JP2007013004A - Ignition coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関において、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。 The present invention relates to an ignition coil for generating a spark from a spark plug in an internal combustion engine.
車両等の内燃機関に配設して使用する点火コイル(内燃機関用点火装置)は、通電を行う一次コイルと、スパーク用の高圧起電力を発生させる二次コイルとを用いて構成されている。そして、高圧起電力を発生させるための磁束を増大させるために、一次コイル及び二次コイルの内周側に珪素鋼板等からなる中心コアを配設し、一次コイル及び二次コイルの外周側に珪素鋼板等からなる外周コアを配設している。
また、特許文献1の内燃機関用点火装置においては、中心コアの上部に配置した低圧側コアと、点火装置内における隙間に充填した絶縁用エポキシ樹脂との間に弾性部材を配置している。そして、弾性部材によって、低圧側コアとエポキシ樹脂とを隔離し、点火装置を使用する際のヒートショック等により、絶縁用エポキシ樹脂にクラック等が入ってしまうことを防止している。
BACKGROUND ART An ignition coil (an internal combustion engine ignition device) that is disposed and used in an internal combustion engine such as a vehicle is configured using a primary coil that conducts electricity and a secondary coil that generates a high-voltage electromotive force for sparking. . And in order to increase the magnetic flux for generating the high voltage electromotive force, a central core made of silicon steel plate or the like is disposed on the inner peripheral side of the primary coil and the secondary coil, and on the outer peripheral side of the primary coil and the secondary coil. An outer peripheral core made of a silicon steel plate or the like is disposed.
Further, in the ignition device for an internal combustion engine disclosed in
ところで、点火コイルの性能を左右する磁気特性を向上させるためには、中心コア又は外周コアの断面積を増大させるか、又はこれらに磁気特性の優れた高磁気特性材料を使用すること等が考えられる。
しかしながら、中心コア又は外周コアの断面積を増大させると、点火コイル全体の外径が大きくなってしまう。また、中心コア及び外周コアに高磁気特性材料を使用すると、点火コイルのコストアップになってしまう。また、特許文献1においては、磁気特性を向上させる特別な工夫は行っていない。
そのため、大型化及びコストアップを防止して、磁気特性を向上させることができる点火コイルの開発が望まれていた。
By the way, in order to improve the magnetic characteristics that influence the performance of the ignition coil, it is considered to increase the cross-sectional area of the central core or the outer core, or to use a high magnetic characteristic material having excellent magnetic characteristics for these. It is done.
However, when the cross-sectional area of the central core or the outer peripheral core is increased, the outer diameter of the entire ignition coil is increased. In addition, if a high magnetic property material is used for the central core and the outer peripheral core, the cost of the ignition coil is increased. Moreover, in
Therefore, it has been desired to develop an ignition coil that can prevent an increase in size and cost and can improve magnetic characteristics.
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、大型化及びコストアップを防止して、磁気特性を向上させ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。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide an ignition coil capable of preventing an increase in size and cost and improving magnetic characteristics.
第1の発明は、同心円状に巻回した一次コイル及び二次コイルを備えた点火コイルであって、
該点火コイルは、上記一次コイル及び二次コイルの内周側に配設した中心コアと、上記一次コイル及び二次コイルの外周側に配設した外周コアとによって、磁束を通過させる磁束経路を形成してなり、
上記外周コアは、上記一次コイル及び二次コイルを収納するコイルケースの外周に配設して、上記点火コイルの最も外周側に配設してあり、当該外周コアは、上記二次コイルの低電圧側端部と対向する側の軸方向一端面に、間隙を形成して配設してあることを特徴とする点火コイルにある(請求項1)。
The first invention is an ignition coil comprising a primary coil and a secondary coil wound concentrically,
The ignition coil has a magnetic flux path through which a magnetic flux passes by a central core disposed on the inner peripheral side of the primary coil and the secondary coil and an outer peripheral core disposed on the outer peripheral side of the primary coil and the secondary coil. Formed,
The outer peripheral core is disposed on the outer periphery of a coil case that houses the primary coil and the secondary coil, and is disposed on the outermost peripheral side of the ignition coil. The outer peripheral core is lower than the secondary coil. The ignition coil is characterized in that a gap is formed on one end surface in the axial direction on the side facing the voltage side end.
本発明の点火コイルは、外周コアに圧縮応力が作用すると、この外周コアにおける磁気特性が低下してしまうことに着目し、外周コアに圧縮応力がほとんど作用しない工夫を行っている。
すなわち、本発明の点火コイルにおいては、中心コアと共に磁束経路を構成する外周コアを、コイルケースの外周に配設して、点火コイルの最も外周側に配設している。そのため、点火コイルを用いたエンジンにおいて、燃焼及び冷却のサイクルを繰り返し、特に、冷却の際にコイルケースに径方向に収縮する力が作用したときでも、このコイルケースの径方向に向けた収縮力が外周コアに作用することを防止することができる。
In the ignition coil of the present invention, attention is paid to the fact that when the compressive stress acts on the outer peripheral core, the magnetic characteristics of the outer peripheral core deteriorate, and a contrivance is made so that the compressive stress hardly acts on the outer core.
That is, in the ignition coil of the present invention, the outer peripheral core that forms the magnetic flux path together with the central core is disposed on the outer periphery of the coil case, and is disposed on the outermost periphery side of the ignition coil. Therefore, in an engine using an ignition coil, the combustion and cooling cycle is repeated, and particularly when a force that contracts in the radial direction acts on the coil case during cooling, the contraction force toward the radial direction of the coil case Can be prevented from acting on the outer core.
また、上記外周コアは、二次コイルの低電圧側端部と対向する側の軸方向一端面に、間隙を形成して点火コイルに配設してある。そのため、上記と同様に、点火コイルを用いたエンジンにおいて、冷却が行われる際に、コイルケース等に軸方向に収縮する力が作用したときでも、このコイルケース等の軸方向に向けた収縮力が外周コアに作用することを防止することができる。
さらに、外周コアにおいて、二次コイルの高電圧側端部と対向する側の軸方向他端面には、間隙を形成しないことにより、二次コイルの高電圧側端部から外周コアに向けて、不意に漏洩放電が生じてしまうことを防止することができる。
The outer peripheral core is disposed in the ignition coil with a gap formed on one end surface in the axial direction on the side facing the low voltage side end of the secondary coil. Therefore, in the same manner as described above, in the engine using the ignition coil, even when a force that contracts in the axial direction acts on the coil case or the like when the cooling is performed, the contraction force toward the axial direction of the coil case or the like Can be prevented from acting on the outer core.
Furthermore, in the outer peripheral core, by forming no gap in the other axial end surface on the side facing the high voltage side end of the secondary coil, from the high voltage side end of the secondary coil toward the outer core, It is possible to prevent a leakage discharge from occurring unexpectedly.
そのため、上記外周コアに対して、径方向及び軸方向のいずれの方向にも圧縮応力が作用することを防止することができ、外周コアにおける磁気特性が低下してしまうことを防止することができる。
それ故、本発明の点火コイルによれば、この点火コイルの大型化及びコストアップを防止して、その磁気特性を効果的に向上させることができる。
Therefore, compressive stress can be prevented from acting on the outer peripheral core in both the radial direction and the axial direction, and the magnetic characteristics of the outer peripheral core can be prevented from deteriorating. .
Therefore, according to the ignition coil of the present invention, an increase in the size and cost of the ignition coil can be prevented, and the magnetic characteristics can be effectively improved.
第2の発明は、同心円状に巻回した一次コイル及び二次コイルを備えた点火コイルであって、
該点火コイルは、上記一次コイル及び二次コイルの内周側に配設した中心コアと、上記一次コイル及び二次コイルの外周側に配設した外周コアとによって、磁束を通過させる磁束経路を形成してなり、
上記一次コイルは、一次スプールの外周面に巻回した状態で、上記外周コアの内周面に対向配置してあり、
上記一次スプールは、多数のガラス繊維を含有させた繊維強化樹脂からなり、該多数のガラス繊維を、当該一次スプールの軸方向に向けて配向してなることを特徴とする点火コイルにある(請求項3)。
A second invention is an ignition coil comprising a primary coil and a secondary coil wound concentrically,
The ignition coil has a magnetic flux path through which a magnetic flux passes by a central core disposed on the inner peripheral side of the primary coil and the secondary coil and an outer peripheral core disposed on the outer peripheral side of the primary coil and the secondary coil. Formed,
The primary coil is disposed opposite to the inner peripheral surface of the outer peripheral core in a state wound around the outer peripheral surface of the primary spool,
The primary spool is made of a fiber reinforced resin containing a large number of glass fibers, and the large number of glass fibers are oriented in the axial direction of the primary spool. Item 3).
本発明の点火コイルもまた、外周コアに圧縮応力が作用すると、この外周コアにおける磁気特性が低下してしまうことに着目し、外周コアに圧縮応力がほとんど作用しない工夫を行っている。
すなわち、本発明の点火コイルにおいては、一次スプールの外周面に巻回した一次コイルを、外周コアの内周面に対向配置している。そして、一次スプールは、多数のガラス繊維を含有させた繊維強化樹脂からなり、多数のガラス繊維を一次スプールの軸方向に向けて配向してなる。
そのため、点火コイルを用いたエンジンにおいて、燃焼及び冷却のサイクルを繰り返し、一次スプールに熱応力が作用したときでも、一次スプールがその軸方向に伸縮する量を減少させることができる。これにより、一次スプールの軸方向に向けた収縮力が外周コアに作用することを抑制することができる。
The ignition coil of the present invention is also devised such that when compressive stress acts on the outer core, the magnetic properties of the outer core deteriorate, and the compressive stress hardly acts on the outer core.
That is, in the ignition coil according to the present invention, the primary coil wound around the outer peripheral surface of the primary spool is disposed opposite to the inner peripheral surface of the outer peripheral core. The primary spool is made of a fiber reinforced resin containing a large number of glass fibers, and the large number of glass fibers are oriented in the axial direction of the primary spool.
Therefore, in an engine using an ignition coil, the amount of expansion and contraction of the primary spool in the axial direction can be reduced even when a cycle of combustion and cooling is repeated and thermal stress is applied to the primary spool. Thereby, it can suppress that the contraction force toward the axial direction of the primary spool acts on an outer periphery core.
そのため、外周コアに対して、軸方向に圧縮応力が作用することを抑制することができ、外周コアにおける磁気特性が低下してしまうことを防止することができる。
それ故、本発明の点火コイルによっても、この点火コイルの大型化及びコストアップを防止して、その磁気特性を効果的に向上させることができる。
Therefore, it can suppress that a compressive stress acts on an outer peripheral core to an axial direction, and can prevent that the magnetic characteristic in an outer peripheral core will fall.
Therefore, even with the ignition coil of the present invention, it is possible to prevent the ignition coil from increasing in size and cost, and to effectively improve its magnetic characteristics.
第3の発明は、同心円状に巻回した一次コイル及び二次コイルを備えた点火コイルであって、
該点火コイルは、上記一次コイル及び二次コイルの内周側に配設した中心コアと、上記一次コイル及び二次コイルの外周側に配設した外周コアとによって、磁束を通過させる磁束経路を形成してなり、
上記外周コアは、その軸方向両端面に弾性部材を配設した状態で、上記点火コイルに配設してあることを特徴とする点火コイルにある(請求項5)。
A third invention is an ignition coil comprising a primary coil and a secondary coil wound concentrically,
The ignition coil has a magnetic flux path through which a magnetic flux passes by a central core disposed on the inner peripheral side of the primary coil and the secondary coil and an outer peripheral core disposed on the outer peripheral side of the primary coil and the secondary coil. Formed,
The outer circumferential core is provided in the ignition coil, wherein the outer circumferential core is disposed in the ignition coil in a state in which an elastic member is disposed on both axial end surfaces.
本発明の点火コイルもまた、外周コアに圧縮応力が作用すると、この外周コアにおける磁気特性が低下してしまうことに着目し、外周コアに圧縮応力がほとんど作用しない工夫を行っている。
すなわち、本発明の点火コイルにおいては、外周コアの軸方向両端面に弾性部材を配設している。そのため、点火コイルを用いたエンジンにおいて、燃焼及び冷却のサイクルを繰り返し、外周コアの軸方向に向けて収縮力が作用したときでも、この外周コアの軸方向に作用する収縮力を、一対の弾性部材によって緩和させることができる。
The ignition coil of the present invention is also devised such that when compressive stress acts on the outer core, the magnetic properties of the outer core deteriorate, and the compressive stress hardly acts on the outer core.
That is, in the ignition coil according to the present invention, the elastic member is disposed on both axial end surfaces of the outer peripheral core. For this reason, in an engine using an ignition coil, even when a combustion and cooling cycle is repeated and a contraction force acts in the axial direction of the outer core, the contraction force acting in the axial direction of the outer core is converted into a pair of elastic It can be relaxed by the member.
そのため、外周コアに対して、軸方向に圧縮応力が作用することを抑制することができ、外周コアにおける磁気特性が低下してしまうことを防止することができる。
それ故、本発明の点火コイルによっても、この点火コイルの大型化及びコストアップを防止して、その磁気特性を効果的に向上させることができる。
Therefore, it can suppress that a compressive stress acts on an outer peripheral core to an axial direction, and can prevent that the magnetic characteristic in an outer peripheral core will fall.
Therefore, even with the ignition coil of the present invention, it is possible to prevent the ignition coil from increasing in size and cost, and to effectively improve its magnetic characteristics.
上述した第1〜第3の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第1の発明において、上記点火コイルは、上記一次コイルに電力を供給するイグナイタを配設してなるイグナイタケースを有しており、上記外周コアの軸方向一端部は、嵌合部材を介して上記イグナイタケースに設けた開口穴に嵌入してあり、上記間隙は、上記外周コアの上記軸方向一端面と、上記嵌合部材との間に形成することが好ましい(請求項2)。
この場合には、イグナイタを備えた点火コイルの大型化を一層容易に防止することができ、簡単な構成により、点火コイルの磁気特性を効果的に向上させることができる。
A preferred embodiment of the first to third inventions described above will be described.
In the first invention, the ignition coil has an igniter case in which an igniter for supplying electric power to the primary coil is disposed, and one axial end portion of the outer peripheral core is interposed through a fitting member. The gap is preferably formed between the one end face in the axial direction of the outer peripheral core and the fitting member.
In this case, the size of the ignition coil provided with the igniter can be more easily prevented, and the magnetic characteristics of the ignition coil can be effectively improved with a simple configuration.
また、上記第2の発明において、上記点火コイルにおける隙間には、絶縁性樹脂が充填してあり、上記繊維強化樹脂は、上記絶縁性樹脂と剥離する性質を有する樹脂に、上記多数のガラス繊維を含有させてなることが好ましい(請求項4)。
この場合には、一次スプールを構成する樹脂が、点火コイルにおける隙間を充填する絶縁性樹脂と接着されてしまうことを防止することができる。そのため、一次スプールの軸方向に向けた収縮力が外周コアに作用することを一層効果的に抑制することができる。また、この場合には、一次スプールに生ずる収縮力が中心コアに作用することも抑制することができる。
In the second aspect of the invention, the gap in the ignition coil is filled with an insulating resin, and the fiber reinforced resin is a resin having a property of peeling from the insulating resin, and the glass fibers are It is preferable to contain (claim 4).
In this case, it is possible to prevent the resin constituting the primary spool from being bonded to the insulating resin that fills the gap in the ignition coil. Therefore, it is possible to more effectively suppress the contraction force directed in the axial direction of the primary spool from acting on the outer core. In this case, the contraction force generated in the primary spool can be suppressed from acting on the central core.
また、上記絶縁性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール系樹脂等を用いることができる。また、上記絶縁性樹脂と剥離する性質を有する樹脂としては、例えば、SPS(シンジオタクチックポリスチレン)、PPE(変性ポリフェニレンエーテル)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)等を用いることができる。 Moreover, as said insulating resin, an epoxy resin, a phenol-type resin, etc. can be used, for example. Examples of the resin having a property of peeling off from the insulating resin include, for example, SPS (syndiotactic polystyrene), PPE (modified polyphenylene ether), PBT (polybutylene terephthalate), PET (polyethylene terephthalate), PPS (polyphenylene sulfide). ) Etc. can be used.
また、上記第2、第3の発明において、上記外周コアは、上記点火コイルの最も外周側に配設したコイルケースの内周面に対向配置することができる(請求項6)。
この場合は、外周コアを点火コイルの最も外周側に配設できない場合においても、外周コアの軸方向両端面に配設した弾性部材により、外周コアの軸方向に圧縮応力が作用することを効果的に抑制することができる。
In the second and third aspects of the invention, the outer peripheral core can be disposed opposite to the inner peripheral surface of a coil case disposed on the outermost peripheral side of the ignition coil.
In this case, even when the outer peripheral core cannot be disposed on the outermost peripheral side of the ignition coil, it is effective that the compressive stress acts in the axial direction of the outer peripheral core by the elastic members disposed on both axial end surfaces of the outer peripheral core. Can be suppressed.
また、上記第2、第3の発明において、上記外周コアは、上記一次コイル及び二次コイルを収納するコイルケースの外周に配設して、上記点火コイルの最も外周側に配設してあり、当該外周コアは、上記二次コイルの低電圧側端部と対向する側の軸方向一端面に、間隙を形成して配設することが好ましい(請求項7)。
この場合には、外周コアに対して、径方向及び軸方向のいずれの方向にも圧縮応力が作用することを一層効果的に防止することができ、外周コアにおける磁気特性が低下してしまうことを一層効果的に防止することができる。
In the second and third inventions, the outer core is disposed on the outer periphery of a coil case that houses the primary coil and the secondary coil, and is disposed on the outermost periphery of the ignition coil. The outer peripheral core is preferably disposed with a gap formed on one end surface in the axial direction on the side facing the low voltage side end of the secondary coil.
In this case, it is possible to more effectively prevent the compressive stress from acting on the outer peripheral core in both the radial direction and the axial direction, and the magnetic characteristics of the outer peripheral core will be deteriorated. Can be more effectively prevented.
また、上記第1〜第3の発明において、上記点火コイルは、イオン電流検出機能を有するものとすることが好ましい(請求項8)。
イオン電流検出機能を有する点火コイルにおいては、点火コイルに取り付けたスパークプラグの電極間にスパークを発生させた直後において、燃料ガスが燃料してイオン化したときに電極間に流れるイオン電流を検出する。このとき、イオン電流の検出精度は、外周コアにおける磁気特性に左右される。そのため、上記外周コアにおける磁気特性の低下が抑制された点火コイルを用いることにより、イオン電流の検出精度を向上させることができる。
In the first to third inventions, the ignition coil preferably has an ion current detection function.
In an ignition coil having an ion current detection function, immediately after a spark is generated between electrodes of a spark plug attached to the ignition coil, an ion current flowing between the electrodes is detected when the fuel gas is fueled and ionized. At this time, the detection accuracy of the ion current depends on the magnetic characteristics in the outer core. Therefore, the detection accuracy of the ionic current can be improved by using the ignition coil in which the deterioration of the magnetic characteristics in the outer peripheral core is suppressed.
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。
(実施例1)
本例の点火コイル1は、図1に示すごとく、イオン電流検出機能を有しており、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、点火コイル1は、同心円状に巻回した一次コイル21及び二次コイル22と、一次コイル21及び二次コイル22の内周側に配設した中心コア3と、一次コイル21及び二次コイル22の外周側に配設した外周コア4とを有している。中心コア3と外周コア4とは、磁束を通過させる磁束経路を形成している。
Hereinafter, embodiments of the ignition coil according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Example 1
As shown in FIG. 1, the
また、外周コア4は、一次コイル21及び二次コイル22を収納するコイルケース7の外周に配設して、点火コイル1の最も外周側に配設してある。そして、外周コア4は、図2に示すごとく、二次コイル22の低電圧側端部223と対向する側の軸方向一端面411に、間隙59を形成して点火コイル1に配設してある。
The
以下に、本例の点火コイル1につき、図1〜図7と共に詳説する。
図1に示すごとく、上記一次コイル21は、円筒状樹脂からなる一次スプール211の外周面に、絶縁被覆した一次ワイヤを複数回巻回してなり、上記二次コイル22は、円筒状樹脂からなる二次スプール221の外周面に、絶縁被覆した二次ワイヤを一次ワイヤよりも多い巻回数で巻回してなる。また、二次コイル22は、一次コイル21の内周側に挿通されており、二次コイル22の内周側には、上記中心コア3が挿通されている。また、一次コイル21は、円筒状樹脂からなるコイルケース7内に挿通されており、コイルケース7の外周側には、上記外周コア4が配設されている。
Hereinafter, the
As shown in FIG. 1, the
また、図1に示すごとく、中心コア3は、絶縁被膜を備えた平板状の積層鋼板(珪素鋼板)を点火コイル1の軸方向Lに直交する横断面方向に向けて複数積層してなる。この複数の積層鋼板は、それらの端部を溶接することによって結合している。また、外周コア4は、軸方向Lにスリット(間隙)を形成してなる円筒状の積層鋼板(珪素鋼板)を、径方向に接着剤を介して複数積層してなる。そして、一次コイル21に電流を流して発生させる磁束は、中心コア3及び外周コア4を通過させて増大させることができる。また、中心コア3の軸方向Lの両端面には、緩衝材31が配設してあり、中心コア3の外周面には、応力緩和用の絶縁シート32が巻き付けてある。
Further, as shown in FIG. 1, the
なお、一次コイル21は、一次スプール211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、絶縁被覆した一次ワイヤを円筒状治具に巻回した後、この巻回後の各一次ワイヤ同士を融着剤等によって結合し、円筒状治具から取り外して、円筒状の一次コイル21とすることができる。
また、図1に示すごとく、中心コア3と二次コイル22との間、二次コイル22と一次コイル21との間、一次コイル21とコイルケース7との間の各隙間には、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂12が充填されている。
Note that the
In addition, as shown in FIG. 1, epoxy resin is provided in the gaps between the
また、二次コイル22に生ずる誘導起電力(電圧)は、点火コイル1の軸方向Lにおいてイグナイタケース6を配設した側である軸方向一端側D1から他端側に向かうにつれて大きくなる。そして、二次コイル22の低電圧側端部223は、二次コイル22の軸方向一端側D1に形成されており、二次コイル22の高電圧側端部224は、二次コイル22の軸方向他端側D2に形成されている。
The induced electromotive force (voltage) generated in the
図1に示すごとく、本例の点火コイル1は、一次コイル21、二次コイル22、中心コア3、外周コア4及びコイルケース7を備えた円筒部11の軸方向他端側D2に、スパークプラグを取り付けるためのプラグ取付部71を有している。
このプラグ取付部71は、コイルケース7から延長形成された延長形成部711に、ゴム製のプラグキャップ72を配設して形成されている。そして、プラグキャップ72内には、スパークプラグを取り付けるためのプラグ取付口721が形成されている。また、このプラグ取付口721には、スパークプラグと接触するコイルバネ74が配設されており、このコイルバネ74は、高圧端子73を介して二次コイル22の高電圧側端部224と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
The
また、点火コイル1は、円筒部11の軸方向一端側D1に、一次コイル21に電力を供給するイグナイタ61を配設してなるイグナイタケース6を有している。このイグナイタケース6は、上記プラグホールの外部に配設される。そして、本例の点火コイル1においては、外周コア4の軸方向一端部41は、嵌合部材5を介してイグナイタケース6に設けた開口穴62に嵌入してある。
また、本例の点火コイル1は、一次コイル21、二次コイル22、中心コア3、外周コア4、コイルケース7等の組付を行い、外周コア4の軸方向一端部41を嵌入させた嵌合部材5を、イグナイタケース6の開口穴62に嵌入して組み付けるよう構成してある。
Further, the
Moreover, the
図2に示すごとく、嵌合部材5は、円筒形状を有しており、その内周面51は、外周コア4の軸方向一端部41を嵌入する大径内周面部511と、この大径内周面部511よりも小さな内径を有し、コイルケース7の軸方向一端部を嵌入する小径内周面部512とを有している。また、大径内周面部511は、嵌合部材5における軸方向他端側D2に形成してあり、小径内周面部512との間に、段差部513を形成している。
As shown in FIG. 2, the fitting member 5 has a cylindrical shape, and an inner
また、大径内周面部511には、点火コイル1の軸方向Lに向けて複数の突出リブ52が形成してあり、外周コア4の軸方向一端部41は、複数の突出リブ52によって支持される。
そして、外周コア4の軸方向一端部41を、嵌合部材5の大径内周面部511に嵌入したときには、外周コア4の軸方向一端面411と、嵌合部材5の段差部513との間に、外周コア4の軸方向Lに圧縮応力が作用することを防止するための間隙59が形成される。
A plurality of protruding
And when the axial direction one
また、図1に示すごとく、イグナイタケース6は、樹脂製であり、その内部は、イグナイタ61を配設した状態で絶縁性樹脂12によって充填されている。また、イグナイタ61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、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。
As shown in FIG. 1, the igniter case 6 is made of resin, and the inside thereof is filled with an insulating
そして、ECUからパルス状のスパーク発生信号がイグナイタ61に送信されると、イグナイタ61におけるスイッチング素子等が動作し、一次コイル21に瞬間的に電流が流れて、中心コア3及び外周コア4を通過する磁界が形成される。そして、この磁界の形成方向とは反対方向に向けて、中心コア3及び外周コア4を通過する誘導磁界が形成される。また、この誘導磁界の形成により、二次コイル22に誘導起電力(逆起電力)が発生し、点火コイル1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。
When a pulse-like spark generation signal is transmitted from the ECU to the
本例の点火コイル1は、外周コア4に圧縮応力が作用すると、この外周コア4における磁気特性が低下してしまうことに着目し、外周コア4に圧縮応力がほとんど作用しない工夫を行っている。
すなわち、本例の点火コイル1においては、中心コア3と共に磁束経路を構成する外周コア4を、コイルケース7の外周に配設して、点火コイル1の最も外周側に配設している。そのため、点火コイル1を用いたエンジンにおいて、燃焼及び冷却のサイクルを繰り返し、特に、冷却の際にコイルケース7に径方向に収縮する力が作用したときでも、このコイルケース7の径方向に向けた収縮力が外周コア4に作用することを防止することができる。
The
That is, in the
また、上記外周コア4は、二次コイル22の低電圧側端部223と対向する側の軸方向一端面411と上記嵌合部材5との間に、上記間隙59を形成して点火コイル1に配設してある。そのため、上記と同様に、点火コイル1を用いたエンジンにおいて、冷却が行われる際に、嵌合部材5に軸方向Lに収縮する力が作用したときでも、この嵌合部材5の軸方向Lに向けた収縮力が外周コア4に作用することを防止することができる。
さらに、外周コア4において、二次コイル22の高電圧側端部224と対向する側の軸方向他端面421には、間隙を形成しないことにより(図1参照)、二次コイル22の高電圧側端部224と外周コア4との電位差に起因して、二次コイル22の高電圧側端部224から外周コア4に向けて、不意に漏洩放電が生じてしまうことを防止することができる。
Further, the outer
Furthermore, in the outer
そのため、上記外周コア4に対して、径方向及び軸方向Lのいずれの方向にも圧縮応力が作用することを防止することができ、外周コア4における磁気特性が低下してしまうことを防止することができる。
それ故、本例の点火コイル1によれば、この点火コイル1の大型化及びコストアップを防止して、その磁気特性を効果的に向上させることができる。
Therefore, compressive stress can be prevented from acting on the outer
Therefore, according to the
図3、図4は、応力と、電磁鋼板(中心コア3、外周コア4)の磁気特性との関係を示すグラフである。図3は、横軸に電磁鋼板に作用する応力をとり、縦軸に磁気特性としての飽和磁束密度をとったグラフであり、図4は、横軸に電磁鋼板に作用する応力をとり、縦軸に磁気特性としての鉄損をとったグラフである。飽和磁束密度は、電磁鋼板に通過させることができる磁束量を示しており、この値が大きいほど磁気特性が優れることを示す。また、鉄損は、電磁鋼板に生じるヒステリシス損失、渦電流損失等を示しており、この値が小さいほど磁気特性が優れることを示している。
また、両図の横軸は、電磁鋼板に応力がない状態を0とし、0よりも左側の領域を電磁鋼板に圧縮応力が加わる状態、0よりも右側の領域を電磁鋼板に引張応力が加わる状態として示す。
3 and 4 are graphs showing the relationship between the stress and the magnetic properties of the electromagnetic steel sheet (
Also, the horizontal axis in both figures indicates that the state where no stress is applied to the electromagnetic steel sheet is 0, the area on the left side of 0 is in a state where compressive stress is applied to the electromagnetic steel sheet, and the area on the right side of 0 is applied to tensile stress on the electromagnetic steel sheet. Show as state.
図3において、電磁鋼板における飽和磁束密度は、電磁鋼板に圧縮応力が作用していると小さくなり、電磁鋼板に引張応力が作用していると大きくなることがわかる。そのため、電磁鋼板としての中心コア3又は外周コア4に圧縮応力が作用することを防止することにより、飽和磁束密度が小さくなってしまうことを防止できることがわかる。
また、図4において、電磁鋼板における鉄損は、電磁鋼板に圧縮応力が作用していると大きくなり、電磁鋼板に引張応力が作用していると小さくなることがわかる。そのため、電磁鋼板としての中心コア3又は外周コア4に圧縮応力が作用することを防止することにより、鉄損が大きくなってしまうことを防止できることがわかる。
In FIG. 3, it can be seen that the saturation magnetic flux density in the electrical steel sheet decreases when compressive stress acts on the electrical steel sheet and increases when tensile stress acts on the electrical steel sheet. Therefore, it turns out that it can prevent that a saturation magnetic flux density becomes small by preventing that a compressive stress acts on the
Moreover, in FIG. 4, it turns out that the iron loss in a magnetic steel sheet becomes large when the compressive stress is acting on the magnetic steel sheet, and becomes small when the tensile stress is acting on the magnetic steel sheet. Therefore, it turns out that it can prevent that an iron loss becomes large by preventing that a compressive stress acts on the
また、上記のごとく、本例の点火コイル1は、イオン電流検出機能を備えたものである。そして、上記点火コイル1に取り付けたスパークプラグから発生させたスパークにより、エンジンにおいて正常に燃焼が行われたときには、燃料に含まれる成分がイオン化することにより、イオン電流がスパークプラグにおける電極間を流れる。そのため、このイオン電流の発生をイオン電流検出回路によって検出することにより、エンジンにおいて正常に燃焼が行われたことを確認することができる。
Further, as described above, the
ところで、図5、図6に示すごとく、上記スパークの発生直後において、中心コア3と外周コア4とによる磁束経路においては、上記誘導磁界の形成に伴う残留磁気が残存している。この残留磁気は、スパークプラグにおける一対の電極間において、上下に大きく振動した電流として流れ、振動電圧波形を形成する。
なお、両図は、横軸に時間をとり、縦軸にイオン電流検出回路の出力電圧(イオン電流出力)をとって、この出力電圧の変化を示すグラフである。
Incidentally, as shown in FIGS. 5 and 6, immediately after the occurrence of the spark, residual magnetism associated with the formation of the induction magnetic field remains in the magnetic flux path between the
In both figures, time is plotted on the horizontal axis, and the output voltage (ion current output) of the ion current detection circuit is plotted on the vertical axis.
そして、ECUにおいては、上記振動電圧波形が検出される時間帯は、残留磁気ノイズが検出されているものと判定して、イオン電流の検出を行わずに待機するよう構成している。特に、本例のECUにおいては、基準電圧Vthよりも小さくなった電圧が検出される時間幅(電圧波形の幅)が、所定の時間幅以下であるときには、残留磁気ノイズであると判定し、所定の時間幅を超えたときには、イオン電流が正常に検出されたと判定するよう構成されている。 Then, the ECU is configured to determine that the residual magnetic noise is detected during the time period in which the vibration voltage waveform is detected, and to stand by without detecting the ionic current. In particular, in the ECU of this example, when the time width (the width of the voltage waveform) in which a voltage lower than the reference voltage Vth is detected is equal to or less than a predetermined time width, it is determined as residual magnetic noise, When the predetermined time width is exceeded, it is configured to determine that the ion current is normally detected.
そして、図5に示すごとく、外周コアに対する圧縮応力の発生を防止していない構成を有する従来の点火コイル(比較品)において、電磁鋼板(中心コア3、外周コア4)に圧縮応力が作用すると、残留磁気ノイズによる電圧波形に、波形ダレが生じることが確認された。そして、この波形ダレが生じると、残留磁気ノイズによる振動電圧波形において、基準電圧Vthよりも小さくなった電圧が検出される時間幅(電圧波形の幅)が、上記所定の時間幅を超えてしまい、イオン電流が正常に検出されたと誤判定してしまうことが確認された。
一方、図6に示すごとく、本例の点火コイル1(発明品)において、外周コア4に圧縮応力が作用することを防止することにより、上記波形ダレの発生を防止できることが確認された。
As shown in FIG. 5, in a conventional ignition coil (comparative product) having a configuration that does not prevent the generation of compressive stress on the outer peripheral core, when compressive stress acts on the electromagnetic steel sheet (
On the other hand, as shown in FIG. 6, in the ignition coil 1 (invention product) of this example, it was confirmed that the occurrence of the waveform sag can be prevented by preventing the compressive stress from acting on the
また、図7は、横軸に点火コイル1の温度をとり、縦軸に残留磁気ノイズによる電圧波形における波形ダレの大きさをとって、従来の点火コイル(比較品)と、本例の点火コイル1(発明品)とにおける波形ダレの大きさを比較して示す図である。
同図において、発明品及び比較品の両者において、点火コイルの温度が低くなるほど、波形ダレが大きくなっている。そして、従来の点火コイル(比較品)においては、波形ダレが低温時において著しく大きくなるのに対し、本例の点火コイル1(発明品)においては、波形ダレが低温時においても極端に大きくなることがないことがわかった。
それ故、本例の点火コイルによれば、従来の点火コイルに比べ、イオン電流の検出精度を向上させることができることがわかった。
In FIG. 7, the horizontal axis represents the temperature of the
In the figure, the waveform sagging increases as the temperature of the ignition coil decreases in both the invention product and the comparative product. In the conventional ignition coil (comparative product), the waveform sag is significantly increased at low temperatures, whereas in the ignition coil 1 (invention product) of this example, the waveform sag is extremely increased even at low temperatures. I found out that there was nothing.
Therefore, according to the ignition coil of this example, it was found that the detection accuracy of the ionic current can be improved as compared with the conventional ignition coil.
(実施例2)
本例は、図8に示すごとく、外周コア4Aを、点火コイル1Aの最も外周側に配設したコイルケース7Aの内周面51に対向配置してなる例である。
また、本例の一次コイル21は、一次スプール211Aの外周面に巻回した状態で、外周コア4Aの内周面に対向配置してある。また、本例のコイルケース7Aは、イグナイタケース6Aから延長形成されており、プラグ取付部71Aは、コイルケース7Aと別体の合成樹脂からなる。
(Example 2)
In this example, as shown in FIG. 8, the outer
Further, the
図9に示すごとく、本例の一次スプール211Aは、多数のガラス繊維215を含有させた繊維強化樹脂からなる。この一次スプール211Aは、この一次スプール211Aを成形するための成形型において、その軸方向Lの両端部、又は軸方向Lにおけるいずれか一方の端部から繊維強化樹脂を注入して成形したものである。そして、一次スプール211Aにおいては、多数のガラス繊維215の繊維方向(長尺方向)が当該一次スプール211Aの軸方向Lに向けられている。そして、一次スプール211Aは、その軸方向Lに伸縮し難い性質を有している。
As shown in FIG. 9, the
また、本例の点火コイル1Aにおいても、この点火コイル1A内における各隙間には、絶縁性樹脂12が充填してある。そして、上記繊維強化樹脂は、絶縁性樹脂12と剥離する性質を有する樹脂214に、多数のガラス繊維215を含有させてなる。また、本例の絶縁性樹脂12は、エポキシ樹脂であり、本例の絶縁性樹脂12と剥離する性質を有する樹脂214は、SPS(シンジオタクチックポリスチレン)である。
Also in the
また、図10に示すごとく、本例の外周コア4Aは、その軸方向Lの両端面411、421に、ゴム又はエラストマーからなる弾性部材45を配設した状態で、コイルケース7の内周面51に対向配置してある。また、弾性部材45は、外周コア4Aの軸方向Lの両端部41、42に嵌入することによって、この外周コア4Aに固定してある。
As shown in FIG. 10, the outer
また、図9に示すごとく、本例の一次スプール211Aは、一次コイル21を巻回するための筒状部212における軸方向一端側D1の端部に径方向外方に拡径するフランジ部213を形成してなる。そして、本例の点火コイル1Aを用いたエンジンにおいて、燃焼及び冷却のサイクルを繰り返し、一次スプール211Aに熱応力が作用するときには、フランジ部が軸方向Lに収縮して、外周コア4Aの軸方向Lに圧縮応力を発生させるおそれがある。
As shown in FIG. 9, the
このとき、本例の点火コイル1Aにおいては、一次スプール211Aを構成する繊維強化樹脂中の多数のガラス繊維215の繊維方向が一次スプール211Aの軸方向Lを向いていることにより、一次スプール211Aがその軸方向Lに伸縮する量を減少させることができる。これにより、一次スプール211Aの軸方向Lに向けた収縮力が外周コア4Aに作用することを抑制することができる。
At this time, in the
また、外周コア4Aの軸方向Lの両端面411、421に弾性部材45が配設してあることにより、外周コア4Aの軸方向Lに向けて収縮力が作用したときでも、この外周コア4Aの軸方向Lに作用する収縮力を、一対の弾性部材45によって緩和させることができる。これにより、外周コア4Aに対して、軸方向Lに圧縮応力が作用することを抑制することができ、外周コア4Aにおける磁気特性が低下してしまうことを防止することができる。
Further, since the
それ故、本例の点火コイル1Aによっても、点火コイル1Aの大型化及びコストアップを防止して、その磁気特性を効果的に向上させることができる。また、本例の点火コイル1Aにおいても、上記実施例1の点火コイル1と同様に、イオン電流の検出精度を向上させることができる。
本例においても、その他の点火コイル1Aの構成は上記実施例1と同様であり、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
Therefore, the
Also in this example, the configuration of the
1 点火コイル
12 絶縁性樹脂
21 一次コイル
211 一次スプール
22 二次コイル
221 二次スプール
223 低電圧側端部
3 中心コア
4 外周コア
41 軸方向一端部
411 軸方向一端面
45 弾性部材
5 嵌合部材
59 間隙
6 イグナイタケース
7 コイルケース
L 軸方向
D1 軸方向一端側
D2 軸方向他端側
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該点火コイルは、上記一次コイル及び二次コイルの内周側に配設した中心コアと、上記一次コイル及び二次コイルの外周側に配設した外周コアとによって、磁束を通過させる磁束経路を形成してなり、
上記外周コアは、上記一次コイル及び二次コイルを収納するコイルケースの外周に配設して、上記点火コイルの最も外周側に配設してあり、当該外周コアは、上記二次コイルの低電圧側端部と対向する側の軸方向一端面に、間隙を形成して配設してあることを特徴とする点火コイル。 An ignition coil having a primary coil and a secondary coil wound concentrically,
The ignition coil has a magnetic flux path through which a magnetic flux passes by a central core disposed on the inner peripheral side of the primary coil and the secondary coil and an outer peripheral core disposed on the outer peripheral side of the primary coil and the secondary coil. Formed,
The outer peripheral core is disposed on the outer periphery of a coil case that houses the primary coil and the secondary coil, and is disposed on the outermost peripheral side of the ignition coil. The outer peripheral core is lower than the secondary coil. An ignition coil characterized in that a gap is formed on one end surface in the axial direction on the side facing the voltage side end.
上記外周コアの軸方向一端部は、嵌合部材を介して上記イグナイタケースに設けた開口穴に嵌入してあり、
上記間隙は、上記外周コアの上記軸方向一端面と、上記嵌合部材との間に形成してあることを特徴とする点火コイル。 In Claim 1, the said ignition coil has an igniter case which arrange | positions the igniter which supplies electric power to the said primary coil,
One end in the axial direction of the outer peripheral core is fitted into an opening hole provided in the igniter case via a fitting member,
The ignition coil is characterized in that the gap is formed between the axial end surface of the outer peripheral core and the fitting member.
該点火コイルは、上記一次コイル及び二次コイルの内周側に配設した中心コアと、上記一次コイル及び二次コイルの外周側に配設した外周コアとによって、磁束を通過させる磁束経路を形成してなり、
上記一次コイルは、一次スプールの外周面に巻回した状態で、上記外周コアの内周面に対向配置してあり、
上記一次スプールは、多数のガラス繊維を含有させた繊維強化樹脂からなり、該多数のガラス繊維を、当該一次スプールの軸方向に向けて配向してなることを特徴とする点火コイル。 An ignition coil having a primary coil and a secondary coil wound concentrically,
The ignition coil has a magnetic flux path through which a magnetic flux passes by a central core disposed on the inner peripheral side of the primary coil and the secondary coil and an outer peripheral core disposed on the outer peripheral side of the primary coil and the secondary coil. Formed,
The primary coil is disposed opposite to the inner peripheral surface of the outer peripheral core in a state wound around the outer peripheral surface of the primary spool,
The primary coil is made of a fiber reinforced resin containing a large number of glass fibers, and the large number of glass fibers are oriented in the axial direction of the primary spool.
該点火コイルは、上記一次コイル及び二次コイルの内周側に配設した中心コアと、上記一次コイル及び二次コイルの外周側に配設した外周コアとによって、磁束を通過させる磁束経路を形成してなり、
上記外周コアは、その軸方向両端面に弾性部材を配設した状態で、上記点火コイルに配設してあることを特徴とする点火コイル。 An ignition coil having a primary coil and a secondary coil wound concentrically,
The ignition coil has a magnetic flux path through which a magnetic flux passes by a central core disposed on the inner peripheral side of the primary coil and the secondary coil and an outer peripheral core disposed on the outer peripheral side of the primary coil and the secondary coil. Formed,
The ignition coil according to claim 1, wherein the outer peripheral core is disposed on the ignition coil in a state where elastic members are disposed on both axial end surfaces thereof.
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JP2009016374A (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-22 | Denso Corp | Ignition coil |
JP2009267052A (en) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | Ignition system of internal combustion engine |
JP2014087281A (en) * | 2012-10-30 | 2014-05-15 | Urata Kk | Pickling bed and production method of pickle |
-
2005
- 2005-07-01 JP JP2005194114A patent/JP2007013004A/en active Pending
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