JP6903545B2 - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の点火プラグに高電圧を供給する内燃機関用点火コイルに関するものである。

点火プラグに放電火花を生じさせる高電圧は、１次側コイルと２次側コイルとを備えた点火コイルを用いて発生させている。
上記の高電圧は、点火コイルの１次側コイルに流れる電流を遮断したときに励起されることから、点火プラグが放電を一定期間継続するときに障害となる電気ノイズ（不要な電圧変動）を含んでいる。この電気ノイズの影響を抑えるため、例えば、高電圧を出力する２次側コイルの一端と点火プラグの中心電極との間に雑防抵抗を直列接続したものがある（例えば、特許文献１参照）。

図３は、従来の内燃機関用点火コイルの構成を示す説明図である。この図は、点火コイル本体１０１を内蔵した高圧タワー１００の内部構成を示す部分断面図であり、高圧タワー１００下部の、点火プラグの頭部電極等と接続する部位の図示を省略している。なお、ここで例示する内燃機関用点火コイルは、内燃機関に設置固定された点火プラグ（図示省略）に直接接続する高圧タワー１００として形成されたものである。
高圧タワー１００は、点火コイル本体１０１を内蔵するケース１０２と、ケース１０２の下端から内燃機関に設置されている点火プラグの頭部電極へ向かって延設されたプロテクタ１０３によって構成されている。

点火コイル本体１０１は、鉄心１１３を中心に挿入したボビン等に巻回された１次側コイル１１１、１次側コイル１１１の外周側に設置された２次側コイル１１２によって構成されている。
また、点火コイル本体１０１は、１次側コイル１１１が例えばケース１０２の側面に形成されたコネクタ部等を介して外部と配線接続されるように構成されている。
２次側コイル１１２の一端は、内燃機関の接地電位の部分に電気接続されており、２次側コイル１１２の他端は、プロテクタ１０３の上部に内蔵設置されている雑防抵抗１０４の一端に、高圧端子１０６を介して接続されている。高圧端子１０６は、例えば円筒蓋状に形成された電導部材であり、ケース１０２とプロテクタ１０３の接合部分において、当該ケース１０２の下端部分に固定され、ケース１０２内部に充填された注型絶縁樹脂１１０を封止している。

雑防抵抗１０４は、プロテクタ１０３の延設方向に沿って設置固定されており、当該雑防抵抗１０４の電気接続を行うキャップ部１０５を、プロテクタ１０３内部において上下方向の両端に備えている。
雑防抵抗１０４のキャップ部１０５は、電気導体の金属製であり、プロテクタ１０３内部において上端側となるキャップ部１０５は、前述のケース１０２下端部分に固定されている高圧端子１０６と接触している。この高圧端子１０６は、例えばキャップ部１０５を覆うように形成されており、前述の２次側コイル１１２の他端が接続されている。
高圧タワー１００を組み立てる際には、ケース１０２の下端に設置されている高圧端子１０６に、上記の雑防抵抗１０４上端となるキャップ部１０５を挿入接続し、ケース１０２とプロテクタ１０３とを接続固定することにより、雑防抵抗１０４等をプロテクタ１０３内部へ挿入（配置）する。

プロテクタ１０３内部に配置されたとき下端側となるキャップ端子１０５は、プロテクタ１０３内部に設置されているスプリング１０７の上端と接触する。雑防抵抗１０４は、スプリング１０７のバネ性によって上方へ押し上げるように付勢され、前述の上端側のキャップ部１０５が高圧端子１０６の凹部内側壁面等に押し付けられる。
スプリング１０７の下端側には、図示を省略した導電性の接続部材等が備えられ、前述のように点火プラグの頭部電極と接続するように構成されている。

特開２０１４−２１１１１８号公報

従来の内燃機関用点火コイルは、前述のように雑防抵抗を設置固定しているので、雑防抵抗の端子部と高圧端子との接触状態が一様になるとは限らず、当該キャップ部１０５と高圧端子１０６との間に、接触している部位と不要な隙間の生じる部位が生じることがある。
このような部位に高電圧を印加すると、上記の接触している部位は電流が流れる度に発熱して時間の経過に伴って酸化が進み、この部分から腐食などが発生する。また、上記の隙間には漏電などが生じ易く、絶縁体で形成された部分にはコロナ放電が生じる場合があり、不要な放電や漏電などにより各構成部材を傷めて当該点火コイルの性能低下を早めてしまうという問題点があった。

本発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、雑防抵抗の位置決めを適正に行い、長期間にわたって正常な動作性能を維持することができる内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関用点火コイルは、注型絶縁樹脂を充填して点火コイル本体を内部に埋設したケースと、前記ケースに接合し、前記点火コイル本体が発生した高電圧を点火プラグへ供給する導電部材を覆うプロテクタと、抵抗体の長手両端に各々電極を有し、前記点火コイル本体と前記点火プラグとの間に電気接続される雑防抵抗と、前記雑防抵抗の一の電極と接合する第１高圧端子と、前記雑防抵抗の他の電極と接合する第２高圧端子と、を備え、前記ケースは、前記プロテクタと接合するように前記点火コイル本体を内蔵した部位から突出し、該ケース内部に繋がる孔部が設けられた接合部を有し、前記第１高圧端子は、前記点火コイル本体の２次側コイルと電気接続し、前記雑防抵抗の位置決めを行うように前記接合部の孔部の奥側に固定され、前記接合部は、前記第１高圧端子、前記雑防抵抗、および、前記第２高圧端子の周囲に前記注型絶縁樹脂が充填され、該注型絶縁樹脂を前記孔部先端側に圧入された前記第２高圧端子によって封止するように形成され、前記プロテクタが覆う導電部材は、前記ケースに前記プロテクタを接合したとき前記第２高圧端子に電気接続することを特徴とする。

また、本発明に係る内燃機関用点火コイルは、注型絶縁樹脂を充填して点火コイル本体を内部に埋設したケースと、前記ケースに接合し、前記点火コイル本体が発生した高電圧を点火プラグへ供給する導電部材を覆うプロテクタと、抵抗体の長手両端に各々電極を有し、前記点火コイル本体と前記点火プラグとの間に電気接続される雑防抵抗と、前記雑防抵抗の一の電極と接合する第１高圧端子と、を備え、前記ケースは、前記プロテクタと接合するように前記点火コイル本体を内蔵した部位から突出し、該ケース内部に繋がる孔部が設けられた接合部を有し、前記第１高圧端子は、前記点火コイル本体の２次側コイルと電気接続し、前記雑防抵抗の位置決めを行うように前記接合部の孔部の奥側に固定され、前記接合部は、前記第１高圧端子、および、前記雑防抵抗の周囲に前記注型絶縁樹脂が充填され、該注型絶縁樹脂を前記孔部に圧入された前記雑防抵抗の他の電極によって該孔部の先端側を封止するように形成され、前記プロテクタが覆う導電部材は、前記ケースに前記プロテクタを接合したとき前記雑防抵抗の他の電極に電気接続することを特徴とする。

また、前記第１高圧端子は、該第１高圧端子に接合した前記雑防抵抗の一の電極に向かって山型に突出する複数の突起を放射状に備え、前記複数の突起は、適度な押圧を生じさせて前記雑防抵抗の一の電極と接触するように形成されていることを特徴とする。

また、前記第２高圧端子は、該第２高圧端子に接合した前記雑防抵抗の他の電極に向かって山型に突出する複数の突起を放射状に備え、前記複数の突起は、適度な押圧を生じさせて前記雑防抵抗の他の電極と接触するように形成されていることを特徴とする。

また、前記ケースは、前記第１高圧端子の外周に当接して該第１高圧端子、前記雑防抵抗および前記第２高圧端子の位置決めを行う鍔部を有し、前記鍔部は、前記第１高圧端子、前記雑防抵抗および前記第２高圧端子を覆うように前記注型絶縁樹脂を充填させる、前記第１高圧端子の外周に沿って配置された複数の隙間を有することを特徴とする。

また、前記ケースは、前記第１高圧端子の外周に当接して該第１高圧端子および前記雑防抵抗の位置決めを行う鍔部を有し、前記鍔部は、前記第１高圧端子および前記雑防抵抗を覆うように前記注型絶縁樹脂を充填させる、前記第１高圧端子の外周に沿って配置された複数の隙間を有することを特徴とする。

本発明によれば、雑防抵抗の電極等をバランス良く支持固定するとともに、高電圧の導電部分を長期間良好な状態に維持することができる。

本発明の実施例による内燃機関用点火コイルの構成を示す説明図である。 図１のＡ−Ａ線における断面を示す説明図である。 従来の内燃機関用点火コイルの構成を示す説明図である。

以下、この発明の実施の一形態を説明する。
（実施例）
図１は、本発明の実施例による内燃機関用点火コイルの構成を示す説明図である。この図は、内燃機関のヘッドカバー等に固定されたとき、当該内燃機関に設置固定された点火プラグへ直接接続するように構成された内燃機関用点火コイルである高圧タワー１を例示したもので、当該高圧タワー１の内部構成を示す断面図である。なお、図１においては、高圧タワー１の下側ならびに点火プラグ等の図示を省略している。
高圧タワー１は、点火コイル本体１１を内蔵するケース１２と、当該ケース１２の下端に接合するプロテクタ１３を備え、前述のように当該高圧タワー１を内燃機関へ設置したとき点火プラグへ接続するように構成されている。
ケース１２およびプロテクタ１３は、点火コイル本体１１が発生する高電圧に対応する絶縁性を備え、また、耐油性や耐熱性などを備えた材料を用いて形成されている。

プロテクタ１３は、例えば円筒状に形成されており、円筒状の長手方向に延設された孔部に、点火コイル本体１１が発生した高電圧を点火プラグへ導電させるスプリング１７等の導電部材等を備え、これらの導電部材等が点火プラグ以外の内燃機関の各部位に直接接触しないように覆っている。
ケース１２は、点火コイル本体１１を内包する形状をしており、下端部分には、前述のプロテクタ１３の孔部へ挿入されるように突出し、当該プロテクタ１３と接合して固定する形状に形成された接合部３０を有している。

接合部３０は、当該接合部３０の先端部分からケース１２の内部へ繋がる孔部が設けられている。この孔部の奥側には高圧端子１６ａが圧入、あるいは接合部３０の内部に設けられた固定部位等に固定され、また、孔部の先端側（接合部３０の先端側）には高圧端子１６ｂが圧入固定されている。
なお、高圧端子１６ａと高圧端子１６ｂとの間には、後述するように構成された雑防抵抗１４が配置され、当該雑防抵抗１４のキャップ部１５ａが高圧端子１６ａに接合し、キャップ部１５ｂが高圧端子１６ｂに接合する。
ここで、高圧端子１６ａ、雑防抵抗１４、高圧端子１６ｂは、例えば、キャップ部１５ａを高圧端子１６ａに接合し、また、キャップ部１５ｂを高圧端子１６ｂに接合した状態、即ち、これらを一体化した状態とし、後述する接合部３０の孔部に固定している。

点火コイル本体１１は、鉄心２３を例えば中心孔に挿通させたボビン等に１次側コイル２１が巻回されており、１次側コイル２１の外周側には、当該１次側コイル２１を覆うように形成されたボビン等に２次側コイル２２が巻回配置されている。
１次側コイル２１の巻線の両端部は、例えば、ケース１２の側方部分に設置されたコネクタ部等にそれぞれ配線接続され、高圧タワー１外部の電装機器等と配線接続するように構成されている。
２次側コイル２２の巻線の一端は、内燃機関の接地部分に配線接続されており、２次側コイル２２の巻線の他端は、ケース１２の下端部分に固定されている高圧端子１６ａに配線接続されている。

また、ケース１２は、点火コイル本体１１が発生する高電圧の漏電等を防ぐため、内部に注型絶縁樹脂１８を充填させている。
雑防抵抗１４は、点火コイル本体１１が高電圧を励起したときに生じるノイズを減衰させ、他の電子機器等の動作に障害が発生しないようにする抵抗値を有し、例えば円柱状に形成された抵抗体と、この抵抗体の長手方向各端部に設けられている、当該雑防抵抗１４の電極もしくは接続端子部となるキャップ部１５ａおよびキャップ部１５ｂによって構成されている。

図２は、図１のＡ−Ａ線における断面を示す説明図である。この図は、ケース１２とプロテクタ１３とを接合させたとき、これらの接合部分に備えられる各部の配置構成等を示している。
高圧端子１６ａは、導電部材の金属等を用いて例えば略王冠状に形成したもので、当該略王冠状の周壁部分に、複数の突起２６が形成されている。
突起２６は、周壁の内側に山型に突出する形状をしており、例えば、適当な強さのばね性を備えて、キャップ部１５ａに山型先端部分を当接させるように形成されている。
各突起２６は、上記の王冠状周壁に囲われた当該高圧端子１６ａの中心位置へ向かって突出しており、図２において放射状となるように高圧端子１６ａの周壁の複数個所に設置されている。

換言すると、放射状に配置された各突起２６は、高圧端子１６ａに雑防抵抗１４のキャップ部１５ａが挿入されたとき、キャップ部１５ａの側面に向かって適度な押圧を生じるように形成されており、高圧端子１６ａに挿入されたキャップ部１５ａの位置決めを行うように備えられている。
即ち、高圧端子１６ａは、先端部３０の内部において雑防抵抗１４の位置決めを行うように構成されており、また、雑防抵抗１４の長さバラツキに応じて（長さバラツキを吸収して）、当該雑防抵抗１４を接合部３０内部の所定位置に配置するように設けられている。

具体的には、突起２６は高圧端子１６ａの王冠状周方向に沿って、例えば等間隔を空けて４か所に設けられている。
突起２６は、雑防抵抗１４の圧入力を低減するとともにキャップ部１５ａ等の位置決めを行うため、少なくとも３か所以上の位置に配置される。
なお、接合部３０の孔部先端側に圧入配置される高圧端子１６ｂについても、高圧端子１６ａと同様に複数の山型突起を設け、キャップ部１５ｂもしくは雑防抵抗１４の位置決めを行うことができるように構成してもよい。

前述のように形成されている高圧端子１６ａは、ケース１２の下端部、具体的には、接合部３０の孔部奥側（接合部３０の基端側）に圧入、あるいは前述のように接合部３０の内部に設けられた固定部位等に固定されている。
ケース１２もしくは接合部３０内部に圧入固定された高圧端子１６ａの周囲には、点火コイル本体１１と同様に注型絶縁樹脂１８が充填されている。詳しくは、接合部３０の内部において、高圧端子１６ａを固定する部位（後述する鍔部１２ａ）の周囲に注型絶縁樹脂１８が充填されており、さらに、高圧端子１６ａに接合させた雑防抵抗１４の周囲、後述する高圧端子１６ｂの周囲に注型絶縁樹脂１８が充填されている。

ケース１２、もしくは接合部３０の内部に、高圧端子１６ａを圧入固定する部位として鍔部１２ａを設けている。
鍔部１２ａは、接合部３０の孔部内へ圧入（挿入）された高圧端子１６ａの周壁を挟持または把持するように、当該ケース１２に一体形成されている。具体的には、鍔部１２ａは、ケース１２（接合部３０の孔部）に挿入された高圧端子１６ａの周壁（外周）を囲うように配置され、高圧端子１６ａを当該鍔部１２ａで囲われた中央部位へ固定するように構成されている。
換言すると、鍔部１２ａは、高圧端子１６ａの周壁外側に当接し、高圧端子１６ａ（ならびに雑防抵抗１４、高圧端子１６ｂ等）の位置決めを行って支持固定するように形成されている。

鍔部１２ａは、図２に示したように、ケース１２（接合部３０）に固定された高圧端子１６ａの周壁に沿った各位置に、各々隙間を空けて設けられている。
換言すると、鍔部１２ａは、上記の複数の隙間を、当該鍔部１２ａの周方向において等間隔で備えている。即ち、鍔部１２ａは、接合部３０の延設方向に直交する断面において放射状に配置された隙間を有している。
ケース１２内部に充填された注型絶縁樹脂１８は、上記の隙間に侵入し、高圧端子１６ａならびに鍔部１２ａの周囲を覆い、さらに、高圧端子１６ａに接合された雑防抵抗１４、当該雑防抵抗１４と接合して接合部３０の孔部先端側に圧入された高圧端子１６ｂを覆う。即ち、鍔部１２ａは、注型絶縁樹脂１８を充填させるための隙間を複数備えている。
ケース１２（接合部３０）の内部に充填された注型絶縁樹脂１８は、接合部３０の孔部先端側に圧入された高圧端子１６ｂによって封止（シール）される。

雑防抵抗１４のキャップ部１５ｂに接合する高圧端子１６ｂは、高圧端子１６ａと同様、あるいは概ね同様な外形に形成されており、接合部３０の先端側に圧入固定された状態において、王冠状の底面部等をスプリング１７の端部に当接させて当該スプリング１７と通電可能となるように設置されている。
即ち、高圧端子１６ｂは、ケース１２とプロテクタ１３とを接合させたとき、スプリング１７の先端部位と接触し、点火コイル本体１１、雑防抵抗１４等が、スプリング１７を介して点火プラグへ電気接続されるように設置されている。

なお、高圧タワー１は、高圧端子１６ｂを備えることなく構成してもよい。
即ち、この構成では、ケース１２とプロテクタ１３とを接合させたとき、雑防抵抗１４のキャップ部１５ｂにスプリング１７の端部が直接接触し、点火コイル本体１１、雑防抵抗１４等が、スプリング１７を介して点火プラグへ電気接続される。
また、接合部３０は、雑防抵抗１４のキャップ部１５ｂ、もしくはその近傍の部位によって、当該接合部３０の孔部が封止されるように形成されている。即ち、接合部３０の孔部へ雑防抵抗１４を挿入するときに、当該雑防抵抗のキャップ部１５ｂ、もしくはその近傍の部位が、当該孔部の先端側に圧入される。
換言すると、高圧端子１６ｂを備えない構成においては、接合部３０は、雑防抵抗１４のキャップ部１５ｂ等を圧入固定するように形成され、ケース１２もしくは接合部３０の内部に充填された注型絶縁樹脂１８を、雑防抵抗１４のキャップ部１５ｂ等の部位によって封止するように構成されている。

以上のように、接合部３０の孔部先端側に圧入した高圧端子１６ｂ（雑防抵抗１４のキャップ部１５ｂ等）によって、ケース１２内部に充填した注型絶縁樹脂１８を封止したので、部品点数を抑制するとともに、ケース１２に接合するプロテクタ１３内部の各導電部材の電気接続（接触）部分に注型絶縁部材１８が付着することを防ぐことができる。
また、高圧端子１６ａ、高圧端子１６ｂに複数の山型突起を設けることにより、各高圧端子もしくは雑防抵抗１４の位置決めを行い、雑防抵抗１４を各高圧端子へ挿入する際の圧入力を低減するとともに、当該雑防抵抗１４の抜け強度を十分に確保することが可能になる。また、雑防抵抗１４と各高圧端子との電気接続の信頼性を高めることができる。
また、高圧端子１６ａの外周に当接する鍔部１２ａに複数の隙間を設けたので、ケース１２に圧入された高圧端子１６ａの周囲など、ケース１２内部の隅々に注型絶縁樹脂１８を充填することができ、各部の漏電等を防ぐとともに各構成部材等の損傷や腐食を抑制し、長期間にわたって正常な動作性能を維持することができる。

１，１００ 高圧タワー
１１，１０１ 点火コイル本体
１２，１０２ ケース
１２ａ 鍔部
１３，１０３ プロテクタ
１４，１０４ 雑防抵抗
１５ａ，１５ｂ，１０５ キャップ部
１６ａ，１６ｂ，１０６ 高圧端子
１７，１０７ スプリング
１８，１１０ 注型絶縁樹脂
２１，１１１ １次側コイル
２２，１１２ ２次側コイル
２３，１１３ 鉄心
３０ 接合部

Claims (4)

1. 注型絶縁樹脂を充填して点火コイル本体を内部に埋設したケースと、
   前記ケースに接合し、前記点火コイル本体が発生した高電圧を点火プラグへ供給する導電部材を覆うプロテクタと、
   抵抗体の長手両端に各々電極を有し、前記点火コイル本体と前記点火プラグとの間に電気接続される雑防抵抗と、
   前記雑防抵抗の一の電極と接合する第１高圧端子と、
   前記雑防抵抗の他の電極と接合する第２高圧端子と、
   を備え、
   前記第１高圧端子は、
   前記点火コイル本体の２次側コイルと電気接続され、
   前記ケースは、
   前記プロテクタと接合するように前記点火コイル本体を内蔵した部位から突出して該ケース内部に繋がる孔部が設けられた接合部と、
   前記孔部の奥側に配置された前記第１高圧端子の外周に当接して該第１高圧端子、前記雑防抵抗および前記第２高圧端子の位置決めを行う鍔部と、を有し、
   前記接合部は、
   前記第１高圧端子、前記雑防抵抗、および、前記第２高圧端子の周囲に前記注型絶縁樹脂が充填され、前記孔部先端側を前記第２高圧端子によって封止するように形成され、
   前記鍔部は、
   前記第１高圧端子、前記雑防抵抗および前記第２高圧端子を覆うように前記注型絶縁樹脂を充填させる、前記第１高圧端子の外周に沿って配置された複数の隙間を有し、
   前記導電部材は、
   前記ケースに前記プロテクタを接合したとき前記第２高圧端子に電気接続する、
   ことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 注型絶縁樹脂を充填して点火コイル本体を内部に埋設したケースと、
   前記ケースに接合し、前記点火コイル本体が発生した高電圧を点火プラグへ供給する導電部材を覆うプロテクタと、
   抵抗体の長手両端に各々電極を有し、前記点火コイル本体と前記点火プラグとの間に電気接続される雑防抵抗と、
   前記雑防抵抗の一の電極と接合する第１高圧端子と、
   を備え、
   前記第１高圧端子は、
   前記点火コイル本体の２次側コイルと電気接続され、
   前記ケースは、
   前記プロテクタと接合するように前記点火コイル本体を内蔵した部位から突出して該ケース内部に繋がる孔部が設けられた接合部と、
   前記孔部の奥側に配置された前記第１高圧端子の外周に当接して該第１高圧端子および前記雑防抵抗の位置決めを行う鍔部と、を有し、
   前記接合部は、
   前記第１高圧端子、および、前記雑防抵抗の周囲に前記注型絶縁樹脂が充填され、前記孔部先端側を前記雑防抵抗の他の電極によって封止するように形成され、
   前記鍔部は、
   前記第１高圧端子および前記雑防抵抗を覆うように前記注型絶縁樹脂を充填させる、前記第１高圧端子の外周に沿って配置された複数の隙間を有し、
   前記導電部材は、
   前記ケースに前記プロテクタを接合したとき前記雑防抵抗の他の電極に電気接続する、
   ことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
3. 前記第１高圧端子は、
   該第１高圧端子に接合した前記雑防抵抗の一の電極に向かって山型に突出する複数の突起を放射状に備え、
   前記複数の突起は、
   各々適度な押圧を生じさせて前記雑防抵抗の一の電極と接触するように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用点火コイル。
4. 前記第２高圧端子は、
   該第２高圧端子に接合した前記雑防抵抗の他の電極に向かって山型に突出する複数の突起を放射状に備え、
   前記複数の突起は、
   各々適度な押圧を生じさせて前記雑防抵抗の他の電極と接触するように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。

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