内燃機関用点火コイル及び点火コイル製造方法
【課題】簡素な形状の中継導体を用いることで、電気的・構造的不具合を解消させ得る内燃機関用点火コイルを提供する。
【解決手段】
連通路下端レベルＥＬ２は、フランジレベルＥＬ３と、導電性ブッシュ１２０の露出部のレベルと、の双方に一致することとなる。このため、中継導体１３５は、水平方向へ板体を臨ませることで、フランジ部１１４の表面に沿って配置され、導電性ブッシュ１２０の露出部と当接されることとなる。従って、本実施例に係る中継導体１３５は、特許文献１のようにケース開口部１１６の縁１１６ａを経由することなく、最短距離で導電性ブッシュ１２０に到達することとなる。本実施例に係る中継導体１３５は、鉛直方向ＡＸａへの形状の簡素化・連絡距離の短縮化が図られ、この区間を導通させる際の電気抵抗値が低減される。
【解決手段】
連通路下端レベルＥＬ２は、フランジレベルＥＬ３と、導電性ブッシュ１２０の露出部のレベルと、の双方に一致することとなる。このため、中継導体１３５は、水平方向へ板体を臨ませることで、フランジ部１１４の表面に沿って配置され、導電性ブッシュ１２０の露出部と当接されることとなる。従って、本実施例に係る中継導体１３５は、特許文献１のようにケース開口部１１６の縁１１６ａを経由することなく、最短距離で導電性ブッシュ１２０に到達することとなる。本実施例に係る中継導体１３５は、鉛直方向ＡＸａへの形状の簡素化・連絡距離の短縮化が図られ、この区間を導通させる際の電気抵抗値が低減される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用点火コイル及び点火コイル製造方法に関し、特に、鉄芯の電位を安定させる点火コイルへ適用して好適のものであり、また、其の点火コイルを製造する際に用いて好適のものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関に取付けられる点火コイルは、プラグホールにコイル部を収容させる「ペン型コイル」、ケース頭部へコイルアセンブリを収容させる「矩形型コイル」等が広く普及している。このうち、矩形型コイルでは、小型化及び軽量化を図るため、外周鉄芯をコイルケース内へ収容させる小型矩形コイルの検討が行われている。
【０００３】
特開２００５−０５０８９２号公報（特許文献１）では、上述した小型矩形コイルの一例が紹介されている。かかる点火コイルは、外周コア（特許請求の範囲における外周鉄芯）と金属ブッシュ（特許請求の範囲における導電性ブッシュ）とを導通させるグランド端子（特許請求の範囲における中継導体）が設けられている。かかるグランド端子は、コイルケースの開口縁に橋架するよう配線され、これにより、コイルケースの内外を連絡させ、金属ブッシュと外周コアとを電気的に接続させている。
【０００４】
そして、特許文献１の点火コイルでは、外周コアとグランド端子とを導通させ、金属ブッシュをエンジンブロックへ接触させることで、鉄芯がエンジンアースと同電位にされる。このように、特許文献１に係る点火コイルでは、外周コアがアースされることで、当該外周コアの電位変動を抑制させ、外周コア周囲の絶縁破壊及びノイズの放射等を抑えることを狙いとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０５０８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、コイルケースの開口縁を経由するようグランド端子が配線される為、当該グランド端子の形状が複雑化・長尺化してしまう。そして、グランド端子の形状が長尺化されてしまうと、当該端子での抵抗値の増加を招き、鉄芯で励起された電圧を瞬時にアース（エンジンアース）できなくなるとの問題が生じる。
【０００７】
また、グランド端子は、樹脂との熱膨張係数が異なる為、絶縁充填樹脂（エポキシ樹脂）との接触面でクラックを発生させてしまう惧れがある。特に、特許文献１の技術によれば、グランド端子は、鉄芯から開口縁へ至るまで絶縁充填樹脂が固着している為、当該絶縁充填樹脂が固着される区間距離が長くなり、クラックの発生危険度が上昇してしまう。
【０００８】
更に、特許文献１の点火コイルを製造する場合、コイルケースに鉄芯を収容させてからグランド端子を取り付けることとすると、鉄芯とグランド端子とを接触させる作業工程がコイルケース内で行われることとなる。この場合、半田・溶接等の加工工程によって鉄芯とグランド端子とを電気的に接続させようとすると、かかる加工工程での作業スペースが十分に確保できなくなるとの不具合が生じる。特に、小型矩形コイルの場合、ケース頭部（コイル収容部）の省スペース化が追及されているので、半田装置又は溶接装置等のアーム先端が接合箇所へ到達できなくなる事態も生じ得る。
【０００９】
一方、鉄芯にグランド端子を予め導通固定させてから、其のアセンブリをコイルケースへ組み込ませる製造手順も考えられる。しかし、この製造手順で特許文献１の点火コイルを製造することとすると、鉄芯をコイルケースへ収容させる際にコイルケースの側壁へグランド端子を狭着させる作業を伴うので、かかる工程での作業が非常に煩雑なものとなる。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑み、簡素な形状の中継導体を用いることで、電気的・構造的不具合を解消させ得る内燃機関用点火コイルの提供を第１の目的とする。また、かかる点火コイルを非常に簡素な作業で製造し得る点火コイル製造方法の提供を第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明では次のような内燃機関用点火コイルの構成とする。即ち、コイルを伴ってコイルアセンブリを形成し且つ閉磁路を形成させる鉄芯と、開口部から前記コイルアセンブリを収容させるコイル収容部及び当該コイル収容部の外部へ一体形成されたフランジ部を具備するコイルケースと、一部が露出する状態で前記フランジ部へ埋設された導電性ブッシュと、前記コイル収容部へ充填され充填樹脂境界面を形成する絶縁充填樹脂と、前記充填樹脂境界面よりも底面側に形成され前記コイル収容部の内外を連通させるケース連通部と、前記ケース連通部を経由して前記鉄芯及び前記導電性ブッシュを電気的に接続させる中継導体と、を備えることとする。
【００１２】
前記ケース連通部は、前記開口部に繋がっているのが好ましく、より好ましくは、当該ケース連通部は、前記コイルケースの側面のうち、前記フランジ部と結合される側面に形成されることとする。
【００１３】
好ましくは、前記コイルアセンブリは、前記ケース連通部へ配される遮蔽壁が設けられていることとする。また、前記遮蔽壁は、前記鉄芯の保護カバーと一体的に形成されると良い。
【００１４】
好ましくは、前記中継導体は、前記導電性ブッシュの露出部に接触されることとする。更に、前記中継導体は、前記鉄芯を構成する各々の単位鉄芯に当接されると尚良い。
【００１５】
好ましくは、前記単位鉄芯のうち中心鉄芯の中心軸は、前記フランジ部と前記コイルケースの図心とを結ぶケース対称軸に対して略平行の位置関係を形成して成り、前記中継導体は、前記ケース対称軸のフランジ側で、前記単位鉄芯の各々と当接されることとする。
【００１６】
また、本発明では次のような点火コイル製造方法とすると良い。即ち、上述した発明のうち何れかに記載の内燃機関用点火コイルについて、前記中継導体を前記コイルアセンブリに固定させるコイルアセンブリ製造工程と、前記中継導体と一体化されたコイルアセンブリを前記コイルケースへ収容させ、前記中継導体の一端を前記コイル収容部の外部へ露出させる状態で当該中継導体を前記ケース連通部へ配置させるコイルアセンブリ配置工程と、によって製造されることとする。
【００１７】
好ましくは、前記コイルアセンブリ配置工程は、前記中継導体と一体化されたコイルアセンブリを前記コイルケースへ収容させ、前記中継導体の一端を前記コイル収容部の外部へ露出させる状態で当該中継導体を前記ケース連通部へ配置させ、前記中継導体を前記ケース連通部へ配置させると同時に前記ケース連通部へ前記遮蔽壁を設置させる、こととすると更に良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る内燃機関用点火コイルによると、ケース連通部を経由するように中継導体が配置固定されるので、当該中継導体は、形状が非常に簡素化され、短縮化されることとなる。このため、中継導体は、低い電気抵抗値とされ、鉄芯で励起された電位を効果的にエンジンアースさせることが可能となる。
【００１９】
また、中継導体は、ケース連通部を経由することによりコイルケース内での配線経路が短縮され、これに応じて、絶縁充填樹脂に固着される区間距離も短縮化される。このため、絶縁充填樹脂では、中継導体へ付着する面積が抑えられ、熱膨張に起因するクラックの発生危険度が低下する。
【００２０】
本発明に係る点火コイル製造方法では、コイルアセンブリへ中継導体を一体化させてから、かかるコイルアセンブリをコイルケースへ組み込む製造手順を採用している。この工程（コイルアセンブリ配置工程）では、コイルアセンブリの組込動作と連動して中継導体がケース連通部へ配置されるため、コイルアセンブリ配置工程での作業性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１に係る中継導体の構成を示す図。
【図２】実施例１に係るコイルアセンブリの構成を示す図。
【図３】実施例１に係るコイルケースを説明する図。
【図４】コイルケースのケース対称軸を説明する図。
【図５】実施例１に係るケース連通部の位置を説明する図。
【図６】実施例１に係る内燃機関用点火コイルの構成を示す図（遮蔽壁形成前）。
【図７】中心鉄芯の軸心方向について説明する図。
【図８】実施例１に係る内燃機関用点火コイルの構成を示す図（遮蔽壁形成後）。
【図９】充填樹脂境界面とケース連通部との位置関係を示す図。
【図１０】実施例２に係るコイルアセンブリの構成を示す図。
【図１１】実施例２に係るコイルケースを説明する図。
【図１２】実施例２に係る内燃機関用点火コイルの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。尚、本実施の形態で説明される点火コイルは、小型矩形コイルに属するものである。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本実施例で用いられる中継導体の形状が示されている。中継導体１３５は、電気的な導電性と構造上の強度との両性能が要求される為、鋼材（ステンレス，チタン等）を用いると良い。また、電気導電性を向上させたい場合には、純銅又は銅合金等の銅材を用いても良い。尚、銅合金には、真鍮，リン青銅，又は，アルミニウム青銅等が含まれる。
【００２４】
かかる中継導体１３５は、腕部１３５ａ、孔部１３５ｃが形成された環状部１３５ｂ、腕部１３５ａの他端に設けられた主面部１３５ｄ、主面部１３５ｄの両脇に設けられた複数の脚部１３５ｅ、が一体的に形成されている。本実施例に係る中継導体１３５は、主面部１３５ｄから環状部１３５ｂに至るまでの距離が最短距離となるよう、腕部１３５ａの形状が蛇行のない板状体とされている。このように、中継導体１３５は、シンプルな形状とされることにより、主面部１３５ｄから環状部１３５ｂに至るまでの電気抵抗値が抑制される。
【００２５】
図２は、本実施例で用いられるコイルアセンブリの構成が示されている。コイルアセンブリ１３０は、外周鉄芯１３１、これを被覆する保護カバー１３２、外周鉄芯と組み合わされて閉磁路を形成させる中心鉄芯１３３、これを被覆する保護カバー（図示なし）、ワイヤー線をボビンに巻回させ中心鉄芯１３３へ装着させた一次コイル１３４、一次コイル１３４に同軸的に配置されるよう当該一次コイルの外周へ装着された二次コイル１３６、及び、上述した中継導体１３５から構成される。かかるコイルアセンブリ１３０は、トランスとして機能し、二次コイルで高電圧（数十ｋＶ）を発生させる。
【００２６】
このうち、外周鉄芯１３１及び中心鉄芯１３３は、特許請求の範囲における鉄芯に相当する。また、一次コイル１３３及び二次コイル１３６は、特許請求の範囲におけるコイルに相当し、各々が絶縁性のボビンを有し当該ボビンにワイヤー線を巻回してコイルを形成させている。以下、中心鉄芯１３３又は外周鉄芯１３１について、その各々を単位鉄芯と呼ぶことがある。
【００２７】
中心鉄芯１３３は、一次コイル１３４と二次コイル１３６とが同軸的に装着され、その後、外周鉄芯１３１が組み合わされることとなる。即ち、コイルアセンブリ１３０は、鉄芯による閉磁路へコイルを配置形成させる為、中心鉄芯１３３及び外周鉄芯１３１に分割された鉄芯が用いられる。尚、中心鉄芯１３３と外周鉄芯１３１との結合部の一方では、図示されないマグネットが介挿されている。
【００２８】
中継導体１３５は、図示の如く、鉄芯と当接し、この当接箇所で電気的に接続されている。かかる当接箇所では、半田接合させ、電気的な接続状態を確実なものとすると良い。また、溶接加工等を用いても良い。この他、保護カバーと鉄芯との隙間に中継導体の一部を嵌入させ、鉄芯との電気的な接続を保持させるようにしても良い。
【００２９】
ここで、鉄芯アセンブリ１３０は、二つ以上の単位鉄芯から構成されるので、単位鉄芯同士の接触部が必ず形成されてしまう。そして、このような接触境界面では電気的な抵抗が大きくなってしまうので、一方の鉄芯のみに端子を当接させて鉄芯電圧をアースさせたとしても、アース用の端子に直接当接されていない単位鉄芯では、励起された電圧を瞬時にアースさせることが出来なくなり、ノイズやリーク電流の問題を発生させてしまう。
【００３０】
そこで、本実施例に係る中継導体１３５では、主面部１３５ｄが外周鉄芯１３１に当接され、脚部１３５ｅの各々が中心鉄芯１３３に当接されており、後述するように環状部１３５ｂがエンジンアースされる。このため、中継導体１３５は、各々の単位鉄芯（中心鉄芯及び外周鉄芯）に直接当接することで、双方の単位鉄芯の鉄芯電位を瞬時にアースさせることが可能となり、ノイズ又はリーク電流といった不都合を効果的に回避させている。
【００３１】
図３は、本実施例に係るコイルケースの斜視図が示されている。コイルケース１１０は、ＰＰＳ又はＰＢＴといった熱可塑性樹脂から成り、コイル収容部１１１とコネクタ部１１２と出力部１１３とフランジ部１１４とが一体成型されている。コイル収容部１１１は、一方に開口部１１６を有する殻状態を呈しており、其の底面に出力部１１３を配している。以下、出力部１１３と開口部１１６とを結ぶ仮想軸を鉛直軸ＡＸａと定義し、当該鉛直軸のうち、開口部１１６が形成される方向を開口側Ｄ２と呼び、ケースの底面が形成される方向を底面側Ｄ１と呼ぶこととする。
【００３２】
コネクタ１１２は、内部に複数の端子（電源端子，信号端子，アース端子，等）が配列され、ハーネスを介して、これら端子とＥＣＵ（Engine Control Unit）とが電気的に接続される。出力部１１３は、高圧タワー（図示なし）と供に、エンジンブロックのプラグホール内へ収容される。この出力端子１１３は、内部に高圧端子が配置され、当該高圧端子は、一方でコイルアセンブリ１３０の二次コイルに配線接続され、他方では点火プラグ（図示なし）と電気的に接続される。
【００３３】
フランジ部１１４は、舌片形状を呈しており、収容部１１１の外側且つ所定の側面に形成されている。また、フランジ部１１４では、所定箇所に導電性ブッシュ１２０を埋設固定させている。導電性ブッシュ１２０は、電気的な導電性と構造上の強度との両性能が要求される為、鋼材（ステンレス，硫黄開削鋼等）を用いると良い。当該導電性ブッシュ１２０は、筒状体に形成されており、内径部がボルト貫通穴として利用される。特に、本実施例では、導電性ブッシュ１２０の開口側Ｄ２と底面側Ｄ１とがフランジ部１１４から露出するよう、導電性ブッシュ１２０がフランジ部１１４へ埋設されている。
【００３４】
図４（ａ）は、コイルケースを開口側Ｄ２から観察した状態が示されている。同図を説明するにあたり、コイルケースを開口側から観測した平面、即ち、プラグホールの中心軸に直行する平面を鉛直観測面と定義する。この鉛直観測面は、フランジ部１１４及びコネクタ部１１２を映し出す範囲で、当該中心軸の任意位置に設定されるものである。
【００３５】
図４（ａ）では、コイルケース１１０にケース対称軸ＡＸｃが与えられている。ケース対称軸ＡＸｃは、コイルケース全体の図心Ｇ（又は、重心）を経由するものであって、フランジ部１１４，収容部１１１,及び，コネクタ部１１２の各々を対称形に分割する軸である。以下、ケース対称軸ＡＸｃのうち、フランジ部１１４が形成される方位をフランジ側Ｆｆと呼び、コネクタ部１１２が形成される方位をコネクタ側Ｆｃと呼ぶこととする。
【００３６】
尚、エンジンブロックによってはボルト固定位置が各々異なる為、コイルケース１１０では、導電性ブッシュ１２０を偏心させなければならない場合がある。このような場合、コイルケース１１０の形状は、図４（ｂ）に示す如く、フランジ部１１４が非対称形とされる。但し、かかる場合のケース対称軸ＡＸｃについても、コイルケース全体の図心Ｇを通過し、且つ、フランジ部１１４についての図心をも通過する。このように、ケース対称軸ＡＸｃは、其の両側の形状を略対称形とさせる基準線を意味する。
【００３７】
図３を参照すると、コイルケース１１０のコイル１１１にケース連通部１１５が形成されているのが認められる。かかるケース連通部１１５は、コイルケース１１０の内外を連通させ、ここに、中継導体１３５が配置される。以下、図５を参照し、ケース連通部１１５の好ましい配置場所について説明する。尚、ＡＸｂは、ケース対称軸ＡＸｃに直行する基準軸である。
【００３８】
コイルケース１１０は、上述の如く、コイル１１１の側面及び底面によって空間が形成され、当該空間へコイルアセンブリ１３０を収容させる。本実施例の場合、コイル１１１の側面は、図５に示す如く、基準軸ＡＸｂに略直行する主側面１１１ａ及び１１１ｂ，ケース対称軸ＡＸｃに略直行するフランジ側面１１１ｊ及びコネクタ側面１１１ｇ，これらを繋げる各側面１１１ｃ〜１１１ｆ及び１１１ｈ〜１１１ｉ，が形成されている。また、コネクタ側Ｆｃでは、側面１１１ｅ，側面１１１ｆ，及び，コネクタ側面１１１ｇが、コネクタ部１１２の構造と結合される。一方、フランジ側Ｆｆでは、側面１１１ｈ，側面１１１ｉ，及び，フランジ側面１１１ｊが、フランジ部１１４の構造と結合されることとなる。
【００３９】
このうち、フランジ側面１１１ｊには、ケース対称軸ＡＸｃと一致する状態で、ケース連通部１１５が配置される。かかるケース連通部１１５は、フランジ部１１４と結合される側面に形成されるので、ケース１１５から導電性ブッシュ１２０までの距離が接近し、中継導体１３５の経路短縮に寄与することとなる。
【００４０】
図６は、コイルアセンブリを組み込んだ直後の内燃機関用点火コイル（以下、点火コイル１００と呼ぶ）の状態が示されている。即ち、同図では、絶縁充填樹脂が充填される前の状態が示されている。コイルアセンブリ１３０は、開口部１１６からコイルケース１１０の底面側Ｄ１へ挿入され、収容部１１１の内部へ組み込まれる。このとき、コイルアセンブリ１３０は、二次コイルの端子が高圧端子に当接され、その他、コネクタ（図示なし）又はイグナイタ（図示なし）と適宜に接続される。また、コイルアセンブリ１３０が収容部１１１へ格納されると同時に、中継導体１３５がケース連通部１１５へ納められ、環状部１３５ｂと導電性ブッシュ１２０の露出部とが当接し、これにより、中継導体１３５と導電性ブッシュ１２０とが電気的に接続されることとなる。
【００４１】
このように、中継導体１３５は、ケース連通部１１５へ配置させるだけで、鉄芯と導電性ブッシュ１２０とを容易に導通させ得る。特に、本実施例のように、ケース連通部１１５は、開口部１１６の縁１１６ａで、当該開口部１１６と繋がった状態とされるのが好ましい。かかる形状とすることで、中継導体１３５を底面側Ｄ１へ移動させる際の障害構造物が排除される。このため、コイルアセンブリ１３０は、向きを変えることなく底面側Ｄ１へ直線的な移動が行われるだけで、中継導体１３５をケース連通部１１５の底面側Ｄ１へスライドさせることが可能となる。
【００４２】
また、中継導体１３５は、ケース連通部１１５を経由するよう配置されるので、フランジ部１１４に結合するコイルケース１１０の側壁を通過することとなる。従って、中継導体１３５は、不要な迂回経路を辿ることなく、鉄芯と導電性ブッシュ１２０とを連絡させることとなる。このため、中継導体１３５は、其の連絡距離が短縮化され、鉄芯から導電ブッシュに至るまでの電気抵抗値を低減できる。特に、本実施例では、ケース連通部１１５がケース対称軸上に形成されている。このため、中継導体１３５は、鉄芯から導電ブッシュに至るまでの経路が、最短距離を辿ることとなる。
【００４３】
図７は、鉛直観測面から点火コイルを観測した様子が示され、このうち、図７（ａ）は比較例に係るものであり、図７（ｂ）は本実施例に係るものである。尚、中心軸ＡＸｍとは中心鉄芯１３３の長手方向を指し、ケース対称軸ＡＸｃとはケースの図心Ｇを通過する基準軸である。また、図中の記号Ｃは、中心鉄芯１３３と外周鉄芯１３１とが組合わさって形成される接合部を指す。
【００４４】
図７（ａ）に示す如く、比較例に係る中心鉄芯１３３は、其の中心軸ＡＸｍがケース対称軸ＡＸｃに対して直行するように配置される。このような場合、中心鉄芯１３３と外周鉄芯１３１との接続部Ｃは、ケース対称軸ＡＸｃから離れてしまうので、導電性ブッシュ１２０からも結果的に遠ざかってしまう。特に、フランジ部１１４と中心鉄芯１３３との間に外周鉄芯１３１が配置される場合、この距離が更に大きくなる。
【００４５】
本来、中継導体１３５は、中心鉄芯１３３と外周鉄芯１３１との双方へ電気的に接続させる場合、中継導体１３５を接続部Ｃの近傍に配置させると都合が良い。ところが、比較例に係る点火コイルによれば、中継導体１３５を接続部Ｃの近傍へ配置させてしまうと、ケース対称軸ＡＸｃから中継導体１３５が遠ざかってしまう。このため、中継導体１３５は、導電性ブッシュ１２０からも遠ざかることとなり、導電性ブッシュ１２０と導通させるための構造が複雑化してしまう。
【００４６】
一方、本実施例に係る点火コイル１００では、鉄芯の中心軸ＡＸｍがケース対称軸ＡＸｃに対して略平行とされている。そして、中継導体１３５は、ケース対称軸ＡＸｃのフランジ側Ｆｆに配置されている。このため、中継導体１３５は、接続部Ｃの近傍に配された状態で、導電性ブッシュ１２０へ劇的に近づくこととなる。このため、中継導体１３５は、其の構造を簡素化・小型化させることが可能となる。特に、鉄芯の中心軸ＡＸｍをケース対称軸ＡＸｃへ接近させることで、導電性ブッシュ１２０と鉄芯端子１３５との距離が更に近くなる。このため、本実施例に係る中継導体１３５は、導電性ブッシュ１２０と鉄芯端子１３５とを結ぶ距離が短縮されるので、其の区間の電気抵抗値を低減させる上で非常に有利なものとなる。
【００４７】
図８は、収容部１１１の隙間へ絶縁充填樹脂１６０が充填された状態、即ち、点火コイル１００の完成体が示されている。点火コイル１００は、絶縁充填樹脂を注入する前の工程で、ケース連通部１１５へ遮蔽壁１４０を形成又は配置させる。かかる遮蔽壁は、例えば、ケース連通部１１５の輪郭と合致する部品を準備しておき、当該部品をコイルケース１１０へ接着するようにしても良い。また、ケース連通部１１５へ枠体を設けて、其の枠体によって形成される空間へ変性エポキシ樹脂等を流し込むことで遮蔽壁１４０を形成させても良い。
【００４８】
遮蔽壁１４０が形成された後の工程では、収容部１１１へ絶縁充填樹脂１６０が注入され、コイルアセンブリ１３０が含浸される。かかる絶縁充填樹脂１６０は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であって絶縁性機能を発揮するものである。そして、絶縁充填樹脂１６０が注入された点火コイル１００は、温度条件及び時間条件が管理される熱硬化炉へ投入され、これにより、コイルを覆う絶縁層が形成されることとなる。尚、本実施例では遮蔽壁がコイルケースと一体化するよう形成させているが、かかる形態に限られるものではない。例えば、絶縁充填樹脂を注入する前工程で一時的な防護壁をケースの外周に配置させ、絶縁充填樹脂が硬化された後に、この一時的に配置された防護壁を取り除くようにしても良い。
【００４９】
かかる構成を具備する点火コイル１００では、ＥＣＵから点火信号を受けると、これに基づいてコイルアセンブリから適宜のタイミングで高電圧を発生させ、当該高電圧を高圧端子へ印加させる。そして、点火プラグでは、かかる高電圧が印加され、ピストンのサイクルに合わせて混合気を燃焼させる。
【００５０】
図９は、ケース基準軸ＡＸｃ及び鉛直軸ＡＸａを含む平面によって点火コイルを切断した断面図が示されている。ここで、絶縁充填樹脂１６０と外気とによって形成される境界を充填樹脂境界面１６１とし、当該充填樹脂境界面１６１の鉛直軸方向ＡＸａへの高さレベルを充填境界レベルＥＬ１とし、ケース連通部１１５を形成する輪郭のうち底面側Ｄ１の最到達レベルを連通路下端レベルＥＬ２とし、フランジ部１１４が中継導体１３５と当接する面のレベルをフランジレベルＥＬ３とし、充填境界レベルＥＬ１から連通路下端レベルＥＬ２までの鉛直軸方向の距離を導体配置深度ΔＥＬと呼ぶこととする。即ち、導体配置深度ΔＥＬは、中継導体１３５が配置される底面側Ｄ１への深度を表すこととなる。
【００５１】
図９（ａ）は、本実施例に係る点火コイルの断面図が示されている。かかるコイルケース１１０は、ケース連通部１１５がフランジレベルＥＬ３に達するよう、ケース連通部１１５の輪郭が形成されている。即ち、連通路下端レベルＥＬ２とフランジレベルＥＬ３とが一致している。
【００５２】
かかる場合、連通路下端レベルＥＬ２は、フランジレベルＥＬ３と、導電性ブッシュ１２０の露出部のレベルと、の双方に一致することとなる。このため、中継導体１３５は、水平方向（軸ＡＸａと垂直方向）へ板体を臨ませることで、フランジ部１１４の表面に沿って配置され、導電性ブッシュ１２０の露出部と当接されることとなる。従って、本実施例に係る中継導体１３５は、特許文献１のようにケース開口部１１６の縁１１６ａを経由することなく、最短距離で導電性ブッシュ１２０に到達することとなる。このように、本実施例に係る中継導体１３５は、鉛直方向ＡＸａへの形状変化の抑制・連絡距離の短縮化が図られ、これによっても、この区間を導通させる電気抵抗値の低減が実現される。
【００５３】
尚、特許請求の範囲は、連通路下端レベルＥＬ２とフランジレベルＥＬ３とが一致している場合に限定されるものではない。具体的に説明すると、図９（ｂ）に示すように、連通路下端レベルＥＬ２とフランジレベルＥＬ３とに落差が生じている場合であっても、連通路下端レベルＥＬ２が樹脂境界レベルＥＬ１よりも底面側Ｄ１へ配置されれば良い。即ち、特許請求の範囲における技術的思想は、充填樹脂境界面１６１より幾分でも底面側Ｄ１へケース連通部１１５を形成させることで、連通路下端レベルＥＬ２がフランジレベルＥＬ３に接近することとなる。このようにすることで、ケース連通部１１５の下端（底面側）から導電性ブッシュ１２０へ至る距離が短縮され、其の区間における電気抵抗値が低下することとなる。
【００５４】
また、図９に示す如く、中継導体１３５は、開口部の縁１６１ａを迂回しないため、鉄芯との当接箇所からコイルケース１１０の側壁に至る経路が劇的に短縮される。このため、中継導体１３５は、絶縁充填樹脂１６０に固着される区間距離が減少し、絶縁充填樹脂１６０と固着する部位でのクラックの発生危険度が低下することとなる。
【００５５】
更に、本実施例に係る点火コイルは、コイルアセンブリ製造工程、コイルアセンブリ配置工程、及び、熱硬化樹脂を充填硬化させる絶縁層形成工程等によって製造される。このうち、コイルアセンブリ製造工程は、一次コイル及び二次コイルを中心鉄芯に装着し、これに外周鉄芯を組合せる。また、本実施例では、この外周鉄芯に中継導体の一部を半田付させる。このように、コイルアセンブリ製造工程は、中継導体をコイルアセンブリへ一体接合させる。
【００５６】
かかる工程が終了すると、コイルアセンブリ配置工程が開始され、コイルアセンブリがコイルケースへ収容される。このとき、中継導体の一端をコイルケースの外部へ露出させつつ、当該中継導体をケース連通部へ配置させる。
【００５７】
このように、本実施例に係る点火コイルの製造方法によると、コイルアセンブリに中継導体が予め一体化されているので、コイルケース内で中継導体と鉄芯とを電気的に接続させる煩雑な作業が不要となる。特に、コイルアセンブリ製造工程において中継導体と鉄芯とを半田接合等させておけば、互いの電気的接続状態が好適なものとなる。
【００５８】
また、本実施例に係る点火コイルの製造方法によると、コイルアセンブリをケース収容部へセットすることで、これと同時に、ケース連通部での適宜の位置へ中継導体が配置されることとなる。このように、本製造方法によると、特許文献１にて課題とされる、中継導体をコイルケースの側面に挟着させるといった煩雑な作業も不要とされる。
【実施例２】
【００５９】
以下、上述した点火コイルの変更例について説明する。尚、説明の便宜上、既に説明された同一構成箇所については、実施例１における同一符号を付し、其の構成又は作用についての説明を省略することとする。
【００６０】
図１０は、本実施例に係るコイルアセンブリの構成が示されている。かかるコイルアセンブリ２３０は、外周鉄芯用の保護カバー２３２に変更が加えられている。具体的に説明すると、保護カバー２３２には、遮蔽壁２３２ｈが新設されている。かかる遮蔽壁２３２ｈは、３方に溝部２３２ａが形成されている。遮蔽壁２３２ｈは、保護カバーから別体となるように、コイルアセンブリ２３０に固定されても良い。但し、同一の金型で保護カバー２３２と遮蔽壁２３２ｈを一体成形させることで、製造工数の簡素化が図られる。
【００６１】
図１１は、本実施例に係るコイルケースが示されている。かかるコイルケース２１０は、ケース連通部２１５の形状に変更が加えられている。具体的に説明すると、ケース連通部２１５は、凸状辺２１５ａ〜２１５ｂによって３辺包囲されている。このうち、凸状辺２１５ｂは、中点部に欠孔２１５ｃが形成され、ここに中継導体１３５が配置される。また、凸状辺２１５ａ〜２１５ｂの各々は、適宜な厚さを有し、コイルアセンブリに設けられた溝部２３２ａに嵌着される。このため、凸状辺２１５ａ〜２１５ｂは、遮蔽壁２３２ｈを介してコイルアセンブリ２３０を支持できるよう、強度及び嵌め合わせ公差が適宜に設定されている。
【００６２】
本実施例に係る点火コイルにあっても、コイルアセンブリ製造工程、コイルアセンブリ配置工程、及び、絶縁層形成工程等によって製造される。このうち、コイルアセンブリ製造工程は、一次コイル及び二次コイルを中心鉄芯に装着し、これに外周鉄芯を組合せる。この外周鉄芯には、保護カバーと一体化された遮蔽壁２３２ｈが既に固定されている。
【００６３】
かかる工程が終了すると、コイルアセンブリ配置工程が開始され、コイルアセンブリがコイルケース２１０へ収容される。このとき、中継導体の一端をコイルケース２１０の外部へ露出させつつ、当該中継導体をケース連通部へ配置させる。
【００６４】
また、コイルアセンブリ配置工程では、コイルアセンブリをケース内に配置させると同時に、遮蔽壁２３２ｈがケース連通部２１５へ設置される（図１２参照）。何故なら、本実施例に係るコイルアセンブリ２３０は、遮蔽壁２３２ｈが一体成型されているので、当該コイルアセンブリの動作に連動して遮蔽壁２３２ｈが底面側Ｄ１へ移動することとなる。このため、コイルアセンブリ配置工程では、ケース内にコイルアセンブリ２３０をセットさせることで、同時に遮蔽壁２３２ｈがケース連通部２１５へ設置されることとなる。
【００６５】
このように、本実施例に係る点火コイルの製造方法によると、コイルアセンブリに遮蔽壁が予め一体化されているので、コイルアセンブリの装着動作と同時に遮蔽壁の設置が完了する。即ち、一つの工程で複数の作業が同時に行われる為、点火コイルにおける製造工程の簡素化が図られる。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 内燃機関用点火コイル， １１０ コイルケース， １１１ コイル収容部， １１２ コネクタ， １１３ 出力部， １１４ ブランジ部， １１５ ケース連通部， １２０ 導電性ブッシュ， １３０ 鉄芯アセンブリ， １３１ 外周鉄芯， １３２ 保護カバー，１３３ 中心鉄芯， １３５ 中継導体， １６０ 絶縁充填樹脂， １６１ 充填樹脂境界面， Ｄ１ 底面側。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用点火コイル及び点火コイル製造方法に関し、特に、鉄芯の電位を安定させる点火コイルへ適用して好適のものであり、また、其の点火コイルを製造する際に用いて好適のものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関に取付けられる点火コイルは、プラグホールにコイル部を収容させる「ペン型コイル」、ケース頭部へコイルアセンブリを収容させる「矩形型コイル」等が広く普及している。このうち、矩形型コイルでは、小型化及び軽量化を図るため、外周鉄芯をコイルケース内へ収容させる小型矩形コイルの検討が行われている。
【０００３】
特開２００５−０５０８９２号公報（特許文献１）では、上述した小型矩形コイルの一例が紹介されている。かかる点火コイルは、外周コア（特許請求の範囲における外周鉄芯）と金属ブッシュ（特許請求の範囲における導電性ブッシュ）とを導通させるグランド端子（特許請求の範囲における中継導体）が設けられている。かかるグランド端子は、コイルケースの開口縁に橋架するよう配線され、これにより、コイルケースの内外を連絡させ、金属ブッシュと外周コアとを電気的に接続させている。
【０００４】
そして、特許文献１の点火コイルでは、外周コアとグランド端子とを導通させ、金属ブッシュをエンジンブロックへ接触させることで、鉄芯がエンジンアースと同電位にされる。このように、特許文献１に係る点火コイルでは、外周コアがアースされることで、当該外周コアの電位変動を抑制させ、外周コア周囲の絶縁破壊及びノイズの放射等を抑えることを狙いとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０５０８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、コイルケースの開口縁を経由するようグランド端子が配線される為、当該グランド端子の形状が複雑化・長尺化してしまう。そして、グランド端子の形状が長尺化されてしまうと、当該端子での抵抗値の増加を招き、鉄芯で励起された電圧を瞬時にアース（エンジンアース）できなくなるとの問題が生じる。
【０００７】
また、グランド端子は、樹脂との熱膨張係数が異なる為、絶縁充填樹脂（エポキシ樹脂）との接触面でクラックを発生させてしまう惧れがある。特に、特許文献１の技術によれば、グランド端子は、鉄芯から開口縁へ至るまで絶縁充填樹脂が固着している為、当該絶縁充填樹脂が固着される区間距離が長くなり、クラックの発生危険度が上昇してしまう。
【０００８】
更に、特許文献１の点火コイルを製造する場合、コイルケースに鉄芯を収容させてからグランド端子を取り付けることとすると、鉄芯とグランド端子とを接触させる作業工程がコイルケース内で行われることとなる。この場合、半田・溶接等の加工工程によって鉄芯とグランド端子とを電気的に接続させようとすると、かかる加工工程での作業スペースが十分に確保できなくなるとの不具合が生じる。特に、小型矩形コイルの場合、ケース頭部（コイル収容部）の省スペース化が追及されているので、半田装置又は溶接装置等のアーム先端が接合箇所へ到達できなくなる事態も生じ得る。
【０００９】
一方、鉄芯にグランド端子を予め導通固定させてから、其のアセンブリをコイルケースへ組み込ませる製造手順も考えられる。しかし、この製造手順で特許文献１の点火コイルを製造することとすると、鉄芯をコイルケースへ収容させる際にコイルケースの側壁へグランド端子を狭着させる作業を伴うので、かかる工程での作業が非常に煩雑なものとなる。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑み、簡素な形状の中継導体を用いることで、電気的・構造的不具合を解消させ得る内燃機関用点火コイルの提供を第１の目的とする。また、かかる点火コイルを非常に簡素な作業で製造し得る点火コイル製造方法の提供を第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明では次のような内燃機関用点火コイルの構成とする。即ち、コイルを伴ってコイルアセンブリを形成し且つ閉磁路を形成させる鉄芯と、開口部から前記コイルアセンブリを収容させるコイル収容部及び当該コイル収容部の外部へ一体形成されたフランジ部を具備するコイルケースと、一部が露出する状態で前記フランジ部へ埋設された導電性ブッシュと、前記コイル収容部へ充填され充填樹脂境界面を形成する絶縁充填樹脂と、前記充填樹脂境界面よりも底面側に形成され前記コイル収容部の内外を連通させるケース連通部と、前記ケース連通部を経由して前記鉄芯及び前記導電性ブッシュを電気的に接続させる中継導体と、を備えることとする。
【００１２】
前記ケース連通部は、前記開口部に繋がっているのが好ましく、より好ましくは、当該ケース連通部は、前記コイルケースの側面のうち、前記フランジ部と結合される側面に形成されることとする。
【００１３】
好ましくは、前記コイルアセンブリは、前記ケース連通部へ配される遮蔽壁が設けられていることとする。また、前記遮蔽壁は、前記鉄芯の保護カバーと一体的に形成されると良い。
【００１４】
好ましくは、前記中継導体は、前記導電性ブッシュの露出部に接触されることとする。更に、前記中継導体は、前記鉄芯を構成する各々の単位鉄芯に当接されると尚良い。
【００１５】
好ましくは、前記単位鉄芯のうち中心鉄芯の中心軸は、前記フランジ部と前記コイルケースの図心とを結ぶケース対称軸に対して略平行の位置関係を形成して成り、前記中継導体は、前記ケース対称軸のフランジ側で、前記単位鉄芯の各々と当接されることとする。
【００１６】
また、本発明では次のような点火コイル製造方法とすると良い。即ち、上述した発明のうち何れかに記載の内燃機関用点火コイルについて、前記中継導体を前記コイルアセンブリに固定させるコイルアセンブリ製造工程と、前記中継導体と一体化されたコイルアセンブリを前記コイルケースへ収容させ、前記中継導体の一端を前記コイル収容部の外部へ露出させる状態で当該中継導体を前記ケース連通部へ配置させるコイルアセンブリ配置工程と、によって製造されることとする。
【００１７】
好ましくは、前記コイルアセンブリ配置工程は、前記中継導体と一体化されたコイルアセンブリを前記コイルケースへ収容させ、前記中継導体の一端を前記コイル収容部の外部へ露出させる状態で当該中継導体を前記ケース連通部へ配置させ、前記中継導体を前記ケース連通部へ配置させると同時に前記ケース連通部へ前記遮蔽壁を設置させる、こととすると更に良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る内燃機関用点火コイルによると、ケース連通部を経由するように中継導体が配置固定されるので、当該中継導体は、形状が非常に簡素化され、短縮化されることとなる。このため、中継導体は、低い電気抵抗値とされ、鉄芯で励起された電位を効果的にエンジンアースさせることが可能となる。
【００１９】
また、中継導体は、ケース連通部を経由することによりコイルケース内での配線経路が短縮され、これに応じて、絶縁充填樹脂に固着される区間距離も短縮化される。このため、絶縁充填樹脂では、中継導体へ付着する面積が抑えられ、熱膨張に起因するクラックの発生危険度が低下する。
【００２０】
本発明に係る点火コイル製造方法では、コイルアセンブリへ中継導体を一体化させてから、かかるコイルアセンブリをコイルケースへ組み込む製造手順を採用している。この工程（コイルアセンブリ配置工程）では、コイルアセンブリの組込動作と連動して中継導体がケース連通部へ配置されるため、コイルアセンブリ配置工程での作業性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１に係る中継導体の構成を示す図。
【図２】実施例１に係るコイルアセンブリの構成を示す図。
【図３】実施例１に係るコイルケースを説明する図。
【図４】コイルケースのケース対称軸を説明する図。
【図５】実施例１に係るケース連通部の位置を説明する図。
【図６】実施例１に係る内燃機関用点火コイルの構成を示す図（遮蔽壁形成前）。
【図７】中心鉄芯の軸心方向について説明する図。
【図８】実施例１に係る内燃機関用点火コイルの構成を示す図（遮蔽壁形成後）。
【図９】充填樹脂境界面とケース連通部との位置関係を示す図。
【図１０】実施例２に係るコイルアセンブリの構成を示す図。
【図１１】実施例２に係るコイルケースを説明する図。
【図１２】実施例２に係る内燃機関用点火コイルの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。尚、本実施の形態で説明される点火コイルは、小型矩形コイルに属するものである。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本実施例で用いられる中継導体の形状が示されている。中継導体１３５は、電気的な導電性と構造上の強度との両性能が要求される為、鋼材（ステンレス，チタン等）を用いると良い。また、電気導電性を向上させたい場合には、純銅又は銅合金等の銅材を用いても良い。尚、銅合金には、真鍮，リン青銅，又は，アルミニウム青銅等が含まれる。
【００２４】
かかる中継導体１３５は、腕部１３５ａ、孔部１３５ｃが形成された環状部１３５ｂ、腕部１３５ａの他端に設けられた主面部１３５ｄ、主面部１３５ｄの両脇に設けられた複数の脚部１３５ｅ、が一体的に形成されている。本実施例に係る中継導体１３５は、主面部１３５ｄから環状部１３５ｂに至るまでの距離が最短距離となるよう、腕部１３５ａの形状が蛇行のない板状体とされている。このように、中継導体１３５は、シンプルな形状とされることにより、主面部１３５ｄから環状部１３５ｂに至るまでの電気抵抗値が抑制される。
【００２５】
図２は、本実施例で用いられるコイルアセンブリの構成が示されている。コイルアセンブリ１３０は、外周鉄芯１３１、これを被覆する保護カバー１３２、外周鉄芯と組み合わされて閉磁路を形成させる中心鉄芯１３３、これを被覆する保護カバー（図示なし）、ワイヤー線をボビンに巻回させ中心鉄芯１３３へ装着させた一次コイル１３４、一次コイル１３４に同軸的に配置されるよう当該一次コイルの外周へ装着された二次コイル１３６、及び、上述した中継導体１３５から構成される。かかるコイルアセンブリ１３０は、トランスとして機能し、二次コイルで高電圧（数十ｋＶ）を発生させる。
【００２６】
このうち、外周鉄芯１３１及び中心鉄芯１３３は、特許請求の範囲における鉄芯に相当する。また、一次コイル１３３及び二次コイル１３６は、特許請求の範囲におけるコイルに相当し、各々が絶縁性のボビンを有し当該ボビンにワイヤー線を巻回してコイルを形成させている。以下、中心鉄芯１３３又は外周鉄芯１３１について、その各々を単位鉄芯と呼ぶことがある。
【００２７】
中心鉄芯１３３は、一次コイル１３４と二次コイル１３６とが同軸的に装着され、その後、外周鉄芯１３１が組み合わされることとなる。即ち、コイルアセンブリ１３０は、鉄芯による閉磁路へコイルを配置形成させる為、中心鉄芯１３３及び外周鉄芯１３１に分割された鉄芯が用いられる。尚、中心鉄芯１３３と外周鉄芯１３１との結合部の一方では、図示されないマグネットが介挿されている。
【００２８】
中継導体１３５は、図示の如く、鉄芯と当接し、この当接箇所で電気的に接続されている。かかる当接箇所では、半田接合させ、電気的な接続状態を確実なものとすると良い。また、溶接加工等を用いても良い。この他、保護カバーと鉄芯との隙間に中継導体の一部を嵌入させ、鉄芯との電気的な接続を保持させるようにしても良い。
【００２９】
ここで、鉄芯アセンブリ１３０は、二つ以上の単位鉄芯から構成されるので、単位鉄芯同士の接触部が必ず形成されてしまう。そして、このような接触境界面では電気的な抵抗が大きくなってしまうので、一方の鉄芯のみに端子を当接させて鉄芯電圧をアースさせたとしても、アース用の端子に直接当接されていない単位鉄芯では、励起された電圧を瞬時にアースさせることが出来なくなり、ノイズやリーク電流の問題を発生させてしまう。
【００３０】
そこで、本実施例に係る中継導体１３５では、主面部１３５ｄが外周鉄芯１３１に当接され、脚部１３５ｅの各々が中心鉄芯１３３に当接されており、後述するように環状部１３５ｂがエンジンアースされる。このため、中継導体１３５は、各々の単位鉄芯（中心鉄芯及び外周鉄芯）に直接当接することで、双方の単位鉄芯の鉄芯電位を瞬時にアースさせることが可能となり、ノイズ又はリーク電流といった不都合を効果的に回避させている。
【００３１】
図３は、本実施例に係るコイルケースの斜視図が示されている。コイルケース１１０は、ＰＰＳ又はＰＢＴといった熱可塑性樹脂から成り、コイル収容部１１１とコネクタ部１１２と出力部１１３とフランジ部１１４とが一体成型されている。コイル収容部１１１は、一方に開口部１１６を有する殻状態を呈しており、其の底面に出力部１１３を配している。以下、出力部１１３と開口部１１６とを結ぶ仮想軸を鉛直軸ＡＸａと定義し、当該鉛直軸のうち、開口部１１６が形成される方向を開口側Ｄ２と呼び、ケースの底面が形成される方向を底面側Ｄ１と呼ぶこととする。
【００３２】
コネクタ１１２は、内部に複数の端子（電源端子，信号端子，アース端子，等）が配列され、ハーネスを介して、これら端子とＥＣＵ（Engine Control Unit）とが電気的に接続される。出力部１１３は、高圧タワー（図示なし）と供に、エンジンブロックのプラグホール内へ収容される。この出力端子１１３は、内部に高圧端子が配置され、当該高圧端子は、一方でコイルアセンブリ１３０の二次コイルに配線接続され、他方では点火プラグ（図示なし）と電気的に接続される。
【００３３】
フランジ部１１４は、舌片形状を呈しており、収容部１１１の外側且つ所定の側面に形成されている。また、フランジ部１１４では、所定箇所に導電性ブッシュ１２０を埋設固定させている。導電性ブッシュ１２０は、電気的な導電性と構造上の強度との両性能が要求される為、鋼材（ステンレス，硫黄開削鋼等）を用いると良い。当該導電性ブッシュ１２０は、筒状体に形成されており、内径部がボルト貫通穴として利用される。特に、本実施例では、導電性ブッシュ１２０の開口側Ｄ２と底面側Ｄ１とがフランジ部１１４から露出するよう、導電性ブッシュ１２０がフランジ部１１４へ埋設されている。
【００３４】
図４（ａ）は、コイルケースを開口側Ｄ２から観察した状態が示されている。同図を説明するにあたり、コイルケースを開口側から観測した平面、即ち、プラグホールの中心軸に直行する平面を鉛直観測面と定義する。この鉛直観測面は、フランジ部１１４及びコネクタ部１１２を映し出す範囲で、当該中心軸の任意位置に設定されるものである。
【００３５】
図４（ａ）では、コイルケース１１０にケース対称軸ＡＸｃが与えられている。ケース対称軸ＡＸｃは、コイルケース全体の図心Ｇ（又は、重心）を経由するものであって、フランジ部１１４，収容部１１１,及び，コネクタ部１１２の各々を対称形に分割する軸である。以下、ケース対称軸ＡＸｃのうち、フランジ部１１４が形成される方位をフランジ側Ｆｆと呼び、コネクタ部１１２が形成される方位をコネクタ側Ｆｃと呼ぶこととする。
【００３６】
尚、エンジンブロックによってはボルト固定位置が各々異なる為、コイルケース１１０では、導電性ブッシュ１２０を偏心させなければならない場合がある。このような場合、コイルケース１１０の形状は、図４（ｂ）に示す如く、フランジ部１１４が非対称形とされる。但し、かかる場合のケース対称軸ＡＸｃについても、コイルケース全体の図心Ｇを通過し、且つ、フランジ部１１４についての図心をも通過する。このように、ケース対称軸ＡＸｃは、其の両側の形状を略対称形とさせる基準線を意味する。
【００３７】
図３を参照すると、コイルケース１１０のコイル１１１にケース連通部１１５が形成されているのが認められる。かかるケース連通部１１５は、コイルケース１１０の内外を連通させ、ここに、中継導体１３５が配置される。以下、図５を参照し、ケース連通部１１５の好ましい配置場所について説明する。尚、ＡＸｂは、ケース対称軸ＡＸｃに直行する基準軸である。
【００３８】
コイルケース１１０は、上述の如く、コイル１１１の側面及び底面によって空間が形成され、当該空間へコイルアセンブリ１３０を収容させる。本実施例の場合、コイル１１１の側面は、図５に示す如く、基準軸ＡＸｂに略直行する主側面１１１ａ及び１１１ｂ，ケース対称軸ＡＸｃに略直行するフランジ側面１１１ｊ及びコネクタ側面１１１ｇ，これらを繋げる各側面１１１ｃ〜１１１ｆ及び１１１ｈ〜１１１ｉ，が形成されている。また、コネクタ側Ｆｃでは、側面１１１ｅ，側面１１１ｆ，及び，コネクタ側面１１１ｇが、コネクタ部１１２の構造と結合される。一方、フランジ側Ｆｆでは、側面１１１ｈ，側面１１１ｉ，及び，フランジ側面１１１ｊが、フランジ部１１４の構造と結合されることとなる。
【００３９】
このうち、フランジ側面１１１ｊには、ケース対称軸ＡＸｃと一致する状態で、ケース連通部１１５が配置される。かかるケース連通部１１５は、フランジ部１１４と結合される側面に形成されるので、ケース１１５から導電性ブッシュ１２０までの距離が接近し、中継導体１３５の経路短縮に寄与することとなる。
【００４０】
図６は、コイルアセンブリを組み込んだ直後の内燃機関用点火コイル（以下、点火コイル１００と呼ぶ）の状態が示されている。即ち、同図では、絶縁充填樹脂が充填される前の状態が示されている。コイルアセンブリ１３０は、開口部１１６からコイルケース１１０の底面側Ｄ１へ挿入され、収容部１１１の内部へ組み込まれる。このとき、コイルアセンブリ１３０は、二次コイルの端子が高圧端子に当接され、その他、コネクタ（図示なし）又はイグナイタ（図示なし）と適宜に接続される。また、コイルアセンブリ１３０が収容部１１１へ格納されると同時に、中継導体１３５がケース連通部１１５へ納められ、環状部１３５ｂと導電性ブッシュ１２０の露出部とが当接し、これにより、中継導体１３５と導電性ブッシュ１２０とが電気的に接続されることとなる。
【００４１】
このように、中継導体１３５は、ケース連通部１１５へ配置させるだけで、鉄芯と導電性ブッシュ１２０とを容易に導通させ得る。特に、本実施例のように、ケース連通部１１５は、開口部１１６の縁１１６ａで、当該開口部１１６と繋がった状態とされるのが好ましい。かかる形状とすることで、中継導体１３５を底面側Ｄ１へ移動させる際の障害構造物が排除される。このため、コイルアセンブリ１３０は、向きを変えることなく底面側Ｄ１へ直線的な移動が行われるだけで、中継導体１３５をケース連通部１１５の底面側Ｄ１へスライドさせることが可能となる。
【００４２】
また、中継導体１３５は、ケース連通部１１５を経由するよう配置されるので、フランジ部１１４に結合するコイルケース１１０の側壁を通過することとなる。従って、中継導体１３５は、不要な迂回経路を辿ることなく、鉄芯と導電性ブッシュ１２０とを連絡させることとなる。このため、中継導体１３５は、其の連絡距離が短縮化され、鉄芯から導電ブッシュに至るまでの電気抵抗値を低減できる。特に、本実施例では、ケース連通部１１５がケース対称軸上に形成されている。このため、中継導体１３５は、鉄芯から導電ブッシュに至るまでの経路が、最短距離を辿ることとなる。
【００４３】
図７は、鉛直観測面から点火コイルを観測した様子が示され、このうち、図７（ａ）は比較例に係るものであり、図７（ｂ）は本実施例に係るものである。尚、中心軸ＡＸｍとは中心鉄芯１３３の長手方向を指し、ケース対称軸ＡＸｃとはケースの図心Ｇを通過する基準軸である。また、図中の記号Ｃは、中心鉄芯１３３と外周鉄芯１３１とが組合わさって形成される接合部を指す。
【００４４】
図７（ａ）に示す如く、比較例に係る中心鉄芯１３３は、其の中心軸ＡＸｍがケース対称軸ＡＸｃに対して直行するように配置される。このような場合、中心鉄芯１３３と外周鉄芯１３１との接続部Ｃは、ケース対称軸ＡＸｃから離れてしまうので、導電性ブッシュ１２０からも結果的に遠ざかってしまう。特に、フランジ部１１４と中心鉄芯１３３との間に外周鉄芯１３１が配置される場合、この距離が更に大きくなる。
【００４５】
本来、中継導体１３５は、中心鉄芯１３３と外周鉄芯１３１との双方へ電気的に接続させる場合、中継導体１３５を接続部Ｃの近傍に配置させると都合が良い。ところが、比較例に係る点火コイルによれば、中継導体１３５を接続部Ｃの近傍へ配置させてしまうと、ケース対称軸ＡＸｃから中継導体１３５が遠ざかってしまう。このため、中継導体１３５は、導電性ブッシュ１２０からも遠ざかることとなり、導電性ブッシュ１２０と導通させるための構造が複雑化してしまう。
【００４６】
一方、本実施例に係る点火コイル１００では、鉄芯の中心軸ＡＸｍがケース対称軸ＡＸｃに対して略平行とされている。そして、中継導体１３５は、ケース対称軸ＡＸｃのフランジ側Ｆｆに配置されている。このため、中継導体１３５は、接続部Ｃの近傍に配された状態で、導電性ブッシュ１２０へ劇的に近づくこととなる。このため、中継導体１３５は、其の構造を簡素化・小型化させることが可能となる。特に、鉄芯の中心軸ＡＸｍをケース対称軸ＡＸｃへ接近させることで、導電性ブッシュ１２０と鉄芯端子１３５との距離が更に近くなる。このため、本実施例に係る中継導体１３５は、導電性ブッシュ１２０と鉄芯端子１３５とを結ぶ距離が短縮されるので、其の区間の電気抵抗値を低減させる上で非常に有利なものとなる。
【００４７】
図８は、収容部１１１の隙間へ絶縁充填樹脂１６０が充填された状態、即ち、点火コイル１００の完成体が示されている。点火コイル１００は、絶縁充填樹脂を注入する前の工程で、ケース連通部１１５へ遮蔽壁１４０を形成又は配置させる。かかる遮蔽壁は、例えば、ケース連通部１１５の輪郭と合致する部品を準備しておき、当該部品をコイルケース１１０へ接着するようにしても良い。また、ケース連通部１１５へ枠体を設けて、其の枠体によって形成される空間へ変性エポキシ樹脂等を流し込むことで遮蔽壁１４０を形成させても良い。
【００４８】
遮蔽壁１４０が形成された後の工程では、収容部１１１へ絶縁充填樹脂１６０が注入され、コイルアセンブリ１３０が含浸される。かかる絶縁充填樹脂１６０は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であって絶縁性機能を発揮するものである。そして、絶縁充填樹脂１６０が注入された点火コイル１００は、温度条件及び時間条件が管理される熱硬化炉へ投入され、これにより、コイルを覆う絶縁層が形成されることとなる。尚、本実施例では遮蔽壁がコイルケースと一体化するよう形成させているが、かかる形態に限られるものではない。例えば、絶縁充填樹脂を注入する前工程で一時的な防護壁をケースの外周に配置させ、絶縁充填樹脂が硬化された後に、この一時的に配置された防護壁を取り除くようにしても良い。
【００４９】
かかる構成を具備する点火コイル１００では、ＥＣＵから点火信号を受けると、これに基づいてコイルアセンブリから適宜のタイミングで高電圧を発生させ、当該高電圧を高圧端子へ印加させる。そして、点火プラグでは、かかる高電圧が印加され、ピストンのサイクルに合わせて混合気を燃焼させる。
【００５０】
図９は、ケース基準軸ＡＸｃ及び鉛直軸ＡＸａを含む平面によって点火コイルを切断した断面図が示されている。ここで、絶縁充填樹脂１６０と外気とによって形成される境界を充填樹脂境界面１６１とし、当該充填樹脂境界面１６１の鉛直軸方向ＡＸａへの高さレベルを充填境界レベルＥＬ１とし、ケース連通部１１５を形成する輪郭のうち底面側Ｄ１の最到達レベルを連通路下端レベルＥＬ２とし、フランジ部１１４が中継導体１３５と当接する面のレベルをフランジレベルＥＬ３とし、充填境界レベルＥＬ１から連通路下端レベルＥＬ２までの鉛直軸方向の距離を導体配置深度ΔＥＬと呼ぶこととする。即ち、導体配置深度ΔＥＬは、中継導体１３５が配置される底面側Ｄ１への深度を表すこととなる。
【００５１】
図９（ａ）は、本実施例に係る点火コイルの断面図が示されている。かかるコイルケース１１０は、ケース連通部１１５がフランジレベルＥＬ３に達するよう、ケース連通部１１５の輪郭が形成されている。即ち、連通路下端レベルＥＬ２とフランジレベルＥＬ３とが一致している。
【００５２】
かかる場合、連通路下端レベルＥＬ２は、フランジレベルＥＬ３と、導電性ブッシュ１２０の露出部のレベルと、の双方に一致することとなる。このため、中継導体１３５は、水平方向（軸ＡＸａと垂直方向）へ板体を臨ませることで、フランジ部１１４の表面に沿って配置され、導電性ブッシュ１２０の露出部と当接されることとなる。従って、本実施例に係る中継導体１３５は、特許文献１のようにケース開口部１１６の縁１１６ａを経由することなく、最短距離で導電性ブッシュ１２０に到達することとなる。このように、本実施例に係る中継導体１３５は、鉛直方向ＡＸａへの形状変化の抑制・連絡距離の短縮化が図られ、これによっても、この区間を導通させる電気抵抗値の低減が実現される。
【００５３】
尚、特許請求の範囲は、連通路下端レベルＥＬ２とフランジレベルＥＬ３とが一致している場合に限定されるものではない。具体的に説明すると、図９（ｂ）に示すように、連通路下端レベルＥＬ２とフランジレベルＥＬ３とに落差が生じている場合であっても、連通路下端レベルＥＬ２が樹脂境界レベルＥＬ１よりも底面側Ｄ１へ配置されれば良い。即ち、特許請求の範囲における技術的思想は、充填樹脂境界面１６１より幾分でも底面側Ｄ１へケース連通部１１５を形成させることで、連通路下端レベルＥＬ２がフランジレベルＥＬ３に接近することとなる。このようにすることで、ケース連通部１１５の下端（底面側）から導電性ブッシュ１２０へ至る距離が短縮され、其の区間における電気抵抗値が低下することとなる。
【００５４】
また、図９に示す如く、中継導体１３５は、開口部の縁１６１ａを迂回しないため、鉄芯との当接箇所からコイルケース１１０の側壁に至る経路が劇的に短縮される。このため、中継導体１３５は、絶縁充填樹脂１６０に固着される区間距離が減少し、絶縁充填樹脂１６０と固着する部位でのクラックの発生危険度が低下することとなる。
【００５５】
更に、本実施例に係る点火コイルは、コイルアセンブリ製造工程、コイルアセンブリ配置工程、及び、熱硬化樹脂を充填硬化させる絶縁層形成工程等によって製造される。このうち、コイルアセンブリ製造工程は、一次コイル及び二次コイルを中心鉄芯に装着し、これに外周鉄芯を組合せる。また、本実施例では、この外周鉄芯に中継導体の一部を半田付させる。このように、コイルアセンブリ製造工程は、中継導体をコイルアセンブリへ一体接合させる。
【００５６】
かかる工程が終了すると、コイルアセンブリ配置工程が開始され、コイルアセンブリがコイルケースへ収容される。このとき、中継導体の一端をコイルケースの外部へ露出させつつ、当該中継導体をケース連通部へ配置させる。
【００５７】
このように、本実施例に係る点火コイルの製造方法によると、コイルアセンブリに中継導体が予め一体化されているので、コイルケース内で中継導体と鉄芯とを電気的に接続させる煩雑な作業が不要となる。特に、コイルアセンブリ製造工程において中継導体と鉄芯とを半田接合等させておけば、互いの電気的接続状態が好適なものとなる。
【００５８】
また、本実施例に係る点火コイルの製造方法によると、コイルアセンブリをケース収容部へセットすることで、これと同時に、ケース連通部での適宜の位置へ中継導体が配置されることとなる。このように、本製造方法によると、特許文献１にて課題とされる、中継導体をコイルケースの側面に挟着させるといった煩雑な作業も不要とされる。
【実施例２】
【００５９】
以下、上述した点火コイルの変更例について説明する。尚、説明の便宜上、既に説明された同一構成箇所については、実施例１における同一符号を付し、其の構成又は作用についての説明を省略することとする。
【００６０】
図１０は、本実施例に係るコイルアセンブリの構成が示されている。かかるコイルアセンブリ２３０は、外周鉄芯用の保護カバー２３２に変更が加えられている。具体的に説明すると、保護カバー２３２には、遮蔽壁２３２ｈが新設されている。かかる遮蔽壁２３２ｈは、３方に溝部２３２ａが形成されている。遮蔽壁２３２ｈは、保護カバーから別体となるように、コイルアセンブリ２３０に固定されても良い。但し、同一の金型で保護カバー２３２と遮蔽壁２３２ｈを一体成形させることで、製造工数の簡素化が図られる。
【００６１】
図１１は、本実施例に係るコイルケースが示されている。かかるコイルケース２１０は、ケース連通部２１５の形状に変更が加えられている。具体的に説明すると、ケース連通部２１５は、凸状辺２１５ａ〜２１５ｂによって３辺包囲されている。このうち、凸状辺２１５ｂは、中点部に欠孔２１５ｃが形成され、ここに中継導体１３５が配置される。また、凸状辺２１５ａ〜２１５ｂの各々は、適宜な厚さを有し、コイルアセンブリに設けられた溝部２３２ａに嵌着される。このため、凸状辺２１５ａ〜２１５ｂは、遮蔽壁２３２ｈを介してコイルアセンブリ２３０を支持できるよう、強度及び嵌め合わせ公差が適宜に設定されている。
【００６２】
本実施例に係る点火コイルにあっても、コイルアセンブリ製造工程、コイルアセンブリ配置工程、及び、絶縁層形成工程等によって製造される。このうち、コイルアセンブリ製造工程は、一次コイル及び二次コイルを中心鉄芯に装着し、これに外周鉄芯を組合せる。この外周鉄芯には、保護カバーと一体化された遮蔽壁２３２ｈが既に固定されている。
【００６３】
かかる工程が終了すると、コイルアセンブリ配置工程が開始され、コイルアセンブリがコイルケース２１０へ収容される。このとき、中継導体の一端をコイルケース２１０の外部へ露出させつつ、当該中継導体をケース連通部へ配置させる。
【００６４】
また、コイルアセンブリ配置工程では、コイルアセンブリをケース内に配置させると同時に、遮蔽壁２３２ｈがケース連通部２１５へ設置される（図１２参照）。何故なら、本実施例に係るコイルアセンブリ２３０は、遮蔽壁２３２ｈが一体成型されているので、当該コイルアセンブリの動作に連動して遮蔽壁２３２ｈが底面側Ｄ１へ移動することとなる。このため、コイルアセンブリ配置工程では、ケース内にコイルアセンブリ２３０をセットさせることで、同時に遮蔽壁２３２ｈがケース連通部２１５へ設置されることとなる。
【００６５】
このように、本実施例に係る点火コイルの製造方法によると、コイルアセンブリに遮蔽壁が予め一体化されているので、コイルアセンブリの装着動作と同時に遮蔽壁の設置が完了する。即ち、一つの工程で複数の作業が同時に行われる為、点火コイルにおける製造工程の簡素化が図られる。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 内燃機関用点火コイル， １１０ コイルケース， １１１ コイル収容部， １１２ コネクタ， １１３ 出力部， １１４ ブランジ部， １１５ ケース連通部， １２０ 導電性ブッシュ， １３０ 鉄芯アセンブリ， １３１ 外周鉄芯， １３２ 保護カバー，１３３ 中心鉄芯， １３５ 中継導体， １６０ 絶縁充填樹脂， １６１ 充填樹脂境界面， Ｄ１ 底面側。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを伴ってコイルアセンブリを形成し且つ閉磁路を形成させる鉄芯と、開口部から前記コイルアセンブリを収容させるコイル収容部及び当該コイル収容部の外部へ一体形成されたフランジ部を具備するコイルケースと、一部が露出する状態で前記フランジ部へ埋設された導電性ブッシュと、前記コイル収容部へ充填され充填樹脂境界面を形成する絶縁充填樹脂と、前記充填樹脂境界面よりも底面側に形成され前記コイル収容部の内外を連通させるケース連通部と、前記ケース連通部を経由して前記鉄芯及び前記導電性ブッシュを電気的に接続させる中継導体と、を備えることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
【請求項２】
前記ケース連通部は、前記開口部に繋がっ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。
【請求項３】
前記ケース連通部は、前記コイルケースの側面のうち、前記フランジ部と結合される側面に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項４】
前記コイルアセンブリは、前記ケース連通部へ配される遮蔽壁が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項５】
前記遮蔽壁は、前記鉄芯の保護カバーと一体的に形成されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項６】
前記中継導体は、前記導電性ブッシュの露出部に接触されることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項７】
前記中継導体は、前記鉄芯を構成する各々の単位鉄芯に当接されることを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項８】
前記単位鉄芯のうち中心鉄芯の中心軸は、前記フランジ部と前記コイルケースの図心とを結ぶケース対称軸に対して略平行の位置関係を形成して成り、
前記中継導体は、前記ケース対称軸のフランジ側で、前記単位鉄芯の各々と当接されることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の内燃機関用点火コイルについて、
前記中継導体を前記コイルアセンブリに固定させるコイルアセンブリ製造工程と、
前記中継導体と一体化されたコイルアセンブリを前記コイルケースへ収容させ、前記中継導体の一端を前記コイル収容部の外部へ露出させる状態で当該中継導体を前記ケース連通部へ配置させるコイルアセンブリ配置工程と、
によって製造されることを特徴とする点火コイル製造方法。
【請求項１０】
前記コイルアセンブリ配置工程は、前記中継導体と一体化されたコイルアセンブリを前記コイルケースへ収容させ、前記中継導体の一端を前記コイル収容部の外部へ露出させる状態で当該中継導体を前記ケース連通部へ配置させ、前記中継導体を前記ケース連通部へ配置させると同時に前記ケース連通部へ前記遮蔽壁を設置させる、ことを特徴とする請求項９に記載の点火コイル製造方法。
【請求項１】
コイルを伴ってコイルアセンブリを形成し且つ閉磁路を形成させる鉄芯と、開口部から前記コイルアセンブリを収容させるコイル収容部及び当該コイル収容部の外部へ一体形成されたフランジ部を具備するコイルケースと、一部が露出する状態で前記フランジ部へ埋設された導電性ブッシュと、前記コイル収容部へ充填され充填樹脂境界面を形成する絶縁充填樹脂と、前記充填樹脂境界面よりも底面側に形成され前記コイル収容部の内外を連通させるケース連通部と、前記ケース連通部を経由して前記鉄芯及び前記導電性ブッシュを電気的に接続させる中継導体と、を備えることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
【請求項２】
前記ケース連通部は、前記開口部に繋がっ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。
【請求項３】
前記ケース連通部は、前記コイルケースの側面のうち、前記フランジ部と結合される側面に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項４】
前記コイルアセンブリは、前記ケース連通部へ配される遮蔽壁が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項５】
前記遮蔽壁は、前記鉄芯の保護カバーと一体的に形成されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項６】
前記中継導体は、前記導電性ブッシュの露出部に接触されることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項７】
前記中継導体は、前記鉄芯を構成する各々の単位鉄芯に当接されることを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項８】
前記単位鉄芯のうち中心鉄芯の中心軸は、前記フランジ部と前記コイルケースの図心とを結ぶケース対称軸に対して略平行の位置関係を形成して成り、
前記中継導体は、前記ケース対称軸のフランジ側で、前記単位鉄芯の各々と当接されることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の内燃機関用点火コイルについて、
前記中継導体を前記コイルアセンブリに固定させるコイルアセンブリ製造工程と、
前記中継導体と一体化されたコイルアセンブリを前記コイルケースへ収容させ、前記中継導体の一端を前記コイル収容部の外部へ露出させる状態で当該中継導体を前記ケース連通部へ配置させるコイルアセンブリ配置工程と、
によって製造されることを特徴とする点火コイル製造方法。
【請求項１０】
前記コイルアセンブリ配置工程は、前記中継導体と一体化されたコイルアセンブリを前記コイルケースへ収容させ、前記中継導体の一端を前記コイル収容部の外部へ露出させる状態で当該中継導体を前記ケース連通部へ配置させ、前記中継導体を前記ケース連通部へ配置させると同時に前記ケース連通部へ前記遮蔽壁を設置させる、ことを特徴とする請求項９に記載の点火コイル製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１１５３９７（Ｐ２０１３−１１５３９７Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６３２４９（Ｐ２０１１−２６３２４９）
【出願日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【出願人】（０００１０９０９３）ダイヤモンド電機株式会社 (387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【出願人】（０００１０９０９３）ダイヤモンド電機株式会社 (387)
【Ｆターム（参考）】
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