JP2008117865A - Ignition coil for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、点火プラグに高電圧を供給する、特にエンジンヘッドのプラグホール内に収容もしくはエンジンヘッドカバー上、若しくはその近傍に搭載され点火プラグに直接またはプラグブーツ乃至プラグコードを介して接続された内燃機関用点火コイルに関する。 The present invention provides an internal combustion engine that supplies a high voltage to an ignition plug, in particular accommodated in a plug hole of an engine head or mounted on or near an engine head cover and connected to the ignition plug directly or via a plug boot or plug cord. The present invention relates to an engine ignition coil.
近時の自動車用内燃機関に用いられる内燃機関用点火コイルには、小型化と、地球環境を考慮した希薄燃焼のエンジンに対応する為の高出力化という相反する要求がある。 The internal combustion engine ignition coil used in a recent automobile internal combustion engine has conflicting demands for downsizing and high output to cope with a lean combustion engine in consideration of the global environment.
エンジンの点火プラグに高電圧を直接供給する円筒型内燃機関用点火コイルは、エンジンヘッドのプラグホール内にその一部分または大部分を収納するため、エンジンヘッド上のスペースを縮小できることと、高電圧を点火プラグに直接供給するためハイテンションケーブルのような点火プラグに伝導する線が必要ないため電装品に悪影響がある点火時のノイズの発生が小さいことと、点火エネルギーの点火プラグへの伝搬損失も少ないことなどの利点から多くのエンジンに使用されている。 The cylindrical internal combustion engine ignition coil that directly supplies a high voltage to the engine spark plug is housed in a part or most of the engine head plug hole, so that the space on the engine head can be reduced and the high voltage can be reduced. Since there is no need for a conducting wire to the spark plug such as a high tension cable because it is supplied directly to the spark plug, the occurrence of noise during ignition that adversely affects the electrical components is small, and the propagation loss of ignition energy to the spark plug is also low. It is used in many engines because of its advantages such as being small.
近年ではウォータージャケットの拡大やバルブの狭角化、点火プラグの小径化によってプラグホールの径も小径化されてきており、小径化に対応しつつ円筒型内燃機関用点火コイルの性能を維持するためのコイル部の高効率化が不可欠である。 In recent years, the diameter of the plug hole has been reduced due to the expansion of the water jacket, the angle of the valve, and the diameter of the spark plug. In order to maintain the performance of the ignition coil for a cylindrical internal combustion engine, the diameter can be reduced. It is essential to improve the efficiency of the coil part.
円筒型内燃機関用点火コイルは、1次コイル、2次コイル、鉄芯が、電磁結合されることで構成され、点火のタイミングでイグナイタ(半導体スイッチ)などのスイッチング素子による断続制御を受け、1次コイル電流を遮断することで、自動車のバッテリ電源電圧を30から40kVに昇圧した高電圧を点火プラグに配電する。円筒型内燃機関用点火コイルのエネルギーは、1次コイル巻数、鉄芯断面積と、1次コイルの遮断電流の積によってその概ねの値を求めることができる。則ち、それぞれを大きくすれば必然的に大きな点火エネルギーを得ることができる。しかし、実際には、1次コイル遮断電流値は、その断続を行うイグナイタの性能に依存するところがあり、自動車用点火系としては8〜10A程度の円筒型内燃機関用点火コイルが一般的であった。 The ignition coil for a cylindrical internal combustion engine is configured by electromagnetically coupling a primary coil, a secondary coil, and an iron core, and is subjected to intermittent control by a switching element such as an igniter (semiconductor switch) at the timing of ignition. By cutting off the secondary coil current, a high voltage obtained by boosting the battery power supply voltage of the automobile from 30 to 40 kV is distributed to the spark plug. The approximate value of the energy of the ignition coil for a cylindrical internal combustion engine can be obtained from the product of the number of turns of the primary coil, the cross-sectional area of the iron core, and the cutoff current of the primary coil. In other words, if each of them is increased, a large ignition energy can inevitably be obtained. However, in practice, the primary coil cutoff current value depends on the performance of the igniter that performs the intermittent operation. As an automobile ignition system, a cylinder internal combustion engine ignition coil of about 8 to 10 A is generally used. It was.
近年では、15A以上で断続制御できるイグナイタが利用できるようになった。ここで1次コイル遮断電流値を8A、1次コイル巻数を200ターンで40mJ程度の点火エネルギーを得ていた円筒型内燃機関用点火コイルの場合、同一サイズの鉄芯断面積の基において、1次電流値を2倍の16Aとすれば、その1次コイル巻数を半減できることになる。 In recent years, an igniter that can be intermittently controlled at 15 A or more can be used. Here, in the case of an ignition coil for a cylindrical internal combustion engine that has obtained an ignition energy of about 40 mJ with a primary coil breaking current value of 8 A and a primary coil winding number of 200 turns, If the secondary current value is doubled to 16A, the number of turns of the primary coil can be halved.
従来例を図10乃至図12に沿って説明する。図10は従来の技術を適用した内燃機関用点火コイルの縦断面図である。また図11は従来の技術を適用した内燃機関用点火コイルのコイル部図である。また図12は図10の模式回路図である。 A conventional example will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a longitudinal sectional view of an ignition coil for an internal combustion engine to which a conventional technique is applied. FIG. 11 is a coil diagram of an ignition coil for an internal combustion engine to which a conventional technique is applied. FIG. 12 is a schematic circuit diagram of FIG.
図10乃至図12によれば、従来の円筒型内燃機関用点火コイルは、ケイ素鋼板等の電磁性鋼板からなる中心鉄芯70と、この中心鉄芯70の外周にあって一端から一端まで複数のフランジによりセクションを設け、各セクションには積層巻きを施した2次ボビン22に2次銅線を巻き廻した2次コイル20と、この2次コイル20と同軸的に配置され、ポリブチレンテレフタレート(以下「PBT」と表記)により形成された1次ボビン11に1次銅線を巻き廻した1次コイル10と、これらコイル類の外側に円筒形状に形作られその円周の一部に切り欠き部を有する外周鉄芯60と、前記中心鉄芯70と、1次コイル10、2次コイル20とで、コイル部2を形成し、コイル部2を収納する上部に大きな開口の上部収納部30を有し、電気的絶縁特性が良好なポリフェニレンサルファイド(以下「PPS」と表記)の難燃性絶縁樹脂材により形成された円筒形のケース3と、を有する円筒型内燃機関用点火コイル1であって、前記ケース3の上部に前記1次コイル10へバッテリ電源電圧を供給する1次電流入力部32を装着し、場合によっては前記上部収納部30に1次電流をオン−オフするイグナイタ80を収納し、前記ケース3中に絶縁材としてエポキシ絶縁材を注入し硬化させて円筒型内燃機関用点火コイル1を形成している。
10 to 12, the conventional ignition coil for a cylindrical internal combustion engine includes a
前記1次コイル10と、前記1次コイル10へ電源電圧を供給する1次電流入力部32乃至場合によって収容される前記イグナイタ80との電気的接続は、その電気導通経路を最短で行うため、前記1次コイル10と、前記1次電流入力部32乃至前記イグナイタ80とが、ケース3の上部に集中配置され前記1次コイル10は、前記イグナイタ80のコレクタ側(C)とバッテリ電源のB+(バッテリ+)とが前記1次コイル10の一方端側に電気的に接続されている構造になっている。これより1次コイルの巻層は複数層で設計することが求められている。
The electrical connection between the
図12の回路図において、イグナイタ80は、ベース側(B)、コレクタ側(C)、エミッタ側(E)の出力を有し、それぞれベース側(B)は点火信号発生回路と、コレクタ側(C)は1次コイルと、エミッタ側(E)は接地され接続される。点火コイルは、2次コイル20の低圧側24は1次コイル10と電気的に接続されている。1次側電気導通路としては、B+(バッテリ+)より、1次コイル10、イグナイタ80のコレクタ側(C)からエミッタ側(E)は接地するまでの電気通路である。点火信号発生回路よりイグナイタ80のベース側(B)に点火信号が入力されるとB+(バッテリ+)より1次コイルに電流が流れ込み、磁界を発生させ、発生した磁界は鉄芯に保持される。次に、イグナイタ80のベース側(B)の点火信号が遮断されると、1次コイル10に流れていた電流も遮断され、1次コイル10と2次コイル20の巻数比に応じた高電圧が2次コイル20に励起され、2次コイル20と電気的に接続された図示しない点火プラグに配電される。
In the circuit diagram of FIG. 12, the igniter 80 has outputs on the base side (B), collector side (C), and emitter side (E). The base side (B) is an ignition signal generating circuit and collector side ( C) is connected to the primary coil and the emitter side (E) is grounded. The ignition coil is electrically connected to the
具体的に前記1次コイル10は、線径がφ0.5mmからφ1mm程度の絶縁皮膜付き銅線で75ターンから100ターン程度で1次ボビン11に巻回されており、抵抗は100〜300mΩ、その総巻は往復路の2層である。往路となる1層目13aは密巻に巻き回され1次巻数の大半を占めており、復路となる2層目13bは5ターン程度で、1層目13aの1次銅線を折り返えす復路にさしかかるところから、巻始め端側に向かい荒巻に巻き回されている。
Specifically, the
また、前記中心鉄芯70両端又は片端には、鉄芯の磁束の飽和を抑制するために1次コイル10で発生する磁束と反対方向の磁束を発生させるマグネット72およびヨークコア73若しくはマグネット72のみを装着し動作時の点火エネルギーを増加させる場合もある。
Further, at both ends or one end of the
さらに前記コイル部2の下部には、高圧タワー部34を備え、この高圧タワー部34には2次高圧端子22を備え、2次コイルで発生した高電圧を図示しない点火プラグに伝えるスプリング40と電気的に結合されている。さらに高圧タワー部34には、図示しない電気的導電部材をプラグホール等の金属部に高電圧がリークしないようにゴム等の絶縁性弾性材料で覆って成型されたプラグブーツ50を備え、図示しない点火プラグと密着勘合される。
Further, a lower portion of the
上述の円筒型内燃機関用点火コイルの動作を説明する。1次電流入力部32より入力された電流は、1次コイル10を通り磁束を発生させ、中心鉄芯70ならびに外周鉄芯60によって磁束を通りやすくし、イグナイタ80によって電流がECUから供給される点火信号で遮断されることで2次コイル20に高電圧を発生する。該2次コイル20で発生した高電圧は、高圧タワー部34に取り付けられた2次高圧端子22を通り、スプリング40を介して、図示しない点火プラグに印加される。
従来、1次コイル巻回数を2層200ターン、1次遮断電流が8Aの点火コイルの場合より、1次遮断電流を2倍に上げた16Aの場合、同等の点火性能を生成するなら上述のような1次コイル必要巻回数を半分の100ターンで構成でき、従来、往復路の2層で構成されていた1次コイルの巻層を往路の1層で構成することができるが、上述のような構造上1次コイルの巻層を複数層で構成することが求められ、この場合往路の1層で構成することは出来ず、往復路の2層必要となることから、1層減らしたことによる巻回数の半減によるコイル外径の小型化の効果を得ることが出来なかった。 Conventionally, in the case of 16A in which the primary breaking current is doubled than in the case of an ignition coil having a primary coil winding number of two layers of 200 turns and a primary breaking current of 8A, the above-mentioned is necessary to generate an equivalent ignition performance. The required number of turns of the primary coil can be constituted by half of 100 turns, and the winding layer of the primary coil that has been conventionally constituted by two layers of the reciprocating path can be constituted by one layer of the forward path. Due to such a structure, it is required that the winding layer of the primary coil is composed of a plurality of layers. In this case, it cannot be composed of one layer of the forward path, and two layers of the round-trip path are necessary. Thus, the effect of reducing the outer diameter of the coil due to halving the number of turns could not be obtained.
また欧州特許公開第1557849号公報(特許文献1)に記載されているように、1次コイルは復路の2層目の1次銅線を往路の折り返えしの復路にさしかかるところから、1層目の巻き回し方向と直行する軸方向に真っ直ぐに巻始め端に引き上げ、この2層目を外周鉄芯のスリット部の空隙に配置することも出来るが、空隙に配置し真っ直ぐに巻始め端に引き上げるための位置決めが困難であること、また外周鉄芯の積層厚さに対して1次銅線径が太い場合には同様に小径化の効果が十分得られないという問題がある。 Further, as described in European Patent Publication No. 1557849 (Patent Document 1), the primary coil starts from the point where the second layer primary copper wire of the return path starts to return to the return path of the return path. It can be pulled straight up to the winding start end in the axial direction perpendicular to the winding direction of the layer, and this second layer can be placed in the gap in the slit part of the outer iron core, but it is placed in the gap and straight at the winding start end. There are problems that positioning for pulling up is difficult, and that the effect of reducing the diameter cannot be obtained sufficiently when the primary copper wire diameter is large relative to the laminated thickness of the outer peripheral iron core.
そこで本発明は上記課題を鑑みて、発明者は、円筒型内燃機関用点火コイルの1次コイル電気回路の構成方法に着目し、エンジンのプラグホール内に装着され、点火プラグに高電圧を供給する円筒型内燃機関用点火コイルにおいて、小径で信頼性の高い、多種多様なエンジンに円筒型内燃機関用点火コイルを搭載するなどの汎用性のある、最良の点火性能の出力を得ることの出来る円筒型内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention pays attention to a method of configuring a primary coil electric circuit of an ignition coil for a cylindrical internal combustion engine, and is installed in a plug hole of the engine to supply a high voltage to the ignition plug. In the ignition coil for a cylindrical internal combustion engine, it is possible to obtain an output with the best and most versatile ignition performance, such as mounting the ignition coil for a cylindrical internal combustion engine on a wide variety of engines with a small diameter and high reliability. An object is to provide an ignition coil for a cylindrical internal combustion engine.
上記課題を解決するため、本発明の請求項1は、電磁性鋼板からなる中心鉄芯と、前記中心鉄芯と電磁結合で接続され前記中心鉄芯の外周側に配置される1次コイルと、2次コイルと、前記1次コイルと、前記2次コイルの両方の外周側に配置される電磁性鋼板からなる外周鉄芯と、でコイル部を構成し、当該コイル部は電気的絶縁性を有するケース内に納められ、絶縁材で封止された内燃機関用点火コイルにおいて、前記1次コイルの巻層は奇数層で構成され、前記1次コイルの外周側に1次側電気導通路を配置したことを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 In order to solve the above-mentioned problems, claim 1 of the present invention includes a central iron core made of an electromagnetic steel sheet, and a primary coil connected to the central iron core by electromagnetic coupling and disposed on the outer peripheral side of the central iron core. A coil part is constituted by a secondary coil, the primary coil, and an outer peripheral iron core made of an electromagnetic steel plate disposed on the outer peripheral side of both of the secondary coils, and the coil part is electrically insulative. An ignition coil for an internal combustion engine sealed in an insulating material, wherein the winding layer of the primary coil is formed of an odd number layer, and a primary-side electric conduction path is formed on the outer peripheral side of the primary coil. Is an ignition coil for an internal combustion engine.
また請求項2では、請求項1に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記1次側電気導通路の一部を前記外周鉄芯で構成していることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。
Further, in
また請求項3では、請求項1に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、外周鉄芯は1次コイルの一端と、イグナイタ(コレクタ側)との間に電気的に接続されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 According to a third aspect of the present invention, in the ignition coil for an internal combustion engine according to the first aspect, the outer peripheral iron core is electrically connected between one end of the primary coil and an igniter (collector side). An ignition coil for an internal combustion engine is provided.
また請求項4では、請求項1に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、外周鉄芯は1次コイルの一端と、B+(バッテリ+)との間に電気的に接続されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the ignition coil for an internal combustion engine according to the first aspect, the outer peripheral iron core is electrically connected between one end of the primary coil and B + (battery +). An ignition coil for an internal combustion engine is provided.
また請求項5では、請求項1乃至請求項4記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記コイル部はエンジンプラグホール内に配置され直接点火プラグに接続されることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。
The ignition coil for an internal combustion engine according to any one of
また請求項6では、請求項1乃至請求項4記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記コイル部はエンジンヘッドカバー上または点火プラグ近傍に搭載され、前記コイル部は、前記コイル部に接続される電気的導電部材を絶縁材で覆った高電圧導電体を介して点火プラグに電気的に接続されることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the ignition coil for an internal combustion engine according to the first to fourth aspects, the coil portion is mounted on an engine head cover or in the vicinity of a spark plug, and the coil portion is an electric connected to the coil portion. The internal combustion engine ignition coil is electrically connected to the spark plug through a high-voltage conductor having an electrically conductive member covered with an insulating material.
また請求項7では、請求項1乃至請求項6の内燃機関用点火コイルにおいて、前記外周鉄芯が薄板を円筒状に丸め加工された電磁性鋼板で構成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。
Further, according to
また請求項8では、請求項1乃至請求項6の内燃機関用点火コイルにおいて、前記外周鉄芯がロの字型乃至Oの字型の積層された電磁性鋼板で構成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the ignition coil for an internal combustion engine according to any one of the first to sixth aspects, the outer peripheral iron core is formed of a laminated electromagnetic steel sheet having a B shape or an O shape. It is set as the ignition coil for internal combustion engines.
また請求項9では、電磁性鋼板からなる中心鉄芯と、前記中心鉄芯と電磁結合で接続され前記中心鉄芯の外周側に配置される1次コイルと、2次コイルと、前記1次コイルと、前記2次コイルの両方の外周側に配置される電磁性鋼板からなる外周鉄芯と、でコイル部を構成し、当該コイル部は電気的絶縁性を有するケース内に納められ、絶縁材で封止された内燃機関用点火コイルにおいて、前記1次コイルの巻層は奇数層で構成され、前記1次コイルの内周側に1次側電気導通路を配置したことを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 According to a ninth aspect of the present invention, a central iron core made of an electromagnetic steel plate, a primary coil connected to the central iron core by electromagnetic coupling and disposed on the outer peripheral side of the central iron core, a secondary coil, and the primary A coil part is comprised with the coil and the outer periphery iron core which consists of an electromagnetic steel plate arrange | positioned at the outer peripheral side of both of the said secondary coils, The said coil part is stored in the case which has electrical insulation, and insulation In the internal combustion engine ignition coil sealed with a material, the winding layer of the primary coil is formed of an odd number layer, and a primary electric conduction path is disposed on the inner peripheral side of the primary coil. An ignition coil for an internal combustion engine is used.
また請求項10では、請求項9において、前記1次側電気導通路の一部を前記中心鉄芯で構成していることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an ignition coil for an internal combustion engine according to the ninth aspect, wherein a part of the primary side electric conduction path is constituted by the central iron core.
また請求項11では、請求項9に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、中心鉄芯は1次コイルの一端と、イグナイタ(コレクタ側)との間に電気的に接続されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。
According to
また請求項12では、請求項9に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、中心鉄芯は1次コイルの一端と、B+(バッテリ+)との間に電気的に接続されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 According to claim 12, in the ignition coil for internal combustion engine according to claim 9, the central iron core is electrically connected between one end of the primary coil and B + (battery +). An ignition coil for an internal combustion engine is provided.
また請求項13では、請求項9乃至請求項12記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記コイル部はエンジンプラグホール内に配置され直接点火プラグに接続されることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 The internal combustion engine ignition coil according to claim 9, wherein the coil portion is disposed in the engine plug hole and directly connected to the ignition plug. And
また請求項14では、請求項9乃至請求項12記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記コイル部はエンジンヘッドカバー上または点火プラグ近傍に搭載され、前記コイル部は、前記コイル部に接続される電気的導電部材を絶縁材で覆った高電圧導電体を介して点火プラグに電気的に接続されることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the ignition coil for an internal combustion engine according to the ninth to twelfth aspects, the coil portion is mounted on an engine head cover or in the vicinity of a spark plug, and the coil portion is electrically connected to the coil portion. The internal combustion engine ignition coil is electrically connected to the spark plug through a high-voltage conductor having an electrically conductive member covered with an insulating material.
また請求項15では、請求項1乃至請求項12の内燃機関用点火コイルにおいて、前記外周鉄芯が薄板を円筒状に丸め加工された電磁性鋼板で構成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 Further, in the fifteenth aspect of the present invention, in the internal combustion engine ignition coil according to the first to twelfth aspects, the outer peripheral iron core is formed of an electromagnetic steel plate obtained by rounding a thin plate into a cylindrical shape. Ignition coil.
また請求項16では、請求項9乃至請求項12の内燃機関用点火コイルにおいて、前記外周鉄芯がロの字型乃至Oの字型の積層された電磁性鋼板で構成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the ignition coil for an internal combustion engine according to the ninth to twelfth aspects, the outer peripheral iron core is formed of a laminated electromagnetic steel sheet having a B shape or an O shape. It is set as the ignition coil for internal combustion engines.
また請求項17では、請求項1乃至請求項16に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記外周鉄芯と前記中心鉄芯とは電気的に接続されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。
Further, in claim 17, the ignition coil for an internal combustion engine according to any one of
また請求項18では、請求項1乃至請求項6項或いは、請求項9項から請求項14に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記中心鉄芯と外周鉄芯のどちらか若しくは両方が絶縁皮膜を施した磁性粉体を加圧成形加工された圧粉鉄芯であることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。
According to
また請求項19では、請求項1乃至請求項18に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記1次コイルのイグナイタ(コレクタ側)とB+(バッテリ+)との結線部が巻き線分に対して一方端側に配置されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 Further, in the nineteenth aspect of the present invention, in the ignition coil for an internal combustion engine according to the first to eighteenth aspects, the connecting portion between the igniter (collector side) of the primary coil and B + (battery +) An ignition coil for an internal combustion engine is provided on one end side.
また請求項20では、請求項1乃至請求項19に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記中心鉄芯と前記外周鉄芯とで、閉磁路磁気回路を構成していることを特徴とする内燃機関用点火コイルとし、また請求項21では、請求項1乃至請求項19に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記中心鉄芯と前記外周鉄芯とで、開磁路磁気回路を構成していることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。
According to
請求項22では、電磁性鋼板からなる中心鉄芯と、前記中心鉄芯と電磁結合で接続され前記中心鉄芯の外周側に配置される1次コイルと、2次コイルと、前記1次コイルと、前記2次コイルの両方の外周側に配置される電磁性鋼板からなる外周鉄芯と、でコイル部を構成し、当該コイル部は電気的絶縁性を有するケース内に納められ、絶縁材で封止された内燃機関用点火コイルにおいて、前記1次コイルの巻層は偶数層で構成され、前記1次コイルの外周側に1次側電気導通路を配置すると共に前記1次コイルの内周側に1次側電気導通路を配置したことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
In
上記構成により、円筒型内燃機関用点火コイルの1次コイルの巻層が奇数層で収まる場合において上記解決手段を用いることで、従来は復路の導通経路として設定されていた最終偶数層を設ける必要が無くなりコイル部を小型化できる。 With the above configuration, when the winding layer of the primary coil of the ignition coil for a cylindrical internal combustion engine fits in an odd number layer, it is necessary to provide a final even number layer that has been conventionally set as a return path conduction path by using the above solution. The coil part can be reduced in size.
上記本発明の構成をすることで、コイル本体部の小径化が達成できる。仮に、1次銅線の線径が0.7mmの場合においては、コイル本体部の外径に与える小型化の効果は、0.7mm×2=1.4mmとなる。 By making the configuration of the present invention, the diameter of the coil main body can be reduced. If the wire diameter of the primary copper wire is 0.7 mm, the effect of downsizing on the outer diameter of the coil body is 0.7 mm × 2 = 1.4 mm.
これは、従来構造でコイル本体部外径が24mmのコイルであれば、本発明の構成を利用することで24mm−1.4mm=22.6mmとするころが出来るため、小型化により汎用性の高い円筒型内燃機関用点火コイルを提供できることが出来る。 This is because if the coil has a conventional structure and the coil body has an outer diameter of 24 mm, it can be rolled to 24 mm−1.4 mm = 22.6 mm by using the configuration of the present invention. A high ignition coil for a cylindrical internal combustion engine can be provided.
また、コイル本体部の外径は維持し小型化の効果分を磁気回路の増強、すなわち鉄心断面積の拡大に充てることで、円筒型内燃機関用点火コイルの性能を向上させることも可能である。 In addition, it is possible to improve the performance of the ignition coil for a cylindrical internal combustion engine by maintaining the outer diameter of the coil body and allocating the effect of downsizing to the enhancement of the magnetic circuit, that is, the expansion of the cross-sectional area of the iron core. .
次に本発明の技術を適用した実施例は、背景技術による円筒型内燃機関用点火コイルの相違する部分のみを説明する。本発明による実施例は図1乃至図10に沿って説明する。すなわち図1は本発明の技術を適用した実施例1の円筒型内燃機関用点火コイルの縦断面図である。また図2は同実施例1の円筒型内燃機関用点火コイルのコイル部図である。また図3は本発明の技術を適用した実施例3の円筒型内燃機関用点火コイルの縦断面図である。また図4は本発明の技術を適用した実施例1の模式回路図である。また図5は本発明の技術を適用した実施例2の模式回路図である。また図6は本発明の技術を適用した実施例3の模式回路図である。また図7は本発明の技術を適用した実施例4の模式回路図である。また図8は本発明の技術を適用した実施例5の矩形型内燃機関用点火コイルの縦断面図である。また図9は同実施例5の矩形型内燃機関用点火コイルの横断面図である。また図10は同実施例5の矩形型内燃機関用点火コイルのコイル部図である。
Next, the embodiment to which the technique of the present invention is applied will be described only for the different parts of the ignition coil for a cylindrical internal combustion engine according to the background art. An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a longitudinal sectional view of an ignition coil for a cylindrical internal combustion engine according to a first embodiment to which the technology of the present invention is applied. FIG. 2 is a coil part view of the ignition coil for the cylindrical internal combustion engine of the first embodiment. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an ignition coil for a cylindrical internal combustion engine according to a third embodiment to which the technology of the present invention is applied. FIG. 4 is a schematic circuit diagram of the first embodiment to which the technology of the present invention is applied. FIG. 5 is a schematic circuit diagram of
本実施例では、背景技術との相違点のみ述べる。図1及び図2と図4によれば、本発明の実施例1は、円筒型内燃機関用点火コイル101において、中心鉄芯170と、この中心鉄芯170の外周に同軸的に2次コイル120と、この2次コイル120の外周に同軸的に配置された1次コイル110と、これらコイル類の外側に円筒形状に形作られその円周の一部に切り欠き部を有する外周鉄芯160と、前述のコイル類を収納する上部に大きな開口の上部収納部130を有し、難燃性絶縁樹脂材により形成された円筒形のケース104と、を有する内燃機関用円筒型内燃機関用点火コイル101であって、前記ケース104の上部に1次コイル110へバッテリ電源電圧を供給する1次電流入力部132を装着し、場合によっては前記上部収納部130に1次電流をオン−オフするイグナイタ180を収納し、前記ケース104中に絶縁材としてエポキシ絶縁材を注入し硬化させて点火コイル101を形成している。
In the present embodiment, only differences from the background art will be described. As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the first embodiment of the present invention is the same as that of the ignition coil 101 for a cylindrical internal combustion engine. 120, a
具体的には、1次コイル110と、2次コイル120と、前記1次コイル110と、前記2次コイル120の両方の外周側に配置される電磁性鋼板からなる外周鉄芯160と、でコイル部102を構成し、当該コイル部102は電気的絶縁性を有するケース104内に納められ、絶縁材で封止された内燃機関用点火コイルにおいて、前記1次コイル110と、前記1次コイル110へ電源電圧を供給する1次電流入力部132乃至場合によって収容される前記イグナイタ180との電気的接続は、前記1次コイル110と、前記1次電流入力部132乃至前記イグナイタ180とが、ケース104の上部に集中配置され前記1次コイル110は、前記イグナイタ180のコレクタ側(C)と前記1次コイル110の一方端部110aに電気的に接続された構造になっている。また前記1次コイル110の巻層は奇数層113aで構成され、前記1次側電気導通路の一部を前記外周鉄芯160で構成している。
Specifically, the
前記1次コイル110は、線径がφ0.5mmからφ1mm程度の絶縁皮膜付き銅線で75ターンから100ターン程度で1次ボビンに巻回されており、抵抗は100〜300mΩ、その総巻は往路の1層で巻き回されている。前記外周鉄芯160は端部に電気接続部160a、160bと備え、当該電気接続部160aは前記1次コイル110の一方端部110aと電気的に接続されており、当該電気接続部160bは前記イグナイタ180のコレクタ側(C)との間に電気的に接続されている。また1次コイル端部110aと電気接続部160aは、高圧タワー部134に環状に形成された1次端子115を介して接続してもよく1次遮断電流が16Aの場合、従来と同等の点火性能を生成することができる。
The
また図5によれば、本発明の実施例2は、実施例1との差異として、外周鉄芯が1次コイルの端部10aと、バッテリ電源のB+(バッテリ+)との間に電気的に接続されている。前述のように1次遮断電流が16Aの場合、従来と同等の点火性能を生成することができる。 Further, according to FIG. 5, the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that the outer peripheral iron core is electrically connected between the end 10a of the primary coil and the battery power source B + (battery +). It is connected to the. As described above, when the primary cutoff current is 16 A, it is possible to generate an ignition performance equivalent to the conventional one.
また図3または図6によれば、本発明の実施例3は、1次コイルと、2次コイルと、前記1次コイルと、前記2次コイルの両方の外周側に配置される電磁性鋼板からなる外周鉄芯と、でコイル部を構成し、当該コイル部は電気的絶縁性を有するケース内に納められ、絶縁材で封止された内燃機関用点火コイルにおいて、前記1次コイル111と、前記1次コイル111へバッテリ電源電圧を供給する1次電流入力部133乃至場合によって収容される前記イグナイタ181との電気的接続は、前記1次コイル111と、前記1次電流入力部133乃至前記イグナイタ181とが、ケース105の上部に集中配置され前記中心鉄芯171は、前記イグナイタ181のコレクタ側(C)と前記1次コイル111の一方端部111aに電気的に接続された構造になっている。また前記1次コイル111の巻層は奇数層114aで構成され、前記1次側電気導通路の一部を前記中心鉄芯171で構成している。前記1次コイル111は、実施例1と同様にその巻層は往路の1層に巻き回されている。1次遮断電流が16Aの場合、従来と同等の点火性能を生成することができる。
Moreover, according to FIG. 3 or FIG. 6, Example 3 of this invention is an electromagnetic steel plate arrange | positioned at the outer peripheral side of both a primary coil, a secondary coil, the said primary coil, and the said secondary coil. A coil part, and the coil part is housed in a case having electrical insulation and sealed with an insulating material. The primary coil 111 and the primary current input unit 133 are electrically connected to the primary current input unit 133 that supplies the battery power supply voltage to the primary coil 111 and the
また図7によれば、本発明の実施例4は、実施例3との差異として、中心鉄芯170は1次コイル111の一端と、B+(バッテリ+)との間に電気的に接続されている。前述のように1次遮断電流が16Aの場合、従来と同等の点火性能を生成することができる。
Further, according to FIG. 7, in the fourth embodiment of the present invention, as a difference from the third embodiment, the
さらに本発明は閉磁路回路にも適用できる。図8乃至図10によれば、本発明の実施例5は、内燃機関用点火コイル201において、中心鉄芯271と、この中心鉄芯271の外周に同軸的に1次コイル211と、この1次コイル211の外周に同軸的に配置された2次コイル221と、これらコイル類の外側に中心鉄芯271と対で磁気回路を構成する外周鉄芯261と、前述のコイル類を収納する開口を有する難燃性絶縁樹脂材のケース205と、を有する内燃機関用点火コイル201であって、前記ケース205の上部に前記1次コイル211へバッテリ電源電圧を供給する1次電流入力部233を装着し、場合によっては前記上部収納部231に1次電流をオン−オフするイグナイタ281を収納し、前記ケース205中に絶縁材としてエポキシ絶縁材を注入し硬化させてコイル部203を形成している。
Furthermore, the present invention can be applied to a closed magnetic circuit. 8 to 10, according to the fifth embodiment of the present invention, in an
具体的に、1次コイル211と、2次コイル221と、前記1次コイル211と、前記2次コイル221の両方の外周側に配置される電磁性鋼板からなる外周鉄芯261と外周鉄芯261と対で磁気回路を構成する中心鉄芯271とでコイル部203を構成し、当該コイル部203は電気的絶縁性を有するケース205内に納められ、絶縁材で封止された内燃機関用点火コイルにおいて、前記1次コイル211の巻層は奇数層213aで構成され、前記1次側電気導通路の一部を前記外周鉄芯261で構成している。
Specifically, the outer periphery iron core 261 and the outer periphery iron core which consist of the electromagnetic steel plates arrange | positioned at the outer peripheral side of both the primary coil 211, the
前記1次コイル211は、線径がφ0.5mmからφ1mm程度の絶縁皮膜付き銅線で75ターンから100ターン程度で1次ボビンに巻回されており、抵抗は100〜300mΩ、その巻層は往路の1層で巻き回されている。前記外周鉄芯261は前記1次コイル211の一端の1次端子216と、前記イグナイタ281のコレクタ側(C)との間に電気的に接続されている。1次遮断電流が16Aの場合、従来と同等の点火性能を生成することができる。
The primary coil 211 is a copper wire with an insulation film having a wire diameter of about φ0.5 mm to φ1 mm and is wound around a primary bobbin in about 75 to 100 turns, the resistance is 100 to 300 mΩ, and the winding layer is It is wound in one layer of the outward path. The outer peripheral iron core 261 is electrically connected between the
また本発明の実施例6は、実施例5との差異として、図示しないが外周鉄芯261が1次コイル211の端部210aと、B+(バッテリ+)との間に電気的に接続されている。前述のように1次遮断電流が16Aの場合、従来と同等の点火性能を生成することができる。 Further, in the sixth embodiment of the present invention, as a difference from the fifth embodiment, the outer peripheral iron core 261 is electrically connected between the end portion 210a of the primary coil 211 and B + (battery +) (not shown). Yes. As described above, when the primary cutoff current is 16 A, it is possible to generate an ignition performance equivalent to the conventional one.
上記実施例1乃至4について述べたが、前記円筒型内燃機関用点火コイルは、前記中心鉄芯170と同軸的に順に、2次コイル120、1次コイル110と配置したが、中心鉄芯170と同軸的に順に、1次コイル110、2次コイル220と配置してもよい。この場合特に中心鉄心170を1次電気通路として利用する場合、1次コイル110を2次コイル220の外側に配置した場合では2次コイル220の高圧部付近を横切るように1次経路を配電する必要あるが、1次コイル110と中心鉄心170が近接させることが出来るので、絶縁設計が容易に出来る。
Although the first to fourth embodiments have been described, the ignition coil for the cylindrical internal combustion engine is arranged with the
また上記実施例5乃至6について述べたが、前記内燃機関用点火コイルは、少なくとも前記中心鉄芯271と外周鉄心261のどちらか一方或いは両方が絶縁皮膜を施した磁性粉体を加圧成形加工された圧粉鉄芯であってもよい。この場合、圧粉鉄心は電磁鋼板で構成した鉄心では困難であった部分突起形状などが容易に作製できるため結線部分を簡素化しやすいという利点がある。 In addition, although the fifth to sixth embodiments have been described, the ignition coil for an internal combustion engine is formed by press-molding magnetic powder in which at least one of or both the central iron core 271 and the outer peripheral iron core 261 is provided with an insulating film. It may be a pressed iron core. In this case, the dust core has an advantage that it is easy to simplify the connecting portion because it is possible to easily produce a partial projection shape or the like that was difficult with an iron core made of an electromagnetic steel plate.
また上記実施例の内燃機関用点火コイルは、前記中心鉄芯と前記外周鉄芯とが、開磁路磁気回路を構成しているものや、前記中心鉄芯と前記外周鉄芯とが、閉磁路磁気回路を構成しているものにも適用できる。 Further, in the ignition coil for an internal combustion engine of the above embodiment, the central iron core and the outer peripheral iron core constitute an open magnetic circuit magnetic circuit, or the central iron core and the outer peripheral iron core are closed magnetized. The present invention can also be applied to those constituting a path magnetic circuit.
ここで、開磁路は、棒状(I型)の中心鉄心の外周に同軸に配置された円筒状の外周鉄心とで構成された磁気回路と定義する。 Here, the open magnetic circuit is defined as a magnetic circuit composed of a cylindrical outer core disposed coaxially on the outer periphery of a rod-shaped (I-type) central core.
閉磁路は、2つのC型コア、或いは2つのE型コア、或いは1つのI型の中心鉄心と1つのC型外周鉄心または2つのL型外周鉄心または1つのO型とで構成され、それぞれの鉄心同士がエアギャップ部と言われる0.5〜1.5mm程度の空隙部を除き密着して構成された磁気回路と定義する。 The closed magnetic circuit is composed of two C-type cores, or two E-type cores, or one I-type central core and one C-type outer core, two L-type outer cores, or one O-type. The magnetic cores are defined as a magnetic circuit formed in close contact except for an air gap portion of about 0.5 to 1.5 mm, which is called an air gap portion.
以上、本発明の実施例について具体的に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、1次コイルの巻層が奇数層で巻き回されて1次側電気導通路の一部を導電できるものであり、前記実施例と同様の効果と同等の効果を示すことができるものであれば、特にその材質、形態を限定しない。本発明は、1次コイルの巻層が奇数層で巻き回されて1次側電気導通路の復路を前記ケースの上部に装着された1次電流入力部乃至場合によって収容されるイグナイタに導電できるものを設けることを趣旨とするものであり、この趣旨を逸脱することなく各種の改変が可能である。また、前記1次コイルの巻層は偶数層で構成され、前記1次コイルの外周側に1次側電気導通路を配置すると共に前記1次コイルの内周側に1次側電気導通路を配置してもよい。 As mentioned above, although the Example of this invention was described concretely, the concrete description content does not specifically limit this invention. That is, the present invention is one in which the winding layer of the primary coil is wound by an odd number layer and can conduct a part of the primary-side electric conduction path, and exhibits the same effect as the above-described embodiment. If it can do, the material and form will not be specifically limited. According to the present invention, the winding layer of the primary coil is wound in an odd number layer, and the return path of the primary side electric conduction path can be conducted to the primary current input unit mounted on the upper part of the case or the igniter accommodated in some cases. It is intended to provide a thing, and various modifications can be made without departing from the spirit. In addition, the winding layer of the primary coil is an even layer, and a primary-side electrical conduction path is disposed on the outer peripheral side of the primary coil and a primary-side electrical conduction path is provided on the inner peripheral side of the primary coil. You may arrange.
1,101 円筒型内燃機関用点火コイル
10,110,111,211 1次コイル
10a、110a、111a、211a 1次コイル端部
11 1次ボビン
13a、113a、114a、213a 1次コイル密巻き部(1層目)
13b 1次コイル荒巻き部(2層目)
15,115,116,216 1次端子
160a、160b、161a、161b電気接続部
2,102,103,203 コイル部
20,120,121,221 2次コイル
201 内燃機関用点火コイル
22 2次ボビン
23,123,223 高圧端子
24 2次コイル端子(低圧側)
3,104,105,205 ケース
30,130,131,231 上部収納部
32,132,133,233 1次電流入力部
34,134,234 高圧タワー部
40,140 スプリング
50,150 プラグブーツ
52 レインカバー
60,160,161,261 外周鉄芯
61 1次コイル端接続部
62,162,262 イグナイタ接続部
70,170,171,270 中心鉄芯
72,172 マグネット
73,173 ヨークコア
74,174 コアキャップ
80,180,181,281 イグナイタ
82,182,282 バッテリ電源のB+(バッテリ+)
90,190,290 充填材
1,101 Cylindrical internal combustion
10a, 110a, 111a, 211a
13b Primary coil rough winding (second layer)
15, 115, 116, 216 Primary terminals 160a, 160b, 161a, 161b
3, 104, 105, 205
62, 162, 262
90, 190, 290 filler
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