(57)【要約】【課題】絶縁性のフィラーを含有する絶縁樹脂にてモールド成形されるコイルにおいて、コイルが熱収縮や熱膨張するときのフランジに作用する熱応力を低減し、同フランジにクラックが発生してしまうことを抑制する。【解決手段】コイル２０は、スプール２１に形成されたフランジ２４を巻回端とした巻線部２２を有する巻装体を絶縁樹脂にてモールド成形することにより形成される。この絶縁樹脂には、母材となるエポキシ樹脂と、同エポキシ樹脂よりも線膨張係数の小さいガラスからなる絶縁性のフィラーとが含まれている。そして、フランジ２４にはその両側を連通する複数の切り欠き２５ａ〜２５ｄが形成され、それら切り欠き２５ａ〜２５ｄには、巻線部２２から引き出された絶縁導線２２ａが挿通される切り欠き２５ａとは別の切り欠き２５ｂ〜２５ｄも含まれている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプールに形成されたフランジを巻回端とした巻線部を有する巻装体を、樹脂材料を母材とし同母材とは線膨張係数の異なる絶縁性のフィラーを含有する絶縁樹脂にてモールドしたコイルにおいて、
フランジにはその両側を連通する複数の連通部が形成され、同連通部は巻線部から引き出された導線が挿通する連通部とは別の連通部を含む
ことを特徴とするコイル。
【請求項２】
前記複数の連通部はフランジの周方向に沿って等間隔をあけて配設される
請求項１に記載のコイル。
【請求項３】
スプールに形成されたフランジを巻回端とした巻線部を有する巻装体を、樹脂材料を母材とし同母材とは線膨張係数の異なる絶縁性のフィラーを含有する絶縁樹脂にてモールドしたコイルにおいて、
フランジにはその両側を連通して同フランジの周方向に延びる円弧状の連通孔が形成されてなる
ことを特徴とするコイル。
【請求項４】
フランジには前記円弧状の連通孔が複数形成され、それら連通孔はフランジの周方向に沿って等間隔をあけて配設される
請求項３に記載のコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スプールに形成されたフランジを巻回端とした巻線部を有する巻装体を、樹脂材料に絶縁性のフィラーを含有させた絶縁樹脂にてモールドしたコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、内燃機関等に用いられる点火コイルの断面構造の概略を示している。同図１に示すように、この点火コイルは、円筒状の１次コイル１０、この１次コイル１０に挿通される円筒状の２次コイル２０、及び２次コイル２０に挿通されるコア３０を備えている。また、１次コイル１０や２次コイル２０のスプール１１，２１には、それらの巻線部１２，２２の巻回端となる両端部にフランジ１４，２４がそれぞれ形成されている。
【０００３】
そして、こうした点火コイルでは、樹脂材料に絶縁性のフィラーを含有させた絶縁樹脂５０を用い、１次コイル１０や２次コイル２０、あるいはそれらを併せてモールド成形することにより、各巻線部１２，２２の巻線の間に絶縁樹脂５０を含浸させてその耐絶縁性を高めるようにしている（例えば、特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８６５８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、絶縁樹脂の母材となる樹脂材料とフィラーとはその線膨張係数が異なるため、巻線部を有するスプールを絶縁樹脂によりモールド成形するようにしたコイルでは、こうした線膨張係数の差に起因する次のような問題が生じるおそれがある。
【０００６】
すなわち、モールド成形時において、絶縁樹脂の母材である樹脂材料は液状であるためにその流動性が高く、巻線の間の比較的狭い隙間にも入り込みやすいのに対して、固体のフィラーは流動性を有していないため、こうした狭い隙間には入り込みにくい。
【０００７】
このため、図８に示すように、巻線部の内部には、フィラーの含有量が少ない、あるいはフィラーを含まない絶縁樹脂が含浸されるようになる。その結果、スプールの軸方向において、巻線部が存在しないフランジの外側と巻線部が存在するフランジの内側とでフィラーの含有率に差が生じ、フランジの内側の部分の線膨張係数と外側の部分の線膨張係数とが異なるようになる。
【０００８】
そして、このようにフランジの外側と内側とで線膨張係数が異なると、コイルが熱収縮や熱膨張するときにフランジに熱応力が作用し、これに起因して、例えばフランジのスプールから立ち上がる部位Ａ（図８参照）等においてクラックが発生するおそれがある。
【０００９】
この発明の目的は、絶縁性のフィラーを含有する絶縁樹脂にてモールドされるコイルにおいて、コイルが熱収縮や熱膨張するときのフランジに作用する熱応力を低減し、同フランジにクラックが発生してしまうことを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためのコイルは、スプールに形成されたフランジを巻回端とした巻線部を有する巻装体を絶縁樹脂にてモールドすることにより形成される。この絶縁樹脂には、母材となる樹脂材料と、同樹脂材料とは線膨張係数の異なる絶縁性のフィラーとが含まれている。そして、フランジにはその両側を連通する複数の連通部が形成され、それら連通部には、巻線部から引き出された導線が挿通される連通部とは別の連通部も含まれている。
【００１１】
こうしたコイルでは、巻装体を絶縁樹脂によってモールド成形する際、巻線部にはその外周に加え、連通部を通じて巻回端側からも絶縁樹脂が流れ込み、各巻線の間の隙間に入り込むようになる。さらに、連通部を通過した絶縁樹脂はフランジの内側にも回り込み、各巻線の間の隙間に入り込むようになる。すなわち、このコイルでは、巻線部から引き出された導線が挿通される連通部とは別の連通部を新たに形成したことにより、巻線部では絶縁樹脂の浸入可能な部位が増加することとなる。このため、連通部の周囲では、フランジの外側と内側とにおける絶縁樹脂のフィラー含有率の差が小さくなり、コイルが熱収縮や熱膨張するときにフランジに作用する熱応力が緩和されるようになる。
【００１２】
このように巻線部の導線が挿通する連通部とは別の連通部を新たに形成することにより、フランジに過大な熱応力が作用することを抑えることができ、フランジにおいてスプールから立ち上がる部位などにクラックが発生することを抑制することができるようになる。
【００１３】
また、こうした連通部は、フランジの周方向において等間隔をあけて配設することが望ましい。このように連通部を配設することにより、上述したような連通部を設けることによる熱応力の緩和機能をフランジの周方向において広範囲にわたって発揮することができ、フランジに発生するクラックを一層好適に抑制することができるようになる。
【００１４】
上記課題を解決するためのコイルは、スプールに形成されたフランジを巻回端とした巻線部を有する巻装体を絶縁樹脂にてモールドすることにより形成される。この絶縁樹脂には、母材となる樹脂材料と、同樹脂材料とは線膨張係数の異なる絶縁性のフィラーとが含まれている。そして、フランジにはその両側を連通して同フランジの周方向に延びる円弧状の連通孔が形成されている。
【００１５】
こうしたコイルでは、巻装体を絶縁樹脂によってモールド成形する際、巻線部にはその外周に加え、連通孔を通じて巻回端側からも絶縁樹脂が流れ込み、その周囲の各巻線の間に入り込むようになる。すなわち、円弧状の連通孔を形成したことにより、巻線部では絶縁樹脂の浸入可能な部位が増加することとなる。このため、連通孔の周囲では、フランジの外側と内側とにおける絶縁樹脂のフィラー含有率の差が小さくなり、コイルが熱収縮や熱膨張するときにフランジに作用する熱応力が緩和されるようになる。また、この連通孔はフランジの周方向において円弧状に形成されているため、上述したような連通孔を設けることによる熱応力の緩和機能をフランジの周方向の広範囲において発揮させることができる。
【００１６】
このため、フランジに過大な熱応力が作用することを抑えることができ、フランジのスプールから立ち上がる部位などにクラックが発生することを抑制することができるようになる。
【００１７】
また、こうした連通孔をフランジに複数形成するのであれば、それら連通孔をフランジの周方向において等間隔をあけて配設することが望ましい。このように連通孔を配設することにより、上述したような連通孔による熱応力の緩和機能をフランジの周方向の広範囲にわたって発揮させることができ、フランジに発生するクラックを好適に抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】点火コイルの断面図。
【図２】２次コイルの側面図。
【図３】図２の３−３線に沿った断面図。
【図４】図２の４−４線に沿った断面図。
【図５】２次コイルの側面図。
【図６】２次コイルの側面図。
【図７】２次コイルの側面図。
【図８】２次コイルの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、コイルの一実施形態について説明する。ここでは内燃機関の点火コイルを構成する２次コイルをその例として説明する。なお、点火コイルの全体構成は基本的に上述したとおりであるため、同様の部分についての説明は適宜割愛する。
【００２０】
図１に示すように、２次コイル２０（単にコイル２０ともいう）のスプール２１は略円筒状をなし、同スプール２１の両端には径方向外方に突出するフランジ２４が形成されている。また、スプール２１の一方のフランジ２４から他方のフランジ２４までの部分にはその外周に絶縁導線が巻回され、各フランジ２４を巻回端とする巻線部２２が設けられている。
【００２１】
また、このコイル２０の巻線部２２は、スプール２１やフランジ２４とともに、絶縁樹脂５０によって覆われている。この絶縁樹脂５０は樹脂材料を母材とし、この母材には耐絶縁性を高めるためのフィラー（添加剤）が含まれている。なお、この実施形態では、絶縁樹脂の母材となる樹脂材料としてエポキシ樹脂を、フィラーの材料としてガラス（二酸化珪素）をそれぞれ採用している。このため、絶縁樹脂において、フィラーはその母材となる樹脂材料よりも絶縁抵抗が高く、その線膨張係数が同樹脂材料よりも小さくなっている。
【００２２】
図２に示すように、このコイル２０の各フランジ２４には、スプール２１の軸方向から視て同じ形状の４つの切り欠き２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄが形成されている。これら切り欠き２５ａ〜２５ｄは、フランジ２４の周方向に沿って等間隔をあけて配設されている。
【００２３】
また、これら４つの切り欠き２５ａ〜２５ｄのうちの一つの切り欠き２５ａには、巻線部２２から引き出された絶縁導線２２ａが挿通されている。この引き出された絶縁導線２２ａは各種コネクタを介して点火プラグに接続される。一方、それ以外の３つの切り欠き２５ｂ〜２５ｄには、巻線部２２から引き出された絶縁導線２２ａは挿通されていない。すなわち、このコイル２０のフランジ２４には、巻線部２２から引き出された絶縁導線２２ａが挿通される切り欠き２５ａとは別に、フランジ２４の両側を連通する切り欠き２５ｂ〜２５ｄが形成されている。
【００２４】
また、上述したコイル２０は、例えば以下の方法によって製造される。
まず、各フランジ２４を巻回端としてスプール２１の外周に絶縁導線２２ａを巻回して巻線部２２を形成するとともに、巻線部２２から引き出された絶縁導線２２ａを切り欠き２５ａに挿通させる。そして、この巻線部２２が設けられた巻装体を成形型の所定位置に配置し、真空ポンプにより同成形型の内部の圧力を低下させる。そして、その内圧の低下した成形型内に硬化剤を混合させた液状の絶縁樹脂を充填する。その結果、巻装体の周囲が絶縁樹脂により被覆されるとともに、巻線部２２の絶縁導線２２ａの間の隙間に絶縁樹脂が浸入する。そして、成形型を所定温度にまで加熱して絶縁樹脂を硬化させる。
【００２５】
次に、本実施形態のコイルの作用について説明する。
図３及び図４（巻線部２２は図示略）に示すように、スプール２１に巻線部２２が設けられた巻装体を絶縁樹脂によってモールド成形する際、図３の矢印にて示すように、巻線部２２にはその外周に加え、切り欠き２５ｄ（２５ｂ，２５ｃ）を通じて巻回端側からも絶縁樹脂５０が流れ込み、各絶縁導線２２ａの間の隙間に浸入する。さらに、図４の矢印にて示すように、切り欠き２５ｄ（２５ｂ，２５ｃ）を通過した絶縁樹脂５０はフランジ２４の内側の巻線部２２にも回り込み、各絶縁導線２２ａの間の隙間に浸入するようになる。このように、本実施形態のコイル２０では、巻線部２２から絶縁導線２２ａを引き出すための切り欠き２５ａの他、これとは別の切り欠き２５ｂ〜２５ｄを形成したことにより、巻線部２２では絶縁樹脂５０の浸入可能な部位が増加することとなる。
【００２６】
このため、切り欠き２５ａを含め、切り欠き２５ｂ〜２５ｄの周囲では、フランジ２４の外側と内側とにおける絶縁樹脂５０のフィラー５０ａの含有率の差が小さくなる。その結果、コイル２０が熱収縮や熱膨張するときにフランジ２４に作用する熱応力が緩和されるようになる。
【００２７】
以上説明した本実施形態のコイルによれば、以下の効果を奏することができる。
（１）巻線部２２の絶縁導線２２ａが挿通する切り欠き２５ａとは別の切り欠き２５ｂ〜２５ｄを新たに形成したことにより、フランジ２４に過大な熱応力が作用することを抑えることができ、フランジ２４においてスプール２１から立ち上がる部位などにクラックが発生することを抑制することができる。
【００２８】
（２）また、切り欠き２５ａ〜２５ｄをフランジ２４の周方向において等間隔をあけて配設したため、上述したような切り欠き２５ｂ〜２５ｄを新たに設けることによる熱応力の緩和機能をフランジ２４の周方向において広範囲にわたって発揮することができ、フランジに発生するクラックを一層好適に抑制することができるようになる。
【００２９】
なお、上述した実施形態は次のような態様で実施することもできる。また、実施形態及び以下に示す各変形構成を適宜組み合わせて実施することもできる。
・切り欠き２５ａ〜２５ｄに代えて、連通孔をフランジ２４に形成するようにしてもよい。
【００３０】
すなわち、図５に示すように、このコイル２０のフランジ２４には、その両側を連通してフランジ２４の周方向に延びる円弧状をなす一対の連通孔２６ａ，２６ｂが形成されている。これら連通孔２６ａ，２６ｂは、スプール２１の軸方向から視た形状が同じであり、フランジ２４の周方向に沿って等間隔をあけて配設されている。また、連通孔２６ａ，２６ｂには、巻線部２２から引き出された絶縁導線２２ａが挿通されている。
【００３１】
こうしたコイル２０では、巻装体を絶縁樹脂によってモールド成形する際、巻線部２２にはその外周に加え、連通孔２６ａ，２６ｂを通じて巻回端側からも絶縁樹脂が流れ込み、その周囲の各絶縁導線２２ａの間に入り込むようになる。すなわち、巻線部２２から引き出された絶縁導線２２ａが挿通する連通孔２６ａ，２６ｂを円弧状をなすように形成したことにより、巻線部２２では絶縁樹脂の浸入可能な部位が増加することとなる。
【００３２】
したがって、連通孔２６ａ，２６ｂの周囲では、フランジ２４の外側と内側とにおける絶縁樹脂のフィラー含有率の差が小さくなり、コイル２０が熱収縮や熱膨張するときにフランジ２４に作用する熱応力が緩和されるようになる。また、この連通孔２６ａ，２６ｂはフランジ２４の周方向において円弧状に形成されているため、上述したような連通孔２６ａ，２６ｂを設けることによる熱応力の緩和機能をフランジ２４の周方向の広範囲において発揮させることができる。
【００３３】
このため、フランジ２４に過大な熱応力が作用することを抑えることができ、フランジ２４のスプール２１から立ち上がる部位などにクラックが発生することを抑制することができるようになる。
【００３４】
また、連通孔２６ａ，２６ｂをフランジ２４の周方向において等間隔をあけて配設することにより、上述したような連通孔２６ａ，２６ｂによる熱応力の緩和機能をフランジ２４の周方向の広範囲にわたって発揮させることができ、フランジ２４に発生するクラックを好適に抑制することができるようになる。
【００３５】
なお、連通孔２６ａ，２６ｂの各々の周方向における長さの合計は、連通孔２６ａ，２６ｂの位置におけるフランジ２４の周方向の全長の１／２以上であることが望ましく、２／３以上であればさらに望ましい。
【００３６】
・図６に示すように、フランジ２４に円弧状の連通孔２７を一つだけ形成するようにしてもよい。こうした構成でも、上述した変形例と同等の作用効果を奏することができる。なお、連通孔２７の周方向における長さは、連通孔２７の位置におけるフランジ２４の周方向の全長の１／２以上であることが望ましく、２／３以上であればさらに望ましい。
【００３７】
・図７に示すように、円形状をなす８つの連通孔２８をフランジ２４の周方向に沿って等間隔をあけて形成するようにしてもよい。こうした構成においても、上述した実施形態と同等の作用効果を奏することができる。
【００３８】
・上述した実施形態及びその変形例において、切り欠き２５ｂ〜２５ｄや連通孔２６ａ，２６ｂをフランジ２４の周方向に沿って等間隔をあけて配設することとしたが、切り欠き２５ｂ〜２５ｄや連通孔２６ａ，２６ｂを不等間隔をあけて配設する等、その配設態様は適宜変更することができる。また、切り欠き２５ｂ〜２５ｄを全て同じ形状とし、連通孔２６ａ，２６ｂについてもそれらを全て同じ形状としたが、互いに異なる形状の切り欠きや連通孔をフランジ２４に形成するようにしてもよい。
【００３９】
・絶縁樹脂の母材となる樹脂材料としてエポキシ樹脂を採用したが、同樹脂材料として他の熱硬化性樹脂を採用するようにしてもよい。また、フィラーの材料についても、耐絶縁性の高い材料であればガラス以外の材料を採用することができる。
【００４０】
・フィラーの材料として、絶縁樹脂の母材となる樹脂材料よりも線膨張係数の低い材料を採用したが、絶縁抵抗が高く絶縁樹脂の耐絶縁性を高めることができるのであれば、樹脂材料よりも線膨張係数の高い材料を採用することもできる。
【００４１】
・上記実施形態及び各変形例では、点火コイルの２次コイル２０を例に説明したが、上述した構成は１次コイル１０や、点火コイルとは別のコイルに適用することもできる。
【符号の説明】
【００４２】
１０…１次コイル、１１…スプール、１２…巻線部、１４…フランジ、２０…２次コイル、２１…スプール、２２…巻線部、２２ａ…絶縁導線、２４…フランジ、２５ａ〜２５ｄ…切り欠き（連通部）、２６ａ，２６ｂ，２７，２８…連通孔（連通部）、３０…コア、５０…絶縁樹脂、５０ａ…フィラー。
【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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【図８】
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