(57)【要約】  点火コイル（１）は、一次コイル（４）、二次コイル（５）、センターコア（２）、サイドコア（３）、コアカバー（７）、ケース（８）、及び絶縁樹脂（９）を備えている。コアカバー（７）は、サイドコア（３）における内側面（３１）、厚み方向Ｌの一端面（３２）、及び厚み方向Ｌの他端面（３３）を覆う形状に形成されている。コアカバー（７）におけるサイドコア（３）の厚み方向Ｌの一端面（３２）であって、ケース（８）の開口部（８１）側に、絶縁樹脂（９）の塊を分断または減量する壁部（７４、７５、または７４、７５、７６）を設けた。
2020084724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次コイルと、
上記一次コイルの外周に同心状に配置された二次コイルと、
上記一次コイルの内周に配置されたセンターコアと、
上記二次コイルの外周に配置され、上記センターコアの磁束を回帰させるサイドコアと、
上記サイドコアにおける内側面、厚み方向の一端面、及び厚み方向の他端面を覆うコアカバーと、
上記一次コイル、上記二次コイル、上記センターコア、上記サイドコア、及び上記コアカバーを収容するケースと、
上記ケース内の隙間を充填する絶縁樹脂と、を備え、
上記コアカバーにおける上記ケースの開口部側に、上記絶縁樹脂の塊を分断または減量する壁部を設けたことを特徴とする点火コイル。
【請求項２】
上記壁部は、上記サイドコアの外周に沿って設けられている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】
上記サイドコアの厚み方向の一端面に位置する上記壁部の内側と外側の角部に曲部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の点火コイル。
【請求項４】
上記角部の対向する角部に異なる大きさの曲部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の点火コイル。
【請求項５】
上記コアカバーは、上記絶縁樹脂と剥離し易い素材で形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の点火コイル。
【請求項６】
上記壁部の表面は、滑らかな形状に形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、点火コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車輌用内燃機関に用いられる点火コイルは、センターコアを中心に、外側に一次コイル、一次コイルの外側に二次コイル、二次コイルの外側にサイドコアがそれぞれ配置され、トランスを構成している。また、サイドコアはコアカバーで覆われている。これらの部品をケースに収納し、車輌ハーネスとの接続用コネクタを形成したコネクタアッセンブリにより内部部品と接続された後、絶縁樹脂により固定し絶縁されている。コネクタアッセンブリにはスイッチング用のイグナイタも接続されている。通常、センターコアおよびサイドコアには電磁鋼板が用いられ、絶縁樹脂にはエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられる。ケースには出力端子が設けられ、スプリングを介して内燃機関の点火プラグに接続されている。スプリングはプロテクタに収納され、プロテクタによりプラグホールとスプリング間の電気的リークを防いでいる。【０００３】
ここで、電磁鋼板からなるサイドコアは、線膨張係数の異なる絶縁樹脂の中に存在し、熱応力が加わると絶縁樹脂に歪が発生する。そして、繰り返し熱応力が加わった場合は、絶縁樹脂にクラックが発生する可能性がある。そこで、サイドコアにコアカバーを装着し、サイドコアを起点とした絶縁樹脂のクラックを防止している。しかし、サイドコアにより発生した絶縁樹脂のクラックは、サイドコアに対面する部品にも影響を与える。例えば、サイドコアに近い位置に配置されて絶縁樹脂と密着性のよい素材からなる２次コイルのボビンなどの近傍では、２次コイル（特にボビン）に対して歪を生じさせる可能性がある。その結果生ずるクラックは内部リークの原因となり、また歪はコイル断線の原因となり、点火装置の出力電圧の低下、又は発生しない現象が生じる問題がある。【０００４】
このため、例えば、特許文献１に開示されている点火コイルでは、サイドコアのコアカバーを絶縁樹脂と密着する素材の第１のコアカバーと、絶縁樹脂と剥離する素材の第２のコアカバーの２種類で構成し、第２のコアカバーで絶縁樹脂と剥離させて応力緩和を図ることにより、絶縁樹脂のクラックを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８３５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、第２のコアカバーで絶縁樹脂と剥離させることにより、絶縁樹脂のクラックを抑制しているが、内燃機関の点火コイルの高出力化により、点火コイルが大型化した場合にはサイドコア上部の絶縁樹脂の量も増え、第２のコアカバーによる絶縁樹脂との剥離のみでは、エンジンの加熱冷却サイクルにおける絶縁樹脂の膨張収縮による応力を緩和しきれない課題がある。また、第１のコアカバー、第２のコアカバーという異なる２つの素材を一体成型し、１つの部品として構成するため、または、異なる２つの素材をそれぞれで構成するため、加工費、および組み立て工数が増えるなどの課題も抱えている。【０００７】
本願は上記のような課題を解決するためになされたもので、耐久性を有し、信頼性に優れた点火コイルの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願に開示される点火コイルは、一次コイルと、上記一次コイルの外周に同心状に配置された二次コイルと、上記一次コイルの内周に配置されたセンターコアと、上記二次コイルの外周に配置され、上記センターコアの磁束を回帰させるサイドコアと、上記サイドコアにおける内側面、厚み方向の一端面、及び厚み方向の他端面を覆うコアカバーと、上記一次コイル、上記二次コイル、上記センターコア、上記サイドコア、及び上記コアカバーを収容するケースと、上記ケース内の隙間を充填する絶縁樹脂と、を備え、
上記コアカバーにおける上記ケースの開口部側に、上記絶縁樹脂の塊を分断または減量する壁部を設けたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願に開示される点火コイルによれば、耐久性を有し、信頼性に優れた点火コイルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１による車輌用内燃機関の点火コイルを示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】実施の形態１による車輌用内燃機関の点火コイルのサイドコアおよびコアカバーの周辺を説明する斜視図である。
【図４】実施の形態１による車輌用内燃機関の点火コイルのサイドコアおよびコアカバーの周辺を説明する部分断面図である。
【図５】従来の車輌用内燃機関の点火コイルにおける絶縁樹脂の収縮方向を説明する図である。
【図６】実施の形態２による車輌用内燃機関の点火コイルのサイドコアおよびコアカバーの周辺を説明する斜視図である。
【図７】実施の形態２による車輌用内燃機関の点火コイルのサイドコアおよびコアカバーの周辺を説明する部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本願による点火コイルの好適な実施の形態について図面を用いて説明する。以下の説明では、点火コイルとして車輌用内燃機関の点火コイルを例に挙げて説明する。しかし、本願による点火コイルは車輌用内燃機関のみならず、熱、水分等が存在する雰囲気中で使用される船舶、航空機等にも用いることができる。なお、各図において、同一符号は同一、若しくは相当部分を示している。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による車輌用内燃機関の点火コイルを示す断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
車輌用内燃機関の点火コイル（以下、単に点火コイルという。）１は、図１および図２に示すように、センターコア２、サイドコア３、一次コイル４、二次コイル５、マグネット６、およびコアカバー７で構成され、これらは、ケース８の内部に熱硬化性のエポキシ樹脂である絶縁樹脂９の充填により固定されて収納されている。また、コアカバー７は、絶縁樹脂９と剥離し易い材料、例えばシリコーン樹脂で構成されている。
【００１３】
センターコア２は、電磁鋼板を積層して構成された略Ｉ字形状のコアで、センターコア２の外周に一次コイル４が配置され、一次コイル４の外周に同心状に二次コイル５が配置されている。一次コイル４と二次コイル５は、樹脂材料で作製された一次ボビン１０、二次ボビン１１にそれぞれ巻回されて保持されている。センターコア２の一端面２１には、一次コイル４の通電による発生磁束の方向とは逆方向に磁化されたマグネット６が当接されている。二次コイル５の外周には、センターコア２、マグネット６と共同して閉磁路を形成し、センターコア２の磁束を回帰させる環状のサイドコア３が配置されている。
【００１４】
サイドコア３は積層された電磁鋼板で形成され、Ｌ字形状の２組のサイドコアから構成されている。コアカバー７は、サイドコア３における内側面３１、厚み方向Ｌの一端面３２、および厚み方向Ｌの他端面３３を覆うように、１つの素材でコの字形状に形成されている。また、ケース８には、サイドコア３の厚み方向Ｌの一端面３２が位置する側に開口部８１が形成されており、一次コイル４、二次コイル５、センターコア２、サイドコア３およびコアカバー７を開口部８１から収容できるように構成されている。絶縁樹脂９は、ケース８内の隙間を充填する。
【００１５】
コアカバー７は、サイドコア３における内側面３１、厚み方向Ｌの一端面３２、および厚み方向Ｌの他端面３３を覆い、絶縁樹脂９とサイドコア３との熱膨張率（線膨張係数）の差によって絶縁樹脂９に生じる応力を緩和させるものである。コアカバー７は、サイドコア３における内側面３１に対向する内側カバー部７１、サイドコア３における厚み方向Ｌの一端面３２に対向する一端側カバー部７２、およびサイドコア３における厚み方向Ｌの他端面３３に対向する他端側カバー部７３を有している。一端側カバー部７２と他端側カバー部７３とは、内側カバー部７１によって繋がれ、コの字形状を構成している。
【００１６】
図３に示すように、コアカバー７における壁部７４、７５は、一端側カバー部７２から、厚み方向Ｌの一端側に突出して形成されている。コアカバー７の壁部７４、７５を絶縁樹脂９の界面９１（図１参照）の許す限りケース８の開口部８１に向かって高くすることにより、サイドコア３の一端面３２の上部の絶縁樹脂９の塊を分断、または減量することができ、エンジンの加熱冷却サイクルによる絶縁樹脂９の膨張収縮量を低減することができる。
【００１７】
コアカバー７は、絶縁樹脂９と剥離し易い材料で構成されており、図３、図４に示すように、壁部７４、７５の表面は、剥離し易く凹凸の無い滑らかな形状をしている。また、壁部７４、７５の角部７４１、７５１には、曲部が設けられており、角部７４１、７５１からのクラックを抑制しつつ、コアカバー７の表面全体が絶縁樹脂９と剥離し易い構成となっている。なお、角部７４１、７５１のそれぞれの対向する角部に異なる大きさの曲部を設けることにより、剥離あるいはクラックの発生を調整することもできる。対向する角部に異なる大きさの曲部を設けることにより、剥離あるいはクラックの発生を調整できる理由は次のとおりである。
角部７４１、７５１は繰り返し熱応力が加わった時に応力が集中しやすい個所となっている。即ち、剥離あるいはクラックが生じやすくなる。角部７４１、７５１の周辺の絶縁樹脂９の量は角部付近の構造に伴なって異なり、繰り返し熱応力による角部に生じる応力も異なる。例えば、図４の角部７５１はケース８側の角部(仮に、角部Ａとする。)と二次コイル５側の角部(仮に、角部Ｂとする。)に分けることができる。絶縁樹脂９は図５の白抜き矢印のように収縮するが、角部付近の構造によって絶縁樹脂９の量も異なり、角部Ａと角部Ｂへ生じる応力も変わってくる。その為、どちらかの曲部を小さくしたり、又は大きくしたりすることで応力のバランスをとり、剥離あるいはクラックの発生を調整する必要がある。
【００１８】
点火コイル１は、エンジンの加熱冷却サイクルにおいて、冷却時は、絶縁樹脂９が収縮する。ケース８は絶縁樹脂９と接着しているため、絶縁樹脂９の収縮に合わせて、ケース８も引っ張られる。従来の点火コイルでは、図５の白抜き矢印に示すように、絶縁樹脂９は点火コイル１の中心に向かって収縮しようとする。絶縁樹脂９と接着しているケース８は、ケース８の内面８２の側部に若干の隙間をもって配置されているサイドコア３によって収縮は止められる。そのため、ケース８の外面８３には引っ張りの応力がかかり、ケース８の外面８３にサイドコア３のエッジに沿ったクラックを生じる。
【００１９】
これに対し、実施の形態１による点火コイル１では、コアカバー７に絶縁樹脂９の塊を分断または減量する壁部７４、７５が設けられることにより、絶縁樹脂９の収縮が抑制されて、絶縁樹脂９の収縮による影響も小さくなり、ケース８のクラックを抑制できる。また、コアカバー７を絶縁樹脂９と剥離し易い材料で形成することにより、絶縁樹脂９と剥離させるための部品を追加する必要がなくなり、部品点数削減、且つ組み立て工数の削減が可能となる。
【００２０】
なお、壁部７４、７５は、サイドコア３が環状に回る方向に沿って全周にあることが望ましいが、二次コイル５の端部が一次ボビン１０に巻き付けられる部分、所謂、一次ボビン１０と二次コイル５のからげ部など、部分的に避けて構成してもよい。
【００２１】
また、絶縁樹脂９としてエポキシ樹脂が用いられることが多いが、この場合、コアカバー７の素材にはエポキシ樹脂と剥離しやすい、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エラストマー（elastomer）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、シリコーン（silicone）などを用いることが望ましい。
【００２２】
また、コアカバー７の素材として、エポキシ樹脂との接着が得られ易いポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などに、剥離剤などの表面塗装を施すことでも効果的に剥離を生じさせることができる。
【００２３】
以上のように、実施の形態１による点火コイル１は、１つの素材で構成されたコアカバー７に、絶縁樹脂９の塊を分断または減量する壁部７４、７５が設けられ、壁部７４、７５によりサイドコア３の上部の絶縁樹脂９の塊を分断または減量し、内燃機関の加熱冷却サイクルにおける絶縁樹脂９の膨張収縮による影響を低減している。さらに、コアカバー７は剥離し易い材料で形成され、剥離によって応力を緩和し、絶縁樹脂９のクラック発生を抑制している。このような構成により、耐久性を有し信頼性に優れた点火コイル１の提供が可能になる。
【００２４】
実施の形態２．
次に、実施の形態２による点火コイルについて説明する。図６および図７は、実施の形態２による点火コイルのサイドコアおよびコアカバーの周辺を示す図で、図６は斜視図、図７は部分断面図である。
【００２５】
実施の形態１による点火コイル１のコアカバー７の壁部７４、７５は、成形後のヒケを考慮してコの字形状に形成され、中空構造となっているが、コアカバー７の壁部は中実構造であっても良い。
実施の形態２による点火コイル１のコアカバー７は、実施の形態１と同様に絶縁樹脂９と剥離し易い材料で構成されており、図６、図７に示すように、壁部７４、７５、および壁部７４、７５を繋ぐ壁部７６の表面は、剥離し易く凹凸の無い滑らかな形状をしている。壁部７４、７５、７６の角部７４１、７５１、７６１には、曲部が設けられており、角部７４１、７５１、７６１からのクラックも抑制しつつ、コアカバー７の表面全体を剥離し易くしている。また、実施の形態１で説明したように、角部７４１、７５１、７６１の対向する角部に異なる大きさの曲部を設けることで、剥離あるいはクラックの発生を調整することもできる。なお、実施の形態２による点火コイル１のその他の部分については、実施の形態１と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】
壁部７４、７５を中実構造とすることにより、壁部７４、７５を製作する金型構造の構成が簡単になり、壁部７４、７５を繋ぐ壁部７６を構成し易くなり、壁部７６が位置する部分に該当する絶縁樹脂９の塊を分断または、減量することができ、絶縁樹脂９の膨張収縮量を低減できる効果がある。
【００２７】
壁部７４、７５、７６を設けることにより、絶縁樹脂９の塊を減量することができるので、絶縁樹脂９の硬化収縮による界面９１の高さ低下を少なくできる。これにより、点火コイル１の内部部品と界面９１との距離を確保し易くなり、界面９１のクラックの発生を抑制できる。
【００２８】
また、実施の形態１ではコアカバー７は、サイドコア３における内側面３１、厚み方向Ｌの一端面３２、および厚み方向Ｌの他端面３３を覆うようにコの字形状に形成されているが、コアカバー７は、インサート成形などにより、サイドコア３の全周を覆うように形成してもよい。その時は、磁気回路上にギャップを生じさせないように、センターコア２とサイドコア３の接触面に、コアカバー７を設けずに窓の空いた形状とする。このように構成しても、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【００２９】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００３０】
１  点火コイル、２  センターコア、２１  センターコアの一端面、３  サイドコア、３１  サイドコアの内側面、３２  サイドコアの厚み方向の一端面、３３  サイドコアの厚み方向の他端面、４  一次コイル、５  二次コイル、６  マグネット、７  コアカバー、７１  内側カバー部、７２  一端側カバー部、７３  他端側カバー部、７４、７５、７６  壁部、７４１、７５１、７６１  角部、８  ケース、８１  開口部、８２  内面、８３  外面、９  絶縁樹脂、９１  界面、１０  一次ボビン、１１  二次ボビン、Ｌ  厚み方向。
【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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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2020084724.tif 000011