JP6499459B2 - 内燃機関用点火コイルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関用点火コイル及びその製造方法に関し、特に、オーバーモールドによる製造方法を採用する際に好適のものである。

近年、自動車等に用いられる内燃機関では、ケースレス化させた点火コイルの外表構造の製法が検討されている（特開２００９−１８２１３７号公報）。かかる製法では、金型内のキャビティへコイルアセンブリ等のパーツを配置させ、オーバーモールド製法によって外表構造を形成させる。このため、コイルアセンブリの周囲に形成される樹脂構造及び高圧端子の周囲に形成される樹脂構造は、一の構造体としてこれらの表面が形成されることとなる。

特開２００９−１８２１３７号公報

しかしながら、特許文献１の技術によれば、コイルアセンブリと同一行程でイグナイタをオーバーモールドさせるので、イグナイタに内蔵された回路素子が高温環境下に晒され、これら回路の故障を招くとの問題が生じる。

本発明は上記課題に鑑み、イグナイタをオーバーモールドさせる際、幾分でも其の周囲温度の上昇を抑制させ得る内燃機関用点火コイルの製造方法の提供を目的とする。

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製造方法とする。即ち、コイルアセンブリが樹脂モールドされ且つ前記コイルアセンブリの出力電圧が印加される高圧端子を具備した主モジュールを製作する第１の工程と、コネクタ端子及びイグナイタパッケージが樹脂モールドされた副モジュールを製作する第２の工程と、前記主モジュールの樹脂モールド部位及び前記副モジュールの樹脂モールド部位を結合する第３の工程と、から成り、前記第２の工程において前記コネクタ端子及び前記イグナイタパッケージを樹脂モールドする溶融樹脂温度は、前記第１の工程において前記コイルアセンブリを樹脂モールドする溶融樹脂温度より低い、製造方法とする。

好ましくは、上記に製造方法は、前記コイルアセンブリの導通部と前記コネクタ端子の接触箇所，又は，前記コイルアセンブリの導通部と前記イグナイタの端子の接触箇所を、樹脂体によって埋設させる第４の工程が追加された製造方法とする。

また、本発明に係る内燃機関用点火コイルの製造方法によると、コイルアセンブリとイグナイタとが別々にオーバーモールドされるので、双方の樹脂モジュールについて個別の温度条件にて製造を行うことが可能となる。このため、コイルアセンブリは、樹脂を隈なく行渡らせるに有利な温度設定にてオーバーモールドさせることが可能となり、絶縁不良等の原因が解消される。また、イグナイタの製造時には、イグナイタ回路の耐熱温度以下となる温度制御が可能となる。

実施の形態に係る内燃機関用点火コイルの外観を示す図。 実施の形態に係るイグナイタ組付工程を示す図。 実施の形態に係るイグナイタ組付工程を示す図（他の例）。

以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して具体的に説明する。図１は、本実施の形態に係る内燃機関用点火コイルの外観が示されている。尚、同図では、内燃機関用点火コイル（以下、点火コイルと呼ぶ）の斜視図を（ａ）に示し、同点火コイルの正面図を（ｂ）に示し、同点火コイルの側面図を（ｃ）に示している。これらについては、以後の説明に応じて適宜参照されたい。

尚、本実施の形態に係る点火コイル１００は、コイルアセンブリを内部に包含させた高圧構造体１３１が設けられ、その一部を包むようにコイル構造体１４０が設けられる。かかる点火コイルの樹脂構造体は、エポキシ樹脂，ＰＢＴ（Polybutylene Terephthalate），ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide），又は，ポリアミド（例えば、ＰＡ６）といった樹脂材料によって成る。

コイルアセンブリは、二次コイルと一次コイルとが組合わされ、これらのコイルが内部のI字鉄心に対し同軸的に配置される。そして、これらの部品群の外周には、外周鉄心がこれを囲うように配置され、コイルアセンブリ自身の内外を囲むような閉磁路が形成されることとなる。

高圧側構造体１３１は、巻線間等の隙間に絶縁構造が形成され、コイルアセンブリの外周をも包囲するよう先と同様の樹脂構造体が形成される。また、高圧側構造体１３１は、下部の筒状体の内部に高圧端子が収容されている。コイルアセンブリは、高圧ターミナルが設けられ、これを介して二次コイルと高圧端子とを導通させている。高圧端子は、その露出部に導体物（スプリング等）が接続され、当該導体物を介して内燃機関の点火プラグへ電気的に接続される。このため、コイルアセンブリが動作すると、此処で昇圧された高電圧（出力電圧）は、高圧端子及び導体物等を介して点火プラグへ印加されることとなる。

コイル側構造体１４０は、高圧側構造体１３１の頭部を覆う被覆部１４１、高圧側構造体の中間部を覆う外層部１４２（詳しくは、高圧構造体の皿状体を外部から覆う部位）、その他、金属ブッシュが埋設されたフランジ部１４４、等が一体的に形成される。尚、当該コイル側構造体１４０は、その下方において、高圧側構造体１３１の一部（高圧端子の収容箇所）を露出させている。この部位は、下方に臨む開口部が設けられ、内部の高圧端子へ連絡可能とされている。

上述した高圧側構造体１３１及びコイル側構造体１４０は、これらが合わさって主モジュール１０１を構成する（図２参照）。本実施の形態では、この主モジュールが、「高圧側構造体１３１→コイル側構造体１４０」の順で製造される（第１の工程）。このうち、高圧側構造体１３１は、コイルアセンブリが組立てられた後、高圧側構造体１３１の主たる輪郭を成す樹脂ケース内へコイルアセンブリが配置され、其の空隙部にエポキシ樹脂が含浸硬化される（この工程において、樹脂ケース等を使わずにオーバーモールド法を適用しても良い）。当該高圧側構造体１３１は、これが完成するとオーバーモールド工程へ供され、外周鉄心等の部品と供に金型キャビティ内へセットされる。そして、２７０℃程度の溶融樹脂がゲートからキャビティ内へ送り込まれ、コイル側構造体１４０の樹脂構造が形成される。

本実施の形態によると、主モジュール（コイル側構造体）の製造時は、樹脂を隈なく行渡らせるに有利な温度設定がされて、オーバーモールドが実施されることとなる。このため、オーバーモールド工程では、溶融樹脂の流動性が約束され、絶縁不良等の原因が解消される。

また、本実施の形態では、主モジュール１０１とは別体として、樹脂製の副モジュール１６０が準備される（図２（ｂ）参照）。当該副モジュール１６０は、イグナイタ収容部１６２とコネクタ１６１とが一体形成されたものである。コネクタ１６１は、外部に臨む開口空間が形成され、その内部に複数のコネクタ端子ｔａが配備されている。このコネクタ１６１は、此処にハーネスの一端が接続され、電源及び駆動信号等が印加される。

イグナイタ収容部１６２は、内部にイグナイタ１７０が収容され、コネクタ端子ｔａ等と電気的に接続される。イグナイタ１７０は、樹脂パッケージに内蔵された回路素子（パワートランジスタ，制御基板等）と、当該樹脂パッケージに配列された端子群ｔｂを具備する。この端子群は、バッテリ電位が印加される端子、駆動信号が印加される端子等が設けられる。イグナイタ１７０は、駆動信号が入力されると、パワートランジスタが機能してトランス内の磁界を変化させ、点火コイルの励起動作を促す。

イグナイタ１７０を内蔵させた副モジュール１６０にあっても、主モジュール１０１と同様、オーバーモールド製法によって主たる樹脂構造が形成される。当該副モジュール１６０は、キャビティ内にイグナイタ１７０及びコネクタ端子ｔａがセットされ、その後、ゲートから送り込まれた溶融樹脂によって、その樹脂構造が形成される（第２の工程）。

特に、副モジュール１６０は、主モジュール１０１と比較して、部品点数が少なく全体としてコンパクトなものとされる。また、その部品の形状は、コイルアセンブリ周辺の形状と比較して、非常に簡素なものとされる。即ち、副モジュール１６０のキャビティ内の隙間は、主モジュール１０１の其れと比較して、樹脂充填容積が小さく且つ当該隙間の形状も複雑でない為、投入された溶融樹脂の流動性が幾分低下したとしても、十分にモールドされ得ることが可能である。

本実施の形態に係る副モジュール１６０のオーバーモールド工程では、かかる特徴を利用し、溶融樹脂温度を約２５０℃〜２６０℃に設定しておき、イグナイタ１７０の内部温度が耐熱温度（例えば、２３０℃）に達しない工夫が成されている。

そして、主モジュール１０１及び副モジュール１６０が準備されると、双方がアセンブル工程（第３の工程）へ供され、主モジュール１０１と副モジュール１６０の当接面を結合させる処理が施される。この処理は、熱溶着又は接着剤等によって行われるのが通常である。このため、かかる製法によって点火コイルが製造された場合、主モジュール１０１と副モジュール１６０との間には、溶着痕または接着痕といった結合処理の痕跡を明示する残根Ｋが残される（図２（ｃ）参照）。

上述の如く、本実施の形態に係る点火コイル１００によると、イグナイタ１７０を含む樹脂モジュールが、コイルアセンブリの樹脂モジュールから独立して形成される。このため、イグナイタ１７０を含む樹脂モジュールは、簡素且つコンパクトな形状とされるので、オーバーモールド時における樹脂の回り易さが約束され、これに伴い、金型温度を幾分低く設定する自由度を齎す。

また、本実施の形態に係る点火コイルの製造方法によると、コイルアセンブリとイグナイタ１７０とが別々にオーバーモールドされるので、双方の樹脂モジュールについて個別の温度条件にて製造を行うことが可能となる。このため、コイルアセンブリは、樹脂を隈なく行渡らせるに有利な温度設定にてオーバーモールドさせることが可能となり、絶縁不良等の原因が解消される。また、イグナイタの製造時には、イグナイタ回路の耐熱温度以下となる温度制御が可能となる。このように、双方のモジュールについて、有利な温度条件を個別に与えることが可能となり、その有利な条件で製作された各々が高品質なものとされる。

図３では、上述した製法の変更例が示されている。図示の如く、主モジュール１０１は、コイルアセンブリの一部であるコイル端子ｔｃ（導通部）が露出している。また、副モジュール１６０は、コネクタ端子の他端側（内部端子ｔａ’）が露出している。そして、これらのモジュールは、前述同様、熱溶着等の処理が施される。従って、この処理段階では、図３（ｂ）に示す如く、コイル端子ｔｃと内部端子ｔａ’が露出した状態とされる。この端子対向空間Ｘでは、図示の如く、双方の端子が対向し且つ接触しており、当該双方の端子が溶接されて電気的接続状態が十分に確保される。尚、本実施の形態では、コイル端子ｔｃと内部端子ｔａ’の接続について説明しているが、コイル端子ｔｃとイグナイタ端子を接続するようにしても良い。

その後、端子対向空間Ｘには、適宜の樹脂体によって埋設され（第４の工程）、外観上は図２（ｃ）と同じ形状に仕上げられる。かかる製法は、製造工程の途中に端子の当接箇所を露出させ、これを溶接等により確実な接続状態を確保させるので、装置の配線上の不具合を抑える上で有利とされる。

１００ 内燃機関用点火コイル， １３１ 高圧側構造体（主モジュールの一部）， １４０ コイル側構造体（主モジュールの一部）， １４１ 被覆部， １４２ 外層部， １４３ 殻状体， １４４ フランジ， １６０ 副モジュール， １６１ コネクタ， １６２ 回路収容体。

Claims (2)

1. コイルアセンブリが樹脂モールドされ且つ前記コイルアセンブリの出力電圧が印加される高圧端子を具備した主モジュールを製作する第１の工程と、
   コネクタ端子及びイグナイタパッケージが樹脂モールドされた副モジュールを製作する第２の工程と、
   前記主モジュールの樹脂モールド部位及び前記副モジュールの樹脂モールド部位を結合する第３の工程と、から成り、
   前記第２の工程において前記コネクタ端子及び前記イグナイタパッケージを樹脂モールドする溶融樹脂温度は、前記第１の工程において前記コイルアセンブリを樹脂モールドする溶融樹脂温度より低い、
   内燃機関用点火コイルの製造方法。
2. 前記コイルアセンブリの導通部と前記コネクタ端子の接触箇所，又は，前記コイルアセンブリの導通部と前記イグナイタの端子の接触箇所を、樹脂体によって埋設させる第４の工程と、を有す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の製造方法。

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