(57)【要約】      （修正有）【課題】プラグホール内に水が浸入する現象を防ぐエアーチャンバを備えた点火コイルにおいて、複雑な金型を必要とせず、生産効率やコストに優れた内燃機関用点火コイルを提供する。【解決手段】ケース６０側面には、プラグホール側に開口部を有したエアーチャンバ２０が形成され、エアーチャンバ２０には、ケース６０と別体として成形された通気部１０を備え、通気部１０には、プロテクタ７０とケース６０との境界面を介してプラグホール内とエアーチャンバ２０内を結ぶ通気口１２を形成し、通気部１０は、エアーチャンバ２０の開口部側から差し込み固定する。また、ケース境界壁には、ケース６０内とエアーチャンバ２０内とを貫通する空隙部２６を備え、通気部１０には、エアーチャンバ２０に装着時に空隙部２６を塞ぐケース側壁１６が形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイルと、２次コイルと、鉄芯と、からなるコイル部と、
当該コイル部を収容するケースと、
プラグホールを密閉するために当該ケースに装着されるプロテクタとを備えた内燃機関用点火コイルにおいて、
前記ケース側面には、前記プラグホール側に開口部を有したエアーチャンバが形成され、
当該エアーチャンバには、前記ケースと別体として成形された通気部を備え、
当該通気部には、前記プロテクタと前記ケースとの境界面を介して前記プラグホール内と前記エアーチャンバ内を結ぶ通気口を形成し、
前記通気部は、前記エアーチャンバの前記開口部側から差し込み固定することを特徴とする内燃機関用点火コイル。
【請求項２】
前記通気部は、前記ケースと前記エアーチャンバとのケース境界壁に嵌合又は接着によって固定される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】
前記ケース境界壁には、前記ケース内と前記エアーチャンバ内とを貫通する空隙部を備え、
前記通気部には、前記エアーチャンバに装着時に当該空隙部を塞ぐケース側部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項４】
前記通気部は、前記エアーチャンバ側に開口した前記通気口を前記エアーチャンバの前記開口部と対向する面に近傍させて配置することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項５】
前記通気部は、前記プラグホール側に開口した前記通気口を前記プロテクタと前記ケースとの間に配置させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項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、内燃機関に備えられる点火プラグに高電圧を供給する点火コイルにおいて、特に、プラグホール内の防水を行う機能を有した内燃機関用点火コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関用点火コイルは、エンジン上部に取り付けた際に、プラグホール内に備えられた点火プラグとの接続を確実に行うために、点火コイルのケースに備えられたプロテクタでプラグホール上端を密閉している。このような点火コイルでは、エンジンの温度変化によってプラグホール内の内圧が変化し、点火コイルが被水するとプラグホール内の空気が冷やされ体積が収縮する負圧状態となり、プラグホール内に水が浸入することがある。この問題を解決するために、点火コイルに保水チャンバを形成することが知られており、例えば特開２０１２−１８６２９９号公報（以下「特許文献１」）が提案されている。
【０００３】
特許文献１の内燃機関用点火コイルの構成を示す断面図を図５に示す。特許文献１の内燃機関用点火コイルは、コイルケース60の図示の左方向の外側部には、エアーチャンバ部20及び通気部10が一体的に形成されている。また、エアーチャンバ部20と通気部10とは、それぞれの上部で連通している。さらに、エアーチャンバ部20は、コップを逆さまにしたような下面を「全面開口」としている。
【０００４】
また、エアーチャンバ部20の容積をプラグホール90内の温度変化による容積収縮分よりも大きくしておくことで、エアーチャンバ部20内の水位が上がってきても、プラグホール90内と連続する通気部10の入口（通気部10の上部）まで上がることはないので、プラグホール90内に水が浸入することはないものである。これより、エアーチャンバ部20の容積は、例えば、４ｃｃとしている。一方、プラグホール90の容積は４０ｃｃ程度であり、この場合のプラグホール90内の温度変化による容積収縮分は２ｃｃ程度であるため、エアーチャンバ部20の容積は、容積収縮分（２ｃｃ）よりも大きくなっている。
【０００５】
また、エアーチャンバ部20及び通気部10の上部には、開口部210が設けられている。開口部210の断面積は、エアーチャンバ部20の断面積より小さくなっている。エアーチャンバ部210の上部には、上記開口部210と連通する小さな開口からなる通気部入口220が形成されている。そして、この開口部210は、シール部材230により封止される。これにより、エアーチャンバ部20と通気部10とを連通するとともに、通気部10は、エアーチャンバ部20を経由して、外気に連通することになる。なお、シール部材230は、圧入，接着あるいは溶着により固定されることが記載されている。
【０００６】
また、別の例として特開２０１２−１８６４１１号公報（以下「特許文献２」）が提案されている。
【０００７】
特許文献２の点火コイルにかかる、カバーを取り付ける前のケース部と、カバーとを示す斜視図を図６に示す。特許文献２の内燃機関用点火コイルは、柱部10を設けた柱部形成側壁部24は、シールラバー70の外周位置よりも内周側に位置しており、柱部10は、柱部形成側壁部24よりも外周側であってシールラバー70に対する上方位置に形成された土台部310から上方に向けて形成してある。また、柱部10は、ケース部60の側壁部320の外側面330において点火コイル100の径方向に向けて突出する部分として、略半円形状の円柱部分として形成されている。さらに、柱部形成側壁部24は、円環状のシールラバー70の上方に位置する周方向の一部を、シールラバー70の外周輪郭よりも内側へ窪ませた平面状の側壁部分として形成されている。
【０００８】
また、土台部310は、シールラバー70の外周輪郭の内周側であって柱部形成側壁部24の外周側に位置する部分として形成されている。  さらに、土台部310には、上下方向に板面を向けて側方に突出する突出部340が設けてある。
【０００９】
また、カバー350は、その開口部分を形成した下端部を突出部340の周囲に配置して、ケース部60における切欠部360に取り付けられる。さらに、切欠部360は、ケース部60の側壁部320において、柱部10に対する両側位置に、側壁上端部370から下方に互いに平行に切り欠いて設け、切欠部360は、上下方向に長いスリットとして、互いに平行に側壁部320に形成してあることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−１８６２９９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８６４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来の内燃機関用点火コイルでは次のような問題が生じている。即ち、特許文献１においては、コイルケースの外側部には、エアーチャンバ部及び通気部を一体的に形成するため、ケース成形金型が複雑な形状となってしまう問題が生じる。また、金型によって通気部を成形するには開口部を設けて開口部方向へ金型を抜き取る工程が必要であるため、開口部を封止するシール部材が必要となる。図５よりシール部材上の樹脂の重みでエアーチャンバ部と通気部とを連通するための通気部入口が塞がることや、シール部材の個体差や取り付け誤差によってエアーチャンバ部と通気部との連結の品質を維持できない問題が生じる。
【００１２】
また、特許文献２においては、カバーを下方に向けてケース部における２箇所の切欠部に取り付けられるため、カバーと切欠部との間に寸法誤差が生じ易くなったり、ケースへカバーを装着する時に、ケースあるいはカバーが変形することによって、切欠部へカバーが装着されることを阻害される問題が発生する。さらに、エンジンの機種によってはプラグホール内の容量や取り付けられる点火コイルの種類が異なるため、プラグホール内の容量やケースの形状に適応したカバーを成形する必要があり生産効率やコストに問題が生じる。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、エンジンの温度変化によってプラグホール内の密度が変化し、点火コイルが被水するとプラグホール内の空気が冷やされ体積が収縮する負圧状態となるとプラグホール内に水が浸入する現象を防ぐエアーチャンバを備えた点火コイルにおいて、複雑な金型を必要とせず、生産効率やコストに優れた内燃機関用点火コイルを提供することを目標とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために本発明は次のような構成とする。即ち、１次コイルと、２次コイルと、鉄芯と、からなるコイル部と、当該コイル部を収容するケースと、プラグホールを密閉するために当該ケースに装着されるプロテクタとを備えた内燃機関用点火コイルにおいて、前記ケース側面には、前記プラグホール側に開口部を有したエアーチャンバが形成され、当該エアーチャンバには、前記ケースと別体として成形された通気部を備え、当該通気部には、前記プロテクタと前記ケースとの境界面を介して前記プラグホール内と前記エアーチャンバ内を結ぶ通気口を形成し、前記通気部は、前記エアーチャンバの前記開口部側から差し込み固定することを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。
【００１５】
上記構成においては、前記通気部は、前記ケースと前記エアーチャンバとのケース境界壁に嵌合又は接着によって固定される構成としてもよいし、前記ケース境界壁には、前記ケース内と前記エアーチャンバ内とを貫通する空隙部を備え、前記通気部には、前記エアーチャンバに装着時に当該空隙部を塞ぐケース側部を形成してもよい。また、前記通気部は、前記エアーチャンバ側に開口した前記通気口を前記エアーチャンバの前記開口部と対向する面に近傍させて配置させてもよい。さらに、前記通気部は、前記プラグホール側に開口した前記通気口を前記プロテクタと前記ケースとの間に配置させてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
上記の通り、１次コイルと、２次コイルと、鉄芯と、からなるコイル部と、当該コイル部を収容するケースと、プラグホールを密閉するために当該ケースに装着されるプロテクタとを備えた内燃機関用点火コイルにおいて、前記ケース側面には、前記プラグホール側に開口部を有したエアーチャンバが形成され、当該エアーチャンバには、前記ケースと別体として成形された通気部を備え、当該通気部には、前記プロテクタと前記ケースとの境界面を介して前記プラグホール内と前記エアーチャンバ内を結ぶ通気口を形成し、前記通気部は、前記エアーチャンバの前記開口部側から差し込み固定することで、複雑な金型を必要とせず、生産効率やコストに優れたプラグホール内の防水を行う機能を有した内燃機関用点火コイルを実現することができる。また、通気部とケースが１箇所で取り付けられるため、通気部とケースとの間に寸法誤差が生じ易くなったり、ケースへ通気部を装着する時に、ケースあるいは通気部が変形することによって生じるケースと通気部との装着が阻害される問題を防ぐことができる。
【００１７】
また、前記通気部は、前記エアーチャンバの前記開口部側から差し込むと共に、前記ケースと前記エアーチャンバとのケース境界壁に嵌合又は接着によって固定され、前記ケース境界壁には、前記ケース内と前記エアーチャンバ内とを貫通する空隙部を備え、前記通気部には、前記エアーチャンバに装着時に当該空隙部を塞ぐケース側部を形成することで、ケースのプラグホール側とする底面とケース境界壁側とする側面は通気部によって確実にシールされ、コイル部の電気的接続と物理的硬化とを行うためのモールド樹脂がケース外に漏れる不良を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施例とする内燃機関用点火コイルを説明する図である。
【図２】実施例１とする内燃機関用点火コイルの組み立て前を示す斜視図である。
【図３】実施例１とする内燃機関用点火コイルの組み立て後を示す斜視図である。
【図４】図３の内燃機関用点火コイルをＡ方向から見たＢ−Ｂ断面図である。
【図５】特許文献１の内燃機関用点火コイルの構成を示す断面図を示す。
【図６】特許文献２の点火コイルにかかる、カバーを取り付ける前のケース部と、カバーとを示す斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を示す実施例を図１乃至図４に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２０】
本発明の第１の実施例とする内燃機関用点火コイルを説明する図を図１に、内燃機関用点火コイルの組み立て前を示す斜視図を図２に、内燃機関用点火コイルの組み立て後を示す斜視図を図３に、図３の内燃機関用点火コイルをＡ方向から見たＢ−Ｂ断面図を図４にそれぞれ示す。
【００２１】
図１において、図１（ａ）は内燃機関用点火コイルの斜視図を、（ｂ）は（ａ）に示した点火コイルを矢印イ方向から見た上面図を、（ｃ）は（ａ）に示した点火コイルを矢印ロ方向から見た下面図を示している。また、点火コイル100は珪素鋼板から形成した中心鉄芯50と外周鉄芯52とを組み合わせて閉磁路構造とする鉄芯と、当該中心鉄芯50の外周に１次コイル30と、当該１次コイル30の外周に２次コイル40と、からなるコイル部を絶縁樹脂で成形したケース60に収容して構成される。さらに、当該ケース60の側面には外部に備えられるバッテリやＥＣＵからの電源電圧や点火信号を当該コイル部へ供給するためのコネクタ66と、当該点火コイル100をエンジンヘッドに取付け固定するためのフランジ64が形成されている。
【００２２】
また、前記ケース60の底面には前記コイル部で昇圧された高電圧を後述するエンジン上部に形成されたプラグホール90内に点火プラグ76へ供給するための高圧タワー62を形成している。さらに、前記ケース60の側面には当該高圧タワー62方向に開口部22を有したエアーチャンバ20が形成されている。
【００２３】
また、前記エアーチャンバ20の前記ケース60との境界壁24側にはＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）で成形された内部に筒状の通気口12を有した通気部10が備えられる。さらに、当該通気部10は当該通気口12が前記ケース60の開口面68から前記エアーチャンバ20の前記開口部22を結ぶ方向に配置されている。
【００２４】
また、前記通気部10は嵌合部（通気部側）14が形成され、当該嵌合部（通気部側）14は前記ケース境界壁24に形成された嵌合部（ケース側）28によって接続固定されている。さらに、前記ケース60内にはモールド樹脂80が充填され前記コイル部を電気的絶縁及び物理的固定が実現されている。
【００２５】
図２及び図３において、前記高圧タワー62には前記点火プラグ76を連結するためのプロテクタ70が備えられている。また、当該プロテクタ70は弾性部材で成形され、筒状の内周部72を有している。さらに、前記通気部10はＬ字型に成形され、前記通気口12も前記エアーチャンバ20側の通気口12aと当該プロテクタ70側の通気口12bを有したL字型に形成されている。
【００２６】
また、前記通気部10は前記エアーチャンバ20へ取り付け後に前記ケース60の側面の一部となるケース側壁16が形成されている。さらに、前記ケース境界壁24には空隙部26が形成されており、前記エアーチャンバ20内と前記ケース60内とを貫通させている。
【００２７】
また、図２から前記通気部10、前記ケース60、及び、前記プロテクタ70の組み立て手順を説明すると、前記通気部10は矢印ｘ，ｙ，ｚ方向と、前記ケース60の矢印ｘ，ｙ，ｚ方向を一致させると共に、矢印１の方向から前記通気部側嵌合部14と前記ケース側嵌合部28を合わせて前記通気部10をスライドさせて取り付けている。さらに、前記通気部10を前記ケース60へ取り付けた後、前記プロテクタ70を矢印２の方向から前記高圧タワー62に取り付けている。
【００２８】
上記の組み立て手順により、前記ケース境界壁24に形成された前記空隙部26は前記通気部10が取り付けられることで前記通気部10の前記ケース側壁16によって封止され、前記ケース60内と前記エアーチャンバ20内は別々の空間として構成される。これより、前記ケース60内に前記モールド樹脂80の充填時に前記エアーチャンバ20内へ前記モールド樹脂80が流れ込まない。
【００２９】
図４において、前記プロテクタ70の一方は前記高圧タワー62と嵌合されて固定され、他方は当該内周部72に前記点火プラグ76の一部が挿入されている。また、前記プロテクタ70には前記高圧タワー62と前記点火プラグ76とを電気的に接続するためのスプリング74が備えられる。さらに、前記プロテクタ70は前記プラグホール90の開口部を閉塞し、前記プラグホール90内を密閉している。
【００３０】
また、前記エアーチャンバ20と前記プラグホール90とは通気されており、通気の経路は前記エアーチャンバ20の前記開口部22→前記エアーチャンバ20→前記エアーチャンバ側通気口12a→前記通気口12→前記プロテクタ側通気口12b→前記ケース60と前記プロテクタ内周部72の境界面→前記プロテクタ内周部72→前記プラグホール90の順になる。このことから、前記エンジンが高温となり前記プロテクタ70で密閉されている前記プラグホール90内の空気が膨張した場合には、膨張した空気が前記プラグホール90→前記プロテクタ内周部72→前記ケース60と前記プロテクタ内周部72の境界面→前記プロテクタ側通気口12b→前記通気口12→前記エアーチャンバ側通気口12a→前記エアーチャンバ20→前記エアーチャンバ20の前記開口部22の経路で放出される。
【００３１】
また、前記エンジンが被水する等の急激な温度低下が起こると前記プロテクタ70で密閉されている前記プラグホール90内の空気が収縮し、前記プラグホール90内が負圧状態となった場合には、負圧を解消するために前記エアーチャンバ20内の空気が前記エアーチャンバ20→前記エアーチャンバ側通気口12a→前記通気口12→前記プロテクタ側通気口12b→前記ケース60と前記プロテクタ内周部72の境界面→前記プロテクタ内周部72→前記プラグホール90の経路で注入される。この時、前記点火コイル100付近まで浸水しても前記エアーチャンバ20の前記開口部22が前記高圧タワー62方向（垂直下方向）に設けられていることで前記エアーチャンバ20内に水が浸入することがない。
【００３２】
また、前記エアーチャンバ20内の容量は前記エンジンの温度変化による前記プラグホール90内の空気が最も収縮する時の量より大きく設計すると共に、前記エアーチャンバ側通気口12aの高さは前記エアーチャンバ20内に侵入した水が前記エアーチャンバ側通気口12aまで到達することを防ぐ高さに配置される構成とする。
【００３３】
上記構成により、前記ケース60の側面に前記高圧タワー62方向に開口部22を有した前記エアーチャンバ20を形成することで、前記エンジンの機種によってプラグホール内の容量や取り付けられる前記点火コイル100の種類が異なっても、前記プラグホール90内の容量や前記ケース60の形状に適応した前記エアーチャンバ20を有した点火コイルが実現できる。
【００３４】
また、前記エアーチャンバ20の前記ケース境界壁24には前記通気口12を有した前記通気部10が備えられることで、前記ケース60を成形する金型が複雑な形状となることを防ぐことができる。さらに、前記通気部10を前記ケース60と別部品とすることで、前記プラグホール90内の容量によって前記エアーチャンバ20内の容量は変更する必要が生じるが、前記通気部10の構成は変更する必要がないため他の機種の点火コイルへ流用することが可能であり、生産性に優れた点火コイルとすることができる。
【００３５】
また、図２より、前記通気部10は矢印ｘ，ｙ，ｚ方向と、前記ケース60の矢印ｘ，ｙ，ｚ方向を一致させると共に、矢印１の方向から前記通気部側嵌合部14と前記ケース側嵌合部28を合わせて前記通気部10をスライドさせて取り付けることで、組み立て性に優れた点火コイルとすることができる。さらに、前記ケース境界壁24には前記空隙部26が形成され、前記空隙部26は前記通気部10が取り付けられることで前記ケース側壁16によって封止されることで、前記ケース60の前記高圧タワー62側とする底面と前記ケース境界壁24側とする側面は前記通気部10確実にシールされ、前記モールド樹脂80が前記ケース60外に漏れる不良を防ぐことができる。さらに、前記通気部10の取り付けが不十分となった場合に、前記空隙部26と前記ケース側壁16との間に生じる隙間が前記ケース60の前記開口面68側に位置するため、組み立て作業者による目視確認で前記空隙部26と前記ケース側壁16との間に生じる隙間を発見することができ、事前に不良を抑制することができる。
【００３６】
なお、上記実施例１の変形例として、前記エアーチャンバ20の形状は前記エンジンの温度変化による前記プラグホール90内の空気の収縮量によって変更してもよいし、前記エアーチャンバ20の前記開口部22の位置は前記点火コイル100を前記エンジンに搭載させる位置や前記エンジンの構成等によって変更されるものとしてもよい。また、前記プロテクタ側通気口12bは前記ケース60と前記プロテクタ内周部72の境界面を介さずに直接前記プロテクタ内周部72まで引き出す形状として前記通気部10の形状を変更してもよい。さらに、前記通気部10はＰＢＴ以外の材料から成形してもよい。
【００３７】
また、前記通気部10と前記ケース60は嵌合以外でも接着によって固定する構成としてもよいし、前記通気部側嵌合部14及び前記ケース側嵌合部28の形状は設計事情によって任意の形状に変更してもよい。さらに、前記ケース境界壁24には前記空隙部26を形成したが、前記ケース境界面24に直接前記ケース側嵌合部28を形成して前記通気部側嵌合部14と接続固定する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
10：通気部
12：通気口
12a：通気口（エアーチャンバ側）
12b：通気口（プロテクタ側）
14：嵌合部（通気部側）
16：ケース側壁
20：エアーチャンバ
22：開口部
24：ケース境界壁
26：空隙部
28：嵌合部（ケース側）
30：１次コイル
40：２次コイル
50：中心鉄芯
52：外周鉄芯
60：ケース
62：高圧タワー
64：フランジ
66：コネクタ
68：ケース開口面
70：プロテクタ
72：内周部
74：スプリング
76：点火プラグ
80：モールド樹脂
90：プラグホール
100：点火コイル
【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】
2015002303.tif 000008