JP2006310773A - 点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】全体の寸法を変えることなく、高出力化及び性能の向上を図ることができる点火コイルを提供すること。
【解決手段】点火コイルは、１次コイル及び２次コイル２２と中心コア４とを備えた円筒部と、該円筒部の先端部に形成したプラグ取付部とを有してなる。２次コイル２２は、円筒状の２次スプール３に巻回されており、２次スプール３の内側には中心コア４が配置されている。２次スプール３は、上記先端部から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ内面部３２、３４を軸方向の少なくとも一部に有している。中心コア４は、上記先端部から離れるに従って拡径する外周面を有するテーパ外面部４２、４４を軸方向の少なくとも一部に有している。２次スプール３のテーパ内面部３２、３４と中心コア４のテーパ外面部４２、４４とは、対向する位置に設けられている。
【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。

車両等のエンジンのプラグホール内に収納され、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９１は、例えば、図１５に示すごとく、同心円状に巻回した１次コイル９２１及び２次コイル９２２と中心コア９４とを備えた円筒部９２と、円筒部９２の先端部９０１に形成したプラグ取付部９７１とを有してなる。また、円筒部９２の後端部９０２には、１次コイル９２１に電力を供給するためのイグナイタ９７２が配設されている。

また、図１６に示すごとく、２次コイル９２２は、円筒状に成形された樹脂よりなる２次スプール９３に巻回されている。２次スプール９３は、製造工程上の都合により、円筒部９２の先端部９０１（図１５）から離れるに従って、つまり、２次スプール９３の先端部９３０から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ内面部９３１を有している。２次スプール９３の内側には中心コア９４が配置されており、中心コア９４は、平板状の積層鋼板（珪素鋼板）を径方向に複数積層してなる。また、中心コア９４の外径は、２次スプール９３の内径の最も小さい部分に合わせて軸方向一定に設けてあり、両者の間には２次スプール９３の先端部９３０から離れるほど大きくなった隙間９０が形成されている。

上記の点火コイル９１は、エンジンのＥＣＵ（電子制御ユニット）からの点火タイミング信号がイグナイタ９７２に送信されると、イグナイタ９７２は１次コイル９２１に電力を供給し、１次コイル９２１に電流が流れる。これにより、１次コイル９２１は中心コア９４を通過する磁束を発生させ、この磁束が２次コイル９２２を鎖交することによって２次コイル９２２に電磁誘導による誘導起電力（逆起電力）が発生する。そして、プラグ取付部９７１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。なお、１次コイル９２１によって発生する磁束は、中心コア９４を通過させることで増大させている。

近年、点火コイルの性能を向上させるために様々な取り組みがなされており（特許文献１参照）、例えば、磁束を通過させる中心コアの外径を拡大し、２次コイルに発生する誘導起電力を大きくする方法がある。
従来の点火コイルは、中心コアの外径を拡大しようとすれば、点火コイル全体の寸法を大きくする必要があり、そして寸法を大きくした点火コイルをエンジンのプラグホール内に収納するためには、プラグホールの内径を拡大しなければならない。ところが、プラグホールの寸法は、エンジンの小型化等により制約される場合があるため、点火コイルの寸法を大きくしてしまうとプラグホール内に収納できないおそれがある。

特開平１０−４１１５２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、全体の寸法を変えることなく、高出力化及び性能の向上を図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。

第１の発明は、同心円状に巻回した１次コイル及び２次コイルを有してなる点火コイルにおいて、
上記１次コイル及び２次コイルのうち内周側に配置される内周側コイルは、円筒状のスプールに巻回されており、
該スプールの内側には中心コアが配置されており、
上記スプールは、上記２次コイルの高電圧側に位置する高電圧側端部から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ内面部を軸方向の少なくとも一部に有しており、
上記中心コアは、上記２次コイルの高電圧側に位置する高電圧側端部から離れるに従って拡径する外周面を有するテーパ外面部を軸方向の少なくとも一部に有しており、
上記スプールの上記テーパ内面部と上記中心コアの上記テーパ外面部とは、互いに径方向に対向する位置に設けられてい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において、上記内周側コイルを巻回したスプールは、上記高電圧側端部から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ内面部を有している。そして、上記中心コアは、上記スプールのテーパ内面部に対向する位置に、上記高電圧側端部から離れるに従って拡径する外周面を有するテーパ外面部を有している。
そのため、従来において内周側コイルを巻回するスプールのテーパ内面部と上記中心コアとの間に形成されていた余分な隙間には、上記中心コアのテーパ外面部が配置される。そして、この部分において、上記中心コアの外径は拡大され、断面積も大きくなる。ただし、これに伴って上記点火コイル自体の寸法が変わることはない。

これにより、上記１次コイルによって発生した磁束のうち、上記中心コアを通過する量を増大させることができると共に、上記磁束に誘導されて上記２次コイルに生ずる誘導起電力（逆起電力）を大きくすることができる。そして、スパークプラグから発生させるスパークを大きくすることができる。このように、上記点火コイルは、全体の寸法を変えることなく、高出力化及び性能の向上を実現することができる。
また、上記点火コイルは、全体の寸法を維持した状態で高出力化及び性能の向上を実現することができるため、全体の寸法を小さくしても、従来と同じ性能を維持することができる。よって、上記点火コイルは、性能を維持した状態で小型化を図ることも可能である。

以上のごとく、本発明によれば、全体の寸法を変えることなく、高出力化及び性能の向上を図ることができる点火コイルを提供することができる。

第２の発明は、同心円状に巻回した１次コイル及び２次コイルを有してなる点火コイルにおいて、
上記２次コイルは、円筒状の２次スプールに巻回されており、
該２次スプールの内側には中心コアが配置されており、
上記２次スプールは、上記２次コイルの高電圧側に位置する高電圧側端部から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ内面部を軸方向の少なくとも一部に有しており、
上記中心コアは、上記２次コイルの高電圧側に位置する高電圧側端部から離れるに従って拡径する外周面を有するテーパ外面部を軸方向の少なくとも一部に有しており、
上記２次スプールの上記テーパ内面部と上記中心コアの上記テーパ外面部とは、互いに径方向に対向する位置に設けられていることを特徴とする点火コイルにある（請求項１１）。

本発明の点火コイルは、上記第１の発明において、上記内周側コイルを２次コイルとし、上記スプールを２次スプールとしている。
そのため、本発明によっても、全体の寸法を変えることなく、高出力化及び性能の向上を図ることができる点火コイルを提供することができる。

第３の発明は、同心円状に巻回した１次コイル及び２次コイルを有してなる点火コイルにおいて、
上記１次コイルは、円筒状の１次スプールに巻回されており、
該１次スプールの内側には中心コアが配置されており、
上記１次スプールは、上記２次コイルの高電圧側に位置する高電圧側端部から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ内面部を軸方向の少なくとも一部に有しており、
上記中心コアは、上記２次コイルの高電圧側に位置する高電圧側端部から離れるに従って拡径する外周面を有するテーパ外面部を軸方向の少なくとも一部に有しており、
上記１次スプールの上記テーパ内面部と上記中心コアの上記テーパ外面部とは、互いに径方向に対向する位置に設けられていることを特徴とする点火コイルにある（請求項１２）。

本発明の点火コイルは、上記第１の発明において、上記内周側コイルを１次コイルとし、上記スプールを１次スプールとしている。
そのため、本発明によっても、全体の寸法を変えることなく、高出力化及び性能の向上を図ることができる点火コイルを提供することができる。

上記第１の発明において、上記中心コアは、上記２次コイルの低電圧側に位置する低電圧側端部に、最も径の大きい径大部を有していることが好ましい（請求項２）。
上記中心コアの低電圧側端部は上記２次コイルの低電圧側となるため、上記中心コアの低電圧側端部と上記２次コイルとの間の電気的な絶縁性を保つための距離は、上記２次コイルの高電圧側（上記中心コアの高電圧側端部）よりも短くてよい。そのため、上記中心コアの低電圧側端部に最も径の大きい上記径大部を設けることが可能である。
そして、上記中心コアの低電圧側端部は、該中心コアを通過する磁束の漏洩が大きい部分である。したがって、上記中心コアの低電圧側端部に最も断面積の大きい上記径大部を有することにより、磁束の漏洩を大幅に低減させることができる。また、これと共に、上記中心コアを通過する磁束を増大させることができる。

また、上記中心コアの上記径大部は、上記スプールにおける上記内周側コイルを巻回した巻回領域よりも低電圧側に配置されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記径大部の径をより大きくすることができる。そのため、上記中心コアを通過する磁束をさらに増大させることができる。

また、上記スプールの低電圧側端部には、上記中心コアの上記径大部と当接して該中心コアの軸心調整可能な第１当接内面部を有しており、上記スプールの高電圧側端部には、上記中心コアの高電圧側端部と当接して該中心コアの軸心調整可能な第２当接内面部を有していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記点火コイルの使用時において、上記中心コアの軸心のずれを充分に抑制することができる。また、上記中心コアを上記スプールの内側に取り付けることが容易となる。

また、上記中心コアの軸方向両端には、永久磁石が配設されていることが好ましい（請求項５）。
このとき、上記永久磁石は、上記１次コイルによって発生する磁束と逆方向の磁束が発生するような向きに配設する。
この場合には、上記永久磁石が発生する磁束によって逆バイアスをかけることができる。そのため、上記２次コイルに生ずる誘導起電力をさらに増大させることができる。上記永久磁石は、その外径が大きければ大きいほど、上記の効果を発揮することができる。

また、上記中心コアは、圧粉コアよりなることが好ましい（請求項６）。
上記圧粉コアは、例えば、軟磁性材料の粉末粒子をコア型に充填し、圧縮成形することにより作製することができる。そして、上記コア型の型面形状を変化させることにより、上記圧粉コアの形状を自由に設定することができる。つまり、上記中心コアを圧粉コアより構成することにより、該中心コアの形状を自由に設定することができ、複雑な形状にも対応することができる。それ故、本発明の上記テーパ外面部を有する上記中心コアの作製を容易に実現することができる。
なお、上記圧粉コアに用いる軟磁性材料としては、公知の、あるいは今後開発されるあらゆる材料を適用可能である。

また、上記第１当接内面部及び上記第２当接内面部は、上記スプールの内周面から突出した突起であり、該突起は、上記スプールの内周面の周方向における複数箇所に形成されていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、中心コアの軸心をスプールの軸心に合わせることが容易であると共に、スプールへの中心コアの組付を容易にすることができる。

また、上記スプールにおける上記テーパ内面部には、上記中心コアにおける上記テーパ外面部と当接して、当該中心コアの軸心を当該スプールの軸心に合わせるための突起を設けることもできる（請求項８）。
この場合にも、中心コアの軸心をスプールの軸心に合わせることが容易であると共に、スプールへの中心コアの組付を容易にすることができる。

また、上述したように、上記内周側コイルは上記２次コイルとし、上記スプールは上記２次コイルを巻回する２次スプールとすることができる（請求項９）。一方、上記内周側コイルは上記１次コイルとし、上記スプールは上記１次コイルを巻回する１次スプールとすることもできる（請求項１０）。

（実施例１）
本発明の実施例にかかる点火コイルについて、図１、図２を用いて説明する。
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１次コイル２１及び２次コイル２２と中心コア４とを備えた円筒部２と、スパークプラグを取り付けるために円筒部２の先端部２０１に形成したプラグ取付部７１１とを有してなる。
また、本例の点火コイル１は、円筒部２及びプラグ取付部７１１をエンジンのプラグホール内に配置して使用するスティックタイプのものである。本例の点火コイル１においては、２次コイル２２の高電圧側巻線端部は、円筒部２の先端側に位置する。
そして、本例において、先端部又は先端側は、高電圧側端部又は高電圧側のことを意味し、後端部又は後端側は、低電圧側端部又は低電圧側のことを意味する。

図２に示すごとく、本例においては、１次コイル２１と２次コイル２２とのうち、内周側に配置する内周側コイルは、２次コイル２２である。
内周側コイルとしての２次コイル２２は、円筒状のスプールとしての２次スプール３に巻回されており、２次スプール３の内側には中心コア４が配置されている。２次スプール３は、円筒部２の先端部２０１（図１）から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ内面部３２、３４を軸方向の一部に有している。また、中心コア４は、円筒部２の先端部２０１（図１）から離れるに従って拡径する外周面を有するテーパ外面部４２、４４を軸方向の一部に有している。
そして、２次スプール３のテーパ内面部３２、３４と中心コア４のテーパ外面部４２、４４とは、互いに径方向に対向する位置に設けられている。
以下、これを詳説する。

図１に示すごとく、本例の点火コイル１において、円筒部２は、合成樹脂よりなるコイルケース２０内に、外周コア２３、１次コイル２１、２次コイル２２、及び中心コア４を挿通配設してなる。１次コイル２１は、円筒状に成形された合成樹脂よりなる１次スプール２１１の外周面に絶縁被覆したワイヤを巻回してなる。また、２次コイル２２は、同じく円筒状に成形された合成樹脂からなる２次スプール３の外周面に１次コイル２１よりも多い巻回数で絶縁被覆したワイヤを巻回してなる。なお、１次コイル２１は、絶縁被覆したワイヤを円筒状に巻回した後、この巻回後のワイヤ同士を融着剤等によって結合して円筒状に形成したものを用いてもよい。

また、１次コイル２１は、円筒状で金属製の外周コア２３内に挿通されており、外周コア２３は、コイルケース２０内に挿通されている。２次コイル２２は、１次コイル２１の内周側に挿通されており、２次コイル２２の内周側には、後述する圧粉コアよりなる中心コア４が配設されている。中心コア４の軸方向両端には、中心コア４の軸方向両端と略同径の永久磁石２５が配設されている。１次コイル２１に電流を流して発生させる磁束は、中心コア４、外周コア２３、及び永久磁石２５より形成される磁気回路を通過させて増大させることができる。
また、中心コア４と２次コイル２２との間、２次コイル２２と１次コイル２１との間、１次コイル２１と外周コア２３との間の各隙間には、絶縁樹脂２９が充填されている。なお、本例では、絶縁樹脂２９としてエポキシ樹脂を用いた。

次に、２次スプール３及び中心コア４について、図２を用いて詳細に説明する。
図２に示すごとく、２次スプール３は、円筒部２の先端部２０１（図１）から離れるに従って、つまり、２次スプール３の先端部３０１から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ形状の第１テーパ内面部３２及び第２テーパ内面部３４と、内径が軸方向一定の内周面を有するストレート形状の第１ストレート内面部３１、第２ストレート内面部３３、及び第３ストレート内面部３５とを有する。そして、２次スプール３の先端側から第１ストレート内面部３１、第１テーパ内面部３２、第２ストレート内面部３３、第２テーパ内面部３４、及び第３ストレート内面部３５の順に設けられている。

また、２次スプール３の後端部３０２には、後述する中心コア４の径大部４９と当接して中心コア４の軸心を調整可能な第１当接内面部３８を有している。一方、２次スプール３の先端部３０１には、後述する中心コア４の先端部４０１の第１ストレート外面部４１と当接して中心コア４の軸心を調整可能な第２当接内面部３９を有している。
また、本例の第１当接内面部３８及び第２当接内面部３９は、２次スプール３の内周面から突出した突起３８、３９として形成されている。これらの突起３８、３９は、２次スプール３の内周面３０８の周方向における複数箇所に形成されている。そして、中心コア４の径大部４９及び先端部４０１を、各突起３８、３９に当接させることによって、２次スプール３の軸心に対して中心コア４の軸心を容易に合わせることができる。

なお、第１当接内面部３８及び第２当接内面部３９は、２次スプール３の内周面３０８の全周に渡って設けることも可能である。
また、２次スプール３の外周面３０９には、上述したとおり、１次コイル２１よりも多い巻回数で絶縁被覆したワイヤが巻回されてなる２次コイル２２が設けられている。

同図に示すごとく、中心コア４は、円筒部２の先端部２０１（図１）から離れるに従って、つまり、中心コア４の先端部４０１から離れるに従って拡径する外周面を有するテーパ形状の第１テーパ外面部４２及び第２テーパ外面部４４と、外径が軸方向一定の外周面を有するストレート形状の第１ストレート外面部４１、第２ストレート外面部４３、及び第３ストレート外面部４５とを有する。そして、外周コア４の先端側から第１ストレート外面部４１、第１テーパ外面部４２、第２ストレート外面部４３、第２テーパ外面部４４、及び第３ストレート外面部４５の順に設けられている。

また、中心コア４の後端部４０２には、最も径の大きい径大部４９を有する。本例では、第３ストレート外面部４５が中心コア４の最も径の大きい部分、即ち径大部４９となる。径大部４９は、２次スプール３における２次コイル２２を巻回した巻回領域よりも後端側に配置されている。また、中心コア４の軸方向両端には、上述したとおり、中心コア４の軸方向両端と略同径の永久磁石２５が設けられている。このとき、永久磁石２５は、１次コイル２１によって発生する磁束と逆方向の磁束が発生するような向きに配設する。

また、中心コア４は、軟磁性材料の粉末粒子を圧縮成形した圧粉コアより構成されている。上記圧粉コアよりなる中心コア４は、例えば、鉄を主成分とする軟磁性材料の粉末粒子をコア型に充填し、加熱圧縮成形することにより作製することができる。上記圧粉コアの外周面の形状は、上記コア型の型面形状により自由に設定することができる。そのため、本例の中心コア４のように、外周面の形状が複雑となる場合には、上記圧粉コアより構成することが特に有効となる。

そして、図２に示すごとく、中心コア４は、２次スプール３の内周側に配置されている。中心コア４の外周面４０９は、２次スプール３の内周面３０８に沿った形状となっている。即ち、２次スプール３及び中心コア４において、第１ストレート内面部３１と第１ストレート外面部４１、第１テーパ内面部３２と第１テーパ外面部４２、第２ストレート内面部３３と第２ストレート外面部４３、第２テーパ内面部３４と第２テーパ外面部４４、及び第３ストレート内面部３５と第３ストレート外面部４５は、互いに対向する位置に設けられている。

また、中心コア４の径大部４９（第３ストレート外面部４５）は、２次スプール３の第１当接内面部３８に当接されており、中心コア４の軸心を調整する役割を果たしている。また、中心コア４の第１ストレート外面部４１は、２次スプール３の第２当接内面部３９に当接されており、同じく中心コア４の軸心を調整する役割を果たしている。

また、図１に示すごとく、円筒部２の先端部２０１には、スパークプラグを取り付けるためのプラグ取付部７１１が形成されている。このプラグ取付部７１１には、スパークプラグと接触するコイルバネ７１２が配設されており、このコイルバネ７１２は、高圧端子７１３を介して２次コイル２２の高電圧側巻線端部と電気的に接続されている。

一方、同図に示すごとく、円筒部２の後端部２０２には、イグナイタ部７２が形成されており、イグナイタ部７２は、イグナイタケース７２１内に１次コイル２１に電力を供給するイグナイタ７２２を配設してなる。そして、イグナイタケース７２１内は、イグナイタ７２２を配設した状態で絶縁樹脂２９によって充填されている。また、イグナイタ７２２は、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、及びイオン電流の検出を行うイオン電流検出回路等を備えている。

そして、上記構成の点火コイル１は、上記ＥＣＵからの点火タイミング信号がイグナイタ７２２に送信されると、イグナイタ７２２におけるスイッチング素子等が動作する。そして、１次コイル２１に瞬間的に電流を流し、この電流を遮断することにより、１次コイル２１は、中心コア４、外周コア２３及び永久磁石２５を通過する磁束を発生させ、この磁束が２次コイル２２に鎖交することによって２次コイル２２に電磁誘導による誘導起電力（逆起電力）が発生する。そして、点火コイル１のプラグ取付部７１１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。

次に、本例の点火コイル１における作用効果について説明する。
本例の点火コイル１において、２次スプール３は、円筒部２の先端部２０１から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ内面部３２、３４を有している。そして、中心コア４は、２次スプール３のテーパ内面部３２、３４に対向する位置に、円筒部２の先端部２０１から離れるに従って拡径する外周面を有するテーパ外面部４２、４４を有している。
そのため、従来において２次スプール３のテーパ内面部３２、３４と中心コア４との間に形成されていた余分な隙間には、中心コア４のテーパ外面部４２、４４が配置される。そして、この部分において、中心コア４の外径は拡大され、断面積も大きくなる。ただし、これに伴って点火コイル１自体の寸法が変わることはない。

これにより、１次コイル２１によって発生した磁束のうち、中心コア４を通過する量を増大させることができると共に、上記磁束に誘導されて２次コイル２２に生ずる誘導起電力を大きくすることができる。そして、スパークプラグから発生させるスパークを大きくすることができる。このように、点火コイル１は、全体の寸法を変えることなく、高出力化及び性能の向上を実現することができる。
また、点火コイル１は、全体の寸法を維持した状態で高出力化及び性能の向上を実現することができるため、全体の寸法を小さくしても、従来と同じ性能を維持することができる。つまり、点火コイル１は、性能を維持した状態で小型化を図ることも可能である。

また、中心コア４の後端部４０２には、最も径の大きい径大部４９を有している。中心コア４の後端部４０２は、中心コア４を通過する磁束の漏洩が大きい部分である。したがって、中心コア４の後端部４０２に最も断面積の大きい径大部４９を有することにより、磁束の漏洩を大幅に低減させることができる。また、これと共に、中心コア４を通過する磁束を増大させることができる。
また、中心コア４の径大部４９は、２次スプール３における２次コイル２２を巻回した巻回領域よりも後端側に配置されている。そのため、径大部４９の径をより大きくすることができると共に、中心コア４を通過する磁束をさらに増大させることができる。

また、２次スプール３の後端部３０２には、中心コア４の径大部４９と当接して中心コア４の軸心調整可能な第１当接内面部３８を有しており、２次スプール３の先端部３０１には、中心コア４の先端部４０１と当接して中心コア４の軸心調整可能な第２当接内面部３９を有している。そのため、点火コイル１の使用時において、中心コア４の軸心のずれを充分に抑制することができる。また、中心コア４を２次スプール３の内側に取り付けることが容易となる。

また、中心コア４の軸方向両端には、永久磁石２５が配設されている。永久磁石２５は、１次コイル２１によって発生する磁束と逆方向に磁束が発生するため、この磁束によって逆バイアスをかけることができる。これにより、２次コイル２２に生ずる誘導起電力を増大させることができる。また、本例において、中心コア４の軸方向後端に配設された永久磁石２５は、最も径の大きい径大部４９と略同径である。永久磁石２５は、その外径が大きければ大きいほど、上記の効果を発揮することができるため、上記の逆バイアス効果をより一層発揮することができる。
なお、永久磁石２５は、配設しない構成とすることもできる。

また、中心コア４は、圧粉コアより構成されている。そのため、上記圧粉コアのコア型の型面形状を変化させるだけで、中心コア４の形状を自由に設定することができ、複雑な形状にも対応することができる。それ故、本例のテーパ外面部４２、４４を有する中心コア４の作製を容易に実現することができる。
なお、上記圧粉コアに用いる軟磁性材料としては、上述した公知の材料、あるいは今後開発されるあらゆる材料を適用可能である。

以上のごとく、本例によれば、全体の寸法を変えることなく、高出力化及び性能の向上を図ることができる点火コイルを提供することができる。

（実施例２）
本例は、図３に示すごとく、実施例１の点火コイル１において、２次スプール３及び中心コア４の形状を変更した例である。
同図に示すごとく、２次スプール３は、２次スプール３の先端部３０１から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ形状の第１テーパ内面部３１１及び第２テーパ内面部３１２と、内径が軸方向一定の内周面を有するストレート形状のストレート内面部３１３とを有する。そして、２次スプール３の先端側から第１テーパ内面部３１１、第２テーパ内面部３１２、及びストレート内面部３１３の順に設けられている。

また、中心コア４は、中心コア４の先端部４０１から離れるに従って拡径する外周面を有するテーパ形状の第１テーパ外面部４１１及び第２テーパ外面部４１２と、外径が軸方向一定の外周面を有するストレート形状のストレート外面部４１３とを有する。そして、外周コア４の先端側から第１テーパ外面部４１１、第２テーパ外面部４１２、及びストレート外面部４１３の順に設けられている。また、本例では、ストレート外面部４１３が最も径の大きい径大部４９となる。

そして、実施例１と同様に、中心コア４の外周面４０９は、２次スプール３の内周面３０８に沿った形状となっている。即ち、２次スプール３及び外周コア４において、第１テーパ内面部３１１と第１テーパ外面部４１１、第２テーパ内面部３１２と第２テーパ外面部４１２、及びストレート内面部３１３とストレート外面部４１３は、互いに対向する位置に設けられている。
その他は、実施例１と同様の構成である。

本例の場合には、実施例１と同様に、従来において２次スプール３のテーパ内面部３１１、３１２と中心コア４との間に形成されていた余分な隙間には、中心コア４のテーパ外面部４１１、４１２が配置される。そして、この部分において、中心コア４の外径は拡大され、断面積も大きくなる。これにより、点火コイル１自体の寸法を変えることなく、中心コア４を通過する磁束の量を増大させることができる。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、図４に示すごとく、実施例１の点火コイル１において、２次スプール３及び中心コア４の形状を変更した例である。
同図に示すごとく、２次スプール３は、２次スプール３の先端部３０１から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ形状のテーパ内面部３２１を有する。
また、中心コア４は、中心コア４の先端部４０１から離れるに従って拡径する外周面を有するテーパ形状のテーパ外面部４２１を有する。
つまり、本例では、２次スプール３の内周面３０８及び中心コア４の外周面４０９は、すべての部分が円筒部２の先端部２０１から離れるに従って拡径するテーパ形状となっている。また、本例では、テーパ外面部４２１の後端が最も径の大きい径大部４９となる。

そして、実施例１と同様に、中心コア４の外周面４０９は、２次スプール３の内周面３０８に沿った形状となっている。即ち、２次スプール３及び中心コア４において、２次スプール３のテーパ内面部３２１と外周コア４のテーパ外面部４２１とは、互いに対向する位置に設けられている。
その他は、実施例１と同様の構成である。

本例の場合には、実施例１と同様に、従来において２次スプール３のテーパ内面部３２１と中心コア４との間に形成されていた余分な隙間には、中心コア４のテーパ外面部４２１が配置される。そして、この部分において、中心コア４の外径は拡大され、断面積も大きくなる。これにより、点火コイル１自体の寸法を変えることなく、中心コア４を通過する磁束の量を増大させることができる。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例４）
本例は、図５、図６に示すごとく、実施例１の点火コイル１において、点火コイル１の一部及び中心コア４の構成を変更し、円筒部２の後端部２０２にサイドプレート６１及びアッパープレート６２を配設した例である。

図５に示すごとく、本例の点火コイル１において、２次コイル２２は、１次コイル２１の内周側に挿通されており、２次コイル２２の内周側には、圧粉コアよりなる中心コア４が挿通されている。また、１次コイル２１は、円筒状に成形された合成樹脂よりなる薄肉筒２４の内周側に挿通されており、薄肉筒２４の外周側には、円筒状で金属製の外周コア２３が配設されている。そして、中心コア４と２次コイル２２との間、２次コイル２２と１次コイル２１との間、１次コイル２１と薄肉筒２４との間の各隙間には、絶縁樹脂２９が充填されている。

また、同図に示すごとく、円筒部２の後端部２０２には、中心コア４の軸方向後端部４０２が外周コア２３よりも軸方向に後退して配置されており、中心コア４と外周コア２３との間に径方向の重なりがない非重合領域６０が形成されている。非重合領域６０には、軟磁性材料よりなる円筒状のサイドプレート６１が非重合領域６０の一部を外周側から覆うように配設されている。
また、同じく円筒部２の後端部２０２には、軟磁性材料よりなる平板状のアッパープレート６２がサイドプレート６１の軸方向後端部６１２及び中心コア４の軸方向後端部４０２に対向するように配設されている。

また、図６に示すごとく、中心コア４は、軸方向の両端からそれぞれ１５％以上の端部分４６に第１軟磁性材料５１を用い、端部分４６を除く中央部分４７の全体に第１軟磁性材料５１よりも飽和磁束密度が高い第２軟磁性材料５２を用いて構成してある。本例では、第１軟磁性材料５１として、飽和磁束密度が１．６（Ｔ）の鉄系粉末を用いた。また、第２軟磁性材料５２として、飽和磁束密度が２．３（Ｔ）の高磁束密度材料であるパーメンジュールを用いた。ここで、パーメンジュールとは、軟磁性材料である鉄及びコバルトの合金であり、コバルトが約５０重量％含有されている。
また、中心コア４の中央部分４７において、その一部に第２軟磁性材料５２を用いてもよい。その際には、第２軟磁性材料５２の構成位置を様々に変えることもできる。

また、同図に示すごとく、２次スプール３及び中心コア４の形状は、実施例１（図２参照）と同様であり、第１ストレート内面部３１と第１ストレート外面部４１、第１テーパ内面部３２と第１テーパ外面部４２、第２ストレート内面部３３と第２ストレート外面部４３、第２テーパ内面部３４と第２テーパ外面部４４、及び第３ストレート内面部３５と第３ストレート外面部４５は、互いに対向する位置に設けられている。
また、図５に示すごとく、その他の基本的な構成は実施例１と同様である。

この場合には、サイドプレート６１及びアッパープレート６２を配設することにより、非重合領域６０を含む円筒部２の後端部２０２における磁束の漏洩を大幅に低減することができる。また、これにより、１次コイル２１によって発生した磁束は、中心コア４、外周コア２３、及び永久磁石２５にサイドプレート６１及びアッパープレート６２を加えて形成される磁気回路を効率よく流通することができる。それ故に、点火コイル１の高出力化及び性能の向上を図ることができる。

また、中心コア４は、１次コイル２１によって磁束を発生したときの磁束密度が高く、磁束の漏洩が小さい中央部分４７に、端部分４６に用いる第１軟磁性材料５１よりも飽和磁束密度の高い第２軟磁性材料５２を用いて構成してある。そのため、中心コア４を通過する磁束を効率よく、また効果的に増大させることができる。また、一般に高価な高磁束密度材料の使用を必要範囲のみに限定しているため、中心コア４全体を高磁束密度材料で構成する場合よりも安価で高出力化及び性能の向上を図ることができる。

以上のごとく、本例では、実施例１の作用効果、つまり、点火コイル１全体の寸法を変えることなく、従来において２次スプール３のテーパ内面部３２、３４と中心コア４との間に形成されていた余分な隙間に中心コア４のテーパ外面部４２、４４を配置し、中心コア４の断面積を拡大することによって中心コア４における磁束の通過量を増大させる効果に加えて、上記の作用効果を付加することができる。これにより、点火コイル１は、さらなる高出力化を実現し、より高い性能を有するものとなる。

（実施例５）
本例は、図７、図８に示すごとく、実施例４の点火コイル１において、２次スプール３及び中心コア４の形状を変更し、また円筒部２の後端部２０２にアッパープレート６２を配設せず、サイドプレート６１の形状を変更した例である。

図７に示すごとく、本例の点火コイル１において、円筒部２の後端部２０２に形成された非重合領域６０には、軟磁性材料よりなる円筒状のサイドプレート６１が配設されている。サイドプレート６１は、その軸方向後端部６１２の一部から内方に屈曲させた屈曲端部６１４を有している。屈曲端部６１４は、その内周端が中心コア４の後端側に配設された永久磁石２５の側面に対向するように設けられている。なお、永久磁石２５を配設しない構成の場合には、屈曲端部６１４は、その内周端が中心コア４の側面に対向するように設けておく。

また、図８に示すごとく、２次スプール３及び中心コア４の形状は、実施例２（図３参照）と同様であり、第１テーパ内面部３１１と第１テーパ外面部４１１、第２テーパ内面部３１２と第２テーパ外面部４１２、及びストレート内面部３１３とストレート外面部４１３は、互いに対向する位置に設けられている。
また、同図に示すごとく、中心コア４の構成材料（第１軟磁性材料５１及び第２軟磁性材料５２）及びその構成位置は、実施例４と同様である。
また、図７に示すごとく、その他の基本的な構成は実施例４と同様である。

この場合には、サイドプレート６１の屈曲端部６１４が実施例４のアッパープレート６２と同様の役割を果たす。そのため、アッパープレート６２を配設する構成と同様に、円筒部２の後端部２０２における磁束の漏洩を大幅に低減し、発生した磁束を効率よく磁気回路に流通させることができる。
また、本例においても、点火コイル１全体の寸法を変えることなく、従来において２次スプール３のテーパ内面部３１１、３１２と中心コア４との間に形成されていた余分な隙間に中心コア４のテーパ外面部４１１、４１２を配置し、中心コア４の断面積を拡大することによって中心コア４における磁束の通過量を増大させる効果を有する。
その他は、実施例４と同様の作用効果を有し、点火コイル１は、さらなる高出力化を実現し、より高い性能を有するものとなる。

（実施例６）
本例は、図９、図１０に示すごとく、上記２次スプール３のテーパ内面部３２に、中心コア４のテーパ外面部４２と当接して、当該中心コア４の軸心を２次スプール３の軸心に合わせるための突起（調芯突起）３８１を設けた例である。
本例の調芯突起３８１は、２次スプール３と一体成形されており、テーパ内面部３２の高電圧側端部から中央部分まで形成されている。また、調芯突起３８１は、２次スプール３の第１テーパ内面部３２の周方向における複数箇所に形成されている。本例の調芯突起３８１は、周方向に略等間隔に４箇所形成されている。なお、調芯突起３８１は、中心コア４に当接する面積を小さくし、中心コア４の組付を容易にするために、周方向における３箇所以上に形成することが好ましい。

また、図９に示すごとく、本例の２次スプール３の第１テーパ内面部３２は、２次スプール３において２次コイル２２の巻線を行った巻線部位（巻線領域）の内周側において、テーパ角度を変更してなる。より具体的には、本例の第１テーパ内面部３２は、２次スプール３における巻線部位の内周側において、２次スプール３の高電圧側に位置するテーパ角度が急な急傾斜テーパ内面部３２Ａと、２次スプール３の低電圧側に位置し、急傾斜テーパ内面部３２Ａよりもテーパ角度が緩やかな緩傾斜テーパ内面部３２Ｂとを有している。そして、調芯突起３８１は、急傾斜テーパ内面部３２Ａに形成されている。

また、本例の中心コア４のテーパ外面部４２は、急傾斜テーパ内面部３２Ａと対向し調芯突起３８１によって押圧される急傾斜テーパ外面部４２Ａと、緩傾斜テーパ内面部３２Ｂと対向する緩傾斜テーパ外面部４２Ｂとを有している。
本例においても、点火コイル１のその他の構成は上記実施例１と同様であり、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例７）
本例は、図１１、図１２に示すごとく、１次コイル２１及び２次コイル２２と中心コア４とを備えた頭部２を、エンジンのプラグホール８の外部に配置し、プラグホール８内には、スパークプラグを取り付けるためのプラグ取付部７１１を配置するよう構成した外部配置タイプの点火コイル１を示す例である。

また、本例の点火コイル１は、図１１に示すごとく、頭部２の軸方向をプラグホール８内に挿入配置するプラグ取付部７１１の軸方向に平行に設けて構成されている。そして、本例のプラグ取付部７１１は、１次コイル２１、２次コイル２２及び中心コア４を収容するコイルケース２０の軸方向端部に取り付けられている。
これに対し、本例の点火コイル１は、図１２に示すごとく、頭部２の軸方向をプラグホール８内に挿入配置するプラグ取付部７１１の軸方向に対して垂直に設けて構成することもできる。この場合には、プラグ取付部７１１は、１次コイル２１、２次コイル２２及び中心コア４を収容するコイルケース２０の側部に取り付けることができる。

また、上記実施例１と同様に、本例の２次スプール３は、テーパ内面部３２等を有しており、本例の中心コア４は、テーパ外面部４２等を有している。
本例においても、点火コイル１のその他の構成は上記実施例１と同様であり、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例８）
本例の点火コイル１Ｚは、図１３、図１４に示すごとく、１次コイル２１Ｚと２次コイル２２Ｚとのうち、内周側に配置する内周側コイルを、１次コイル２１Ｚとした例である。また、本例においては、中心コア４を内側に配置するスプールは、１次コイル２１Ｚを巻回する１次スプール３Ｚであり、２次コイル２２Ｚは、円筒状の２次スプール２２１に巻回してある。
本例においても、点火コイル１Ｚのその他の構成は上記実施例１と同様であり、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。また、上記実施例２〜７は、本例においても同様に適用することができる。

実施例１における、点火コイルの構造を示す説明図。 実施例１における、２次スプール及び中心コアを示す説明図。 実施例２における、２次スプール及び中心コアを示す説明図。 実施例３における、２次スプール及び中心コアを示す説明図。 実施例４における、点火コイルの構造を示す説明図。 実施例４における、２次スプール及び中心コアを示す説明図。 実施例５における、点火コイルの構造を示す説明図。 実施例５における、２次スプール及び中心コアを示す説明図。 実施例６における、２次スプール及び中心コアを示す説明図。 実施例６における、２次スプール及び中心コアを示す図で、図９におけるＡ−Ａ線矢視断面説明図。 実施例７における、点火コイルの構造を示す説明図。 実施例７における、他の点火コイルの構造を示す説明図。 実施例８における、点火コイルの構造を示す説明図。 実施例８における、１次スプール及び中心コアを示す説明図。 従来例における、点火コイルの構造を示す説明図。 従来例における、２次スプール及び中心コアを示す説明図。

符号の説明

１ 点火コイル
２２ ２次コイル
３ ２次スプール
３２ 第１テーパ内面部（テーパ内面部）
３４ 第２テーパ内面部（テーパ内面部）
４ 中心コア
４２ 第１テーパ外面部（テーパ外面部）
４４ 第２テーパ外面部（テーパ外面部）

Claims (12)

1. 同心円状に巻回した１次コイル及び２次コイルを有してなる点火コイルにおいて、
   上記１次コイル及び２次コイルのうち内周側に配置される内周側コイルは、円筒状のスプールに巻回されており、
   該スプールの内側には中心コアが配置されており、
   上記スプールは、上記２次コイルの高電圧側に位置する高電圧側端部から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ内面部を軸方向の少なくとも一部に有しており、
   上記中心コアは、上記２次コイルの高電圧側に位置する高電圧側端部から離れるに従って拡径する外周面を有するテーパ外面部を軸方向の少なくとも一部に有しており、
   上記スプールの上記テーパ内面部と上記中心コアの上記テーパ外面部とは、互いに径方向に対向する位置に設けられていることを特徴とする点火コイル。
2. 請求項１において、上記中心コアは、上記２次コイルの低電圧側に位置する低電圧側端部に、最も径の大きい径大部を有していることを特徴とする点火コイル。
3. 請求項２において、上記中心コアの上記径大部は、上記スプールにおける上記内周側コイルを巻回した巻回領域よりも低電圧側に配置されていることを特徴とする点火コイル。
4. 請求項２又は３において、上記スプールの低電圧側端部には、上記中心コアの上記径大部と当接して該中心コアの軸心調整可能な第１当接内面部を有しており、上記スプールの高電圧側端部には、上記中心コアの高電圧側端部と当接して該中心コアの軸心調整可能な第２当接内面部を有していることを特徴とする点火コイル。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、上記中心コアの軸方向両端には、永久磁石が配設されていることを特徴とする点火コイル。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、上記中心コアは、圧粉コアよりなることを特徴とする点火コイル。
7. 請求項４において、上記第１当接内面部及び上記第２当接内面部は、上記スプールの内周面から突出した突起であり、該突起は、上記スプールの内周面の周方向における複数箇所に形成されていることを特徴とする点火コイル。
8. 請求項１〜３のいずれか１項において、上記スプールにおける上記テーパ内面部には、上記中心コアにおける上記テーパ外面部と当接して、当該中心コアの軸心を当該スプールの軸心に合わせるための突起が設けられていることを特徴とする点火コイル。
9. 請求項１〜８のいずれか１項において、上記内周側コイルは、上記２次コイルであり、上記スプールは、上記２次コイルを巻回する２次スプールであることを特徴とする点火コイル。
10. 請求項１〜８のいずれか１項において、上記内周側コイルは、上記１次コイルであり、上記スプールは、上記１次コイルを巻回する１次スプールであることを特徴とする点火コイル。
11. 同心円状に巻回した１次コイル及び２次コイルを有してなる点火コイルにおいて、
    上記２次コイルは、円筒状の２次スプールに巻回されており、
    該２次スプールの内側には中心コアが配置されており、
    上記２次スプールは、上記２次コイルの高電圧側に位置する高電圧側端部から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ内面部を軸方向の少なくとも一部に有しており、
    上記中心コアは、上記２次コイルの高電圧側に位置する高電圧側端部から離れるに従って拡径する外周面を有するテーパ外面部を軸方向の少なくとも一部に有しており、
    上記２次スプールの上記テーパ内面部と上記中心コアの上記テーパ外面部とは、互いに径方向に対向する位置に設けられていることを特徴とする点火コイル。
12. 同心円状に巻回した１次コイル及び２次コイルを有してなる点火コイルにおいて、
    上記１次コイルは、円筒状の１次スプールに巻回されており、
    該１次スプールの内側には中心コアが配置されており、
    上記１次スプールは、上記２次コイルの高電圧側に位置する高電圧側端部から離れるに従って拡径する内周面を有するテーパ内面部を軸方向の少なくとも一部に有しており、
    上記中心コアは、上記２次コイルの高電圧側に位置する高電圧側端部から離れるに従って拡径する外周面を有するテーパ外面部を軸方向の少なくとも一部に有しており、
    上記１次スプールの上記テーパ内面部と上記中心コアの上記テーパ外面部とは、互いに径方向に対向する位置に設けられていることを特徴とする点火コイル。

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