JP6170282B2 - Ignition coil for internal combustion engines - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関用の点火コイルに関するものである。 The present invention relates to an ignition coil for an internal combustion engine.
従来より、ケース内に鉄芯と1次コイルと2次コイルを備え、熱硬化性を有したモールド樹脂により固定し絶縁される内燃機関用の点火コイルにおいて、動作時の高温と停止時放置時の低温の冷熱ストレスにより、外周鉄芯の熱膨張によりモールド樹脂に剥離やクラックが生じる場合がある。 Conventionally, an ignition coil for an internal combustion engine that has an iron core, a primary coil, and a secondary coil in a case, and is fixed and insulated by a thermosetting mold resin, when the operation is at a high temperature and when left at a stop Due to the low-temperature thermal stress, peeling or cracking may occur in the mold resin due to thermal expansion of the outer peripheral iron core.
このような問題を解決するために、外周鉄芯の周囲に配置されたカバーが絶縁樹脂と密着する素材のコアカバーと逆に絶縁樹脂と剥離する素材のコアカバーで構成しているものが提案されており、例えば、特許第3900149号公報(以下「特許文献1」)が提案されている。
In order to solve such problems, it is proposed that the cover arranged around the outer peripheral iron core is composed of a core cover made of a material that peels away from the insulating resin, contrary to a core cover made of a material that adheres to the insulating resin. For example, Japanese Patent No. 3900169 (hereinafter referred to as “
上記特許文献1とする点火コイルの上面断面図を図6に示す。図6において特許文献1では、1次コイル10と2次コイル20と、1次コイル10の内側に配置されたセンターコア30とで構成されたトランスと、2次コイル20の外側に配置されセンターコア30で発生した磁束を回帰させるサイドコア40と、サイドコア40の周囲に配置されたカバー200a,200bと、これら部品類を収納するケース70と、ケース70内で部品類を固定するための絶縁樹脂90とを備えた点火コイルにおいて、カバー200a,200bは、絶縁樹脂90と密着する素材の第1のコアカバー200aと、絶縁樹脂90と剥離する素材の第2のコアカバー200bの2種類のカバーで構成され、サイドコア40とトランスとの間において、絶縁樹脂90、第1のコアカバー200a、第2のコアカバー200bの少なくとも3層構造をなし、サイドコア40側に第2のコアカバー200bを配置し、トランス側に第1のコアカバー200aを配置している。
FIG. 6 shows a top sectional view of the ignition coil described in
しかしながら上記従来の点火コイルでは次のような問題が生じている。即ち、特許文献1の点火コイルでは、カバーが絶縁樹脂と密着する素材のコアカバーと逆に絶縁樹脂と剥離する素材のコアカバーで構成されているので、絶縁樹脂と剥離しやすい部分による緩衝作用となり、必要な部分での絶縁樹脂の剥離やクラックを防止でき、部品への歪を緩和しているが、絶縁樹脂と剥離する素材のコアカバーと外周鉄芯(サイドコア)の間の絶縁樹脂が外周鉄芯(サイドコア)のエッジによって発生したクラックがケース開口表面まで波及する問題が生じる。また、ケース開口表面まで達したクラックから点火コイル内に水滴などが侵入する問題も生じる。
However, the conventional ignition coil has the following problems. That is, in the ignition coil of
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、外周鉄芯のエッジから発生するクラックを防ぐとともに、エンジンルーム内の限られたスペースに収めることができる小型の点火コイルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a small ignition coil that can prevent cracks generated from the edge of an outer peripheral iron core and can be accommodated in a limited space in an engine room. .
上記課題を解決するために本発明は次のような構成とする。即ち、中心鉄芯及び外周鉄芯からなる鉄芯と、1次コイルと、2次コイルと、当該鉄芯及び1次コイル及び2次コイルの収容部及び当該収容部に対し空間的連通状態を形成する開口部を有するケースと、当該ケース内に充填されるモールド樹脂と、前記鉄芯に積層される第1のカバー及び第2のカバーと、を備え、
前記第1のカバーは、前記第2のカバーよりも、前記鉄芯と前記モールド樹脂との間の固定関係を剥離させ易い材質であって、且つ、前記第1のカバーから前記鉄芯を露出させている閉じた露出領域が形成されており、
前記露出領域は、前記第1のカバーのうち、二次コイル対向面に対して前記開口部よりに形成されており、
前記鉄芯の周りの積層構造は、前記鉄芯へ前記第2のカバーを伴わずに前記第1のカバーが積層された第1の積層構造と、前記鉄芯に与えられた前記露出領域へ前記第1のカバーを伴わずに前記第2のカバーが積層された第2の積層構造と、前記鉄芯,前記第1のカバー,前記第2のカバーの順にて形成された第3の積層構造と、を備え、
前記第1の積層構造は、前記モールド樹脂の樹脂面及び前記第2のカバーに遮られて、外部環境へ臨む露出箇所が存在していないこととする。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows. That is, an iron core composed of a central iron core and an outer peripheral iron core, a primary coil, a secondary coil, a housing portion of the iron core, the primary coil, and the secondary coil, and a spatial communication state with respect to the housing portion. A case having an opening to be formed, a mold resin filled in the case, and a first cover and a second cover laminated on the iron core ,
The first cover is made of a material that is easier to peel the fixing relationship between the iron core and the mold resin than the second cover, and the iron core is exposed from the first cover. A closed exposed area is formed,
The exposed region is formed from the opening with respect to the secondary coil facing surface of the first cover,
The laminated structure around the iron core includes a first laminated structure in which the first cover is laminated on the iron core without the second cover, and the exposed region given to the iron core. A second laminated structure in which the second cover is laminated without the first cover, and a third laminated structure formed in the order of the iron core, the first cover, and the second cover. A structure,
The first laminated structure is shielded by the resin surface of the mold resin and the second cover, and there is no exposed portion facing the external environment .
特に、前記第3の積層構造は、前記モールド樹脂の表面部に配置されてもよい。また、記第1のカバーは、前記第2のカバーの有する弾性よりも高い弾性を有した部材から成形され、前記第2のカバーは、前記第1のカバーに嵌合して固定されてもよい。 In particular, the third laminated structure may be disposed on the surface portion of the mold resin . The first cover may be formed from a member having elasticity higher than that of the second cover, and the second cover may be fitted and fixed to the first cover. Good.
また、前記第1のカバーは、前記外周鉄芯の角部に配置されていてもよい。さらに、前記第2のカバーは、ポリブチレンテレフタレート、又はポリエチレンテレフタレートから成形され、前記第1のカバーは、エラストマ、又はシリコンから成形されてもよい。
The first cover may be disposed at a corner of the outer peripheral iron core. Further, the second cover, polybutylene terephthalate, or molded from polyethylene terephthalate, the first cover, the elastomer, or may be molded from silicon.
上記の通り、外周鉄芯は、鉄芯の磁路がケースの開口面と垂直方向の向きに配置されるとともに、2次コイルと対向する面及び側面の少なくとも一部の外周に前記モールド樹脂と剥離する第1のカバーを備え、第1のカバーは、少なくとも周囲の一部が前記モールド樹脂と接着する第2のカバーに覆われ、第2のカバーは、第2のカバー突出部がモールド樹脂の樹脂面から突出することで、外周鉄芯から発生するクラックを防ぐとともに、エンジンルーム内の限られたスペースに収めることができる小型の点火コイルが実現できる。 As described above, the outer peripheral iron core is arranged such that the magnetic path of the iron core is arranged in a direction perpendicular to the opening surface of the case, and the mold resin is disposed on the outer periphery of at least a part of the surface and side surface facing the secondary coil The first cover is peeled off, and the first cover is covered with a second cover at least a part of the periphery of which is bonded to the mold resin, and the second cover has a second cover protruding portion as the mold resin. By projecting from the resin surface, it is possible to realize a small ignition coil which can prevent cracks generated from the outer peripheral iron core and can be stored in a limited space in the engine room.
また、第1のカバーは、ケース開口面と平行する外周鉄芯の露出部を露出する第1のカバー開口部が形成され、外周鉄芯露出部は、第2のカバーのみに覆われる構成とすることで、鉄芯の高さ寸法が第2のカバーの厚さのみに抑えられるため、点火コイルの高さ寸法を抑え、小型化することができる。 The first cover is formed with a first cover opening that exposes the exposed portion of the outer peripheral iron core parallel to the case opening surface, and the outer peripheral iron core exposed portion is covered only by the second cover. By doing so, since the height dimension of the iron core is suppressed only to the thickness of the second cover, the height dimension of the ignition coil can be suppressed and the size can be reduced.
以下に本発明の実施の形態を示す実施例を図1乃至図5に基づいて説明する。 Hereinafter, examples showing embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の第1の実施例とする内燃機関用の点火コイルの斜視図を図1に、図1の矢印(A)方向から見たB-B断面図を図2に、鉄芯アセンブリの組み立てを表す斜視図を図3に、鉄芯アセンブリの斜視図を図4に、鉄芯アセンブリの側面断面図を図5にそれぞれ示す。 FIG. 1 is a perspective view of an ignition coil for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. FIG. 3 is a perspective view, FIG. 4 is a perspective view of the iron core assembly, and FIG. 5 is a side sectional view of the iron core assembly.
図1及び図2において、点火コイル100の外形を形成するケース70は、絶縁性を有した樹脂からなる鉛直方向上面に開口面70aを形成した箱型に成形されている。また、当該ケース70には当該点火コイル100をエンジンブロックに取り付け固定するための略三角柱状のフランジ72を形成している。
1 and 2, the
また、前記点火コイル100は、珪素鋼板を30枚程度積層して形成したI字型の中心鉄芯30とコの字型の外周鉄芯40を組み合わせて閉磁路構造とする鉄芯と、当該中心鉄芯30の外周に樹脂で成形した1次ボビンの外周に1次巻線を100ターン程度巻き回した1次コイル10と、当該1次コイル10の外周に樹脂で成形した2次ボビンの外周に2次巻線を8000〜15000ターン程度巻き回した2次コイル20のコイル部から構成されている。さらに、前記中心鉄芯30及び前記外周鉄芯40は、前記ケース開口面70aに対して平行方向に当該珪素鋼板を積層している。
The
また、前記外周鉄芯40は前記鉄芯の磁路が前記ケース開口面70aと垂直方向になるように配置されている。さらに、前記中心鉄芯30と前記外周鉄芯40の接続面の一方には前記1次コイル10に発生した磁束と反対方向の磁束を磁路中に発生させるためのマグネット32を備えている。
The outer
また、前記ケース70の外側底面には、エンジン上部に形成されたプラグホール内に向かって突出する高圧タワー74が形成され、当該高圧タワー74は前記2次コイル20から出力される2次電圧を点火プラグに供給するための高圧端子76を備えている。
Further, a
また、前記2次コイル20の一端には前記高圧端子76に2次電圧を供給するための2次高圧端子22が備えられている。さらに、前記2次コイル20の他端には前記1次コイル10からの1次電圧を受け取るための2次低圧端子(図示しない)が備えられている。
A secondary
また、前記ケース70内には前記1次コイル10への点火信号を供給するスイッチング素子及びリードフレームを絶縁樹脂モールドしたものからなるイグナイタ82が備えられている。さらに、当該リードフレームは当該スイッチング素子のベース、コレクタ、及び、エミッタのそれぞれが外部と接続するためのイグナイタ端子84としての機能を有している。
The
また、前記ケース70の側面にはコネクタ78が形成され、当該コネクタ78にはバッテリ、ECU、前記鉄芯、及び、前記イグナイタ82と電気的に接続するためのコネクタ端子80がインサート成形されている。さらに、当該コネクタ端子80は当該バッテリから前記1次コイル10及び前記2次コイル20の低圧側を結ぶ端子と、当該ECUから前記イグナイタ82のベース側に配置された前記イグナイタ端子84を結ぶ端子と、前記イグナイタ82のエミッタ側に配置された前記イグナイタ端子84及び前記鉄芯からグランドを結ぶ端子と、の合計3本の端子から構成されている。
Further, a
また、前記コネクタ端子80及び前記イグナイタ端子84は略平板状の金属端子からなり、前記コネクタ端子80及び前記イグナイタ端子84は前記ケース開口面70aと垂直方向に導出され、前記コネクタ端子80は前記ケース70に形成された前記コネクタ78と同一面の前記ケース70の内壁に沿って配置されている。さらに、前記コネクタ端子80及び前記イグナイタ端子84のうち2個を同方向に導出させるとともに、それぞれの間で電気的に導通を実現する如く溶接を用いて接続されている。
The
また、前記ケース70内には前記点火コイル100の電気的絶縁及び各部材の物理的固定を実現する前記モールド樹脂90が充填されている。さらに、前記モールド樹脂90は前記ケース開口面70a付近まで充填され、前記中心鉄芯30、前記1次コイル10、前記2次コイル20、及び、前記イグナイタ82は前記ケース開口面70a付近に形成される樹脂面92より低い位置に備えられ、前記外周鉄芯40のコイル平行部42の一部は当該樹脂面92から高い位置に露出している。
The
また、前記外周鉄芯40の周囲は前記モールド樹脂90と剥離する材質のエラストマで成形された第1のカバー60を備えている。さらに、当該第1のカバー60は前記外周鉄芯40におけるケース開口面70aに対して垂直となる面44及び前記2次コイル20と対向する面46に2次コイル対向部62を備えている。
In addition, the periphery of the outer
また、前記第1のカバー60の周囲は前記モールド樹脂90と接着する材質のPBT(ポリブチレンテレフタレート)で成形された第2のカバー50を備えている。さらに、当該第2のカバー50は前記樹脂面92より高い位置に第2のカバー突出部50aを備えている。
Further, the periphery of the
図3乃至図5において、前記第1のカバー60は前記2次コイル対向部62と反対側の面に第1のカバー開口部66を形成し、前記外周鉄芯40の露出部42aは当該第1のカバー開口部66により前記第2のカバー50に直接覆われている。また、前記第1のカバー60は前記外周鉄芯40の前記中心鉄芯30及び前記マグネット32との接続面、並びに当該第1のカバー開口部66を除いた周囲を覆っている。さらに、前記第2のカバー50は第1のカバー側面部64及び当該第1のカバー開口部66を覆うように配置され、前記第1のカバー60に嵌合して固定されている。
3 to 5, the
また、前記第2のカバー50の側面部54には前記ケース70に前記コイル部を収用した際に、前記ケース70内壁と圧接して固定するための第2のカバー突部52が形成されている。さらに、前記第2のカバー側面部54は前記樹脂面92より低い位置になるように形成される。
Further, a second cover protrusion 52 is formed on the
上記構成により、前記外周鉄芯40の周囲は前記第1のカバー60を備え、前記第1のカバー60は前記外周鉄芯40の前記中心鉄芯30及び前記マグネット32との接続面、並びに前記第1のカバー開口部66を除いた周囲を覆っている。これにより、前記外周鉄芯40が前記モールド樹脂90から剥離しているため、点火コイル動作時の高温による膨張や停止時放置時の低温による収縮することによるクラック発生を防ぐことができる。また、前記外周鉄芯40は前記ケース開口面70aに対して垂直方向に前記珪素鋼板を積層しているため前記ケース開口面70a方向へのクラックが発生し易いが、上記構成より前記珪素鋼板の積層面が前記モールド樹脂90と剥離することで前記樹脂面92に対するクラックの発生を防ぐことができる。
With the above configuration, the periphery of the outer
また、前記第1のカバー開口部66は前記鉄芯の高さ寸法Hに前記第1のカバー60の厚さが含まれない位置となるように形成し、前記外周鉄芯40の前記露出部42aは前記第1のカバー開口部66により前記第2のカバー50に直接覆われることで、前記鉄芯の高さ寸法H(図5記載)が前記第2のカバー50の厚さCh(図5記載)のみに抑えられるため、前記点火コイル100の高さ寸法を抑え、小型化することができる。
The first cover opening 66 is formed such that the height H of the iron core does not include the thickness of the
また、前記外周鉄芯40は前記鉄芯の磁路が前記ケース開口面70aと垂直方向になるように配置され、前記外周鉄芯40の前記コイル平行部42の一部は当該樹脂面92から高い位置に露出しているとともに、前記第1のカバー60の周囲は前記第2のカバー50を備え、前記外周鉄芯40の前記露出部42aは前記第1のカバー開口部66により前記第2のカバー50に直接覆われている。これにより、前記外周鉄芯40の前記露出部42aを外部環境から保護することができる。
Further, the outer
上記実施例1の変形例として、前記中心鉄芯30及び前記外周鉄芯40の形状並びに積層する珪素鋼板の枚数は設計事情によって適宜変更してもよいし、前記1次コイル10及び前記2次コイル20に巻き回す巻線の巻数は前記点火コイル100に要求される出力等、設計事情によって任意に変更してもよい。また、前記第1のカバー60は弾性及び前記モールド樹脂90と剥離する性質を有していればシリコンなどエラストマ以外の材質を用いて成形してもよい。さらに、前記第2のカバー50は前記モールド樹脂90と接着する性質を有していればPET((ポリエチレンテレフタレート)などPBT以外の材質を用いて成形してもよい。
As a modification of the first embodiment, the shapes of the
また、前記第1のカバー60は前記外周鉄芯40の前記2次コイル対向面46及び前記外周鉄芯側面44の少なくとも一部を覆う位置に配置してもよいし、前記第1のカバー60は前記外周鉄芯40の角部のみを覆う位置に配置してもよい。さらに、前記第2のカバー50は少なくとも前記外周鉄芯40の前記露出部42aに配置すれば、その他の構成は設計事情によって任意に変更してもよい。
The
また、前記点火コイル100は、少なくとも前記第2のカバー50の前記第2のカバー突出部50aが前記樹脂面92から突出すれば、その他の構成は設計事情によって任意の形状に変更してもよい。さらに、前記第2のカバー50と前記第1のカバー60の固定方法は嵌合以外でも、例えば接着剤等を用いて固定してもよい。
Further, the
また、前記第1のカバー開口部66は前記第1のカバー60の厚さによって前記鉄芯の高さ寸法が増加すること防ぐ位置であれば、設計事情によって任意の形状に変更してもよい。
Further, the first cover opening 66 may be changed to an arbitrary shape depending on design circumstances as long as the height of the iron core is prevented from increasing due to the thickness of the
10:1次コイル
20:2次コイル
22:2次高圧端子
30:中心鉄芯
32:マグネット
40:外周鉄芯
42:コイル平行部
42a:外周鉄芯露出部
44:外周鉄芯側面
46:2次コイル対向面
50:第2のカバー
50a:第2のカバー突出部
52:第2のカバー突部
54:第2のカバー側面部
60:第1のカバー
62:2次コイル対向部
64:第1のカバー側面部
66:第1のカバー開口部
70:ケース
70a:ケース開口面
72:フランジ
74:高圧タワー
76:高圧端子
78:コネクタ
80:コネクタ端子
82:イグナイタ
84:イグナイタ端子
90:モールド樹脂
92:樹脂面
100:点火コイル
10: 1 primary coil
20: Secondary coil
22: Secondary high-voltage terminal
30: Central iron core
32: Magnet
40: Outer iron core
42: Coil parallel part
42a: Outer peripheral iron core exposed part
44: Outer iron core side
46: Secondary coil facing surface
50: Second cover
50a: second cover protrusion
52: Second cover protrusion
54: Second cover side surface
60: First cover
62: Secondary coil facing part
64: First cover side surface
66: First cover opening
70: Case
70a: Case opening surface
72: Flange
74: High pressure tower
76: High voltage terminal
78: Connector
80: Connector terminal
82: Igniter
84: Igniter terminal
90: Mold resin
92: Resin surface
100: Ignition coil
Claims (5)
前記第1のカバーは、前記第2のカバーよりも、前記鉄芯と前記モールド樹脂との間の固定関係を剥離させ易い材質であって、且つ、前記第1のカバーから前記鉄芯を露出させている閉じた露出領域が形成されており、
前記露出領域は、前記第1のカバーのうち、二次コイル対向面に対して前記開口部よりに形成されており、
前記鉄芯の周りの積層構造は、前記鉄芯へ前記第2のカバーを伴わずに前記第1のカバーが積層された第1の積層構造と、前記鉄芯に与えられた前記露出領域へ前記第1のカバーを伴わずに前記第2のカバーが積層された第2の積層構造と、前記鉄芯,前記第1のカバー,前記第2のカバーの順にて形成された第3の積層構造と、を備え、
前記第1の積層構造は、前記モールド樹脂の樹脂面及び前記第2のカバーに遮られて、外部環境へ臨む露出箇所が存在していないことを特徴とする内燃機関用の点火コイル。 A spatial communication state is formed with respect to the iron core composed of the central iron core and the outer peripheral iron core, the primary coil, the secondary coil, the iron core, the primary coil, the housing portion of the secondary coil, and the housing portion. A case having an opening; a mold resin filled in the case; and a first cover and a second cover laminated on the iron core ,
The first cover is made of a material that is easier to peel the fixing relationship between the iron core and the mold resin than the second cover, and the iron core is exposed from the first cover. A closed exposed area is formed,
The exposed region is formed from the opening with respect to the secondary coil facing surface of the first cover,
The laminated structure around the iron core includes a first laminated structure in which the first cover is laminated on the iron core without the second cover, and the exposed region given to the iron core. A second laminated structure in which the second cover is laminated without the first cover, and a third laminated structure formed in the order of the iron core, the first cover, and the second cover. A structure,
The ignition coil for an internal combustion engine, wherein the first laminated structure is shielded by the resin surface of the mold resin and the second cover, and there is no exposed portion facing the external environment .
前記第2のカバーは、前記第1のカバーに嵌合して固定されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内燃機関用の点火コイル。 The first cover is formed from a member having elasticity higher than that of the second cover,
3. The ignition coil for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the second cover is fitted and fixed to the first cover.
前記第1のカバーは、エラストマ、又はシリコンから成形されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の内燃機関用の点火コイル。 The second cover is molded from polybutylene terephthalate or polyethylene terephthalate,
The ignition coil for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4 , wherein the first cover is formed from an elastomer or silicon.
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