(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の点火プラグに印加する高電圧を発生するスティック状の点火コイルであって、
一次コイルおよび二次コイルと、
前記両コイルを収容する筒状のケースと、
一方の端部内に前記点火プラグが嵌挿し、前記ケースの高電圧側端部と嵌合する嵌合部を他方の端部に有し、前記高電圧側端部の内周壁面に当接する内周部を前記嵌合部が有するゴムキャップと、
前記二次コイルの高電圧側と一端が電気的に接続しており、前記ゴムキャップに前記点火プラグが嵌挿することにより前記点火プラグと他端が接触して圧縮され、前記二次コイルの高電圧側と前記点火プラグとを電気的に接続する弾性部材であって、前記ゴムキャップに前記点火プラグが嵌挿する前の状態において前記弾性部材の前記他端は前記内周部の先端よりも前記弾性部材の伸長方向側に位置し、前記ゴムキャップに前記点火プラグが嵌挿した状態において前記弾性部材の前記他端は前記内周部の前記先端よりも前記弾性部材の圧縮方向側に位置している弾性部材と、
前記弾性部材が伸縮する際に前記弾性部材を案内する案内部材と、
を備えることを特徴とする点火コイル。
【請求項２】
前記案内部材は前記ケースと一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の点火コイル。
【請求項３】
少なくとも、前記内周部の前記先端位置と前記ゴムキャップに前記点火プラグが嵌挿した状態における前記弾性部材の前記他端位置との間に前記案内部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の点火コイル。
【請求項４】
前記内周部の内径をｄ1、前記案内部材の内径をｄ2とすると、前記案内部材はｄ2≦ｄ1となる部分を有することを特徴とする請求項１、２または３記載の点火コイル。
【請求項５】
前記二次コイルの高電圧側と前記弾性部材の前記一端とを電気的に接続する高圧ターミナルを備え、前記案内部材は、ほぼ前記高圧ターミナルの前記弾性部材側端部から前記内周部の前記先端まで延びているリブであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の点火コイル。
【請求項６】
内燃機関の点火プラグに印加する高電圧を発生するスティック状の点火コイルであって、
一次コイルおよび二次コイルと、
前記両コイルを収容する筒状のケースと、
一方の端部内に前記点火プラグが嵌挿し、前記ケースの高電圧側端部と嵌合する嵌合部を他方の端部に有し、前記高電圧側端部の内周壁面に当接する内周部を前記嵌合部が有するゴムキャップと、
前記二次コイルの高電圧側と一端が電気的に接続しており、前記ゴムキャップに前記点火プラグが嵌挿することにより前記点火プラグと他端が接触して圧縮され、前記二次コイルの高電圧側と前記点火プラグとを電気的に接続する弾性部材とを備え、
前記弾性部材の前記他端は、前記ゴムキャップに前記点火プラグが嵌挿した状態において前記内周部の先端よりも前記弾性部材の伸長方向側に位置していることを特徴とする点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、点火コイルに関し、特にプラグホールに直接搭載するスティック状の点火コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスティック状の点火コイルを図６および図７に示す。点火コイル１００はエンジンブロックに形成されたプラグホールに直接搭載されているので、点火コイル１００の外周近傍にエンジンブロックが位置している。ケース１０１は樹脂製であり、図示しない一次コイルおよび二次コイルを収容している。高圧ターミナル１０３は二次コイルの高電圧側と電気的に接続しており、スプリング１０４の一端１０４ａが高圧ターミナル１０３と電気的に接続している。ゴムキャップ１０２はケース１０１の高電圧側端部に嵌合しており、ゴムキャップ１０２に点火プラグ１１０が嵌挿している。ゴムキャップ１０２に点火プラグ１１０が嵌挿するとスプリング１０４の他端１０４ｂと点火プラグ１１０のコイル側端子１１１とが接触してスプリング１０４が圧縮され、高圧ターミナル１０３と点火プラグ１１０とが電気的に接続する。ゴムキャップ１０２に点火プラグ１１０が嵌挿した状態において、スプリング１０４の他端１０４ｂはゴムキャップ１０２の内周部１０２ａの先端１０２ｂよりもスプリング１０４の圧縮方向側に位置している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
点火プラグ１１０から点火コイル１００を例えば斜め方向に抜いたりする場合、図７に示すように、スプリング１０４の伸長に伴い内周部１０２ａの先端１０２ｂにスプリング１０４の他端１０４ｂが引っ掛かることがある。このような状態でゴムキャップ１０２に点火プラグ１１０が嵌挿すると、スプリング１０４が折れ曲がった状態で押し込まれるので、スプリング１０４とエンジンブロックとが局部的に接近する。ゴムキャップ１０２の外周近傍にアース電圧に保持されたエンジンブロックが位置しているので、スプリング１０４が折れ曲がった状態でスプリング１０４に高電圧が印加されると、スプリング１０４とエンジンブロックとの局部的な接近箇所で絶縁破壊が起こりやすくなるので、所望の高電圧を点火プラグ１１０に印加できなくなるという問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、二次コイルの高電圧側と点火プラグとを電気的に接続する弾性部材が点火コイルの脱着に伴いゴムキャップの内周部に引っ掛かることを防止し、所望の高電圧を点火プラグに印加する点火コイルを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の点火コイルによると、ゴムキャップに点火プラグが嵌挿した状態において点火プラグと電気的に接続する弾性部材の他端は、ゴムキャップに点火プラグが嵌挿する前の状態において内周部の先端よりも弾性部材の伸長方向側に位置し、ゴムキャップに点火プラグが嵌挿した状態において弾性部材の他端は内周部の先端よりも弾性部材の圧縮方向側に位置している。したがって、点火コイルの脱着に伴い弾性部材が伸縮すると、弾性部材の他端が内周部の先端を通過する。
【０００６】
請求項１記載の点火コイルは弾性部材が伸縮する際に弾性部材を案内する案内部材を備えているので、点火プラグから点火コイルを抜く際に弾性部材が圧縮された状態から伸長しても、弾性部材が案内部材に案内されるので弾性部材が内周部に引っ掛からない。したがって、弾性部材が伸縮しても弾性部材の径方向位置は変化しないので、点火コイルの外周近傍に位置する低電圧部材に弾性部材が局部的に接近することを防止する。これにより、弾性部材と低電圧部材との絶縁が保持されるので、所望の高電圧を点火プラグに印加することができる。
【０００７】
本発明の請求項２記載の点火コイルによると、案内部材がケースに一体に形成されているので、部品点数が減少し、点火コイルの組付けが容易になる。
本発明の請求項３記載の点火コイルによると、少なくとも内周部の先端位置と、ゴムキャップに点火プラグが嵌挿した状態における弾性部材の他端位置との間に案内部材が設けられている。したがって、弾性部材が内周部に引っ掛かることを確実に防止することができる。
【０００８】
本発明の請求項４記載の点火コイルによると、内周部の内径をｄ1 、案内部材の内径をｄ2 とすると、案内部材はｄ2 ≦ｄ1 となる部分を有する。したがって、弾性部材が内周部の内周面よりも径方向外側にずれることを防止するので、弾性部材が内周部に引っ掛かることを確実に防止することができる。
本発明の請求項５記載の点火コイルによると、案内部材は、ほぼ高圧ターミナルの弾性部材側端部から内周部の先端まで延びたリブで構成されている。したがって、高圧ターミナルと内周部の先端との間で弾性部材が折れ曲がることを防止できる。さらに、案内部材の肉圧を薄くすることができるので、案内部材を樹脂で成形する際の歪みや空洞の発生を低減することができる。
【０００９】
本発明の請求項６記載の点火コイルによると、二次コイルの高電圧側と点火プラグとを電気的に接続する弾性部材の他端は、ゴムキャップに点火プラグが嵌挿した状態において内周部の先端よりも弾性部材の伸長方向側に位置している。したがって、点火コイルの脱着に伴い弾性部材が伸縮しても弾性部材の他端は内周部の先端を通過しないので、弾性部材が内周部に引っ掛かることを確実に防止することができる。したがって、点火コイルの外周近傍に位置する低電圧部材に弾性部材が局部的に接近することを防止するので、弾性部材と低電圧部材との絶縁が保持され、所望の高電圧を点火プラグに印加することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による点火コイルを図１、図２および図３に示す。
図３に示す点火コイル１０は、図示しないエンジンブロックの上部に気筒毎に形成されたプラグホール内に収容され、図示しない点火プラグと図１の下方で電気的に接続している。
【００１２】
点火コイル１０のケース１１は第１ケース１２および第２ケース１３からなり、樹脂材料により円筒状に形成されている。第１ケース１２は、中心コア１６、磁石１７、１８、二次スプール２０、二次コイル２１、二次コイル２１と電気的に接続しているターミナルプレート４０、一次スプール２３、一次コイル２４、外周コア２５等を収容している。第２ケース１３は高電圧部としての高圧ターミナル４１およびスプリング４２を収容している。ケース１１内に充填されたエポキシ樹脂２６は点火コイル１０内の各部材間に浸透し、樹脂絶縁材として部材間の電気絶縁を確実なものとしている。第２ケース１３の高電圧側端部にゴムキャップとしてのプラグキャップ１４が嵌合している。プラグキャップ１４の一方の端部内に点火プラグが嵌挿することにより、弾性部材としてのスプリング４２が二次コイル２１の高電圧側と点火プラグとを電気的に接続する。
【００１３】
円柱状の中心コア１６は薄い珪素鋼板を横断面がほぼ円形となるように径方向に積層して組立てられている。コイルにより励磁されて発生する磁束の方向とは逆方向の極性を有する磁石１７、１８はそれぞれ中心コア１６の軸方向両端に装着されている。また、中心コア１６の外周を絶縁材としてゴム材１９が覆っている。
【００１４】
二次スプール２０はゴム材１９の外周に配設されており、樹脂材料で成形されている。二次コイル２１は二次スプール２０の外周に巻回されており、二次コイル２０の高電圧側にさらにダミーコイル２２が一重巻き程度に巻回されている。ダミーコイル２２は二次コイル２１とターミナルプレート４０とを電気的に接続している。単線ではなくダミーコイル２２で二次コイル２１とターミナルプレート４０とを電気的に接続することにより、二次コイル２１とターミナルプレート４０との電気的接続部の表面積を大きくし、電気的接続部への電界集中を避けている。
【００１５】
一次スプール２３は二次コイル２１の外周に配設されており、樹脂材料で成形されている。一次コイル２４は一次スプール２３の外周に巻回されている。
外周コア２５は一次コイル２４のさらに外側に装着されている。外周コア２５は、薄い珪素鋼板を筒状に巻回し巻回開始端と巻回終了端とを接続していないので軸方向に隙間が形成されている。外周コア２５は磁石１７の外周位置から磁石１８の外周位置にわたる軸方向長さを有する。
【００１６】
制御信号入力用のコネクタ部３０はプラグホールから突出するように二次スプール２０の低電圧側端部に設けられており、このコネクタ３０にイグナイタ３２と電気的に接続したり、二次コイル２１および一次コイル２４のアース側と接続する複数のターミナル３１がインサート成形されている。イグナイタ３２は一次コイル２４に制御信号を供給する。
【００１７】
高圧ターミナル４１は第２ケース１３にインサート成形されている。ターミナルプレート４０の中央部は高圧ターミナル４１を挿入する方向に折り曲げられた爪部を構成している。この爪部に高圧ターミナル４１の先端が挿入することにより、高圧ターミナル４１はターミナルプレート４０と電気的に接続している。ダミーコイル２２の高電圧端の線材は、フュージングまたははんだ付け等でターミナルプレート４０に電気的に接続されている。
【００１８】
プラグキャップ１４に点火プラグが嵌挿する前の図１に示す状態において、スプリング４２の他端４２ｂは内周部１５ｂの先端１５ｄよりもスプリング４２の伸長方向側に位置している。スプリング４２の一端４２ａは高圧ターミナル４１と電気的に接続している。点火コイル１０に点火プラグが嵌挿すると、スプリング４２の他端４２ｂは点火プラグと電気的に接続するので、スプリング４２は高圧ターミナル４１と点火プラグとを電気的に接続する。イグナイタ３２から一次コイル２４に制御信号を供給すると二次コイル２１に高電圧が発生し、この高電圧がダミーコイル２２、ターミナルプレート４０、高圧ターミナル４１、スプリング４２を介して点火プラグに印加される。
【００１９】
次に、第２ケース１３とプラグキャップ１４との嵌合部について詳細に説明する。
図１に示すように、プラグキャップ１４と嵌合する第２ケース１３の外周壁に環状の突部１３ａが形成されている。突部１３ａは第２ケース１３に嵌合したプラグキャップ１４の抜けを防止するために形成されている。第２ケース１３の内周壁に、ほぼ高圧ターミナル４１のスプリング４２側端部からプラグキャップ１４の内周部１５ｂの先端１５ｄまで図２に示すように６個のリブ１３ｂが形成されている。図１に示すように、リブ１３ｂは高圧ターミナル４１にスプリング４２を組付ける作業を容易にするために点火プラグ側から高圧ターミナル４１に向けて縮径するテーパ状に形成されている。
【００２０】
プラグキャップ１４の他方の端部に形成された嵌合部１５は第２ケース１３と嵌合しており、それぞれ筒状に形成された外周部１５ａおよび内周部１５ｂを有する。外周部１５ａと内周部１５ｂとの間に形成された環状隙間１５ｃに第２ケース１３の高電圧側端部が嵌合している。内周部１５ｂは、第２ケース１３の高電圧側端部の内周壁面に当接しており、プラグキャップ１４に点火プラグが嵌挿した状態において点火プラグの点火コイル側端子と、点火コイルの外周近傍に位置しているアース電圧に保持された低電圧部材としてのエンジンブロックとの絶縁沿面距離を確保するために設けられている。プラグキャップ１４と第２ケース１３との嵌合を容易にするため、内周部１５ｂは絶縁沿面距離を確保できる範囲内で外周部１５ａよりも軸方向長さが短くなっている。
【００２１】
次に、点火コイル１０を脱着する際の点火コイル１０の作動について説明する。
(1) 図１に示す状態の点火コイル１０に点火プラグが嵌挿するとスプリング４２は圧縮され、スプリング４２の他端４２ｂは先端１５ｄよりもスプリング４２の圧縮方向側に位置する。
【００２２】
(2) 点火プラグから点火コイル１０を抜く際、例えば斜め方向に点火コイル１０を抜こうとすると点火プラグから点火コイル１０が抜けるにしたがいスプリング４２が径方向にずれリブ１３ｂに接触することがある。しかしながら、リブ１３ｂの内径ｄ2 は内周部１５ｂの内径ｄ1 以下であるから、スプリング４２がリブ１３ｂに接触してもリブ１３ｂに案内されることによりスプリング４２の他端４２ｂは内周部１５ｂの先端１５ｄに引っ掛かることなく図１に示す状態に戻る。
【００２３】
第１実施例では、高圧ターミナル４１のスプリング側端部から内周部１５ｂの先端１５ｄまでリブ１３ｂが連続して形成され、リブ１３ｂの内径ｄ2 が内周部１５ｂの内径ｄ1 以下であるから、点火プラグから点火コイル１０を抜いてもスプリング４２が内周部１５ｂに引っ掛かることを確実に防止する。
さらに、リブ１３ｂの肉厚が薄いので第２ケース１３とともにリブ１３ｂを樹脂で一体成形しても、リブ１３ｂが歪んだりリブ１３ｂに空洞が発生することを低減できる。
【００２４】
また、第２ケース１３にインサート成形する高圧ターミナル４０の端部から開口端に向けて拡径するようにリブ１３ｂがテーパ状に形成されているので、第２ケース１３の型成形が可能である。
第１実施例では、高圧ターミナル４１のスプリング側端部から内周部１５ｂの先端１５ｄまで延びるリブ１３ｂを第２ケース１３の内周壁に案内部材として形成したが、圧縮時におけるスプリング４２のばねピッチよりも軸方向長さが長く、かつスプリング４２の伸縮を案内しスプリング４２が内周部１５ｂに引っ掛かることを防止できるのであれば、リブに限らず、例えば円形状に案内部材を形成してもよい。また、第２ケースの周方向に凹凸を形成することなくｄ2 ≦ｄ1 を満たすように内周壁面の断面を円形状に形成した案内部材を用いてもよい。また第１実施例では、リブ１３ｂの内径ｄ2 はすべてｄ2 ≦ｄ1 を満たすように形成されているが、一部だけがｄ2 ≦ｄ1 を満たすように形成してもよい。
【００２５】
（第２実施例）
本発明の第２実施例による点火コイルを図４に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
プラグキャップ５１と嵌合する第２ケース５０の嵌合箇所の内周壁はほぼ同一径に形成されている。第２ケース５０と嵌合するプラグキャップ５１の嵌合部５２は、外周部５２ａおよび内周部５２ｂを有し、外周部５２ａと内周部５２ｂとの間に形成された環状隙間５２ｃに第２ケース５０の高電圧側端部が嵌合している。外周部５２ａおよび内周部５２ｂはほぼ同じ長さで延びている。
【００２６】
図４に示す状態の点火コイルのプラグキャップ５１に点火プラグが嵌挿しても、スプリング４２の他端４２ｂは内周部５２ｂの他端５２ｄよりもスプリング４２の伸長方向側に位置する。したがって、点火コイルの脱着に伴いスプリング４２が伸縮してもスプリング４２の他端４２ｂは常に内周部５２ｂの先端５２ｄよりもスプリング４２の伸長方向側に位置しているので、点火コイルの脱着に関わらずスプリング４２が内周部５２ｂに引っ掛かることを防止する。
【００２７】
（第３実施例）
本発明の第３実施例による点火コイルを図５に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
プラグキャップ５６と嵌合する第２ケース５５の嵌合箇所の内周壁はほぼ同一径に形成されている。第２ケース５５と嵌合するプラグキャップ５６の嵌合部５７は、外周部５７ａおよび内周部５７ｂを有し、外周部５７ａと内周部５７ｂとの間に形成された環状隙間５７ｃに第２ケース５５の高電圧側端部が嵌合している。
【００２８】
点火プラグから点火コイルを抜いた図５に示す状態において、スプリング４２の他端４２ｂは内周部５７ｂの先端５７ｄよりもスプリング４２の圧縮方向側に位置している。したがって、点火コイルの脱着に伴いスプリング４２が伸縮してもスプリング４２の他端４２ｂは常に内周部５７ｂの先端５７ｄよりもスプリング４２の圧縮方向側に位置しているので、点火コイルの脱着に関わらずスプリング４２が内周部５７ｂに引っ掛かることを防止する。
【００２９】
以上説明した本発明の上記複数の実施例では、点火コイルの脱着を繰り返してもスプリング４２がプラグキャップに引っ掛からないので、アース電圧に保持された点火コイルの外周近傍に位置するエンジンブロックに高電圧部材であるスプリング４２の一部が局部的に接近することを防止する。したがって、スプリング４２とエンジンブロックとの間で絶縁破壊が生じることを防止できるので、点火プラグに所望の高電圧を印加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による点火コイルの高電圧側を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】第１実施例による点火コイルを示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施例による点火コイルの高電圧側を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施例による点火コイルの高電圧側を示す断面図である。
【図６】従来の点火コイルと点火プラグとの接続状態を示す断面図である。
【図７】点火プラグから従来の点火コイルを抜いた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０      点火コイル
１１      ケース
１２      第１ケース
１３      第２ケース
１３ｂ    リブ（案内部材）
１４      プラグキャップ（ゴムキャップ）
１５      嵌合部
１５ａ    外周部
１５ｂ    内周部
１５ｃ    環状隙間
１５ｄ    先端
１６      中心コア
２０      二次スプール
２１      二次コイル
２３      一次スプール
２４      一次コイル
４０      ターミナルプレート
４１      高圧ターミナル
４２      スプリング（弾性部材）
４２ａ    一端
４２ｂ    他端
５０、５５      第２ケース
５１、５６      プラグキャップ（ゴムキャップ）
５２、５７      嵌合部
５２ａ、５７ａ    外周部
５２ｂ、５７ｂ    内周部
５２ｃ、５７ｃ    環状隙間
５２ｄ、５７ｄ    先端
【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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