JP2007329332A - Ignition coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの気筒における燃焼室内にスパークを発生させて、燃焼の着火を行うための点火コイルに関する。 The present invention relates to an ignition coil for igniting combustion by generating a spark in a combustion chamber in an engine cylinder.
車両等のエンジンにおける各気筒に配設して使用する点火コイルは、シリンダヘッドにおけるプラグホール内に挿入配置し、これ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により、各気筒における燃焼の着火を行っている。
この点火コイルは、ECU(電子制御ユニット)からのスイッチング信号を受けて通電を行う一次コイルと、この一次コイルへの通電を遮断したときに生ずる誘導磁界によって、スパークプラグにスパーク用電圧を発生させる二次コイルとを備えている。また、点火コイルにおいては、エンジンの燃焼室内における状態量を測定するセンサを備えたものがある。
An ignition coil used by being installed in each cylinder of an engine such as a vehicle is inserted and arranged in a plug hole in a cylinder head, and sparks are generated from a spark plug attached to the ignition coil, thereby igniting combustion in each cylinder. Is going.
This ignition coil generates a sparking voltage in a spark plug by a primary coil that energizes in response to a switching signal from an ECU (electronic control unit) and an induced magnetic field that is generated when the energization of the primary coil is cut off. A secondary coil. Some ignition coils include a sensor for measuring a state quantity in a combustion chamber of an engine.
そして、上記センサの信号線は、プラグホール内に挿入配置したスパークプラグの周辺から、プラグホールの外部に配置したコネクタ部まで引き出す必要がある。
しかしながら、一次コイル及び二次コイルをプラグホール内に挿入配置して使用するスティックタイプの点火コイルにおいては、上記センサから引き出した信号線は、二次コイルの周辺を通ってコネクタ部まで引き出すことになる。そのため、この場合には、スパーク用電圧(高電圧)による影響、スパーク発生後に残留する磁気の影響等を受けて、センサの信号線にノイズが重畳してしまうおそれがある。
The signal line of the sensor needs to be pulled out from the periphery of the spark plug inserted and arranged in the plug hole to the connector portion arranged outside the plug hole.
However, in the stick type ignition coil that is used by inserting and arranging the primary coil and the secondary coil in the plug hole, the signal line drawn from the sensor is drawn to the connector part through the periphery of the secondary coil. Become. Therefore, in this case, noise may be superimposed on the signal line of the sensor due to the influence of the spark voltage (high voltage), the influence of the magnetism remaining after the occurrence of the spark, and the like.
なお、例えば、特許文献1においては、圧力センサ内蔵スパークプラグに関する技術が開示されている。そして、そこには、圧力センサから取り出されるリード線の周方向における延出位置を、例えばノッキング検出装置等の所定の位置(方向)に容易に位置合わせすることができ、リード線の損傷・断線等の発生を防止する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1の技術は、一次コイル及び二次コイルをプラグホールの外部に配置して使用するタイプの点火コイルに適用するものである。そのため、センサの信号線を、二次コイルの周辺を通って配置する際の工夫はなされていない。
For example,
However, the technique of
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、センサの信号線を二次コイルの周辺に配置する場合において、当該センサの信号線にノイズが重畳することを効果的に抑制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。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and effectively suppresses noise from being superimposed on the signal line of the sensor when the signal line of the sensor is arranged around the secondary coil. It is intended to provide an ignition coil that can.
本発明は、一次コイル及び二次コイルを備えたコイル本体部の軸方向一端部に、外部との電気接続を行うコネクタ部を備えると共に、上記コイル本体部の軸方向他端部に、上記二次コイルによるスパークを発生させるスパークプラグを備え、かつ該スパークプラグに、エンジンの気筒における状態量を計測するセンサを備えてなる点火コイルにおいて、
上記一次コイルは、一次電線を、軸方向に巻回すると共に径方向に複数層に巻回して、複数の巻線層を形成してなり、
上記センサの信号線は、上記複数の巻線層のうち内側に位置する内側巻線層と、該内側巻線層の外側に位置する外側巻線層との間に配置して、上記コネクタ部まで引き出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 present invention includes a connector part for making an electrical connection with the outside at one end in the axial direction of a coil main body provided with a primary coil and a secondary coil, and at the other end in the axial direction of the coil main body. In an ignition coil comprising a spark plug for generating a spark by a secondary coil, and comprising a sensor for measuring a state quantity in a cylinder of the engine in the spark plug,
The primary coil is formed by winding a primary wire in the axial direction and winding it in a plurality of layers in the radial direction to form a plurality of winding layers,
The signal line of the sensor is disposed between the inner winding layer located inside the plurality of winding layers and the outer winding layer located outside the inner winding layer, and the connector portion (1).
本発明の点火コイルは、上記センサを備えたものであり、このセンサの信号線を、二次コイルの周辺を通って配置する場合に、ノイズによる影響を受け難い構造を有している。
すなわち、本発明の点火コイルにおいては、センサの信号線を、一次コイルにおける上記内側巻線層と外側巻線層との間に配置してコネクタ部まで引き出している。これにより、一次コイルにおける内側巻線層と外側巻線層とによって、センサの信号線を覆うことができる。そのため、センサの信号線を二次コイルの周辺に配置しても、スパーク用電圧(高電圧)による影響、スパーク発生後に残留する磁気の影響等を受けて、当該センサの信号線へノイズが重畳することを効果的に抑制することができる。
The ignition coil of the present invention includes the above-described sensor, and has a structure that is not easily affected by noise when the signal line of this sensor is arranged through the periphery of the secondary coil.
That is, in the ignition coil according to the present invention, the signal line of the sensor is arranged between the inner winding layer and the outer winding layer in the primary coil and is drawn out to the connector portion. Thereby, the signal wire | line of a sensor can be covered with the inner side winding layer and outer side winding layer in a primary coil. Therefore, even if the sensor signal line is arranged around the secondary coil, noise is superimposed on the sensor signal line due to the influence of the spark voltage (high voltage), the influence of the magnetism remaining after the occurrence of the spark, etc. This can be effectively suppressed.
それ故、本発明の点火コイルによれば、センサの信号線を二次コイルの周辺に配置する場合において、当該センサの信号線にノイズが重畳することを効果的に抑制することができる。 Therefore, according to the ignition coil of the present invention, when the signal line of the sensor is arranged around the secondary coil, it is possible to effectively suppress the noise from being superimposed on the signal line of the sensor.
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、上記センサの信号線は、上記内側巻線層と上記外側巻線層との間において、軸方向に複数回巻回して配置することができる(請求項2)。
この場合には、センサの信号線の配置が容易であると共に、センサの信号線を内側巻線層と外側巻線層との間に安定して配置することができる。
A preferred embodiment of the present invention described above will be described.
In the present invention, the signal line of the sensor can be arranged by being wound a plurality of times in the axial direction between the inner winding layer and the outer winding layer.
In this case, the sensor signal lines can be easily arranged, and the sensor signal lines can be stably arranged between the inner winding layer and the outer winding layer.
また、上記センサの信号線は、上記内側巻線層と上記外側巻線層との間において、軸方向に沿って配置することもできる(請求項3)。
この場合には、センサの信号線の配置が容易であると共に、センサの信号線の長さを短くすることができる。
Further, the signal line of the sensor may be disposed along the axial direction between the inner winding layer and the outer winding layer.
In this case, the arrangement of the sensor signal lines is easy, and the length of the sensor signal lines can be shortened.
また、上記一次コイル及び上記二次コイルの外周側には、磁性材料からなる外周コアが配設してあり、該外周コアは、その周方向端面同士の間に隙間を形成してなり、上記センサの信号線は、上記軸方向に沿って配置する場合には、上記隙間によるスペースを利用して、軸方向に沿って配置することが好ましい(請求項4)。
この場合には、外周コアの隙間によるスペースを利用してセンサの信号線を配置することができ、点火コイルの外径が大きくなることを効果的に抑制することができる。
Further, an outer peripheral core made of a magnetic material is disposed on the outer peripheral side of the primary coil and the secondary coil, and the outer peripheral core is formed with a gap between its circumferential end faces, When the signal lines of the sensor are arranged along the axial direction, it is preferable to arrange the sensor signal lines along the axial direction by utilizing the space formed by the gap.
In this case, the signal line of the sensor can be arranged using the space formed by the gap between the outer peripheral cores, and the increase in the outer diameter of the ignition coil can be effectively suppressed.
また、上記一次コイルは、2層の巻線層を形成してなり、上記センサの信号線は、上記内側巻線層としての1層目巻線層と、上記外側巻線層としての2層目巻線層との間に配置することができる(請求項5)。
この場合には、一次コイルの形成が容易であると共に、内側巻線層と外側巻線層との間へのセンサの信号線の配置も容易である。
The primary coil is formed with two winding layers, and the signal line of the sensor includes a first winding layer as the inner winding layer and two layers as the outer winding layer. It can arrange | position between eyeglass layers (Claim 5).
In this case, it is easy to form the primary coil, and it is also easy to arrange the sensor signal line between the inner winding layer and the outer winding layer.
また、上記センサは、上記エンジンの気筒における燃焼状態を検出する燃焼圧センサとすることができる(請求項6)。
この場合には、燃焼圧センサの信号線に、ノイズが重畳することを効果的に抑制することができる。
また、上記センサは、燃焼圧センサ以外にも、エンジンの異常燃焼による振動(ノッキング)を検出するノックセンサ、スパークプラグ周辺の異常燃焼による温度を検出するプレイグセンサ、スパークプラグ周辺の温度を検出する温度センサ、又はエンジンのピストンとの間の隙間を検出する近接センサ等とすることもできる。
The sensor may be a combustion pressure sensor that detects a combustion state in a cylinder of the engine.
In this case, it is possible to effectively suppress noise from being superimposed on the signal line of the combustion pressure sensor.
In addition to the combustion pressure sensor, the sensor detects a knock sensor that detects vibration (knocking) due to abnormal combustion of the engine, a plague sensor that detects a temperature due to abnormal combustion around the spark plug, and a temperature around the spark plug. A temperature sensor or a proximity sensor that detects a gap between the piston and the engine may be used.
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、図2に示すごとく、一次コイル2及び二次コイル3を備えたコイル本体部11の軸方向一端部111に、外部との電気接続を行うコネクタ部5を備えると共に、コイル本体部11の軸方向他端部112に、二次コイル3によるスパークを発生させるスパークプラグ7を備えている。また、点火コイル1は、スパークプラグ7に、エンジン8の気筒における状態量を計測するセンサ75を備えている。
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 and FIG. 2, the
図3、図4に示すごとく、上記一次コイル2は、一次電線211を、軸方向Lに複数回巻回すると共に径方向Rに複数層に巻回して、複数の巻線層21を形成してなる。そして、センサ75のセンサ信号線751は、複数の巻線層21のうち内側に位置する内側巻線層21Aと、この内側巻線層21Aの外側に位置する外側巻線層21Bとの間に配置して、コネクタ部5まで引き出してある。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
以下に、本例の点火コイル1につき、図1〜図4と共に詳説する。
図1、図2に示すごとく、本例の点火コイル1は、上記コイル本体部11を、エンジン(シリンダヘッドカバー)8におけるプラグホール81内に挿入配置して用いるスティックタイプのものである。また、上記コネクタ部5は、プラグホール81の外部に配置される。
なお、図1は、スパークプラグ7を装着する前の状態の点火コイル1を示し、図2は、スパークプラグ7を装着した状態の点火コイル1を示す。
Hereinafter, the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
1 shows the
図3に示すごとく、本例の一次コイル2は、円筒状樹脂からなる一次スプール22の外周面に、絶縁被覆した一次電線211(本例では銅線)を軸方向Lに複数回巻回してなる。また、本例の一次電線211は、径方向Rに2層に積層して巻回してあり、センサ信号線751は、内側巻線層21Aとしての1層目巻線層21Aと、外側巻線層21Bとしての2層目巻線層21Bとの間に配置してある。
また、一次電線211の巻き始め端部212及び巻き終わり端部213は、一次コイル2における軸方向一端側L1(コネクタ部5の配置側)に位置している。
As shown in FIG. 3, the
In addition, the winding
図1に示すごとく、本例の二次コイル3は、円筒状樹脂からなる二次スプール32の外周面に、絶縁被覆した二次電線31を一次電線211よりも多い巻回数で巻回してなる。また、二次コイル3は、一次電線211よりも細径の二次電線31を、軸方向他端側L2に向けて巻き径が縮小するよう傾斜状態で巻回した複数の傾斜巻き層を、軸方向他端側L2に向けて複数巻き重ねてなる。
As shown in FIG. 1, the
また、二次コイル3及び二次スプール32は、一次コイル2及び一次スプール22の内周側に配置してあり、二次スプール32の内周側には、磁性体からなる中心コア41が配置してある。また、一次コイル2及び一次スプール22は、円筒状樹脂からなるコイルケース43内に配置してあり、コイルケース43の外周側には、磁性体からなる外周コア42が配置してある。
The
また、図4に示すごとく、中心コア41は、絶縁被膜を備えた平板状の電磁鋼板(本例では珪素鋼板)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。また、外周コア42は、軸方向Lにスリット(隙間)421を形成してなる円筒状の電磁鋼板(本例では珪素鋼板)を、径方向Rに接着剤を介して複数積層してなる。すなわち、外周コア42は、その周方向Cの端面421同士の間に隙間422を形成してなる。
そして、中心コア41及び外周コア42により、一次コイル2に電流を流して発生させる磁束を通過させる磁気回路を形成することができる。また、中心コア41の外周には、応力緩和用のテープ411が巻き付けてある。
Further, as shown in FIG. 4, the
The
図1に示すごとく、本例のコネクタ部5は、コネクタケース51内に、一次コイル2に電力を供給するイグナイタ52を配設してなる。このコネクタケース51は、イグナイタ52を配設する配設部511と、コイルケース43及び外周コア42を嵌入するケース嵌入口512とを形成してなる。
As shown in FIG. 1, the
また、コネクタケース51には、径方向Rの外方に向けて、イグナイタ52における導電ピンと導通する導電ピン531をインサート成形してなる接続部53と、当該点火コイル1をエンジン8に取り付けるためのフランジ部54とが形成してある。
また、イグナイタ52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、及びセンサ信号線751から受けた情報信号を処理するセンサアンプ等を備えている。
In addition, the
The
図1に示すごとく、本例のコイルケース43の軸方向他端部には、プラグベース部6が連結形成してあり、このプラグベース部6には、ゴム製のプラグキャップ61が取り付けてある。このプラグキャップ61には、スパークプラグ7の碍子部71を嵌入するプラグ嵌入口611が形成してある。
また、二次スプール32の軸方向他端部に形成した延長部321とプラグベース部6との間には、二次コイル3における二次電線31の高電圧巻線端部に導通する二次ターミナル(高電圧端子)62が挟持してあり、プラグベース部6の内周側には、二次ターミナル62に導通するスプリング63が配設してある。
As shown in FIG. 1, a
Further, between the
また、図2に示すごとく、スパークプラグ7は、その導通端子部72をスプリング63に接触させた状態で、その碍子部71がプラグキャップ61のプラグ嵌入口611内に嵌入配置される。
また、コイルケース43、プラグベース部6及びコネクタケース51によって囲まれた点火コイル1における隙間には、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂15が充填してある。
Further, as shown in FIG. 2, the
A gap in the
同図に示すごとく、本例のスパークプラグ7は、碍子部71と、この碍子部71の軸方向一端部に形成した導通端子部72と、碍子部71から軸方向他端側L2に向けて延長形成し、エンジン8に螺合するねじ部73と、このねじ部73の軸方向他端部に形成した一対の電極部74とを有している。この一対の電極部74は、エンジン8の気筒における燃焼室内に突出配置される。
また、本例のスパークプラグ7に設けたセンサ75は、エンジン8の気筒における燃焼室内の燃焼状態を検出する燃焼圧センサである。このセンサ75からは、プラスとマイナスの一対のセンサ信号線751が引き出されている。
As shown in the figure, the
The
図3に示すごとく、本例のセンサ信号線751は、一次コイル2における内側巻線層21Aと外側巻線層21Bとの間において、軸方向Lに複数回巻回して配置してある。
そして、本例の一次コイル2を形成するに当たっては、一次スプール22の外周面において、一次電線211を軸方向一端側L1から軸方向他端側L2に向けて複数回巻回して、内側巻線層(1層目巻線層)21Aを形成する。次いで、この内側巻線層21Aの外周に、一対のセンサ信号線751を軸方向他端側L2から軸方向一端側L1に向けて複数回巻回する。その後、巻回した一対のセンサ信号線751の外周に、内側巻線層21Aにおける一次電線211の端部から続けて、軸方向一端側L1に向けて複数回巻回して、外側巻線層(2層目巻線層)21Bを形成する。
こうして、一次スプール22の軸方向一端側L1から、内側巻線層21Aにおける一次電線211の巻き始め端部212、外側巻線層21Bにおける一次電線211の巻き終わり端部213、及び一対のセンサ信号線751の端部を引き出して、一次コイル2を形成する。
As shown in FIG. 3, the
In forming the
Thus, from the axial direction one end side L1 of the
上記点火コイル1において、ECUからパルス状のスパーク発生信号がイグナイタ52に送信されると、イグナイタ52における電力制御回路が動作し、一次コイル2に電流が流れて、中心コア41及び外周コア42を通過する磁界が形成される。そして、一次コイル2に流れる電流を遮断したときには、上記磁界の形成方向とは反対方向に向けて、中心コア41及び外周コア42を通過する誘導磁界が形成される。この誘導磁界の形成により、二次コイル3に誘導起電力(逆起電力)が発生し、点火コイル1に装着したスパークプラグ7の一対の電極部74からスパークを発生させることができる。
In the
本例の点火コイル1においては、一対のセンサ信号線751を、一次コイル2における内側巻線層21Aと外側巻線層21Bとの間に配置してコネクタ部5まで引き出している。これにより、一次コイル2における内側巻線層21Aと外側巻線層21Bとによって、一対のセンサ信号線751を覆うことができる。そのため、一対のセンサ信号線751を二次コイル3の近傍を通ってイグナイタ52まで配線しても、スパーク用電圧(高電圧)による影響、スパーク発生後に残留する磁気の影響等を受けて、当該一対のセンサ信号線751へノイズが重畳することを効果的に抑制することができる。
In the
それ故、本例の点火コイル1によれば、一対のセンサ信号線751を二次コイル3の近傍を通ってイグナイタ52まで配線する場合において、当該一対のセンサ信号線751にノイズが重畳することを効果的に抑制することができる。
Therefore, according to the
(実施例2)
本例は、図5に示すごとく、上記センサ信号線751を、上記一次コイル2における内側巻線層21Aと外側巻線層21Bとの間において、軸方向Lに沿って配置した例である。
本例の一次コイル2の外側巻線層21Bは、その周方向Cの一部においてセンサ信号線751を内側巻線層21Aとの間に挟んでいることにより、その周方向Cの一部に、径方向Rの外方に突出した巻線突出部215が形成されている。また、一次コイル2の外周側に配置したコイルケース43は、巻線突出部215に対応する位置に、ケース突出部431を有している。そして、このケース突出部431は、上記外周コア42における周方向Cの端面421同士の間に形成した隙間422に配置してある。
(Example 2)
In this example, as shown in FIG. 5, the
The outer winding
本例においては、センサ信号線751を、外周コア42における隙間422によるスペースを利用して、軸方向Lに沿って配置することができる。そのため、点火コイル1の外径が大きくなることを防止して、センサ信号線751の配線を行うことができる。また、本例においては、センサ信号線751の長さを短くすることもできる。
本例においても、その他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。
In this example, the
Also in this example, other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
なお、上記実施例1、2に示した点火コイル1の構造は、上記センサ75を、ノックセンサ、プレイグセンサ、温度センサ又は近接センサ等とする場合にも同様に採用することができる。
The structure of the
1 点火コイル
11 コイル本体部
2 一次コイル
21 巻線層
21A 内側巻線層
21B 外側巻線層
211 一次電線
22 一次スプール
3 二次コイル
32 二次スプール
41 中心コア
42 外周コア
422 隙間
43 コイルケース
5 コネクタ部
52 イグナイタ
6 プラグベース部
7 スパークプラグ
75 センサ
751 センサ信号線
8 エンジン
81 プラグホール
L 軸方向
C 周方向
R 径方向
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記一次コイルは、一次電線を、軸方向に複数回巻回すると共に径方向に複数層に巻回して、複数の巻線層を形成してなり、
上記センサの信号線は、上記複数の巻線層のうち内側に位置する内側巻線層と、該内側巻線層の外側に位置する外側巻線層との間に配置して、上記コネクタ部まで引き出してあることを特徴とする点火コイル。 A coil body provided with a primary coil and a secondary coil is provided at one end in the axial direction with a connector portion for electrical connection with the outside, and at the other end in the axial direction of the coil main body, a spark is generated by the secondary coil. In an ignition coil comprising a spark plug for generating a spark plug and a sensor for measuring a state quantity in a cylinder of an engine in the spark plug,
The primary coil is formed by winding a primary wire a plurality of times in the axial direction and winding a plurality of layers in the radial direction to form a plurality of winding layers,
The signal line of the sensor is disposed between the inner winding layer located inside the plurality of winding layers and the outer winding layer located outside the inner winding layer, and the connector portion An ignition coil characterized by being pulled out to the end.
該外周コアは、その周方向端面同士の間に隙間を形成してなり、
上記センサの信号線は、上記隙間によるスペースを利用して、軸方向に沿って配置してあることを特徴とする点火コイル。 In claim 3, an outer peripheral core made of a magnetic material is disposed on the outer peripheral side of the primary coil and the secondary coil,
The outer peripheral core is formed with a gap between the circumferential end faces,
The ignition coil according to claim 1, wherein a signal line of the sensor is arranged along an axial direction using a space formed by the gap.
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JP2010101208A (en) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Daihatsu Motor Co Ltd | Ignition coil for spark-ignition internal combustion engine |
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