JP3608338B2 - 樹脂封入型点火コイル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の点火に必要な高電圧を発生させるための樹脂封入型点火コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂封入型点火コイルの従来技術の一例として、特開平２−３３９０７号公報に開示された技術が知られている。この技術に開示されているように、樹脂封入型点火コイルは、１次コイルが巻回された１次スプール、２次コイルが巻回された２次スプール、鉄心、コイルケース、内部で絶縁を確保する硬化樹脂など、種々の部品より構成されており、１次コイルが電流のＯＮ−ＯＦＦ制御を受けると、２次コイルが高電圧を発生するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
樹脂封入型に限らず、点火コイルは、内燃機関の作動中温度が上昇し、作動が停止すると環境温度に冷やされる。つまり、点火コイルは、温度の上昇と下降によって伸縮する。樹脂封入型点火コイルは、上述のように、１次スプール、２次スプール、鉄心、コイルケース、硬化樹脂などの部品より構成されており、各構成部品の熱伸縮率の違いから、伸縮を繰り返すうちに、構成部品の一部（特に、絶縁用の硬化樹脂）に割れが発生し、絶縁が遮断され、樹脂封入型点火コイル内において電気的なリークが発生する可能性がある。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、温度の上昇と下降を受け、構成部品が伸縮して例え割れが発生しても、電気的なリークが発生することのない信頼性の高い樹脂封入型点火コイルの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の樹脂封入型点火コイルは、次の技術的手段を採用した。
〔請求項１の手段〕
樹脂封入型点火コイルは、温度の上昇と下降によって伸縮する。その際、２次スプールも軸方向に伸縮する。２次スプールが軸方向に伸縮すると、２次スプールの高圧側に固着した２次ターミナルも軸方向に変位する。この２次ターミナルの変位時（特に、２次スプールが冷えて収縮し、２次ターミナルが低圧側へ変位する時）に、２次ターミナルを覆う硬化樹脂が、２次ターミナルの端から周囲に向けて割れる可能性がある。
そこで、請求項１を採用し、２次スプールの高圧側に２次ターミナルの外周を囲む筒体を設けたことにより、例え、２次ターミナルの端から周囲に向けて硬化樹脂が割れても、その割れが筒体の内面で止まる。つまり、２次ターミナルの端から周囲に向けて硬化樹脂が割れても、２次ターミナルに印加された高電圧は、１次コイル側など、他の部位にリークしない。このため、樹脂封入型点火コイルの信頼性を高めることができる。
【０００６】
〔請求項２の手段〕
請求項２を採用し、２次ターミナルの外周側に、低圧側に向けて曲げられた曲折部を設けたことにより、２次ターミナルの外周端が、筒体の開口端から離れる。このため、例え、２次ターミナルの端から周囲に向けて硬化樹脂が割れても、その割れを筒体の内面で確実に止めることができ、樹脂封入型点火コイルの信頼性をさらに高めることができる。
【０００７】
〔請求項３、請求項４の手段〕
請求項３あるいは請求項４を採用し、外周コアの電界が最も高いコアスリットと、紮げ部とを、対向しないように設けたため、対向する場合に比較してコアスリットと紮げ部との距離が長くなる。つまり、硬化樹脂によるコアスリットと紮げ部との絶縁距離が長くなるため、例え硬化樹脂に割れが発生しても、その割れがコアスリットと紮げ部とを繋ぐ可能性は低い。このように、コアスリットと紮げ部とが割れによってリークする可能性が極めて低く抑えられるため、樹脂封入型点火コイルの信頼性を高めることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、実施例および変形例を用いて説明する。
〔実施例〕
この実施例を図１ないし図３を用いて説明する。図１は樹脂封入型点火コイルの組付図である。
樹脂封入型点火コイル１は、大別してワインディングアッシー２と、これを収納するケースアッシー３と、組付けられたワインディングアッシー２とケースアッシー３との間に封入されるエポキシ樹脂（硬化樹脂に相当する、図示しない）とからなる。
【０００９】
ワインディングアッシー２は、１次コイル４が巻き付けられた筒状樹脂製の１次スプール５と、この１次スプール５の内側に同軸的に嵌め合わされ、２次コイル６が巻き付けられた筒状樹脂製の２次スプール７と、この２次スプール７の低圧側に組付けられた樹脂製のコネクタ８とからなる。
１次コイル４は、巻き始めが２次コイル６の巻き終わりとともにコネクタ８内のプラス端子に接続され、巻き終わりがコネクタ８内のマイナス端子に接続されている。
【００１０】
２次スプール７の高圧側には、図２の（ｂ）に示すように、径方向に突出する紮げ部７ａが一体的に設けられており、その紮げ部７ａには２次コイル６の巻回時、その巻き始め側の巻線が紮げられる。なお、紮げ部７ａに紮げられた巻き始めの巻線は、２次スプール７の高圧側の端に金属製の２次ターミナル１０を固着させた後に、図２の（ａ）に示す２次ターミナル１０の巻回片１０ａに接続される。
この２次ターミナル１０の中央に、後述する高圧端子１５の突起１５ａが差し込まれる係止孔１０ｂが設けられており、この係止孔１０ｂには差し込まれた突起１５ａに食い込む４つの食込片１０ｃが形成されている。
【００１１】
２次スプール７の高圧側には、図２の（ｂ）に示すように、２次ターミナル１０の外周を袋状に囲む筒体７ｂが設けられている。なお、この実施例の筒体７ｂを２次スプール７と一体に設けたが、別体で設けてから２次スプール７の高圧側に取り付けても良い。
筒体７ｂに囲まれる２次ターミナル１０の外周側は、図２の（ｂ）に示すように、曲折部１０ｄによって低圧側に向けて曲げられている。本実施例の曲折部１０ｄは、曲折部１０ｄからエポキシ樹脂の割れが誘発されないように、断面曲線が得られるように緩やかな略皿状に設けられている。
【００１２】
ケースアッシー３は、１次スプール５を内側に同軸的に嵌め込む筒状のコイルケース１１と、高圧側に固着された絶縁用高圧タワー１２と、低圧側に固着された内燃機関への固定用部材１３とを備え、それぞれは樹脂によって形成されている。
ケースアッシー３は、上記各樹脂部材の他に、筒状のコイルケース１１の内周面に嵌め込まれた外周コア１４と、絶縁用高圧タワー１２の内部に固着されたスパークプラグ接続用の高圧端子１５とを備える。外周コア１４は、軸方向に沿うコアスリット１４ａを備える断面略Ｃ字形の金属板で、例えば数枚が重なって組付けらている。
【００１３】
外周コア１４のコアスリット１４ａは、上述した紮げ部７ａと同一方向に向かないように、例えば９０°ずれて組付けられている。この組付けのために、本実施例では、コイルケース１１に対してコアスリット１４ａを所定方向に向けるコア位置決め部１１ａと、コイルケース１１に対して紮げ部７ａを所定方向に向いて組付ける２次スプール位置決め手段が用いられている。
【００１４】
コア位置決め部１１ａを説明する。コイルケース１１の内面には、図３に示すように、コアスリット１４ａと嵌まり合って外周コア１４の位置決めを行う突起状のコア位置決め部１１ａが設けられている。これにより、コイルケース１１内に外周コア１４を組付けることで、コイルケース１１に対してコアスリット１４ａが所定方向に向けられる。なお、このコア位置決め部１１ａは、コイルケース１１の内面の軸方向に沿って設けられても良いし、コイルケース１１の内面の一部に突出するように設けられても良い。
【００１５】
２次スプール位置決め手段を説明する。ワインディングアッシー２のコネクタ８には、２次スプール７の低圧側の端に設けられた２つの係止片７ｃが嵌め込まれる組付孔８ａが設けられている。この組付孔８ａ内に係止片７ｃを嵌め込むことにより、ワインディングアッシー２に対して紮げ部７ａが所定方向に向けられる。また、ケースアッシー３の固定用部材１３には、コネクタ８の向きを規制する位置決め凹部１３ａが設けられており、コネクタ８を位置決め凹部１３ａに嵌め込むことで、コイルケース１１に対して紮げ部７ａを所定方向に向けて組付けることができ、結果的にコアスリット１４ａと紮げ部７ａとがそれぞれ異なった方向に向けて組付けられる。
【００１６】
次に、本発明にかかる樹脂封入形点火コイル１の作動を説明する。
内燃機関に組付けられ、高圧端子１５がスパークプラグに接続された樹脂封入型点火コイル１は、内燃機関の運転時、点火コイル自身の作動熱および内燃機関の伝達熱によって温度が上昇する。運転が停止すると常温に冷やされる。このように、樹脂封入型点火コイル１は、温度の上昇と下降が繰り返されるとともに、温度の上昇と下降に伴って伸縮する。
【００１７】
その際、２次スプール７も軸方向に伸縮する。２次スプール７が軸方向に伸縮すると、２次スプール７の高圧側に固着した２次ターミナル１０も軸方向に変位する。特に、２次スプール７が冷えて収縮し、２次ターミナル１０が低圧側へ変位する時に、２次ターミナル１０を覆うエポキシ樹脂が、２次ターミナル１０の端から周囲に向けて割れる場合がある。２次ターミナル１０の端から周囲に向けてエポキシ樹脂が割れても、２次ターミナル１０の周囲は筒体７ｂで囲まれているため、エポキシ樹脂の割れは筒体７ｂの内面で止まる。
【００１８】
また、曲折部１０ｄによって２次ターミナル１０の外周側が低圧側に向けて曲げられているため、２次ターミナル１０の外周端が、筒体７ｂの開口端から離れている。このため、例え、２次ターミナル１０の端から周囲に向けてエポキシ樹脂が割れても、その割れが筒体７ｂの外部に延びる確率が小さい。
【００１９】
一方、樹脂封入型点火コイル１が温度の上昇と下降に伴って伸縮する際、特に収縮時に、内部に封入されたエポキシ樹脂が割れる場合がある。本実施例の樹脂封入型点火コイル１は、外周コア１４の電界が最も高いコアスリット１４ａと、紮げ部７ａとが、対向しないように９０°ずらして組付けられているため、コアスリット１４ａと紮げ部７ａとが同一方向に向く場合に比較して、コアスリット１４ａと紮げ部７ａとの距離が長い。つまり、エポキシ樹脂によるコアスリット１４ａと紮げ部７ａとの絶縁距離が長いため、エポキシ樹脂に割れが発生しても、その割れがコアスリット１４ａと紮げ部７ａとを繋ぐ可能性は低い。
【００２０】
本実施例の効果を説明する。
２次スプール７の軸方向の伸縮により、２次ターミナル１０の端から外側に向けてエポキシ樹脂が割れても、その割れは筒体７ｂの内面で止まる。また、曲折部１０ｄによって２次ターミナル１０の外周端が筒体７ｂの開口端から離れているため、２次ターミナル１０の端から外側に向けてエポキシ樹脂が割れても、その割れが筒体７ｂの外部に延びる確率が小さい。このため、本実施例の樹脂封入型点火コイル１は、２次ターミナル１０に印加された高電圧が、１次コイル４など、他の部位にリークする確率が極めて小さく、高い信頼性を得ることができる。
【００２１】
また、樹脂封入型点火コイル１の伸縮により、内部に封入されたエポキシ樹脂が割れても、外周コア１４の電界が最も高いコアスリット１４ａと紮げ部７ａとが、９０°ずらして組付けられているため、エポキシ樹脂の割れがコアスリット１４ａと紮げ部７ａとを繋ぐ可能性が極めて小さい。つまり、本実施例の樹脂封入型点火コイル１は、外周コア１４の電界が最も高いコアスリット１４ａと、高電圧が印加される紮げ部７ａとが、リークする可能性が極めて小さく、高い信頼性を得ることができる。
【００２２】
〔変形例〕
上記の実施例では、１次コイル４の内側に２次コイル６を配置した例を示したが、逆に２次コイル６の内側に１次コイル４を配置しても良い。
上記の実施例では、１次コイル４および２次コイル６の外側に鉄心（外周コア１４）を配置した例を示したが、１次コイル４および２次コイル６の内側に鉄心を配置しても良い。
上記の実施例では、２次コイル６の軸心上に高圧端子１５を配置した例を示したが、２次コイル６の軸心から高圧端子１５をずらして設けても良い。
【００２３】
上記の実施例では、２次ターミナル１０の周囲を筒体７ｂで覆う例を示したが、２次ターミナル１０の周囲を筒体７ｂで覆わなくても良い。つまり、請求項１を採用せず、請求項４を採用するように設けても良い。
上記の実施例では、２次ターミナル１０に曲折部１０ｄを設けて外周側を低圧側へ曲げた例を示したが、２次ターミナル１０を平に設けても良い。つまり、請求項２を採用しないように設けても良い。
【００２４】
上記の実施例では、コアスリット１４ａと紮げ部７ａとを９０°ずらして組付けた例を示したが、１８０°や１２０°など他の角度にずらして組付けても良い。また、コアスリット１４ａと紮げ部７ａとを同一方向に向けて組付けても良い。つまり、請求項３〜５を採用しないように設けても良い。
上記の実施例では、位置決め手段によってコアスリット１４ａと紮げ部７ａとを確実に所定角度にずらす例を示したが、位置決め手段を用いず、組付時に作業者がコアスリット１４ａと紮げ部７ａとが同一方向に向かないように組付けても良い。つまり、請求項５を採用しないように設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】樹脂封入型点火コイルの組付図である。
【図２】２次スプールの高圧側の端面図および断面図である。
【図３】図１のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ 樹脂封入型点火コイル
４ １次コイル
５ １次スプール
６ ２次コイル
７ ２次スプール
７ａ 紮げ部
７ｂ 筒体
１０ ２次ターミナル
１０ｄ 曲折部
１１ コイルケース
１１ａ コア位置決め部
１２ 絶縁用高圧タワー
１４ 外周コア
１４ａ コアスリット
１５ 高圧端子

Claims (5)

1. １次コイルが巻き付けられた１次スプールと、
   ２次コイルが巻き付けられ、前記１次スプールと同軸的に嵌め合わされる２次スプールと、
   前記１次スプールおよび前記２次スプールを収納するコイルケースと、
   このコイルケースの高圧側に設けられる絶縁用高圧タワーと、
   この絶縁用高圧タワーの内部に固着され、スパークプラグに２次電圧を印加するための高圧端子と、
   前記２次スプールの高圧側に固着されて前記２次コイルと電気的に接続されるとともに、前記高圧端子とも電気的に接続される２次ターミナルと、
   を備え、内部に硬化樹脂が封入された樹脂封入型点火コイルにおいて、
   前記２次スプールの高圧側には、前記２次ターミナルの外周を囲む筒体が設けられた
   ことを特徴とする樹脂封入型点火コイル。
2. 請求項１の樹脂封入型点火コイルにおいて、
   前記２次ターミナルの外周側は、低圧側に向けて曲げられた曲折部を備える
   ことを特徴とする樹脂封入型点火コイル。
3. 請求項１または請求項２の樹脂封入型点火コイルにおいて、
   前記コイルケースは、前記１次スプールおよび前記２次スプールを同軸的に嵌め込む筒状を呈し、その内周面には、軸方向に沿うコアスリットを備える外周コアが嵌め合わされるとともに、
   前記２次スプールの高圧側には、前記２次コイルの巻線が紮げられる紮げ部が設けられ、
   前記コアスリットと前記紮げ部とが対向しないように設けられた
   ことを特徴とする樹脂封入型点火コイル。
4. １次コイルが巻き付けられた１次スプールと、
   ２次コイルが巻き付けられ、前記１次スプールと同軸的に嵌め合わされるとともに、高圧側に前記２次コイルの巻線が紮げられる紮げ部が設けられた２次スプールと、
   前記１次スプールおよび前記２次スプールを同軸的に嵌め込む筒状のコイルケースと、
   このコイルケースの内周面に嵌め合わされ、軸方向に沿うコアスリットを備える外周コアと、
   を備え、内部に硬化樹脂が封入された樹脂封入型点火コイルにおいて、
   前記コアスリットと前記紮げ部とが対向しないように設けられた
   ことを特徴とする樹脂封入型点火コイル。
5. 請求項３または請求項４の樹脂封入型点火コイルにおいて、
   前記コイルケースおよび前記２次スプールは、前記コイルケースに対して前記２次スプールを所定方向に組付けるための２次スプール位置決め手段を備えるとともに、
   前記コイルケースの内面は、前記コアスリットと嵌まり合って、前記外周コアの位置決めを行うコア位置決め部を備える
   ことを特徴とする樹脂封入型点火コイル。

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