JP2006203043A - 点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】一次コイルの小径化及び放熱性の向上を図ることができると共に、一次電線に傷等がほとんどなく巻回作業が容易な一次コイルを形成することができる点火コイルを提供すること。
【解決手段】点火コイル１は、同心円状に巻回した一次コイル２及び二次コイル３と、スパークプラグを取り付けるプラグ取付部１１１とを備え、エンジンケースにおけるプラグホール内に挿入配置するよう構成されている。一次コイル２は、４つの角部２３に丸み部２３１を備えた矩形断面形状を有する一次電線２２を、軸方向Ｌに向けて複数回巻回してなる。丸み部２３１の軸方向幅ｗ及び径方向厚みｈは、一次電線２２の軸方向幅をＷ、径方向厚みをＨとしたとき、Ｗ／１０≦ｗ≦Ｗ／３及びＨ／１０≦ｈ≦Ｈ／３の関係を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、スパークプラグからスパークを発生させるための点火コイルに関する。

車両等のエンジンにおけるスパークプラグからスパークを発生させるために用いる点火コイルは、同心円状に巻回した一次コイル及び二次コイルと、スパークプラグを取り付けるプラグ取付部とを備えている。
一次コイル及び二次コイルは、円筒状の合成樹脂からなるスプールに、それぞれ丸断面形状を有する電線を巻回してなる。また、二次コイルは、一次コイルに電流を流して形成した磁束により、高圧の誘導起電力を発生させるために、一次コイルを形成する電線よりも細い電線を、一次コイルよりも多く巻回して形成している。

また、上記点火コイルにおいては、一次コイル及び二次コイルをコイルケース内に配置した後、このコイルケース内にエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を充填している。これにより、コイルケース内における空隙の形成を防止し、絶縁性等を向上させている。
このような、点火コイルとしては、例えば、特許文献１に示すものがある。

しかしながら、図３に示すごとく、一次コイル９２における電線９２１は、丸断面形状を有している。そして、この電線９２１同士の間には、比較的大きな隙間９２０が形成されており、この隙間９２０には、上記絶縁性樹脂９５が充填されている。そのため、一次コイル９２における電線９２１に通電を行うことによって生じた熱は、絶縁性樹脂９５の熱伝導率が電線９２１の熱伝導率よりも小さいことにより、電線９２１同士の間に充填された絶縁性樹脂９５に蓄積される。これにより、一次コイル９２の放熱性を悪化させてしまう。また、一次コイル９２における電線９２１同士の間に比較的大きな隙間９２０が形成されていることにより、一次コイル９２の小径化を図るためには十分ではない。

なお、特許文献２においては、一次コイルを構成する一次スプールに巻回した一次銅線を、断面が扁平状の扁平銅線によって形成している。これによれば、一次コイルにおける一次銅線の占積率を大きくし、一次コイルの小径化を図ることができる。
しかしながら、特許文献２においては、一次銅線の断面形状をより適切にする工夫は行っていない。すなわち、例えば、一次銅線の断面形状を４つの角部が尖った矩形状にすると、一次銅線を巻回する際に、一次銅線同士が接触して、一次銅線に傷等が入るおそれがあり、一次銅線の巻回作業を容易にするためには十分ではない。

特開平１１−１１１５４５号公報 特開２００３−３３２１５０号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、一次コイルの小径化及び放熱性の向上を図ることができると共に、電線に傷等がほとんどなく巻回作業が容易な一次コイルを形成することができる点火コイルを提供しようとするものである。

本発明は、同心円状に巻回した一次コイル及び二次コイルと、スパークプラグを取り付けるプラグ取付部とを備え、エンジンケースにおけるプラグホール内に挿入配置するよう構成された点火コイルにおいて、
上記一次コイルは、４つの角部に丸み部又は面取り部を備えた矩形断面形状を有する電線を、軸方向に向けて複数回巻回してなり、
上記丸み部又は面取り部の軸方向幅ｗ及び径方向厚みｈは、上記電線の軸方向幅をＷ、径方向厚みをＨとしたとき、Ｗ／１０≦ｗ≦Ｗ／３及びＨ／１０≦ｈ≦Ｈ／３の関係を有することを特徴とする点火コイルにある（請求項１）。

本発明の点火コイルは、上記一次コイルに使用する電線の断面形状に工夫をしている。
すなわち、一次コイルを形成する電線は、４つの角部に丸み部又は面取り部を備えた矩形断面形状を有するものとし、丸み部又は面取り部の軸方向幅ｗ及び径方向厚みｈを、上記Ｗ／１０≦ｗ≦Ｗ／３及びＨ／１０≦ｈ≦Ｈ／３の関係を有する適切な大きさに規定している。

そのため、上記軸方向幅ｗがＷ／３以下であり、上記径方向厚みｈがＨ／３以下であることにより、一次コイルにおける電線同士の間の隙間を小さくすることができる。そのため、一次コイルを小径化することができ、点火コイルの小径化を図ることができる。また、一次コイルにおける電線同士の間の隙間を小さくできることにより、一次コイルの放熱性を向上させることができる。
一方、上記軸方向幅ｗがＷ／１０以上であり、上記径方向厚みｈがＨ／１０以上であることにより、一次コイルにおける電線を巻回する際に、この電線同士が接触して、この電線に傷等が入ることを防止することができる。また、これにより、電線の巻回作業を容易に行うことができる。

それ故、本発明の点火コイルによれば、一次コイルの小径化及び放熱性の向上を図ることができると共に、電線に傷等がほとんどなく巻回作業が容易な一次コイルを形成することができる。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記丸み部又は面取り部の軸方向幅ｗがＷ／３よりも大きく、径方向厚みｈがＨ／３よりも大きい場合には、一次コイルにおける電線の断面形状が丸断面形状に近くなってしまう。そのため、一次コイルにおける電線同士の間の隙間が大きくなってしまい、一次コイルの小径化が困難になると共に、一次コイルの放熱性を向上させることが困難になる。
また、上記丸み部又は面取り部の軸方向幅ｗがＷ／１０未満であり、径方向厚みｈがＨ／１０未満である場合には、一次コイルにおける電線を巻回する際に、この電線に傷等が入るおそれがあり、電線の巻回作業が困難になる。

また、上記一次コイルは、上記電線を径方向に向けて２〜４段に重ねて巻回してなることが好ましい（請求項２）。
この場合には、一次コイルにおける電線の径方向に向けた重ね段数が最適であり、一次コイルの小径化及び放熱性の向上を容易に図ることができる。

以下に、本発明の点火コイルにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例の点火コイル１は、図１に示すごとく、同心円状に巻回した一次コイル２及び二次コイル３と、スパークプラグを取り付けるプラグ取付部１１１とを備え、エンジンケースにおけるプラグホール内に挿入配置するよう構成されている。
また、一次コイル２は、図２に示すごとく、４つの角部２３に丸み部２３１を備えた矩形断面形状を有する一次電線２２を、軸方向Ｌに向けて複数回巻回してなる。そして、丸み部２３１の軸方向幅ｗ及び径方向厚みｈは、一次電線２２の軸方向幅をＷ、径方向厚みをＨとしたとき、Ｗ／１０≦ｗ≦Ｗ／３及びＨ／１０≦ｈ≦Ｈ／３の関係を有している。

以下に、本例の点火コイル１につき詳説する。
図１に示すごとく、上記一次コイル２及び二次コイル３の内周側には、金属製の中心コア４１が挿通されている。また、一次コイル２及び二次コイル３の外周側には、これらを覆う金属製の外周コア４２が配設されている。そして、一次コイル２及び二次コイル３と外周コア４２との間には、筒状の合成樹脂からなる絶縁筒（コイルケース）４３が配設されている。

また、上記プラグ取付部１１１は、一次コイル２及び二次コイル３の軸方向Ｌの一方側に配設されており、一次コイル２及び二次コイル３の軸方向Ｌの他方側には、一次コイル２に電力を供給するためのイグナイタ１２１を配設したイグナイタケース部１２が配設されている。また、プラグ取付部１１１には、スパークプラグと接触するコイルバネ１１２が配設されており、このコイルバネ１１２は、高圧端子１１３を介して二次コイル３の二次巻線３１における高電圧側端部と電気的に接続されている。
また、本例の点火コイル１は、上記一次コイル２、二次コイル３、中心コア４１、外周コア４２、絶縁筒４３及びプラグ取付部１１１を備えた円筒部１１を、上記プラグホール内に挿入配置し、上記イグナイタケース部１２をプラグホールの外部に配置して使用するものである。

図１、図２に示すごとく、上記一次コイル２は、筒状の合成樹脂からなる一次スプール２０と、この一次スプール２０の外周面に絶縁被覆した一次電線２２を複数回巻回してなる一次巻線２１とから構成されている。また、上記二次コイル３は、筒状の合成樹脂からなる二次スプール３０と、この二次スプール３０の外周面に絶縁被覆した二次電線を複数回巻回してなる二次巻線３１とから構成されている。また、二次巻線３１は、一次電線２２よりも細径の二次電線を一次巻線２１よりも多い巻回数で巻回してなる。

また、図２に示すごとく、本例の一次巻線２１は、一次電線２２を、軸方向Ｌに向けて複数巻回してなると共に、径方向に向けて２段に重ねて巻回してなる。
また、一次電線２２の断面形状は、正方形とすることができ、長方形とすることもできる。一次電線２２は、銅等の金属からなる導体層２２１と、この導体層２２１の外周に合成樹脂を被覆してなる絶縁層２２２とを備えている。そして、本例の丸み部２３１の軸方向幅ｗ及び径方向厚みｈと、一次電線２２の軸方向幅Ｗ及び径方向厚みＨとは、絶縁層２２２の厚みも含めた大きさとしている。

また、図１に示すごとく、本例の二次コイル３は、一次コイル２の内周側に挿通されており、中心コア４１は、二次コイル３の内周側に挿通されている。
また、中心コア４１は、平板状の積層鋼板（珪素鋼板）を軸方向Ｌに直交する方向に複数積層してなり、外周コア４２は、円筒状の積層鋼板（珪素鋼板）を周方向に複数積層してなる。そして、一次コイル２に電流を流して発生させる磁束は、中心コア４１及び外周コア４２を通過させて増大させることができる。

なお、一次コイル２を二次コイル３の内周側に挿通してもよい。また、一次コイル２は、一次スプール２０を用いずに形成することもできる。すなわち、この場合には、絶縁被覆した一次電線２２を円筒状に巻回した後、この巻回後の各一次電線２２同士を、融着剤等によって結合して、円筒状の一次コイル２を形成することができる。

また、図１に示すごとく、上記イグナイタケース部１２におけるイグナイタ１２１は、エンジンのＥＣＵ（電子制御ユニット）からの信号によって動作するスイッチング素子等を用いた電力制御回路等を備えている。
また、中心コア４１と二次コイル３との間、二次コイル３と一次コイル２との間、一次コイル２と絶縁筒４３との間の各隙間には、エポキシ樹脂等の絶縁樹脂５が充填されている。この絶縁樹脂５は、一次コイル２における一次電線２２同士の間の隙間、二次コイル３における二次電線同士の間の隙間にも充填されている。また、絶縁樹脂５は、イグナイタ１２１を配設した状態のイグナイタケース部１２内にも充填されている。

そして、ＥＣＵからスパーク発生信号がイグナイタ１２１に送信されると、イグナイタ１２１におけるスイッチング素子等が動作し、一次コイル２の一次巻線２１に電流が流れて中心コア４１及び外周コア４２を通過する磁束が形成される。そして、この磁束の形成に伴って二次コイル３の二次巻線３１に電磁誘導による誘導起電力（逆起電力）が発生し、プラグ取付部１１１に取り付けたスパークプラグからスパークを発生させることができる。

本例の点火コイル１は、上記一次コイル２に使用する一次電線２２の断面形状に工夫をしている。
すなわち、図２に示すごとく、本例の一次電線２２は、４つの角部２３に丸み部２３１を備えた矩形断面形状を有するものとし、丸み部２３１の軸方向幅ｗ及び径方向厚みｈを、上記Ｗ／１０≦ｗ≦Ｗ／３及びＨ／１０≦ｈ≦Ｈ／３の関係を有する適切な大きさに規定している。

そのため、上記軸方向幅ｗがＷ／３以下であり、上記径方向厚みｈがＨ／３以下であることにより、一次コイル２における一次電線２２同士の間の隙間２２０を小さくすることができる。そのため、一次コイル２を小径化することができ、点火コイル１の小径化を図ることができる。この点火コイル１の外径は、φ１８〜２１ｍｍとすることができる。

また、一次コイル２における一次電線２２同士の間の隙間２２０を小さくできることにより、一次電線２２同士の間の隙間２２０（一次巻線２１における隙間２２０）に充填された絶縁樹脂５の量を少なくすることができる。そのため、一次巻線２１において、絶縁樹脂５よりも熱伝導率が大きい一次電線２２の占有率を大きくすることができる。これにより、一次巻線２１に通電を行うことによって生じた熱が、絶縁樹脂５に蓄積されてしまうことを抑制し、一次コイル２の放熱性を向上させることができる。

一方、上記軸方向幅ｗがＷ／１０以上であり、上記径方向厚みｈがＨ／１０以上であることにより、一次コイル２における一次電線２２を巻回する際に、この一次電線２２同士が接触して、この一次電線２２に傷等が入ることを防止することができる。また、これにより、一次電線２２の巻回作業を容易に行うことができる。

それ故、本例の点火コイル１によれば、一次コイル２の小径化及び放熱性の向上を図ることができると共に、一次電線２２に傷等がほとんどなく巻回作業が容易な一次コイル２を形成することができる。
なお、上記一次コイル２における一次電線２２は、その４つの角部２３に上記丸み部２３１を形成する代わりに面取り部を形成することもできる。この場合にも、点火コイル１は、丸み部２３１を形成した場合と同様の作用効果を奏することができる。

実施例における、点火コイルを示す断面説明図。 実施例における、一次コイルを拡大して示す断面説明図。 従来例における、一次コイルを拡大して示す断面説明図。

符号の説明

１ 点火コイル
１１１ プラグ取付部
２ 一次コイル
２０ 一次スプール
２１ 一次巻線
２２ 一次電線
２２０ 隙間
２３ 角部
２３１ 丸み部
３ 二次コイル
５ 絶縁樹脂
Ｌ 軸方向

Claims (2)

1. 同心円状に巻回した一次コイル及び二次コイルと、スパークプラグを取り付けるプラグ取付部とを備え、エンジンケースにおけるプラグホール内に挿入配置するよう構成された点火コイルにおいて、
   上記一次コイルは、４つの角部に丸み部又は面取り部を備えた矩形断面形状を有する電線を、軸方向に向けて複数回巻回してなり、
   上記丸み部又は面取り部の軸方向幅ｗ及び径方向厚みｈは、上記電線の軸方向幅をＷ、径方向厚みをＨとしたとき、Ｗ／１０≦ｗ≦Ｗ／３及びＨ／１０≦ｈ≦Ｈ／３の関係を有することを特徴とする点火コイル。
2. 請求項１において、上記一次コイルは、上記電線を径方向に向けて２〜４段に重ねて巻回してなることを特徴とする点火コイル。

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