CN107408452A - 内燃机用点火线圈 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内燃机用点火线圈，该内燃机用点火线圈即使在高旋转区域中也能实现高输出并抑制大型化。内燃机用点火线圈包括：核芯，该核芯配置在初级线圈和次级线圈的内侧；侧芯，该侧芯配置在所述初级线圈和所述次级线圈的外侧，与所述核芯进行组合而构成闭合磁路；一个或多个间隙，该一个或多个间隙设置在所述核芯与所述侧芯之间，或设置于所述侧芯；以及磁体，该磁体配置在所述各间隙内，使所述各间隙的截面积的总和成为所述各间隙的厚度的平均值的200倍以上500倍以下，并利用所述磁体来施加所述核芯的饱和磁通密度以上的反向偏置。

Description

内燃机用点火线圈

技术领域

本发明涉及一种内燃机用点火线圈，该内燃机用点火线圈例如安装于汽车等的内燃机，向火花塞提供高电压来使火花塞火花放电。

背景技术

以往，关于内燃机用点火线圈，为了实现高效率化并增加产生电压而采取了各种各样的方法(例如参照以下专利文献1、2)。

然而，以往仅考虑了关于点火线圈的峰值性能来进行设计。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2734540号说明书(磁路)

专利文献2：日本专利特开2007－103482号公报(磁阻)

发明内容

发明所要解决的技术问题

近年来，为了提高能量燃烧效率以满足改善燃料消耗效率的要求，正在进行高压缩化和小型涡轮车辆(downsizing turbo vehicle)的开发。与之相伴，关于点火线圈也要求高电压化、高输出化，以使其能够在高压缩下进行可靠的绝缘破坏、燃烧。

在这样的车辆中，在高旋转区域中，或者在低电压区域中，压缩比也设定得较高，要求从低电压区域到高旋转区域为止都为高输出的点火线圈。

在现有的点火线圈中，在使能量增加的情况下使核芯(center core)截面积增加，在高旋转区域中，或者在低电压区域中，为了提高能量也采用了将初级线圈线径(初级线圈的绕组的线径)增大来降低电阻值的方法。

然而，即使在采用了如上所述方法的情况下，为了改善高转速特性，也必须大幅增大芯体截面积、增大初级线圈等的线径。

本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于提供一种内燃机用点火线圈，该内燃机用点火线圈即使在高旋转区域中也能实现高输出，并能抑制大型化。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的内燃机用点火线圈包括：核芯，该核芯配置在初级线圈和次级线圈的内侧；侧芯，该侧芯配置在所述初级线圈和所述次级线圈的外侧，与所述核芯进行组合而构成闭合磁路；一个或多个间隙，该一个或多个间隙设置在所述核芯与所述侧芯之间，或设置于所述侧芯；以及磁体，该磁体配置在所述各间隙内，使所述各间隙的截面积的总和成为所述各间隙的厚度的平均值的200倍以上500倍以下，并利用所述磁体来施加所述核芯的饱和磁通密度以上的反向偏置。

发明效果

在本发明中，能提供一种内燃机用点火线圈，该内燃机用点火线圈即使在高旋转区域中也能实现高输出并抑制大型化。

附图说明

图1是从上方观察本发明的实施方式1所涉及的内燃机用点火线圈的示意图。

图2是从图1的内燃机用点火线圈的斜下方起的示意性立体图。

图3是用于对本发明的实施方式1所涉及的内燃机用点火线圈的作用进行说明的磁特性图。

图4是用于对本发明的实施方式2所涉及的内燃机用点火线圈的作用进行说明的磁特性图。

图5是从上方观察本发明的实施方式3所涉及的内燃机用点火线圈的示意图。

图6是从图5的内燃机用点火线圈的斜下方起的示意性立体图。

图7是本发明的实施方式4所涉及的内燃机用点火线圈的示意性立体图。

图8是图7的内燃机用点火线圈的示意性俯视图。

图9是用于对本发明的实施方式4所涉及的内燃机用点火线圈的作用进行说明的磁特性图。

图10是本发明的实施方式5所涉及的内燃机用点火线圈的示意性俯视图。

图11是表示来自图10的内燃机用点火线圈中的磁体的磁通的图。

图12是本发明的实施方式6所涉及的内燃机用点火线圈的示意性俯视图。

图13是本发明的实施方式7所涉及的内燃机用点火线圈的示意性俯视图。

图14是表示不存在磁体的情况下的点火线圈的基本磁特性的磁特性图。

图15是表示存在磁体的情况下的点火线圈的基本磁特性的磁特性图。

图16是表示因芯体截面积增加而产生的磁特性的变化的磁特性图。

图17是用于对低旋转区域中的峰值时的能量增加进行说明的磁特性图。

图18是用于对高旋转区域中的峰值时的能量增加进行说明的磁特性图。

图19是对Sg/lg＜200与Sg/lg＝200进行比较的情况下的磁特性图。

图20是对Sg/lg＞200与Sg/lg＝200进行比较的情况下的磁动势较小时的磁特性图。

图21是对Sg/lg＞200与Sg/lg＝200进行比较的情况下的磁动势较大时的磁特性图。

图22是对Sg/lg＝500与Sg/lg＞500进行比较的情况下的磁特性图。

图23是用于对本发明的实施方式2所涉及的内燃机用点火线圈的作用进行说明的磁特性图。

具体实施方式

下面，使用附图并按照各实施方式来对本发明所涉及的内燃机用点火线圈进行说明。此外，在各实施方式中，用相同标号示出相同或相当的部分，并省略重复说明。

首先对本发明的原理和效果进行详细说明。

图14、15是表示点火线圈的基本磁特性(磁通-磁动势特性)的磁特性图。点火线圈的能量与由图14、15的阴影部分所给出的面积成正比。

点火线圈所用的芯体的磁通在由材料固有决定的饱和磁通密度Bmax与核芯截面积Sc之积所给出的值下发生饱和、磁饱和。

在这种内燃机用点火线圈中，例如存在如后述的图1所述例示出的本发明所涉及的内燃机用点火线圈那样，在形成闭合磁路的核芯30和侧芯40的核芯30的间隙60内插入有磁体70的情况，图14表示无磁体的点火线圈的磁特性，图15表示设有磁体的点火线圈的磁特性。

以往，在这种点火线圈中，为了在同一截面积下利用核芯来增加能量，而插入有磁体。然后，沿核芯负方向施加反向偏置，对磁阻、磁体尺寸进行调整，使得其成为负方向磁饱和附近。然后，利用初级线圈沿正方向注入磁通直至实现磁饱和为止，即，施加磁动势，从而力图防止核芯的大型化并实现高输出化。

另一方面，在高旋转区域中，在各转速下设定满足下述式(1)(2)的向初级线圈进行通电的通电时间Ton，从而成为与该通电时间Ton中的磁动势相对应的性能。

αc≥∫^Ton ₀(Vc×I1)dt (1)

αd≥∫^Ton ₀(Vce×I1)dt (2)

这里，I1以流向点火线圈初级侧(初级线圈、线圈驱动器)的电流来近似表示为下式。

I1＝V1/R1{1－exp{－(R1/L1)×Ton}] (3)

αc：初级线圈的电力量规定值

αd：线圈驱动器的电力量规定值

Vc：初级线圈两端的电压

Vce：线圈驱动器(点火器＝开关元件)两端电压

V1：提供给初级侧的电压

R1：与初级侧相连接的合成电阻(初级线圈电阻、线束电阻(harness resistance)等)

L1表示初级电感。

上述式(1)的右边表示初级线圈的损耗，上述式(2)的右边表示线圈驱动器损耗，示出了为了抑制发热而需要改变向点火线圈通电的通电时间Ton以使得这些损耗成为规定值以下的情况。

在利用上述式(3)来缩短了Ton的情况下，I1下降。注入磁路的磁动势用初级电流I1与初级匝数n1之积来表示，因此，在缩短了Ton的情况下磁动势下降。

在考虑了发动机转速特性的情况下，每单位时间的点火次数与发动机转速成正比地增加，因此，在高旋转区域中发热量与转速成正比地增加。因此，αc、αd与转速成反比地减小。随着αc、αd的减小在高旋转区域中需要对向初级线圈通电的通电时间Ton进行抑制，如上所述，通电时间Ton的减少会导致初级电流I1下降，由此，注入芯体的注入磁动势减小，因此，在通常的点火线圈中，与低旋转的能量相比，高旋转的能量大幅下降。转速与可注入磁动势成反比。

通常的点火线圈的初级匝数为100匝左右～150匝左右，流向初级线圈的电流最大为10A左右，磁动势的最大值为1500AT左右。

另一方面，高转速区域的注入磁通量(磁动势)随着初级电阻而变化，但若通常的点火线圈的初级电阻为0.3Ω～0.7Ω左右，则高转速区域的注入磁通量(磁动势)为600AT～800AT左右。因此，若能增加该磁动势带(600AT～1500AT)中的磁特性图中所给出的面积，则能在实际使用转速区域中增加点火线圈的能量。

例如若能增加磁特性图中所给出的600AT～800AT附近的面积，则最高旋转区域的能量增加。

点火线圈必须根据发动机要求(与转速相对应的能量的要求)而确保能量，必须具备以下规格：对于该每个转速的要求，能确保由针对每个转速而决定的磁动势所给出的磁特性上的面积。

以往，在增加高旋转的能量的情况下，采用通过增加芯体截面积来改善磁特性以增大初级线径(初级线圈的绕组的半径)从而抑制耗电量并增加最低磁动势的方法，在该方法中，使高旋转能量增加会导致以下问题。

芯体截面积增加

芯体截面积增加会导致磁特性图如图16那样发生变化。实线表示相对于虚线如箭头A所示那样增大了核芯截面积的特性。核芯截面积Sc的增加会导致Bmax×Sc增加。此时，侧芯、磁体、芯体间隙的截面积相对于核芯截面积的比保持一定。

在低旋转区域中，如图17那样，峰值能量、即磁动势能作为最大来使用，与核芯截面积成正比地增加(ΔSl＝S1－S2+S3)，但如图18所示的高旋转区域那样，在注入磁动势减小的区域中，能量增加量与图17所示的峰值时的增加量相比减小(ΔSh＝S1’+S3’＜ΔSl)。因此，在注入磁动势较小的高旋转区域中的性能增加量受到限制。

另外，芯体截面积增加会导致初级线圈绕组直径(在绕线管上卷绕1匝初级侧线圈的周长)增加，由此，初级线圈的总线长增加，电阻值增加，因此，发热量增加。为了避免这种情况，需要缩短通电时间，结果是，在高旋转区域中的注入磁动势减小。因此，性能增加量进一步减少。另外，在为了补偿线长增加而增加线径的情况下，线圈会发生大型化。

增大初级线径

通过增大初级线径来减小初级电阻，因此，初级线圈两端电压下降，初级线圈发热量减少。因此，在仅考虑了上述式(1)的限制的情况下，能使向初级线圈通电的通电时间Ton增加，因此，能由此来使注入磁通增加。

另一方面，关于上述式(2)，为了从上述式(3)中通过减小初级电阻来获得同一磁动势(＝切断电流)而需要的通电时间减少。因此，发热量稍稍减少，能延长通电时间而使注入芯体的注入磁动势增加。但是，由于初级电阻减小时的通电时间减小幅度较小，因此，注入磁通增加量也成为较小的值。因此，为了改善高转速特性，需要大幅增加初级线圈的线径。

根据上述情况，难以在现有设计中大幅改善高转速特性，且为了进行改善而必须进行大型化。

因此，鉴于上述问题，在本发明实施方式1中具有如下特征：将间隙的截面积的总和(合计)Sg设为间隙厚度的平均值lg的200倍以上500倍以下(200≤Sg/lg≤500)，利用磁体来施加核芯饱和磁通密度以上的反向偏置。

在间隙为1个的情况下，将间隙的截面积Sg设为间隙厚度的平均值lg的200倍以上、设为500倍。在间隙为多个的情况下，将各间隙的截面积的总和Sg设为各间隙厚度的平均值lg的200倍以上、设为500倍。

图19示出了将Sg/lg＜200和Sg/lg＝200相比较的情况下的磁特性(本发明的下限值和下限值以下的情况的比较)。在图19中，实线是Sg/lg＝200的情况的一个示例，虚线是Sg/lg＜200的情况的一个示例。在Sg/lg＝200的情况下，在点火线圈所使用的磁动势上限的1500AT附近发生磁饱和。点火线圈所使用的磁动势上限的1500AT例如位于图19的点火线圈使用范围RU的右端。AT0表示点火线圈使用范围RU内的一个磁动势。另一方面，在Sg/lg＜200的情况下，磁饱和点在点火线圈所使用的磁动势上限(1500AT)以上发生饱和。即，磁特性呈相对于磁动势AT轴的倾斜较小的特性。因此，在1500AT以下使用的情况下的磁通量变得比Sg/lg＝200时要小。即，与Sg/lg＝200时相比，磁动势相同的情况下磁通下降。由此，Sg/lg＜200的情况下的点火线圈能量Sgt200与Sg/lg＝200的情况下的点火线圈能量Seq200相比能量减小(Seq200＞Sgt200)。另外，磁通量的增加程度也满足φSeq200＞φSgt200。

此外，表示各能量的面积是以磁通φ轴为一边的三角形的面积。

接着，图20、21示出将Sg/lg＞200与Sg/lg＝200相比较的情况下的磁特性。图20表示磁动势较小的情况，图21表示磁动势较大的情况。在图20、21中，实线是Sg/lg＞200的情况的一个示例，虚线是Sg/lg＝200的情况的一个示例。在Sg/lg＞200的情况下，与Sg/lg＝200时相比，磁特性相对于磁动势AT轴的倾斜变大，从而磁饱和点为1500AT以下。在图20中，在Sg/lg＞200和Sg/lg＝200的各个情况下，在磁动势AT0处发生磁饱和。在图21中，在Sg/lg＝200的情况下，在点火线圈使用范围RU内的磁动势AT1(AT1＞AT0)处发生磁饱和。

根据图20、21可知，在磁饱和以后，即使在增加注入磁动势的情况下，能量也几乎不会增加。因此，在Sg/lg＞200的特性的情况下，与Sg/lg＝200的特性相比，在1500AT附近进行使用的情况下，能量(面积)减少。在图21中，磁饱和导致磁动势增加(Slt200’≈Seq200’)。另外，由于磁饱和，因此在高磁动势下能量反转(Slt200’＜Seq200’)。

另一方面，在比发生磁饱和的磁动势要小的磁动势的范围内，与图19中进行说明时相同，在设Sg/lg＞200的情况下，与Sg/lg＝200的情况相比，磁特性的倾斜变大，因此，在相同磁动势下注入磁通增大，Sg/lg＞200的情况下能量增大。因此，在使注入磁通量小于1500AT的能量增加的情况下，即在需要利用上述式(1)(2)的限制来降低注入磁通量的发动机转速要求中旋转之后(以上)的性能的情况下，使能量比Sg/lg＝200要增加(Slt200＞Seq200)。另外，磁通量的增加程度也满足φSlt200＞φSeq200。

接着，图22示出进一步增大Sg/lg并将Sg/lg＝500与Sg/lg＞500相比较的情况下的磁特性(本发明的上限值和高于上限值的情况的比较)。在图22中，在实线是Sg/lg＝500的情况的一个示例，虚线是Sg/lg＞500的情况的一个示例。

在Sg/lg＝500的情况下，在点火线圈所使用的最低磁动势(在最高转速下所使用的磁动势)附近发生磁饱和。因此，如图19-21中所说明的那样，在磁动势较大的范围内呈性能不因磁饱和而增加的特性，但最低磁动势下的能量(面积)为最大。

另一方面，在Sg/lg＞500的情况下，与Sg/lg＝500的情况相比，以更小的磁动势来发生磁饱和，因此，在作为点火线圈来使用的磁动势范围内，能量下降(Sgt500＜Seq500)。在Sg/lg＞500的情况下，磁饱和较快，因此性能较低。

因此，设200≤Sg/lg≤500，从而能以点火线圈所使用的转速范围中的转速来将能量(面积)设为最大。

另外，此时，饱和磁通量不会增加，由此可知，无需增加核芯截面积Sc，因此，不会伴随初级电阻增加，因而与现有设计的核芯截面积增加时相比，也能使高旋转区域的注入磁动势增加。

实施方式1.

以下，关于本发明实施方式1所涉及的内燃机用点火线圈，示出具体示例。

图1是从上方观察本发明的实施方式1所涉及的内燃机用点火线圈的示意图。在实施方式1中，如图1所示，包含初级线圈10、次级线圈20、为了使这些初级线圈10和次级线圈20发生磁耦合而配置于初级线圈10的内侧的核芯30、与核芯30进行组合来构成闭合磁路的侧芯40、利用来自ECU(图示省略)等的驱动信号来对初级线圈10的电流进行通电、切断控制的线圈驱动器(点火器)80、以及收纳上述各个构成部件的绝缘壳体50，侧芯40的一端与核芯30的一端相抵接，侧芯40的另一端隔着间隙60与核芯30的另一端相对，在间隙60内插入有尺寸与间隙60相同的磁体70。

更详细而言，在核芯30上卷绕有初级线圈10，在初级线圈10的外侧卷绕有次级线圈20。此外，为了使构造便于理解，删除核芯30上表面部分的初级线圈10和次级线圈20来进行表示。侧芯40具有在卷绕有初级线圈10和次级线圈20的核芯30的周围呈一周延伸的环形形状。核芯30的一端与侧芯40内侧的成为侧芯40的一端的面相抵接。核芯30的另一端具有沿着与核芯30中的磁通方向正交的面的截面积变大的形状，并与成为侧芯40内侧的与上述一端相对的另一端的面隔着间隙60而相对。在间隙60内插入有尺寸与间隙60相同的磁体70。

图2示出图1的内燃机用点火线圈的、去除初级线圈10和次级线圈20后的、以图1的方向为基准从斜下进行观察的示意性立体图(磁路图)。其特征在于，相对于间隙60的厚度61(lg)，将截面积62(Sg)设为300倍(Sg/lg＝300)。

此外，设本发明中的间隙的截面积(Sg)和后述磁体的截面积(Sm)是与各自的厚度方向正交的面处的截面积。关于核芯和侧芯的截面积(Sc、Ss)，设为沿着与芯体的长边方向或芯体中的磁通方向正交的面的截面积(以下相同)。

图3表示图1、2所示的点火线圈(Sg/lg＝300)的磁特性、与相对于间隙厚度lg将截面积Sg设为200倍(Sg/lg＝200)时的磁特性之间的比较。在Sg/lg＝200的情况下，也插入与间隙60的尺寸相同的磁体70，关于其它构造，也与图1、2所示的点火线圈相同。

对于具有如上所述结构的本发明实施方式1的点火线圈，由图3可知，在以实线来表示的Sg/lg＝300的情况下，例如在发动机最高转速附近所使用的700AT左右的能量比以虚线来表示的Sg/lg＝200的能量要增加50％左右，从而在需要使发动机高旋转(低磁动势)区域中的性能增加的情况下，特性得以改善。

此外，在上述示例中，侧芯使用O型，但也可以使用C型芯体。

实施方式2.

在实施方式2的发明中，设磁体70的截面积Sm为核芯30的截面积Sc的3倍以上。另外，使间隙60的截面积Sg与磁体70的截面积Sm相同或比磁体70的截面积Sm更大，即，设Sm≤Sg。由此，能施加足够的反向偏置。图4是将Sm/Sc≥3时(实线)与Sm/Sc＜3时(虚线)相比较而得的磁特性图。根据图4，通过增大磁体的截面积Sm(Sm/Sc≥3)，从而在磁动势AT为正的区域内，磁特性的负区域中的磁通饱和点向高磁动势侧偏移。由此，能在低磁动势区域内使面积增加从而改善性能。另外，同样地，关于高磁动势区域的能量(面积)，也能使其增加而不会使核芯30大型化。由于高旋转区域的能量也会增加，因此，也能根据低旋转区域的要求性能来使核芯30小型化。

此外，在间隙60和磁体70为1个的情况下，将磁体的截面积Sm设为核芯30的截面积Sc的3倍以上。在间隙60和磁体70为多个的情况下，将磁体的截面积的总和Sm设为核芯30的截面积Sc的3倍以上。

此外，对上述磁体的截面积的总和Sm的下限设置上限，将磁体的截面积的总和Sm设为小于核芯30的截面积Sc的7倍(Sm/Sc＜7)。在设为7倍以上(Sm/Sc≥7)的情况下，如图23中的虚线所示，磁特性曲线的弯曲位置超过最低磁动势ATL，因此，最低磁动势附近的能量大幅下降。因此，作为上限值，设为实线所示的Sm/Sc＜7。

实施方式3.

图5是从斜上方观察本发明的实施方式3所涉及的内燃机用点火线圈的示意性立体图。图6示出图5的内燃机用点火线圈的、去除初级线圈10和次级线圈20后的、在以图5的方向为基准的情况下从斜下进行观察的示意性立体图(磁路图)。在实施方式3中，如图5所示，将间隙60和磁体70配置在侧芯40内。进而，间隙60和磁体70也可以如图所示那样倾斜地进行配置。其他结构与上述实施方式1相同。

具有上述结构的点火线圈中，将间隙60和磁体70配置于侧芯40，因此即使在初级线圈10、次级线圈20的匝数较少等的线圈规格的情况下，或者在不存在增大核芯30的前端的截面积的空间等的情况下，也能确保间隙60的截面积62(Sg)和磁体70的截面积(Sm)。因此，能容易地对磁特性进行调整。另外，由于能通过侧芯40来实施要确保的磁特性的调整，因此，也能使核芯30、初级线圈10以及次级线圈20共通化。

此外，在图示的点火线圈中，在侧芯40的两侧的两处设置有间隙60和磁体70，因此，例如满足2×Sg/lg＝Sc/lg＝300。

实施方式4.

图7是本发明的实施方式4所涉及的内燃机用点火线圈的示意性立体图。图8是图7的内燃机用点火线圈的示意性俯视图(磁路图)。在实施方式4中，如图7所示，侧芯40的层积厚度(loading thickness)变高，宽度变小。另外，与间隙60的截面积62(Sg)相比，磁体70的截面积(Sm)减小。换言之，相对于磁体70的截面积(Sm)，间隙60的截面积(Sg)增大。此外，减小不与磁体70相抵接的部分的间隙60的厚度62a，与核芯30的截面积(Sc)相比，增大侧芯40的截面积(Ss)。

在与核芯30的截面积(Sc)相比侧芯40的截面积(Ss)较小的情况下，在核芯30的磁饱和前侧芯40发生磁饱和。因此，在侧芯40发生磁饱和的区域中磁阻变高，磁特性的倾斜变小。由此，Sc≥Ss的情况下的磁特性为图9的虚线那样的磁特性，Sc＜Ss的情况下的磁特性为图9的实线那样的磁特性。在Sc≥Ss的情况下，施加磁体反向偏置时(磁特性负侧饱和点附近)的面积减小。由此，通过设Sc＜Ss，从而能在施加磁体反向偏置时使能量增加而不在核芯30发生磁饱和前使侧芯40发生磁饱和。此外，图9的W表示性能改善部分。

另外，由于使侧芯40的高度变高，因此，能使层积厚度方向的长度变长以确保截面积，因而能减小宽度方向从而能实现小型化。另外，与间隙60的截面积(Sg)62相比，磁体70的截面积Sm得以减小，磁体70所未抵接的部分的间隙60的厚度62a得以减小。因此，即使在将磁体70的厚度确保为在组装时不发生破损的厚度的情况下，也能通过缩小磁体70的非抵接部的间隙的厚度62a来减小间隙的平均厚度(平均lg)，即使减小Sg也能增大Sg/lg。

实施方式5.

图10是本发明的实施方式5所涉及的内燃机用点火线圈的示意性俯视图(磁路图)。另外，图11是表示来自图10的内燃机用点火线圈中的磁体的磁通的图(磁路图)。在实施方式5中，如图10所示，相对于间隙60的截面积Sg磁体70的截面积Sm减小，间隙60在磁体70非抵接部的厚度62b处增大。其它结构与实施方式4相同。

在具有如上所述结构的点火线圈中，来自磁体70的磁通不横切核芯30而不形成环路，因此，能高效地将磁体70的磁通施加于核芯30。

间隙60的厚度62b较大的部分中，虽然会产生不横切核芯30的磁通，但由于空间距离较长，因此不容易通过空间而会减少。

此外，上述结构对于间隙60和磁体70设置于核芯30的情况也能适用。

实施方式6.

图12是本发明的实施方式6所涉及的内燃机用点火线圈的示意性俯视图(磁路图)。在实施方式6中，如图12所示，在侧芯41、42的侧面设有芯体缓冲材料即侧芯盖部45。磁体70的一个主面与侧芯41相抵接，另一个主面隔着侧芯盖部45与侧芯42相抵接。其它结构与实施方式3相同。

具有如上所述结构的点火线圈能稳定地确保气隙60的厚度(lg)61，而不会使磁体70的厚度不必要地变厚、或追加新的元器件。此外，在上述示例中采用了以下结构：即，磁体70与侧芯41相抵接，在侧芯42上设有侧芯盖部45，以确保气隙的厚度(lg)61，但利用相同的结构，即使具有使磁体70与侧芯42侧相抵接的结构也没有问题。此外，利用如上所述那样的设置有芯体盖部的结构，即使在侧芯41或42、与核芯30之间配置有间隙60和磁体70也没有问题。

实施方式7.

图13是本发明的实施方式7所涉及的内燃机用点火线圈的示意性俯视图(磁路图)。在实施方式7中，如图13所示，用方向性电磁钢板来构成侧芯40，将与核芯30的轴向(磁通方向)正交的方向设为容易磁化方向MD，在沿侧芯40的与核芯30的轴向相同的方向(平行)延伸的部分上，配置有间隙60和磁体70。另外，使沿侧芯40的容易磁化方向MD延伸的部分的宽度变细。其它结构与实施方式3相同。

具有如上所述结构的点火线圈中，为了确保较大的间隙60和磁体70的截面积Sg、Sm，而增大了沿侧芯40的与核芯30的轴向相同的方向延伸的部分的截面积。因此，即使在成为饱和磁通密度较低的方向的情况下，也不会发生磁饱和，另外，关于容易磁化方向的宽度，由于饱和磁通密度较大，因此能减小宽度。

方向性电磁钢板的容易磁化方向的饱和磁通密度Bmax1较大，与容易磁化方向正交的方向的饱和磁通密度Bmax2较小。为了进行磁阻调整，需要增大间隙截面积和与之成正比的侧芯截面积，因此，若侧芯截面积S1较大，容易磁化方向的截面积较小为S2，设核芯30的截面积为Sc，并设饱和磁通密度为Bmax_c，则满足

S1＞Sc＞S2、

Bmax1＞Bmax_c＞Bmax2

因此成为

S1＊Bmax≈S2＊Bmax”≥Sc＊Bmax_c

即使减小S2，侧芯40的饱和也不会比核芯30的饱和要快。此外，在上述示例中，仅在侧芯40中设置方向性电磁钢板，但对于核芯30也可以设置方向性电磁钢板，在这种情况下，也能使核芯截面积小型化。

如上所述，在本发明中，将间隙的截面积的总和设为间隙厚度的平均值的200倍以上500倍以下，利用磁体来施加核芯饱和磁通密度以上的反向偏置。

由此，通过对间隙的截面积的总和与间隙的厚度的平均值之比进行调整，从而能对磁阻(磁特性)进行调整而不使核芯截面积(初级线圈的绕组直径)大型化，能使适当的磁动势(转速)下的能量增加。

另外，将磁体的截面积的总和设为核芯的截面积的3倍以上且小于7倍，使间隙截面积与磁体截面积相等或比磁体截面积要大。

由此，利用磁体来施加足够的反向偏置，从而对于低磁动势区域的能量以及高磁动势区域的能量也能使其增大而不使核芯(初级线圈的绕组直径)大型化。另外，由于低旋转区域(高磁动势)的能量也会增加，因此，也能根据要求性能来使核芯小型化。

另外，将间隙和磁体配置在侧芯内。

由此，通过将磁体配置在侧芯内，从而能容易地对磁阻进行调整，也能对磁特性进行变更，而不变更核芯、初级线圈以及次级线圈(能共用化)。

另外，使侧芯的高度比核芯要高。

由此，将侧芯沿层积厚度方向层积地较高，从而维持侧芯截面积，在这种情况下，能抑制侧芯宽度(＝抑制点火线圈尺寸大型化)并能调整磁阻。

另外，使侧芯的截面积比核芯的截面积要大。

由此，将侧芯的截面积设得比核芯的截面积要大，从而能抑制侧芯的磁饱和所引起的磁特性的下降(磁阻增加)，因此，能在低磁动势区域中进一步增加性能。

另外，使间隙截面积相对于磁体截面积增大。

由此，通过使间隙截面积比磁体截面积要大来对磁特性进行调整，从而能抑制磁体的大型化，并能进行性能改善。

另外，减小不存在磁体的间隙的厚度。

由此，通过变更间隙的一部分的厚度来调整磁阻，从而将磁体的厚度设为能进行制造、组装的厚度，并能对磁阻进行调整而不使其发生不必要的变厚，因此，能抑制磁体的加工不良、组装不良、大型化。

另外，增大间隙的点火线圈的外侧部分的厚度。

由此，能通过增大间隙的外侧来调整磁阻，从而抑制磁体所产生的磁通经由间隙而发生短路闭环(不横切核芯)，因此，能高效地利用磁体来施加反向偏置。

另外，与间隙厚度相比使磁体厚度变薄，并利用芯体缓冲材料来确保间隙厚度。

由此，通过使用芯体盖部来确保间隙厚度，从而能设定间隙厚度而不使磁体发生不必要的变厚、或增加元器件数量，因此，能对磁阻进行调整并避免不必要的成本增加。

另外，将方向性电磁钢板用于侧芯，且侧芯以与核芯的轴向垂直的方向作为容易磁化方向。

由此，对侧芯采用方向性电磁钢板，以侧芯的与核芯的轴向垂直的方向为容易磁化方向，从而能抑制(缩小)容易磁化方向的侧芯宽度，对于与核芯的轴向平行的方向，为了确保较大的间隙而增大了截面积，因此，即使在成为饱和磁通密度较低的方向的情况下也不会发生磁饱和，因而，能使点火线圈的核芯的轴向的尺寸小型化。

此外，本发明并不局限于上述各实施方式，包含它们所有可能的组合。

工业上的实用性

本发明所涉及的内燃机用点火线圈可适用于在各种领域内使用的内燃机。

Claims (10)

1.一种内燃机用点火线圈，其特征在于，包括：

核芯，该核芯配置在初级线圈和次级线圈的内侧；

侧芯，该侧芯配置在所述初级线圈和所述次级线圈的外侧，与所述核芯进行组合而构成闭合磁路；

一个或多个间隙，该一个或多个间隙设置在所述核芯与所述侧芯之间，或设置于所述侧芯；以及

磁体，该磁体配置在所述各间隙内，

使所述各间隙的截面积的总和成为所述各间隙的厚度的平均值的200倍以上500倍以下，并利用所述磁体来施加所述核芯的饱和磁通密度以上的反向偏置。

2.如权利要求1所述的内燃机用点火线圈，其特征在于，

使所述各磁体的截面积的总和成为所述核芯的截面积的3倍以上且小于7倍，并且使所述间隙的截面积成为所述磁体的截面积以上。

3.如权利要求1或2所述的内燃机用点火线圈，其特征在于，

将所述间隙和所述磁体配置在所述侧芯内。

4.如权利要求1至3的任一项所述的内燃机用点火线圈，其特征在于，

使所述侧芯的高度比所述核芯要高。

5.如权利要求1至4的任一项所述的内燃机用点火线圈，其特征在于，

使所述侧芯的截面积比所述核芯的截面积要大。

6.如权利要求3至5的任一项所述的内燃机用点火线圈，其特征在于，

相对于所述磁体的截面积，增大所述间隙的截面积。

7.如权利要求6所述的内燃机用点火线圈，其特征在于，

减小不存在所述磁体的所述间隙的厚度。

8.如权利要求1至7的任一项所述的内燃机用点火线圈，其特征在于，

增大所述间隙的所述点火线圈的外侧部分的厚度。

9.如权利要求1至8的任一项所述的内燃机用点火线圈，其特征在于，

与所述间隙的厚度相比使所述磁体的厚度变薄，并利用芯体缓冲材料来确保所述间隙的厚度。

10.如权利要求3至9的任一项所述的内燃机用点火线圈，其特征在于，

将方向性电磁钢板用于所述侧芯，所述侧芯以与所述核芯的轴向垂直的方向作为容易磁化方向。