(57)【要約】【課題】コイル部とコネクタケース部とを筒状の嵌合部材を介して組み付けた場合の曲げ強度を向上させることができる点火コイルを提供すること。【解決手段】点火コイル１は、一次コイル２１及び二次コイル２２を備えたコイル部２の軸方向一端側Ｄ１に、コネクタケース部３を筒状の嵌合部材４を介して組み付けてなる。一次コイル２１及び二次コイル２２の内周側には、磁性材料からなる中心コア２３が配置してあり、一次コイル２１及び二次コイル２２の外周側には、磁性材料からなる外周コア２４が配置してある。嵌合部材４は、その軸方向一端側Ｄ１における外周をコネクタケース部３に形成した嵌合穴３１内に嵌入してなると共に、その軸方向他端側Ｄ２における内周に外周コア２４を嵌入してなり、かつ、その一部に当該嵌合部材４を構成する熱可塑性樹脂よりもヤング率が高い補強材料５１を埋設してなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次コイル及び二次コイルを備えたコイル部の軸方向一端側に、コネクタ部及び取付フランジ部を備えたコネクタケース部を、筒状の嵌合部材を介して組み付けてなる点火コイルにおいて、
上記一次コイル及び二次コイルの内周側には、磁性材料からなる中心コアが配置してあり、上記一次コイル及び二次コイルの外周側には、磁性材料からなる外周コアが配置してあり、
上記嵌合部材は、その外周を上記コネクタケース部に形成した嵌合穴内に嵌入してなると共に、その内周に上記外周コアを嵌入してなり、かつ、その一部に当該嵌合部材を構成する熱可塑性樹脂よりもヤング率が高い補強材料を埋設してなることを特徴とする点火コイル。
【請求項２】
請求項１において、上記嵌合部材は、その軸方向一端側における外周を上記嵌合穴内に嵌入してなると共に、その軸方向他端側における内周に上記外周コアを嵌入してなり、
上記補強材料は、上記軸方向一端側から上記嵌合部材内に埋設してあることを特徴とする点火コイル。
【請求項３】
請求項１において、上記嵌合部材は、その軸方向他端側における外周を上記嵌合穴内に嵌入してなると共に、その軸方向他端側における内周に上記外周コアを嵌入してなり、
上記補強材料は、上記軸方向他端側から上記嵌合部材内に埋設してあることを特徴とする点火コイル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記補強材料は、上記嵌合部材を構成する熱可塑性樹脂よりもヤング率が高いエポキシ樹脂からなることを特徴とする点火コイル。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記補強材料は、上記嵌合部材を構成する熱可塑性樹脂よりもヤング率が高い金属片であり、該金属片は、当該嵌合部材内にインサート成形してあることを特徴とする点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関において、スパークプラグからスパークを発生させるために用いる点火コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン等の内燃機関に用いる点火コイルにおいては、一次スプールに電線を巻回して形成した一次コイルと、二次スプールに電線を巻回して形成した二次コイルとを同心円状に配置する。また、一次コイル及び二次コイルの内周側に、磁性材料からなる中心コアを配置し、一次コイル及び二次コイルの外周側に、磁性材料からなる外周コアを配置して、中心コア及び外周コアを通過する磁路を形成している。そして、点火コイル内に生ずる間隙には、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を充填している。
【０００３】
また、上記一次コイル、二次コイル、中心コア及び外周コア等を備えたコイル部を、エンジンのプラグホール内に配置して用いるスティックタイプの点火コイルが多用されている。そして、この点火コイルにおいては、コイル部の軸方向一端側に、コネクタケース部を配置し、このコネクタケース部に、一次コイルへ電力を供給するためのコネクタ部及び点火コイルをエンジンに固定するための取付フランジ部を形成している。
また、このような形状の点火コイルとしては、例えば、特許文献１のスティック形点火コイルがある。
【０００４】
特許文献１の点火コイルにおいては、コイル部の軸方向一端側に、筒状の嵌合部材（ターミナルアッシ）を介してコネクタケース部（制御部）を組み付けている。嵌合部材は、点火コイル内における隙間に充填したエポキシ樹脂の漏れ防止機能や、通電用ターミナルの取付部位としての機能を有している。
また、特許文献１においては、嵌合部材には、この嵌合部材を撓み易くするための環状溝を形成している。そして、コイル部を、嵌合部材を介してコネクタケース部に圧入するときには、嵌合部材を環状溝によって撓ませることによって、この嵌合部材が割れてしまうことを防止している。
【０００５】
しかしながら、上記従来の点火コイルにおいては、嵌合部材に環状溝を形成したことによって、エンジンに使用する際の点火コイルの曲げ強度を低下させてしまう。
すなわち、コイル部をプラグホール内に配置して、当該点火コイルをエンジンに組み付けた状態において、点火コイルに、エンジンの振動による曲げ荷重が作用したときには、嵌合部材に応力が集中し易くなっており、点火コイルにおいて折損に耐え得る十分な曲げ強度を確保するためには、更なる工夫が必要であった。
【０００６】
さらに、上記従来の点火コイルにおいては、スパークプラグを装着した点火コイルをプラグホール内に組み付ける際に、点火コイル、スパークプラグ及びプラグホールの３者の同軸度のずれが大きくなってしまうおそれがある。そのため、この場合には、点火コイルに初期的な曲げ荷重が発生し、この点火コイルに、エンジンの振動による曲げ荷重が作用したときには、点火コイルの曲げ強度を一層低下させてしまう要因になっていた。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２６０２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、コイル部とコネクタケース部とを筒状の嵌合部材を介して組み付けた場合の曲げ強度を向上させることができる点火コイルを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、一次コイル及び二次コイルを備えたコイル部の軸方向一端側に、コネクタ部及び取付フランジ部を備えたコネクタケース部を、筒状の嵌合部材を介して組み付けてなる点火コイルにおいて、
上記一次コイル及び二次コイルの内周側には、磁性材料からなる中心コアが配置してあり、上記一次コイル及び二次コイルの外周側には、磁性材料からなる外周コアが配置してあり、
上記嵌合部材は、その外周を上記コネクタケース部に形成した嵌合穴内に嵌入してなると共に、その内周に上記外周コアを嵌入してなり、かつ、その一部に当該嵌合部材を構成する熱可塑性樹脂よりもヤング率が高い補強材料を埋設してなることを特徴とする点火コイルにある（請求項１）。
【００１０】
本発明の点火コイルは、上記コイル部をエンジンのプラグホール内に配置して用いるスティックタイプのものである。
そして、本発明の点火コイルは、コイル部とコネクタケース部とを分割形成してなり、コイル部の軸方向一端側には、筒状の嵌合部材を介してコネクタケース部を組み付けている。また、嵌合部材の外周は、コネクタケース部に形成した嵌合穴内に嵌入してあり、嵌合部材の内周には、コイル部における外周コアが嵌入してある。
【００１１】
そして、本発明においては、嵌合部材の一部には、嵌合部材を構成する熱可塑性樹脂よりもヤング率が高い補強材料が埋設してある。
そのため、コイル部をプラグホール内に配置して、当該点火コイルをエンジンに組み付けた状態において、点火コイルに、エンジンの振動による曲げ荷重が作用したときには、この曲げ荷重は、補強材料によって補強した嵌合部材に作用する。
【００１２】
これにより、嵌合部材に上記曲げ荷重による応力が集中して作用したときでも、この嵌合部材が破損してしまうことを防止することができ、点火コイルが折損してしまうことを防止することができる。
それ故、本発明によれば、コイル部とコネクタケース部とを筒状の嵌合部材を介して組み付けた場合の曲げ強度を向上させることができる点火コイルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記嵌合部材は、その軸方向一端側における外周を上記嵌合穴内に嵌入してなると共に、その軸方向他端側における内周に上記外周コアを嵌入してなり、上記補強材料は、上記軸方向一端側から上記嵌合部材内に埋設することができる（請求項２）。
この場合には、嵌合部材の一部に補強材料を埋設することが容易である。
【００１４】
また、上記嵌合部材は、その軸方向他端側における外周を上記嵌合穴内に嵌入してなると共に、その軸方向他端側における内周に上記外周コアを嵌入してなり、上記補強材料は、上記軸方向他端側から上記嵌合部材内に埋設することもできる（請求項３）。
この場合にも、嵌合部材の一部に補強材料を埋設することが容易である。
【００１５】
また、上記補強材料は、上記嵌合部材を構成する熱可塑性樹脂よりもヤング率が高いエポキシ樹脂からなることが好ましい（請求項４）。
この場合には、嵌合部材の一部に形成した充填用溝内に、補強材料としての液状のエポキシ樹脂を充填した後、このエポキシ樹脂を硬化させ、このエポキシ樹脂を嵌合部材内に容易に埋設することができる。
また、特に、嵌合部材の軸方向一端側の端部に充填用溝を形成した場合には、各構成部品の組付後に点火コイル内に形成された間隙に液状のエポキシ樹脂を充填すると共に、このエポキシ樹脂を上記充填用溝内にも充填することができる。そして、その後、エポキシ樹脂を硬化させることにより、嵌合部材内に補強材料を一層容易に埋設することができる。
【００１６】
また、上記補強材料は、上記嵌合部材を構成する熱可塑性樹脂よりもヤング率が高い金属片であり、該金属片は、当該嵌合部材内にインサート成形することができる（請求項５）。
この場合には、金属片を嵌合部材内にインサート成形することにより、嵌合部材内に補強材料としての金属片を容易に埋設することができる。
なお、インサート成形は、嵌合部材を成形する際に、成形型内に金属片を配置した状態で、この成形型内へ樹脂材料を充填することにより、嵌合部材内に金属片を埋設して行うことができる。
また、補強材料としては、上記エポキシ樹脂又は金属片以外にも、上記嵌合部材を構成する熱可塑性樹脂よりもヤング率が高いセラミックス等を用いることもできる。
【実施例】
【００１７】
以下に、本発明の点火コイルにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例の点火コイル１は、図１に示すごとく、一次コイル２１及び二次コイル２２を備えたコイル部２の軸方向一端側Ｄ１に、コネクタ部３２及び取付フランジ部３３を備えたコネクタケース部３を、筒状の嵌合部材４を介して組み付けてなる。
一次コイル２１及び二次コイル２２の内周側には、磁性材料からなる中心コア２３が配置してあり、一次コイル２１及び二次コイル２２の外周側には、磁性材料からなる外周コア２４が配置してある。
【００１８】
図１に示すごとく、嵌合部材４は、その軸方向一端側Ｄ１における外周をコネクタケース部３に形成した嵌合穴３１内に嵌入してなると共に、その軸方向他端側Ｄ２における内周に外周コア２４を嵌入してなる。
また、嵌合部材４の一部には、当該嵌合部材４を構成する熱可塑性樹脂よりもヤング率が高い補強材料５１が埋設してある。
【００１９】
以下に、本例の点火コイル１につき、図１〜図６と共に詳説する。
図２に示すごとく、本例の点火コイル１の軸方向他端側Ｄ２には、スパークプラグ６５を取り付けるためのプラグ取付部６が形成してある。
そして、図３に示すごとく、本例の点火コイル１は、コイル部２及びプラグ取付部６をエンジン７のプラグホール７１内に配置すると共に、コネクタケース部３における取付フランジ部３３をエンジン７におけるプラグホール７１の周辺部にボルト３３５を介して固定するよう構成したスティックタイプのものである。
【００２０】
図１に示すごとく、コネクタケース部３におけるコネクタ部３２は、点火コイル１とエンジン７における電子制御ユニット（ＥＣＵ）との電気接続を行う部位である。また、取付フランジ部３３は、点火コイル１をエンジン７のシリンダヘッドに固定するための部位である。そして、コネクタ部３２及び取付フランジ部３３は、コネクタケース部３から径方向外方へ向けて突出形成してある。
また、コネクタケース部３内には、電力供給回路等を備えた電子部品としてのイグナイタ３４が配置してある。コネクタ部３２及び取付フランジ部３３を形成してなるコネクタケース部３は、熱可塑性樹脂から形成してある。また、嵌合部材４も、熱可塑性樹脂から形成してある。
【００２１】
図１、図２に示すごとく、本例の一次コイル２１は、断面円環形状に形成した熱可塑性樹脂からなる一次スプール２１１の外周面に、絶縁被覆した一次電線を複数回巻回してなる。本例の二次コイル２２は、断面円環形状に形成した熱可塑性樹脂からなる二次スプール２２１の外周面に、一次電線よりも細径の絶縁被覆した二次電線を、一次電線よりも多い巻回数で巻回してなる。本例の二次コイル２２は、一次コイル２１の内周側に挿通配置してある。また、中心コア２３は、二次コイル２２の内周側に挿通配置してある。
【００２２】
また、一次コイル２１の外周側には、断面円環形状に形成した熱可塑性樹脂からなるコイルケース２５が配置してある。
本例の中心コア２３は、平板状の電磁鋼板（珪素鋼板等）を点火コイル１の径方向に積層して、断面略円形状に形成してある。本例の外周コア２４は、コイルケース２５の外周面の形状に沿って円筒状に形成した電磁鋼板（珪素鋼板等）を積層してなる。本例の外周コア２４は、コイルケース２５の外周に配置してある。
【００２３】
図２に示すごとく、本例のプラグ取付部６は、一次スプール２１１における軸方向他端側Ｄ２から延長形成した取付ベース部２１２に、ゴム製のプラグキャップ６１を取り付けてなる。また、二次スプール２２１の軸方向他端側Ｄ２には、高電圧端子６２が配置してあり、この高電圧端子６２には、スパークプラグ６５の端子部を接触させるコイルバネ６３が取り付けてある。そして、二次コイル２２の高電圧側の巻線端部は、高電圧端子６２及びコイルバネ６３を介してスパークプラグ６５の端子部と導通される。
また、スパークプラグ６５は、その碍子部をプラグキャップ６１に形成した中空穴に係合し、碍子部の先端に形成した端子部を、コイルバネ６３に接触させた状態でエンジン７のシリンダヘッドに固定される。
【００２４】
図１に示すごとく、本例の嵌合部材４は、筒状（断面円環形状）に形成した熱可塑性樹脂からなる。嵌合部材４の軸方向一端側Ｄ１には、コネクタケース部３における嵌合穴３１内に嵌入するためのケース嵌合部４１が形成してあり、嵌合部材４の軸方向他端側Ｄ２には、外周コア２４を嵌入させるためのコア嵌合部４２が形成してある。
また、コア嵌合部４２の内周には、外周コア２４を嵌入するための環状の嵌入溝４２１が形成してある。そして、外周コア２４の軸方向一端側Ｄ１における端部は、嵌合部材４のコア嵌合部４２における嵌入溝４２１内に嵌入してある。
【００２５】
また、コア嵌合部４２の外周には、環形状を有するゴムからなるシール部材５５が装着してある。このシール部材５５は、プラグホール７１内への水の浸入を防ぐために用いるものである。
また、本例の点火コイル１においては、嵌合部材４のケース嵌合部４１とコネクタケース部３とが嵌合する第１嵌合部位Ａ１と、嵌合部材４のコア嵌合部４２と外周コア２４とが嵌合する第２嵌合部位Ａ２とが、点火コイル１の軸方向Ｄにおいて互いに重ならないよう軸方向Ｄにずれて形成してある。
【００２６】
図２に示すごとく、本例のコイルケース２５の軸方向一端側Ｄ１の端部は、嵌合部材４のケース嵌合部４１における内周に嵌入させてあり、コイルケース２５の軸方向他端側Ｄ２の端部は、一次スプール２１１の取付ベース部２１２に嵌合させてある。
また、コネクタケース部３、嵌合部材４、コイルケース２５、取付ベース部２１２及び高電圧端子６２によって囲まれた点火コイル１の間隙内には、エポキシ樹脂等からなる熱硬化性樹脂１１が充填してある。そして、この熱硬化性樹脂１１は、中心コア２３と二次コイル２２との間の間隙、二次コイル２２と一次コイル２１との間の間隙、一次コイル２１とコイルケース２５との間の間隙、及びコネクタケース部３内の間隙に充填してある。また、この熱硬化性樹脂１１は、点火コイル１の組付を行った後、組付後に形成された間隙（空間）に、液状の熱硬化性樹脂１１を充填して硬化させたものである。
【００２７】
また、図１に示すごとく、嵌合部材４のケース嵌合部４１における軸方向一端側Ｄ１の端部には、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂１１を充填するための充填用溝４１１が形成してある。この充填用溝４１１は、嵌合部材４の周方向に沿った環形状に形成してある。そして、本例の補強材料５１は、充填用溝４１１内に充填した液状のエポキシ樹脂１１を硬化させることによって、嵌合部材４内に埋設してある。
【００２８】
本例の嵌合部材４を構成する熱可塑性樹脂は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）からなる。また、点火コイル１内における間隙に充填する熱硬化性樹脂１１と、嵌合部材４における充填用溝４１１内に充填するエポキシ樹脂１１とは同じものである。そして、硬化後のエポキシ樹脂１１のヤング率及び硬度は、嵌合部材４を構成する熱可塑性樹脂のヤング率及び硬度よりも高くなっている。
【００２９】
また、本例においては、各構成部品の組付後に点火コイル１内に形成された間隙に液状のエポキシ樹脂１１を充填すると共に、このエポキシ樹脂１１を上記充填用溝４１１内にも充填する。そして、この充填後に、エポキシ樹脂１１を硬化させることにより、嵌合部材４内に補強材料５１としてのエポキシ樹脂１１を埋設すると共に、点火コイル１の全体をエポキシ樹脂１１によって結合することができる。
【００３０】
また、上記シール部材５５は、嵌合部材４のコア嵌合部４２の外周に装着する以外にも、図４に示すごとく、コネクタケース部３の嵌合穴３１を形成する部分を軸方向他端側Ｄ２に向けて延長形成してなる延長形成部３１１に装着することもできる。この場合にも、嵌合部材４の軸方向一端側Ｄ１の端部に補強材料５１を埋設することができる。
また、嵌合部材４内に埋設する補強材料５１は、上記エポキシ樹脂１１とする以外にも、図５に示すごとく、嵌合部材４の周方向に沿った環形状を有する金属片５１Ａとすることもできる。この場合には、金属片５１Ａを嵌合部材４内にインサート成形することにより、嵌合部材４内に金属片５１Ａを容易に埋設することができる。また、インサート成形は、嵌合部材４を成形する際に、成形型内に金属片５１Ａを配置した状態で、この成形型内へ樹脂材料を充填することにより行うことができる。
【００３１】
また、嵌合部材４内に埋設する補強材料５１としての金属片５１Ｂは、図６に示すごとく、嵌合部材４の軸方向他端側Ｄ２に形成した嵌合部４３に埋設することもできる。この場合にも、金属片５１Ｂを嵌合部材４内にインサート成形することにより、嵌合部材４内に金属片５１Ｂを容易に埋設することができる。
【００３２】
上記点火コイル１において、ＥＣＵからのパルス状のスパーク発生信号によって、一次コイル２１に電流を流したときには、中心コア２３及び外周コア２４を通過する磁界が形成される。次いで、一次コイル２１に流す電流を遮断したときには、上記磁界の形成方向とは反対方向に向けて、中心コア２３及び外周コア２４を通過する誘導磁界が形成される。そして、この誘導磁界の形成により、二次コイル２２に高電圧の誘導起電力（逆起電力）が発生し、点火コイル１におけるプラグ取付部６に取り付けたスパークプラグ６５からスパークを発生させることができる。
【００３３】
本例の点火コイル１においては、上記のごとく、嵌合部材４の一部には、嵌合部材４を構成する熱可塑性樹脂よりもヤング率が高い補強材料５１が埋設してある。
そのため、コイル部２をプラグホール７１内に配置して、当該点火コイル１をエンジン７に組み付けた状態において、点火コイル１に、エンジン７の振動による曲げ荷重が作用したときには、この曲げ荷重は、補強材料５１によって補強した嵌合部材４に作用する。
【００３４】
これにより、嵌合部材４に上記曲げ荷重による応力が集中して作用したときでも、この嵌合部材４が破損してしまうことを防止することができ、点火コイル１が折損してしまうことを防止することができる。
それ故、本例の点火コイル１によれば、コイル部２とコネクタケース部３とを筒状の嵌合部材４を介して組み付けた場合の曲げ強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例における、点火コイルの全体を示す断面説明図。
【図２】実施例における、点火コイルのコネクタケース部の周辺を示す断面説明図。
【図３】実施例における、エンジンに取り付けた状態の点火コイルを示す断面説明図。
【図４】実施例における、他の点火コイルのコネクタケース部の周辺を示す断面説明図。
【図５】実施例における、他の点火コイルのコネクタケース部の周辺を示す断面説明図。
【図６】実施例における、他の点火コイルのコネクタケース部の周辺を示す断面説明図。
【符号の説明】
【００３６】
１  点火コイル
１１  熱硬化性樹脂
２  コイル部
２１  一次コイル
２２  二次コイル
２３  中心コア
２４  外周コア
３  コネクタケース部
３１  嵌合穴
３２  コネクタ部
３３  取付フランジ部
４  嵌合部材
４１  ケース嵌合部
４１１  充填用溝
４２  コア嵌合部
４２１  嵌入溝
５１  補強材料
５５  シール部材
６  プラグ取付部
７  エンジン
７１  プラグホール
Ｄ  軸方向
Ｄ１  軸方向一端側
Ｄ２  軸方向他端側
【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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