(57)【要約】【課題】緩衝材の開口先端から傾斜面までの距離を調整して、エポキシ樹脂への応力の緩和とクラックの発生を防止して、長寿命の点火コイルを提供する。【解決手段】中心鉄芯１の外側に二次コイル３及び一次コイル５が同心に配置され、中心鉄芯１と二次コイル３と一次コイル５の間にエポキシ樹脂が充填される。中心鉄芯１は、断面略八角形状の棒状に形成されており、その外周面には、長手方向両端部を残して樹脂製緩衝テープ１３が巻かれている。中心鉄芯１の長手方向両端部には、キャップ状の緩衝材１４が装着される。中心鉄芯１が差し込まれる二次ボビン２の中心穴２ａは、上部において傾斜面２ｂを介して拡径されている。傾斜面２ｂに近接した拡径部２ｃに、緩衝材１４の開口端縁が配置されて、二次コイル３に中心鉄芯１が設けられる。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心鉄芯と、一次ボビンに巻かれた一次コイルと、二次ボビンに巻かれた二次コイルとが同心に配置され、それら各部材間に絶縁性樹脂が充填される内燃機関用点火コイルにおいて、
中心鉄芯の少なくとも一端部に、一端面にのみ開口した略円筒形キャップ状の緩衝材が装着され、
前記二次ボビンは、中心鉄芯が差し込まれる中心穴が、上部において傾斜面を介して拡径されており、
その拡径部は、中心鉄芯と二次コイルとの隙間に充填されるエポキシ樹脂の導入開口部とされ、
前記緩衝材の下端縁から前記傾斜面の下端縁までの距離が、約０．５ｍｍ〜２．５ｍｍとされていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
【請求項２】
中心鉄芯の外側に、二次ボビンに巻かれた二次コイルが同心に配置され、その二次コイルの外側に、一次ボビンに巻かれた一次コイルが同心に配置され、中心鉄芯と二次コイルの間、及び二次コイルと一次コイルの間に絶縁性樹脂が充填される内燃機関用点火コイルにおいて、
中心鉄芯は、断面略多角形状の棒状に形成されており、その外周面には、長手方向両端部を残して樹脂製緩衝テープが巻かれており、
中心鉄芯の長手方向両端部には、一端面にのみ開口した略円筒形キャップ状の緩衝材が、前記緩衝テープと一部を重ね合わされた状態で装着され、
中心鉄芯が差し込まれる二次ボビンの中心穴は、上部において傾斜面を介して拡径されており、
前記傾斜面に近接して、前記中心穴の拡径部に緩衝材の開口端縁が配置されて、二次コイルに中心鉄芯が設けられることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
【請求項３】
前記中心鉄芯の長手方向両端部には、二次コイルで発生する磁束と反対方向の磁束を発生させる磁石が設けられ、
この磁石を覆うよう前記中心鉄芯の長手方向両端部には、前記キャップ状の緩衝材が装着され、
上側の緩衝材の下端縁から前記傾斜面の下端縁までの距離が、約０．５ｍｍ〜２．５ｍｍとされてい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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などのエンジンのプラグホールに取り付けられ、先端部に点火プラグが装着されて使用される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】
内燃機関用点火コイルとして、棒状の中心鉄芯の外側に、二次ボビンに巻かれた二次コイルが配置され、さらにその外側に、一次ボビンに巻かれた一次コイルが配置されたものが、上部にイグナイタを備えるコイルケースに収容されたものが知られている。
【０００３】
このような点火コイルにおいては、各部材間の隙間を均一にして、各部材間の絶縁破壊を防止する必要がある。そのために、中心鉄芯は、二次ボビンの中央に正しく配置されると共に、その二次ボビンは、一次ボビンの中央に正しく配置されなければならない。そして、空隙をなくして、そのような絶縁状態を確実にするために、中心鉄芯と二次ボビンの間、及び二次ボビンと一次ボビンの間には、絶縁物としてのエポキシ樹脂が充填される。
【０００４】
ところで、このような点火コイルは、エンジンの動作中には高温になる一方、エンジンが停止すると常温に冷やされるものである。ところが、固いエポキシ樹脂により各部材が互いに接着されているので、温度変化に伴い、熱膨張係数の異なる各部材が膨張・収縮することで、各部材が互いに強い応力を受けることになる。また、エポキシ樹脂の量に違いがある所では、エポキシ樹脂の熱硬化時のゲル化温度、ゲル化時間又は硬化時におけるエポキシ樹脂自体の硬化発熱量に違いが生じ、エポキシ樹脂の物性、強度、収縮量が変わることで境界が生じ、エポキシ樹脂にクラックが生じ易かった。特に、点火コイルの上部は、単位体積当たりのエポキシ樹脂量が多いが、一次コイルや二次コイル付近は、エポキシ樹脂量が少ないので、境界が生じてクラックが生じ易かった。
【０００５】
つまり、ケースの上部には、比較的大きなエポキシ樹脂のかたまりができる一方、一次コイルや二次コイルの配置される部分は、薄いエポキシ樹脂となるので、その中間部となる中心鉄芯上端部は、エポキシ樹脂にひずみやクラックが生じ易い部分となる。しかも、この部分は、中心鉄芯と二次コイル間にエポキシ樹脂を注入する際の導入開口部となるので、二次コイルの内径がやや拡径されており、その点からもエポキシ樹脂量の違いに基づいてクラックが生じ易い部分であった。そして、この部分でクラックが生じて、中心鉄芯と二次コイル間が放電にて短絡してしまうと、耐圧設計値を超える電圧がかかることで点火コイルが損傷したり、或いは出力の低下をまねいたりするおそれがあった。
【０００６】
そこで、従来、特開２０００−９１１４４号公報に記載のように、中心鉄芯の端部に、キャップ形にモールドした成形体（緩衝材）をはめ込んで設けた後、その中心鉄芯を二次コイル内に配置して、両部材間の隙間にエポキシ樹脂を充填することが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法のように、中心鉄芯の上部にキャップ形の緩衝材を装着した場合でも、そのキャップ形の緩衝材の下端縁が、エッジとしてエポキシ樹脂に作用したり、或いは上述したように二次コイル上部の内径の切り替わり部に応力集中を招いたりするおそれがあった。
【０００８】
このように、中心鉄芯を覆う応力緩衝材（キャップ）の開口部先端や、二次ボビンのエポキシ樹脂導入開口部から二次ボビン内径の切り替わり部にかけての傾斜面に起因して、しかもエポキシ樹脂、中心鉄芯及び応力緩衝材の熱膨張係数の相違により、エポキシ樹脂に応力集中がかかり、上部（低圧部）のエポキシ樹脂にクラックが発生するおそれがあった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、緩衝材の開口先端から傾斜面までの距離を調整して、エポキシ樹脂への応力の緩和とクラックの発生を防止して、長寿命の点火コイルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関用点火コイルは、中心鉄芯と、一次ボビンに巻かれた一次コイルと、二次ボビンに巻かれた二次コイルとが同心に配置され、それら各部材間に絶縁性樹脂が充填される内燃機関用点火コイルにおいて、中心鉄芯の少なくとも一端部に、一端面にのみ開口した略円筒形キャップ状の緩衝材が装着され、前記二次ボビンは、中心鉄芯が差し込まれる中心穴が、上部において傾斜面を介して拡径されており、その拡径部は、中心鉄芯と二次コイルとの隙間に充填されるエポキシ樹脂の導入開口部とされ、前記緩衝材の下端縁から前記傾斜面の下端縁までの距離が、約０．５ｍｍ〜２．５ｍｍとされていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の内燃機関用点火コイルは、中心鉄芯の外側に、二次ボビンに巻かれた二次コイルが同心に配置され、その二次コイルの外側に、一次ボビンに巻かれた一次コイルが同心に配置され、中心鉄芯と二次コイルの間、及び二次コイルと一次コイルの間に絶縁性樹脂が充填される内燃機関用点火コイルである。そして、中心鉄芯は、断面略多角形状（好適には略八角形）の棒状に形成されており、その外周面には、長手方向両端部を残して樹脂製緩衝テープが巻かれており、中心鉄芯の長手方向両端部には、一端面にのみ開口した略円筒形キャップ状の緩衝材が、前記緩衝テープと一部を重ね合わされた状態で装着される。また、中心鉄芯が差し込まれる二次ボビンの中心穴は、上部において傾斜面を介して拡径されており、前記傾斜面に近接して、前記中心穴の拡径部に緩衝材の開口端縁が配置されて、二次コイルに中心鉄芯が設けられることを特徴とする。
【００１２】
そして、好ましくは上記構成に加えて、前記中心鉄芯の長手方向両端部には、二次コイルで発生する磁束と反対方向の磁束を発生させる磁石が設けられ、この磁石を覆うよう前記中心鉄芯の長手方向両端部には、前記キャップ状の緩衝材が装着され、上側の緩衝材の下端縁から前記傾斜面の下端縁までの距離が、約０．５ｍｍ〜２．５ｍｍとされていることを特徴とする内燃機関用点火コイルである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内燃機関用点火コイルについて、さらに詳細に説明する。
図１は、本発明の点火コイルの一実施例を示す概略縦断面図である。この点火コイルは、エンジンのプラグホールに取り付けられると共に、先端部に点火プラグが装着されて、点火プラグに高電圧を直接供給するものである。
【００１４】
この図に示すように、本実施例の点火コイルは、中心部から順に、中心鉄芯１、二次ボビン２に二次巻き線が巻かれた二次コイル３、一次ボビン４に一次巻き線が巻かれた一次コイル５がそれぞれ同心に配置され、それらは略円筒状のケース６に収納される。また、一次コイル３の外周面には、周方向の一部に切欠きを備えて略円筒状に屈曲形成された鋼板からなる外装鉄芯７が装着される。なお、中心鉄芯１の長手方向両端部には、鉄芯の磁束の飽和を抑制するために、一次コイル５で発生する磁束と反対方向の磁束を発生させる磁石を装着してもよい。
【００１５】
ケース６内には、熱硬化性エポキシ樹脂が充填される。この樹脂は、中心鉄芯１と二次コイル３の間、二次コイル３と一次コイル５の間、一次コイル５とケース６の間にそれぞれ侵入し、それらの間の絶縁性を保持する。なお、ケース６の上部には、後述するイグナイタ８などが収容される大径部６ａが形成されているが、エポキシ樹脂はこの大径部６ａにも充填される。エポキシ樹脂は、ケース６の上部開口から注入充填され、均一温度の硬化雰囲気温度に保たれた炉に一定時間保持されて硬化される。
【００１６】
ケース６の上部には、一次電流をオンオフするための点火駆動用回路としてのイグナイタ８が設けられると共に、イグナイタ８に一次電流を供給するための一次電流入力用コネクタ端子９が設けられている。なお、イグナイタ８には、ヒートシンクを設けている。
【００１７】
ケース６の下部には、二次コイル３に電気的に接続された二次高圧端子１０を介して、スプリング１１が設けられる。このスプリング１１を介して、ケース６の下部には点火プラグが接続される。その接続部は、プラグホール等の金属部に高電圧がリークしないように、ケース６の下部に設けられたプロテクタ１２に内蔵される。
【００１８】
図２は、中心鉄芯１の上部を拡大して示した概略斜視図である。この図に示すように、中心鉄芯１は、ケイ素鋼板などの磁性体からなる板材１ａ，１ａ…が、多数枚重ね合わされて断面略八角形状の棒状とされている。その際、外側に重ね合わされるものほどケイ素鋼板の幅寸法を小さくして、全体として断面略八角形状に形成する。なお、本実施例では、各鋼板同士は長手方向数箇所１ｂにおいて、かしめて固定しているが、それに代えて或いはそれに加えて、各鋼板間を接着するようにしてもよい。
【００１９】
中心鉄芯１の外周面には、緩衝テープ１３が巻き付けられる。本実施例の緩衝テープ１３は、薄いポリエステルフィルムとされ、内面側に接着材を塗布した矩形状のフィルムが中心鉄芯の外周面に巻かれる。なお、緩衝テープ１３は、中止鉄心１よりやや軸方向に短く形成されており、中心鉄芯１の上下両方両端部１ｃ，１ｃを少しだけ残して巻着される。これにより、中心鉄芯１の上下両端部１ｃ，１ｃは、外部に露出した状態とされる。
【００２０】
中心鉄芯１の両端部１ｃ，１ｃには、図３に示すようなキャップ状の緩衝材１４が装着される。この緩衝材１４は、シリコンにより形成され、軸方向一端面に開口した略円筒形状であり、その円形穴（１４ａ，１４ｂ）に中心鉄芯１の端部がはめ込まれる。緩衝材１４の円形穴は、緩衝材１４の軸方向中央部より奥側が、若干縮径した段付き穴とされている。図４に示すように、奥側の小径部１４ａには、緩衝テープ１３が巻かれていない中心鉄芯１の露出部１ｃが配置され、開口側の大径部１４ｂには、緩衝テープ１３が巻かれた中心鉄芯１の端部がはめ込まれる。
【００２１】
図５は、図１の点火コイルの上部を拡大して示した概略縦断面図である。この図に示すように、二次ボビン２は、中心鉄芯１が差し込まれる中心穴２ａが、上部において傾斜面２ｂを介して拡径されている。その拡径部２ｃは、上方に開口しており、中心鉄芯１と二次ボビン２（二次コイル３）との隙間に充填されるエポキシ樹脂の導入開口部とされる。
【００２２】
上側の緩衝材１４の開口先端（下端縁）は、前記傾斜面２ｂに近接しつつも、前記拡径部２ｃ内に配置される。具体的には、上側の緩衝材１４の開口先端から前記傾斜面２ｂ下端縁までの距離Ｈが、設定範囲（具体的には約０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ）の値とされる。２．５ｍｍを超えると、前記拡径部２ｃが大きくなるのでエポキシ樹脂量が多くなり、クラック発生原因となる一方、０．５ｍｍ未満ではエポキシ樹脂にひずみが生じ易くなるからである。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の内燃機関用点火コイルによれば、緩衝材の開口先端から傾斜面までの距離を最適としたので、エポキシ樹脂への応力を緩和することができる。よって、低圧部（上部）のエポキシ樹脂のクラックを防止し、内燃機関用点火コイルの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の点火コイルの一実施例を示す概略縦断面図である。
【図２】図１の点火コイルの中心鉄芯上部を拡大して示す概略斜視図である。
【図３】図１の点火コイルの緩衝材を示す概略縦断面図である。
【図４】中心鉄芯上部に図３の緩衝材を装着した状態を示す概略縦断面図である。
【図５】図１の点火コイルの上部を拡大して示した概略縦断面図である。
【符号の説明】
１　中心鉄芯
２　二次ボビン
２ａ　中心穴
２ｂ　傾斜面
２ｃ　拡径部
３　二次コイル
４　一次ボビン
５　一次コイル
６　ケース
７　外装鉄芯
８　イグナイタ
９　コネクタ端子（一次電流入力部）
１０　二次高圧端子
１１　スプリング
１２　プロテクタ
１３　緩衝テープ
１４　緩衝材
【図１】
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【図２】
2004071913.tif 000004
【図３】
2004071913.tif 000005
【図４】
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【図５】
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