(57)【要約】【課題】点火コイルをエンジンヘッドから取り外す際に、点火コイルのハウジングを把持できる部分が一箇所しか無い場合には、点火コイルの取り外し作業が困難となる。【解決手段】点火コイル１００のハウジング１０を構成する頭部１０ａから径方向外側に突出するコネクタ部１１とは別に、頭部１０ａから突出するブロック１２を、点火コイル１００を取り外す時にのみ装着する。これにより、点火コイル１００を取り外す際に、作業者が点火コイル１００のコネクタ部１１だけでなく、ブロック１２も把持することができる。その結果、作業者は点火コイル１００をプラグホール２の軸方向直上に引っ張り易くなるため、点火コイル１００の取り外し作業が容易となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部と、前記頭部から延設される筒部とからなるハウジングと、
前記ハウジングに収容され、高電圧を発生するトランス部と、
前記頭部の外径方向に突出して設けられ、外部回路からの制御信号を前記トランス部に伝達するコネクタ部と、
前記筒部の基端側外周に設けられる筒状でゴム製の封止部材とを備え、前記封止部材がその弾性力でプラグホール内壁を押圧することによって、前記筒部がプラグホールに固定される内燃機関用点火コイルであって、
前記頭部の外周面に、前記コネクタ部とは別に、前記頭部の径方向外側に突出する突起部を設けたことを特徴とする点火コイル。
【請求項２】
前記コネクタ部及び前記突起部と前記エンジンヘッドとが−対向する空間には、前記コネクタ部及び前記突起部と前記エンジンヘッドとの間隔が５ｍｍ以上となる部分を有す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】
前記突起部は、前記頭部から着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至２記載の点火コイル。
【請求項４】
前記頭部の中心から前記コネクタ部が突出する方向に対して、前記頭部の中心から前記突起部が突出する方向は、９０度よりも大きく、２７０度よりも小さい角度をなすことを特徴とする請求項１乃至３記載の点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関、例えば自動二輪車のエンジンに取り付けられ、点火プラグに高電圧を印加する内燃機関用点火コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジン等の火花方式の内燃機関において、ＥＣＵからパルス状のスパーク発生信号がイグナイタに送信されると、イグナイタにおけるスイッチング素子が作動し、１次コイルに瞬間的に電流が流れ、中心コア及び外周コアを通過する磁界が形成される。そして、この磁界の形成方向とは反対方向に向けて、中心コア及び外周コアを通過する誘導磁界が形成される。この誘導磁界の形成により、２次コイルに誘導起電力（高電圧）が発生し、点火コイルと接続されたスパークプラグから火花を発生させる点火システムが知られている。
【０００３】
この点火システムを実現する点火コイルは、頭部と、その先端側に、頭部よりも小径の筒部とが一体化したハウジングを有する。また、頭部の外周面には、外部電源と接続するためのコネクタ部が、頭部の外径方向に突出して設けられている。筒部の基端側外周面には、ゴム製のシール部材が取り付けられており、点火コイルをプラグホールに挿入した時、該シール部材が点火コイルとプラグホールの径方向に押圧することによって、点火コイルがプラグホールに固定される。これと同時に、プラグホール先端に固定された点火プラグ基端側の突起部分と、点火コイル先端の受け孔とが嵌合することにより、点火コイルと点火プラグとが、電気的且つ機械的に接続される。
【特許文献１】特開２００３−９７４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
四輪自動車のように、エンジンヘッドに十分なスペースがある場合、ハウジングの頭部に、コネクタ部と、ボルトでエンジンヘッドと点火コイルとを固定するための固定部とが、頭部の外径方向に突出して設けられる。これにより、プラグホールから点火コイルを取り外す際に、コネクタ部と固定部の両方を把持することができる。また、プラグホール先端に固定された点火プラグの基端側の金属中軸と、点火コイル先端の高電圧側とが、接触することで電気的に導通される。以上の理由から、四輪自動車の場合には、点火コイルの固定部のボルトを取り外しさえすれば、点火コイルをプラグホールから容易に取り外すことができる。
【０００５】
ところが、特許文献１記載の、小型で軽量の自動二輪車用の点火コイルは、取り付けられるエンジンヘッドが相対的に小さく、点火コイルの取り付け位置周辺に十分なスペースが無い。そのため、固定部を設けることなく、シール部材がプラグホールの内壁を径方向外側に押圧することによって、プラグホールに固定されている。したがって、点火コイルをプラグホールから取り外す際に把持できる部分はコネクタ部のみである。
【０００６】
また、点火コイルの高圧タワーと、プラグホールの先端側に固定された点火プラグの金属中軸とが係着し、点火コイルと点火プラグとが軸方向に固定される構造である。このため、点火コイルをプラグホールから引き抜くためには、プラグホールの直上方向に力を加える必要がある。
【０００７】
しかし、該点火コイルをプラグホールから引き抜く際に、作業者が把持できる部分は上述したようにコネクタ部のみで、該コネクタ部を把持して点火コイルをプラグホールの直上方向に引っ張ったとき、点火コイルのコネクタ部側だけが基端側に移動しようとする。その結果、ただ単にシール部材の最大静止摩擦力を上回る力を加えただけでは、点火コイルを取り外すことができなくなる。つまり、点火コイルがプラグホールの軸方向に対して傾き、点火コイルの高圧タワーと点火プラグの金属中軸との係着部分が、点火コイルの取り外しに干渉するため、点火コイルをプラグホールから取り外すことが困難となる。
【０００８】
また、点火コイルが傾いた状態で、点火コイルを無理にプラグホールから取り外そうとした場合には、前記係着部分に、径方向の応力が加わり、高圧タワーまたは金属中軸が破損する恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、頭部と、前記頭部から延設される筒部とからなるハウジングと、前記ハウジングに収容され、高電圧を発生するトランス部と、前記頭部の外径方向に突出して設けられ、外部回路からの制御信号を前記トランス部に伝達するコネクタ部と、前記筒部の基端側外周に設けられる筒状でゴム製の封止部材とを備え、前記封止部材がその弾性力でプラグホール内壁を押圧することによって、前記筒部がプラグホールに固定される内燃機関用点火コイルであって、前記頭部の外周面に、前記コネクタ部とは別に、前記頭部の径方向外側に突出する突起部を設けたことを特徴とする点火コイルである。
【００１０】
つまり、ハウジングを構成する頭部にコネクタ部及び突出部の二つの部材が外径方向に突出しているので、点火コイルをプラグホールから取り外す際、コネクタ部及び突出部の二つの部材を把持することができる。これにより、コネクタ部のみを把持して点火コイルを引っ張るときに比べて、点火コイルをプラグホールの軸方向直上に引っ張りやすくなり、点火コイルの取り外し作業が容易となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記コネクタ部及び前記突起部と前記エンジンヘッドとが−対向する空間に、前記コネクタ部及び前記突起部と前記エンジンヘッドとの間隔が５ｍｍ以上となる部分を設けるものである。
【００１２】
つまり、コネクタ部及び突出部とエンジンヘッドの基端側の端面との間に５ｍｍ以上の間隙を設けることにより、コネクタ部及び突出部を確実に把持することができるため、点火コイルの取り外し作業が容易となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記突起部を前記頭部から着脱可能に設けるものである。
【００１４】
これにより、点火コイルをプラグホールから取り外す時にだけ、突起部を点火コイルの頭部に取り付ける構成とすることで、点火コイルの取り外し性が向上することはもちろん、点火コイルの小型、軽量を維持することが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記頭部の中心から前記コネクタ部が突出する方向に対して、前記頭部の中心から前記突起部が突出する方向を、９０度よりも大きく、２７０度よりも小さい角度とするものである。
【００１６】
これにより、点火コイルをプラグホールから取り外す際に、よりいっそうプラグホールの軸方向直上に力を加えやすくなり、点火コイルの取り外し作業が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した点火コイル１００の実施形態について、図面を参照して説明する。点火コイル１００の全体図を示す図１において、下方を先端側、上方を基端側として定義する。
【００１８】
ＰＢＴ等の硬質樹脂からなるハウジング１０は、円筒状の頭部１０ａと、頭部１０ａの先端側に設けられる円筒状の筒部１０ｂとからなる。そして、頭部１０ａは、エンジンヘッド１の外側に配置され、筒部１０ｂは、エンジンヘッド１におけるプラグホール２内に挿入配置される。筒部１０ｂの基端側外周面には、封止部材に相当する略筒状のシール部材１３が取り付けられる。
【００１９】
シール部材１３はシリコンゴム等のゴムからなり、筒部１０ｂがプラグホール２に挿入された際、このシール部材１３がプラグホール２の内壁をその弾性力によって径方向に押圧する。また、シール部材１３の外周面の一部には凹凸が設けられており、該凹凸は、シール部材１３がプラグホール２の内壁を径方向外側に押す面圧を緩和する役割を担う。これにより、点火コイル１００をプラグホール２に圧入しやすくなる。
【００２０】
筒部１０ｂ内には同心円状に巻回した１次コイル１６及び２次コイル１８と、１次コイル１６及び２次コイル１８の内周側に、磁性材料からなる円柱状の中心コア１５を備えるとともに、１次コイル１６及び２次コイル１８の外周側に、円筒状の磁性材料を積層した外周コア２０を備える。加えて、点火プラグ２００を取り付けるためのプラグ取付部１０ｃが備えられている。プラグ取付部１０ｃの外周面には、絶縁破壊を防止するために、シリコンゴム等よりなる略筒状のプラグキャップ１４が取り付けられている。
【００２１】
１次コイル１６は、円筒状樹脂からなる１次スプール１７の外周面に、絶縁被覆した１次電線による１次巻線を形成する。２次コイル１８も同様にして、円筒状樹脂からなる２次スプール１９の外周面に絶縁被覆した２次電線による２次巻線を形成する。２次巻線は１次電線よりも細径の２次電線を、１次巻線よりも多い巻回数で巻き回してなり、２次コイル１８は、１次コイル１６の外側に位置する。
【００２２】
なお、１次コイル１６は、１次スプール１７を用いずに形成することも可能である。すなわち、この場合には、絶縁被覆した１次電線を円筒状治具に巻回した後、この巻回後の各１次電線同士を融着剤等によって結合し、円筒状治具から取り外して、円筒状の１次コイル１６とすることができる。
【００２３】
中心コア１５は、絶縁被膜を備えた平板状の珪素鋼板等よりなる積層鋼板を、その高さ方向に複数積層して円柱状に成形してなる。これら複数の積層鋼板は、それらの端部を溶接することによって、互いに結合されている。また、外周コア２０は点火コイル１００の径方向に接着剤を介して、円柱状の鋼板を複数積層してなる。
【００２４】
プラグ取付部１０ｃは、２次コイル１８の２次巻線の巻き終わりが、半田付け等により固定される高圧ターミナル２２と、高圧ターミナル２２の高電圧を点火プラグ２００に印加するための金属製の高圧タワー２３とからなる。高圧タワー２３には、その軸方向に２ヶ所、径方向に貫通する貫通孔が設けられている。この貫通孔には矩形状の導電スプリング２４が、嵌挿されており、この導電スプリング２４が、その弾性力で点火プラグ２００基端側に位置する金属中軸の一部縮径した部分を挟み込む。これによって、点火コイル１００と点火プラグ２００とがしっかり係着する。また、導電スプリング２４は、点火コイル１００の高圧タワー２３と点火プラグ２００の金属中軸とを電気的に接続する役割も果たす。
【００２５】
なお、ハウジング１０内には、プラグ取付部１０ｃ等の絶縁破壊を防止するために、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂２１が、注入、充填される。
【００２６】
上記の構成において、エンジンコントロールユニット（図示せず）からの信号により、エンジンコントロールユニットに内蔵されたイグナイタ（図示せず）内のスイッチング素子がＯＮ―ＯＦＦすることによって、１次コイル１６に自己誘導作用により逆起電力を発生させる。この１次コイル１６での電圧の発生によって、２次コイル１８には、相互誘導作用により高電圧が発生する。２次コイル１８に発生した高電圧は、プラグ取付部１０ｃを介して、点火プラグ２００に導かれ、点火プラグ２００の先端ギャップ部で火花放電を発生させる。なお、請求項記載のトランス部は、１次コイル１６、２次コイル１８等の高電圧を発生する部分に相当する。
【００２７】
以下、本実施形態に係る特徴部分である点火コイル１００の頭部１０ａについて述べる。
【００２８】
頭部１０ａには、点火コイル１００外部のイグナイタから発信される信号を、点火コイル１００内部に伝達するためのコネクタピンを有するコネクタ部１１が、頭部１０ａから径方向外側に突出して、ハウジング１０と一体に設けられている。
【００２９】
そして、図２に示すように、コネクタ部１１が頭部１０ａから突出する方向に対して、１８０度をなす位置に、頭部１０ａ側面に設けられた凹部（図示せず）に嵌着する凸部（図示せず）を有する、突起部である角柱のブロック１２が、頭部１０ａから径方向外側に突出するようにして、ハウジング１０とは別体に設けられる。
【００３０】
これにより、修理、点検等で点火コイル１００をプラグホール２から取り外す際に、コネクタ部１１及びブロック１２の両方を把持することが可能となり、ブロック１２の無い従来と比べて、点火コイル１００をプラグホール２の軸方向直上に引き抜きやすくなり、点火コイル１００の取り外しが容易となる。
【００３１】
このとき、頭部１０ａの先端側端面と、エンジンヘッド１表面との間隔Ｌを、１０ｍｍとした。なお、Ｌは、点火コイル１００の小型、軽量を確保するとともに、点火コイル１００取り外し時に、作業者がコネクタ部１１及びブロック１２を確実に把持することができる、５ｍｍ以上であればよい。
【００３２】
上記実施形態においては、イグナイタがエンジンコントロールユニットに内蔵されていたが、イグナイタが点火コイル１００の頭部１０ａに収容される場合でも、同様の効果が得られる。
【００３３】
また、コネクタ部１１の中心線とブロック１２の中心線とがなす角度Ｘは、点火コイル１００が取り付けられるプラグホール２開口端周辺のエンジンヘッド１のスペースによって、図３に示すようにして、９０°＜Ｘ＜２７０°の範囲内で、随時変更してもよい。なお、点火コイル１００をプラグホール２の軸方向直上に引き抜くためには、１５０°≦Ｘ≦２１０°がより好ましい。
【００３４】
コネクタ部１１及びブロック１２は、エンジンヘッド１の表面に対して、傾斜させてもよい。これによって、コネクタ部１１は、エンジンコントロールユニット側から接続される端子（図示せず）を接続しやすくなる。また、点火コイル１００の頭部１０ａ周りの省スペース化も同時に実現される。
【００３５】
上記実施形態では、角柱のブロック１２を用いたが、ブロック１２の形状及び材質に特に制限はないが、点火コイル１００取り外し時に、作業者が把持しやすく、中空、塊状を問わず、ブロック１２が破損しない程度の剛性が確保される金属または硬質樹脂であることが好ましい。
【００３６】
また、コネクタ部１１と同様に、ブロック１２もハウジング１０と一体に成形してもかまわないし、図４に示すように複数のブロック１２２を設けてもよい。ブロック１２をハウジング１０に一体成形する場合には、図５に示すように、頭部１０ａの先端側に全周に亘って突出するフランジ形状のブロック１３２を設ける構造としてもよい。
【００３７】
なお、頭部１０ａの周りに点火コイル１００等の補機類が存在し、コネクタ部１１及びブロック１２を確実に把持できない場合には、図６及び図７に示すような金属等よりなる取り外し治具３０を用いるとよい。
【００３８】
この取り外し治具３０は、棒状の取っ手３０ａとコの字型の二股部材３０ｂからなり、取っ手３０ａの先端は、二股部材３０ｂの重心に溶接等により接合される。このとき、二股部材３０ｂを含む平面に対して、取っ手３０ａが垂直となるように設けることが好ましい。
【００３９】
取り外し治具３０の使用方法は、まず、取っ手３０ａを把持し、二股部材３０ｂをコネクタ部１１の先端側端面とブロック１２の先端側端面との両方に当接させる。この状態で、取っ手３０ａをプラグホール２の軸方向直上に移動させることにより、二股部材３０ｂとコネクタ部１１の先端側端面及びブロック１２の先端側端面との当接部分にプラグホール２の軸方向直上に力を加えて、点火コイル１００をプラグホール２から取り出すという具合である。
【００４０】
なお、取り外し治具３０を用いる場合には、点火コイル１００をプラグホール２の軸方向直上に引き抜き易くするために、二股部材３０ｂに当接する、コネクタ部１１の先端側端面とブロック１２の先端側端面とは、同一平面上にあることが好ましい。
【００４１】
また、上記実施形態では、１次コイル１６等を筒部１０ｂに収容する、所謂スティック状の点火コイル１００であったが、ハウジング１０の頭部１０ａに１次コイル１６、２次コイル１８、中心コア１５、外周コア２０を収容するタイプの点火コイル１００で且つ、シール部材１３の弾性力のみでプラグホール２に取り付けられるタイプの点火コイル１００に本発明を適用しても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る点火コイル１００のエンジンヘッド１への取付断面図である。
【図２】図１上方から見た点火コイル１００の模式図である。
【図３】図２の変形例である。
【図４】図２の変形例である。
【図５】図２の変形例である。
【図６】取り付け治具３０を示す模式図（上面図）である。
【図７】取り付け治具３０を表す模式図（正面断面図）である。
【符号の説明】
【００４３】
１…エンジンヘッド
２…プラグホール
１０…ハウジング
１０ａ，１１０ａ，１２０ａ，１３０ａ…頭部
１０ｂ…筒部
１０ｃ…プラグ取付部
１１…コネクタ部
１２，１１２，１２２，１３２…ブロック
１３…シール部材
１４…プラグキャップ
１５…中心コア
１６…１次コイル
１７…１次スプール
１８…２次コイル
１９…２次スプール
２０…外周コア
２１…熱硬化性樹脂
２２…高圧ターミナル
２３…高圧タワー
２４…導電スプリング
３０…取り外し治具
３０ａ…取っ手
３０ｂ…二股部材
１００…点火コイル
２００…点火プラグ
【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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