(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイルと、
２次コイルと、
前記１次コイルと前記２次コイルとを収容するとともに一端が開口し、他端には底部を有する樹脂製のコイルケースと、
前記コイルケース内に注入され、前記１次コイルと前記２次コイルとを固定する注型材と、
前記２次コイルで発生した電圧を出力するとともに前記底部に筒状に突出成形された高圧タワーと、
この高圧タワー内に配置され、前記２次コイルからの高電圧が供給される高圧端子とを備え、
前記高圧タワーは、前記コイルケースから外側に突出成形され、先端に開口部を有する中空の高圧タワー外側樹脂部と、この高圧タワー外側樹脂部の開口部側から内側に向かってこの高圧タワー外側樹脂部との間に隙間を介して延び、前記高圧端子の接続側端部に接して設けられた高圧タワー内側樹脂部とを有し、前記隙間には、注型材が前記接続側端部を越えるところまで充填されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
【請求項２】
前記高圧タワー内側樹脂部は前記接続側端部の外周部を覆っていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関用点火コイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特許第２８３０４１６号公報に示されているような点火コイルでは１次コイルに電気接続されるコネクタと、２次コイルからの高電圧を外部に供給する高圧タワーとが注型材から同じ方向に突出して設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが必ずしもこのような位置関係になるものではなく、コネクタと高圧タワーとは反対位置に設けざるを得なくなる場合もある。１  次コイル、２  次コイルをケース内に備えた点火コイルにおいて、２次コイルの発生する高電圧を絶縁するため、ケース内には注型材を入れる必要があるが、特許第２８３０４１６号公報に示されている構造では、底部と開口部を備えたケースに対しどのように、コネクタと高圧タワーとは反対位置に設けるべきかは示されていない。
【０００４】
また、注型材が熱により収縮した際に、高圧端子から注型材が剥離したとしても、高圧端子の高電圧を内部にとどめるようにする必要があるが、特許第２８３０４１６号公報に示されているような点火コイルにおいてはケースの開口部に高圧タワーが設けられ、高圧端子から注型材が剥離すると、高電圧を点火コイル内部にとどめることが困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、注型材が熱により収縮した際に、高圧端子から注型材が剥離したとしても、高圧端子の高電圧を内部にとどめることができる内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、１次コイルと、
２次コイルと、
前記１次コイルと前記２次コイルとを収容するとともに一端が開口し、他端には底部を有する樹脂製のコイルケースと、
前記コイルケース内に注入され、前記１次コイルと前記２次コイルとを固定する注型材と、
前記２次コイルで発生した電圧を出力するとともに前記底部に筒状に突出成形された高圧タワーと、
この高圧タワー内に配置され、前記２次コイルからの高電圧が供給される高圧端子とを備え、
前記高圧タワーは、前記コイルケースから外側に突出成形され、先端に開口部を有する中空の高圧タワー外側樹脂部と、この高圧タワー外側樹脂部の開口部側から内側に向かってこの高圧タワー外側樹脂部との間に隙間を介して延び、少なくとも前記高圧端子の接続側端部の外周部を覆う高圧タワー内側樹脂部とを有し、前記隙間には、注型材が前記接続側端部を越えるところまで充填されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルを提供する。
【０００７】
【作用】
請求項１の発明では高圧タワーが底部に筒状に突出成形され、高圧タワー内側樹脂部が接続側端部の外周を覆うとともに、注型材が高圧端子の接続側端部を越えるところまで充填されているので、注型材に沿った沿面距離を稼ぐことができ、高圧端子から注型材が熱により剥離したとしても、高電圧が外部にリークすることを防ぐことができる。
【０００８】
請求項２の発明では、高圧端子の角部から高圧タワー内側樹脂部にクラックが発生したとしても、隙間の注型材によりその伸展を止めることができる。
【０００９】
【実施例】
はじめに、本実施例に用いる内燃機関用点火コイルの構成を図１〜図６に従って説明する。
【００１０】
樹脂製の１次スプール１は、図４、図５に示すように、角が丸められている中空の四角柱の１次スプール本体１ａと、１次スプール本体１ａの両端部よりやや内側に設けられている外周方向に突出する第１、第２の鍔１ｂ、１ｃとから構成されている。この第１の鍔１ｂには外端部に向かって軸方向に全周にわたって突出した嵌合突起１ｄが設けられている。第２の鍔１ｃの外周対向部には、図２に示すように、１次スプール１と樹脂製の２次スプール２とを嵌合するときの位置を決める第１、第２の位置決め部１ｅ、１ｉが径方向外側に向かって突出して設けられている。
【００１１】
また、この第１の位置決め部１ｅは１次スプール本体１ａの端部まで肉盛りされゲート用肉盛り部１ｆを形成している。第２の位置決め部１ｉ側には第２の鍔１ｃから軸方向外側に向けてＴ字型の突出部１ｇが設けられているとともに、この面の第２の鍔１ｃから１次スプール本体１ａの先端までの間には径方向内側に嵌合用溝１ｈが掘られている。
【００１２】
樹脂製のコイルケース３は片方が開口しており、もう片方の底部側には１次スプール１の一端外周が嵌合され貫通孔３ａが設けられている。図３に示すように、コイルケース３内底部における貫通孔３ａの回りに沿って軸方向内側に突出する第１の内方突出部３ｂが形成され、さらに、１次スプール１の第１の鍔１ｂに設けられている嵌合突起１ｄを第１の内方突出部３ｂとで挟むようにコイルケース３から軸方向内側に突出する第２の内方突出部３ｃが形成されている。また、コイルケース３外底部における貫通孔３ａの周りには貫通孔３ａに沿って軸方向外側に突出する外方突出部３ｄが形成されている。
【００１３】
そして、１次スプール１の第１の鍔１ｂから外端部までの長さは、コイルケース３の外方突出部３ｄと第１の内方突出部とを合わせた長さとほぼ同じにしてある。
【００１４】
さらに、コイルケース３の貫通孔３ａには、図３に示すように、その貫通孔３ａの内周を一周するように径方向内側に突出する径方向突出部３ｅが形成されている。この径方向突出部３ｅの内径は、コイルケース３の貫通孔３ａに嵌合する部分の１次スプール１の外径より若干短くなるように設定されている。つまり、１次スプール１の一端外周がコイルケース３の貫通孔３ａに嵌合されるとこの径方向突出部３ｅが潰されて、コイルケース３と１次スプール１との嵌合部がシールされるような構造になっている。これにより、１次スプール１とコイルケース３の貫通孔３ａとの嵌合が軸方向に対して多少のずれが生じても、径方向のシールの信頼性が損なわれることがない。
【００１５】
第１の磁気コア４の形状は１次スプール１の中空部内の中心部から軸方向ケース嵌合側に延びる中心磁路部４ａとこの中心磁路部４ａのケース嵌合側端部から径方向外側に延びる径方向磁路部４ｂとこの径方向磁路部４ｂの径方向外側端部から軸方向にコイルケースの開口部近くまで延びる外周磁路部４ｃとからなり、Ｊの字状をしている。この外周磁路部４ｃには嵌合用凸部４ｄが設けられている。
【００１６】
また、第２の磁気コア５の形状は、１次スプール１の中空部内の中心部から軸方向ケース開口側に延びる中心磁路部５ａとこの中心磁路部５ａケース開口側端部から径方向外側に延びる径方向磁路部５ｂとこの径方向磁路部５ｂの径方向外側端部から軸方向ケース嵌合側に少しだけ延びる外周磁路部５ｃとからなり、Ｌ字状をしている。この外周磁路部５ｃには嵌合用凹部５ｄが設けられている。この第１、第２の磁気コア４、５をそれぞれの外周磁路部に設けられている嵌合用凸部４ｄ、凹部５ｄとで嵌合することによりロの字状の磁気回路を形成し、各中心磁路部４ａ、５ａの対向面にはギャップ１３が形成されている。
【００１７】
また、この磁気回路のギャップ１３を含む中心磁路部４ａ、５ａの長さは、コイルケース３の外方突出部３ｄの先端から１次スプール１のケース開口側の先端までの長さから０．２ｍｍほど長いものとする。この余裕を持たしているのは、１次スプール１とコイルケース３との組付けが、軸方向に対してやや傾いたときでも第１、第２の磁気コア４、５の嵌合用凸部４ｄ、凹部５ｄでの嵌合が隙間なく行えるようにするためである。
【００１８】
２次スプール２は１次スプール１が内部を貫通できるような１次スプール貫通孔を有し、その外周部には径方向外周に延びている複数の鍔２ａが間隔をあけて軸方向に並んでいる。２次スプール２の両端部には１次、２次コイル９、１１の端部を電気的に接続する第１、第２のコイル接続金具２ｂ、２ｆを固定する第１、第２の金具固定部２ｃ、２ｇが形成されている。また、２次スプール２の一端には１次スプール１の第１、第２の位置決め部１ｅ、１ｉが嵌合する第１、第２の１次スプール嵌合用窪み２ｄ、２ｅが貫通孔周りにある。各鍔２ａに仕切られた２次スプール２の外周上には、２次コイル１１が分割して巻かれている。
【００１９】
以上のような構成をした１次スプール１にコネクタ８を嵌合し、１次コイル９を巻装する。また、この１次スプール１を２次コイルが巻装されている２次スプール２に第１、第２の位置決め部１ｅ、１ｉを合わせて嵌合してコイル本体とする。さらに、１次スプール１の一端をコイルケース３の貫通孔３ａに嵌合させながら、１次スプール１の嵌合突起１ｄをコイルケース３の第１、第２の内方突出部３ｂ、３ｃの間に嵌合することにより、コイル本体をコイルケース３内に組み合わせる。
【００２０】
その後、第１、第２の磁気コア４、５の中心磁路部４ａ、４ｂを１次スプール１の中空部に挿入して、組付けそれぞれの外周磁路部４ｃ、５ｃにある嵌合用凸部４ｄ、凹部５ｄを圧入，嵌合する。このとき、第１の磁気コア４と第２の磁気コア５とは、１次スプール１の中空部内のギャップ１３側の合わせ部を接着剤で接着することにより固定されている。この第１、第２の磁気コアの組付けにより、コイルケース３の外方突出部３ｄと１次スプール１の他端とが第１、第２の磁気コア４、５の一対の径方向磁路部４ｂ、５ｂに当接、または小さい隙間を介して対向することによって、１次スプール１の第１の鍔１ｂに設けられている嵌合突起１ｄとコイルケース３に設けられている第１、第２の２つの内方突出部３ｂ、３ｃとの嵌合の軸方向の動きが規制される。
【００２１】
これにより、コイルケース３の第１、第２の内方突出部３ｂ、３ｃと１次スプール１の嵌合突起１ｄとの間でシールすることができ、コイルケース３内に注型材６を注入するときに樹脂漏れをおこさないようにすることができる。また、これと先に述べた径方向突出部３ｅによるシールとを組み合わせて２重のシール構造をとることにより、確実に樹脂漏れを防ぐことができる。
【００２２】
さらに、第１、第２の磁気コア４、５の嵌合位置を、図１に示したように、第１の磁気コア４の外周磁路部４ｃの軸方向の寸法をＬ１  、第２の磁気コア５の外周磁路部５ｃの軸方向の寸法をＬ２  としたとき、Ｌ１  ≫Ｌ２  となるように設定する。そうすると、形状と重さが変わることにより、第１の磁気コア４の共振周波数は磁気コア５の共振周波数より低くなる。よって、第１、第２の磁気コア４、５の共振周波数を変えることができるので共振現象が発生せず、これによる磁気音の拡大を防ぐことができる。ゆえに、磁気音減少のために、第１、第２の磁気コア４、５の嵌合部を溶接する必要もなく、その取り付け時に、接触面との間にゴムを介してマウントする必要もなくなり、簡単な嵌合のみで組付けをすることができる。
【００２３】
また、前記１次スプール１の第１の位置決め部１ｅを軸方向外方に向けて肉盛りして、ホットランナー成型をするためにゲート用肉盛り部１ｆを製品端面に形成した。これは、そのランナー７の形状がランナー７内にヒーターを配置するため、図４に示すような先端がすり鉢状の形をしており、例えば、従来の第１の位置決め部１ｅに、１次スプール１を形成する材料を注入するためのゲート７ａを持ってこようとすると、このすり鉢部分が１次スプール１の端部に当たるために、材料を注入するゲート７ａを第１の位置決め部１ｅに設置することができなかったためである。ここで、ホットランナー成型とはヒーター付きのランナー７を用いて成型樹脂を流し込むことで、コールドランナー成型時では残ってしまうランナー７の型をなくすことができ、さらに、１次スプール１の成型後にランナー７の型を切り離す工程を減らすことができる。樹脂製のコネクタ８には、図５に示したように、１次スプール１に設けられているＴ字型の突出部１ｇに対応するＴ字型の凹部８ａが設けられており嵌合している。さらに、この嵌合部の底面の１次スプール本体１ａと接触する面には、１次スプール１に設けられている嵌合用溝１ｈに嵌まるような嵌合用突出部８ｂが設けられている。この嵌合部を設けることにより、１次スプール１に組付けられてからコイルケース３内に注型材６を注入し、これが固まるまでに、どの方向から力が加わっても１次スプール１とコネクタ８との嵌合が緩まないようにすることができる。
【００２４】
この嵌合部を設けることにより、コネクタ８および１次スプール１を成型する型の型割りを増やす必要もなく、型構造が複雑になるということもない。さらに、コネクタ８の外部端子を接続する入力端子接続部８ｃはケース開口側に向かって開口しており、その内部にはＬ字型の金具８ｄが２つ横に並んで配置されている。そして、そのＬ字型の金具８ｄの一端はコネクタ８より径方向外側に向かって延びており、それぞれ１次コイル９の端部に電気的に接続されている。また、もう一端はコネクタ８の中をケース開口側に向かって延びており、図示せぬ外部端子に電気的に接続される。
【００２５】
高圧タワー１０は、コイルケース３の底部側にこのコイルケース３を形成する樹脂材で一体に形成されている。そして、この高圧タワー１０内には２次コイル１１からの高電圧が供給されている高圧金具１０ａが配置されている。
【００２６】
また、この高圧タワー１０はコイルケース３底部から外側に突出成型されていて、先端に開口部を有する中空の高圧タワー外側樹脂部１０ｂと、この高圧タワー外側樹脂部１０ｂの開口部側から内側に向かってこの高圧タワー外側樹脂部１０ｂとの間に隙間を介して延び、高圧金具１０ａの外部との接続側端部１０ａａの外周部を薄く覆っている高圧タワー内側樹脂部１０ｃとを有している。そして、高圧タワー外側樹脂部１０ｂと高圧タワー内側樹脂部１０ｃとの間の隙間は高圧金具１０ａの外部との接続側端部１０ａａを越えるところまで延びていて、この隙間内全体に注型材６が注入されている。
【００２７】
高圧タワー１０の外部端子との接続部は、図６に示したように、高圧タワー１０の外周で、高圧コード１２と高圧タワー１０との接続部を覆っているラバーキャップ１２ａによりシールするようにしてある。
【００２８】
また、図６の代わりに、図７に示したような、高圧タワー１０の内周で高圧コード１２と高圧タワー１０との接続部を覆っているラバー１２ｂによりシールし、この接続が容易に外れないようにホルダー１２ｃでこの接続部を固定するようにしたものでもよい。また、高圧タワー１０はコイルケース３と別体でもよい。
【００２９】
なお、高圧コード１２の他端は、図示しないディストリビュータを介して各気筒の点火プラグに接続される。また、ディストリビュータのないものでは、図示しない点火プラグに直接接続される。
【００３０】
また、その他の実施例として、第１、第２の磁気コア４、５の１次スプール内周開口部内での先端磁極面での付け合わせ部分に永久磁石を挿入した点火コイルに本発明を用いてもよい。さらに、磁気コアの形状はＥ字状のものを２つ組み合わせた日の字状のものでもよい。他にもコイルケース３に設けられている径方向突出部３ｅは必ずしもコイルケース３に設ける必要がなく、１次スプール１にコイルケース３の貫通孔３ａとの接触部の全周に、径方向内側に向かって径方向突出部を設けてもよい。
【００３１】
以上の構成をとることにより、本実施例によれば、１次スプールとコイルケースを嵌合したのちに、磁気コアを組付けることにより、コイルケースの貫通孔に軸方向外側に向かって設けられている外方突出部と１次スプール他端部とが複数の磁気コアの径方向磁路部によって抑えられるので、１次スプールとコイルケースとの嵌合部の軸方向の動きが制限される。これにより、注型材がコイルケース内に注入されて固まるまでに、嵌合部が傾くことや抜けることを防ぐことができるので、コイルケースと１次スプールとの間のシールを確実に行うことができる。また、磁気コアと２次コイルとの間の距離を外方突出部の長さだけ長くできるので、２次コイルの高圧部から磁気コアに電圧がリークすることを防ぐこともできる。
【００３２】
さらに、１次スプールとコイルケースとを嵌合するときに、この嵌合が傾いても、１次スプールかコイルケースか少なくともどちらかに、その嵌合部の径方向に設けられた径方向突出部の潰れる位置がかわるだけで、シールを確実に行うことができる。これにより、先に述べたシールとこのシールとを組み合わせることにより、２重のシール構造をとることができ、エポキシ樹脂を主成分とする注型材を流し込むときの樹脂漏れを防ぐことができる。
【００３３】
また、高圧タワー成形樹脂部とコイルケース成形樹脂部との間に注型材を、高圧金具の外部接続側端部より外側まで流し込み、固めることにより、高圧金具から高圧タワー成形樹脂部に沿った外部までの沿面距離を長くすることができる。これにより、冷熱歪みにより注型材が高圧タワー成形樹脂部から剥離しても、この剥離表面を伝って、高圧金具の高電圧が、外部にリークすることを防ぐことができる。さらに、高圧金具の角部から高圧タワー成形樹脂に発生したクラックもコイルケースとのあいだに充填した注型材によりその進展を止めることができる。
【００３４】
また、２次スプールとの嵌合位置決め部を肉盛りしてゲート用肉盛り部とすることにより、製品端面にゲート用肉盛り部を設定でき、ホットランナー成型することができるようになった。これにより、成型後のランナーの型が残らず、余分な材料を使わなくてもよくなり、製品に残っているランナーの型を切り取る工程も減らすことができる。
【００３５】
さらに、磁気コア同士の外周磁路部の嵌合位置を片側に大きくずらすことにより、共振による磁気音を防ぐことができる。これにより、磁気コア同士を溶接したり、点火コイルを取り付けるときに、その取り付け面との間にゴムを介したりする必要がなくなる。これにより、大幅なコストダウンを図ることができる。
【００３６】
その他にも、１次スプールとコネクタとを嵌合するときに接触する面に径方向に嵌合部を設けることにより、１次スプールにコネクタが嵌合されてから、軸方向に何らかの力が加わっても抜けることを防止することができる。これにより、注型材が固まるまでの行程にその嵌合が緩むということを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を内燃機関用点火コイルに用いたときの側面断面図である。
【図２】本発明を内燃機関用点火コイルに用いたときの１次スプールと２次スプールとの嵌合を示した正面図である。
【図３】本発明を内燃機関用点火コイルに用いたときのコイルケースの貫通孔近辺の断面拡大図である。
【図４】１次スプールの側面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は本発明を内燃機関用点火コイルに用いたときの１次スプールとコネクタとの嵌合を示した斜視図である。
【図６】本発明を内燃機関用点火コイルに用いたときの外部でシールする高圧タワーと外部端子との接続を示した断面図である。
【図７】本発明を内燃機関用点火コイルに用いたときの内部でシールする高圧タワーと外部端子との接続を示した断面図である。
【符号の説明】
１    １次スプール
１ｅ    第１の位置決め部
１ｆ    ゲート用肉盛り部
１ｈ    嵌合用溝
１ｉ    第２の位置決め部
２    ２次スプール
３    コイルケース
３ａ    貫通孔
３ｄ    外方突出部
３ｅ    径方向突出部
４    第１の磁気コア
４ａ    中心磁路部
４ｂ    径方向磁路部
４ｃ    外周磁路部
５    第２の磁気コア
５ａ    中心磁路部
５ｂ    径方向磁路部
５ｃ    外周磁路部
６    注型材
８    コネクタ
８ｂ    嵌合用突出部
８ｄ    Ｌ字型の金具
９    １次コイル
１０    高圧タワー
１０ａ    高圧金具
１０ａａ    接続側端部
１０ｂ    高圧タワー外側樹脂部
１０ｃ    高圧タワー内側樹脂部
１１    ２次コイル
【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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