(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
円筒状に形成された樹脂製の一次スプール(231)の外周に一次巻線(232)を巻回した一次コイル(23)と、該一次コイルの内側に同心状に設けられた二次コイル(22)とが、コイルケース部(24)の内側に配置されたコイル部(2)と、
前記コイル部の端部が嵌合する嵌合穴(31)が形成されたコネクタケース部(3)と、を備え、
前記コネクタケース部には、前記嵌合穴の内部に露出する差込部(61)が形成された導電性部材からなるターミナル端子(6)が設けられており、
前記一次巻線の巻回方向にほぼ沿って引き出されている巻線端部(233)が、前記ターミナル端子の差込部に形成された差込スリット(62)に差し込まれて電気的に接続される内燃機関用点火コイルにおいて、
前記コネクタケース部には、前記一次巻線の巻回方向において、前記差込部の少なくとも一方側に前記一次スプール側に向けて突出するとともに、前記ターミナル端子を固定する導線ガイド部(37)が一体形成されており、
前記導線ガイド部は、前記一次スプール側の開口から前記巻線端部が差し込まれるガイドスリット(38)を有し、
前記一次スプールは、前記コネクタケース部に向けて突出するとともに前記巻線端部に当接して支持するバックアップ部(234、235、236)を有し、
前記巻線端部が前記差込部に差し込まれる前に、前記巻線端部が前記導線ガイド部に差し込まれるように、前記導線ガイド部の前記一次スプール側への突出方向の長さが、前記差込部の前記突出方向の長さよりも大きく形成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル
【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においては、一次巻線を一次スプールの軸方向に沿った上方へ引き回していることにより、一次コイルが上方に大きくなってしまう。また、巻線保持部とターミナルとが嵌合する際にターミナルと巻線との位置が誤差等によってずれていると、上方に引き出されている巻線保持部とターミナルが正常に接触することができず、ターミナル端子に過大な負荷がかかりターミナルが変形する可能性があり、ターミナルと巻線との接触不良を引き起こす可能性がある。
【0007】
また、巻線に絶縁被覆がなされており、巻線とターミナルとが嵌合固定する際には、特許文献1の構成では絶縁被覆の除去が確実にできない可能性がある。
【0008】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、一次コイルの上方への引き出しでなく、巻回方向へ引き出すことによって小型化を図るだけでなく、ターミナルと一次巻線との接触不良を防止すると共に、ターミナルと一次巻線との嵌合を容易かつ確実に行うことができる内燃機関用点火コイルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、円筒状に形成された樹脂製の一次スプール(231)の外周に一次巻線(232)を巻回した一次コイル(23)と、該一次コイルの内側に同心状に設けられた二次コイル(22)とが、コイルケース部(24)の内側に配置されたコイル部(2)と
、コイル部の端部が嵌合する嵌合穴(31)が形成されたコネクタケース部(3)と、を備え
、コネクタケース部には
、嵌合穴の内部に露出する差込部(61)が形成された導電性部材からなるターミナル端子(6)が設けられており
、一次巻線の巻回方向にほぼ沿って引き出されている巻線端部(233)が
、ターミナル端子の差込部に形成された差込スリット(62)に差し込まれて電気的に接続される内燃機関用点火コイルにおいて
、コネクタケース部
には
、一次巻線の巻回方向において、差込部の少なくとも一方側
に一次スプール側に向けて突出する
とともに、前記ターミナル端子を固定する導線ガイド部(37)
が一体形成されており、導線ガイド部は、前記一次スプール側の開口から前記巻線端部が差し込まれるガイドスリット(38)を有し、前記一次スプールは、前記コネクタケース部に向けて突出するとともに前記巻線端部に当接して支持するバックアップ部(234、235、236)を有
し、巻線端部が差込部に差し込まれる前に、巻線端部が導線ガイド部に差し込まれるように、導線ガイド部の一次スプール側への突出方向の長さが、差込部の前記突出方向の長さよりも大きく形成されていることすることを特徴としている。
【0010】
本発明においては、ターミナル端子をコネクタケース部に設けてターミナル端子と巻線端部を嵌合させる構造にすると共に、一次巻線の巻線端部は一次巻線の巻回方向にほぼ沿って引き出されていることから、一次コイルが一次スプールの軸方向に大きくなってしまうことを防止し、点火コイルを小型化させることができる。
【0011】
また、コネクタケース部にスリットを有した導線ガイド部が設けられており、一次巻線の巻線端部がターミナル端子に嵌合する以前において、巻線端部が導線ガイド部に差し込まれることにより、巻線端部がターミナル端子に嵌合する際の位置ずれを防止できる。
【0012】
さらに、一次スプールにはコネクタケース部に向けて突出すると共に巻線端部に当接するバックアップ部が設けてあり、巻線端部を確実にターミナル端子に嵌合させることができる。
【0013】
なお、特許請求の範囲、及び上記課題を解決するための手段に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【発明を実施するための形態】
【0015】
(第1の実施形態)
図1に本実施形態における内燃機関用点火コイルの断面図を示す。
【0016】
同図に示すように、内燃機関用点火コイル(以下、点火コイル1と呼ぶ)は、円柱状のコイル部2と略筐体状のコネクタケース部3とを備えている。また、コイル部2の内燃機関の燃焼室側(先端側と呼ぶ)にはプラグキャップ41が設けられており、コイル部2の先端側とは反対側(基端側と呼ぶ)のコネクタケース部3とコイル部2の嵌合箇所の周りにコイルシールラバー33が設けられている。
【0017】
コネクタケース部3は、例えばPBTやPPSなどの熱可塑性樹脂からなり、略筐体状に形成されている。コネクタケース部3には、コネクタケース部3の先端側に開口した嵌合穴31と、外部と電気的に接続されるコネクタ端子341を備えたコネクタ部34と、点火コイル1を内燃機関に固定するために螺子等の固定部材を挿入する孔を備えた取付部36とを有している。
【0018】
さらに、コネクタケース部3には嵌合穴31の外周から軸方向先端側に伸長されるように円筒状の筒状突起部35が設けられており、筒状突起部35の外周側にはコイル部2の径方向に突出した係止部351を備えている。この係止部351によってコイルシールラバー33はコネクタケース部3に固定されている。このコイルシールラバー33は、点火コイル1を内燃機関に取り付けた際に内燃機関と点火コイル1との間へ水、ほこり等が浸入することを防止する機能を有している。
【0019】
また、コネクタケース部3には一次コイル23の通電及び、その遮断を行うためのスイッチング回路を内蔵したイグナイタ32が配設されている。イグナイタ32はイグナイタ端子321を介してコネクタケース部3のコネクタ部34に設けられたコネクタ端子341及びターミナル端子6と電気的に接続されており、イグナイタ32は該コネクタ端子341を通して外部の電源や装置等と接続される。
【0020】
また、コネクタ端子341はプラス電源端子やマイナス電源端子、スイッチング端子などの複数の端子から構成されており、コネクタ端子341の一部はターミナル端子6を介して上記のイグナイタ32と電気的に接続される他に、ターミナル端子6を介してコイル部2に形成された一次コイル23の一次巻線232と接続される。
【0021】
また、イグナイタ32とターミナル端子6とを接続する際に、コネクタ端子341を介して接続することも、直接イグナイタ32、及びイグナイタ端子321とターミナル端子6とを接続することも可能である。
【0022】
コイル部2は、略円筒状のコイルケース部24の内周側に、軟磁性材料によって円柱状に形成された中心コア21と、中心コア21の外周に配された二次コイル22と、二次コイル22の外周に配された一次コイル23と、コイルケース部24の外周側に配設された外周コア25を有してなる。
【0023】
コイルケース部24は熱可塑性樹脂からなる略円筒状に形成されており、コイルケース部24の先端側には外周の径が小さく形成されたコイルケース先端部241が設けられている。このコイルケース先端部241の内周側にはコイル部2において生成された高電圧をスパークプラグに印加するスプリングなどの導通部材42が配設され、また、コイルケース先端部241を一部覆うようにスパークプラグを保護する絶縁性部材からなるプラグキャップ41が設けられ、プラグ装着部4を形成している。
【0024】
プラグキャップ41はコイルケース先端部241の一部を覆うと共に、シールすることで水分等の付着を抑制し、さらにスパークプラグに印加された高電圧が外部へリークすることを防止して、安定した点火を可能にしている。
【0025】
コイルケース部24の内周側に配設された一次コイル23は熱可塑性樹脂からなる略円筒状に形成された一次スプール231、及び一次スプール231の外周面に巻回された一次巻線232とからなる。また、二次コイル22は熱可塑性樹脂からなる略円筒状に形成された二次スプール221、及び二次スプール221の外周面に巻回された二次巻線222とからなり、二次巻線222の先端側はコイルケース先端部241に配設された導通部材42と接続されている。さらに、二次スプール221の先端側には有底部が形成されており、中心コア21を係止している。
【0026】
また、一次巻線232の基端側は一次スプール231の基端側の端面において露出しており、巻線端部233を形成している。なお、一次巻線232及び二次巻線222は、絶縁皮膜が形成された導線を用いており、二次コイル22に用いられる二次巻線222は一次巻線232よりも細い線径の導線を用いて、一次コイル23よりも多い巻回数で巻回されている。
【0027】
コネクタケース部3とコイル部2が有する隙間には熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂5が充填される。エポキシ樹脂5は絶縁性を有しており、コネクタケース内の端子やイグナイタ32等、及びコイル部2の一次巻線232や二次巻線222等の各要素を絶縁被覆すると共に、接触不良を抑制するために固定している。
【0028】
次に、コネクタケース部3及びコイル部2の嵌合状態について、
図2、
図3、
図4及び
図5を用いて説明する。
【0029】
図2はコネクタケース部3とコイル部2とが嵌合した際の模式的な部分断面図である。
【0030】
コイル部2はコイルケース部24の基端側外周面とコネクタケース部3における嵌合穴31の内周面とが嵌合することで、コネクタケース部3に固定される。この際、中心コア21、一次コイル23、及び二次コイル22の調芯が行われる。
【0031】
ターミナル端子6はコネクタケース部3から一次スプール231の外周方向に対応する位置において一部露出させており、露出したターミナル端子6には、ターミナル端子6を曲折させて軸方向先端側に凸部状に形成された差込部61が形成されている。この差込部61には差込部61を分断するように
図5にて後述する差込スリット62が形成されており、この差込スリット62に巻線端部233が差し込まれることでターミナル端子6と巻線端部233は嵌合される。
【0032】
また、差込部61のコイル部2の周方向両側にはコネクタケース部3から嵌合方向先端側に向かって突出している導線ガイド部37が配設されている。導線ガイド部37はコネクタケース部3と同様に熱可塑性樹脂からなり、差込部61を挟むようにコイル部2の周方向に対向して配設されている。一次スプール231の基端側の端面にはターミナル端子6の差込部61に対応する箇所に端面凹部237が形成されている。この端面凹部237には、一次スプール231から嵌合方向のコネクタケース部3側に突出するようにバックアップ部234が形成されている。
【0033】
バックアップ部234は、ターミナル端子6に形成された差込部61の下に形成され、主に巻線端部233を差込部61に差し込む際に補助する第1バックアップ部235と、第1バックアップ部235のコイル部2の周方向外側において両側に形成されており、主に巻線端部233を導線ガイド部37、及び差込部61に差し込む際に補助する第2バックアップ部236とを有している。第2バックアップ部236は第1バックアップ部235をコイル部2の周方向において挟むように、第2バックアップ部236同士が互いに対向して配設されている。
【0034】
さらに、一次スプール231の基端側端面には一次巻線232の端部である巻線端部233が露出しており、この端部233は端面凹部237においてコイル部2の外周の接線方向に沿って伸長されており、バックアップ部234によって支持されている。
【0035】
図3にコネクタケース部3にコイル部2を嵌合させる際の斜視図を、
図4にコネクタケース部3の周辺におけるターミナルの配置を上面から見た模式説明図を示す。
【0036】
なお、
図3はコイル部2について一次コイル23の外観を図示しており、コイルケース部24、及び外周コア25は図示していない。
【0037】
コイル部2は端面凹部237と差込部61が対応して嵌合するように位置決めされてコネクタケース部3に挿入される。端面凹部237は
図3に示すように一次スプール231の基端側端面において、コイル部2の軸中心を点対称中心として、対向するように2箇所配設されている。
【0038】
また、
図4に示すように、コネクタケース部3を基端側上方から見た場合、ターミナル端子6は一次スプール231の外周接線方向に位置し、イグナイタ32、及びコネクタ端子341と接続されている。ターミナル端子6においては、一次スプール231の外周とターミナル端子6との接点において差込部61が形成されており、上述した端面凹部237と対応するように差込部61も2箇所配設されている。
【0039】
なお、巻線端部233の向きは本実施形態において同方向としているが、互いに逆方向を向けて配設することも可能である。
【0040】
図5に本実施形態における差込部61と巻線端部233との嵌合状態を示す要部拡大図を示す。
【0041】
図5に示すように、ターミナル端子6における差込部61は、帯板形状の板面が互いに向き合うよう一対の対向板部63と、一対の対向板部63の先端側同士に連結される先端板部64とを有している。差込部61には溝が対向板部63と先端板部64とを分断するように形成してあり、差込スリット62をなしている。この差込スリット62には溝の端面が互いに平行に形成された差込スリット本体部65と、差込スリット本体部65と連続して形成され、嵌合方向のコイル部2側に向けて幅が大きくなるようなテーパ状に形成された開口テーパ部66とを備えている。対向板部63において形成された開口テーパ部66は先端板部64を分断するように形成された差込スリット62と連続しており、開口テーパ部66の嵌合方向のコイル部2側において最も開口した幅で先端板部64の差込スリット62が形成されている。ここで、差込スリット本体部65の幅は、巻線端部233と嵌合する際に、巻線端部233の絶縁皮膜を剥離させるように、巻線端部233の直径よりも若干小さい幅で形成されている。
【0042】
なお、先端板部64の差込スリット62の幅は、第1バックアップ部235のコイル部2の径方向の幅よりも大きく形成される。また、コイル部2の周方向における一対の対向板部63間の幅は、第1バックアップ部235のコイル部2周方向の幅よりも大きく形成されている。従って、第1バックアップ部235は先端板部64の差込スリット62を通過することが可能である。
【0043】
また、導線ガイド部37には、前述した差込スリット62よりも幅が大きい溝であるガイドスリット38が形成されている。ガイドスリット38には、互いに略平行に対向する壁面を有するメインガイドスリット381と、メインガイドスリット381と連続して形成され、嵌合方向のコイル部2側に向けて幅が大きくなるようなテーパ状に開口するガイドスリット開口部382が形成されている。
【0044】
巻線端部233は第1バックアップ部235と第2バックアップ部236とに支持されて、導線ガイド部37、及び差込部61に差し込まれる。
【0045】
なお、導線ガイド部37の軸方向の長さは、差込部61の対向板部63の軸方向の長さよりも大きく形成されており、巻線端部233が差込部61に差し込まれる前に、巻線端部233が導線ガイド部37に差し込まれる様に形成されている。また、メインガイドスリット381の幅は巻線端部233の線径よりも大きく形成されてなる。
【0046】
次に巻線端部233が差込部61に差し込まれる際の状態を説明する。
図6の(A)はターミナルの差込部61及び導線ガイド部37と巻線端部233とを嵌合させる前の状態を示す図、及び(B)はターミナル端子6の差込部61が巻線端部233と嵌合する前に巻線端部233が導線ガイド部37に差し込まれた状態を示す図である。
【0047】
図6の(A)に示すように、巻線端部233は端面凹部237に形成されたバックアップ部234によって支持されており、端面凹部237に対応した箇所に形成された差込部61に差し込まれる。その際、第1バックアップ部235が差込部61の下部に来るように位置決めされる。
【0048】
次に、
図6の(B)に示すように巻線端部233と差込部61とが互いに接近し、巻線端部233が差込部61に差し込まれる以前において、巻線端部233が導線ガイド部37に差し込まれる。
【0049】
巻線端部233は、まず、導線ガイド部37のガイドスリット開口部382において導線ガイド部37に導かれ、さらに差し込まれることによって巻線端部233はメインガイドスリット381に導かれる。この際、メインガイドスリット381の幅が巻線端部233の線径よりも大きく形成されていることから、抵抗なく巻線端部233はメインガイドスリット381に差し込まれ、導線ガイド部37が巻線端部233を保持する。
【0050】
その後、さらに巻線端部233を差込部61に差し込むことで、差込スリット62の壁面が巻線端部233に形成された絶縁皮膜を壁面の両側で均一に除去しながら巻線端部233と差込部61との嵌合が進み、巻線端部233は
図5に示した状態となり、嵌合固定が完了する。
次に本実施形態の効果について述べる。
【0051】
コネクタケース部3は、嵌合方向の一次スプール231に向けて突出すると共に、一次巻線232の巻回方向における差込部61の両端に導線ガイド部37を備えており、導線ガイド部37は、巻線端部233が差し込まれるガイドスリット38を有している。さらに、ガイドスリット38は互いに略平行に対向する壁面を有するメインガイドスリット381と、メインガイドスリット381と連続して形成され、コイル部2に向けて幅が大きくなるようなテーパ状に開口するガイドスリット開口部382を備えている。そして、巻線端部233が差込スリット62に差し込まれる前に、巻線端部233がガイドスリット38に差し込まれる。
【0052】
ターミナル端子6をコネクタケース部3に設けてターミナル端子6の差込部61と巻線端部233を嵌合させる構造にすると共に、一次コイル23の巻線端部233が一次巻線232の巻回方向にほぼ沿って引き出されていることから、一次コイル23が一次スプール231の軸方向に大きくなってしまうことを防止し、点火コイル1を小型化させることができる。
【0053】
さらには、コネクタケース部3が導線ガイド部37を備え、かつ巻線端部233が差込スリット62に差し込まれる前に巻線端部233がガイドスリット38に差し込まれることによって、巻線端部233が差込部61に差し込まれる際の巻線端部233の軸芯を整えることが可能となる。軸芯を整えることで、巻線端部233と差込部61との嵌合を正確なものとし、位置ずれを防止することができる。これにより、巻線端部233の絶縁皮膜を差込部61の両壁面で均一に除去できる。また、嵌合の際に位置がずれていることによって、差込部61、及びターミナル端子6等に負荷される過大な荷重を抑制することができ、ターミナル端子6の変形を防止することができる。
【0054】
さらに、ガイドスリット38が、コイル部2側に向けて幅が大きくなるようなテーパ状に開口するガイドスリット開口部382を備えることで、ガイドスリット開口部382が巻線端部233を捉えやすくなり、導線ガイド部37が巻線端部233をより正確にメインガイドスリット381に導くことが可能となることから、導線ガイド部37の巻線端部233を保持させる機能をより正確に発揮させることが可能となる。
【0055】
また、差込部61は、帯板形状の板面が向き合う一対の対向板部63と、一対の対向板部63の嵌合方向のコイル部2側に連結する先端板部64とを有しており、差込スリット62は、先端板部64を分断して一対の対向板部63まで連続して形成されている。この構成をとることで、例えばターミナル端子6の先端部をくの字状に曲折させ、その先端部に差込スリット62を設けた差込形状とする場合よりも、ターミナル端子6にかかる負荷を減少させ、信頼性の高い嵌合を実現させることがきる。
【0056】
すなわち、この場合、差込部61の両端のターミナル端子6がコネクタケース部3、または導線ガイド部37によって固定されているので、固定された両端に荷重を分散させることができる。また、差込部61が十分に固定されていることによって、差込部61が巻線端部233と嵌合する場合に、ターミナル端子6が変形して巻線端部233が正常に嵌合しないという不具合を防止し、信頼性の高い嵌合を実現させる。
【0057】
また、導線ガイドに形成されたガイドスリット38の幅は、差込部61に形成された差込スリット62の幅よりも大きく形成されている。差込スリット62の幅は巻線端部233と嵌合するように、当然に巻線端部233の絶縁皮膜を剥離させる程度の幅で形成されている。ガイドスリット38の幅はこの差込スリット62の幅よりも大きく形成することによって、巻線端部233が導線ガイド部37に差し込まれる際に抵抗を少なくして導線ガイド部37が巻線端部233に負荷させる荷重を低減させることができ、巻線端部233の意図しない変形を防止することができる。
【0058】
また、差込スリット62は、互いが平行に形成された差込スリット本体部65と、差込スリット本体部65と連続して形成され、嵌合方向のコイル部2側に向けて幅が大きくなるようなテーパ状に形成された開口テーパ部66を備えている。
【0059】
差込スリット62が開口テーパ部66を備えることで、導線ガイドによって整えられた巻線端部233の軸芯を、正確かつ容易に差込スリット62に導くことが可能となる。
(第2の実施形態)
図7は第1の実施形態において、第1バックアップ部235を設けていない場合の実施形態である。
【0060】
第2の実施形態においては、コイル部2の周方向、及び径方向の寸法に関して条件の多い第1バックアップ部235をなくし、第2バックアップ部236のみで巻線端部233を差込部61に嵌合させる。その他の構成は第1の実施形態と同様である。
【0061】
第1バックアップ部235と第2バックアップ部236は、巻線端部233が差込部61と嵌合する際に巻線端部233を支持する機能を有しており、第1バックアップ部235、または第2バックアップ部236の何れか一方をなくしても、他方が巻線端部233を支持することができる。
【0062】
従って、本実施形態では差込部61の両端に巻線端部233を支持する第2バックアップ部236が配設されていることにより、巻線端部233を差込部61に嵌合させることが可能である。
(第3の実施形態)
図8は第1の実施形態において、第2バックアップ部236を設けていない場合の実施形態である。
【0063】
第2の実施形態で述べた通り、バックアップ部234の何れか一方を廃止しても、他方が巻線端部233を支持することができる。本実施形態においては、第2バックアップ部236を廃止しており、第1バックアップ部235によって巻線端部233を支持することによって、第1バックアップ部235は巻線端部233を差込部61に嵌合させることが可能である。
(第4の実施形態)
第4の実施形態では、
図9に示すように、バックアップ部234においてバックアップ部234と当接する面に巻線端部233の線径に応じた凹部を形成する場合を示した実施形態である。
【0064】
第4の実施形態では、第1バックアップ部235に第1支持凹部238、第2バックアップ部236には第2支持凹部239が形成されており、バックアップ部234に凹部を形成することによって、差込部61と巻線端部233とが嵌合される際に、巻線端部233の径方向の移動を抑制し、巻線端部233が導線ガイド、及び差込部61に差し込まれる際の位置ずれを一層防止することが可能となる。
【0065】
以上、それぞれ本発明となる実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。