JP3773109B2 - 点火コイルおよび点火コイルの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、点火コイル、より詳しくは、イグナイタを内蔵し点火プラグに高電圧を印加する点火コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
イグナイタ内蔵タイプの点火コイルとして、例えば、特開平７−１５３６３６号公報には、電気絶縁油により絶縁を確保する点火コイルが紹介されている。同公報記載の点火コイルのハウジング内には、パワートランジスタを備える回路モジュールや一次コイル部や二次コイル部などが収納されている。また、ハウジング内には、液状の電気絶縁油が注入されている。この電気絶縁油により、上記各部材間の絶縁を確保している。
【０００３】
また、特開平２００１−１２７２３９号公報には、エポキシ樹脂により絶縁を確保する点火コイルが紹介されている。同公報記載の点火コイルのハウジング内には、イグナイタや一次コイル部や二次コイル部などが収納されている。また、イグナイタは、ヒートシンクや混成集積回路やパワートランジスタなどがモールド樹脂により封止され形成されている。
【０００４】
図８に、同公報記載の点火コイルのイグナイタ付近の拡大断面図を示す。イグナイタ１００は、ヒートシンク１０１とパワートランジスタ１０２と混成集積回路１０３とイグナイタ端子１０４とを備える。イグナイタ１００は、台座１１３に載置されている。パワートランジスタ１０２および混成集積回路１０３は、ヒートシンク１０１に固定されている。パワートランジスタ１０２と混成集積回路１０３とは、アルミニウムワイヤ１０６により電気的に接続されている。混成集積回路１０３とイグナイタ端子１０４とは、アルミニウムワイヤ１０７により電気的に接続されている。混成集積回路１０３は、シリコーンゴム１０５により覆われている。これらの部材は、イグナイタ端子１０４の先端が突出した状態で、モールド樹脂１０８により封止されている。モールド樹脂１０８はイグナイタ１００の外殻を形成している。イグナイタ端子１０４は、コネクタ１０９のコネクタ端子１１０に接合されている。コネクタ端子１１０は、エンジン制御装置（ＥＣＵ）と電気的に接続されている。点火コイルの外殻を形成するハウジング１１２の内部には、ハウジング１１２内に収納される各部材間の絶縁を確保し、また各部材を固定するため、エポキシ樹脂１１１が注入されている。エポキシ樹脂１１１は、ハウジング１１２内の各部材間に浸透し硬化している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−１５３６３６号公報に記載の点火コイルのように、電気絶縁油により絶縁を確保すると、以下の問題が生じる。すなわち、電気絶縁油は液体である。このため、電気絶縁油が点火コイル外部に漏出しないように、堅牢なシール機構が必要となる。このため、シール機構の分だけ、点火コイルの構造が複雑化する。また、点火コイルが大型化してしまう。また、製造コストが上昇する。
【０００６】
また、特開平２００１−１２７２３９号公報に記載の点火コイルのように、エポキシ樹脂により絶縁を確保すると、以下の問題点が生じる。すなわち、ヒートシンク１０１、パワートランジスタ１０２、混成集積回路１０３、シリコーンゴム１０５、アルミニウムワイヤ１０６、アルミニウムワイヤ１０７、イグナイタ端子１０４の一部は、二重の樹脂層により覆われている。つまり、これらの部材は、モールド樹脂１０８およびエポキシ樹脂１１１により、二重に覆われている。このため、点火コイル製造時において、モールド樹脂１０８により上記部材を封止しイグナイタ１００を作製する工程と、作製したイグナイタ１００を台座１１３に載置しエポキシ樹脂１１１を注入し硬化させる工程と、が別個独立して必要となる。したがって、製造工程が複雑化する。また、製造コストも上昇する。また、二重の樹脂層を備えるため、点火コイルの構造も複雑化する。また、外部との電気的接続も二重になっている。
【０００７】
本発明の点火コイルは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、製造コストが低く、構造が単純で、小型化が可能な点火コイルを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記課題を解決するため、本発明の点火コイルは、外部回路に電気的に接続されたコネクタと、該コネクタから給電された電流を断続するスイッチング素子を有するイグナイタと、断続された該電流により所定の電圧を発生する一次コイル部と、発生した該電圧を昇圧し点火プラグに印加する二次コイル部と、該一次コイル部と該二次コイル部との間において硬化し該一次コイル部と該二次コイル部との絶縁を確保する樹脂絶縁材とを備えてなる点火コイルであって、該イグナイタは該樹脂絶縁材からなる外殻を持つとともに該樹脂絶縁材によって封止され、該外殻は該樹脂絶縁材を該一次コイル部と該二次コイル部との間に注入するときに形成され、該イグナイタと該樹脂絶縁材との間には該イグナイタの表面を覆う緩和部材が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
つまり、本発明の点火コイルは、イグナイタの外殻を、一次コイル部と二次コイル部との絶縁を確保する樹脂絶縁材により形成するものである。すなわち、例えば、前出の図８において、モールド樹脂１０８を無くし、エポキシ樹脂１１１によりイグナイタ１００に収納される部材を直接封止するものである。そして、イグナイタと樹脂絶縁材との間に緩衝部材を設けるものである。イグナイタと樹脂絶縁材との間に緩衝部材を設けることで、樹脂絶縁材とイグナイタとの間の熱応力を緩和することができる。
【００１０】
本発明の点火コイルによると、樹脂絶縁材が固体である。このため、絶縁に電気絶縁油を使用する場合と比較して、シール機構が簡単で済む。
【００１１】
また、本発明の点火コイルによると、イグナイタに収納される部材は、単一層の樹脂絶縁材により覆われている。このため、点火コイル製造時において、別途、モールド樹脂によりイグナイタに収納される部材を封止する工程は不要である。
【００１２】
このように、本発明の点火コイルは、シール機構が簡単なため、また単一層の樹脂絶縁材により覆われているため、構造が単純である。また、製造工程が簡単である。また、製造コストが低い。
【００１３】
また、本発明の点火コイルは、シール機構が簡単なため、小型化が容易である。したがって、プラグホールに直接搭載されるため外周径が規制されるスティックタイプの点火コイルとして具現化するのに好適である。
【００１４】
（２）好ましくは、前記緩衝部材はシリコーンゴムからなるとよい。シリコーンゴムは、耐熱性、耐寒性、柔軟性に優れている。このため、樹脂絶縁部材とイグナイタとの間の熱応力を緩和でき、また、周囲の温度変化により劣化し難い。
（３）好ましくは、さらに、前記イグナイタの前記コネクタに対する位置決めを行う位置決め手段を持つ構成とする方がよい。イグナイタはコネクタと結線される。本構成によると、位置決め手段により、イグナイタのコネクタに対する位置が固定されている。このため、結線作業が容易になる。また、本構成によると、樹脂絶縁材注入時におけるイグナイタのがたつきを抑制することができる。
【００１５】
（４）好ましくは、前記イグナイタは、さらに、前記スイッチング素子が固定されるヒートシンクを備え、前記位置決め手段は、該ヒートシンクと前記コネクタとを連結する連結部材である構成とする方がよい。ヒートシンクは、比較的堅牢であり体積が大きい。このため、ヒートシンクを連結部材により保持して位置決めを行うと、イグナイタの固定性が向上する。したがって、結線時や樹脂絶縁材注入時におけるイグナイタのがたつきを抑制することができる。
【００１６】
また、連結部材は、イグナイタとコネクタとを連結している。このため、本構成によると、イグナイタとコネクタとを一体に取り扱うことが出来る。このため、点火コイル製造時に、まずイグナイタとコネクタとを連結し、次にこの状態でイグナイタとコネクタとを結線し、それから結線した両部材を点火コイルに搭載することができる。すなわち、予め結線してから、イグナイタを点火コイルに搭載することができる。したがって、本構成によると、結線作業が容易になる。
【００１７】
（５）好ましくは、前記イグナイタは、さらに、前記スイッチング素子を制御する制御回路を収納する構成とする方がよい。本構成によると、スイッチング素子だけでなく制御回路もイグナイタに収納され樹脂絶縁材により封止されている。このため、別途、制御回路を単独で配置する場合と比較して、制御回路とイグナイタとを結ぶ配線が不要となる。このため、点火コイルの取り扱い性が向上する。
【００１８】
（６）好ましくは、前記樹脂絶縁材の線膨張係数は、前記イグナイタを形成する材料のうち最も線膨張係数が小さい材料の線膨張係数を１００％として、７５０％以下に設定されている構成とする方がよい。
【００１９】
樹脂絶縁材の線膨張係数を、イグナイタを形成する材料のうち最も線膨張係数が小さい材料の線膨張係数を１００％として、７５０％以下となるように設定したのは、７５０％を超えると樹脂絶縁材やイグナイタに熱応力による不具合が発生するおそれがあるためである。
【００２０】
すなわち、樹脂絶縁材の線膨張係数と、イグナイタを形成する材料の線膨張係数とが著しく異なる場合、周囲の温度変化に伴う熱膨張、熱収縮により、樹脂絶縁材やイグナイタに大きな熱応力が加わるおそれがある。そして、この熱応力により例えばクラックなどの不具合が発生するおそれがある。
【００２１】
本構成によると、樹脂絶縁材およびイグナイタを構成する各部材を形成する材料の線膨張係数の格差が小さい。したがって、樹脂絶縁材やイグナイタに加わる熱応力を緩和することができる。このため、本構成の点火コイルは、信頼性が高く、また寿命が長い。
【００２２】
（７）好ましくは、前記樹脂絶縁材の線膨張係数は、２５ｐｐｍ／Ｋ以下に設定されている構成とする方がよい。樹脂絶縁材の線膨張係数を２５ｐｐｍ／Ｋ以下に設定したのは、２５ｐｐｍ／Ｋを超えると樹脂絶縁材やイグナイタに熱応力による不具合が発生するおそれがあるためである。
（８）好ましくは、前記緩和部材は、前記イグナイタと前記樹脂絶縁材との間の熱応力を緩和するのがよい。
【００２３】
すなわち、イグナイタを構成する各部材のうち例えば半導体などに使用されるＳｉの線膨張係数は３．５ｐｐｍ／Ｋと比較的小さい。したがって、このＳｉの線膨張係数に対して、樹脂絶縁材の線膨張係数が過剰に大きいと、樹脂絶縁材やイグナイタに大きな熱応力が加わることになる。
【００２４】
本構成によると、樹脂絶縁材とＳｉとの線膨張係数の格差が小さい。したがって、樹脂絶縁材やイグナイタに加わる熱応力を緩和することができる。このため、本構成の点火コイルは、信頼性が高く、また寿命が長い。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の点火コイルの実施の形態について説明する。
【００２６】
（１）第一実施形態
まず、本実施形態の点火コイルの構成について説明する。図１に、本実施形態の点火コイルの軸方向断面図を示す。図２に、本実施形態の点火コイルの外観図を示す。なお、図２においてエポキシ樹脂は透過して示す。スティックタイプの点火コイル１は、エンジンブロックの上部において、気筒毎に形成されたプラグホール（図略）内に収納されている。また、点火コイル１は、後述するように、点火プラグ（図略）と図中下側において接続されている。
【００２７】
点火コイル１は、ハウジング２を備えている。このハウジング２は、樹脂製であり上方に向かって拡径する段付筒状を呈している。段差よりも下部は、円筒状を呈している。一方、段差よりも上部は、矩形状を呈している。そして、ハウジング２の上端部には、広口部２０が形成されている。また広口部２０の側壁の一部には、切り欠き窓２１が形成されている。
【００２８】
ハウジング２の内部には、中心コア部５と一次スプール３と一次コイル部３０と二次スプール４と二次コイル部４０とコア調芯部材６１とイグナイタ９と連結部材１０とが、それぞれ収納されている。
【００２９】
このうち中心コア部５は、中心コア５４と弾性部材５０と熱収縮チューブ５２とからなる。中心コア５４は、幅の異なる短冊状の珪素鋼板５４０を直径方向に積層して形成されており、棒状を呈している。弾性部材５０は単泡スポンジ製であって円柱状を呈している。弾性部材５０は、中心コア５４の上下両端に配置されている。熱収縮チューブ５２は、加熱により収縮する樹脂製である。熱収縮チューブ５２は、中心コア５４および弾性部材５０を外周側から被覆している。
【００３０】
二次スプール４は、樹脂製であって有底円筒状を呈している。二次スプール４は、中心コア部５と同軸的に、かつ中心コア部５の外周側隣りに配置されている。二次コイル部４０は、二次スプール４の外周面に巻回された導線からなる。また、二次スプール４の上端面には、スプール側係合爪４１が立設されている。スプール側係合爪４１は、周方向に９０゜ずつ離間して、合計三つ配置されている。
【００３１】
一次スプール３は、二次スプール４と同軸的に、かつ二次スプール４の外周側隣りに配置されている。一次コイル部３０は、一次スプール３の外周側に巻回された導線からなる。また、一次コイル部３０の外周側には、一枚もしくは複数枚の珪素鋼板からなり、長手方向に貫通するスリットの入った円筒状の外周コア（図略）が配置されている。
【００３２】
コネクタ６は、樹脂製であって角筒状を呈している。コネクタ６は、切り欠き窓２１からハウジング２外方に突出して配置されている。コネクタ６には、複数のコネクタ端子６００がインサート成形されている。コア調芯部材６１は、平板状を呈している。コア調芯部材６１は、広口部２０のほぼ中央に配置されている。コア調芯部材６１の下面からは、調芯リブ６３および調芯部材側係合爪６６が立設されている。調芯リブ６３は、リング状を呈している。調芯リブ６３は、中心コア部５と二次スプール４との間に上方から介挿されている。また、調芯部材側係合爪６６は、周方向に９０゜ずつ離間して、合計三つ配置されている。調芯部材側係合爪６６は、前記スプール側係合爪４１に係止されている。
【００３３】
イグナイタ９は、パワートランジスタや混成集積回路やヒートシンクなどを収納している。なお、パワートランジスタは、本発明のスイッチング素子に含まれる。また、混成集積回路は、本発明の制御回路に含まれる。イグナイタ９は、ＥＣＵ（図略）および一次コイル部３０に電気的に接続されている。なお、ＥＣＵは本発明の外部回路に含まれる。イグナイタ９については後述する。また、コネクタ６とヒートシンクとは連結部材１０により連結されている。連結部材１０についても後述する。
【００３４】
エポキシ樹脂８は、ハウジング２内に配置された上記部材間に介在している。このエポキシ樹脂８は、エポキシプリポリマと硬化剤とを、広口部２０から真空引きしたハウジング２内に注入することにより、上記部材間に浸透し硬化する。エポキシ樹脂８の線膨張係数は、１０ｐｐｍ／Ｋに調整されている。なお、エポキシ樹脂８は、本発明の樹脂絶縁材に含まれる。
【００３５】
高圧タワー部７は、ハウジング２の下方に配置されている。高圧タワー部７は、タワーハウジング７０と高圧ターミナル７１とスプリング７２とプラグキャップ７３とを備えている。
【００３６】
タワーハウジング７０は、樹脂製であって円筒状を呈している。タワーハウジング７０の内周側中程には、上方に突出するボス部７４が形成されている。高圧ターミナル７１は、金属製であって下向き開口７６を持つカップ状を呈している。下向き開口７６には、ボス部７４が挿入されている。すなわち、ボス部７４により高圧ターミナル７１が支持されている。また、高圧ターミナル７１の上端面中央からは、上方に突出する凸部７５が配置されている。この凸部７５は、前記二次スプール４の下端開口４２に挿入されている。また、凸部７５は、二次コイル部４０と電気的に接続されている。
【００３７】
スプリング７２は、螺旋状を呈している。スプリング７２の上端は、高圧ターミナル７１の開口７６に止着されている。スプリング７２には、点火プラグが弾接している。
【００３８】
プラグキャップ７３は、ゴム製であって円筒状を呈している。このプラグキャップ７３は、タワーハウジング７０の下端部に環装されている。プラグキャップ７３の内周側には、点火プラグが圧入され弾接している。
【００３９】
次に、本実施形態の点火コイル１の通電時の動きについて説明する。ＥＣＵからの制御信号は、コネクタ６を介して、イグナイタ９に伝達される。イグナイタ９により電流の断続が行われると、自己誘導作用により一次コイル部３０に所定の電圧が発生する。この電圧が、一次コイル部３０と二次コイル部４０との相互誘導作用により、昇圧される。そして、昇圧により発生した高電圧が、二次コイル部４０から、高圧ターミナル７１およびスプリング７２を介して、点火プラグに伝達される。この高電圧により、点火プラグのギャップに火花が発生する。
【００４０】
次に、イグナイタ９の構成について詳しく説明する。図３に、本実施形態の点火コイルのイグナイタ付近の拡大断面図を示す。図に示すように、イグナイタ９は、ヒートシンク９０とパワートランジスタ９１と混成集積回路９２とを備える。ヒートシンク９０は、線膨張係数が１７ｐｐｍ／Ｋの銅製であって、平板状を呈している。ヒートシンク９０は、コネクタ６に固定された連結部材１０の凹部に、圧入されている。パワートランジスタ９１は、ヒートシンク９０に、はんだ付けされている。混成集積回路９２は、回路基板９２０と素子９２１とからなる。素子９２１は、主に、線膨張係数が３．５ｐｐｍ／ＫのＳｉにより形成されている。回路基板９２０は、セラミック製であって平板状を呈している。回路基板９２０は、ヒートシンク９０に接着されている。複数の素子９２１は、回路基板９２０にはんだ付けされている。パワートランジスタ９１と混成集積回路９２とは、アルミニウムワイヤ９３により結線されている。混成集積回路９２とコネクタ端子６００とは、アルミニウムワイヤ９４により結線されている。混成集積回路９２は、シリコーンゴム９５により覆われている。なお、シリコーンゴム９５は、エポキシ樹脂８と混成集積回路９２との間の熱応力を緩和する役割を有する。これらの部材は、エポキシ樹脂８により、前記一次コイル部３０や二次コイル部４０などとともに封止されている。言い換えると、図中一点鎖線で示すように、イグナイタ９の外殻９６はエポキシ樹脂８により形成されている。
【００４１】
次に、本実施形態の点火コイルの組み付け方法について説明する。図４に、イグナイタを連結部材に組み付けている状態を示す。図に示すように、コネクタ６は、前出の図３に示す組み付け後の状態に対して、ちょうど上下逆さまに配置されている。逆さまにした連結部材１０の上面には、凹部１１が形成されている。
【００４２】
組み付けにおいては、まず、コネクタ６を作製する。そして、連結部材１０をコネクタ６に固定する。なお、コネクタ６と連結部材１０とは、一体に成形されていてもよい。並びに、ヒートシンク９０にパワートランジスタ９１および混成集積回路９２を固定する。次いで、凹部１１に、図中白抜き矢印で示すように、ヒートシンク９０を圧入する。図５に、イグナイタをコネクタに結線している状態を示す。次に、混成集積回路９２とコネクタ端子６００とをアルミニウムワイヤ９４により結線する。具体的には、アルミニウムワイヤ９４を、超音波ボンディングにより、混成集積回路９２およびコネクタ端子６００に接合する。並びに、混成集積回路９２とパワートランジスタ９１とをアルミニウムワイヤ９３により結線する。具体的には、アルミニウムワイヤ９３を、超音波ボンディングにより、混成集積回路９２およびパワートランジスタ９１に接合する。このようにして、コネクタ端子６００と混成集積回路９２とパワートランジスタ９１との導通を確保する。その後、混成集積回路９２の上面をシリコーンゴム（図略）により封止する。
【００４３】
それから、イグナイタ９とコネクタ６との結合体を、予め一次コイル部や二次コイル部などの部材が収納されたハウジングに組み付ける。具体的には、前出の図２に示すように、切り欠き窓２１にコネクタ６を嵌合することにより、イグナイタ９とコネクタ６との結合体を、ハウジング２に組み付ける。そして、ハウジング２内を真空引きしながら、エポキシ樹脂８を広口部２０から注入する。最後に、注入したエポキシ樹脂８を、各部材間に浸透させ、熱硬化させる。このようにして、本実施形態の点火コイルは組み付けられる。
【００４４】
次に、本実施形態の点火コイルの効果について説明する。本実施形態の点火コイル１によると、樹脂絶縁材として固体のエポキシ樹脂８を使用している。このため、シール機構が簡単である。
【００４５】
また、本実施形態の点火コイル１によると、イグナイタ９に収納されるヒートシンク９０やパワートランジスタ９１や混成集積回路９２などの部材は、単一層のエポキシ樹脂８により覆われている。このため、点火コイル製造時において、別途、モールド樹脂により上記部材を封止する工程は不要である。
【００４６】
また、本実施形態の点火コイル１は、位置決め手段として連結部材１０を備えている。このため、イグナイタ９とコネクタ６とを一体に取り扱うことができる。したがって、イグナイタ９とコネクタ６との結線を済ませてから、これら両部材の結合体をハウジング２に配置することができる。すなわち、製造時における取り扱い性に優れている。また、ヒートシンク９０は、凹部１１に圧入されている。このため、イグナイタ９がコネクタ６に対してがたつかない。したがって、結線作業が容易である。また、エポキシ樹脂８の注入作業が容易である。
【００４７】
また、本実施形態の点火コイル１は、イグナイタ９にパワートランジスタ９１とともに混成集積回路９２が収納されている。このため、混成集積回路９２を点火コイル１外部に配置した場合と比較して、点火コイル１の取り扱い性に優れている。
【００４８】
また、本実施形態の点火コイル１のエポキシ樹脂８の線膨張係数は１０ｐｐｍ／Ｋである。一方、ヒートシンク９０を形成する銅の線膨張係数は１７ｐｐｍ／Ｋである。また、素子９２１に含まれるＳｉの線膨張係数は３．５ｐｐｍ／Ｋである。つまり、エポキシ樹脂８の線膨張係数は、銅の線膨張係数およびＳｉの線膨張係数のほぼ中央値となるように設定されている。このため、本実施形態の点火コイル１によると、エポキシ樹脂８やイグナイタ９に加わる熱応力を緩和することができる。したがって、本実施形態の点火コイル１は、信頼性が高く、また寿命が長い。また、本実施形態の点火コイル１には、前出の図８に示すイグナイタ端子１０４が配置されていない。このため、部品点数が少なくて済む。
【００４９】
（２）第二実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、位置決め手段がハウジングに固定されている点である。また、コネクタとイグナイタとが一体に取り扱われない点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００５０】
図６に、本実施形態の点火コイルのイグナイタ付近の拡大断面図を示す。なお、図３と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、位置決め手段１２は、ハウジングの広口部２０に固定されている。また、位置決め手段１２の上面には、上向きに凹部１１が形成されている。この凹部１１に、イグナイタ９のヒートシンク９０が上方から圧入されている。すなわち、第一実施形態に対して、本実施形態ではイグナイタ９と位置決め手段１２との位置関係が上下逆さまになっている。
【００５１】
本実施形態の点火コイル１の組み付けは以下の手順により行う。まず、ハウジング内に一次コイル部や二次コイル部などの部材を収納する。次に、コネクタ６を広口部２０の切り欠き窓に嵌合する。並びに、イグナイタ９を凹部１１に圧入する。それから、コネクタ端子６００と混成集積回路９２とをアルミニウムワイヤ９４により結線する。並びに、混成集積回路９２とパワートランジスタ９１とをアルミニウムワイヤ９３により結線する。そして、混成集積回路９２をシリコーンゴム９５により覆う。最後に、真空引きしたハウジング内に広口部２０からエポキシ樹脂８を注入し硬化させる。
【００５２】
本実施形態の点火コイル１によると、イグナイタ９が位置決め手段１２の上面の凹部１１に圧入されている。このため、エポキシ樹脂８注入時において、イグナイタ９が位置決め手段１２から脱落しにくい。
【００５３】
本実施形態の点火コイル１のように、位置決め手段１２をハウジングの広口部２０に固定しても、イグナイタ９のコネクタ６に対する位置決めを行うことができる。このため、結線作業およびエポキシ樹脂８の注入作業が容易になる。
【００５４】
（３）第三実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、スティックタイプではない点火コイルに本発明を具現化している点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００５５】
図７に、本実施形態の点火コイルの軸方向断面図を示す。なお、図１および図３と対応する部位については同じ符号で示す。点火コイル１は、樹脂製のハウジング２を備えている。ハウジング２の内部には、コア５５、一次スプール（図略）、一次コイル部（図略）、二次スプール４、二次コイル部４０、連結部材１０、高圧ターミナル７１、仕切り板２２が、それぞれ収納されている。
【００５６】
コア５５は、Ｃ字状のコアを組み付けた断面ロ字状を呈している。一次スプールは、樹脂製であって角筒状を呈している。一次スプールは、コア５５の外周側に配置されている。一次コイル部は、一次スプールの外周面に巻回された導線からなる。二次スプール４は、樹脂製であって角筒状を呈している。二次スプール４は、一次コイル部の外周側に配置されている。二次コイル部４０は、二次スプール４の外周面に巻回された導線からなる。
【００５７】
コネクタ６は、樹脂製であって角筒状を呈している。コネクタ６は、ハウジング２外方に突出して配置されている。コネクタ６には、複数のコネクタ端子６００がインサート成形されている。連結部材１０は、コネクタ６と一体に形成されている。イグナイタ９は、パワートランジスタ９１や混成集積回路９２やヒートシンク９０などを収納している。ヒートシンク９０は、連結部材１０の凹部に圧入固定されている。
【００５８】
エポキシ樹脂８は、ハウジング２内に配置された上記部材間に介在している。このエポキシ樹脂８は、エポキシプリポリマと硬化剤とをハウジング２内に注入することにより、上記部材間に浸透し硬化する。高圧ターミナル７１は、二次コイル部４０と電気的に接続されている。
【００５９】
本実施形態の点火コイルの組み付けは以下の手順により行われる。まず、コネクタ６と連結部材１０とを一体に作製する。並びに、ヒートシンク９０にパワートランジスタ９１および混成集積回路９２を固定する。次に、連結部材１０の凹部にイグナイタ９のヒートシンク９０を圧入する（図４参照）。それから、パワートランジスタ９１と混成集積回路９２との結線を行う。並びに、混成集積回路９２とコネクタ端子６００の結線を行う（図５参照）。その後、一次コイル部や二次コイル部４０が収納されたハウジング２の仕切り板２２上方のスペースに、イグナイタ９とコネクタ６との結合体を組み付け、さらにＣ字状のコアを両側からはめ込みコア５５を組み付ける。そして、ハウジング２内にエポキシ樹脂８を注入する。最後に、エポキシ樹脂８を各部材間に浸透させ、熱硬化させる。
【００６０】
本実施形態の点火コイル１によると、第一実施形態の点火コイルと同様の効果を得ることができる。すなわち、点火コイル１には電気絶縁油用のシール機構は不要である。また、点火コイル製造時において、別途、モールド樹脂によりイグナイタ９に収納される部材を封止する工程は不要である。
【００６１】
また、位置決め手段として連結部材１０を備えているため、イグナイタ９とコネクタ６とを一体に取り扱うことができる。したがって、製造時における取り扱い性に優れている。また、ヒートシンク９０は、凹部に圧入されている。このため、結線作業が容易である。また、エポキシ樹脂８の注入作業が容易である。また、イグナイタ９に混成集積回路９２が収納されている。このため、点火コイル１の取り扱い性に優れている。
【００６２】
また、本実施形態の点火コイル１のエポキシ樹脂８の線膨張係数は１０ｐｐｍ／Ｋである。一方、ヒートシンク９０を形成する銅の線膨張係数は１７ｐｐｍ／Ｋである。また、素子９２１に含まれるＳｉの線膨張係数は３．５ｐｐｍ／Ｋである。つまり、エポキシ樹脂８の線膨張係数は、銅の線膨張係数およびＳｉの線膨張係数のほぼ中央値となるように設定されている。このため、エポキシ樹脂８やイグナイタ９に加わる熱応力を緩和することができる。
【００６３】
また、本実施形態の点火コイル１の連結部材１０は、コネクタ６と一体に形成されている。このため、本実施形態によると、点火コイル組み付け時に、別途コネクタ６に連結部材１０を固定する工程は不要である。したがって、製造工程を簡略化できる。
【００６４】
（４）その他
以上、本発明の点火コイルの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。例えば、樹脂絶縁材８の線膨張係数の調整方法は特に限定しない。例えば、樹脂絶縁材８中にフィラーを分散させることにより線膨張係数を調整してもよい。また、樹脂絶縁材８の線膨張係数は、ヒートシンク９０を形成する銅の線膨張係数および素子９２１に含まれるＳｉの線膨張係数のほぼ中央値となるように設定しなくてもいい。例えば、より線膨張係数の小さいＳｉの線膨張係数に近い値としてもよい。また、比較的ヒートシンク９０の体積が大きいことに鑑みて、銅の線膨張係数に近い値としてもよい。また、コネクタ６は、コネクタ端子６００を有しなくてもよい。例えば、コネクタ６は、単なるワイヤでもよい。すなわち、外部回路とイグナイタ９とを電気的に接続できればよい。また、イグナイタ９は、ヒートシンク９０や制御回路９２を有しなくてもよい。例えば、スイッチング素子９１単体でもよい。また、シリコーンゴム９５についても有しなくてもいい。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によると、製造コストが低く、構造が単純で、小型化が可能な点火コイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第一実施形態の点火コイルの軸方向断面図である。
【図２】 第一実施形態の点火コイルの外観図である。
【図３】 第一実施形態の点火コイルのイグナイタ付近の拡大断面図である。
【図４】 第一実施形態の点火コイルのイグナイタを連結部材に組み付けている状態を示す図である。
【図５】 第一実施形態の点火コイルのイグナイタをコネクタに結線している状態を示す図である。
【図６】 第二実施形態の点火コイルのイグナイタ付近の拡大断面図である。
【図７】 第三実施形態の点火コイルの軸方向断面図である。
【図８】 従来の点火コイルのイグナイタ付近の拡大断面図である。
【符号の説明】
１：点火コイル、２：ハウジング、２０：広口部、２１：切り欠き窓、２２：仕切り板、３：一次スプール、３０：一次コイル部、４：二次スプール、４０：二次コイル部、４１：スプール側係合爪、４２：下端開口、５：中心コア部、５０：弾性部材、５２：熱収縮チューブ、５４：中心コア、５４０：珪素鋼板、５５：コア、６：コネクタ、６００：コネクタ端子、６１：コア調芯部材、６３：調芯リブ、６６：調芯部材側係合爪、７：高圧タワー部、７０：タワーハウジング、７１：高圧ターミナル、７２：スプリング、７３：プラグキャップ、７４：ボス部、７５：凸部、７６：下向き開口、８：エポキシ樹脂（樹脂絶縁材）、９：イグナイタ、９０：ヒートシンク、９１：パワートランジスタ（スイッチング素子）、９２：混成集積回路（制御回路）、９２０：回路基板、９２１：素子、９３：アルミニウムワイヤ、９４：アルミニウムワイヤ、９５：シリコーンゴム、９６：外殻、１０：連結部材、１１：凹部、１２：位置決め手段。

Claims (18)

1. 外部回路に電気的に接続されたコネクタと、該コネクタから給電された電流を断続するスイッチング素子を有するイグナイタと、断続された該電流により所定の電圧を発生する一次コイル部と、発生した該電圧を昇圧し点火プラグに印加する二次コイル部と、該一次コイル部と該二次コイル部との間において硬化し該一次コイル部と該二次コイル部との絶縁を確保する樹脂絶縁材とを備えてなる点火コイルであって、
   該イグナイタは該樹脂絶縁材からなる外殻を持つとともに該樹脂絶縁材によって封止され、
   該外殻は該樹脂絶縁材を該一次コイル部と該二次コイル部との間に注入するときに形成され、
   該イグナイタと該樹脂絶縁材との間には該イグナイタの表面を覆う緩和部材が設けられていることを特徴とする点火コイル。
2. 前記緩和部材はシリコーンゴムからなることを特徴とする請求項１に記載の点火コイル。
3. さらに、前記イグナイタの前記コネクタに対する位置決めを行う位置決め手段を持つ請求項１又は２に記載の点火コイル。
4. 前記イグナイタは、さらに、前記スイッチング素子が固定されるヒートシンクを備え、前記位置決め手段は、該ヒートシンクと前記コネクタとを連結する連結部材である請求項３に記載の点火コイル。
5. 前記イグナイタは、さらに、前記スイッチング素子を制御する制御回路を収納する請求項１又は２に記載の点火コイル。
6. 前記樹脂絶縁材の線膨張係数は、前記イグナイタを形成する材料のうち最も線膨張係数が小さい材料の線膨張係数を１００％として、７５０％以下に設定されている請求項１又は２に記載の点火コイル。
7. 前記樹脂絶縁材の線膨張係数は、２５ｐｐｍ／Ｋ以下に設定されている請求項１又は２に記載の点火コイル。
8. 前記緩和部材は、前記イグナイタと前記樹脂絶縁材との間の熱応力を緩和する請求項１又は２に記載の点火コイル。
9. 前記樹脂絶縁材は、前記樹脂絶縁材を前記一次コイル部と前記二次コイル部との間に注入するときに、前記緩和部材が設けられた前記イグナイタの全周を覆う請求項１に記載の点火コイル。
10. 外部回路に電気的に接続されたコネクタと、該コネクタから給電された電流を断続するスイッチング素子を有するイグナイタと、断続された該電流により所定の電圧を発生する一次コイル部と、発生した該電圧を昇圧し点火プラグに印加する二次コイル部と、該一次コイル部と該二次コイル部との間において硬化し該一次コイル部と該二次コイル部との絶縁を確保する樹脂絶縁材とを備えてなり、該イグナイタは該樹脂絶縁材からなる外殻を持つとともに該樹脂絶縁材によって封止され、該イグナイタと該樹脂絶縁材との間には該イグナイタの表面を覆う緩和部材が設けられている点火コイルを製造する方法であって、
    該樹脂絶縁材を該一次コイル部と該二次コイル部との間に注入するときに、該樹脂絶縁材によって該イグナイタの外殻をも形成することを特徴とする点火コイルの製造方法。
11. 前記緩和部材はシリコーンゴムからなることを特徴とする請求項１０に記載の点火コイルの製造方法。
12. さらに、前記イグナイタの前記コネクタに対する位置決めを行う位置決め手段を持つ請求項１０又は１１に記載の点火コイルの製造方法。
13. 前記イグナイタは、さらに、前記スイッチング素子が固定されるヒートシンクを備え、前記位置決め手段は、該ヒートシンクと前記コネクタとを連結する連結部材である請求項１２に記載の点火コイルの製造方法。
14. 前記イグナイタは、さらに、前記スイッチング素子を制御する制御回路を収納する請求項１０又は１１に記載の点火コイルの製造方法。
15. 前記樹脂絶縁材の線膨張係数は、前記イグナイタを形成する材料のうち最も線膨張係数が小さい材料の線膨張係数を１００％として、７５０％以下に設定されている請求項１０又は１１に記載の点火コイルの製造方法。
16. 前記樹脂絶縁材の線膨張係数は、２５ｐｐｍ／Ｋ以下に設定されている請求項１０又は１１に記載の点火コイルの製造方法。
17. 前記緩和部材は、前記イグナイタと前記樹脂絶縁材との間の熱応力を緩和する請求項１０又は１１に記載の点火コイルの製造方法。
18. 前記樹脂絶縁材は、前記樹脂絶縁材を前記一次コイル部と前記二次コイル部との間に注入するときに、前記緩和部材が設けられた前記イグナイタの全周を覆う請求項１０に記載の点火コイルの製造方法。

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