JPH0521242A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コア及び熱硬化性樹脂と常に良好な接合状態
を維持し得る熱可塑性材料によってコアをモールドし、
点火コイルに対する信頼性の向上を図る。 【構成】 熱可塑性エラストマに、少くとも金属への接
着性及び樹脂への親和性を有する改質材を混合した熱可
塑性材料により、コア２，３をモールドしモールド層４
を形成する。そして、コア２，３に一次コイルアセンブ
リ１０及び二次コイルアセンブリ２０を装着し、これら
をケース３０内に収容した後、熱硬化性樹脂を充填す
る。これにより、モールド層４はコア２，３及び熱硬化
性樹脂と密着して接合され、ヒートショック時にも接合
部に気泡が生ずることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関用点火コイルに
関し、特に熱可塑性材料によりコアをモールドした後、
一次コイル及び二次コイルを巻装し、これらをケース内
に収容して熱硬化性樹脂を充填する点火コイルに係る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関用点火コイルは、金属製のコア
に一次コイル及び二次コイルが巻装されたものである
が、これらがケース内に収容され熱硬化性樹脂が充填さ
れた樹脂モールド型点火コイルが普及している。

【０００３】このような樹脂モールド型点火コイルにお
いては、例えば実開昭５７−３５０２１号公報に記載の
ように、金属製のコアと充填する樹脂との間で熱膨張係
数に差があるため、温度変化に伴うヒートショックによ
り樹脂にクラックが入り、これを介して二次側出力部か
らコアに高電圧がリークするおそれがある。同公報にお
いては、このリークを防止すると共に、磁気飽和防止用
の空隙のばらつきを無くすべく、一対のＥ形のコアを熱
可塑性樹脂によってモールドすると共に、これらのモー
ルドされたコアを樹脂製のステーによって相対的に固定
することが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の点火
コイルにおいては、コアは熱可塑性樹脂によってモール
ドされており、これにより、ケース内に充填される熱硬
化性樹脂のクラックを防止し得るとされている。然し乍
ら、コアと熱可塑性樹脂との間の接合力が弱いためヒー
トショック時に空気層が形成され、これを介してコアに
コロナ放電が発生し熱硬化性樹脂が劣化するおそれがあ
る。

【０００５】コアをモールドする熱可塑性材料として
は、上記公報に記載のような樹脂に替えて、熱可塑性エ
ラストマを用いることとすれば弾性に富み、熱膨張を吸
収するので効果的である。しかし、この場合にも、ヒー
トショック時にコアと熱可塑性エラストマとの間に気泡
が形成されるのを回避し得ない。従って、依然この気泡
を介してコアに対しコロナ放電が発生するおそれがあ
る。

【０００６】そこで、本発明はコアに一次コイル及び二
次コイルを巻装してケースに収容し、熱硬化性樹脂を充
填する内燃機関用点火コイルにおいて、コア及び熱硬化
性樹脂の何れにも常に良好な接合状態を維持し得る熱可
塑性材料によってコアをモールドし、点火コイルに対す
る信頼性の向上を図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は磁路を形成するコアと、該コアに巻装した
一次コイル及び二次コイルと、該一次コイル及び二次コ
イル並びに前記コアを収容するケースとを備え、該ケー
ス内に熱硬化性樹脂を充填する内燃機関用点火コイルに
おいて、熱可塑性エラストマに、少くとも金属への接着
性及び樹脂への親和性を有する改質材を混合して熱可塑
性材料を構成し、該熱可塑性材料によって前記コアをモ
ールドした後、前記一次コイル及び二次コイルを巻装す
るようにしたものである。

【０００８】前記内燃機関用点火コイルにおいて、前記
改質材としては、エチレン・アクリル酸エステル・無水
マレイン酸三元共重合体を用いることが望ましい。

【０００９】

【作用】本発明の内燃機関用点火コイルは、コアに熱可
塑性材料がモールドされた後、一次コイル及び二次コイ
ルが巻装される。そして、これらがケース内に収容され
た後、熱硬化性樹脂が充填される。前記熱可塑性材料は
熱可塑性エラストマに前述の改質材が混合されたもので
あるので、コア及び熱硬化性樹脂に密着して接合され、
ヒートショック時にも接合部に気泡が生ずることはな
い。

【００１０】上記のように構成された内燃機関用点火コ
イルにおいて、一次コイルに供給される一次電流が断続
すると、コアに磁束変化が生じ、二次コイルに高電圧が
誘起されるが、コアに対しコロナ放電が発生することは
ない。。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の内燃機関用点火コイルの望ま
しい実施例を図面を参照して説明する。図１乃至図３は
本発明の点火コイルの一実施例を示すもので、点火コイ
ル１は一対のＵ字状のコア２，３を有し、これらの両脚
部に夫々一次コイルアセンブリ１０及び二次コイルアセ
ンブリ２０が装着されている。

【００１２】コア２，３は、図１に示すように夫々第１
の脚部２ａ，３ａ及び第２の脚部２ｂ，３ｂを有するＵ
字状の鉄心で、圧延方向が図１の上下方向の方向性珪素
鋼板が複数積層されて成る。方向性珪素鋼板は周知のよ
うに、圧延方向には極めて良好な磁気特性を示すが、圧
延方向と異なる角度では磁気特性が低下する。このた
め、コア２，３において、圧延方向に直交する連結部２
ｃ，３ｃの幅は圧延方向の第２の脚部２ｂ，３ｂの幅の
１．５乃至１．８倍に設定されている。例えば圧延方向
で１．７Ｔ（テスラ）の磁束密度を許容するとき、圧延
方向に対し４５°の方向では１．１Ｔの磁束密度が限度
となるので、第２の脚部２ｂ，３ｂの長手方向に直交す
る方向に延在する連結部２ｃ，３ｃの幅Ｗｃは、長手方
向の第２の腕部２ｂ，３ｂの幅Ｗｂに対しＷｃ≒Ｗｂ×
１．７／１．１の関係となるように設定される。また、
第１の脚部２ａ，３ａの幅は、後述する永久磁石５との
関係から、第２の脚部２ｂ，３ｂの幅の１．５乃至２．
６倍とされ、本実施例では約２倍に設定されている。

【００１３】コア２，３は熱可塑性材料によってモール
ドされ、各々にモールド層４が密着形成されている。こ
のモールド層４を構成する熱可塑性材料としては、例え
ばポリオレフィン系の熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）に
所定割合の改質材を混合したものが用いられる。この熱
可塑性エラストマは、周知のように、常温では加硫ゴム
と同程度のゴム弾性を有し、高温では容易に可塑化され
熱可塑性樹脂と同じ加工法によって成形可能となる高分
子材料である。熱可塑性エラストマに混合する改質材と
しては、金属への接着性、樹脂への親和性に優れ、ゴム
弾性を有するエチレン・アクリル酸エステル・無水マレ
イン酸三元共重合体が用いられ、例えば重量比で５乃至
４０％混合される。

【００１４】尚、モールド層４は、コア２，３の第１の
脚部２ａ，３ａ及び第２の脚部２ｂ，３ｂの相互に対向
する端面には形成されていない。また、本実施例におい
ては図４に示すように第１の脚部２ａ，３ａ側は表裏面
のみ、第２の脚部２ｂ，３ｂ側は両側面のみにモールド
層４が形成されているが、前記端面を除く全表面にモー
ルド層４を形成するように構成してもよい。

【００１５】永久磁石５としては残留磁束密度が大で減
磁されにくいサマリウム−コバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）系金
属の焼結体の希土類マグネットが用いられる。例えば、
通常時の磁束密度が０．８Ｔ（テスラ）で、温度１５０
℃でも一次コイル１２通電時の反対方向の磁束密度が
０．７Ｔとなるまでは減磁しないものが用いられる。

【００１６】永久磁石５は略正方形で、その一辺の幅は
コア２，３の第２の脚部２ｂ，３ｂの断面一辺の幅に対
し１．５乃至２．６倍の範囲内の値に設定され、本実施
例では約２倍に設定され、第１の脚部２ａ，３ａの断面
の一辺の幅と同一となっている。永久磁石５の他辺の幅
はコア２，３の第２の脚部２ｂ，３ｂの断面の他辺の幅
（厚さ）と同一に設定されており、従って永久磁石５の
断面積はコア２，３の第１の脚部２ａ，３ａの断面の面
積と同一で、第２の脚部２ｂ，３ｂの断面の面積の１．
５乃至２．６倍の範囲内の約２倍となっている。この永
久磁石５は一次コイル１２の通電時にコア２，３に形成
される磁束の方向と反対の方向となるように配置され
る。

【００１７】コア２，３の第１の脚部２ａ，３ａ回りに
は、一次コイルアセンブリ１０が装着される。一次コイ
ルアセンブリ１０は一次ボビン１１に一次コイル１２が
巻装されて成る。一次ボビン１１は、インサート樹脂成
形によって図３に示す一次ターミナル１３ａ，１３ｂを
具備して形成された断面略矩形の樹脂製筒体で、両端に
鍔部１１ａが形成されており、これらの間に一次コイル
１２の巻線が二層もしくは四層に巻回されている。図３
に示すように、一次コイル１２の巻線の両端は夫々一次
ターミナル１３ａ，１３ｂに巻き付けられ、半田接合さ
れている。

【００１８】コア２，３の第２の脚部２ｂ，３ｂ回りに
は、二次コイルアセンブリ２０が装着される。二次コイ
ルアセンブリ２０は二次ボビン２１に二次コイル２２が
巻装されて成る。二次ボビン２１はインサート樹脂成形
によって形成され、図２に示す二次ターミナル２３ｂを
具備し、軸方向に所定間隔毎に複数の鍔部２１ａが形成
された断面略矩形の樹脂製筒体である。従って、これら
の鍔部２１ａ間に複数の溝２１ｂが形成されており、こ
れらの溝２１ｂ内に二次コイル２２の巻線が図１及び図
３の上方から下方へ順次巻回されている。

【００１９】図３に示すように、上端の鍔部２１ａには
支持部２１ｃが軸方向に延出形成されており、この支持
部２１ｃに形成した溝（図示せず）に二次ターミナル２
３ａが嵌着されている。この二次ターミナル２３ａに二
次コイル２２の巻線の巻始めが巻き付けられ、半田接合
されている。二次コイル２２の巻線の巻き終りは二次タ
ーミナル２３ｂに巻き付けられ、半田接合されている。
この二次ターミナル２３ｂには爪を備えた穴が穿設され
ており、この穴に後述する高圧ターミナル７の接続部７
ａが圧入される。

【００２０】ケース３０は合成樹脂製の筐体で、底部に
二次コネクタ部３０ａが形成されている。二次コネクタ
部３０ａ内にはインサート樹脂成形によって有底筒体の
高圧ターミナル７が収容されており、その底部に延出形
成された接続部７ａが二次コネクタ部３０ａの底面を貫
通してケース３０内に延出している。

【００２１】また、ケース３０の側面に開口が形成され
ており、この開口にコネクタ６が嵌着されている。コネ
クタ６はインサート樹脂成形によりコネクタターミナル
６ａ，６ｂを内蔵して形成されたもので、コネクタター
ミナル６ａは図示しないバッテリに接続され、コネクタ
ターミナル６ｂは図示しない制御回路、通称イグナイタ
に接続される。

【００２２】上記一次コイルアセンブリ１０と二次コイ
ルアセンブリ２０は並設され、各々の中空部に一方のコ
ア３の第１及び第２の脚部３ａ，３ｂが挿入され、一次
ボビン１１内に永久磁石５を収容した後、他方のコア２
の第１及び第２の脚部２ａ，２ｂが挿入される。これに
より、永久磁石５がコア２，３の各々の第１の脚部２
ａ，３ａ間に挟持される。これらのアセンブリがケース
３０内に収容されると、二次ターミナル２３ｂの穴に高
圧ターミナル７の接続部７ａが圧入され、電気的に接続
される。

【００２３】そして、ケース３０に装着されたコネクタ
６のコネクタターミナル６ａ，６ｂと、一次コイルアセ
ンブリ１０の一次ターミナル１３ａ，１３ｂとが夫々抵
抗溶接によって接合される。また、コネクタターミナル
６ｂに立設された爪６ｃによってダイオード８のリード
８ｂが挟持された後、抵抗溶接によって接合され、ダイ
オード８のリード８ａが二次コイルアセンブリ２０の二
次ターミナル２３ａに抵抗溶接によって接合される。
尚、このダイオード８は、一次コイル１２通電時に発生
する１乃至３ｋＶの電圧によって点火プラグ（図示せ
ず）が飛火するのを防止するものである。

【００２４】上記のように各部品がケース３０内に配設
された後、ケース３０内の間隙に熱硬化性の合成樹脂、
例えばエポキシ樹脂が充填され、これが硬化し樹脂部９
が形成される。これにより、一次コイル１２及び二次コ
イル２２が含侵固着されると共に二次コイル２２の出力
高電圧に耐え得る絶縁性が確保される。また、コア２，
３に形成されたモールド層４は合成樹脂への親和性を有
するので、樹脂部９はモールド層４に密着して接合され
る。

【００２５】而して、上記の構成になる点火コイル１に
おいては、例えば永久磁石５の図１の上方がＮ極となっ
ており、磁束の流れはコア２，３内を巡回し閉ループと
なっている。この状態での磁束の漏洩は殆どない。一次
コイル１２が図示しない制御回路により通電され一次電
流が供給されると、磁束の流れは永久磁石５の磁化方向
と逆方向となる。そして、一次電流が遮断されると二次
コイル２２に逆起電力が誘起され３０乃至４０ｋＶの高
電圧が発生する。この高電圧は二次ターミナル２３ｂ、
高圧ターミナル７を介して点火プラグ（図示せず）に印
加される。

【００２６】上記点火コイル１において、コア２，３の
各々にはモールド層４が形成されており、このモールド
層４を構成する熱可塑性材料は、金属への接着性及び樹
脂への親和性を有する改質材が混合された熱可塑性エラ
ストマであるため、コア２，３とモールド層４との間及
びモールド層４と樹脂部９との間は、点火コイル１に加
えられるヒートショックに影響されることなく、密着し
た接合状態が維持される。即ち、耐熱衝撃性に優れ、コ
ア２，３へのコロナ放電の発生が防止され樹脂部９の劣
化が抑えられるので、点火コイルとして良好な信頼性を
確保することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、本発明の内燃機関
用点火コイルにおいては、熱可塑性エラストマに少くと
も金属への接着性及び樹脂への親和性を有する改質材が
混合されて熱可塑性材料が構成され、これによってコア
がモールドされるように構成されているので、ヒートシ
ョック時にもコアと熱硬化性樹脂との間に気泡が形成さ
れることはなく、耐熱衝撃性に優れ、点火コイルとして
良好な信頼性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る点火コイルの横断面図
である。

【図２】本発明の一実施例に係る点火コイルの縦断面図
である。

【図３】本発明の一実施例に係る点火コイルの平面図で
ある。

【図４】本発明の一実施例に係る点火コイルを構成する
コアの斜視図である。

【符号の説明】

１ 点火コイル ２ コア， ２ａ 第１の脚部， ２ｂ 第２の脚部，
２ｃ 連結部 ３ コア， ３ａ 第２の脚部， ３ｂ 第２の脚部，
３ｃ 連結部 ４ モールド層 ５ 永久磁石 ６ コネクタ ７ 高圧ターミナル， ７ａ 接続部 ９ 樹脂部 １０ 一次コイルアセンブリ １１ 一次ボビン １２ 一次コイル １３ａ，１３ｂ 一次ターミナル ２０ 二次コイルアセンブリ ２１ 二次ボビン ２２ 二次コイル ２３ａ，２３ｂ 二次ターミナル ３０ ケース ３０ａ 二次コネクタ部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 磁路を形成するコアと、該コアに巻装し
   た一次コイル及び二次コイルと、該一次コイル及び二次
   コイル並びに前記コアを収容するケースとを備え、該ケ
   ース内に熱硬化性樹脂を充填する内燃機関用点火コイル
   において、熱可塑性エラストマに、少くとも金属への接
   着性及び樹脂への親和性を有する改質材を混合して熱可
   塑性材料を構成し、該熱可塑性材料によって前記コアを
   モールドした後、前記一次コイル及び二次コイルを巻装
   するようにしたことを特徴とする内燃機関用点火コイ
   ル。