JP2003037015A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンのプラグホールの底の点火プラグに
高電圧を供給するためエンジンの外に取付ける点火コイ
ルを小形化し、且つ取付けの省スペース化を図る。 【解決手段】 無端の外環鉄心１３、及び上記外環鉄心
が囲む内部を横切って外環鉄心と閉磁路を形成すると共
に、同心状に嵌合した１次、２次両コイル１１，１２を
貫通して支持する直線鉄心１４からなる鉄心−コイル組
立体１５と、点火プラグ４０に電気的に接続する高圧端
子２１を底に保持し、上記鉄心−コイル組立体をプラグ
ホール３１，３２の軸線と直交する方向に支持、収容
し、内部に注型した絶縁樹脂の固化層１８により鉄心−
コイル組立体を固定した有底の絶縁ケース１７とを備
え、前記２次コイル１２の外形は巻線の巻径が軸方向の
中央部が大、両端の各端部に向かって小さくなるボール
形で、前記絶縁ケースは上記ボール形の２次コイルの下
部１２′を収容するため上記ボール形の下部に倣った漏
斗形下部１９を有し、その一部はエンジンに取付けたと
きに前記プラグホールのなかに収容されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関、例え
ば自動車のエンジンに取付けられ、エンジンのプラグホ
ールの底に設けられた点火プラグに火花放電を発生させ
るための高電圧を供給する内燃機関用点火コイルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開平９−２４６０７０号公報に
示されているように、中心の開磁路鉄心の外に１次、２
次両コイルを有し、外周に外装鉄心を備え、先端に高圧
端子を有する細長い筒形本体をエンジンのプラグホール
の中に挿入し、先端の高圧端子をプラグホールの底に設
けた点火プラグの頂部端子に直結で接続して点火プラグ
に高電圧を供給する点火コイルは公知である。上記点火
コイルは細長い筒形本体のほゞ全体がプラグホールの中
に収容されているため、エンジンの外における点火コイ
ルの取付けスペースは極めて小さい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般にエンジ
ンは軽量化のためアルミニウムの合金製であると共に、
上記開磁路の鉄心はプラグホールの軸心と平行に配列さ
れている。このため、１次コイルに電流を流し、その電
流により発生した磁束が鉄心を通るとき、プラグホール
の周囲のアルミの金属部にうず電流が発生し、このうず
電流によって、１次コイルに通電して発生した前述の磁
束を打消す磁束が発生し、点火コイルの効率を低下させ
る。近年、内燃機関用点火コイルは、リーンバーンエン
ジンや、代替燃料エンジンに対応できることを目指し、
高出力化が要求されているが、上述のように効率が悪い
ため、その目的には適さない。又、エンジンの構造上、
上記点火コイルを収容するプラグホールの直径は必然的
に、寸法上の制約があるため、その内部に筒形本体を収
容して高電圧を発生する細径の点火コイル内の絶縁距離
を充分に確保することに問題がある。更に、プラグホー
ルの内部はエンジンからの熱によって高温になるため、
その内部に収容して使用される前記点火コイルは高温に
さらされるので、絶縁のほかに熱に対する配慮も必要に
なる。

【０００４】このため、エンジンの外に取付け、その高
圧端子と、プラグホールの底に取付けた点火プラグとを
高圧中継ジョイントにより電気的に接続するモールド式
閉磁路型点火コイルとして、図３に示すように、閉磁路
を構成するＥ字形の二つの積層鉄心３ａ，３ｂの一方の
中央脚３′を有底の絶縁ケース４の内部に底から挿入
し、他方の鉄心の中央脚３′をケースの開放面からケー
スの内部に挿入し、ケースの内部で対向する両方の中央
脚３′，３′により同心状に嵌合した円筒形の１次、２
次両コイル１，２を貫通して支持し、両方の鉄心の相対
向した中央脚の先端部同志、及びケースの外に位置して
相対向する２つ宛の外側脚３″，３″の先端部同志を接
着、溶接などで接合し、絶縁ケースの内部に注型した絶
縁樹脂の固形層５で１次、２次両コイル及び対の鉄心を
固定したものが公知である。尚、絶縁ケースの底４′に
ある孔は１次コイル１のボビンの下端部で塞がれ、鉄心
３ａの中央脚３′はケースの底からボビンの内周に突入
し、他方の鉄心３ｂの中央脚３′はケースの開放面に開
放した１次コイルのボビンからボビンの内周に突入し、
ボビン中で対向して接着などで接合されている。

【０００５】上記点火コイルをエンジンに取付け、エン
ジンのプラグホール３１の底に設けられた点火プラグ４
０に点火コイルから高電圧を供給するには、上記プラグ
ホールの上端に連通する筒形の延長ホール３２を備えた
ロッカーカバー３３をエンジンに重ねて固定し、点火コ
イルの絶縁ケース４の底４′を横に向けて各脚の先端部
同志を接合した対のＥ形鉄心３ａ，３ｂをプラグホー
ル、及びその延長ホールの軸線と直交させ、絶縁ケース
の底から外に突出した一方のＥ形鉄心の基部３と、絶縁
ケースの開放面から外に突出した他方のＥ形鉄心の基部
３を、前記延長ホールの筒の上端に一体に設けたロッカ
ーカバーの皿形部３４の上面から外に張出した鍔３５に
ボルトなどで取付け、高圧端子６を内部に保持して絶縁
ケースの側面から一体に突出する高圧筒部７を真下に向
け、高圧筒部７を皿形部３４の内部から延長ホール３２
の内部に突入させる。

【０００６】そして、この高圧筒部に高圧中継ジョイン
ト４２の上部ソケット４３を被せ、この上部ソケットで
延長ホール３２を塞ぐと共に、下部ソケット４４をプラ
グホールの底に設けた点火プラグ４０の上半部に被せ、
高圧中継ジョイント中に貫通保持した導電部材、例えば
コイルスプリング４５で点火コイルの高圧端子６と点火
プラグの頂部端子４１とを電気的に接続する。

【０００７】上記点火コイルの一対の向かい合ったＥ形
鉄心３ａ，３ｂの基部３，３の一方は絶縁ケースの底か
ら外に突出し、他方は絶縁ケースの絶縁樹脂の固形層で
塞がれた開放面から外に突出するので絶縁ケースを横
（水平）にし、両鉄心をプラグホールの軸心に対し直交
させると両鉄心の基部と基部の間の距離は長くなる。従
って、この基部と基部を鍔の上に載せて取付けるためエ
ンジンの外に固定したロッカーカバー３３の皿形部３４
の大きさは大になり、エンジンの外に大きな取付けスペ
ースを要する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンの外
に取付けるべき点火コイル自体を小形化し、これによっ
てエンジンの外に大きな取付けスペースを必要としない
ようにしたのであって、請求項１の点火コイルは、エン
ジンのプラグホールの底に設けられた点火プラグに高電
圧を供給する内燃機関用点火コイルにおいて、無端の外
環鉄心、及び上記外環鉄心が囲む内部を横切って外環鉄
心と閉磁路を形成すると共に、同心状に嵌合した１次、
２次両コイルを貫通して支持する直線鉄心からなる鉄心
−コイル組立体と、前記点火プラグに電気的に接続する
高圧端子を底に保持し、上記鉄心−コイル組立体をプラ
グホールの軸線と直交する方向に支持、収容し、内部に
注型した絶縁樹脂の固化層により鉄心−コイル組立体を
固定した有底の絶縁ケースとを備え、前記２次コイルの
外形は巻線の巻径が軸方向の中央部が大、両端の各端部
に向かって小さくなるボール形で、前記絶縁ケースは上
記ボール形の２次コイルの下部を収容するため上記ボー
ル形の下部に倣った漏斗形下部を有し、その一部はエン
ジンに取付けたときに前記プラグホールのなかに収容さ
れるようになっていることを特徴とする。又、請求項２
の点火コイルは、請求項１に記載の内燃機関用点火コイ
ルにおいて、外環鉄心の内周、及び外周の形状を２次コ
イルの外形に相似のボール形にし、外環鉄心の内周を２
次コイルの外形のボール形の赤道の外に近接して配置し
たことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１，２に示した実施形態におい
て、１１は円筒形の１次コイル、１２は上記１次コイル
の外に同心状に嵌合した２次コイルであり、２次コイル
はボビンの外周に軸方向に設けられた複数の鍔の間に巻
線を分割巻きで巻かれ、その巻径は軸方向の中央部が
大、両端の各端部に向かって次第に小さくなり、従っ
て、２次コイルの外形は球状やラグビーボール状のボー
ル形である。勿論、２次コイルのボビンの鍔の直径も軸
方向の中央部のものが最大で、両端の各端部に向かって
次第に小さくなっている。

【００１０】１３と１４は閉磁路を構成するための無端
の外環鉄心と、この外環鉄心が囲む内部を横切る直線鉄
心であり、直線鉄心は前記１次コイル１１のボビンの内
周を貫通して同心状に嵌合した１次、２次両コイルを支
持し、これにより鉄心１３，１４と、１次、２次両コイ
ル１１，１２とで閉磁路の鉄心−コイル組立体１５が構
成される。

【００１１】直線鉄心１４の各端部と、外環鉄心の内周
との間にはギャップを保つだけでもよいが、直線鉄心の
一端部と、この一端部が対向する外環鉄心１３の内周と
の間には、点火コイルの出力を高めるために永久磁石の
薄片１６を介在させてもよい。この場合、永久磁石の薄
片１６の、直線鉄心１４の一端部に向いた面の磁極、及
び外環鉄心に向いた反対の面の磁極は、１次コイルに通
電したときに作られる磁束とは逆の磁束を発生する向き
にする。このように、直線鉄心の一端部に永久磁石を鉄
心体の閉磁路と直列に配置することにより、鉄心体に磁
気バイアスをかけることができ、１次コイルへの電流遮
断時に鉄心体の磁束の変化量を大きくし、点火コイルの
出力を高めることができる。

【００１２】外環鉄心１３の形状は円環形でも、多角形
でもよい。そして、円環形や多角形に打抜いた珪素鋼板
を積層したものでも、複数片をΩ形等の係合部で連結し
て円環形や多角形にし、これを積層したものでもよい。

【００１３】１７は鉄心１３，１４を水平にして鉄心−
コイル組立体１５を内部に収容し、注型して固化した絶
縁樹脂の固化層１８で、鉄心−コイル組立体を固定する
ための合成樹脂で成形した絶縁ケースである。このケー
ス１７は鉄心１３，１４の下面から突出する２次コイル
１２のボール形の下部１２′を収容するため上記２次コ
イルの下部に倣い、且つ底の中央から高圧端子２１を保
持した高圧筒２２が下向きに突出する漏斗形下部１９
と、この漏斗型下部の上に一体に設けられ、前記外環鉄
心１３の回りを囲むと共に、１次端子の１次ソケット２
３が側面から外向きに突出する筒形上部２０とを一体に
備えている。上記漏斗形下部１９はプラグホール３１な
いし、その延長ホール３２の内部に突入可能である。

【００１４】漏斗形下部１９の上端と連接する筒形上部
の下端部には内向きに張り出して外環鉄心１３の下端を
受止める無端状の支持段２４を設けておくことが好まし
い。

【００１５】点火コイルを構成するには、鉄心−コイル
組立体１５を絶縁ケースの内部に収容し、その２次コイ
ルを高圧端子２１に、１次コイルを１次ソケット２３の
１次端子に結線し、外環鉄心１３の下端を支持段２４に
載せ、ケース１７内に熱硬化性エポキシ樹脂などの絶縁
樹脂を注型、充填し、その固化層１８によってケース内
に鉄心−コイル組立体１５を固定し、鉄心１３，１４の
下面から突出する２次コイルのボール形の下部１２′を
ケースの漏斗形下部１９の内部に収容する。

【００１６】エンジンに取付けてプラグホールの底の点
火プラグに高電圧を供給するには、高圧中継ジョイント
４２の上部ソケット４３を高圧筒２２を含む絶縁ケース
１７の漏斗形下部１９に、上部ソケットの上端が支持段
２４に当接するまで下から被せ、あとは段落〔０００
６〕で述べたように高圧中継ジョイントを使用して行う
（図２参照）。この際、絶縁ケース１７の筒形上部の側
面から外向きに一体に設けたブラケット２５をロッカー
カバー３３から起立する支柱３６にボルトで固定する。
尚、図２において、図３と同じ構成部分には同じ符号を
付して説明を省略する。

【００１７】これによって、鉄心の下面から突出する２
次コイルのボール形の下部１２′を収容した絶縁ケース
の漏斗形下部１９はプラグホール３１ないし、その上に
連通した延長ホール３２の内部に突入する。従って、点
火コイルをエンジンの外に取付けるための取付けスペー
スは小さくなる。

【００１８】又、外環鉄心の内周、及び外周の形状を２
次コイルの外形の平面形状に相似のボール形にし、外環
鉄心の内周を２次コイルの赤道の外に近接して配置し、
その上、外環鉄心１３の幅Ｗ₁ を直線鉄心の幅Ｗ₂ より
も小さくすることにより、外環鉄心の直径ないし、外形
は小さくなるため、絶縁ケースの筒形上部２０の直径も
小さくなる。従って、点火コイルの小形、軽量化と同時
に、エンジンの外での点火コイルの取付けスペースをよ
り小さくすることができる。尚、外環鉄心１３の外周に
は円周方向に離して複数の突起１３′を設けて絶縁ケー
スの筒形上部２０の内周に当接し、外環鉄心の外周と筒
形上部の内周との間に注型した絶縁樹脂が浸入して固化
する間隙２０′を保っておくことが好ましい。

【００１９】尚、外環鉄心の幅Ｗ₁ を直線鉄心の幅Ｗ₂
よりも小さくすると、外環鉄心の断面積は直線鉄心の断
面積に対して小さくなり、両鉄心１３，１４が構成する
閉磁路を通って流れる磁束に悪影響が生じ、点火コイル
の出力が低下するので、外環鉄心の断面積が直線鉄心の
断面積に近付くように外環鉄心の厚さＴ₁ を直線鉄心の
厚さＴ₂ よりも大にする（図１（Ｂ）参照）。

【００２０】また、直線鉄心１４が内周を貫通する１次
コイル１１の軸方向の各端部を、その外に嵌合した２次
コイルの各端部から外に少し突出させ、絶縁ケースの漏
斗形下部１９の上端部内周には、２次コイルの軸方向の
各端部から外に突出した１次コイルのボビンの各端部の
鍔を受止める段状支持部２６を直径方向に対向して設け
るか、環状に設けてもよい。

【００２１】勿論、直線鉄心の各端部は外環鉄心で囲ま
れた内部を横切り、その内周に対し固定されているの
で、上記した支持部２４，２６は、鉄心−コイル組立体
１５を絶縁ケースの内部に収容した後、ケース内部に注
型した絶縁樹脂が固化するまで、ケースの内部に確実に
保持する役目をする。この支持部２４，２６は、外環鉄
心と直線鉄心とが一体に固定されているので、どちらか
一方だけを設け、他方は省略してもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上で明らかなように、本発明によれ
ば、エンジンに取付ける際にエンジンの外での取付けの
省スペース化が図れる点火コイルを提供でき、エンジン
ルームの小形化に寄与する。更に、請求項２によって点
火コイルを小形、軽量化でき、それでいて出力の低下が
ない点火コイルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の点火コイルの一実施形態の縦
断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線での断面図、（Ｃ）
は（Ａ）のＣ−Ｃ線での断面図。

【図２】図１の点火コイルをエンジンに取付けた状態の
断面図。

【図３】（Ａ）は従来の点火コイルをエンジンに取付け
た状態の断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線での点火コ
イルの断面図。

【符号の説明】

１１ １次コイル １２ ２次コイル １３ 外環鉄心 １４ 直線鉄心 １５ 鉄心−コイル組立体 １６ 永久磁石の薄片 １７ 絶縁ケース １８ 絶縁樹脂の固化層 １９ 絶縁ケースの漏斗形下部 ２０ 絶縁ケースの筒形上部 ２１ 高圧端子 ２２ 高圧筒 ２３ １次ソケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀井 秀聡 兵庫県神戸市灘区都通２丁目１番26号 阪 神エレクトリック株式会社内 Ｆターム(参考） 3G019 KC02 KC03 KC04 KC05 KC06 KC09 KC10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのプラグホールの底に設けられ
   た点火プラグに高電圧を供給する内燃機関用点火コイル
   において、無端の外環鉄心、及び上記外環鉄心が囲む内
   部を横切って外環鉄心と閉磁路を形成すると共に、同心
   状に嵌合した１次、２次両コイルを貫通して支持する直
   線鉄心からなる鉄心−コイル組立体と、前記点火プラグ
   に電気的に接続する高圧端子を底に保持し、上記鉄心−
   コイル組立体をプラグホールの軸線と直交する方向に支
   持、収容し、内部に注型した絶縁樹脂の固化層により鉄
   心−コイル組立体を固定した有底の絶縁ケースとを備
   え、前記２次コイルの外形は巻線の巻径が軸方向の中央
   部が大、両端の各端部に向かって小さくなるボール形
   で、前記絶縁ケースは上記ボール形の２次コイルの下部
   を収容するため上記ボール形の下部に倣った漏斗形下部
   を有し、その一部はエンジンに取付けたときに前記プラ
   グホールのなかに収容されるようになっていることを特
   徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の内燃機関用点火コイル
   において、外環鉄心の内周、及び外周の形状を２次コイ
   ルの外形に相似のボール形にし、外環鉄心の内周を２次
   コイルの外形のボール形の赤道の外に近接して配置した
   ことを特徴とする内燃機関用点火コイル。