JP2008171964A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、自動車等における内燃機関の点火プラグに対して高電圧を供給し、火花放電を発生させる内燃機関用点火コイルに関するものであり、外環鉄心とセンター鉄心との嵌合挟持に緊迫力を持たせることにより、前記鉄心間の隙間による損失を少なくして、信頼性の高い内燃機関用点火コイルに関するものである。
【解決手段】Ｔ字型センター鉄心の他方（下方）は、Ｃ字型外環鉄心の嵌合挟持部に嵌合する際に、前記Ｃ字型外環鉄心の嵌合挟持部が広がる方向の力が働く。前記Ｔ字型センター鉄心の他方（下方）が嵌合する際に働く、前記嵌合挟持部を広げる方向の力は、前記嵌合後に狭まる方向の力が働き、前記Ｔ字型センター鉄心の他方を挟持する緊迫力を保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等における内燃機関の点火プラグに対して高電圧を供給し、火花放電を発生させる内燃機関用点火コイルに関するものであり、外環鉄心とセンター鉄心とを嵌合挟持する際に緊迫力を持たせることにより、前記鉄心間の隙間による損失を少なくして、信頼性の高い内燃機関用点火コイルに関するものである。

図５は従来例における内燃機関用点火コイルにおける外環鉄心とセンター鉄心を説明するための概略図である。図５において、外環鉄心は、コ字型外環鉄心５１と、外周鉄心５２とから構成されている。センター鉄心は、Ｔ字型センター鉄心５３で、上部に滑らかに拡大された水平部を有する。前記Ｔ字型センター鉄心５３とコ字型外環鉄心５１との間には、永久磁石５４が挟持されている。また、前記コ字型外環鉄心５１の開口部５１１には、外周鉄心５２が嵌合されている。図５に示された鉄心は、コ字型、Ｉ字型、Ｔ字型の３つに分割された鉄心が互いに接触することにより磁気回路が構成されている。

また、特開２００６−２８７０９０号公報に記載されている内燃機関用点火コイルは、中央鉄心の端面が外周鉄心に沿って拡幅されているとともに、前記拡幅された中央領域に永久磁石が設けられている。そして、一次コイルで発生した磁束が永久磁石を通らないようにしている。
特開２００６−２８７０９０号公報

図５に示された内燃機関用点火コイルは、コ字型外環鉄心５１の開口部５１１と外周鉄心５２との接触部に鉄心の積厚方向に垂直なテーパーが成形されており、前記テーパー部に外周鉄心５２を嵌合させている。前記構成は、前記永久磁石５４の厚みのバラツキを吸収し、鉄心間に隙間ができないようにしている。前記隙間を無くすことは、前記永久磁石５４および一次コイルの磁化力の損失が発生するのを防止することができる。また、前記特開２００６−２８７０９０号公報に記載されている内燃機関用点火コイルは、一次コイルで発生した磁束が永久磁石５４を通らずに外周側隙間を通るため、永久磁石５４に固有保持力が小さいものを採用できるようになった。

しかし、従来の内燃機関用点火コイルは、３つの鉄心から構成されており、鉄心間の隙間も３箇所になる。前記隙間は、鉄心の僅かな厚さの違いであっても、磁化力の損失が発生する。また、鉄心の数は、多いと組み立ておよび作製に手間がかかるという欠点を備えている。また、前記内燃機関用点火コイルは、鉄心間の隙間が３箇所もあると、永久磁石の逆バイアスが必ずしも、安定して有効に働かない場合があった。

以上のような課題を解決するために、本発明は、鉄心の数をＣ字型外環鉄心とＴ字型またはＩ字型センター鉄心の二つとすることにより、隙間の数を少なくして、永久磁石の働きを安定させるだけでなく、組み立ておよび作製の手間がかからない内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。また、本発明は、Ｃ字型外環鉄心にＴ字型またはＩ字型センター鉄心を嵌合挟持させることにより、Ｃ字型外環鉄心の緊迫力にて保持させて、鉄心の厚さのバラツキによる損失を少なくする内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。

（第１発明）
第１発明の内燃機関用点火コイルは、一次ボビンおよび二次ボビンに巻回されている一次コイルおよび二次コイルと、前記各コイルと磁気的に結合させるセンター鉄心および外環鉄心と、前記外環鉄心の内側とセンター鉄心との間に設けられ、前記一次コイルに通電した場合に発生する磁束の向きと逆方向に磁気回路を磁化する永久磁石を少なくとも１つ以上備え、前記一次コイルを巻回し、一方が滑らかに拡大したＴ字型センター鉄心と、前記Ｔ字型センター鉄心の他方を嵌合挟持する際の緊迫力にて保持されるＣ字型外環鉄心から少なくとも構成されていることを特徴とする。

（第２発明）
第２発明の内燃機関用点火コイルは、一次ボビンおよび二次ボビンに巻回されている一次コイルおよび二次コイルと、前記各コイルと磁気的に結合させるセンター鉄心および外環鉄心を少なくとも備え、前記一次コイルを巻回したＩ字型センター鉄心と、前記Ｉ字型センター鉄心の他方を嵌合挟持する際の緊迫力にて保持されるＣ字型外環鉄心から少なくとも構成されていることを特徴とする。

（第３発明）
第３発明の内燃機関用点火コイルは、第１発明または第２発明のＴ字型センター鉄心またはＩ字型センター鉄心が積層鋼板の打ち抜き方向がＣ字型外環鉄心と逆向きで、打ち抜きダレ部どうしから挿入され、前記Ｃ字型外環鉄心に嵌合挟持する際の緊迫力にて保持されていることを特徴とする。

（第４発明）
第４発明の内燃機関用点火コイルは、第１発明から第３発明のＴ字型センター鉄心またはＩ字型センター鉄心および前記Ｃ字型外環鉄心の嵌合接触部のテーパー形状と永久磁石の磁力によって嵌合挟持されていることを特徴とする。

（第５発明）
第５発明の内燃機関用点火コイルは、第１発明または第２発明、あるいは第４発明の外環鉄心およびセンター鉄心が粉末冶金からなることを特徴とする。

本発明によれば、Ｃ字型外環鉄心がＴ字型またはＩ字型センター鉄心を嵌合挟持する際の緊迫力にて保持できるようになっているため、鉄心の厚さのバラツキによる損失を少なくすることができる。

本発明によれば、鉄心がＣ字型外環鉄心およびＴ字型またはＩ字型センター鉄心の二つから構成されるため、永久磁石の厚さおよび鉄心間の隙間のバラツキを吸収でき、また、作製または組み立ての手間が少なく、損失の少ない内燃機関用点火コイルを得ることができる。

本発明によれば、鉄心が積層鋼板の場合、Ｃ字型外環鉄心の間にＴ字型またはＩ字型センター鉄心を嵌合させる際に、Ｃ字型外環鉄心の打ち抜きダレ部に向かって、Ｔ字型またはＩ字型センター鉄心の打ち抜きダレ部を嵌合させるため、打ち抜きカエリ部による邪魔がなく、両者の間に隙間が無く損失の少ない磁気回路を構成することができる。

（第１発明）
第１発明の内燃機関用点火コイルは、一次ボビンおよび二次ボビンに巻回されている一次コイルおよび二次コイルと、前記各コイルと磁気的に結合させるセンター鉄心および外環鉄心と、前記外環鉄心の内側とセンター鉄心との間に設けられ、前記一次コイルに通電した場合に発生する磁束の向きと逆方向に磁気回路を磁化する永久磁石とから少なくとも構成されている。前記センター鉄心は、前記一次コイルが巻回されており、一方が滑らかに拡大したＴ字型をしている。Ｃ字型外環鉄心は、前記Ｔ字型センター鉄心の他方を嵌合挟持する際の緊迫力にて保持されるように開口部が前記Ｔ字型センター鉄心の下部の幅と等しく狭められた形状になっている。

前記Ｔ字型センター鉄心の他方（下方）は、前記Ｃ字型外環鉄心の嵌合挟持部に嵌合する際に、前記Ｃ字型外環鉄心の嵌合挟持部が広がる方向の力が働く。前記Ｔ字型センター鉄心の他方（下方）が嵌合する際に働く、前記嵌合挟持部を広げる方向の力は、前記嵌合後に狭まる方向の力が働き、前記Ｔ字型センター鉄心の他方を挟持する際の緊迫力にて保持する。前記緊迫力は、前記Ｔ字型センター鉄心の他方を挟持する力が保持され、積層鉄心における厚さに僅かな誤差があっても、前記緊迫力によって隙間を吸収することができる。すなわち、前記鉄心間の隙間を少なくすることは、永久磁石および一次コイルの磁化力の損失を少なくすることができる。また、本発明は、前記Ｔ字型センター鉄心とＣ字型外環鉄心の二つから構成されているため、鉄心間の隙間を少なくし、永久磁石の効果を有効に発揮することができるだけでなく、組み立ておよび作製が容易になる。

（第２発明）
第２発明の内燃機関用点火コイルは、第１発明のＴ字型センター鉄心の代わりにＩ字型センター鉄心が使用されている。前記Ｉ字型センター鉄心の他方（下方）は、第１発明と同様に、嵌合挟持する際にＣ字型外環鉄心による緊迫力にて保持され、鉄心間の隙間を無くすことができる。

（第３発明）
第３発明の内燃機関用点火コイルは、積層鋼板の打ち抜き方向によってセンター鉄心と外環鉄心とを嵌合挟持する際に、より緊迫力が発生し、保持されるようにしている。前記Ｔ字型センター鉄心またはＩ字型センター鉄心は、金型により上部から下部に向かって打ち抜いた場合、上部にダレ部が、下部にカエリ部が発生する。そこで、前記Ｃ字型外環鉄心は、上部に打ち抜きダレ部があるように配置し、Ｔ字型センター鉄心またはＩ字型センター鉄心の下部が打ち抜きダレ部となるようにして互いに嵌合挟持させる。すなわち、積層鋼板の打ち抜き方向は、互いに逆向きで、打ち抜きダレ部どうしから挿入されるように嵌合することで、前記Ｃ字型外環鉄心に嵌合挟持する際の緊迫力にて保持されるようにする。

（第４発明）
第４発明の内燃機関用点火コイルは、Ｔ字型センター鉄心またはＩ字型センター鉄心と、前記Ｃ字型外環鉄心との嵌合挟持を行う際の形状を互いに接触する部分をテーパー形状にすることにより、なお一層嵌合挟持する際の緊迫力にて保持できるようにしている。

（第５発明）
第５発明の内燃機関用点火コイルは、前記外環鉄心およびセンター鉄心を粉末冶金とすることができる。前記Ｃ字型外環鉄心は、前記外環鉄心およびセンター鉄心が粉末冶金の場合、互いに嵌合挟持する際の緊迫力が少ない。その際に、第４発明のように両者を互いに嵌合し易いようにテーパー形状にすると良い。

図１は本発明の第１実施例である内燃機関用点火コイルに使用する鉄心の例を説明するための図である。図１において、内燃機関用点火コイル用鉄心は、Ｃ字型外環鉄心１１と、前記Ｃ字型外環鉄心１１の開口部１１１に嵌合挟持されたＴ字型センター鉄心１２とから構成されている。前記Ｃ字型外環鉄心１１は、前記開口部１１１の幅が狭くなっており、前記Ｔ字型センター鉄心１２の幅と同じになっている。前記Ｔ字型センター鉄心１２は、上部に滑らかに拡大された水平部を有するとともに、コイル保持部１２３に一次コイルおよび二次コイル１３が巻回されている。

前記Ｔ字型センター鉄心１２の上部とＣ字型外環鉄心１１との間には、永久磁石１４が挟持されている。また、前記Ｃ字型外環鉄心１１の開口部１１１には、前記Ｔ字型センター鉄心１２の下部である嵌合部１２２が嵌合挟持されている。図１に示された鉄心は、Ｃ字型外環鉄心１１とＴ字型センター鉄心１２の二つから磁気回路が構成されている。

前記Ｃ字型外環鉄心１１は、開口部１１１を開く方向に力が加わりながら、前記Ｔ字型センター鉄心１２の下部である嵌合部１２２が嵌合挟持される。前記開口部１１１は、前記Ｔ字型センター鉄心１２が嵌合挟持された後、元に戻ろうとする力、すなわち、緊迫力が発生して、緊迫力保持部となる。前記緊迫力は、前記Ｔ字型センター鉄心１２を緊迫するため、両者間の隙間を塞ぐように作用するため、磁気回路の損失が少なくなる。前記緊迫力は、前記Ｃ字型外環鉄心１１の開口部１１１が狭くなっているために起こると考えられる。

前記Ｔ字型センター鉄心１２は、Ｔ字型の代わりにＩ字型とすることができる。この場合、永久磁石１４は、Ｃ字型センター鉄心の間に設けられない。

図２は本発明の実施例におけるＣ字型外環鉄心とＴ字型またはＩ字型センター鉄心の組み立て状態を説明するための図である。図２において、Ｃ字型外環鉄心１１は、鋼板がプレスされた後、積層された状態で、上部に打ち抜きダレ部１１２、１１２′が、下部に打ち抜きカエリ部１１３、１１３′ができるように揃えられている。一方、嵌合挟持されるＴ字型またはＩ字型センター鉄心１２は、積層された状態で、上部に打ち抜きカエリ部１２４、１２４′が、下部に打ち抜きダレ部１２５、１２５′ができるように揃えられている。

Ｃ字型外環鉄心１１に対するＴ字型またはＩ字型センター鉄心１２の嵌合挟持は、打ち抜きダレ部どうし１１２、１１２′と、１２５、１２５′とが接近して、嵌合が開始される。前記嵌合は、打ち抜きカエリ部によって打ち抜きダレ部を傷付けることがなく、緊迫力を保持しながら挟持され、磁気回路に損失を与えないようになっている。

図３は本発明の第２実施例である内燃機関用点火コイルに使用する鉄心の例を説明するための図である。図４は図３の鉄心の側面図である。図３および図４において、Ｃ字型外環鉄心３１およびＴ字型センター鉄心またはＩ字型センター鉄心３２は、粉末冶金から構成されている。前記Ｃ字型外環鉄心３１の緊迫力保持部３１１は、Ｔ字型センター鉄心の嵌合部３２２と開口部３１２が互いにテーパー形状になっている。前記テーパー形状は、積層鋼板のように強く嵌合挟持ができない分を補っている。また、前記テーパー形状は、第１実施例と同様に、緊迫力を保持することができる。図３および図４に示された例は、鉄心が粉末冶金で説明したが、積層鋼板にテーパー形状を設けることもできる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。たとえば、本実施例における内燃機関用点火コイルは、鉄心の材質、形状、および大きさを任意に変えることができる。

本発明の第１実施例である内燃機関用点火コイルに使用する鉄心の例を説明するための図である。（実施例１） 本発明の実施例におけるＣ字型外環鉄心とＴ字型またはＩ字型センター鉄心の組み立て状態を説明するための図である。 本発明の第２実施例である内燃機関用点火コイルに使用する鉄心の例を説明するための図である。（実施例２） 図３の鉄心の側面図である。 従来例における内燃機関用点火コイルにおける外環鉄心とセンター鉄心を説明するための概略図である。

符号の説明

１１・・・Ｃ字型外環鉄心
１１１・・・緊迫力保持部（開口部）
１１２、１１２′・・・打ち抜きダレ部
１１３、１１３′・・・打ち抜きカエリ部
１２・・・Ｔ字型センター鉄心（Ｉ字型センター鉄心）
１２１・・・拡大部
１２２・・・嵌合部
１２３・・・コイル保持部
１２４、１２４′・・・打ち抜きカエリ部
１２５、１２５′・・・打ち抜きダレ部
１３・・・一次コイルおよび二次コイル
１４・・・永久磁石
３１・・・Ｃ字型外環鉄心
３２・・・Ｔ字型センター鉄心（Ｉ字型センター鉄心）
３１１・・・緊迫力保持部
３１２・・・開口部
３２２・・・嵌合部
３４・・・永久磁石

Claims (5)

1. 一次ボビンおよび二次ボビンに巻回されている一次コイルおよび二次コイルと、前記各コイルと磁気的に結合させるセンター鉄心および外環鉄心と、前記外環鉄心の内側とセンター鉄心との間に設けられ、前記一次コイルに通電した場合に発生する磁束の向きと逆方向に磁気回路を磁化する永久磁石を少なくとも１つ以上備え、
   前記一次コイルを巻回し、一方が滑らかに拡大したＴ字型センター鉄心と、
   前記Ｔ字型センター鉄心の他方を嵌合挟持する際の緊迫力にて保持されるＣ字型外環鉄心から少なくとも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。
2. 一次ボビンおよび二次ボビンに巻回されている一次コイルおよび二次コイルと、前記各コイルと磁気的に結合させるセンター鉄心および外環鉄心を少なくとも備え、
   前記一次コイルを巻回したＩ字型センター鉄心と、
   前記Ｉ字型センター鉄心の他方を嵌合挟持する際の緊迫力にて保持されるＣ字型外環鉄心から少なくとも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。
3. Ｔ字型センター鉄心またはＩ字型センター鉄心は、積層鋼板の打ち抜き方向がＣ字型外環鉄心と逆向きで、打ち抜きダレ部どうしから挿入され、前記Ｃ字型外環鉄心に嵌合挟持する際の緊迫力にて保持されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載された内燃機関用点火コイル。
4. Ｔ字型センター鉄心またはＩ字型センター鉄心および前記Ｃ字型外環鉄心は、嵌合接触部のテーパー形状と永久磁石の磁力によって嵌合挟持されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された内燃機関用点火コイル。
5. 前記外環鉄心およびセンター鉄心は、粉末冶金からなることを特徴とする請求項１または請求項２、請求項４のいずれか１項に記載された内燃機関用点火コイル。

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