(57)【要約】【課題】コロナ放電による損傷を抑制でき、外周径が小径な点火コイルを提供することを課題とする。【解決手段】点火コイル１は、棒状の中心コア２１と、中心コア２１の外周側に配置され外周面に二次巻線２３が巻回された筒状の二次スプール２２と、を備える。中心コア２１の軸方向一端部２１１の径方向断面積は、二次スプール２２の軸方向一端部２２２内周側の径方向断面積を１００％として、９５％を超えて１００％以下に設定されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の中心コアと、該中心コアの外周側に配置され外周面に二次巻線が巻回された筒状の二次スプールと、を備えてなる点火コイルであって、
前記中心コアの軸方向一端部の径方向断面積は、前記二次スプールの軸方向一端部内周側の径方向断面積を１００％として、９５％を超えて１００％以下に設定されていることを特徴とする点火コイル。
【請求項２】
前記中心コアは、磁性材粒子が圧縮成形され作製された圧粉コアである請求項１に記載の点火コイル。
【請求項３】
前記中心コアの軸方向一端部のエッジ部分は、前記二次スプール内面に包まれている請求項１に記載の点火コイル。
【請求項４】
前記中心コアの軸方向一端部のエッジ部分は、面取りされている請求項１に記載の点火コイル。
【請求項５】
前記二次スプールの軸方向一端部の肉厚は、該二次スプールの軸方向中央部の肉厚よりも厚く設定されている請求項１に記載の点火コイル。
【請求項６】
さらに、前記中心コアの軸方向他端部と前記二次スプールの軸方向他端部との間に介在する筒状部材を備え、
該中心コアの軸方向他端部の径方向断面積は、該筒状部材内周側の径方向断面積を１００％として、９５％を超えて１００％以下に設定されている請求項１に記載の点火コイル。
【請求項７】
前記中心コアの軸方向他端部のエッジ部分は、前記筒状部材内面に包まれている請求項６に記載の点火コイル。
【請求項８】
前記中心コアの軸方向他端部のエッジ部分は、面取りされている請求項６に記載の点火コイル。
【請求項９】
前記筒状部材は、前記中心コアの軸方向他端部を固定するコア側樹脂絶縁材である請求項６に記載の点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は点火コイル、より詳しくはエンジンのプラグホールに直接収容されるスティックタイプの点火コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スティックタイプの点火コイルとして、例えば特許文献１には、中心コアと二次スプールとの間にエポキシ樹脂が充填された点火コイルが紹介されている。図９に、同文献記載の点火コイルの中心コア軸方向一端部付近の径方向断面図を示す。なお、二次巻線よりも外周側に配置された部材は省略して示す。
【０００３】
図に示すように、点火コイル１００は、中心コア１０１と二次スプール１０３と二次巻線１０４とを備えている。中心コア１０１は、丸棒状を呈している。中心コア１０１は、幅の異なる短冊状の珪素鋼板が多数枚積層され形成されている。二次スプール１０３は、樹脂製であって円筒状を呈している。二次スプール１０３は、中心コア１０１の外周側に配置されている。中心コア１０１外周面と二次スプール１０３内周面との間には、隙間１０５が確保されている。この隙間１０５には、樹脂絶縁材１０６が充填されている。二次巻線１０４は、二次スプール１０３外周面に巻回されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１２−２４３６４０号公報（第４頁、第４図）
【特許文献２】
特開平１１−７４１３９号公報（第４頁−７頁、第３図、第４図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、中心コア１０１の線膨張係数と樹脂絶縁材１０６の線膨張係数とは異なる。しかし、中心コア１０１は樹脂絶縁材１０６に接触している。このため、中心コア１０１と樹脂絶縁材１０６との線膨張係数差により、中心コア１０１と樹脂絶縁材１０６との界面に熱応力が発生する。この熱応力により、樹脂絶縁材１０６にクラックが発生するおそれがある。クラックが伝播すると、二次巻線１０４と中心コア１０１との間の絶縁が破壊されるおそれがある。
【０００６】
そこで、特許文献２には、中心コアの外周面が弾性チューブにより覆われた点火コイルが紹介されている。同文献記載の点火コイルにおいては、この弾性チューブにより、中心コアと樹脂絶縁材との線膨張係数差に起因する熱応力を抑制している。ところが、中心コアを弾性チューブにより被覆すると、その分だけ点火コイル外周径が大径化してしまう。点火コイルはプラグホールに収容されるため、外周径は小径である方が好ましい。したがって、弾性チューブを配置すると、この点火コイル小径化のニーズに逆行することになる。また、弾性チューブを配置すると、その分だけ組み付け工数が増える。さらに、弾性チューブを配置すると、その分だけ点火コイルの製造コストが高くなる。
【０００７】
ここで、図９に示す隙間１０５に敢えて樹脂絶縁材１０６を充填しないことにより、熱応力の発生を抑制することも考えられる。例えば、隙間１０５に空気を介在させれば熱応力の発生を抑制することができる。ところが、空気を介在させると隙間１０５の耐電圧特性が低下してしまう。そして、二次巻線１０４と中心コア１０１との電位差により、比較的簡単に隙間１０５にコロナ放電が発生してしまう。コロナ放電が発生すると、二次スプール１０３内周面に電子が衝突する。このため、二次スプール１０３内周面が損傷を受け、二次巻線１０４と中心コア１０１との間に絶縁破壊が発生するおそれがある。したがって、点火プラグに所望の高電圧を発生できなくなるおそれがある。コロナ放電の発生を抑制するためには、隙間１０５の幅を広く設定する必要がある。しかし、隙間１０５の幅を広く設定すると、点火コイル１００の外周径が大径化してしまう。したがって、上記点火コイル小径化のニーズに逆行することになる。
【０００８】
本発明の点火コイルは上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、コロナ放電による損傷を抑制でき、外周径が小径な点火コイルを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）上記課題を解決するため、本発明の点火コイルは、棒状の中心コアと、該中心コアの外周側に配置され外周面に二次巻線が巻回された筒状の二次スプールと、を備えてなる点火コイルであって、前記中心コアの軸方向一端部の径方向断面積は、前記二次スプールの軸方向一端部内周側の径方向断面積を１００％として、９５％を超えて１００％以下に設定されていることを特徴とする。
【００１０】
つまり、本発明の点火コイルは、中心コアの軸方向一端部の径方向断面積を、二次スプールの軸方向一端部内周側の径方向断面積を１００％として、９５％を超えて１００％以下に設定するものである。
【００１１】
上述したように、従来は、中心コアと二次スプールとの間の隙間が広ければ広いほど、コロナ放電が発生しにくくなると考えられていた。これに対し、本発明者は、中心コアと二次スプールとの間の隙間を狭くしても、コロナ放電が発生しにくくなることを見いだした。すなわち、中心コアと二次スプールとの間の隙間を所定幅未満に設定すれば、コロナ放電の発生を抑制できることを見いだした。
【００１２】
その理由の一つとして考えられるのは、隙間が所定幅未満に設定されている場合、隙間内と隙間外との間で気体が循環しにくい。このため、二次巻線と中心コアとの電位差により、隙間内に存在する限られた量の気体分子は、直ぐに電離（イオン化）する。したがって、電子は比較的容易に流れることができる。このような理由から、隙間が所定幅未満に設定されている場合、コロナ放電が発生しにくいと考えられる。
【００１３】
また、仮にコロナ放電が発生しても、隙間が所定幅未満に設定されている場合、二次スプールに到達するまでに電子が充分に加速できない。このため、電子が筒状部材に衝突するエネルギは小さい。したがって、筒状部材が受ける損傷が小さい。
【００１４】
中心コアの軸方向一端部と二次スプールの軸方向一端部とは、径方向に対向している。ここで、中心コアの軸方向一端部の径方向断面積を、二次スプールの軸方向一端部内周側の径方向断面積を１００％として、９５％を超えるように設定したのは、９５％以下に設定すると、中心コア軸方向一端部と二次スプール軸方向一端部との間の隙間が所定幅以上となり、コロナ放電が発生しやすくなるからである。また、隙間が所定幅以上だと電子が充分に加速できるため、コロナ放電により二次スプールが受ける損傷が大きくなるからである。
【００１５】
一方、中心コアの軸方向一端部の径方向断面積の上限値を、二次スプールの軸方向一端部内周側の径方向断面積を１００％として、１００％に設定したのは、中心コアの軸方向一端部の外周面が、全周的に二次スプールの軸方向一端部の内周面に当接するからである。そして、この場合、コロナ放電の発生を最も抑制しやすくなるからである。また、コロナ放電により二次スプールが受ける損傷を最も抑制しやすくなるからである。
【００１６】
また、中心コアの軸方向一端部の径方向断面積を限定したのは以下の理由による。すなわち、二次巻線の電位は、二次スプール軸方向に高低分布を有している。つまり、二次巻線の軸方向一端部あるいは軸方向他端部が、最高電位または最低電位を有している。これに対し、中心コアが接地されていない場合、中心コアの電位はフロート電位となる。このため、中心コアの電位は、二次巻線の最高電位と最低電位との中間の電位になる。したがって、二次巻線と中心コアとの間の電位差は、二次巻線の軸方向両端部において最大になる。言い換えると、二次巻線の軸方向両端部において電解集中が最大になる。このため、コロナ放電は、二次巻線の軸方向両端部において発生しやすい。そこで、本発明の点火コイルにおいては、コロナ放電が発生しやすい軸方向両端部のうち、少なくとも軸方向一端部の径方向断面積を限定している。
【００１７】
なお、中心コアがフロート電位ではなく接地されている場合、二次巻線と中心コアとの電位差は、高圧側端部において最大になる。反対に、二次巻線と中心コアとの電位差は、低圧側端部においてほぼゼロになる。このため、中心コアが接地されている場合は、本発明の軸方向一端部を高圧側端部とする方がより好ましい。こうすると、より確実にコロナ放電の発生を抑制することができる。また、コロナ放電による二次スプールの損傷を、より確実に抑制することができる。
【００１８】
また、本発明の点火コイルによると、中心コアと二次スプールとの間の隙間幅を狭小化できる。このため、点火コイル外周径を小径化できる。また、本発明の点火コイルによると、弾性チューブなどの応力緩和部材は必須ではない。このため、組み付け工数を少なくすることができる。また、点火コイルの製造コストを削減することができる。
【００１９】
（２）好ましくは、前記中心コアは、磁性材粒子が圧縮成形され作製された圧粉コアである構成とする方がよい。圧粉コアは、一例として、磁性材粒子をコア型に注入し加熱圧縮成形することにより作製できる。圧粉コアの外周面形状は、コア型の型面形状により自由に設定することができる。このため、圧粉コアの外周面は滑らかに形成しやすい。圧粉コアの外周面が滑らかだと、コロナ放電の一因となる電解集中が起こりにくい。したがって、本構成によると、さらにコロナ放電の発生を抑制しやすくなる。また、コロナ放電による二次スプールの損傷を、さらに抑制しやすくなる。
【００２０】
（３）好ましくは、前記中心コアの軸方向一端部のエッジ部分は、前記二次スプール内面に包まれている構成とする方がよい。中心コアの軸方向一端部の中でも、特にコア側面とコア底面との間のエッジ部分は、電界集中が起こりやすい。本構成は、このエッジ部分を二次スプール内面により包むものである。本構成によると、さらにコロナ放電の発生を抑制しやすくなる。また、コロナ放電による二次スプールの損傷を、さらに抑制しやすくなる。
【００２１】
（４）好ましくは、前記中心コアの軸方向一端部のエッジ部分は、面取りされている構成とする方がよい。エッジ部分が尖っていると、電界集中が起こりやすい。本構成は、エッジ部分を丸く形成するものである。本構成によると、さらにコロナ放電の発生を抑制しやすくなる。また、コロナ放電による二次スプールの損傷を、さらに抑制しやすくなる。
【００２２】
（５）好ましくは、前記二次スプールの軸方向一端部の肉厚は、該二次スプールの軸方向中央部の肉厚よりも厚く設定されている構成とする方がよい。上述したように、軸方向一端部においては、二次巻線と中心コアとの電位差が大きくなる。そこで、本構成は、軸方向一端部の肉厚を軸方向中央部の肉厚よりも厚く設定している。本構成によると、二次巻線と中心コアとの間の耐電圧特性が向上する。このため、二次巻線と中心コアとの間に絶縁破壊が発生しにくくなる。
【００２３】
（６）好ましくは、さらに、前記中心コアの軸方向他端部と前記二次スプールの軸方向他端部との間に介在する筒状部材を備え、該中心コアの軸方向他端部の径方向断面積は、該筒状部材内周側の径方向断面積を１００％として、９５％を超えて１００％以下に設定されている構成とする方がよい。
【００２４】
本構成は、中心コアの軸方向他端部と二次スプールの軸方向他端部との間に筒状部材を配置するものである。そして、中心コアの軸方向他端部の径方向断面積を、筒状部材内周側の径方向断面積を１００％として、９５％を超えて１００％以下に設定するものである。
【００２５】
中心コアの軸方向他端部と筒状部材とは、径方向に対向している。ここで、中心コアの軸方向他端部の径方向断面積を、筒状部材内周側の径方向断面積を１００％として、９５％を超えるように設定したのは、９５％以下に設定すると、中心コア軸方向他端部と筒状部材との間の隙間が所定幅以上となり、コロナ放電が発生しやすくなるからである。また、隙間が所定幅以上だと電子が充分に加速できるため、コロナ放電により筒状部材が受ける損傷が大きくなるからである。
【００２６】
一方、中心コアの軸方向他端部の径方向断面積の上限値を、筒状部材内周側の径方向断面積を１００％として、１００％に設定したのは、中心コアの軸方向他端部の外周面が、全周的に筒状部材の内周面に当接するからである。そして、この場合、コロナ放電の発生を最も抑制しやすくなるからである。また、コロナ放電により筒状部材が受ける損傷を最も抑制しやすくなるからである。
【００２７】
また、本構成において、中心コアの軸方向一端部の径方向断面積のみならず、軸方向他端部の径方向断面積までも限定したのは以下の理由による。すなわち、上述したように、二次巻線の電位は、二次スプール軸方向に高低分布を有している。つまり、二次巻線の軸方向一端部あるいは軸方向他端部が、最高電位または最低電位を有している。これに対し、中心コアが接地されていない場合、中心コアの電位はフロート電位となる。このため、中心コアの電位は、二次巻線の最高電位と最低電位との中間の電位になる。したがって、二次巻線と中心コアとの間の電位差は、二次巻線の軸方向両端部において最大になる。言い換えると、二次巻線の軸方向両端部において電解集中が最大になる。このため、コロナ放電は、二次巻線の軸方向両端部において発生しやすい。そこで、本構成の点火コイルにおいては、コロナ放電が発生しやすい軸方向両端部の径方向断面積を限定している。
【００２８】
（７）好ましくは、上記（６）の構成において、前記中心コアの軸方向他端部のエッジ部分は、前記筒状部材内面に包まれている構成とする方がよい。中心コアの軸方向他端部の中でも、特にコア側面とコア底面との間のエッジ部分は、電界集中が起こりやすい。本構成は、このエッジ部分を筒状部材内面により包むものである。本構成によると、さらにコロナ放電の発生を抑制しやすくなる。また、コロナ放電による筒状部材の損傷を、さらに抑制しやすくなる。
【００２９】
（８）好ましくは、上記（６）の構成において、前記中心コアの軸方向他端部のエッジ部分は、面取りされている構成とする方がよい。エッジ部分が尖っていると、電界集中が起こりやすい。本構成は、エッジ部分を丸く形成するものである。本構成によると、さらにコロナ放電の発生を抑制しやすくなる。また、コロナ放電による筒状部材の損傷を、さらに抑制しやすくなる。
【００３０】
（９）好ましくは、上記（６）の構成において、前記筒状部材は、前記中心コアの軸方向他端部を固定するコア側樹脂絶縁材である構成とする方がよい。本構成によると、コロナ放電によるコア側樹脂絶縁材の損傷を抑制することができる。また、コア側樹脂絶縁材が中心コア軸方向他端部を把持することにより、二次スプールに対する中心コアの偏心を抑制することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の点火コイルおよびその製造方法の実施の形態について説明する。
【００３２】
（１）第一実施形態
まず、本実施形態の点火コイルの構成について説明する。図１に、本実施形態の点火コイルの軸方向断面図を示す。いわゆるスティックタイプの点火コイル１は、エンジンブロックの上部において、気筒毎に形成されたプラグホール（図略）内に収納されている。また、点火コイル１は、後述するように、点火プラグ（図略）と図中下側において接続されている。
【００３３】
外周コア２０は、一枚以上の珪素鋼板からなり、長手方向に貫通するスリット（図略）の入った円筒状を呈している。外周コア２０の内周側には、圧粉コア２１と二次スプール２２と二次巻線２３と一次スプール２４０と一次巻線２５とが収納されている。
【００３４】
圧粉コア２１は、磁性材粒子をコア型に入れ、所定の温度条件下、所定の圧力で圧縮成形することにより作製される。圧粉コア２１は、軸方向つまり上下方向中央部が拡径した丸棒状を呈している。圧粉コア２１は、フロート電位である。
【００３５】
二次スプール２２は、樹脂製であって有底円筒状を呈している。二次スプール２２は、圧粉コア２１の外周側に配置されている。二次スプール２２は、二次スプール本体２２０と底部２２１とからなる。
【００３６】
二次スプール本体２２０は円筒状を呈している。二次スプール本体２２０内周面の中央部から下部にかけての形状は、対向する圧粉コア２１外周面の中央部から下部にかけての形状と、ちょうど型対称になるように形成されている。したがって、圧粉コア２１外周面の中央部以下は、二次スプール本体２２０の内周面に当接して保持されている。つまり、圧粉コア２１の下端部２１１は、二次スプール本体２２０の下端部２２２内周面に当接している。なお、圧粉コア２１の下端部２１１は、本発明の「中心コアの軸方向一端部」に含まれる。また、二次スプール本体２２０の下端部２２２は、本発明の「二次スプールの軸方向一端部」に含まれる。
【００３７】
底部２２１は、二次スプール本体２２０の下端開口を塞いでいる。底部２２１は凸状を呈している。圧粉コア２１の下端部２１１は、底部２２１により保持されている。
【００３８】
また、圧粉コア２１外周面の上部と、二次スプール本体２２０内周面の上部と、の間には、円筒状の隙間２６が区画されている。二次巻線２３は、二次スプール本体２２０の外周面に巻回されている。巻回された二次巻線２３同士の間に形成される隙間には、エポキシ樹脂からなる巻線側樹脂絶縁材２３０が浸透し硬化している。
【００３９】
一次スプール２４０は、巻線側樹脂絶縁材２３０と同一のエポキシ樹脂により、一体に形成されている。一次スプール２４０は円筒状を呈しており、二次巻線２３の外周側に配置されている。一次巻線２５は、一次スプール２４０の外周面に巻回されている。なお、一次巻線２５間には、樹脂絶縁材が浸透していない。
【００４０】
高圧タワー２４１は、一次スプール２４０および巻線側樹脂絶縁材２３０と同一のエポキシ樹脂により、一体に形成されている。高圧タワー２４１は、一次スプール２４０の下端開口を塞いでいる。また、高圧タワー２４１は、前記二次スプール２２の底部２２１を囲っている。高圧タワー２４１のほぼ中央には、金属製であって下方に開口するカップ状の高圧ターミナル２４２が配置されている。高圧ターミナル２４２は、二次巻線２３と電気的に接続されている。また、高圧ターミナル２４２のカップ底壁には、金属製のコイルスプリング２４３が止着されている。コイルスプリング２４３には、点火プラグが弾接している。また、高圧タワー２４１のほぼ全面は、ゴム製のプラグキャップ２４４により覆われている。点火プラグは、このプラグキャップ２４４の内周側に圧入される。プラグキャップ２４４上端には、前記外周コア２０下端が挿入されている。
【００４１】
一方、外周コア２０上端には、ゴム製のシールリング３０が環装されている。シールリング３０は、プラグホールの口縁に弾接している。シールリング３０の上方には、コネクタ部３１が配置されている。コネクタ部３１は、ケース３１０と複数のコネクタピン３１１とからなる。ケース３１０は、樹脂製であって角筒状を呈している。ケース３１０内部には、イグナイタ３２が配置されている。イグナイタ３２は、パワートランジスタ（図略）や混成集積回路（図略）やヒートシンク（図略）などがモールド樹脂により封止され形成されている。また、ケース３１０には、点火コイル１固定用のボルト（図略）が貫通する金属製のカラー３１３がインサート成形されている。コネクタピン３１１は、金属製であってケース３１０にインサート成形されている。コネクタピン３１１は、ケース３１０内外を貫通している。コネクタピン３１１のケース３１０内方向端は、二次巻線２３、一次巻線２５、イグナイタ３２に電気的に接続されている。一方、コネクタピン３１１のケース３１０外方向端は、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット、図略）に電気的に接続されている。ケース３１０内には、エポキシ樹脂からなるコア側樹脂絶縁材３１２が充填されている。コア側樹脂絶縁材３１２は、前記圧粉コア２１の上端部２１０と、前記二次スプール本体２２０の上端部２２３と、の間に介在している。そして、コア側樹脂絶縁材３１２は、圧粉コア２１の上端部２１０を把持している。また、コア側樹脂絶縁材３１２は、前記隙間２６上端を塞いでいる。なお、圧粉コア２１の上端部２１０は、本発明の「中心コアの軸方向他端部」に含まれる。また、二次スプール本体２２０の上端部２２３は、本発明の「二次スプールの軸方向他端部」に含まれる。
【００４２】
次に、本実施形態の点火コイル１の通電時の動きについて説明する。ＥＣＵからの制御信号は、コネクタピン３１１を介して、イグナイタ３２に伝達される。イグナイタ３２により電流の断続が行われると、自己誘導作用により一次巻線２５に所定の電圧が発生する。この電圧が、一次巻線２５と二次巻線２３との相互誘導作用により、昇圧される。そして、昇圧により発生した高電圧が、二次巻線２３から、高圧ターミナル２４２およびコイルスプリング２４３を介して、点火プラグに伝達される。この高電圧により、点火プラグのギャップに火花が発生する。
【００４３】
次に、本実施形態の点火コイル１の製造方法について説明する。まず、金型のキャビティ内に、二次スプール２２を配置する。二次スプール２２の外周面には、予め二次巻線２３が巻回されている。また、二次スプール２２の内周側には、予め圧縮成形された圧粉コア２１が挿入されている。金型の型面は、一次スプール２４０および高圧タワー２４１の外面形状と型対称に形成されている。また、キャビテイ内には、高圧ターミナル２４２が固定されている。高圧ターミナル２４２と二次巻線２３とは、予め結線されている。
【００４４】
次に、エポキシ樹脂を、キャビティ内に注入し硬化させる。このエポキシ樹脂により、巻線側樹脂絶縁材２３０および一次スプール２４０および高圧タワー２４１を、一体に作製する。
【００４５】
続いて、この成形体に、一次巻線２５やコイルスプリング２４３やプラグキャップ２４４や外周コア２０やシールリング３０やコネクタ部３１などの部材を組み付ける。そして、コネクタピン３１１と、二次巻線２３、一次巻線２５、イグナイタ３２と、を、それぞれ結線する。
【００４６】
それから、エポキシ樹脂を、ケース３１０上端開口からケース３１０内に注入し硬化させる。このエポキシ樹脂により、コア側樹脂絶縁材３１２をケース３１０内、および圧粉コア２１の上端部２１０と二次スプール本体２２０の上端部２２３との間に配置する。本実施形態の点火コイル１はこのようにして製造される。
【００４７】
次に、圧粉コア下端部の径方向断面積と、二次スプール本体下端部内周側の径方向断面積と、の関係について説明する。図２に、図１のＩ−Ｉ断面図を示す。なお、二次スプールよりも外周側の部材は省略して示す。図に示すように、圧粉コア２１の下端部２１１外周面は、二次スプール本体２２０の下端部２２２内周面に当接している。したがって、圧粉コア２１の下端部２１１の径方向断面積は、二次スプール本体２２０の下端部２２２内周側の径方向断面積を１００％として、１００％に設定されている。
【００４８】
次に、圧粉コア上端部の径方向断面積と、コア側樹脂絶縁材内周側の径方向断面積と、の関係について説明する。図３に、図１のＩＩ−ＩＩ断面図を示す。なお、二次スプールよりも外周側の部材は省略して示す。図に示すように、圧粉コア２１の上端部２１０外周面は、コア側樹脂絶縁材３１２内周面に当接している。したがって、圧粉コア２１の上端部２１０の径方向断面積は、コア側樹脂絶縁材３１２の内周側の径方向断面積を１００％として、１００％に設定されている。また、上端部２１０のエッジ部分２１２は、コア側樹脂絶縁材３１２により包まれている。
【００４９】
次に、二次スプールの肉厚について説明する。図４に、二次スプールの軸方向断面図を示す。図に示すように、下端部２２２の肉厚ｔ２は、上端部２２３と下端部２２２との間に位置する上下方向中央部の肉厚ｔ１よりも、厚く設定されている。なお、上下方向中央部は、本発明の軸方向中央部に含まれる。
【００５０】
次に、本実施形態の点火コイルの効果について説明する。本実施形態の点火コイル１によると、圧粉コア２１の下端部２１１の径方向断面積は、二次スプール本体２２０の下端部２２２内周側の径方向断面積を１００％として、１００％に設定されている。このため、コロナ放電の発生を抑制することができる。また、コロナ放電により二次スプール２２が受ける損傷を抑制することができる。
【００５１】
また、本実施形態の点火コイル１によると、圧粉コア２１の上端部２１０の径方向断面積は、コア側樹脂絶縁材３１２の内周側の径方向断面積を１００％として、１００％に設定されている。この点においても、コロナ放電の発生を抑制することができる。また、コロナ放電によりコア側樹脂絶縁材３１２が受ける損傷を抑制することができる。
【００５２】
また、本実施形態の点火コイル１によると、二次巻線２３と圧粉コア２１との電位差が最大であり電界集中が起こりやすい軸方向両端部が、二次スプール２２およびコア側樹脂絶縁材３１２に当接している。このため、コロナ放電を確実に抑制することができる。
【００５３】
また、本実施形態の点火コイル１によると、圧粉コア２１と二次スプール２２との間の隙間幅を狭小化できる。このため、点火コイル１外周径を小径化できる。また、本実施形態の点火コイル１によると、弾性チューブなどの応力緩和部材は必須ではない。このため、組み付け工数を少なくすることができる。また、点火コイル１の製造コストを削減することができる。
【００５４】
また、本実施形態の点火コイル１によると、中心コアとして圧粉コア２１が配置されている。圧粉コア２１の外周面は滑らかである。したがって、本実施形態の点火コイル１によると電界集中が起こりにくい。この点においても、コロナ放電の発生を抑制しやすくなる。また、コロナ放電による二次スプールの損傷を、抑制しやすくなる。
【００５５】
また、本実施形態の点火コイル１によると、二次スプール２２の下端部２２２の肉厚ｔ２は、上端部２２３と下端部２２２との間に位置する上下方向中央部の肉厚ｔ１よりも、厚く設定されている。すなわち、電界集中の起こりやすい下端部２２２の肉厚ｔ２が厚く設定されている。このため、本実施形態の点火コイル１によると、二次巻線２３と圧粉コア２１との間に絶縁破壊が発生しにくくなる。
【００５６】
また、本実施形態の点火コイル１によると、電界集中の起こりやすい圧粉コア２１の上端部２１０のエッジ部分２１２が、コア側樹脂絶縁材３１２内面に包まれている。この点においても、コロナ放電の発生を抑制することができる。また、コロナ放電によるコア側樹脂絶縁材３１２の損傷を、抑制することができる。
【００５７】
また、本実施形態の点火コイル１によると、筒状部材としてコア側樹脂絶縁材３１２が配置されている。そして、コア側樹脂絶縁材３１２は、圧粉コア２１の上端部２１０を把持している。このため、二次スプール２２に対する圧粉コア２１の偏心を抑制することができる。
【００５８】
また、本実施形態の点火コイル１によると、巻線側樹脂絶縁材２３０と一次スプール２４０と高圧タワー２４１が一体に配置されている。このため、巻線側樹脂絶縁材２３０と一次スプール２４０と高圧タワー２４１とが別体である場合と比較して、部品点数が少なくて済む。
【００５９】
また、上記実施形態においては、圧粉コア２１外周面の中央部以下が、二次スプール本体２２０の内周面に当接して保持されている。このため、
また、本実施形態の点火コイル１によると、圧粉コア２１外周面の中央部以下のほぼ全面が、二次スプール本体２２０の内周面に当接している。この点においても、コロナ放電の発生を抑制することができる。また、コロナ放電による筒状部材の損傷を、抑制することができる。
【００６０】
（２）第二実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、巻線側樹脂絶縁材と、一次スプールおよび高圧タワーと、が別体として配置されている点である。また、圧粉コアの下端部のエッジ部分が二次スプール内面に包まれている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００６１】
図５に、本実施形態の点火コイルの軸方向断面図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、巻線側樹脂絶縁材２３０と、一次スプール２４０および高圧タワー２４１と、は別体として配置されている。また、圧粉コア２１の下端部２１１のエッジ部分２１３は、二次スプール本体２２０下端部２２２内周面と底部２２１内面とにより包まれている。
【００６２】
本実施形態の点火コイル１は、以下の方法により製造される。まず、圧粉コア２１、二次スプール２２、一次スプール２４０および高圧タワー２４１、外周コア２０、高圧ターミナル２４２コイルスプリング２４３、プラグキャップ２４４、シールリング３０、コネクタ部３１、イグナイタ３２などの固体部材を組み付ける。なお、二次巻線２３は二次スプール２２に予め巻回しておく。また、一次巻線２５は一次スプール２４０に予め巻回しておく。
【００６３】
次いで、コネクタ部３１のケース３１０上端開口から、巻線側樹脂絶縁材２３０を注入する。巻線側樹脂絶縁材２３０は、二次スプール２２と一次スプール２４０との間の隙間にだけ注入する。巻線側樹脂絶縁材２３０は、二次巻線２３間に浸透する。
【００６４】
それから、コネクタ部３１のケース３１０上端開口から、コア側樹脂絶縁材３１２を注入する。コア側樹脂絶縁材３１２は、圧粉コア２１の上端部２１０を包み込む。また、隙間２６を封止する。なお、コア側樹脂絶縁材３１２の動粘度は比較的高く設定されている。このため、隙間２６内にまで、コア側樹脂絶縁材３１２が流下することはない。
【００６５】
その後、組み付け体を、所定の温度パターンで保持する。そして、巻線側樹脂絶縁材２３０およびコア側樹脂絶縁材３１２を硬化させる。このようにして、本実施形態の点火コイル１は製造される。
【００６６】
本実施形態の点火コイル１は、第一実施形態の点火コイルと同様の効果を有する。また、本実施形態の点火コイル１によると、電界集中が起こりやすいエッジ部分２１３が二次スプール２２内面により包まれている。したがって、さらにコロナ放電の発生を抑制することができる。また、コロナ放電による二次スプール２２の損傷を、さらに抑制することができる。
【００６７】
また、本実施形態の点火コイル１によると、一次スプール２４０および高圧タワー２４１が一体に配置されている。このため、一次スプール２４０と高圧タワー２４１とが別体である場合と比較して、部品点数が少なくて済む。
【００６８】
（３）第三実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、圧粉コアの下端部のエッジ部分が二次スプール内面に包まれている点である。また、高圧ターミナルが配置されていない点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００６９】
図６に、本実施形態の点火コイルの軸方向断面図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、底部２２１内面は椀状を呈している。圧粉コア２１の下端部２１１のエッジ部分２１３は、この底部２２１の椀縁と二次スプール本体２２０下端部２２２内周面とにより包まれている。また、コイルスプリング２４３は、二次巻線２３と直接結線されている。本実施形態の点火コイル１は、第一実施形態の点火コイルと同様の方法で製造される。
【００７０】
本実施形態の点火コイル１は、第一実施形態の点火コイルと同様の効果を有する。また、本実施形態の点火コイル１によると、電界集中が起こりやすいエッジ部分２１３が二次スプール２２内面により包まれている。したがって、さらにコロナ放電の発生を抑制することができる。また、コロナ放電による二次スプール２２の損傷を、さらに抑制することができる。また、高圧ターミナルが配置されていない分、部品点数が少なくて済む。
【００７１】
（４）第四実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、圧粉コアの下端部および上端部のエッジ部分が、それぞれ面取りされている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００７２】
図７に、本実施形態の点火コイルの圧粉コア下端部付近の軸方向拡大断面図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。また、二次スプール２２よりも外周側の部材は省略して示す。図に示すように、下端部２１１のエッジ部分２１３は面取りされている。すなわち、丸められている。
【００７３】
また、図８に、本実施形態の点火コイルの圧粉コア上端部付近の軸方向拡大断面図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。また、二次スプール２２よりも外周側の部材は省略して示す。図に示すように、上端部２１０のエッジ部分２１２も、下端部のエッジ部分同様に、面取りされている。
【００７４】
本実施形態の点火コイルは、第一実施形態の点火コイルと同様の方法で製造される。エッジ部分２１３、２１２の面取りは、圧粉コア２１成形後、エッジ部分２１３、２１２を研削、研磨することにより行う。
【００７５】
本実施形態の点火コイルは、第一実施形態の点火コイルと同様の効果を有する。また、本実施形態の点火コイルによると、電界集中が起こりやすいエッジ部分２１２、２１３が面取りされている。したがって、さらにコロナ放電の発生を抑制することができる。また、コロナ放電による二次スプール２２、コア側樹脂絶縁材３１２の損傷を、さらに抑制することができる。
【００７６】
（５）その他
以上、本発明の点火コイルの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００７７】
例えば、上記実施形態においては、中心コアとして圧粉コア２１を配置したが、磁性を持つ板材を積層させ形成した積層コアを中心コアとして配置してもよい。また、磁性を持つ線材を束ねて形成した線材コアを中心コアとして配置してもよい。
【００７８】
また、ケース３１０をコア側樹脂絶縁材３１２により一体に形成してもよい。こうすると部品点数が少なくて済む。さらに、これらの部材に加え、イグナイタ３２のモールド樹脂も一体に形成してもよい。こうするとさらに部品点数が少なくて済む。
【００７９】
また、外周コア２０の外周側にハウジングを配置してもよい。こうすると、プラグホール内の雰囲気と点火コイル１内部とを遮断することができる。このため、ブローバイガスなどによる点火コイル１内部の損傷を抑制することができる。
【００８０】
また、圧粉コア２１は接地してもよい。この場合、二次巻線２３と圧粉コア２１との電位差は、高圧側端部つまり下端部２１１において最大になる。反対に、二次巻線２３と中心コア２１との電位差は、低圧側端部つまり上端部２１０においてほぼゼロになる。このため、圧粉コア２１が接地されている場合は、下端部２１１の径方向断面積のみを制限すればよい。こうすると、より確実にコロナ放電の発生を抑制することができる。また、コロナ放電による二次スプール２２の損傷を、より確実に抑制することができる。
【００８１】
また、圧粉コア２１は、二次スプール２２に対してほぼ同軸状に配置されていてもよい。また、圧粉コア２１は、二次スプール２２に対して偏心して配置されていてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態においては、筒状部材としてコア側樹脂絶縁材３１２を配置したが、注入されたコア側樹脂絶縁材３１２が隙間２６内にまで流下するのを抑制するスリーブを筒状部材として配置してもよい。こうすると、コア側樹脂絶縁材３１２の動粘度調整が簡単になる。
【００８３】
また、第四実施形態においては、エッジ部分２１３、２１２の面取りを、圧粉コア２１成形後、エッジ部分２１３、２１２を研削、研磨することにより行った。しかしながら、コア型の型面を予め面取り形状に形成することにより、圧粉コア２１成形と同時にエッジ部分２１３、２１２の面取りを行ってもよい。こうすると、圧粉コアの加工工数が少なくて済む。
【００８４】
【発明の効果】
本発明によると、コロナ放電による損傷を抑制でき、外周径が小径な点火コイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態の点火コイルの軸方向断面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図４】第一実施形態の点火コイルの二次スプールの軸方向断面図である。
【図５】第二実施形態の点火コイルの軸方向断面図である。
【図６】第三実施形態の点火コイルの軸方向断面図である。
【図７】第四実施形態の点火コイルの圧粉コア下端部付近の軸方向拡大断面図である。
【図８】第四実施形態の点火コイルの圧粉コア上端部付近の軸方向拡大断面図である。
【図９】従来の点火コイルの中心コア軸方向一端部付近の径方向断面図である。
【符号の説明】
１：点火コイル、２０：外周コア、２１：圧粉コア、２１０：上端部（軸方向他端部）、２１１：下端部（軸方向一端部）、２１２：エッジ部分、２１３：エッジ部分、２２：二次スプール、２２０：二次スプール本体、２２１：底部、２２２：下端部（軸方向一端部）、２２３：上端部（軸方向他端部）、２３：二次巻線、２３０：巻線側樹脂絶縁材、２４０：一次スプール、２４１：高圧タワー、２４２：高圧ターミナル、２４３：コイルスプリング、２４４：プラグキャップ、２５：一次巻線、２６：隙間、３０：シールリング、３１：コネクタ部、３１０：ケース、３１１：コネクタピン、３１２：コア側樹脂絶縁材、３１３：カラー、３２：イグナイタ。
【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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【図９】
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