JP2000294437A - コイル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】所定の磁気回路性能を維持しつつその小型化が
容易となるコイル装置を提供する。 【解決手段】コイル装置は、センタコア１１、一次コイ
ル２１、二次コイル２２、イグナイタ１４、アウタコア
１５及びこれら各部材を収容するケース１８等を備えて
構成される。これら各部材間の隙間は、絶縁層１６によ
って封止される。アウタコア１５は、例えば珪素鋼板か
らなる磁性金属板の筒状体を形成として形成され、その
外周面はケース１８の内周面に接触している。そしてア
ウタコア１５は、その中心軸方向が一次コイル２１から
発せられセンタコア１１内を通過する磁束の方向と交差
する関係に配設されるとともに、これらセンタコア１１
とアウタコア１５とによって閉磁路が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイル装置に関
し、特に内燃機関用点火コイル等に採用して好適なコイ
ル装置構造の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば内燃機関用点火コイル等に
採用されているコイル装置としては、特開平７−３２０
９６０号公報等に記載された装置が知られている。この
コイル装置の構造を図５に示す。

【０００３】同図５に示すように、このコイル装置は、
コア１１３、一次コイル１２１、二次コイル１２２及び
永久磁石１２７等を備えて構成される。ここで、一次コ
イル１２１、二次コイル１２２及び永久磁石１２７等は
ハウジング１０２内に収められ、エポキシ等の樹脂によ
ってモールドされている。

【０００４】また、コア１１３は、ほぼＵ字状をなす一
対のコア構成体１１１，１１２からなっている。このコ
ア構成体１１１，１１２は、薄板状の磁性金属を積層し
て形成されている。一次コイル１２１は、こうして構成
されるコア１１３の軸線Ｌを中心として一次ボビン１２
１ａを介して巻回され、また二次コイル１２２は、この
一次コイル１２１の外周側に設けられた二次ボビン１２
２ａを介して同一次コイル１２１と同軸状にコア１１３
に巻回されている。すなわち同コイル装置にあっては、
一次コイル１２１に電流が供給されると、上記軸線Ｌに
沿ってコア１１３に磁束が発生され、またこの一次コイ
ル１２１への電流供給が停止されると、その停止にとも
なう磁束の変化に従って、二次コイル１２２に起電力が
誘起される。

【０００５】さらにこのコイル装置において、両コア構
成体１１１，１１２間には、板状をなす永久磁石１２７
が、その磁極面が一次コイル１２１から発せられる磁束
の方向に対し所定角度だけ斜めに交差した状態で配設さ
れている。この永久磁石１２７は、一次コイル１２１へ
の電流供給にともない発生する磁束とは逆方向の磁束を
発生するものであり、こうした永久磁石１２７の配設に
よって、同一次コイル１２１への電流供給の停止に伴な
う単位時間当たりの磁束の変化量が増大され、上記二次
コイル１２２に誘起される起電力も効率良く増大され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
コイル装置にあっては、コア１１３を閉磁路として、そ
の磁気回路としての性能を高く維持するために、図５に
も示されるように、同コア１１３の一部がアウタコアと
してコイルケース１０２から大きくはみ出す構造となっ
ている。このため、当該コイル装置としての体格も自ず
と大きなものとなり、その配設に際しても種々の不便を
被ることとなっていた。特に、同従来のコイル装置のよ
うに、内燃機関用点火コイルとして用いられるものにあ
っては、その搭載箇所や搭載態様も自ずと制限されるこ
とから、こうした体格上の不都合も無視できないものと
なっている。また、コア１１３の磁気特性を向上させる
ために両コア構成体１１１，１１２の積層枚数を増加さ
せようとすると、点火コイルとしての重量が増すという
不都合も生じる。

【０００７】本発明はこうした実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、所定の磁気回路性能を維持しつ
つその小型化が容易となるコイル装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、コイルが巻装された棒状コ
アを、同棒状コアの両端と磁気結合されるアウタコアに
よって覆い、同棒状コア及びアウタコアによって閉磁路
を形成したコイル装置として特に、前記アウタコアは、
薄板状磁性体によって形成される少なくとも１重の筒状
体からなり、その軸方向が前記コイルによって発生され
前記棒状コア内を通過する磁束の方向と交差するように
配設されてなることをその要旨とする。

【０００９】同構成では、アウタコアが、薄板状磁性体
によって形成される少なくとも１重の筒状体からなり、
その軸方向が前記コイルによって発生され前記棒状コア
内を通過する磁束の方向と交差するように配設される。
そのため、同コイル装置をケースに収容する場合であ
れ、アウタコアがケースの外部に突出することもなく、
その小型化が可能となる。そしてこのため、その設置占
有体積も小さくなり、搭載にかかる自由度も大幅に向上
するようになる。また、同構成によれば、センタコアと
協働して閉磁路を形成するアウタコアの筒の長さに応じ
てその磁気回路特性を任意に設定することができるとと
もに、同磁気回路としての性能維持も容易である。しか
も、その磁気特性の向上のために、必ずしもアウタコア
の積層数を増やす必要もないため、同磁気特性の向上に
際し、大きな重量増加を伴うこともない。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
記載のコイル装置において、前記コイルは前記棒状コア
を共通のセンタコアとして巻装された一次及び二次コイ
ルからなり、前記棒状コアは、前記一次コイルから発せ
られる磁束と逆方向の磁束を発する永久磁石を同コア内
に備えてなることをその要旨とする。

【００１１】同構成では、永久磁石から発せられる磁束
の方向は一次コイルから発せられる磁束と逆方向である
ため、一次コイルへの電流の供給及び停止にともなう単
位時間当たりの磁束の変化量が増大され、ひいては二次
コイルに誘起される起電力も効率よく増大されるように
なる。

【００１２】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載のコイル装置において、前記一次及び二次コイル
は前記棒状コアに同軸状に積層巻装されなることをその
要旨とする。

【００１３】同構成では、一次及び二次コイルは棒状コ
アに同軸状に積層巻装される。そのため、当該コイル装
置の小型化が促進される。また、請求項４に記載の発明
は、請求項２または３記載のコイル装置において、前記
永久磁石は、前記棒状コアの内部において、その磁極面
が前記一次コイルから発せられる磁束の方向に対し斜め
に交差して設けられることをその要旨とする。

【００１４】同構成では、一次コイルへの電流の供給及
び停止にともなう単位時間当たりの磁束の変化量がさら
に増大されるため、二次コイルに誘起される起電力もさ
らに効率よく増大されるようになるとともに、当該コイ
ル装置のさらなる小型化の促進が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関用点
火コイルの一実施の形態について図１〜図３を参照して
説明する。

【００１６】図１は、内燃機関用点火コイルとして具体
化した本実施の形態のコイル装置についてその断面構造
を示す断面図である。また、図２は、同図１のII−IIに
沿った同コイル装置の断面構造を示したものである。

【００１７】このコイル装置は、図１に示すように、大
きくはセンタコア１１、一次コイル２１、二次コイル２
２、イグナイタ１４、アウタコア１５及びこれら各部材
を収容するケース１８等を備えて構成される。なお、ケ
ース１８内に収容されたこれら各部材間の隙間は、絶縁
性に優れた熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）からな
る絶縁層１６によって封止（モールド）されている。ま
た、この絶縁層１６によってケース１８内の各部材間に
おける絶縁性が確保されている。

【００１８】ここで上記ケース１８内のほぼ中心部に配
設されるセンタコア１１は、薄板状の珪素鋼板を複数枚
積層することにより棒状に形成されている。そして、図
２に示すように、同センタコア１１の両端部１１ａは、
アウタコア１５との磁気結合性を高めるべく、すなわち
同センタコア１１とアウタコア１５との間での磁束の流
通性を高めるために、アウタコア１５に近づくにつれそ
の幅が広がるかたちに形成されている。

【００１９】一方、アウタコア１５は、図３にその外観
を示すように、例えば珪素鋼板からなる薄板状の磁性金
属板をここではその端部を各々接合して形成される筒状
体として構成されている。詳しくは、その筒状体を筒径
の相違により例えば３種類形成し、それらを同軸状に多
重構造としたものである。そして同アウタコア１５は、
その外周面がケース１８の内周面に接触し、一方その内
周面の一部が上記センタコア１１の両端部１１ａに接触
し、同センタコア１１を内嵌するかたちで設けられてい
る。ここでは、このセンタコア１１の両端部１１ａとの
接触によって、同センタコア１１とアウタコア１５との
磁気結合が図られ、閉磁路が形成されている。なおこの
実施の形態において、アウタコア１５の中心軸の方向
と、一次コイル２１から発せられてセンタコア１１内を
通過する磁束の方向（軸線Ｌ）とは直交する関係にあ
る。

【００２０】また、上記センタコア１１内には、図１及
び図２に示すように、永久磁石２７が配設されている。
この永久磁石２７は、薄板状の磁性体を着磁することに
より形成されたものであり、その磁極面２７ａ，２７ｂ
が一次コイル２１から発せられる磁束の方向（軸線Ｌ）
に対し、所定の角度θ（ただし、０°＜θ＜９０°）で
斜めに交差するかたちで設けられている。そして、同永
久磁石２７は、一次コイル２１への電流供給時にセンタ
コア１１内に発生される磁束とは逆方向の磁束を発生す
るように磁化されている。こうした永久磁石２７の配設
により、一次コイル２１への電流の供給及び停止にとも
なう単位時間当たりの磁束の変化量が増大され、ひいて
は二次コイル２２に誘起される起電力も効率よく増大さ
れるようになる。

【００２１】また、このセンタコア１１には、筒状の一
次ボビン２１ａが外嵌され、同一次ボビン２１ａに一次
コイル２１が巻装されている。一次コイル２１の一端は
図示しないバッテリに接続され、他端はイグナイタ１４
に接続されている。そして、イグナイタ１４を通じてこ
の一次コイル２１に電流が流されると、前記軸線Ｌに沿
ってセンタコア１１内に磁束が発生する。

【００２２】また、この一次ボビン２１ａ（一次コイル
２１）の外側には、これも筒状の二次ボビン２２ａが取
付けられており、同二次ボビン２２ａに二次コイル２２
が巻装されている。そして、この二次コイル２２の出力
端子（高電圧側端）は、図１に示されるターミナル３１
に接続され、このターミナル３１、高圧部材３２、及び
スプリング３３を介して、同二次コイル２２に誘起され
た高電圧が図示しない点火プラグに印加される。

【００２３】また、図１に示すように、ケース１８内の
上部には上記絶縁層１６を介してイグナイタ１４が設け
られている。同イグナイタ１４は、スイッチングトラン
ジスタ等の電子部品（図示略）を内蔵し、図示しないエ
ンジン制御装置からの点火信号に基づき一次コイル２１
への電流供給をオン・オフ制御する。

【００２４】また、これらのコイル部材を収容するケー
ス１８は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂
等の樹脂材料によって一側面（図１の上側面）を開放し
た箱型に形成されている。また、同ケース１８の下端部
には二次コイル２２の出力端からの高圧を取り出すため
の高圧取出部１８ａが円筒状に一体形成されている。こ
の高圧取出部１８ａに上記ターミナル３１、高圧部材３
２、及びスプリング３３が内嵌されている。また、同高
圧取出部１８ａにはシリコンゴムからなる円筒状のゴム
ブーツ３４が外嵌され、このゴムブーツ３４に点火プラ
グ電極が嵌入され固定される。

【００２５】そして、このように構成されるコイル装置
において、上記イグナイタ１４によって、エンジン制御
装置からの点火信号に基づき一次コイル２１への電流供
給がオン・オフされると、それにともなう磁束の変化に
伴って二次コイル２２に高電圧が誘起される。この高電
圧は、上記ターミナル３１、高圧部材３２、及びスプリ
ング３３を介して、点火プラグに印加されるようにな
り、同点火プラグは火花放電することとなる。

【００２６】このような本実施の形態のコイル装置にあ
っては、特に上述したように、アウタコア１５は珪素鋼
板により筒状に形成され、その中心軸の方向と、一次コ
イル２１から発せられてセンタコア１１内を通過する磁
束の方向（軸線Ｌ）とは直交する関係にある。

【００２７】そのため、本実施の形態においては、アウ
タコア１５がケース１８の外部に突出することもなく、
コイル装置の小型化が可能となる。その結果、その設置
占有体積も小さくなり、搭載にかかる自由度も大幅に向
上するようになる。

【００２８】また、センタコア１１と協働して閉磁路を
形成するアウタコア１５の筒の長さＬに応じてその磁気
回路特性を任意に設定することができるとともに、同磁
気回路としての性能維持も容易である。

【００２９】また、アウタコア１５の磁束通過面積、す
なわち同コア１５の図１に示す断面積Ｓを増加させてコ
アの磁気特性を向上させようとする際、同図１に示すア
ウタコア１５の筒の長さＬを長くすればよい。すなわ
ち、筒状体の多重回数を増加させて磁路断面積を増加さ
せようとするとコア重量も大幅に増加させることとなる
が、その必要性もない。

【００３０】さらに、アウタコア１５及びセンタコア１
１によって閉磁路を形成しても、コイル装置の上下端部
（図１の上下部分方向）は開放される構造となる。その
ため、図１に示すように、エンジンの制御装置からのハ
ーネスが接続される接続部１７をコイル装置の上部に容
易に設けることができるようになるとともに、コイル装
置の下部からの高電圧端子の取り出し態様も容易とな
る。

【００３１】以上説明したように、本実施の形態のコイ
ル装置によれば、以下のような効果を得ることができ
る。 （１）本実施の形態では、アウタコア１５は、珪素鋼板
からなる磁性金属板によって筒状に形成され、センタコ
ア１１とともに閉磁路を形成する。そのため、コイルの
コアがケース１８の外部に突出することもなく、磁気回
路の性能を維持しつつコイル装置としての小型化を図る
ことができる。その結果、その設置占有体積も小さくな
り搭載にかかる自由度も大幅に向上するようになる。

【００３２】（２）本実施の形態では、アウタコア１５
の中心軸の方向と、一次コイル２１から発せられセンタ
コア１１内を通過する磁束の方向（軸線Ｌ）とは直交す
る関係にある。そのため、アウタコア１５の筒の長さＬ
に応じてその磁気回路特性を任意に設定することができ
るとともに、同磁気回路としての性能維持も容易であ
る。

【００３３】（３）本実施の形態では、アウタコア１５
の断面積Ｓを増加させてコアの磁気特性を向上させよう
とする際、アウタコア１５の筒の長さＬを長くすればよ
い。すなわち、筒状体の多重回数を増加させて、コア重
量を大幅に増加させることなくコイル特性を向上させる
ことができるようになる。

【００３４】（４）本実施の形態では、アウタコア１５
とセンタコア１１とによって閉磁路を形成しても、コイ
ル装置の上下端部は開放される構造となる。そのため、
上記接続部１７をコイル装置の上部に容易に設けること
ができるようになるとともに、コイル装置の下部からの
高電圧端子の取り出し態様も容易となる。すなわち、上
記接続部１７及び高電圧端子の取り出し部の配設に際し
て、アウタコア１５に貫通孔等を形成する必要はない。

【００３５】（５）本実施の形態では、センタコア１１
内には、一次コイル２１への電流供給時にセンタコア１
１内に発生される磁束とは逆方向の磁束を発生するよう
に磁化された永久磁石２７が配設されている。そのた
め、一次コイル２１への電流の供給及び停止にともなう
単位時間当たりの磁束の変化量が増大され、ひいては二
次コイル２２に誘起される起電力も効率よく増大される
ようになる。

【００３６】（６）本実施の形態では、前記永久磁石２
７は、その磁極面２７ａ，２７ｂが一次コイル２１から
発せられる磁束の方向（軸線Ｌ）に対し、所定の角度θ
で斜めに交差するかたちで配設されている。そのため、
永久磁石２７の磁束の発生を増大させることができ、一
次コイルへの電流の供給及び停止にともなう単位時間当
たりの磁束の変化量をさらに増大さることができる。そ
の結果、二次コイルに誘起される起電力もさらに効率よ
く増大されるようになる。また、永久磁石２７がその磁
極面を一次コイル２１から発せられる磁束の方向（軸線
Ｌ）に対して直交するかたちで配設される場合に比べ、
センタコア１１等を小型化でき、ひいてはコイル装置を
さらに小型化できるようになる。

【００３７】なお、以上説明した本発明の実施の形態は
以下のようにその構成を変更して実施することもでき
る。 ・上記実施の形態においては、アウタコア１５を多重化
する態様は、先の図３に示した３個の筒状体によるもの
に限られず、例えば図４に示すように、１枚の板状磁性
体を巻回するかたちで多重化したアウタコア１５ａ用い
るようにしてもよい。そしてこの場合には、アウタコア
の形成もより容易となる。また、同コア１５の多重構造
は３重に限られず、例えば４重以上、あるいは２重や１
重であってもよい。さらに、筒状体の断面周囲形状も四
角形状となるものに限られず、その他の形状例えば円形
状となるものであってもよい。

【００３８】・上記実施の形態においては、イグナイタ
１４をケース１８内に設け樹脂でモールドする構成とし
たが、同イグナイタ１４をケース１８の外部に設ける構
成としてもよい。また、イグナイタ１４をケース１８内
に設ける場合であっても、上記接続部１７をケース１８
の側面に設ける構成としてもよい。

【００３９】・上記実施の形態においては、センタコア
１１内に永久磁石２７をその磁極面２７ａ，２７ｂが一
次コイルから発せられる磁束の方向に対し斜めに交差し
て設ける構成としたが永久磁石２７の配設態様はこれに
限定されない。例えば、永久磁石をその磁極面が一次コ
イルから発せられる磁束の方向に対し直交するように配
設してもよい。また、同永久磁石を省く構成としてもよ
い。

【００４０】・上記実施の形態においては、アウタコア
１５の中心軸の方向と、一次コイル２１から発せられて
センタコア１１内を通過する磁束の方向（軸線Ｌ）とが
直交するようにセンタコア１１及びアウタコア１５を配
設する態様を示したが、同配設態様はこれ限られない。
要は、前記アウタコア１５の中心軸の方向と、一次コイ
ル２１から発せられてセンタコア１１内を通過する磁束
の方向とが交差する関係にあればよく、例えばセンタコ
ア１１を先の図２に示す軸線Ｌに対して水平方向に所定
の角度を有するように配設するものであってもよいし、
あるいは鉛直方向に所定の角度傾斜させて配設するもの
であってもよい。

【００４１】・上記実施の形態においては、センタコア
１１を中心として同軸状に一次コイル２１及びその外側
に二次コイル２２を設ける例を示したが、棒状に形成さ
れたセンタコアへのコイルの巻線態様はこれに限定され
ない。例えば、一次コイルのみを設ける構成としてもよ
い。また一次及び二次コイルを備える場合であれ、それ
らがセンタコアに同軸状に積層巻装される必要もない。
なお、それら一次及び二次コイルが同軸状に積層巻装さ
れる場合には、その小型化が促進される。

【００４２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、アウタコア
が、薄板状磁性体によって形成される少なくとも１重の
筒状体からなり、その軸方向がコイルによって発生され
棒状コア内を通過する磁束の方向と交差するように配設
される。そのため、コイル装置をケースに収容する場合
であれ、アウタコアがケースの外部に突出することもな
く、その小型化が可能となる。そしてこのため、その設
置占有体積も小さくなり、搭載にかかる自由度も大幅に
向上するようになる。また、センタコアと協働して閉磁
路を形成するアウタコアの筒の長さに応じてその磁気回
路特性を任意に設定することができるとともに、同磁気
回路としての性能維持も容易である。しかも、その磁気
特性の向上のために、必ずしもアウタコアの積層数を増
やす必要もないため、同磁気特性の向上に際し、大きな
重量増加を伴うこともない。

【００４３】請求項２の発明によれば、一次コイルへの
電流の供給及び停止にともなう単位時間当たりの磁束の
変化量が増大され、ひいては二次コイルに誘起される起
電力も効率よく増大される。

【００４４】請求項３の発明によれば、一次及び二次コ
イルは棒状コアに同軸状に積層巻装されるため、当該コ
イル装置の小型化が促進される。請求項４の発明によれ
ば、一次コイルへの電流の供給及び停止にともなう単位
時間当たりの磁束の変化量がさらに増大されるため、二
次コイルに誘起される起電力もさらに効率よく増大され
るようになるとともに、当該コイル装置のさらなる小型
化の促進が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコイル装置の一実施の形態についてそ
の断面構造を示す断面図。

【図２】図１のII−II線に沿った断面図。

【図３】アウタコアの外観構造を示す斜視図。

【図４】アウタコアの他の形成態様を示す斜視図。

【図５】従来のコイル装置の断面構造を示す断面図。

【符号の説明】

１１…センタコア、１４…イグナイタ、１５…アウタコ
ア、１６…絶縁層、１８…ケース、２１…一次コイル、
２１ａ…一次ボビン、２２…二次コイル、２２ａ…二次
ボビン、２７…永久磁石、３１…ターミナル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイルが巻装された棒状コアを、同棒状コ
   アの両端と磁気結合されるアウタコアによって覆い、同
   棒状コア及びアウタコアによって閉磁路を形成したコイ
   ル装置であって、 前記アウタコアは、薄板状磁性体によって形成される少
   なくとも１重の筒状体からなり、その軸方向が前記コイ
   ルによって発生され前記棒状コア内を通過する磁束の方
   向と交差するように配設されてなることを特徴とするコ
   イル装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のコイル装置において、 前記コイルは前記棒状コアを共通のセンタコアとして巻
   装された一次コイル及び二次コイルからなり、前記棒状
   コアは、前記一次コイルから発せられる磁束と逆方向の
   磁束を発する永久磁石を同コア内に備えてなることを特
   徴とするコイル装置。
3. 【請求項３】前記一次コイル及び二次コイルは前記棒状
   コアに同軸状に積層巻装されなる請求項２記載のコイル
   装置。
4. 【請求項４】前記永久磁石は、前記棒状コアの内部にお
   いて、その磁極面が前記一次コイルから発せられる磁束
   の方向に対し斜めに交差して設けられる請求項２または
   ３記載のコイル装置。