JP2015095519A - 内燃機関用の点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】カバー内に水が浸入したときでも、呼吸口の上端部まで水が一気に到達することを防ぐと共に、内燃機関の運転によってプラグホール内の空気が暖められ体積が拡大する正圧状態となった時にカバー内に既に侵入した水を排出できる内燃機関用の点火コイルを提供する。
【解決手段】カバー50には通気部56に対して斜め方向に形成した案内壁68，70が配置され、案内壁68，70は、末端部に対して先端部aがカバー50の開口部54側にして形成する。また、エアーチャンバ側通気口に近傍した位置に形成された案内壁68は、末端部を通気部56に接続し、カバー50の開口部54に近傍した位置に形成された案内壁70は、末端部をエアーチャンバ部の壁に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関に備えられる点火プラグに高電圧を供給する点火コイルにおいて、特に、プラグホール内の防水を行う機能を有した内燃機関用の点火コイルに関するものである。

従来より、内燃機関用の点火コイルは、エンジン上部に取り付けられた際に、プラグホール内に備えられた点火プラグとの接続を確実に行うために、点火コイルのケースに備えられたプロテクタでプラグホール上端を密閉している。このような点火コイルでは、エンジンの温度変化によってプラグホール内の内圧が変化し、点火コイルが被水するとプラグホール内の空気が冷やされ体積が収縮する負圧状態となり、プラグホール内に水が浸入することがある。この問題を解決するために、点火コイルに保水チャンバを形成することが知られており、例えば特開２０１２−１８６２９９号公報（以下「特許文献１」）が提案されている。

特許文献１の内燃機関用の点火コイルの構成を示す断面図を図７に示す。特許文献１の内燃機関用点火コイルは、コイルケース20の図示の左方向の外側部には、エアーチャンバ部52及び通気部56が一体的に形成されている。また、エアーチャンバ部52と通気部56とは、それぞれの上部で連通している。さらに、エアーチャンバ部52は、コップを逆さまにしたような下面を「全面開口」としている。

また、エアーチャンバ部52の容積をプラグホール210内の温度変化による容積収縮分よりも大きくしておくことで、エアーチャンバ部52内の水位が上がってきても、プラグホール210内と連続する通気部56の入口（通気部56の上部）まで上がることはないので、プラグホール210内に水が浸入することはないものである。これより、エアーチャンバ部52の容積は、例えば、４ｃｃとしている。一方、プラグホール210の容積は４０ｃｃ程度であり、この場合のプラグホール90内の温度変化による容積収縮分は２ｃｃ程度であるため、エアーチャンバ部52の容積は、容積収縮分（２ｃｃ）よりも大きくなっている。

また、エアーチャンバ部52及び通気部56の上部には、開口部220が設けられている。開口部220の断面積は、エアーチャンバ部52の断面積より小さくなっている。エアーチャンバ部52の上部には、上記開口部220と連通する小さな開口からなる通気部入口230が形成されている。そして、この開口部220は、シール部材240により封止される。これにより、エアーチャンバ部52と通気部56とを連通するとともに、通気部56は、エアーチャンバ部52を経由して、外気に連通することになる。なお、シール部材240は、圧入，接着あるいは溶着により固定されることが記載されている。

しかし、エアーチャンバ部内に水が浸入したときに、通気部入口まで水が一気に到達する恐れがある。この問題を解決するために、別の例として特開２０１２−１８６４１１号公報（以下「特許文献２」）が提案されている。

特許文献２の点火コイルにかかる、カバーを取り付ける前のケース部と、カバーとを示す斜視図を図８に示す。特許文献２の内燃機関用点火コイルは、柱部56を設けた柱部形成側壁部320は、シールラバー40の外周位置よりも内周側に位置しており、柱部56は、柱部形成側壁部320よりも外周側であってシールラバー40に対する上方位置に形成された土台部310から上方に向けて形成してある。また、柱部56は、ケース部20の側壁部22の外側面330において点火コイル100の径方向に向けて突出する部分として、略半円形状の円柱部分として形成されている。さらに、柱部形成側壁部320は、円環状のシールラバー40の上方に位置する周方向の一部を、シールラバー40の外周輪郭よりも内側へ窪ませた平面状の側壁部分として形成されている。

また、土台部310は、シールラバー40の外周輪郭の内周側であって柱部形成側壁部320の外周側に位置する部分として形成されている。さらに、土台部310には、上下方向に板面を向けて側方に突出する突出部340が設けてある。

また、カバー50は、その開口部分を形成した下端部を突出部340の周囲に配置して、ケース部20における切欠部360に取り付けられる。さらに、切欠部360は、ケース部20の側壁部22において、柱部56に対する両側位置に、側壁上端部370から下方に互いに平行に切り欠いて設け、切欠部360は、上下方向に長いスリットとして、互いに平行に側壁部22に形成してある。

また、柱部形成側壁部320には、柱部56に対する左右の両側位置において側壁部22と突出部340とに繋がるケース壁部380がそれぞれ上下方向に立設してある。さらに、カバー50の内側面の上側部分には、カバー壁部390が柱部56に対する左右の両側位置にそれぞれ配置されるカバー壁部390が上下方向に立設してある。各カバー壁部390は、柱部56とケース壁部380との間に配置されることが記載されている。

特開２０１２−１８６２９９号公報 特開２０１２−１８６４１１号公報

しかしながら、上記従来の内燃機関用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２において、カバー内に水が浸入したときでも、この水が、側壁部に立設したケース壁部と、カバーの内側面の上側部分に立設したカバー壁部とによって、呼吸口の上端部に到達し難くしているが、内燃機関の運転によってプラグホール内の空気が暖められ体積が拡大する正圧状態となった時は、突出部から上方向に立設したケース壁部によってカバー内に既に侵入した水を排出することができない問題が生じる。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、カバー内に水が浸入したときでも、呼吸口の上端部まで水が一気に到達することを防ぐと共に、内燃機関の運転によってプラグホール内の空気が暖められ体積が拡大する正圧状態となった時にカバー内に既に侵入した水を排出できる内燃機関用の点火コイルを提供することを目標とする。

上記の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、請求項１の発明は、１次コイルと、２次コイルと、鉄芯と、からなるコイル部と、当該コイル部を収容するケースと、プラグホール開口部を密閉するために当該ケースに装着されるプロテクタと、を備えた内燃機関用の点火コイルにおいて、前記ケース側面には、前記プラグホール側に開口部を有したエアーチャンバ部を成すカバーが装着され、当該カバーには、前記プラグホール内と前記エアーチャンバ部内を結ぶ通気口を有した通気部を形成し、前記エアーチャンバ部には、当該通気部に対して斜め方向に配置した案内壁を少なくとも１つ形成することを特徴とする内燃機関用の点火コイルとする。

上記構成においては、前記案内壁は、先端部が末端部より前記開口部に近い位置に形成してもよいし、前記案内壁は、前記末端部が前記エアーチャンバ部及び／又は前記通気部と接続してもよい。または、前記案内壁は、前記ケース及び／又は前記カバーに形成してもよい。さらに、前記開口部に近い側の前記案内壁は、前記エアーチャンバ部側に前記末端部を接続し、前記通気口に近い側の前記案内壁は、前記通気部側に前記末端部を接続してもよい。

上記の通り、ケース側面には、プラグホール側に開口部を有したエアーチャンバ部を成すカバーが装着され、カバーには、プラグホール内とエアーチャンバ部内を結ぶ通気口を有した通気部を形成し、エアーチャンバ部には、通気部に対して斜め方向に配置した案内壁を少なくとも１つ形成することで、カバー内に水が浸入したときでも、通気口の上端部まで水が一気に到達することを防ぐと共に、内燃機関の運転によってプラグホール内の空気が暖められ体積が拡大する正圧状態となった時にカバー内に既に侵入した水を排出できる内燃機関用の点火コイルが実現できる。

また、案内壁は、先端部が末端部より開口部に近い位置に形成することで、カバー内に一度侵入した水の排出を行うことができる。さらに、案内壁は、末端部がエアーチャンバ部及び／又は通気部と接続することで、カバー内に侵入してくる水は先端部からのみとなるため、通気口の上端部まで水が到達することを防ぐことができる。

また、案内壁は、ケース及び／又はカバーに形成することで、従来の点火コイルと比較して部品点数や製造工程を変更する必要が無い点火コイルとすることができる。さらに、開口部に近い側の案内壁は、エアーチャンバ部側に末端部を接続し、通気口に近い側の案内壁は、通気部側に末端部を接続することで、案内壁が左右方向に重なり合うため、通気口の上端部まで水をさらに到達し難くすることができる。

本発明の第１の実施例とする内燃機関用の点火コイルを示す斜視図である。 図１の点火コイルを矢印ａ方向から見た上面図を（ａ）に、矢印ｂ方向から見た下面図を（ｂ）に示す。 実施例１とする点火コイルの組み立てを示す斜視図である。 図３の点火コイルとカバーの拡大図を示す。 実施例１の点火コイルの側面図を示す。 実施例１の点火コイルのエアーチャンバ部内に侵入した水を排出する行程を示した図である。 特許文献１の内燃機関用の点火コイルの構成を示す断面図である。 特許文献２の点火コイルにかかる、カバーを取り付ける前のケース部と、カバーとを示す斜視図である。

以下に本発明の実施の形態を示す実施例を図１乃至図６に基づいて説明する。

本発明の第１の実施例とする内燃機関用の点火コイルを示す斜視図を図１に、図１の点火コイルを矢印ａ方向から見た上面図を（ａ）に、矢印ｂ方向から見た下面図を（ｂ）に示す図を図２に、点火コイルの組み立てを示す斜視図を図３に、図３の点火コイルとカバーの拡大図を図４に、点火コイルの側面図を図５に、点火コイルのエアーチャンバ部内に侵入した水を排出する行程を示した図を図６にそれぞれ示す。

図１乃至図５において、内燃機関用の点火コイル100は、珪素鋼板から成形した中心鉄芯と外周鉄芯とを組み合わせた閉磁路構造の鉄芯と、当該鉄芯の外周に配置した１次コイルと、当該１次コイルの外周に配置した２次コイルと、からなるコイル部10によって構成されている。また、当該コイル部10は、絶縁樹脂から成形した垂直方向上面を開口したケース20に収容され、熱硬化性を有したモールド樹脂80を充填されて物理的固定と電気的絶縁を実現している。さらに、当該ケース20の側面22には外部に備えられたバッテリやＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）からの電源電圧や点火信号を当該コイル部10へ供給するためのコネクタ20aが形成されている。

また、前記点火コイル100は、エンジンヘッドに取付け固定するためのフランジ20bを前記ケース20に形成し、前記ケース20の底面には前記バッテリからの電圧を前記コイル部10で昇圧し、点火プラグへ供給するための高圧タワー20cが形成されている。さらに、当該高圧タワー20cには前記点火コイル100と当該点火プラグを確実に接続すると共に、当該点火プラグが備えられるプラグホール内への水の浸入を防ぐために開口部分を密閉するプロテクタ40が備えられている。

また、前記ケース側面22には前記プロテクタ40側に開口部54を有したエアーチャンバ部52を形成したカバー50が備えられ、当該カバー50には当該エアーチャンバ部52と前記プラグホールを結ぶ通気口58を有した通気部56が形成される。さらに、当該通気部56は当該カバー50の開口部54に対して垂直方向に形成されると共に、当該通気口58の前記エアーチャンバ部52に形成されたエアーチャンバ側通気口60aは、当該カバー50の開口部54と対向する面に近傍する如く配置される。

また、前記ケース20には、前記通気口58と前記プラグホール内を結ぶカバー側通気口28とプロテクタ側通気口34とからなる通路が形成され、当該カバー側通気口28は前記通気口60のケース側通気口60bに接続される。さらに、前記プロテクタ40にはプロテクタ内面42に有したケース側通気孔46aとプロテクタ外面44に有したプラグホール側通気孔46bと、からなる通路が形成され、当該ケース側通気孔46aは前記ケース20の当該プロテクタ側通気口34と接続されることで、前記エアーチャンバ側通気口60aから当該プラグホール側通気孔46bまでは直通の通路として構成される。

また、前記カバー50には前記通気部56に対して斜め方向に形成した案内壁68，70が配置され、前記エアーチャンバ側通気口60aに近傍した位置に形成された当該案内壁68は、末端部72bを前記通気部56に接続すると共に、当該末端部72bに対して先端部72aが前記カバー50の開口部54側にして形成される。さらに、前記カバー50の開口部54に近傍した位置に形成された当該案内壁70は、末端部74bを前記エアーチャンバ部52の壁に接続すると共に、当該末端部74bに対して先端部74aが前記カバー50の開口部54側にして形成される。

また、前記カバー50と前記ケース20は、前記カバー50に形成されたエアーチャンバ側リブ62と前記ケース20の側面22に形成されたエアーチャンバ側リブ挿入穴24と、を嵌合して接続している。同様に、前記通気部56と前記ケース20は、前記通気部56に形成された通気部側リブ64と前記ケースの側面22に形成された通気部側リブ挿入穴26と、を嵌合して接続している。さらに、前記カバー50は前記ケース20との接続部分に凹部66aを、前記ケース20は前記カバー50との接続部分に凸部30aを形成し、ラビリンス機構としている。同様に、前記通気部56は前記ケース20との接続部分に凹部66bを、前記ケース20は前記通気部56との接続部分に凸部30bを形成し、ラビリンス機構としている。

また、図２（ａ）に戻り、前記エアーチャンバ側リブ62と前記通気部側リブ64とは、前記エアーチャンバ側リブ挿入穴24と前記通気口側リブ挿入穴26とに嵌合した際に、前記エアーチャンバ側リブ62の先端部62aと前記通気部側リブ64の先端部64aが前記ケース20の内壁32に達する長さに形成されており、前記ケース20内に充填される前記モールド樹脂80によって固定されている。

図３に戻り、前記点火コイル100の組み立ては、前記ケース20に前記コイル部10を収容した状態とし、前記ケース20の矢印Ｘ，Ｙ，Ｚ方向と前記カバー50の矢印Ｘ，Ｙ，Ｚ方向を一致させて矢印１の方向に接続させる。また、前記ケース20と前記カバー50の接続は、治具による押圧で行われ、前記カバー50の前記凹部66aと前記ケース20の前記凸部30aが確実に接続されると共に、前記エアーチャンバ側リブ62の前記先端部62aと前記通気部側リブ64の前記先端部64aが前記ケース20の内壁32まで確実に達する。さらに、前記ケース20と前記プロテクタ40を矢印２の方向に接続させ、前記ケース20の前記高圧タワー20cが前記プロテクタ40の内面44と嵌合することで固定されている。

図６において、内燃機関が被水すると内燃機関自体の温度が低下し、前記点火プラグが備えられている前記プラグホール内の空気も冷やされる。この時の前記プラグホールは開口部分を前記プロテクタ40によって密閉されていることから前記プラグホール内の空気は負圧状態となる。ここで、前記エアーチャンバ側通気口60aから当該プラグホール側通気孔46bまでの通路から外部の空気を入れることで負圧状態を解消している。また、前記ケース20には前記エアーチャンバ部52を有した前記カバー50を備えることで、前記点火コイル100が被水した際にも前記エアーチャンバ部52内に空気を保った状態となる。即ち、図６（ａ）に示すように前記プラグホール内の空気が負圧状態となった時に前記通気口58を介して前記エアーチャンバ部52内の空気を入れて前記プラグホール内に水Wを侵入させることなく負圧状態を解消している。

また、内燃機関が被水状態から脱すると内燃機関の温度が上昇し、前記プラグホール内の空気が暖められる。この時の前記プラグホール内の空気は正圧状態となり、前記エアーチャンバ側通気口60aから当該プラグホール側通気孔46bまでの通路から前記プラグホール内の空気を放出して正圧状態を解消している。即ち、図６（ａ）に示した内燃機関が被水した状態から前記プラグホール内の空気が膨張し、図６（ｂ）に示した前記エアーチャンバ部52内の水Wが減少していき、最終的には図６（ｃ）に示すような前記エアーチャンバ部52内に水Wが残っていない状態となる。因みに、内燃機関が被水していない正常な運転時でも内燃機関の温度が上昇し、前記プラグホール内の空気が膨張することで前記エアーチャンバ側通気口60aから当該プラグホール側通気孔46bまでの通路から前記プラグホール内の空気を放出している。

上記構成により、前記カバー50には前記通気部56に対して斜め方向に形成した前記案内壁68，70が配置され、前記案内壁68，70は、前記末端部72b，74bに対して前記先端部72a，74aが前記カバー50の開口部54側にして形成されることで、前記点火コイル100が被水によって前記プラグホール内の空気が冷やされ体積が収縮する負圧状態となった時は、前記エアーチャンバ部52内に侵入した水は前記通気口58上端に一気に到達し難くすると共に、前記点火コイル100が被水状態から脱し、内燃機関の運転によって前記プラグホール内の空気が暖められ体積が拡大する正圧状態となった時に前記エアーチャンバ部52内に既に侵入した水を全て排出することができる。

また、前記エアーチャンバ側通気口60aに近傍した位置に形成された前記案内壁68は、前記末端部72bを前記通気部56に接続し、前記カバー50の開口部54に近傍した位置に形成された前記案内壁70は、前記末端部74bを前記エアーチャンバ部52の壁に接続することで、前記案内壁68，70が左右方向に重なり合うため、前記エアーチャンバ側通気口60aまで水をさらに到達し難くすることができる。

なお、上記実施例１の変形例として、前記コイル部10、前記コネクタ20a、前記フランジ20b、及び、前記高圧タワー20cは、実施例１の構成に限らず設計事情によって適宜変更可能なものとしてもよい。また、前記案内壁68，70の形状は、設計事情によって任意に変更してもよいし、前記カバー50内に形成する前記案内壁68，70の個数は設計事情に応じて任意に変更してもよい。さらに、前記案内壁68，70は、前記通気部56に対する斜め方向の角度を設計事情によって任意の角度に変更してよいものとするが、前記案内部68，70の前記通気部56に対する角度があまりに小さいと前記プラグホール内が正圧状態となった時に前記エアーチャンバ部52内に既に侵入した水を全て排出することができなくなるため、前記エアーチャンバ部52内に既に侵入した水を全て排出することができる範囲の角度とすることが望ましい。

また、前記案内壁68，70は、前記カバー50に形成したが、前記ケース20に形成してよいし、これらを組み合わせて前記エアーチャンバ側通気口60aに近傍した前記案内壁68を前記ケース20に形成し、前記カバー50の開口部54に近傍した前記案内壁70を前記カバー50に形成する構成としてもよい。さらに、前記案内壁68，70は、前記ケース20又は前記カバー50と別部品として成形してもよい。

また、前記エアーチャンバ側通気口60aに近傍した位置に形成された前記案内壁68は、前記末端部72bを前記通気部56に接続し、前記カバー50の開口部54に近傍した位置に形成された前記案内壁70は、前記末端部74bを前記エアーチャンバ部52の壁に接続し、前記案内壁68，70が左右方向に重なり合うよう構成したが、必ずしも重ね合わす必要はなく設計事情によって適宜変更してもよい。さらに、前記通気部56を前記通気口58の径方向に対して前記エアーチャンバ部52の端部に形成した場合、前記案内壁68，70は、少なくとも１つ形成することで本発明の効果を得ることができる。

10：コイル部
20：ケース
22：ケース側面
24：エアーチャンバ側リブ挿入穴
26：通気口側リブ挿入穴
28：カバー側通気口
30a，30b：凸部
32：ケース内壁
34：プロテクタ側通気口
40：プロテクタ
50：カバー
52：エアーチャンバ部
54：開口部
56：通気部
58：通気口
60：エアーチャンバ側通気口
62：エアーチャンバ側リブ
64：通気部側リブ
66a，66b：凹部
68，70：案内壁
80：モールド樹脂
100：点火コイル

Claims (5)

1. １次コイルと、２次コイルと、鉄芯と、からなるコイル部と、
   当該コイル部を収容するケースと、
   プラグホール開口部を密閉するために当該ケースに装着されるプロテクタと、を備えた内燃機関用の点火コイルにおいて、
   前記ケース側面には、前記プラグホール側に開口部を有したエアーチャンバ部を成すカバーが装着され、
   当該カバーには、通気部を形成し、
   前記エアーチャンバ部には、当該通気部に対して斜め方向に配置した案内壁を少なくとも１つ形成することを特徴とする内燃機関用の点火コイル。
2. 前記案内壁は、先端部が末端部より前記開口部に近い位置に形成す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。
3. 前記案内壁は、前記末端部が前記エアーチャンバ部及び／又は前記通気部と接続することを特徴とする請求項に１又は２に記載の内燃機関用の点火コイル。
4. 前記案内壁は、前記ケース及び／又は前記カバーに形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関用の点火コイル。
5. 前記開口部に近い側の前記案内壁は、前記エアーチャンバ部側に前記末端部を接続し、
   前記通気口に近い側の前記案内壁は、前記通気部側に前記末端部を接続することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の内燃機関用の点火コイル。

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