JPH11186080A - 点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルケース内への充填材の充填性を改善す
る。 【解決手段】 二次巻線２２を巻回した二次側スプール
２１の外周面の少なくとも高圧端子２７側の部分に、軸
方向に延びる複数本の充填溝を形成している。二次側ス
プール２１内に収納した中心コア１８の上下両端に、そ
れぞれクッション部材２３を配置している。このクッシ
ョン部材２３の外周部の複数箇所には、充填材３０の注
入通路を確保するために切欠部を形成している。充填材
３０の充填時には、二次側スプール２１の外周面の充填
溝を通して充填材３０が二次巻線２２の内径側からも充
填される。また、クッション部材２３の外周部の切欠部
を通して中心コア１８と二次側スプール２１との間の狭
い隙間にも充填材３０が確実に充填される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの各気筒
のプラグホール内に取り付けられるいわゆるスティック
型の点火コイルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スティック型の点火コイルは、
直径の異なる２本のスプールにそれぞれ巻回した一次巻
線と二次巻線を棒状の中心コアと共に円筒状のコイルケ
ース内に同心状に収納し、該コイルケースの上端開口部
からエポキシ系熱硬化性樹脂等の充填材を充填すること
で、コイルケース内の各部品間を絶縁・固定するように
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コイルケー
ス内の絶縁性を高めるには、コイルケース内に隙間なく
充填材を充填する必要があるが、コイルケースは、プラ
グホール内に取り付けられるため、コイルケースの外径
寸法がプラグホールの内径寸法で規制され、各部品間の
隙間（絶縁距離）が小さくならざるを得ない。このた
め、充填材の性状によっては、巻線周辺の充填が不十分
になって絶縁不良が発生したり、或は、充填時間が長く
かかり、量産性が低下してコストアップするという欠点
がある。

【０００４】また、中心コアと樹脂との線膨張係数の相
違により両者間に過大な熱応力が働くのを防止するため
に、中心コアの上端にクッション部材を配置したものが
ある。この構造では、組付け具合や充填材の充填圧力に
よって、クッション部材が軸方向に圧縮変形して外径方
向に膨らんだ状態になることがあり、これによって、中
心コアとその外周のスプールとの間の狭い隙間に充填材
を注入する通路がクッション部材によって塞がれた状態
になることがある。このため、中心コアとスプールとの
間の狭い隙間への充填材の充填が不十分になりやすく、
これも絶縁性を低下させる一因となっている。

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、充填材の充填性を改
善して絶縁性を向上させることができる点火コイルを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の点火コイルは、巻線を巻回する
スプールの外周面の少なくとも高圧端子側（つまり下部
側）の部分に、充填材を充填するための充填溝を軸方向
に延びるように形成したものである。この構造では、巻
線の内径側に充填溝が位置し、この充填溝を通して充填
材が巻線の内径側からも充填される。このため、流動性
が低い充填材を用いた場合（例えば中心コアの線膨張係
数に近い低線膨張係数の樹脂を用いたり、ゲル状の充填
材を用いた場合）でも、充填溝によって巻線内部の微小
な隙間にも充填材を充填しやすくなり、巻線の絶縁性を
向上できる。

【０００７】この場合、充填溝は、一次巻線のスプール
に形成しても良いが、請求項２のように、少なくとも二
次巻線のスプールに形成することが好ましい。つまり、
二次巻線には、高電圧が発生するため、一次巻線よりも
絶縁性を高める必要があり、しかも、二次巻線は、巻数
を多くするために、一次巻線よりも細い線が使用される
ため、二次巻線内部の隙間が微小で充填材が浸透しにく
い構造となっている。この対策として、二次巻線のスプ
ールに充填溝を形成すれば、二次巻線への充填材の充填
性を従来よりも改善でき、二次巻線の絶縁性を向上でき
る。

【０００８】更に、請求項３のように、充填材として低
線膨張係数の樹脂を用いると良い。ここで、低線膨張係
数の樹脂とは、線膨張係数が中心コア及び外周コアの線
膨張係数の近くまで低減された樹脂であり、具体的に
は、線膨張係数が例えば２０×１０^-6程度若しくはそれ
以下の樹脂である。このような低線膨張係数の樹脂を充
填材に用いると、充填材と中心コアとの間に働く熱応力
を低減できて、充填材と中心コアとの接合面の剥離を防
止でき、絶縁性を長期間良好に維持できる。一般に、充
填材の低線膨張係数化は、フィラー等の混入によって行
われるので、低線膨張係数化に伴って充填時の充填材の
流動性が低下する傾向があるが、スプールの外周面に充
填溝を形成することで、充填材の低線膨張係数化と充填
性とを両立させることができる。

【０００９】また、中心コアの少なくとも上端にクッシ
ョン部材を配置した構造の点火コイルにおいては、請求
項４，５のように、クッション部材を非円形状（円形以
外の形状）に形成しても良い。このようにすれば、組付
け具合や充填材の充填圧力によって、クッション部材が
軸方向に圧縮変形して外径方向に膨らんだ状態になった
としても、中心コアとスプールの内周面との間の狭い隙
間に充填材を注入する通路がクッション部材によって塞
がれることを防止でき、中心コアとスプールとの間の狭
い隙間に充填材を確実に充填することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。まず、図１に基づいて点火コイル
１０全体の構成を説明する。円筒状のコイルケース１１
は、絶縁性樹脂により形成され、その上端部に一体成形
された頭部ケース１２内には、コネクタピン１３をイン
サート成形したコネクタハウジング１４が圧入等により
組み付けられている。このコネクタハウジング１４に一
体成形された台座１５上には、イグナイタ１６が搭載さ
れ、エンジン制御コンピュータ（図示せず）から出力さ
れた点火信号がコネクタピン１３を介してイグナイタ１
６に入力される。

【００１１】コイルケース１１の内部には、中心部と外
周側にそれぞれ棒状の中心コア１８と円筒状の外周コア
１９が同心状に収納されている。円筒状の外周コア２２
の内周側には、絶縁樹脂製の一次側スプール（図示せ
ず）に巻回された一次巻線２０が収納され、更に、この
一次巻線２０の内周側には、絶縁樹脂製の二次側スプー
ル２１に巻回された二次巻線２２が収納されている。二
次側スプール２１の下端には、端子プレート２５が取り
付けられ、この端子プレート２５には、二次巻線２２の
一端が接続されている。

【００１２】中心コア１８は、有底円筒状に形成された
二次側スプール２１の内部に収納され、該中心コア１８
の上下両端には、それぞれクッション部材２３が宛てが
われている。このクッション部材２３は、中心コア１８
に過大な応力が働くのを防止するための緩衝材であり、
磁歪防止スポンジ、エラストマー等の耐熱性弾性材によ
り形成されている。このクッション部材２３の外周部の
複数箇所には、充填材３０の注入通路を確保するため
に、図５に示すように、上下方向に貫通する切欠部２４
が形成されている。

【００１３】図１に示すように、コイルケース１１と頭
部ケース１２の内部には、充填材３０として、エポキシ
系熱硬化性樹脂等の絶縁性樹脂が真空充填されている。
充填３０としては、線膨張係数が中心コア１８の線膨張
係数の近くまで低減された樹脂、具体的には、線膨張係
数が例えば２０×１０^-6程度若しくはそれ以下の樹脂が
用いられている。更に、二次巻線２２周辺への充填材３
０の充填性を向上するために、図２乃至図４に示すよう
に、二次側スプール２１の外周面に、軸方向（上下方
向）に延びる複数本の充填溝３１が二次巻線２２の巻回
領域の全長にわたって形成されている。

【００１４】尚、図１に示すように、コネクタハウジン
グ１４の台座１５の下面には、二次側スプール２１の上
端を嵌合により位置決めする位置決め筒部３５と、一次
巻線２０のスプール（図示せず）の上端を嵌合により位
置決めする位置決め筒部３６とが一体に形成されてい
る。二次側スプール２１の上端部は、両位置決め筒部３
５，３６間の環状の隙間に嵌合され、該二次側スプール
２１の上端部に外周側に向けて一体成形した弾性係合爪
３７が外周側の位置決め筒部３６の段差部に係合され、
それによって、二次側スプール２１がコネクタハウジン
グ１４の台座１５に組み付けられている。位置決め筒部
３５の内周側には、中心コア１８の上端が嵌合され、そ
れによって、中心コア１８の上端が位置決めされてい
る。この中心コア１８の上端に宛てがわれたクッション
部材２３は、位置決め筒部３５の内周側に位置し、該位
置決め筒部３５の内周面には、充填材３０を下方の隙間
に注入するための複数本の溝（図示せず）が形成されて
いる。

【００１５】一方、コイルケース１１の下端には、絶縁
性樹脂製の高圧タワー部２６が接着等により組み付けら
れている。この高圧タワー部２６の上部中心には、高圧
端子２７を上向きに固着した端子カップ２８がインサー
ト成形され、高圧端子２７が端子プレート２５に圧接し
て電気的に導通した状態に保持されている。この高圧タ
ワー部２６をプラグホール（図示せず）内に挿入して点
火プラグ（図示せず）の上部に圧入すると、端子カップ
２８内に係止された導電性のスプリング２９が点火プラ
グの端子に圧接した状態となり、それによって、二次巻
線２２の一端が端子プレート２５、高圧端子２７、端子
カップ２８及びスプリング２９を介して点火プラグの端
子に電気的に接続された状態となる。

【００１６】以上のように構成した点火コイル１０は、
プラグホール内に取り付けられるため、コイルケース１
１の外径寸法がプラグホールの内径寸法で規制され、各
部品間の隙間（絶縁距離）が小さくならざるを得ない。
このため、従来構造のものでは、充填材の性状によって
は、二次巻線周辺の充填が不十分になるおそれがあっ
た。また、組付け具合や充填材３０の充填圧力によっ
て、クッション部材２３が軸方向（上下方向）に圧縮変
形して外径方向に膨らんだ状態になることがあるため、
従来構造のものでは、中心コアとその外周の二次側スプ
ールとの間の狭い隙間に充填材を注入する通路がクッシ
ョン部材によって塞がれた状態になることがあり、これ
によって、中心コアと二次側スプールとの間の狭い隙間
への充填材の充填が不十分になりやすいという欠点があ
った。

【００１７】この点、本実施形態では、二次側スプール
２１の外周面に充填溝３１を形成したので、図４に示す
ように、充填溝３１を通して充填材３０が二次巻線２２
の内径側からも充填される。このため、流動性が低い充
填材３０を用いた場合（例えば中心コア１８の線膨張係
数に近い低線膨張係数の樹脂を用いたり、ゲル状の充填
材を用いた場合）でも、充填溝３１によって二次巻線２
２内部の微小な隙間にも充填材３０を充填しやすくな
り、二次巻線２２の絶縁性を向上できる。

【００１８】尚、本実施形態では、二次側スプール２１
の外周面のほぼ全長に形成したが、二次側スプール２１
の外周面のうちの高圧端子２７側（下部側）の部分のみ
に充填溝３１を形成するようにしても良い。二次巻線２
２のうちでも高圧端子２７側の部分が他の部分よりも高
圧になり、絶縁性を高める必要があるためである。ま
た、充填溝３１の本数は複数本に限定されず、１本であ
っても良い。更に、一次巻線２０のスプールの外周面に
も充填溝を形成しても良い。

【００１９】また、本実施形態では、中心コア１８の上
下両端に配置されたクッション部材２３の外周部に、切
欠部２４が形成されているため、組付け具合や充填材３
０の充填圧力によって、クッション部材２３が軸方向
（上下方向）に圧縮変形して外径方向に膨らんだ状態に
なったとしても、中心コア１８と二次側スプール２１と
の間の狭い隙間に充填材３０を注入する際に、少なくと
も切欠部２４分の空隙を確保することができ、この空隙
を通して中心コア１８と二次側スプール２１との間の狭
い隙間に充填材３０を確実に充填することができて、こ
の面からも絶縁性を向上することができる。

【００２０】尚、クッション部材２３の外周部に形成す
る切欠部２４の数は、複数個に限定されず、１個のみで
あっても良い。また、充填材３０の充填は、コイルケー
ス１１の上端開口から行われるため、中心コア１８の上
端側のクッション部材２３のみに切欠部２４を形成する
ようにしても良い。また、中心コア１８の下端側にはク
ッション部材２３を設けない構成としても良い。

【００２１】また、図６に示すように、クッション部材
３２を多角形状にカットした形状に形成しても良く、こ
の場合には、カット部分３３によって二次側スプール２
１の内周面との間に空隙を確保することができる。要
は、クッション部材３２を非円形状（円形以外の形状）
に形成すれば良く、図５，図６の形状と同様の効果が得
られる。

【００２２】その他、本発明は、クッション部材を円形
に形成するようにしても良い（つまり、スプールの外周
面に充填溝を形成する構成のみを実施するようにしても
良い）。或は、クッション部材を非円形状に形成する構
成のみを実施するようにしても良い。また、充填材３０
としてゲル状の充填材を用いるようにしても良い。ま
た、本発明は、中心コア１８の両端又は片端に磁石を配
置した構造の点火コイルに適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す点火コイルの縦断面
図

【図２】二次側スプールの正面図

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿って示す拡大断面図

【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿って示す部分拡大断面図

【図５】クッション部材の拡大斜視図

【図６】クッション部材の他の実施形態を示す拡大斜視
図

【符号の説明】

１０…点火コイル、１１…コイルケース、１２…頭部ケ
ース、１４…コネクタハウジング、１５…台座、１６…
イグナイタ、１８…中心コア、１９…外周コア、２０…
一次巻線、２１…二次側スプール、２２…二次巻線、２
３…クッション部材、２４…切欠部、２６…高圧タワー
部、２７…高圧端子、３０…充填材、３１…充填溝、３
５，３６…位置決め筒部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のコイルケース内に、筒状のスプー
   ルに巻回された巻線を収納し、絶縁性の充填材を充填し
   てなる点火コイルにおいて、 前記スプールの外周面の少なくとも高圧端子側の部分
   に、前記充填材を充填するための充填溝を軸方向に延び
   るように形成したことを特徴とする点火コイル。
2. 【請求項２】 前記充填溝は、少なくとも二次巻線のス
   プールに形成されていることを特徴とする請求項１に記
   載の点火コイル。
3. 【請求項３】 前記充填材は、低線膨張係数の樹脂が用
   いられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   点火コイル。
4. 【請求項４】 前記スプール内に棒状の中心コアを収納
   し、この中心コアの少なくとも上端にクッション部材を
   配置したものであって、 前記クッション部材を非円形状に形成したことを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれかに記載の点火コイル。
5. 【請求項５】 筒状のコイルケース内に、筒状のスプー
   ルに巻回された巻線を収納すると共に、前記スプール内
   に棒状の中心コアを収納し、この中心コアの少なくとも
   上端にクッション部材を配置して、前記コイルケース内
   に充填材を充填してなる点火コイルにおいて、 前記クッション部材を非円形状に形成したことを特徴と
   する点火コイル。