JPH11307375A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】応力に起因したボビン及びその近傍部分の亀裂
の発生を抑制して、その耐久性及び信頼性の向上を図る
ことのできる内燃機関用点火コイルを提供する。 【解決手段】点火コイル１４は、ケース１６内に配設さ
れたセンタコア１７、サイドコア１８、二次コイル１
９、一次コイル２０、イグナイタ２１、ターミナル２２
等から構成されている。センタコア１７の両端にはマグ
ネット２４が配設され、マグネット２４及びセンタコア
１７自身の周囲を被覆するようにして応力緩和材２５が
配設されている。二次ボビン２６にはセンタコア１７、
マグネット２４及び応力緩和材２５が内包されている。
二次ボビン２６の一端開口部には微孔を有する樹脂膜３
４が配設され、樹脂膜３４により開口部が塞がれてい
る。二次ボビン２６の一端内部の応力緩和材２５と隣接
する部分には空洞部３５が形成され、膨張・収縮した応
力緩和材２５の逃げ場が空洞部３５により確保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用点火コ
イルに関し、特に内燃機関のプラグホール内に収納配設
されるような長尺状の点火コイルに採用して好適な点火
コイル構造の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の内燃機関用点火コイルと
しては、例えば特開平９−１６７７０９号公報に記載さ
れたものが知られている。図３に、こうした点火コイル
の断面構造についてその一例を示す。

【０００３】図３に示すように、この点火コイル１０１
は、同軸状に配設された一次コイル１０２、二次コイル
１０３、センタコア１０４、及びサイドコア１０５をは
じめ、図示しない配線を介して上記一次コイル１０２に
通電を行うイグナイタ１０６、そして同じく図示しない
配線を介して上記二次コイル１０３に電気的に接続さ
れ、同二次コイル１０３に誘起される高電圧を点火プラ
グ（図示せず）に対して印加するターミナル１０７等を
有して構成されている。

【０００４】これら各構成部材はケース１０８内に配設
されるとともに、同ケース１０８内に充填されたエポキ
シ樹脂からなる絶縁層１０９によってそれら配置が固定
され、その各々の電気的な絶縁が確保されている。な
お、上記一次コイル１０２及び二次コイル１０３は、そ
れぞれ絶縁性の一次ボビン１１０及び二次ボビン１１１
に対して巻装されている。また、この点火コイル１０１
の下部には、上記点火プラグの頭部が被嵌されるプラグ
キャップ１１２が装着されている。さらに、上記センタ
コア１０４の両端（若しくは一端）にはマグネット１１
３が配設され、センタコア１０４共々二次ボビン１１１
に内包されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした構
造を有する点火コイル１０１において、一般に上記セン
タコア１０４は金属材料の珪素鋼から形成され、上記二
次ボビン１１１や上記絶縁層１０９は樹脂材料から形成
されている。このため、異種材料からなる、センタコア
１０４とその周りの二次ボビン１１１や絶縁層１０９と
の熱膨張係数には差が生じ、点火コイル１０１に冷熱サ
イクルが生じるような場合、それらの熱膨張係数の差に
起因して内部に応力が発生することとなる。特に、図３
に示されるように、軸方向（図中上下方向）に向かって
長尺状となっている点火コイル１０１では、センタコア
１０４、マグネット１１３及び二次ボビン１１１（特に
二次ボビン１１１の両端部分）等に多大な応力が集中し
て発生するようになる。そこで、この応力を緩和（吸
収）すべく、センタコア１０４やマグネット１１３等の
周囲、すなわち、センタコア１０４と二次ボビン１１１
との間やマグネット１１３と絶縁層１０９との間等に
は、独立気泡ゴム等の応力緩和材１１４を配設するよう
にしている。そして、この応力緩和材１１４の膨張・収
縮により、前記応力を緩和するようにしている。

【０００６】しかしながら、上記点火コイル１０１で
は、応力緩和材１１４の周囲が絶縁層１０９や二次ボビ
ン１１１等により覆われて密封状態となっているため、
膨張・収縮した応力緩和材１１４の逃げ場がなく、該応
力緩和材１１４自身がその周囲を押圧等して外部に悪影
響を及ぼす場合がある。すなわちこのような場合、前記
応力緩和材１１４自身に応力が生じることとなり、その
応力に起因して、二次ボビン１１１やその近傍部分に亀
裂が発生してしまうおそれがある。このように亀裂が発
生すると、二次ボビン１１１やその近傍部分等に絶縁破
壊が発生することとなり、ひいては点火コイル１０１と
しての耐久性や信頼性が著しく低下することともなる。

【０００７】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、応力に起因したボビン及
びその近傍部分の亀裂の発生を抑制して、その耐久性及
び信頼性の向上を図ることのできる内燃機関用点火コイ
ルを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、コアを内包してなるボ
ビンに巻装されたコイルが前記ボビン共々ケース内に配
置されるとともに、絶縁樹脂がそれらボビン及びコイル
を覆うようにして同ケース内に充填され、前記コアの周
囲には応力緩和材が配設されてなる内燃機関用点火コイ
ルにおいて、前記ボビンの一端内部の前記応力緩和材と
隣接する部分に空洞部を形成したことをその要旨として
いる。

【０００９】上記請求項１に記載の発明によれば、ボビ
ンの一端内部の応力緩和材と隣接する部分に空洞部が形
成されているため、コア等に生じる応力が応力緩和材に
より緩和されるとともに、膨張・収縮した応力緩和材の
逃げ場がこの空洞部により確保される。そのため、従来
の点火コイルと比較して、応力緩和材自身に生じる応力
が緩和され、その応力に起因するボビンやその近傍部分
の亀裂等も発生し難くなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の内燃機関用点火コ
イルを具体化した一実施の形態を図面に従って説明す
る。

【００１１】図１は、本実施の形態における点火コイル
を内燃機関に組み付けた状態を示す断面図である。同図
に示すように、内燃機関のシリンダヘッド１１には、図
示しない燃焼室に連通するプラグホール１２が形成され
ている。プラグホール１２内に装着された点火プラグ１
３は、その下部が燃焼室内に突出した状態でシリンダヘ
ッド１１に固定されている。なお、点火プラグ１３は、
点火コイル１４からの給電に基づき火花放電して燃焼室
内の混合気に着火を行う周知の装置である。

【００１２】一方、本実施の形態の点火コイル１４は、
同図１に示される態様で上記プラグホール１２内に挿入
され、その先端（図中下部）に装着されたプラグキャッ
プ１５を通じて上記点火プラグ１３に嵌合されて同点火
プラグ１３への給電を行う。この点火コイル１４は、ケ
ース１６内に同軸状に配設されたセンタコア１７、サイ
ドコア１８、二次コイル１９、及び一次コイル２０をは
じめ、図示しない配線を介して一次コイル２０に通電を
行うイグナイタ２１、そして同じく図示しない配線を介
して二次コイル１９に電気的に接続され、同二次コイル
１９に誘起される高電圧を上記点火プラグ１３に対して
印加するターミナル２２等を有して構成されている。こ
れら各構成部材は、ケース１６内に充填された絶縁樹脂
からなる絶縁層２３によってそれら配置が固定されると
ともに、その各々の絶縁が確保されている。

【００１３】以下、点火コイル１４を構成するこれら各
構成部材の詳細について、図２を併せ参照して更に詳述
する。本実施の形態の点火コイル１４において、ケース
１６は、例えば熱可塑性樹脂であるＰＢＴ（ポリブチレ
ンテレフタレート）により略円筒状に形成されている。
図１及び図２に示されるように、ケース１６の中心部に
は円柱状をなすセンタコア１７が配設されるとともに、
ケース１６の内周面には二枚板からなって略円筒状に形
成されたサイドコア１８が内嵌されている。センタコア
１７及びサイドコア１８は何れも、例えば強磁性材料の
珪素鋼により形成されており、それらセンタコア１７及
びサイドコア１８により磁気回路の一部が構成されてい
る。

【００１４】センタコア１７には、その両端（図中上下
端）にそれぞれマグネット２４が配設されており、これ
らマグネット２４及びセンタコア１７自身の周囲を被覆
するようにして例えば弾性体からなるゴム等の応力緩和
材２５が配設されている。なお、マグネット２４は、一
次コイル２０で生じた磁束に対して反対方向の磁束を磁
路中に発生させるためのものであり、応力緩和材２５
は、点火コイル１４内部に生じた応力を緩和（吸収）す
るためのものである。

【００１５】また、応力緩和材２５には二次ボビン２６
が外嵌されている。換言すれば、二次ボビン２６にはセ
ンタコア１７、マグネット２４及び応力緩和材２５が内
包されている。この二次ボビン２６は耐熱性及び絶縁性
等に優れた変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）によ
り略円筒状に形成されている。二次ボビン２６の外周に
は長手方向に沿って複数のリブ２７が突出形成されてお
り、上記二次コイル１９は、二次ボビン２６の各リブ２
７間に積層するようにして巻装されている。

【００１６】二次ボビン２６の下部内面には金属材料か
らなる上記ターミナル２２が配設されている。このター
ミナル２２は上述のように、図示しない配線によって二
次コイル１９に電気的に接続されている。また、ターミ
ナル２２の盤面には菊座２８が形成されており、その菊
座２８には同じく金属材料からなるジョイント２９が嵌
合されている。このジョイント２９は、ターミナル２２
に対して所定位置で固定され、その内面には同じく金属
材料からなるスプリング３０が配設されている。すなわ
ち本実施の形態の点火コイル１４において、二次コイル
１９、ターミナル２２、ジョイント２９及びスプリング
３０は互いに電気的に接続された関係にある。

【００１７】また、二次コイル１９とサイドコア１８と
の間には二次コイル１９を囲むようにして絶縁テープ３
１が配設されており、上記一次コイル２０は、その絶縁
テープ３１の外周に積層するようにして巻装されてい
る。このように、本実施の形態にあって、その一次コイ
ル２０は、前記二次ボビン２６を有してなる二次コイル
１９とは異なり、ボビンを必要としないボビンレス構造
を採用している。

【００１８】点火コイル１４の下部に装着されたプラグ
キャップ１５は、例えばシリコーンゴム等のゴム材料に
より略円筒状に形成されている。このプラグキャップ１
５には収容部３２が形成されており、その収容部３２に
は上記点火プラグ１３の頭部が嵌合収容されるようにな
っている。

【００１９】点火コイル１４の上部に配設されるイグナ
イタ２１は、外部端子３３を介して図示しない制御装置
に電気的に接続されている。なお、イグナイタ２１は、
制御装置からの点火信号に基づき、一次コイル２０に流
す電流を断続制御するためのものである。

【００２０】絶縁層２３は、例えば熱硬化性樹脂である
エポキシ樹脂により形成されており、本実施の形態の点
火コイル１４では、この絶縁層２３によってケース１６
内の二次コイル１９、一次コイル２０、イグナイタ２１
及びターミナル２２等が被覆されている。より詳しく説
明すると、絶縁層２３は、サイドコア１８、一次コイル
２０及び絶縁テープ３１間や、ターミナル２２と二次ボ
ビン２６との間のような僅かな隙間にも入り込んでい
る。なお、エポキシ樹脂は、絶縁性や接着性に優れた樹
脂材料である。

【００２１】さらに、本実施の形態にあっては、上記応
力緩和材２５の性能を高めるべく、次のような構造を採
用している。すなわち、二次ボビン２６の一端（図中上
端）開口部には微孔を有してなる樹脂膜３４が配設され
ており、その樹脂膜３４により前記開口部が塞がれてい
る。この樹脂膜３４は、ポリテトラフルオロエチレン
（四フッ化エチレン樹脂）系の樹脂材料から形成されて
いる。なお、このポリテトラフルオロエチレン系の樹脂
材料からなる樹脂膜３４は、気体（水蒸気）を通過させ
ることはできるが、液体及び固体を通過させることはで
きない。また、同樹脂膜３４の下方、すなわち二次ボビ
ン２６の一端内部の応力緩和材２５と隣接する部分には
空洞部３５が形成されており、その空洞部３５は真空状
態となっている。

【００２２】このように構成される本実施の形態の点火
コイル１４は、以下の手順にて製造される。まず、ケー
ス１６内に、マグネット２４及び応力緩和材２５が組み
付けられたセンタコア１７、二次コイル１９、一次コイ
ル２０、サイドコア１８、ターミナル２２等を所定位置
に配置するとともに、ケース１６の一端（図中下部）に
プラグキャップ１５を装着する。この場合、前記センタ
コア１７等を二次ボビン２６に内包した後、該二次ボビ
ン２６の一端開口部を樹脂膜３４にて塞いでおく。その
後、適宜の真空室（図示せず）にてケース１６内を真空
状態としつつ、同ケース１６の上方からその内部へ液状
のエポキシ樹脂を注入し、ケース１６内の上記各構成部
材を覆うようにしてその上端までエポキシ樹脂を充填す
る。なお、ケース１６内を真空状態にする場合、空洞部
３５の空気が樹脂膜３４を介して外部に放出されるた
め、ケース１６内だけでなく空洞部３５も真空状態とな
る。また、ケース１６内部へエポキシ樹脂を注入する場
合、エポキシ樹脂が空洞部３５内へ侵入するのが樹脂膜
３４により阻止される。さらに、ケース１６内に充填し
たエポキシ樹脂をケース１６と一緒に所定温度まで加熱
し、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂を硬化させることによ
り絶縁層２３を形成する。このとき、二次ボビン２６の
一端内部には、真空状態の空洞部３５が形成されること
となる。前記絶縁層２３により、ケース１６内の各構成
部材は所定位置に埋設されて固定されるとともに、各構
成部材間の絶縁性が確保される。このようにして、本実
施の形態の点火コイル１４が製造される。

【００２３】以上詳述した本実施の形態によれば、下記
に示す効果が得られるようになる。 （１）本実施の形態では、二次ボビン２６の一端内部の
応力緩和材２５と隣接する部分に空洞部３５が形成され
ているため、センタコア１７、マグネット２４及び二次
ボビン２６等に生じる応力を応力緩和材２５により緩和
できるとともに、膨張・収縮した応力緩和材２５の逃げ
場を空洞部３５により確保できる。そのため、従来の点
火コイルと比較して、応力緩和材２５自身に生じる応力
を緩和するとともに、その応力に起因する二次ボビン２
６やその近傍部分における亀裂等の発生を抑制して、点
火コイル１４の耐久性及び信頼性の向上を図ることがで
きる。

【００２４】（２）本実施の形態では、イグナイタ２１
の下方及びその近傍部分に生じる応力を応力緩和材２
５、空洞部３５及び樹脂膜３４等により緩和することが
できる。これにより、イグナイタ２１下部等にかかる応
力が著しく軽減（緩和）されるため、イグナイタ２１の
損傷等を回避することができ、イグナイタ２１の耐久性
及び信頼性を向上させることができる。その結果、点火
コイル１４としてのさらなる耐久性及び信頼性の向上を
図ることができるようになる。

【００２５】尚、本発明は前記実施の形態に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 ・ 前記実施の形態では、応力緩和材２５を構成する弾
性体としてゴムを採用したが、弾性体であれば、ゴム以
外のいかなるものを採用してもよく、特にゴムに限定さ
れるものではない。

【００２６】・ 前記実施の形態では、センタコア１７
及びマグネット２４を被覆するように応力緩和材２５を
配設したが、応力緩和材２５が空洞部３５と隣接する一
面（図中上面）については同応力緩和材２５の配設を省
略するような構成としてもよい。このように構成した場
合でも、前記実施の形態に準じた効果を奏することがで
きる。

【００２７】・ 前記実施の形態では、二次ボビン２６
の一端開口部を微孔を有してなる樹脂膜３４にて塞ぐこ
とにより空洞部３５を形成したが、前記樹脂膜３４に代
えて発泡体（例えば発泡シリコーン等）を用いるように
してもよく、特に前記樹脂膜３４に限定されるものでは
ない。

【００２８】・ 前記実施の形態では、センタコア１７
の両端にマグネット２４を配設することとしたが、セン
タコア１７の一端のマグネット２４を省略するような構
成としてもよい。

【００２９】・ 前記実施の形態では、一次コイル２０
をボビンレス構造としたが、二次コイル１９と同様に適
宜のボビンの外周に巻装するような構造であってもよ
い。 ・ 前記実施の形態では、一次コイル２０を二次コイル
１９の外側に配設するようにしたが、それら一次コイル
２０と二次コイル１９との配設にかかる位置関係は任意
である。

【００３０】・ 前記実施の形態では、点火コイル１４
をプラグホール１２内に収納されるタイプに具体化した
が、そのようなタイプに限定されるものではなく、ボビ
ンに内包されてなるコアの周囲に応力緩和材が配設され
た点火コイルであればよい。

【００３１】さらに、特許請求の範囲の請求項に記載さ
れないものであって、上記実施の形態から把握される技
術的思想について以下にその効果とともに記載する。 （１）請求項１に記載の内燃機関用点火コイルにおい
て、前記空洞部は、微孔を有してなる樹脂膜にて前記ボ
ビンの一端開口部を塞ぐことにより形成されることを特
徴とする内燃機関用点火コイル。

【００３２】このように構成した場合、内燃機関用点火
コイル製造時において、微孔を有してなる樹脂膜によ
り、空洞部内の空気を真空時に外部に放出することがで
きるとともに、絶縁樹脂の注入時に該絶縁樹脂の空洞部
内への侵入を阻止することができるようになる。その結
果、内燃機関用点火コイルにおいて、ボビンの一端内部
に形成される空洞部を好適に真空状態とすることができ
る。

【００３３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ボビン
の一端内部の応力緩和材と隣接する部分に空洞部が形成
されているため、コア等に生じる応力を応力緩和材によ
り緩和できるとともに、膨張・収縮した応力緩和材の逃
げ場をこの空洞部により確保できる。そのため、従来の
点火コイルと比較して、応力緩和材自身に生じる応力が
緩和されるとともに、その応力に起因するボビンやその
近傍部分における亀裂等の発生が抑制され、内燃機関用
点火コイルとしての耐久性及び信頼性の向上が図られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の点火コイルの一実施の形態についてそ
の断面構造を示す断面図。

【図２】同実施の形態の点火コイルの組付前の断面構造
を示す断面図。

【図３】従来の点火コイルの断面構造を示す断面図。

【符号の説明】

１４…点火コイル、１６…ケース、１７…センタコア、
１９…二次コイル、２３…絶縁層、２５…応力緩和材、
２６…二次ボビン、３５…空洞部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアを内包してなるボビンに巻装された
   コイルが前記ボビン共々ケース内に配置されるととも
   に、絶縁樹脂がそれらボビン及びコイルを覆うようにし
   て同ケース内に充填され、前記コアの周囲には応力緩和
   材が配設されてなる内燃機関用点火コイルにおいて、 前記ボビンの一端内部の前記応力緩和材と隣接する部分
   に空洞部を形成したことを特徴とする内燃機関用点火コ
   イル。