JPH0935960A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、耐熱衝撃性，絶縁性などの耐
久性に優れた信頼性の高い内燃機関用点火装置を提供す
ることにある。 【構成】センタコア７，低圧側コア１８あるいは高圧側
コア９を１次ボビン１，２次ボビン３あるいはケース５
などの構成部材の内側に配置したり、構成部材に形成し
たポケットに収容したり、あるいは弾性部材でカバーし
たりすることで絶縁用エポキシ樹脂６から前記コアを隔
離し、空気のコイル高圧部への浸入を防止する。 【効果】気泡が高圧部に残存せず、且つ、熱衝撃による
内部クラックや絶縁用エポキシ樹脂６と構成部材のはく
離を防止できるため、円筒形点火装置の耐熱衝撃性，絶
縁耐久性を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用点火装置に
係り、特にプラグホール内に収納される円筒形点火装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関用点火装置は、特開平2
−92913号のように、円筒形のケース内部に開磁路コア
を収容し、該コアの上部に可とう性の接着剤を注入，硬
化していた。このことで、コアと絶縁用樹脂とが接触せ
ず、熱応力による樹脂のクラック等が生じないようにし
てあったが、この構造では１次ボビン内に介在している
空気が漏れだしてくる可能性があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、センタ
コアもしくは、低圧側コアの上部に可とう性樹脂を充填
し、コアと絶縁用樹脂との間の熱応力によるクラックの
防止を図り且つ、１次ボビンと２次ボビン間を圧入形状
とし、直接、コアが絶縁用樹脂に接触する形を避けてい
たが、この形状では、コイルに絶縁用樹脂を真空で充填
する作業時に該圧入部より、コアの積層部や、ボビン内
部に介在している空気が圧入部を通過して、泡となり、
コイル内部、特に、２次ボビンに巻回している２次巻線
周辺に浸入する。そもそも樹脂の真空注型は、２次巻線
等の高圧部に完全に樹脂を含浸させ、絶縁性を持たせる
のが狙いである。そのため、真空度はシビアに管理せね
ばならない。今までのコイルならば構造が比較的簡単
で、絶縁用樹脂も、それ程時間をかけずにコイル内部に
完全に浸透させることができた。しかしながら、円筒コ
イルにては、図を見ても明らかな様に、絶縁用樹脂が回
り込む隙間が殆ど薄く、且つ細長い。よって、樹脂の注
型には、最新のコイル構造が要求される。今までのコイ
ルでは、コアを絶縁用樹脂中に埋没しない構造が一般的
で、コアに介在する空気の干渉は考慮していなく、仮に
コアを埋没する構造でも、コアと絶縁用樹脂との間で、
ヒートショック時にクラックが入り、コイルが破損する
等の問題がある。よってコアと絶縁用樹脂とを隔離する
場合に圧入による構造では、真空注型時の圧力差、約１
気圧を保てず、上述のように、圧入部から空気がリーク
してしまう。本円筒コイルの構造上、圧入部は、高圧部
（コイル下部）となり、泡の浸入経路が、コイルの下側
から気泡となってじわじわ浸入し、丁度２次巻線周辺を
通る。そのため、絶縁用樹脂中に気泡が残り、絶縁性が
極めて悪化するという問題があった。２次巻線部は、数
十キロボルトの高圧発生部である。

【０００４】本発明は、コアと絶縁用樹脂間を完全に隔
離させ、それでいて、高圧部の樹脂中に気泡を残さない
構造とすることで、絶縁耐久性に優れた信頼性の高い円
筒形点火装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、絶縁用樹脂とコアが直接、接することがない様、１
次ボビンと２次ボビンを完全に接着し且つ、１次ボビン
を袋状に形成し、且つ、コア上部にゴム等の弾性部材を
配置し且つ、高圧側コアは可とう性樹脂により封止す
る。また、ゴム等は、１次ボビンに接着するか１次ボビ
ンにゴム抜け防止用のつめ（アンダーカット）を設ける
構造とする。

【０００６】

【作用】コアに介在している空気，１次ボビン内部に残
る残存空気，マグネットに介在しているガス等をゴム部
から逃がし、もしくはゴム自体にてダイアフラム効果に
て圧力差を吸収し、絶縁用樹脂の注型後には、コアと絶
縁性樹脂との間で、熱応力の緩和材として作用する。よ
って、コイルの下部（高圧側）から気泡が漏れだし、高
圧部に干渉することがないので、高電圧リーク等でコイ
ルが破壊することを防止できる。

【０００７】以上により、絶縁性に優れた信頼性の高い
円筒形点火装置を提供することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。

【０００９】図１は本発明の実施例の構成を示す点火装
置の断面図である。

【００１０】１次ボビン１は、ポリブチレンテレフタレ
ート（ＰＢＴ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰ
Ｓ）等の熱可塑性合成樹脂で成形され、１次コイル２が
巻層されている。また、変性ポリフェニレンオキサイド
（変性ＰＰＯ）等の熱可塑性合成樹脂で成形された２次
ボビン３には２次コイル４が巻層されている。１次コイ
ル２は線径０.３〜１.０mm程度のエナメル線を一層あた
り数十回ずつ、数層にわたり合計１００〜３００回程度
積層巻されている。２次コイル４は線径０.０３〜０.１
mm 程度のエナメル線を用いて合計５０００〜２０００
０回程度分割巻されている。ケース５は１次ボビン１と
同じような熱可塑性合成樹脂で成形されており、コネク
タ部２４が一体成形されている。本実施例のような円筒
形点火装置の場合、長さが長くなるため成形上１°以下
のテーパが必要となるため、ケース５の内径部のみテー
パが設けられている。センタコア７は１次ボビンの内側
に配置され、珪素鋼板をプレス積層している。サイドコ
ア８は２次コイルの外側且つケース５の外側に配置さ
れ、薄い珪素鋼板を管状に丸めている。ただし、磁束の
１ターンショートを防ぐため、サイドコア８円周上の少
なくとも一箇所は切れ目を設けている。本実施例では、
サイドコア８は板厚０.３〜０.７mmの珪素鋼板一枚で構
成されているが、二枚以上重ねうず電流損を減らして、
出力を向上することも可能である。センタコア７とサイ
ドコア８を磁気的に結合して閉磁路を形成するために、
２次コイル４の低圧側に低圧側コア１８を、２次コイル
４の高圧側に高圧側コア９を配置する。本実施例では、
センタコア７と低圧側コア１８は一体にＴ型にプレスさ
れ、袋状に成形された１次ボビン１（もしくは、マグネ
ットを１次ボビンに収容した後に接着剤等で封止）にセ
ンタコア７底部にマグネット１０を設置した状態のコア
を挿入し、収容されている。そして、高圧側コア９の上
部はゴムなどの弾性部材で収容し、接着もしくは１次ボ
ビンに設けたつめやアンダーカット等により配置させ
る。これにより、図１，図６，図１６，図１７に示すよ
うに絶縁用エポキシ樹脂６などの絶縁用樹脂と、センタ
コア７，低圧側コア１８とを隔離することができる。ま
た、その後、図１４，図１５に示すように２次ボビンに
挿入し２次ボビンと１次ボビンを接着剤１２ａにて接着
する。高圧側コア９は２次ボビン３に設けられたポケッ
ト部に収容され、可とう性樹脂を充填したり、ゴムのふ
たをしたりする。この時、充填した上からＰＢＴやノリ
ル等のふたを接着する時もある。よって、絶縁用エポキ
シ樹脂６と隔離されている。高圧側コア９を収容するポ
ケット部は２次ボビン３だけでなく１次ボビン１やケー
ス５に設けることも可能である。さらに、ポケット部の
み別部品としてケース５に圧入あるいは接着して固定す
ることもできる。さらに、２次ボビンや１次ボビンと一
体成形すれば上記のような接着作業が不要になり、作業
性が向上する。又、高圧側コア９は、応力緩和材とし
て、ゴム５５等を配置（図１１に示す）すると、耐ヒー
トショック性をアップすることができる。更に、図１２
に示すように筒状の１次コイルでは、コアを挿入し２次
ボビンに挿入後、１次，２次ボビンを接着させ、高圧側
コア９を挿入し可とう性樹脂を充填する方法もある。閉
磁路コアの一部にはコアギャップ１１があり、そのコア
ギャップ１１部には１次コイル２により形成された磁束
と反対方向の磁束を磁路中に発生させるマグネット１０
を備えている。マグネット１０は磁路中に反対方向の磁
束を発生させることにより、珪素鋼板コアの磁化曲線の
飽和点以下で動作させることができる。例えば、保持力
５ｋＯｅ以上のマグネットを使用すれば、熱による減磁
が少ないため、樹脂ケースとの一体成形も可能となる。
これらのコイル部構成部品はケース５の中に圧入され、
Ｔｇ点が１１５℃〜１３５℃で、かつ熱膨張係数が、Ｔ
ｇ点以下の温度範囲に於ける平均値として１０〜５０×
１０Ｅ−６／℃の銅ヒートシンクに近い値、例えば、２
５×１０Ｅ−６／℃程度の絶縁用エポキシ樹脂６の絶縁
層で高電圧を絶縁する。２次コイル４で発生した高電圧
は、点火装置の長さを少しでも低減するよう長手方向に
対して垂直方向に配置された過早着火防止用高圧ダイオ
ード１７，高圧端子１３，スプリング１４を介して点火
プラグに供給される。点火プラグが挿入される部分は、
シリコンゴム等のゴムブーツ１５で絶縁する。シリンダ
ヘッドカバーと接する部分にはシール用のシールゴム１
６が設けられている。コイル上部に設置されるイグナイ
タユニット２０は、箱型にプレス成形された銅またはア
ルミ製の金属製ベース２６に、パワートランジスタチッ
プ２１とハイブリッドＩＣ回路２８が内蔵されており、
金属製ベース２６内にはシリコンゲルが充填されてい
る。そして、イグナイタユニット２０は、ケース５に設
けてあるイグナイタユニット２０，位置決め用突起５
３，５２で位置決めされる。金属製ベース２６には、イ
グナイタ側端子２２がポリブチレンテレフタレートなど
の熱可塑性合成樹脂で一体成形されている端子台２７が
シリコン接着剤で接着されている。イグナイタ側端子２
２は１次コイル端子２３，コネクタ側端子２５と溶接で
電気的に接続される。

【００１１】上記で説明したように、袋状構造とするこ
とで、空気が泡となって、１次，２次ボビンの下部から
発生することを防止できる。

【００１２】次に、図２の主要部品展開図を用い、本発
明の構造について詳しく説明する。センタコア７は、図
３に示すように珪素鋼板のプレス幅を変えてプレス積層
したブロックを組合せ多角形形状とするか、図４のよう
に珪素鋼板のプレス工程において幅を順次増減させて積
層し円筒形状に近づけ断面積を増やすよう工夫してあ
る。図３，図４は、センタコア７と低圧側コア１８が別
体の場合である。これとは別に図５に示すよう、センタ
コア７と低圧側コア１８を一体にプレス積層して、本実
施例のようにＴ型コアを形成することもできる。以上の
ようにＴ型に形成されたセンタコア７，低圧側コア１８
に、コアギャップ１１に配置されるマグネット１０を取
付け、１次ボビン１の内側に収容する。１次ボビン１に
はＴ型コアが固定されて収容されるようにＴ型のポケッ
ト部１ａが形成されている。低圧側コア１８を収容した
ときのサイドコア８とのギャップはケース５の肉厚と１
次ボビン１の肉厚があるため１.５〜２.５mm程度にな
る。低圧側コア１８の上部には熱応力吸収用の可とう性
エポキシ樹脂１２を注型するため、Ｔ型ポケット部１ａ
の高さは、コアのＴ部高さよりも高くなるように構成さ
れている。また、１次ボビン１は、図１４，図１５等で
示されるように２次ボビン３と接着剤１２ａ、例えばシ
リコン系，エポキシ系の接着剤により接着する。２次ボ
ビン３は高圧側に高圧側コア９を収容するポケットが設
けられ、図１，図１１，図１２，図１４に示すように固
定される。

【００１３】以上のように、図２に示す主要構成部品，
センタコア７，低圧側コア１８，１次ボビン１，２次ボ
ビン３をケース５に組付け後、１次ボビン１のＴ型ポケ
ット部１ａにゴム５５を配置し、低圧側コア１８をカバ
ーする。そして、図７に示すようにイグナイタユニット
２０をケース５に設けられている位置決め用突起５２，
５３で横方向の位置を固定し、縦方向はケース５に乗せ
ることで位置決めする。コネクタ側端子２５ａは１次コ
イル端子２３ｂと接続され、その他のコネクタ側端子２
５ｂ，２５ｃは、それぞれイグナイタ側端子２２ｃ，２
２ｂに接続される。さらに、イグナイタ側端子２２ａと
１次コイル端子２３ａが接続される。１次コイル端子２
３ａ，２３ｂは、１次ボビン１から接続する関係上、イ
グナイタユニット２０の両サイドに配置される。次に、
図８を用いて１次コイルとの接続方法を詳しく説明す
る。１次ボビン１には、１次コイル端子２３ａを固定す
るポケット１ｂが設けられており、そのポケット１ｂに
１次コイル端子２３ａが圧入固定されている。１次コイ
ル端子２３ａの１次コイル巻きつけ部２３ａ１は１次ボ
ビン１から垂直方向にＬ型に曲げられており、１次コイ
ル２の端末が巻きつけやすいように構成されている。ま
た、イグナイタ側端子２２ａと溶接される側には、溶接
時の応力を緩和・吸収し、１次コイル巻きつけ部２３ａ
１に応力が伝わるのを防止する目的で一部分に湾曲部２
３ａ２を設けている。イグナイタ側端子２２ａ，２２
ｂ，２２ｃ、およびコネクタ側端子２５ａ，２５ｂ，２
５ｃはＬ型に加工され、また、溶接箇所が横一列になる
よう配置されているため溶接作業が容易となる。さら
に、溶接作業の場合は、スパッタがコイル巻線部に飛散
しないよう構成する必要があり、本実施例では、図７に
示すように、イグナイタユニット２０でコイル巻線部を
カバーするよう配置する。ただし、絶縁用エポキシ樹脂
６の注型性や１次コイル２からの配線等に悪影響を及ぼ
さない範囲に配置する必要がある。さらに、スパッタの
飛散する範囲をコイル巻線部から遠ざける意味から、各
端子の溶接位置は、ケース５のコイル収容部５ｃから１
mm以上とする。また、溶接する端子の先端は位置は、ケ
ース５の端面から２〜６mm内側の位置にくるように構成
し、絶縁用エポキシ樹脂６で必ず覆われるようにし、防
水信頼性を確保している。

【００１４】以上のようにイグナイタユニット２０を固
定し、絶縁用エポキシ樹脂６を注型硬化させた後、２次
ボビン３の高圧側コア９，収納ポケット３ａに高圧側コ
ア９を収納し、接着剤で固定したのちにサイドコア８を
サイドコア８のバネアクションを利用してケース５に装
着する。通常、エンジンのプラグホール径はφ２３〜２
６であるため、円筒形点火装置の最大外径は、φ２３以
下とする。

【００１５】図９，図１０はイグナイタユニット２０を
１チップタイプイグナイタ４２にした場合である。１チ
ップタイプイグナイタ４２は放熱用の金属板である放熱
板４１（例えば、銅，鉄，アルミ等が考えられるが、い
ずれも、樹脂に埋没するため耐食性を考慮しなくても良
いため、表面処理をしなくても良い）にねじ止めする
か、もしくは熱伝導性に優れた接着剤か電気良導性の接
着剤で固定しイグナイタ４２のベース部と放熱板４１と
が同電位となるようにする。こうすることで電位が安定
し、電波障害等の不具合を防止する。その放熱板４１が
ケース５に設けられた位置決め用突起５２，５４で固定
される。端子の接続方法，構成等は、図１，図７，図８
に示す実施例と同様であるため説明は省略する。

【００１６】更に、図６，図１４，図１５等に書いてあ
る１次ボビン下部の、マグネット１０と高圧側コア９と
の仕切り壁を１次ボビンの１成形部にするか、もしくは
シリコン系かエポキシ系接着剤等で仕切り袋状とするの
は、上述の通りであるが、この仕切り寸法を０.３〜１.
０mmにすることで、２次側に発生する２次電圧値がアッ
プする。また、図１３に示すように、高圧側コア９を入
れないことで、作業性が飛躍的にアップするが、２次電
圧値が低下するので、エンジン側の要求する２次電圧が
それ程高くないときには、コストを低く抑えられるの
で、この方式を採用する。

【００１７】また、図１，図１６，図１７等に書いてあ
る様に、コア上部に周囲部よりも中央部が薄肉となって
いるゴム材を装着すれば絶縁性樹脂をコイルに注型する
とき、コア７，１８から発生する空気をこのゴム部から
逃がすことになり、又、ダイアフラム効果により、１次
ボビン内部との圧力差を吸収する。絶縁用樹脂を注型す
るときは、上述の如く、真空状態の作業となり、ゴム５
５が浮いた状態となったり、ダイアフラム効果を発揮し
樹脂との境界を作りつつ空気泡を安定的に逃がしたり、
空気の膨張を緩和する。よって、安定した作業が可能と
なる。と言うのは、空気が残存してはいけないエリアで
ある２次コイル周辺を避け、空気を逃がすことが可能だ
からである。更に、上述した如く、絶縁性樹脂の注型
後、大気圧に開放後、コア１８と樹脂間に弾性部材（例
えばニトリルゴム，スチレンブタジエンゴム，エチレン
プロピレンゴム，フッ素ゴム，シリコンゴム，ＥＰＤ
Ｍ，天然ゴム，発砲ゴム等がある。）が存在するため、
熱応力の緩和が自動的に達成できる。更に、弾性部材に
てコアを押さえる（固定する）ことが達成される。もし
押さえを強力に必要ならば、センタコア７下部を可とう
性接着剤で固定する。

【００１８】図９，図１０に示した上述の１チップイグ
ナイタは、特願平7−143439 号で記述した構造である。

【００１９】又、図１等に示してある、シールゴム１６
は、電気良導性（導電性）の材質となっており、エンジ
ンに接触させる。この時、サイドコア８の上部（シール
ゴムと接触する部分）のみを、塗装せず、電気が通る様
にしておく。こうすることで、サイドコア８に帯電した
電荷をアースでき、コイルを破壊から守る。さらに、シ
ールゴム１６に換気用の穴を設ける。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、高圧部に、空気等の泡
が残存しないため、更に、コアと絶縁用樹脂と隔離でき
るため、絶縁リークや、ヒートショックによるコイルの
機能を損なわないため、常に安定した内燃機関用点火装
置を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す断面図。

【図２】本発明の一実施例の主要構成部品の展開図。

【図３】本発明の一実施例のコア形状図。

【図４】本発明の一実施例のコア形状図。

【図５】本発明の一実施例のコア形状図。

【図６】本発明の一実施例の１次ボビンぶくみの断面
図。

【図７】本発明の一実施例のイグナイタユニットの配置
図。

【図８】本発明の一実施例の接続構造を示す断面図。

【図９】本発明の一実施例のイグナイタユニットの配置
図。

【図１０】本発明の一実施例のイグナイタユニットの配
置図。

【図１１】図１に対し高圧側コア部に応力緩和材を入れ
た一実施例。

【図１２】図１に対し１次ボビンを袋状にせず、高圧側
コアを配置したときの一実施例。

【図１３】図１に対し高圧側コアを廃止したときの一実
施例。

【図１４】図１の拡大例。

【図１５】高圧側コアを２次ボビンに一体成形したとき
の一実施例。

【図１６】１次ボビンに弾性部材を装着した一実施例。

【図１７】１次ボビンに弾性部材を装着した一実施例。

【図１８】本発明の一実施例のコア形状図。

【符号の説明】

１…１次ボビン、１ａ…低圧側コア収納ポケット、１ｂ
…１次コイル端子圧入ポケット、２…１次コイル、３…
２次ボビン、３ａ…高圧側コア収納ポケット、４…２次
コイル、５…ケース、５ｃ…コイル収容部、６…絶縁用
エポキシ樹脂、７…センタコア、８…サイドコア、９…
高圧側コア、１０…マグネット、１１…コアギャップ、
１３…高圧端子、１４…スプリング、１５…ゴムブー
ツ、１６…導電性シールゴム、１７…高圧ダイオード、
１８…低圧側コア、２０…イグナイタユニット、２１…
パワートランジスタチップ、２２，２２ａ，２２ｂ，２
２ｃ…イグナイタ側端子、２３，２３ａ，２３ｂ…１次
コイル端子、２３ａ１…１次コイル巻きつけ部、２３ａ
２…１次コイル端子湾曲部、２４…コネクタ、２５，２
５ａ，２５ｂ，２５ｃ…コネクタ側端子、２６…金属製
ベース、２７…端子台、２８…ハイブリッドＩＣ回路、
４１…放熱板、４２…１チップイグナイタ、４３…穴、
５２，５３，５４…位置決め用突起、５５…ゴム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 登 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 小林 和俊 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 渡辺 博 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 近藤 英一郎 茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地３日立オートモティブエンジニア リング株式会社内 (72)発明者 安蔵 洋一 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 片岸 健一 茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地３日立オートモティブエンジニア リング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】点火プラグに直結し、プラグホール内に収
   容される円筒形点火装置において、１次コイルの内側に
   配置されるセンタコア、及び２次コイルの外側に珪素鋼
   板により円筒形に形成され、かつ円筒形の縦方向に切り
   かけ部を有するサイドコアが配置され、前記センタコア
   とサイドコアが、２次コイルの低圧側及び高圧側に配置
   されたコアにより磁気的に間接的に結合された閉磁路コ
   アを持つ内燃機関用点火装置において、１次巻線を巻回
   した１次ボビンの上部、いわゆる低圧側のコア上部にゴ
   ム等の弾性部材を配置した構造としたことを特徴とした
   内燃機関用点火装置。
2. 【請求項２】請求項１において、１次ボビンを袋状に成
   形したことを特徴とする内熱機関用点火装置。