JPH11176671A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボビン及び絶縁層の境界部分における剥離の
発生を抑制して、点火コイルの信頼性及び耐久性を向上
させる。 【解決手段】 点火コイル１３は、ケース２０、イグナ
イタ２１、１次コイル３０及び２次コイル４０、内部コ
ア２２、外部コア２３等を備える。樹脂線材を円筒状に
巻装した巻線体によって２次ボビン４１を構成する。２
次ボビン４１の外周に２次巻線４３を積層して巻回す
る。ケース２０内に液状のエポキシ樹脂を充填し、同樹
脂を各部材間の隙間や２次巻線４３における素線間の隙
間の他、２次ボビン４１における素線間の隙間にも含浸
させて硬化させることにより絶縁層２４を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、巻線が巻装され
たボビンをケース内に配置し、同ケース内に液状の熱硬
化性樹脂を充填し硬化させてボビンを被覆する絶縁層を
形成するようにした内燃機関用点火コイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】火花点火式内燃機関に用いられる点火コ
イルとしては、例えば特開平９−１６７７０９号公報に
開示されたものが知られている。この点火コイルでは１
次コイル及び２次コイル、センタコア及びサイドコア等
の構成部品がケース内に同軸状に配設される。そして、
ケース内に液状となったエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂
を充填した後、この樹脂を各コイルのボビンや同ボビン
に巻装された巻線の周囲において隙間の無いように硬化
させて絶縁層を形成することにより各構成部品間におけ
る絶縁性を確保するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
点火コイルでは、各コイルのボビンが絶縁層の形成材料
とは異なる材料、例えば熱可塑性樹脂によって形成され
ているため、ボビンと絶縁層とではその熱膨張係数が異
なることとなる。その結果、図７に示すように、周囲の
温度に応じてボビン１００及び絶縁層１０１が膨張或い
は収縮した場合に、ボビン１００の表面から絶縁層１０
１が剥離して両者１００，１０１の間に微少な隙間１０
２が形成されることがある。特に、このような隙間１０
２が高電位となる部位に形成された場合には、同部位に
おける絶縁抵抗の低下に起因した絶縁破壊が発生してし
まい、点火コイルの信頼性及び耐久性を低下させるおそ
れがあった。

【０００４】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的はボビン及び絶縁層の境界部分におけ
る剥離の発生を抑制して、点火コイルの信頼性及び耐久
性を向上させることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載した発明では、巻線が巻装されたボ
ビンをケース内に配置し、同ケース内に液状の熱硬化性
樹脂を充填し硬化させてボビンを被覆する絶縁層を形成
した内燃機関用点火コイルにおいて、熱硬化性樹脂が含
浸可能な細空間をボビンに複数形成したことをその要旨
としている。

【０００６】上記構成によれば、絶縁層を形成する際に
ケース内に充填された液状の熱硬化性樹脂はボビンと巻
線との隙間や各巻線における素線間の隙間に含浸される
とともにボビンの細空間内にも含浸され、その後硬化さ
れる。

【０００７】従って、ボビンは絶縁層を形成する熱硬化
性樹脂を部分的に含むようになり、同ボビンの熱膨張係
数が絶縁層の熱膨張係数に近づくこととなる。更に、熱
硬化性樹脂がボビンの表面から同ボビンの内部にまで浸
入した状態で硬化するため、ボビンと絶縁層との物理的
な密着力が増大する。

【０００８】請求項２に記載した発明では、請求項１記
載の内燃機関用点火コイルにおいて、ボビンは樹脂線材
を所定形状に巻装した巻線体からなることをその要旨と
している。

【０００９】上記構成によれば、巻線体における巻線間
の隙間によって熱硬化性樹脂が含浸可能な細空間が形成
される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明をガソリンエンジン
に用いられる点火コイルに適用した実施形態について図
１〜３を参照して説明する。

【００１１】図１は本実施形態における点火コイル１３
の断面を示している。この点火コイル１３はエンジン
（図示略）の各プラグホール（図示略）内に挿入され、
その下部が点火プラグの上部に嵌合された状態で同プラ
グホール内に固定される。

【００１２】点火コイル１３はケース２０、イグナイタ
２１、１次コイル３０及び２次コイル４０、内部コア２
２、外部コア２３等を備えている。ケース２０は熱可塑
性樹脂であるＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）樹脂に
よって略円筒状に形成されている。このケース２０の中
心部には円柱状をなす内部コア２２が配設されている。
また、ケース２０には円筒状をなす外部コア２３が外嵌
されている。内部コア２２及び外部コア２３はいずれも
強磁性材料である硅素鋼によって形成されており、これ
ら各コア２２，２３によって磁気回路の一部が構成され
ている。

【００１３】また、内部コア２２には２次ボビン４１が
外嵌されている。図２に示すように、この２次ボビン４
１はＰＰＥ樹脂からなる線材を巻線機を用いて円筒状を
なすように巻装した巻線体によって構成されている。更
に２次ボビン４１の外周には２次巻線４３が積層して巻
かれている。これら２次ボビン４１及び２次巻線４３に
より２次コイル４０が構成されている。

【００１４】２次ボビン４１の外周には略円筒状をなす
１次ボビン３１が同２次ボビン４１を囲むようにして配
設されている。この１次ボビン３１の外周にはその長手
方向に所定間隔を隔てて複数のリブ３２が形成されてお
り、各リブ３２間には１次巻線３３が積層して巻かれて
いる。これら１次ボビン３１及び１次巻線３３により１
次コイル３０が構成されている。また、この１次ボビン
３１はケース２０と同様、ＰＰＥ樹脂によって形成され
ている。

【００１５】各コイル３０，４０の上方にはイグナイタ
２１が配設されており、同イグナイタ２１は外部端子１
６等を介して制御装置（図示略）に電気的に接続されて
いる。制御装置からの点火信号に基づき１次コイル３０
の一次電流がイグナイタ２１によって断続制御されるこ
とにより、バッテリ（図示略）の電圧が２次コイル４０
において点火用高電圧にまで昇圧される。そして、この
点火用高電圧が点火プラグに供給されると、同点火プラ
グの電極間に火花が生じて燃焼室内の混合気が着火され
る。

【００１６】ケース２０の下方には取付孔２５が凹設さ
れるとともに、同取付孔２５内に突出するようにして高
圧接続端子２７が固定されている。この高圧接続端子２
７は前記２次巻線４３に電気的に接続されており、２次
コイル４０にて発生した高電圧はスプリング２８等を介
して点火プラグに供給される。

【００１７】更に、本実施形態における点火コイル１３
では前記イグナイタ２１、各コイル３０，４０及び内部
コア２２等の周囲が絶縁層２４によって被覆されてい
る。この絶縁層２４は熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂
を用いて以下のように形成される。

【００１８】まず、液状となったエポキシ樹脂を各コイ
ル３０，４０、イグナイタ２１、内部コア２２等が配設
されたケース２０内に充填する。このようにケース２０
内に充填されたエポキシ樹脂は各部材間の隙間や１次巻
線３３における素線間の隙間に含浸される。更に、図３
に示すように、エポキシ樹脂は２次巻線４３における素
線４３ａ間の隙間や２次ボビン４１における素線４１ａ
間の隙間（細空間）にも同様に含浸される。そして、こ
のエポキシ樹脂をケース２０とともに所定温度にまで加
熱することによって硬化させる。その結果、硬化したエ
ポキシ樹脂によってケース２０内の各部材はその位置が
固定されるとともに、各部材間における絶縁性が確保さ
れる。

【００１９】以上説明したように、本実施形態では２次
ボビン４１を樹脂線材を円筒状に巻装した巻線体によっ
て構成し、この巻線体における素線４１ａ間の隙間にも
エポキシ樹脂を含浸させるようにしている。

【００２０】従って、２次ボビン４１は絶縁層２４を形
成するエポキシ樹脂を部分的に含むようになり、同ボビ
ン４１の熱膨張係数は絶縁層２４の熱膨張係数に近づく
こととなる。このため、点火コイル１３が自身の発熱や
エンジンの熱によって温度上昇し、絶縁層２４及び２次
ボビン４１が膨張する場合でも、両者２４，４１の膨張
率の差は小さなものとなる。また、点火コイル１３の温
度が低下して絶縁層２４及び２次ボビン４１が収縮する
場合でも同様に、両者２４，４１の収縮率の差は小さな
ものとなる。

【００２１】更に、エポキシ樹脂は２次ボビン４１の表
面から同ボビン４１の内部にまで浸入した状態で硬化す
るため、図３に示すように絶縁層２４と２次ボビン４１
との明確な界面は存在しなくなる。その結果、いわゆる
アンカー効果によって絶縁層２４と２次ボビン４１との
物理的な密着力が増大する。

【００２２】その結果、本実施形態によれば絶縁層２４
及び２次ボビン４１の境界部分における剥離の発生を抑
制して点火コイルの信頼性及び耐久性を向上させること
ができる。

【００２３】特に、本実施形態における点火コイル１３
はプラグホール内に挿入されるタイプのものであるた
め、２次ボビン４１の外径が制限され、２次巻線４３に
おける所定の巻数を確保する為には同２次ボビン４１の
形状を細長い形状とする必要がある。このため、長手方
向における２次ボビン４１の膨張量及び収縮量が相対的
に大きくなり、前述したような同ボビン４１と絶縁層２
４との間における剥離が生じ易い傾向にある。本実施形
態に係る構成は、上記のように剥離が生じ易い傾向にあ
る点火コイルの信頼性及び耐久性を向上させるうえで有
効である。

【００２４】また、本実施形態では樹脂線材を円筒状に
巻装した巻線体によって２次ボビン４１を構成するよう
にしている。従って、各ボビン３１，４１に対して巻線
３３，４３を巻装する際に用いられる巻線機を流用する
ことにより、この２次ボビン４１を容易に形成すること
ができる。このように、本実施形態によれば、従来の点
火コイルを製造するための設備を利用して２次ボビン４
１を形成することができるため、製造設備の変更が不要
であり、また、製造コストの増大を招くこともない。

【００２５】上記実施形態は以下のように構成を変更し
て実施することもできる。このように構成を変更しても
上記実施形態と同等の作用効果を奏することができる。 ・上記実施形態ではＰＰＥ樹脂からなる線材を円筒状に
巻装した巻線体によって２次ボビン４１を構成するよう
にした。これに対して、図４及び図５に示すように、樹
脂材料からなる円筒材の側壁に軸方向に延びる複数のス
リット孔４４ａを形成した部材４４によって２次ボビン
を構成するようにしてもよい。或いは、図６に示すよう
に、メッシュ状の樹脂材を円筒状に丸めた部材４５によ
って２次ボビンを構成するようにしてもよい。このよう
に構成しても上記実施形態と同様、エポキシ樹脂が含浸
可能な細空間が２次ボビンの内部に複数形成されること
になるからである。

【００２６】・上記実施形態ではケース２０及び各ボビ
ン３１，４１をいずれもＰＰＥ樹脂によって形成するよ
うにしたが、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹
脂、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂等のそ
の他の熱可塑性樹脂によって形成するようにしてもよ
い。また、絶縁層２４をエポキシ樹脂以外の熱硬化性樹
脂（例えば不飽和ポリエステル樹脂）によって形成する
ようにしてもよい。

【００２７】・上記実施形態では特に高電位となる２次
ボビン４１のみを樹脂線材からなる巻線体によって構成
するようにしたが、１次ボビン３１についても同様に巻
線体によって構成することができる。このように構成す
れば、絶縁層２４と１次ボビン３１との境界部分におけ
る剥離の発生を抑制することができ、点火コイル１３の
信頼性及び耐久性を更に向上させることができる。

【００２８】・上記実施形態では１次コイル３０を２次
コイル４０の外側に配置するようにしたが、これら各コ
イル３０，４０の配置を逆に設定するようにしてもよ
い。 ・本発明は、上記実施形態において説明したようなプラ
グホール内に収納される点火コイルにのみ適用されるも
のではなく、ボビンと同ボビンを被覆する絶縁層との熱
膨張係数が異なる点火コイル全般に適用することができ
る。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に記載した発明では、ボビンに
熱硬化性樹脂が含浸可能な細空間を複数形成するように
している。また、請求項２に記載した発明では、樹脂線
材を所定形状に巻装した巻線体によりボビンを構成し、
この巻線体における各巻線間の隙間によって上記細空間
を形成するようにしている。

【００３０】従って、請求項１又は２に記載した発明に
よれば、細空間内に熱硬化性樹脂が含浸されることによ
ってボビンは熱硬化性樹脂を部分的に含むようになり、
ボビンの熱膨張係数は絶縁層の熱膨張係数に近づくこと
となる。更に、絶縁層を形成する熱硬化性樹脂がボビン
の表面から同ボビンの内部に浸入した状態で硬化される
ため、ボビンと絶縁層との物理的な密着力が増大する。
その結果、ボビン及び絶縁層の境界部分における剥離の
発生を抑制して点火コイルの信頼性及び耐久性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】点火コイルの断面図。

【図２】２次ボビンを示す斜視図。

【図３】図１におけるＡ部の拡大断面図。

【図４】２次ボビンの構成変更例を示す斜視図。

【図５】図４の５−５線に沿った断面図。

【図６】２次ボビンの構成変更例を示す斜視図。

【図７】従来の点火コイルにおけるボビンと絶縁層との
境界部分を示す断面図。

【符号の説明】

１３…点火コイル、２４…絶縁層、３０…１次コイル、
３１…１次ボビン、３３…１次巻線、４０…２次コイ
ル、４１…２次ボビン、４３…２次巻線。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線が巻装されたボビンをケース内に配
   置し、同ケース内に液状の熱硬化性樹脂を充填し硬化さ
   せて前記ボビンを被覆する絶縁層を形成した内燃機関用
   点火コイルにおいて、 前記熱硬化性樹脂が含浸可能な細空間を前記ボビンに複
   数形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】 前記ボビンは樹脂線材を所定形状に巻装
   した巻線体からな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。