(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の点火装置に印加する高電圧を発生する点火コイルであって、
棒状のコアと、
前記コアの外周を取り囲むように配設されている一次スプールおよび二次スプールと、
前記一次スプールに巻回されている一次コイル、および前記二次スプールに巻回されている二次コイルと、
前記両コイルの外周に前記両コイルを取り囲むように配設されている外周コアと、
前記両スプールと別体に形成され、前記外周コアの一方の軸方向端部に配設され、前記外周コアの軸方向移動を規制する規制部材と、
前記外周コアの前記一方の軸方向端部及び前記規制部材が埋設される樹脂絶縁材と、
を備えることを特徴とする点火コイル。
【請求項２】
前記外周コアの他方の軸方向端部に当接する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１記載の点火コイル。
【請求項３】
前記点火コイルに制御信号を供給するターミナルを備え、前記規制部材は、前記外周コアの前記一方の軸方向端部に向けて突出し前記外周コアの軸方向移動を規制する突部を有し、前記突部は、前記ターミナルに対し両コイルの径方向反対側に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用の点火コイルに関し、特にプラグホールに直接搭載するスティック状の点火コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスティック状の点火コイルを図６および図７に示す。中央に中心コア１０１が配設されており、中心コア１０１の外周に、二次スプール１１０に巻回された二次コイル１１１、一次スプール１１２に巻回された一次コイル１１３、両コイルの外周に外周コア１１４が配設されている。外周コア１１４の軸方向の位置がずれると、二次コイル１１１の出力電圧値等の点火コイル１００の特性が変化するので、外周コア１１４は軸方向の位置がずれないよう軸方向両端が支持されていることが望ましい。図６に示す点火コイル１００では、外周コア１１４の高電圧側を高圧タワー１０２側の部材が支持し、低電圧側を図７に示すように一次スプール１１２の段部１１２ａが支持している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、外周コア１１４と一次スプール１１２とは線膨張率が異なるので、温度変化により外周コア１１４および一次スプール１１２が伸縮し外周コア１１４から段部１１２ａに力が加わると、段部１１２ａ内周側の角部１１２ｂに応力が集中し、角部１１２ｂにクラック１２０が発生する恐れがある。クラック１２０が発生した後さらに温度変化が繰り返されクラックが伸長すると、例えばターミナル１０３と各コイルとを結線する線材が断線することがある。さらに、クラックを通り絶縁破壊が生じる恐れがある。
【０００４】
本発明の目的は、温度変化が繰り返されても線材の断線を防止し、絶縁破壊を防止する点火コイルを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の点火コイルによると、一次コイルおよび二次コイルを取り囲むように両コイルの外周に外周コアを配設し、両スプールと別体に形成され外周コアの一方の軸方向端部に配設された規制部材により外周コアの軸方向移動を規制している。温度変化が繰り返され規制部材と外周コアとの線膨張率の違いにより規制部材にクラックが発生しても、規制部材が両スプールと別体に形成されているので、クラックがスプールおよびコイルに達することを防止できる。したがって、点火コイル内の線材の断線を防止するとともに、クラックを通り絶縁破壊が生じることを防止できる。
【０００６】
本発明の請求項２記載の点火コイルによると、外周コアの他方の軸方向端部に弾性部材が当接しているので、外周コアの他方の軸方向端部付近にクラックが発生することを防止できる。さらに、規制部材に製造誤差等があっても弾性部材が弾性変形することにより製造誤差を解消できるので、外周コアの一方の軸方向端部を他方の軸方向端部側に押圧するように規制部材を形成すれば、外周コアの軸方向移動を確実に規制することができる．
【０００７】
本発明の請求項３記載の点火コイルによると、点火コイルに制御信号を供給するターミナルに対し両コイルの径方向反対側の規制部材に突部が形成されている。点火コイル内の線材と突部とが干渉しないので、規制部材の組付けが容易である。さらに、線材の配線が容易である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による点火コイルを図１に示す。図１に示すスティック状の点火コイル１０は、図示しないエンジンブロックの上部に気筒毎に形成されたプラグホール内に収容され、図示しない点火装置としての点火プラグと図１の下側で電気的に接続する。
【０００９】
点火コイル１０はそれぞれ樹脂材料からなる円筒状のコイルケース１１および高圧タワー１２を備えており、このコイルケース１１および高圧タワー１２内に、コアとしての中心コア１５、磁石１６、１７、二次スプール２０、二次コイル２１、一次スプール２３、一次コイル２４、外周コア２５等が収容されている。コイルケース１１および高圧タワー１２内に充填されたエポキシ樹脂２７は点火コイル１０内の各部材間に浸透し、樹脂絶縁材として部材間の電気絶縁を確実なものとしている。
【００１０】
棒状の円柱状に形成された中心コア１５は薄い珪素鋼板を横断面がほぼ円形となるように径方向に積層して組立てられている。コイルにより励磁されて発生する磁束の方向とは逆方向の極性を有する磁石１６、１７はそれぞれ中心コア１５の軸方向両端に装着されている。また、中心コア１５の外周を絶縁材としてゴム材１８が覆っている。なお、本実施例では中心コア１５の軸方向両端に磁石１６、１７を装着しているが、磁石を装着しないかまたはいずれか一方の磁石を装着する構成でもよい。
【００１１】
二次スプール２０はゴム材１８の外周に配設されており、樹脂材料で成形されている。二次コイル２１は二次スプール２０の外周に巻回されており、二次コイル２１の高電圧側に二次コイル２１に連続してダミーコイル２２が一重巻き程度に巻回されている。ダミーコイル２２は二次コイル２１と端子部材としてのターミナルプレート４０とを電気的に接続している。単線ではなくダミーコイル２２で二次コイル２１とターミナルプレート４０とを電気的に接続することにより、二次コイル２１とターミナルプレート４０との電気的接続部の表面積を大きくし、電気的接続部への電界集中を避けている。一次スプール２３は二次コイル２１の外周に配設されており、樹脂材料で成形されている。一次コイル２４は一次スプール２３の外周に巻回されている。図１において一次スプール２３の上方側端部にテーパ面２３ａが形成されている。
【００１２】
外周コア２５は一次コイル２４のさらに外周側に装着されている。外周コア２５は、薄い珪素鋼板を筒状に巻回し、巻回開始端と巻回終了端とを接続していないので軸方向に隙間を形成している。外周コア２５は磁石１６の外周位置から磁石１７の外周位置にわたる軸方向長さを有する。弾性部材２６はゴム等で形成されており、外周コア２５の高電圧側端部角部に当接し外周コア２５の高電圧側端部角部を覆っている。
【００１３】
規制部材としての蓋部３０は両スプールと別体に形成されており、コイルケース１１の低電圧側を覆うようにコイルケース１１に組み付けられている。一次コイル２４に供給する一次電流をスイッチングするイグナイタ２８は蓋部３０の上部に設けられている。蓋部３０は、コネクタ３１、支持部３３および突部３４を有している。制御信号入力用のコネクタ３１は、プラグホールから突出するように形成されている。イグナイタ２８に制御信号を供給したり、二次コイル２１および一次コイル２４のアース側と接続する複数のターミナル３２がコネクタ３１にインサート成形されている。各ターミナル３２およびイグナイタ２８は二次コイル２１および一次コイル２４と線材で電気的に接続されている。
【００１４】
支持部３３は円筒状に形成されており、中心コア１５の一方の端部に嵌合し、軸方向および径方向に中心コア１５を位置決めしている。突部３４は、ターミナル３２に対し、両コイルの径方向反対側に円弧状に形成されている。突部３４は外周コア２５の一方の軸方向端部である低電圧側端部と当接し、他方の軸方向端部側であり高電圧側の弾性部材２６側に外周コア２５を押圧している。これにより、外周コア２５の軸方向の移動が規制されている。突部３４のターミナル３２側に開口３４ａ（図２参照）が形成されているので、両コイルとターミナル３２およびイグナイタ２８との結線は突部３４と干渉しない。
【００１５】
高圧端子４１は高圧タワー１２に圧入されている。ターミナルプレート４０の中央部に高圧端子４１を挿入する方向に折り曲げられた爪部が形成されている。この爪部の間に高圧端子４１の先端が挿入することにより、高圧端子４１はターミナルプレート４０を介して二次コイル２１と電気的に接続している。ダミーコイル２２の高電圧端の線材は、フュージングまたははんだ付け等でターミナルプレート４０に電気的に接続されている。スプリング４２は高圧端子４１と電気的に接続するとともにプラグホールに点火コイル１０を挿入した際に点火プラグと電気的に接続する。高圧タワー１２の高電圧側開口端にゴムからなるプラグキャップ１９が装着されており、このプラグキャップ１９に点火プラグを挿入する。
【００１６】
一次コイル２４に供給する一次電流をイグナイタ２８でスイッチングすると二次コイル２１に高電圧が発生し、この高電圧がダミーコイル２２、ターミナルプレート４０、高圧端子４１、スプリング４２を介して点火プラグに印加される。
【００１７】
第１実施例では、両スプールと別体に形成された蓋部３０の突部３４が外周コア２５の低電圧側端部に当接し、外周コア２５の軸方向移動を規制している。したがって、蓋部３０と外周コア２５との線膨張率の違いにより突部３４にクラックが発生しても、このクラックが両スプールおよび両コイルに達することを防止する。さらに、外周コア２５の高電圧側端部角部を弾性部材２６が覆い、突部３４が弾性部材２６に向け外周コア２５を押圧している。したがって、外周コア２５の軸方向移動を確実に防止できる。さらに、弾性部材２６が外周コア２５の高電圧側端部の角部を覆っているので、外周コア２５の高電圧側端部の角部周辺の樹脂材からクラックが発生するとことを防止できる。
また、一次スプール２３の蓋部３０側端部にテーパ面２３ａが形成されているので、蓋部３０の組み付けが容易である。
【００１８】
（変形例）
第１実施例の変形例を図３に示す。蓋部に形成された突部の形状以外は第１実施例と同一構成である。外周コアの軸方向の移動を規制するため、規制部材である蓋部５０に円弧状の２個の突部５１が形成されている。２個の突部５１は外周コアを高電圧側に押圧している。
【００１９】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図４および図５に示す。第２実施例の点火コイル６０は、点火コイル６０内にスイッチング回路としてのイグナイタを収容しておらず、点火コイル６０の外部にイグナイタを設置している。それ以外の構成は形状の違いはあるが第１実施例と実質的に同一である。
【００２０】
第１実施例と同様に、棒状の中心コア６１の外周に、二次スプール７０、二次スプール７０に巻回された二次コイル７１、一次スプール７２、一次スプール７２に巻回された一次コイル７３、外周コア７４がこの順で中心コア６１の外周を取り囲むように配設されている。外周コア７４の高電圧側端部角部を弾性部材７５が覆っている。
【００２１】
規制部材としての蓋部６２は両スプールと別体に形成されており、蓋部６２にコネクタ６３が固定されている。外周コア７４の低電圧側の軸方向端部に向け円筒状の突部６４が蓋部６２に形成されている。突部６４は弾性部材７５に向け外周コア７４を押圧している。突部を円筒状に形成する代わりに、円弧状に形成した複数の突部を円周上に配置しても良い。
【００２２】
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例では、両スプールと別体に形成した蓋部の突部が外周コアの軸方向移動を規制している。蓋部と外周コアとの線膨張率の違いにより温度変化に伴い突部にクラックが発生しても、このクラックが両スプールおよび両コイルに達することを防止する。したがって、点火コイル内の断線を防止するとともに、クラックを通り絶縁破壊が生じることを防止できる。
【００２３】
さらに、蓋部に設けた突部により外周コアの低電圧側端部を高電圧側に向けて押圧し、外周コアの軸方向移動を規制している。これにより、外周コアの位置がずれないので、二次コイルに発生する電圧特性が変化せず、点火コイルに所望の電圧値を有する高電圧を印加することができる。
【００２４】
上記複数の実施例では、外周コアの低電圧側に配設した規制部材に突部を形成し、この突部により弾性部材に向けて外周コアを押圧したが、外周コアの高電圧側に弾性部材を配設せず、規制部材の突部が外周コアの軸方向端部に軽く当接することにより外周コアの軸方向移動を規制しても良い。また、点火コイルの構成によっては突部を形成することなく規制部材の平面で外周コアの軸方向移動を規制してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による点火コイルを示す断面図である。
【図２】第１実施例によるコネクタを示す斜視図である。
【図３】第１実施例の変形例によるコネクタを示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施例による点火コイルを示す断面図である。
【図５】第２実施例による点火コイルの低電圧側を示す断面図である。
【図６】従来例による点火コイルを示す断面図である。
【図７】従来例による点火コイルの低電圧側を示す断面図である。
【符号の説明】
１０      点火コイル
１１      コイルケース
１２      高圧タワー
１５      中心コア（コア）
２０      二次スプール
２１      二次コイル
２３      一次スプール
２４      一次コイル
２５      外周コア
２６      弾性部材
３０、５０      蓋部（規制部材）
３１      コネクタ
３２      ターミナル
３４、５１      突部
６２      蓋部（規制部材）
６４      突部
７４      外周コア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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