JP2003068541A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents
内燃機関用点火コイルInfo
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- JP2003068541A JP2003068541A JP2001257278A JP2001257278A JP2003068541A JP 2003068541 A JP2003068541 A JP 2003068541A JP 2001257278 A JP2001257278 A JP 2001257278A JP 2001257278 A JP2001257278 A JP 2001257278A JP 2003068541 A JP2003068541 A JP 2003068541A
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- coil
- secondary coil
- internal combustion
- combustion engine
- ignition
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/12—Ignition, e.g. for IC engines
- H01F2038/125—Ignition, e.g. for IC engines with oil insulation
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 限られたスペースの中で絶縁構造と高出力化
を達成することが可能な内燃機関用点火コイルを提供す
る。 【解決手段】 二次ボビン４は、その内径が二次コイル
３の高圧側から二次コイル３の低圧側に向かって大にな
るテーパに形成される。また、二次ボビン４の巻線部
は、そのボビン肉厚が二次コイル３の中央部よりも両端
に位置する二次コイル４の低圧側及び二次コイル３の高
圧側が厚く形成され、且つ、二次コイル４の分割巻幅が
二次コイル４の高圧側から二次コイル４の低圧側に向か
って徐々に大になるように形成される。
を達成することが可能な内燃機関用点火コイルを提供す
る。 【解決手段】 二次ボビン４は、その内径が二次コイル
３の高圧側から二次コイル３の低圧側に向かって大にな
るテーパに形成される。また、二次ボビン４の巻線部
は、そのボビン肉厚が二次コイル３の中央部よりも両端
に位置する二次コイル４の低圧側及び二次コイル３の高
圧側が厚く形成され、且つ、二次コイル４の分割巻幅が
二次コイル４の高圧側から二次コイル４の低圧側に向か
って徐々に大になるように形成される。
Description
【０００１ 】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの点火プ
ラグ毎に装着されて各点火プラグに直結して使用される
独立点火形の内燃機関用点火コイルに関する。
ラグ毎に装着されて各点火プラグに直結して使用される
独立点火形の内燃機関用点火コイルに関する。
【０００２ 】
【従来の技術】独立点火形の点火コイルは、コイル部の
少なくとも一部がプラグホール内に導入されて装着され
るため、プラグ内装着式と称せられている。また、コイ
ル部はプラグホール内に挿入されるため、ペンシル形に
細長く、ペンシルコイルと通称されている。このような
点火コイルの細長円筒形のコイルケース内部には、セン
タコア（磁路鉄心で珪素鋼板を多数積層したもの）、一
次コイル、二次コイルが内装されており、一次コイルへ
の電流の通電、遮断制御により二次コイルに点火に必要
な高電圧が発生するように構成されている。これら一次
コイル及び二次コイルは、通常それぞれのボビンに巻か
れており、センタコアの周囲に同心上をなして配置され
ている。また、一次コイル及び二次コイルを収納するコ
イルケース内には、絶縁用樹脂を充填（注入硬化）した
り絶縁油を封入したりして、各コイルの絶縁性を保証す
るような措置がとられている。尚、その公知例として
は、例えば特開平８−２５５７１９号公報、特開平９−
７８６０号公報、特開平９−１７６６２号公報、特開平
８−９３６１６号公報、特開平８−９７０５７号公報、
特開平８−１４４９１６号公報、特開平８−２０３７５
７号公報に記載のものがある。
少なくとも一部がプラグホール内に導入されて装着され
るため、プラグ内装着式と称せられている。また、コイ
ル部はプラグホール内に挿入されるため、ペンシル形に
細長く、ペンシルコイルと通称されている。このような
点火コイルの細長円筒形のコイルケース内部には、セン
タコア（磁路鉄心で珪素鋼板を多数積層したもの）、一
次コイル、二次コイルが内装されており、一次コイルへ
の電流の通電、遮断制御により二次コイルに点火に必要
な高電圧が発生するように構成されている。これら一次
コイル及び二次コイルは、通常それぞれのボビンに巻か
れており、センタコアの周囲に同心上をなして配置され
ている。また、一次コイル及び二次コイルを収納するコ
イルケース内には、絶縁用樹脂を充填（注入硬化）した
り絶縁油を封入したりして、各コイルの絶縁性を保証す
るような措置がとられている。尚、その公知例として
は、例えば特開平８−２５５７１９号公報、特開平９−
７８６０号公報、特開平９−１７６６２号公報、特開平
８−９３６１６号公報、特開平８−９７０５７号公報、
特開平８−１４４９１６号公報、特開平８−２０３７５
７号公報に記載のものがある。
【０００３ 】上記ペンシルコイルには、コイル外周を
通過する漏れ磁束を抑えるためのサイドコアがコイルケ
ース外周に設けられる等の配慮がなされている。また、
ペンシルコイルには、一次コイルを内側、二次コイルを
外側に配置するものと、二次コイルを内側、一次コイル
を外側に配置するものとがあり、このうち後者の方式
（内二次コイル構造）は、前者の方式（外二次コイル構
造）に比べ、二次コイルの全長が短く、二次コイル側の
静電容量が小さいため出力特性の面で有利な点が有ると
されている。
通過する漏れ磁束を抑えるためのサイドコアがコイルケ
ース外周に設けられる等の配慮がなされている。また、
ペンシルコイルには、一次コイルを内側、二次コイルを
外側に配置するものと、二次コイルを内側、一次コイル
を外側に配置するものとがあり、このうち後者の方式
（内二次コイル構造）は、前者の方式（外二次コイル構
造）に比べ、二次コイルの全長が短く、二次コイル側の
静電容量が小さいため出力特性の面で有利な点が有ると
されている。
【０００４ 】すなわち、コイルの構成部材に絶縁用樹
脂（例えばエポキシ樹脂）を注入硬化させたペンシルコ
イルを想定した場合において、外二次コイル構造では、
二次コイルとその内側にある低電圧の一次コイル（ほぼ
接地電圧とみなせる）との間に静電浮遊容量が生じるほ
かに、二次コイルとサイドコア（接地電圧）との間にも
静電浮遊容量が発生し、そのため、内二次コイル構造に
比べてサイドコア側の静電浮遊容量が余分につき、外二
次コイル構造の静電浮遊容量が大きくなる傾向にあるか
らである（内二次コイル構造の場合は、二次コイル・一
次コイルの間に静電浮遊容量が生じ、一次コイル・サイ
ドコア間は一次コイル、サイドコアが共に接地電圧であ
るので静電浮遊容量が実質生じない）。
脂（例えばエポキシ樹脂）を注入硬化させたペンシルコ
イルを想定した場合において、外二次コイル構造では、
二次コイルとその内側にある低電圧の一次コイル（ほぼ
接地電圧とみなせる）との間に静電浮遊容量が生じるほ
かに、二次コイルとサイドコア（接地電圧）との間にも
静電浮遊容量が発生し、そのため、内二次コイル構造に
比べてサイドコア側の静電浮遊容量が余分につき、外二
次コイル構造の静電浮遊容量が大きくなる傾向にあるか
らである（内二次コイル構造の場合は、二次コイル・一
次コイルの間に静電浮遊容量が生じ、一次コイル・サイ
ドコア間は一次コイル、サイドコアが共に接地電圧であ
るので静電浮遊容量が実質生じない）。
【０００５ 】また、二次電圧出力およびその立上り特
性が静電浮遊容量に影響され、その静電浮遊容量が大き
くなるほど出力が低下して立上りに遅れが生じるからで
ある。従って、静電浮遊容量の小さい内二次コイル構造
の方が、小形、高出力化に適していると考えられてい
る。
性が静電浮遊容量に影響され、その静電浮遊容量が大き
くなるほど出力が低下して立上りに遅れが生じるからで
ある。従って、静電浮遊容量の小さい内二次コイル構造
の方が、小形、高出力化に適していると考えられてい
る。
【０００６ 】尚、内二次コイル構造のペンシルコイル
の場合、一般に二次ボビンの肉厚が二次コイル低圧側か
ら二次コイル高圧側まで均一か或いは高圧側の方が厚く
なっている。また、二次コイルの巻幅も均一になってい
る。
の場合、一般に二次ボビンの肉厚が二次コイル低圧側か
ら二次コイル高圧側まで均一か或いは高圧側の方が厚く
なっている。また、二次コイルの巻幅も均一になってい
る。
【０００７ 】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術にあって
は、内二次コイル構造の場合、センタコアの電位は、セ
ンタコアがＧＮＤ接地されていないため二次コイルで発
生する電圧の中間の電位となる。従って、二次コイル、
センタコア間の電位差は二次コイルの高圧側と低圧側が
大きくなる。また、細長い円筒形をしている二次ボビン
は、成形時の型離れを良くするため内径側に抜きテーパ
を付ける必要がある。この抜きテーパと二次ボビン肉厚
との関係を如何に成立させるかが絶縁構造上の課題とな
っている。
は、内二次コイル構造の場合、センタコアの電位は、セ
ンタコアがＧＮＤ接地されていないため二次コイルで発
生する電圧の中間の電位となる。従って、二次コイル、
センタコア間の電位差は二次コイルの高圧側と低圧側が
大きくなる。また、細長い円筒形をしている二次ボビン
は、成形時の型離れを良くするため内径側に抜きテーパ
を付ける必要がある。この抜きテーパと二次ボビン肉厚
との関係を如何に成立させるかが絶縁構造上の課題とな
っている。
【０００８ 】また、点火プラグ放電時の二次電圧波形
は立上りが極めて急峻な直角波となる。この場合、二次
コイルの静電容量の影響により二次コイルの高圧側にか
かる電位分担が大きくなり、二次コイルで発生する不具
合の要因と考えられている。
は立上りが極めて急峻な直角波となる。この場合、二次
コイルの静電容量の影響により二次コイルの高圧側にか
かる電位分担が大きくなり、二次コイルで発生する不具
合の要因と考えられている。
【０００９ 】本発明は、上述した事情に鑑みてなされ
るもので、限られたスペースの中で絶縁構造と高出力化
を達成することが可能な内燃機関用点火コイルを提供す
ることを課題とする。
るもので、限られたスペースの中で絶縁構造と高出力化
を達成することが可能な内燃機関用点火コイルを提供す
ることを課題とする。
【００１０ 】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００１１ 】（１）いわゆる内二次コイル構造のペン
シルコイル（内燃機関用点火コイル）において、二次ボ
ビンは、その内径が二次コイル高圧側から二次コイル低
圧側に向かって大になるテーパに形成され、二次ボビン
の巻線部は、そのボビン肉厚が二次コイル中央部よりも
両端に位置する二次コイル低圧側及び二次コイル高圧側
が厚く形成され、且つ、二次コイルの分割巻幅が二次コ
イル高圧側から二次コイル低圧側に向かって徐々に大に
なるように形成されることを特徴としたものである。
シルコイル（内燃機関用点火コイル）において、二次ボ
ビンは、その内径が二次コイル高圧側から二次コイル低
圧側に向かって大になるテーパに形成され、二次ボビン
の巻線部は、そのボビン肉厚が二次コイル中央部よりも
両端に位置する二次コイル低圧側及び二次コイル高圧側
が厚く形成され、且つ、二次コイルの分割巻幅が二次コ
イル高圧側から二次コイル低圧側に向かって徐々に大に
なるように形成されることを特徴としたものである。
【００１２ 】（２）また、二次コイルの分割巻幅は、
二次コイル巻数全体の約３０％が残りの７０％の部分よ
りも二次コイル高圧側において小になることを特徴と
し、二次コイルの巻数は、二次コイル高圧側、二次コイ
ル低圧側、二次コイル中央部の順に少なくなることを特
徴としたものである。
二次コイル巻数全体の約３０％が残りの７０％の部分よ
りも二次コイル高圧側において小になることを特徴と
し、二次コイルの巻数は、二次コイル高圧側、二次コイ
ル低圧側、二次コイル中央部の順に少なくなることを特
徴としたものである。
【００１３ 】（３）また、以上の他には、いわゆる内
二次コイル構造のペンシルコイル（内燃機関用点火コイ
ル）において、二次コイルの分割巻幅は、二次コイル巻
数全体の約３０％が残りの７０％の部分よりも二次コイ
ル高圧側において徐々に小になることを特徴としたもの
である。
二次コイル構造のペンシルコイル（内燃機関用点火コイ
ル）において、二次コイルの分割巻幅は、二次コイル巻
数全体の約３０％が残りの７０％の部分よりも二次コイ
ル高圧側において徐々に小になることを特徴としたもの
である。
【００１４ 】尚、作用及び効果に関しては、次の実施
の形態の項で説明する。
の形態の項で説明する。
【００１５ 】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態に
ついて、図面を参照し説明する。図１は、本発明の一実
施例である内燃機関用点火コイルの構成を示す断面図で
ある。
ついて、図面を参照し説明する。図１は、本発明の一実
施例である内燃機関用点火コイルの構成を示す断面図で
ある。
【００１６ 】内燃機関のプラグホールに内挿され、各
点火プラグに直結して使用される独立点火形の内燃機関
用点火コイル（点火コイル）２２は、上記プラグホール
に内挿される部分となる外径がφ１８ｍｍ〜φ２７ｍｍ
に形成された細長円筒形ケース（コイルケース）６を有
している。そのコイルケース６の内部には、中心（内
側）から外側に向けて、センタコア５、二次ボビン４に
巻かれた二次コイル３、一次ボビン２に巻かれた一次コ
イル１が同心状に配置されている。これらの構成部品
は、コイルケース６に固定された後、熱硬化性絶縁樹脂
（本例では、エポキシ樹脂）１４が充填されて絶縁性が
保証されている。コイルケース６の外側には、センタコ
ア５と磁路を形成するサイドコア７が装着されている。
サイドコア７は、０．２〜０．５ｍｍ程度の薄い珪素鋼
板あるいは方向性珪素鋼板を管状に丸めて成形されてお
り、一〜四枚重ねられ構成されている。サイドコア７に
は、磁束の１タ−ンショ−トを防ぐための切れ目が少な
くとも１ヶ所、サイドコア７の円周上に設けられてい
る。
点火プラグに直結して使用される独立点火形の内燃機関
用点火コイル（点火コイル）２２は、上記プラグホール
に内挿される部分となる外径がφ１８ｍｍ〜φ２７ｍｍ
に形成された細長円筒形ケース（コイルケース）６を有
している。そのコイルケース６の内部には、中心（内
側）から外側に向けて、センタコア５、二次ボビン４に
巻かれた二次コイル３、一次ボビン２に巻かれた一次コ
イル１が同心状に配置されている。これらの構成部品
は、コイルケース６に固定された後、熱硬化性絶縁樹脂
（本例では、エポキシ樹脂）１４が充填されて絶縁性が
保証されている。コイルケース６の外側には、センタコ
ア５と磁路を形成するサイドコア７が装着されている。
サイドコア７は、０．２〜０．５ｍｍ程度の薄い珪素鋼
板あるいは方向性珪素鋼板を管状に丸めて成形されてお
り、一〜四枚重ねられ構成されている。サイドコア７に
は、磁束の１タ−ンショ−トを防ぐための切れ目が少な
くとも１ヶ所、サイドコア７の円周上に設けられてい
る。
【００１７ 】センタコア５は、板厚０．２〜０．７ｍ
ｍの珪素鋼板あるいは方向性珪素鋼板を使用して形成さ
れており、その断面積が増えるように円筒形に近づけ、
例えば幅長さが数段階に設定された多数の珪素鋼板をプ
レス積層してなっている。尚、ここでは特に図示してい
ないが、センタコア５の軸方向の片端面、あるいは両端
面にマグネットを設け、コイルで発生する磁束とは反対
の磁束をかけることにより磁束密度の高いコアを使用し
た状態を作り、磁気エネルギーをアップ（高出力化）さ
せる場合もある。
ｍの珪素鋼板あるいは方向性珪素鋼板を使用して形成さ
れており、その断面積が増えるように円筒形に近づけ、
例えば幅長さが数段階に設定された多数の珪素鋼板をプ
レス積層してなっている。尚、ここでは特に図示してい
ないが、センタコア５の軸方向の片端面、あるいは両端
面にマグネットを設け、コイルで発生する磁束とは反対
の磁束をかけることにより磁束密度の高いコアを使用し
た状態を作り、磁気エネルギーをアップ（高出力化）さ
せる場合もある。
【００１８ 】センタコア５の端部（上端でも下端でも
良い）には、応力吸収用弾性部材８（例えばシリコーン
ゴム）が設けられている。また、センタコア５の周囲に
は、弾性部材１５が設けられている。これらは、二次ボ
ビン４とセンタコア５間に発生する熱応力（線膨張係数
の差によって生じる応力）を緩和させるために設けられ
ている。弾性部材１５としては、耐熱性のあるシリコー
ンゴムや可撓性エポキシ樹脂などが使用されるようにな
っている。可撓性エポキシ樹脂は、ガラス転移点が常温
（２０℃）以下で、ガラス転移点以上では弾性のある柔
らかい性質（エストラマー）を有するエポキシ樹脂であ
り、例えば、エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンの混
合物である。また、可撓性エポキシ樹脂は、センタコア
５と二次コイル３間の絶縁機能をもたせるため、ボイド
などが発生せぬように真空化（例えば４Ｔｏｒｒ以下）
で注入した後、硬化させるようになっている。
良い）には、応力吸収用弾性部材８（例えばシリコーン
ゴム）が設けられている。また、センタコア５の周囲に
は、弾性部材１５が設けられている。これらは、二次ボ
ビン４とセンタコア５間に発生する熱応力（線膨張係数
の差によって生じる応力）を緩和させるために設けられ
ている。弾性部材１５としては、耐熱性のあるシリコー
ンゴムや可撓性エポキシ樹脂などが使用されるようにな
っている。可撓性エポキシ樹脂は、ガラス転移点が常温
（２０℃）以下で、ガラス転移点以上では弾性のある柔
らかい性質（エストラマー）を有するエポキシ樹脂であ
り、例えば、エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンの混
合物である。また、可撓性エポキシ樹脂は、センタコア
５と二次コイル３間の絶縁機能をもたせるため、ボイド
などが発生せぬように真空化（例えば４Ｔｏｒｒ以下）
で注入した後、硬化させるようになっている。
【００１９ 】一次ボビン２は、機械的強度を確保する
ため無機物充填物２０重量％以上のポリブチレンテレフ
タレ−ト（ＰＢＴ）やポリフェニレンオキサイド（変性
ＰＰＯ）、あるいはポリフェニレンサルファイド（ＰＰ
Ｓ）等の熱可塑性合成樹脂で形成されており、その一次
ボビン２に巻かれる一次コイル１は、線径０．３〜１．
０ｍｍ程度のエナメル線を一層あたり数十回から百数十
回ずつ、数層にわたり合計１００〜３００回程度積層巻
きした巻線になっている。
ため無機物充填物２０重量％以上のポリブチレンテレフ
タレ−ト（ＰＢＴ）やポリフェニレンオキサイド（変性
ＰＰＯ）、あるいはポリフェニレンサルファイド（ＰＰ
Ｓ）等の熱可塑性合成樹脂で形成されており、その一次
ボビン２に巻かれる一次コイル１は、線径０．３〜１．
０ｍｍ程度のエナメル線を一層あたり数十回から百数十
回ずつ、数層にわたり合計１００〜３００回程度積層巻
きした巻線になっている。
【００２０ 】二次ボビン４も例えば、無機物を２０重
量％以上、より好ましくは３０重量％以上混合した変性
ポリフェニレンオキサイド（変性ＰＰＯ）、ポリフェニ
レンサルファイド（ＰＰＳ）等の熱可塑性合成樹脂で成
形されている。二次ボビン４は有底筒状を呈し、上記し
た応力吸収用弾性部材８、センタコア５が二次ボビン底
部に受けられるようになっている。応力吸収用弾性部材
８、センタコア５は、二次ボビン４に内装されている。
量％以上、より好ましくは３０重量％以上混合した変性
ポリフェニレンオキサイド（変性ＰＰＯ）、ポリフェニ
レンサルファイド（ＰＰＳ）等の熱可塑性合成樹脂で成
形されている。二次ボビン４は有底筒状を呈し、上記し
た応力吸収用弾性部材８、センタコア５が二次ボビン底
部に受けられるようになっている。応力吸収用弾性部材
８、センタコア５は、二次ボビン４に内装されている。
【００２１ 】二次ボビン４は、センタコア５と二次コ
イル３との間に介在して二次コイル３に発生した高電圧
を絶縁する役目を有している。そして、二次コイル３で
発生した高電圧を絶縁するために、二次ボビン４の肉厚
は、０．５〜１．５ｍｍになっている。
イル３との間に介在して二次コイル３に発生した高電圧
を絶縁する役目を有している。そして、二次コイル３で
発生した高電圧を絶縁するために、二次ボビン４の肉厚
は、０．５〜１．５ｍｍになっている。
【００２２ 】本実施例では、二次ボビン４の巻線部に
おけるボビン肉厚及び巻幅を二次ボビン４の軸方向にお
いて変えている。この点については、後に図２〜図４を
用いて説明する。
おけるボビン肉厚及び巻幅を二次ボビン４の軸方向にお
いて変えている。この点については、後に図２〜図４を
用いて説明する。
【００２３ 】二次コイル３は、線径０．０３〜０．０
６ｍｍ程度のエナメル線を用いて合計１００００〜３０
０００回程度、二次ボビン４に多数配設した鍔４ａ間に
多層構造で分割巻きされている。
６ｍｍ程度のエナメル線を用いて合計１００００〜３０
０００回程度、二次ボビン４に多数配設した鍔４ａ間に
多層構造で分割巻きされている。
【００２４ 】絶縁用樹脂１４は、二次ボビン４に巻か
れた二次コイル３、及び一次ボビン２に巻かれた一次コ
イル１をコイルケース６に固定し、更にイグナイタユニ
ット１９をコネクタケース１７に供給し、そのイグナイ
タユニット１９の端子１９ａをコネクタ端子２１と溶接
固定した後、真空状態で注入されるようになっている。
そして加熱により絶縁用樹脂１４が硬化することにより
絶縁性と機械強度が確保されるようになっている。
れた二次コイル３、及び一次ボビン２に巻かれた一次コ
イル１をコイルケース６に固定し、更にイグナイタユニ
ット１９をコネクタケース１７に供給し、そのイグナイ
タユニット１９の端子１９ａをコネクタ端子２１と溶接
固定した後、真空状態で注入されるようになっている。
そして加熱により絶縁用樹脂１４が硬化することにより
絶縁性と機械強度が確保されるようになっている。
【００２５ 】イグナイタユニット１９は、パワー素子
（半導体チップ）と電流制限回路などの電子回路部を１
チップ化したものが内蔵されており、エポキシ樹脂で外
装モールドされている。本実施例では、パワー素子とし
てＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）を
採用しており、２ｍＡ〜１０ｍＡの低電流で駆動させる
ことができるようになっている。また、このように１チ
ップ化することにより、製造工程が簡略化され大幅なコ
スト低減を図ることができるのは言うまでもない。
（半導体チップ）と電流制限回路などの電子回路部を１
チップ化したものが内蔵されており、エポキシ樹脂で外
装モールドされている。本実施例では、パワー素子とし
てＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）を
採用しており、２ｍＡ〜１０ｍＡの低電流で駆動させる
ことができるようになっている。また、このように１チ
ップ化することにより、製造工程が簡略化され大幅なコ
スト低減を図ることができるのは言うまでもない。
【００２６ 】コイルケース６は、ポリフェニレンサル
ファイド（ＰＰＳ）等の熱可塑性合成樹脂で成形されて
おり、前述したようにコイル部を収容、固定し絶縁用樹
脂１４を注型できるように形成されている。
ファイド（ＰＰＳ）等の熱可塑性合成樹脂で成形されて
おり、前述したようにコイル部を収容、固定し絶縁用樹
脂１４を注型できるように形成されている。
【００２７ 】ここで、引用符号１３で示されるものは
過早着火防止高圧ダイオード、１２はイタバネ、１１は
高圧端子、９は点火プラグ接続用のスプリング、１０は
点火プラグ接続用のプラグシール（シリコーンゴム）で
ある。一方、引用符号１８で示されるものは外観上の見
栄えを良くするためのカバーであり、エポキシ樹脂１４
の注型面に取り付けられている。また、１６は上記プラ
グホ−ルへの水の浸入を防ぐためのプラグホールシ−ル
ゴムである。さらに、２０は雑音防止用コンデンサであ
り、リード付きのセラミックタイプのコンデンサを逆さ
まにして配置し、そのリードをコネクタ端子２１と溶接
で接続、固定したものである。
過早着火防止高圧ダイオード、１２はイタバネ、１１は
高圧端子、９は点火プラグ接続用のスプリング、１０は
点火プラグ接続用のプラグシール（シリコーンゴム）で
ある。一方、引用符号１８で示されるものは外観上の見
栄えを良くするためのカバーであり、エポキシ樹脂１４
の注型面に取り付けられている。また、１６は上記プラ
グホ−ルへの水の浸入を防ぐためのプラグホールシ−ル
ゴムである。さらに、２０は雑音防止用コンデンサであ
り、リード付きのセラミックタイプのコンデンサを逆さ
まにして配置し、そのリードをコネクタ端子２１と溶接
で接続、固定したものである。
【００２８ 】次に、図２〜図５を用いて二次ボビン４
の肉厚と巻幅Ｗの設定について説明する。
の肉厚と巻幅Ｗの設定について説明する。
【００２９ 】高電圧発生時（３０ｋＶ発生した場合）
の二次コイル３の電位とセンタコア５（図１参照）の電
位との関係は、図２に示されるように、最高圧側で二次
コイル３の方が約１５ｋＶ高く、最低圧側で約１５ｋＶ
センタコア５の方が高くなっている。従って、二次コイ
ル３とセンタコア５間の絶縁機能をもつ二次ボビン４の
肉厚は、高圧側と低圧側とを厚くし絶縁性を確保する必
要がある。
の二次コイル３の電位とセンタコア５（図１参照）の電
位との関係は、図２に示されるように、最高圧側で二次
コイル３の方が約１５ｋＶ高く、最低圧側で約１５ｋＶ
センタコア５の方が高くなっている。従って、二次コイ
ル３とセンタコア５間の絶縁機能をもつ二次ボビン４の
肉厚は、高圧側と低圧側とを厚くし絶縁性を確保する必
要がある。
【００３０ 】図３において、二次ボビン４の内径寸法
は、内径側金型に抜きテーパを付ける関係上、高圧側ｄ
１が小さく、低圧側ｄ２が大きくなっている。従って、
各巻幅Ｗ毎に二次ボビン４の巻線部の外径寸法を変更す
ることが理想であるが、金型構造が非常に複雑になって
しまうので、巻線部の外径寸法は、二次コイル３とセン
タコア５間の電位差との関係から、高圧側ｄ３、中央部
ｄ４、低圧側ｄ５の三段階に分けられている。尚、巻線
部の外径寸法は、中央部ｄ４＜高圧側ｄ３＜低圧側ｄ５
の順に大きくなっており、高圧側二次ボビン肉厚ｔ１と
低圧側二次ボビン肉厚ｔ２が同等になるように設定され
ている。
は、内径側金型に抜きテーパを付ける関係上、高圧側ｄ
１が小さく、低圧側ｄ２が大きくなっている。従って、
各巻幅Ｗ毎に二次ボビン４の巻線部の外径寸法を変更す
ることが理想であるが、金型構造が非常に複雑になって
しまうので、巻線部の外径寸法は、二次コイル３とセン
タコア５間の電位差との関係から、高圧側ｄ３、中央部
ｄ４、低圧側ｄ５の三段階に分けられている。尚、巻線
部の外径寸法は、中央部ｄ４＜高圧側ｄ３＜低圧側ｄ５
の順に大きくなっており、高圧側二次ボビン肉厚ｔ１と
低圧側二次ボビン肉厚ｔ２が同等になるように設定され
ている。
【００３１ 】また、鍔４ａの外径寸法も金型構造の複
雑化を防ぐため、高圧側Ｄ３、中央部Ｄ４、低圧側Ｄ５
の三段階に分けられている。そして、一次ボビン２の内
径寸法も高圧側小、低圧側大のテーパになっている。そ
のため、鍔４ａの外径寸法は、高圧側Ｄ３＜中央部Ｄ４
＜低圧側Ｄ５という設定にされ、一次ボビン２との距離
がほぼ一定に保たれ、二次ボビン４の鍔４ａと一次ボビ
ン２との間に介在する絶縁用樹脂１４（図１参照）の厚
みがほぼ均等になるようになっている。
雑化を防ぐため、高圧側Ｄ３、中央部Ｄ４、低圧側Ｄ５
の三段階に分けられている。そして、一次ボビン２の内
径寸法も高圧側小、低圧側大のテーパになっている。そ
のため、鍔４ａの外径寸法は、高圧側Ｄ３＜中央部Ｄ４
＜低圧側Ｄ５という設定にされ、一次ボビン２との距離
がほぼ一定に保たれ、二次ボビン４の鍔４ａと一次ボビ
ン２との間に介在する絶縁用樹脂１４（図１参照）の厚
みがほぼ均等になるようになっている。
【００３２ 】以上の構成にすることで、二次ボビン４
の鍔４ａの高さ、すなわち鍔高さｈが最も大きくなる二
次ボビン４の中央部に二次コイル３を多く巻くことがで
きるようになる。これにより、センタコア５の磁束密度
が最も大きくなるセンタコア５中央部に二次コイル３が
多くなるため、磁気変換効率が良くなり高出力化が可能
になる。
の鍔４ａの高さ、すなわち鍔高さｈが最も大きくなる二
次ボビン４の中央部に二次コイル３を多く巻くことがで
きるようになる。これにより、センタコア５の磁束密度
が最も大きくなるセンタコア５中央部に二次コイル３が
多くなるため、磁気変換効率が良くなり高出力化が可能
になる。
【００３３ 】尚、高電圧発生時の電位分布を実測した
ところ、図４に示されるような状態になっていることが
実験的に確認された。すなわち、高圧側の巻数約３０％
の部分に７０％の電位がかかっており、これが高圧側で
の二次コイル間のショート不具合の要因になっていると
考えられる。この対策として、高圧側の巻数約３０％部
分の層間電圧を低減する必要があり、巻幅を高圧側から
徐々に大きくしていくことが良いことが分かる。本実施
例では、高圧側３０％の部分を巻幅１．５ｍｍ〜４．５
ｍｍの三つに分けて層間電圧の低減を図り、電位分担の
小さい残りの７０％の部分については巻幅を５ｍｍ〜６
ｍｍと大きく取り、層間電圧を一定とし且つ巻数も多く
取れるようにしているものとする。
ところ、図４に示されるような状態になっていることが
実験的に確認された。すなわち、高圧側の巻数約３０％
の部分に７０％の電位がかかっており、これが高圧側で
の二次コイル間のショート不具合の要因になっていると
考えられる。この対策として、高圧側の巻数約３０％部
分の層間電圧を低減する必要があり、巻幅を高圧側から
徐々に大きくしていくことが良いことが分かる。本実施
例では、高圧側３０％の部分を巻幅１．５ｍｍ〜４．５
ｍｍの三つに分けて層間電圧の低減を図り、電位分担の
小さい残りの７０％の部分については巻幅を５ｍｍ〜６
ｍｍと大きく取り、層間電圧を一定とし且つ巻数も多く
取れるようにしているものとする。
【００３４ 】図５は、本発明品（図中では「変更
後」）と従来品（図中では「変更前」）の高温放電耐久
性能を示している。この図からも分かるように、本発明
においては二次コイル４のレアショートが低減されるこ
とにより、約１．５倍の耐久性（耐久時間が約１．５倍
アップ）を確保することができる。
後」）と従来品（図中では「変更前」）の高温放電耐久
性能を示している。この図からも分かるように、本発明
においては二次コイル４のレアショートが低減されるこ
とにより、約１．５倍の耐久性（耐久時間が約１．５倍
アップ）を確保することができる。
【００３５ 】その他、本発明は本発明の主旨を変えな
い範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
い範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【００３６ 】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内装スペースの制約が厳しいプラグホール挿着独立点火
形内燃機関用点火コイルにおいて、大径化を抑制し（小
型化を満足）、絶縁性と高出力化を十分達成することが
できるという効果を奏する。
内装スペースの制約が厳しいプラグホール挿着独立点火
形内燃機関用点火コイルにおいて、大径化を抑制し（小
型化を満足）、絶縁性と高出力化を十分達成することが
できるという効果を奏する。
【図１】本発明による内燃機関用点火コイルの一実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】独立点火形内燃機関用点火コイルのセンタコア
と二次コイルの電位を示す説明図である。
と二次コイルの電位を示す説明図である。
【図３】二次ボビンの構造を説明するための断面図であ
る。
る。
【図４】独立点火形内燃機関用点火コイルの二次コイル
電位分布に対する説明図である。
電位分布に対する説明図である。
【図５】高温放電耐久性能に対する説明図である。
１ 一次コイル
２ 一次ボビン
３ 二次コイル
４ 二次ボビン
４ａ 鍔
５ センタコア
６ コイルケース
７ サイドコア
８ 応力吸収用弾性部材
９ スプリング
１０ プラグシール
１１ 高圧端子
１２ イタバネ
１３ 過早着火防止高圧ダイオード
１４ 絶縁用樹脂
１５ 弾性部材
１６ プラグホールシールゴム
１７ コネクタケース
１８ カバー
１９ イグナイタユニット
１９ａ 端子
２０ 雑音防止用コンデンサ
２１ コネクタ端子
２２ 点火コイル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 高橋 真喜男
茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株
式会社日立製作所自動車機器グループ内
Claims (7)
- 【請求項１】 内燃機関のプラグホールに内挿され、各
点火プラグに直結して使用される独立点火形のものであ
って、コイルケース内に内側から順にセンタコア、二次
ボビンに分割巻きされた二次コイル、一次ボビンに巻か
れた一次コイルが同心上に配置され、これらの構成部材
間に絶縁用樹脂が充填される内燃機関用点火コイルにお
いて、 前記二次ボビンは、その内径が二次コイル高圧側から二
次コイル低圧側に向かって大になるテーパに形成され、 前記二次ボビンの巻線部は、そのボビン肉厚が二次コイ
ル中央部よりも両端に位置する前記二次コイル低圧側及
び前記二次コイル高圧側が厚く形成され、且つ、前記二
次コイルの分割巻幅が前記二次コイル高圧側から前記二
次コイル低圧側に向かって徐々に大になるように形成さ
れることを特徴とする内燃機関用点火コイル。 - 【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、 前記二次コイルの前記分割巻幅は、二次コイル巻数全体
の約３０％が残りの７０％の部分よりも前記二次コイル
高圧側において小になることを特徴とする内燃機関用点
火コイル。 - 【請求項３】 請求項２に記載の内燃機関用点火コイル
において、 前記約３０％に対応する前記分割巻幅は、１．５ｍｍ〜
４．５ｍｍになることを特徴とする内燃機関用点火コイ
ル。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３いずれか記載の
内燃機関用点火コイルにおいて、 前記二次コイルの巻数は、前記二次コイル高圧側、前記
二次コイル低圧側、前記二次コイル中央部の順に少なく
なることを特徴とする内燃機関用点火コイル。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４いずれか記載の
内燃機関用点火コイルにおいて、 前記二次ボビンの前記巻線部は、その鍔が前記一次ボビ
ンとの距離をほぼ一定に保てるように形成されることを
特徴とする内燃機関用点火コイル。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項５いずれか記載の
内燃機関用点火コイルにおいて、 前記プラグホールに内挿される部分の外径は、φ１８ｍ
ｍ〜φ２７ｍｍになることを特徴とする内燃機関用点火
コイル。 - 【請求項７】 内燃機関のプラグホールに内挿され、各
点火プラグに直結して使用される独立点火形のものであ
って、コイルケース内に内側から順にセンタコア、二次
ボビンに分割巻きされた二次コイル、一次ボビンに巻か
れた一次コイルが同心上に配置され、これらの構成部材
間に絶縁用樹脂が充填される内燃機関用点火コイルにお
いて、 前記二次コイルの分割巻幅は、二次コイル巻数全体の約
３０％が残りの７０％の部分よりも二次コイル高圧側に
おいて徐々に小になることを特徴とする内燃機関用点火
コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257278A JP3888516B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 内燃機関用点火コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257278A JP3888516B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 内燃機関用点火コイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003068541A true JP2003068541A (ja) | 2003-03-07 |
| JP3888516B2 JP3888516B2 (ja) | 2007-03-07 |
Family
ID=19084971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001257278A Expired - Fee Related JP3888516B2 (ja) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | 内燃機関用点火コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3888516B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006054452A1 (ja) * | 2004-11-17 | 2006-05-26 | Minebea Co., Ltd. | 高圧トランス |
| JP2006222226A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 内燃機関用点火コイル及び自動車 |
| JP2010123894A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 点火コイルの製造方法 |
-
2001
- 2001-08-28 JP JP2001257278A patent/JP3888516B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006054452A1 (ja) * | 2004-11-17 | 2006-05-26 | Minebea Co., Ltd. | 高圧トランス |
| JP2006222226A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 内燃機関用点火コイル及び自動車 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3888516B2 (ja) | 2007-03-07 |
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