(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルケースの内部に、当該コイルケースの軸線回りに同心状に巻装する形態で１次コイルと２次コイルとが収容されるとともに絶縁性モールド層が充填されたコイル部と、
該コイル部の内側において前記軸線に沿って配置されるセンタコア部と、前記コイル部の外側において前記センタコア部の両端側を連結して、該センタコア部とともに閉磁路を形成するヨーク部とを有するコイルコアとを備えた点火コイルであって、
この点火コイルを、前記コイルコアがエンジン本体に対して絶縁されるように、該エンジン本体に取り付けるための取付部と、前記コイル部と前記コイルコアとが対向することによってそれらの間に形成される隙間を少なくとも部分的に埋める絶縁性充填部とが、高分子材料にて一体射出成形により形成され、
前記２次コイルは前記１次コイルの内側に位置するとともに、前記絶縁性充填部は、前記コイル部の内面とこれに対向する前記センタコア部の外面との間に形成される隙間を少なくとも埋めることを特徴とする点火コイル。
【請求項２】
前記絶縁性充填部は、前記コイル部とこれに対向する前記コイルコアとの間に形成される隙間のほぼ全体を埋める請求項１記載の点火コイル。
【請求項３】
前記コイルコアのほぼ全体を覆う絶縁性被覆部が、前記絶縁性充填部及び前記取付部とともに前記高分子材料にて一体射出成形により形成されている請求項１又は２記載の点火コイル。
【請求項４】
前記一体射出成形に用いられる前記高分子材料は、全体を同一材質にて構成した請求項１ないし３のいずれか１項に記載の点火コイル。
【請求項５】
前記一体射出成形に用いられる前記高分子材料は、熱可塑性樹脂からなる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の点火コイル。
【請求項６】
前記一体射出成形に用いられる前記熱可塑性樹脂には、絶縁性フィラーが配合されている請求項５記載の点火コイル。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂における前記絶縁性フィラーの配合率が１０〜４０重量％の範囲で調整されている請求項６記載の点火コイル。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂の軟化点が、１２０℃以上である請求項５ないし７のいずれか１項に記載の点火コイル。
【請求項９】
前記熱可塑性樹脂は、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂のうち少なくとも１種からなる請求項５ないし８のいずれか１項に記載の点火コイル。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の点火コイルと、前記エンジン本体に装着されるとともに、前記点火コイルの前記２次コイルと導通しており、前記点火コイルにて発生する放電用高電圧の供給を受けて火花放電を発生するスパークプラグとを備えたことを特徴とする点火装置。
【請求項１１】
前記エンジンが定置型ガスエンジンである請求項１０記載の点火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、閉磁路型の点火コイルとそれを用いた点火装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
点火コイルは、エンジンの燃焼室内に誘導される混合気に火花を飛ばして着火させるスパークプラグに、例えば数十ｋＶの高電圧（放電用高電圧）を供給するために用いられる。ところで、点火コイルはコイルコア（鉄心）を備えるものであるが、そのコイルコアの形状は様々であり、さらにはそのコイルコアにより開磁路を形成した点火コイル（以下、開磁路型点火コイルという）と、閉磁路を形成した点火コイル（以下、閉磁路型点火コイルという）とが知られている。ただし、開磁路型点火コイルでは、コイルコア外部（大気中）を磁路とするため磁気抵抗が大きく、磁気洩れが発生し、スパークプラグへの供給電圧に損失が生じることが懸念される。そこで、磁気洩れを低減し、スパークプラグへの供給電圧の損失を抑えるべく閉磁路型点火コイル（例えば、特開平９−３１２２２６号公報等参照）が用いられ、このうち、２次コイルが１次コイルの外側に位置するタイプの閉磁路型点火コイルの一般的な断面構造を図７に示す。
【０００３】
図７において、閉磁路型点火コイル１５０は、コイル部１１０とセンタコア部１２０とヨーク部１３０とを備えている。コイル部１１０は、軸孔１１５ｂを有するコイルケース１１５の内部に、このコイルケース１１５の軸線回りに(つまり軸孔１１５ｂ回りに)同心状に巻装する形態で、１次コイル１１２と２次コイル１１４とが収容される。センタコア部１２０は、コイル部１１０の内側においてコイルケース１１５の軸線に沿って(つまり軸孔１１５ｂに沿って）配置される。ヨーク部１３０は、コイル部１１０の外側においてセンタコア部１２０の両端側を連結して、センタコア部１２０とともに閉磁路Ｍを形成する。コイル部１１０では、筒状樹脂製の１次ボビン１１１の外周に１次コイル１１２が巻き付けられ、また、筒状樹脂製の２次ボビン１１３の外周に２次コイル１１４が分割して巻き付けられている。そして、１次コイル１１２と２次コイル１１４とは、１次コイル１１２が内側に位置するように、樹脂製コイルケース１１５の軸線回りに同心状に巻装する形態でこのコイルケース１１５内に収容されている。そして、コイルケース１１５内に注入・固化させた絶縁樹脂層１１６により、両コイル１１２，１１４及びコイルケース１１５の相互間の隙間が埋められて一体化されている。なお、１４０は２次コイル１１４の高電圧側と導通し、その高電圧を外部（例えばスパークプラグ）に取り出すための高電圧タワーであり、１４１は高電圧端子である。
【０００４】
一方、コイル部１１０の内側に配置されることになるセンタコア部１２０と、コイル部１１０の外側に配置されることになるヨーク部１３０とは、珪素鋼板を積層した２個のＥ字状コイルコアＣの脚部同士を対向させて形成され、閉磁路Ｍを形成している。センタコア部１２０には、Ｅ字状コイルコアＣの中央脚部の対向部位置に閉磁路Ｍの相互インダクタンス調整用のギャップＧが設けられている。また、ヨーク部１３０には、閉磁路型点火コイル１５０をエンジン本体の点火コイル取付位置に取り付けるための取付孔Ｈが四隅に１個ずつ形成されている。従って、ヨーク部１３０に形成された取付孔Ｈ及びこの取付孔Ｈに挿通されるボルト等の締結具を介して、閉磁路型点火コイル１５０が上記取付位置に取り付けられるとともに、アースされているエンジン本体にコイルコアＣが接続され、アースされることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような閉磁路型点火コイル１５０のコイル部１１０において、例えば耐久性の観点から問題となるのは次の２点である。
【０００６】
（１）電界強度の増加による絶縁性の悪化……閉磁路型点火コイル１５０においては、一般にヨーク部１３０に形成された取付孔Ｈにより点火コイル１５０自体をエンジン本体に取り付けるために、アース点がコイルコアＣとなる。ところが、コイルコアＣをアース点とする場合には、２次コイル１１４の高電圧側とアース点との間の距離Ｌが構造上大きくとれない関係上、２次コイル１１４での高電圧発生時に上記距離Ｌにおける電界強度の増加を招く（例えば、２０ｋＶ／ｍｍ以上にも達する）ことが多い。そのために、２次コイル１１４とコイルコアＣとの間に位置するコイルケース１１５又は絶縁樹脂層１１６（の絶縁破壊強さ）が電界強度の増大に耐え切れなくなると、２次コイル１１４とコイルコアＣとの間で電界方向にリークが発生する場合がある。つまり、スパークプラグの電極消耗に伴い放電電圧は増加するが、このような放電電圧の増加等の原因が、２次コイル１１４とコイルコアＣとの間の電界強度の増加に直接的に反映される。そこで、このようにスパークプラグの放電電圧が高くなる条件下で長時間の連続使用に供されると、２次コイル１１４とコイルコアＣとの間でリークが発生し、コイルケース１１５及び絶縁樹脂層１１６の劣化が生じるおそれがあり、ひいては点火コイル１５０自体の耐久性を低下させてしまう。
【０００７】
（２）コロナ放電によるコイル部の侵食……閉磁路型点火コイル１５０では、導通部分であるコイルコアＣと高電圧を発生する２次コイル１１４との間で電界強度が大となることから、これら両者間に隙間Ｓがあると、実際の使用時において、隙間Ｓに存在する空気が電離してコロナ放電が発生する場合がある。図７に示すような２次コイル１１４が１次コイル１１２の外側に位置するタイプの閉磁路型点火コイル１５０では、ヨーク部１３０の内面１３０ａとそれに対向するコイルケース１１５の外面１１５ａとの間の隙間Ｓにてコロナ放電が発生しやすい。つまり、このようなタイプにおいて、コイル部１１０とコイルコアＣとの間に形成される隙間Ｓのうち、コロナ放電の発生が予定される部分はヨーク部１３０の内面１３０ａとそれに対向するコイルケース１１５の外面１１５ａとの間の隙間である。そして、点火コイル１５０が長時間の連続使用に供されると、コロナ放電の発生熱や、コロナ放電時に発生するオゾンによってコイルケース１１５や絶縁樹脂層１１６が劣化し、徐々にコイルケース１１５や絶縁樹脂層１１６を構成する樹脂の侵食が進行し、ついには絶縁破壊を生じるに至る。
【０００８】
ところで近年において、定置型ガスエンジンが普及しつつある。定置型ガスエンジンは、排気熱と燃焼熱とを共に利用してエネルギ利用効率を向上させるコジェネレーションシステムのエネルギ供給源として、工場・ビル・病院・ホテル等で使用されたり、小型冷暖房機を作動させるガスヒートポンプ（ＧＨＰ）の駆動源として、家庭やオフィス等で使用されたりしている。
【０００９】
このような定置型ガスエンジンでは、その使用態様によってはいわゆるライフラインにも直結することから、第一に信頼性が要求される。つまり、定置型ガスエンジンの稼働時間は自動車用ガソリンエンジン等と比べて非常に長くなる（例えば２４時間連続運転等）ため、点火コイル（閉磁路型点火コイル）には特に上記（１）及び（２）の観点において十分な耐久性が要求される。つまり、ガスエンジンでは気体燃料を使用することから、液体燃料であるガソリン等に比べて絶縁性が高いために、スパークプラグの火花放電ギャップの間隔を狭くして放電電圧を低くする工夫がなされている。しかし、スパークプラグの電極消耗に伴い放電電圧は徐々に上昇するために（点火コイルにおいても必然的に）２次コイルの最大電圧発生能力をガソリンエンジンのそれよりも高く設定しなければならず、かつ長時間の連続運転に供されるため、上記（１）で述べた電界強度の増大に伴う絶縁性の悪化（絶縁破壊）や、上記（２）で述べたコロナ放電の発生に伴うコイルケース等の劣化が発生しやすくなる。
【００１０】
よって本発明の課題は、スパークプラグの放電電圧が高くなる等の原因により２次コイルの最大電圧発生能力が増大し、かつ長時間の連続運転に供される条件下においても、２次コイルとコイルコアとの間に発生するリークを抑制することができるとともに、コイル部とコイルコアとの間のコロナ放電の発生を抑制して、１次コイルと２次コイルとを収容するコイルケース等の侵食を抑えることができ、耐久性と信頼性に優れた点火コイルと、その点火コイルを用いた点火装置とを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決するために、本発明の点火コイルは、
コイルケースの内部に、当該コイルケースの軸線回りに同心状に巻装する形態で１次コイルと２次コイルとが収容されるとともに絶縁性モールド層が充填されたコイル部と、
該コイル部の内側において前記軸線に沿って配置されるセンタコア部と、前記コイル部の外側において前記センタコア部の両端側を連結して、該センタコア部とともに閉磁路を形成するヨーク部とを有するコイルコアとを備えた点火コイルであって、
この点火コイルを、前記コイルコアがエンジン本体に対して絶縁されるように、該エンジン本体に取り付けるための取付部と、前記コイル部と前記コイルコアとが対向することによってそれらの間に形成される隙間を少なくとも部分的に埋める絶縁性充填部とが、高分子材料にて一体射出成形により形成され、
前記２次コイルは前記１次コイルの内側に位置するとともに、前記絶縁性充填部は、前記コイル部の内面とこれに対向する前記センタコア部の外面との間に形成される隙間を少なくとも埋めることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明の点火コイルは、コイルケースの内部に、１次コイルと２次コイルとを収容するとともに絶縁性モールド層を充填したコイル部と、センタコア部及びヨーク部を有するコイルコアとを備え、コイルコアがエンジン本体に対して絶縁されるようにして、後述する絶縁性充填部とともに高分子材料にて一体射出成形により形成された取付部によりエンジン本体に取り付けられる。したがって、従来のようにコイルコアを直接エンジン本体にアースしつつ取り付ける必要がなくなる。つまり、点火コイル自体は、上記取付部によってコイルコアがエンジン本体に対して絶縁されるように取り付けられるので、２次コイルとアース点との距離が制限されることなく取付部の形成位置に合わせて自在となる。それゆえ、２次コイルとアース点との間の電界強度を有効に低減させることができる。したがって、例えばスパークプラグの放電電圧が高くなる等の原因により２次コイルの最大電圧発生能力が増大し、かつ長時間の連続運転に供される場合でも、２次コイルとコイルコアとの間にリークが発生することなく、点火コイルの耐久性を向上させることができる。
【００１３】
また、この取付部は上述したように絶縁性充填部とともに高分子材料にて一体射出成形により形成されているので、取付部が従来のようにコイルコアに制限されず、点火コイル取付位置の形状・取付個数等に合わせて取付部の位置・形状・個数等を容易かつ自在に調整することができる。また、従来のように取付部をコイルコアとする場合には、取付部の位置をエンジン本体に合わせて変更する際、コイルコアを含めた点火コイル全体の形状を変更する必要があった。しかし、取付部を高分子材料にて一体射出成形する本発明にあっては、この一体射出成形部分のみを調整するだけでエンジン本体への取付位置の変更に対処することができ、コイルコアを含めた形状変更を最小限に抑えて、コストの低減を図ることができる。
【００１４】
さらに、本発明においては、上記取付部とともに高分子材料により形成される絶縁性充填部が、コイル部とコイルコアとの間に形成される隙間を埋めることによって、コロナ放電によるコイル部（具体的には、コイルケース、絶縁性モールド層等）の劣化・侵食が発生しにくくなり、点火コイルの耐久性を向上させることができる。
【００１５】
ここで、絶縁性充填部は、コイル部とコイルコアとが対向することによってそれらの間に形成される隙間を部分的に埋めることになるが、ここでいう「部分的」とは、コイル部とコイルコアとの間に形成される隙間のうち、コロナ放電の発生が予定される部分を少なくとも埋めることを意味する。コロナ放電の発生が予定される部分とは、言い換えれば、コイル部とコイルコアとの間に形成される隙間において、その隙間の電界方向における局所的な電位の傾きが、その隙間を満たす空気層の絶縁耐力以上となる部分である。つまり、点火コイルにおけるコロナ放電の発生条件を満たすコイル部とコイルコアとの間の空気層部分（隙間）を絶縁性充填部により埋めることによって、コロナ放電の発生を防止できる。なお、空気層の絶縁耐力は、印加電圧の上昇速度・時間、空気層の温度・湿度・気圧等によって変動するが、一般に２０℃、１気圧の標準状態において、３ｋＶ／ｍｍといわれている。
【００１６】
具体的には、２次コイルが１次コイルの外側に位置するタイプの点火コイルの場合には、絶縁性充填部は、コイル部の外面とこれに対向するヨーク部の内面との間に形成される隙間を少なくとも埋める必要がある。このタイプでは、２次コイルの高圧側が相対的にコイル部の外側に位置するために、コイル部の外面とこれに対向するヨーク部の外面との間に形成される隙間において、コロナ放電が発生しやすくなる。
【００１７】
一方、２次コイルが１次コイルの内側に位置するタイプの点火コイルの場合には、絶縁性充填部は、コイル部の内面とこれに対向するセンタコア部の外面との間に形成される隙間を少なくとも埋める必要がある。このタイプでは、２次コイルの高圧側が相対的にコイル部の内側に位置するために、コイル部の内面とこれに対向するセンタコア部の外面との間に形成される隙間において、コロナ放電が発生しやすくなる。
【００１８】
そして、絶縁性充填部が、コイル部とこれに対向するコイルコアとの間に形成される隙間のほぼ全体を埋めるようにすれば、２次コイルが１次コイルの外側に位置するタイプでも、前者が後者の内側に位置するタイプでも本発明を同等に適用でき、汎用性を高めることができる。
【００１９】
また、コイルコアのほぼ全体を覆う絶縁性被覆部が、絶縁性充填部及び取付部とともに高分子材料にて一体射出成形により形成される場合には、錆等による腐食や落下等の衝撃による損傷からコイルコアを保護することができる。
【００２０】
この一体射出成形に用いられる高分子材料としての熱可塑性樹脂には、耐熱性（軟化点）の向上を図るため、絶縁性フィラー（例えばガラス繊維）を配合するとよい。そして、絶縁性フィラーの配合率を１０〜４０重量％の範囲に調整し、またその軟化点を１２０℃以上とすることによって、点火コイルの耐久性をより向上させることができる。
【００２１】
なお、絶縁性フィラーの配合率が４０重量％を超える場合には、一体射出成形時における熱可塑性樹脂の流動性が悪化して、例えば絶縁性充填部が所定の隙間を埋められなくなるおそれがある。また、絶縁性フィラーの配合率が１０重量％未満の場合には、耐熱性の面で点火コイルの信頼性が低下することがある。また、熱可塑性樹脂の軟化点が１２０℃未満では、耐熱性の面で点火コイルの信頼性が低下することがある。
【００２２】
ここで、一体射出成形に用いられる熱可塑性樹脂として、ポリブチレンテレフタレート樹脂（以下、ＰＢＴ樹脂という）、ポリフェニレンスルフィド樹脂（以下、ＰＰＳ樹脂という）及びポリエチレンテレフタレート樹脂（以下、ＰＥＴ樹脂という）のうち少なくとも１種を選ぶことが望ましい。これらの樹脂は、いずれもガラス繊維等の絶縁性フィラーを配合した状態でも流動性が極めてよく、成形性に優れている。なお、一般的には、一体射出成形用の樹脂としてガラス繊維入りＰＢＴ樹脂が最も広く用いられており、その軟化点は２００〜２２０℃である。
【００２３】
次に、本発明の点火装置は、
上記の点火コイルと、
前記エンジン本体に装着されるとともに、前記点火コイルの前記２次コイルと導通しており、前記点火コイルにて発生する放電用高電圧の供給を受けて火花放電を発生するスパークプラグとを備えたことを特徴とする。
【００２４】
前述のように、点火コイルの耐久性（寿命）を飛躍的に向上させることによって、点火装置としての耐久性の向上に寄与することができる。また、点火コイルが信頼性に優れることから、点火コイルにて放電用高電圧を損失なく発生させることができ、スパークプラグにて確実に火花放電を発生させることができる。したがって、高い信頼性と十分な耐久性が要求される定置型ガスエンジンにこの点火装置を使用すれば、本発明の特徴を最大限に発揮することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例を参照して説明する。図１には、この発明の点火装置の一実施例であるガスエンジン用点火装置４００が示され、このエンジンＥは定置型ガスエンジンに適用される。この点火装置４００は、エンジンＥの燃焼室ＣＲ内に誘導される気体燃料（混合気）に火花を飛ばして着火させるスパークプラグ２００と，スパークプラグ２００による火花放電に必要な放電電圧に相当する放電用高電圧をスパークプラグ２００に供給する閉磁路型点火コイル１００（以下、単に点火コイルともいう）と、このときの高電圧を点火コイル１００からスパークプラグ２００に伝達するための高圧コード３００とを含んでいる。ただし、スパークプラグ２００に点火コイル１００を直接接続させるダイレクトイグニッションタイプでは、高圧コード３００は不要である。
【００２６】
図２に拡大して示す点火コイル１００は、後述する本体部４０（図４参照）のほぼ全体をほぼ隙間なく覆う絶縁性被覆部５０とともに熱可塑性樹脂（例えばＰＢＴ樹脂）材料にて一体射出成形された取付部７０によって、エンジン本体ＥＢの点火コイル取付位置に固定される。具体的には、ボルト等の締結具７２を取付部７０の取付孔７１に挿通し、エンジン本体ＥＢに形成したねじ孔に螺合等することによって、点火コイル１００を点火コイル取付位置に固定する（図４参照）。取付孔７１の内壁面には金属製の補強リング７３を嵌合して、取付部７０が締結具７２の締め付け力で潰れないように強度補強してある。絶縁性被覆部５０に対する取付部７０の位置・形状・個数等は後述する一体射出成形時において、点火コイル取付位置を考慮して適宜調整することによって多様な点火コイル取付位置に容易かつ自在に対応できる。なお、１は後述する１次コイル（図４参照）への入力部を表わし、＋側入力端子４に＋側入力コード５の一端が接続され、−側入力端子２に−側入力コード３の一端が接続されている。また、＋側入力コード５の他端は、バッテリ（図示省略）の＋側端子に接続され、−側入力コード３の他端は、イグナイタ（図示省略）のコレクタに接続されている。
【００２７】
また、本体部４０から一方向に突出する高電圧タワー９０は、高電圧端子９１と高電圧保護部９２とを有する。後述する２次コイル（図４参照）の高電圧側と導通し、高圧コード３００の一端を接続して、２次コイルの高電圧を外部に取り出すための高電圧端子９１を覆う絶縁性の高電圧保護部９２を、後述するコイルケース（図４参照）と一体成形している。
【００２８】
図１に戻り、スパークプラグ２００は、筒状の主体金具２０１、主体金具２０１の内側に嵌め込まれた絶縁体２０２、絶縁体２０２の内側に設けられた中心電極２０３及び一端が主体金具に接合され他端側が側方に曲げ返されて、その側面が中心電極２０３の先端部と対向するように配置された接地電極２０４等を備えている。中心電極２０３の先端面と接地電極２０４の側面との間に火花放電ギャップｇが形成されている。そして、主体金具２０１に形成したねじ部２０５をエンジンＥのシリンダヘッドＳＨにねじ込んで、火花放電ギャップｇを燃焼室ＣＲ内に突入させてある。中心電極２０３の火花放電ギャップｇ形成側とは反対側の端部にはプラグ側端子２０６が形成され、ここに高圧コード３００の他端が接続される。
【００２９】
次に、図１の点火装置４００に用いられ、本発明に係る閉磁路型点火コイル１００の実施例を図２〜図５に示す。図２は斜視図、図３は平面図を示し、図４は図３におけるＸ−Ｘ矢視断面図、図５は図３におけるＹ−Ｙ矢視断面図を表わしている。以下、主として図４及び図５に基づき閉磁路型点火コイル１００の構成を説明する。
【００３０】
点火コイル１００の本体部４０は、コイルケースの内部において１次コイル１２と２次コイル１４とをコイルケース１５の軸線回りに同心状に巻回する形態で収容するコイル部１０と、コイル部１０の内側においてその軸線方向に沿って配置されるセンタコア部２０と、コイル部１０の外側においてセンタコア部２０の両端側を連結して、センタコア部２０とともに閉磁路Ｍを形成するヨーク部３０とを備えている。コイル部１０では、筒状で熱可塑性樹脂製の１次ボビン１１の外周に１次コイル１２が巻き付けられ、また、複数個の巻溝を有し、筒状で熱可塑性樹脂製の２次ボビン１３の外周に２次コイル１４が巻き付けられている。１次コイル１２は、線径０．３〜１．０ｍｍのエナメル線を合計１００〜２００回程度積層巻きされる。一方、２次コイル１４は、これよりも細い線径０．０３〜０．１ｍｍのエナメル線を合計５０００〜２００００回程度分割巻きされる。
【００３１】
そして、１次コイル１２と２次コイル１４とを、１次コイル１２が内側に位置するように熱可塑性樹脂（例えばＰＢＴ樹脂）製のコイルケース１５に同心状に収容し、コイルケース１５内に注入・加熱硬化させた熱硬化性絶縁樹脂層（例えばエポキシ樹脂層）１６（絶縁性モールド層）により、両コイル１２，１４及びコイルケース１５の相互間の隙間を埋めて一体化されている。ここで、熱硬化性絶縁樹脂層１６は、一体射出成形以前に、中空のコイルケース１５の内側に両コイル１２，１４等を所定位置に配置し、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を液化した状態で真空含浸することにより形成することができる。このように、熱硬化性樹脂を真空含浸させることにより、コイルケース１５内の隅々にまで絶縁性の樹脂による充填が図れることから、コイルケース１５内の絶縁性を確実に得ることができる。
【００３２】
一方、センタコア部２０とヨーク部３０とは、珪素鋼板Ｃ0を複数積層した２個のＵ字状鉄心Ｃ（コイルコア）の脚部同士を対向させて環状形態をなし、閉磁路Ｍを形成している。したがって、外周を閉磁路Ｍで取り囲まれた内部空間において、コイル部１０のコイルケース１５が、その中心部の軸孔１５ｂの内壁面によりセンタコア部２０を取り囲む形で位置することになる。センタコア部２０には、Ｕ字状鉄心Ｃの中央脚部の対向部位置に閉磁路Ｍの相互インダクタンス調整用のギャップＧが設けられ、このギャップＧの間隔は例えば１ｍｍに調整されており、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂を主成分とする接着剤）からなる非磁性スペーサ２５で埋められている。この非磁性スペーサ２５は、一体射出成形によって一体成形部８０が形成される際に、鉄心Ｃが成形材料（例えばＰＢＴ樹脂）の射出圧力によって外側から押圧され、ギャップＧの間隔が設定値よりも狭くなって相互インダクタンスが変化する（いわゆるギャップＧの潰れ現象）ことを防止している。つまり、非磁性スペーサ２５は、一体射出成形以前に硬化してギャップＧの間隔を所定値に維持し、かつ一体射出成形時の温度上昇によって寸法変化を来さない性質を要することから、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で構成することが望ましい。
【００３３】
以上のように構成された本体部４０は、熱可塑性樹脂（例えばＰＢＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂又はＰＥＴ樹脂等）からなる絶縁性被覆部５０によってほぼその周囲全体を覆われている。また、閉磁路Ｍの内側において、コイル部１０と鉄心Ｃ（センタコア部２０及びヨーク部３０）との間に形成される隙間Ｓが、熱可塑性樹脂（例えばＰＢＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂又はＰＥＴ樹脂等）からなる絶縁性充填部６０によって埋められている。この絶縁性充填部６０は、絶縁性被覆部５０及び取付部７０とともに一体射出成形されて一体成形部８０を形成している。ところで、この一体成形部８０は、本体部４０を予め金型に埋め込み、熱可塑性樹脂材料を金型内に射出するインサート成形法によって形成される。よって、本明細書において、「一体射出成形」は「インサート成形」と同義で用いている。
【００３４】
次に、このような点火コイル１００の製造方法について説明する。
（１）コイル部１０の組立工程
１次コイル１２を巻いた１次ボビン１１の外側に２次コイル１４を巻いた２次ボビン１３を重ね合わせ、さらにその外側に、熱可塑性樹脂（例えばＰＢＴ樹脂）を用いて予めインサート成形により形成され、軸孔１５ｂを有するコイルケース１５（図４参照）を被せて、コイル部１０を組み立てる。なお、１次コイル１２及び２次コイル１４は、コイルケース１５の軸線回りに(つまり軸孔１５ｂ回りに)同心状に巻装する形態で、コイルケース１５の内部に収容される（図４参照）。
【００３５】
（２）本体部４０の組立及び非磁性スペーサ２５の配置工程
コイルケース１５の軸線方向に沿って形成された軸孔１５ｂに、２個のＵ字状鉄心Ｃの脚部を挿入してセンタコア部２０を形成しつつ、コイル部１０（コイルケース１５）の外側にてヨーク部３０を形成し、本体部４０を組み立てる。２個のＵ字状鉄心Ｃの脚部をそれぞれ突き合わせて形成されるセンタコア部２０の軸線方向中間部にはギャップＧを形成し、ヨーク部３０側の脚部は一体化して環状形態をなす。このとき、一方のＵ字状鉄心Ｃの脚部に熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）を主成分とする接着剤からなる非磁性スペーサ２５を塗布してギャップＧを埋めておく。
【００３６】
（３）コイルケース１５への絶縁樹脂材料の注入工程
組み立てた本体部４０を型に入れ、真空含浸しながらコイルケース１５の内部に液化した状態の熱硬化性絶縁樹脂（例えばエポキシ樹脂）を注入する。
【００３７】
（４）非磁性スペーサ２５及び絶縁樹脂層１６の加熱硬化工程
型に入れた本体部４０を加熱し、非磁性スペーサ２５を加熱硬化させてギャップＧの間隔を所定値に維持するとともに、熱硬化性絶縁樹脂材料を加熱硬化させて熱硬化性絶縁樹脂層１６を形成する。
【００３８】
（５）一体射出成形（インサート成形）工程（図６参照）
本体部４０及び補強リング７３（図２参照）を金型Ｄ内に埋め込む形態で所定位置に配置する。この金型Ｄの型締めを行った後、材料温度約２２０〜２６０℃にて軟化させたＰＢＴ樹脂材Ｐを、射出圧力約５〜１０ＭＰａで金型Ｄ内に射出する。このとき、ＰＢＴ樹脂材Ｐが、コイル部１０と鉄心Ｃ（センタコア部２０及びヨーク部３０）との間に形成される隙間Ｓを埋めて絶縁性充填部６０を形成し、また、本体部４０を覆う絶縁性被覆部５０を形成し、さらには補強リング７３とともに取付部７０を形成し、これらは一体化して一体成形部８０（図４参照）になる。なお、このとき鉄心Ｃに従来のように取付孔が形成される場合には、この取付孔６５にもＰＢＴ樹脂材Ｐが流入することになる。そして、通常の射出成形工程と同様に、保圧→冷却→離型の各工程を経て点火コイル１００が取り出される。これによって、絶縁性被覆部５０、絶縁性充填部６０及び取付部７０が、ＰＢＴ樹脂からなる一体成形部８０として一体射出成形される。ただし、上記ＰＢＴ樹脂材Ｐには、絶縁性フィラーとしてのガラス繊維が１０〜４０重量％（例えば１５又は３０重量％）の範囲で配合され、軟化点が２００℃以上になるように調整されている。
【００３９】
一体成形部８０のうち、絶縁性被覆部５０は本体部４０のほぼ全体を覆っているので、本体部４０に対して、防錆機能と落下等の衝撃に対する保護・緩衝機能とを有している。
【００４０】
また、絶縁性充填部６０に関して、次の点が注目される。すなわち、本実施例のように、２次コイル１４を１次コイル１２の外側において同心状に巻装するタイプでは、２次コイル１４の高圧側が相対的にコイル部１０の外側に位置するために、コイル部１０の外面１０ａ（コイルケース１５の外面１５ａ）とこれに対向するヨーク部３０の内面３０ａとの間に形成される隙間Ｓでコロナ放電が発生しやすくなる。ところで、流動性のよいガラス繊維入りＰＢＴ樹脂材Ｐを用いた射出成形であることから、ＰＢＴ樹脂材Ｐの金型Ｄ内での流れは極めてスムーズである。したがって、コイルケース１５の外面１５ａとこれに対向するヨーク部３０の内面３０ａとの間に形成される隙間ＳにＰＢＴ樹脂材Ｐが行き渡ることになる。その結果、コイルケース１５及び熱硬化性絶縁樹脂層１６（コイル部１０）とこれらに対向する鉄心Ｃとの間に形成される隙間Ｓを埋める形で絶縁性充填部６０が形成されるので、確実にコロナ放電の発生を防止できる。
【００４１】
一方、エンジン本体ＥＢにアースするためのアース点となる取付部７０が、鉄心Ｃ（本体部４０）を絶縁しつつ、絶縁性充填部６０（さらには絶縁性被覆部５０）とともに一体射出成形により形成されている。これによって、従来のように鉄心Ｃの取付孔によって、本体部４０をエンジン本体ＥＢにアースしつつ取り付ける必要がなく、アース点が従来の鉄心Ｃから取付部７０に移行する。そのため、２次コイル１４とアース点との距離は、従来の２次コイル１４と鉄心Ｃとの距離Ｌ（図４参照）よりも長くなって、２次コイル１４と取付部７０（補強リング７３）との距離Ｌ’（図５参照）となる。その結果、２次コイル１４とアース点（補強リング７３）との間の電界強度が低減し、リークが発生しにくくなる。なお、鉄心Ｃはエンジン本体ＥＢにはアースされておらず、ほぼ全体を絶縁性被覆部６０で覆われて、エンジン本体ＥＢの表面から離間した状態で保持されている。
【００４２】
ところで、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて一体射出成形する場合、熱硬化性樹脂は熱可塑性樹脂よりも相対的に熱収縮が大きく、絶縁性被覆部５０の厚みがバラつき薄肉化現象が発生しやすい。そして、点火コイル１００が冷熱サイクルを繰り返し受けたとき、絶縁性被覆部５０における薄肉部に熱応力が集中し、割れ等を生じる（これを耐ヒートサイクル性の低下という）おそれがある。これに対して、熱可塑性樹脂を用いて一体射出成形を行う絶縁性被覆部５０においては、厚みのバラツキが小さく抑えられ薄肉化が防止されるので、外観が美麗となる他、耐ヒートサイクル性が向上する。
【００４３】
次に、コイル部１０と鉄心Ｃとの配置関係を模式的に表わした図９に基づき、コイル部１０と鉄心Ｃとの間に形成され、絶縁性充填部６０により埋められるべき隙間Ｓについて説明する。コイル部１０と鉄心Ｃとが対向することによってそれらの間に形成される隙間Ｓのうち、コロナ放電の発生が予定される部分は、点火コイルのタイプによって次のように異なる。なお、図４から明らかなように、本発明の一実施例として説明してきたものは、このうちの（１）のタイプに属する。
【００４４】
（１）２次コイル１４が１次コイル１２の外側に位置するタイプでは、２次コイル１４の高圧側が相対的にコイル部１０の外側に位置する。このために、閉磁路Ｍの内側において、コイル部１０の外面１０ａ（コイルケース１５の外面１５ａ）とこれに対向するヨーク部３０の内面３０ａとの間に形成される隙間Ｓ1でコロナ放電が発生しやすい（図９（ｂ）参照）。したがって、このタイプの点火コイルでは、絶縁性被覆部６０は少なくともこの隙間Ｓ1を埋める必要がある。
【００４５】
（２）２次コイル１４が１次コイル１２の内側に位置するタイプでは、２次コイル１４の高圧側が相対的にコイル部１０の内側に位置する。このために、コイル部１０の内面１０ｂ（コイルケース１５の軸孔１５ｂの内壁面）とこれに対向するセンタコア部２０の外面２０ａとの間に形成される隙間Ｓ2でコロナ放電が発生しやすい（図９（ｃ）参照）。したがって、このタイプの点火コイルでは、絶縁性被覆部６０は少なくともこの隙間Ｓ2を埋める必要がある。
【００４６】
（実験例）
本発明の効果を確認するために、点火コイルの耐久試験を行った。まず図４に示す本体部４０を２個用意し、一方の本体部４０に対して次のような処置を施し、２種の試験品を準備した。
（Ａ）図６に示す一体射出成形工程を、材料温度２２０℃のＰＢＴ樹脂材を用いて射出圧力８ＭＰａにて実施し、本体部４０に一体成形部８０を形成した点火コイル１００を得た。  ［実施例Ａ］
（Ｂ）他方の点火コイルは、本体部４０がそのままの状態とした。  ［従来例Ｂ］
【００４７】
次に、このようにして得られた試験品Ａ，Ｂを高電圧タワー９０に接続される高圧コードを介してスパークプラグに電気的接続し、それらを高温槽内に配置した上で、スパークプラグにて火花放電を発生させて連続耐久試験を行った。試験は、点火コイルが絶縁破壊により故障するまでの駆動回数（放電回数）をカウントすることにより実施した。試験条件は以下の通りである。
・雰囲気温度：８０℃
・駆動周波数：１５０Ｈｚ
・平均放電電圧：３０ｋＶ
【００４８】
試験結果を図８に示す。図８において、点火コイルの故障駆動回数（耐久性）は、実施例Ａで約３５億回、従来例Ｂで約９億回であった。実施例Ａは、従来例Ｂに対して約４倍の耐久性を有することがわかる。
【００４９】
本発明に係る点火コイルについて、鉄心の形状は実施例に示すＵ字状の他に、図７に示したＥ字状等他の形状のものにも適用される。また、閉磁路におけるギャップは、実施例ではセンタコア部に形成したが、ヨーク部に形成してもよく、複数形成する場合もある。さらに、本発明に係る点火コイルは、コイル部と鉄心との相対的位置関係において、いわゆる内鉄形にも外鉄形にも適用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る点火装置の一実施例であるガスエンジン用点火装置の概念図。
【図２】図１の点火装置に用いられる点火コイルの斜視図。
【図３】図２の点火コイルの平面図。
【図４】図２の点火コイルのＸ−Ｘ矢視断面図。
【図５】図２の点火コイルのＹ−Ｙ矢視断面図。
【図６】図２の点火コイルの一体射出成形工程を示す説明図。
【図７】従来の点火コイルを示す断面図。
【図８】実験結果を示すグラフ。
【図９】コイル部と鉄心との配置関係を模式的に表わした斜視図及びそのＺ−Ｚ矢視断面図。
【符号の説明】
１０    コイル部
１０ａ  コイル部外面
１０ｂ  コイル部内面
１２    １次コイル
１４    ２次コイル
１５    コイルケース
１５ａ  コイルケース外面
１５ｂ  軸孔
１６    熱硬化性絶縁樹脂層（絶縁性モールド層）
２０    センタコア部
２０ａ  センタコア部外面
２５    非磁性スペーサ
３０    ヨーク部
３０ａ  ヨーク部外面
４０    本体部
５０    絶縁性被覆部
６０    絶縁性充填部
７０    取付部
７１    取付孔
８０    一体成形部
９０    高電圧タワー
９１    高電圧端子
９２    高電圧保護部
１００  点火コイル
２００  スパークプラグ
４００  点火装置
Ｃ      鉄心（コイルコア）
ＥＢ    エンジン本体
Ｇ      ギャップ
Ｍ      閉磁路
Ｓ      隙間
【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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