JP6350143B2 - 内燃機関用の点火コイル - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関用の点火コイルに関する。

エンジン等の内燃機関に用いる点火コイルとしては、例えば、内外周に重ねて同心に配置された一次コイル及び二次コイルと、一次コイル及び二次コイルの軸心位置に配置された中心コアと、一次コイル及び二次コイルの外周側に配置された外周コア等を備えている（特許文献１）。これらの構成部品は、ケース内に収容されており、ケース内に形成された隙間には、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる充填樹脂が充填されている。
このような点火コイルを製造する際には、ケース内に、一次コイル、二次コイル、中心コア、外周コア等の構成部品を配置した後、充填樹脂をケースの開口部からケース内に流し込んで充填し硬化させる。

特開２００７−１９４３６４号公報

しかしながら、特許文献１の点火コイルには以下の問題点がある。
特許文献１の点火コイルにおいては、上記ケース内に液状の充填樹脂を充填した後、充填樹脂を硬化させるために加熱工程へと移動する。このとき、点火コイルに振動などの外力が加わると、液状の充填樹脂の液面が波打ち、充填樹脂がケース内から漏出することで、外観不良や絶縁不良等の不具合が生じるおそれがある。そのため、充填樹脂の充填量、移動時の速度、移動手段等を詳細に管理する必要があり、生産効率が低下する。
また、充填樹脂が漏出することを防止するために充填樹脂の液面に対して、ケースの高さを高くすることも考えられるが、点火コイルの大型化につながるため好ましくない。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、硬化前の充填樹脂の漏出を抑制し、生産性の向上及び小型化をすることができる点火コイルを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、一次巻線を巻回して形成された一次コイルと、
該一次コイルの外周側の位置において二次巻線を巻回して形成された二次コイルと、
上記一次コイル及び上記二次コイルの内側に挿通配置された中心コアと、
上記一次コイル及び上記二次コイルの外周側に配置された外周コアと、
上記一次コイル、上記二次コイル、上記中心コア及び上記外周コアとを収容するケースと、
該ケース内に充填される電気絶縁性を備えた充填樹脂とを有しており、
上記ケースは、上下方向における上方側に開口した開口部と、上記一次コイル、上記二次コイル、上記中心コア及び上記外周コアの周囲を囲むと共に上記開口部を形成する側方壁部と、該側方壁部における下方側を塞ぐ底部とを有しており、
上記開口部には、該開口部の内周から上記ケースの内側に向かって突出すると共に上記開口部の内側において上下方向に貫通する貫通口を有する環状のカバー部材が配置されていることを特徴とする内燃機関用の点火コイルにある。

上記点火コイルは、上記カバー部材を備えることにより、上記ケースにおける上記開口部の開口面積を縮小し、硬化前の液状の上記充填樹脂における液面の露出面積を縮小することができる。これにより、液状の上記充填樹脂がケース内から漏出するのを抑制することができる。
つまり、上記充填樹脂における液面の露出面積が大きい場合、振動等の外力によって液面が波立った際に、波高が大きくなりやすく、上記充填樹脂が漏出しやすい。上記点火コイルにおいては、上記カバー部材を設けることで、上記ケースの開口部よりも小さい上記貫通口の開口面積が上記充填樹脂における液面の露出面積となるため、液面における波高を小さくすることができる。したがって、上記充填樹脂の液面の周囲を囲う上記カバー部材や上記ケースの上記側壁部を最小限の高さで設定し、上記充填樹脂の漏出を抑制することができる。

また、上記カバー部材を設けることにより、上記ケースにおける外周縁と上記貫通口との間の距離が増大する。そのため、上記貫通口から上記充填樹脂が漏出したとしても、上記カバー部材の上面に上記充填樹脂を留まらせ、上記点火コイルの外側まで上記充填樹脂が漏出し異物が付着することを防止できる。これにより、点火コイル１を内燃機関へ組付ける際の不具合の発生を防止することができる。
また、上述のごとく、上記充填樹脂の漏出を抑制できる構造を採用することにより、上記充填樹脂を充填する際の充填量の管理や、上記充填樹脂を充填してから硬化させるまでの間における移動等の各種作業を容易に行うことができ、上記点火コイルの生産性を向上することができる。

以上のごとく、上記点火コイルによれば、硬化前の充填樹脂の漏出を抑制し、生産性の向上及び小型化が可能となる。

実施例１における、点火コイルを示す説明図。 図１における、II−II矢視断面図。 図１における、III矢視図。 実施例１における、点火コイルの外観図。 実施例２における、点火コイルを示す説明図。

上記点火コイルにおいて、上記カバー部材における下面の少なくとも一部には、上記カバー部材の内周縁から外側に向かうにつれて、下方に向かって傾斜した傾斜面が形成されていることが好ましい。上記ケースへの樹脂充填時に、上記カバー部材よりも下方においては、上記充填樹脂内の気泡が上方に浮き上がる。この気泡は、上記傾斜面に接触すると該傾斜面に沿って移動する。そして、上記貫通口側へと移動し、上記ケースの外側へと排出される。これにより、上記充填樹脂内の気泡を、上記カバー部材によって妨げられることなく、効率良く排出することができる。それゆえ、上記充填樹脂におけるボイドの形成を抑制することができる。

また、上記カバー部材は、ケース内において、下方に向かって突出するように形成された底下げ部を有していることが好ましい。この場合には、上記ケース内に上記底下げ部が配置されることによって、上記ケース内の空間が縮小される。したがって、上記ケース内における上記充填樹脂の充填量を低減させることができる。

また、上記カバー部材は、上端面において下方に向かって窪んだ凹溝部が形成されていることが好ましい。この場合には、上記凹溝部を形成することにより、上記貫通口から漏出した上記充填樹脂を、より確実に上記カバー部材上に留めることができ、異物が付着することを防止できる。これにより、上記点火コイルを内燃機関へ組付ける際の不具合の発生を防止することができる。

また、上記ケースは、内燃機関における点火プラグが収容されるプラグチューブの内部と内燃機関の外部とを連通するための換気流路を有しており、上記カバー部材は、上記換気流路における内燃機関の外部側に開口した排出口の上方側を覆う被覆部を備えていることが好ましい。上記換気流路は、プラグチューブ内における温度変化に伴う空気の膨張、収縮に伴う圧力変化の緩和及びブローバイガスの排出を目的とするものである。この場合には、上記カバー部材が上記被覆部を有していることにより、上記点火コイルの換気流路部における防水構造を簡略化することができる。これにより、上記点火コイルの部品点数の削減及び生産性の向上が可能となる。

（実施例１）
上記点火コイルにかかる実施例について、図１〜図４を参照して説明する。
図１及び図２に示すごとく、点火コイル１は、一次巻線１１１を巻回して形成された一次コイル１１と、一次コイル１１の外周側の位置において二次巻線１２１を巻回して形成された二次コイル１２と、一次コイル１１及び二次コイル１２の内側に挿通配置された中心コア１３１と、一次コイル１１及び二次コイル１２の外周側に配置された外周コア１３２とを有している。また、一次コイル１１、二次コイル１２、中心コア１３１及び外周コア１３２はケース１４内に収容されており、ケース１４内には電気絶縁性を備えた充填樹脂３が充填されている。

ケース１４は、上下方向における上方側に開口した開口部１４１と、一次コイル１１、二次コイル１２、中心コア１３１及び外周コア１３２を囲むと共に開口部１４１を形成する側方壁部１５と、側方壁部１５における下方側を塞ぐ底部１７とを有している。
開口部１４１には、開口部１４１の内周からケース１４の内側に向かって突出すると共に上下方向に貫通する貫通口２１を有する環状のカバー部材２が配置されている。

以下、さらに詳細に説明する。
図１及び図２に示すごとく、本例においては、開口部１４１の開口方向を上下方向Ｚとし、一次コイル１１の内側に配置された中心コア１３１の挿通された方向を軸方向Ｘとして説明する。また、上下方向Ｚ及び軸方向Ｘの両方と直交する方向を横方向Ｙとして説明する。また、側方壁部１５における開口部１４１側を上方とし、その反対側を下方として説明する。

図１及び図２に示すごとく、本例の点火コイル１は、自動車の内燃機関において、燃焼室内に電極を露出して配設された点火プラグに、高電圧を印加するために用いられる。点火コイル１は、一次コイル１１における電流変化に伴って、二次コイル１２に高電圧が誘起されるように構成されている。

点火コイル１の一次コイル１１は、一次巻線１１１を一次スプール１１２の外周に巻回して形成されている。一次スプール１１２は、絶縁樹脂によって形成されており、円筒状の本体部１１３と、本体部１１３の両端から外周側に向かって立設した一対の鍔部１１４とを有している。一次スプール１１２における一対の鍔部１１４の間に一次巻線１１１を巻回することによって、円筒状の一次コイル１１が形成されている。

二次コイル１２は、二次スプール１２２に二次巻線１２１を巻回して形成されている。二次スプール１２２は、一次スプール１１２と同軸上でかつ、一次スプール１１２の外周側に配置されている。また、二次スプール１２２は、円筒状の本体部１２３と、本体部１２３の外周面から外周側に向かって立設した複数の鍔部１２４とを有している。複数の鍔部１２４は、本体部１２３の軸方向Ｘにおいて、等間隔に並んで配置されている。隣り合う鍔部１２４の間に二次巻線１２１を巻回することによって二次コイル１２が形成されている。

一次スプール１１２の内側には中心コア１３１が設けられている。中心コア１３１は、複数の磁性鋼板を上下方向Ｚに積層して形成された略四角柱状をなしている。中心コア１３１は、その長手方向が、一次スプール１１２の軸方向Ｘと同方向となるように配置されている。

二次スプール１２２の外周側には、外周コア１３２が設けられている。外周コア１３２は、プレス加工を施した複数の磁性鋼板を積層した積層体と、積層体の外周を覆う絶縁樹脂からなる被覆層とを有している。外周コア１３２は、上方から見たとき、略矩形状の外形をなすと共に、上下方向に貫通した環状をなしている。外周コア１３２の内側には、一次コイル１１、二次コイル１２及び中心コア１３１が配置されており、外周コア１３２は、これらの横方向及び軸方向を囲んでいる。一方の側方部と中心コア１３１の一端との間には、一次コイル１１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１８１が設けられている。

図１〜図４に示すごとく、ケース１４は、一次コイル１１、二次コイル１２、中心コア１３１及び外周コア１３２の周囲を囲むと共に上方側に開口部１４１を有する側方壁部１５と、側方壁部１５における下端に設けられた底部１７とを有している。側方壁部１５には、中心コア１３１の軸方向Ｘに沿うようにコネクタ挿入部１５６が形成されており、このコネクタ挿入部１５６の内側には、イグナイタ１８２と電気的に接続された接続端子１８３が配置されている。

また、底部１７には、下方に向かって延設されたタワー部１７１が形成されており、タワー部１７１の内側には、二次コイル１２と、高圧接続端子１７２を介して電気的に接続された高圧端子１７３が挿通されている。タワー部１７１は、図示しないジョイントが組み付けられる。

また、コネクタ挿入部１５６が配設された側と反対側の側方壁部１５には、内燃機関における点火プラグが収容されるプラグチューブの内部と内燃機関の外部とを連通するための換気流路１６と、換気流路１６の外側を覆うケース側被覆部１５２とが形成されている。換気流路１６は、プラグチューブ内における温度変化に伴う空気の膨張、収縮に伴う圧力変化の緩和及びブローバイガスの排出を目的とするものである。換気流路１６は、側方壁部１５の表面に上下方向に延びるように形成された直線状の突起部１５１の内部に、上下方向に貫通して形成されている。プラグチューブ内の空気及び内燃機関において発生したブローバイガスは、換気流路１６における下方側に配置された導入口１６２から換気流路１６内へと流入し、換気流路１６における上方側に配置された排出口１６１を経由しケース側被覆部１５２から排出される。

図３に示すごとく、ケース側被覆部１５２は、換気流路１６が形成された側方壁部１５における横方向両端からそれぞれ軸方向側に立設した一対の立設部１５３と、立設部１５３における端部同士をつなぐ接続部１５４とを有している。ケース側被覆部１５２は、上下方向に貫通しており、換気流路１６の周囲を覆っている。

図１〜図４に示すごとく、ケース１４の開口部１４１に配設されたカバー部材２は、上方から見たとき、ケース１４の内周形状よりも若干小さい略矩形状の外形形状をなしており、中央には上下方向に貫通形成された略矩形状の貫通口２１が形成されている。カバー部材２は、開口部１４１の内側に嵌合可能に形成されており、カバー部材２をケース１４に嵌合した状態において、カバー部材２が側方壁部１５の内周からケース１４の内側に向かって突出している。

カバー部材２の下面には、下方に向かって突出した底下げ部２２が形成されている。底下げ部２２は、ケース１４の開口部１４１の内周に沿って、全周に形成されている。底下げ部２２の下面には傾斜面２２１が形成されている。傾斜面２２１は、底下げ部２２の内周縁から外側に向かうにつれて、下方に向かって傾斜するように形成されている。

カバー部材２の上面には、下方に向かって窪むように形成された凹溝部２３が形成されている。上下方向と平行な断面において、凹溝部２３の内周形状は、カバー部材２における外形形状と略相似形状をなしている。
また、カバー部材２は、ケース側被覆部１５２における上方側の開口を覆うカバー側被覆部２５を有している。カバー側被覆部２５とケース側被覆部１５２とによって、換気流路１６の排出口１６１の上方側を覆うことにより、排出口１６１に水分等が入り込むことを防止できる。

一次コイル１１、二次コイル１２、中心コア１３１、外周コア１３２、カバー部材２等の構成部品が収容されたケース１４内には、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂からなる充填樹脂３が充填されている。充填樹脂３は、構成部品をケース１４内に配置すると共に真空引きした状態で、カバー部材２の貫通口２１からケース１４内に充填される。点火コイル１は、充填樹脂３の充填を行った後、加熱工程において加熱されることで硬化し、ケース１４内において、構成部品を絶縁状態で固定している。

次に、本例の作用効果について説明する。
点火コイル１は、カバー部材２を備えることにより、ケース１４における開口を縮小し、硬化前の液状の充填樹脂３における液面の露出面積を縮小することができる。これにより、液状の充填樹脂３がケース１４内から漏出するのを抑制することができる。
つまり、充填樹脂３における液面の露出面積が大きい場合、振動等の外力によって液面が波立った際に、波高が大きくなりやすく、充填樹脂３が漏出しやすい。点火コイル１においては、カバー部材２を設けることで、ケース１４の開口部１４１よりも小さい貫通口２１の開口面積が充填樹脂３における液面の露出面積となるため、液面における波高を小さくすることができる。したがって、充填樹脂３の液面の周囲を囲うカバー部材２やケース１４の側壁部を最小限の高さで設定し、充填樹脂３の漏出を抑制することができる。

また、カバー部材２を設けることにより、ケース１４における外周縁と貫通口２１との間の距離が増大する。そのため、貫通口２１から充填樹脂３が漏出したとしても、カバー部材２の上面に充填樹脂３を留まらせ、点火コイル１の外側まで充填樹脂３が漏出し異物が付着することを防止できる。これにより、点火コイル１を内燃機関へ組付ける際の不具合の発生を防止することができる。
また、上述のごとく、充填樹脂３の漏出を抑制できる構造を採用することにより、充填樹脂３を充填する際の充填量の管理や、充填樹脂３を充填してから硬化させるまでの間における移動等の各種作業を容易に行うことができ、点火コイル１の生産性を向上することができる。

また、カバー部材２における下面の少なくとも一部には、カバー部材２の内周縁から外側に向かうにつれて、下方に向かって傾斜した傾斜面２２１が形成されている。ケース１４に充填樹脂３を充填する工程では、カバー部材２よりも下方においては、充填樹脂３内の気泡が上方に浮き上がる。この気泡は、傾斜面２２１に接触すると傾斜面２２１に沿って移動する。そして、貫通口２１側へと移動し、ケース１４の外側へと排出される。これにより、充填樹脂３内の気泡を、カバー部材２によって妨げられることなく、効率良く排出することができる。それゆえ、充填樹脂３におけるボイドの形成を抑制することができる。

また、カバー部材２は、ケース１４内において、下方に向かって突出するように形成された底下げ部２２を有している。そのため、ケース１４内に底下げ部２２が配置されることによって、ケース１４内の空間が縮小される。したがって、ケース１４内における充填樹脂３の充填量を低減させることができる。

また、カバー部材２は、上端面において下方に向かって窪んだ凹溝部２３が形成されている。そのため、凹溝部２３を形成することにより、貫通口２１から漏出した充填樹脂３を、より確実にカバー部材２上に留めることができる。これにより、充填樹脂３の漏出による内燃機関への組付け不具合の発生を防止することができる。

また、ケース１４は、内燃機関における点火プラグが収容されるプラグチューブの内部と内燃機関の外部とを連通するための換気流路１６を有しており、カバー部材２は、換気流路１６において内燃機関の外部側に開口した排出口１６１の上方側を覆う被覆部２４を備えている。そのため、カバー部材２が被覆部２４を有していることにより、点火コイル１の構成を簡略化することができる。これにより、点火コイル１の部品点数の削減及び生産性の向上が可能となる。

以上のごとく、本例の点火コイル１によれば、硬化前の充填樹脂３の漏出を抑制し、生産性の向上及び小型化が可能となる。

（実施例２）
本例は、図５に示すごとく、実施例１の点火コイルにおける構成を一部変更した例である。
本例の点火コイル１において、ケース１４に形成された換気流路１６を覆う被覆部２４は、カバー部材２と一体に形成されている。
カバー部材２と一体に形成された被覆部２４は、換気流路１６における排出口１６１の上方に配置される上面部２５１と、上面部２５１の外縁から下方に向かって延びると共に換気流路１６における上方側の周囲を覆う側面部２５２とを有している。側面部２５２には、換気流路１６が形成された側方壁部１５から立設した被係合部１５５と係合可能な係合部２５３が形成されている。
その他の構成は実施例１と同様である。尚、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

本例の点火コイル１においては、被覆部２４をカバー部材２と一体に形成することにより、比較的形状が複雑となりやすいケース１４の形状を簡略化し、生産性を向上することができる。
また、本例においても実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

１ 点火コイル
１１ 一次コイル
１１１ 一次巻線
１２ 二次コイル
１２１ 二次巻線
１３１ 中心コア
１３２ 外周コア
１４ ケース
１４１ 開口部
１５ 側方壁部
２ カバー部材
２１ 貫通口
３ 充填樹脂

Claims (5)

1. 一次巻線（１１１）を巻回して形成された一次コイル（１１）と、
   該一次コイル（１１）の外周側の位置において二次巻線（１２１）を巻回して形成された二次コイル（１２）と、
   上記一次コイル（１１）及び上記二次コイル（１２）の内側に挿通配置された中心コア（１３１）と、
   上記一次コイル（１１）及び上記二次コイル（１２）の外周側に配置された外周コア（１３２）と、
   上記一次コイル（１１）、上記二次コイル（１２）、上記中心コア（１３１）及び上記外周コア（１３２）とを収容するケース（１４）と、
   該ケース（１４）内に充填される電気絶縁性を備えた充填樹脂（３）とを有しており、
   上記ケース（１４）は、上下方向における上方側に開口した開口部（１４１）と、上記一次コイル（１１）、上記二次コイル（１２）、上記中心コア（１３１）及び上記外周コア（１３２）の周囲を囲むと共に上記開口部（１４１）を形成する側方壁部（１５）と、該側方壁部（１５）における下方側を塞ぐ底部（１７）とを有しており、
   上記開口部（１４１）には、該開口部（１４１）の内周から上記ケース（１４）の内側に向かって突出すると共に上記開口部（１４１）の内側において上下方向に貫通する貫通口（２１）を有する環状のカバー部材（２）が配置されていることを特徴とする内燃機関用の点火コイル（１）。
2. 上記カバー部材（２）における下面の少なくとも一部には、上記カバー部材（２）の内周縁から外側に向かうにつれて、下方に向かって傾斜した傾斜面（２２１）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用の点火コイル（１）。
3. 上記カバー部材（２）は、上記ケース（１４）内において、下方に向かって突出するように形成された底下げ部（２２）を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用の点火コイル（１）。
4. 上記カバー部材（２）は、上端面において下方に向かって窪んだ凹溝部（２３）が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火コイル（１）。
5. 上記ケース（１４）は、内燃機関における点火プラグが収容されるプラグチューブの内部と内燃機関の外部とを連通するための換気流路（１６）を有しており、上記カバー部材（２）は、上記換気流路（１６）において内燃機関の外部側に開口した排出口（１６１）の上方側を覆う被覆部（２４）を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火コイル（１）。

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