JP2003257756A - 円筒型内燃機関用点火コイル - Google Patents

円筒型内燃機関用点火コイル

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JP2003257756A
JP2003257756A JP2002378548A JP2002378548A JP2003257756A JP 2003257756 A JP2003257756 A JP 2003257756A JP 2002378548 A JP2002378548 A JP 2002378548A JP 2002378548 A JP2002378548 A JP 2002378548A JP 2003257756 A JP2003257756 A JP 2003257756A
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coil
ignition coil
internal combustion
combustion engine
iron core
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Takushi Nishimura
拓志 西村
Yoichi Kobori
洋一 小堀
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Toyota Motor Corp
Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
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Toyota Motor Corp
Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンのプラグホール内に装着され、点火
プラグに高電圧を供給する円筒型内燃機関用点火コイル
において、製造コストが高騰化することがなく、長寿命
でかつ信頼性の高い点火コイルを提供する。 【解決手段】 中心鉄芯18と、1次ボビン14に1次
巻き線を巻き廻した1次コイル15と、2次ボビン16
に2次巻き線を巻き廻した2次コイル17と、中心鉄芯
18の両端に配置されて1次コイル15で発生する磁束
と反対方向の磁束を発生する磁石21,21と、磁石2
1,21を覆うキャップ状の緩衝材24,24とで構成
された円筒型内燃機関用点火コイルであって、緩衝材2
4の外周側面に突起を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、点火プラグに高電
圧を供給する特にエンジンヘッドのプラグホール内に収
容される円筒型内燃機関用点火コイルの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】近時の自動車用内燃機関に用いられる点
火コイルには、小型化と、地球環境を考慮した希薄燃焼
のエンジンに対応する為の高出力化という相反する要求
がある。
【0003】なかでも、エンジンの点火プラグに高電圧
を直接供給する円筒型内燃機関用点火コイルは、エンジ
ンヘッドのプラグホール内にその一部分または大部分を
収納するため、エンジンヘッド上のスペースが縮小でき
ることと、高電圧を点火プラグに直接供給するためハイ
テンションケーブルのような点火プラグに伝導する線が
必要ないため電装品に悪影響がある点火時のノイズの発
生が小さいことと、点火エネルギーの点火プラグへの伝
搬損失も少ないことなどの利点から多くのエンジンに使
用されている。
【0004】従来の円筒型内燃機関用点火コイルを表す
縦断面図を図5に示す。また図5のB−Bで切り取った
断面図を図6に示す。従来、点火プラグに高電圧を直接
供給する円筒型内燃機関用点火コイルは、樹脂製の上部
に開口を有する円筒形のケース11の上部収納部11b
に後述する1次コイル15へ電源電圧を供給する1次電
流入力部12を装着し、1次電流をオン−オフするイグ
ナイタ13を収納し、当該ケース11の円筒部分内側に
は、断面がほぼ円形の中心鉄芯18と当該中心鉄芯18
両端には、鉄芯の磁束の飽和を抑制するために1次コイ
ル15で発生する磁束と反対方向の磁束を発生させる磁
石21を装着して収納し、当該中心鉄芯18と同軸的
に、2次ボビン16に2次銅線を巻き廻した2次コイル
17と、1次ボビン14に1次銅線を巻き廻した1次コ
イル15と、前記ケース11同様に円筒形状に形作られ
その円周の一部に切り欠き部を有する外装鉄芯19とを
順に配置し、前記ケース11底部には図示しない点火プ
ラグに高電圧を供給する2次高圧端子22を備え、当該
2次高圧端子22は、2次コイル17とケース11底部
に備えた高圧タワー部11a内のスプリング23と電気
的に接続され、ケース11上部の開口部から絶縁注型材
としてのエポキシ樹脂を注入充填して硬化させ、絶縁封
止していた。また前記円筒形のケース11と前記1次コ
イル15と前記2次コイル17は、その軸芯はひとつと
して同軸的に配置される。さらに前記高圧タワー部11
aには、図示しないプラグホール等の金属部に高電圧が
リークしないように電気絶縁性に優れたゴム等で成形さ
れたプロテクタ25を備えている。
【0005】点火コイル動作時には、前記イグナイタ1
3のオン動作により前記1次電流入力部12から1次電
流を1次コイル15に通電し、点火のタイミングで前記
イグナイタ13のオフ動作により通電されていた1次電
流を遮断することで、1次コイル15で発生した磁気エ
ネルギーは、中心鉄芯18と外装鉄芯19を伝搬し、1
次コイル15と2次コイル17の巻き数比に応じた高電
圧が2次コイル17で発生する。発生した高電圧は2次
コイル17から2次高圧端子22を通り、前記スプリン
グ23を通してスプリング23に接続されている図示し
ない点火プラグに送りこまれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の点
火コイルは、一般的には直径20mmから35mmとされる
寸法規制の厳しいエンジンのプラグホールに収納するタ
イプの点火コイルであり、そのケース11内に1次コイ
ル15、2次コイル17、中心鉄芯18、外装鉄芯1
9、イグナイタ13などを収納なければならない。その
反面、前述のエポキシ樹脂は、点火コイルを構成する各
部品の隙間に注入充填して絶縁封止しなければならない
ため、前記中心鉄芯18を収納する前記2次ボビン16
内径は、前記中心鉄芯18外径より大きく設計され、絶
縁注型材の注路を確保している。
【0007】絶縁注型材充填前においては、前記中心鉄
芯18は前記2次ボビン16内で2次ボビン16中心に
対して中心鉄芯18の軸芯は偏心している。この状態の
まま先の絶縁注型材を注入すると、前記中心鉄芯18軸
芯は前記2次ボビン16内で2次ボビン16中心に対し
てある位置に偏った配置となる。このような点火コイル
は、エンジンの様な過酷な環境中にさらされその冷熱ス
トレスにより、偏ったある位置に歪みが集中し、付近の
エポキシ樹脂剥離や、クラック等の破壊に至る。この結
果良好な絶縁性能を保てなくなり、点火コイルの不具合
に至る場合があった。
【0008】一方、2次ボビンの内側に、中心鉄芯の1
/3以上の長さにしたセンタリング用突起を設ける提案
もされており(特許文献1)、中央鉄芯の傾き防止と、
空隙に充填する可撓性エポキシ樹脂の含浸性の向上とを
図っている。
【0009】
【特許文献1】 特開平10−340822号
【0010】しかしながら、この技術は、2次ボビンを
製造する工程が煩雑であり、その結果、製造コストが高
騰化するという問題点がある。
【0011】本発明は、上記課題を鑑みて、エンジンの
プラグホール内に装着され、点火プラグに高電圧を供給
する円筒型内燃機関用点火コイルにおいて、製造コスト
が高騰化することがなく、長寿命でかつ信頼性の高い点
火コイルを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1に係る発明は、中心鉄芯と、1次ボビンに
1次巻き線を巻き廻した1次コイルと、2次ボビンに2
次巻き線を巻き廻した2次コイルと、前記中心鉄芯両端
に配置されて前記1次コイルで発生する磁束と反対方向
の磁束を発生する磁石と、前記磁石を覆うキャップ状の
緩衝材とで構成された円筒型内燃機関用点火コイルにお
いて、前記緩衝材の外周側面に突起を設けたことを特徴
とする。
【0013】また、請求項4に係る発明は、中心鉄芯
と、1次ボビンに1次巻き線を巻き廻した1次コイル
と、2次ボビンに2次巻き線を巻き廻した2次コイル
と、前記中心鉄芯端部を覆うキャップ状の緩衝材とで構
成された円筒型内燃機関用点火コイルにおいて、前記緩
衝材の外周側面に突起を設けたことを特徴とする。
【0014】上記各発明によれば、突起を用いて位置合
わせができるので、ケースと1次コイルと2次コイルと
中心鉄芯とを同軸的に均等に配置することができる。こ
れより、点火コイルがエンジンの様な過酷な環境中で冷
熱ストレスを受けても、中心鉄芯の特定の位置にストレ
スが偏らないので応力が集中しない。なお、上記各発明
における突起は、実施例に記載の突条を含む概念であ
る。
【0015】本発明では、緩衝材の外周側面に突起を設
けているので、2次ボビンに収容する中心鉄芯の周囲へ
の絶縁注型材注入に際して、絶縁注型材の注路の妨げと
ならず、充填性も良好に保たれる。したがって長寿命で
かつ信頼性の高い円筒型内燃機関用点火コイルを提供す
ることができる。
【0016】前記突起は、好ましくは、等間隔で径方向
外方に等長突出される。また、前記緩衝材の蓋上面に
は、好ましくは、その中心から放射状に等角度で突出し
た突起が外周側面まで延びており、前記突起は、外周側
面に等間隔で径方向外方に等長突出している。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、実施例に係る円筒型内燃機
関用点火コイルCLに基づいて、本発明の実施の形態を
具体的に説明する。図1は、実施例に係る円筒型内燃機
関用点火コイルCLの縦断面図である。図2及び図3
は、円筒型内燃機関用点火コイルCLの構成要素である
緩衝材の第1と第2の実施例を示す図面である。また、
図4は、図1のA−Aで切り取った断面図である。
【0018】図示の円筒型内燃機関用点火コイルCL
は、合成樹脂ケース11に収容されて構成されており、
このケース11を大別すると、円筒状に形成されたケー
ス本体部11aと、ケース本体部11aの上部に連設さ
れる上部収納部11bと、ケース本体部11aの下部に
連設される小径の高圧タワー部11cとに区分される。
【0019】軸方向中央に位置するケース本体部11a
の内部には、図1及び図4に示すように、珪素鋼板等で
形成された断面がほぼ円形の中心鉄芯18と、樹脂製の
2次ボビン16に2次銅線を巻き廻した2次コイル17
と、樹脂製の1次ボビン14に1次銅線を巻き廻した1
次コイル15と、略円筒形に構成されその円周の一部に
切り欠き部を有する外装鉄芯19とが、それぞれ同軸に
配置されており、各隙間に注入された絶縁材(例えば、
熱硬化性エポキシ樹脂)が硬化することで全体が一体化
されている。なお、外装鉄芯19は省略しても良い。
【0020】中心鉄芯18の両端には、鉄芯の磁束の飽
和を抑制するために1次コイル15で発生する磁束と反
対方向の磁束を発生させる磁石21が配置され、各磁石
21は、軸方向一方側が開口したキャップ状に形成され
たエラストマからなる緩衝材24によって覆われてい
る。なお、エラストマとしては、シリコーンゴム(silic
one rubber)が好適に使用される。
【0021】上記したケース本体部11aの上部に連設
される上部収納部11bには、1次コイル15に流れる
1次電流をオンオフ制御するイグナイタ13と、イグナ
イタ13及び1次コイル15への給電端子12とを含ん
だ給電部PWRが収容されている。
【0022】一方、ケース本体部11aの下部に連設さ
れる高圧タワー部11cの内部には、2次高圧端子22
と、導電性のスプリング23とが電気的に接続された状
態で収納されている。ここで、2次高圧端子22とスプ
リング23とは、2次コイル17で発生した高電圧を不
図示の点火プラグに供給するものである。
【0023】また、高圧タワー部11cの外周にはプロ
テクタ25が嵌合されている。ここで、プロテクタ25
は、電気絶縁性に優れたゴム等で一体成形されたもので
あり、プラグホールなどの金属部に点火コイルCLの高
電圧がリークするのを防止している。
【0024】先に説明したように、緩衝材24は、蓋上
面部24aと側面部24bとで構成され、全体としてキ
ャップ状に形成されている。ここで、第1実施例の緩衝
材24には、図2に示すように、蓋上面部24aの中心
から放射状に等角度で突出した突条部25…25が形成
されており、この突条部25…25は、蓋上面24aか
ら側面部24bまで延長して形成されている。
【0025】この第1実施例では、8本の突条部26…
26が形成されているが、各突条部26…26の高さ
は、軸方向にも径方向にも共通であり、そのため、中心
鉄芯18の位置合わせを可能にしている。すなわち、緩
衝材24の外周側面24bには、等間隔で径方向外方に
向けて突条26…26が等長突出しているので、緩衝材
24によって磁石21を覆った状態で、中心鉄芯18を
2次ボビン16に収容すると、2次ボビン16に対して
中心鉄芯18を正しく同軸に配置できる。
【0026】一方、図3に示す第2実施例の緩衝材24
の場合には、平坦な蓋上面部24aと側面部24bとで
構成され、全体としてキャップ状に形成されている。こ
の第2実施例の緩衝材24の場合には、外周側面24b
の軸方向ほぼ中央位置に、等間隔で径方向外方に等長突
出した突起27が設けられているので、第1実施例の場
合と同様に、緩衝材24によって磁石21を覆った状態
で、中心鉄芯18を2次ボビン16に収容すると、2次
ボビン16に対して中心鉄芯18を正しく同軸に配置で
きる。
【0027】なお、上記した各実施例では、中心鉄芯1
8の両端部に磁石21を装着し、その磁石21を緩衝材
24が覆っているが、磁石21を装着しない場合には、
中心鉄芯18の両端部を緩衝材24が直接覆えば良い。
【0028】以上の通り、緩衝材24には、その外周側
面24bに等間隔で径方向外方に等長突出した突起27
又は突条26を離散的に設けているので、2次ボビン1
6内壁と当該2次ボビン16に収容する中心鉄芯18外
周との距離が均等に保たれ、しかも、中心鉄芯18外周
囲への絶縁注型材注入に際しても、絶縁注型材の注路の
妨げとならない。また、2次ボビン内側の成形より、緩
衝材24の製造の方が遥かに簡単であり、製造コストを
高騰化させることもない。
【0029】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、中心鉄芯
は2次ボビンや1次ボビンと同心に配置されるので、良
好な応力が保たれ、経年の冷熱ストレスによる点火コイ
ル内の歪みは均等に加わる。また、2次ボビンに収容す
る中心鉄芯の周囲への充填性も良好に保たれる。したが
って長寿命でかつ信頼性の高い円筒型内燃機関用点火コ
イルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の技術を適用した実施例を表す円筒型内
燃機関用点火コイルの縦断面図である。
【図2】本発明の技術を適用した実施例を表す円筒型内
燃機関用点火コイルの第1の実施例を表す緩衝材の図で
ある。
【図3】本発明の技術を適用した実施例を表す円筒型内
燃機関用点火コイルの第2の実施例を表す緩衝材の図で
ある。
【図4】図1のA−Aで切り取った断面図である。
【図5】従来の円筒型内燃機関用点火コイルを表す縦断
面図である。
【図6】図5のB−Bで切り取った断面図である。
【符号の説明】
11a ケース本体部 11b 高圧タワー部 11c 上部収納部 12 1次電流入力部 13 イグナイタ 14 1次ボビン 15 1次コイル 16 2次ボビン 17 2次コイル 18 中心鉄芯 19 外装鉄芯 21 磁石 22 2次高圧端子 23 スプリング 24 緩衝材 24a 突起 24b 外周側面 25 プロテクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小堀 洋一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G019 KC02

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心鉄芯と、1次ボビンに1次巻き線を
    巻き廻した1次コイルと、2次ボビンに2次巻き線を巻
    き廻した2次コイルと、前記中心鉄芯両端に配置されて
    前記1次コイルで発生する磁束と反対方向の磁束を発生
    する磁石と、前記磁石を覆うキャップ状の緩衝材とで構
    成された円筒型内燃機関用点火コイルにおいて、前記緩
    衝材の外周側面に突起を設けたことを特徴とする円筒型
    内燃機関用点火コイル。
  2. 【請求項2】 前記突起は、等間隔で径方向外方に等長
    突出させたことを特徴とする請求項1記載の円筒型内燃
    機関用点火コイル。
  3. 【請求項3】 前記緩衝材の蓋上面には、その中心から
    放射状に等角度で突出した突起が外周側面まで延びてお
    り、前記突起は、外周側面に等間隔で径方向外方に等長
    突出させたことを特徴とする請求項1記載の円筒型内燃
    機関用点火コイル。
  4. 【請求項4】 中心鉄芯と、1次ボビンに1次巻き線を
    巻き廻した1次コイルと、2次ボビンに2次巻き線を巻
    き廻した2次コイルと、前記中心鉄芯端部を覆うキャッ
    プ状の緩衝材とで構成された円筒型内燃機関用点火コイ
    ルにおいて、前記緩衝材の外周側面に突起を設けたこと
    を特徴とする円筒型内燃機関用点火コイル。
  5. 【請求項5】 前記突起は、等間隔で径方向外方に等長
    突出させたことを特徴とする請求項4記載の円筒型内燃
    機関用点火コイル。
  6. 【請求項6】 前記緩衝材の蓋上面には、その中心から
    放射状に等角度で突出した突起が外周側面まで延びてお
    り、前記突起は、外周側面に等間隔で径方向外方に等長
    突出させたことを特徴とする請求項4に記載の円筒型内
    燃機関用点火コイル。
JP2002378548A 2001-12-27 2002-12-26 円筒型内燃機関用点火コイル Withdrawn JP2003257756A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2017213196A1 (ja) * 2016-06-10 2017-12-14 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル、およびリアクトルの製造方法
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