JP2007081085A - Ignition coil for internal combustion engines - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の点火プラグの各点火プラグ毎に装着される内燃機関用点火コイルに関する。 The present invention relates to an internal combustion engine ignition coil that is mounted for each ignition plug of an internal combustion engine.
一般に、内燃機関用点火コイルは、シリンダヘッドに直付けされるか、ブラケット等でエンジンやボディに固定されるが、最近では各気筒の点火プラグ上部に配置され、シリンダヘッドカバーに直接固定されるタイプが主流となっている。そのため、近年、各種エンジン部品のレイアウトの設計において自由度を向上するため、内燃機関用点火コイルの小型化の要求が高まってきている。 In general, an ignition coil for an internal combustion engine is directly attached to a cylinder head or fixed to an engine or a body with a bracket or the like. Recently, the ignition coil is disposed on an ignition plug of each cylinder and directly fixed to a cylinder head cover. Has become the mainstream. Therefore, in recent years, in order to improve the degree of freedom in designing the layout of various engine parts, there is an increasing demand for downsizing the ignition coil for an internal combustion engine.
そこで、従来、イグニッションコイルの一次コイルに流れる一次電流に応じ、二次コイルに高電圧を発生し、高電圧を外部の点火プラグに送る内燃機関用点火装置として、装置の大きさを大きくすることなく、絶縁樹脂の絶縁破壊の発生を防ぐ内燃機関用点火装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、特許文献1に記載される内燃機関用点火コイル装置にあっては、図4からも明らかなように、磁気回路を構成する鉄心が、塗装等の防錆処理を施されて外部に露出していた。しかも、特許文献1に記載される内燃機関用点火コイル装置にあっては、収納ケース4の側壁が収納ケース4の外側壁に設けられた四角管状の鉄心保持部4cの底を兼ねた構成となっている。
However, in the ignition coil device for an internal combustion engine described in Patent Document 1, as is apparent from FIG. 4, the iron core constituting the magnetic circuit is exposed to the outside after being subjected to rust prevention treatment such as painting. Was. Moreover, in the ignition coil device for an internal combustion engine described in Patent Document 1, the side wall of the
このため、特許文献1に記載される内燃機関用点火コイル装置にあっては、このような構成が、小型化を図ろうとするときの阻害要因となっていた。 For this reason, in the ignition coil device for an internal combustion engine described in Patent Document 1, such a configuration has been an impediment to downsizing.
本発明の目的は、小型化を図り、エンジンレイアウト性に優れた小型の内燃機関用点火コイルを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a small ignition coil for an internal combustion engine that is miniaturized and excellent in engine layout.
本発明に係る内燃機関用点火コイルは、一次コイルを巻装して収納する一次ボビンと、二次コイルを巻装して収納する二次ボビンと、センタコアとサイドコアとからなり磁気回路を構成するコアとを一方が開放されたコイルケース内に収容し、該コイルケース内に絶縁用樹脂を封入して一体化してなる内燃機関用点火コイルにおいて,前記磁気回路を構成するコアのサイドコアを弾性部材で被い、前記サイドコアに連接される前記センタコアを前記一次ボビンを構成する樹脂で被って形成したことを特徴とするものである。 An ignition coil for an internal combustion engine according to the present invention comprises a primary bobbin that winds and stores a primary coil, a secondary bobbin that winds and stores a secondary coil, a center core, and a side core to form a magnetic circuit. In an internal combustion engine ignition coil in which a core is housed in an open coil case and an insulating resin is enclosed in the coil case and integrated, the side core of the core constituting the magnetic circuit is an elastic member And the center core connected to the side core is covered with a resin constituting the primary bobbin.
本発明によれば、小型でかつ信頼性に優れた内燃機関用点火コイルを実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ignition coil for internal combustion engines which was small and excellent in reliability is realizable.
まず、本発明においては、磁気回路を構成するコアを1次コイルと2次コイルとを一緒にコイルケース内に収容している。しかし、コア(鉄心)をそのまま露出した状態では、1次コイル−2次コイル間の電気的絶縁を行っている絶縁用樹脂とコアの線膨張係数の差によって、コアのエッジ部に過大な熱応力が働き、絶縁用樹脂にクラックが発生してしまう。そのため、コアを弾性部材や樹脂で被い、熱応力を緩和させることが必要であるが、コアを弾性部材で被った後に、1次ボビン、2次ボビンに巻線したコイル部を組付けるとコイル全体が大型化してしまう。そこで、弾性部材と樹脂部材で形成されたボビンを組み合わせて鉄心を被う構造とすることによって本発明は、達成される。 First, in this invention, the core which comprises a magnetic circuit is accommodated in the coil case together with the primary coil and the secondary coil. However, in the state where the core (iron core) is exposed as it is, excessive heat is generated at the edge portion of the core due to the difference in the coefficient of linear expansion between the insulating resin that performs electrical insulation between the primary coil and the secondary coil. Stress acts and cracks occur in the insulating resin. Therefore, it is necessary to cover the core with an elastic member or resin and relieve the thermal stress. However, after the core is covered with the elastic member, the coil portion wound around the primary bobbin and the secondary bobbin is assembled. The entire coil becomes large. Therefore, the present invention is achieved by combining a bobbin formed of an elastic member and a resin member so as to cover the iron core.
すなわち、本発明は、一次コイルを巻装して収納する一次ボビンと、二次コイルを巻装して収納する二次ボビンと、センタコアとサイドコアとからなり磁気回路を構成するコアとを一方が開放されたコイルケース内に収容し、該コイルケース内に絶縁用樹脂を封入して一体化してなる内燃機関用点火コイルで、磁気回路を構成するコアのサイドコアを弾性部材で被い、サイドコアに連接されるセンタコアを一次ボビンを構成する樹脂で被って形成することによって達成される。 That is, the present invention provides a primary bobbin for winding and storing a primary coil, a secondary bobbin for winding and storing a secondary coil, and a core that constitutes a magnetic circuit including a center core and a side core. An ignition coil for an internal combustion engine, which is housed in an open coil case and encapsulates and integrates an insulating resin, and covers the side core of the core constituting the magnetic circuit with an elastic member. This is achieved by covering the connected center cores with the resin constituting the primary bobbin.
図1には、本発明の一実施例を示す内燃機関用点火コイルの断面構成図が示されている。 FIG. 1 is a sectional view of an internal combustion engine ignition coil according to an embodiment of the present invention.
図1において、点火コイル1は、磁気回路を構成するコア7を備えている。このコア7は、矩形のリング状に形成されるサイドコアと、このサイドコアの一端に連設されてサイドコアの矩形リングの内部中央に伸びるセンタコア7cとによって構成されている。このサイドコアは、2つに分割されており、第1のサイドコアと第2のサイドコアとによって構成されている。このサイドコア7a、7bと、センタコア7cとは、板厚0.2〜0.5程度の電磁鋼板を数十枚積層し形成されており、サイドコア7a、7bと、センタコア7cとによって、磁気回路が構成されている。
In FIG. 1, the ignition coil 1 includes a core 7 constituting a magnetic circuit. The core 7 includes a side core formed in a rectangular ring shape, and a
このセンタコア7cには、一次コイル2が巻装して収納されている一次ボビン4の内側に収納されるようになっている。この一次ボビン4に巻装された一次コイル2の周囲には、二次ボビン5が、一次ボビン4に巻装された一次コイル2と距離をもって配置されている。この二次ボビン5には、二次コイル3が巻装されている。
The
この一次ボビン4に巻装された一次コイル2、二次ボビン5に巻装された二次コイル3がコイルケース9に収容されている。そして、このコイルケース9の内部には、熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂8が封入されいる。すなわち、この熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂)8によってコイルケース9内で一次コイル2、二次コイル3、一次ボビン4、二次ボビン5が絶縁され、固定されてコイルケース9に一体化して収容されている。
A
また、一次コイル2、二次コイル3への通電遮断の機能を司るイグナイタ10は、一次コイル2、二次コイル3を収納するコイル部とは異なった別のイグナイタ収容部9aに配置されるようになっている。このイグナイタ収容部9aに配置されるイグナイタ10と一次コイル2、二次コイル3を収納するコイル部との電気的接続は、一次ボビン4に取付けられた一次端子11とイグナイタ端子10aとを接続することによって行っている。また、イグナイタ10における信号の送受信、イグナイタ10への電源の供給など外部との接続は、イグナイタ収容部9aに配置されるイグナイタ10と外部との接続は、コイルケース9の一部に設けられたコネクタ部9bのコネクタ端子12と外部端子(図示されていない)とを接続することによって行われる。
Further, the
このように一次コイル2、二次コイル3の巻線部だけではなく、サイドコア7a、7bと、センタコア7cによって構成されるコア7部を含めてコイルケース9に収容する場合には、サイドコア7a、7bと、センタコア7cとによって構成されるコア7部では、それぞれの線膨張係数に差が有るため、サイドコア7a、7bと、センタコア7cとによって構成されるコア7部と絶縁用エポキシ樹脂8との界面、特に各コアエッジ部7dに応力が集中する。
As described above, when the
そこで、サイドコア7a、7bと、センタコア7cとによって構成されるコア7部と絶縁用エポキシ樹脂8との界面、特に応力の集中する各コアエッジ部7dに熱応力緩和層が必要となる。本実施例においては、サイドコア7aとサイドコア7bとをゴム等の弾性部材6で被い、センタコア7cを一次ボビン4の内部に収容することによって熱応力緩和を図っている。このサイドコア7a、サイドコア7bと、センタコア7cをモールドする弾性部材6の材料には、耐熱性の有るシリコンゴムなどが適しているが、樹脂等でも応力緩和は可能である。
Therefore, a thermal stress relaxation layer is required at the interface between the core 7 portion constituted by the
図2には、図1に図示の内燃機関用点火コイルの主要構成の拡大図が示されている。 FIG. 2 shows an enlarged view of the main configuration of the ignition coil for the internal combustion engine shown in FIG.
図2において、コア7の一方のサイドコア7aは、周囲の大部分が弾性部材6によって被われている。また、コア7の他方のサイドコア7bは、周囲が弾性部材6によって被覆されており、周囲の一部は弾性部材6によってではなく、一次ボビン4の一部によって被われている。すなわち、この一次ボビン4の一方の端部は、フランジ状の先端が外側に向かって突出してツメ状に形成されて、他方のサイドコア7bに係合するコア位置決め部4aが形成されている。この一次ボビン4のコア位置決め部4aによって被う、他方のサイドコア7bのコア位置決め部4aの嵌合部分には、弾性部材6が被われておらず、サイドコア7bが露出した状態となっている。したがって、この弾性部材6が被われていないサイドコア7bが露出した箇所にサイドコア7bのコア位置決め部4aを嵌合することによって、コア位置決め部4aで一次ボビン4とサイドコア7bとの位置決めを行うと共に、弾性部材6による応力緩和に代わってサイドコア7bによって応力緩和を行っている。
In FIG. 2, most of the periphery of one
一般的には、弾性部材6の上に一次ボビン4の固定部を設けるようになっている。このため、内燃機関用点火コイルは、高さ方向に大型化し易いが、本実施例の場合には、一次ボビン4の一部によってコア7の他方のサイドコア7bを被うことによって小型化に貢献することができる。また、コア7の一方のサイドコア7aを被う弾性部材6には、一次ボビン4のツバ部4bを位置決めするためのポケット形状のポケット部6aが形成されている。
In general, a fixing portion of the
図3には、図2に図示の内燃機関用点火コイルの主要構成の平面図が示されている。 FIG. 3 shows a plan view of the main configuration of the ignition coil for the internal combustion engine shown in FIG.
図3において、コア7の他方のサイドコア7bは、弾性部材6で被われているが、サイドコア7bの周囲は、弾性部材6のみで被われているのではない。サイドコア7bは、その一部7dが一次ボビン4の一部で被われれており、このサイドコア7bの一部7dを一次ボビン4の一部で被うことによって、サイドコア7bと一次ボビン4が横方向に対して位置決めされている。
In FIG. 3, the
一方、コア7の一方のサイドコア7aは、周囲の大部分が弾性部材6によって被われているが、サイドコア7aと一次ボビン4との横方向の位置決めをするために、サイドコア7aを被っている弾性部材6に、ポケット形状に形成されているポケット部6aが設けられている。このサイドコア7aを被っている弾性部材6に設けられているポケット部6aは、一次ボビン4のツバ部4bが嵌合するようになっている。この一次ボビン4の材質としては、ボリブチレンテレフタレート(PBT)や変性ポリフェニレンエーテル(PPE)等の熱可塑性樹脂等でエポキシ樹脂8と接着性の良い樹脂が用いられている。
On the other hand, one
また、サイドコア7aの側面には、凸部13aが、サイドコア7bの側面にも凸部13aがそれぞれ設けられている。この凸部13aは、サイドコア7a,7bによって構成されるコア7をコイルケース9に収容するときに、一次コイル2、二次コイル3を組み合わせたコイル部がコイルケース9の内面に対してセンタリングできるように位置決めするために設けたものである。したがって、このサイドコア7a、7bに被覆されている弾性部材6には、サイドコア7aの側面に形成される凸部13aによって、サイドコア7aの凸部13a、サイドコア7bの凸部13aに対応して、センタリング突起6bが形成されている。
Moreover, the convex part 13a is provided in the side surface of the
なお、本実施例において用いられるサイドコア7a、サイドコア7b、センタコア7cには、通常、板厚0.2〜0.5程度の電磁鋼板を数十枚積層したものを用いているが、任意の形状に成形できる焼結電磁材を用いても良い。
The
本実施例において、コア7は、センタコア7cと、サイドコア7a、7bとに別れており、サイドコア7a、7bの嵌合部は、図4に示す如き構造を有している。
In this embodiment, the core 7 is divided into a
図4において、サイドコア7aに被覆されている弾性部材モールド6cとサイドコア7bに被覆されている弾性部材モールド6dとが嵌合する嵌合部7eには、サイドコア7aが露出するコア露出部7fが形成されている。このコア露出部7fは、サイドコア7aを弾性部材モールド6cで被覆する際、サイドコア7aを金型で固定するため必要となる部分である。このコア露出部7fを嵌合部7eのところにもってくることによって、このコア露出部7fがエッジにならず、熱応力が集中するのを防止している。
In FIG. 4, a core exposed portion 7f where the
図5には、本発明の一実施例を示す内燃機関用点火コイルの他の実施例を表す断面構成図が示されている。 FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram showing another embodiment of the internal combustion engine ignition coil according to an embodiment of the present invention.
図5において、コア7の一方のサイドコア7aは、周囲の大部分が弾性部材6によって被われている。また、コア7の他方のサイドコア7bは、周囲が弾性部材6によって被覆されており、周囲の一部は弾性部材6によってではなく、二次ボビン5の一部によって被われている。すなわち、この二次ボビン5の一方の端部は、フランジ状の先端が外側に向かって突出してツメ状に形成されて、他方のサイドコア7bに係合するコア位置決め部5aが形成されている。この二次ボビン5のコア位置決め部5aによって被う、他方のサイドコア7bのコア位置決め部5aの嵌合部分には、弾性部材6が被われておらず、サイドコア7bが露出した状態となっている。したがって、この弾性部材6が被われていないサイドコア7bが露出した箇所にサイドコア7bのコア位置決め部5aを嵌合することによって、コア位置決め部5aで二次ボビン5とサイドコア7bとの位置決めを行うと共に、弾性部材6による応力緩和に代わってサイドコア7bによって応力緩和を行っている。
In FIG. 5, most of the periphery of one
このように二次ボビン5に巻装された二次コイル3の周囲には、一次ボビン4が、二次ボビン5に巻装された二次コイル3と距離をもって配置されている。この一次ボビン4には、一次コイル2が巻装されている。そして、この二次ボビン5に巻装された二次コイル3、一次ボビン4に巻装された一次コイル2がコイルケース9に収容されるようになっている。
As described above, the
以上説明したように、本実施例によれば、熱応力耐性が高く、小型の内燃機関用点火コイルを提供することが可能となる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a small ignition coil for an internal combustion engine having high thermal stress resistance.
1……………点火コイル
2……………一次コイル
3……………二次コイル
4……………一次ボビン
4a…………コア位置決め部
4b…………ツバ部
5……………二次ボビン
6……………弾性部材
6a…………弾性部材ポケット部
6b…………センタリング突起
6c…………弾性部材モールド
6d…………弾性部材モールド
7a…………サイドコア
7b…………サイドコア
7c…………センタコア
7d…………一次ボビン位置決め部
7e…………コア勘合部
7f…………コア露出部
8……………絶縁樹脂(エポキシ樹脂)
9……………コイルケース
9a…………イグナイタ収容部
9b…………コネクタ部
10…………イグナイタ
10a………イグナイタ端子
11…………一次端子
12…………コネクタ端子
13a………凸部
1 ………………
9 .........
Claims (5)
前記磁気回路を構成するコアのサイドコアを弾性部材で被い、前記サイドコアに連設される前記センタコアを前記一次ボビンを構成する樹脂で被ったことを特徴とする内燃機関用点火コイル。 In a coil case in which a primary bobbin that winds and stores a primary coil, a secondary bobbin that winds and stores a secondary coil, and a core that is composed of a center core and a side core and constitutes a magnetic circuit is opened in one side An ignition coil for an internal combustion engine in which the insulating resin is enclosed and integrated in the coil case,
An ignition coil for an internal combustion engine, characterized in that a side core of a core constituting the magnetic circuit is covered with an elastic member, and the center core connected to the side core is covered with a resin constituting the primary bobbin.
前記磁気回路を構成するコアの角部は、弾性体と一次ボビンを構成する樹脂のいずれかによって被ったものである内燃機関用点火コイル。 The ignition coil for an internal combustion engine according to claim 1,
An ignition coil for an internal combustion engine, wherein a corner portion of a core constituting the magnetic circuit is covered with either an elastic body or a resin constituting a primary bobbin.
前記磁気回路を構成するコアのサイドコアは、第1のサイドコアと第2のサイドコアの2つに分割されて構成されており、該第1のサイドコアと該第2のサイドコアとを嵌着させて1つのサイドコアを構成するものであって,
前記サイドコアに被われた前記第1のサイドコア又は前記第2のサイドコアのいずれかの弾性部材は、該弾性部材の一部を切り欠いて形成し、前記センタコアを被う樹脂で構成される前記一次ボビンの端部に形成されるフランジ状のコア位置決め部を嵌合するポケット部を設けたものである内燃機関用点火コイル。 The ignition coil for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The side core of the core constituting the magnetic circuit is divided into two parts, a first side core and a second side core, and the first side core and the second side core are fitted to each other. Comprising two side cores,
The elastic member of either the first side core or the second side core covered by the side core is formed by cutting out a part of the elastic member, and is made of a resin covering the center core. An internal combustion engine ignition coil provided with a pocket portion for fitting a flange-shaped core positioning portion formed at an end portion of a bobbin.
前記第1のサイドコアと第2のサイドコアとが嵌着する嵌合部の前記第1のサイドコア又は第2のサイドコアのいずれかに、前記弾性部材が被覆されていない露出部を設けたものである内燃機関用点火コイル。 The ignition coil for an internal combustion engine according to claim 3,
An exposed portion that is not covered with the elastic member is provided on either the first side core or the second side core of the fitting portion to which the first side core and the second side core are fitted. Ignition coil for internal combustion engines.
前記第1のサイドコア又は前記第2のサイドコアに被われる前記弾性部材は、その外周面に前記センタコアと前記第1、第2のサイドコアとからなり磁気回路を構成するコアを前記コイルケースに収容するときに、前記コイルケースの内面に対してセンタリングする位置決め用のセンタリング突起を設けたものである内燃機関用点火コイル。 The ignition coil for an internal combustion engine according to claim 3 or 4,
The elastic member covered by the first side core or the second side core includes the center core and the first and second side cores on the outer peripheral surface thereof, and the core constituting the magnetic circuit is accommodated in the coil case. An internal combustion engine ignition coil provided with a positioning centering protrusion for centering with respect to the inner surface of the coil case.
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