(57)【要約】      （修正有）【課題】イグナイタの位置決めを極めて簡単に行い、点火コイルの小型化を図ることができる内燃機関用点火コイルを提供する。【解決手段】内燃機関用点火コイルは、一次スプール３の外周に巻回された一次コイル２１、二次スプール４の外周に巻回された二次コイル２２、中心コア５、外周コア６、イグナイタ７、ケース１１及び充填樹脂１３を備えている。二次スプール４には、二次コイル２２を複数に仕切って巻回するための複数の鍔部４２Ａ，４２Ｂが、二次スプール４の中心軸線方向Ｃに並んで形成されている。複数の鍔部４２Ａ，４２Ｂにおける、ケース１１の開口部１１１側の端部には、イグナイタ７に対向してイグナイタ７の位置決めを行うための位置決め部４３が設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次コイル（２１）と、
二次スプール（４）の外周に巻回され、上記一次コイル（２１）の外周に同心状に配置された二次コイル（２２）と、
上記一次コイル（２１）の内周に配置された中心コア（５）と、
上記二次コイル（２２）の回りを囲む環状の外周コア（６）と、
上記一次コイル（２１）の通電及びその遮断を行うスイッチング素子（７１１）が内蔵されたイグナイタ（７）と、
上記一次コイル（２１）、上記二次コイル（２２）、上記中心コア（５）、上記外周コア（６）及び上記イグナイタ（７）を、開口部（１１１）から収容するケース（１１）と、
該ケース（１１）内の隙間を充填する充填樹脂（１３）と、を備え、
上記二次スプール（４）には、上記二次コイル（２２）を複数に仕切って巻回するための複数の鍔部（４２Ａ，４２Ｂ）が、該二次スプール（４）の中心軸線方向（Ｃ）に並んで形成されており、
上記複数の鍔部（４２Ａ）における、上記ケース（１１）の上記開口部（１１１）側の端部には、上記イグナイタ（７）に対向して該イグナイタ（７）の位置決めを行うための位置決め部（４３）が設けられていることを特徴とする内燃機関用点火コイル（１）。
【請求項２】
上記位置決め部（４３）は、上記複数の鍔部（４２Ａ，４２Ｂ）のうちの上記中心軸線方向（Ｃ）の中心部分に位置して、上記イグナイタ（７）に対向する複数の中心側鍔部（４２Ａ）に設けられており、
上記イグナイタ（７）の両端角部（７０１）付近に対向する、上記中心側鍔部（４２Ａ）以外の外側鍔部（４２Ｂ）の高さは、上記中心側鍔部（４２Ａ）の高さよりも低いことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火コイル（１）。
【請求項３】
上記位置決め部（４３）は、上記複数の鍔部（４２Ａ，４２Ｂ）のうちの上記中心軸線方向（Ｃ）の中心部分に位置して、上記イグナイタ（７）に対向する複数の中心側鍔部（４２Ａ）に設けられており、
上記イグナイタ（７）の両端角部（７０１）付近に対向する、上記二次コイル（２２）の外側部分（２２１Ｂ）の高さは、該二次コイル（２２）の中心側部分（２２１Ａ）の高さよりも低いことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火コイル（１）。
【請求項４】
上記中心側鍔部（４２Ａ）には、上記中心軸線方向（Ｃ）に直交する方向の両側から、上記位置決め部（４３）に載置された上記イグナイタ（７）をガイドするガイド部（４４）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用点火コイル（１）。
【請求項５】
上記イグナイタ（７）は、上記スイッチング素子（７１１）が設けられた基板（７１）と、該基板（７１）に発生する熱を逃がすための放熱板（７２）と、該放熱板（７２）及び上記基板（７１）を覆うモールド樹脂（７３）とを有しており、
上記放熱板（７２）は、上記基板（７１）に対して上記ケース（１１）の開口部（１１１）側に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関用点火コイル（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点火プラグに点火用のスパークを発生させるための内燃機関用点火コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
点火コイルは、一次コイル、二次コイル、中心コア及び外周コアが組み付けられた組付体がケース内に配置され、ケース内の隙間が充填樹脂によって充填されて形成されている。また、組付体がプラグホールの外部に配置されるか、プラグホールの内部に配置されるかによって、点火コイルの形状が異なる。組付体がプラグホールの外部に配置された構造は、プラグホールの内径によって点火コイルの体格が左右されずに点火性能を設計できる点で有利である。
【０００３】
例えば、特許文献１においては、一次コイル、二次コイル、積層鉄心、イグナイタ等が絶縁ケース内に配置され、絶縁ケース内の隙間が絶縁樹脂によって充填された内燃機関用点火コイルについて開示されている。この点火コイルにおいては、二次コイルに対向する位置において、イグナイタを収容するイグナイタ収容部が設けられている。そして、イグナイタ収容部の側壁の高さ寸法をイグナイタ自体の高さ寸法より高くすることにより、イグナイタのエッジから発生するクラックの進行を停止させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３０８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１においては、イグナイタ収容部を絶縁ケースに別途設ける必要があり、絶縁ケースの構造が複雑になる。また、特許文献１においては、イグナイタ収容部の位置決め固定方法が開示されていない。さらに、イグナイタ収容部と二次コイルとの間に、絶縁樹脂が充填されたスペースが形成されており、このスペースが点火コイルの小型化を阻害する。
【０００６】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、イグナイタの位置決めを極めて簡単に行い、点火コイルの小型化を図ることができる内燃機関用点火コイルを提供しようとして得られたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、一次コイルと、
二次スプールの外周に巻回され、上記一次コイルの外周に同心状に配置された二次コイルと、
上記一次コイルの内周に配置された中心コアと、
上記二次コイルの回りを囲む環状の外周コアと、
上記一次コイルの通電及びその遮断を行うスイッチング素子が内蔵されたイグナイタと、
上記一次コイル、上記二次コイル、上記中心コア、上記外周コア及び上記イグナイタを、開口部から収容するケースと、
該ケース内の隙間を充填する充填樹脂と、を備え、
上記二次スプールには、上記二次コイルを複数に仕切って巻回するための複数の鍔部が、該二次スプールの中心軸線方向に並んで形成されており、
上記複数の鍔部における、上記ケースの上記開口部側の端部には、上記イグナイタに対向して該イグナイタの位置決めを行うための位置決め部が設けられていることを特徴とする内燃機関用点火コイルにある。
【発明の効果】
【０００８】
上記内燃機関用点火コイルにおいては、二次スプールを利用してイグナイタの位置決めを行う。具体的には、二次スプールの複数の鍔部における、ケースの開口部側の端部に位置決め部が設けられており、この位置決め部によってイグナイタの少なくとも一方向の位置決めが行われる。これにより、イグナイタの位置決めを行うために二次スプールを利用することができ、イグナイタの位置決めを行う構造を極めて簡単にすることができる。
また、二次コイル及び二次スプールに対するケースの開口部側にイグナイタが配置された構造であっても、イグナイタと二次コイルとの間のスペースをできるだけ小さくすることができる。また、二次コイルとイグナイタとの間のスペースを精度良く確保することができる。そのため、点火コイルが、ケースの開口部側に大きくなってしまうことを防止することができる。
【０００９】
それ故、上記内燃機関用点火コイルによれば、イグナイタの位置決めを極めて簡単に行い、点火コイルの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例にかかる、点火コイルを示す断面説明図。
【図２】実施例にかかる、点火コイルを示す平面説明図。
【図３】図１におけるイグナイタの周辺を拡大して示す断面説明図。
【図４】実施例にかかる、二次スプールにおける鍔部及び位置決め部の形成状態を、二次スプールの中心軸線方向から見た状態で示す断面説明図。
【図５】図４において、二次スプールにガイド部が形成された場合を示す断面説明図。
【図６】実施例にかかる、二次スプールにイグナイタを配置する向きが図２の場合と９０°異なる場合について示す平面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述した内燃機関用点火コイルにおける好ましい実施の形態について説明する。
上記内燃機関用点火コイルにおいては、上記位置決め部は、上記複数の鍔部のうちの上記中心軸線方向の中心部分に位置して、上記イグナイタに対向する複数の中心側鍔部に設けられており、上記イグナイタの両端角部付近に対向する、上記中心側鍔部以外の外側鍔部の高さは、上記中心側鍔部の高さよりも低くすることができる。
また、上記イグナイタの両端角部付近に対向する、上記二次コイルの外側部分の高さを、該二次コイルの中心側部分の高さよりも低くすることもできる。
【００１２】
内燃機関の加熱・冷却サイクルの冷却過程において、点火コイルが熱収縮するときには、充填樹脂とイグナイタとの熱膨張率の差によって、充填樹脂に高い熱応力が発生する。また、二次コイルの中心軸線方向における充填樹脂及びイグナイタの熱収縮が、中心コアによって拘束されることによっても、充填樹脂に高い熱応力が発生する。そして、繰り返し発生する熱応力に充填樹脂が耐えきれなくなったときには、二次コイルの中心軸線方向における、イグナイタの両端角部に対向する充填樹脂の部分にクラックが発生するおそれがある。点火コイルを構成する各部材の寸法比率、使用材料等による熱膨張率の相違から、充填樹脂に生じるクラックは、イグナイタにおける、ケースの開口部とは反対側に位置する両端角部から、二次コイル側へ傾斜して進展することが多い。このクラックは、二次コイルに到達すると、二次コイルの断線などの不具合を発生させるおそれがある。
【００１３】
そこで、二次スプールにおける外側鍔部の高さがイグナイタから離れるように低くなっていること、又は二次コイルの外側部分の高さがイグナイタから離れるように低くなっていることによって、イグナイタの両端角部に対向する充填樹脂の部分に発生したクラックが、二次コイルまで到達することを防止することができる。
また、二次コイルのほとんどが、イグナイタ本体に対向する位置に配置されていることによっても、二次コイルの外側部分がイグナイタから離れるように、この外側部分の外径を低くすることができ、イグナイタの両端角部から充填樹脂に生じたクラックが、二次コイルに到達することを回避することができる。
【実施例】
【００１４】
以下に、内燃機関用点火コイル１にかかる実施例について、図面を参照して説明する。
内燃機関用点火コイル１（以下、単に点火コイル１という。）は、図１、図２に示すように、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア５、外周コア６、イグナイタ７、ケース１１及び充填樹脂１３を備えている。一次コイル２１は、一次スプール３の外周に巻回されている。二次コイル２２は、二次スプール４の外周に巻回されており、一次コイル２１の外周に同心状に配置されている。中心コア５は、一次コイル２１の内周に配置されている。外周コア６は、二次コイル２２の回りを囲む環状に形成されている。イグナイタ７は、一次コイル２１の通電及びその遮断を行うスイッチング素子７１１を内蔵している。ケース１１は、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア５、外周コア６及びイグナイタ７を、開口部１１１から収容するよう構成されている。充填樹脂１３は、絶縁性を有しており、ケース１１内の隙間を充填するものである。
図３、図４に示すように、二次スプール４には、二次コイル２２を複数に仕切って巻回するための複数の鍔部４２Ａ，４２Ｂが、二次スプール４の中心軸線方向Ｃに並んで形成されている。複数の鍔部４２Ａ，４２Ｂにおける、ケース１１の開口部１１１側の端部には、イグナイタ７に対向してイグナイタ７の位置決めを行うための位置決め部４３が設けられている。
【００１５】
以下に、本例の点火コイル１について、図１〜図６を参照して詳説する。
点火コイル１は、エンジンの各シリンダーに配置され、各シリンダーのプラグホールに配置された点火プラグからスパークを発生させるためのスパーク用電圧を発生させる。
本例の点火コイル１は、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア５及び外周コア６がプラグホールの外部に配置され、プラグホール内に、点火プラグに接続されるジョイント部１２が配置されるものである。
【００１６】
図１に示すように、中心コア５は、直方体に形成されている。一次コイル２１は、角部が丸められた略四角筒形状の断面の一次スプール３の外周に巻回されている。二次コイル２２は、角部が丸められた略四角筒形状の断面の二次スプール４の外周に巻回されている。外周コア６は、外側角部が丸められた略四角環形状に形成されている。中心コア５及び外周コア６は、外周コア６の貫通方向Ｌに積層された軟磁性の電磁鋼板によって形成されている。外周コア６には、外周コア６の内側面、貫通方向Ｌの一端面及び他端面に対向する樹脂製のコアカバー６１が設けられている。外周コア６の貫通方向Ｌはケース１１の開口部１１１の方向に向けられており、ケース１１は、略四角環形状の外周コア６の形状に沿った略四角の器形状に形成されている。ケース１１は、点火コイル１においてジョイント部１２が形成された側とは反対側に開口部１１１を有している。
【００１７】
図３に示すように、一次スプール３は、一次コイル２１が巻回された筒形状の筒部３１と、筒部３１の端部に繋がるコネクタ部３２とを有している。一次スプール３のコネクタ部３２の一部は、ケース１１に形成された切欠部に嵌合されて、ケース１１の一部を構成している。
充填樹脂１３は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であり、ケース１１内における、一次コイル２１及び二次コイル２２等の絶縁及び固着を行うものである。
【００１８】
図３に示すように、二次スプール４の複数の鍔部４２Ａ，４２Ｂは、二次コイル２２が巻回された筒形状の筒部４１の外周から径方向外方へ突出して形成されている。複数の鍔部４２Ａ，４２Ｂは、二次コイル２２を仕切る間隔に応じて、二次スプール４の中心軸線方向Ｃに並んで形成されている。複数の鍔部４２Ａ，４２Ｂは、二次スプール４の中心軸線方向Ｃに直交する方向に沿って環状に形成されている。複数の鍔部４２Ａ，４２Ｂは、二次スプール４の中心軸線方向Ｃの中心部分に位置して、イグナイタ７に対向する複数の中心側鍔部４２Ａと、イグナイタ７の両端角部７０１付近に対向する外側鍔部４２Ｂとによって構成されている。外側鍔部４２Ｂの高さは、中心側鍔部４２Ａの高さよりも低い。
【００１９】
また、外側鍔部４２Ｂに隣接して巻回された、二次コイル２２の外側部分２２１Ｂの高さは、中心側鍔部４２Ａに隣接して巻回された、二次コイル２２の中心側部分２２１Ａの高さよりも低い。また、二次スプール４に巻回された二次コイル２２のほとんどは、イグナイタ７に対向する位置に配置されている。
図４に示すように、本例の位置決め部４３は、複数の中心側鍔部４２Ａの突出量を大きくするようにして設けられている。また、位置決め部４３は、中心側鍔部４２Ａと一体成形されている。
【００２０】
図３に示すように、内燃機関の加熱・冷却サイクルの冷却過程において充填樹脂１３が熱収縮するときには、充填樹脂１３の熱膨張率がイグナイタ７の熱膨張率よりも大きいことによって、充填樹脂１３に高い熱応力が発生する。また、二次コイル２２の中心軸線方向Ｃにおける充填樹脂１３及びイグナイタ７の熱収縮が、中心コア５によって拘束されることによっても、充填樹脂１３に高い熱応力が発生する。さらに、この熱応力は、充填樹脂１３よりも熱膨張率が小さいイグナイタ７において、ケース１１の開口部１１１側と反対側に位置する、両端角部７０１に集中して発生する。
【００２１】
そして、繰り返し発生する熱応力に充填樹脂１３が耐えきれなくなったときには、二次コイル２２の中心軸線方向Ｃにおける、イグナイタ７の両端角部７０１に対向する充填樹脂１３の部分にクラックＫが発生するおそれがある。また、点火コイル１を構成する各部材の寸法比率、使用材料等による熱膨張率の相違から、充填樹脂１３に生じるクラックＫは、イグナイタ７における、ケース１１の開口部１１１とは反対側に位置する両端角部７０１から、二次コイル２２側へ約４５度傾斜して進展することが多い。このクラックＫは、二次コイル２２に到達すると、二次コイル２２の断線などの不具合を発生させるおそれがある。
【００２２】
そこで、点火コイル１においては、二次スプール４に巻回された二次コイル２２のほとんどがイグナイタ７に対向する位置に配置され、二次スプール４における外側鍔部４２Ｂの高さがイグナイタ７から離れるように低くなっている。また、二次コイル２２の外側部分２２１Ｂの高さがイグナイタ７から離れるように低くなっている。これらのことにより、イグナイタ７の両端角部７０１に対向する充填樹脂１３の部分に発生したクラックＫが、充填樹脂１３の熱収縮によって進展していったとしても、二次コイル２２まで到達することを防止することができる。
【００２３】
同図に示すように、イグナイタ７は、スイッチング素子７１１が設けられた基板７１と、基板７１に発生する熱を逃がすための放熱板７２と、放熱板７２及び基板７１を覆うモールド樹脂７３とを有している。イグナイタ７は、基板７１及び放熱板７２を内包する平板形状に形成されており、平板形状の板面が二次スプール４の中心側鍔部４２Ａに対面するように配置されている。放熱板７２は、基板７１に対してケース１１の開口部１１１側に配置されている。これにより、スイッチング素子７１１から発生する熱が、放熱板７２によって、ケース１１の開口部１１１側に位置する充填樹脂１３の表面から放熱されやすくなっている。
イグナイタ７の中心軸線方向Ｃの端面からは、スイッチング素子７１１等に繋がる端子７４が引き出されている。この端子７４は、一次スプール３のコネクタ部３２に配置された外部接続端子３２１と接続されている。一次スプール３のコネクタ部３２は、二次スプール４の中心軸線方向Ｃと平行な方向に向けて配置されている。
【００２４】
図５に示すように、中心側鍔部４２Ａには、中心軸線方向Ｃに直交する方向の両側から、位置決め部４３に載置されたイグナイタ７をガイドするガイド部４４を設けることができる。このガイド部４４は、複数の中心側鍔部４２Ａのそれぞれに分割して設けることができる。
また、図６に示すように、イグナイタ７は、二次スプール４の中心軸線方向Ｃに直交する方向の端面から端子７４が引き出される状態で、二次スプール４の中心側鍔部４２Ａの位置決め部４３に配置することもできる。
【００２５】
本例の点火コイル１においては、二次スプール４を利用してイグナイタ７の位置決めを行う。具体的には、二次スプール４の複数の鍔部４２Ａ，４２Ｂにおける、ケース１１の開口部１１１側の端部に位置決め部４３が設けられており、この位置決め部４３によってイグナイタ７の位置決めが行われる。これにより、イグナイタ７の位置決めを行うために二次スプール４を利用することができ、イグナイタ７の位置決めを行う構造を極めて簡単にすることができる。
また、位置決め部４３が二次スプール４に一体的に設けられていることにより、イグナイタ７と二次コイル２２及び二次スプール４との位置関係を精度よく決定することができる。
【００２６】
また、二次コイル２２及び二次スプール４に対するケース１１の開口部１１１側にイグナイタ７が配置された構造であっても、イグナイタ７と二次コイル２２との間のスペースをできるだけ小さくすることができる。そのため、点火コイル１が、ケース１１の開口部１１１側に大きくなっ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、イグナイタ７の位置決めを極めて簡単に行い、点火コイル１の小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  点火コイル
１１  ケース
１１１  開口部
１３  充填樹脂
２１  一次コイル
２２  二次コイル
３  一次スプール
４  二次スプール
４２Ａ，４３Ｂ  鍔部
４３  位置決め部
５  中心コア
６  外周コア
７  イグナイタ
【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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