(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心の中立軸周りに巻回され磁束変化を発生させるコイル巻線と、前記コイル巻線の巻回端部に配置され前記コイル巻線のうち巻回部から逸脱した配索部位が固定される絶縁性フレーム体と、を備え、
前記絶縁性フレーム体は、前記中立軸からオフセットされた位置に配備され且つ前記配索部位の一部を固定させた固定支部が配された第１の構造部と、前記配索部位のうち前記固定支部から前記巻回部へ至る区間の途中部位に設けられた第２の構造部と、を有し、
前記中立軸に沿う方向とこれに垂直であって点火プラグが配されるプラグ方向との双方に垂直な方向を舷側方向とすると、
前記第１の構造部及び前記第２の構造部は、供に、前記舷側方向へ延在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】
前記第１の構造部及び前記第２の構造部は、各々が略柱状体とされ且つ当該各々が間隔を隔てて配置され、前記第１の構造部に形成される第１の端部は、最寄りの前記舷側方向へ向かう最大到達寸法が、前記第２の構造部に形成される第２の端部よりも長い、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項３】
前記鉄心は、これの表面に形成される絶縁層と前記絶縁性フレーム体とによって、前記コイル巻線との絶縁構造が形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項４】
前記絶縁層は、絶縁テープによって形成されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項５】
前記第２の構造部は、前記配索部位に対面する位置へ欠き部が形成され、当該欠き部の形成面と前記配索部位とによって中間接触部が与えられる、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項６】
前記中間接触部は、前記配索部位に与えられるコイル寄接触部と前記固定支部との間に配置され、前記コイル寄接触部と前記固定支部とを含み且つ前記中立軸に平行な第１の仮想面に対し、最寄りの舷側方向の領域に配置されることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項７】
前記中間接触部は、前記コイル寄接触部と前記固定支部との間に配置され、前記コイル寄接触部と前記固定支部とを含み且つ前記第１の仮想面に垂直な第２の仮想面に対し、最寄りの鉄心端方向の領域に配置されることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関用点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用点火コイルに関し、特に、コイル巻線の配索用構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開２００５−００５４１１号公報（特許文献１）では、コイルボビンの端子構造が紹介されている。当該ボビンは、金属製の電極体を具備し、コイルの巻線を当該電極体の絡げ部に巻きつけ固定させている（特許文献１の図１，コイルボビンの左端側）。また、この電極体は、絡げ部とは別の部分に挟持部が形成されており、これを介して適宜の回路構成と電気的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開号２００５−００５４１１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、金属製の電極体を用いてコイル巻線との接続構造を形成させているので、当該電極体の存在によってコイル体の構成が複雑となる。また、当該電極体は、絡げ部と挟持部とが異なる部位に形成されるので、電極体自身の複雑化及び大型化を招いてしまう。更に、コイル巻線の端部を配索させるにあたり、単に簡素な構成で電極体を与えるだけでなく、巻線に程よいテンションを与えて巻弛みを防止させなければならない。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑み、簡素且つコンパクトな構成であって、更に、巻弛みのないコイル巻線の配索構造とさせた内燃機関用点火コイルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明では次のような内燃機関用点火コイルの構成とする。即ち、鉄心の中立軸周りに巻回され磁束変化を発生させるコイル巻線と、前記コイル巻線の巻回端部に配置され前記コイル巻線のうち巻回部から逸脱した配索部位が固定される絶縁性フレーム体と、を備え、
前記絶縁性フレーム体は、前記中立軸からオフセットされた位置に配備され且つ前記配索部位の一部を固定させた固定支部が配された第１の構造部と、前記配索部位のうち前記固定支部から前記巻回部へ至る区間の途中部位に設けられた第２の構造部と、を有し、
前記中立軸に沿う方向とこれに垂直であって点火プラグが配されるプラグ方向との双方に垂直な方向を舷側方向とすると、前記第１の構造部及び前記第２の構造部は、供に、前記舷側方向へ延在されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
【０００７】
好ましくは、前記第１の構造部及び前記第２の構造部は、各々が略柱状体とされ且つ当該各々が間隔を隔てて配置され、前記第１の構造部に形成される第１の端部は、最寄りの前記舷側方向へ向かう最大到達寸法が、前記第２の構造部に形成される第２の端部よりも長いこととする。
【０００８】
好ましくは、前記鉄心は、これの表面に形成される絶縁層と前記絶縁性フレーム体とによって、前記コイル巻線との絶縁構造が形成されることとする。より好ましくは、前記絶縁層が絶縁テープによって形成されることとする。
【０００９】
好ましくは、前記第２の構造部は、前記配索部位に対面する位置へ欠き部が形成され、当該欠き部の形成面と前記配索部位とによって中間接触部が与えられることとする。
【００１０】
より好ましくは、前記中間接触部は、前記配索部位に与えられるコイル寄接触部と前記固定支部との間に配置され、前記コイル寄接触部と前記固定支部とを含み且つ前記中立軸に平行な第１の仮想面に対し、最寄りの舷側方向の領域に配置されることとする。
【００１１】
更に好ましくは、前記中間接触部は、前記コイル寄接触部と前記固定支部との間に配置され、前記コイル寄接触部と前記固定支部とを含み且つ前記第１の仮想面に垂直な第２の仮想面に対し、最寄りの鉄心端方向の領域に配置されることとする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る内燃機関用点火コイルによると、コイル巻線に導通する電極体と、これを配置させる第１の構造部と、コイル巻線のテンション調整機能を担う第２の構造部と、が非常に接近した部位に集約して配置されるので、これら全ての構成をコンパクトに形成させることが可能となる。
【００１３】
ここで、第１の構造部及び第２の構造部を備えるフレーム体は、コイル体で必要とされる他の機能部を伴ったものであるので、当該コイル体について構成部品の簡素化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る内燃機関用点火コイルの内部構造を示す図。
【図２】実施の形態に係る内燃機関用点火コイルの完成体を示す図。
【図３】実施の形態に係るコイル体の構成を示す図
【図４】実施の形態に係るコイル体の中立軸方向矢視図。
【図５】実施の形態に係るコイル体の舷側方向矢視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して具体的に説明する。図１（工程１）に示す如く、本実施の形態に係る内燃機関用点火コイル（以下、点火コイルと呼ぶ）は、コイル体２１０と高圧構造体１３０とが準備され、これらが組付けられる。
【００１６】
コイル体２１０は、Ｉ字鉄心２１１に絶縁層２１５が積層され、この絶縁層に一次コイル２１２が巻回されている。また、コイル体２１０は、Ｉ字鉄心２１１の端部にフレーム体２２０が嵌着されている。当該フレーム体２２０は、第１の構造部２２１等に一次コイルの巻線を絡げてこの部位に電極体を形成させている。また、フレーム体２２０の開口部では、永久磁石２１４が配備され、磁束の飽和値を調整させている。
【００１７】
高圧構造体１３０は、二次コイルを巻回させたボビン体１２０が主構造部１３１に収容され、当該ボビン体１２０の半体部が頭部カバー１１０によって覆われている。図示の如く、高圧構造体１３０の外部では、ボビン体１２０が覆われると供に当該ボビン体１２０によって挿通孔１２１が形成される。
【００１８】
一方、高圧構造体１３０の内部では、二次コイル及びボビン体１２０と其の外周構造（主構造部及び頭部カバーの内壁）によって所定の隙間が形成され、此処に絶縁性樹脂（エポキシ樹脂等）１４０が含浸されている。また、高圧構造体１３０の内部では、二次コイルの出力端が高圧端子（図示なし）に導通され、この高圧端子は、高圧タワー（図示なし）を介して、点火プラグとの電気的接続が行われる。
【００１９】
そして、高圧構造体１３０は、二次ボビン１２０の挿通孔１２１へコイル体２１０が挿入され、これにより、二次コイルの内周部へ一次コイル２１２が同軸的に配置されることとなる。より具体的には、鉄心の中立軸側から、「Ｉ字鉄心２１１→絶縁層２１５→一次コイル２１２→二次ボビン１２０→二次コイル→エポキシ樹脂→頭部カバー１１０」といった構造が形成される。
【００２０】
工程２では、先の組立体に外周鉄心部位３２０，３３０（第２の鉄心部位）を装着させ、コイルアセンブリ（一次コイル，二次コイル，鉄心から成る構成）が形成される。本実施の形態に係るコイルアセンブリは、両コイルの巻線内部へＩ字鉄心２１１が配置され、この鉄心２１１の両端に連設するように外周鉄心部位３２０，３３０が各々配置されることとなる。
【００２１】
コイルアセンブリでは、この外周鉄心部位３２０，３３０を伴って、Ｉ字鉄心２１１を通過する閉磁路が形成される。即ち、当該コイルアセンブリでは、一次コイル２１２における通過電流が変化すると、この閉磁路に高密度の磁束を変化・発生させ、二次コイルから誘導起電力を出力させる。
【００２２】
図２（ａ）及び図２（ｂ）には、頭部カバー２３０の構造が示されている。頭部カバー２３０の材質は、絶縁性樹脂（ＰＢＴ，ＰＰＳ）が用いられるが、これに透磁性のコンパウンドを含有させコイルアセンブリの閉磁路を形成させるようにしても良い。この頭部カバー２３０は、図示の如く、所定の開口を有する殻状体とされ、更に、フランジ部２３２が一体的に形成されている。このフランジ部２３２は、ブッシュ２３３が埋設され、これを介してエンジンヘッド等に固定される。
【００２３】
また、頭部カバー２３０は、コネクタ２３４が設けられ、コネクタ端子２４４を介してイグナイタ２４０，コイルの巻線用端子といった部位へ電気的に接続される。本実施の形態では、コネクタ端子２４４として、電源端子，ＧＮＤ端子，信号端子等が与えられ、これらがハーネス（図示なし）を介して車載ＥＣＵに接続されている。
【００２４】
そして、工程３（図２（ｃ）参照）では、頭部カバー２３０が高圧構造体１３０へ装着され、この内部に絶縁性のエポキシ樹脂が充填され硬化される。かかる工程では、頭部カバー内の高圧構造体１３０の周辺、中心鉄心体２１０の周辺、といった隙間部に、絶縁構造（エポキシ樹脂による構造）が形成されることとなる。
【００２５】
図３を参照し、本実施の形態に係るコイル体２１０の構成を具体的に説明する。先に説明したように、本実施の形態に係るコイル体２１０は、一次コイルを形成するものであって、Ｉ字鉄心２１１，一次コイルのコイル巻線２１２，飽和値調整用の永久磁石２１４，絶縁層２１５，及び，絶縁性フレーム体２２０によって構成される。
【００２６】
Ｉ字鉄心２１１は、積層鋼板，線素型鋼材，又は，圧粉材等が用いられ、透磁性の高い物質から組成される。これに用いられる材質は、周知のトランス用の合金等が対象とされ、本実施例では、珪素を数％含有させた鋼合金であるものとする。
【００２７】
絶縁層２１５は、Ｉ字鉄心２１１の中立軸周りに、当該鉄心の表面へ所定厚保さに積層される。特に、本実施の形態に係る絶縁層２１５は、片方の面に粘着材を形成させた絶縁テープが用いられ、これが中立軸周りに巻層されることで、所望の厚さ及び所望の範囲に絶縁部が形成される。これにより、当該絶縁層２１５は、容易且つ簡素な方法で製作されることとなる。
【００２８】
絶縁性フレーム体２２０は、略矩形状の開口部を有する枠状体であって、絶縁性の機能を具備する樹脂材から形成されている。この絶縁性フレーム２１４は、先に述べた枠状体，二角に対称的に設けられる第１の構造部２２１，これの各々に対応して設けられた第２の構造部２２２，が一体的に形成されている。
【００２９】
絶縁性フレーム体２２０は、Ｉ字鉄心２１１の機首側（永久磁石２１４を配置させる側）に嵌着される。中立軸ＣＬに沿って機首側へ向かう方向は、絶縁性フレーム体２２０にとって最寄りの鉄心端方向とされる。また、頭部カバー２３０の側面（舷部）に対面する方向は、この舷部に面する鉄心部位から観測して最寄りの舷側方向を意味する。ここで、最寄りの鉄心端方向又は最寄りの舷側方向と称するのは、当該方向の逆向きの方向を含意させない為である。以下、これを踏まえ、最寄りの鉄心端方向を単に「鉄心端方向ｆｘ」と呼び、最寄りの舷側方向を単に「舷側方向ｆｙ」と呼ぶ。但し、中立軸ＣＬより図面右側の構造部にとっての舷側方向とは、同図に示されるｆｙの矢視方向を意味する。一方、中立軸ＣＬより図面左側にとっての舷側方向とは、同図ｆｙの矢線方向の逆向きを意味する。更に、点火プラグ（図示なし）が配置される方向ｆｚをプラグ方向と呼ぶ。尚、同図では、方向ｆｘ，ｆｙ，ｆｚが互いに垂直となる関係を有している。
【００３０】
本実施の形態によると、双方の構造部２２１及び２２２は、各々が略角柱状とされ、且つ、各々が間隔を隔てて配置されるよう略平行に設けられる。かかる構造部２２１及び２２２は、各々が舷側方向ｆｙに沿って延在するよう形成される。従って、かかる構造は、これに橋架させて巻線を絡げる際に有利なものとなる。
【００３１】
また、第１の構造部２２１は、これに形成された端部（第１の端部）が、第２の構造部２２２に形成された端部（第２の端部）と比べて、舷側方向ｆｙへ突き出している。即ち、舷側方向ｆｙに沿った軸上の基準点から測定すると、構造部２２１の端部は、構造部２２２の端部よりも、舷側方向ｆｙへの最大到達寸法が長いことになる。これによると、第１の構造部２２１における最大到達寸法の余剰部では、その周りに第２の構造部２２２が達していない為、双方の構造部へコイル巻線を橋架させた後の絡げ処理が容易に行われる。
【００３２】
かかる絶縁性フレーム体２２０の構成により、コイル巻線２１２は、巻回部２１２ａから逸脱して配線される配索部位２１２ｃが、第１の構造部２２１に絡げられて固定される。このとき、第１の構造部２２１の絡げ部，若しくは，第１の構造部２２１及び第２の構造部２２２に架橋される導線部によって、電極体が形成される。即ち、本実施の形態によると、コイル巻線２１２そのものを利用して、簡素且つ容易に電極体が形成される。
【００３３】
特に、本実施の形態に係る第１の構造部２２１は、中立軸ＣＬからオフセット（ｆｚの逆方向）された位置に配置され、且つ、配索部位２１２ｃの一部を絡げて固定された固定支部２１２ｄが配置される。これによると、第１の構造部周りに形成される電極体は、中立軸ＣＬからの適宜な距離設定によって、コネクタ電極端子又はイグナイタ端子といった回路構成との接続が容易化される。
【００３４】
また、本実施の形態に係る第２の構造部２２２は、配索区間（固定支部２１２ｄから巻回部２１２へ至る巻線の配索経路の区間）の途中の何処かで接触するよう配置される。これによると、巻線（配索部位２１２ｃ）は、第２の構造部２２２が無い場合に比べて経路を迂回するように配索される為、コイル巻線２１２ａの巻弛みを解消させることができる。
【００３５】
上述の如く。これを用いた点火コイル１０によると、コイル巻線２１２ａに導通する電極体と、これを配置させる第１の構造部２２１と、コイル巻線２１２ａのテンション調整機能を担う第２の構造部２２２と、が非常に接近した部位に集約して配置されるので、これら全ての構成をコンパクトに形成させることが可能となる。
【００３６】
この他、本実施の形態に係るコイル体２１０では、絶縁層２１１及び絶縁性フレーム体２２０の複合体によってコイル巻線２１２との絶縁構造が形成される。また、本実施の形態にあっては、絶縁性フレーム体２２０がフランジ部の役割を担い、一次巻線の巻始めの起点とされる。このように、当該絶縁性フレーム体２２０は、コイル体で必要とされる他の機能・構造部を伴ったものであるので、当該コイル体について構成部品の簡素化が図られる。
【００３７】
加えて、第２の構造部２２２は、配索部位２１２ｃに対面する位置へ欠き部２２２ａが形成され、これに巻線（配索部位２１２ｃの所定箇所）が接触する。即ち、第２の構造部２２２は、欠き部２２２ａの形成面と配索部位２１２ｃとの接触部（中間接触部）が与えられ、これにより、巻線（配索部位２１２ｃ）が確実に把持され、この部分でのテンションが好適に保たれる。これについて、図４及び図５を参照し、その構成及び効果を具体的に説明する。
【００３８】
図４（ａ）は、コイル体２１０を鉄心端方向から観察した図である。図示の如く、第１の構造部２２１には、固定支部２１２ｄの巻回箇所で、巻線と構造部２２１とが接触する第１の接触部ｐ１が与えられる。また、第２の構造部２２２には、巻線（配索部位２１２ｃ）との接触箇所で中間接触部ｐ２が与えられる。また、本実施の形態では、絶縁性フレーム２２０の枠状体に巻線（配索部位２１２ｃ）が接触するところ、この接触箇所としてコイル寄接触部ｐ３が与えられる。
【００３９】
ここで、以下の説明の便宜として、コイル寄接触部ｐ３と第１の接触部ｐ１とを含み且つ中立軸ＣＬに平行な仮想面を第１の仮想面Ｂｙｚとし（図４（ｂ）参照）、この仮想面Ｂｙｚによって分けられる舷側方向の領域を領域ａ２とし、領域ａ２から見て仮想面Ｂｙｚの対称側に与えられる領域を領域ａ１とする。
【００４０】
中間接触部ｐ２は、コイル寄接触部ｐ３と第１の接触部ｐ１とを結ぶ配索経路の間に配置される（図４（ａ）参照）。また、この中間接触部ｐ２は、第１の仮想面Ｂｙｚよりも舷側方向ｆｙ、即ち、領域ａ２にレイアウトされることとなる（図４（ｂ）参照）。この状況は、欠き部２２２ａの表面Ｓｚｘから受ける反力によって接触点ｐ２が舷側方向ｆｙへ押し出され、この部位での巻線のテンションが好適に保たれていることを意味する。また、図４（ａ）に示す如く、この配索区間に係る巻線は、欠き部２２２ａの表面Ｓｚｘによって「舷側方向ｆｙの逆向」へスライドする動作が妨げられるため、当該巻線の弛み，螺旋状に巻回された巻線部２１２ａの巻弛みを阻止できる。
【００４１】
また、図５（ａ）は、コイル体２１０を舷側方向から観察した図である。図示の如く、第１の接触部ｐ１は、巻線内部で構造部２２１の角部に接触している。また、コイル寄接触部ｐ３は、絶縁性フレーム体２２０のエッジと巻線（配索部位２１２ｃ）との接触部であることが解る。また、同図における中間接触部ｐ５は、欠き部２２２ａの中立軸方向について巻線と接触する点である。即ち、中間接触部は、欠き部２２２ａの表面形状に応じて複数形成されることもあり、それが今回のケースである。
【００４２】
また、コイル巻線２１２は、第１層の巻線２１２ｅに第２層の巻線２１２ｆが巻層されている。このうち、絶縁性フレーム体２２０へ当接する巻回部を巻回端部と呼ぶ。本実施の形態では、この巻回端部が絶縁性フレーム体２２０のボス部２２３に当接し、此処から巻線が逸脱して配索部位２１２ｃを形成する。ここで、絶縁性フレーム体２２０のボス部２２３は、其の鉄心端方向ｆｘへの板厚寸法を変更することで、コイル寄接触部ｐ３のｆｚ方向の位置を調節できる。
【００４３】
図５での説明の便宜として、コイル寄接触部ｐ３と第１の接触部ｐ１とを含み且つ第１の仮想面Ｂｙｚに垂直な仮想面を第２の仮想面Ｂｚｘとし（図５（ｂ）参照）、この仮想面Ｂｚｘによって分けられる鉄心端方向ｆｘの領域を領域ａ４とし、領域ａ４から見て仮想面Ｂｚｘの対称側に与えられる領域を領域ａ３とする。
【００４４】
図５（ｂ）に示す如く、中間接触部ｐ５は、コイル寄接触部ｐ３と第１の接触部ｐ１とを結ぶ配索経路の間に配置される。また、この中間接触部ｐ５は、第１の仮想面Ｂｚｘよりも鉄心端方向ｆｘ、即ち、領域ａ４にレイアウトされる。この状況は、欠き部２２２ａの表面によって接触点ｐ５が鉄心端方向ｆｘへ押し出され、この部位での巻線のテンションが好適に保たれていることを意味する。即ち、本実施の形態では、図４での状況と相俟ってテンションがより好適に維持されるのが解る。また、図５（ａ）に示す如く、この配索区間に係る巻線は、欠き部２２２ａの表面によって「鉄心端方向ｆｘの逆向」へ変位する動作が妨げられるため、当該巻線の弛み，螺旋状に巻回された巻線部２１２ａの巻弛みを阻止できる。
【００４５】
以上、本実施の形態につき説明してきたが、特許請求の範囲に記載される用語の意義は、これに限定されるものではない。例えば、本実施の形態ではコイル体が一次コイルに関するものとされているが、二次コイルを巻回させたコイル体にあっても本発明を適用できる。
【００４６】
また、本実施の形態では、コイル寄接触部が点ｐ３であるとしているが、これは当該接触部の一形態に過ぎない。例えば、コイル接触部ｐ３が存在していなければ、絶縁テープ２１５と巻線との接触部である点ｐ４が、特許請求の範囲におけるコイル寄接触部とされるわけである。
【符号の説明】
【００４７】
１０  内燃機関用点火コイル，    ２１０  一次コイル体，    ２１１  鉄心，    ２１２  コイル巻線，    ２１２ａ  巻線部，    ２１２ｂ  巻線端部，    ２１２ｃ  配索部位，    ２１２ｄ  固定支部，    ２１５  絶縁テープ，    ２２０  絶縁性フレーム体，    ２２１  第１の構造部，    ２２２  第２の構造部，    ２２２ａ  欠き部，    Ｌｃ  中立軸，    ｆｘ  最寄りの鉄心端方向，    ｆｙ  最寄りの舷側方向，    ｆｚ  プラグ方向，  ｐ１  固定支部，    ｐ２  中間接触部，    ｐ３  コイル寄接触部，    ｐ５  中間接触部，    Ｆｙｚ  第１の仮想面，    Ｆｚｘ  第２の仮想面，    ａ２  最寄りの舷側方向の領域，    ａ４  最寄りの鉄心端方向の領域。
【図１】
0005956957.tif 000002
【図２】
0005956957.tif 000003
【図３】
0005956957.tif 000004
【図４】
0005956957.tif 000005
【図５】
0005956957.tif 000006