(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外周に重ねて配置した一次コイル及び二次コイルと、
該一次コイル及び二次コイルの内周側に配置した軟磁性の中心コアと、
該中心コアの軸方向両端面側に配置した一対の中継部と上記一次コイル及び二次コイルの外周側に配置した一対の外周部とを枠形状に連結してなる軟磁性の外周コアと、
上記一次コイルへの通電及び該通電の遮断を行うスイッチング制御回路を備えたイグナイタと、
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絶縁状態で固定するための絶縁固定用樹脂とを有する点火コイルにおいて、
上記イグナイタは、上記スイッチング制御回路を構成する半導体素子を配置した回路基板に対する一方側面に放熱板を設けてなり、該放熱板を設けた一方側面を、上記外周コアにおける上記中継部の外面に対面させて配置してあることを特徴とする点火コイル。
【請求項２】
請求項１において、上記イグナイタは、その一方側面の略全体が、上記外周コアにおける上記中継部の外面に対面していることを特徴とする点火コイル。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記点火コイルは、上記二次コイルの高電圧側巻線端部を導通させた高電圧端子を備えたプラグ装着部を、上記一次コイル及び二次コイルの軸方向に直交して配設してなり、かつ、上記プラグ装着部をエンジンのプラグホール内に配置したスパークプラグに装着すると共に、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備えたコイル本体部を上記プラグホールの外部に配置するよう構成してあり、
上記イグナイタは、上記外周コアにおける上記中継部の外面に対面していることを特徴とする点火コイル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、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は、樹脂製のケース部品の内側に配置してあり、
該ケース部品は、上記イグナイタにおける導電端子を外部機器と接続するためのコネクタ部と、上記点火コイルをエンジンに取り付けるための取付部とを連結してなり、
上記絶縁固定用樹脂は、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と、上記ケース部品とを絶縁状態で固定しており、
上記コネクタ部は、上記イグナイタの配置位置の外側に位置して上記ケース部品から外側に突出していることを特徴とする点火コイル。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記外周コアは、上記イグナイタにおけるグラウンド電位を形成する導電端子と導通してあることを特徴とする点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関において、スパークプラグにおける一対の電極間にスパークを発生させるために用いる点火コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン等の内燃機関に用いる点火コイルは、エナメル線等の電線を巻回して形成した一次コイル及び二次コイルを絶縁状態で固着させるために、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を、樹脂製のコイルケース内の隙間に充填して製造している。また、一次コイルへの通電及び通電の遮断を行うスイッチング制御回路を備えたイグナイタを内蔵した点火コイルが多く用いられている。
例えば、特許文献１においては、絶縁ケース内に一次コイル、二次コイル及びスイッチングモジュールを収容するモジュール収容室を有し、絶縁ケース周壁に一次コネクタを備える内燃機関用点火コイルが開示されている。この点火コイルにおいては、スイッチングモジュールと、一次コイル、二次コイル及び鉄心との間に、絶縁ケースによる壁が形成されており、スイッチングモジュールを収容している。
【０００３】
しかしながら、特許文献１等の従来の点火コイルにおいては、イグナイタ（スイッチングモジュール）を二次コイルによる放熱から保護するための工夫、及びイグナイタ自身の発熱を効果的に放熱させるための工夫は何らなされていない。すなわち、特許文献１においては、スイッチングモジュールと二次コイルとの間には、絶縁ケースによる壁、又はこの壁と緩衝用材料とが配置されているのみである。そのため、二次コイルによる発熱の影響を受けて、イグナイタが高温になり易く、特に、点火コイルによるスパークの発生が頻繁に繰り返される内燃機関の高回転時の点火性能を向上させることができない要因になっていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−４８０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、イグナイタが、高温になることを効果的に抑制することができ、特に、点火コイルによるスパークの発生が頻繁に繰り返される内燃機関の高回転時の点火性能を効果的に向上させることができる点火コイルを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、内外周に重ねて配置した一次コイル及び二次コイルと、
該一次コイル及び二次コイルの内周側に配置した軟磁性の中心コアと、
該中心コアの軸方向両端面側に配置した一対の中継部と上記一次コイル及び二次コイルの外周側に配置した一対の外周部とを枠形状に連結してなる軟磁性の外周コアと、
上記一次コイルへの通電及び該通電の遮断を行うスイッチング制御回路を備えたイグナイタと、
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絶縁状態で固定するための絶縁固定用樹脂とを有する点火コイルにおいて、
上記イグナイタは、上記スイッチング制御回路を構成する半導体素子を配置した回路基板に対する一方側面に放熱板を設けてなり、該放熱板を設けた一方側面を、上記外周コアにおける上記中継部の外面に対面させて配置してあることを特徴とする点火コイルにある（請求項１）。
【０００７】
本発明は、イグナイタを内蔵した点火コイルにおいて、イグナイタが高温になることを効果的に抑制するための工夫を行っている。
具体的には、本発明のイグナイタは、外周コアにおける中継部の外面に対面して配置してある。
これにより、スパーク発生用の高電圧電流が流れる二次コイルから発した熱を、外周コアによって吸収させることができ、二次コイルの発熱によりイグナイタが加熱されてしまうことを効果的に抑制することができる。また、上記構成により、イグナイタ自身が発する熱を、外周コアによって吸収させることができ、イグナイタの温度上昇を効果的に抑制することができる。
【０００８】
それ故、本発明の点火コイルによれば、イグナイタが、高温になることを効果的に抑制することができ、特に、点火コイルによるスパークの発生が頻繁に繰り返される内燃機関の高回転時の点火性能を効果的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上述した本発明の点火コイルにおける好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記イグナイタは、上記スイッチング制御回路を構成する半導体素子を配置した回路基板に対する一方側面に放熱板を設けてなり、該放熱板を設けた一方側面を、上記外周コアにおける上記中継部の外面に対面させてなる。
これにより、イグナイタ自身に設けた放熱板により、イグナイタから外周コアにおける中継部への放熱をより効果的に行うことができる。
【００１０】
また、上記イグナイタは、その一方側面の略全体が、上記外周コアにおける上記中継部の外面に対面していることが好ましい（請求項２）。
この場合には、二次コイルの発熱によりイグナイタが加熱されてしまうことをより効果的に抑制することができ、イグナイタ自身が発する熱を外周コアによってより効果的に吸収させることができる。
【００１１】
また、上記点火コイルは、上記二次コイルの高電圧側巻線端部を導通させた高電圧端子を備えたプラグ装着部を、上記一次コイル及び二次コイルの軸方向に直交して配設してなり、かつ、上記プラグ装着部をエンジンのプラグホール内に配置したスパークプラグに装着すると共に、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備えたコイル本体部を上記プラグホールの外部に配置するよう構成してあり、上記イグナイタは、上記外周コアにおける上記中継部の外面に対面していることが好ましい（請求項３）。
この場合には、コイル本体部をプラグホールの外部に横向きに配置する外部横置きタイプの点火コイルにおいて、イグナイタを適切な位置に配置して、一次コイル及び二次コイルとイグナイタとの結線を容易にすることができる。
【００１２】
また、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は、樹脂製のケース部品の内側に配置してあり、該ケース部品は、上記イグナイタにおける導電端子を外部機器と接続するためのコネクタ部と、上記点火コイルをエンジンに取り付けるための取付部とを連結してなり、上記絶縁固定用樹脂は、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と、上記ケース部品とを絶縁状態で固定しており、上記コネクタ部は、上記イグナイタの配置位置の外側に位置して上記ケース部品から外側に突出していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、イグナイタとコネクタ部とを隣接して配置することができ、イグナイタにおける導電端子とコネクタ部における導電端子とを容易に結合することができる。そして、点火コイルにおける各構成部品の配置が適切であり、点火コイルの大型化を抑制して、イグナイタが高温になることを効果的に抑制することができる。
【００１３】
また、上記外周コアは、上記イグナイタにおけるグラウンド電位を形成する導電端子と導通してあることが好ましい（請求項５）。
この場合には、外周コアをグラウンド電位にすることによって、外周コアが、周囲の機器によるノイズの影響を受けて帯電してしまうことを防止することができる。そのため、外周コアにおける中継部に対面させたイグナイタが、外周コアに帯電したノイズの影響を受けることを防止することができる。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明の点火コイルにかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の点火コイル１は、図１、図２に示すごとく、内燃機関としてのエンジンに用いるものであり、内外周に重ねて配置した一次コイル２１及び二次コイル２２と、一次コイル２１及び二次コイル２２の内周側に配置した軟磁性の中心コア４１と、一次コイル２１及び二次コイル２２の軸方向端面側及び外周側に配置した軟磁性の外周コア４２とを有している。外周コア４２は、中心コア４１の軸方向端面側に配置した中継部４２１と、一次コイル２１及び二次コイル２２の外周側に配置した外周部４２２とを連結してなる。
また、点火コイル１は、電子部品を樹脂によってモールドしてなるイグナイタ５を内蔵しており、イグナイタ５は、一次コイル２１への通電及び通電の遮断を行うスイッチング制御回路を備えている。
【００１５】
また、本例の点火コイル１は、熱可塑性樹脂からなるケース部品３内に、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア４１、外周コア４２及びイグナイタ５を配置し、ケース部品３内に熱硬化性樹脂からなる絶縁固定用樹脂１５を充填して、各構成部品を絶縁状態で固定してなる。また、本例の点火コイル１においては、図３に示すごとく、イグナイタ５が高温になることを効果的に抑制するために、イグナイタ５は、外周コア４２における中継部４２１の外面に対面して配置してあり、イグナイタ５と中継部４２１との間の隙間５０には、絶縁固定用樹脂１５が充填されている。
【００１６】
以下に、本例の点火コイル１につき、図１〜図５を参照して詳説する。
本例の点火コイル１は、図４に示すごとく、エンジン（シリンダヘッド８１及びシリンダヘッドカバー８２）のプラグホール８３の外部に横置き状態（プラグホール８３の軸方向に対して一次コイル２１及び二次コイル２２の軸方向を直交させた状態）で配置して用いるものである。本例の点火コイル１は、プラグ装着部１２をエンジンのプラグホール８３内に配置したスパークプラグ７に装着すると共に、コイル本体部１１をプラグホール８３の外部に横置き状態で配置して使用される。
【００１７】
図１、図２に示すごとく、一次コイル２１は、中心コア４１の外周に一次電線を巻回して形成してあり、二次コイル２２は、一次コイル２１の外周側において、樹脂製の二次スプール２２１に一次電線よりも細い二次電線を、一次電線よりも多い巻回数で巻回して形成してある。
中心コア４１は、一次コイル２１を構成する一次電線を巻回するための円筒形状に形成してあり、外周コア４２は、中心コア４１を内側に配置することができる枠形状を有している。中心コア４１の軸方向両端面に配置する一対の中継部４２１と、一次コイル２１及び二次コイル２２の外周側において、一対の中継部４２１を繋いで形成した一対の外周部４２２とによる略四角形の枠形状を有している。そして、中心コア４１、一次コイル２１及び二次コイル２２は、枠形状の外周コア４２の内側に配置してある。
【００１８】
また、本例の中心コア４１及び外周コア４２は、珪素鋼板等の軟磁性の電磁鋼板を、一次コイル２１及び二次コイル２２の軸方向に直交する方向に複数枚積層して形成してある。外周コア４２は、略四角形の枠形状に打ち抜いた電磁鋼板を複数枚積層して形成してある。なお、中心コア４１及び外周コア４２は、軟磁性の磁性粉末を圧縮成形して形成することもできる。なお、中心コア４１の軸方向端面と外周コア４２における一方の中継部４２１との間には、中心コア４１と外周コア４２とによって形成する磁気回路の特性を改善するための永久磁石と、コアギャップ（間隙）とが設けてある。
【００１９】
図３に示すごとく、本例のイグナイタ５は、スイッチング制御回路を構成するスイッチング素子等の半導体素子５２を回路基板５１に配置し、回路基板５１に実装した導電端子５３を外部に突出させた状態で、回路基板５１及び半導体素子５２をモールド樹脂５５によってモールド成形してなる。また、回路基板５１の一方側面には、半導体素子５２が発する熱を、イグナイタ５の外部へ放出するための放熱板５４が設けてある。そして、イグナイタ５は、放熱板５４を設けた一方側面を、外周コア４２における一方の中継部４２１の外面に対面させて、ケース部品３内に配置されている。また、本例のイグナイタ５は、放熱板５４を設けた一方側面の略全体が、外周コア４２における一方の中継部４２１の外面に対面している。
【００２０】
また、図２、図３に示すごとく、本例の外周コア４２は、イグナイタ５におけるグラウンド電位を形成する導電端子５３と導通してある。具体的には、本例の外周コア４２を構成する電磁鋼板のうち最も外側（上側、プラグ装着部１２の配設方向と反対側）のものには、イグナイタ５におけるグラウンド電位を形成する導電端子５３に導通させるための突起４２３が形成してある。
補助ケース部３２は、主ケース部３１のケース本体部３１１における上側端部に組み付けられており、イグナイタ５の各導電端子５３は、上方に向けた状態で、補助ケース部３２のコネクタ部３２１における各導電端子３２２と結合されている。そして、外周コア４２は、突起４２３によって、イグナイタ５及びコネクタ部３２１におけるグラウンド電位を形成する導電端子５３、３２２に導通している。
本例においては、外周コア４２をグラウンド電位にすることによって、外周コア４２が、周囲の機器によるノイズの影響を受けて帯電してしまうことを防止することができる。そのため、外周コア４２における中継部４２１又は外周部４２２に対面させたイグナイタ５が、外周コア４２に帯電したノイズの影響を受けることを防止することができる。
【００２１】
図１に示すごとく、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４１、外周コア４２及びイグナイタ５を樹脂製のケース部品３の内部に配置し、このケース部品３内の隙間を上記絶縁固定用樹脂１５によって充填することによって形成している。本例のケース部品３は、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア４１、外周コア４２及びイグナイタ５を収容するケース本体部３１１に対して、イグナイタ５における導電端子５３をＥＣＵ（電子制御ユニット）等の外部機器と接続するためのコネクタ部３２１と、点火コイル１をエンジンに取り付けるための取付部３１２と、二次コイル２２の高電圧側巻線端部に導通させた高電圧端子２３を配置するためのタワー部３１３とを突出させて形成してある。ケース本体部３１１は、その上側部分に開口部を有して形成されている。
【００２２】
本例のケース本体部３１１と取付部３１２とタワー部３１３とは、主ケース部３１として一体成形されており、コネクタ部３２１を設けた部分は、補助ケース部３２として成形されている。そして、補助ケース部３２は、ケース本体部３１１が形成しようとする容器形状の一部とコネクタ部３２１とを一体成形してなる。
本例のコネクタ部３２１は、イグナイタ５の配置位置の外側に位置してケース本体部３１１から外側に突出して形成されており、本例の取付部３１２は、イグナイタ５を対面配置していない他方の中継部４２１の外側に位置してケース本体部３１１から外側に突出して形成されている。取付部３１２は、エンジンに取り付けるためのボルトを挿通する貫通穴を形成してなる。
【００２３】
図４に示すごとく、本例のプラグ装着部１２は、タワー部３１３、高電圧端子２３、プラグキャップ６１及びコイルスプリング６２によって形成される。このプラグ装着部１２は、コイル本体部１１における一次コイル２１及び二次コイル２２の軸方向に直交して形成される。タワー部３１３の外周には、スパークプラグ７の碍子部７１の外周に装着されるゴム製のプラグキャップ６１が取り付けられ、プラグキャップ６１内には、スパークプラグ７の端子部７２と高電圧端子２３とを導通させるコイルスプリング６２が配置される。
そして、点火コイル１は、コイルスプリング６２にスパークプラグ７の端子部７２を接触させると共に、プラグキャップ６１内にスパークプラグ７の碍子部７１を圧入して、シリンダヘッド８１に螺合したスパークプラグ７に装着される。
【００２４】
本例の点火コイル１を製造するに当たっては、まず、イグナイタ５を、その導電端子５３をコネクタ部３２１の導電端子３２２と結合した状態で、補助ケース部３２に組み付ける。そして、イグナイタ５が取り付いた補助ケース部３２を、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア４１、外周コア４２、イグナイタ５及び高電圧端子２３を組み付けた主ケース部３１に対して組み付けることによって、点火コイル１の組付体を形成する。
その後、点火コイル１の組付体の内部、すなわちケース部品３の内部に、液状態の熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）を充填し、加熱等を行って熱硬化性樹脂を硬化させて、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア４１、外周コア４２、イグナイタ５及び高電圧端子２３と、ケース部品３とを絶縁状態で固定する絶縁固定用樹脂１５が形成される。
【００２５】
コネクタ部３２１及びイグナイタ５には、グラウンド電位、通電用電源、点火信号等の各導電端子３２２、５３が設けてある。
そして、一次コイル２１における一方の巻線端部と二次コイル２２における低電圧側巻線端部とは、通電用電源の導電端子３２２、５３に接続してあり、一次コイル２１における他方の巻線端部はスイッチング素子のコレクタ端子等に接続してあり、スイッチング素子のエミッタ端子等はグラウンド電位の導電端子３２２、５３に接続してあり、スイッチング素子のベース端子等は点火信号の導電端子３２２、５３に接続してある。
【００２６】
なお、図示は省略するが、ケース部品３を、容器形状に形成しないでコネクタ部３２及び取付部３１２を有する形状に形成し、絶縁固定用樹脂１５によって、点火コイル１における最外殻のケースを形成すると共に上記タワー部３１３を形成することもできる。
【００２７】
本例の点火コイル１において、ＥＣＵからの指令によりイグナイタ５のスイッチング制御回路の動作により一次コイル２１へ通電を行ったときには、中心コア４１及び外周コア４２を通過する磁界が形成される。次いで、一次コイル２１への通電を遮断したときには、相互誘導作用により二次コイル２２に高電圧の誘導起電力が発生し、点火コイル１に装着されたスパークプラグ７における一対の電極７３間にスパークを発生させることができる（図４参照）。
【００２８】
本例においては、イグナイタ５を外周コア４２における中継部４２１の外面に対面させていることにより、スパーク発生用の高電圧電流が流れる二次コイル２２から発した熱を、外周コア４２によって吸収させることができ、二次コイル２２の発熱によりイグナイタ５が加熱されてしまうことを効果的に抑制することができる。また、上記構成により、イグナイタ５自身が発する熱を、外周コア４２によって吸収させることができ、イグナイタ５の温度上昇を効果的に抑制することができる。
また、本例においては、イグナイタ５とコネクタ部３２１とを隣接して配置しており、イグナイタ５における各導電端子５３とコネクタ部３２１における各導電端子３２２とを容易に結合することができる。そして、点火コイル１における各構成部品の配置が適切であり、点火コイル１の大型化を抑制して、イグナイタ５が高温になることを効果的に抑制することができる。
【００２９】
それ故、本例の点火コイル１によれば、イグナイタ５が、高温になることを効果的に抑制することができ、特に、点火コイル１によるスパークの発生が頻繁に繰り返される内燃機関の高回転時の点火性能を効果的に向上させることができる。
【００３０】
なお、上記イグナイタ５は、コネクタ部３２１の配置位置の外側以外にも、例えば、図５に示すごとく、外周コア４２における外周部４２２の外面に対面させて配置することもできる。この場合には、コネクタ部３２１とイグナイタ５との配線が若干複雑になるが、イグナイタ５が高温になることを抑制する効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例における、点火コイルを示す断面説明図。
【図２】実施例における、点火コイルを示す平面説明図。
【図３】実施例における、点火コイル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】実施例における、点火コイルをエンジンに取り付けた状態を示す断面説明図。
【図５】実施例における、他の点火コイルを示す平面説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１  点火コイル
１１  コイル本体部
１２  プラグ装着部
１５  絶縁固定用樹脂
２１  一次コイル
２２  二次コイル
３  ケース部品
３１２  取付部
３２１  コネクタ部
３２２  導電端子
４１  中心コア
４２  外周コア
４２１  中継部
４２２  外周部
５  イグナイタ
５０  隙間
５１  回路基板
５２  半導体素子
５３  導電端子
５４  放熱板
７  スパークプラグ
【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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