(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のコイルケース内に、筒状のスプールに巻回された巻線を収納すると共に、前記スプール内に棒状の中心コアを収納し、この中心コアの少なくとも上端にクッション部材を配置して、前記コイルケース内に充填材を充填してなる点火コイルにおいて、
前記スプールを円筒状に形成し、
前記クッション部材を、前記中心コアの上端に接触させるように前記スプールの内部に配置し、
前記クッション部材の外周部に、該クッション部材が軸方向に圧縮変形して外径方向に膨らんだ状態になっている場合でも該クッション部材と前記スプールの内周との間に前記充填材の注入通路を確保できるように切欠部を形成して、該クッション部材を非円形状に形成したことを特徴とする点火コイル。
【請求項２】
前記スプールの外周面の少なくとも高圧端子側の部分に、前記充填材を充填するための充填溝を軸方向に延びるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の点火コイル。
【請求項３】
前記充填溝は、少なくとも二次巻線のスプールに形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の点火コイル。
【請求項４】
前記充填材は、低線膨張係数の樹脂が用いられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか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、エンジンの各気筒のプラグホール内に取り付けられるいわゆるスティック型の点火コイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スティック型の点火コイルは、直径の異なる２本のスプールにそれぞれ巻回した一次巻線と二次巻線を棒状の中心コアと共に円筒状のコイルケース内に同心状に収納し、該コイルケースの上端開口部からエポキシ系熱硬化性樹脂等の充填材を充填することで、コイルケース内の各部品間を絶縁・固定するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コイルケース内の絶縁性を高めるには、コイルケース内に隙間なく充填材を充填する必要があるが、コイルケースは、プラグホール内に取り付けられるため、コイルケースの外径寸法がプラグホールの内径寸法で規制され、各部品間の隙間（絶縁距離）が小さくならざるを得ない。このため、充填材の性状によっては、巻線周辺の充填が不十分になって絶縁不良が発生したり、或は、充填時間が長くかかり、量産性が低下してコストアップするという欠点がある。
【０００４】
また、中心コアと樹脂との線膨張係数の相違により両者間に過大な熱応力が働くのを防止するために、中心コアの上端にクッション部材を配置したものがある。この構造では、組付け具合や充填材の充填圧力によって、クッション部材が軸方向に圧縮変形して外径方向に膨らんだ状態になることがあり、これによって、中心コアとその外周のスプールとの間の狭い隙間に充填材を注入する通路がクッション部材によって塞がれた状態になることがある。このため、中心コアとスプールとの間の狭い隙間への充填材の充填が不十分になりやすく、これも絶縁性を低下させる一因となっている。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、充填材の充填性を改善して絶縁性を向上させることができる点火コイルを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の点火コイルは、筒状のコイルケース内に、筒状のスプールに巻回された巻線を収納すると共に、前記スプール内に棒状の中心コアを収納し、この中心コアの少なくとも上端にクッション部材を配置して、前記コイルケース内に充填材を充填してなる点火コイルにおいて、前記スプールを円筒状に形成し、前記クッション部材を、前記中心コアの上端に接触させるように前記スプールの内部に配置し、且つ、前記クッション部材の外周部に、該クッション部材が軸方向に圧縮変形して外径方向に膨らんだ状態になっている場合でも該クッション部材と前記スプールの内周との間に前記充填材の注入通路を確保できるように切欠部を形成して、該クッション部材を非円形状に形成したことを特徴とするものである。このようにすれば、組付け具合や充填材の充填圧力によって、クッション部材が軸方向に圧縮変形して外径方向に膨らんだ状態になったとしても、クッション部材とスプールの内周との間に充填材の注入通路を切欠部によって確保できるため、中心コアとスプールの内周面との間の狭い隙間に充填材を注入する通路がクッション部材によって塞がれることを防止でき、中心コアとスプールとの間の狭い隙間に充填材を確実に充填することができる。
更に、請求項２のように、巻線を巻回するスプールの外周面の少なくとも高圧端子側（つまり下部側）の部分に、充填材を充填するための充填溝を軸方向に延びるように形成しても良い。この構造では、巻線の内径側に充填溝が位置し、この充填溝を通して充填材が巻線の内径側からも充填される。このため、流動性が低い充填材を用いた場合（例えば中心コアの線膨張係数に近い低線膨張係数の樹脂を用いたり、ゲル状の充填材を用いた場合）でも、充填溝によって巻線内部の微小な隙間にも充填材を充填しやすくなり、巻線の絶縁性を向上できる。
【０００７】
この場合、充填溝は、一次巻線のスプールに形成しても良いが、請求項３のように、少なくとも二次巻線のスプールに形成することが好ましい。つまり、二次巻線には、高電圧が発生するため、一次巻線よりも絶縁性を高める必要があり、しかも、二次巻線は、巻数を多くするために、一次巻線よりも細い線が使用されるため、二次巻線内部の隙間が微小で充填材が浸透しにくい構造となっている。この対策として、二次巻線のスプールに充填溝を形成すれば、二次巻線への充填材の充填性を従来よりも改善でき、二次巻線の絶縁性を向上できる。
【０００８】
更に、請求項４のように、充填材として低線膨張係数の樹脂を用いると良い。ここで、低線膨張係数の樹脂とは、線膨張係数が中心コア及び外周コアの線膨張係数の近くまで低減された樹脂であり、具体的には、線膨張係数が例えば２０×１０-6程度若しくはそれ以下の樹脂である。このような低線膨張係数の樹脂を充填材に用いると、充填材と中心コアとの間に働く熱応力を低減できて、充填材と中心コアとの接合面の剥離を防止でき、絶縁性を長期間良好に維持できる。一般に、充填材の低線膨張係数化は、フィラー等の混入によって行われるので、低線膨張係数化に伴って充填時の充填材の流動性が低下する傾向があるが、スプールの外周面に充填溝を形成することで、充填材の低線膨張係数化と充填性とを両立させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に基づいて点火コイル１０全体の構成を説明する。円筒状のコイルケース１１は、絶縁性樹脂により形成され、その上端部に一体成形された頭部ケース１２内には、コネクタピン１３をインサート成形したコネクタハウジング１４が圧入等により組み付けられている。このコネクタハウジング１４に一体成形された台座１５上には、イグナイタ１６が搭載され、エンジン制御コンピュータ（図示せず）から出力された点火信号がコネクタピン１３を介してイグナイタ１６に入力される。
【００１１】
コイルケース１１の内部には、中心部と外周側にそれぞれ棒状の中心コア１８と円筒状の外周コア１９が同心状に収納されている。円筒状の外周コア１９の内周側には、絶縁樹脂製の一次側スプール（図示せず）に巻回された一次巻線２０が収納され、更に、この一次巻線２０の内周側には、絶縁樹脂製の二次側スプール２１に巻回された二次巻線２２が収納されている。二次側スプール２１の下端には、端子プレート２５が取り付けられ、この端子プレート２５には、二次巻線２２の一端が接続されている。
【００１２】
中心コア１８は、有底円筒状に形成された二次側スプール２１の内部に収納され、該中心コア１８の上下両端には、それぞれクッション部材２３が宛てがわれている。このクッション部材２３は、中心コア１８に過大な応力が働くのを防止するための緩衝材であり、磁歪防止スポンジ、エラストマー等の耐熱性弾性材により形成されている。図１に示すように、クッション部材２３は、中心コア１３の上端に接触するように二次側スプール２１の内部に配置され、このクッション部材２３の外周部の複数箇所には、該クッション部材２３と二次側スプール２１の内周との間に充填材３０の注入通路を確保するために、図５に示すように、上下方向に貫通する切欠部２４が形成されている。
【００１３】
図１に示すように、コイルケース１１と頭部ケース１２の内部には、充填材３０として、エポキシ系熱硬化性樹脂等の絶縁性樹脂が真空充填されている。充填３０としては、線膨張係数が中心コア１８の線膨張係数の近くまで低減された樹脂、具体的には、線膨張係数が例えば２０×１０-6程度若しくはそれ以下の樹脂が用いられている。更に、二次巻線２２周辺への充填材３０の充填性を向上するために、図２乃至図４に示すように、二次側スプール２１の外周面に、軸方向（上下方向）に延びる複数本の充填溝３１が二次巻線２２の巻回領域の全長にわたって形成されている。
【００１４】
尚、図１に示すように、コネクタハウジング１４の台座１５の下面には、二次側スプール２１の上端を嵌合により位置決めする位置決め筒部３５と、一次巻線２０のスプール（図示せず）の上端を嵌合により位置決めする位置決め筒部３６とが一体に形成されている。二次側スプール２１の上端部は、両位置決め筒部３５，３６間の環状の隙間に嵌合され、該二次側スプール２１の上端部に外周側に向けて一体成形した弾性係合爪３７が外周側の位置決め筒部３６の段差部に係合され、それによって、二次側スプール２１がコネクタハウジング１４の台座１５に組み付けられている。位置決め筒部３５の内周側には、中心コア１８の上端が嵌合され、それによって、中心コア１８の上端が位置決めされている。この中心コア１８の上端に宛てがわれたクッション部材２３は、位置決め筒部３５の内周側に位置し、該位置決め筒部３５の内周面には、充填材３０を下方の隙間に注入するための複数本の溝（図示せず）が形成されている。
【００１５】
一方、コイルケース１１の下端には、絶縁性樹脂製の高圧タワー部２６が接着等により組み付けられている。この高圧タワー部２６の上部中心には、高圧端子２７を上向きに固着した端子カップ２８がインサート成形され、高圧端子２７が端子プレート２５に圧接して電気的に導通した状態に保持されている。この高圧タワー部２６をプラグホール（図示せず）内に挿入して点火プラグ（図示せず）の上部に圧入すると、端子カップ２８内に係止された導電性のスプリング２９が点火プラグの端子に圧接した状態となり、それによって、二次巻線２２の一端が端子プレート２５、高圧端子２７、端子カップ２８及びスプリング２９を介して点火プラグの端子に電気的に接続された状態となる。
【００１６】
以上のように構成した点火コイル１０は、プラグホール内に取り付けられるため、コイルケース１１の外径寸法がプラグホールの内径寸法で規制され、各部品間の隙間（絶縁距離）が小さくならざるを得ない。このため、従来構造のものでは、充填材の性状によっては、二次巻線周辺の充填が不十分になるおそれがあった。また、組付け具合や充填材３０の充填圧力によって、クッション部材２３が軸方向（上下方向）に圧縮変形して外径方向に膨らんだ状態になることがあるため、従来構造のものでは、中心コアとその外周の二次側スプールとの間の狭い隙間に充填材を注入する通路がクッション部材によって塞がれた状態になることがあり、これによって、中心コアと二次側スプールとの間の狭い隙間への充填材の充填が不十分になりやすいという欠点があった。
【００１７】
この点、本実施形態では、二次側スプール２１の外周面に充填溝３１を形成したので、図４に示すように、充填溝３１を通して充填材３０が二次巻線２２の内径側からも充填される。このため、流動性が低い充填材３０を用いた場合（例えば中心コア１８の線膨張係数に近い低線膨張係数の樹脂を用いたり、ゲル状の充填材を用いた場合）でも、充填溝３１によって二次巻線２２内部の微小な隙間にも充填材３０を充填しやすくなり、二次巻線２２の絶縁性を向上できる。
【００１８】
尚、本実施形態では、二次側スプール２１の外周面のほぼ全長に形成したが、二次側スプール２１の外周面のうちの高圧端子２７側（下部側）の部分のみに充填溝３１を形成するようにしても良い。二次巻線２２のうちでも高圧端子２７側の部分が他の部分よりも高圧になり、絶縁性を高める必要があるためである。また、充填溝３１の本数は複数本に限定されず、１本であっても良い。更に、一次巻線２０のスプールの外周面にも充填溝を形成しても良い。
【００１９】
また、本実施形態では、中心コア１８の上下両端に配置されたクッション部材２３の外周部に、切欠部２４が形成されているため、組付け具合や充填材３０の充填圧力によって、クッション部材２３が軸方向（上下方向）に圧縮変形して外径方向に膨らんだ状態になったとしても、中心コア１８と二次側スプール２１との間の狭い隙間に充填材３０を注入する際に、少なくとも切欠部２４分の空隙を確保することができ、この空隙を通して中心コア１８と二次側スプール２１との間の狭い隙間に充填材３０を確実に充填することができて、この面からも絶縁性を向上することができる。
【００２０】
尚、クッション部材２３の外周部に形成する切欠部２４の数は、複数個に限定されず、１個のみであっても良い。また、充填材３０の充填は、コイルケース１１の上端開口から行われるため、中心コア１８の上端側のクッション部材２３のみに切欠部２４を形成するようにしても良い。また、中心コア１８の下端側にはクッション部材２３を設けない構成としても良い。
【００２１】
また、図６に示すように、クッション部材３２を多角形状にカットした形状に形成しても良く、この場合には、カット部分３３によって二次側スプール２１の内周面との間に空隙を確保することができる（カット部分３３が充填材３０の注入通路を確保する切欠部としての役割を果たす）。要は、クッション部材３２の外周部に充填材３０の注入通路を確保する切欠部（カット部分）を形成して、クッション部材３２を非円形状（円形以外の形状）に形成すれば良く、図５，図６の形状と同様の効果が得られる。
【００２２】
その他、本発明は、クッション部材を、外周部に切欠部（カット部分）のある非円形状に形成する構成のみを実施するようにしても良い。また、充填材３０としてゲル状の充填材を用いるようにしても良い。また、本発明は、中心コア１８の下端に磁石を配置した構造の点火コイルに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す点火コイルの縦断面図
【図２】二次側スプールの正面図
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿って示す拡大断面図
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿って示す部分拡大断面図
【図５】クッション部材の拡大斜視図
【図６】クッション部材の他の実施形態を示す拡大斜視図
【符号の説明】
１０…点火コイル、１１…コイルケース、１２…頭部ケース、１４…コネクタハウジング、１５…台座、１６…イグナイタ、１８…中心コア、１９…外周コア、２０…一次巻線、２１…二次側スプール、２２…二次巻線、２３…クッション部材、２４…切欠部、２６…高圧タワー部、２７…高圧端子、３０…充填材、３１…充填溝、３３…カット部分（切欠部）、３５，３６…位置決め筒部。
【図１】
0004051691.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004051691.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004051691.tif 000006
【図６】
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