(57)【要約】【課題】  含浸漏れの箇所を発生させることなく、より迅速確実に、コイルケースの隅々にまで絶縁性樹脂を充填することができる点火コイルの製造方法を提供する。【解決手段】  一次ボビンにコイル線を巻着した一次コイル３と、二次ボビンにコイル線を巻着した二次コイル４とが、略円筒状のコイルケース１の中に、同心状に収納されて構成される内燃機関用点火コイルの製造方法である。完成状態の二次コイル４の外周に、熱硬化性の絶縁性樹脂シートを装着する装着工程と、樹脂シートを加熱下で加圧して、一時的に粘度を低下させて熱硬化させる絶縁工程と、その後、一次コイルと二次コイルをコイルケースに収納して、コイルケースの内部に絶縁性樹脂液を充填する充填工程とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次ボビンにコイル線を巻着した一次コイルと、二次ボビンにコイル線を巻着した二次コイルとが、略円筒状のコイルケースの中に、同心状に収納されて構成される内燃機関用点火コイルの製造方法であって、
完成状態の前記一次コイル及び／又は前記二次コイルの外周に、熱硬化性の絶縁性樹脂シートを装着する装着工程と、
前記樹脂シートを加熱下で加圧して、一時的に粘度を低下させて熱硬化させる絶縁工程と、
その後、前記一次コイル及び前記二次コイルを前記コイルケースに収納して、前記コイルケースの内部に絶縁性樹脂液を充填する充填工程と、
を有して製造される内燃機関用点火コイルの製造方法。
【請求項２】
前記コイル線の絶縁外皮に熱硬化性の絶縁性樹脂液を塗布した状態で、前記コイル線を前記ボビンに巻着する巻着工程を、前記装着工程に先行して設けた請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
一次ボビンにコイル線を巻着した一次コイルと、二次ボビンにコイル線を巻着した二次コイルとが、略円筒状のコイルケースの中に、同心状に収納されて構成される内燃機関用点火コイルの製造方法であって、
一次コイル用のコイル線の絶縁外皮に、熱硬化性の絶縁性樹脂液を塗布した状態で、前記一次ボビンに前記コイル線を巻着する一次コイルの製造工程、及び／又は、
二次コイル用のコイル線の絶縁外皮に、熱硬化性の絶縁性樹脂液を塗布した状態で、前記二次ボビンに前記コイル線を巻着する二次コイルの製造工程を有して製造される内燃機関用点火コイルの製造方法。
【請求項４】
一次ボビンにコイル線を巻着した一次コイルと、前記第一ボビンに収容される二次コイルとが、略円筒状のコイルケースの中に同心状に収納され、前記コイルケースの中に熱硬化性樹脂絶縁材が充填されて構成された内燃機関用点火コイルであって、
前記二次コイルの外周面と一次ボビンの内周面との間は、
前記二次コイルを円筒状に覆う補助絶縁樹脂層と、前記補助絶縁樹脂層と一次ボビンの内周面との間に充填された前記熱硬化性樹脂絶縁材による絶縁樹脂層とが形成されている内燃機関用点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車エンジンなどの点火プラグに高電圧を供給する点火コイルに関し、特に、点火コイルを絶縁封止する製造工程を改善した内燃機関用点火コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
中心鉄芯を内部に収容した二次コイルの外側に、一次コイルを同心状に配置し、これらをコイルケースに収納するペンシルタイプの点火コイルが知られている（特許文献１）。この点火コイルでは、コイルケースに各部材を収納した後、全ての隙間を埋めるべくエポキシ樹脂液を充填し、これを熱硬化させることで各部材間の絶縁性を確保している。
【特許文献１】特開２００６−２７８４２４号公報
【０００３】
上記したペンシルタイプに限らず、点火コイルでは、二次コイルにおける線間絶縁や、二次コイルと一次コイルの間の線間絶縁が特に重要であるので、従来は、真空引きによって、コイルケースの全ての隙間に、エポキシ樹脂液が確実に充填されるようにしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、エポキシ樹脂液をコイルケースの隅々にまで確実に充填するには、かなりの作業時間を要し、もし充填作業を短縮化すると、含浸漏れの箇所が発生するおそれがあり、絶縁性能が担保されないという問題があった。
【０００５】
すなわち、樹脂充填作業では、ボビンに巻着されたコイル線に直交する方向にエポキシ樹脂液を導入するので、波打ったコイル線の外周を乗り越えてエポキシ樹脂液が進行するしかなく、しかも、その進入経路が狭いので、短時間では、エポキシ樹脂液を隅々まで完全に行き渡らすのが困難であった。特に、二次ボビンの軸方向に複数のフランジを離散的に設け（図４参照）、コイル線の巻着領域を区分した場合には、このフランジが、樹脂液進入の阻害壁となり、この障害壁の裏側には空隙が生じやすい。
【０００６】
また、従来の樹脂充填作業では、コイル線の線間にまで、確実に絶縁材を浸透させることが容易ではないので、コイル線の線間絶縁性能を大幅に向上させる抜本的な対策も望まれていた。
【０００７】
本発明は上記の要請に鑑みてなされたものであって、含浸漏れの箇所を発生させることなく、より迅速確実に、コイルケースの隅々にまで絶縁性樹脂を充填することができる点火コイルの製造方法を提供することを課題とする。また、コイル線の線間に絶縁材を確実に浸透させることができる点火コイルの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、第一発明は、一次ボビンにコイル線を巻着した一次コイルと、二次ボビンにコイル線を巻着した二次コイルとが、略円筒状のコイルケースの中に、同心状に収納されて構成される内燃機関用点火コイルの製造方法であって、完成状態の前記一次コイル及び／又は前記二次コイルの外周に、熱硬化性の絶縁性樹脂シートを装着する装着工程と、前記樹脂シートを加熱下で加圧して、一時的に粘度を低下させて熱硬化させる絶縁工程と、その後、前記一次コイル及び前記二次コイルを前記コイルケースに収納して、前記コイルケースの内部に絶縁性樹脂液を充填する充填工程と、を有して構成されている。
【０００９】
本発明の装着工程では、一次コイルと二次コイルの一方又は双方の外周に、熱硬化性の絶縁性樹脂シートが装着される。図３（ａ）は、この装着状態を模式的に示す断面図であり、コイルの外周が樹脂シートで覆われている。なお、図示例のボビンには、コイルの外周面より突出するフランジが存在している。
【００１０】
次に本発明では、樹脂シートで覆われたコイルが、絶縁工程に移行される。この絶縁工程では、樹脂シートを加熱下で加圧するので一時的に粘度が低下した樹脂は、コイル線の線間に効果的に浸透する。なお、コイルの線間に、既に樹脂液が存在する場合も、この点は基本的に同じである。
【００１１】
図３（ｂ）は、樹脂シートの粘性と加熱時間との関係を示す図面である。図示の通り、シート状の樹脂は、加熱されることで粘度が低下し、一時的に溶融状態となる。そして、本発明の絶縁工程は、加圧下で実行されるので、溶融状態の樹脂の一部は、迅速にコイル線の線間に浸透する。その後、溶融状態の樹脂は、急激に硬化を開始して、コイルの外周面を平坦に覆い固着される（図３（ｃ））。
【００１２】
本発明の絶縁工程では、好ましくは、加圧下での加熱処理を経て、常圧下での加熱処理に移行して樹脂を硬化させるべきである。このような二段階の加熱工程を設けることで、溶解状態の樹脂が効果的にコイルの線間に浸透すると共に、硬化後の樹脂表面の平坦度が高まる。ここで、加圧下での加熱処理は、温度範囲７５℃〜１１０℃で実行されるべきであり、加熱温度に対応して圧力を抑制するのが好ましく、その圧力範囲は２．５〜１．３Ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００１３】
樹脂シートとしては、好適には、エポキシ樹脂をシート状に形成したものが使用される。より具体的には、エポキシ樹脂に、潜在性硬化剤を含有した１液性エポキシ樹脂をシート状に形成したものが採用される。
【００１４】
エポキシ樹脂は、グリシジルエーテル型、グリシジルアミン型、グリシジルエステル型に分類されるが、このうち、グリシジルエーテル型のエポキシ樹脂が好適である。更に好ましくは、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ノボラック型、アルコール型に区分されるグリシジルエーテル型のうち、ビスフェノールＡ型が使用される。
【００１５】
潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、アミン系のものが使用可能であるが、イミダゾール系のものを使用するのが好適である。
【００１６】
何れにしても更に、フィラーを配合してシート状に形成される。フィラーとしては、シリカ（ＳｉＯ２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、カリオレンクレーなどの不定形・球状フィラーや、タルク（４ＳｉＯ２・３ＭｇＯ・Ｈ２Ｏ）、マイカなどの板状フィラーや、ウォラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）、チタン酸カリウム（Ｋ２Ｏ・ｎＭＴｉＯ２）、ホウ酸アルミニウム（９Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３）、セピオライト（Ｍｇ８Ｓｉ１２Ｏ３０（ＯＨ）４・８Ｈ２Ｏ）、ゾノトライト（６ＣａＯ・６ＳｉＯ・Ｈ２Ｏ）などの針状フィラーが使用可能である。このうち、好ましくは、不定形・球状フィラーが選択され、更に好ましくはシリカ（不定形および球状）が使用される。
【００１７】
本発明では、絶縁工程の後の充填工程において、一次コイルと二次コイルをコイルケースに同心状に収納して、内部に絶縁性樹脂液を充填する。この充填時、コイルの外周は樹脂で平坦に覆われているので樹脂液の進入は容易であり（図３（ｃ）参照）、短時間の間にコイルの外部空間を埋めることができる。したがって、コイルケースの内部に空隙が生じるおそれがなく、その後の使用時における冷熱ストレスによっても一次コイルと二次コイル間の絶縁を永続的に維持する。なお、充填工程では、コイルの線間に樹脂液が進入できないが、コイル線の絶縁外皮の絶縁性を高めておくことで十分に対処可能である。
【００１８】
コイル線の絶縁外皮の絶縁性を高めておく方法は適宜に採用されるが、例えば、通常の場合より絶縁外皮の巻厚を厚くする、或いは、コイル線の絶縁外皮に熱硬化性の絶縁性樹脂液を塗布した状態のコイル線を、ボビンに巻着するのが好適である。後者の場合、コイル線を樹脂液にくぐらせた後に、ボビンに巻きつけるのが作業効率上好ましい。
【００１９】
以上第一発明について説明したが、第二発明は、一次ボビンにコイル線を巻着した一次コイルと、二次ボビンにコイル線を巻着した二次コイルとが、略円筒状のコイルケースの中に、同心状に収納されて構成される内燃機関用点火コイルの製造方法であって、一次コイル用のコイル線の絶縁外皮に、熱硬化性の絶縁性樹脂液を塗布した状態で、前記一次ボビンに前記コイル線を巻着する一次コイルの製造工程、及び／又は、二次コイル用のコイル線の絶縁外皮に、熱硬化性の絶縁性樹脂液を塗布した状態で、前記二次ボビンに前記コイル線を巻着する二次コイルの製造工程を有して構成される。
【００２０】
この発明の場合にも、コイル線を樹脂液にくぐらせた後に、ボビンに巻きつけるのが好ましい。第二発明の製造工程を経たコイルについては、樹脂シートの装着工程と、樹脂シートを加圧加熱する絶縁工程とを設けても良いし、設けなくても良い。装着工程や絶縁工程を設けない実施形態では、完成した一次コイルと二次コイルは、そのままコイルケースに収納され、コイルケースの内部に充填した絶縁性樹脂が硬化されることで点火コイルが完成する。
【００２１】
この場合、絶縁性樹脂をコイル線の線間まで浸透させる必要はないので、樹脂液の充填作業の作業時間を大幅に短縮化することができる。また、コイルの線間が確実に絶縁されているので、使用時に繰り返される冷熱ストレスに係わらず、長期間にわたって優れた絶縁性能を発揮する。
【００２２】
最後に、第三発明は、一次ボビンにコイル線を巻着した一次コイルと、前記第一ボビンに収容される二次コイルとが、略円筒状のコイルケースの中に同心状に収納され、前記コイルケースの中に熱硬化性樹脂絶縁材が充填されて構成された内燃機関用点火コイルであって、前記二次コイルの外周面と一次ボビンの内周面との間は、前記二次コイルを円筒状に覆う補助絶縁樹脂層と、前記補助絶縁樹脂層と一次ボビンの内周面との間に充填された前記熱硬化性樹脂絶縁材による絶縁樹脂層とが形成されている。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明した本発明の製造方法によれば、含浸漏れの箇所を発生させることなく、より迅速確実に、コイルケースの隅々にまで絶縁性樹脂を充填することができる。また、コイル線の線間に絶縁材を確実に浸透させることができる点火コイルを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について更に説明する。図１（ａ）は、実施形態に係る点火コイルＣＬの概略構成を示す部分断面図であり、図１（ｂ）は、点火コイルＣＬの全体的な回路構成図である。
【００２５】
この点火コイルＣＬは、プラスチック金型によって一体成形されるコイルケース１（１ａ，１ｂ，１ｃ）と、コイルケース１の下端部に嵌合されるゴム製のプラグキャップ２と、コイルケース１に内挿される一次コイル３と、一次コイル３に内挿される二次コイル４と、二次コイル４に内挿されるセンタコア部５と、一次コイル３の外周に弾発的に嵌合される外装鉄心６と、コイルケース１の上部に収容される電圧供給部７とを中心に構成されている。
【００２６】
一次コイル３、二次コイル４、及びセンタコア部５は同心円状に位置決めされて、各部の空隙を無くすべく熱硬化性エポキシ樹脂８が真空注入されて硬化されている。電圧供給部７は、パルス電圧を一次コイル３に供給する部分であり、この実施形態では、点火パルスＳを受けてＯＮ／ＯＦＦ動作するパワートランジスタＰＴｒを備えている（図１（ｂ）参照）。
【００２７】
コイルケース１は、詳細には、円筒状のケース本体部１ａと、電圧供給部７を収容するケース基端部１ｂと、二次コイル４から高圧を受ける高圧端子９や不図示の点火プラグに高圧を伝えるスプリング１０などを保持するケース先端部１ｃとで構成されている。
【００２８】
図２に示すように、ケース基端部１ｂは、一方側（図１の左側）が矩形状に切り欠かれた略円筒形状であり、他方側（図１の右側）には金属管１１ａを内装した取付穴１１が設けられている。なお、この取付穴１１は、この点火コイルＣＬをエンジンなどのシリンダヘッドに取り付ける際のボルト穴として使用される。
【００２９】
ケース基端部１ｂの切り欠き部には、Ｕ字状の受入れ端面１２が形成されて、電圧供給部７のＵ字状のスライド溝７ａと係合するようになっている。すなわち、電圧供給部７を受入れる際には、スライド溝７ａが、ケース基端部１ｂの受入れ端面１２を挟持しつつ下方にスライドされることになる。
【００３０】
このような構成のコイルケース１は、その素材が特に限定されないが、好適にはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）や、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの熱可塑性合成樹脂が使用される。
【００３１】
図１（ｃ）に示すように、コイルケース１には、一次コイル３と二次コイル４とセンタコア部５とが内挿されているが、センタコア部５は、０．３ｍｍ程度の板厚の珪素鋼板を積層してなる中心鉄心１４と、中心鉄心１４を円筒形状に覆う保護部材１５と、中心鉄心１４の長さ方向の両端を覆う保護キャップ１６とで構成されている。保護キャップ１６は、中心鉄心１４や保護部材１５に密着することで、点火コイルＣＬの隙間を密封するために充填されるエポキシ樹脂８の流入を確実に防止している。
【００３２】
二次コイル４は、二次ボビン１７と、二次ボビン１７の回りに巻着される二次巻線１８とで構成されている。この二次巻線１８は、熱硬化性のエポキシ樹脂液を潜らせることで、その絶縁外皮がエポキシ樹脂液で覆われた状態で、二次ボビン１７に巻着される（ウェットワインディング）。そして、二次巻線１８を巻き終えた二次コイル４の外周には、エポキシ樹脂シートが筒状に巻かれ、この状態のまま加圧加熱工程に移送される。
【００３３】
この加圧加熱工程では、１・３〜２．５ｋｇｆ／ｃｍ２程度の加圧下で二次コイルが１１０〜７５℃程度に加熱される。すると、エポキシ樹脂シートは、一時的に溶融状態となり、その後、二次巻線１８の絶縁外皮を覆うエポキシ樹脂液と共に熱硬化される。そのため、加圧下での加熱は、５分程度で終了させることとし、その後は、常圧下での加熱を３０分程度継続させる。
【００３４】
なお、上述したウェットワインディング作業に代えてディップ含浸手段により巻線を被覆してもよい。当該ディップ含浸手段では、二次巻線１８を直接二次ボビン１７に巻着後に、二次コイル４を真空下で絶縁材中に浸し、引き上げて硬化させる。前記絶縁材はエポキシ材が好ましく、例えばエポキシエステルが好適である。また、二次巻線１８の絶縁外皮が十分な絶縁性を長期にわたって発揮する場合には、ウェットワインディングあるいはディップ含浸作業は必須ではなく、熱硬化性のエポキシ樹脂液を潜らせることなく、直接、二次巻線１８を直接二次ボビン１７に巻着させることができる。
【００３５】
一次コイル３は、一次ボビン１９と、一次ボビン１９の回りに巻着される一次巻線２０と、一次巻線２０の回りを覆う円筒状の保護テープ２１とで構成されている。この一次コイル３については、上記したウェットワインディグ工程や、エポキシ樹脂シートの装着工程などを設けることなく製造されている。但し、二次コイル４と同様の手順で製造しても良い。
【００３６】
保護テープ２１の外側には、外装鉄心６が弾発的に嵌合されているが、この外装鉄心６は、中心鉄心１４と共に、一次巻線２０と二次巻線１８との間の最適な磁気通路を形成するためのものである。また、外装鉄心６は、スリットを有しない単純な略円筒形であり、湾曲形成により、周方向の一部が一箇所だけが開放された断面略Ｃ字状となっている。Ｃ字状の開放端部２２の上下端部には、更に大きく切り欠かれた略Ｕ字溝２３が形成されている。このような構成の外装鉄心６の素材は、一次コイル３に嵌合できる弾力性を有する磁性体であれば特に限定されないが、中心鉄心と同一材料であることが好ましく、具体的には、薄板状にした珪素鋼板を使用する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例に係る点火コイルの部分断面図（ａ）、回路構成図（ｂ）、及びＣ−Ｃ断面図（ｃ）である。
【図２】電圧供給部をコイルケースに組み付ける方法を説明する図面である。
【図３】本発明の原理を説明する図面である。
【図４】従来技術の問題点を説明する図面である。
【符号の説明】
【００３８】
１９  一次ボビン
２０  コイル線（一次巻線）
３    一次コイル
１７  二次ボビン
１８  コイル線（二次巻線）
４    二次コイル
１    コイルケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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