(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
該ケース内に配置された棒状の中心コアと、
該ケース内において該中心コアの上部に配置されたイグナイタと、
該ケース内において該中心コアの外周側に配置され二次巻線が巻回された筒状の二次スプールと、
該ケース内において該二次スプールの外周側に配置され一次巻線が巻回された筒状の一次スプールと、
該ケース内に注入され各部材間の絶縁を確保する樹脂絶縁材と、
を備えてなる点火コイルであって、
該中心コアはアースされておらず、前記イグナイタの下端面から下方に向かって立設されているリング状の位置決めリブが該中心コアと該二次スプールとの間に上方から介挿され、該中心コアと該二次スプールとの間に離間空間を形成し、該離間空間の上方において前記位置決めリブにより仕切られ、該離間空間の下方において下蓋により仕切られた該離間空間の空気層と、
前記一次スプールに巻回された前記一次巻線と該ケース内周面との隙間には、該一次スプールの上方において一次スプール上方鍔部により仕切られ、該一次スプールの下方において高圧タワー鍔部または一次スプール下方鍔部により仕切られた該隙間の空気層と、のうち少なくとも一方の空気層が区画されるとともに、該離間空間又は該隙間に該空気層が形成される場合は、該離間空間又は該隙間には空気層のみが存在することを特徴とする点火コイル。
【請求項２】
前記空気層は、前記樹脂絶縁材が侵入しないように密閉して区画された密閉空気層である請求項１に記載の点火コイル。
【請求項３】
前記密閉空気層は、前記離間空間又は前記隙間の開口を塞ぐ蓋により区画されている請求項２に記載の点火コイル。
【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、より詳しくはエンジンの各気筒のプラグホールに直接取り付けられる点火コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
点火コイルは、相互誘導作用により高電圧を発生することで、点火プラグのギャップに火花を発生させる装置である。例えば特開平１１−１１１５４５号公報には、図６に示すような断面構造を持つ点火コイル１００が紹介されている。
【０００３】
図に示す点火コイル１００は、気筒のプラグホール内に挿入、配置されている。ケース１１７は円筒状を呈しており、点火コイル１００の外殻をなす。ケース１１７の中心には、棒状の中心コア１０１が配置されている。この中心コア１０１の外周側には、円筒状の二次スプール１０２が配置されている。また二次スプール１０２の外周面には、二次巻線１０７が巻回されている。また二次巻線１０７の外周側には、円筒状の一次スプール１１３が配置されている。また一次スプール１１３の外周側には、一次巻線１１５が配置されている。そしてケース１１７内には、上記部材間の絶縁を確保するためにエポキシ樹脂１１０が注入され充填されている。そしてエポキシ樹脂１１０は、上記部材を接合している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ケース１１７内に収納された各部材と、エポキシ樹脂１１０との線膨張率は異なる。このため周囲温度の変化に伴い各部材が膨張および収縮すると、各部材は互いに熱応力を受ける。この際、例えば二次スプール１０２や中心コア１０１のように、内周側に配置された部材ほど大きな熱応力を受けやすい。
【０００５】
そこで、従来の点火コイル１００においては、中心コア１０１が応力緩和部材１０５により被覆されていた。応力緩和部材１０５はゴム製であって弾性を有する。この弾性により応力緩和部材１０５が変形することで、中心コア１０１とエポキシ樹脂１１０とに生ずる熱応力を軽減していた。
【０００６】
また、従来の点火コイル１００においては、一次スプール１１３の外周面に薄膜フィルム１１４が巻装されていた。この薄膜フィルム１１４はＰＥＴ製であって、一次巻線１１５間に浸透したエポキシ樹脂１１０に対し接着力が低い。このため一次スプール１１３と一次巻線１１５とは、薄膜フィルム１１４を介して容易に剥離する。この剥離により一次巻線１１５側から一次スプール１１３側に、つまり外周側から内周側に加えられる熱応力を遮断していた。
【０００７】
ところが、従来の点火コイル１００によると、中心コア１０１の外周側に応力緩和部材１０５を配置し、また、一次スプール１１３の外周面に薄膜フィルム１１４を巻装する必要があったため、点火コイル１００の外周径が大きかった。点火コイル１００はプラグホール内に設置される。このため、点火コイル１００の外周径は、プラグホールの内周径に規制される。したがって、点火コイル１００の外周径が大径であることは、設置スペース上好ましくない。
【０００８】
また、従来の点火コイル１００によると、応力緩和部材１０５および薄膜フィルム１１４を配置している分だけ部品点数が多かった。このため、製造コストも高かった。また、従来の点火コイル１００によると、応力緩和部材１０５により中心コア１０１を被覆する工程が必要であった。また薄膜フィルム１１４を一次スプール１１３に巻装する工程が必要であった。このため、製造工程も複雑であった。
【０００９】
本発明の点火コイルは上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって本発明は、外周径が小径であり、部品点数が少なく、製造コストが低く、製造工程が簡単な点火コイルを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）上記課題を解決するため、本発明の点火コイルは、ケースと、ケース内に配置された棒状の中心コアと、ケース内において中心コアの上部に配置されたイグナイタと、ケース内において中心コアの外周側に配置され二次巻線が巻回された筒状の二次スプールと、ケース内において二次スプールの外周側に配置され一次巻線が巻回された筒状の一次スプールと、ケース内に注入され各部材間の絶縁を確保する樹脂絶縁材と、を備えてなる点火コイルであって、中心コアはアースされておらず、イグナイタの下端面から下方に向かって立設されているリング状の位置決めリブが中心コアと二次スプールとの間に上方から介挿され、中心コアと二次スプールとの間に離間空間を形成し、離間空間の上方において前記位置決めリブにより仕切られ、離間空間の下方において下蓋により仕切られた離間空間の空気層と、一次スプールに巻回された一次巻線とケース内周面との隙間には、一次スプールの上方において一次スプール上方鍔部により仕切られ、一次スプールの下方において高圧タワー鍔部または一次スプール下方鍔部により仕切られた隙間の空気層と、のうち少なくとも一方の空気層が区画されるとともに、離間空間又は隙間に空気層が形成される場合は、離間空間又は隙間には空気層のみが存在することを特徴とする。
【００１１】
つまり本発明の点火コイルは、中心コアと二次スプールとの離間空間および一次スプールとケース内周面との隙間のうち少なくとも一方に、空気層を配置するものである。さらに、離間空間に空気層が形成される場合は、中心コアと二次スプールとの間の離間空間には空気層のみが存在し、隙間に空気層が形成される場合は、一次巻線に巻回された一次巻線とケース内周面との間には空気層のみが存在するものである。
【００１２】
二次巻線は電圧が高く、一方中心コアは電圧が低い。このため従来から、二次巻線の巻回された二次スプールを中心コアの隣りに配置するタイプの点火コイルでは、固定概念的に中心コアと二次スプールとの隙間に樹脂絶縁材が注入されていた。
【００１３】
しかしながら、中心コアがアースされていない点火コイルの場合は、中心コアがアースされている点火コイルと比較して、中心コアと二次巻線との間の電位差は小さい。このため、中心コアと二次巻線との隙間に空気層を配置すれば、二次巻線と二次スプールとの隙間に浸透した樹脂絶縁材、および二次スプール自体、および空気層により、二次巻線と中心コアとの間の絶縁を確保することは充分可能である。
【００１４】
中心コアと二次スプールとの隙間に空気層を配置すると、中心コアと二次スプールとが接合されにくい。このため、中心コアの外周側に応力緩和部材を配置する必要はない。
【００１５】
また一次スプールとケース内周面との隙間に空気層を配置すると、一次巻線内に樹脂絶縁材が浸透し、この樹脂絶縁材により一次巻線と一次スプールとが接合するおそれが小さい。このため、一次スプールの外周面に薄膜フィルムなどの剥離部材を巻装する必要はない。
【００１６】
したがって、本発明の点火コイルによると、点火コイル外周径の小径化、部品点数の削減が可能である。また製造コストの低減化、製造工程の簡略化も可能である。
【００１７】
（２）好ましくは、空気層は、樹脂絶縁材が侵入しないように密閉して区画された密閉空気層とする構成がよい。つまりこの構成は空気層を密閉するものである。空気層を密閉空気層とすると、空気層内に樹脂絶縁材が侵入するおそれがない。したがって、密閉空気層を二次スプールと中心コアとの隙間に配置すれば、二次スプールと中心コアとが接合されることもない。また同様に、密閉空気層を一次スプールとケース内周面との隙間に配置すれば、一次スプールと一次巻線とが接合されることもない。このため本構成によると、熱応力に起因する不具合が、一次スプールよりも内周側に配置された二次スプールなどに発生するのを確実に防止することができる。
【００１８】
（３）また好ましくは、密閉空気層は、離間空間又は隙間の開口を塞ぐ蓋により区画されている構成がよい。つまりこの構成は、密閉空気層を蓋により区画するものである。例えば、二次スプールと中心コアとの離間空間が上方および下方に開口を持つ場合、双方の開口に蓋を配置する。そして、これら二つの蓋および二次スプール内周面および中心コア外周面により密閉空気層を形成する。本構成によると、蓋を配置するという比較的簡単な方法で密閉空気層を区画することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の点火コイルの実施の形態について説明する。
【００２０】
（１）第一実施形態
まず、本実施形態の点火コイルの構成について説明する。図１に本実施形態の点火コイルの軸方向断面図を示す。点火コイル１は、エンジンブロックの上部において、気筒毎に形成されたプラグホール（図略）内に収納されている。また、点火コイル１は、後述するように、点火プラグ（図略）と図中下側において接続されている。
【００２１】
点火コイル１は、ケース２を備えている。このケース２は、樹脂製であり上方に向かって拡径する段付円筒状を呈している。そしてケース２の拡径した上端部には、広口部２０が形成されている。また広口部２０の側壁の一部には、切り欠き窓２１が形成されている。またケース２の内周面上方には、リング状の上方リブ２２が周設されている。
【００２２】
ケース２の内部には、中心コア部５と一次スプール３と一次巻線３０と二次スプール４と二次巻線４０とが、収納されている。
【００２３】
このうち中心コア部５は、中心コア５４と弾性部材５０とからなる。中心コア５４は、幅の異なる短冊状の珪素鋼板を直径方向に積層して形成されており、棒状を呈している。弾性部材５０はシリコンゴム製であって円柱状を呈している。弾性部材５０は、中心コア５４の上端と下端とに計二つ配置されている。
【００２４】
二次スプール４は、樹脂製であって有底円筒状を呈している。二次スプール４は、中心コア部５と同軸的に、かつ中心コア部５の外周側隣りに配置されている。二次巻線４０は、二次スプール４の外周面に巻回されている。また二次スプール４の上端面からは、上方向に向かって延びるスプール側係合爪４１が立設されている。このスプール側係合爪４１は、周方向に離間して計三つ配置されている。
【００２５】
一次スプール３は、樹脂製であって有底円筒状を呈している。一次スプール３は、二次スプール４と同軸的に、かつ二次スプール４の外周側隣りに配置されている。一次巻線３０は、一次スプール３の外周面に巻回されている。また一次スプール３の外周面上方には、リング状の上方鍔部３２が周設されている。また同様に、一次スプール３の外周面下方には、リング状の下方鍔部３３が周設されている。そして上方鍔部３２は、上方から前記上方リブ２２に当接している。また同様に、下方鍔部３３は、上方から後述する高圧タワー鍔２３に当接している。
【００２６】
エポキシ樹脂８は、ケース２内に配置された上記部材間に介在している。このエポキシ樹脂８はエポキシ主剤と硬化剤で、前記広口部２０から予め真空引きしたケース２内に注入することにより、上記部材間に浸透し硬化する。このエポキシ樹脂８は、上記各々の部材同士を接合し、かつ部材間の絶縁性を確保する役割を有する。エポキシ樹脂８は本発明にいう樹脂絶縁材に該当する。
【００２７】
ただし、エポキシ樹脂８は、中心コア５４と二次スプール４との離間空間５１には介在しない。また一次スプール３とケース２内周面との隙間３６にも介在しない。中心コア５４と二次スプール４との離間空間５１には、上蓋５５と下蓋５６とにより仕切られたコア側密閉空気層９が配置されている。また、一次スプール３とケース２内周面との隙間３６には、上方鍔部３２と高圧タワー鍔２３とにより仕切られた一次スプール側密閉空気層３１が区画されている。これらコア側密閉空気層９および一次スプール側密閉空気層３１については後述する。
【００２８】
コネクタ部６は、ケース２の広口部２０に配置されている。コネクタ部６は、信号入力用コネクタ６４とイグナイタ６５とを備えている。この信号入力用コネクタ６４は、樹脂製であって角筒状を呈している。また信号入力用コネクタ６４は、広口部２０の切り欠き窓２１から拡径方向に突出して配置されている。
【００２９】
イグナイタ６５は、樹脂製であって直方体状を呈している。このイグナイタ６５は、広口部２０のほぼ中心に配置されており、信号入力用コネクタ６４の縮径側端部に一体的に形成されている。イグナイタ６５の下端面には、下方に延びるイグナイタ側係合爪６６が立設されている。このイグナイタ側係合爪６６は、周方向に離間して計三つ配置されている。そして、このイグナイタ側係合爪６６と前記スプール側係合爪４１とが係合することにより、イグナイタ６５に二次スプール４が係止されている。またイグナイタ６５の下端面からは、リング状の位置決めリブ６３が下方に向かって立設されている。この位置決めリブ６３は、中心コア部５の弾性部材５０と二次スプール４との隙間に、上方から介挿されている。この介挿により、ケース２内における中心コア部５と二次スプール４との位置決めがなされている。そして、中心コア部５と二次スプール４との離間空間が確保されている。
【００３０】
高圧タワー部７は、ケース２の下方に配置されている。高圧タワー部７は、円筒樹脂部７０と高圧ターミナル７１とスプリング７２とプラグキャップ７３とを備えている。
【００３１】
円筒樹脂部７０の上端内周面には、リング状の高圧タワー鍔２３が周設されている。また円筒樹脂部７０の内周側中程には、上方に向かって縮径しながら突出するボス部７４が形成されている。高圧ターミナル７１は、下方に開口７６を持つカップ状を呈している。開口７６にはボス部７４が挿入されている。すなわち、高圧ターミナル７１は、ボス部７４に対して、ちょうど伏せられたカップのように配設されている。また高圧ターミナル７１の上端面中央からは、上方に向かって突出する円柱状の凸部７５が配置されている。この凸部７５は、前記二次スプール４の下端部に挿入されている。
【００３２】
スプリング７２は、螺旋状を呈している。スプリング７２の上端は、高圧ターミナル７１の開口７６に止着されている。一方スプリング７２の下端には、点火プラグ（図略）が嵌挿されている。
【００３３】
プラグキャップ７３は、ゴム製であって円筒状を呈している。このプラグキャップ７３は、円筒樹脂部７０の下端部に環装されている。プラグキャップ７３の内周側には、点火プラグが圧入され弾接している。
【００３４】
次に、本実施形態の点火コイル１の動作について説明する。制御信号は信号入力用コネクタ６４からイグナイタ６５を介して一次巻線３０に伝達される。そしてこの制御信号による相互誘導作用で、二次巻線４０に高電圧が発生する。二次巻線４０に発生した高電圧は、高圧ターミナル７１とスプリング７２とを介して点火プラグに伝達される。そして、この高電圧により点火プラグのギャップに火花が発生する。
【００３５】
次に、本実施形態の点火コイル１のコア側密閉空気層９について説明する。図２に本実施形態の点火コイルの中心コア付近の拡大断面図を示す。なお、二次巻線４０よりも外周側の部材および二次スプール４よりも下側の部材は省略して示す。
【００３６】
コア側密閉空気層９は、中心コア５４と二次スプール４との離間空間５１に配置されている。このコア側密閉空気層９は、上蓋５５と下蓋５６とにより仕切られている。上蓋５５は、樹脂またはゴム製であってリング状を呈している。上蓋５５は、位置決めリブ６３の下端面に当接しており、かつ中心コア５４の外周面上方に環装されている。すなわち上蓋５５の内周面は中心コア５４の外周面に圧接している。また上蓋５５の外周面は、二次スプール４の内周面のテーパー部４２に圧接している。このようにして上蓋５５は、離間空間５１に上方からエポキシ樹脂８が流入するのを防止している。
【００３７】
一方、下蓋５６は、樹脂またはゴム製であって段差を持つ円柱状、すなわちボタン形電池状を呈している。下蓋５６の上端面は、中心コア５４の下端に配置された弾性部材５０の下端面に当接している。また下蓋５６の段差は、二次スプール４の内周面下方の段差部４３に係合している。すなわち下蓋５６の外周面は、段差部４３に当接している。このようにして下蓋５６は、離間空間５１に下方からエポキシ樹脂８が流入するのを防止している。
【００３８】
次に、本実施形態の点火コイル１の一次スプール側密閉空気層３１について説明する。図３に本実施形態の点火コイルの一次スプール付近の拡大断面図を示す。なお、一次スプール３よりも内周側の部材は省略して示す。
【００３９】
一次スプール側密閉空気層３１は、一次スプール３とケース２内周面との隙間３６に配置されている。この一次スプール側密閉空気層３１は、上方鍔部３２と高圧タワー鍔２３とにより仕切られている。上方鍔部３２の下端面は、上方リブ２２の上端面と当接している。そしてこの当接により、隙間３６に上方からエポキシ樹脂８が流入するのを防止している。また高圧タワー鍔２３の上端面は、下方鍔部３３の下端面と当接している。そして隙間３６に下方からエポキシ樹脂８が流入するのを防止している。
【００４０】
本実施形態よると、中心コア５４と二次スプール４とが離間しており、エポキシ樹脂８により接合されていない。このため、中心コア５４の外周側に応力緩和部材を配置する必要がない。
【００４１】
また一次巻線３０内にエポキシ樹脂８が含浸しておらず、一次巻線３０と一次スプール３とが接合されていない。このため、一次スプール３の外周面に薄膜フィルムなどの剥離部材を配置する必要がない。したがって本実施形態の点火コイル１の外周径は小径である。
【００４２】
（２）第二実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、コア側密閉空気層を区画するのに下蓋だけが配置されている点である。言い換えると上蓋が配置されていない点である。その他の構成、動作などは第一実施形態と同様である。したがって、本項では、相違点であるコア側密閉空気層についてのみ説明する。
【００４３】
図４に本実施形態の点火コイルの中心コア付近の拡大断面図を示す。なお、二次巻線よりも外周側の部材および二次スプールよりも下側の部材は省略して示す。また、図２と対応する部材については同じ記号で示す。
【００４４】
図に示すように、本実施形態の位置決めリブ６３は、二次スプール４と当接して配置されている。このため位置決めリブ６３の外周面と二次スプール４の上端内周面との間に隙間が形成されない。したがって位置決めリブ６３と二次スプール４との間は密閉されており、両部材の間からエポキシ樹脂８が侵入するおそれはない。このため本実施形態によると、上蓋を配置する必要がなく、下蓋５６だけでコア側密閉空気層９を区画することができる。本実施形態によると、点火コイルの部品点数が少なくなる。
【００４８】
（３）第三実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、一次スプール側密閉空気層を区画するのに、上蓋と下蓋とが配置されている点である。その他の構成、動作などは第一実施形態と同様である。したがって、本項では、相違点についてのみ説明する。
【００４９】
図５に本実施形態の点火コイルの一次スプール付近の拡大断面図を示す。なお、一次スプールよりも内周側の部材は省略して示す。また、図３と対応する部材については同じ記号で示す。
【００５０】
図に示すように、本実施形態の一次スプール側密閉空気層３１は上方鍔部３２と下方鍔部３３とにより区画されている。上方鍔部３２の上方には、樹脂またはゴム製であってリング状の上蓋３４が配置されている。また下方鍔部３３の下方には、樹脂またはゴム製であってリング状の下蓋３５が配置されている。そして上蓋３４および上方鍔部３３により上方から隙間３６へのエポキシ樹脂８の流入を防止している。また下蓋３５および下方鍔部３３により下方から隙間３６へのエポキシ樹脂８の流入を防止している。
【００５１】
本実施形態によると、蓋を配置するという簡便な手段により、一次スプール側密閉空気層３１を容易に確保することができる。
【００５２】
（４）その他
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかしながら実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。上記実施形態においては、樹脂絶縁材としてエポキシ樹脂を用いたが、シリコン樹脂や不飽和ポリエステル樹脂などを用いてもよい。また上記実施形態においては、密閉空気層としてコア側密閉空気層９および一次スプール側密閉空気層３１を配置したが、いずれか一つだけを配置すしてもよい。密閉空気層が一つだけであっても、従来の点火コイルと比較すれば、点火コイルの外周径を小さくできるからである。また第一実施形態および第三実施形態においては上蓋５５と下蓋５６により、第二実施形態においては下蓋５６によりコア側密閉空気層９を区画した。しかしながら密閉性を確保できるのであれば、上蓋５５や下蓋５６を配置しなくてもよい。また二次スプール４に不具合が生じない程度の量であれば、離間空間５１に対するエポキシ樹脂８の侵入を許容してもよい。また第一実施形態においては上方鍔部３２、下方鍔部３３、上方リブ２２、高圧タワー鍔２３により、第三実施形態においては上方鍔部３２、下方鍔部３３、上蓋３４、下蓋３５により、一次スプール側密閉空気層３１の密閉性を確保した。しかしながら、密閉性を確保できれるのであれば、必ずしも上記全ての部材を配置しなくてもよい。例えば、上方鍔部３２および下方鍔部３３だけを配置して、一次スプール側密閉空気層３１を区画してもよい。また一次スプール３よりも内周側に配置された部材に不具合が生じない程度の量であれば、隙間３６に対するエポキシ樹脂８の侵入を許容してもよい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によると、外周径が小径であり、部品点数が少なく、製造コストが低く、製造工程が簡単な点火コイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第一実施形態の点火コイルの軸方向断面図である。
【図２】  第一実施形態の点火コイルの中心コア付近の拡大断面図である。
【図３】  第一実施形態の点火コイルの一次スプール付近の拡大断面図である。
【図４】  第二実施形態の点火コイルの中心コア付近の拡大断面図である。
【図５】  第四実施形態の点火コイルの一次スプール付近の拡大断面図である。
【図６】  従来の点火コイルの拡大断面図である。
【符号の説明】
１：点火コイル、２：ケース、２０：広口部、２１：切り欠き窓、２２：上方リブ、２３：高圧タワー鍔、３：一次スプール、３０：一次巻線、３１：一次スプール側密閉空気層、３２：上方鍔部、３３：下方鍔部、３４：上蓋、３５：下蓋、３６：隙間、４：二次スプール、４０：二次巻線、４１：スプール側係合爪、４２：テーパー部、４３：段差部、４５：上方開口、５：中心コア部、５０：弾性部材、５１：離間空間、５４：中心コア、５５：上蓋、５６：下蓋、６：コネクタ部、６０：ターミナル、６３：位置決めリブ、６４：信号入力用コネクタ、６５：イグナイタ、６６：イグナイタ側係合爪、７：高圧タワー部、７０：円筒樹脂部、７１：高圧ターミナル、７２：スプリング、７３：プラグキャップ、７４：ボス部、７５：凸部、７６：開口、８：エポキシ樹脂、９：コア側密閉空気層
【図１】
0004032700.tif 000002
【図２】
0004032700.tif 000003
【図３】
0004032700.tif 000004
【図４】
0004032700.tif 000005
【図５】
0004032700.tif 000006
【図６】
0004032700.tif 000007