点火コイル、及び、点火コイルの製造方法
【課題】コイルケースの設計変更を最小限に抑え得る点火コイルの提供をする。
【効果】本発明の点火コイル１００によると、本体部１０１の製造工程後にフランジ部１３を当該本体部１０１へ固着させる固着工程が実施されるので、固定用ボスの位置に関わらず、本体部１０１を先行して製造させることが可能となる。また、フランジ部１３の変更モデルが適宜に準備されることにより、適切な形状のフランジ部の選択が可能となり、締結位置の様々な変更形態に対応することが可能となる。
【効果】本発明の点火コイル１００によると、本体部１０１の製造工程後にフランジ部１３を当該本体部１０１へ固着させる固着工程が実施されるので、固定用ボスの位置に関わらず、本体部１０１を先行して製造させることが可能となる。また、フランジ部１３の変更モデルが適宜に準備されることにより、適切な形状のフランジ部の選択が可能となり、締結位置の様々な変更形態に対応することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に用いられる点火コイル及び其の製造方法に関し、特に、コイルケースの設計変更を最小限に抑える最に用いて好適のものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等に搭載される内燃機関は、複数のプラグホールへ点火コイルが各々挿入され、プラグホールの底部に設けられた点火プラグへ当該点火コイルの各々が接続されている。点火コイルは、入力された電圧を昇圧させ、かかる昇圧電圧を点火プラグへ印加させることにより、点火プラグを放電させ、これにより、内燃機関では、シリンダ内の混合ガスが燃焼され、クランクシャフトに駆動トルクが発生する。
【０００３】
例えば、特開２００７−２４２７６３号公報（特許文献１）では、内燃機関に設けられる点火コイルの一例が紹介されている。かかる点火コイルは、収納ケース（特許請求の範囲におけるコイルケース）とプラグジョイント（実施の形態における高圧タワー）と下部ソケット（実施の形態におけるプラグキャップ）とから構成される。このうち収納ケースは、一次コイル及び二次コイル及び鉄心から成るコイルアッセンブリを収納させている。また、収納ケースは、電力の供給を受けるコネクタハウジング（実施の形態におけるコネクタ部）と昇圧電位を出力させる高圧端子部とボルト穴を具備する取付部（特許請求の範囲におけるフランジ部）とが一体的に形成されている。収納ケースは、プラグジョイント及び下部ソケットがプラグホールへ挿通されると、コイルアセンブリを収容させる壁面がプラグホールの開口面に当接される。そして、収納部の取付部をボルト等の締結具で内燃機関に固定させることにより、点火コイルは、当該内燃機関に固定されることとなる。
【０００４】
また、特開２００２−３２９６２１号公報（特許文献２）では、コイルアッセンブリをプラグホール内へ収容させる所謂ペン型点火コイルが紹介されている。かかる点火コイルにあっても、コイルケースは、コイルアセンブリを収容させるハウジング部とコネクタ部とフランジ部とが一体的に形成されており、締結具でフランジ部を内燃機関に固定させることにより、点火コイルの全体を当該内燃機関へ固定させる。
【０００５】
更に、特開平１０−３２６７１７号公報（特許文献３）では、上述したペン型点火コイルの改変例が紹介されている。かかる点火コイルに用いられるコイルケースは、コイルアセンブリを収容させる外装ケースと、イグナイタを収容させ且つコネクタを配させる回路ケースとが独立して成形される。そして、当該コイルケースは、外装ケースと回路ケースとが互いに溶着されることで一体化され、回路ケースと供に一体的に形成されたフランジ部によって内燃機関へ固定される。尚、特開平１０−３２６７１７号公報で記されるコイルケースの語意は、外装ケースを指し、特許請求の範囲におけるコイルケースと一致する意味として用いられていない。
【０００６】
特開平７−２０８３１２号公報（特許文献４）では、特許文献１で説明したタイプにおける点火装置の改変例が示されている。かかる点火装置（特許請求の範囲における点火コイル）は、コイルケースのフランジ部が設けられたボルト穴を楕円形状とさせ、締結ボルトに対してボルト穴をスライドさせることにより、点火装置を配置させる際、内燃機関に対する位置調整が可能とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２４２７６３号公報
【特許文献２】特開２００２−３２９６２１号公報
【特許文献３】特開平１０−３２６７１７号公報
【特許文献４】特開平７−２０８３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１又は特許文献２の技術では、フランジ部がコイルケースに一体的に成形されるため、プラグホールの開口位置に対する締結具の配置位置が変更されると、この度毎にコイルケースの設計変更が要求され、設計作業及び製造工程の煩雑化、在庫管理の複雑化を招いてしまうとの問題が生じる。特に、締結具の配置位置は、内燃機関の型式が異なると、これに応じて変更される場合が多い。また、同一の内燃機関に点火コイルを装着させる場合であっても、シリンダのレイアウトによっては、締結具の配置位置が対称形の位置へ変更される場合も有る。
【０００９】
また、特許文献３の技術では、フランジ部が回路ケースに一体的に成形されているため、外装ケースと回路ケースとを溶着させ、又は、コイルケースの内部に絶縁樹脂を充填させてしまうと、その後の工程で、フランジ部の形状を変更することができなくなるとの問題が生じる。また、特許文献３の技術で製造される点火コイルは、少なくとも絶縁樹脂の充填工程後においてフランジ部の形状を変更できないので、上述同様、製造工程の煩雑化、在庫管理の複雑化を招いてしまう。
【００１０】
更に、特許文献４の技術に係る点火コイルは、数ｍｍ程度の調整を実現させるものであるため、プラグホールの開口位置に対する締結具の配置位置が大きく変更されてしまうと、ボルト穴の調整範囲を超えてしまい、締結具による内燃機関への固定ができなくなるとの問題が生じる。
【００１１】
加えて、かかる締結具の配置位置の変更に備えてフランジ部を複数個所に成形させておくことも考えられる。しかし、当該締結具の配置位置の変更は多種多様の形態で実施されるため、かかる点火コイルは、コイルケースにフランジ部が複数設けられても、殆どの変更態様に対応できるものでは無い。また、コイルケースに複数のフランジ部を成形させると、プラグホールの開口面におけるレイアウト上の制約、又は、コストの高騰を招くとの問題が生じる。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑み、コイルケースの設計変更を最小限に抑え得る点火コイルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明では次のような点火コイル（第１の発明）の構成とする。即ち、印加された入力電圧を昇圧させるコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリを格納させるコイルケースと、内燃機関へ固定されるフランジ部とを備え、前記フランジ部は、前記コイルケースに固着され、当該コイルケースと一体的に前記内燃機関へ固定されることとする。
【００１４】
第１の発明の場合、前記フランジ部は、予め準備された複数種類の変更モデルのうちから用いられるのが好ましい。
【００１５】
また、本発明では次のような点火コイル（第２の発明）の構成としても良い。即ち、印加された入力電圧を昇圧させるコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリを格納させるコイルケースと、内燃機関へ固定されるフランジ部とを備え、前記フランジ部は、前記コイルケースに係止され、当該コイルケースと一体的に前記内燃機関へ固定されることとする。
【００１６】
更に、本発明では次のような点火コイル（第３の発明）の構成としても良い。即ち、印加された入力電圧を昇圧させるコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリを格納させるコイルケースと、内燃機関へ固定されるフランジ部とを備え、
前記フランジ部は、前記コイルケースに係止及び固着され、当該コイルケースと一体的に前記内燃機関へ固定されることとする。
【００１７】
第２の発明または第３の発明の場合、前記コイルケースは、前記フランジを係止させるケース側係止部を少なくとも１つ有することとしても良く、この他、前記フランジ部は、前記コイルケースに係止されるためのフランジ側係止部を有することとしても良い。
【００１８】
また、第２の発明または第３の発明の場合、前記コイルケースは、前記フランジ部に設けられたフランジ側係止部に係合するケース側係止部を少なくとも１つ有し、前記コイルケース及び前記フランジ部は、前記ケース側係止部と前記フランジ側係止部とを係合させることにより、互いに係止されることとしても良い。
【００１９】
このとき、好ましくは、前記コイルケースは前記ケース側係止部を複数個所に有し、前記フランジ部は複数設けられた前記ケース側係止部のうちから選択的に定められた所定のケース側係止部へ係止されることとする。
【００２０】
更に、第２の発明または第３の発明の場合、前記フランジ部は、予め準備された複数種類の変更モデルのうちから用いられるものであって、前記変更モデルの各々は、前記フランジ側係止部の形状が共通していることとするのが好ましい。
【００２１】
また、本発明では次のような点火コイルの製造方法とする。即ち、前記コイルケースの内部に形成された隙間部に絶縁樹脂を含浸させ、前記フランジ部を除く本体部を完成させる第１の工程と、前記本体部のコイルケースに前記フランジ部を係止及び／又は固着させる第２の工程と、を順に実施させることとする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る点火コイルによると、コイルケースとフランジ部とが互いに独立して製作されるので、締結具の配置位置の変更が生じても、コイルケースの設計変更を伴わずに、当該コイルケースを製造することが可能となる。また、コイルケースの変更種類が少なくなるので、製造工程の簡素化、在庫管理の簡素化が図られる。
【００２３】
本発明に係る点火コイルの製造方法によると、フランジ部を除く本体部が第１の工程で完成され、その後の第２の工程で、所望のフランジが本体部へ取り付けられることとなる。従って、締結具の配置位置の変更と無関係に本体部を製造することが可能となり、コイルケースに係る設計変更の頻度を格段に低減させ、これにより、製造工程及び在庫管理の簡素化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施の形態に係る点火コイルの構成を示す図
【図２】実施例１に係るフランジ部の構成を示す図
【図３】超音波溶接の工程を示す図
【図４】実施例１に係る点火コイルの完成品を示す図
【図５】実施例１に係る点火コイルの変形例を示す図
【図６】実施例１に係る点火コイルの変形例を示す図
【図７】実施例２に係る点火コイルを示す図
【図８】実施例２に係る点火コイルを示す図
【図９】超音波溶接の工程を示す図
【図１０】実施例３に係る点火コイルを示す図
【図１１】実施例４に係る点火コイルを示す図
【図１２】実施例４に係る点火コイルの変形例を示す図
【図１３】実施例４に係る点火コイルの変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して説明する。図１（ａ）に示す如く、点火コイル１００の本体部１０１は、コイルケース１０とコイルアセンブリ２０とイグナイタ３０とコネクタ部４０とから構成される。
【００２６】
コイルアセンブリ２０は、コイル部２１と鉄心２２とから構成されている。このうちコイル部２１は、一次巻線を巻回させた一次スプールと、二次巻線を巻回させた二次スプールとから成り、二次スプールの端部には、イグナイタ３０を固定させる固定部が形成されている。鉄心は、珪素鋼板の積層体であって、四角形又は日の字形を呈している。当該鉄心は、コイルアセンブリ２０へ収容される部分にコイル部２１が挿入されている。かかるコイルアセンブリ２０は、一次巻線に入力電圧が供給されると、磁束の変動を生じさせ、二次コイルでは、当該磁束の変動に応じて入力電圧が昇圧され、二次巻線の接点にて昇圧電圧を印加させる。
【００２７】
イグナイタ３０は、パワースイッチング素子及び制御回路をモールドさせたパッケージとされ、当該回路に通電される複数の端子が設けられている。イグナイタ３０では、入力信号を受信すると、これに応じてバッテリの電力を断続させ、コイルアセンブリ２０へ断続的な電力を供給させる。また、イグナイタ３０には、コイルアセンブリ２０から戻された電力をグランドに接地させる端子が設けられている。
【００２８】
コネクタ部４０は、絶縁性の熱可塑性樹脂から成り、開口部を有する矩形状のハウジング部と、コイルアセンブリ２０へ固定される被固定部とが形成されている。当該コネクタ部４０は、ハウジング部内に複数の端子を配し、当該複数の端子は、イグナイタ３０の端子に接続されるように配線されている。かかるコネクタ部４０は、本実施の形態にあっては、ハーネスを介してＥＣＵ（Engine Control Unit）と接続され、バッテリの入力電圧が供給され、また、ＥＣＵで生成された駆動信号が入力される。
【００２９】
コイルケース１０は、絶縁性の熱可塑性樹脂から成り、具体的には、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）又はＰＢＴ（Poly Buthylene Terephthalete）等から組成される。当該コイルケース１０は、図示の如く、コイルアセンブリ２０を格納させる収容部１１と、昇圧電圧を出力させる高電圧端子部１２とが主構成要素とされる。
【００３０】
収容部１１は、略直方体とされ、当該直方体の一方の面Ｄに大きな開口が形成され、他方の面Ｂに小型の角状孔が形成されている。かかる収容部１１は、コイルアセンブリ２０とイグナイタ３０とを面Ｄから収容部の内部へと格納させ、面Ｂの角状孔に鉄心２２の一辺が挿通される。また、かかるコイルアセンブリ２０の固定部には、コネクタ部４０の被固定部が嵌着される。更に、収容部１１には、一次スプールとコイルケースの壁面との間にイグナイタ３０が配置され、コネクタ部４０とイグナイタ３０とに配された端子が溶接され、電気的に接続された状態とされる。そして、収容部１１には、これらの部品によって形成された隙間部に、絶縁性の熱硬化性樹脂が含浸される。
【００３１】
高圧端子部１２は、端部に開口を有する筒状体とされ、収容部１１と一体的に成形される。かかる高圧端子１２の内部には金属端子が収容され、当該金属端子には、二次巻線の一端が導通され、コイルアセンブリ２０で発生した昇圧電圧が印加される。また、高圧端子部１２の外壁には、爪状体が形成されており、図１（ｂ）に示す如く、高圧タワー５０が嵌着される。
【００３２】
尚、当該コイルケース１０では、従来例にて説明したフランジ部は一体的に形成されていない。かかるフランジ部は、締結具の配置位置に合わせて個別的に取り付けられる。従って、コイルケース１０は、自動車の規格、締結具（締結ボルト）の配置位置に関わりなく、必要な本数に応じて自由に製造することが可能となる。
【００３３】
高圧タワー５０は、外装が絶縁性材から成り、図示されない内部に昇圧電圧を伝達させる金属製の導通材が配されている。高圧タワー５０がプラグホール内に挿入されると、外装の端部が点火プラグの頭部を把持すると供に、導通材の端部が点火プラグへ電気的に接続される。
【００３４】
また、高圧タワー５０の下端部には、図示の如く、プラグキャップ７０が取り付けられる。かかるプラグキャップ７０は、振動を吸収する弾性体から成り、高圧タワー５０と点火プラグとの導通状態を維持させる。
【００３５】
かかる構成を具備する本体部１０１では、ＥＣＵからの駆動信号を受信すると、車載バッテリの入力電圧を断続的にコイルアセンブリ２０へ供給させる。このとき、コイルアセンブリ２０では、当該入力電圧に基づいて昇圧電圧を発生させ、高圧端子部１２から当該昇圧電圧を出力させる。その後、当該昇圧電圧は、高圧タワー５０を介して点火プラグへ供給され、シリンダ内のプラグギャップを放電させる。
【００３６】
上述の如く、本実施の形態に係る点火コイル１００によると、コイルケース１０とフランジ部１３とが互いに独立して製作されるので、締結具の配置位置の変更が生じても、コイルケースの設計変更を伴わずに、当該コイルケースを製造することが可能となる。また、コイルケースの変更種類が少なくなるので、製造工程の簡素化、在庫管理の簡素化が図られる。
【実施例１】
【００３７】
図２には、本実施の形態に係るフランジ部が示されている。かかるフランジ部１３は、上述したコイルケース１０とは独立して成形され、胴体部１３ａに孔部１３ｂが形成されている。このうち胴体部１３ａは、コイルケース１０と同一の材質で組成され、略板状体とされている。胴体部１３ａのケース当接面１３ｃは、コイルケース１０との当接面の形状に合わせて形状が定められ、例えば、図２（ａ）ではフラット面のケースに当接される場合が示されており、図２（ｂ）では曲面のケースに当接される場合が示されている。
【００３８】
孔部１３ｂは、ボルトの軸を挿通させる孔径とされ、所定の嵌合寸法となるように加工されている。また、当該孔部１３ｂは、圧縮強度の大きい補強材を埋設させるのが好ましく、これにより、フランジ部１３の胴体部１３ａは、締結ボルトの締め付け圧力から保護される。かかる補強材は、主としてアルミ等の金属材料が用いられ、締結ボルトからの圧力に応じて有効断面積が画定される。
【００３９】
図３には、超音波溶接を用いた固着工程（特許請求の範囲における第２の工程）が示されている。尚、同図では、本体部１０１を図１における矢線Ｘの方向に観察した状態が示されている。
【００４０】
図示の如く、超音波溶接機５００は、テーブル上に金型５０１〜５０３を適宜に配している。かかる金型５０１〜５０３は、本体部１０１を図示の如く固定把持する形状に形成されている。また、金型５０２及び５０３は、互いに組合された際に、フランジ部１３を挿通させるガイド孔を形成させる。
【００４１】
当該ガイド孔の上部には、ホーン５０５とブースタ５０４とが配置されている。当該ホーン５０５は、振動を発生させる振動子が内部に収容されており、超音波溶接機５００の本体から信号を受けると、数十Ｋｈｚ程度の振動を発生させる。
【００４２】
また、ホーン５０５の下部にはブースタ５０４が接続されている。当該ブースタ５０４は、ホーン５０５から受けた振動を適宜の状態に調整させ、被固着体とされるフランジ部１３へ振動を伝達させる。
【００４３】
かかる超音波溶接機５００では、本体部１０１が金型５０１〜５０３の中へ組み込まれると、金型５０２及び５０３で形成されたガイド孔にフランジ部１３を投入させる。その後、ホーン５０５を把持するアームが鉛直下方にスライドされ、図示の如く、フランジ１３の露出面にブースタ５０４が当接される。更に後、超音波溶接機本体から信号が出力されると、ホーン５０５は、振動を発生させ、ブースタ５０４を介してフランジ部１３を高周波振動させる。このとき、フランジ部１３とコイルケース１０との当接面では、高周波振動によって急激な発熱が発生し、互いの当接面が溶解する。このとき、双方の材質は同一であるので、フランジ部１３は、溶解した当接面にて分子結合され、振動が停止すると本体部１０１のコイルケースに固着されることとなる。
【００４４】
尚、本実施例では、超音波溶接機５００を用いてフランジ部１３をコイルケース１０に固着させることとしているが、特許請求の範囲に係る固着方法は、かかる方法に限定されるものではない。当該固着方法は、例えば、接着剤によってフランジ部１３をコイルケース１０に固着させても良く、超音波溶接法以外の摩擦溶接法又は熱溶接法を用いて双方を固着させても良い。
【００４５】
図４（ａ）には、上述した工程を経て完成した点火コイル１００が示されている。かかる点火コイル１００は、図示の如く、フランジ部１３がコイルケース１０の側面から突出した状態にて固着されている。また、同図では、高圧タワー５０にレインカバー６０が嵌め込まれている。尚、かかるレインカバー６０は、弾性材料が用いられている。
【００４６】
図４（ｂ）には、かかる点火コイルをエンジン（内燃機関）へ固定させた状態が示されている。図示の如く、エンジン２００は、エンジンブロック２０２の上方にエンジンヘッド２０１が配置されている。エンジン２００は、ピストンを摺動させるシリンダ（図示なし）が形成され、混合ガスを吸気させる吸気バルブ及び燃焼ガスを排気させる排気バルブが適所にレイアウトされている。また、当該エンジンにはプラグホール２０２ａが形成され、当該プラグホール２０２ａの底部には、プラグギャップをシリンダ内に露出させるように点火プラグが固定されている。エンジンヘッド２０１は、図示されないカム構造を収容させ、上述した吸気バルブ及び排気バルブを適宜に駆動させる。当該エンジンヘッド２０１には、エンジンブロックのプラグホール２０２ａと同軸的に当該エンジンヘッド側のプラグホール２０１ａが形成されている。また、エンジンヘッド２０１の上端側には、固定用ボス２０１ｂがエンジンヘッド２０１と一体的に形成されている。かかる固定用ボス２０１ｂには、図示の如く、締結ボルト８０を螺着させる雌ネジタップが形成されている。
【００４７】
図示の如く、点火コイル１００は、高圧タワー５０及びプラグキャップ７０がプラグホールへ挿通されると、レインカバー６０によってプラグホール２０１ａの開口部がシールされる。また、点火コイル２００のフランジ部１３は、エンジンヘッド２０１の固定用ボス２０１ａに当接され、締結ボルト８０によってエンジン２００に固定される。このとき、フランジ部１３は、点火コイル１００のコイルケース１０に固着されているので、コイルケース１０は、フランジ部１３と一体的に内燃機関２００へ固定される。
【００４８】
上述の如く、本実施例に係る点火コイル１００の製造方法によると、本体部１０１の製造工程後（特許請求の範囲における第１の工程）にフランジ部１３を当該本体部１０１へ固着させる固着工程（特許請求の範囲における第２の工程）が実施されるので、固定用ボスの位置に関わらず、本体部１０１を先行して製造させることが可能となる。また、締結具の配置位置の変更と無関係に本体部を製造することが可能となるので、コイルケースに係る設計変更の頻度を格段に低減させ、これにより、製造工程及び在庫管理の簡素化が図られる。
【００４９】
図５には、本実施例に係るフランジ部の種々の取付け例が示されている。尚、同図では、図４における矢線Ｙの方向から点火コイルの頭部を観察した状態が示されている。
【００５０】
図５（ａ）に示す如く、実線で示されるフランジ部１３は、図３で示される金型を用いた場合の取付け例であって、当該フランジ部１３が側面Ａにレイアウトされる。しかし、本実施例では、フランジ部１３とコイルケース１０との当接面を変更させることにより、フランジ部１３を点火コイル１００の側面Ｂ又は側面Ｃに固着させることが可能となる。特に、超音波溶接機を用いる場合、金型の形状を変更させることにより、フランジ部１３を点火コイル１００の側面Ｂ又は側面Ｃに固着させることが可能となる。
【００５１】
図５（ｂ）には、点火コイルの側面Ｃにフランジ部１３を固着させた状態が示されている。図示の如く、フランジ部１３は、当接面１３ｃを点火コイル１００に対して水平方向Ｆｓに移動させることで、水平方向Ｆｓの固着位置を自由に設定することが可能となる。また、これに限らず、フランジ部１３と点火コイル１００との固着位置は、プラグホールの軸心に平行な鉛直方向への調整も可能である。
【００５２】
尚、コイルケース１０と独立して製作されるフランジ部１３は、予め準備された変更モデルの中から選択的に用いることとするのが好ましい。例えば、フランジ部１３は、図６に示す如く、変更モデル１３ａ及び変更モデル１３ｂ及び変更モデル１３ｃが準備されていることとする。このとき、図６（ａ）に示す如く、締結ボルト８０の締結位置がコイルケース１０から距離ｄ１だけ離れている場合、点火コイル１００は、本体部１０１に変更モデル１３ａを用いて製造されると良い。また、何らかの理由で締結位置が距離ｄ２の位置へ変更された場合、点火コイル１００は、本体部１０１に変更モデル１３ｂを用いて製造されると良い。
【００５３】
また、図６（ｂ）に示す如く、水平方向Ｆｓの基準位置ｐａに締結ボルト８０の締結位置が有る場合、点火コイル１００は、本体部１０１に変更モデル１３ａを用いて製造されると良い。更に、基準位置ｐａから水平方向Ｆｓへ移動した地点ｐｂに締結位置が有る場合、点火コイル１００は、本体部１０１に変更モデル１３ｃを用いて製造されると良い。
【００５４】
上述の如く、本実施例に係る点火コイル１００によると、フランジ部１３の変更モデルが適宜に準備されることにより、適切な形状のフランジ部の選択が可能となり、締結位置の様々な変更形態に対応することが可能となる。
【実施例２】
【００５５】
図７には、点火コイル１００の斜視図が示されている。尚、同図では、便宜的に鉄心２２が図示省略されている。図７（ａ）に示す如く、コイルケース１０には、側壁部にケース側係止部１４ａが一体的に形成されている。かかるケース側係止部１４ａの各々は、互いに平行となるようにレイアウトされ、フランジ部１３の板厚と同程度の距離を隔てている。
【００５６】
本実施例では、図７（ｂ）に示す如く、フランジ部１３がコイルケース１０のケース側係止部１４ａの間で係止される。このとき、同図におけるケース側係止部１４ａは水平方向Ｆｓと平行となる配置であるため、当該フランジ部１３は、コイルケース１０に対して水平方向Ｆｓへのスライド調整が可能となる。
【００５７】
尚、図８に示す如く、ケース側係止部１４ｂの向きを鉛直方向Ｆｈに一致させることで、フランジ部１３は、鉛直方向Ｆｈへ調整可能にケース側係止部１４ｂで係止されることとなる。
【００５８】
図９には、超音波溶接を用いた固着工程が示されている。尚、同図にあっても、本体部１０１を図１における矢線Ｘの方向に観察した状態が示されている。
【００５９】
図示の如く、超音波溶接機５００は、テーブル上に金型５０１のみが配されている。かかる金型５０１は、本体部１０１を図示の如く固定可能とする形状に形成されている。尚、図３における金型５０２及び５０３は、フランジ部１３がコイルケース１０に係止されるため、省略が可能となる。
【００６０】
かかる固着工程にあっても、フランジ部１３は、高周波振動によってコイルケース１０の側壁部に固着される。即ち、当該フランジ部１３は、ケース側係止部１４ａによってコイルケース１０に係止された後、当該固着工程にてコイルケース１０に固着されることとなる。
【００６１】
尚、前述同様、特許請求の範囲に係る固着方法は、かかる方法に限定されるものではない。例えば、接着剤によってフランジ部１３をコイルケース１０に固着させても良く、超音波溶接法以外の摩擦溶接法又は熱溶接法を用いて双方を固着させても良い。
【００６２】
そして、図４に示す如く、点火コイル１００の高圧端子５０及びプラグキャップ７０がプラグホールへ挿通されると、フランジ部１３は、エンジンヘッド２０１の固定用ボス２０１ａに当接され、締結ボルト８０によってエンジン２００に固定される。このとき、フランジ部１３は、点火コイル１００のコイルケース１０に固着されているので、当該コイルケース１０と一体的に内燃機関２００へ固定される。
【００６３】
上述の如く、本実施例に係る点火コイル１００によると、フランジ部１３とコイルケース１０との固着位置を調整させ、又は、適切な形状のフランジ部１３を選択することにより、締結位置の様々な変更に対応することが可能となる。
【実施例３】
【００６４】
図１０には、点火コイル１００の改変例が示されている。尚、同図では、コイルケース１０の斜視図が示されており、便宜的に鉄心２２が図示省略されている。図１０（ａ）に示す如く、フランジ部１３には、当接面にフランジ側係止部１３ｅが一体的に形成されている。かかるフランジ側係止部１３ｅは、端部に爪状体１３ｄが形成されており、当該爪状体は、互いの間隔がコイルケース１０の水平方向の幅と略一致するように設定されている。
【００６５】
本実施例では、図１０（ｂ）に示す如く、フランジ側係止部１３ｅの爪状体１３ｄによって、フランジ部１３がコイルケース１０の適宜な位置に係止される。このとき、当該フランジ部１３は、コイルケース１０に対して鉛直方向Ｆｈへのスライド調整が可能となる。
【００６６】
尚、本実施例にあっても、超音波溶接機による固着工程を実施させても良い。また、これに限らず、接着剤によってフランジ部１３をコイルケース１０に固着させても良く、超音波溶接法以外の摩擦溶接法又は熱溶接法を用いて双方を固着させても良い。
【００６７】
そして、本実施例に係る点火装置１００にあっても、図４に示す如く、高圧端子５０及びプラグキャップ７０がプラグホールへ挿通されると、フランジ部１３は、エンジンヘッド２０１の固定用ボス２０１ａに当接され、締結ボルト８０によってエンジン２００に固定される。このとき、フランジ部１３は、点火コイル１００のコイルケース１０に固着されているので、当該コイルケース１０と一体的に内燃機関２００へ固定される。
【００６８】
上述の如く、本実施例に係る点火コイル１００によると、フランジ部１３とコイルケース１０との固着位置を調整させ、又は、フランジ部１３の変更モデルが適宜に準備されることにより、締結位置のあらゆる変更形態に対応した形状が実現される。
【実施例４】
【００６９】
図１１には、点火コイル１００の更なる改変例が示されている。尚、同図では、コイルケース１０の斜視図が示されており、便宜的に鉄心２２が図示省略されている。図１１（ａ）を参照すると、フランジ部１３には、当接面にフランジ側係止部１３ｆが一体的に形成されており、併せて、コイルケース１０には、ケース側係止部１４が一体的に形成されている。
【００７０】
図示の如く、フランジ部１３のフランジ側係止部１３ｆは、Ｔ字型の形状を呈しており、コイルケース１０との当接面に設けられている。また、コイルケース１０のケース側係止部１４は、フランジ側係止部１３ｆを受け入れる溝部を有し、当該コイルケース１０の側壁に設けられている。
【００７１】
そして、フランジ部１３及びコイルケース１０は、かかるフランジ側係止部１４をケース側係止部１３ｆの溝部へ圧入させることにより、互いに係止されることとなる。尚、特許請求の範囲における係合の語意は、上述した圧入を含むものであるが、これに限らず、互いを止め合わせる手段であれば、その態様を問うものではない。そして、フランジ部１３及びコイルケース１０の係合状態がエンジン等の振動に耐え得るものであれば、上述した固着工程を省略させることもできる。また、双方の係合状態を更に強化する目的として、上述した固着工程を採用さても良い。
【００７２】
尚、本実施例に係る点火コイル１００では、図１２（ａ）に示す如く、コイルケース１０の複数個所Ａ〜Ｃに同一形状のケース側係止部１４を形成させるのが好ましい。これにより、これらのケース側係止部１４の中から所定のケース側係止部１４を選択することが可能となる。即ち、フランジ部１３は、図１２（ｂ）〜図１２（ｄ）に示す如く、所望の方向へフランジ部１３を取り付けることが可能となる。
【００７３】
また、本実施例に係る点火コイル１００では、図１３に示す如く、フランジ部１３として複数種類の変更モデルを準備しておき、これら変更モデルのフランジ側係止部１３ｆを共通の形状とさせておくのが好ましい。これにより、或るケース側係止部１４に対して、異なる変更モデルを取り付けることが可能となる。そして、図１３（ａ）に示す如く、当接面からボルトの孔部１３ｂまで距離が異なる変更モデル１３ａ及び１３ｂを準備しておけば、図中のＦｄ方向への孔位置の設定又は変更が可能となる。更に、図１３（ｂ）に示す如く、傾斜状態の異なる変更モデル１３ａ、１３ｃ、１３ｄを準備しておけば、図中の水平方向への孔位置の設定又は変更が可能となる。
【００７４】
尚、本発明は、実施の形態にて説明した点火コイルに限定されるものではなく、所謂ペン型の点火コイルへの適用も可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１００ 点火コイル
１０ コイルケース
１４ ケース側係止部
１３ フランジ部
１３ｅ フランジ側係止部
２０ コイルアセンブリ
２００ 内燃機関
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に用いられる点火コイル及び其の製造方法に関し、特に、コイルケースの設計変更を最小限に抑える最に用いて好適のものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等に搭載される内燃機関は、複数のプラグホールへ点火コイルが各々挿入され、プラグホールの底部に設けられた点火プラグへ当該点火コイルの各々が接続されている。点火コイルは、入力された電圧を昇圧させ、かかる昇圧電圧を点火プラグへ印加させることにより、点火プラグを放電させ、これにより、内燃機関では、シリンダ内の混合ガスが燃焼され、クランクシャフトに駆動トルクが発生する。
【０００３】
例えば、特開２００７−２４２７６３号公報（特許文献１）では、内燃機関に設けられる点火コイルの一例が紹介されている。かかる点火コイルは、収納ケース（特許請求の範囲におけるコイルケース）とプラグジョイント（実施の形態における高圧タワー）と下部ソケット（実施の形態におけるプラグキャップ）とから構成される。このうち収納ケースは、一次コイル及び二次コイル及び鉄心から成るコイルアッセンブリを収納させている。また、収納ケースは、電力の供給を受けるコネクタハウジング（実施の形態におけるコネクタ部）と昇圧電位を出力させる高圧端子部とボルト穴を具備する取付部（特許請求の範囲におけるフランジ部）とが一体的に形成されている。収納ケースは、プラグジョイント及び下部ソケットがプラグホールへ挿通されると、コイルアセンブリを収容させる壁面がプラグホールの開口面に当接される。そして、収納部の取付部をボルト等の締結具で内燃機関に固定させることにより、点火コイルは、当該内燃機関に固定されることとなる。
【０００４】
また、特開２００２−３２９６２１号公報（特許文献２）では、コイルアッセンブリをプラグホール内へ収容させる所謂ペン型点火コイルが紹介されている。かかる点火コイルにあっても、コイルケースは、コイルアセンブリを収容させるハウジング部とコネクタ部とフランジ部とが一体的に形成されており、締結具でフランジ部を内燃機関に固定させることにより、点火コイルの全体を当該内燃機関へ固定させる。
【０００５】
更に、特開平１０−３２６７１７号公報（特許文献３）では、上述したペン型点火コイルの改変例が紹介されている。かかる点火コイルに用いられるコイルケースは、コイルアセンブリを収容させる外装ケースと、イグナイタを収容させ且つコネクタを配させる回路ケースとが独立して成形される。そして、当該コイルケースは、外装ケースと回路ケースとが互いに溶着されることで一体化され、回路ケースと供に一体的に形成されたフランジ部によって内燃機関へ固定される。尚、特開平１０−３２６７１７号公報で記されるコイルケースの語意は、外装ケースを指し、特許請求の範囲におけるコイルケースと一致する意味として用いられていない。
【０００６】
特開平７−２０８３１２号公報（特許文献４）では、特許文献１で説明したタイプにおける点火装置の改変例が示されている。かかる点火装置（特許請求の範囲における点火コイル）は、コイルケースのフランジ部が設けられたボルト穴を楕円形状とさせ、締結ボルトに対してボルト穴をスライドさせることにより、点火装置を配置させる際、内燃機関に対する位置調整が可能とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２４２７６３号公報
【特許文献２】特開２００２−３２９６２１号公報
【特許文献３】特開平１０−３２６７１７号公報
【特許文献４】特開平７−２０８３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１又は特許文献２の技術では、フランジ部がコイルケースに一体的に成形されるため、プラグホールの開口位置に対する締結具の配置位置が変更されると、この度毎にコイルケースの設計変更が要求され、設計作業及び製造工程の煩雑化、在庫管理の複雑化を招いてしまうとの問題が生じる。特に、締結具の配置位置は、内燃機関の型式が異なると、これに応じて変更される場合が多い。また、同一の内燃機関に点火コイルを装着させる場合であっても、シリンダのレイアウトによっては、締結具の配置位置が対称形の位置へ変更される場合も有る。
【０００９】
また、特許文献３の技術では、フランジ部が回路ケースに一体的に成形されているため、外装ケースと回路ケースとを溶着させ、又は、コイルケースの内部に絶縁樹脂を充填させてしまうと、その後の工程で、フランジ部の形状を変更することができなくなるとの問題が生じる。また、特許文献３の技術で製造される点火コイルは、少なくとも絶縁樹脂の充填工程後においてフランジ部の形状を変更できないので、上述同様、製造工程の煩雑化、在庫管理の複雑化を招いてしまう。
【００１０】
更に、特許文献４の技術に係る点火コイルは、数ｍｍ程度の調整を実現させるものであるため、プラグホールの開口位置に対する締結具の配置位置が大きく変更されてしまうと、ボルト穴の調整範囲を超えてしまい、締結具による内燃機関への固定ができなくなるとの問題が生じる。
【００１１】
加えて、かかる締結具の配置位置の変更に備えてフランジ部を複数個所に成形させておくことも考えられる。しかし、当該締結具の配置位置の変更は多種多様の形態で実施されるため、かかる点火コイルは、コイルケースにフランジ部が複数設けられても、殆どの変更態様に対応できるものでは無い。また、コイルケースに複数のフランジ部を成形させると、プラグホールの開口面におけるレイアウト上の制約、又は、コストの高騰を招くとの問題が生じる。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑み、コイルケースの設計変更を最小限に抑え得る点火コイルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明では次のような点火コイル（第１の発明）の構成とする。即ち、印加された入力電圧を昇圧させるコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリを格納させるコイルケースと、内燃機関へ固定されるフランジ部とを備え、前記フランジ部は、前記コイルケースに固着され、当該コイルケースと一体的に前記内燃機関へ固定されることとする。
【００１４】
第１の発明の場合、前記フランジ部は、予め準備された複数種類の変更モデルのうちから用いられるのが好ましい。
【００１５】
また、本発明では次のような点火コイル（第２の発明）の構成としても良い。即ち、印加された入力電圧を昇圧させるコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリを格納させるコイルケースと、内燃機関へ固定されるフランジ部とを備え、前記フランジ部は、前記コイルケースに係止され、当該コイルケースと一体的に前記内燃機関へ固定されることとする。
【００１６】
更に、本発明では次のような点火コイル（第３の発明）の構成としても良い。即ち、印加された入力電圧を昇圧させるコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリを格納させるコイルケースと、内燃機関へ固定されるフランジ部とを備え、
前記フランジ部は、前記コイルケースに係止及び固着され、当該コイルケースと一体的に前記内燃機関へ固定されることとする。
【００１７】
第２の発明または第３の発明の場合、前記コイルケースは、前記フランジを係止させるケース側係止部を少なくとも１つ有することとしても良く、この他、前記フランジ部は、前記コイルケースに係止されるためのフランジ側係止部を有することとしても良い。
【００１８】
また、第２の発明または第３の発明の場合、前記コイルケースは、前記フランジ部に設けられたフランジ側係止部に係合するケース側係止部を少なくとも１つ有し、前記コイルケース及び前記フランジ部は、前記ケース側係止部と前記フランジ側係止部とを係合させることにより、互いに係止されることとしても良い。
【００１９】
このとき、好ましくは、前記コイルケースは前記ケース側係止部を複数個所に有し、前記フランジ部は複数設けられた前記ケース側係止部のうちから選択的に定められた所定のケース側係止部へ係止されることとする。
【００２０】
更に、第２の発明または第３の発明の場合、前記フランジ部は、予め準備された複数種類の変更モデルのうちから用いられるものであって、前記変更モデルの各々は、前記フランジ側係止部の形状が共通していることとするのが好ましい。
【００２１】
また、本発明では次のような点火コイルの製造方法とする。即ち、前記コイルケースの内部に形成された隙間部に絶縁樹脂を含浸させ、前記フランジ部を除く本体部を完成させる第１の工程と、前記本体部のコイルケースに前記フランジ部を係止及び／又は固着させる第２の工程と、を順に実施させることとする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る点火コイルによると、コイルケースとフランジ部とが互いに独立して製作されるので、締結具の配置位置の変更が生じても、コイルケースの設計変更を伴わずに、当該コイルケースを製造することが可能となる。また、コイルケースの変更種類が少なくなるので、製造工程の簡素化、在庫管理の簡素化が図られる。
【００２３】
本発明に係る点火コイルの製造方法によると、フランジ部を除く本体部が第１の工程で完成され、その後の第２の工程で、所望のフランジが本体部へ取り付けられることとなる。従って、締結具の配置位置の変更と無関係に本体部を製造することが可能となり、コイルケースに係る設計変更の頻度を格段に低減させ、これにより、製造工程及び在庫管理の簡素化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施の形態に係る点火コイルの構成を示す図
【図２】実施例１に係るフランジ部の構成を示す図
【図３】超音波溶接の工程を示す図
【図４】実施例１に係る点火コイルの完成品を示す図
【図５】実施例１に係る点火コイルの変形例を示す図
【図６】実施例１に係る点火コイルの変形例を示す図
【図７】実施例２に係る点火コイルを示す図
【図８】実施例２に係る点火コイルを示す図
【図９】超音波溶接の工程を示す図
【図１０】実施例３に係る点火コイルを示す図
【図１１】実施例４に係る点火コイルを示す図
【図１２】実施例４に係る点火コイルの変形例を示す図
【図１３】実施例４に係る点火コイルの変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して説明する。図１（ａ）に示す如く、点火コイル１００の本体部１０１は、コイルケース１０とコイルアセンブリ２０とイグナイタ３０とコネクタ部４０とから構成される。
【００２６】
コイルアセンブリ２０は、コイル部２１と鉄心２２とから構成されている。このうちコイル部２１は、一次巻線を巻回させた一次スプールと、二次巻線を巻回させた二次スプールとから成り、二次スプールの端部には、イグナイタ３０を固定させる固定部が形成されている。鉄心は、珪素鋼板の積層体であって、四角形又は日の字形を呈している。当該鉄心は、コイルアセンブリ２０へ収容される部分にコイル部２１が挿入されている。かかるコイルアセンブリ２０は、一次巻線に入力電圧が供給されると、磁束の変動を生じさせ、二次コイルでは、当該磁束の変動に応じて入力電圧が昇圧され、二次巻線の接点にて昇圧電圧を印加させる。
【００２７】
イグナイタ３０は、パワースイッチング素子及び制御回路をモールドさせたパッケージとされ、当該回路に通電される複数の端子が設けられている。イグナイタ３０では、入力信号を受信すると、これに応じてバッテリの電力を断続させ、コイルアセンブリ２０へ断続的な電力を供給させる。また、イグナイタ３０には、コイルアセンブリ２０から戻された電力をグランドに接地させる端子が設けられている。
【００２８】
コネクタ部４０は、絶縁性の熱可塑性樹脂から成り、開口部を有する矩形状のハウジング部と、コイルアセンブリ２０へ固定される被固定部とが形成されている。当該コネクタ部４０は、ハウジング部内に複数の端子を配し、当該複数の端子は、イグナイタ３０の端子に接続されるように配線されている。かかるコネクタ部４０は、本実施の形態にあっては、ハーネスを介してＥＣＵ（Engine Control Unit）と接続され、バッテリの入力電圧が供給され、また、ＥＣＵで生成された駆動信号が入力される。
【００２９】
コイルケース１０は、絶縁性の熱可塑性樹脂から成り、具体的には、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）又はＰＢＴ（Poly Buthylene Terephthalete）等から組成される。当該コイルケース１０は、図示の如く、コイルアセンブリ２０を格納させる収容部１１と、昇圧電圧を出力させる高電圧端子部１２とが主構成要素とされる。
【００３０】
収容部１１は、略直方体とされ、当該直方体の一方の面Ｄに大きな開口が形成され、他方の面Ｂに小型の角状孔が形成されている。かかる収容部１１は、コイルアセンブリ２０とイグナイタ３０とを面Ｄから収容部の内部へと格納させ、面Ｂの角状孔に鉄心２２の一辺が挿通される。また、かかるコイルアセンブリ２０の固定部には、コネクタ部４０の被固定部が嵌着される。更に、収容部１１には、一次スプールとコイルケースの壁面との間にイグナイタ３０が配置され、コネクタ部４０とイグナイタ３０とに配された端子が溶接され、電気的に接続された状態とされる。そして、収容部１１には、これらの部品によって形成された隙間部に、絶縁性の熱硬化性樹脂が含浸される。
【００３１】
高圧端子部１２は、端部に開口を有する筒状体とされ、収容部１１と一体的に成形される。かかる高圧端子１２の内部には金属端子が収容され、当該金属端子には、二次巻線の一端が導通され、コイルアセンブリ２０で発生した昇圧電圧が印加される。また、高圧端子部１２の外壁には、爪状体が形成されており、図１（ｂ）に示す如く、高圧タワー５０が嵌着される。
【００３２】
尚、当該コイルケース１０では、従来例にて説明したフランジ部は一体的に形成されていない。かかるフランジ部は、締結具の配置位置に合わせて個別的に取り付けられる。従って、コイルケース１０は、自動車の規格、締結具（締結ボルト）の配置位置に関わりなく、必要な本数に応じて自由に製造することが可能となる。
【００３３】
高圧タワー５０は、外装が絶縁性材から成り、図示されない内部に昇圧電圧を伝達させる金属製の導通材が配されている。高圧タワー５０がプラグホール内に挿入されると、外装の端部が点火プラグの頭部を把持すると供に、導通材の端部が点火プラグへ電気的に接続される。
【００３４】
また、高圧タワー５０の下端部には、図示の如く、プラグキャップ７０が取り付けられる。かかるプラグキャップ７０は、振動を吸収する弾性体から成り、高圧タワー５０と点火プラグとの導通状態を維持させる。
【００３５】
かかる構成を具備する本体部１０１では、ＥＣＵからの駆動信号を受信すると、車載バッテリの入力電圧を断続的にコイルアセンブリ２０へ供給させる。このとき、コイルアセンブリ２０では、当該入力電圧に基づいて昇圧電圧を発生させ、高圧端子部１２から当該昇圧電圧を出力させる。その後、当該昇圧電圧は、高圧タワー５０を介して点火プラグへ供給され、シリンダ内のプラグギャップを放電させる。
【００３６】
上述の如く、本実施の形態に係る点火コイル１００によると、コイルケース１０とフランジ部１３とが互いに独立して製作されるので、締結具の配置位置の変更が生じても、コイルケースの設計変更を伴わずに、当該コイルケースを製造することが可能となる。また、コイルケースの変更種類が少なくなるので、製造工程の簡素化、在庫管理の簡素化が図られる。
【実施例１】
【００３７】
図２には、本実施の形態に係るフランジ部が示されている。かかるフランジ部１３は、上述したコイルケース１０とは独立して成形され、胴体部１３ａに孔部１３ｂが形成されている。このうち胴体部１３ａは、コイルケース１０と同一の材質で組成され、略板状体とされている。胴体部１３ａのケース当接面１３ｃは、コイルケース１０との当接面の形状に合わせて形状が定められ、例えば、図２（ａ）ではフラット面のケースに当接される場合が示されており、図２（ｂ）では曲面のケースに当接される場合が示されている。
【００３８】
孔部１３ｂは、ボルトの軸を挿通させる孔径とされ、所定の嵌合寸法となるように加工されている。また、当該孔部１３ｂは、圧縮強度の大きい補強材を埋設させるのが好ましく、これにより、フランジ部１３の胴体部１３ａは、締結ボルトの締め付け圧力から保護される。かかる補強材は、主としてアルミ等の金属材料が用いられ、締結ボルトからの圧力に応じて有効断面積が画定される。
【００３９】
図３には、超音波溶接を用いた固着工程（特許請求の範囲における第２の工程）が示されている。尚、同図では、本体部１０１を図１における矢線Ｘの方向に観察した状態が示されている。
【００４０】
図示の如く、超音波溶接機５００は、テーブル上に金型５０１〜５０３を適宜に配している。かかる金型５０１〜５０３は、本体部１０１を図示の如く固定把持する形状に形成されている。また、金型５０２及び５０３は、互いに組合された際に、フランジ部１３を挿通させるガイド孔を形成させる。
【００４１】
当該ガイド孔の上部には、ホーン５０５とブースタ５０４とが配置されている。当該ホーン５０５は、振動を発生させる振動子が内部に収容されており、超音波溶接機５００の本体から信号を受けると、数十Ｋｈｚ程度の振動を発生させる。
【００４２】
また、ホーン５０５の下部にはブースタ５０４が接続されている。当該ブースタ５０４は、ホーン５０５から受けた振動を適宜の状態に調整させ、被固着体とされるフランジ部１３へ振動を伝達させる。
【００４３】
かかる超音波溶接機５００では、本体部１０１が金型５０１〜５０３の中へ組み込まれると、金型５０２及び５０３で形成されたガイド孔にフランジ部１３を投入させる。その後、ホーン５０５を把持するアームが鉛直下方にスライドされ、図示の如く、フランジ１３の露出面にブースタ５０４が当接される。更に後、超音波溶接機本体から信号が出力されると、ホーン５０５は、振動を発生させ、ブースタ５０４を介してフランジ部１３を高周波振動させる。このとき、フランジ部１３とコイルケース１０との当接面では、高周波振動によって急激な発熱が発生し、互いの当接面が溶解する。このとき、双方の材質は同一であるので、フランジ部１３は、溶解した当接面にて分子結合され、振動が停止すると本体部１０１のコイルケースに固着されることとなる。
【００４４】
尚、本実施例では、超音波溶接機５００を用いてフランジ部１３をコイルケース１０に固着させることとしているが、特許請求の範囲に係る固着方法は、かかる方法に限定されるものではない。当該固着方法は、例えば、接着剤によってフランジ部１３をコイルケース１０に固着させても良く、超音波溶接法以外の摩擦溶接法又は熱溶接法を用いて双方を固着させても良い。
【００４５】
図４（ａ）には、上述した工程を経て完成した点火コイル１００が示されている。かかる点火コイル１００は、図示の如く、フランジ部１３がコイルケース１０の側面から突出した状態にて固着されている。また、同図では、高圧タワー５０にレインカバー６０が嵌め込まれている。尚、かかるレインカバー６０は、弾性材料が用いられている。
【００４６】
図４（ｂ）には、かかる点火コイルをエンジン（内燃機関）へ固定させた状態が示されている。図示の如く、エンジン２００は、エンジンブロック２０２の上方にエンジンヘッド２０１が配置されている。エンジン２００は、ピストンを摺動させるシリンダ（図示なし）が形成され、混合ガスを吸気させる吸気バルブ及び燃焼ガスを排気させる排気バルブが適所にレイアウトされている。また、当該エンジンにはプラグホール２０２ａが形成され、当該プラグホール２０２ａの底部には、プラグギャップをシリンダ内に露出させるように点火プラグが固定されている。エンジンヘッド２０１は、図示されないカム構造を収容させ、上述した吸気バルブ及び排気バルブを適宜に駆動させる。当該エンジンヘッド２０１には、エンジンブロックのプラグホール２０２ａと同軸的に当該エンジンヘッド側のプラグホール２０１ａが形成されている。また、エンジンヘッド２０１の上端側には、固定用ボス２０１ｂがエンジンヘッド２０１と一体的に形成されている。かかる固定用ボス２０１ｂには、図示の如く、締結ボルト８０を螺着させる雌ネジタップが形成されている。
【００４７】
図示の如く、点火コイル１００は、高圧タワー５０及びプラグキャップ７０がプラグホールへ挿通されると、レインカバー６０によってプラグホール２０１ａの開口部がシールされる。また、点火コイル２００のフランジ部１３は、エンジンヘッド２０１の固定用ボス２０１ａに当接され、締結ボルト８０によってエンジン２００に固定される。このとき、フランジ部１３は、点火コイル１００のコイルケース１０に固着されているので、コイルケース１０は、フランジ部１３と一体的に内燃機関２００へ固定される。
【００４８】
上述の如く、本実施例に係る点火コイル１００の製造方法によると、本体部１０１の製造工程後（特許請求の範囲における第１の工程）にフランジ部１３を当該本体部１０１へ固着させる固着工程（特許請求の範囲における第２の工程）が実施されるので、固定用ボスの位置に関わらず、本体部１０１を先行して製造させることが可能となる。また、締結具の配置位置の変更と無関係に本体部を製造することが可能となるので、コイルケースに係る設計変更の頻度を格段に低減させ、これにより、製造工程及び在庫管理の簡素化が図られる。
【００４９】
図５には、本実施例に係るフランジ部の種々の取付け例が示されている。尚、同図では、図４における矢線Ｙの方向から点火コイルの頭部を観察した状態が示されている。
【００５０】
図５（ａ）に示す如く、実線で示されるフランジ部１３は、図３で示される金型を用いた場合の取付け例であって、当該フランジ部１３が側面Ａにレイアウトされる。しかし、本実施例では、フランジ部１３とコイルケース１０との当接面を変更させることにより、フランジ部１３を点火コイル１００の側面Ｂ又は側面Ｃに固着させることが可能となる。特に、超音波溶接機を用いる場合、金型の形状を変更させることにより、フランジ部１３を点火コイル１００の側面Ｂ又は側面Ｃに固着させることが可能となる。
【００５１】
図５（ｂ）には、点火コイルの側面Ｃにフランジ部１３を固着させた状態が示されている。図示の如く、フランジ部１３は、当接面１３ｃを点火コイル１００に対して水平方向Ｆｓに移動させることで、水平方向Ｆｓの固着位置を自由に設定することが可能となる。また、これに限らず、フランジ部１３と点火コイル１００との固着位置は、プラグホールの軸心に平行な鉛直方向への調整も可能である。
【００５２】
尚、コイルケース１０と独立して製作されるフランジ部１３は、予め準備された変更モデルの中から選択的に用いることとするのが好ましい。例えば、フランジ部１３は、図６に示す如く、変更モデル１３ａ及び変更モデル１３ｂ及び変更モデル１３ｃが準備されていることとする。このとき、図６（ａ）に示す如く、締結ボルト８０の締結位置がコイルケース１０から距離ｄ１だけ離れている場合、点火コイル１００は、本体部１０１に変更モデル１３ａを用いて製造されると良い。また、何らかの理由で締結位置が距離ｄ２の位置へ変更された場合、点火コイル１００は、本体部１０１に変更モデル１３ｂを用いて製造されると良い。
【００５３】
また、図６（ｂ）に示す如く、水平方向Ｆｓの基準位置ｐａに締結ボルト８０の締結位置が有る場合、点火コイル１００は、本体部１０１に変更モデル１３ａを用いて製造されると良い。更に、基準位置ｐａから水平方向Ｆｓへ移動した地点ｐｂに締結位置が有る場合、点火コイル１００は、本体部１０１に変更モデル１３ｃを用いて製造されると良い。
【００５４】
上述の如く、本実施例に係る点火コイル１００によると、フランジ部１３の変更モデルが適宜に準備されることにより、適切な形状のフランジ部の選択が可能となり、締結位置の様々な変更形態に対応することが可能となる。
【実施例２】
【００５５】
図７には、点火コイル１００の斜視図が示されている。尚、同図では、便宜的に鉄心２２が図示省略されている。図７（ａ）に示す如く、コイルケース１０には、側壁部にケース側係止部１４ａが一体的に形成されている。かかるケース側係止部１４ａの各々は、互いに平行となるようにレイアウトされ、フランジ部１３の板厚と同程度の距離を隔てている。
【００５６】
本実施例では、図７（ｂ）に示す如く、フランジ部１３がコイルケース１０のケース側係止部１４ａの間で係止される。このとき、同図におけるケース側係止部１４ａは水平方向Ｆｓと平行となる配置であるため、当該フランジ部１３は、コイルケース１０に対して水平方向Ｆｓへのスライド調整が可能となる。
【００５７】
尚、図８に示す如く、ケース側係止部１４ｂの向きを鉛直方向Ｆｈに一致させることで、フランジ部１３は、鉛直方向Ｆｈへ調整可能にケース側係止部１４ｂで係止されることとなる。
【００５８】
図９には、超音波溶接を用いた固着工程が示されている。尚、同図にあっても、本体部１０１を図１における矢線Ｘの方向に観察した状態が示されている。
【００５９】
図示の如く、超音波溶接機５００は、テーブル上に金型５０１のみが配されている。かかる金型５０１は、本体部１０１を図示の如く固定可能とする形状に形成されている。尚、図３における金型５０２及び５０３は、フランジ部１３がコイルケース１０に係止されるため、省略が可能となる。
【００６０】
かかる固着工程にあっても、フランジ部１３は、高周波振動によってコイルケース１０の側壁部に固着される。即ち、当該フランジ部１３は、ケース側係止部１４ａによってコイルケース１０に係止された後、当該固着工程にてコイルケース１０に固着されることとなる。
【００６１】
尚、前述同様、特許請求の範囲に係る固着方法は、かかる方法に限定されるものではない。例えば、接着剤によってフランジ部１３をコイルケース１０に固着させても良く、超音波溶接法以外の摩擦溶接法又は熱溶接法を用いて双方を固着させても良い。
【００６２】
そして、図４に示す如く、点火コイル１００の高圧端子５０及びプラグキャップ７０がプラグホールへ挿通されると、フランジ部１３は、エンジンヘッド２０１の固定用ボス２０１ａに当接され、締結ボルト８０によってエンジン２００に固定される。このとき、フランジ部１３は、点火コイル１００のコイルケース１０に固着されているので、当該コイルケース１０と一体的に内燃機関２００へ固定される。
【００６３】
上述の如く、本実施例に係る点火コイル１００によると、フランジ部１３とコイルケース１０との固着位置を調整させ、又は、適切な形状のフランジ部１３を選択することにより、締結位置の様々な変更に対応することが可能となる。
【実施例３】
【００６４】
図１０には、点火コイル１００の改変例が示されている。尚、同図では、コイルケース１０の斜視図が示されており、便宜的に鉄心２２が図示省略されている。図１０（ａ）に示す如く、フランジ部１３には、当接面にフランジ側係止部１３ｅが一体的に形成されている。かかるフランジ側係止部１３ｅは、端部に爪状体１３ｄが形成されており、当該爪状体は、互いの間隔がコイルケース１０の水平方向の幅と略一致するように設定されている。
【００６５】
本実施例では、図１０（ｂ）に示す如く、フランジ側係止部１３ｅの爪状体１３ｄによって、フランジ部１３がコイルケース１０の適宜な位置に係止される。このとき、当該フランジ部１３は、コイルケース１０に対して鉛直方向Ｆｈへのスライド調整が可能となる。
【００６６】
尚、本実施例にあっても、超音波溶接機による固着工程を実施させても良い。また、これに限らず、接着剤によってフランジ部１３をコイルケース１０に固着させても良く、超音波溶接法以外の摩擦溶接法又は熱溶接法を用いて双方を固着させても良い。
【００６７】
そして、本実施例に係る点火装置１００にあっても、図４に示す如く、高圧端子５０及びプラグキャップ７０がプラグホールへ挿通されると、フランジ部１３は、エンジンヘッド２０１の固定用ボス２０１ａに当接され、締結ボルト８０によってエンジン２００に固定される。このとき、フランジ部１３は、点火コイル１００のコイルケース１０に固着されているので、当該コイルケース１０と一体的に内燃機関２００へ固定される。
【００６８】
上述の如く、本実施例に係る点火コイル１００によると、フランジ部１３とコイルケース１０との固着位置を調整させ、又は、フランジ部１３の変更モデルが適宜に準備されることにより、締結位置のあらゆる変更形態に対応した形状が実現される。
【実施例４】
【００６９】
図１１には、点火コイル１００の更なる改変例が示されている。尚、同図では、コイルケース１０の斜視図が示されており、便宜的に鉄心２２が図示省略されている。図１１（ａ）を参照すると、フランジ部１３には、当接面にフランジ側係止部１３ｆが一体的に形成されており、併せて、コイルケース１０には、ケース側係止部１４が一体的に形成されている。
【００７０】
図示の如く、フランジ部１３のフランジ側係止部１３ｆは、Ｔ字型の形状を呈しており、コイルケース１０との当接面に設けられている。また、コイルケース１０のケース側係止部１４は、フランジ側係止部１３ｆを受け入れる溝部を有し、当該コイルケース１０の側壁に設けられている。
【００７１】
そして、フランジ部１３及びコイルケース１０は、かかるフランジ側係止部１４をケース側係止部１３ｆの溝部へ圧入させることにより、互いに係止されることとなる。尚、特許請求の範囲における係合の語意は、上述した圧入を含むものであるが、これに限らず、互いを止め合わせる手段であれば、その態様を問うものではない。そして、フランジ部１３及びコイルケース１０の係合状態がエンジン等の振動に耐え得るものであれば、上述した固着工程を省略させることもできる。また、双方の係合状態を更に強化する目的として、上述した固着工程を採用さても良い。
【００７２】
尚、本実施例に係る点火コイル１００では、図１２（ａ）に示す如く、コイルケース１０の複数個所Ａ〜Ｃに同一形状のケース側係止部１４を形成させるのが好ましい。これにより、これらのケース側係止部１４の中から所定のケース側係止部１４を選択することが可能となる。即ち、フランジ部１３は、図１２（ｂ）〜図１２（ｄ）に示す如く、所望の方向へフランジ部１３を取り付けることが可能となる。
【００７３】
また、本実施例に係る点火コイル１００では、図１３に示す如く、フランジ部１３として複数種類の変更モデルを準備しておき、これら変更モデルのフランジ側係止部１３ｆを共通の形状とさせておくのが好ましい。これにより、或るケース側係止部１４に対して、異なる変更モデルを取り付けることが可能となる。そして、図１３（ａ）に示す如く、当接面からボルトの孔部１３ｂまで距離が異なる変更モデル１３ａ及び１３ｂを準備しておけば、図中のＦｄ方向への孔位置の設定又は変更が可能となる。更に、図１３（ｂ）に示す如く、傾斜状態の異なる変更モデル１３ａ、１３ｃ、１３ｄを準備しておけば、図中の水平方向への孔位置の設定又は変更が可能となる。
【００７４】
尚、本発明は、実施の形態にて説明した点火コイルに限定されるものではなく、所謂ペン型の点火コイルへの適用も可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１００ 点火コイル
１０ コイルケース
１４ ケース側係止部
１３ フランジ部
１３ｅ フランジ側係止部
２０ コイルアセンブリ
２００ 内燃機関
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加された入力電圧を昇圧させるコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリを格納させるコイルケースと、内燃機関へ固定されるフランジ部とを備え、
前記フランジ部は、前記コイルケースに固着され、当該コイルケースと一体的に前記内燃機関へ固定されることを特徴とする点火コイル。
【請求項２】
前記フランジ部は、予め準備された複数種類の変更モデルのうちから用いられることを特徴とする請求項１に記載の点火コイル。
【請求項３】
印加された入力電圧を昇圧させるコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリを格納させるコイルケースと、内燃機関へ固定されるフランジ部とを備え、
前記フランジ部は、前記コイルケースに係止され、当該コイルケースと一体的に前記内燃機関へ固定されることを特徴とする点火コイル。
【請求項４】
印加された入力電圧を昇圧させるコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリを格納させるコイルケースと、内燃機関へ固定されるフランジ部とを備え、
前記フランジ部は、前記コイルケースに係止及び固着され、当該コイルケースと一体的に前記内燃機関へ固定されることを特徴とする点火コイル。
【請求項５】
前記コイルケースは、前記フランジを係止させるケース側係止部を少なくとも１つ有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の点火コイル。
【請求項６】
前記フランジ部は、前記コイルケースに係止されるためのフランジ側係止部を有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の点火コイル。
【請求項７】
前記コイルケースは、前記フランジ部に設けられたフランジ側係止部に係合するケース側係止部を少なくとも１つ有し、
前記コイルケース及び前記フランジ部は、前記ケース側係止部と前記フランジ側係止部とを係合させることにより、互いに係止されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の点火コイル。
【請求項８】
前記コイルケースは前記ケース側係止部を複数個所に有し、前記フランジ部は複数設けられた前記ケース側係止部のうちから選択的に定められた所定のケース側係止部へ係止されることを特徴とする請求項７に記載の点火コイル。
【請求項９】
前記フランジ部は、予め準備された複数種類の変更モデルのうちから用いられるものであって、
前記変更モデルの各々は、前記フランジ側係止部の形状が共通していることを特徴とする請求項６乃至請求項８に記載の点火コイル。
【請求項１０】
前記コイルケースの内部に形成された隙間部に絶縁樹脂を含浸させ、前記フランジ部を除く本体部を完成させる第１の工程と、
前記本体部のコイルケースに前記フランジ部を係止及び／又は固着させる第２の工程と、
を順に実施させることを特徴とする請求項１乃至請求項９に記載の点火コイルの製造方法。
【請求項１】
印加された入力電圧を昇圧させるコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリを格納させるコイルケースと、内燃機関へ固定されるフランジ部とを備え、
前記フランジ部は、前記コイルケースに固着され、当該コイルケースと一体的に前記内燃機関へ固定されることを特徴とする点火コイル。
【請求項２】
前記フランジ部は、予め準備された複数種類の変更モデルのうちから用いられることを特徴とする請求項１に記載の点火コイル。
【請求項３】
印加された入力電圧を昇圧させるコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリを格納させるコイルケースと、内燃機関へ固定されるフランジ部とを備え、
前記フランジ部は、前記コイルケースに係止され、当該コイルケースと一体的に前記内燃機関へ固定されることを特徴とする点火コイル。
【請求項４】
印加された入力電圧を昇圧させるコイルアセンブリと、前記コイルアセンブリを格納させるコイルケースと、内燃機関へ固定されるフランジ部とを備え、
前記フランジ部は、前記コイルケースに係止及び固着され、当該コイルケースと一体的に前記内燃機関へ固定されることを特徴とする点火コイル。
【請求項５】
前記コイルケースは、前記フランジを係止させるケース側係止部を少なくとも１つ有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の点火コイル。
【請求項６】
前記フランジ部は、前記コイルケースに係止されるためのフランジ側係止部を有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の点火コイル。
【請求項７】
前記コイルケースは、前記フランジ部に設けられたフランジ側係止部に係合するケース側係止部を少なくとも１つ有し、
前記コイルケース及び前記フランジ部は、前記ケース側係止部と前記フランジ側係止部とを係合させることにより、互いに係止されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の点火コイル。
【請求項８】
前記コイルケースは前記ケース側係止部を複数個所に有し、前記フランジ部は複数設けられた前記ケース側係止部のうちから選択的に定められた所定のケース側係止部へ係止されることを特徴とする請求項７に記載の点火コイル。
【請求項９】
前記フランジ部は、予め準備された複数種類の変更モデルのうちから用いられるものであって、
前記変更モデルの各々は、前記フランジ側係止部の形状が共通していることを特徴とする請求項６乃至請求項８に記載の点火コイル。
【請求項１０】
前記コイルケースの内部に形成された隙間部に絶縁樹脂を含浸させ、前記フランジ部を除く本体部を完成させる第１の工程と、
前記本体部のコイルケースに前記フランジ部を係止及び／又は固着させる第２の工程と、
を順に実施させることを特徴とする請求項１乃至請求項９に記載の点火コイルの製造方法。
【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１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１９９１０８（Ｐ２０１０−１９９１０８Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３８８５１（Ｐ２００９−３８８５１）
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【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２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【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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