JP5776411B2 - 内燃機関用の点火コイル - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に配設されたスパークプラグに高電圧を印加して点火させるための内燃機関用の点火コイルに関する。

車両用エンジン等の内燃機関には、混合気に着火するためのスパークプラグと、該スパークプラグに高電圧を印加して点火させるための点火コイルが配設されている。すなわち、点火コイルは、スパークプラグの基端部に接続された状態で、内燃機関に配設されている（特許文献１、２）。

ここで、スパークプラグは、その先端部を燃焼室に露出させて配置されるため、スパークプラグを配置するためのプラグホールは燃焼室に対して開口している。また、内燃機関には、燃焼室に燃料を供給するためのインジェクタが配設される。それゆえ、内燃機関には、インジェクタを配設するためのインジェクタホールが、燃焼室に連通するように形成されている。そして、特に燃料を燃焼室に直接噴射する直噴型の内燃機関においては、インジェクタホールとプラグホールとはその先端部付近（燃焼室付近）において、互いに近接して形成されることとなる。また、燃焼室へのインジェクタホールの開口端とプラグホールの開口端とを近付けるために、プラグホールを斜めに形成することが必要となる場合がある。

特開平８−２６１１２７号公報 特開２００８−２８０９４６号公報

しかしながら、プラグホールを斜めに形成することにより、スパークプラグに連結する点火コイルのブーツ部を、コイル本体部に対して斜めに曲げる必要が生じることがある。この場合、コイル本体部に対するプラグホールの傾斜方向を正確に規定して点火コイルを製造しないと、内燃機関への取り付けが困難となるおそれがある。それゆえ、点火コイルの製造コストが向上し、また、内燃機関への組み付け作業においても生産性が低下する要因となり得る。

そこで、点火コイルの製造時においては、ブーツ部をまっすぐに形成しておき、内燃機関への取り付け時において、プラグホールに沿ってブーツ部を屈曲させて斜めにすることが考えられる。しかし、この場合において、ブーツ部の屈曲部が定まらないと、ブーツ部がプラグホールの内壁面に干渉するなどして、円滑に内燃機関にブーツ部を挿入できず、スパークプラグと点火コイルとの接続作業が困難となるおそれがある。また、スパークプラグと点火コイルとの安定した接続状態を得ることが困難となるおそれがある。

また、プラグホールとインジェクタホールとが接近して配置されると、両者を互いに独立して形成しておくことが困難となるおそれがある。すなわち、プラグホールとインジェクタホールとが、燃焼室の手前において、互いに連通せざるを得ない場合がある。特に、インジェクタの軸方向長さが比較的短い場合（いわゆるショートインジェクタの場合）、その基端部に設けるインジェクタコネクタの分だけ、インジェクタホールの内径を大きくする必要が生じる。その結果、インジェクタホールとプラグホールとを互いに連通させる必要性がより生じやすい。

かかる場合においては、特許文献１、２に開示されているように、ブーツ部の基端部において、プラグホールへの水分の浸入を防ぐシール部を設けても、インジェクタホールから水分が入れば、結局プラグホールに水分が入り、そしてプラグホールを通じて燃焼室への水分の浸入を招くおそれがある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、内燃機関への装着性に優れ、スパークプラグとの安定した接続を確保し、かつ、プラグホールを通じた燃焼室への水分の浸入を確実に防ぐことができる内燃機関用の点火コイルを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、一次コイル及び二次コイルをコイルケース内に収容してなるコイル本体部と、該コイル本体部において発生させた高電圧を出力する高圧出力端子を内部に保持した高圧タワー部と、上記高圧出力端子と内燃機関のプラグホールに装着されたスパークプラグとを導通させる電気的接続部を内側に備えると共に上記高圧タワー部と上記スパークプラグの基端部とを連結する筒状のブーツ部とを備えた内燃機関用の点火コイルであって、
上記ブーツ部は、上記プラグホールへ連通する連通ホールに挿入できるよう構成されており、
また、上記ブーツ部は、上記高圧タワー部に嵌合する基端側嵌合部と、上記スパークプラグの基端部に嵌合する先端側嵌合部と、上記基端側嵌合部と上記先端側嵌合部との間において上記連通ホールの開口部の内周面に対向する対向部と、該対向部に対して基端側に隣接して設けられた基端側筒部と、上記対向部に対して先端側に隣接して設けられた先端側筒部と、該先端側筒部よりも先端側において上記プラグホールの内壁と上記ブーツ部との間をシールするシール部とを有し、
該シール部は、軸方向の先端側に向かって上記プラグホールの内壁に当接する軸方向当接部と、径方向外側に向かって上記プラグホールの内壁に当接する径方向当接部とを備え、
上記基端側筒部の外径よりも、上記先端側筒部の外径の方が小さいことを特徴とする内燃機関用の点火コイルにある（請求項１）。

上記点火コイルにおいては、上記ブーツ部が、上記基端側筒部と上記先端側筒部とを、上記対向部を境にして軸方向の両側に形成してなり、上記基端側筒部の外径よりも、上記先端側筒部の外径の方を小さくしてある。これにより、ブーツ部を上記プラグホールに連通する連通ホールに挿入する際において、上記先端側筒部の基端部、すなわち、上記対向部に対して先端側に隣接する部分において、容易に屈曲させることができる。そして、他の部位においては、ブーツ部が極力屈曲しないようにすることができる。

これにより、スパークプラグが連通ホールの開口部の開口方向に対して斜めに配置されている場合においても、ブーツ部における、連通ホールの開口部に対向する対向部よりも先端側の部分をスパークプラグと平行にして円滑に連通ホールに挿入配置することができる。すなわち、基端側筒部の軸方向を上記開口部の開口方向と一致させた状態で、先端側筒部の軸方向を上記開口部の開口方向に対して斜めとなっているスパークプラグの軸方向と容易に一致させることがきる。これにより、内燃機関への点火コイルの装着性を向上させることができると共に、スパークプラグへの点火コイルの接続安定性を確保することができる。

また、上記のように、容易に所望の箇所においてブーツ部を屈曲させることができるため、点火コイルを製造する際には、予めブーツ部を屈曲させておく必要はなく、まっすぐにしておくことができる。つまり、例えば、まっすぐな状態のブーツ部を備えた点火コイルを用意しておいて、これを内燃機関に組み付ける際に、上記連通ホールの形状に沿ってブーツ部を容易に屈曲させることができる。それゆえ、内燃機関への装着時において、点火コイルの方向性による組み付けの制約がなくなり、組み付け作業が容易となる。さらには、点火コイルにおけるコイル本体部とブーツ部との方向性についての制約がなくなるため、コイル本体部に対するブーツ部の組み付けも容易となる。

また、上記ブーツ部は、先端側筒部よりも先端側において上記プラグホールの内壁と上記ブーツ部との間をシールするシール部を備えている。これにより、連通ホールに水分が浸入しても、プラグホールから燃焼室へ水分が浸入することを確実に防ぐことができる。
特に、内燃機関に設けたインジェクタホールとプラグホールとが、燃焼室の手前において連通する場合などにおいて、インジェクタホールから水分が浸入しても、上記シール部の存在により、プラグホールを通じて燃焼室へ水分が浸入することを確実に防ぐことができる。

また、上記先端筒部よりも先端側において上記シール部によるシールを行うことができるため、連通ホールの開口部、すなわち、対向部付近においてシールを行う必要がない。それゆえ、連通ホールの開口部の形状の設計自由度を高くすることができる。その結果、例えば、連通ホールをインジェクタホールにも連通させて、その連通ホールの開口部を、インジェクタ用の開口部としてもスパークプラグ用の開口部としても用いることができるようにすることも可能となる。

以上のごとく、上記態様によれば、内燃機関への装着性に優れ、スパークプラグとの安定した接続を確保し、かつ、プラグホールを通じた燃焼室への水分の浸入を確実に防ぐことができる内燃機関用の点火コイルを提供することができる。

実施例１における、内燃機関用の点火コイルの部分断面正面図。 実施例１における、シリンダーヘッドに装着した点火コイルの正面図。 実施例１における、シリンダーヘッドの上面説明図。 実施例１における、ブーツ部の基端側筒部の軸方向に直交する平面による断面図。 実施例１における、連通ホールの開口部の内周面に当接したブーツ部の鍔部（対向部）の断面図。 実施例２における、内燃機関用の点火コイルの部分断面正面図。 実施例３における、内燃機関用の点火コイルの部分断面正面図。 実施例４における、内燃機関用の点火コイルの正面図。 実験例１における、応力解析結果の線図。 実験例１における、解析計算モデルの説明図。 実験例２における、応力解析結果の線図。 比較例における、シリンダーヘッドに装着した点火コイルの正面説明図。 比較例における、シリンダーヘッドの上面説明図。

上記基端側筒部の外径、及び、上記先端側筒部の外径は、それぞれ、最大直径を意味する。すなわち、上記基端側筒部や上記先端側筒部が、その軸方向に直交する断面形状において円形である場合には、その円の直径が上記「外径」を意味するものとし、それ以外の形状である場合には、上記断面形状の外接円の直径をいうものとする。それゆえ、例えば、上記基端側筒部の外周面に、軸方向に延びるリブを径方向外側に向かって突出形成することにより、上記基端側筒部の上記外径を、上記先端側筒部の上記外径よりも大きくしてもよい。

また、基端側筒部及び先端側筒部の上記断面形状は、円形であることが好ましいが、それ以外の形状の場合、上記断面形状は３回対称以上の回転対称であることが好ましく、４回対称以上の回転対称であることがさらに好ましい。

また、上記ブーツ部は、例えばシリコーンゴム等のゴムによって構成することができる。また、上記ブーツ部は、一体の成形体によって構成することもできるし、複数の成形体を組み合わせて構成することもできる。
また、上記対向部は、上記ブーツ部の外側へ突き出た鍔部によって構成してあってもよい。すなわち、上記対向部は、上記基端側筒部よりもその外径を大きくしてもよい。そして、上記対向部は、上記連通ホールの開口部の内周面に当接するよう構成されていてもよい。
また、上記鍔部は、上記ブーツ部の外周の周方向における全周に形成されていてもよいし、部分的に形成されていてもよい。
また、上記内燃機関は、燃焼室へ燃料を直接噴射する直噴型の内燃機関であることが好ましい。

また、上記内燃機関用の点火コイルにおいて、上記先端側筒部は、その基端部に、他の部位よりも肉厚の薄い薄肉部を有することが好ましい（請求項２）。この場合には、上記ブーツ部を上記先端側筒部の基端部、すなわち上記対向部の先端側に隣接する部分において、容易かつ確実に屈曲させることができる。

また、上記薄肉部は、０．５ｍｍ以上の厚みを有することが好ましい（請求項３）。この場合には、上記ブーツ部の上記薄肉部における強度を充分に確保することができる。

また、上記ブーツ部は、上記対向部と上記シール部との間において外側へ突出したガイド部を備えていることが好ましい（請求項４）。この場合には、上記ブーツ部を上記連通ホールへ挿入する際に、上記ガイド部を上記連通ホールの内壁面に対して摺動させることができる。これにより、上記ブーツ部を円滑に連通ホールに挿入し、ブーツ部を先端側嵌合部においてスパークプラグに容易かつ確実に嵌合させることができる。
なお、上記ガイド部は、上記ブーツ部の外周の周方向における全周に形成されていてもよいし、部分的に形成されていてもよい。

また、上記ブーツ部は、上記基端側嵌合部を備えた基端側ラバー部材と、上記先端側嵌合部を備えた先端側ラバー部材と、上記基端側ラバー部材と上記先端側ラバー部材との間に配された中間樹脂部材とを、軸方向に連結してなり、上記対向部と上記基端側筒部と上記先端側筒部とは、上記基端側ラバー部材に形成されているものとすることもできる（請求項５）。

この場合には、上記ブーツ部の材料コストを低減することができる。すなわち、上記基端側嵌合部と上記先端側嵌合部以外の部分は、特に大きな弾力性や可撓性を有していなくてもよい部分であり、材料選択の自由がある。それゆえ、この部分を上記中間樹脂部材として、比較的安価な材料を選択することにより、上記ブーツ部のコストを低減し、ひいては点火コイルのコストを低減することができる。また、基端側ラバー部材と先端側ラバー部材とを、それぞれ上記基端側嵌合部と上記先端側嵌合部とを形成する部分に配置することにより、安定した嵌合状態を確保することができる。また、上記対向部と上記基端側筒部と上記先端側筒部とを、上記基端側ラバー部材に形成することにより、所定の箇所における上記ブーツ部の屈曲を容易かつ確実に実現することができる。
なお、上記基端側ラバー部材及び上記先端側ラバー部材は、例えば、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）等によって構成することができる。また、上記中間樹脂部材は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート樹脂）等によって構成することができる。

また、上記基端側ラバー部材の全長Ｌ１と、上記中間樹脂部材の全長Ｌ２とは、Ｌ２／Ｌ１≦２を満たすことが好ましい（請求項６）。この場合には、上記ブーツ部の長尺化を招くことなく、上記基端側ラバー部材の全長を充分に確保することができる。これにより、屈曲させたい部位である上記先端側筒部の基端部を所望の位置に形成しやすくなる。

（実施例１）
実施例にかかる内燃機関用の点火コイルにつき、図１〜図５を用いて説明する。
本例の点火コイル１は、図１、図２に示すごとく、コイル本体部２と、高圧タワー部３と、筒状のブーツ部４とを備えている。
コイル本体部２は、一次コイル及び二次コイルをコイルケース内に収容してなる。
高圧タワー部３は、コイル本体部２において発生させた高電圧を出力する高圧出力端子３１を内部に保持してなる。
ブーツ部４は、高圧出力端子３１と内燃機関のプラグホール６１に装着されたスパークプラグ５とを導通させる電気的接続部４１を内側に備えると共に高圧タワー部３とスパークプラグ５の基端部とを連結するよう構成されている。

上記ブーツ部は、プラグホール６１へ連通する連通ホール６２に挿入できるよう構成されている。
また、ブーツ部４は、高圧タワー部３に嵌合する基端側嵌合部４２１と、スパークプラグ５の基端部に嵌合する先端側嵌合部４２２とを有する。基端側嵌合部４２１と先端側嵌合部４２２との間には、連通ホール６２の開口部６２１の内周面に対向する対向部が設けてある。該対向部は、外側へ突き出た鍔部４３によって構成されている。

また、ブーツ部４は、鍔部４３に対して基端側に隣接して設けられた基端側筒部４４と、鍔部４３に対して先端側に隣接して設けられた先端側筒部４５とを有する。また、ブーツ部４における、先端側筒部４５よりも先端側には、プラグホール６１の内壁とブーツ部４との間をシールするシール部４６（軸方向当接部４６１及び径方向当接部４６２）が形成されている。

鍔部４３は、少なくともその一部が、内燃機関におけるプラグホール６１へ連通する連通ホール６２の開口部６２１の内周面に当接するよう構成してある。
基端側筒部４４の外径Ｄ１よりも、先端側筒部４５の外径Ｄ２の方が小さい。

ここで、基端側筒部４４の外径Ｄ１、及び、先端側筒部４５の外径Ｄ２は、それぞれ、最大直径を意味する。すなわち、基端側筒部４４や先端側筒部４５が、その軸方向に直交する断面形状において円形である場合には、その円の直径が上記「外径」を意味するものとし、それ以外の形状である場合には、上記断面形状の外接円の直径をいうものとする。

本例においては、基端側筒部４４は、図４に示すごとく、円筒形状の外周面に軸方向に延びるリブ４４１を径方向外側に向かって突出形成した形状を有する。リブ４４１は、周方向の４か所に均等に配置されており、この断面形状は、いわゆる４回対称の回転対称形状である。それゆえ、基端側筒部４４の外径Ｄ１は、図４に示すごとく、軸方向に直交する断面の形状において、互いに反対側に突出形成された一対のリブ４４１の外側端部同士の間の距離となる。
一方、先端側筒部４５は、円筒形状を有し、図２に示すごとく、特にリブ等を設けていないため、その軸方向に直交する断面に表れる外側輪郭である円形の直径が、外径Ｄ２となる。
そして、このように定義された外径Ｄ１、Ｄ２が、Ｄ１＞Ｄ２の関係を有する。

外径Ｄ１と外径Ｄ２との差は、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１．０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、外径Ｄ２は、製造上の理由から１２ｍｍ以上であることが好ましく、内燃機関への搭載上の理由から３１ｍｍ以下であることが好ましい。
具体的には、本例においては、外径Ｄ１を２２ｍｍ、外径Ｄ２を１８ｍｍとしている。

鍔部４３は、ブーツ部４の外周面の全周にわたって円環状に形成してある。そして、鍔部４３は、基端側筒部４４のリブ４４１よりも径方向外側まで突出している。また、図５に示すごとく、鍔部４３は、その外周端縁の一部が連通ホール６２の開口部６２１の内周面に当接する。

図１に示すごとく、先端側筒部４５は、その基端部に、他の部位よりも肉厚の薄い薄肉部４５１を有する。薄肉部４５１は、ブーツ部４の内側面の内径を部分的に大きくすることにより、形成されている。すなわち、先端側筒部４５の外径は、薄肉部４５１においても他の部位においても同じであるが、ブーツ部４の内周面を部分的にえぐるようにすることにより、上記薄肉部４５１を形成してある。
また、薄肉部４５１は、０．５ｍｍ以上の厚みを有する。具体的に、本例においては、薄肉部４５１の厚みは３ｍｍであり、先端側筒部４５における他の部位の厚み５ｍｍに比べ、２ｍｍ薄くなっている。

また、ブーツ部４は、鍔部４３とシール部４６との間において外側へ突出したガイド部４７を備えている。ガイド部４７は、ブーツ部４の外周面の全周にわたって円環状に形成してある。
ブーツ部４におけるガイド部４７よりも先端側には、シール部４６が形成されている。シール部４６は、軸方向の先端側に向かってプラグホール６１の内壁に当接する軸方向当接部４６１と、径方向外側に向かってプラグホール６１の内壁に当接する径方向当接部４６２を備える。軸方向当接部４６１も径方向当接部４６２も、全周にわたって円環状に形成されている。また、径方向当接部４６２は、軸方向当接部４６１よりも先端側において、軸方向に２本並んで形成されている。

スパークプラグ５及び点火コイル１が装着される内燃機関は、図２に示すごとく、燃焼室６０の上部に形成されたシリンダーヘッド６にプラグホール６１を設けると共に、該プラグホール６に連通する連通ホール６２を有する。プラグホール６１は、その一端が燃焼室６０に開口している。また、シリンダーヘッド６には、燃料を燃焼室６０に噴射するためのインジェクタ７１が取り付けられる。このインジェクタ７１を配置するインジェクタホール６４は、連通ホール６２と連通している。つまり、プラグホール６１とインジェクタホール６４とは、燃焼室６０と開口部６２１との間において、連通ホール６２によって連結されている。

本例においては、上記インジェクタ７１は、いわゆるショートインジェクタであり、その軸方向長さが短い。そして、インジェクタ７１の基端部には、インジェクタ７１の開閉信号を送信するための信号線を接続するインジェクタコネクタ７２が取り付けられている。また、インジェクタ７１には、インジェクタ７１へ燃料を供給するための燃料レール７３が接続されている。この燃料レール７３は、シリンダーヘッド６における連通ホール６２に挿入されて、インジェクタ７１に接続されている。

プラグホール６１は、シリンダーヘッド６において、傾斜して形成されている。具体的には、内燃機関における図示しないピストンの進退方向に対して傾斜した状態で、プラグホール６１が形成されている。プラグホール６１に装着されたスパークプラグ５は、その軸方向が、ピストンの進退方向に対して傾斜しており、インジェクタホール６４に装着されたインジェクタ７１の軸方向に対して傾斜している。インジェクタ７１は、ピストンの進退方向と平行に配置されている。また、インジェクタ７１の先端側において、インジェクタホール６４は燃焼室６０に開口している。このインジェクタ７１の先端側における開口部と、燃焼室６０に対するプラグホール６１の開口部とは、互いに独立したものであるが、互いに近接して配置されている。

また、シリンダーヘッド６は、複数の燃焼室６０を備え、それぞれの燃焼室６０に対応して、それぞれ連通ホール６２を備えている。複数の連通ホール６２は、インジェクタ７１とスパークプラグ５との並び方向に並んで配置されている。
同じ燃焼室６０に対応して配設されるインジェクタ７１及び燃料レール７３とスパークプラグ５及び点火コイル１とは、その基端側において、互いに離隔された開口部６２１からそれぞれ着脱できるよう構成されている。つまり、シリンダーヘッド６の上部を覆うカムカバー６９は、複数の開口部６２１を有しており、同じ燃焼室６０に対応して配設されるインジェクタ７１と点火コイル１とを、異なる開口部６２１から着脱するように構成してある。

また、図２、図３に示すごとく、隣り合う連通ホール６２同士は、その基端部において互いに連結されている。これにより、隣り合う連通ホール６２に配置された点火コイル１とインジェクタ７１とは、同じ開口部６２１から着脱できるよう構成されている。つまり、隣り合う燃焼室６０の間の上部に設けられた開口部６２１は、一方の燃焼室６０用のスパークプラグ５及び点火コイル１と、他方の燃焼室６０用のインジェクタ７１との双方に対して開口している。

このように構成されたシリンダーヘッド６に点火コイル１を装着する際には、開口部６２１から連通ホール６２へ、図１に示す状態の点火コイル１をブーツ部４の先端から挿入する。すなわち、シリンダーヘッド６に装着する前の状態においては、ブーツ部４はまっすぐに形成されており、屈曲していない。

ブーツ部４を連通ホール６２へ挿入する際には、連通ホール６２における斜めに傾斜した傾斜壁面６２２に沿わせるようにする。具体的には、ブーツ部４に設けたガイド部４７を傾斜壁面６２２に当接させ、摺動させながら、ブーツ部４を先端側へ移動させる。
そして、ブーツ部４の先端側嵌合部４２２を、既にプラグホール６１に装着してあるスパークプラグ５の基端部に嵌合させる。このとき、ブーツ部４の内側に保持されているコイルバネ状の電気的接続部４１（図１）がスパークプラグ５の基端部の端子に接触する。
また、シール部４６が、プラグホール６１の内壁に密着することにより、プラグホール６１の上端部において、プラグホール６１をシールする。

また、シリンダーヘッド６に点火コイル１が装着された状態（ボルト等によって内燃機関に固定された状態）においては、基端側筒部４４は、上下方向すなわちピストンの進退方向に対して平行に配置される。その一方で、先端側筒部４５は、上下方向すなわちピストンの進退方向に対して斜めに配置される。それゆえ、先端側筒部４５と基端側筒部４４とは、互いに屈曲することとなる。この屈曲が、シリンダーヘッド６への点火コイル１の挿入段階において行われる。つまり、上述のように連通ホール６２の傾斜壁面６２２に、先端側筒部４５のガイド部４７を摺動させる際に、徐々に、ブーツ部４を屈曲させる。このとき、鍔部４３を境にして、ブーツ部４の外径が小さくなる部分である先端側筒部４５の基端部に変形が集中し、この部分において、局部的にブーツ部４が屈曲する。しかも、この部分には、薄肉部４５１が形成されているため、特に他の部位よりも変形しやすい。

それゆえ、先端側筒部４５の基端部である薄肉部４５１において、ブーツ部４が適切な角度で屈曲し、その状態で、点火コイル１がシリンダーヘッド６に装着されることとなる。
また、ブーツ部４に形成した鍔部４３がカムカバー６９に設けた開口部６２１の内周面に当接することで、点火コイル１の径方向の位置決めがなされる（図５）。

また、この状態において、コイル本体部２は、そのフランジ部２１において、カムカバー６９に設けたボス６９１に対して、ボルト（図示略）によって固定される。これにより、シリンダーヘッド６に対して、コイル本体部２が正しい位置に正しい姿勢にて固定されることとなる。そして、コイル本体部２に設けられたコネクタ部２２の位置及び姿勢が設計通りに配置されることとなる。

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記点火コイル１においては、ブーツ部４が、基端側筒部４４と先端側筒部４５とを、鍔部４３を境にして軸方向の両側に形成してなり、基端側筒部４４の外径Ｄ１よりも、先端側筒部４５の外径Ｄ２の方を小さくしてある。これにより、ブーツ部４をプラグホール６１に連通する連通ホール６２に挿入する際において、先端側筒部４５の基端部、すなわち、鍔部４３に対して先端側に隣接する部分において、容易に屈曲させることができる。そして、他の部位においては、ブーツ部４が極力屈曲しないようにすることができる。

これにより、スパークプラグ５が連通ホール６２の開口部６２１の開口方向に対して斜めに配置されている場合においても、ブーツ部４における、連通ホール６２の開口部６２１に当接する鍔部４３よりも先端側の部分をスパークプラグ５と平行にして円滑に連通ホール６２に挿入配置することができる。すなわち、基端側筒部４４の軸方向を開口部６２１の開口方向と一致させた状態で、先端側筒部４５の軸方向を開口部６２１の開口方向に対して斜めとなっているスパークプラグ５の軸方向と容易に一致させることがきる。これにより、内燃機関（シリンダーヘッド６）への点火コイル１の装着性を向上させることができると共に、スパークプラグ５への点火コイル１の接続安定性を確保することができる。

また、上記のように、容易に所望の箇所においてブーツ部４を屈曲させることができるため、点火コイル１を製造する際には、予めブーツ部４を屈曲させておく必要はなく、まっすぐにしておくことができる。つまり、例えば、まっすぐな状態のブーツ部４を備えた点火コイル１を用意しておいて、これをシリンダーヘッド６に組み付ける際に、連通ホール６２の形状に沿ってブーツ部４を容易に屈曲させることができる。それゆえ、シリンダーヘッド６への装着時において、点火コイル１の方向性による組み付けの制約がなくなり、組み付け作業が容易となる。さらには、点火コイル１におけるコイル本体部２とブーツ部４との方向性についての制約がなくなるため、コイル本体部２に対するブーツ部４の組み付けも容易となる。

また、ブーツ部４は、先端側筒部４５よりも先端側においてプラグホール６２の内壁とブーツ部４との間をシールするシール部４６を備えている。これにより、連通ホール６２に水分が浸入しても、プラグホール６１から燃焼室６０へ水分が浸入することを確実に防ぐことができる。
特に、シリンダーヘッド６に設けたインジェクタホール６４とプラグホール６１とが、燃焼室６０の手前において連通ホール６２に連通している状態において、インジェクタホール６４から水分が浸入しても、シール部４６の存在により、プラグホール６１を通じて燃焼室６０へ水分が浸入することを確実に防ぐことができる。なお、図示は省略したが、インジェクタホール６４の先端部にも、燃焼室６０への水分の浸入を防ぐシール部が形成されている。

また、先端筒部４５よりも先端側においてシール部４６によるシールを行うことができるため、連通ホール６２の開口部６２１、すなわち、鍔部４３付近においてシールを行う必要がない。それゆえ、連通ホール６２の開口部６２１の形状の設計自由度を高くすることができる。その結果、連通ホール６２をインジェクタホール６４にも連通させて、その連通ホール６２の開口部６２１を、インジェクタ７１用の開口部としてもスパークプラグ５用の開口部としても用いることができる。

また、先端側筒部４５は、その基端部に薄肉部４５１を有する。そのため、ブーツ部４を先端側筒部４５の基端部、すなわち鍔部４３の先端側に隣接する部分において、容易かつ確実に屈曲させることができる。
また、薄肉部４５１は、０．５ｍｍ以上の厚みを有するため、ブーツ部４の薄肉部４５１における強度を充分に確保することができる。

また、ブーツ部４はガイド部４７を備えているため、ブーツ部４を連通ホール６２へ挿入する際に、ガイド部４７を連通ホール６２の内壁面（傾斜壁面６２２）に対して摺動させることができる。これにより、ブーツ部４を円滑に連通ホール６２に挿入し、ブーツ部４を先端側嵌合部４２２においてスパークプラグ５に容易かつ確実に嵌合させることができる。

以上のごとく、本例によれば、内燃機関への装着性に優れ、スパークプラグとの安定した接続を確保し、かつ、プラグホールを通じた燃焼室への水分の浸入を確実に防ぐことができる内燃機関用の点火コイルを提供することができる。

（実施例２）
本例は、図６に示すごとく、ブーツ部４に設けた薄肉部４５１の形状を、実施例１に示した形状に対して変更した例である。
すなわち、本例の点火コイル１における薄肉部４５１は、ブーツ部４の先端側筒部４５の基端部を、他の部位よりも内径を大きくすると共に外径をも小さくすることにより、形成してある。つまり、先端側筒部４５の内周面と外周面との双方を部分的にえぐるようにすることにより、薄肉部４５１が形成されている。
その他は、実施例１と同様である。
本例の場合にも、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例３）
本例は、図７に示すごとく、ブーツ部４に設けた薄肉部４５１の形状を、実施例１、２に示した形状に対して変更した例である。
すなわち、本例の点火コイル１における薄肉部４５１は、ブーツ部４の先端側筒部４５の基端部を、他の部位よりも外径を小さくすることにより、形成してある。ただし、先端側筒部４５の基端部における内径は、他の部位と同じにしてある。

また、本例においては、先端側筒部４５の外径を部分的に小さくする手法として、薄肉部４５１とする部位の先端側の部分にリブ４５２を設けている。リブ４５２は、軸方向に沿って延びると共に、径方向外側に向かって突出形成されている。また、リブ４５２は、先端側筒部４５の周方向の４か所に、等間隔に配設されている。これにより、リブ４５２を設けた部分は、その外径が薄肉部４５１よりも大きくなり、薄肉部４５１が所望の位置に局部的に形成されることとなる。
その他は、実施例１と同様である。
本例の場合にも、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例４）
本例は、図８に示すごとく、ブーツ部４を、以下の３つの部材を連結して構成した例である。
すなわち、ブーツ部４は、基端側嵌合部４２１を備えた基端側ラバー部材４０１と、先端側嵌合部４２２を備えた先端側ラバー部材４０２と、基端側ラバー部材４０１と先端側ラバー部材４０２との間に配された中間樹脂部材４０３とを、軸方向に連結してなる。

鍔部４３と基端側筒部４４と先端側筒部４５とは、基端側ラバー部材４０１に形成されている。
基端側ラバー部材４０１及び先端側ラバー部材４０２は、シリコーンゴムからなり、中間樹脂部材４０３は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、又はＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）からなる。

中間樹脂部材４０３は、ガイド部４７を備えている。
また、中間樹脂部材４０３の両端部は、基端側ラバー部材４０１と先端側ラバー部材４０２に対して、内側から嵌合している。
また、基端側ラバー部材４０１の全長Ｌ１と、中間樹脂部材４０３の全長Ｌ２とは、Ｌ２／Ｌ１≦２を満たす。具体的に本例においては、Ｌ１＝５５ｍｍであり、Ｌ２＝８０ｍｍである。
その他は、実施例１と同様である。

本例の場合には、ブーツ部４の材料コストを低減することができる。すなわち、基端側嵌合部４２１と先端側嵌合部４２２以外の部分は、特に大きな弾力性や可撓性を有していなくてもよい部分であり、材料選択の自由がある。それゆえ、この部分を中間樹脂部材４０３として、比較的安価な材料を選択することにより、ブーツ部４のコストを低減し、ひいては点火コイル１のコストを低減することができる。また、基端側ラバー部材４０１と先端側ラバー部材４０２とを、それぞれ基端側嵌合部４２１と先端側嵌合部４２２とを形成する部分に配置することにより、安定した嵌合状態を確保することができる。また、鍔部４３と基端側筒部４４と先端側筒部４５とを、基端側ラバー部材４０１に形成することにより、所定の箇所におけるブーツ部４の屈曲を容易かつ確実に実現することができる。

また、基端側ラバー部材４０１の全長Ｌ１と中間樹脂部材４０３の全長Ｌ２とが、Ｌ２／Ｌ１≦２を満たすことにより、ブーツ部４の所定の長さを維持しつつ、基端側ラバー部材４０１の全長を充分に確保することができる。これにより、屈曲させたい部位である先端側筒部４５の基端部を所望の位置に形成しやすくなる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実験例１）
本例は、図９に示すごとく、基端側筒部４４の外径Ｄ１と先端側筒部４５の外径Ｄ２との差による、曲げ応力のかかる部位とその大きさの変化について解析した例である。
本例においては、図１０に示すような解析計算モデル１０を用意した。モデル１０は、実施例１の点火コイル１におけるブーツ部４の外形を模したものであり、特に、鍔部４３と基端側筒部４４と先端側筒部４５との部位を模したものである。ただし、このモデル１０には、薄肉部４５１に相当する部位を設けていない。

つまり、モデル１０は、ブーツ部４における鍔部４３に対応する鍔部１３と、基端側筒部４４に対応する基端側筒部１４と、先端側筒部４５に対応する先端側筒部１５とからなる。また、材質は、シリコーンゴムとした。
基端側筒部１４の軸方向長さは２２ｍｍ、先端側筒部１５の軸方向長さは１０３ｍｍ、鍔部１３の軸方向長さ（厚み）は５ｍｍ、鍔部１３の外径は２８ｍｍとした。また、基端側筒部１４の肉厚は２．５ｍｍであり、先端側筒部１５の肉厚は５ｍｍである。また、基端側筒部１４の外径ｄ１を１６〜２２ｍｍの間で変化させ、先端側筒部１５の外径ｄ２も変化させて、両者の差（ｄ１−ｄ２）を種々変更して、曲げの応力解析計算を行った。この（ｄ１−ｄ２）は、実施例１における（Ｄ１−Ｄ２）に相当する。

曲げの応力解析計算は、図１０に示すごとく、基端側筒部１４の基端１４０を固定し、先端側筒部１５の先端１５０に、軸方向に対して直角となる方向に荷重ｆをかけることにより行う。そして、先端側筒部１４が所定の角度に傾斜するまで荷重をかけていく。この所定の角度とは、実施例１において示したプラグホール６１の傾斜角度（上下方向に対する傾斜角度）に相当し、具体的には、１８°である。

曲げの応力解析計算の結果、ｄ１−ｄ２がマイナスとなる場合、すなわち、先端側筒部１５の外径ｄ２が基端側筒部１４の外径ｄ１よりも大きい場合には、最大応力が基端側筒部１４にかかることが分かった。そして、その応力は、図９に示すごとく、ｄ１−ｄ２≒−２ｍｍのとき、約０．９ＭＰａと、比較的高いものであった。
これに対し、ｄ１−ｄ２がプラス、すなわち先端側筒部１５の外径ｄ２が基端側筒部１４の外径ｄ１よりも小さい場合には、最大応力が先端側筒部１５の基端部、つまり鍔部１３に対して先端側に隣接する部分にかかることが分かった。そして、その応力は、図９に示すごとく、約０．３ＭＰａと、充分に低いものであった。
また、ｄ１−ｄ２≧１の場合には、ｄ１−ｄ２の値が大きくなっても、特に応力の大きさは変わらないことも分かった。

以上の結果は、実際の点火コイル１におけるブーツ部４において、以下のことが言えると考えられる。すなわち、先端側筒部４５の外径Ｄ２を基端側筒部４４の外径Ｄ１よりも小さくすることにより、先端側筒部４５の基端部に最大応力が作用するようにすることができ、この部位において屈曲させることができる。そして、Ｄ１＞Ｄ２とすることにより、最大応力を小さくすることができ、特に、Ｄ１−Ｄ２≧１ｍｍであれば、屈曲部に過大な応力を生じさせずに、ブーツ部４を所望の位置（先端側筒部４５の基端部）において容易に屈曲させることができる。

（実施例２）
本例は、図１１に示すごとく、薄肉部４５１の肉厚と、薄肉部４５１において屈曲させたときに、薄肉部４５１に作用する応力との関係を調べた例である。
すなわち、上記実験例１と同様の解析計算モデルに、実施例１の薄肉部４５１と同様の薄肉部を設け、実験例１と同様の曲げの応力解析計算を行った。そして、モデルとしては、薄肉部の肉厚を０．５ｍｍ〜５ｍｍまで振ったものを用意した。それぞれのモデルに対して曲げの応力解析計算を行い、薄肉部にかかる応力を解析した。その結果を図１１に示す。

同図に示すごとく、薄肉部の肉厚が小さくなるほど、薄肉部に作用する応力は徐々に増えるものの、その値は、０．４ＭＰａ未満であり、材料強度（安全を考慮した許容応力である３．２ＭＰａ）に対して充分に低い値であった。
それゆえ、薄肉部の肉厚としては、０．５ｍｍ以上あれば充分な強度を確保することができ、ブーツ部４の強度に影響を与えることがないことが分かる。

（比較例）
本例は、図１２、図１３に示すごとく、プラグホール６１とインジェクタホール６４とが互いに独立して形成されているシリンダーヘッド６に点火コイル９を組み付けてなる内燃機関の例である。

本例の内燃機関も、直噴型の内燃機関であり、燃焼室６０へのインジェクタホール６４の開口端とプラグホール６１の開口端とを近付けるために、プラグホール６１を斜めに形成してある。しかし、実施例１とは異なり、インジェクタ７１０を、いわゆるロングインジェクタとしており、その軸方向長さが長い。それゆえ、インジェクタ７１０の基端部に設けるインジェクタコネクタ７２を、シリンダーヘッド６の上方であり、インジェクタホール６４の外に配置することができる。それゆえ、インジェクタホール６４を比較的細く形成することができ、インジェクタホール６４とプラグホール６１とを連結することなく、互いに独立して形成することができる。また、これに伴い、インジェクタホール６４の基端側の開口部６４１と、プラグホール６１の基端側の開口部６１１とは、互いに独立している。

それゆえ、点火コイル９においても、スパークプラグ５との嵌合部ではなく、プラグホール６１の基端側の開口部６１１においてシールすればよい。つまり、プラグホール６１とインジェクタホール６４とが連通しているわけではないので、インジェクタホール６４からプラグホール６１を介して燃焼室６０へ水分が浸入することはあり得ない。それゆえ、プラグホール６１から燃焼室６０への水分の浸入を防ぐためには、プラグホール６１の基端側の開口部６１１、すなわちシリンダーヘッド６の上部における開口部においてシールすればよい。そこで、本例においては、点火コイル９のブーツ部９４の基端部に、シールラバー部９９を設け、プラグホール６１の基端側の開口部６１１と点火コイル９との間をシールしている。

これに対し、実施例１（図２）に示したように、プラグホール６１とインジェクタホール６４とが連通ホール６２によって連通するような場合には、本例のようにブーツ部９４の基端側にシールラバー部９９を設けた構成とすると、インジェクタホール６４からプラグホール６１を通じて水分が燃焼室６０へ浸入することを防ぐことができない。そこで、実施例１においては、図１、図２に示すごとく、ブーツ部４の先端部であって、スパークプラグ５との嵌合部分の外周に、シール部４６を設けている。

また、本例の点火コイル９においては、ブーツ部９４を屈曲させてその先端部を傾斜させているが、実施例１〜４の点火コイル１のように鍔部４３を有するわけでもなく、屈曲部９４１の基端側と先端側とで直径を変化させているわけでもない。それゆえ、実際には、図１２に示すように適切な位置でブーツ部９４を屈曲させることは困難である。

これに対し、実施例１〜４の点火コイル１においては、ブーツ部４に鍔部４３を設け、その基端側と先端側とにおける基端側筒部４４と先端側筒部４５との外径Ｄ１、Ｄ２を、Ｄ１＞Ｄ２とすることにより、上述のごとく、所望の位置においてブーツ部４を容易に屈曲させることができる。

１ 点火コイル
２ コイル本体部
３ 高圧タワー部
３１ 高圧出力端子
４ ブーツ部
４１ 電気的接続部
４２１ 基端側嵌合部
４２２ 先端側嵌合部
４３ 鍔部
４４ 基端側筒部
４５ 先端側筒部
４６ シール部
５ スパークプラグ
６０ 燃焼室
６１ プラグホール
６２ 連通ホール
６２１ 開口部
Ｄ１ 基端側筒部の外径
Ｄ２ 先端側筒部の外径

Claims (6)

1. 一次コイル及び二次コイルをコイルケース内に収容してなるコイル本体部と、該コイル本体部において発生させた高電圧を出力する高圧出力端子を内部に保持した高圧タワー部と、上記高圧出力端子と内燃機関のプラグホールに装着されたスパークプラグとを導通させる電気的接続部を内側に備えると共に上記高圧タワー部と上記スパークプラグの基端部とを連結する筒状のブーツ部とを備えた内燃機関用の点火コイルであって、
   上記ブーツ部は、上記プラグホールへ連通する連通ホールに挿入できるよう構成されており、
   また、上記ブーツ部は、上記高圧タワー部に嵌合する基端側嵌合部と、上記スパークプラグの基端部に嵌合する先端側嵌合部と、上記基端側嵌合部と上記先端側嵌合部との間において上記連通ホールの開口部の内周面に対向する対向部と、該対向部に対して基端側に隣接して設けられた基端側筒部と、上記対向部に対して先端側に隣接して設けられた先端側筒部と、該先端側筒部よりも先端側において上記プラグホールの内壁と上記ブーツ部との間をシールするシール部とを有し、
   該シール部は、軸方向の先端側に向かって上記プラグホールの内壁に当接する軸方向当接部と、径方向外側に向かって上記プラグホールの内壁に当接する径方向当接部とを備え、
   上記基端側筒部の外径よりも、上記先端側筒部の外径の方が小さいことを特徴とする内燃機関用の点火コイル。
2. 請求項１に記載の内燃機関用の点火コイルにおいて、上記先端側筒部は、その基端部に、他の部位よりも肉厚の薄い薄肉部を有することを特徴とする内燃機関用の点火コイル。
3. 請求項２に記載の内燃機関用の点火コイルにおいて、上記薄肉部は、０．５ｍｍ以上の厚みを有することを特徴とする内燃機関用の点火コイル。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火コイルにおいて、上記ブーツ部は、上記対向部と上記シール部との間において外側へ突出したガイド部を備えていることを特徴とする内燃機関用の点火コイル。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火コイルにおいて、上記ブーツ部は、上記基端側嵌合部を備えた基端側ラバー部材と、上記先端側嵌合部を備えた先端側ラバー部材と、上記基端側ラバー部材と上記先端側ラバー部材との間に配された中間樹脂部材とを、軸方向に連結してなり、上記対向部と上記基端側筒部と上記先端側筒部とは、上記基端側ラバー部材に形成されていることを特徴とする内燃機関用の点火コイル。
6. 請求項５に記載の内燃機関用の点火コイルにおいて、上記基端側ラバー部材の全長Ｌ１と、上記中間樹脂部材の全長Ｌ２とは、Ｌ２／Ｌ１≦２を満たすことを特徴とする内燃機関用の点火コイル。

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