JP2009038199A - 点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】二次コイルの結線部分の構造を簡単にすることができ、点火コイルにおける部品点数を効果的に低減させることができる点火コイルを提供すること。
【解決手段】点火コイル１は、コイルケース４内に一次コイル２１及び二次コイル２２を収容してなるコイル本体部１１と、コイル本体部１１の軸方向Ｌに直交して設けると共に二次コイル２２における高電圧側巻線端部２２１をスパークプラグに導通させるためのプラグ接続部１２とを備えている。コイル本体部１１は、プラグホールの開口部の近傍に横向きに配置される。二次コイル２２は、絶縁被膜を有する二次電線を、樹脂製の二次スプール３の外周に斜向巻き状態で巻回してなる。二次スプール３の軸方向Ｌの一端部３０１には、点火コイル１を外部の電子制御ユニット（ＥＣＵ）等に電気接続するためのコネクタ部３１が一体成形してある。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジン等の内燃機関において、スパークプラグにおける一対の電極間にスパークを発生させるために用いる点火コイルに関する。

内燃機関に用いる点火コイルにおいては、樹脂製の一次スプールに一次コイルを巻回し、樹脂製の二次スプールに二次コイルを巻回して、これらを樹脂製のコイルケース内に収容して形成している。また、一次コイルは、自己融着銅線を用いて、一次スプールを用いずに筒状に成形することもある。
例えば、特許文献１の内燃機関用点火コイルにおいては、高電圧を発生するためのトランスを収容する容器状のケース部と、トランスの一次巻線を保持するための筒状の一次ボビン部と、高電圧を制御するための外部との電気信号接続用コネクタ部とを一体として成形されたコイルケースが開示されている。また、一次ボビン部には自己融着線を使った一次巻線を装着している。

しかしながら、特許文献１等の従来の点火コイルにおいては、二次スプール（二次ボビン）と、点火コイルを外部の電子制御ユニット（ＥＣＵ）等の接続するためのコネクタ部とを別々に成形して組み付けている。そのため、点火コイルにおける部品点数を低減させるためには十分ではない。また、二次スプールとコネクタ部とを組み付ける際に、二次スプールに巻回した二次コイルの低電圧側巻線端部を、コネクタ部における導通ピンと接続するためのターミナル（金具）に、互いの接続を安定させるための工夫を行う必要がある。

特開平８−５５７４２号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、二次コイルの結線部分の構造を簡単にすることができ、点火コイルにおける部品点数を効果的に低減させることができる点火コイルを提供しようとするものである。

本発明は、樹脂製のコイルケース内に一次コイル及び二次コイルを内外周に重ねた状態で収容してなるコイル本体部と、該コイル本体部から設けると共に上記二次コイルにおける高電圧巻線端部をスパークプラグに導通させるためのプラグ接続部とを備えた点火コイルにおいて、
上記二次コイルの内周側には、上記一次コイルが配置してあり、該一次コイルの内周側には、軟磁性材料からなる中心コアが配置してあり、
上記二次コイルは、絶縁被膜を有する二次電線を、樹脂製の二次スプールの外周に巻回してなり、
上記二次スプールの軸方向端部には、当該点火コイルを外部に電気接続するためのコネクタ部が一体成形してあることを特徴とする点火コイルにある（請求項１）。

本発明の点火コイルにおいては、二次スプールの軸方向端部に、点火コイルを外部に電気接続するためのコネクタ部を一体成形している。
これにより、二次スプールとコネクタ部とを組み付ける必要がなくなり、二次スプールに巻回した二次コイルの低電圧側巻線端部を、コネクタ部における導通ピンと接続するためのターミナル（金具）を、二次スプールとコネクタ部との一体成形品に設けることができる。そのため、二次コイルの低電圧側巻線端部を、コネクタ部における導通ピンと接続するためのターミナルを、二次スプールとコネクタ部とに別々に設ける必要がなくなる。

それ故、本発明の点火コイルによれば、二次コイルの結線部分の構造を簡単にすることができ、点火コイルにおける部品点数を効果的に低減させることができる。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記二次スプールには、上記一次コイルへの通電及び通電の遮断を行うスイッチング制御回路を備えたイグナイタを配設するためのイグナイタ配設部が一体成形してあり、上記コネクタ部は、上記イグナイタ配設部から突出して、該イグナイタ配設部及び上記二次スプールと一体成形してあることが好ましい（請求項２）。
この場合には、イグナイタを内蔵した点火コイルにおいて、二次コイルの結線部分の構造を簡単にすることができ、点火コイルにおける部品点数を効果的に低減させることができる。

また、上記イグナイタ配設部及び上記コネクタ部には、上記一次コイルのプラス側巻線端部及びマイナス側巻線端部と、上記二次コイルの低電圧側巻線端部とを、上記イグナイタにおける導通ピンと導通させるための導通金具がインサート成形してあることが好ましい（請求項３）。
この場合には、一次コイル及び二次コイルとイグナイタとの結線部分の構造を、イグナイタ配設部及びコネクタ部にインサート成形した導通金具によって簡単にすることができる。

また、上記二次コイルの外周側には、軟磁性材料からなる外周コアが配置してあり、該外周コアと、上記中心コアの軸方向両端部との間には、軟磁性材料からなる中継コアが配置してあり、該中継コアの一方は、上記二次スプールの軸方向端部と上記イグナイタ配設部との間に形成したコア配置凹部に配置してあることが好ましい（請求項４）。
この場合には、中継コアの一方をコア配置凹部に配置することにより、点火コイル内に、中心コア、外周コア及び一対の中継コアによる磁気回路をスペース効率よく形成することができる。

また、上記プラグ接続部は、上記コイル本体部の軸方向に直交して、該コイル本体部の軸方向における中間位置から突出して設けてあり、上記外周コアは、上記プラグ接続部の側に切欠部を配置したＣ型断面形状を有しており、上記二次スプールには、上記切欠部の側において、上記軸方向の一端側に、上記二次コイルの低電圧側巻線端部に電気接続する低電圧側端子が設けてあり、上記軸方向の他端側に、上記二次コイルの高電圧側巻線端部に電気接続する高電圧側端子が設けてあることが好ましい（請求項５）。
この場合には、外周コアの切欠部による開口スペースを利用して、低電圧側端子及び高電圧側端子を配置することができる。そのため、これらの端子を、スペース効率よく点火コイル内に配置することができる。

また、上記低電圧側端子は、上記二次コイルを接続するダイオードの端子部を利用して構成してあることが好ましい（請求項６）。
この場合には、ダイオードの端子部を利用することにより、低電圧側端子を別途設ける必要がなくなり、点火コイルにおける部品点数をより効果的に低減させることができる。

また、上記一次コイルは、一次電線を筒状に巻回した状態で融着剤によって融着してなると共に、上記中心コアの外周側に直接配置してあることが好ましい（請求項７）。
この場合には、一次コイルのスプールを廃止することができ（一次電線を巻回する一次スプールを廃止することができ）、点火コイルにおける部品点数をより効果的に低減させることができる。

以下に、本発明の点火コイルにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例の点火コイル１は、図１に示すごとく、樹脂製のコイルケース４内に一次コイル２１及び二次コイル２２を内外周に重ねた状態で収容してなるコイル本体部１１と、このコイル本体部１１の軸方向Ｌに直交して設けると共に二次コイル２２における高電圧側巻線端部２２１をスパークプラグ７に導通させるためのプラグ接続部１２とを備えている。また、点火コイル１は、プラグ接続部１２をエンジンにおけるシリンダヘッド８１及びシリンダヘッドカバー８２に設けたプラグホール８３内に挿入配置すると共に、コイル本体部１１をシリンダヘッドカバー８２におけるプラグホール８３の開口部の近傍に横向きに配置して用いる。

図２、図３に示すごとく、二次コイル２２の内周側には、一次コイル２１が配置してあり、この一次コイル２１の内周側には、軟磁性材料からなる中心コア２３が配置してある。プラグ接続部１２は、コイル本体部１１の軸方向Ｌにおける中間位置（本例では、コイルケース４の軸方向Ｌにおける略中心位置）から突出して設けてある。
二次コイル２２は、絶縁被膜を有する二次電線を、樹脂製の二次スプール３の外周に巻回してなる。二次スプール３の軸方向Ｌの一端部３０１には、当該点火コイル１を外部の電子制御ユニット（ＥＣＵ）等に電気接続するためのコネクタ部３１が一体成形してある。
なお、図１は、点火コイル１の全体を示し、図２、図３は、後述するスプリング５４、プラグキャップ５５の取付前であって、プラグホール８３に配置する前の点火コイル１を示す図である。

以下に、本例の点火コイル１につき、図１〜図６と共に詳説する。
図１に示すごとく、本例の点火コイル１におけるプラグ接続部１２は、コイルケース４の外周から突出形成した装着ベース部４５と、装着ベース部４５内に設けた導通端子５３と、装着ベース部４５に装着したゴム製のプラグキャップ５５と、プラグキャップ５５内に設けたコイルスプリング５４とを有している。
そして、シリンダヘッド８１のプラグホール８３における底部４２にスパークプラグ７を螺合し、点火コイル１のプラグキャップ５５を、スパークプラグ７の碍子部７１に装着して、コイルスプリング５４の下端を、スパークプラグ７の碍子部７１の先端に位置する端子部７２と導通させたときには、二次コイル２２の高電圧側巻線端部２２１は、高電圧側端子５１、導通端子５３、コイルスプリング５４を介して、スパークプラグ７の端子部７２と導通される。

図２、図３に示すごとく、本例の点火コイル１のコイル本体部１１においては、二次コイル２２の外周側には、軟磁性材料からなる外周コア２４が配置してあり、この外周コア２４と、中心コア２３の軸方向Ｌの両端部との間には、軟磁性材料からなる中継コア２５が配置してある。外周コア２４は、プラグ接続部１２の側に切欠部２４１を配置したＣ型断面形状を有している。
中心コア２３は、平板状の電磁鋼板（珪素鋼板等）を径方向Ｒ（軸方向Ｌに直交する方向）に複数積層して、断面略円形状に形成してある。外周コア２４は、コイルケース４の内周面の形状に沿ってＣ型断面形状に形成した電磁鋼板（珪素鋼板等）を径方向Ｒに複数積層してなる。外周コア２４は、その軸方向Ｌの全長に渡って形成した切欠部２４１（開口部分）を有しており、切欠部２４１は、上記プラグ接続部１２の方向に位置しており、外周コア２４は、コイルケース４の内周面に配置してある。

本例の一次コイル２１は、樹脂製の一次スプールを用いておらず、自己融着銅線からなる一次電線を、筒状に巻回した状態で自己融着銅線における融着剤によって互いに融着してなる。また、一次コイル２１は、中心コア２３の外周側に直接配置してある。なお、一次電線は、棒状の治具に円筒状に巻回した後、この一次電線に通電加熱し、その表面における融着剤によって融着させて円筒形状に成形し、上記治具から取り外して形成することができる。

図２に示すごとく、本例の二次コイル２２を巻回した二次スプール３は、その軸方向Ｌの両端部に径方向Ｒの外方へ突出する鍔部３０３、３０４を有している。そして、二次電線は、鍔部３０３、３０４同士の間に巻回されている。なお、二次電線は、一次電線よりも細径であり、二次電線の巻回数は、一次電線の巻回数よりも多くなっている。

図２、図４に示すごとく、本例の二次スプール３の軸方向Ｌの一端部３０１には、一次コイル２１への通電及び通電の遮断を行うスイッチング制御回路を備えたイグナイタ３２１を配設するためのイグナイタ配設部３２が一体成形してある。また、コネクタ部３１は、イグナイタ配設部３２から突出して、イグナイタ配設部３２及び二次スプール３と一体成形してある。コネクタ部３１には、複数の導通ピン３１１がインサート成形してある。
二次スプール３とイグナイタ配設部３２との間には、一方の中継コア２５を配置するためのコア配置凹部３２３が形成されており、コネクタ部３１は、イグナイタ配設部３２から、軸方向Ｌに向けて複数の導通ピン３１１を配置する状態で突出成形されている。
なお、図４は、点火コイル１に組み付ける前の二次スプール３を示す図である。

また、図２に示すごとく、コイルケース４は、筒形状の外周部４１の軸方向Ｌの一端に底部４２を有すると共に、他端に開口部４３を有して形成されている。そして、コイルケース４の底部４２の内面には、他方の中継コア２５が配置されている。
また、コネクタ部３１は、コイルケース４の開口部４３から軸方向Ｌへ突出して配置されている。
二次スプール３には、プラグ接続部１２の側（外周コア２４における切欠部２４１の側）において、二次コイル２２の低電圧側巻線端部２２２に電気接続する低電圧側端子５２と、二次コイル２２の高電圧側巻線端部２２１に電気接続する高電圧側端子５１とが設けてある。

本例の二次コイル２２は、二次電線を二次スプール３の軸方向Ｌの一方から他方に向けて巻き径を小さくしながら巻き付ける縮小巻き周回と、二次電線を二次スプール３の軸方向Ｌの他方から一方に向けて巻き径を大きくしながら巻き付ける拡大巻き周回とを交互に積み重ねて、二次電線を二次スプール３の軸方向Ｌの他方へと巻回して、斜向巻き状態に形成してある。

図２に示すごとく、本例の高電圧側端子５１は、二次スプール３における他方の鍔部３０４から、コイルケース４における中間位置（装着ベース部４５）に向けて形成されている。
装着ベース部４５内には、高電圧側端子５１をコイルスプリング５４に導通させるための導通端子５３が設けてある。

図６は、本例の点火コイル１の回路構成を模式的に示す図である。一次コイル２１のプラス側巻線端部２１１は、バッテリー電源ＶＢに接続され、一次コイル２１のマイナス側巻線端部２１２は、イグナイタ３２１のスイッチング制御回路におけるスイッチング素子に接続されている。二次コイル２２の低電圧側巻線端部２２２は、ダイオード５２１のアノード端子に接続され、ダイオード５２１のカソード端子は、バッテリー電源ＶＢ及び一次コイル２１のプラス側巻線端部２１１に接続されている。

図５、図６に示すごとく、本例の低電圧側端子５２は、一次コイル２１への通電開始時に二次コイル２２に生じる誘導起電力がスパークプラグ７へ印加されないようにするためのダイオード５２１の端子部５２２を流用して形成されている。イグナイタ配設部３２には、ダイオード５２１を取り付けるための第１導通金具（ターミナル）３４が設けてある。なお、ダイオード５２１は、成形後のイグナイタ配設部３２に取り付けることができ、また、イグナイタ配設部３２にインサート成形することもできる。
ダイオード５２１の一方の端子部５２２は、第１導通金具３４に接続してあり、ダイオード５２１の他方の端子部５２２には、二次コイル２２の低電圧側巻線端部２２２が接続してある。第１導通金具３４には、一次コイル２１のプラス側巻線端部２１１が接続してある。
なお、図５は、一次コイル２１、二次コイル２２の電気接続部分に設けた端子５１、５２、導通ピン３１１、３２２等の形成状態を示す図である。

また、イグナイタ配設部３２において、第１導通金具３４を設けた側とは反対側には、一次コイル２１のマイナス側巻線端部２１２を接続した第２導通金具（ターミナル）３５が設けてある。
イグナイタ３２１における導通ピン３２２は、コネクタ部３１の導通ピン３１１と、溶接等を行って接続される。第１導通金具３４、第２導通金具３５は、コネクタ部３１におけるいずれかの導通ピン３１１と一体的に形成されている。

また、図２、図３に示すごとく、コイルケース４によって囲まれた点火コイル１の間隙内には、各構成部品（一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア２３、外周コア２４、中継コア２５、イグナイタ３２１等）の固定及び絶縁を行うための熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）１５が充填してある。
この熱硬化性樹脂１５は、点火コイル１の各構成部品の組付を行った後、当該点火コイル１の間隙内を真空状態にし、この真空状態の間隙内に液状態で充填した後、硬化させて形成したものである。

本例の点火コイル１において、ＥＣＵからの指令を受けてイグナイタ３２１のスイッチング制御回路によって一次コイル２１へ通電を行ったときには、中心コア２３、中継コア２５及び外周コア２４を通過する磁界が形成される。次いで、一次コイル２１への通電を遮断したときには、自己誘導作用により一次コイル２１に電圧が発生すると共に、相互誘導作用により二次コイル２２に高電圧の誘導起電力が発生し、点火コイル１に装着されたスパークプラグ７における一対の電極７３間（図１参照）にスパークを発生させることができる。

本例の点火コイル１においては、上記のごとく、二次スプール３の軸方向Ｌの一端部３０１に、イグナイタ配設部３２及びコネクタ部３１を一体成形している。
これにより、二次スプール３とイグナイタ配設部３２及びコネクタ部３１とを組み付ける必要がなくなる。そして、二次コイル２２の低電圧側巻線端部２２２及び一次コイル２１のプラス側巻線端部２１１を、コネクタ部３１における導通ピン３１１と接続するための第１導通金具３４、並びに一次コイル２１のマイナス側巻線端部２１２を、コネクタ部３１における導通ピン３１１と接続するための第２導通金具３５を、二次スプール３と一体成形したコネクタ部３１及びイグナイタ配設部３２にインサート成形することができる。そのため、第１導通金具３４及び第２導通金具３５を、二次スプール３とコネクタ部３１とに別々に設ける必要がなくなる。

それ故、本例の点火コイル１によれば、二次コイル２２の結線部分の構造を簡単にすることができ、点火コイル１における部品点数を効果的に低減させることができる。

実施例における、プラグホールに配置した点火コイルの全体を示す断面説明図。 実施例における、プラグホールに配置する前の点火コイルを示す断面説明図。 実施例における、プラグホールに配置する前の点火コイルを示す断面説明図。 実施例における、点火コイルに組み付ける前の二次スプールを示す断面説明図。 実施例における、一次コイル、二次コイルの電気接続部分に設けた端子、導通ピン等の形成状態を示す説明図。 実施例における、点火コイルの回路構成を模式的に示す説明図。

符号の説明

１ 点火コイル
１１ コイル本体部
１２ プラグ接続部
２１ 一次コイル
２１１ プラス側巻線端部
２１２ マイナス側巻線端部
２２ 二次コイル
２２１ 高電圧側巻線端部
２２２ 低電圧側巻線端部
２３ 中心コア
２４ 外周コア
２４１ 切欠部
２５ 中継コア
３ 二次スプール
３１ コネクタ部
３２ イグナイタ配設部
３２１ イグナイタ
３４ 第１導通金具
３５ 第２導通金具
４ コイルケース
５１ 高電圧側端子
５２ 低電圧側端子
５２１ ダイオード
７ スパークプラグ
８３ プラグホール
Ｌ 軸方向
Ｒ 径方向

Claims (7)

1. 樹脂製のコイルケース内に一次コイル及び二次コイルを内外周に重ねた状態で収容してなるコイル本体部と、該コイル本体部から設けると共に上記二次コイルにおける高電圧巻線端部をスパークプラグに導通させるためのプラグ接続部とを備えた点火コイルにおいて、
   上記二次コイルの内周側には、上記一次コイルが配置してあり、該一次コイルの内周側には、軟磁性材料からなる中心コアが配置してあり、
   上記二次コイルは、絶縁被膜を有する二次電線を、樹脂製の二次スプールの外周に巻回してなり、
   上記二次スプールの軸方向端部には、当該点火コイルを外部に電気接続するためのコネクタ部が一体成形してあることを特徴とする点火コイル。
2. 請求項１において、上記二次スプールには、上記一次コイルへの通電及び通電の遮断を行うスイッチング制御回路を備えたイグナイタを配設するためのイグナイタ配設部が一体成形してあり、上記コネクタ部は、上記イグナイタ配設部から突出して、該イグナイタ配設部及び上記二次スプールと一体成形してあることを特徴とする点火コイル。
3. 請求項２において、上記イグナイタ配設部及び上記コネクタ部には、上記一次コイルのプラス側巻線端部及びマイナス側巻線端部と、上記二次コイルの低電圧側巻線端部とを、上記イグナイタにおける導通ピンと導通させるための導通金具がインサート成形してあることを特徴とする点火コイル。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、上記二次コイルの外周側には、軟磁性材料からなる外周コアが配置してあり、該外周コアと、上記中心コアの軸方向両端部との間には、軟磁性材料からなる中継コアが配置してあり、
   該中継コアの一方は、上記二次スプールの軸方向端部と上記イグナイタ配設部との間に形成したコア配置凹部に配置してあることを特徴とする点火コイル。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、上記プラグ接続部は、上記コイル本体部の軸方向に直交して、該コイル本体部の軸方向における中間位置から突出して設けてあり、
   上記外周コアは、上記プラグ接続部の側に切欠部を配置したＣ型断面形状を有しており、
   上記二次スプールには、上記切欠部の側において、上記軸方向の一端側に、上記二次コイルの低電圧側巻線端部に電気接続する低電圧側端子が設けてあり、上記軸方向の他端側に、上記二次コイルの高電圧側巻線端部に電気接続する高電圧側端子が設けてあることを特徴とする点火コイル。
6. 請求項５において、上記低電圧側端子は、上記二次コイルを接続するダイオードの端子部を利用して構成してあることを特徴とする点火コイル。
7. 請求項１〜６のいずれか一項において、上記一次コイルは、一次電線を筒状に巻回した状態で融着剤によって融着してなると共に、上記中心コアの外周側に直接配置してあることを特徴とする点火コイル。

Images