大きいため、通常の絶縁用エポキシ樹脂（軟質エポキシ１７よりも硬質のエポキシ樹脂組成物）を用いた場合には、ヒートショック（熱衝撃）によりエポキシ樹脂にクラックが生じ、絶縁破壊が起こる心配があるためである。すなわち、このようなヒートショックに対処するため、熱衝撃吸収に優れた弾性体で絶縁性を有する軟質エポキシ樹脂１７を用いた。
【００２９】
この軟質エポキシ樹脂１７の注型工程は次の通りである。
【００３０】
一例をあげれば、二次ボビン２にセンターコア１を挿入後に、これらを真空チャンバに置いてチャンバ内を真空引きし（例えば４Ｔｏｒｒ）、この真空状態下で二次ボビン２とセンターコア１との間に軟質エポキシ樹脂１７を液状にて注入充填し、その後、大気中で１２０℃で１．５〜２時間加熱し硬化させる。
【００３１】
このようなこの工程を有することで、真空状態で注入された軟質エポキシ樹脂１７が加熱硬化時に大気圧の下に置かれるので、二次ボビン２・センタコア１間の軟質エポキシ樹脂１７は加熱硬化時に大気圧と真空圧の差圧により加圧成形（圧縮成形）される。
【００３２】
軟質エポキシ樹脂１７を加圧成形することで、樹脂中に含まれるボイドの容積を１／２００に収縮させ、より一層のボイドレス化を図り得る。放電が生じないボイドの大きさは、放電電極間の絶縁層間が１．０ｍｍの場合には０．０５ｍｍ以下であり、絶縁層が薄くなるほど上記の放電を生じさせないボイドの大きさも小さくする必要があり、加圧成形はその意味で有効である。
【００３３】
図９は上記のコイル要素のうち、前記軟質エポキシ１７を充填させた二次ボビン２だけを取り出してその内部を縦断面して表す図である（図９ではセンターコア１・二次ボビン２間の構造については、特徴点を明瞭にする作図上の便宜のためにやや誇張して描いてある）。
【００３４】
図９に示すように、二次ボビン２に充填される軟質エポキシ樹脂１７は、より詳細に述べればセンターコア１・二次ボビン２間から二次ボビン２の上端開口にかけて充填されるが、上記の大気圧と真空圧の差圧を利用して加圧成形を施した場合、二次ボビン２上端開口位置にある軟質エポキシ樹脂表面に加圧成形によるすり鉢状（半球状）の曲面凹み１７´が残る（深さは例えば約３〜５ｍｍ程度）。この凹み１７´は、二次ボビン２の開口端の中央が凹むものでその周囲は表面張力によりほゞそのままの状態を保持することですり鉢状となる。
【００３５】
二次ボビン２にだけ軟質エポキシ樹脂１７を個別に充填させることで、二次ボビンの開口側の樹脂１７表面に凹み１７´が生じるが、軟質エポキシ樹脂１７の凹んだ部分１７′によって、センターコア１の軸方向に集中した押し付け力が作用し、積層鋼板で構成されたセンターコア１で生じる磁気振動等を有効に抑制でき、耐振性をより一層向上させる。ただし凹み１７′をそのままにしておくと、コイルケース上部（コイル部上部）に点火回路のケース９（図１参照）を配置した場合に、センターコア１と点火回路ケース９内の金属ベース３７との間に空隙が残ることになり、次のような不具合が生じる。
【００３６】
センターコア１は、絶縁されている場合、図１１に示すように二次コイル３の中間電位と考えられる（例えば二次コイル発生電圧を約３０ｋＶとすると、センターコアはその中間電位の１５ｋＶとなる）。一方、センタコア１上方に位置する回路の金属ベース３７は接地されているため、センターコア１・金属ベース３７にも空隙があると電界集中が生じ絶縁破壊が生じてしまう。
【００３７】
本例では、前記の軟質エポキシ樹脂１７の加圧成形により生じた凹部（空隙）１７´を軟質エポキシ樹脂よりも絶縁性の高いエポキシ樹脂８により埋めるので、上記の電界集中を大幅に緩和しセンターコア１・金属ベース３７間の絶縁性を保証する。
【００３８】
特に、絶縁用樹脂１７の上面に形成される凹み１７´が半球状を呈していることから、エポキシ樹脂（成形樹脂）８により埋められる凹み１７´にはコーナが存在しておらず、したがってこの凹み１７´に成形樹脂８を充填してもボイドが残りにくくなり、凹み界面での軟質エポキシ樹脂１７とその上に注入されるエポキシ樹脂との密着性を良好に保持できる。このエポキシ樹脂８と軟質エポキシ樹脂１７の界面（半球状の曲面凹み１７´面）は、共にエポキシ系であるが故に接着性が良い。
【００３９】
ちなみに、本例で用いる軟質エポキシ樹脂１７の絶縁性能（破壊電圧）は温度により変化（温度上昇に伴い絶縁性能は低下）するが、１０〜１６ｋＶ／ｍｍであり、エポキシ樹脂８は１６〜２０ｋＶ／ｍｍである。
【００４０】
軟質エポキシ樹脂１７は、〔二次ボビン２の許容応力σ₀＞（−４０℃−軟質エポキシ樹脂１７のガラス転移点Ｔｇ）での発生応力σ〕の条件を満足するガラス転移点Ｔｇを有する。ここでは一例として、軟質エポキシ樹脂１７として、ガラス転移点Ｔｇが−２５℃のものを例示する。
【００４１】
例えば、軟質エポキシ樹脂１７のガラス転移点がＴｇ＝−２５℃である場合には、二次ボビン２が１３０℃から−４０℃に温度変化する環境に置かれて運転停止後の温度降下により収縮した時に、１３０℃〜−２５℃の範囲では二次ボビン２の収縮が軟質エポキシ樹脂１７の弾性吸収により受け入れられるため二次ボビン２は実質無応力である。−２５〜−４０℃の温度範囲では軟質エポキシ樹脂１７がガラス状態に移行し、それにより二次ボビン２の収縮（変形）が阻止されるので、二次ボビン２に熱応力（σ＝Ｅ・ε＝Ｅ・α・Ｔ）が発生する。Ｅは二次ボビン２のヤング率、εはひずみ、αは二次ボビンの線膨張係数、Ｔは温度変化（温度差）である。二次ボビン２の許容応力σ₀が発生応力σより大きい場合には（σ＜σ₀）には、二次ボビン２は破損しない。
【００４２】
この場合、−４０℃〜Ｔｇ（Ｔｇは例えば常温以下）の範囲では、二次ボビン２・センターコア１間の軟質エポキシ１７がガラス転移点を下回り硬質化して熱衝撃緩和作用がなくなったとしても、その温度範囲が狭いために、熱衝撃が弱まり、二次ボビン・センターコア間の健全性を維持できる。Ｔｇは−２５℃に限定されるものではない。
【００４３】
本例では、二次ボビン２は、常温（２０℃）〜１５０℃の範囲の線膨張係数αが成形時の流動方向，直角方向を含め１０〜４５×１０^-6の熱可塑性合成樹脂であり、軟質エポキシ樹脂１７はガラス転移点が−２５℃以上でヤング率が１×１０⁸（Ｐａ）以下の弾性を有するものであり、この条件の下で１３０℃〜−４０℃の温度変化を繰り返し与えて二次ボビン２の観察したところ、二次ボビン２に損傷は発生しておらず、健全性が維持されていることが確認された。すなわち、上記条件の下で、二次ボビン２の許容応力σ₀はσより大きいことが確認された。
【００４４】
次にエポキシ樹脂８は、次のようにして充填される。
【００４５】
図１に示すように、コイルケース６と結合されるコネクタ付き回路ケース９は、その底部９Ｅがコイルケース６上部に連通して該コネクタ付き回路ケース９の内部からコイルケース６の二次コイル３・一次ボビン４間及び一次コイル５・コイルケース６間にかけてエポキシ樹脂８が真空注入され，大気圧で加熱硬化される。
【００４６】
二次コイル３と一次ボビン４との間、一次コイル５とコイルケース６との間はエポキシ樹脂８により絶縁性が保証されている。エポキシ樹脂８は軟質エポキシ樹脂１７よりも硬質である。
【００４７】
エポキシ樹脂８は、耐熱ストレス（−４０℃と１３０℃の繰り返しストレス）と高温下の耐高電圧特性等を向上させるため、石英粉と溶融ガラス粉を合計で５０％〜７０％混合され、硬化後のガラス転移点が１２０℃〜１４０℃で、常温（２０℃）〜ガラス転移点の範囲の線膨張係数が１８〜３０×１０^-6の範囲にある材料で構成し、上記一次ボビン４，二次ボビン２同様にコイル部の金属との線膨張係数差を極力小さくしている。エポキシ樹脂８は、０．３ｍｍ以下は熱ひずみによりクラックが発生するので、機械強度の面からすれば０．４ｍｍ以上必要である。また、３０ｋＶ程度の耐電圧性を保つには厚みが０．９ｍｍ程度必要であり、本例では二次コイル３と一次ボビン４との間の絶縁用エポキシ樹脂８の層厚を０．９〜１．０５（ｍｍ）程度としている。
【００４８】
なお、一次コイル５とコイルケース６との間に充填されるエポキシ樹脂８は耐電圧性が要求されず、クラック発生が許容されるので、層厚が０．４ｍｍ以下でも良く、本例では、０．１５〜０．２５ｍｍ程度としている。
【００４９】
このエポキシ樹脂８により既述したように軟質エポキシ樹脂１７の凹み１７´が埋められている。
【００５０】
二次ボビン２は、センタコア１と二次コイル３の間に配置され、二次コイル３で発生した高電圧を絶縁する役目もある。二次ボビン２の材料は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ），変性ポリフェニレンオキサイド（変性ＰＰＯ）等の熱可塑性樹脂である。
【００５１】
点火コイル装置の小形化（細径化）の制約の下でできるだけセンターコア１の占有面性のアップひいては出力アップを図るためには、ボビン材は薄肉での成形が可能な樹脂を選定する必要があるが、ＰＰＳは熱可塑性合成樹脂の中でも成形時の流動性が良く、無機質粉の配合量を５０重量％以上にしても流動性を損なわず薄肉化に有利であるという特長がある。二次ボビン２にＰＰＳを用いた場合、コイル部の金属との線膨張係数差をできるだけ近づけるため、ガラス繊維とタルク等の無機質粉が５０〜７０重量％混合され（このＰＰＳを本明細書ではハイフィラーＰＰＳと称することもある）、常温（２０℃）〜１５０℃の範囲の線膨張係数が成形時の流動方向、直角方向も含め、１０〜４５×１０^-6の範囲である。
【００５２】
二次ボビン２の肉厚は、上記組成のＰＰＳを使用した場合、ヤング率は変性ＰＰＯの２倍であるため、機械的強度を満足させる場合には変性ＰＰＯの１／２以下の厚さにでき、ボビンの薄肉化を図れる。
【００５３】
二次コイル３・センタコア１間の絶縁層は、軟質エポキシ樹脂１７と二次ボビン２とで構成されるが、これらの絶縁樹脂の肉厚は次のような配慮の下に設定した。
【００５４】
軟質エポキシ樹脂１７は、ボビン材料に比較して絶縁性が低いため極力薄くして、その分、絶縁性の高い二次ボビン２の肉厚を増やしたいが、センターコア１に対する線膨張係数差吸収のため，且つボビン材やコアの量産上の寸法ばらつきやボイドレス真空注型の円滑化を保証するため、最小限０．１ｍｍ必要である。例えば、０．１〜０．１５±０．０５（ｍｍ）とする。
【００５５】
一方、二次ボビン２の肉厚は、ボビン材をＰＰＳとした場合、成形性及び機械強度〔熱ストレス（熱ひずみ）に対してクラックが発生しない強度〕から０．５ｍｍ以上必要である。また、絶縁性能からみれば、二次ボビン２の必要肉厚は次のようになる。
【００５６】
図１１に示すように、例えば二次コイル３の発生電圧が３０ｋＶ（高圧側電圧）とすると、センターコア１は非接地のため中間電位３０／２＝１５ｋＶと考えられる。センタコア１から二次コイル３の低圧側を見ると−１５ｋＶの電位差，センタコア１から二次コイル３の高圧側を見ると＋１５ｋＶの電位差となる。したがって、二次ボビンの耐電圧は約１５ｋＶで良いと考えられる。一方、上記ボビン材としてＰＰＳを用いた場合には絶縁性能は２０ｋＶ／ｍｍ程度であるから、上記電圧１５ｋＶに耐えるには、０．７５ｍｍ以上となる。
【００５７】
二次ボビン２の耐電圧は二次コイル３の出力によりさまざまであるが、本例では、二次コイル３の出力電圧を２５〜４０ｋＶの範囲を考えて、耐電圧（二次コイルの出力電圧／２）の要求を満たす範囲の条件の下で、０．５〜１．５ｍｍの範囲で定めるものとする。
【００５８】
なお、ハイフィラーＰＰＳのヤング率は変性ＰＰＯの２倍である。したがって、二次ボビン２の材料を上記ＰＰＳに代えて変性ＰＰＯとした場合には、機械強度を満足させるためには、肉厚をＰＰＳの２倍以上必要であり、１．０ｍｍ以上は必要である。変性ＰＰＯの絶縁性能は１６〜２０ｋＶ／ｍｍである。
【００５９】
換言すれば、機械強度の面からみれば、二次ボビン２にハイフィラーＰＰＳを用いた場合、変性ＰＰＯに比べて１／２の厚さにすることができる。
【００６０】
また、二次ボビン２の肉厚については、一律ではなく、二次ボビン２は有底状を呈して、二次コイル低圧側が開口されて絶縁用樹脂の注入側としてあり、且つ二次ボビン２には、図９に示すように、その内径に二次コイル低圧側が大きく二次コイル高圧側に向かうにつれて小さくなる内径差のある勾配をつけて、二次コイル低圧側の二次ボビン肉厚が薄く二次コイル高圧側に向けて二次ボビン肉厚が厚くなるボビン構造としてある。
【００６１】
図９は上記の二次ボビン２の肉厚の勾配を見易くするため、作図上誇張しているが、その寸法は、例えば、二次ボビン外径をΦ１０〜１２ｍｍとした場合、軟質エポキシ樹脂注入側（二次コイル低圧側）の二次ボビン肉厚が０．７５±０．１（ｍｍ）、この樹脂注入側と反対側（二次コイル高圧側）が０．９±０．１（ｍｍ）としてある。
【００６２】
二次ボビン２の肉厚の仕様を上記のように設定することで、次のような利点がある。
【００６３】
すなわち、二次ボビン２・センターコア１間に充填される軟質エポキシ樹脂１７の隙間は、既述したように二次ボビン２の肉厚確保等の要求からできるだけ薄肉化したく、最も小さい隙間が０．１〜０．１５±０．０５（ｍｍ）程度であり、これを軟質エポキシ樹脂注入側と反対側の二次ボビン・センタコア間の隙間ｌ₁とすれば、軟質エポキシ樹脂注入側の二次ボビン・センタコア間の隙間ｌ₂は上記２次ボビンの肉厚勾配を設けることで０．２〜０．４（ｍｍ）となり、したがって、その注入の間口を広げて樹脂注入の円滑化を図り、しかも樹脂注入の間口を広げたとしても、センターコア１・二次ボビン２間のギャップは徐々に狭まるので、軟質エポキシ樹脂１７の薄層化を極力保持する。
【００６４】
また、点火コイル装置のコイル部（コイルケース６及びその中に収納されるコイル，コア等より成る部分）は、図８に示すように、その二次コイル高圧側がシリンダヘッド１００の点火プラグ２２と直結されるため、エンジン燃焼の熱的影響を直かに受けやすく（コイルケース６の外装表面温度は、点火プラグ２２と直結される部位が１４０℃，二次コイル高圧側付近が１３０℃、二次コイル低圧側付近はシリンダヘッドの外側にあり，また二次コイル高圧側との距離は８０〜１０５ｍｍ程度あるために１１０℃，その上の点火回路ケースは１００℃程度である）。
【００６５】
したがって、二次ボビン２のうち二次コイル高圧側の方が二次コイル低圧側よりも高温状態になって絶縁性能が低下したり〔例えば二次ボビン２の材料となるＰＰＳの場合、耐電圧（破壊電圧）は常温（２０℃）で２０ｋｖ／ｍｍ、１００℃で１８ｋｖ／ｍｍ、１２０℃で１７ｋｖ／ｍｍである）、また、熱応力が大きくなることが充分予想されるが、本例では、二次コイル低圧側の二次ボビン肉厚を薄く二次コイル高圧側に向けて二次ボビン肉厚を厚くしたので、その厚み増加分だけ二次コイル高圧側の絶縁性能及び耐熱応力が高まり、上記のエンジン燃焼の熱的影響に対処できる。
【００６６】
二次ボビン２に巻かれる二次コイル３は、線径０．０３〜０．１ｍｍ程度のエナメル線を用いて合計５０００〜２００００回程度分割巻きされている。二次ボビン２，一次ボビン４の構造及びそのボビン組み（コイル組み）については、後述する。
【００６７】
二次コイル３を巻いた二次ボビン２の外径は、一次ボビン４の内径よりも小径に形成して、二次ボビン２及び二次コイル３が一次ボビン４の内側に位置している。
【００６８】
一次ボビン４も、二次ボビン２同様のＰＰＳ或いは変性ＰＰＯ，ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の熱可塑性合成樹脂で成形され、一次コイル５が巻線されている。ＰＰＳを採用した場合には、既述したように薄肉での成形が可能であり、一次ボビン４の肉厚は０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度である。また、ガラス繊維とタルク等の無機質粉が５０〜７０重量％以上混合され、コイル内の金属との線膨張係数差を極力少なくしている。
【００６９】
一次コイル５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回程度巻き回される。なお、図１のＥ部拡大断面図では、作図の便宜上、一次コイル５を模式的に一層で表現しているが、実際は上記のように数層で構成されている。
【００７０】
一次ボビン４及び二次ボビン２は、その表面が外径面（外表面），内径面（内表面）いずれもスキン層が除去されるように粗面処理（いわゆるざらつきのある梨地処理）され、絶縁用樹脂（エポキシ樹脂８，軟質エポキシ樹脂１７）の充填前にはフィラーがボビン表面に剥き出しになっている。
【００７１】
図２９は二次ボビン２に粗面処理を施していない状態（スキン層が存在している状態）の二次ボビンの外表面の一部を約４０倍に拡大した写真であり、図３０は二次ボビン２の表面にブラスト処理を施してスキン層を除去した（粗面化した）実施例品における二次ボビンの外表面の一部を約４０倍に拡大した写真である。図２９，図３０には、二次ボビンの外表面に形成した二次コイル分割巻き用の鍔も一部撮影されている。図３１は図２９と同じく二次ボビン２に粗面処理を施す前の二次ボビン２の外表面を約１００倍に拡大した写真であり、図３２は図３０と同じく粗面処理した本実施例品の二次ボビンの外表面を約１００倍に拡大した写真である。図３２には、上記の写真に併せて、そのボビン表面の一部を模式化して描いた平面図と断面状態も表示している。
【００７２】
これらの写真から明らかなように、二次ボビン２のスキン層除去後（粗面処理後）の表面にはガラスフィラーが剥き出しになっている。
【００７３】
ボビンにおけるブラスト処理無品は最大面粗さ（凹凸面の深さＲmax）１０μｍ以下であり、ブラスト処理有品は、そのブラスト材質やブラストに用いるエア圧により様々であるが少なくともＲmaxが１０μｍ以上である。本例では、最大面粗さＲmaxが２０〜３０μｍ程度にしたものを用いた。
【００７４】
図３３に二次ボビンの表面にブラスト処理を施した場合の表面粗さの測定データを示す。この測定データは、ブラスト未処理のものと、ブラスト材質が円柱のナイロン材（モース硬度２．５）のもの、ブラスト材質が不定形のコンペイトー状のプラスチック（モース硬度３．５）のもの、ブラスト材質が球形状のガラス（モース硬度６．０）のもの、ブラスト材質がコンペイトー形状のアルミナ（モース硬度９．５）のもので、ブラストのエア圧が２kgf/cm²或いは３kgf/cm²で処理した二次ボビンの表面を、測定距離４ｍｍ，測定子動作速度０．３ｍｍ／ｓで測定したデータで、表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１によりＲａ（測定データの基準線Ｐからの凹凸の平均値），その最大値であるＲmax，Ｒｚ（測定データの１０箇所のピーク値の平均値）で示してある。
【００７５】
本実施例は、図３３の測定データのうち最も表面粗さの数値の高いブラスト処理（ブラスト材質がコンペイトー形状のプラスチックでモース硬度が３．５のもの）を採用している。この場合の表面粗さ（μｍ）は、Ｒａが２．２、Ｒmaxが２９．８、Ｒｚが１８．５である。ちなみに、ブラスト未処理品は、Ｒａが０．５、Ｒmaxが８．２、Ｒｚが測定不可なほど小さかった。
【００７６】
ブラスト材質やその条件については、何ら限定するものではない。要は、ボビン材にどの程度の粗面処理が施せるかである。図３４には、ブラスト材質について、プラスチックですべて不定形（コンペイトー形状）のものを、図３３以外のほかに、その大きさや硬度を変えて、二次ボビンにブラスト処理（粗面処理）を施した場合の二次ボビン表面粗さの測定データを示す。
【００７７】
絶縁用樹脂充填後は、このスキン層除去面がアンカー効果を発揮して、二次ボビン２の内径面に対する軟質エポキシ樹脂１７の密着強度（接着強度）を高め、且つ二次ボビン２の外径面に対するエポキシ樹脂８（二次コイル３の線材間から浸透して二次ボビン２外径面に至ったエポキシ樹脂）や、一次ボビン４内径面に対するエポキシ樹脂８の密着強度（接着強度）を高めている。
【００７８】
ここで、絶縁用樹脂とボビン材との間に剥離（絶縁用樹脂のクラックも含む）が生じた場合の絶縁破壊のメカニズムについて図６を用いて説明する。
【００７９】
図６は、内二次コイル構造のペンシルコイルの一部を拡大して示し、二次ボビン２の外表面に二次コイル３を分割巻きするための鍔（各スプールエリアを設定するための鍔）２Ｂが軸方向に間隔を置いて複数配設されている場合の一部拡大断面図である。
【００８０】
エポキシ樹脂８のうち、二次ボビン２・一次ボビン４間に充填されるエポキシ樹脂８は、樹脂注入（真空注入）により、二次コイル３・一次ボビン４間のほかに二次コイル３の線間に浸透されて二次ボビン２の外表面に至る。また、センターコア１・二次ボビン２との間に軟質エポキシ樹脂１７が充填されている。
【００８１】
この場合、絶縁用樹脂と二次ボビン，一次ボビンとの密着強度（接着強度）が弱ければ、符号イに示すように二次ボビン３と二次コイル間浸透の絶縁用樹脂８との間、及び符号ロに示すように二次ボビン鍔２Ｂと絶縁用樹脂８との間に剥離が発生する可能性がある。また、符号ハに示すように絶縁用樹脂８と一次ボビン４の間や、符号ニに示す絶縁用樹脂１７と二次ボビン２の間も剥離が生じる可能性領域と考えられる。
【００８２】
符号イで示す位置に剥離が発生すると、剥離した箇所（空隙）を通して線間電圧による電界集中が発生し、二次コイル３の線間に部分放電ひいては発熱，二次コイルの線材のエナメル被覆が焼損してレアーショートが発生する。また、符号ロで示す位置に剥離が発生すると、隣接する分割巻きエリア間の線材同士に電界集中が発生し、上記同様の部分放電によりレアーショートが発生する。符号ハに示す位置に剥離が発生すると二次コイル３・一次コイル５間に絶縁破壊が発生し、符号ニに示す位置に剥離が発生すると二次コイル３・センターコア１間に絶縁破壊が発生する。
【００８３】
本実施例では、以上を配慮して、二次ボビン２が分割巻きのための鍔２Ｂ（スプールエリア設定用鍔）を備えている場合には、この二次ボビン２の内外表面については鍔を含めてスキン層を除去する。また、一次ボビン４の少なくとも内表面（ここでは全表面）もスキン層を除去する。このようにすれば、一次ボビン４，二次ボビン２の上記の符号イ〜ニにおける絶縁用樹脂の密着強度（接着強度）を高め、上記のような剥離防止を図り、さらにはクラック発生も防止して、上記したような絶縁破壊（レアーショート）を防止できる。
【００８４】
図４（ａ）は、二次ボビン２に二次コイル３を巻いた箇所の部分断面図であり、図４（ｂ−１），図４（ｂ−２）は、そのＦ部を拡大した断面図である。図４（ｂ−１）は二次ボビン２のスキン層２′を除去しない、いわゆる二次ボビン成形後にその表面に何らの処理も施さないで、二次コイル３を巻いたものであり、エポキシ樹脂８は二次コイル３間の隙間を浸透してスキン層２′表面に密着する。スキン層２′は滑らかな数ミクロン程度の薄層であり、その下にフィラー混在樹脂層２″が存在する。図４（ｂ−２）は、二次ボビン２のスキン層２′を除去する粗面処理（梨地処理）を施して、フィラー混在樹脂層２″を露出させて、二次コイル３を巻いたものであり、エポキシ樹脂８は二次コイル３間の隙間を浸透してフィラー混在樹脂層２″表面に密着する。
【００８５】
本例では、図４（ｂ−２）方式を採用することで、図４（ｂ−１）方式に較べて、ボビン材に対する絶縁用樹脂の密着強度（接着強度）を著しく高め、上記のような剥離防止を図る。なお、上記のスキン層除去のために、二次ボビン２及び一次ボビン４には、ブラスト処理が施される。ブラスト処理は、既述したように例えば粒径０．１〜０．３ｍｍのアルミナ，プラスチック等の粉体を１０ＭＰａで射出することで行われる。
【００８６】
上記の一次ボビン，二次ボビンに対する粗面処理は、ボビン材にＰＰＳを用いた場合、特に有効である。その理由は、ＰＰＳは、スキン層を存在させた場合には、エポキシ樹脂８に対しての密着（接着）の相性が変性ＰＰＯに比べて劣るが（変性ＰＰＯはエポキシ樹脂８との相性がよい）、ボビン材をＰＰＳで構成した場合には、粗面化処理を施すことにより、エポキシ樹脂に対してボビン材の接着性（エポキシぬれ性及びガラスとの結合）を促進させるためである。
【００８７】
二次ボビン２の鍔２Ｂにより設定される二次コイル３の分割巻きのためのスプールエリアの段数は１２〜１４の範囲である。二次コイル３の出力電圧が２５〜４０ｋＶである場合、分割巻きがないと低圧と高圧側の最大の電圧差が上記のように２５〜４０ｋＶでありこの線間電圧の大きい線同士が何らかの原因（巻線崩れ等）で接近して巻かれてしまうと線間耐圧を越えて絶縁破壊が生じるおそれがある。本例では、このような事態に対処するために、二次コイル３を分割巻きして各スプールエリア内の線間電圧を小さくしており、内二次コイル構造式においてペンシルコイル（点火コイル装置）のプラグホールに実装する上での径及び軸方向の制約との兼ね合いで、必要最小限，各スプールエリアで小さくし得る線間耐電圧として２〜３Ｖ程度にするのが良いとの結論から、スプールエリアの段数は１２〜１４の範囲で定めるのが好ましいとし、そのように設定した。
【００８８】
また、図５に示すように二次ボビン鍔２Ｂの突出量ａすなわち二次コイル外径〜二次ボビン鍔外径までの距離が０．１〜０．４ｍｍの範囲にあり、この二次ボビン鍔の幅ｂが０．６〜１．０ｍｍの範囲にある。二次ボビン鍔２Ｂの突出量ａの上記寸法は、突出によりエポキシ樹脂８に対するアンカー効果を確保しつつ、突出量ａの寸法公差を配慮しても二次コイルの線径（使用最大径０．０３〜０．１ｍｍ）より大きくとることで二次コイルの線材の鍔越えを防止する配慮の結果である。
【００８９】
また、二次ボビン鍔２Ｂの上記幅ｂの寸法も、前記のペンシルコイルの全長を抑えつつ二次ボビン鍔２Ｂ上でのエポキシ樹脂８に対する接着力を図る上で最適なものとして採用された。
【００９０】
二次ボビン鍔２Ｂ先端から一次ボビン４までのエポキシ樹脂８の厚さｃは、０．４〜１．０ｍｍ程度である。
【００９１】
コイルケース６は、耐熱性などの点からＰＰＳ，変性ＰＰＯ，ＰＢＴ等の熱可塑性樹脂、或いはＰＰＳに変性ＰＰＯを配合剤として、例えば、約２０％配合した混合樹脂で成形される（混合態様は海島構造で海がＰＰＳ、島が変性ＰＰＯである）。
【００９２】
このうち、ＰＰＳに変性ＰＰＯを配合剤として混合したコイルケース６は、エポキシ樹脂８との密着性を良好にし耐電圧性に優れ、また耐水性，耐熱性に優れている（ＰＰＳは耐熱性，耐電圧性，耐水性に優れるが、単独ではエポキシ樹脂との密着性に劣り、それを補うためにエポキシ樹脂との密着性の良い変性ＰＰＯを配合することで密着性が向上した）。コイルケース６の肉厚は０．５〜０．８ｍｍ程度である。
【００９３】
なお、コイルケース６となる熱可塑性樹脂にも、ボビン材同様にコイル部の金属との線膨張係数差をできるだけ小さくするために、フィラーとしてガラス繊維及びタルク等の無機質粉が適宜配合されている。その上部に配置したコネクタ９Ｂ付き回路ケース（点火制御ユニットケース或いはイグナイタケースと称せられることもある）９は、コイルケース６と別成形されたものであり、ＰＢＴ或いはコイルケース６と同様の材料で成形されている。
【００９４】
回路ケース９は、点火制御の駆動回路（点火回路）のユニット４０を収容すると共に、コネクタ部（コネクタハウジング）９Ｂと一体成形されている。回路ケース９及びそのコネクタ端子等については、後述する。
【００９５】
センターコア１は、その断面積を増やすように、例えば、図２に示すように、幅長を数段階に設定した多数の０．３〜０．５ｍｍ程度の珪素鋼板或いは方向性珪素鋼板をプレス積層して成り、二次ボビン２の内径に挿入される。
【００９６】
コイルケース６の外側面に装着されるサイドコア７は、センターコア１と協働して磁路を構成するもので、０．３〜０．５ｍｍ程度の薄い珪素鋼板或いは方向性珪素鋼板を管状に丸めて成形される。サイドコア７は磁束の１ターンショートを防ぐため、サイドコア７円周上において少なくとも１箇所は軸方向に切れ目を設けている。本実施例では、サイドコア７は、珪素鋼板を複数枚（ここでは２枚）重ねて、うず電流損を減らして出力向上を図っているが、１枚で構成してもよく、２枚以上であってもよく、プラグホール等の材質（アルミ，鉄等）に応じて適宜枚数設定される。
【００９７】
本例のペンシルコイルのコイル部は、例えばコイルケース６外径がΦ２２〜２４ｍｍ程度であり、センターコア１の面積が５０〜８０ｍｍ²、コイル部の長さ（ボビン長）が８６〜１００ｍｍ、二次ボビン外径Φ１０〜１２ｍｍ，一次ボビン外径Φ１６〜１８ｍｍ程度のものであり、このような仕様において、前記のコイル部の構成要素の層厚等を決定したものである。なお、本例では、一次ボビン４及びコイルケース６の肉厚についても、樹脂注入側が薄くその反対側が厚くなるように肉厚差０．１５ｍｍ程度設けてある。
【００９８】
二次ボビン２の上部には、ボビンヘッド２Ａが二次ボビン２と一体に成形してある。ボビンヘッド２Ａは一次ボビン４の上端よりも頭出しされるように設定されている。
【００９９】
図１３に、二次ボビン２に二次コイル３を巻線した工程後のボビンヘッド２Ａ付近の拡大斜視図を示し、図１４に図１３の二次ボビン２を一次ボビン４に内挿した時のボビンヘッド２Ａ付近の拡大斜視図を示す。なお、図１では、ボビンヘッド２Ａについては部分断面して、断面しない部分についてはボビンヘッド外側面の一部を表わしている。
【０１００】
本例のボビンヘッド２Ａは長方体の箱形を呈し、ボビンヘッド２Ａの外側面に、点火コイルの製造過程において二次ボビン２を巻線機の回転シャフト６２（図２１参照）に挿入セットした時に回転シャフト側に設けたボビン位置決め兼用の回り止め６４に係合する係合部２Ｄが設けてある。
【０１０１】
本例の係合部２Ｄはボビン軸方向に延びる凸条を呈しており、回転シャフト６２側の回り止め６４はシャフト６２の軸方向に平行な２本のピン６４をカップリング６３の一端面に配設してなり、このピン６４間に凸条係合部２Ｄが嵌まるようにしてある。
【０１０２】
ボビンヘッド２Ａの内部には、上部開口部を通して図１に示すようなマグネット１６，軟質エポキシ樹脂１７が充填される。また、二次ボビン２側であるにもかかわらず、そのボビンヘッド２Ａの外側面に一次・二次コイル兼用のコイル端子１８と一次コイル端子１９とが設けてある。
【０１０３】
ここで、一次・二次コイル兼用端子１８は、図１２（ｂ）の兼用端子▲１▼▲３▼に相当する。すなわち、二次コイル３の一端３ａを取り出して電源に接続するためのコイル端子〔図１２（ａ）の回路における▲３▼端子に相当する〕と、一次コイル５の一端５ａを取り出して電源に接続するためのコイル端子〔図１２（ａ）の回路における▲１▼端子に相当する〕としての機能をなす。
【０１０４】
一方、一次コイル端子１９は、図１２（ａ）の回路及び図１２（ｂ）における▲２▼端子に相当し、一次コイル５の他端５ｂを取り出して点火回路ユニットのパワートランジスタ（点火コイル駆動素子）３９のコレクタに接続される。
【０１０５】
図１３，図１４に示すように一次・二次コイル兼用端子１８は、帯状の金属板で成形され、その取付脚部１８ｃを介して二次ボビンヘッド２Ａの一外側面に設けたポケット２０に圧入固定される。その一端１８′はＬの字状に立ち上げ成形されて、この立ち上げ部分１８′が図１，図１５に示すように電源入力用のコネクタ端子３１の一端３１ｂに溶接等で接合される。なお、図１５は、点火コイル装置からコイルケース６及び点火回路ケース９を取り去って、一次コイル５を巻き回した一次ボビン４，二次コイル３を巻き回した二次ボビン２のボビン組み（一次・二次コイル組み）と二次ボビンヘッド２Ａ上に設置される点火回路ユニット（イグナイタと称せられることもある）４０との結合関係を示す斜視拡大図であり、図１５中における点火回路ユニット４０及びその引き出し端子３２，３４，３６は実際には図３に示すようにコネクタ９Ｂ付きの回路ケース９内に収容され、また、コネクタ端子３１，３３，３５は回路ケース（樹脂ケース）９中にその一部が埋設されている。
【０１０６】
一次・二次コイル兼用端子１８は金具単体より成り、図１３及び図１４に示すように二次コイル３の一端３ａを引き出してからげる（巻き付ける）部分１８ａと、一次コイル５の一端５ａを引き出してからげる部分１８ｂとが一体成形してあり、このからげ部１８ａ，１８ｂでコイル一端３ａ，５ａがそれぞれからげられた後に半田付けされる。
【０１０７】
二次ボビン２の上端フランジ（鍔部）２Ｂ′には二次コイル一端３ａを端子金具１８に導くための切欠き２Ｃが形成してあり、同様に一次ボビン４の上端フランジ４Ａにも一次コイル一端５ａを端子金具１８に導くための切欠き４Ｂが形成してある。
【０１０８】
一次コイル端子１９も帯状の金属板で成形され、二次ボビン２の上記ポケット２０のある位置と反対側の外側面に設けたポケット（図示省略）に圧入固定され、また、その一端１９′がＬの字状に立ち上げ成形され、且つ水平に張り出す腕部１９″が一次・二次コイル兼用端子１８側に向けて延設されて先端部１９′が端子１８側の先端部１８′と近接位置で平行に並ぶように配置されている。この一次コイル端子１９は、図１５に示すように点火回路ユニット４０側の引き出し端子（リード端子）３２に溶接により接続される。引き出し端子３２は、図１，図３に示すように点火回路ユニット４０のパワートランジスタ３９のコレクタ側にワイヤボンディング４２を介して電気的に通じている。
【０１０９】
図１５に示すようにコネクタ端子（コネクタピン）には、既述したコネクタ端子３１の他にコネクタ端子３３，３５がある。
【０１１０】
ここで、コネクタ端子３１，３３，３５と点火制御の駆動回路との関係について説明する。
【０１１１】
図７は点火コイル装置２１の回路ケース９に搭載される点火回路４１と一次コイル５，二次コイル３との電気配線図である。
【０１１２】
一次コイル５の一端５ａと二次コイル３の一端３ａは、二次ボビン２に設けた一次・二次コイル兼用端子１８及びコネクタ端子３１を介して直流電源の＋側に接続される。一次・二次コイル兼用端子１８は、図１２（ａ）の点火コイル原理図で述べた一次・二次コイル兼用端子▲１▼▲３▼に相当する。
【０１１３】
一次コイル５の他端５ｂはダーリントン接続されたパワートランジスタ３９のコレクタ側に二次ボビンに設けた一次コイル端子１９及び点火回路ユニット４０に設けたリード端子３２を介して接続される。一次コイル端子１９は先に述べた一次コイル端子▲２▼に相当する。
【０１１４】
二次コイル３の他端３ｂは、高圧ダイオード１０を介して点火プラグ２２に接続される。高圧ダイオード１０は、二次コイル３で発生した高電圧を図１に示す板ばね１１，高圧端子１２，スプリング１３を介して点火プラグ２２に供給する場合に過早着火を防止する役割をなす。
【０１１５】
図示されないエンジンコントロールユニットで生成された点火制御信号はコネクタ端子３３及び点火回路ユニット４０に設けたリード端子３４を介してパワートランジスタ３９のベースに入力される。この点火制御信号に基づいてパワートランジスタ３９がオン・オフ制御されて一次コイル５が通電制御され、一次コイル５の遮断時に二次コイル３に点火用の高圧電圧が誘起される。
【０１１６】
パワートランジスタ３９の二段目トランジスタのエミッタ側は点火回路ユニット４０に設けたリード端子３６及びコネクタ端子３５を介してアースに接続されている。
【０１１７】
以上のことから、図３及び図１５に示すように、一次・二次コイル兼用端子１８の一端１８´とコネクタ端子３１の一端３１ｂとが溶接により接続され、一次コイル端子１９の一端１９´と点火回路ユニット側のリード端子３２の一端とが溶接により接続され、コネクタ端子３３と点火回路ユニット側のリード端子３４の一端同士が溶接により接続され、コネクタ端子３５とリード端子３６の一端同士が溶接により接続される。
【０１１８】
なお、図７において、７１は点火コイルの通電制御により発生するノイズを防止するためのノイズ防止用コンデンサで、電源線とアース間に配置され、本例では点火回路ユニットを収容するケース外部に配置してある。例えば、ノイズ防止用コンデンサ７１はエンジンルーム内の配線（エンジンハーネス）のアースポイントに配置してある。
【０１１９】
点火信号入力端子３４及びパワートランジスタ３９のベース間に設けた抵抗７２、及び抵抗７２・アース間に設けたコンデンサ７３は、サージ保護回路を形成する。トランジスタ７４，抵抗７６及びツェナーダイオード７５は点火制御系の過電流制限回路を形成する。７７は一次電圧制限用ダイオード、７８は逆電流印加時の保護回路を構成するダイオードである。
【０１２０】
図１，図３，図１５に示すように、点火回路ユニット４０側のリード端子３２，３４，３６は、箱形にプレス成形されたアルミ製の金属ベース３７に接着された合成樹脂製の端子台３８上に固定されている。また、上記した端子１８・３１と、１９・３２と、３３・３４と、３５・３６とは、それらの接合部が同一方向に向いて平行に配列されることで、溶接を行い易くしてある。
【０１２１】
点火回路ユニット４０は、上記した抵抗７２，コンデンサ７３，トランジスタ７４，ツェナーダイオード７５，抵抗７６，ツェナーダイオード７７，ダイオード７８より成るハイブリットＩＣ回路４１と、パワートランジスタ３９とを金属ベース３７内に配設して成り、金属ベース３７にはシリコンゲルが充填されている。
【０１２２】
点火回路ユニット４０を収容する回路ケース（イグナイタケース）９は、上記したコネクタ端子３１，３３，３５を収容するコネクタハウジング９Ｂと一体にモールド成形される。
【０１２３】
図１，図３に示すように回路ケース９は、点火回路ユニット４０を収容する個所がケース側壁９Ａにより囲んでおり、また、点火回路ユニット４０は図３に示すように側壁９Ａに囲まれるスペースの床面（内）９Ｅ上に位置決め突起９Ｄに案内されて載置されている。床面９Ｅの中央はコイルコース６側の開口面に臨むように開口している。
【０１２４】
回路ケース９は、コイルケース６と別個に成形され、コイルケース６の上端に嵌合接着により結合される。この結合状態は、図３に示すようにコイルケース６の上部外周に設けた突起６Ａが回路ケース９側の凹溝９Ｆに周り止め状態で係合する。
【０１２５】
上記結合状態で回路ケース９内に収容された点火回路ユニット４０の金属ベース３７が二次ボビン２のヘッド２Ａ直上に配置されると共に、回路ケース９のコネクタ端子３１の一端３１´及びリード端子３２の一端がそれぞれ二次ボビンヘッド２Ａ側に設けた一次・二次コイル兼用の端子１８及び一次コイル端子１９の各一端と回路ケース９内で重なり合うように設定されて、これらの重なり合う端子同士の溶接が容易に行われるように配慮されている。また、点火回路ユニット４０をセットした時には、点火回路ユニット４０側の引出し端子３４及び３６もそれぞれ対応のコネクタ端子３３，３５と自ずと位置合わせされる。
【０１２６】
また、回路ケース９は側壁９Ａの周囲にフランジ９Ｃを形成しており、このフランジ９Ｃの一部に点火コイル装置２１をエンジンカバーに取付けるためのねじ孔２５が配設してある。回路ケース９の内部は絶縁用エポキシ樹脂４３で覆われている。
【０１２７】
次に二次ボビン２及び一次ボビン４の底部側の構造について図１６及び図１７により説明する。
【０１２８】
図１６は、一次ボビン４に二次ボビン２・二次コイル３を内挿する場合の底部付近の斜視図を示す。図１７には、一次ボビン４，二次ボビン２の底面図及びそれらを組みにした状態の底面図が示してある。
【０１２９】
図１６，図１７に示すように、二次ボビン２は、底部が閉じて有底円筒状に形成され、その底部外面に高圧ダイオード１０を取り付けるための突起２Ｅが設けてある。二次コイル３の一端３ｂは、図１に示すように高圧ダイオード１０及び板ばね１１を介して高圧端子１２に接続される。
【０１３０】
一次ボビン４の底部は開口しており、二次ボビン２を一次ボビン４に内挿すると、高圧ダイオード１０が一次ボビン４の底部開口４′から突出するようにしてある。また、一次ボビン４の底部には開口４′を挾む形で対向する一対の二次ボビン受け４Ｄが一次ボビン４の底部側フランジ（底部一端面）４Ｃよりも下方に突出するようにして配設されている。
【０１３１】
二次ボビン受け４Ｄは、二次ボビン２をその鍔部２Ｂ（最下端のフランジ）を介して受け、ボビン受け４Ｄ同士の対向辺は直線で残りの輪郭が円弧状をなした形で、対向辺の中心から半径方向に向けて凹部（溝部５１）が設けてあり、二次ボビン２の底部側外周に設けた凸部５２と凹凸係合することで、二次ボビン２と一次ボビン４との相対的な回り止めを図っている。
【０１３２】
また、一次ボビン４の底部フランジ４Ｃには、下方に向けた一対の突起５３が設けてあり、この突起５３は図１８に示すようにコイルケース６の内周一部に設けた一次ボビン受け６Ａの位置決め用の溝６Ｂと係合することで、コイルケース６と一次ボビン４との相対的な回り止めが図られている。
【０１３３】
二次ボビン２の底部２は、図１７（ｂ）に示すように、略円形であるが左右に僅かに平面をなすカット面２Ｇを有し、このカット面２Ｇが図１７（ｄ）に示すように二次ボビン受け４Ｄの対向辺（直線）に適合して一次ボビン４の底部開口４′に位置するようにしてある。また、カット面２Ｇの位置に上記凸部５２が設けてある。
【０１３４】
二次ボビン受け４Ｄに形成した凹部５１には、図１７（ｃ）に示すようにその上端にテーパ５１′を設けて凹部５１の間口を広げることで、二次ボビン２の内挿時に凸部５２が凹部５１と多少位置ずれしてもテーパ５１′に案内されて入り易くしている。
【０１３５】
なお、一次ボビン４側の底部に設けた２次ボビン受け４Ｄを、底部開口４′を挾んで対向配設し且つ一次ボビン底部より下方に突出させることで、一次ボビン４底部に二次ボビン受け２Ｄの無い側面スペース４″を確保することができる。この側面スペース４″を介して図１７（ｄ）の矢印Ｐに示すように絶縁樹脂８′の注入時に一次ボビン４・二次ボビン２（２次コイル３）内外周間の隙間とコイルケース６・一次ボビン４（一次コイル５）内外周間の隙間との間の樹脂流通性を良好にして、一次ボビン４底部の注入絶縁樹脂中の気泡が抜けるようにしてある。
【０１３６】
二次ボビン２の底部にはマグネット１５及び発泡ゴム４５が積層状に配置され、その上にセンターコア１が内挿されている。このマグネット１５及び２次ボビンヘッド２Ａに設けたマグネット１６は、磁路（センターコア１，サイドコア７）中に反対方向の磁束を発生させることにより、点火コイルをコアの磁化曲線の飽和点以下で動作させることができる。
【０１３７】
発泡ゴム４５は、点火コイル装置２１の絶縁樹脂８の注入時及び使用時の温度変化に伴うセンターコア１と二次ボビン２の熱膨張差を吸収する（熱応力緩和）。
【０１３８】
コイルケース６の下端には、点火プラグ２２（図８参照）を挿入するための筒壁６′がスプリング１３を囲むようにして形成される。この筒壁６′はコイルケース６と一体成形され、筒壁６´に点火プラグ２２を絶縁しつつ装着するための可撓性絶縁材で形成したブーツ例えばゴムブーツ１４が取付けてある。
【０１３９】
図８に上記構成より成る点火コイル装置２１をエンジンのプラグホール２３内に装着した状態を示す。
【０１４０】
点火コイル装置２１は、そのコイル部がエンジンのヘッドカバー（シリンダヘッドを覆うカバー）２４を貫通して、ガイドチューブ２３Ａを通してプラグホール２３Ｂ内に挿入され、ゴムブーツ１４が点火プラグ２２の周囲に密着して、点火プラグ２２の一部がコイルケース６の一端筒壁６′に導入されスプリング１３を圧接することで、点火コイル装置２１がプラグホール２３Ｂ内で点火プラグ２２に直結する。点火コイル装置２１は、回路ケース９に設けたねじ孔２５（図１参照）及びエンジンカバー２４に設けたねじ孔２６をねじ２７により締め付け、且つコイルケース６上部に設けたシールゴム２８をエンジンのヘッドカバー２４の点火コイル装置挿通孔周縁に設けた環状凸部２９に嵌合させることで固定されている。
【０１４１】
シールゴム２８の内面には、図１に示すように縦溝９２が設けてある。この縦溝９２はシールゴム２８を点火コイル装置２１と共に装着する時に、シールゴム２８のフランジ（エンジンカバー側の凸部２９に嵌まり込む部分）の中の空気を逃がしてシールゴム２８の取付作業を容易にする機能と、エンジンカバー２４内を大気と連通させて大気圧状態を保持することにある。後者の機能は、仮にこの溝９２がないと、エンジン熱により高温状態にあるエンジンヘッドカバー２４内がエンジンカバーに水がかかって急に冷却された時に負圧状態になり、その結果、シールゴム２８が存在してもその負圧力によりシールゴム２８周りにたまった水を引き入れてしまうので、そのような負圧にならないようにするためのもので、溝９２の大気取り入れ口は、エンジンカバー上のたまり水（車が道路上の水等をはねて侵入した水がエンジンカバー上に付着したもの）が流入しないようにある程度エンジンカバーより高い位置に設定してある。
【０１４２】
本例では、エンジンヘッド（シリンダヘッド）１００のヘッドカバー２４をプラスチック製（例えば６ナイロン，６６ナイロン）として、これに独立点火形の点火コイル装置を組み付けた場合であっても、コイル部がプラグホール２３Ａ及びガイドチューブ２３Ｂに内挿されることで点火コイルの重心Ｗをヘッドカバー２４より低位置，ここでは点火コイルガイドチューブ２３Ａ内に移行させる（重心Ｗはペンシルコイルのコイル部の長さを８５〜１００ｍｍとした場合、そのコイル部上端から５０〜７０ｍｍだけ下の位置にある）。且つ、ペンシルコイルのうち比較的重量の軽いコネクタ付き回路ケース９をプラスチック製のヘッドカバー２４の外面上に固着（たとえば、ねじ止め２７）し、この固着部とプラグホールのプラグ結合位置で軸方向の２点支持を図れるので、点火コイル装置全体の振動を小さくし、ひいてはプラスチックヘッドカバー２４に与える点火コイル装置の振動を抑制し、プラスチックヘッドカバーの軽量（薄肉），簡素化を図りつつ独立点火型コイル装置の装着を実現することが可能になる。
【０１４３】
次に上記構成より成る点火コイル装置２１を製造する場合の手順について図１９，図２０により説明する。
【０１４４】
図１９に示すように、予め内外表面がブラスト処理（粗面処理）された二次ボビン２に二次コイル３を巻き回して二次コイルの一端３ａを一次・二次コイル兼用端子１８に接続する。この接続はコイル一端３ａを端子１８に巻き付け（からげ）半田付けすることで行われる。また、二次コイル３の他端３ｂも高圧側である二次コイル端子（ここでは高圧ダイオード１０）に接続される。次いで、導通試験が行われる。
【０１４５】
二次コイル３が巻線された二次ボビン２は一次ボビン４に内挿固定され、この状態（一次，二次ボビン重ね状態）で、一次ボビン４に一次コイル５を巻き回すと共に、一次コイルの一端５ａを上記の一次・二次コイル兼用端子１８に接続し、一次コイルの他端５ｂを一次コイル端子１９に接続する。これらの接続は、コイル巻き付けと半田付けにより行われる。この場合、一次・二次コイル兼用端子１８と一次コイル端子１９を二次ボビン２側に設けたとしても、端子１８，１９は二次ボビンヘッド２Ａと共に１次ボビン４の一端より外に位置するため、一次コイル５の両端５ａ及び５ｂを容易に端子１８，１９に導いて上記からげ及び半田付け作業を行うことができる。次いで、一次コイルの導通試験が行われる。
【０１４６】
次いで板ばね１１（図２０参照）を高圧ダイオード１０と接続されるように高圧ダイオード１０のリード端子に結合させた後、二次ボビン２内に発泡ゴム４５，マグネット１５，センターコア１，マグネット１６を内挿し、その後、二次ボビン２内に軟質エポキシ樹脂１７を注入し硬化させる。
【０１４７】
ここで、二次コイル３の巻線工程と一次コイル５の巻線工程に使用する巻線機については図示省略するが、基本的には回転シャフトにボビンをセットして、ボビンを回転させてエナメル線を巻き回すものであるが、その応用例としては、種々の態様が考えられる。
【０１４８】
一つは、一台の巻線機に一次コイル用のエナメル線リールと二次コイル用のエナメル線リールとを備え、且つこれらのリールからそれぞれのエナメル線を引出して回転シャフトの周辺で巻線及びからげに必要な往復動作，旋回動作等を行うハンド機構とを備えて、巻線機一台で一次コイル，二次コイルの巻線を行うものが考えられるが、この場合、本実施例に用いる二次ボビン構造によれば、巻線機の回転シャフトについても共用化を図ることができる。
【０１４９】
図２１に上記巻線機の回転機構を示す。回転機構は回転シャフト６２とモータ６１とに大別され、回転シャフト６２はシャフト６２の一部を成すジョイント（カップリング）６３を介してモータ６１の出力シャフト６２´（図２２参照）に着脱自在に結合され、また、回転シャフト６２が出力シャフト６２´と一体に回転するジョイント構造としてある。回転シャフト６２は、その先端からシャフト途中位置までスリット６５が切られて割ピン状に形成され、二次ボビン２の挿入前の状態では回転シャフト６２の割ピン部の少なくとも一部６２Ａが二次ボビン２の内径よりも拡がり、且つ先端に二次ボビン２を案内するためのテーパ６２Ｂが形成されている。また、回転シャフト６３の一部（ここではジョイント６３の一端面）には、二次ボビンヘッド２Ａに設けた係合部２Ｄと係合するボビン位置決め兼回り止め用のピン６４が２本配設され、このピン６４間に二次ボビンヘッド２Ａ側の係合部２Ｄが係合するようにしてある。
【０１５０】
上記した共用の巻線機を使用する場合には、図２１（ａ）（ｂ）に示すように、まず二次ボビン２を巻線機の回転シャフト６２にシャフトテーパ６２Ｂを利用して押し込むと、シャフト６２の割ピン部６２Ａが径が小さくなる方向に弾性変形して、二次ボビン２が回転シャフト６２に挿入セットされ、このとき割ピン部６２Ａが自身の弾性復帰力によりボビン２の内面に圧接し、且つ二次ボビンヘッド２Ａに設けた係合部２Ｄが回転シャフトの回り止めピン６４間に係合することで、二次ボビン２の両端が回転シャフト６２上で強固に固定される。
【０１５１】
したがって、二次巻線時に二次ボビン２を回転シャフト６２で片持ちさせて回転シャフト６２と一体的に二次ボビン２を高速回転させても、二次ボビン２に滑りや回転ぶれが生ぜず、高精度の精密巻きが要求される二次コイル３の巻線を可能にする。
【０１５２】
二次コイル３の巻線及び二次コイル端のコイル端子１８へのからげ（半田付けを含む）を実行した後、図２１（ｃ）に示すように回転シャフト６２に二次ボビン２を取り付けたまま二次ボビンの外側に一次ボビン４をボビン同士の回り止め５２，５１（図１６，図１１７に示す）を介して嵌め込み、且つ図示しないボビン支持具で一次ボビン４の一端（二次ボビンの高圧ダイオード１０が位置する側）を回転自在に支えて、一次ボビン４を二次ボビン２と一緒に回転させて該一次ボビン４に一次コイル５を巻く。
【０１５３】
このような巻線方法のほかに、二次コイルの巻線機と一次コイルの巻線機とは別々のもので、巻線用の回転シャフト６２だけを図２２に示すように着脱自在にして一次巻線機，二次巻線機に共用させることも可能である。
【０１５４】
この場合には、まず、回転シャフト６２を図２１（ａ）同様に巻線機（ここでは二次巻線機のモータ）に取付けて、図２１（ｂ）と同様のセット形態で該回転シャフト６２に二次ボビン２をそのヘッド２Ａを介して挿入セットし、該回転シャフト６２と一緒に二次ボビン２を回転させることで二次ボビン２に二次コイル３を巻き回す。
【０１５５】
その後、該二次ボビン２を取付けたまま回転シャフト６２を二次巻線機から外して（図２２参照）、該回転シャフト６２を一次巻線機に取付けると共に二次ボビン２の外側に一次ボビン４を上記図２１（ｃ）同様にボビン同士の回り止め５１，５２を介して嵌め込んで、該一次ボビン４を二次ボビン２と一緒に回転させて一次ボビン４に一次コイル５を巻く。
【０１５６】
図１９に示す一連の工程を経て製作されたコイル組立体は、図２０に示すようにコイルケース６及び回路ケース９の組立体に高圧端子１２，板ばね１１，点火回路ユニット４０と共に内挿される。ここで、前述したように一次・二次コイル兼用端子１８とコネクタ端子３１が、一次コイル端子１９と点火回路ユニット側のリード端子３２が、コネクタ端子３３と点火回路ユニット側のリード端子３４が、コネクタ端子３５とリード端子３６がそれぞれプロジェクション溶接により接続される。
【０１５７】
上記のコイル組立体をコイルケース６に挿入するに先立ち回路ケース９とコイルケース６との嵌合・接着がなされ、また、コイル組立体を挿入後にコイルケース６にサイドコア７の圧入及びゴムブーツ１４の圧入がなされ、さらにエポキシ樹脂８の注入，硬化が行われる。
【０１５８】
本実施例の主な作用，効果は次の通りである。
【０１５９】
（１）プラグホール内に装着されて過酷な温度環境にさらされる独立形点火コイル装置であっても、そのボビン２，４にスキン層の除去処理を施したり、或いは二次ボビン２の鍔部２Ｂの突出量や幅に内二次コイル構造でできるだけ細径化を図りつつ絶縁用樹脂（エポキシ樹脂８）との接着力を確保できるように寸法的な配慮を施すことで、ボビン２，４と絶縁樹脂１７，８との密着強度（接着強度）を今まで以上に高めて耐熱衝撃を向上させ、ひいてはクラック防止及び絶縁樹脂の剥離防止を図ることで絶縁性能の向上を図ることができる。
【０１６０】
（２）さらに内二次コイル構造の二次ボビンの分割巻きのスプールエリアを１２〜１４区画（段）にすることで、二次ボビンの鍔部の数（スプールエリア数）を、各スプールエリアの耐圧負担を軽くすることと二次ボビンの軸方向の長さの制約や分割コイル巻きの手間を配慮してそれらの条件が全て妥協できる範囲で設定することができる。
【０１６１】
（３）センターコア１・二次ボビン２間の狭隘な隙間に軟質エポキシ樹脂１７が円滑に充填されることで、製品の品質向上を図り、エンジンの過酷な温度環境における繰り返し熱ストレスに対するセンターコア１・二次ボビン２間の耐熱衝撃を高める。
【０１６２】
（４）点火コイル装置のコイル部は、その二次コイル高圧側がシリンダヘッドの点火プラグ２２と直結されるため、該二次コイル高圧側が最もエンジン燃焼の熱的影響を受ける。したがって、何らの配慮がない場合には、二次ボビン２のうち二次コイル高圧側の方が二次コイル低圧側よりも高温状態になって絶縁性能が低下したり、熱応力が大きくなる原因となる。本発明では、二次コイル低圧側の二次ボビン肉厚を薄く二次コイル高圧側に向けて二次ボビン肉厚を厚くしたので、その厚み増加分だけ二次コイル高圧側の絶縁性能及び耐熱応力が高まり、上記のエンジン燃焼の熱的影響に対処できる。
【０１６３】
（５）二次ボビン２等のボビン材にＰＰＳを使用することで、これらのボビン材を変性ＰＰＯで成形する場合に比べて、肉厚を薄くし、しかも、軟質エポキシ樹脂１７の薄層化を図ることで、その分、他の絶縁材（二次コイル・一次ボビン間のエポキシ樹脂８）の厚みを充分に増加でき、コイルモールドの絶縁性，耐熱衝撃性を高める。特に、装置本体の外径の仕様，一次コイル５及び二次コイル３の内外径等の仕様はほとんど変えようがなく、改善の余地が残されているのは、上記の二次ボビン２の肉厚やセンターコア１・二次ボビン２間の絶縁樹脂層であり、その意味で当該効果は大きい。
【０１６４】
（６）軟質エポキシ樹脂１７のガラス転移点Ｔｇを該樹脂１７の耐熱衝撃性のほかに二次ボビン２の許容応力との関係で定めることで、内二次コイル構造のコイル部のうち絶縁性が要求される重要箇所（センターコア１・二次コイル３間の絶縁層）の耐熱衝撃性と耐応力性の双方の要求を満足させることができる。
【０１６５】
（７）軟質エポキシ樹脂１７，二次ボビン２，一次ボビン４，エポキシ樹脂８の厚みを合理的な根拠の下に設定することで、サイズが規格化されたコイルのセンターコアの占有面積を拡張し、出力向上を図ることができる。
【０１６６】
（８）コイル構成部材の隙間に充填される軟質エポキシ１７の加圧成形によりボイドレス化を図り、ペンシルコイルの絶縁性の信頼を高めることができる。
【０１６７】
（９）二次ボビン２内のセンターコア１，マグネット１５，１６等の部品を、軟質エポキシ樹脂１７の加圧成形によって生じた凹み１７′により軸方向に集中的に抑えて、センターコア等の耐振性を図れる。特に本例では、絶縁用樹脂１７が軟質であっても、上記凹み１７′による集中的に押し付け力がセンターコア１を介して弾性部材４５に作用するので、この凹み１７′により生じた集中的な軸方向押し付け力と弾性部材４５の反力とでセンターコア１を強力に固定し、センターコアに生じる磁気振動やエンジンに起因する振動に対する耐振性を向上させる。また、凹み１７′はエポキシ樹脂８により埋められるので、回路ケース９・センターコア１間の空隙をなくし、回路ベース３７とセンターコア１間での絶縁破壊を防止できる。
【０１６８】
（１０）独立点火型の点火コイル装置をプラスチック製のエンジンヘッドカバーに支障なく装着することを可能にしたので、エンジンの軽量化を図り得る。
【０１６９】
（１１）なお、本実施例のペンシルコイルでは、−４０℃／１ｈ（時間）と１３０℃／１ｈの繰り返し熱ストレス試験を行った結果、３００サイクル以上の熱ストレスにおいて耐久性が良好であることを確認している。
【０１７０】
なお、軟質エポキシ１７については、これに代えてシリコーンゴム，シリコーンゲルの絶縁軟質樹脂を用いることも可能である。
【０１７１】
本実施例では、その他に次のような効果を奏する。
【０１７２】
（１２）精密巻きが要求される二次コイル３については予め巻線して、この二次コイル３が巻かれた二次ボビン２の外側に一次ボビン４をボビン同士の回り止めを保証しつつ嵌め込んで、二次ボビン２と一緒に一次ボビン４を回転させて、一次ボビン４に一次コイル５を巻くが、この手法によれば、一次コイル５は二次コイル３ほどの精密巻きが要求されずしかも巻線が容易なので、支障がない。したがって、一次，二次ボビンの組み（重ね）状態でのコイル巻線作業を可能にする。
【０１７３】
（１３）このようなボビン組みの状態での巻線作業を可能にする結果、一次，二次巻線機の共用化，或いは一次，二次巻線機の回転シャフトの共用化，或いは一次，二次巻線機の回転シャフトの型式の統一（シャフトの互換性）を図ることができる。
【０１７４】
（１４）さらに、二次ボビン２に一次・二次コイル兼用端子１８（▲１▼▲３▼）を設けることで、従来のように一次端子▲１▼と二次端子▲３▼を渡り線Ｍ〔図１２（ｃ）参照〕を介して接続する必要性がなくなり渡り線Ｍの接続工程を省略できる。また、上記したようにボビン組みの状態での一次巻線を保証することで、一次コイル５を一次ボビン４に仮止めすることなくダイレクトに二次ボビン２側に設けた一次・二次コイル兼用端子１８及び一次コイル端子１９に接続することができる。なお、図１２（ｃ）は一次コイルを内側，二次コイルを外側の従来の外二次コイル構造の組立工程を示すものである。
【０１７５】
（１５）一次ボビン４に内挿された二次ボビン２のヘッド２Ａを一次ボビン３より頭出しすることで、上記一次・二次コイル兼用端子１８及び一次コイル端子１９を二次ボビン２に設ける場合であっても設置スペースを充分に確保できる。
【０１７６】
（１６）回路ケース９をコイルケース６の上端に嵌合・接着により結合した時に、回路ケース９のコネクタ端子３１の一端３１´及びリード端子３２の一端がそれぞれ二次ボビンヘッド２Ａ側に設けた一次・二次コイル兼用の端子１８及び一次コイル端子１９の各一端と回路ケース９内で重なり合うように設定されて、これらの重なり合う端子同士の溶接が容易に行われる。また、回路ユニット４０は位置決め部材９Ｄを介して正確に位置決めされるので、コネクタ端子３３・回路ユニット側のリード端子３４、コネクタ端子３４・回路ユニット側のリード端子３６との位置決めも正確になされる。したがって、端子同士の接合時に位置ずれが生ぜず、作業性，品質向上を高める。
【０１７７】
（１７）一次ボビン４底部に二次ボビン受け２Ｄの無い側面スペース４″を確保することで、絶縁樹脂８の注入時に一次ボビン４・二次ボビン２（二次コイル３）内外周間の隙間とコイルケース６・一次ボビン４（一次コイル５）内外周間の隙間との間の樹脂流通性を良好にして、一次ボビン４底部の注入絶縁樹脂中の気泡抜きを良好にし、点火コイルの絶縁性能を向上させる。
【０１７８】
次に本発明の第２実施例について図２３から図２７により説明する。
【０１７９】
図２３は、第２実施例に係わる点火装置の部分断面図（図２４のＤ−Ｄ′断面図）である。図中、第１実施例に用いた符号と同一のものは同一或いは共通する要素を示す。図２４は図２３の点火コイル装置を上面からみた図で、回路ケース９の内部を樹脂充填前の状態で表わしている。なお、図２３のＦ−Ｆ´線断面図は図２と同様であるため図示省略する。
【０１８０】
本実施例においては、第１実施例と異なる主な相違点を述べる。
【０１８１】
本実施例における点火ノイズ防止用コンデンサ７１（以下、ノイズ防止コンデンサ７１と称する）は回路ケース９に内装してある。そのため、既述のコネクタ端子の金具（電源接続用コネクタ端子３１，点火信号入力用のコネクタ端子３３，点火回路アース用端子３５）の他にノイズ防止コンデンサ７１のアース専用コネクタ端子（キャパシタグラウンド用端子）７２の金具を追加してコネクタハウジング９Ｂに収容し、このコネクタ端子７２と電源接続用（＋電源）コネクタ端子３１間にノイズ防止コンデンサ７１を接続する。
【０１８２】
回路ケース９における点火回路ユニット４０を収容するスペースを第１実施例よりも拡張することで、この収容スペースにノイズ防止コンデンサ７１を設置する。ノイズ防止コンデンサ７１の設置箇所は、コネクタ端子３１〜３５，７２の中間部をケース９樹脂中に埋設して、この埋設位置近くのケース９床面上である。
【０１８３】
また、電源接続用コネクタ端子３１の中間部と、キャパシタグラウンド端子７２の一端には端子金具の一部を垂直（ほゞ垂直を含む）に立ち上がるように折り曲げて、この折曲部（立上げ部）３１ｃ，７２′をケース９床面より突出させてノイズ防止コンデンサ７１の両サイドに配置させている。ノイズ防止コンデンサ７１の両リード線７３は、この折曲部３１ｃ，７２′にそれぞれ接続されている。本例ではコンデンサ７１のリード線７３を端子折曲部３１ｃ，７２′にからげて半田付けしている。
【０１８４】
ここでは、リード線７３の一端（からげ部）７３´を予め端子３１，７２への接続前に輪の形状にしておき、この輪７３´を端子折曲部３１ｃ，７２´に上から嵌め込める形状としてある。図２４に示す９Ｋは、ケース９の床面（内底）９Ｅに設けた突起で、端子折曲部３１ｃ，７２´に隣接して床面９Ｋから垂直に突出形成されており、端子折曲部３１ｃ，７２´の一辺がこの突起９Ｋに食い込むようにしてモールド成形されたものであり、また、突起９Ｋの高さは端子折曲部３１ｃの高さよりも低く、そのため、上記の輪の形状のリード線一端７３´を端子折曲部３１ｃ，７２´の上端から嵌め込んで降ろしていくと、このリード線一端７３´が途中の位置で突起９Ｋの上端に当たりそれ以上の下降が妨げられる。このようにして、リード線７３ひいてはノイズ防止用コンデンサ７１の高さ方向の位置決めがなされる。
【０１８５】
ノイズ防止コンデンサ７２を上記の如く設けることで、回路ケース９内の点火回路４１の構成は図２７に示すようになる。
【０１８６】
上記のようにノイズ防止コンデンサ７１を回路ケース９内に内装することで、従来に比較して次のような作用，効果を奏する。
【０１８７】
（１）従来方式は、ノイズ防止コンデンサ７１は点火コイル装置（ペンシルコイル）２１と別にエンジンルームのハーネスにおける電源アースポイントに設置していたが、このような設置方式によれば、点火コイルのノイズが点火コイル装置・コンデンサ７１間のハーネスに乗ってしまうために点火コイル装置の外部に漏れてしまう。これに対して、本発明方式の場合には、点火コイルのノイズ源からコンデンサ７１までの距離が極めて短くなり、しかもノイズ防止コンデンサ７１を回路ケース９内装タイプにしたので点火コイル装置２１外部に点火ノイズが漏出するのを防止し、ノイズ防止性能を高める。
【０１８８】
（２）従来方式は、エンジンルームのハーネスにノイズ防止コンデンサ７１を設けるため、コンデンサ７１を裸のまま設置するとエンジンルームに侵入する水分，塩分等により腐食するおそれがあり、そのためコンデンサ７１を樹脂で覆わなければならず、コスト高となる。これに対して本発明方式の場合には、回路ケース９内の絶縁樹脂４３の封入がコンデンサ７１の樹脂封止を兼ねるので、従来のように回路ケース９と別にコンデンサのための樹脂封止を行う必要がなく、その分、コンデンサ７１のコスト低減を図ることができる。
【０１８９】
（３）従来方式は、エンジンルームのハーネスにノイズ防止コンデンサ７１を設けるため、エンジンルーム内のハーネスの工数が増えるが、本発明の場合には、そのようなハーネス上のノイズ防止コンデンサ７１設置作業を不要とし、点火コイル装置２１をエンジンルーム内に搭載すれば自ずとノイズ防止コンデンサ７１も設置されるので、自動車組立上のエンジンルーム内での部品搭載作業の負担軽減を図ることができる。
【０１９０】
なお、本実施例では、二次ボビンヘッド２Ａの形状については図２５，図２６に示すように円筒形とし、また、巻線機の回り止めに係合する係合部２Ｄ′は、平行配置した一対の突起片により構成した。巻線機側の回り止めは上記一対の突起片の間に挾み込まれる一条のピン形態（図示省略）となる。
【０１９１】
また、点火コイル装置２１におけるスプリング１３は、大部分がコイルケース６の一端筒壁６´に入ることで、スプリング１３の一端（上端）が高圧端子１２と結合するが、プラグ結合側となるスプリング１３の下端（高圧端子１２と反対側の一端）は、少なくとも点火プラグ２２との結合前には、コイルケース６の下端よりも外に出るようにしてある。そのために、コイルケース６の一端筒壁６´の長さを第１実施例（図１）のものよりもスプリング１３に対して相対的に短くしている。
【０１９２】
このような態様によれば、点火プラグ２２は、実質的にコイルケース一端筒壁６´の中でスプリング１３の下端と結合（接続）されず（この点、第１実施例では点火プラグ２２の略上半部がコイルケース一端筒壁６´の中に導入されてスプリング１３下端と接続されている）、筒壁６´の下端開口と略同じレベルの位置或いはそれよりも下の位置（筒壁６´の外の位置）でスプリング１３の下端と結合されることになる。そのため、ゴムブーツ１４については、筒壁６´を短くしたことを補う意味で筒壁６´の下端よりも下側を第１実施例のタイプよりも長くして、ゴムブーツ１４を点火プラグ２２と筒壁６´の下方位置で実質的にシール結合できるようにしてある。
【０１９３】
上記構成によれば、図２８に示すように点火プラグ２２と点火コイル装置２１との軸線間に相対的な傾きθがある場合であっても、点火プラグ２２がコイルケース筒壁６´に干渉しないので、ゴムブーツ１４の可撓性を利用して点火コイル装置２１と点火プラグ２２とをフレキシブルにシール結合することができる。
【０１９４】
本実施例によれば、図２８に示すように点火プラグ２２及びプラグホール２３Ｂがエンジンに角度θを持って設置されている場合であっても、点火コイル装置２１を点火プラグ２２の軸線に一致させることなくガイドチューブ２１，プラグホール２３内に導いて点火プラグ２２と結合させることができ、特に、自動車部品の設置スペースの制約から点火プラグ２２と点火コイル装置２１とを傾きθをもって結合させなければならない場合に、それを従来のペンシルコイル装着操作となんら変わることなく実現させることができる。
【０１９５】
なお、従来のこの種点火コイル装置（ペンシルコイル）は、点火プラグと軸線を一致させて結合させるタイプのものであり、上記のように点火プラグ２２に対して点火コイル装置を角度を持たせて結合するような配慮はなされていなかった。
【０１９６】
なお、ゴムブーツ１４は、次のような沿面放電を防止する機能を有する。すなわち、点火コイル装置２１をプラグホール２３Ｂにセットした場合、点火コイル装置２１の高圧端子１２がプラグホール２３Ｂの近くに位置するが、プラグホール２３Ｂはアースされているため、筒壁６´の一部にクラックなどが生じると高圧端子１２とプラグホール２３Ｂとの間での筒壁６´，クラックを介して沿面放電が生じるおそれがある。ゴムブーツ１４を筒壁６´に取り付けた場合、筒壁６´とゴムブーツ１４との接触する距離Ｌが高圧端子１２とプラグホール２３Ｂとの距離に実質加算されるので、この接触距離Ｌを長く保つことで上記沿面放電を防止できる。本実施例では、コイルケースの下端筒壁６´のうち高圧端子１２の位置からコイルケース筒壁６´の最下端までの距離が短縮されてしまうため、ゴムブーツ１４のうちコイルケース筒壁６´の外側と接触する部分を筒壁６´の最下端からセンターコア７近くまで長く延ばして、上記の沿面放電防止のための距離を確保している。すなわち、ゴムブーツ１４は筒壁６´に嵌まり合う個所のうち筒壁６´の外面に臨む方を筒壁６´の内面に臨む方よりも長く延ばしてトータルの沿面放電防止距離を長く確保している。
【０１９７】
本実施例では上記したようにスプリング１３の下端をコイルケース６の下端開口より下方に出すために、その手法として、上記のようにコイルケース６下部の筒壁６´を短くしているが、これに代えて、筒壁６´に収容された高圧端子１２のコイルケース軸方向の長さをコイルケース６の下端開口位置近くまで延設しても（換言すれば、高圧端子１２のうちスプリング１３を受ける個所からコイルケース６の最下端までの距離よりもスプリング１３の長さが長くなる位置まで高圧端子１２を下方に延長させる）ことで、スプリング１３の下端をコイルケース６の下端開口よりも外（下側）に出すことができる。このように高圧端子１２の長さ調整によりスプリング１３のコイルケース６下端開口から出る量（長さ）を調節することで、点火コイル装置２１を点火プラグ２２の相対的な傾きθに対応して適宜点火プラグと結合（可撓性ブーツ１４を介しての結合）することができる。
【０１９８】
本実施例では、図２８に示すように回路ケース９の下面に設けた環状溝９０にＯリング９１を嵌めて、このＯリング９１を介してシール性を保ちつつエンジンカバー２４面上に点火コイル装置２１を直接設置している。
【０１９９】
回路ケース９には凹部９５を設けて、実質の回路ケース９の厚みを減らして樹脂成形時のひけ防止を図っている。
【０２００】
本実施例においても、第１実施例と同様の作用，効果を奏する。
また、上記のノイズ防止コンデンサ７１の配置構成（回路ケース内装タイプ）やゴムブーツ１４の形状，構造は、内側を一次コイル，外側を二次コイルの配置構造にした点火コイル装置においても適用可能である。
【０２０１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、いわゆるペンシルコイルのボビンと充填樹脂（絶縁樹脂）との密着強度（接着強度）を今まで以上に高めて耐熱衝撃を向上させ、プラグホール内に装着されて過酷な温度環境にさらされる独立形点火コイル装置であっても、クラック防止及び絶縁樹脂の剥離防止を図ることで絶縁性能の向上を図ることができる。
【０２０２】
さらに、上記のような耐熱衝撃及び絶縁性能を高めつつ、プラグホール内に装着されるいわゆるペンシルコイルタイプ（細形円筒形状の点火コイル装置）の細径化の要求を満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る点火コイル装置の縦断面図（図３のＢ−Ｂ´線断面図）及びその一部を拡大したＥ部拡大断面図。
【図２】図２のＡ−Ａ´線断面図。
【図３】図１の点火コイル装置を上面からみた図で、回路ケースの内部を樹脂充填前の状態で表している図。
【図４】上記点火コイル装置の二次ボビンのＦ部を拡大して二次ボビンにスキン層が存在する場合とスキン層を除去した場合の充填絶縁用樹脂の二次ボビンに対する接着状態を示す模式図。
【図５】上記実施例の二次ボビンの鍔部の突出量と幅の関係を示す説明図。
【図６】一次ボビン，二次ボビンと密着する絶縁用樹脂に剥離が生じた場合の絶縁破壊のメカニズムを示す説明図。
【図７】上記実施例に使用する点火回路図。
【図８】本実施例に係る点火コイル装置をエンジンに取り付けた状態を示す説明図。
【図９】センターコアを収納する二次ボビンの内部構造を模式的に示す断面図。
【図１０】点火コイル装置の静電浮遊容量の発生メカニズムを示す説明図。
【図１１】二次コイルとセンターコアの電位を示す説明図。
【図１２】（ａ）は点火コイル装置の原理回路図、（ｂ）は本発明に係る点火コイルの製造原理を示す説明図、（ｃ）は従来の点火コイルの製造原理を示す説明図。
【図１３】第１実施例に用いる二次ボビンの部分斜視図。
【図１４】第１実施例に用いる一次ボビンと二次ボビンの組みの状態を示す部分斜視図。
【図１５】第１実施例に用いる点火コイル組み及び回路ユニットの位置関係を示す説明図。
【図１６】第１実施例の二次ボビンを一次ボビンに挿入する状態を示す部分斜視図。
【図１７】（ａ）は第１実施例の一次ボビンの底面図、（ｂ）はその二次ボビンの底面図、（ｃ）は上記（ａ）のＣ−Ｃ´線断面図、（ｄ）は一次ボビンと二次ボビンの組みの状態を示す底面図。
【図１８】第１実施例に用いるコイルケースの断面図。
【図１９】点火コイル装置の製造過程を示す説明図。
【図２０】点火コイル装置の製造例を示す説明図。
【図２１】巻線機の回転シャフトと一次ボビン，二次ボビンの取付例を示す説明図。
【図２２】巻線機のモータから二次ボビン挿入状態の回転シャフトを取り外した状態を示す説明図。
【図２３】本発明の第２実施例に係る点火コイル装置の要部断面図（図２３のＤ−Ｄ´線断面図）。
【図２４】図２３の点火コイル装置を上面からみた図で、回路ケースの内部を樹脂充填前の状態で表している図。
【図２５】第２実施例に用いる二次ボビンの部分斜視図。
【図２６】第２実施例に用いる一次ボビンと二次ボビンの組みの状態を示す部分斜視図。
【図２７】第２実施例に用いる点火回路図。
【図２８】第２実施例の点火コイル装置の実装状態を示す説明図。
【図２９】二次ボビンに粗面処理を施していない状態（スキン層が存在している状態）の二次ボビンの外表面の一部を約４０倍に拡大した写真。
【図３０】二次ボビンの表面にブラスト処理を施してスキン層を除去した（粗面化した）実施例品における二次ボビンの外表面の一部を約４０倍に拡大した写真。
【図３１】二次ボビンに粗面処理を施す前の二次ボビンの外表面を約１００倍に拡大した写真。
【図３２】表面に粗面処理を施した本実施例品の二次ボビンの外表面の一部を約１００倍に拡大した写真及びその一部を模式化して描いた平面図と断面状態。
【図３３】二次ボビンの表面にブラスト処理を施した場合の表面粗さの測定データを示す図。
【図３４】二次ボビンの表面にブラスト処理を施した場合の表面粗さの測定データを示す図。
【符号の説明】
１…センターコア、２…二次ボビン、２´…スキン層、２Ａ…二次ボビンヘッド、３…二次コイル、４…一次ボビン、５…一次コイル、６…コイルケース、７…センターコア、８…絶縁樹脂、９…回路ケース、９Ｂ…コネクタハウジング、１７…軟質エポキシ樹脂、１７′…樹脂表面の加圧凹部、１８…一次・二次コイル兼用端子、１９…一次コイル端子、３１，３３，３３…コネクタ端子、３２，３４，３６…引出し端子（リード端子）、３７…金属ベース、３９…点火制御駆動素子、４０…点火回路ユニット。

Claims

コイルケースに内側から順にセンターコア、二次コイルを巻くための二次ボビン、前記二次コイル、前記一次コイルを巻くための一次ボビン、前記一次コイルを同心状に内装すると共に、これらの内装される構成部材間に絶縁用樹脂を充填させて成るコイル部を備え、エンジンの各点火プラグに直結して使用される独立点火形のエンジン用点火コイル装置において、
前記二次コイルは、ガラスフィラーを含有する合成樹脂製の二次ボビンに巻かれ、前記二次ボビンは、ガラスフィラーとタルク等の無機質粉が５０〜７０重量パーセント混合され、前記ガラスフィラーは、繊維の太さが１０〜２０μｍで長さが５０〜２００μｍであり、前記二次ボビンの表面は、ガラスフィラーが剥き出しになって、該二次ボビン表面に前記絶縁用樹脂が密着していることを特徴とするエンジン用点火コイル装置。
前記二次ボビンは、母材がポリフェニレンサルファイドである請求項１記載のエンジン用点火コイル装置。
前記二次ボビンの表面粗さが１０μｍ以上である請求項１記載のエンジン用点火コイル装置。
前記二次ボビンの表面粗さが１０μｍ以上で、最大で２０〜３０μｍである請求項１記載のエンジン用点火コイル装置。
前記二次ボビンは鍔部を有し、この鍔部にもガラスフィラーが剥き出しになって前記一次コイルが巻かれた前記一次ボビンと前記二次コイルが巻かれた前記二次ボビンとの間に充填される絶縁用樹脂が前記鍔部にも密着している請求項１記載のエンジン用点火コイル装置。
前記二次コイルが巻かれた前記二次ボビンは鍔部を有し、前記二次コイル外径から前記鍔部の外径までの距離が０．２５±０．１５ｍｍの範囲にあり、この二次ボビンの鍔部の突出量が１．０±０．１５ｍｍの範囲にあり、
この二次ボビンの内外表面が前記鍔部を含めてスキン層が除去されてフィラーが剥き出しになっている請求項１ないし５のいずれか１項記載のエンジン用点火コイル装置。
前記コイルケースには、内側から順に前記センターコア，前記二次コイルを巻くための二次ボビン，前記二次コイル，前記一次コイルを巻くための一次ボビン，前記一次コイルが配置され、前記センターコア・二次ボビン間に充填される絶縁用樹脂は少なくともガラス転移点が常温以下でガラス転移点以上ではヤング率が１×１０^８（Pa）以下の軟質な性質を有する可撓性樹脂であり、前記二次ボビン，二次コイル，一次ボビン，一次コイル，コイルケースの各間には絶縁用樹脂としてエポキシ樹脂が充填される請求項１ないし６のいずれか１項記載のエンジン用点火コイル装置。
コイルケースに内側から順にセンターコア、二次コイルが巻かれた二次ボビン、一次コイルが巻かれた一次ボビンが配置され、これらの構成部材間に絶縁用樹脂が充填され、前記二次ボビンがフィラー入りボビンを備えた点火コイル装置の製造方法であって、前記二次ボビンの表面スキン層を除去して前記フィラーを表面に剥き出しで突出させる工程と、前記二次ボビン表面の周りで、前記二次コイルが巻かれた前記二次ボビンと前記センターコアとの間、および前記二次コイルが巻かれた前記二次ボビンと前記一次コイルが巻かれた前記一次ボビンとの間に絶縁用樹脂を充填させる工程とを有するエンジン用点火コイル装置の製造方法。
前記表面スキン層を、ブラスト材質が不定形のコンペイトー状のプラスチックを用いてブラスト処理することにより、除去してなる請求項８記載のエンジン用点火コイル装置の製造方法。