(57)【要約】【課題】コイルケースにクラックが生じないように改善した内燃機関用点火コイルを提供する。【解決手段】金型によって一体成形されるコイルケース１と、コイルケース１に内挿される一次コイル部３の外周に嵌合される断面略Ｃ字状の外装鉄心６とを備える点火コイルＣＬにおいて、コイルケース１の金型合わせライン１３と、外装鉄心６の開放端部の対称位置ラインとを、コイルケース１の軸方向に揃えないように組み付ける。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型によって一体成形されるコイルケースと、前記コイルケースに内挿されるコイル部の外周に嵌合される断面略Ｃ字状の外装鉄心とを備える点火コイルにおいて、
前記コイルケースの金型合わせラインと、前記外装鉄心の開放端部の対称位置ラインとを、コイルケースの軸方向に揃えないように組み付けるようにしたことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
【請求項２】
前記外装鉄心は、スリットを設けない板材を湾曲させて構成されている請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項３】
前記コイルケースは略円筒形に形成され、
前記コイルケースの金型合わせラインと、前記外装鉄心の開放端部の対称位置ラインと、前記コイルケースの中心と形成される角度が、略９０度に設定されている請求項１又は２に記載の内燃機関用点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車エンジンなどの内燃機関の点火プラグに高電圧を供給する点火コイルに関し、特に、コイルケースにクラックが生じないよう改善した内燃機関用点火コイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
点火コイルは、一般に、中心鉄心が内挿される二次コイルと、二次コイルの外側に配置される一次コイルと、一次コイルの外側に配置される外装鉄心とで構成されている。ここで、外装鉄心は、２つのコイルに鎖交する磁束の最適な磁路を形成するためのものである。
【０００３】
外装鉄心の形状としては、実開平３−１０６７２０号公報に記載のような、軸方向に短く形成したスリットを多数設ける構成も考えられるが、製造工程や製造コストの面からは、スリットのない単純な矩形板材を円筒形に湾曲させたものが使用される。但し、短いスリットの有無に係わらず、外装鉄心の開放端部は単一であり、その断面は略Ｃ字状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、点火コイルは、内燃機関の休止時と運転時とでの大きな冷熱変化に晒されるので、それに応じて各構成部材が膨張と収縮を繰り返し、場合によっては、コイルケースにクラックが生じることがあった。コイルケースにクラックが生じた場合、外装鉄心が錆びる程度であり、特に致命的なトラブルを引き起こすというものではないが、ユーザの目にも触れる箇所だけに、少なからず不信感を与えかねないものである。
【０００５】
この発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、コイルケースにクラックが生じないように改善した内燃機関用点火コイルを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明者が実験と検討とを繰り返した結果、図５のように、断面Ｃ字状の外装鉄心の開放端部と、コイルケースのパーティングラインとが径方向に揃った場合に、コイルケースにクラックが生じやすいことを見出すに至った。特に、コイルケースのパーティングラインと外装鉄心の開放端部とが、径方向だけでなく、点火コイルの軸方向にも同一線上に揃った場合に弊害が大きい。
【０００７】
ここでパーティングラインとは、金型成形によってコイルケースを製造した場合に、金型の合わせ部に生じるラインであり、コイルケースの厚みの不連続性ゆえに、その部分に熱応力が集中すると思われる部分である。一方、断面Ｃ字状の外装鉄心の場合には、その開放端部の反対側に応力が集中すると考えられ、これら外装鉄心とコイルケースの最弱部が、点火コイルの軸方向に揃うことによってコイルケースにクラックが軸方向に生じるものと考えられ、かかる知見に基づいて本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、コイルケースの厚みの不連続箇所と、外装鉄心の応力集中箇所とを、点火コイルの軸方向の同一線上に揃えないことを要旨とするものであり、より具体的には、金型によって一体成形されるコイルケースと、前記コイルケースに内挿されるコイル部の外周に嵌合される断面略Ｃ字状の外装鉄心とを備える点火コイルにおいて、前記コイルケースの金型合わせラインと、前記外装鉄心の開放端部の対称位置ラインとを、コイルケースの軸方向に揃えないように組み付けるようにしている。なお、対称位置ラインとは、外装鉄心の開放端部から１８０℃ずれた対称の位置に生じるラインを意味する。
【０００９】
前記外装鉄心は、好適には、スリットを設けない板材を湾曲させて構成されている。また、前記コイルケースは略円筒形に形成され、前記コイルケースの金型合わせラインと、前記外装鉄心の開放端部の対称位置ラインと、前記コイルケースの中心と形成される角度が、略９０度に設定されているのが好適である。
【００１０】
前記外装鉄心の開放端部の軸方向端部には、略Ｕ字溝が形成されるのが好ましく、この場合には、略Ｕ字溝がコイル部のボビンに形成された突起部と係合して位置決めされる。更に好ましくは、一次コイル部と二次コイル部とは、一方のボビンに形成された取付フランジが、他方のボビンに形成された凹部に嵌入して位置決めされる。
【００１１】
また、一次コイル部と電圧供給部とを一体化するに当っては、一方の円柱突起を、他方に形成された円柱穴に嵌合させるのが好適であり、電圧供給部に形成されたスライド溝を、コイルケースの受入れ端面に滑り込ませて全体を一体化するのが好適である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に基づいて、本発明の実施の形態をより具体的に説明する。図１（ａ）は、実施例に係る点火コイルＣＬの概略構成を示す部分断面図であり、図１（ｂ）は、点火コイルＣＬの全体的な回路構成図である。
【００１３】
この点火コイルＣＬは、プラスチック金型によって一体成形されるコイルケース１（１ａ，１ｂ，１ｃ）と、コイルケース１の下端部に嵌合されるゴム製のプラグキャップ２と、コイルケース１に内挿される一次コイル部３と、一次コイル部３に内挿される二次コイル部４と、二次コイル部４に内挿されるセンタコア部５と、一次コイル部３の外周に弾発的に嵌合される外装鉄心６と、コイルケース１の上部に収容される電圧供給部７とを中心に構成されている。
【００１４】
一次コイル部３、二次コイル部４、及びセンタコア部５は同心円状に位置決めされて、各部の空隙を無くすべく熱硬化性エポキシ樹脂８が真空注入されて硬化されている。なお、電圧供給部７は、パルス電圧を一次コイル部３に供給する部分であり、この実施例では、点火パルスＳを受けてＯＮ／ＯＦＦ動作するパワートランジスタＰＴｒを備えている（図１（ｂ）参照）。
【００１５】
コイルケース１は、詳細には、円筒状のケース本体部１ａと、電圧供給部７を収容するケース基端部１ｂと、二次コイル部４から高圧を受ける高圧端子９や不図示の点火プラグに高圧を伝えるスプリング１０などを保持するケース先端部１ｃとで構成されている。
【００１６】
図２に示すように、ケース基端部１ｂは、一方側（図１の左側）が矩形状に切り欠かれた略円筒形状であり、他方側（図１の右側）には金属管１１ａを内装した取付穴１１が設けられている。なお、この取付穴１１は、この点火コイルＣＬをエンジンなどのシリンダヘッドに取り付ける際のボルト穴として使用される。
【００１７】
ケース基端部１ｂの切り欠き部には、Ｕ字状の受入れ端面１２が形成されて、電圧供給部７のＵ字状のスライド溝７ａと係合するようになっている。すなわち、電圧供給部７を受入れる際には、スライド溝７ａが、ケース基端部１ｂの受入れ端面１２を挟持しつつ下方にスライドされることになる。
【００１８】
このような構成のコイルケース１は、その素材が特に限定されないが、好適にはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）や、変性ＰＰＯ（変性ポリフェニレンオキサイド）などの熱可塑性合成樹脂が使用される。何れにしても、コイルケース１は、プラスチック金型を用いて一体成形されるので、互いに対面するプラスチック金型の当接面には、不可避的にパーティングライン１３が生じてしまう。この実施例では、ケース本体部１ａは、２つのプラスチック金型を、図１の紙面の前後から対面させて成形するので、図１（ａ）の左右位置に、パーティングライン１３が生じることになる。
【００１９】
図１（ｃ）に示すように、コイルケース１には、一次コイル部３と二次コイル部４とセンタコア部５とが内挿されているが、センタコア部５は、０．３ｍｍ程度の板厚の珪素鋼板を積層してなる中心鉄心１４と、中心鉄心１４を円筒形状に覆う保護部材１５と、中心鉄心１４の長さ方向の両端を覆う保護キャップ１６とで構成されている。保護キャップ１６は、中心鉄心１４や保護部材１５に密着することで、点火コイルＣＬの隙間を密封するために充填されるエポキシ樹脂８の流入を確実に防止している。
【００２０】
二次コイル部４は、二次ボビン１７と、二次ボビン１７の回りに巻着される二次巻線１８とで構成されている。また、一次コイル部３は、一次ボビン１９と、一次ボビン１９の回りに巻着される一次巻線２０と、一次巻線２０の回りを覆う円筒状の保護テープ２１とで構成されている。保護テープ２１の外側には、外装鉄心６が弾発的に嵌合されているが、この外装鉄心６は、中心鉄心１４と共に、一次巻線２０と二次巻線１８との間の最適な磁気通路を形成するためのものである。
【００２１】
外装鉄心６は、図３（ｂ）に示すように、スリットを有しない単純な略円筒形であり、湾曲形成により、周方向の一部が一箇所だけが開放された断面略Ｃ字状となっている。Ｃ字状の開放端部２２の上下端部には、更に大きく切り欠かれた略Ｕ字溝２３が形成されている。このような構成の外装鉄心６の素材は、一次コイル部３に嵌合できる弾力性を有する磁性体であれば特に限定されないが、中心鉄心と同一材料であることが好ましく、具体的には、薄板状にした珪素鋼板を使用する。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、一次コイル部３のボビン１９は、一次巻線２０が巻着されるボビン本体１９ａと、一次巻線２０が引き出されるボビン上端部１９ｂと、外装鉄心６を受入れて位置決めするボビン下端部１９ｃとに大別される。なお、ボビン本体１９ａの軸方向長さは、外装鉄心６の軸方向長さとほぼ同一に設定されている。
【００２３】
ボビン上端部１９ｂには、図３（ａ）の紙面の前後方向に延びる合計四本の延長腕２４Ａ，２４Ｂ，２５Ａ，２５Ｂが設けられている（図４（ａ）参照）。この延長腕２４，２５の基端側には、それぞれ円柱穴２６が設けられており、この４個の円柱穴２６によって、一次コイル部３と電圧供給部７との位置決めをするようにしている。
【００２４】
隣接する延長腕２４，２５の基端側の間には、矩形状の凹部２７が形成されており、この凹部２７によって、一次コイル部３と二次コイル部４とを位置決めするようになっている。また、各延長腕２４，２５の先端側には、それぞれ円筒部２８が突設され、引出溝２９に引き出された一次巻線２０は、この円筒部２８を経由して引き回され、一次巻線２０の始点と終点とが係止片３０に保持されるようになっている。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、ボビン下端部１９ｃは、詳細には、ボビン本体１９ａとほぼ同径の小径部３１と、一次巻線２０の外周に嵌着された保護テープ２１とほぼ面一となる中径部３２と、最大径の大径フランジ部３３とに区分される。大径フランジ部３３及び中径部３２には、一次ボビン１９の半径線上の両側位置に切欠溝３４が形成されており、この切欠溝３４を通して、小径部３１とボビン本体１９ａとが面一に連通している。
【００２６】
切欠溝３４は、一次ボビン１９の半径線上であって、図３（ａ）の紙面の前後方向に設けられているが、その一方側には、切欠溝３４に近接して、大径フランジ部３３の延長片３３ａが形成されている。この延長片３３ａは、大径フランジ部３３を軸方向に延設したものであり、外装鉄心６の略Ｕ字溝２３に対応した形状と大きさを有している。すなわち、延長片３３ａの軸方向の長さは、外装鉄心６の略Ｕ字溝２３の軸方向長さとほぼ同一であり、延長片３３ａの周方向の最大幅Ｌは、略Ｕ字溝２３の周方向の幅とほぼ同一である。
【００２７】
そのため、外装鉄心６をやや押し広げて一次コイル部３の下側から押し込んだ後、押し広げ力を解除した状態で、外装鉄心６を適宜に回転させると、外装鉄心６の弾発力によって略Ｕ字溝２３が延長片３３ａと係合して、一次コイル部３と外装鉄心６とが正しく位置決めされる。すなわち、外装鉄心６の装着状態では、外装鉄心６の開放端部２２が、一次ボビン１９の延長腕２４，２５の延設方向に正しく一致し、また、外装鉄心６の軸方向の移動については、大径フランジ部３３によって確実に阻止される。
【００２８】
図４（ｂ）は、二次コイル部４の上部平面図を図示したものである。図４（ｂ）に現われるように、二次コイル部のボビン１７の上端部には、二次巻線１８の導出部３５と、導出部３５と直交方向に延設された一対の取付フランジ３６，３６とが設けられている。この取付フランジ３６は、一次コイル部のボビン１９の凹部２７に対応した大きさと形状を有して、二次コイル部４の位置決めをするものである。すなわち、二次コイル部４を一次コイル部のボビン１９に挿入した状態では、ボビン１９の２つの凹部２７，２７に、二つの取付フランジ３６，３６がそれぞれ嵌り込み、この状態で一次コイル部３と二次コイル部４とが同心に位置決めされる。
【００２９】
図４（ｃ）は、電圧供給部７の裏面側を示す背面図である。図示の通り、電圧供給部７の裏面には、４つの円柱突起３７が設けられている。この円柱突起３７は、一次コイル部のボビン１９の円柱穴２６に対応して形成されており、４つの円柱突起３７が４つの円柱穴２６に嵌合して、電圧供給部７と一次コイル部３とが位置決めされる。
【００３０】
電圧供給部７からは、一対の接続端子３８と別の接続端子３９が延設されている。一対の接続端子３８，３８は、水平部３８ａと垂直部３８ｂとでそれぞれＬ型に形成され、電圧供給部７を一次コイル部のボビン１９に位置決めした状態では、２つの垂直部３８ｂ，３８ｂが、ボビン１９から引き出された一次巻線２０を挟持するようになっている。なお、接続端子３８は一次巻線２０に接続され、接続端子３９は二次巻線１８に接続されるようになっている。
【００３１】
続いて、以上の構成からなる点火コイルＣＬについて、その組み立て方法を説明する。先ず、二次コイル部４の中央開口４０（図４（ｂ））の中に、センタコア部５を挿入する。なお、センタコア部５の保護キャップ１６の外径は、二次コイル部４の中央開口４０の内径とほぼ同一であるから、両者の中心は正しく一致する。
【００３２】
続いて、この状態の二次コイル部４を、一次コイル部３のボビン１９に挿入する。先に説明したように、二つの取付フランジ３６，３６が、２つの凹部２７，２７に嵌入して位置決めが行われる。次に、この状態のまま、一次コイル部３の上に電圧供給部７を重ねて、電圧供給部７の４つの円柱突起３７を、ボビン１９の４つの円柱穴２６に嵌合させる。
【００３３】
この状態では、電圧供給部７と、一次コイル部３及び二次コイル部４とが正しく位置決めされるので、一次巻線２０を接続端子３８に接続すると共に、二次巻線１８を接続端子３９に接続する。以上の処理によって、一次コイル部３、二次コイル部４、及び電圧供給部７とが一体化されるので、電圧供給部７のスライド溝７ａを、コイルケース１の受入れ端面１２に滑り込ませて全体を一体化する（図２参照）。
【００３４】
この状態では、コイルケース１のパーティングライン１３と、外装鉄心６の開放端部２２とが、図１（ｃ）のように正しく位置決めされる。そこで、この状態のまま真空引きした後に、各隙間に熱硬化性エポキシ樹脂８を充填して硬化させて全体を固定する。
【００３５】
以上、本発明の実施例について具体的に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、コイルケースの厚みの不連続箇所と、外装鉄心の応力集中箇所とを、点火コイルの軸方向の同一線上に揃えないことを要旨とするものであり、それ以外は適宜に変更可能である。
【００３６】
例えば、実施例の場合には中心鉄心の軸方向両側には、特に、磁石を設けなかったが、中心鉄心からの磁束とは逆向きの磁束を発生する永久磁石を配置するのも好適である。その他、クラックを防止する趣旨から緩衝材などを適所に配置しても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コイルケースにクラックが生じないように改善した内燃機関用点火コイルを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係る点火コイルの部分断面図（ａ）、回路構成図（ｂ）、及びＣ−Ｃ断面図（ｃ）である。
【図２】電圧供給部をコイルケースに組み付ける方法を説明する図面である。
【図３】一次コイルのボビン（ａ）と、これに嵌合させる外装鉄心（ｂ）の各正面図である。
【図４】一次コイル部の平面図（ａ）、二次コイル部の平面図（ｂ）、及び電圧供給部の背面図（ｃ）である。
【図５】従来例の点火コイルの問題点を説明する図面である。
【符号の説明】
ＣＬ　　点火コイル
１　　　コイルケース
６　　　外装鉄心
１３　　金型合わせライン（パーティングライン）
【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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