(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次コイルが巻回された二次側コイルボビンの内側に一次コイルが巻回された一次側コイルボビンが同軸状に設けられ、その一次側コイルボビンの中空軸内にコアが挿入された点火コイルの組立体をコイルケース内に入れて、そのコイルケース内に絶縁性樹脂を注入して一体的に成形したエンジンの点火コイル装置において、二次側のコイルボビンに巻回される二次コイルを、コイル素線を斜めに重ねながら一層ずつ軸方向に巻回していくバンク巻きにするとともに、各層の巻回数を減らしていくことによって巻回方向にコイル径が小さくなっていくようなスロープ巻きにしたうえで、二次側のコイルボビンのコイル巻終り端における鍔の径をコイル巻始め端における鍔の径よりも小さくするか、または二次側のコイルボビンのコイル巻終り端における鍔をなくしたことを特徴とするエンジンの点火コイル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンの点火コイル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジンの点火コイル装置における二次コイルは、両端の鍔およびその間に複数設けられたリブによって複数の区画に分割されたコイルボビンを用いて、各区画内にコイル素線を軸方向に巻いたものを数段に重ねていくようにしているが、各区画内に巻回されるコイル部分の絶縁耐圧を確保するためには、区画数を多くしたり、リブを厚くしたりする必要があり、そのコイルボビンが大きなものになって点火コイル装置が大形化してしまっている。
【０００３】
そのため、従来では、リブのないコイルボビンに二次コイルの素線を斜めに重ねながら一層ずつ軸方向に巻いていくことにより、コイルの層間の絶縁耐圧を確保できるようなバンク巻きを採用することにより、点火コイル装置の小形化を図るようにしている（特開昭６０−１０７８１３号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、コイル素線を斜めに重ねながら軸方向に一律に巻いていくバンク巻によるのでは、巻回された二次コイルの電圧分布に応じた外方に対する絶縁耐圧を確保するために、二次コイルの周囲に充填される絶縁性樹脂の厚さを充分にとる必要があることである。
【０００５】
このことは、特に、開磁路型の点火コイルの組立体が入れられた円筒状のコイルケース内に絶縁性樹脂を注入することによって一体的に形成され、エンジンのシリンダヘッド部分に形成されたシリンダ孔内に理設されて点火プラグに直付けされる点火コイル装置にあって、シリンダ孔の径の制約からして、二次コイルの周囲に充填される絶縁性樹脂の厚さを充分にとって絶縁耐圧を確保するにはコイルケースの径が大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、二次コイルが巻回された二次側コイルボビンの内側に一次コイルが巻回された一次側コイルボビンが同軸状に設けられ、その一次側コイルボビンの中空軸内にコアが挿入された点火コイルの組立体をコイルケース内に入れて、そのコイルケース内に絶縁性樹脂を注入して一体的に成形したエンジンの点火コイル装置において、二次コイルの素線を斜めに重ねながら軸方向に巻回していくバンク巻きを採用するに際して、巻回された二次コイルの電圧分布状態にみあった絶縁樹脂の層厚を小さくすることができるように、その巻回方向にコイル径が小さくなっていくようなスロープ巻きを採用して、点火コイル装置の小形化を有効に図ることができるようにしている。その際、特に本発明では、二次側のコイルボビンのコイル巻終り端における鍔の径をコイル巻始め端における鍔の径よりも小さくするか、または二次側のコイルボビンのコイル巻終り端における鍔をなくすことにより、コイルボビンにおける高電圧側の鍔がコイルケースに接触または近接してコイルケースの沿面にリークが生ずることがないようにしている。
【０００７】
【実施例】
図１は、本発明が適用される点火プラグに直付けされる開磁路型のエンジンの点火コイル装置を示している。
【０００８】
それは、内部に点火コイルの組立体が入れられる円筒状のコイルケース１の部分と、そのコイルケース１の下方の開口部に嵌め込まれて装着されるプラグカバー２の部分と、そのコイルケース１の上方の開口部分の外側に嵌め込まれて装着される低圧端子ソケット３の部分とからなっている。
【０００９】
コイルケース１の内部には、一次コイル５が巻装されたコイルボビン６の外側に二次コイル７が巻装されたコイルボビン８が同軸状に組み込まれて、その一次側のコイルボビン６の中空軸内に棒状のコア９が挿入された点火コイルの組立体が収納されている。コア９の両端には、一次電流の断続に際して磁束量の大きな変化が得られるように、永久磁石１０がそれぞれ取り付けられている。
【００１０】
コア９は、図２に示すように、円筒状のコイルボビン６の中空軸内における占積率を上げて磁束の発生効率を良くすることができるように、幅が異なる複数の鉄板を積層することによって、断面がほぼ円形に近い形状になっている。
【００１１】
二次側のコイルポビン８の下方の端部には、その中央部分に突出して高圧端子の取付部１１が一体的に形成されている。また、その取付部１１に接着して取り付けられる高圧端子１２には、点火プラグ１５との電気的接続をとるための接触スプリング１３が装着されている。
【００１２】
コイルケース１内に点火コイルの組立体が収納されるに際して、接触スプリング１３がプラグケース２の中央部分に形成されている管状の孔４の外方に突出した状態で、高圧端子１２の取付部１１の部分がその孔４の内部に圧入されて、その組立体がコイルケース１内に所定に位置決めされるようになっている。
【００１３】
そして、コイルケース１内に点火コイルの組立体が所定に位置決めされた状態で、コイルケース１の上方の開口部から溶融されたエポキシなどの絶縁性樹脂が注入されて、その樹脂が固化されることにより、一体的に形成される。
【００１４】
その際、注入される絶縁性樹脂がコア９の部分に入り込まないように、そのコア９の両端に設けられた永久磁石１０をそれぞれ覆うとともに、コア９の長手方向に生ずる比較的大きな熱応力を吸収して、周囲の固化された絶縁性樹脂にクラックが発生するのを防止するためのダンバ部材１４が設けられる。
【００１５】
コイルケース１は導電性を有する透磁率の高い珪素鋼板などの磁性材料からなっており、低圧端子ソケット３内のアース端子２７とコイルケース１とを接触させて両者の電気的接続をとることにより、コイルケース１がアース電位に保持されている。
【００１６】
しかして、コイルケース１によって電磁シールド効果が発揮され、また、開磁路型の点火コイルの組立体による発生磁束の大半がそのコイルケース１の部分に集中するようなサイドコアの役目が果たされて、発生磁束が広がって周囲のエンジンのシリンダブロックの部分を通ることにより減磁されて二次出力電圧が低下するようなことが有効に抑制されるようになる。
【００１７】
また、そのコイルケース１がアース電位に保持されているので、内部の高電圧部からの漏れ放電による感電を防止できるようになる。そして、二次コイル７とコイルケース１との間で局部的に生ずるコロナ放電が抑制され、その間に介在するモールド樹脂の絶縁耐久性が向上する。
【００１８】
また、コイルケース１とシリンダヘッドとの間の空隙を通して生ずる放電がなくなり、エンジンの制御系や周囲の機器に電波障害をきたすようなことが有効に防止できるようになる。
【００１９】
なお、そのコイルケース１には、渦電流損を抑制するべく、図４に示すように、断面がＣ状になるように、その長手方向にギャップを形成する０．５〜１．５ｍｍ程度のスリット１８が設けられている。
【００２０】
そして、そのコイルケース１の内側には、ゴム、エラストマーなどの弾性部材１７が設けられている。
【００２１】
しかして、コイルケース１とその中に注入されて固化されたモールド樹脂との間にその弾性部材１７が介在することによって、温度変化による熱応力がその弾性部材１７によって緩和されて、モールド樹脂にクラックが発生するようなことが有効に防止される。
【００２２】
プラグカバー２の先端には点火ブラグ１５を保持するプラグラバー１６が装着されている。そして、そのプラグラバー１６内に点火ブラグ１５が差し込まれたときに、その点火プラグ１５の先端が接触スプリング１３に接触して電気的な接続がとられるようになっている。
【００２３】
また、低圧端子ソケット３の内部には、イグナイタ１９が収納されている。
【００２４】
コイルケース１に低圧端子ソケット３を嵌め込むに際して、コイルケース１の内側に設けられている弾性部材１７を外方に折り返して、その折返し部分２９に低圧端子ソケット３を嵌め込むようにして、シール性を高めるようにしている。
【００２５】
図３は、キャップ２０を外したときの低圧端子ソケット３の内部構造を示している。
【００２６】
低圧端子ソケット３にキャップ２０を装着した状態で、そのキャップ２０にあけられた穴２２から注型ノズルを差し込んで内部に絶縁性樹脂を注入するに際して、低圧端子ソケット３内におけるキャップ２０の内側に設けられた複数のリブ２１の先端がつかるレベルにまで絶縁性樹脂を注入してキャップ２０を一体的に固着させる。
【００２７】
なお、キャップ２０に設けられた複数のリブ２１によって、温度変化にともなって固化された絶縁性樹脂に加わる熱応力が分散され、イグナイタ１９の上部の絶縁性樹脂部分にクラックが発生するのが有効に防止されることになる。
【００２８】
低圧端子ソケット３の下側のコイルケース１部分には、エンジンのジリンダヘッド部分に形成されたシリンダ孔２３の部分にコイルケース１を埋設する際に、そのシリンダ孔２３の開口部分をジールするシールラバー２４が嵌め込まれている。
【００２９】
そして、シリンダ孔２３の部分にコイルケース１を埋設した状態で、低圧端子ソケット３に一体的に形成されているボルト座２５を介して、ボルト２６によってこの点火コイル装置がジリンダヘッド側に取り付けられる。
【００３０】
この点火コイル装置がボルト２６によってシリンダヘッド側に取り付けられた状態で、熱による膨張が最も大きい長手方向の収縮差が、コイルケース１の内側に設けられている弾性部材１７の外方への折返し部分２９によって吸収されることになる。
【００３１】
このように構成されたものにあって、本発明では、特に、図５に示すように、二次コイル７を、コイルボビン８に対して角度θ（例えば２５゜）をもって斜めに重ねながら一層ずつ軸方向に順次巻いていくバンク巻きにしている。そして、各層の巻回数を順次減らしていくことによって、図中矢印で示す巻回方向にコイル径Ｄが小さくなっていくようなスロープ巻きにしている。
【００３２】
なお、ここでは二次コイル７の長手方向にわたって一様にスロープ巻きにすることなく、途中からスロープ巻きにするようにしている。
【００３３】
しかして、バンク巻きを採用することにより、分割巻きの場合に必要な絶縁耐圧を確保するための断面くし歯状のリブが不要となり、形状が小形化されたコイルボビン８に対して、各層間の絶縁耐圧を確保しながら二次コイル７を巻回できるようになる。
【００３４】
そして、スロープ巻きを採用することにより、コイルケース１と二次コイル７との間に充填される絶縁性樹脂の層を二次コイル７の巻回方向（図中矢印で示す）における電圧分布状態にみあった形状にすることができ、結果的に、必要な絶縁耐圧を得るために二次コイル７の周囲に充填される絶縁性樹脂の厚さを小さくすることができるようになる。したがって、特に、コイルケース１の径を小さくすることができ、点火コイル装置の小形化を有効に図ることができるようになる。
【００３５】
また、スロープ巻きを採用することにより、二次コイル７の巻終りの高圧部分におけるコイルボビン８の鍔８１の径を小さくすることができるようになる。あるいはまた、その鍔８１を完全になくすことも可能となる。
【００３６】
しかして、図１に示すように、二次コイル７の巻終りの高圧部分におけるコイルボビン８の鍔８１がコイルケース１側に接触することなく、充分な間隔が空けられ、その鍔８１を通してコイルケース１の沿面にリークが生ずるようなことが防止できる。また、熱収縮によって鍔８１が割れるようなことが防止される。
【００３７】
なお、二次側のコイルボビン８には、鍔８１から離れた箇所で、周囲に複数の突起２８が設けられており、点火コイルの組立体をコイルケース１内に入れるときにその突起２８がコイルケース１側に当接して中心の位置決めを行うことができるようにしている。
【００３８】
その突起２８は二次コイル７の高圧部分から離れた箇所に設けられているので、その突起２８を通してコイルケース１の沿面にリークが生ずるようなことがない。
【００３９】
図６は、軸部の径がコイルの巻回方向に大きなるように変化するコイルボビン８′を用いて、内方のスロープ巻きを採用した場合を示している。この場合には、図５に示す外方のスロープ巻きの場合に比べて、コイルの巻きくずれを有効に防止できるようになる。
【００４０】
【効果】
以上、本発明によるエンジンの点火コイル装置にあっては、二次コイルに、コイル素線を斜めに重ねながらコイルボビンの軸方向に巻いていくバンク巻きを採用するとともに、その巻回方向にコイル径が小さくなっていくようなスロープ巻き採用しているので、二次コイルの層間の絶縁耐圧を低く設定でき、また、巻回された二次コイルの電圧分布状態にみあった絶縁樹脂の層厚を確保できるようになり、必要な絶縁耐圧を得るために二次コイルの周囲に充填される絶縁性樹脂の厚さが小さくなって、点火コイル装置全体の小形化を有効に図ることができるという利点を有している。その際、特に本発明によれば、二次側のコイルボビンのコイル巻終り端における鍔の径をコイル巻始め端における鍔の径よりも小さくするか、または二次側のコイルボビンのコイル巻終り端における鍔をなくすようにしているので、コイルボビンにおける高電圧側の鍔がコイルケースに接触または近接してコイルケースの沿面にリークが生ずるようなことが防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエンジンの点火コイル装置の一実施例を示す正断面図である。
【図２】同実施例におけるコアの横断面図である。
【図３】同実施例における低圧端子ソケットのキャップを外したときの平面図である。
【図４】同実施例におけるコイルケース部分の横断面図である。
【図５】バンク巻きおよび外方のスロープ巻きを採用した二次コイルおよびそのコイルボビンを示す正断面図である。
【図６】バンク巻きおよび内方のスロープ巻きを採用した二次コイルおよびそのコイルボビンを示す正断面図である。
【符号の説明】
１  コイルケース
２  プラグカバー
３  低圧端子ソケット
５  一次コイル
６  一次側コイルボビン
７  二次コイル
８  二次側コイルボビン
９  コア
８１  二次側コイルポビンの鍔
【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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