(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のエンジンのプラグトップに直結される点火コイル装置であって、コイルの軸方向が点火プラグの軸方向と直交する方向に配置され、上方開口部とそれに隣接した点火プラグの軸方向と直交する二方向に開口端を有するコイルケースと、前記上方開口は高絶縁材からなる蓋状体で閉塞されることにより、前記コイルケースの点火プラグの軸方向の開口端位置を低くすることができることを特徴とする点火コイル装置。
【請求項２】
蓋状体はコイルケースとの間でラビリンス構造によって閉塞されるものである請求項１に記載の点火コイル装置。
【請求項３】
コイル等のコイルケース内部部品はコイルの軸方向開口からの充填樹脂で固定されたものである請求項２に記載の点火コイル装置。
【請求項４】
プラグ軸方向と直交する方向のコイルケース開口端部にコネクターを配置した請求項１乃至３のいずれかに記載の点火コイル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車のエンジンの点火コイル装置のうち、独立点火方式のエンジンの点火プラグに直結する、小型の点火コイル装置に関する。以下これらのコイルをＰＴＣと表記する。ＰＴＣとはPlug Top Coilの略称である。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の独立点火方式に採用されるＰＴＣはエンジンのヘッドカバー周辺に取り付けられることから、小型軽量化が望まれ、エンジンのヘッドカバー上部への配置が制限されることから、点火コイルをプラグトップに取り付けたとき点火プラグの軸方向にあたる長さができる限り短くなるように点火コイルを設計する傾向にあった。図８に示す特許文献１のもののようにコイル３，５の軸方向が点火プラグ１８の軸方向と一致する縦型タイプにおいては、プラグホールに直接挿入しているため、エンジンのヘッドカバー上に露出する部分が少なくなり、ヘッドカバー周辺の設計的自由度が向上するといった利点があった。しかし、図８に示すように、コイルの内蔵部品をコイルケースの上部開口端ぎりぎりまで配置しているため、エポキシ樹脂液の注入時に余裕が無く、管理に手間が掛かかり製造効率が低下するといった問題があった。またこれとは別形式の、コイルの軸方向が横になる横型タイプの点火コイル装置が提供されている。因みに特許文献２に提示されているものは図７に示されるように、横型配置をとっているため、この部分の縦寸法は短くなっているが、耐電圧性能を確保するためケース１の上部開口端を高くして絶縁用の樹脂２１面と内蔵部品との距離が十分とれるように設計しているため、トータルの縦寸法はやや高くなっている。これを更に小型化したいという要求に応えるため、軸方向を閉口端とし、軸方向とは直角方向に開口端を設け、軸方向の長さを短くする設計が考えられる。この設計であれば、高圧となる二次コイル部分は絶縁性の高い材料のケーシングでカバーできるので縦型寸法を短くできるが、内蔵する部品を横から挿入するため、組み付け性が悪いといった欠点があった。
【０００３】
ＰＴＣではなく、通信分野で使われる高圧変成器においては図６に示されるようにコイルケースにおいて隣接する二方向面に開口部を設け、この部分からコイル等の部品を組み付けた後一面の開口部を閉塞して一面開口形態とし、その面から熱硬化樹脂を注入して固化させたものも提示（特許文献３参照）されている。コイルケースの隣接する二面が開口した構造であることから、コイル等の内部部品を組み込む点では作業性が高い。しかし、この変成器はコイルの軸線（長手）方向寸法をできるだけ短くしたいといったＰＴＣの要請は全く考慮されていないので、この通信用の変成器の技術をそのままＰＴＣに適用することはできない。
【特許文献１】特開平４−６２８１２号公報  「内燃機関用点火コイル」  平成４年２月２７日公開
【特許文献２】特開２００２−４８０４６公報  「内燃機関用点火コイル」  平成１４年２月１５日公開
【特許文献３】特開昭６２−４９６０８公報  「変成器ケーシング」  昭和６２年３月４日公開
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、縦方向寸法をできるだけ短くすると共に、高い耐電圧性と耐水性をもつことに加え、組み付け性において優れたプラグトップ直結型点火コイル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の点火コイル装置は、内燃機関のエンジンのプラグトップに直結される点火コイル装置であって、コイルの軸方向が点火プラグの軸方向と直交する方向に配置され、上方開口部とそれに隣接した点火プラグの軸方向と直交する二方向に開口端を有するコイルケースと、前記上方開口は高絶縁材からなる蓋状体で閉塞されることにより、前記コイルケースの点火プラグの軸方向の開口端位置を低くすることができるようにした。
また、本発明に係る点火コイル装置の上記蓋状体はコイルケースとの間でラビリンス構造によって閉塞されると共に、コイル等コイルケースの内部部品はコイルの軸方向開口からの充填樹脂で固定されるようにした。
また、本発明に係る点火コイル装置はプラグ軸方向と直交する方向のコイルケース開口端部にコネクターを配置するようにした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の点火コイル装置は、コイルの軸方向が点火プラグの軸方向と直交する方向に配置された構造を採用するものであるから、装置の点火プラグの軸方向寸法を小さく抑えることができる。また、隣接する二方向に開口端を有するコイルケースを採用したことにより、コイルやコアといった内部部品をケース内に装填する組み付け作業が楽に行える。更に、コイル等の部品を組み付けた後一方開口は高絶縁材からなる蓋状体で閉塞されるようにしたので、コイル高圧部の絶縁効果が高くなり、該コイルケースの点火プラグの軸方向の開口端位置を低くすることができる。
【０００７】
また、本発明に係る点火コイル装置の上記蓋状体はコイルケースとの間でラビリンス構造によって閉塞されるので、コイルケースとしての構造が堅固となって樹脂の充填固化の過程において液漏れ等の心配がない。
また、本発明に係る点火コイル装置はプラグ軸方向と直交する方向のコイルケース開口端部にコネクターを配置するようにし、コイル等コイルケースの内部部品はコイルの軸方向開口からの充填樹脂で固定されるようにしたので、外気に触れる充填樹脂面には水が溜まるようなことが無く、防水性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の１実施形態を、図１乃至図３に基づいて説明する。図１は、本発明の点火コイル装置の実施形態の縦断面図で、珪素鋼板が複数枚積層されたＩ字状のセンタコア６がインサート成形された１次ボビン２に、１次巻線３が巻きまわされ、当該１次巻線３を中心として更に同軸状に２次巻線５が巻きまわされた２次ボビン４が配置されている。コイルケース１の低圧側にはコネクタ９が連接され、当該コネクタ９には、点火を制御する点火ユニット１０が配置され、点火ユニットの端子１１とコネクタ９の端子１２は抵抗溶接等によって接続されている。図４の接続回路図に示すように１次巻線３に点火ユニット１０からの入力信号を与えるための接続用端子１１が接続されるが、この接続は図１に示すように２次ボビン４上において点火ユニット１０と抵抗溶接等でなされる。又、２次ボビン４には２次巻線５の巻終わり(高圧側)と接続され、点火プラグ１８側と接続するための２次端子１３が設置されている。(以下、この状態を「コイルコンプ」と表記する。)
【０００９】
コイルケース１と一体に成形された高圧タワー１４の所定位置には二次端子１３と接続する高圧ターミナル１５を圧入ぎみに設置する。また、外周コア１６はコイルケース１内に設置しておく。この時、外周コア１６の幅とコイルケース１の内面幅は管理されたクリアランスを有しているため、外周コア１６の設置後のガタつきはほとんど発生しない。次に、前記コイルコンプをコイルケース１の軸線上方から下方に向って挿入すると、二次端子１３は高圧ターミナル１５と接触し、電気的接続が保たれることとなる。なお、この時、コネクタ９には、コイルケース１の軸線方向とは直角方向の開口部面の所定位置に係合する凹溝が形成されており、当該凹溝と開口部のＵ字状部位が係合して結合される。
【００１０】
コイルケース１は上方開口部とそれに隣接した点火プラグの軸方向と直交する方向の２面の開口部が形成されるようにした。これはコイルやコアの内部部材を組み込む際に、楽に装填できるための構成である。また、コイルケース１の上方開口端位置を低くし、高絶縁材料の蓋状体７がこの開口面を覆うようになっている。コイルケース１と蓋状体７にはそれぞれに周縁部に溝部１ａ，７ａが設けられ、互いに噛合うラビリンス構造で組み合わされる。コイル等の内部部材が装填され、図２（上方開口部がまだ蓋状体７で被せられていない状態の本発明点火コイル装置の平面図。）から分かるように、コイルケースの溝部１ａはコイルケース１の上端部周縁開口部を除く３方にＵ字状に設けられている。他方の蓋状体７の溝部７ａもコイルケースの溝部１ａと勘合するようにＵ字状に設けられている。コイルケース１の上方開口部を塞ぐ蓋状体７は図３に示すように開口部に蓋状体７を圧入ぎみに係合させる。この時、蓋状体７とコイルケース１の開口部とはラビリンス構造で係合するようになっている。
係合された状態で、他方の開口面を上方に向けて注型用の樹脂であるエポキシ剤をプラグ軸線とは直角方向、すなわち、コネクタ９側から流し込み固化させて点火コイル装置を得る。なお、この時、蓋状体とコイルケースは前述のように、ラビリンス構造で係合しているため、注型時に絶縁樹脂が漏れることはない。樹脂２１の充填は図５の(１)に示されるように斜線で塗られた部分となる。図５の(２)は図５の(１)のＡ−Ａ部断面であるが、コイルケース１蓋状体７とコネクタ９が結合された状態で開口している注入口から樹脂２１が流し込まれて、固化される。
【００１１】
また、本発明では蓋状体７が高絶縁性の樹脂で成形されているため、二次コイル５との隙間を可能な限り小さく設定しても、耐電圧性は維持できる。そのため、コイルケース１の点火プラグの軸方向の開口端位置を低くすることができる。点火プラグ１８との接続は、コイルケース１の高圧タワー１４の軸心の高圧ターミナル１５にハイテンションスプリング１９を係合させ、高圧タワー１４の凹凸に合わせるように耐熱ゴム製の高圧ブーツ２０を係合して装着する。この状態で、エンジンカバー上部から点火プラグ１８に点火コイル装置を係合させる。なお、コイルケース１には図示しない取付用腕が突設されており、取付用腕にあけられた取付用孔にビスを通してエンジンカバーと固定する。
【００１２】
点火コイル装置のプラグ軸線方向を低背化する場合、軸線方向の開口端が短くなるため、そのままでは、エポキシ液面管理が難しくなる。この発明では、ラビリンス構造をもった絶縁性樹脂で成形された蓋状体で軸線方向の開口端をふさぎ、軸線とは直角方向からエポキシ注型剤を注入することにより、エポキシ液面管理が容易になる。また、高圧側は絶縁性樹脂で成形された蓋状体で閉塞しているため、耐電圧性は維持される。一方、液面注入部は開口端のままであるが、低電圧側であるため、耐電圧上問題は生じない。
さらに、ラビリンス構造の蓋状体で軸線の上方向(天方向)を覆っているため、エポキシ面に水分や塵埃が溜まることは無く、耐水性能等も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の点火コイル装置の１実施形態の縦断面図である。
【図２】上方開口部が蓋状体で被せられていない状態の本発明点火コイル装置の平面図である。
【図３】１実施形態においてコイルケースに蓋状体が被さる形態を示す縦断面図である。
【図４】本発明の点火コイル装置の接続回路図である。
【図５】本発明のコイルケース内に樹脂が充填される形態を説明する図である。
【図６】変成器ケーシングとその中に滑り込ませるカバーの分解斜視図である。
【図７】従来の点火コイル装置の縦断面図である。
【図８】従来の異なる点火コイル装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  コイルケース                  ２  一次ボビン
３  一次巻線                      ４  二次ボビン
５  二次巻線                      ６  センターコア
７  蓋状体                        １ａ,７ａ  溝部
９  コネクタ                      １０  点火ユニット
１１  点火ユニットの端子            １２  コネクタの端子
１３  二次端子                      １４  高圧タワー
１５  高圧ターミナル                １６  外周コア
１７  凹溝                          １８  点火プラグ
１９  スプリング                    ２０  高圧ブーツ
２１  絶縁樹脂
【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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