JP2009088479A - 点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】中心コアとしての積層コアに一次スプールを介して一次コイルを巻装すると、一次スプールの径方向の厚み分、点火コイルの小型化の阻害要因となる。
【解決手段】磁性粉末に圧力を加えて、鍔部１３ａと巻胴部１３ｂとを備えた中心コア１３を形成する。滑らかな曲面で構成された巻胴部１３ｂの外周面に一次導線１１４を巻回することで、中心コア１３に対してスプールを介さずに直接一次コイル１４を巻装する。加えて、巻胴部１３ｂの外周面を段付円筒面状として、一次コイル１４の巻回層数を軸方向に二層、四層と変化させることで、一次コイル１４の小型化を実現すると共に、一次コイル１４のトータルの巻数を増加させて、一次コイル１４の性能を向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関において点火プラグに印加する電圧を発生させる点火コイルに関する。

従来、一次コイルの外周側に配設した二次コイルを、一次コイルとの相互誘導によって昇圧することで、点火プラグへの印加電圧を発生させる点火コイルが知られている。

例えば特許文献１の従来技術では、電磁鋼板を積層して形成した積層コアの外周側に一次スプールを配設し、当該一次スプールに一次コイルが巻装されている。これは、積層コアの外周面において電磁鋼板の積層界面の外周縁に沿って多数存在するエッジ部から、一次コイルの一次導線を保護する意味もあって、樹脂製の一次スプールを介して一次コイルが巻装されているのである。
特開２００７−８１０８５号公報

しかしながら、特許文献１の従来技術において、一次スプールを介して一次コイルを巻装すると、一次スプールの径方向の厚み分だけ、一次コイルの外径が大きくなることは不可避であるため、一次コイルの外周側に設けられる二次コイルの外径も付随的に大きくなってしまう。つまりは、積層コアに存在するエッジ部に起因して必要不可欠となっている一次スプールの厚みが、点火コイルの小型化を図ろうとするときの阻害要因となっていたのである。以上より、点火コイルを小型化するための技術的改善が切望されている。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、点火コイルの小型化を実現することにある。

上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、外周面が軸方向に縮径されることにより外径の異なる複数の筒面部を形成する中心コアと、各筒面部上に導線が連続して巻回されてなる一次コイルと、一次コイルの外周側に配設され、一次コイルとの相互誘導により昇圧される二次コイルとを備えることを特徴とする。

この発明によると、中心コアにおいて一次コイルの導線が連続して巻回される複数の筒面部は、当該コアの外周面が軸方向に縮径されることにより外径が異ならされているので、縮径側の筒面部上における導線の巻回層数を一次コイルの外径範囲にて増大させることができる。これによれば、所望の磁気的性能を得るのに必要な一次コイルトータルでの巻数を確保しつつ、一次コイルの外径を縮小することができるので、それに付随して、一次コイル外周側の二次コイルの外径も縮小することができる。したがって、点火コイルの小型化を達成することが可能である。

ここで、一次コイルをなす導線の始端および終端をそれぞれ中心コアの軸方向の一端部側および他端部側から引き出すようにした場合、電気的接続の関係上、それら始端および終端の一方を他方の側まで延ばす必要があり、その場合には、一次コイルの絶縁性の確保の観点から、例えば二次コイルを拡径する等といった対策が必要となる。

そこで、請求項２に記載の発明によると、一次コイルの導線は、各筒面部上に偶数層ずつ巻回される。これによれば、始端を中心コアの軸方向の一端部側から引き出すようにした一次コイルの導線について、各筒面部上に連続して偶数層ずつ巻回した後、終端も中心コアの一端部側から引き出すことができる。このように、一次コイルの始端および終端が中心コアの一端部側に引き出されることによれば、二次コイルの拡径等の対策が不要となるので、点火コイルの小型化に貢献可能となる。

また、請求項３に記載の発明によると、中心コアは、各筒面部よりも凹んで軸方向に延伸する通し溝を有し、一次コイルの導線は、始端側において当該通し溝に通されて各筒面部上に奇数層ずつ巻回される。これによれば、始端を中心コアの軸方向の一端部側から引き出すようにした一次コイルの導線について、各筒面部よりも凹んで軸方向に延伸する通し溝に始端側を通した後、各筒面部上に連続して奇数層ずつ巻回することで、終端も中心コアの一端部側から引き出すことができる。このように、一次コイルの始端および終端が中心コアの一端部側に引き出されることによれば、二次コイルの拡径等の対策が不要となるので、点火コイルの小型化に貢献可能となる。

請求項４に記載の発明は、二次コイルの外周側を囲むと共に中心コアとの間に軸方向の磁気ギャップをあけるように配設され、当該磁気ギャップおよび中心コアを通過する磁気回路を形成する外周コアを備え、中心コアの外周面は、最小径の筒面部を軸方向の磁気ギャップ側に形成する。一般に、外周コアが二次コイルの外周側を囲むと共に中心コアとの間に軸方向の磁気ギャップをあけて配設される構成では、磁気ギャップおよび中心コアを通過するように外周コアが形成する磁気回路の中心コアにおける磁束密度は、軸方向の磁気ギャップ側ほど低くなる。故に、外周面の縮径によって体積減少した中心コアであっても、当該縮径のない場合と比較して遜色ない磁束密度を磁気ギャップ側の最小径の筒面部において確保可能となるので、その場合には、磁気的性能を容易に確保しつつ小型化を図ることができるのである。

請求項５に記載の発明によると、中心コアは、磁性粉末を加圧成形してなり、一次コイルは、各筒面部上に直接に巻装される。このように磁性粉末を加圧成形してなる中心コアについては、外周面により形成する各筒面部を滑らかな面として、それら筒面部上に直接に一次コイルを巻装可能となる。したがって、一次コイルが中心コアに直接巻装されることによれば、従来用いられていた一次スプールが不要となるので、一次コイルの外径、ひいては二次コイルの外径を縮小して点火コイルの小型化に貢献することができる。

請求項６に記載の発明によると、中心コアは、複数の磁性板を積層してなるので、外周面の縮径により体積減少しても、磁気的性能を確保することが容易となる。

請求項７に記載の発明は、中心コアを被覆する膜状の被覆部材を備え、一次コイルは、各筒面部上に当該被覆部材を介して巻装される。これによれば、中心コアの外周面が形成する各筒面部において磁性板の外周縁に沿ったエッジ部が存在していたとしても、一次コイルは、各筒面部上に被覆部材を介して巻装されることで当該エッジ部に対して保護され得る。したがって、従来用いられていた一次スプールが不要となると共に、被覆部材としては膜状のものが用いられるので、一次コイルの外径、ひいては二次コイルの外径を縮小して点火コイルの小型化に貢献することができる。

請求項８，９に記載の発明によると、中心コアの外周面は、軸方向において段階的に縮径されることにより各筒面部を形成する。これによれば、中心コアの外周面が段階的に縮径されることにより筒面部間に形成される段差分に応じて、一次コイルの巻回層数を縮径側の筒面部上にて確実に増大させることで、磁気的性能を確保することができる。また、筒面部間に段差を形成する異径境界面によれば、一次コイルの導線を縮径側の筒面部上に巻回する際に巻崩れが抑制されるといった効果も、享受できるのである。

請求項９に記載の発明によると、軸方向において中心コアの外周面が段階的に縮径されることにより形成される各筒面部間の異径境界面は、軸方向に対して傾斜する。このように、筒面部間において軸方向に対して傾斜する異径境界面は、磁性粉末を加圧成形して中心コアを形成する際に成形型が当該コアの径方向に離型し易くなる。したがって、異径境界面からの成形型の離型不良による磁気的性能の低下を、回避することができるのである。

請求項１０に記載の発明によると、中心コアの外周面は、軸方向においてテーパ状に縮径されることにより各筒面部を形成する。これによれば、中心コアの外周面のうちテーパ状に縮径された筒面部において、一次コイルの導線の巻回層数を増大させつつ中心コアの体積を確保し、磁気飽和に起因する磁気的性能の低下を抑制することができる。

請求項１１に記載の発明によると、中心コアは、外周面の縮径によりテーパ状を呈する筒面部と、当該テーパ状の筒面部の小径側端部よりも大径に形成されて当該小径側端部に軸方向に隣接する鍔部とを有する。このように、中心コアにおいてテーパ状を呈する筒面部の小径側端部に軸方向に隣接する鍔部は、当該小径側端部よりも大径に形成されることにより当該小径側端部との間に異径境界面を形成する。この異径境界面によれば、テーパ状を呈する縮径側の筒面部に一次コイルの導線を巻回するに際して、巻崩れの抑制を可能にするのである。

請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の点火コイルを製造する方法であって、外周面において外径の異なる複数の筒面部が軸方向に並んでなる中心コアを形成する工程と、各筒面部のうち小径の筒面部上から順に導線を巻回して、一次コイルを形成する工程と、を含む。この発明によると、外周面において外径の異なる複数の筒面部が軸方向に並んでなる中心コアを形成した後、各筒面部上に一次コイルを形成する際には、それら筒面部のうち小径の筒面部上から順に導線を巻回することになるので、巻崩れが生じ難くなる。したがって、一次コイルを巻崩れさせることなく可及的に小径化して、磁気的性能の確保並びに点火コイルの小型化を図ることができるのである。

さて、上記課題を解決するための請求項１３に記載の発明は、磁性粉末を加圧成形してなる中心コアと、中心コアの外周面上に巻装される一次コイルと、一次コイルの外周側に配設され、一次コイルとの相互誘導によって昇圧される二次コイルとを備えることを特徴とする。

つまり、従来、電磁鋼板を積層することで形成していた積層コアの代わりに、磁性粉末の加圧成形により得られる中心コアを用いることで、中心コアの外周面を滑らかな面とすることが可能となる。よって、滑らかな外周面を有する中心コアに直接一次コイルを巻装することが可能となるため、従来用いられていた一次スプールが不要となる。よって、一次コイルの外径を縮小することができ、また、これに付随して、一次コイルの外周側に配設される二次コイルの外径も縮小することが可能となる。これにより、点火コイルの小型化を達成することができる。

磁性粉末の加圧成形により得られる中心コアでは、電磁鋼板を積層してなる積層コアの場合に比べて、磁気的性能が低下することが懸念される。そこで、請求項１４に記載の発明によると、中心コアの外周面は、少なくとも１段以上の段付筒面状を呈する。これによれば、一次コイルの外径増大を抑えつつ一次コイルのトータルの巻数を増加させて、一次コイルの磁気的性能を向上させることが可能になる。

請求項１５に記載の発明によると、中心コアの外周面は、外径の異なる複数の筒面部を軸方向に形成し、それら各筒面部上における一次コイルの層数は偶数に設定される。これによれば、一次コイルの巻き始めである始端を中心コアの軸方向の一端側から引き出すようにした場合、一次コイルの巻き終わりである終端も、中心コアの当該一端側から引き出すことが可能となる。ここで、一次コイルの始端および終端をそれぞれ中心コアの一端側および他端側から引き出すようにした場合、電気的接続の関係上、それら始端および終端の一方を他方の側まで延ばす必要があり、その場合には、一次コイルの絶縁性の確保の観点から、例えば二次コイルを拡径する等といった対策が必要となる。しかし、一次コイルの始端および終端を、中心コアの一端側にまとめて引き出すことによれば、そのような対策が不要となるので、例えば点火コイルの小型化に貢献することが可能となるのである。

請求項１６に記載の発明によると、中心コアは、一次コイルが巻装される巻胴部とおよび巻胴部よりも大径の鍔部を軸方向に有する。これにより、鍔部と巻胴部との異径境界面を一次コイルに対するストッパとして機能させることが可能になるので、その場合には、巻崩れを起こすことなく一次コイルを巻胴部に確実に巻装することができるのである。

請求項１７に記載の発明によると、点火コイルは、中心コアおよび一次コイルを内包し且つ外周面上に二次コイルが巻装される二次スプールを備え、当該二次スプールの内周面に設けられた嵌合溝に、中心コアの鍔部が嵌合されると共に、二次スプールの内周面から中心コア側に突出する突出部の先端面と巻胴部の外周面とが当接する。このような構成では、中心コアおよび一次コイルを二次スプールに組み付ける際に、二次スプールに設けられた嵌合溝に中心コアの鍔部を嵌合させ、尚且つ、突出部の先端面と巻胴部の外周面とを当接させることにより、中心コアおよびそれに巻装された一次コイルを二次スプールに対して位置決め、並びに調芯することができる。これによれば、点火コイルの生産性を向上させることができるのである。また、中心コアおよびそれに巻装された一次コイルを、二次スプールに巻装された二次コイルに対しても位置決めすることができるので、点火コイル全体としての性能が安定し得るのである。

請求項１８に記載の発明によると、鍔部は矩形状である。これによれば、鍔部と嵌合溝とが嵌合する際に、鍔部と嵌合部との接触面積を十分に確保することができる。

請求項１９記載の発明によると、中心コア、一次コイル、二次コイルおよび二次スプールが絶縁性の樹脂内に埋設される点火コイルであって、二次スプールの軸方向の二つの端部のうち、少なくともいずれか一方は、一次コイルと二次スプールとを径方向に隔てる空間と二次スプールの外側とを連絡する隙間が設けられる。このような構成では、隙間を通じて絶縁性の樹脂の一部を、一次コイルと二次スプールとの間の空間に確実に導入した状態で、中心コア、一次コイル、二次コイルおよび二次スプールを当該樹脂内に埋設することが可能となる。こうした埋設形態によれば、一次コイルの電気的な絶縁を十分に確保することができるのである。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による点火コイル１００の縦断面図である。

図１に示すように点火コイル１００は、中心コア１３、一次コイル１４、二次コイル１６、二次スプール１７、外周コア１８およびイグナイタ１９等が絶縁性の樹脂２０内に埋設されてなるモールド成形体１０を有している。モールド成形体１０は全体として矩形ブロック状を呈し、プラグホール２の外部に配置されている。

モールド成形体１０の側壁には、固定部１１が一体に形成されている。固定部１１には、筒状の金属ブッシュ１２が埋設されており、この金属ブッシュ１２に螺合するボルト（図示せず）によって、固定部１１がエンジンヘッド１のエンジンヘッド１に固定されている。モールド成形体１０の側壁にはさらに、外部電源（図示せず）とイグナイタ１９とを電気的に接続するためのターミナル２８を埋設したコネクタ２９が設けられている。

モールド成形体１０の底壁には、高圧タワー部１０ａが一体に形成されている。高圧タワー部１０ａの内部には、二次コイル１６と電気的に接続される高圧ターミナル２１が埋設されている。ポール２６は、ＰＢＴ、ＰＰＳ、不飽和ポリエステル等の樹脂からなり、高圧タワー部１０ａに嵌合固定されてプラグホール２内に同心上に挿入されている。高圧タワー部１０ａとエンジンヘッド１との間には、ゴムよりなるシール部材２４が取り付けられており、当該シール部材２４によってプラグホール２の開口側が水密にシールされている。

上記構成において、エンジンコントロールユニット（図示せず）からの信号や電源がコネクタ２９のターミナル２８を通じて供給され、一次コイル１４に流れる電流をイグナイタ１９で遮断すると、一次および二次コイル１４，１６間の相互誘導作用により、例えば３０〜３５ｋＶの高電圧が二次コイル１６に発生する。こうして二次コイル１６に発生した高電圧は、高圧ターミナル２１および導電スプリング（図示せず）等を介して、点火プラグ（図示せず）に導かれ、点火プラグの先端で火花放電を発生させることになる。

以下、本実施形態の特徴的構成について詳細に説明する。

（中心コア）
図１に示すように中心コア１３は、その軸方向がプラグホール２の軸方向に対して略垂直となるように、一次コイル１４の巻装状態でモールド成形体１０内に埋設されている。本実施形態において中心コア１３は、磁性粉末に所定の圧力を加えて成形することによって形成されている。ここで、中心コア１３の形成材料である磁性粉末としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の磁性金属単体、またはこれら金属単体を主とする合金の粉末が用いられ、さらに好ましくは、以上の磁性金属単体または合金の粉末表面が酸化被膜により被覆されたものが用いられる。このような磁性粉末の加圧成形によって得られる中心コア１３は、珪素鋼板等の電磁鋼板を積層して形成した従来の積層コアとは異なり、外周面にエッジ部が存在しておらず、全体に亘って滑らかな外周面を有するものとなっている。

図２に示すように中心コア１３は、鍔部１３ａと巻胴部１３ｂとを軸方向に有している。図３に示すように、鍔部１３ａは、矩形状を呈し、中心コア１３の一端に設けられている。鍔部１３ａの形状は、一次コイル１４の巻崩れを防止するストッパの役割を果たし、尚且つ、巻胴部１３ｂよりも径が大きいことが好ましい。そこで、本実施形態では、鍔部１３ａの長手方向の両端部が巻胴部よりも径方向外側へ突出するように形成されている。

図２に示すように巻胴部１３ｂは、中心コア１３の軸方向において段階的に縮径する円柱状に形成されている。ここで、巻胴部１３ｂの外周面は一段の段付円筒面状であり、鍔部１３ａに連成するストレートな第１筒面部１１３ｂと、第１筒面部１１３ｂよりも外径の小さいストレートな第２筒面部１２３ｂとを、軸方向に並べて形成している。

なお、図２に示すように中心コア１３の軸方向の巻胴部１３ｂの軸方向長さをＬ１、小径側の第２筒面部１２３ｂの軸方向長さをＬ２としたとき、Ｌ２がＬ１に対して過大な値となると、中心コア１３自体の体積が過小となり、一次コイル１４を流れる電流値が小さいときでも中心コア１３の磁気飽和が起こるようになってしまう。その結果、中心コア１３が磁性体として機能しなくなり、点火コイル１００の性能が損なわれるおそれがある。よって、中心コア１３を磁性体として十分に機能させるために、Ｌ２をＬ１の５０％以下とすることが好ましく、より好適には４０％以下とする。ここで特に本実施形態では、例えばＬ１を３１．６ｍｍ、Ｌ２を１３．２ｍｍに設定することで、Ｌ１に対するＬ２の比率を４１．８％としている。

また、図４に示すように第１筒面部１１３ｂと第２筒面部１２３ｂとが外径差により形成する段差Ｓについては、一次コイル１４として小径側（ここでは最小径）の第２筒面部１２３ｂに巻回される一次導線１１４の直径φ並びに各筒面部１１３ｂ，１２３ｂ上における巻回層数の差ΔＮに応じて、下記の式１に従って設定される。ここで下記式１のＣは、一次導線１１４が後に詳述の巻回時に張力をかけられて伸長することにより縮径することから、その縮径率を考慮して予め設定される係数であり、例えば本実施形態では０．８６６程度とされる。
Ｓ≧φ×ΔＮ×Ｃ ・・・（式１）

以上、中心コア１３の構造について説明した。以下、中心コア１３の製造方法について、図５を参照しつつ説明する。

まず、図５（ａ）に示す成形型５０に原料の磁性粉末を充填した後、当該充填粉末を上パンチ５２および下パンチ５４により荷重をかけて加圧成形し、製品形状の中心コア１３を形成する。このときの荷重としては、例えば５〜２０ｔとされる。また、本実施形態の加圧成形は常温の大気中において実施されるが、必要に応じて、１００〜１５０℃程度の高温下において所定の期間、加圧成形を実施してもよい。

加圧成形が完了したら、図５（ｂ）に示すように上パンチ５２を成形型５０から引き抜いた後、図５（ｃ）に示すように中心コア１３を鍔部１３ａの側から上方に引張って成形型５０から離型させる。ここで、上記磁性粉末の充填前に、必要に応じて離型剤や潤滑剤を成形型５０に塗布または磁性粉末中に添加しておくことで、中心コア１３の離型時に製品形状の一部が欠けることを防止できる他、中心コア１３の成形時にも成形密度分布が不均一になることを防止できる。

（一次コイル）
図２に示すように一次コイル１４は、巻胴部１３ｂの各筒面部１１３ｂ，１２３ｂ上に一次導線１１４をそれぞれ異数且つ偶数層ずつ巻回することで形成され、全体として円筒状を呈している。具体的には、巻胴部１３ｂの外周面のうち第１筒面部１１３ｂ上には、一次導線１１４が二層に巻回され、第１筒面部１１３ｂよりも段差Ｓ分だけ小径の第２筒面部１２３ｂ上には、一次導線１１４が四層に巻回されている。ここで本実施形態では、中心コア１３を磁性粉体の加圧成形により形成したことに起因して、従来の積層コアよりも同体積での磁気的性能が低下することが懸念されるため、一次導線１１４の巻回層数を増加させて当該性能の低下を抑えることが望ましいが、そうした巻数増大は体格増大に繋がるものである。そこで、点火コイル１００においてより好ましい態様として、一次導線１１４を第１筒面部１１３ｂ上に二層、第２筒面部１２３ｂ上に四層それぞれ巻回することとした。また本実施形態では、各筒面部１１３ｂ，１２３ｂ上における一次導線１１４の巻回層数差ΔＮが２であることに応じて、筒面部１１３ｂ，１２３ｂ間の段差Ｓが上記式１に従って設定されている。

また、このようにして一次コイル１４が直接中心コア１３に巻装されることによれば、従来の一次スプールを介した積層コアへのコイル巻装の場合に比べて、一次スプールの径方向の厚さ分、一次コイル１４を径方向に小型化することができる。さらには、一次スプールを不要とする構造であるため、点火コイル１００全体の製造コストも削減することができる。またさらには、従来一次スプールの製造に要していた時間分、点火コイル１００の製造に要する時間を短縮することができる。これらは、巻胴部１３ｂの外周面をなす各筒面部１１３ｂ，１２３ｂが滑らかな曲面で形成されているからこそ、達成可能となったのである。

加えて、図３に示すように一次コイル１４として巻胴部１３ｂに巻回された一次導線１１４の始端１１４ａおよび終端１１４ｂは、鍔部１３ａと第１筒面部１１３ｂとの境界から引き出される。これにより、中心コア１３の軸方向外側に位置するイグナイタ１９（図１参照）に電気的に接続するための構造が、簡素化並びに小型化されているのである。

なお、本実施形態において一次コイル１４は、例えば直径が０．３〜０．８ｍｍの一次導線１１４を１００〜２３０ターン巻回することにより形成されるが、特に直径が０．５ｍｍの一次導線１１４を１２０ターン巻回して形成することが好ましい。また、一次導線１１４としては、エナメル電線を用いることが好ましいが、隣接する一次導線１１４同士の電気的絶縁が確保されるのであれば、特に制限は無い。

以上、一次コイル１４の構造について説明した。以下、一次コイル１４の製造方法について説明する。なお、以下では、一次導線１１４の供給源であるノズル４１の移動方向について、第１筒面部１１３ｂ側から第２筒面部１２３ｂ側へ向かう中心コア１３の軸方向をＸとし、当該Ｘとは逆の方向をＹとする。

図６に示すように、一次コイル１４となる一次導線１１４を中心コア１３に巻回する前に、中心コア１３の鍔部１３ａとは反対側端部に、鍔部１３ａと略同等の径を有する円盤状の衝立治具４０を取り付ける。そして、一次導線１１４を始端１１４ａ側から第１筒面部１１３ｂ上に這い廻し、中心コア１３を一定の速度にて回転駆動することにより、一次導線１１４の巻回を開始する。まず、中心コア１３の回転速度を一定に保ちつつ、ノズル４１をＸ方向に移動させる。これにより、常時一定の張力下で一次導線１１４を各筒面部１１３ｂ，１２３ｂ上に巻回することができ、その結果、一次導線１１４が巻胴部１３ｂの軸方向に一重に連続して巻回されて、一次導線１１４の第１層が両筒面部１１３ｂ，１２３ｂ上に形成される。

次に、第２筒面部１２３ｂ上にて第１層を形成する一次導線１１４が、第２筒面部１２３ｂの衝立治具４０側端まで到達した時点で、中心コア１３の回転速度を一定に保ったままノズル４１をＹ方向に移動させる。これにより、第２筒面部１２３ｂ上の第１層の外周側に一次導線１１４が巻回されて、当該第２筒面部１２３ｂ上における第２層が形成される。このとき、例えば、第１層を形成する一次導線１１４の間に、第２層を形成する一次導線１１４を巻回していくことで、第２層の一次導線１１４が中心コア１３の軸方向へ移動することを抑制して、一次コイル１４の巻崩れを起こしにくくすることができる。

続いて、第２筒面部１２３ｂ上にて第２層を形成する一次導線１１４が、第１筒面部１１３ｂと第２筒面部１２３ｂとの異径境界面に到達した時点で、再度ノズル４１をＸ方向に移動させる。これにより、第２筒面部１２３ｂ上の第２層の外周側に一次導線１１４が巻回されて、当該第２筒面部１２３ｂ上における第３層が形成される。このとき、図７に示すように本実施形態では、第２筒面部１２３ｂ上の第３層が第１筒面部１１３ｂ上の第１層と略同等の外径にて形成されることになるのである。またこのときには、第１筒面部１１３ｂと第２筒面部１２３ｂとの間の段差Ｓをなす異径境界面が一次導線１１４に対するストッパとして機能することにより、一次コイル１４の巻崩れ、特に第１層および第２層を形成する一次導線１１４の巻崩れが効果的に抑制されるのである。

さらに、第２筒面部１２３ｂ上にて第３層を形成する一次導線１１４が、第２筒面部１２３ｂの衝立治具４０側端まで到達した時点で、再度ノズル４１をＹ方向に移動させる。これにより、第２筒面部１２３ｂ上の第３層の外周側に一次導線１１４が巻回されて、当該第２筒面部１２３ｂ上における第４層が形成される。このとき、第２筒面部１２３ｂ上の第３層と第１筒面部１１３ｂ上の第１層とが略同等の外径となっている本実施形態では、第２筒面部１２３ｂ上における第４層の形成が第１筒面部１１３ｂと第２筒面部１２３ｂとの異径境界面にて実質的に終了し、それに連続して第１筒面部１１３ｂ上の第１層の外周側に一次導線１１４が巻回される。その結果、第１筒面部１１３ｂ上において第２層が形成されるのである。

最後に、第１筒面部１１３ｂ上にて第２層を形成する一次導線１１４が第１筒面部１１３ｂと鍔部１３ａとの異径境界面に到達した時点で、ノズル４１からの一次導線１１４の供給を終了して一次導線１１４をカットし、一次導線１１４の終端１１４ｂを鍔部１３ａと第１筒面部１１３ｂとの境界から引き出す。これにより、一次コイル１４が中心コア１３に対する巻回状態で完成し、その後、中心コア１３から衝立治具４０を取り外すことになる。このとき、一次導線１１４の直径が０．３〜０．８ｍｍと十分に太く、巻回された一次導線１１４が自らの塑性により形状を保持可能となっているため、衝立治具４０の外し後における一次コイル１４の巻崩れが抑制されるのである。またさらに、鍔部１３ａと第１筒面部１１３ｂとの異径境界面がストッパとして機能することによっても、一次コイル１４の巻崩れが抑制されるのである。

なお、以上においては、鍔部１３ａと第１筒面部１１３ｂとの異径境界面から一次導線１１４を中心コア１３に巻回し始め、一次導線１１４の始端１１４ａおよび終端１１４ｂを鍔部１３ａ側から引き出すようにしている。これに対し、第２筒面部１２３ｂの端部に取り付けられた衝立治具４０と第２筒面部１２３ｂとの異径境界面から一次導線１１４を中心コア１３に巻回し始め、一次導線１１４の始端１１４ａおよび終端１１４ｂを鍔部１３ａとは反対側から引き出すようにしてもよい。

（二次スプール・二次コイル）
図１に示すように、二次スプール１７は樹脂からなり、全体として筒状を呈している。二次スプール１７は、軸方向の両端に円盤状のフランジ部１７ａ，１７ｂを備え、これらフランジ部１７ａ，１７ｂ間に同心円筒状の筒部１７ｃを備えている。中心コア１３の巻胴部１３ｂの外径および一次コイル１４の外径よりも内径が大きく設定されている二次スプール１７は、それら巻胴部１３ｂおよび一次コイル１４を内包した形となっている。

図３に示すように、二つのフランジ部１７ａ，１７ｂのうち、中心コア１３の鍔部１３ａの外周側に位置するフランジ部１７ａの内周面には、嵌合溝１７ｄ，１７ｅが設けられている。各嵌合溝１７ｄ，１７ｅは、鍔部１３ａの長手方向の両端部を補完する形状に形成されており、当該両端部がそれぞれ嵌合溝１７ｄ，１７ｅに嵌合することで、中心コア１３が位置決めされている。

また、図８に示すように、二次スプール１７の内周面には、中心コア１３側に突出する突出部１７１，１７２，１７３，１７４が設けられている。各突出部１７１，１７２，１７３，１７４は、中心コア１３の中心軸に関して９０°の回転対称となっており、各突出部１７１，１７２，１７３，１７４の突出方向の先端面は、中心コア１３の第２筒面部１２３ｂと当接している。これにより、中心コア１３の位置決め、並びに調芯を行っている。

これにより、二次スプール１７は中心コア１３と同心上に配設されて、一次コイル１４の外周面との間に断面円環状の空間３０（図１参照）を形成している。また、図３，８に示すように、二次スプール１７の内周面は、一次コイル１４の外周面との間を径方向に隔てて空間３０に連通する隙間３１を、軸方向の両端側に形成している。これにより、隙間３１を通じて空間３０が二次スプールの外側と連絡されている。

さて、二次スプール１７において筒部１７ｃに巻装される二次コイル１６は、全体として筒状を呈しており、一次コイル１４の外周側に配置されて二次スプール１７と共にモールド成形体１０内に埋設されている。なお、二次コイル１６は、例えば直径が４０〜５０μｍの二次銅を１００００〜２００００ターン巻回することによって、形成することが好ましい。また、二次コイル１６は、一次コイル１４よりもターン数が多く、非常に高電圧が発生する。そのため、二次コイル１６の二次銅間の電圧による二次導線の絶縁破壊を回避するために二次コイル１６は、斜向巻きにより形成することがより好ましい。

（外周コア）
図１に示すように、外周コア１８は磁性材からなり、モールド成形体１０内に埋設されてエンジンヘッド１側に向かって開口する有底角筒状を呈している。具体的に、外周コア１８は、矩形の底部１８ａと、この底部１８ａに垂直な四つの側部１８ｂとからなる。中心コア１３の軸方向において互いに対向する側部１８ｂの内周面間距離は、中心コア１３の軸方向長さと略同等であり、中心コア１３は、その軸方向において対向する側部１８ｂ間に挟持されている。なお、中心コア１３の軸方向において対向する二つの側部１８ｂの内周面と二次スプール１７の両端面との間には、隙間が設けられている。また、二次スプール１７において各フランジ部１７ａ，１７ｂの四つの縁端面のうち、それぞれ一つの縁端面は、外周コア１８の底部１８ａの内周面と当接することで、モールド成形体１０内にて二次スプール１７の高さ方向の位置決めをしている。

図３に示すように、中心コア１３の鍔部１３ａと二次スプール１７のフランジ部１７ａとの間の隙間３１からは、一次コイル１４の一次導線１１４の始端１１４ａおよび終端１１４ｂが引き出され、イグナイタ１９に電気的に接続されている。また、外周コア１８は、アースバー（図示せず）を介して接地されている。

（モールド成形体）
中心コア１３、一次コイル１４、二次コイル１６、二次スプール１７、外周コア１８およびイグナイタ１９等が樹脂２０内に埋設されたモールド成形体１０は、インサート成形によって形成することができる。

このインサート成形時においては、樹脂２０が溶融状態にて各要素１３，１４，１６，１７，１８，１９の等の周囲の隅々にまで行き渡ることで、それら要素の全てがモールド成形体１０内にて確実に固定されることとなる。また、樹脂２０は、二次コイル１６の外周面と外周コア１８の内周面との間に導入されることで、それら二次コイル１６と外周コア１８とを電気的に絶縁する形となる。

さらに、樹脂２０は、一次コイル１４に含浸すると共に、隙間３１を通じて一次コイル１４と二次スプール１７との間の空間３０にも導入されることで、両者を電気的に絶縁する形となる。したがって、隙間３１により、空間３０に樹脂２０を効率よく流入させることができるので、モールド成形体１０内における空隙の発生が抑制され、点火コイル１００の十分な絶縁性および耐振動性が確保されるのである。

なお、樹脂２０としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられるが、電気的絶縁作用を発揮し得る他の樹脂を用いてもよい。

（第２実施形態）
図９，１０に示す本発明の第２実施形態は、第１実施形態の変形例である。第２実施形態の中心コア２０１３は、珪素鋼板等の電磁鋼板からなる磁性板２０１３ｐの複数を板厚方向に積層することによって、形成されている。ここで本実施形態の中心コア２０１３は、例えば０．２〜１ｍｍ程度、好ましくは０．２７ｍｍの電磁鋼板にプレス加工を施して積層位置に応じた形状の各磁性板２０１３ｐを形成した後、それら磁性板２０１３ｐを接着剤で互いに固定しながら積層してなる。

このように磁性板２０１３ｐを積層してなる中心コア２０１３によれば、軸方向における縮径により小径の第２筒面部１２３ｂが形成されて体積減少した形となっていても、所望の磁気的性能を確保し易くなる。一方で、磁性板２０１３ｐを積層してなる中心コア２０１３の場合、外周面を形成する筒面部１１３ｂ，１２３ｂにおいて磁性板２０１３ｐの外周縁に沿ったエッジ部が生じるため、それら筒面部１１３ｂ，１２３ｂに一次コイル１４を直接巻装すると、一次コイル１４の損傷や破断を招くおそれがある。

そこで、第２実施形態では、中心コア２０１３の外周面の全体が膜状の絶縁性被覆部材２０１５により被覆されており、一次コイル１４が当該被覆部材２０１５を介して各筒面部１１３ｂ，１２３ｂに巻装されることで保護されているのである。ここで本実施形態の被覆部材２０１５は、例えば５０μｍ程度の薄膜ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン等からなる熱収縮チューブであり、中心コア２０１３に被せられて熱収縮させられることにより各筒面部１１３ｂ，１２３ｂに密着している。なお、被覆部材２０１５としては、熱収縮チューブ以外にも、薄膜樹脂テープを各筒面部１１３ｂ，１２３ｂに巻着するようにしてもよい。

このように一次コイル１４が膜状の被覆部材２０１５を介して中心コア２０１３に巻装されることによれば、一次スプールが不要となることから、当該コア２０１３の縮径による作用と相俟って、一次コイル１４を径方向に小型化することが可能となるのである。

（第３実施形態）
図１１〜１４に示す本発明の第３実施形態は、第１実施形態の変形例である。図１３，１４に示すように第３実施形態の中心コア３０１３は、各筒面部１１３ｂ，１２３ｂよりも凹んで軸方向に延伸する通し溝３０１５を有している。ここで本実施形態の通し溝３０１５は、中心コア３０１３の軸方向全域に設けられて鍔部１３ａおよび各筒面部１１３ｂ，１２３ｂに跨っている。

図１１，１２に示すように第３実施形態の一次コイル３０１４は、中心コア３０１３の各筒面部１１３ｂ，１２３ｂ上に一次導線３１１４をそれぞれ異数且つ奇数層ずつ巻回することで形成され、全体として円筒状を呈している。具体的には、第１筒面部１１３ｂ上には一次導線３１１４が一層に巻回され、第２筒面部１２３ｂ上には一次導線３１１４が三層に巻回されている。これにより、磁性粉体を加圧成形してなる中心コア３０１３にも拘らず、一次導線３１１４の巻回層数を増大させて所定体積での磁気的性能の向上が図られている。なお、ここで本実施形態では、各筒面部１１３ｂ，１２３ｂ上における一次導線３１１４の巻回層数差ΔＮが２であることに応じて、筒面部１１３ｂ，１２３ｂ間の段差Ｓが第１実施形態で説明の式１に従って設定されている。

さらに一次コイル３０１４は、一次導線３１１４の始端３１１４ａ側が鍔部１３ａおよび第２筒面部１２３ｂの間で通し溝３０１５に通されることで、一次導線３１１４の始端３１１４ａおよび終端３１１４ｂが軸方向の同じ側に引き出された形となっている。これにより本実施形態においても、イグナイタ１９への一次コイル３０１４の接続構造が簡素化並びに小型化されているのである。

以上の構成を有する一次コイル３０１４の製造方法について以下では、図１１を参照しつつ説明する。

まず、中心コア３０１３の鍔部１３ａとは反対側端部に衝立治具４０を取り付けた後、一次導線３１１４の始端３１１４ａ側を鍔部１３ａから第２筒面部１２３ｂへ向かって通し溝３０１５に通す。通し溝３０１５において一次導線３１１４が第２筒面部１２３ｂの衝立治具４０側端まで到達したら、一次導線３１１４を第２筒面部１２３ｂ上に這い廻した後、中心コア３０１３を一定速度にて回転駆動しつつノズル４１（図示しない）をＹ方向に移動させる。これにより、第２筒面部１２３ｂ上に一次導線３１１４が巻回されて、当該第２筒面部１２３ｂ上の第１層が形成される。即ち本実施形態では、小径側（ここでは最小径）の第２筒面部１２３ｂから一次導線３１１４の巻回が開始されるのである。

次に、第２筒面部１２３ｂ上の第１層を形成する一次導線３１１４が、第１筒面部１１３ｂと第２筒面部１２３ｂとの異径境界面に到達した時点で、中心コア３０１３の回転速度を一定に保ったままノズル４１をＸ方向に移動させる。これにより、第２筒面部１２３ｂ上の第１層の外周側に一次導線３１１４が巻回されて、当該第２筒面部１２３ｂ上の第２層が形成される。このとき、図１１に示すように本実施形態では、第２筒面部１２３ｂ上の第２層が第１筒面部１１３ｂと略同等の外径にて形成されることになる。またこのときには、筒面部１１３ｂ，１２３ｂ間の段差Ｓをなす異径境界面が一次導線３１１４に対するストッパとして機能することにより、一次コイル３０１４の巻崩れが効果的に抑制されるのである。

続いて、第２筒面部１２３ｂ上の第２層を形成する一次導線３１１４が、第２筒面部１２３ｂの衝立治具４０側端まで到達した時点で、中心コア３０１３の回転速度を一定に保ったままノズル４１を再度Ｙ方向に移動させる。これにより、第２筒面部１２３ｂ上の第２層の外周側に一次導線３１１４が巻回されて、当該第２筒面部１２３ｂ上の第３層が形成される。このとき、第２筒面部１２３ｂ上の第２層と第１筒面部１１３ｂとが略同等の外径となっている本実施形態では、第２筒面部１２３ｂ上における第３層の形成が筒面部１１３ｂ，１２３ｂ間の異径境界面にて実質的に終了し、それに連続して第１筒面部１１３ｂ上に一次導線３１１４が巻回される。その結果、第１筒面部１１３ｂ上において第１層が形成されるのである。

最後に、第１筒面部１１３ｂ上の第１層を形成する一次導線３１１４が、第１筒面部１１３ｂと鍔部１３ａとの間の異径境界面に到達すると、一次導線３１１４をカットして当該導線３１１４の終端３１１４ｂを引き出す。これにより一次コイル３０１４が完成するので、中心コア３０１３から衝立治具４０を取り外す。このとき、鍔部１３ａおよび第１筒面部１１３ｂ間の異径境界面がストッパとして機能するので、一次コイル３０１４の巻崩れが抑制されることになるのである。

なお、以上においては、始端３１１４ａを中心コア３０１３の鍔部１３ａ側から引き出すようにした一次コイル３０１４の一次導線３１１４について、各筒面部１１３ｂ，１２３ｂ上に連続して奇数層ずつ巻回する前に、当該始端３１１４ａ側を通し溝３０１５に通しておくことで、終端３１１４ｂも鍔部１３ａ側から引き出すことを可能にしている。これに対し、始端３１１４ａを中心コア３０１３の鍔部１３ａ側とは反対側から引き出すようにした一次コイル３０１４の一次導線３１１４について、各筒面部１１３ｂ，１２３ｂ上に連続して奇数層ずつ巻回する前に、当該始端３１１４ａ側を通し溝３０１５に通しておくことで、終端３１１４ｂも鍔部１３ａとは反対側から引き出すようにしてもよい。

（第４実施形態）
図１５〜１７に示す本発明の第４実施形態は、第１実施形態の変形例である。図１６に示すように第４実施形態の中心コア４０１３は、鍔部１３ａ、第１筒面部１１３ｂおよび第２筒面部１２３ｂをこの順で軸方向に並べる代わりに、筒面部１１３ｂ，１２３ｂの並び順を入れ替えて鍔部１３ａおよび第１筒面部１１３ｂ間に第２筒面部１２３ｂを設けたものとなっている。これにより第２筒面部１２３ｂは、第１筒面部１１３ｂとは反対側の端部４０１３ｉよりも大径の鍔部１３ａが当該端部４０１３ｉに対して軸方向に隣接した形となっている。

このような中心コア４０１３では、第２筒面部１２３ｂの軸方向長さＬ２を巻胴部１３ｂの軸方向長さＬ１の５０％以下、より好適には４０％以下とすることにより、磁性体として十分に機能させることが可能になる。ここで特に本実施形態では、磁性粉体を加圧成形してなる中心コア４０１３について、例えばＬ１を３１．６ｍｍ、Ｌ２を１５．４ｍｍに設定することで、Ｌ１に対するＬ２の比率を４８．７％としている。

また、図１６に示すように中心コア４０１３においては、鍔部１３ａおよび第２筒面部１２３ｂ間の異径境界面４０１３ｃと、第２筒面部１２３ｂとがなす入隅部４０１３ｄは、断面円弧形の凹面状にＲ加工されている。同様に、第２筒面部１２３ｂおよび第１筒面部１１３ｂ間の異径境界面４０１３ｅと、第２筒面部１２３ｂとがなす入隅部４０１３ｆも、断面円弧形の凹面状にＲ加工されている。なお、本実施形態において各入隅部４０１３ｄ，４０１３ｆの加工径は、例えば０．２ｍｍ程度とされる。

さらに中心コア４０１３においては、鍔部１３ａおよび第２筒面部１２３ｂ間の異径境界面４０１３ｃと、鍔部１３ａとがなす角部４０１３ｇは、断面円弧形の凸面状にＲ加工（面取り加工）されている。同様に、第２筒面部１１３ｂおよび第１筒面部１２３ｂ間の異径境界面４０１３ｅと、第１筒面部１１３ｂとがなす角部４０１３ｈも、断面円弧形のに凸面状にＲ加工されている。なお、本実施形態において角部４０１３ｇおよび角部４０１３ｈの加工径は、例えばそれぞれ０．５ｍｍ程度および０．３ｍｍ程度とされる。

以上の構成を有する中心コア４０１３の製造方法について以下では、図１７を参照しつつ説明する。

まず、図１７（ａ）に示すように左右方向に型閉且つ型締した成形型４０５０に原料の磁性粉末を充填した後、当該充填粉末を上パンチ４０５２および下パンチ４０５４により荷重をかけて加圧成形し、中心コア４０１３を形成する。このときの荷重や温度については、第１実施形態で説明の製造方法と同様とされる。

加圧成形が完了したら、図１７（ｂ）に示すように、上パンチ４０５２を成形型４０５０から上方へ引き抜いた後、図１７（ｃ）に示すように成形型４０５０を左右方向に型開して中心コア４０１３を離型させる。ここで、本実施形態において成形型４０５０を型開する左右方向は、製品形状となった中心コア４０１３の径方向と略同一方向に設定されることで、軸方向の中間部分で縮径された形状の中心コア４０１３について径方向の離型を可能にしている。また、本実施形態においても、離型剤や潤滑剤を成形型４０５０に塗布または磁性粉末中に添加しておくことが、離型時の欠け等を防止する点で好ましい。

さて、第１実施形態と同様に筒面部１１３ｂ，１２３ｂ間の段差Ｓが式１に従って設定される第４実施形態では、図１５に示すように一次導線４１１４を第１筒面部１１３ｂ上に二層且つ第２筒面部１２３ｂ上に四層巻回することにより、一次コイル４０１４が形成されている。また、一次コイル４０１４では、一次導線４１１４の始端４１１４ａおよび終端４１１４ｂが鍔部１３ａと第２筒面部１２３ｂとの境界から引き出されることにより、イグナイタ１９への一次コイル４０１４の接続構造が簡素化並びに小型化されている。さらに一次コイル４０１４は、鍔部１３ａおよび各筒面部１１３ｂ，１２３ｂの境界では、Ｒ加工された入隅部４０１３ｄ，４０１３ｆおよび角部４０１３ｇ，４０１３ｈと接触することで、破断し難くなっている。以下、このような一次コイル４０１４の製造方法について、図１５を参照しつつ説明する。

まず、中心コア４０１３の鍔部１３ａとは反対側端部に衝立治具４０を取り付けた後、一次導線４１１４を始端４１１４ａ側から第２筒面部１２３ｂ上に這い廻して、当該導線４１１４の巻回を開始する。即ち本実施形態では、小径側（ここでは最小径）の第２筒面部１２３ｂから一次導線４１１４の巻回が開始されるのである。そして、この開始時点においては、中心コア４０１３を一定速度にて回転駆動しつつノズル４１（図示しない）をＸ方向に移動させることにより、第２筒面部１２３ｂ上の第１層が形成される。

次に、第２筒面部１２３ｂ上の第１層を形成する一次導線４１１４が、第１筒面部１１３ｂと第２筒面部１２３ｂとの間の異径境界面４０１３ｅに到達した時点で、中心コア４０１３の回転速度を一定に保ったままノズル４１をＹ方向に移動させる。これにより、第２筒面部１２３ｂ上の第１層の外周側に一次導線４１１４が巻回されて、当該第２筒面部１２３ｂ上の第２層が形成される。このとき、図１５に示すように本実施形態では、第２筒面部１２３ｂ上の第２層が第１筒面部１１３ｂと略同等の外径にて形成されることになる。またこのときには、鍔部１３ａおよび第１筒面部１１３ｂの各々と第２筒面部１２３ｂとの間の異径境界面４０１３ｃ，４０１３ｅが一次導線４１１４に対するストッパとして機能することにより、一次コイル４０１４の巻崩れが効果的に抑制されるのである。

続いて、第２筒面部１２３ｂ上の第２層を形成する一次導線４１１４が、鍔部１３ａと第２筒面部１１３ｂとの間の異径境界面４０１３ｃに到達した時点で、中心コア４０１３の回転速度を一定に保ったままノズル４１を再度Ｘ方向に移動させる。これにより、第２筒面部１２３ｂ上の第２層の外周側に一次導線４１１４が巻回されて、当該第２筒面部１２３ｂ上の第３層が形成される。このとき、第２筒面部１２３ｂ上の第２層と第１筒面部１１３ｂとが略同等の外径となっている本実施形態では、第２筒面部１２３ｂ上における第３層の形成が筒面部１１３ｂ，１２３ｂ間の異径境界面４０１３ｅにて実質的に終了し、それに連続して第１筒面部１１３ｂ上に一次導線４１１４が巻回される。その結果、第１筒面部１１３ｂ上において第１層が形成されるのである。

さらに続いて、第１筒面部１１３ｂ上の第１層を形成する一次導線４１１４が、第１筒面部１１３ｂの衝立治具４０側端まで到達した時点で、中心コア４０１３の回転速度を一定に保ったままノズル４１を再度Ｙ方向に移動させる。これにより、一次導線４１１４が第１筒面部１１３ｂ上の第１層の外周側および第２筒面部１２３ｂ上の第３層の外周側に順次に巻回されて、第１筒面部１１３ｂ上の第２層および第２筒面部１２３ｂ上の第４層が形成される。

最後に、第２筒面部１２３ｂ上にて第４層を形成する一次導線４１１４が、第２筒面部１２３ｂおよび鍔部１３ａ間の異径境界面４０１３ｃに到達すると、一次導線４１１４をカットして当該導線４１１４の終端４１１４ｂを引き出す。これにより、一次コイル４０１４が完成するので、中心コア４０１３から衝立治具４０を取り外す。このとき、鍔部１３ａおよび第２筒面部１２３ｂ間の異径境界面４０１３ｃがストッパとして機能するので、一次コイル４０１４の巻崩れが抑制されることになるのである。

なお、以上においては、鍔部１３ａと第２筒面部１２３ｂとの異径境界面４０１３ｃから一次導線４１１４を中心コア４０１３に巻回し始め、一次導線４１１４の始端４１１４ａおよび終端４１１４ｂを鍔部１３ａ側から引き出すようにしている。これに対し、第１筒面部１１３ｂの端部に取り付けられた衝立治具４０と第１筒面部１１３ｂとの異径境界面から一次導線４１１４を中心コア４０１３に巻回し始め、一次導線４１１４の始端４１１４ａおよび終端４１１４ｂを鍔部１３ａとは反対側から引き出すようにしてもよい。

（第５実施形態）
図１８に示す本発明の第５実施形態は、第４実施形態の変形例である。磁性粉体を加圧成形してなる第５実施形態の中心コア５０１３では、鍔部１３ａおよび第２筒面部１２３ｂ間の異径境界面５０１３ｃと、第２筒面部１２３ｂおよび第１筒面部１１３ｂ間の異径境界面５０１３ｅとが、軸方向に対して傾斜するテーパ面状に形成されている。ここで本実施形態の異径境界面５０１３ｃ，５０１３ｅは、中心コア５０１３の軸方向に対する傾斜角度θが例えば６０°程度に設定されたものとなっている。

このように異径境界面５０１３ｃ，５０１３ｅが傾斜する中心コア５０１３については、第４実施形態で説明の図１７（ｃ）と同様にして成形型４０５０を左右方向に型開する場合に、中心コア５０１３を径方向に離型し易くなる。したがって、中心コア５０１３の離型時に製品形状の一部が欠けるといった離型不良を確実に防止して、製品としての磁気的性能を十分に保証することが可能となるのである。

（第６実施形態）
図１９に示す本発明の第６実施形態は、第４実施形態の変形例である。第６実施形態の中心コア６０１３では、軸方向において巻胴部６０１３ｂがテーパ状に縮径されることにより、小径側の第２筒面部６１２３ｂが形成されている。ここで特に本実施形態では、ストレートな第１筒面部１１３ｂ側から鍔部１３ａ側に向かうほど小径となるように、テーパ状の第２筒面部６１２３ｂが第１筒面部１１３ｂおよび鍔部１３ａ間に設けられている。これにより第２筒面部６１２３ｂは、テーパ状の小径側端部６０１３ｉよりも大径である鍔部１３ａに軸方向において隣接し、当該鍔部１３ａとの間に異径境界面６０１３ｃを形成している。また、一方で第２筒面部６１２３ｂは、テーパ状の大径側端部６０１３ｊと略同等の外径を有する第１筒面部１１３ｂに軸方向において隣接し、当該第１筒面部１１３ｂとの間に段差のない境界線６０１３ｋを形成している。

このような中心コア６０１３においても、第２筒面部６１２３ｂの軸方向長さＬ２を巻胴部６０１３ｂの軸方向長さＬ１の５０％以下、より好適には４０％以下とすることにより、磁性体として十分に機能させることが可能となる。ここで特に本実施形態では、磁性粉体を加圧成形してなる中心コア６０１３であるにも拘らず、テーパ状の第２筒面部６１２３ｂにより縮径化と体積確保とのトレードオフバランスが図られているので、磁気飽和に起因する磁気的性能の低下が確実に抑制され得るのである。

図１９に示すように第６実施形態の一次コイル６０１４は、一次導線６１１４を第１筒面部１１３ｂ上に二層且つ第２筒面部６１２３ｂ上に最大四層巻回することによって、形成されている。また、一次コイル６０１４では、一次導線６１１４の始端６１１４ａおよび終端６１１４ｂが鍔部１３ａと第２筒面部６１２３ｂとの境界から引き出されることにより、イグナイタ１９への一次コイル６０１４の接続構造が簡素化並びに小型化されている。以下、このような一次コイル６０１４の製造方法について、図１９を参照しつつ説明する。

まず、中心コア６０１３の鍔部１３ａとは反対側端部に衝立治具４０を取り付けた後、一次導線６１１４を始端６１１４ａ側から第２筒面部６１２３ｂ上に這い廻して、当該導線６１１４の巻回を開始する。即ち本実施形態では、小径側の第２筒面部６１２３ｂから一次導線６１１４の巻回が開始されるのである。そして、この開始時点においては、中心コア６０１３を一定速度にて回転駆動しつつノズル４１（図示しない）をＸ方向に移動させることにより、第２筒面部６１２３ｂ上の第１層が形成される。さらに本実施形態では、一次導線６１１４が筒面部６１２３ｂ，１１３ｂの境界線６０１３ｋに到達しても、中心コア６０１３の回転速度を一定に保ったままノズル４１のＸ方向への移動を継続させる。これにより、第１筒面部１１３ｂ上に一次導線６１１４が巻回されて、当該第１筒面部１１３ｂ上の第１層も形成されることになる。

次に、第１筒面部１１３ｂ上にて第１層を形成する一次導線６１１４が、第１筒面部１１３ｂの衝立治具４０側端まで到達した時点で、中心コア６０１３の回転速度を一定に保ったままノズル４１をＹ方向に移動させる。これにより、一次導線６１１４が第１筒面部１１３ｂ上の第１層の外周側に巻回されて、当該第１筒面部１１３ｂ上の第２層が形成される。さらに本実施形態では、一次導線６１１４が筒面部１１３ｂ，６１２３ｂの境界線６０１３ｋに到達しても、中心コア６０１３の回転速度を一定に保ったままノズル４１のＹ方向への移動を継続させる。これにより、第２筒面部６１２３ｂ上の第１層の外周側に一次導線６１１４が巻回されて、当該第２筒面部６１２３ｂ上の第２層も形成されることになる。

続いて、第２筒面部６１２３ｂ上の第２層を形成する一次導線６１１４が、鍔部１３ａおよび第２筒面部６１２３ｂの間の異径境界面６０１３ｃに到達した時点で、中心コア６０１３の回転速度を一定に保ったままノズル４１を再度Ｘ方向に移動させる。これにより、第２筒面部６１２３ｂ上の第２層の外周側に一次導線６１１４が巻回されて、当該第２筒面部６１２３ｂ上の第３層が形成される。このとき、図１９に示すように本実施形態では、第２筒面部６１２３ｂ上の第３層が第１筒面部１１３ｂ上の第２層の外径を超えない範囲で形成されるように、当該第３層の形成限界位置が設定される。またこのときには、鍔部１３ａおよび第２筒面部６１２３ｂ間の異径境界面６０１３ｃが一次導線６１１４に対するストッパとして機能することにより、一次コイル６０１４の巻崩れが効果的に抑制されるのである。

さらに続いて、第２筒面部６１２３ｂ上の第３層を形成する一次導線６１１４が、当該第３層の形成限界位置まで到達すると、中心コア６０１３の回転速度を一定に保ったままノズル４１を再度Ｙ方向に移動させる。これにより、第２筒面部６１２３ｂ上の第３層の外周側に一次導線６１１４が巻回されて、当該第２筒面部６１２３ｂ上の第４層が形成される。このとき、図１９に示すように本実施形態では、第２筒面部６１２３ｂ上の第４層が第１筒面部１１３ｂ上の第２層の外径と略同等の最大外径にて形成される。またこのときにも、異径境界面６０１３ｃが一次導線６１１４に対するストッパとして機能するので、一次コイル６０１４の巻崩れが効果的に抑制されるのである。

最後に、第２筒面部６１２３ｂ上の第４層を形成する一次導線６１１４が、第２筒面部６１２３ｂおよび鍔部１３ａ間の異径境界面６０１３ｃに到達すると、一次導線６１１４をカットして当該導線６１１４の終端６１１４ｂを引き出す。これにより、一次コイル６０１４が完成するので、中心コア６０１３から衝立治具４０を取り外す。このときにも、異径境界面６０１３ｃがストッパとして機能するので、一次コイル６０１４の巻崩れが抑制されることになるのである。

なお、以上においては、鍔部１３ａと第２筒面部６１２３ｂとの異径境界面６０１３ｃから一次導線６１１４を中心コア６０１３に巻回し始め、一次導線６１１４の始端６１１４ａおよび終端６１１４ｂを鍔部１３ａ側から引き出すようにしている。これに対し、第１筒面部１１３ｂの端部に取り付けられた衝立治具４０と第１筒面部１１３ｂとの異径境界面から一次導線６１１４を中心コア６０１３に巻回し始め、一次導線６１１４の始端６１１４ａおよび終端６１１４ｂを鍔部１３ａとは反対側から引き出すようにしてもよい。

（第７実施形態）
図２０に示す本発明の第７実施形態は、第４実施形態の変形例である。第７実施形態の外周コア７０１８は、断面矩形環状に形成されて中心コア４０１３の外周側を囲んでいる。ここで本実施形態の外周コア７０１８において、中心コア４０１３を軸方向に挟む一対の側部７０１８ｂ間は、中心コア４０１３を径方向に挟む一対の接続部７０１８ｃにより接続されている。そして、一方の側部７０１８ｂと中心コア４０１３の鍔部１３ａとの間には、例えば０．１〜０．６ｍｍ程度の磁気ギャップ７０１８ｄが設けられている。これにより、中心コア４０１３において最小径の第２筒面部１２３ｂは、大径の第１筒面部１１３ｂよりも軸方向の磁気ギャップ７０１８ｄ側に設けられた形となっている。

こうした構成の第７実施形態では、図２０に示すように、外周コア７０１８において一方の側部７０１８ｂ、いずれかの接続部７０１８ｃおよび他方の側部７０１８ｂを通過し、さらに磁気ギャップ７０１８ｄおよび中心コア４０１３を通過する磁気回路７０１８ｅが形成される。ここで、磁気回路７０１８ｅの中心コア４０１３における磁束密度は、軸方向の磁気ギャップ７０１８ｄ側ほど低くなる。故に、外周面の縮径により体積減少している中心コア４０１３であっても、当該縮径のない場合と比較して遜色ない磁束密度を、磁気ギャップ７０１８ｄの側となる最小径の第２筒面部１２３ｂにて確保可能となっている。したがって、その場合には、磁気的性能を容易に確保しつつ、一次コイル１４を径方向に小型に形成することができるのである。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明してきたが、本発明は、説明の実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

具体的には、第１および第２実施形態において巻胴部１３ｂについては、例えば図２１に示すように、第１筒面部１１３ｂ、第２筒面部１２３ｂおよび第３筒面部１３３ｂを軸方向に形成して、一次導線１１４を各々二層巻き、四層巻きおよび六層巻きとしてもよい。なお、このとき、中心コア１３を磁性体として十分に機能させるためには、第３筒面部１３３ｂの軸方向長さをＬ３としたとき、第２筒面部１２３ｂの軸方向長さＬ２とＬ３との和は、巻胴部１３ｂの軸方向長さＬ１の３０％以下とすることが好ましい。

また、第３〜第７実施形態では、第２実施形態に準じて、中心コア３０１３，４０１３，５０１３，６０１３を磁性板２０１３ｐの積層によって形成し、当該積層コアに膜状の絶縁性被覆部材２０１５を介して一次コイル１４を巻装してもよい。さらに、第４〜第７実施形態では、第３実施形態に準じて、第１筒面部１１３ｂ上と第２筒面部１２３ｂ，６１２３ｂ上とに、それぞれ一次導線４１１４，６１１４を異数且つ奇数層ずつ巻回してもよい。またさらに、第１〜第３および第７実施形態では、第５実施形態に準じて、筒面部１１３ｂ，１２３ｂ間等の異径境界面を、軸方向に対して傾斜するテーパ面状に形成してもよい。加えて、第７実施形態では、第６実施形態に準じて、中心コア４０１３の巻胴部１３ｂの外周面を軸方向にテーパ状に縮径させてもよい。

以上の他、第１〜第７実施形態では、モールド成形体１０、高圧タワー部１０ａおよび固定部１１を全てエポキシ樹脂で形成しているが、モールド成形体１０のみエポキシ樹脂で形成し、それ以外についてＰＢＴ等の比較的安価な樹脂で形成してもよい。

本発明の第１実施形態による点火コイルを示す縦断面図である。 図１の要部拡大図に相当する断面模式図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図に相当する模式図である。 図２の特徴部分を拡大して示す断面模式図である。 図１の中心コアの製造方法を示す断面模式図である。 図１の一次コイルの製造方法を示す模式図である。 図１の一次コイルの製造方法を示す断面模式図である。 図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図に相当する模式図である。 本発明の第２実施形態による点火コイルの要部を拡大して示す断面模式図である。 図９のＸ−Ｘ線断面図である。 本発明の第３実施形態による点火コイルの要部を拡大して示す断面模式図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視図である。 図１１の中心コアを示す断面模式図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線矢視図である。 本発明の第４実施形態による点火コイルの要部を拡大して示す断面模式図である。 図１５の中心コアを示す断面模式図である。 図１５の中心コアの製造方法を示す断面模式図である。 本発明の第５実施形態による点火コイルの中心コアを拡大して示す断面模式図である。 本発明の第６実施形態による点火コイルの要部を拡大して示す断面模式図である。 本発明の第７実施形態による点火コイルの外周コアおよび中心コアを拡大して示す断面模式図である。 図２の変形例を示す断面模式図である。

符号の説明

１…エンジンヘッド、２…プラグホール、１０…モールド成形体、１０ａ…高圧タワー部、１１…固定部、１２…金属ブッシュ、１３，２０１３，３０１３，４０１３，５０１３，６０１３…中心コア、１３ａ…鍔部、１３ｂ，６０１３ｂ…巻胴部、４０１３ｃ，４０１３ｅ，５０１３ｃ，５０１３ｅ，６０１３ｃ…異径境界面、４０１３ｄ，４０１３ｆ…入隅部、４０１３ｇ，４０１３ｈ…角部、４０１３ｉ…端部、６０１３ｉ…小径側端部、６０１３ｊ…大径側端部、６０１３ｋ…境界線、２０１３ｐ…磁性板、１１３ｂ…第１筒面部、１２３ｂ，６１２３ｂ…第２筒面部、１３３ｂ…第３筒面部、１４，３０１４，４０１４，６０１４…一次コイル、１１４，３１１４，４１１４，６１１４…一次導線、１１４ａ，３１１４ａ，４１１４ａ，６１１４ａ…始端、１１４ｂ，３１１４ｂ，４１１４ｂ，６１１４ｂ…終端、２０１５…被覆部材、３０１５…通し溝、１６…二次コイル、１７…二次スプール、１７ａ，１７ｂ…フランジ部、１７ｃ…筒部、１７ｄ，１７ｅ…嵌合溝、１７１，１７２，１７３，１７４…突出部、１８…外周コア、１８ａ…底部、１８ｂ，７０１８ｂ…側部、７０１８ｃ…接続部、７０１８ｄ…磁気ギャップ、７０１８ｅ…磁気回路、１９…イグナイタ、２０…樹脂、２１…高圧ターミナル、２４…シール部材、２６…ポール、２８…ターミナル、２９…コネクタ、３０…空間、３１…隙間、４０…衝立治具、４１…ノズル、５０，４０５０…成形型、５２，４０５２…上パンチ、５４，４０５４…下パンチ、１００…点火コイル

Claims (19)

1. 外周面が軸方向に縮径されることにより外形の異なる複数の筒面部を形成する中心コアと、
   前記各筒面部上に導線が連続して巻回されてなる一次コイルと、
   前記一次コイルの外周側に配設され、前記一次コイルとの相互誘導により昇圧される二次コイルと
   を備えることを特徴とする点火コイル。
2. 前記一次コイルの導線は、前記各筒面部上に偶数層ずつ巻回されることを特徴とする請求項１に記載の点火コイル。
3. 前記中心コアは、前記各筒面部よりも凹んで軸方向に延伸する通し溝を有し、
   前記一次コイルの導線は、始端側において前記通し溝に通されて前記各筒面部上に奇数層ずつ巻回されることを特徴とする請求項１に記載の点火コイル。
4. 前記二次コイルの外周側を囲むと共に前記中心コアとの間に軸方向の磁気ギャップをあけるように配設され、前記磁気ギャップおよび前記中心コアを通過する磁気回路を形成する外周コアを備え、
   前記中心コアの外周面は、最小径の前記筒面部を軸方向の前記磁気ギャップ側に形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の点火コイル。
5. 前記中心コアは、磁性粉末を加圧成形してなり、
   前記一次コイルは、前記各筒面部上に直接に巻装されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の点火コイル。
6. 前記中心コアは、複数の磁性板を積層してなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の点火コイル。
7. 前記中心コアを被覆する膜状の被覆部材を備え、
   前記一次コイルは、前記各筒面部上に前記被覆膜を介して巻装されることを特徴とする請求項６に記載の点火コイル。
8. 前記中心コアの外周面は、軸方向において段階的に縮径されることにより前記各筒面部を形成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の点火コイル。
9. 前記中心コアの外周面は、軸方向において段階的に縮径されることにより前記各筒面部を形成し、
   前記各筒面部間の異径境界面は、軸方向に対して傾斜することを特徴とする請求項５に記載の点火コイル。
10. 前記中心コアの外周面は、軸方向においてテーパ状に縮径されることにより前記各筒面部を形成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の点火コイル。
11. 前記中心コアは、外周面の縮径によりテーパ状を呈する前記筒面部と、当該テーパ状の筒面部の小径側端部よりも大径に形成されて前記小径側端部に軸方向に隣接する鍔部とを有することを特徴とする請求項１０に記載の点火コイル。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の点火コイルを製造する方法であって、
    外周面において外径の異なる複数の筒面部が軸方向に並んでなる前記中心コアを形成する工程と、
    前記各筒面部のうち小径の前記筒面部上から順に導線を巻回して、前記一次コイルを形成する工程と、
    を含むことを特徴とする点火コイルの製造方法。
13. 磁性粉末を加圧成形してなる中心コアと、
    前記中心コアの外周面上に巻装される一次コイルと、
    前記一次コイルの外周側に配設され、前記一次コイルとの相互誘導によって昇圧される二次コイルと
    を備えることを特徴とする点火コイル。
14. 前記中心コアの外周面は、少なくとも１段以上の段付筒面状を呈することを特徴とする請求項１３に記載の点火コイル。
15. 前記中心コアの外周面は、外径の異なる複数の筒面部を軸方向に形成し、
    前記各筒面部上における前記一次コイルの層数は偶数に設定されることを特徴とする請求項１４に記載の点火コイル。
16. 前記中心コアは、前記一次コイルが巻装される巻胴部および前記巻胴部よりも大径の鍔部を軸方向に有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の点火コイル。
17. 前記点火コイルは、前記中心コアおよび前記一次コイルを内包し且つ外周面上に前記二次コイルが巻装される二次スプールを備え、
    前記二次スプールの内周面に設けられた嵌合溝に、前記鍔部が嵌合されると共に、前記二次スプールの内周面から前記中心コア側に突出する突出部の先端面と、前記巻胴部の外周面とが当接することを特徴とする請求項１６に記載の点火コイル。
18. 前記鍔部は、矩形状であることを特徴とする請求項１７に記載の点火コイル。
19. 前記中心コア、前記一次コイル、前記二次コイルおよび前記二次スプールが絶縁性の樹脂内に埋設される前記点火コイルにおいて、
    前記二次スプールの軸方向の両端部のうち、少なくともいずれか一方は、前記一次コイルと前記二次スプールとを径方向に隔てる空間と二次スプールの外側とを空間的に連絡する隙間が設けられることを特徴とする請求項１７または１８に記載の点火コイル。

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