JP2020056362A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関用点火コイルを構成する部材の端子とキャップとの嵌め合わせが容易となる技術を提供する。
【解決手段】コイルアセンブリ１２０と、第一端部１２１ａおよび第二端部１２１ｂを有し、かつ第一端部１２１ａがコイルアセンブリ１２０の出力側と電気的に接続されるリード端子１２１と、第二端部１２１ｂと電気的に接続される接続面１５２ａを有する高圧端子１５２と、コイルアセンブリ１２０とリード端子１２１と高圧端子１５２とを収容するケース１１０と、高圧端子１５２の端部に嵌合される樹脂製のキャップ１４０と、を備え、キャップ１４０は、接続面１５２ａを露出させる開口孔１４３を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は内燃機関用点火コイルに関する。

内燃機関用点火コイルにおいては、内燃機関用点火コイルのコイルアセンブリで昇圧された電圧を、点火プラグへ確実に伝えることが要求される。そのため、内燃機関用点火コイルを構成する部材間の電気的接続の信頼性が高いことが望まれる。

ここで、内燃機関用点火コイルにおける部材間の電気的接続の信頼性を向上するため、特許文献１に記載されているように、内燃機関用点火コイルを構成する部材の端子に、金属製のキャップが組み付けられることがある。端子とキャップとの組み付けには、嵌合が使われることが多い。

特開２０１７−９８４６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるキャップは、変形し難い材質である金属で形成されている。そのため、特許文献１に記載される内燃機関用点火コイルでは、キャップと端子との嵌め合いにおける嵌合公差を厳しく設定しなければ、端子にキャップを嵌め合わせることができない場合がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、内燃機関用点火コイルを構成する部材の端子とキャップとの嵌め合わせが容易となる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る内燃機関用点火コイルの一態様は、コイルアセンブリと、第一端部および第二端部を有し、かつ前記第一端部が前記コイルアセンブリの出力側と電気的に接続されるリード端子と、前記第二端部と電気的に接続される接続面を有する高圧端子と、前記コイルアセンブリと前記リード端子と前記高圧端子とを収容するケースと、前記高圧端子の端部に嵌合される樹脂製のキャップと、を備え、前記キャップは、前記接続面を露出させる開口孔を有する。

前記開口孔の底面は、前記接続面のみで構成されているのが好適である。

前記開口孔を形成する内壁面は、前記高圧端子側から前記コイルアセンブリ側に向かって前記開口孔の径を大きくする拡径部を有するのが好適である。

前記キャップは、前記コイルアセンブリ側の端部に、前記開口孔の径方向外側に向かって突出する鍔部を有するのが好適である。

前記高圧端子は、雑防抵抗を構成する端子である。

本発明に係る内燃機関用点火コイルは、キャップが樹脂製であるため、キャップが金属製である場合に比べて、内燃機関用点火コイルを構成する部材の高圧端子とキャップとの嵌め合わせが容易となる。

また、開口孔の底面を、高圧端子の接続面のみで構成した本発明は、開口孔の底面が接続面のみで構成されていない場合と比べて、リード端子が接続面に接触しやすくなる。その結果、リード端子および高圧端子間における電気的接続の信頼性が向上する。

また、開口孔を形成する内壁面が、高圧端子側からコイルアセンブリ側に向かって開口孔の径を大きくする拡径部を有する本発明は、点火コイルの組立時に、リード端子とキャップとが接触した場合に、当該リード端子が高圧端子の接続面が露出する開口孔の底面に移動しやすくなる。その結果、リード端子および高圧端子間における電気的接続の信頼性が向上する。

また、キャップが、コイルアセンブリ側の端部に、開口孔の径方向外側に向かって突出する鍔部を有する本発明は、点火コイルの組立時に、リード端子とキャップとが接触しやすくなる。リード端子とキャップとが接触した場合には、当該リード端子は、キャップの形状に沿って、高圧端子の接続面が露出する開口孔の底面に移動する可能性が高い。その結果、リード端子および高圧端子間における電気的接続の信頼性が向上する。

実施の形態に係る内燃機関用点火コイルの外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る内燃機関用点火コイルの断面図を示す図である。 実施の形態に係るキャップを説明するための図である。

＜内燃機関用点火コイルの外観＞
図１は、実施の形態に係る内燃機関用点火コイル１００の外観を示す斜視図である。内燃機関用点火コイル１００（以後、単に「点火コイル１００」と呼ぶ）のケース１１０は、図１に示されるように、コネクタ部１１１、固定部１１２、収容部１１３および高圧部１１４で構成されている。

コネクタ部１１１には、ワイヤーハーネス（図示なし）のコネクタが接続される。コネクタ部１１１の内部には複数のコネクタ端子１１１ａが配備されており、コネクタ端子１１１ａはワイヤーハーネスを介してＥＣＵ（Engine Control Unit）等の電子機器と接続される。これにより、点火コイル１００に、入力電圧やＥＣＵからの信号が入力される。

固定部１１２は、固定ボルトの挿入が可能な貫通孔を有する。固定部１１２の貫通孔に固定ボルトを挿入した状態で、当該固定ボルトをエンジンブロックに固定することで、点火コイル１００がエンジンブロックに固定される。

収容部１１３および高圧部１１４は、後述する点火コイル１００を構成する他の部材（部品）を収容している。また、コネクタ端子１１１ａから入力された入力電圧や信号に基づいて点火コイル１００で昇圧された電圧は、高圧部１１４から点火プラグ（図示なし）に印加される。

＜点火コイルの構成＞
図２は、実施の形態に係る点火コイル１００の断面を示す図である。図２に示されるように、収容部１１３および高圧部１１４には、コイルアセンブリ１２０、リード端子１２１、雑防抵抗１５０、キャップ１４０および充填樹脂１３０が収容されている。なお、図２に示されるように、収容部１１３および高圧部１１４の内部の空間はつながっている。

コイルアセンブリ１２０は、一次コイル１２０ａ、二次コイル１２０ｂ等を備えており、収容部１１３内に固定される。より詳細には、コイルアセンブリ１２０は、収容部１１３内部の側面および底面によって位置決めされて固定される。また、コイルアセンブリ１２０は、入力側端子がコネクタ端子１１１ａと接続されている。コイルアセンブリ１２０は、ＥＣＵからの信号に基づいて一次コイル１２０ａへの通電を遮断することで、二次コイル１２０ｂに高電圧を誘起する。そして、コイルアセンブリ１２０は、二次コイル１２０ｂで誘起された電圧を、コイルアセンブリ１２０の出力側端子から出力する。

リード端子１２１は、コイルアセンブリ１２０の出力側端子から印加された電圧を、雑防抵抗１５０に供給する。リード端子１２１は、第一端部１２１ａおよび第二端部１２１ｂを有している。第一端部１２１ａは、コイルアセンブリ１２０の出力側端子と接続される。そして、点火コイル１００の組立工程において、リード端子１２１が接続されたコイルアセンブリ１２０が収容部１１３に挿入されることで、リード端子１２１の第二端部１２１ｂが雑防抵抗１５０に接触する。それにより、コイルアセンブリ１２０と雑防抵抗１５０とが、リード端子１２１を介して電気的に接続される。

なお、リード端子１２１の第二端部１２１ｂの形状は、図２に示される形状に限られない。第二端部１２１ｂは、図２に示される角度とは異なる角度で屈曲していてもよいし、屈曲していなくてもよい。

雑防抵抗１５０は、点火コイル１００内のノイズを除去する。雑防抵抗１５０は、第一高圧端子１５２、抵抗部材１５１および第二高圧端子１５３で構成されている。そして、図２に示されるように、雑防抵抗１５０は、第一高圧端子１５２が、収容部１１３と高圧部１１４との境界付近に位置するよう、高圧部１１４内に固定される。より具体的には、点火コイル１００の組立工程において、治具によって位置決めされて、ケース１００に雑防抵抗１５０が嵌め合わされる。その後、リード端子１２１が接続されたコイルアセンブリ１２０が収容部１１３に挿入さることで、第一高圧端子１５２とリード端子１２１とが接続される。第一高圧端子１５２に印加された電圧は、抵抗部材１５１を介して、第二高圧端子１５３から点火プラグ側（点火コイル１００の後続機器）へ印加される。

キャップ１４０は、雑防抵抗１５０に嵌合される。キャップ１４０については、後で詳細に説明する。収容部１１３および高圧部１１４内に形成された隙間には、充填樹脂１３０が充填される。

＜キャップについて＞
図３は、実施の形態に係るキャップ１４０を説明するための図である。図３に示されるように、キャップ１４０は、雑防抵抗１５０の入力側端子である第一高圧端子１５２の端部に嵌合される。

また、図３に示されるように、キャップ１４０には、開口孔１４３が設けられている。開口孔１４３は、第一高圧端子１５２においてリード端子１２１と電気的に接続する、接続面１５２ａを露出させる。より詳細には、第一高圧端子１５２にキャップ１４０が嵌合されると、開口孔１４３の底面に、第一高圧端子１５２の接続面１５２ａが位置する。そして、キャップ１４０が第一高圧端子１５２に嵌合された状態で、リード端子１２１と接続されているコイルアセンブリ１２０が収容部１１３に挿入されると、図３に示されるように、開口孔１４３内部にて（開口孔１４３を形成する内壁面１４５に取り囲まれた状態で）、リード端子１２１の第二端部１２１ｂと第一高圧端子１５２の接続面１５２ａとが接触する。これにより、リード端子１２１と雑防抵抗１５０とが電気的に接続される。

また、キャップ１４０は、樹脂材料で形成される。より具体的には、キャップ１４０は、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンプラ等の熱可塑性プラスチックで形成される。一例としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）が挙げられる。一般的に、熱可塑性プラスチック等の樹脂材料は、アルミ等の金属材料に比べて弾性変形がしやすい。そのため、例えば、第一高圧端子１５２の径が、キャップ１４０の開口孔１４３の径より大きい場合であっても、本実施の形態における樹脂製のキャップ１４０は、金属製のキャップに比べて、第一高圧端子１５２の径に合せて変形しやすい。

本実施の形態係る点火コイル１００は、キャップ１４０が樹脂製であるため、キャップが金属製である場合に比べて、点火コイル１００を構成する部材（第一高圧端子１５２）とキャップ１４０との嵌め合わせが容易となる。

また、点火コイル１００を構成する部品の寸法公差や組立時の公差等が要因となり、リード端子１２１と第一高圧端子１５２とが接触しない場合がある。例えば、点火コイル１００の組立時（より詳細には、コイルアセンブリ１２０を収容部１１３に挿入する時）に、リード端子１２１の第二端部１２１ｂが、接続面１５２ａ上を接続面１５２ａ内側から外側に向かって移動することがある。しかしながら、本実施の形態に係る点火コイル１００では、接続面１５２ａが、開口孔１４３の底面に位置している。そのため、第二端部１２１ｂが接続面１５２ａ外側に向かって大きく移動すると、第二端部１２１ｂは、開口孔１４３を形成する内壁面１４５に接触する。つまり、第二端部１２１ｂは、当該内壁面１４５によって、接続面１５２ａから離れることを規制される。換言すると、キャップ１４０は、第一高圧端子１５２に嵌合される嵌合部分１４２のほか、内壁面１４５によってリード端子１２１（第二端部１２１ｂ）の移動を規制する係止部分１４４を有している。本実施の形態に係る点火コイル１００では、キャップ１４０が係止部分１４４を有しているため、第二端部１２１ｂと接続面１５２ａとが離れ辛くなる。その結果、リード端子１２１および第一高圧端子１５２間における電気的接続の信頼性が向上する。

なお、本実施の形態では、図３に示されるように、開口孔１４３の底面が、第一高圧端子１５２の接続面１５２ａのみで構成されている。しかし、開口孔１４３の底面は、接続面１５２ａのみで構成されていなくてもよい。例えば、開口孔１４３の孔径が一律ではなく、かつ嵌合部分１４２の孔径より、係止部分１４４の孔径の方が大きい場合である。この場合には、開口孔１４３の底面のうちの外縁部分が、キャップ１４０で構成される。しかしながら、開口孔１４３の底面における接続面１５２ａが占める割合が高い方が、リード端子１２１が接続面１５２ａに接触する可能性が高くなる。

本実施の形態に係る点火コイル１００では、開口孔１４３の底面を、高圧端子（第一高圧端子１５２）の接続面１５２ａのみで構成しているため、開口孔１４３の底面が接続面１５２ａのみで構成されていない場合と比べて、リード端子１２１が接続面１５２ａに接触しやすくなる。その結果、リード端子１２１および高圧端子（第一高圧端子１５２）間における電気的接続の信頼性が向上する。

なお、本実施の形態では、図３に示されるように、第一高圧端子１５２の接続面１５２ａ全てが、開口孔１４３から露出しているが、開口孔１４３から露出している部分は接続面１５２ａの一部であってもよい。接続面１５２ａの露出面積が高いほど、リード端子１２１と接続面１５２ａとが接触する可能性を高くすることができる。本実施の形態では、開口孔１４３が、第一高圧端子１５２の接続面１５２ａの全てを露出させているため、リード端子１２１が接続面１５２ａに接触しやすくなる。その結果、リード端子１２１および高圧端子（第一高圧端子１５２）間における電気的接続の信頼性が向上する。

＜係止部分の形状について＞
キャップ１４０は、係止部分１４４（つまりキャップ１４０におけるコイルアセンブリ１２０側の端部）のうちの開口孔１４３を形成する内壁面１４５に、第一高圧端子１５２側からコイルアセンブリ１２０側に向かって開口孔１４３の径を大きくする拡径部１４６を有していてもよい。ここで、拡径部１４６は、内壁面１４５の全てに形成されてもよいし、内壁面１４５の一部に形成されてもよい。

拡径部１４６の形状の一例としては、図３に示されるように、内壁面１４５におけるコイルアセンブリ１２０側端部に、丸みをつける（Ｒをつける）ことが挙げられる。点火コイル１００の組立時に（より詳細には、コイルアセンブリ１２０が収容部１１３に挿入されるときに）、このような拡径部１４６にリード端子１２１の第二端部１２１ｂが接触した場合には、当該リード端子１２１は拡径部１４６の形状に沿って開口孔１４３の底面に案内される可能性が高い。

本実施の形態に係る点火コイル１００は、開口孔１４３を形成する内壁面１４５が、高圧端子（第一高圧端子１５２）側からコイルアセンブリ１２０側に向かって開口孔１４３の径を大きくする拡径部１４６を有しているため、点火コイル１００の組立時に、リード端子１２１とキャップ１４０とが接触した場合に、当該リード端子１２１が高圧端子（第一高圧端子１５２）の接続面１５２ａが露出する開口孔１４３の底面に移動しやすくなる。その結果、リード端子１２１および高圧端子（第一高圧端子１５２）間における電気的接続の信頼性を向上することができる。

なお、拡径部１４６の形状は、図３に示される形状に限られない。例えば、拡径部１４６は、内壁面１４５全体がテーパ形状となって、第一高圧端子１５２からコイルアセンブリ１２０側に向かって開口孔１４３の径を大きくしてもよい。この場合には、点火コイル１００組立時に内壁面１４５（つまり、拡径部１４６）と接触した当該リード端子１２１は、内壁面１４５のテーパ形状に沿って開口孔１４３の底面に移動する。その結果、リード端子１２１および高圧端子（第一高圧端子１５２）間における電気的接続の信頼性を向上することができる。

また、拡径部１４６は、内壁面１４５の一部に設けられた傾斜であってもよい。例えば、内壁面１４５のうち、リード端子１２１と接触しやすい部分が予め分かっている場合には、リード端子１２１と接触しやすい部分のみに、リード端子１２１を開口孔１４３の底面へと導く傾斜を設けてもよい。点火コイル１００の組立時において、このような傾斜（拡径部１４６）に接触したリード端子１２１は、傾斜に沿って開口孔１４３の底面に移動する。このように、内壁面１４５のうちのリード端子１２１と接触しやすい部分に拡径部１４６を設けることで、リード端子１２１および高圧端子（第一高圧端子１５２）間における電気的接続の信頼性を向上することができる。

また、キャップ１４０は、係止部分１４４（つまり、コイルアセンブリ１２０側の端部）に、開口孔１４３の径方向外側に向かって突出する鍔部１４１を有していてもよい。鍔部１４１が突出する寸法が大きいほど、点火コイル１００の組立時に（より詳細には、コイルアセンブリ１２０が収容部１１３に挿入されるときに）、リード端子１２１とキャップ１４０とが接触する可能性が高くなる。

本実施の形態に係る点火コイル１００は、キャップ１４０が、コイルアセンブリ１２０側の端部に、開口孔１４３の径方向外側に向かって突出する鍔部１４１を有するため、点火コイル１００の組立時に、リード端子１２１とキャップ１４０とが接触しやすくなる。リード端子１２１とキャップ１４０とが接触した場合には、当該リード端子１２１は、キャップ１４０の形状に沿って、高圧端子（第一高圧端子１５２）の接続面１５２ａが露出する開口孔１４３の底面に移動する可能性が高い。その結果、リード端子１２１および高圧端子（第一高圧端子１５２）間における電気的接続の信頼性が向上する。

なお、鍔部１４１の突出寸法は、全方向で同じでなくてもよい。例えば、鍔部１４１の突出寸法が、方向によって変化してもよい。また、鍔部１４１が設けられない方向があってもよい。

＜変形例＞
上述した実施の形態では、キャップ１４０が、雑防抵抗１５０の端子である第一高圧端子１５２に嵌合されている。しかし、キャップ１４０は、雑防抵抗１５０以外の部材の端子に嵌合されてもよい。例えば、点火コイル１００に雑防抵抗１５０が設けられず、リード端子１２１が点火コイル１００の出力側端子に接続される場合には、当該出力側端子にキャップ１４０が嵌合されてもよい。

１００ ：内燃機関用点火コイル
１１０ ：ケース
１１１ ：コネクタ部
１１２ ：固定部
１１３ ：収容部
１１４ ：高圧部
１２０ ：コイルアセンブリ
１２１ ：リード端子
１２１ａ：第一端部
１２１ｂ：第二端部
１３０ ：充填樹脂
１４０ ：キャップ
１４１ ：鍔部
１４２ ：嵌合部分
１４３ ：開口孔
１４４ ：係止部分
１４５ ：内壁面
１４６ ：拡径部
１５０ ：雑防抵抗
１５１ ：抵抗部材
１５２ ：第一高圧端子
１５２ａ：接続面
１５３ ：第二高圧端子

Claims (5)

1. コイルアセンブリと、
   第一端部および第二端部を有し、かつ前記第一端部が前記コイルアセンブリの出力側と電気的に接続されるリード端子と、
   前記第二端部と電気的に接続される接続面を有する高圧端子と、
   前記コイルアセンブリと前記リード端子と前記高圧端子とを収容するケースと、
   前記高圧端子の端部に嵌合される樹脂製のキャップと、を備え、
   前記キャップは、前記接続面を露出させる開口孔を有する、内燃機関用点火コイル。
2. 前記開口孔の底面は、前記接続面のみで構成されている、請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
3. 前記開口孔を形成する内壁面は、前記高圧端子側から前記コイルアセンブリ側に向かって前記開口孔の径を大きくする拡径部を有する、請求項１又は２に記載の内燃機関用点火コイル。
4. 前記キャップは、前記コイルアセンブリ側の端部に、前記開口孔の径方向外側に向かって突出する鍔部を有する、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関用点火コイル。
5. 前記高圧端子は、雑防抵抗を構成する端子である、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関用点火コイル。

Images