(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄芯部と、二次ボビンに二次巻線を巻廻した二次コイル部と、一次ボビンに一次巻線を巻廻した一次コイル部とが、ケース体に収容されて構成され、プラグホールに収容されると、その先端側が点火プラグに直結される円筒形の内燃機関用点火コイルであって、
基端側の大径部と先端側の小径部とで全体として略円筒状に形成された導電性エラストマは、前記大径部と前記小径部の境界部が、前記小径部のみ通過可能な前記ケース体の内周突条に係止されて位置決めされ、
前記小径部の先端側に形成された先端円筒孔には、前記点火プラグの頭部端子が受け入れられる一方、
前記大径部の基端側に形成された基端円筒孔には、前記二次ボビンの最先端を形成する、前記基端円筒孔より大径のボビン円筒部が収容され、
前記点火プラグに接続されるべきリード線を、前記ボビン円筒部の外周面に沿わせることにより、前記導電性エラストマを経由して、前記二次コイル部と前記点火プラグの電気的接続を実現させたことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
【請求項２】
前記ボビン円筒部には、前記二次巻線に接続されたダイオードが収容され、
前記ダイオードのリード線が、前記ボビン円筒部の外周面に導出されている請求項１記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項３】
前記ダイオードのリード線は、前記ボビン円筒部の先端に導出された後、前記外周面に沿って折り返され、その終端が前記基端円筒孔から露出している請求項２に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項４】
前記導電性エラストマは、１〜１０ＫΩの抵抗値に設定され、前記導電性エラストマの大径部は、前記ケース体の内周面によってやや収縮状態で配置されている請求項１〜３の何れかに記載の内燃機関用点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次コイルと点火プラグとの電気的接続方法に特徴を有する内燃機関用点火コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、点火プラグに高電圧を直接供給する点火コイル１００の縦断面図であり、図５は、図４のプラグ接続部の拡大図である。この点火コイル１００は、中心鉄芯１７０と、中心鉄芯１７０の外周にあって二次ボビン１２１に巻回される二次コイル１２０と、二次コイル１２０と同軸的に配置された一次ボビン１１１に巻回される一次コイル１１０と、一次コイル１１０の外側に設けられた外装鉄芯１６０と、これらを収容するケース１３０とを備えて構成されている。
【０００３】
点火コイル１００の上部位置には、一次コイル１１０の電流をＯＮ／ＯＦＦするパワートランジスタ１８０と、パワートランジスタ１８０への給電端子１３１などが配置されている。一方、点火コイルの下部位置には、高圧タワー１３２が形成されており、高圧タワー１３２には二次高圧端子１２２が内蔵されている。この二次高圧端子１２２は、スプリング１４０と電気的に結合されており、二次コイル１２０で発生した高電圧を点火プラグ１９１に伝えている。
【０００４】
上述の内燃機関用点火コイルの動作を説明する。給電端子１３１より入力された電流は、一次コイル１１０を通り磁束を発生させ、電磁結合された二次コイル１２０から高電圧を発生する。この高電圧は、高圧タワー１３２に取り付けられた二次高圧端子１２２を通り、スプリング１４０を介して、点火プラグ１９１に印加される。ここで、点火プラグ１９１には、エンジンをコントロールする電子機器や、カーラジオ、自動車電話などの通信装置などに悪影響を及ぼす点火ノイズを抑制するため抵抗体を内蔵している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成の点火コイルは、高圧端子１２２にスプリング１４０を装着する際、スプリング１４０の径方向の弾性を利用して高圧端子１２２の内径部の溝にスプリング１４０を固定している。
【０００６】
しかし、点火コイルへスプリングを装着する作業が煩雑であり、作業時間を要するために円滑な製造工程を圧迫している。また、極端な場合には、装着の仕方が悪いためにスプリングが脱落し、その結果、スプリングの無いままエンジンへ組み付けられ不調又は始動不能となる不具合ともなり得る。
【０００７】
また、ユーザーが点火プラグを交換するとき、抵抗内蔵型の点火プラグの指定があるにもかかわらず、抵抗無しの点火プラグを装着し点火ノイズによる電子機器の誤動作を招くおそれもある。更にまた、スプリングと点火プラグの頭部端子との接触性が低下し、イグニッションコイルの出力端子と点火プラグの頭部端子との間の電気的接続性が低下してしまうこともある。
【０００８】
一方、二次コイルと点火プラグの接続にスプリングを用いない構成も知られており、例えば、下記の特許文献に開示されたイグニッションコイルでは、エポキシ樹脂を主成分とし、これに導電性フィラーを含有させた導電性接着剤を使用している。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−２６０１０３号
【００１０】
しかし、この構成の場合には、点火プラグに高電圧が印加された際、二次コイルの高圧端子から発生する点火ノイズを導電性接着剤では十分に抑制できないという問題がある。その結果、このような導電性接着剤を用いる構成では、エンジンの動作をコントロールする電子機器や、その他、カーラジオや自動車電話などの通信装置に悪影響を与えてしまうおそれがあった。その他、点火ノイズによってエンジンの点火不良のおそれもあった。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、点火プラグに高電圧を供給する内燃機関用点火コイルにおいて、エンジントラブル解消、作業工程の低減、及び点火ノイズを有効に抑制することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、鉄芯部と、二次ボビンに二次巻線を巻廻した二次コイル部と、一次ボビンに一次巻線を巻廻した一次コイル部とが、ケース体に収容されて構成され、プラグホールに収容されると、その先端側が点火プラグに直結される円筒形の内燃機関用点火コイルであって、基端側の大径部と先端側の小径部とで全体として略円筒状に形成された導電性エラストマは、前記大径部と前記小径部の境界部が、前記小径部のみ通過可能な前記ケース体の内周突条に係止されて位置決めされ、前記小径部の先端側に形成された先端円筒孔には、前記点火プラグの頭部端子が受け入れられる一方、前記大径部の基端側に形成された基端円筒孔には、前記二次ボビンの最先端を形成する、前記基端円筒孔より大径のボビン円筒部が収容され、前記点火プラグに接続されるべきリード線を、前記ボビン円筒部の外周面に沿わせることにより、前記導電性エラストマを経由して、前記二次コイル部と前記点火プラグの電気的接続を実現させたことを特徴とする。
【００１３】
本発明では、二次コイルと点火プラグ間の電気的接続にスプリングを用いない金属以外の導電性部材を使用したことにより、信頼性を確保した内燃機関用点火コイルを提供することが可能となる。なお、鉄芯部と一次コイル部と二次コイル部との位置関係は実施例の通りでなくても良い。
【００１４】
なお、導電性エラストマとは、導電性樹脂のうち可撓性を有するものを意味し、導電性接着剤を除く概念である。エラストマとしては、典型例として、ゴムを例示することができる。導電性を実現する方法は特に限定されないが、導電性微粒子を樹脂材の含有させるのが好適である。ここで、導電性微粒子は、金属、カーボン、導電性高分子を例示することができるが、カーボン、特にカーボンブラックが好適である。カーボンブラックの種類や添加量の違いによって適宜な導電性（抵抗値）を実現できる。樹脂としては、シリコーン（silicone）が好適であり、導電性のシリコーンゴムが最適である。
【００１５】
前記導電性エラストマは、好適には１〜１０ＫΩの抵抗値に設定されており、より好適には３〜７ＫΩ程度、最適には５ＫΩ程度に設定される。また、前記導電性エラストマの長さ方向の両端部には、二次コイル部と点火プラグの終端部をそれぞれ受入れる円筒孔が形成されており、前記円筒孔は、点火プラグの頭部端子の全体を覆う深さに形成されている。この場合、電気的接続が確実となり、エンジンの点火不良を防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に係る内燃機関用点火コイルＣＬに基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。ここで、図１は、実施例に係る内燃機関用点火コイルＣＬの縦断面図を示しており、図２（ａ）は、図１のプラグ接続部の拡大図を示している。なお、図１は、点火コイルＣＬが、内燃機関のプラグホール９０に挿入された状態を示しており、図示の点火コイルＣＬは、点火プラグ９１と密着嵌合されて電気的に結合されている。
【００１７】
図示の内燃機関用点火コイルＣＬは、合成樹脂ケース３０に収容されて構成されており、このケース３０を大別すると、円筒状に形成されたケース本体部３０ａと、ケース本体部３０ａの上部に連設されるケース基端部３０ｂと、ケース本体部３０ａの下部に連設される小径の高圧タワー３０ｃとに区分される。
【００１８】
そして、高圧タワー３０ｃの内部には、略円筒状の導電性部材４０（図２（ａ））が収納されており、一方、高圧タワー３０ｃの外周にはプロテクタ５０が嵌合されている。ここで、プロテクタ５０は、プラグホール９０の金属部に点火コイルＣＬの高電圧がリークするのを防止するものであり、高圧タワー３０と共に、点火ブラグ９１の突出端部を覆う略円筒形状に形成されている。なお、導電性部材４０については更に後述する。
【００１９】
ケース基端部３０ｂには、パワートランジスタＰＴｒと、パワートランジスタＰＴｒへの給電端子８０ａとを含んだ給電部８０が収容されている。図２（ｂ）に示すように、パワートランジスタＰＴｒは、給電端子８０ａからの信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ動作して一次コイル部１０を駆動する。そのため、一次コイル部１０と電磁結合された二次コイル部２０からは、高圧のパルス電圧が発生することになる。なお、二次コイル部２０から発生したパルス電圧は、高圧ダイオードＤを介して点火プラグ９１に供給される。
【００２０】
図１に示すように、軸方向中央に位置するケース本体部３０ａの内部には、中心鉄芯部７０と、中心鉄芯部７０の外側に設けられる二次コイル部２０と、二次コイル部２０の外側に設けられる一次コイル部１０と、一次コイル部１０の外側に嵌合される外装鉄芯６０とが、それぞれ同軸的に配置されており、各隙間に注入された絶縁材（例えば、熱硬化性エポキシ樹脂）が硬化することで全体が一体化されている。
【００２１】
中心鉄芯部７０は、詳細には、ケイ素鋼板等の磁性鋼板からなる中心鉄芯７０ａと、中心鉄芯７０ａの外周を覆うポリエステルフィルム製の緩衝テープ７０ｂと、中心鉄芯７０ａの上下端部に配置されて磁気飽和を抑制する永久磁石７０ｃとで構成されている。なお、図示省略しているが、永久磁石７０ｃは、キャップ状に形成されたシリコーン製の緩衝材によって覆われている。
【００２２】
二次コイル部２０は、中心鉄芯部７０の外側に位置する二次ボビン２０ａと、これに巻回される二次巻線２０ｂとで構成されている。また、一次コイル部１０は、二次コイル部２０の外側に位置する一次ボビン１０ａと、これに巻回される一次巻線１０ｂとで構成されている。
【００２３】
図３（ａ）は、二次コイル部の二次ボビン２０ａの先端突出部２３を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、先端突出部２３の最下面を示す平面図である。また、図３（ｃ）は高圧ダイオードＤのリード端子（Ｄ１及びＤ２）を図示したものであり、図３（ｄ）は、先端突出部２３を示す部分断面図である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、ボビン突条２１を設けた二次ボビン２０ａには二次巻線２０ｂが巻着されている。この二次ボビン２０ａの先端突出部２３は、詳細には、ボビン本体より段階的に細径となる第一円筒部２４と第二円筒部２５とが連設して構成されている。なお、図２（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、この円筒部２４，２５には、二次巻線２０ｂの高圧側に接続された高圧ダイオードＤが、その長さ方向を円筒部２４，２５の軸方向に一致させて収容されている。
【００２５】
図３（ａ）に示されるように、第一円筒部２４の外周まで導出された二次巻線２０ｂは、第一円筒部２４から上向に延設されて給電部８０に至る接続ワイヤ２６に接続されている。なお、接続ワイヤ２６に接続される二次巻線２０ｂは、二次コイル部２０の低圧側の巻線であり、一方、高圧側の巻線は、円筒部２４，２５に内包された高圧ダイオードＤのカソード側リード線Ｄ１に接続されている。
【００２６】
図３（ａ）に示す通り、第一円筒部２４と第二円筒部２５には、１本の切欠き溝２７が軸方向に形成され、これによって第二円筒部２５の径方向内向きへの収縮を可能にしている。なお、最大収縮状態でも、第二円筒部２５の内周面が高圧ダイオードＤを圧迫しないのは勿論である。
【００２７】
第二円筒部２５は、さらに詳細には、本体部２５ａと先端テーパ部２５ｂとで構成され（図３（ｄ））、先端テーパ部２５ｂから高圧ダイオードＤのアノード側リード線Ｄ２が導出されている。そして、導出されたリード線Ｄ２は、第二円筒部２５の外周面に沿うように屈曲されて折り返されている。ここで、折り返されたリード線Ｄ２は、第二円筒部２５を導電性部材４０（図２（ａ））に完全に収容した際にも、リード線Ｄ２の終端が導電性部材４０から外側にはみ出るような長さに設定されている。
【００２８】
図３（ｂ）に示すように、第二円筒部２５の終端面２５ｃには、切欠き溝２７に直交する位置に、リード線８ｂをガイドする合計４個の突起２８が設けられて、リード線８ｂの折り返し方向を位置決めしている。すなわち、一対の突起２８，２８にガイドされて、リード線Ｄ２は、切欠き溝２７の直交する方向に正しく折り返される。
【００２９】
図１及び図２（ａ）に基づいて、高圧タワー３０ｃについて説明すると、この高圧タワー３０ｃは、基端側の第一円筒部３１と、第一円筒部３１よりも細径の第二円筒部３２とで構成されている。そして、第二円筒部３２には内周突条３３と、外周突条３４とが形成されている。
【００３０】
図２（ａ）に示す通り、内周突条３３は、高圧タワーの第一円筒部３１の内周面から径方向内向きに突起した突条であり、導電性部材４０を受け止めて係止する部分である。一方、外周突条３４は、高圧タワーの第二円筒部３２の外周面から径方向外向きに突起した突条であり、プロテクタ５０と係合して、プロテクタ５０の装着を確実にする部分である。
【００３１】
さて、導電性部材４０は、基端側の大径部４１と、先端側の小径部４２とで全体として略円筒形に構成されている。大径部４１の外径は、円筒第一部３１の内周径よりやや大きく形成されており、一方、小径部４２の外径は、内周突条３３の開口径とほぼ同一か（やや小さく）形成されている。
【００３２】
そのため、ケース３０の上部から下向きに導電性部材４０を圧入すると、導電性部材４０の小径部４２と大径部４３の境界部が、内周突条３３に係止されて位置決めされることになる。なお、大径部４１の外径は、円筒第一部３１の内周径よりやや大きく形成されているので、圧入された大径部４１は、やや収縮状態で位置決めされる。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、大径部４１の基端側には、二次ボビン２０ａの第二円筒部２５に対応した深さと形状であって、やや小径の円筒孔４１ａが形成されている。二次コイル部２０の第二円筒部２５は、この円筒孔４１ａを押し広げて挿入されるので、円筒孔４１ａが第二円筒部２５を受け入れた状態では、高圧ダイオードＤのリード線Ｄ２は、導電性部材４０に確実に接触する。
【００３４】
同様に、小径部４２の先端側には、点火プラグ９１の上端子部に対応する深さと形状であって、点火プラグ９１の上端子部より小径の円筒孔４２ａが形成されている。したがって、点火コイルＣＬを装着した状態では、点火プラグ９１の上端子が円筒孔４２ａを押し広げて圧入されることになり、円筒孔４２ａが、端子部全体を覆い隠すことになる。
【００３５】
以上のような形状の導電性部材４１の素材は、導電性を有するエラストマであれば特に限定されないが、実施例の場合には、ケイ素樹脂(silicone resin）に導電性微粒子（金属、カーボン、導電性高分子）を含有させて構成している。好ましくは、シリコーンゴムにカーボンブラックを添加し導電性を付与したものであり、圧縮成形又射出成形によって必要な形状に成形されている。
【００３６】
導電性部材４０の抵抗値は、含有する導電性微粒子の種類や量によって異なるが、好ましくは、１〜１０ＫΩ程度に設定すべきであり、より好ましくは３〜７ＫΩ程度、最適には５ＫΩ程度に設定される。シリコーンゴムにカーボンブラックを含有させる場合には、カーボンブラックの種類の違いや添加量により抵抗値を変化させることができるが、実施例の場合には、約５ｋΩの抵抗値に設定されている。
【００３７】
一般に、エンジンをコントロールする電子機器や、カーラジオ、自動車電話などの通信装置は点火ノイズにより影響を受けて雑音などを誘発するが、導電性部材４０を約５ｋΩ程度の抵抗値に設定することで、点火ノイズを外部に漏らすことなく高電圧を点火プラグに供給できる。したがって、この導電性部材を介在させることによって、スプリングを用いることなく、二次コイル２０と点火プラグ９１の端子部とを接触させておくことができ、電気的接続性が確実に確保することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の内燃機関用点火コイルよれば、従来のように高圧端子とスプリングを用いなくても良く、点火プラグと二次コイルが確実に電気的接続でき、かつ点火ノイズを防止できるので、エンジンの点火不良を防止できる。またスプリングを装着する工程を廃止でき、コスト低減が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例に係る内燃機関用点火コイルの縦断面図である。
【図２】  図１のプラグ接続部拡大図（ａ）と、点火コイルの回路構成図である。
【図３】  二次コイル部の先端部と導電性部材との接触を説明する図面である。
【図４】  従来の内燃機関用点火コイルの縦断面図である。
【図５】  図４のプラグ接続部拡大図である。
【符号の説明】
ＣＬ  内燃機関用点火コイル
１０  一次コイル部
２０  二次コイル部
４０  導電性部材
３０  ケース
７０  鉄芯部
【図１】
0004237481.tif 000002
【図２】
0004237481.tif 000003
【図３】
0004237481.tif 000004
【図４】
0004237481.tif 000005
【図５】
0004237481.tif 000006