JPH0917662A

JPH0917662A - 内燃機関用点火装置

Info

Publication number: JPH0917662A
Application number: JP7165141A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Oishi; 英俊大石; Noboru Sugiura; 登杉浦; Hiroshi Watanabe; 博渡辺; Yoichi Yasukura; 洋一安蔵; Kenichi Katagishi; 健一片岸; Eiichiro Kondo; 英一郎近藤
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、耐熱衝撃性，絶縁性などの耐
久性に優れた信頼性の高い内熱機関用点火装置を提供す
ることにある。【構成】センタコア７，低圧側コア１８あるいは高圧側
コア９を１次ボビン１，２次ボビン３あるいはケース５
などの構成部材の内側に配置したり、構成部材に形成し
たポケットに収容したり、あるいは弾性部材でカバーし
たりすることで絶縁用エポキシ樹脂６から前記コアを隔
離し、空気のコイル高圧部への侵入を防止する。【効果】気泡が高圧部残存せず、且つ、熱衝撃による内
部クラックや絶縁用エポキシ樹脂６と構成部材のはく離
を防止できるため、円筒形点火装置の耐熱衝撃性，絶縁
耐久性を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内熱機関用点火装置に
係り、特にプラグホール内に収納される円筒形の点火装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内熱機関用点火装置は、特開平2
−92913号のように、円筒形のケース内部に開磁路コア
を収容し、該コアの外に１次コイルと２次コイルを嵌合
して、前記ケース内に絶縁用樹脂を注型し硬化させると
共に、該ケース内の筒壁中にサイドコアを内蔵する開磁
路形点火装置であった。また、ボビンは単なる筒状であ
り、１次ボビンと２次ボビン間は圧入形状としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、セ
ンタコアもしくは、低圧側コアの上部に可とう性樹脂を
充填し、コアと絶縁用樹脂との間の熱応力によるクラッ
クの防止を図り且つ、１次ボビンと２次ボビン間を圧入
形状とし、直接、コアが絶縁用樹脂に接触する形をさけ
ていたが、この形状では、コイルに絶縁用樹脂を真空で
充填する作業時に該圧入部より、コアの積層部や、ボビ
ン内部に介在している空気が圧入部を通過して、泡とな
り、コイル内部、特に、２次ボビンに巻回している２次
巻線周辺に侵入する。そもそも樹脂の真空注型は、２次
巻線等の高圧部に完全に樹脂を含浸させ、絶縁性を持た
せるのが狙いである。そのため、真空度はシビアに管理
せねばならない。今までのコイルならば構造が比較的簡
単で、絶縁用樹脂も、それ程時間をかけずにコイル内部
に完全に浸透させることができた。しかしながら、円筒
コイルにては、図を見ても明らかな様に、絶縁用樹脂が
回り込む隙間が殆ど薄く、且つ細長い。よって、樹脂の
注型には、最新のコイル構造が要求される。今までのコ
イルでは、コアを絶縁用樹脂中に埋没しない構造が一般
的で、コアに介在する空気の干渉は考慮していなく、仮
りにコアを埋没する構造でも、コアと絶縁用樹脂との間
で、ヒートショック時にクラックが入り、コイルが破損
する等の問題がある。よってコアと絶縁用樹脂とを隔離
する場合に圧入による構造では、真空注型時の圧力差、
約１気圧を保てず、上述のように、圧入部から空気がリ
ークしてしまう。本円筒コイルの構造上、圧入部は、高
圧部（コイル下部）となり、泡の侵入経路が、コイルの
下側から気泡となってじわじわ侵入し、丁度２次巻線周
辺を通る。そのため、絶縁用樹脂中に気泡が残り、絶縁
性が極めて悪化するという問題があった。２次巻線部
は、数十キロボルトの高圧発生部である。

【０００４】本発明の目的は、コアと絶縁用樹脂間を完
全に隔離させ樹脂中に気泡を残さない構造とすること
で、絶縁耐久性に優れた信頼性の高い円筒形の内燃機関
用点火装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、絶縁用樹脂とコアが直接、接することがない様、１
次ボビンと２次ボビンを完全に接着し且つ、１次ボビン
を袋状に形成し、且つ、コア上部に可とう性樹脂で固
め、且つ、高圧側コアも可とう性樹脂により封止する。
また高圧側コアと２次ボビンとの熱応力緩和のため、ゴ
ム等の弾性部材を入れる構造とすることも有る。

【０００６】

【作用】コアに介在している空気、１次ボビン内部に残
る残存空気，マグネットに介在しているガス等を完全に
封止するので、コイルの下部（高圧側）から気泡が漏れ
だし、高圧部に干渉することがないので、高電圧リーク
等でコイルが破壊することを防止できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。

【０００８】図１は本発明の実施例の構成を示す点火装
置の断面図である。

【０００９】１次ボビン１は、ポリブチレンテレフタレ
ート（ＰＢＴ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰ
Ｓ）等の熱可塑性合成樹脂で成形され、１次コイル２が
巻層されている。また、変性ポリフェニレンオキサイド
（変性ＰＰＯ）等の熱可塑性合成樹脂で成形された２次
ボビン３には２次コイル４が巻層されている。１次コイ
ル２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
積層巻されている。２次コイル４は線径０.０３〜０.１
mm 程度のエナメル線を用いて合計５０００〜２０００
０回程度分割巻されている。ケース５は１次ボビン１と
同じような熱可塑性合成樹脂で成形されており、コネク
タ部２４が一体成形されている。本実施例のような円筒
形点火装置の場合、長さが長くなるため成形上１°以下
のテーパが必要となるため、ケース５の内径部５ｃのみ
テーパが設けられている。センタコア７は１次ボビンの
内側に配置され、珪素鋼板をプレス積層している。サイ
ドコア８は２次コイルの外側且つケース５の外側に配置
され、薄い珪素鋼板を管状に丸めている。ただし、磁束
の１ターンショートを防ぐため、サイドコア８円周上の
少なくとも一箇所は切れ目を設けている。本実施例で
は、サイドコア８は板厚０.３〜０.７mmの珪素鋼板一枚
で構成されているが、二枚以上重ねうず電流損を減らし
て、出力を向上することも可能である。センタコア７と
サイドコア８を磁気的に結合して閉磁路を形成するため
に、２次コイル４の低圧側に低圧側コア１８を、２次コ
イル４の高圧側に高圧側コア９を配置する。本実施例で
は、センタコア７と低圧側コア１８は一体にＴ型にプレ
スされ、袋状に成形された１次ボビン１にセンタコア７
底部にマグネット１０を設置した状態のコアを挿入し、
収容されている。そして、低圧側コア９の上部は可とう
性エポキシ樹脂やゴムなどの弾性部材１２でカバーす
る。これにより、図１，図６に示すように絶縁用エポキ
シ樹脂６などの絶縁用樹脂と、センタコア７，低圧側コ
ア１８とを隔離することができる。また、その後、図１
４，図１５に示すように２次ボビンに挿入し２次ボビン
と１次ボビンを接着剤１２ａにて接着する。高圧側コア
９は２次ボビン３に設けられたポケット部３ａに収容さ
れ、可とう性樹脂を充填する。この時、充填した上から
ＰＢＴやノリル等のふたを接着する時もある。よって、
絶縁用エポキシ樹脂６と隔離されている。高圧側コア９
を収容するポケット部３ａは２次ボビン３だけでなく１
次ボビン１やケース５に設けることも可能である。さら
に、ポケット部３ａのみ別部品としてケース５に圧入あ
るいは接着して固定することもできる。さらに、２次ボ
ビンと一体成形すれば上記のような接着作業が不要にな
り、作業性が向上する。又、前記高圧側コア９は、応力
緩和材として、ゴム５５等を配置（図１１に示す）する
と、耐ヒートショック性をアップすることができる。更
に、図１２に示すように筒状の１次コイルでは、コアを
挿入し２次ボビンに挿入後、１次，２次ボビンを接着さ
せ、高圧側コア９を挿入し可とう性樹脂を充填する方法
もある。閉磁路コアの一部にはコアギャップ１１があ
り、そのコアギャップ１１部には１次コイル２により形
成された磁束と反対方向の磁束を磁路中に発生させるマ
グネット１０を備えている。マグネット１０は磁路中に
反対方向の磁束を発生させることにより、珪素鋼板コア
の磁化曲線の飽和点以下で動作させることができる。例
えば、保持力５ｋＯｅ以上のマグネットを使用すれば、
熱による減磁が少ないため、樹脂ケースとの一体成形も
可能となる。これらのコイル部構成部品はケース５の中
に圧入され、Ｔｇ点が１１５℃〜１３５℃で、かつ熱膨
張係数が、Ｔｇ点以下の温度範囲に於ける平均値として
１０〜５０×１０Ｅ−６／℃の銅ヒートシンクに近い
値、例えば、２５×１０Ｅ−６／℃程度の絶縁用エポキ
シ樹脂６の絶縁層で高電圧を絶縁する。２次コイル４で
発生した高電圧は、点火装置の長さを少しでも低減する
よう長手方向に対して垂直方向に配置された過早着火防
止用高圧ダイオード１７，高圧端子１３，スプリング１
４を介して点火プラグに供給される。点火プラグが挿入
される部分は、シリコンゴム等のゴムブーツ１５で絶縁
する。シリンダヘッドカバーと接する部分にはシール用
のシールゴム１６が設けられている。コイル上部に設置
されるイグナイタユニット２０は、箱型にプレス成形さ
れた銅またはアルミ製の金属製ベース２６に、パワート
ランジスタチップ２１とハイブリッドＩＣ回路２８が内
蔵されており、金属製ベース２６内にはシリコンゲルが
充填されている。そして、イグナイタユニット２０は、
ケース５に設けてあるイグナイタユニット２０，位置決
め突起５３，５２で位置決めされる。金属製ベース２６
には、イグナイタ側端子２２がポリブチレンテレフタレ
ートなどの熱可塑性合成樹脂で一体成形されている端子
台２７がシリコン接着剤で接着されている。イグナイタ
側端子２２は１次コイル端子２３，コネクタ側端子２５
と溶接で電気的に接続される。

【００１０】上記で説明したように、袋状構造とするこ
とで、空気が泡となって、１次，２次ボビンの下部から
発生することを防止できる。

【００１１】次に、図２の主要部品展開図を用い、本発
明の構造について詳しく説明する。センタコア７は、図
３に示すように珪素鋼板のプレス幅を変えてプレス積層
したブロックを組合せ多角形形状とするか、図４のよう
に珪素鋼板のプレス工程において幅を順次増減させて積
層し円筒形状に近づけ断面積を増やすよう工夫してあ
る。図３，図４は、センタコア７と低圧側コア１８が別
体の場合である。これとは別に図５に示すよう、センタ
コア７と低圧側コア１８を一体にプレス積層して、本実
施例のようにＴ型コアを形成することもできる。以上の
ようにＴ型に形成されたセンタコア７，低圧側コア１８
に、コアギャップ１１に配置されるマグネット１０を取
付け、１次ボビン１の内側に収容する。１次ボビン１に
はＴ型コアが固定されて収容されるようにＴ型のポケッ
ト部１ａが形成されている。低圧側コア１８を収容した
ときのサイドコア８とのギャップはケース５の肉厚と１
次ボビン１の肉厚があるため１.５mm〜２.５mm程度にな
る。低圧側コア１８の上部には熱応力吸収用の可とう性
エポキシ樹脂１２を注型するため、Ｔ型ポケット部１ａ
の高さは、コアのＴ部高さよりも高くなるように構成さ
れている。また、１次ボビン１は、図１４，図１５等で
示されるように２次ボビン３と接着剤１２ａ、例えばシ
リコン系，エポキシ系の接着剤により接着する。２次ボ
ビン３は高圧側に高圧側コア９を収容するポケット３ａ
が設けられ、図１，図１１，図１２，図１４に示すよう
に固定される。

【００１２】以上のように、図２に示す主要構成部品、
センタコア７，低圧側コア１８，１次ボビン１，２次ボ
ビン３をケース５に組付け後、１次ボビン１のＴ型ポケ
ット部１ａに可とう性エポキシ樹脂１２を注型し、低圧
側コア１８をカバーする。そして、図７に示すようにイ
グナイタユニット２０をケース５に設けられている位置
決め突起５２，５３で横方向の位置を固定し、縦方向は
ケース５に乗せることで位置決めする。コネクタ側端子
２５ａは１次コイル端子２３ｂと接続され、その他のコ
ネクタ側端子２５ｂ，２５ｃは、それぞれイグナイタ側
端子２２ｃ，２２ｂに接続される。さらに、イグナイタ
側端子２２ａと１次コイル端子２３ａが接続される。１
次コイル端子２３ａ，２３ｂは、１次ボビン１から接続
する関係上、イグナイタユニット２０の両サイドに配置
される。次に、図８を用いて１次コイルとの接続方法を
詳しく説明する。１次ボビン１には、１次コイル端子２
３ａを固定するポケット１ｂが設けられており、そのポ
ケット１ｂに１次コイル端子２３ａが圧入固定されてい
る。１次コイル端子２３ａの１次コイル巻きつけ部２３
ａ１は１次ボビン１から垂直方向にＬ型に曲げられてお
り、１次コイル２の端末が巻きつけやすいように構成さ
れている。また、イグナイタ側端子22ａと溶接される側
には、溶接時の応力を緩和・吸収し、１次コイル巻きつ
け部23a1に応力が伝わるのを防止する目的で一部分に湾
曲部２３ａ２を設けている。イグナイタ側端子２２ａ，
２２ｂ，２２ｃ、およびコネクタ側端子２５ａ，２５
ｂ，２５ｃはＬ型に加工され、また、溶接箇所が横一列
になるよう配置されているため溶接作業が容易となる。
さらに、溶接作業の場合は、スパッタがコイル巻線部に
飛散しないよう構成する必要があり、本実施例では、図
７に示すように、イグナイタユニット２０でコイル巻線
部をカバーするよう配置する。ただし、絶縁用エポキシ
樹脂６の注型性や１次コイル２からの配線等に悪影響を
及ぼさない範囲に配置する必要がある。さらに、スパッ
タの飛散する範囲をコイル巻線部から遠ざける意味か
ら、各端子の溶接位置は、ケース５のコイル収容部５ｃ
から１mm以上とする。また、溶接する端子の先端は位置
は、ケース５の端面から２〜６mm内側の位置にくるよう
に構成し、絶縁用エポキシ樹脂６で必ず覆われるように
し、防水信頼性を確保している。

【００１３】以上のようにイグナイタユニット２０を固
定し、絶縁用エポキシ樹脂６を注型硬化させた後、２次
ボビン３の高圧側コア９収納ポケット３ａに高圧側コア
９を収納し、接着剤で固定したのちにサイドコア８をサ
イドコア８のバネアクションを利用してケース５に装着
する。通常、エンジンのプラグホール径はφ２３〜２６
であるため、円筒形点火装置の最大外径は、φ２３以下
とする。

【００１４】図９，図１０はイグナイタユニット２０を
１チップタイプイグナイタ４２にした場合である。１チ
ップタイプイグナイタ４２は放熱用の金属板４１（例え
ば、銅，鉄，アルミ等が考えられるが、いずれも、樹脂
に埋没するため耐食性を考慮しなくても良いため、表面
処理をしなくても良い）にねじ止めするか、もしくは熱
伝導性に優れた接着剤で固定する。その金属板４１がケ
ース５に設けられた位置決め用突起５２，５４で固定さ
れる。端子の接続方法、構成等は、図１，図７，図８に
示す実施例と同様であるため説明は省略する。

【００１５】更に、図６，図１４，図１５等に書いてあ
る１次ボビン下部の、マグネット１０と高圧側コア９と
の仕切り壁を１次ボビンの１成形部にするか、もしくは
シリコン系かエポキシ系接着剤等で仕切り袋状とするの
は、上述のとうりであるが、この仕切り寸法を０.３mm
〜１.０mmにすることで、２次側に発生する２次電圧値
がアップする。また、図１３に示すように、高圧側コア
９を入れないことで、作業性が飛躍的にアップするが、
２次電圧値が低下するので、エンジン側の要求する２次
電圧がそれ程高くないときには、コストを低く抑えられ
るので、この方式を採用する。

【００１６】また、図１等書いてある様に、コア上部に
可とう性樹脂を流し込むのであるが、可とう性樹脂の代
わりに、ゴム材を装着すれば絶縁性樹脂をコイルに注型
するとき、コア７，１８から発生する空気をこのゴムか
ら逃がすことになり、安定した作業が可能となる。と言
うのは、空気が残存してはいけないエリアである２次コ
イル周辺を避け、空気を逃がすことが可能だからであ
る。

【００１７】図９，図１０に示してある上述の１チップ
イグナイタは、特願平7−143439 号に記述した内容であ
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、高圧部に、空気等の泡
が残存しないため、更に、コアと絶縁用樹脂と隔離でき
るため、絶縁リークや、ヒートショックによるコイルの
機能を損なわないため、常に安定した内燃機関用点火装
置を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す断面図。

【図２】本発明の一実施例の主要構成部品の展開図。

【図３】本発明の一実施例のコア形状図。

【図４】本発明の一実施例のコア形状図。

【図５】本発明の一実施例のコア形状図。

【図６】本発明の一実施例の１次ボビンぶくみの断面
図。

【図７】本発明の一実施例のイグナイタユニットの配置
図。

【図８】本発明の一実施例の接続構造を示す断面図。

【図９】本発明の一実施例のイグナイタユニットの配置
図。

【図１０】本発明の一実施例のイグナイタユニットの配
置図。

【図１１】図１に対し高圧側コア部に応力緩和材を入れ
た一実施例。

【図１２】図１に対し１次ボビンを袋状にせず、高圧側
コアを配置したときの一実施例。

【図１３】図１に対し高圧側コアを廃止したときの一実
施例。

【図１４】図１の拡大例。

【図１５】高圧側コアを２次ボビンに一体成形したとき
の一実施例。

【符号の説明】

１…１次ボビン、１ａ…低圧側コア収納ポケット、１ｂ
…１次コイル端子圧入ポケット、２…１次コイル、３…
２次ボビン、３ａ…高圧側コア収納ポケット、４…２次
コイル、５…ケース、５ｃ…コイル収容部、６…絶縁用
エポキシ樹脂、７…センタコア、８…サイドコア、９…
低圧側コア、１０…マグネット、１１…コアギャップ、
１２…可とう性エポキシ樹脂、１３…高圧端子、１４…
スプリング、１５…ゴムブーツ、１６…シールゴム、１
７…高圧ダイオード、１８…低圧側コア、２０…イグナ
イタユニット、２１…パワートランジスタチップ、２
２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…イグナイタ側端子、２
３，２３ａ，２３ｂ…１次コイル端子、２３ａ１…１次
コイル巻きつけ部、２３ａ２…１次コイル端子湾曲部、
２４…コネクタ、２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…コネ
クタ側端子、２６…金属性ベース、２７…端子台、２８
…ハイブリッドＩＣ回路、４１…放熱板、４２…１チッ
プイグナイタ、４３…穴、５２，５３，５４…位置決め
用突起、５５…ゴム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺博茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者安蔵洋一茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者片岸健一茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地３日立オートモティブエンジニアリング株式会社内 (72)発明者近藤英一郎茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地３日立オートモティブエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】点火プラグに直結し、プラグホール内に収
容される円筒形の内燃機関用点火装置において、１次コ
イルの内側に配置されるセンタコア及び２次コイルの外
側に珪素鋼板により円筒形に形成され、かつ円筒形の縦
方向に切りかけ部を有するサイドコアが配置され、前記
センタコアとサイドコアが、２次コイルの低圧側及び高
圧側に配置されたコアにより磁気的に間接的に結合され
た閉磁路コアを持つ内燃機関用点火装置において、１次
巻線，２次巻線をそれぞれ巻回した１次ボビンと２次ボ
ビンを接着し、該高圧側に配置したコアを２次ボビンに
収納し、接着させしむ構造としたことを特徴とした内燃
機関用点火装置。
【請求項２】請求項１において、前記１次ボビンを袋状
に成形したことを特徴とする内熱機関用点火装置。
【請求項３】請求項１または請求項２において、低圧側
に配置するコアを２次ボビンに一体に成形したことを特
徴とする内燃機関用点火装置。