JPH09330831A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ケース内に収容する回路素子、一次コイル及
び二次コイルの全てを絶縁材料によって適切に保持し得
る内燃機関用点火コイルを提供する。 【解決手段】 ケース６０内に一次コイル１２及び二次
コイル２２を収容すると共に、一次コイル１２に接続す
る回路素子（イグナイタ８）を収容する点火コイルにお
いて、回路素子を配設した回路基板８０を、そのままケ
ース６０内に収容する。そして、回路素子を一次コイル
１２に接続した状態で、ケース６０内に一種類の絶縁材
料を充填する。この絶縁材料としては、シリコーンゲル
を用いることが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関用点火コイ
ルに関し、特に、ケース内に一次コイル及び二次コイル
を収容し、一次コイルに接続する回路素子をケース内に
収容すると共に、ケース内に絶縁材料を充填して成る内
燃機関用点火コイルに係る。

【０００２】

【従来の技術】近時、小型で配線、組付が容易な内燃機
関用点火コイルの開発が要請されており、一次コイルへ
の通電を制御する回路素子をケース内に収容する点火コ
イルが知られている。例えば、実公平６−２７９３９号
公報には、絶縁樹脂層により１次コイルと２次コイルを
コイル収容部中に固定すると共に、補助収容部中にスイ
ッチングモジュールを固定した内燃機関の点火コイルが
提案されている。このスイッチングモジュールについて
は、金属ケースの底に取り付けたスイッチング素子チッ
プ及びハイブリッドＩＣと、合成樹脂の蓋と、ケース内
に充填されたシリコンゲルとから成ると説明されてい
る。そして、例えばエポキシ樹脂にフィラーとしてシリ
コン、アルミナ等の熱伝導のよい材料の粉末を加えたも
のをケース内に真空注型、硬化させて絶縁樹脂層を形成
する旨記載されている。

【０００３】また、特開平６−６６２３９号公報には、
パワースイッチとイグニッションコイルとを組み立て、
次にパワースイッチとイグニッションコイルとを配線接
続して組立体を形成し、その組立体の全体を絶縁樹脂を
用いて成型する内燃機関用点火装置の製造方法が提案さ
れている。同公報には、パワースイッチは、パワートラ
ンジスタ及び電流制限回路からなり、従来はＩＣパッケ
ージ体として樹脂で固体封止された単品がケース内に圧
入されていたので、接続作業に時間がかかり組立作業性
が悪い旨の課題が記載されている。そこで、ＩＣパッケ
ージ体とイグニッションコイルとを組み立てた後、ＩＣ
パッケージ体とイグニッションコイルとを配線接続して
組立体を形成し、その後組立体の全体を絶縁樹脂を用い
てトランスファー成型することとしている。

【０００４】更に、特開平６−３２５９５３号公報に
は、回路素子の放熱性を高めると共に、樹脂の注入工数
を軽減するため、点火コイルと電気的に接続する回路素
子をあらかじめフィンを設けた弾性体で封入して回路モ
ジュールを形成し、この回路モジュールと点火コイルと
をケースに収容して一種類の樹脂で同時に注入硬化する
内燃機関用点火コイルが提案されている。そして、その
実施例において、弾性体として熱可塑性エラストマー等
が用いられ、ケース内に注入する樹脂としてエポキシ樹
脂が用いられている。

【０００５】

【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、何れも一次コイルの通電を制御する
回路素子は、スイッチングモジュール、パワースイッ
チ、ＩＣパッケージ体、回路モジュールというように名
称は異なるが、点火コイルのケースとは別体に形成さ
れ、絶縁材料によって封止されている。従って、点火コ
イルに対する充填絶縁材料としては少くとも二種類の絶
縁材料が用いられることになる。例えば、特開平６−３
２５９５３号公報においては一種類の樹脂と記載されて
いるが、確かにケースに対しては一種類の樹脂であるも
のの、回路モジュールは熱可塑性エラストマー等の弾性
体で封入すると記載されており、結局、点火コイルに対
しては二種類の絶縁材料が用いられていることになる。

【０００６】前掲の実公平６−２７９３９号公報にも記
載されているが、近時、回路素子がシリコーンゲルに封
入されて一ユニットとされ、これが点火コイルのケース
内に収容された後にエポキシ樹脂等が注入されることが
行なわれている。これは、シリコーンゲルの粘着性、防
湿性、防振性、絶縁性、耐熱性等の特性に鑑みた結果で
あるが、ケース内にエポキシ樹脂等が注入されると、回
路素子ユニット内のシリコーンゲルの隙間にエポキシ樹
脂等が侵入したとき、あるいはエポキシ樹脂等に気泡が
生じたときには、回路素子の機能を損なうおそれがあ
る。また、エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂収縮時にイン
ナコアによって拘束されるため、歪みが大きく、このと
きの応力により割れが発生するおそれがある。

【０００７】そこで、本発明は一次コイル及び二次コイ
ルをケース内に収容し、一次コイルに接続する回路素子
をケース内に収容すると共に、ケース内に絶縁材料を充
填して成る内燃機関用点火コイルにおいて、ケース内に
収容する回路素子、一次コイル及び二次コイルの全てを
絶縁材料によって適切に保持し得る内燃機関用点火コイ
ルを提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、一次コイル及び二次コイルをケース内に
収容すると共に、前記一次コイルに接続する回路素子を
前記ケースに収容する内燃機関用点火コイルにおいて、
前記回路素子を配設した基板をそのまま前記ケース内に
収容し、前記回路素子を前記一次コイルに接続した状態
で、前記ケース内に一種類の絶縁材料を充填するように
構成したものである。

【０００９】前記絶縁材料としては、シリコーンゲルを
用いるとよい。ここで、シリコーンゲルとは低温硬化型
シリコーンゴムの一種であって、シリコーンゴムの架橋
密度を小さくして極端に柔らかくしたもので、ポッティ
ング材として利用されている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の内燃機関用点火コ
イルの望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図
６は本発明の一実施形態に係る内燃機関用点火コイルの
全体を示し、ケース６０は、上方に開口部を有する筐体
のイグナイタ部６０ｄと、その底面から下方に延出する
円筒状のコイル部６０ａ及び高圧ターミナル部６０ｂを
有する合成樹脂製の容器状筐体である。

【００１１】コイル部６０ａには図１及び図２に示すよ
うに、本発明の柱状部材たるインナコア１０、これに巻
装された一次コイル１２、二次コイルアセンブリ２０、
アウタコア３０、並びに一対の補助コア及び永久磁石
（夫々、代表して４０，５０で表す）が収容されてい
る。イグナイタ部６０ｄにはイグナイタ８が収容される
と共に、コネクタ部６０ｃが一体的に形成されている。
更に、高圧ターミナル部６０ｂには図１及び図２に示す
ように高圧ターミナル７が内蔵されており、外面には図
１に示すように絶縁材料、例えばゴムによって筒状に形
成されたプラグキャップ７０が装着されている。

【００１２】イグナイタ８は、一次コイル１２の一次電
流を制御する回路素子を内蔵し、イグニッションモジュ
ールとも呼ばれ、通常は回路素子がシリコーンゲルによ
って封止されたものであるが、本実施形態では、回路基
板８０に回路素子が実装された状態のものを言う。即
ち、図４に示すように、アルミニウム製の放熱板８８に
回路基板８０が接合され、この回路基板８０に駆動回路
８５、スイッチングトランジスタ８６等の回路素子が実
装されている。放熱板８８及び回路基板８０には貫通孔
８ａが形成されており、これに位置決め用のポスト６０
ｅが挿通されるように構成されている。尚、図２は回路
基板８０、放熱板８８等を除いた状態を示している。

【００１３】本実施形態のインナコア１０は、複数の磁
性体の平板（例えば、珪素鋼板）がスタッキングによっ
て接合された積層体から成り、図１及び図２に示すよう
に、略円形断面の中間部１０ａと矩形断面の拡大部１０
ｂを両端に有する柱体に形成されている。ここで、スタ
ッキングとは複数の平板の各々に対しプレス成形時に一
方の面に凹部（図１にＳａ，Ｓｂで表す）を形成すると
共に他方の面に凸部を形成し、これらの複数の平板を、
相互に対向する面の凸部を凹部に圧入し乍ら順次重合し
て、積層体を形成する手段をいう。尚、図面において、
インナコア１０の断面のハッチングは判別が困難となる
ので省略している。

【００１４】インナコア１０の外面には粉体塗装が施さ
れ、絶縁塗膜１１が形成されている。この絶縁塗膜１１
はインナコア１０の中間部１０ａの全長に亘って形成さ
れると共に、これに隣接する拡大部１０ｂにも形成され
る。このように、本実施形態では絶縁塗膜１１は拡大部
１０ｂの一部に形成されているが、全側面に形成するこ
ととしてもよい。而して、インナコア１０の各珪素鋼板
は剥がれ難く、十分な接合強度が確保される。そして、
中間部１０ａの絶縁塗膜１１の外周面に一次コイル１２
の巻線が二層もしくは四層に巻回される。このとき、拡
大部１０ｂの絶縁塗膜１１部分が従来の一次ボビンの鍔
部と同様に機能するので、適切に巻回することができ
る。

【００１５】インナコア１０の凹部１０ｃには、図１及
び図２に示すようにホルダ１４が装着されている。ホル
ダ１４には、夫々一次ターミナル１５，１６が一体的に
支持されており、各々の基端部に一次コイル１２の巻線
の両端が接続されている。更に、インナコア１０及び一
次コイル１２を囲繞するように、二次コイルアセンブリ
２０が配設される。二次コイルアセンブリ２０は、図１
及び図２に示すように二次ボビン２１に二次コイル２２
が巻装されて成る。二次ボビン２１は軸方向に所定間隔
毎に複数の鍔部２１ａが形成された樹脂製の円筒体であ
り、これらの鍔部２１ａ間に形成される複数の環状溝内
に、二次コイル２２の巻線が順次巻回されている。上端
の鍔部２１ａには、その外周に沿って環状の溝２１ｄが
形成されている。そして、二次ボビン２１の延出部２１
ｃには二次ターミナル１７が装着され、これに二次コイ
ル２２の巻線の巻き始め側の一端部が接続される。ま
た、巻き終り側には二次ターミナル１８が設けられてお
り、その基端部が鍔部２１ａの溝２１ｄに嵌合され、そ
の先端部がクランク状に屈曲されつつ軸方向に延出する
ように形成されている。而して、二次コイル２２の巻線
の他端部は、鍔部２１ａの溝（図示せず）から導出さ
れ、二次ターミナル１８の基端部に巻き付けられる。

【００１６】一方、インナコア１０と共に磁気回路を形
成するアウタコア３０は、図１及び図２に示すように珪
素鋼板によって円筒状に形成されており、ケース６０の
コイル部６０ａの外側に嵌着されている。更に、図１及
び図２に示すように、インナコア１０の軸方向の両端に
は夫々矩形の永久磁石５０が配置されており、その外側
には略矩形の珪素鋼板が積層されて成る補助コア４０が
配置されている。両端に配置される永久磁石５０は、発
生する磁束の方向が夫々同一の方向であって、一次コイ
ル１２通電時にインナコア１０内に形成される磁束の方
向と逆向きとなるように配置されている。而して、上述
のインナコア１０、永久磁石５０、補助コア４０、及び
アウタコア３０によって磁気回路が構成されている。

【００１７】そして、図３に示すように、ケース６０に
一体的に形成されたコネクタ部６０ｃの中には、第１乃
至第４のコネクタターミナル６１乃至６４が平行に配置
されている。これら第１乃至第４のコネクタターミナル
６１乃至６４の基端部側にはイグナイタターミナル８１
乃至８４が接続されている。更に、コネクタターミナル
６１，６３にはイグナイタターミナル８１，８３と共に
一次ターミナル１５，１６が接続され、一次コイル１２
への通電が断続制御されるように構成されている。即
ち、第１のコネクタターミナル６１は電源（図示せず）
に接続されるもので、この基端部にはイグナイタターミ
ナル８１と共に一次ターミナル１５が接続され、この一
次ターミナル１５に図３に示すように二次ターミナル１
８が接続されている。また、イグナイタターミナル８３
には一次ターミナル１６が接続されている。

【００１８】上記の構成になる点火コイルの製造及び組
付に当たっては、前述のように複数の珪素鋼板がスタッ
キングによって接合されインナコア１０が構成される。
そして、インナコア１０の中間部１０ａ及び拡大部１０
ｂの外面に絶縁塗膜１１が形成され、この中間部１０ａ
の絶縁塗膜１１に一次コイル１２の巻線が巻回される。

【００１９】一方、アウタコア３０が珪素鋼板によって
円筒状に形成されてケース６０のコイル部６０ａの外側
に圧入され、あるいは珪素鋼板がコイル部６０ａの外側
に巻回される。また、二次ボビン２１に二次コイル２２
が巻装されて二次コイルアセンブリ２０が形成される。
そして、二次ボビン２１の中空部内に、一次コイル１２
が巻装されたインナコア１０が収容されると共に、イン
ナコア１０の軸方向の両端に夫々永久磁石５０及び補助
コア４０が装着され、これらインナコア１０、二次コイ
ルアセンブリ２０等がケース６０内に収容される。

【００２０】更に、ケース６０のイグナイタ部６０ｄに
イグナイタ８が収容され、コネクタターミナル６１乃至
６４に接続されると共に、一次コイル１２の巻線の両端
部が一次ターミナル１５，１６を介して夫々コネクタタ
ーミナル６１，６３に接続される。また、高圧ターミナ
ル部６０ｂに高圧ターミナル７が圧入され、二次ターミ
ナル１７に電気的に接続される。而して、二次コイル２
２の巻線の一端は二次ターミナル１８を介してコネクタ
ターミナル６１に接続され、他端は二次ターミナル１７
を介して高圧ターミナル７に接続される。

【００２１】この後、コイル部６０ａ及びイグナイタ部
６０ｄ内にシリコーンゲルが充填、硬化されて図１及び
図２に点描で示すように絶縁部１３がコイル部６０ａ内
に形成される。具体的には、ケース６０内が真空引きに
より減圧された状態で、低粘度シリコーンゲルが注入さ
れた後、加熱硬化され、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、イグナイタ８の回路素子
が固定される。而して、これらの電気的接続部が適切に
絶縁され、更に二次コイル２２の出力高電圧に耐え得る
絶縁性が確保される。尚、図６に示すコイル部６０ａ及
び高圧ターミナル部６０ｂとイグナイタ部６０ｄ及びコ
ネクタ部６０ｃとを、別体として形成し、コイル部６０
ａとイグナイタ部６０ｄを接合することとしてもよい。

【００２２】而して、本実施形態の内燃機関用点火コイ
ルは図６に示す外形を呈し、コイル部６０ａ及び高圧タ
ーミナル部６０ｂの外側にプラグキャップ７０が装着さ
れる。このプラグキャップ７０を介して、内燃機関（図
示せず）に装着され、点火プラグ（図示せず）に接続さ
れる。この状態で一次コイル１２の一次電流が断続され
ると、二次コイル２２に逆起電力が誘起され３０乃至４
０ｋｖの高電圧が発生し、この高電圧は点火プラグに出
力される。これにより、各点火プラグの電極部に火花放
電が生じ、各燃焼室（図示せず）内の圧縮混合気が着火
される。

【００２３】以上のように、本実施形態の内燃機関用点
火コイルは、一種類の絶縁材料のシリコーンゲルによっ
て、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、イグナイタ８の回路素子が固定される。而し
て、シリコーンゲルが防湿性に優れることから、回路素
子の半田接合部が適切に保護され、シリコーンゲルが防
振性、耐熱性に優れることから、二次コイルの細い巻線
及び回路素子が振動、ヒートショック等に対して適切に
保護される等、一次コイル１２及び二次コイル２２の絶
縁性の確保に留まらず、イグナイタ８の回路素子が適切
に保護され、所定の点火性能を維持することができる。
また、従来の点火コイルに用いられるエポキシ樹脂に比
しシリコーンゲルの比重が小さいので、軽量となる。

【００２４】

【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、回路素子を配設した基板をそ
のままケース内に収容し、回路素子を一次コイルに接続
した状態で、ケース内に一種類の絶縁材料を充填する構
成としているので、回路素子、一次コイル及び二次コイ
ルの全てを、絶縁性を維持しつつ確実に保持することが
でき、簡単な構成で所定の点火性能を維持することがで
きる。

【００２５】更に、請求項２に記載のように、絶縁材料
をシリコーンゲルとしたものにおいては、シリコーンゲ
ルの粘着性、防湿性、防振性、絶縁性、耐熱性等の特性
を有効に活用し、回路素子の保護のみならず、一次コイ
ル及び二次コイルの保護を適切に行なうことができると
共に、軽量化が可能となる。また、シリコーンゲル収縮
時の発生応力は、エポキシ樹脂のそれの約１／１０００
と小さいため、収縮による割れを大幅に低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関用点火コイ
ルの縦断面図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る内燃機関用点火コイ
ルにおいてイグナイタを除いた状態を示す縦断面図であ
る。

【図３】本発明の一実施形態に係る内燃機関用点火コイ
ルにおいてイグナイタを除いた状態を示す平面図であ
る。

【図４】本発明の一実施形態に供するイグナイタの平面
図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る内燃機関用点火コイ
ルのコイル部の横断面図で、図１のＡ−Ａ線断面図であ
る。

【図６】本発明の一実施形態に係る内燃機関用点火コイ
ルの斜視図である。

【符号の説明】

８ イグナイタ（回路素子） １０ インナコア １０ａ 中間部 １０ｂ 拡大部 １１ 絶縁塗膜 １２ 一次コイル １３ 絶縁部 １４ ホルダ １５，１６ 一次ターミナル １７，１８ 二次ターミナル ２０ 二次コイルアセンブリ ２１ 二次ボビン ２２ 二次コイル ３０ アウタコア ４０ 補助コア ５０ 永久磁石 ６０ ケース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次コイル及び二次コイルをケース内に
   収容すると共に、前記一次コイルに接続する回路素子を
   前記ケースに収容する内燃機関用点火コイルにおいて、
   前記回路素子を配設した基板をそのまま前記ケース内に
   収容し、前記回路素子を前記一次コイルに接続した状態
   で、前記ケース内に一種類の絶縁材料を充填するように
   構成したことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 【請求項２】 前記絶縁材料がシリコーンゲルであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火コイル。