(57)【要約】【課題】絶縁破壊の原因となる高圧カップの削れカスの発生を防止し得るようにした点火コイル装置を提供する。【解決手段】中心コア１５の外側に同軸状に配設される二次スプール２０の一端側に、径方向に距離を隔てて配置された２本の支持部２３からなる巻取部２４を設ける。二次コイル２０の高電圧側に、銅線を巻取部２４にコイル状に巻回することにより形成される接続部２８を設ける。高圧カップ４０の軸状接続部４１を接続部２８の内周に接触するようにして２本の支持部２３の間に挿入することにより、高圧カップ４０と二次コイル２０を電気的に接続する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状のコアと、該コアの外側に同軸状に配設された筒状の一次スプールおよび二次スプールと、前記一次スプールに巻回された一次コイル、および前記二次スプールに巻回された二次コイルと、該二次コイルの高電圧側に電気的に接続されて該二次コイルに発生する高電圧を取り出す高圧カップと、を備えた点火コイル装置において、
前記二次スプールは、径方向に距離を隔てて配置された複数本の支持部からなる巻取部を有するとともに、前記二次コイルは、前記巻取部にコイル状に巻回された銅線よりなる接続部を有し、該接続部の内周に接触するようにして前記支持部の間に前記高圧カップの軸状接続部が挿入されていることを特徴とする点火コイル装置。
【請求項２】
軸状のコアと、該コアの外側に同軸状に配設された筒状の一次スプールおよび二次スプールと、前記一次スプールに巻回された一次コイル、および前記二次スプールに巻回された二次コイルと、該二次コイルの高電圧側に電気的に接続されて該二次コイルに発生する高電圧を取り出す高圧カップと、を備えた点火コイル装置において、
前記二次スプールは、軸方向に突設された軸状の巻取部を有するとともに、前記二次コイルは、前記巻取部の外周面にコイル状に巻回された銅線よりなる接続部を有し、該接続部の外周に接触するようにして前記高圧カップの筒状接続部が嵌合されていることを特徴とする点火コイル装置。
【請求項３】
前記接続部の銅線の表面には薄い絶縁皮膜が被覆されていることを特徴とする請求項１または２記載の点火コイル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の点火プラグに高電圧を印加して火花を発生させる点火コイル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関のプラグホールに直接搭載されるスティック状の点火コイル装置として、例えば特許文献１等に開示されたものが知られている。この種の一般的な点火コイル装置は、図５に示すように、樹脂よりなる円筒状のケース１１１内に、中心コア１１５、二次スプール１２０、二次コイル１２７、一次スプール１３０、一次コイル１３２、外周コア１３４および高圧カップ１４０等が収納されているとともに、それらの部材間の電気絶縁性を確保するために、ポッティング樹脂（図示せず）が充填されている。そして、二次コイル１２７に発生する高電圧を取り出す高圧カップ１４０は、軸状接続部１４１を有し、その軸状接続部１４１が二次スプール１２０に取り付けられたＵ字状の線材ターミナル１２９に圧入されることにより、二次コイル１２７の高電圧側に電気的に接続されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−５０５２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の点火コイル装置においては、高圧カップ１４０がアルミニウム合金製であるのに対して、線材ターミナル１２９は、直径０．８ｍｍ程度のりん青銅製の線材で形成されているため剛性が高い。そのため、高圧カップ１４０の軸状接続部１４１が線材ターミナル１２９に圧入された時に、高圧カップ１４０の軸状接続部１４１が削られてしまうことから削れカスが発生し易い。このようにして高圧カップ１４０の削れカスが発生すると、その後ポッティング樹脂が充填される時に、削れカスが溶融樹脂内を浮遊して一次コイル１３０や二次コイル１２７に付着し、これにより一次コイル１３０と二次コイル１２７間の絶縁破壊の原因となる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、絶縁破壊の原因となる高圧カップの削れカスの発生を防止し得るようにした点火コイル装置を提供することを解決すべき課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段、発明の作用及び効果】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、軸状のコアと、該コアの外側に同軸状に配設された筒状の一次スプールおよび二次スプールと、前記一次スプールに巻回された一次コイル、および前記二次スプールに巻回された二次コイルと、該二次コイルの高電圧側に電気的に接続されて該二次コイルに発生する高電圧を取り出す高圧カップと、を備えた点火コイル装置において、前記二次スプールは、径方向に距離を隔てて配置された複数本の支持部からなる巻取部を有するとともに、前記二次コイルは、前記巻取部にコイル状に巻回された銅線よりなる接続部を有し、該接続部の内周に接触するようにして前記高圧カップの軸状接続部が挿入されているという手段を採用している。
【０００７】
また、上記課題を解決する請求項２記載の発明は、軸状のコアと、該コアの外側に同軸状に配設された筒状の一次スプールおよび二次スプールと、前記一次スプールに巻回された一次コイル、および前記二次スプールに巻回された二次コイルと、該二次コイルの高電圧側に電気的に接続されて該二次コイルに発生する高電圧を取り出す高圧カップと、を備えた点火コイル装置において、前記二次スプールは、軸方向に突設された軸状の巻取部を有するとともに、前記二次コイルは、前記巻取部の外周面にコイル状に巻回された銅線よりなる接続部を有し、該接続部の外周に接触するようにして前記高圧カップの筒状接続部が嵌合されているという手段を採用している。
【０００８】
請求項１および２記載の発明においては、従来使用されていた線材ターミナルが廃止され、二次コイルの接続部が二次スプールの巻取部にコイル状に巻回された銅線により形成されていることから、二次コイルと高圧カップを接続する際に、二次コイルの接続部と高圧カップの軸状接続部とを低荷重で接触させることが可能となる。特に、請求項１記載の発明の場合には、高圧カップの軸状接続部が二次コイルの接続部の内側に挿入されるときに、接続部が外側に逃げることができるので、より低荷重での接触が可能となる。そのため、高圧カップの削れカスの発生が大幅に低減され、絶縁破壊の原因が排除される。
【０００９】
したがって、請求項１および２記載の発明によれば、絶縁破壊の原因となる高圧カップの削れカスの発生を良好に防止することができる。また、二次コイルの接続部は、二次コイルをそのまま延長して形成することができるので、部品点数が増加するのを回避することができる。
【００１０】
なお、請求項１および２記載の発明において、二次コイルの接続部に使用される銅線は、９９．９９％銅からなり、直径０．０３〜０．０６ｍｍのものが好適に採用される。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記接続部の銅線の表面には薄い絶縁皮膜が被覆されているという手段を採用している。
【００１２】
請求項３記載の発明においては、絶縁皮膜を有することにより、接続部を形成する銅線のより確実な絶縁性を確保することができる。また、高圧カップの軸状接続部や筒状接続部が接続部に圧入される際の摩擦抵抗を緩和して、高圧カップの削れカス発生の防止にも寄与することができる。この絶縁皮膜は、高圧カップの圧入時の摩擦によって破壊されるので、二次コイルと高圧カップの導通が確保される。また、絶縁皮膜が圧入時の摩擦によって破壊されない場合でも、その接触部分の絶縁皮膜は、点火コイル装置の作動時に発生する高電圧により破壊されるので、二次コイルと高圧カップの導通は確実に確保することができる。
【００１３】
なお、絶縁皮膜は、例えばポリエステルイミドやポリウレタン等の樹脂により形成することができる。絶縁皮膜の厚さは、４〜１０μｍにするのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
〔実施形態１〕
図１は本実施形態の点火コイル装置の要部を示す軸方向に沿う断面図であり、図２はその点火コイル装置の全体を示す軸方向に沿う断面図であり、図３は図１におけるＩＩＩ  −ＩＩＩ  線矢視断面図である。
【００１６】
本実施形態の点火コイル装置は、エンジンブロック（図示せず）の上部に気筒毎に形成されたプラグホール内に収容され、点火装置としての点火プラグ（図示せず）と図２の下側で電気的に接続されるものである。
【００１７】
この点火コイル装置は、図１及び図２に示すように、樹脂材料からなる円筒状のコイルケース１１および高圧タワー１２を備えており、このコイルケース１１および高圧タワー１２内に、中心コア１５、二次スプール２０、二次コイル２７、一次スプール３０、一次コイル３２、外周コア３４および高圧カップ４０等が収納されている。コイルケース１１および高圧タワー１２内に充填されたエポキシ樹脂（図示せず）は、点火コイル装置内の各部材間に浸透し、樹脂絶縁材として各部材間の電気絶縁を確実なものとしている。円柱状の中心コア１５は、薄い珪素鋼板を横断面が略円形となるように径方向に積層して組み立てられている。中心コア１５の外周面は、絶縁材としてのゴム材１８で覆われている。
【００１８】
二次スプール２０は、樹脂材料で円筒状に形成されており、ゴム材１８の外側に中心コア１５と同軸状に配設されている。二次スプール２０の高電圧側の端部には、軸方向に突出する小径円筒部２１が設けられている。この小径円筒部２１の中央部には、周方向に円弧状に延びる矩形の２個の窓部２２が軸対称となるように形成されている。これにより、小径円筒部２１の軸方向における中央部には、図３に示すように、２個の各窓部２２の周方向両側に位置し、径方向に距離を隔てて対向配置された２本の支持部２３からなる巻取部２４が形成されている。
【００１９】
二次コイル２７は、二次スプール２０の外周に巻回されている。この二次コイル２７の高電圧側には、９９．９９％銅からなる銅線を二次スプール２０の巻取部２４にコイル状に巻回することにより形成された接続部２８が設けられている。この接続部２８は、二次コイル２７の銅線を延長して形成されており、この銅線の表面には、ポリエステルイミド等で厚さ７μｍ程度に形成された絶縁皮膜（図示せず）が被覆されている。
【００２０】
一次スプール３０は、樹脂材料で円筒状に形成されており、二次コイル２７の外側に同軸状に配設されている。一次コイル３２は、一次スプール３０の外周に巻回されている。外周コア３４は、一次コイル３２の更に外側に装着されている。この外周コア３４は、薄い珪素鋼板を筒状に巻回して形成されており、巻回開始端と巻回終了端とが接続されていないので軸方向に隙間が形成されている。
【００２１】
イグナイタ３６は、コイルケース１１内の上部に配置されており、一次コイルに供給する一次電流をスイッチングする。制御信号入力用のコネクタ３７は、プラグホールから突出するようにコイルケース１１に設けられている。コネクタ３７には、複数のターミナル３８がインサート成形されている。各ターミナル３８は、イグナイタ３６、二次コイル２７のアース側および一次コイル３２のアース側と引出線で電気的に接続している。
【００２２】
高圧カップ４０は、アルミニウム合金により一端が開口する有底円筒状に形成されており、その開口部が高圧タワー１２に圧入されている。この高圧カップ４０は、底部中央から軸方向外方に突出する軸状接続部４１を有する。この軸状接続部４１は、巻取部２４にコイル状に巻回されることにより形成された二次コイル２７の接続部２８の内周に低荷重で接触するようにして、巻取部２４を形成する２本の支持部２３の間に挿入されている（図３参照。）。これにより、高圧カップ４０は、接続部２８を介して二次コイル２７の高電圧側と電気的に接続している。
【００２３】
なお、高圧カップ４０の軸状接続部４１が二次コイル２７の接続部２８の内周に接触するようにして挿入されるときには、接続部２８が外側に逃げることによって低荷重での接触状態が維持されるので、軸状接続部４１（高圧カップ４０）の削れカスは発生しない。また、接続部２８の銅線の表面には絶縁皮膜が被覆されているが、この絶縁皮膜は、軸状接続部４１との摩擦により、或いは点火コイル装置の作動時に発生する高電圧により破壊されるので、二次コイル２７と高圧カップ４０の導通が確保される。
【００２４】
スプリング４３は、高圧カップ４０と電気的に接続するとともにプラグホールに点火コイル装置を挿入する際に点火プラグと電気的に接続する。高圧タワー１２の高電圧側開口端には、ゴムからなるプラグキャップ４５が装着されており、このプラグキャップ４５に点火プラグが挿入される。一次コイル３２に供給する一次電流をイグナイタ３６でスイッチングすると二次コイル２７に高電圧が発生し、この高電圧が接続部２８から高圧カップ４０、スプリング４３を介して点火プラグに印加される。
【００２５】
以上のように構成された本実施形態の点火コイル装置は、二次コイル２７の接続部２８が二次スプール２０の巻取部２４にコイル状に巻回された銅線により形成されていることから、二次コイル２７の接続部２８と高圧カップ４０の軸状接続部４１とを低荷重で接触させることが可能となるため、絶縁破壊の原因となる高圧カップ４０の削れカスの発生を良好に防止することができる。
【００２６】
特に、本実施形態の場合には、高圧カップ４０の軸状接続部４１が二次コイル２７の接続部２８の内周に接触するようにして挿入されるときに、二次コイル２７の接続部２８が外側に逃げることができるため、より低荷重で接触させることができる。
【００２７】
また、本実施形態における接続部２８は、二次コイル２７の銅線を延長させることにより、二次コイル２７と接続部２８が１本の銅線で形成されているため、部品点数の増加を回避することができる。
【００２８】
さらに、本実施形態においては、接続部２８の銅線の表面に薄い絶縁皮膜が被覆されているため、その銅線のより確実な絶縁性を確保することができるとともに、高圧カップ４０の軸状接続部４１が接続部２８に圧入される際の摩擦抵抗を緩和して、高圧カップ４０の削れカス発生の防止に寄与することができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、接続部２８の銅線が巻回される巻取部２４は、二次スプール２０の一端に突設された小径円筒部２１の中央部に２個の窓部２２を形成して２本の支持部２３を設けることにより構成されているが、この構成に限定されない。例えば、窓部２２を３個以上形成して３本以上の支持部２３を設けるようにしてもよい。或いは、小径円筒部２１を設けることなく、二次スプール２０の一端から軸方向に突出し、径方向に距離を隔てて配置される複数本の支持部２３を二次スプール２０に直接設けるようにすることも可能である。
【００３０】
〔実施形態２〕
図４は本実施形態の点火コイル装置の要部を示す軸方向に沿う断面図である。本実施形態の点火コイル装置は、図４に示すように、実施形態１の点火コイル装置と基本的構成が同じであり、二次コイル６７と高圧カップ７０の接続構造のみが異なる点で相違する。よって、実施形態１と同じ部材等については、図４に同じ符号を付して詳しい説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
【００３１】
本実施形態の二次スプール６０の高電圧側の軸端面には、軸方向に突出する円柱状の巻取部６４が二次スプール６０と一体に設けられている。そして、二次コイル６７の高電圧側には、二次スプール６０の巻取部６４の外周面にコイル状に巻回することにより形成された接続部６８が設けられている。この接続部６８は、二次コイル６７の銅線を延長して形成されており、この銅線の表面には、実施形態１と同様の薄い絶縁皮膜が被覆されている。
【００３２】
高圧カップ７０は、アルミニウム合金により一端が開口する有底円筒状に形成されており、底部中央から軸方向外方に突設された円筒状の筒状接続部７１を有する。この筒状接続部７１は、巻取部６４にコイル状に巻回されることにより形成された二次コイル６７の接続部６８の外周にその内周面が低荷重で接触するようにして嵌合されている。これにより、高圧カップ７０は、接続部６８を介して二次コイル６７の高電圧側と電気的に接続している。
【００３３】
以上のように構成された本実施形態の点火コイル装置は、二次コイル６７の接続部６８と高圧カップ７０の筒状接続部７１とを低荷重で接触させることが可能となるため、絶縁破壊の原因となる高圧カップ７０の削れカスの発生を良好に防止することができるなど、実施形態１の場合と同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る点火コイル装置の要部を示す軸方向に沿う断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る点火コイル装置の全体を示す軸方向に沿う断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る点火コイル装置の二次コイルと高圧カップの接続状態を示す軸直角方向に沿う断面図であって図１におけるＩＩＩ  −ＩＩＩ  線矢視断面図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る点火コイル装置の要部を示す軸方向に沿う断面図である。
【図５】従来の点火コイル装置の一部を拡大して示す軸方向に沿う断面図である。
【符号の説明】
１１…コイルケース      １２…高圧タワー
１５、１１５…中心コア      ２０、６０、１２０…二次スプール
２１…小径円筒部            ２２…窓部            ２３…支持部
２４、６４…巻取部            ２７、６７、１２７…二次コイル
２８、６８…接続部            ３０、１３０…一次スプール
３２、１３２…一次コイル            ３４、１３４…外周コア
４０、７０、１４０…高圧カップ            ４１、１４１…軸状接続部
７１…筒状接続部            １１１…ケース            １２９…線材ターミナル
【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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