JP2009266851A - Ignition coil unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は内燃機関の点火プラグに火花放電を発生させるために高電圧を供給する内燃機関用点火コイルに関し、殊にセンタコアと、このセンタコアを包囲するサイドコアとによって点火コイルに鎖交する閉磁路を形成するタイプの点火コイル装置に関する。 The present invention relates to an ignition coil for an internal combustion engine that supplies a high voltage to generate a spark discharge in an ignition plug of the internal combustion engine, and in particular, a closed magnetic circuit that is linked to the ignition coil by a center core and a side core that surrounds the center core. The present invention relates to an ignition coil device of the type to be formed.
従来の内燃機関用点火コイルは、特開2007−221040号公報に記載のように、磁性材製の積層鋼板で形成された棒状のセンタコアを有し、センタコアの周囲を包囲するようにサイドコアが設けられており、センタコアとサイドコアによりコイルに鎖交する閉磁路が形成されている。 A conventional ignition coil for an internal combustion engine has a rod-shaped center core formed of a laminated steel plate made of a magnetic material as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-221040, and a side core is provided so as to surround the center core. The center core and the side core form a closed magnetic circuit that is linked to the coil.
センタコアの外周にはバッテリに接続された一次コイルが巻回された一次ボビンが挿通され、一次コイルの外周にはプラグに接続された二次コイルが巻回された二次コイルボビンが挿通されている。センタコアとこれらコイル部及びサイドコアは樹脂材製コイルケースに収容され、コイルケース内に充填される絶縁用樹脂で密封及び絶縁されている。 A primary bobbin around which a primary coil connected to the battery is wound is inserted into the outer periphery of the center core, and a secondary coil bobbin around which a secondary coil connected to the plug is wound is inserted into the outer periphery of the primary coil. . The center core, the coil portion, and the side core are housed in a resin-made coil case, and are sealed and insulated with an insulating resin filled in the coil case.
この従来技術ではサイドコアの磁性鋼板は軸方向のスリットを備えた断面が矩形に形成されている。 In this prior art, the side core magnetic steel sheet has a rectangular cross section with an axial slit.
このような従来技術ではサイドコアを形成する磁性鋼板がスリットを有する断面が矩形に形成されているので、同じ形状に加工して複数枚重ねた場合、積層された磁性鋼板間に隙間ができる。この隙間ができなくなるようにするためには、重ねる鋼板毎に角の曲がり具合を変える必要がある。あるいは複数枚を重ねた状態で断面矩形になるように成形する必要がある。いずれにしてもその加工作業には手間がかかる。 In such a conventional technique, since the magnetic steel sheet forming the side core has a rectangular cross section having a slit, when a plurality of sheets are processed and stacked in the same shape, a gap is formed between the stacked magnetic steel sheets. In order to make this gap impossible, it is necessary to change the degree of corner bending for each steel plate to be stacked. Or it is necessary to shape | mold so that a cross section may become a rectangle in the state which accumulated several sheets. In any case, the processing work takes time.
本発明の目的は、コイルユニットとサイドコアとを簡単に組み付けることができる点火コイル装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an ignition coil device that can easily assemble a coil unit and a side core.
その他の目的は実施例の説明に記載する通りである。 Other objects are as described in the description of the embodiments.
磁性材製鋼板を積層した棒状のセンタコアとコイル部とからなるコイルユニットを取り囲むようにサイドコアを設け、サイドコアの内部を横断するようにセンタコアが配置され、センタコアを共通の磁路としてサイドコアを通る一対の磁路がコイル部に対して鎖交するように構成され、サイドコアは半径方向に複数枚積層された筒状の磁性材製金属積層鋼板で構成され、サイドコアには軸方向に沿ってスリットが設けられており、コイルユニットとサイドコアの間に介在する筒状の樹脂材製コイルユニットケースの外周に装着した状態ではスリットの間隔が自然状態より広がるように構成されており、自身の弾性力でコイルユニットケースの外周に抱きつくように構成されている点火コイル装置。 A side core is provided so as to surround a coil unit composed of a bar-shaped center core laminated with magnetic steel plates and a coil portion, and the center core is disposed so as to cross the inside of the side core, and a pair passing through the side core with the center core as a common magnetic path The side core is composed of a cylindrical magnetic metal laminated steel plate laminated in the radial direction, and the side core has slits along the axial direction. In the state where it is installed on the outer periphery of a cylindrical resin material coil unit case interposed between the coil unit and the side core, the gap between the slits is wider than the natural state. An ignition coil device configured to hug the outer periphery of a coil unit case.
本発明によれば、点火コイル装置の閉磁路を形成するサイドコアとセンタコアとを簡単に組み付けることができる。 According to the present invention, the side core and the center core that form the closed magnetic path of the ignition coil device can be easily assembled.
以下図面に示す一実施例に基づき本発明が適用される内燃機関用の点火コイル装置の構成,組み立てについて詳細に説明する。まず、本実施例の主要な構成及び主要な作用効果を説明する。その後、各図面に基づいてさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the construction and assembly of an ignition coil device for an internal combustion engine to which the present invention is applied will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. First, the main configuration and main functions and effects of this embodiment will be described. Then, it demonstrates still in detail based on each drawing.
本実施例になる内燃機関用の点火コイル装置は基本的には以下のように構成される。 The ignition coil device for an internal combustion engine according to this embodiment is basically configured as follows.
図1に示すように磁性材製鋼板6A1〜6Anを7ないし10枚積層した棒状のセンタコア6Aを備える。
As shown in FIG. 1, a bar-
一次コイル部23は、一次ボビン2とその外周に巻回された一次コイル3からなる。
The
二次コイル部45は複数の分割溝が外周に形成された二次ボビン4とその分割溝に分割巻きされた二次コイル5とから構成される。
The
一次ボビン2の中心にはセンタコア6Aの挿通孔2Aが形成されている。
An
二次コイル部45の中央の挿通孔に一次コイル部23を挿通して組み合わせ、コイル部24を構成する。
The
コイル部24の中心の挿通孔(一次ボビン2の中心の挿通孔2A)にセンタコア6Aを挿通してコイルユニット246が構成され、このコイルユニット246を取り囲むようにサイドコア6Bが設けられている。
A
センタコア6Aはサイドコア6Bの内部を横断するように配置されており、図4に示すごとくセンタコア6Aとサイドコア6Bの半分の部分とで一つの閉磁路6ARが構成され、前記センタコア6Aと前記サイドコア6Bの残る半分の部分とで別の閉磁路6ALが構成され、結果的に前記センタコア6Aを共通の磁路とする一対の磁路6AR,6ALがコイル部24に対して鎖交するように形成される。
The
サイドコア6Bは半径方向に複数枚積層された磁性材製金属積層鋼板6B1〜6Bnで構成されている。
The
コイルユニット246とサイドコア6Bの間には筒状の樹脂材製のコイルユニットケース11が介在している。具体的には、筒状の樹脂材製のコイルユニットケース11の中にコイルユニット246を嵌め込んで両者を組み立てる。このとき、コイルユニットケース11の切欠11Cにセンタコア6Aの一端が合致するようにして嵌め込む。結果的にセンタコア6Aの一端がコイルユニットケース11の外周より少しだけ半径方向外側に突出する。このセンタコア6Aの一端はコイルユニットケース11の外周に習って円弧状に形成されている。
A
サイドコア6Bの磁性材製金属積層鋼板6B1〜6Bnは軸方向に沿ってスリット6BAが設けられており、コイルユニットケース11の外周に装着した状態ではスリット6BAの間隔が自然状態より広がるように構成されている。その結果、自身の弾性力でコイルユニットケース11の外周に抱きつくように構成されている。
The magnetic material laminated metal steel plates 6B1 to 6Bn of the
コイル部24の直径は軸方向中央部より両端部で小さく構成されている。具体的には二次ボビン4に設けた巻溝(分割溝とも呼ぶ)4B1〜4Bnの中に二次巻線が巻回されるが、溝を形成する環状の仕切りの高さが両端より中央にかけて高く形成されている。その結果二次巻線は中央部にたくさん巻回され、両側に行くほど巻数が少なくなっている。
The diameter of the
センタコア6Aの一端6ADは前記コイルユニットケース11を貫通してサイドコア6Bの内周面に対面している。この部分の磁気抵抗は少なくした方が良いので、組み付けに支障がない範囲で隙間は小さく設定される。
One end 6AD of the
センタコア6Aの他端6AFはコイルユニットケース11の内径に沿った局面部6AR,6ALを有し、この局面部6AR,6ALはセンタコア6Aの幅よりも広い周方向の寸法範囲にわたって形成されている。
The other end 6AF of the
センタコア6Aの局面部6AR,6ALとコイルユニットケース11の内周面との間に相互に嵌合う凹凸部6APと11bが設けられている。
Concave and convex portions 6AP and 11b are provided between the phase portions 6AR and 6AL of the
サイドコア6Bの各磁性材製金属積層鋼板6B1〜6Bnのスリット6BAはセンタコア6Aの片側端に部分に揃って配置されている。
The slits 6BA of the magnetic material laminated metal steel plates 6B1 to 6Bn of the
スリット6BAの間隔は、サイドコア6Bの各磁性材製金属積層鋼板6B1〜6Bnをコイルユニットケース11の外周に装着した状態では外側の磁性材製金属積層鋼板6Bnほどスリット6BAの間隔が広がっている。
The interval between the slits 6BA is larger in the outer magnetic material-made metal laminated steel plates 6Bn when the magnetic material-made metal laminated steel plates 6B1 to 6Bn of the
コイルユニットケース11の外周には、スリット6BAに合致する位置に半径方向外側に突出し、軸方向に延びる少なくとも一つの突起(実施例では2条の突起)11bが形成されている。
On the outer periphery of the
コイルユニット246とサイドコア6Bを組み合わせたアッセンブリ体624を収納するコイルケース7を備える。
A
コイルケース7には、イグナイタチップ(点火回路ユニット)12が収納されるスペース7Cとコネクタ部7Bとが設けられている。
The
コイルユニットケース11内部、イグナイタチップ(点火回路ユニット)12の収納スペース7Cを含むコイルケース7内に絶縁樹脂10が充填されている。
絶縁樹脂10はアッセンブリ体624,イグナイタチップ(点火回路ユニット)12及びコイルユニット246とイグナイタチップ(点火回路ユニット)12との接続導体部(絶縁樹脂中に埋設)、イグナイタチップ(点火回路ユニット)12とコネクタ7Bの端子8とを接続する導体部(絶縁樹脂中に埋設)の周囲を覆い、外部から絶縁している。これにより、内部の電気部品相互間の絶縁定格を満足することができる。
The
コイルケース7のアッセンブリ体624の収納部は、サイドコア6Bの外周面に対面する内周円筒面を有し、コイルユニット246の中央部の大径部を受け入れる凹部7Dがその底面部に形成されている。さらに、コイルケース7の内周円筒面と凹部7Dとの間に、アッセンブリ体624を載せる環状の棚部7Eが形成されている。これによって、絶縁樹脂10がアッセンブリ体624の周囲に十分充填できるスペースを確保できる。また、組み立てが簡単になる。
The housing portion of the
アッセンブリ体624は少なくともサイドコア6B部と棚部7Eとの間に配置された応力緩和部材としての環状のシリコンゴム13を介して棚部7Bに載置されている。これによって、絶縁樹脂10による成形後の熱ひずみによってサイドコア6Bがコイルケース7に押し付けられてコイルケース7やコイルユニットケース11などの樹脂部を損壊するのを防ぐ。
The
サイドコア6Bを形成する複数の磁性材製金属積層鋼板6B1〜6Bnは筒状体として形成されており、コイルユニットケース11の外周に装着する前は同径で、スリット6BAの間隔も実質的に同じ幅に形成されている。これによって、サイドコア6Bの磁性材製金属積層鋼板6B1〜6Bnの加工が簡単になる。またすべての磁性材製金属積層鋼板6B1〜6Bnを同じ形状にできるので磁気特性が製品毎に異なる、いわゆる機差が少なく、製品相互間で安定した均一な磁気特性を実現できる。
The plurality of magnetic metal laminated steel plates 6B1 to 6Bn forming the
以下さらに詳細に実施例を説明する。 Examples will be described in more detail below.
図1,図2には、本発明に係る内燃機関用点火コイル装置の一実施例示す。図1は本発明の内燃機関用点火コイルの外観上面図、図2は図1のA−A線断面図である。 1 and 2 show an embodiment of an ignition coil device for an internal combustion engine according to the present invention. FIG. 1 is an external top view of an ignition coil for an internal combustion engine according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
内燃機関用点火コイル1は、内燃機関の各シリンダのプラグホールに装着されて点火プラグに直結し使用される独立点火形の内燃機関用点火コイルである。センタコア6A,サイドコア6Bは、0.2〜0.7mmの磁性材製金属鋼板としての珪素鋼板を積層して閉磁路を形成している。
The internal combustion
熱可塑性合成樹脂によって成形される一次ボビン2の外周には、線径0.3〜1.0mm程度のエナメル線が一層当たり数十回ずつ、数層にわたり積層され、合計百ないし三百回程度巻回されて、一次コイル3を形成している。
On the outer periphery of the
一次ボビン2の外周には、空隙をもって、二次ボビン4が配設されている。この二次ボビン4は、一次ボビン2と同様に熱可塑性合成樹脂によって成形されており、この二次ボビン4には複数個の巻溝4B1〜4Bnが形成されている。この二次ボビン4の外周には線径0.03〜0.1mm程度のエナメル線を用いて合計五千ないし三万回程度巻溝4B1〜4Bnに分割巻されて二次コイル5が形成されている。
A
このように、一次コイル部23は、二次ボビン4の内側に挿入された状態となっているが、一次コイル部23の外周と二次ボビン4の内周との間には絶縁用の特定の間隔を保つための空隙42が形成されていて、そこにも絶縁樹脂10が充填されている。
As described above, the
一次ボビン2に巻装された一次コイル3,二次ボビン4に巻装された二次コイル5及び一次ボビン2の中心に嵌挿されたセンタコア6Aはコイルユニット246を構成している。コイルユニット246はサイドコアコイルケース7に収納されている。コイルユニット246とサイドコアコイルケース7とはアッセンブリ体624を構成している。
The
一次ボビン2の端部にはセンタコア6Aの局面部6BR,6BLのコイル部23側の面に合致する鍔部2Sが一体に形成されている。
An end portion of the
センタコア6Aはこの鍔部2S側から一次ボビン2の挿通孔2Aに差込まれ、鍔部2Sとセンタコア6Aの局面部6BR,6BLのコイル部23側の面とが接触して組み合わされる。
The
かくして、センタコア6Aの他端6AFに形成された局面部6BR,6BLがコイルユニットケース11の内周面に当接し、センタコア6Aの一端6ADがサイドコア6Bの最内周面に当接する。
Thus, the surface portions 6BR and 6BL formed on the other end 6AF of the
この状態で、サイドコア6Bをコイルユニットケース11の外周に装着すると、サイドコア6Bの内側に縮まろうとする力がセンタコア6Aの一端6ADに作用し、センタコア6Aの他端6AFに形成された局面部6BR,6BLがコイルユニットケース11の内周面に押し付けられる。これによってアッセンブリ体624が一体化された状態で保持される。
In this state, when the
また、一次コイル3に供給する電力は、端子8を介して供給され、この端子8には、図示していないが、図示しない外部コネクタの端子が接続されるようになっている。
Moreover, the electric power supplied to the
一方、二次コイル5には、高圧端子9が接続されている。この二次コイル5には、一次コイル3の通電及び自動車のECU(図示せず)から送られてくる点火信号に対しイグナイタチップ(点火回路ユニット)12で遮断を行い、点火プラグに火花放電を発生させるための高電圧が誘起される。この二次コイル5に誘起された高電圧は、高圧端子9を介して点火プラグに供給され、この二次コイル5に誘起された高電圧の供給を受け、点火プラグは、火花放電を発生させる。
On the other hand, a
そして、この一次ボビン2に巻装された一次コイル3,二次ボビン4に巻装された二次コイル5が収容されているコイルケース7には、熱硬化性樹脂で構成される絶縁樹脂(具体的には、エポキシ樹脂)10が封入されている。この絶縁樹脂(具体的には、エポキシ樹脂)10は、コイルケース7の内側と、一次ボビン2に巻装された一次コイル3,二次ボビン4に巻装された二次コイル5との隙間に充填され、この絶縁樹脂(具体的には、エポキシ樹脂)10を硬化させて一次コイル3,二次コイル5との絶縁を行っている。このようにコイルケース7内には、この絶縁樹脂(具体的には、エポキシ樹脂)10によって一次コイル3,二次コイル5,一次ボビン2,二次ボビン4が絶縁されると共に、コイルケース7内に固定されて一体化されている。
The
図4に本発明のコイル部断面図を示す。サイドコア6Bは帯状に切断された同寸法の磁性鋼板を円管状で同一直径に折り曲げたものを2〜10枚程度積層させている。形状を帯状とすることで従来構造のような磁性鋼板を打ち抜く必要が無く、帯状のロール材を同一寸法でカットしていくだけで作製することができ、材料の残余を極端に減らすことができる。
FIG. 4 shows a sectional view of the coil portion of the present invention. The
サイドコア6Bをコの字型のように折り曲げて積層させた場合、磁性鋼板を折り曲げた角部で積層ごとに隙間が発生してしまう。また、急激な折り曲げにより磁性鋼板にひずみが発生し磁気抵抗が大きくなり磁気エネルギのロスとなる。さらに、磁性鋼板の表面に覆われている絶縁皮膜が剥がれるなどといった問題が発生したり、熱応力印加時に角部周辺の絶縁樹脂(具体的には、エポキシ樹脂)10に応力集中が生じ、絶縁樹脂(具体的には、エポキシ樹脂)10のクラックが発生しやすくなる。
When the
一方、サイドコア6Bの折り曲げ形状を円管形状とした場合、同一形状で複数枚作製したものを重ねても積層ごとの隙間は無く、軽圧入されて収容されるためカシメや溶接などの後工程を必要としない。また、図5にサイドコア6Bの組立方法を示す。図5に示すように熱可塑性樹脂で成形された円管状のコイルユニットケース11にサイドコア6Bを軽圧入して挿入させて行く。図5では1枚のサイドコアしか図示していないが、複数枚も同様に外周側に重ねていく。このコイルユニットケース11を設けることで、センタコアや一次コイル,二次コイルとの位置決めを容易に行うことができる。また、コイルユニットケース11に突起11aを設けることでサイドコア6Bの回り止め及び位置決めを行っている。このように組み立てることで、サイドコアの積層にカシメや溶接などの後工程を必要としないため、カシメ部や溶接部での磁束量低下による磁気エネルギのロスは無い。さらに円管状であるため、応力が集中せず、熱応力が印加されても応力集中によるエポキシ樹脂のクラックなどは無い。さらに点火コイルユニットケースがサイドコアの応力緩和させており、エポキシ樹脂へ応力を発生させない構造としている。
On the other hand, when the bent shape of the
したがって、本発明のサイドコア形状は帯状の磁性鋼板を円管状に折り曲げて積層させた構造としている。 Therefore, the side core shape of the present invention has a structure in which a belt-shaped magnetic steel plate is bent into a circular tube shape and laminated.
さらに、サイドコアは長手方向が磁性鋼板の圧延方向と一致させている。コイルで発生させた磁束の流れに対し、常に磁束が圧延方向を流れるため磁性鋼板の特性を有効に利用することができる。圧延方向の特性が著しい方向性磁性鋼板を使用すると、より磁気エネルギは高く、高エネルギなコイルを構成することができる。 Furthermore, the longitudinal direction of the side core is matched with the rolling direction of the magnetic steel sheet. Since the magnetic flux always flows in the rolling direction with respect to the flow of the magnetic flux generated by the coil, the characteristics of the magnetic steel sheet can be used effectively. When a grain-oriented magnetic steel sheet having remarkable rolling characteristics is used, the magnetic energy is higher and a high-energy coil can be formed.
サイドコアの両端部はセンタコアの長手方向の端部に配置されている。また、サイドコアの両端部が配設される側に空隙部を設け、センタコア端部は扇状に広がり、断面積を広げている。これはサイドコアが同一形状で作製されているため、積層した際に外周に行くほどサイドコアの両端部の距離が長くなるため、その分センタコアの断面積を広げて磁束の低下を防いでいる。空隙部付近では磁束の流れが広がるため、空隙部側にサイドコアの両端を配置させても磁束のロスは少ない。さらにセンタコアの扇状部の中央に窪みを設けて点火コイルユニットケースとの位置決めを行っている。これにより磁束を二手に分けて、磁気飽和しにくい構造としている。 Both end portions of the side core are arranged at end portions in the longitudinal direction of the center core. Further, a gap is provided on the side where both end portions of the side core are disposed, and the end portion of the center core spreads out in a fan shape to increase the cross-sectional area. This is because the side cores are made in the same shape, and the distance between the both ends of the side core increases as it goes to the outer periphery when laminated, so that the cross-sectional area of the center core is widened to prevent a decrease in magnetic flux. Since the flow of magnetic flux spreads in the vicinity of the gap, even if both ends of the side core are arranged on the gap side, there is little loss of magnetic flux. Further, a recess is provided in the center of the fan-shaped portion of the center core to perform positioning with the ignition coil unit case. As a result, the magnetic flux is divided into two, and the structure is less likely to cause magnetic saturation.
図6に示す図は本発明の第2実施形態を示す図である。サイドコア6Bの最外周側に配設される磁性鋼板の端部は外側に折り曲げられた形状とし、この折り曲げられた箇所と点火コイルのGND端子(図示せず)を電気的に接続されている。サイドコア6Bの最外周をGNDに接地させることで、点火コイルの火花放電時にコア6に電位が蓄えられないようにし、コア6からのノイズ発生を抑制させる。また、サイドコア6の内周側に一次コイル,二次コイルが収容されているため、GNDにしたサイドコア6がノイズのシールドとなり、一次コイル及び二次コイルで発生したノイズを抑制することができる。
The figure shown in FIG. 6 is a figure which shows 2nd Embodiment of this invention. The end of the magnetic steel plate disposed on the outermost peripheral side of the
本発実施例では、センタコアと、中心部にセンタコアが挿通された筒状コイルとからなるコイルユニットを、筒状のサイドコア部に軸方向に嵌挿してセンタコアがサイドコア部の内側を横断するように配置し、コイルユニットの外側をサイドコアで包囲する。 In this embodiment, a coil unit composed of a center core and a cylindrical coil having a center core inserted through the center portion is axially inserted into the cylindrical side core portion so that the center core crosses the inside of the side core portion. Arrange and surround the outside of the coil unit with a side core.
かくして、センタコアとサイドコアの半分の部分とで半円状(若しくは円弧状)の一対の閉磁路を形成する。 Thus, the center core and the half of the side core form a pair of semicircular (or arc-shaped) closed magnetic paths.
より具体的には、熱可塑性樹脂で円管状に成形したケーシング部センタコアの一端部とサイドコアの内周面との間には空隙部が設けられている。サイドコアは、磁性鋼板の圧延方向を長手方向とする帯状に切断された同一寸法の磁性鋼板を円管状にカールさせて形成された筒状コアで、カールの始端と終端との間に軸方向にスリットが設けられている。 More specifically, a gap is provided between one end of a casing center core formed in a tubular shape with a thermoplastic resin and the inner peripheral surface of the side core. A side core is a cylindrical core formed by curling a magnetic steel plate of the same size cut in a strip shape with the rolling direction of the magnetic steel plate as a longitudinal direction into a circular tube, and is axially between the start and end of the curl. A slit is provided.
サイドコアの内周には、樹脂材製の円筒状コイルユニットケースが配置されており、樹脂材製の円筒状コイルユニットケースはサイドコアでその外周が包囲されており、サイドコアは円筒状コイルユニットケースの外周に自らの挟みつけ力で係止(カシメや溶接を行わず)されている。この構造により磁性鋼板の残余量が大幅に低減し安価なサイドコアを得ることができる。また、積層するのにカシメや溶接が不要である。さらに磁束の流れが磁性鋼板の圧延方向になるように構成しているため、磁気エネルギのロスを少なくすることができる。 A cylindrical coil unit case made of a resin material is disposed on the inner periphery of the side core. The cylindrical coil unit case made of a resin material is surrounded by a side core, and the side core is a cylindrical coil unit case. The outer periphery is locked (without caulking or welding) with its own clamping force. With this structure, the remaining amount of the magnetic steel sheet is greatly reduced, and an inexpensive side core can be obtained. Further, caulking and welding are not required for lamination. Further, since the magnetic flux flows in the rolling direction of the magnetic steel sheet, magnetic energy loss can be reduced.
実施例で解決しようとする従来技術の課題を整理すると以下の通りである。 The problems of the prior art to be solved in the embodiment are summarized as follows.
従来の内燃機関用点火コイルは、閉磁路を形成するようにセンタ鉄心と、そのセンタ鉄心の周囲を包囲するようにサイド鉄心が設けられており、センタ鉄心の外周にはバッテリに接続された一次コイルが巻回されるとともに、その一次コイルの外周には間隔をもってプラグに接続された二次コイルが巻回されコイルケースに収容し、コイルケース内に絶縁用樹脂を封入されている。また、前記サイド鉄心は前記センタと同数枚もしくは多くをC型、もしくはE型に打ち抜かれた磁性鋼板が積層され、カシメ及び溶接などで固定されている。 A conventional ignition coil for an internal combustion engine is provided with a center iron core so as to form a closed magnetic circuit and a side iron core so as to surround the center iron core, and a primary iron connected to a battery on the outer periphery of the center iron core. A coil is wound, and a secondary coil connected to a plug is wound around the outer periphery of the primary coil with a space between the coils and accommodated in the coil case, and an insulating resin is enclosed in the coil case. Further, the side iron cores are laminated with the same number or many magnetic steel plates punched into C-type or E-type as the center, and are fixed by caulking or welding.
このような鉄心の加工あるいは組み立てにおいて、磁性鋼板をC型やE型に打ち抜く場合、形状の特異性から残余の破片は捨てざるを得ず、電磁鋼板の無駄となり、コストの高いコイルとなってしまう。 In such iron core processing or assembly, when the magnetic steel sheet is punched into C-type or E-type, the remaining pieces must be discarded due to the uniqueness of the shape, resulting in wasted electrical steel sheets and high-cost coils. End up.
また、積層されたサイドコアをカシメや溶接で固定した場合、カシメ部や溶接部では磁束の流れが悪くなり、磁気エネルギのロスとなる。 In addition, when the laminated side cores are fixed by caulking or welding, the flow of magnetic flux deteriorates at the caulking part or the welding part, resulting in a loss of magnetic energy.
さらに磁性鋼板をC型やE型に打ち抜いた場合、磁束の流れる方向に対し電磁鋼板の圧延方向と圧延直角方向の両方が存在することとなり、圧延直角方向では電磁鋼板の磁気抵抗が大きくなるため、圧延方向の断面積に対し、より鉄心の断面積を大きくする必要がある。そのため、点火コイルが大型になってしまう。 Furthermore, when the magnetic steel sheet is punched into C-type or E-type, both the rolling direction of the magnetic steel sheet and the direction perpendicular to the rolling are present with respect to the direction in which the magnetic flux flows, and the magnetic resistance of the magnetic steel sheet increases in the direction perpendicular to the rolling. It is necessary to make the cross-sectional area of the iron core larger than the cross-sectional area in the rolling direction. Therefore, the ignition coil becomes large.
さらに、断面矩形(四角形状)の磁性鋼板を複数枚内側から外側に向かって積層した従来技術では、角部に応力が集中し、そこから腐食したり、損壊したりする虞がある。 Furthermore, in the prior art in which a plurality of magnetic steel plates having a rectangular cross section (square shape) are laminated from the inside to the outside, stress concentrates on the corners, and there is a risk of corrosion or damage from there.
本実施例の目的は、サイドコアを簡易に製作することができるようにすることにある。また、サイドコアの成作に当たって磁性鋼板の無駄を少なくし、カシメや溶接を行わず積層させ、磁気エネルギのロスやカシメ不良や溶接不良の無い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 embodiment is to make it possible to easily manufacture a side core. Another object of the present invention is to provide an ignition coil for an internal combustion engine that reduces the waste of magnetic steel sheets in the formation of side cores and is laminated without caulking or welding so that there is no loss of magnetic energy, caulking defects, or welding defects.
本実施例に係る内燃機関用点火コイルは、内燃機関の各シリンダのプラグホールに嵌挿配置される高圧導体部の上部に装着され、高圧導体部を介して点火プラグに直結して使用される独立点火形の内燃機関用点火コイルに適用したものである。 The ignition coil for an internal combustion engine according to the present embodiment is mounted on an upper portion of a high voltage conductor portion that is inserted and arranged in a plug hole of each cylinder of the internal combustion engine, and is used by being directly connected to the ignition plug via the high pressure conductor portion. The present invention is applied to an ignition coil for an independent ignition type internal combustion engine.
サイドコア部とセンタコア部とによって閉磁気回路を構成し、センタコア部は一端がサイドコア部の内周面に近接して対面し、他端がサイドコア部と空隙部を介して対面している。 The side core portion and the center core portion constitute a closed magnetic circuit. The center core portion has one end facing the inner peripheral surface of the side core portion and facing the other end, and the other end facing the side core portion via the gap.
センタコア部が収納された一次ボビンの外周に一次コイルが巻装され、一次ボビンの外側に配置される二次ボビンの外周に二次コイルが巻装され、一次ボビンと二次ボビンとをセンタコアとによってコイルユニットが構成されている。 The primary coil is wound around the outer periphery of the primary bobbin in which the center core portion is housed, and the secondary coil is wound around the outer periphery of the secondary bobbin disposed outside the primary bobbin. The primary bobbin and the secondary bobbin are connected to the center core. The coil unit is constituted by the above.
コイルユニットは円筒状のコイルユニットケース内に収容され、コイルユニットケース内に絶縁用樹脂を封入して一体化される。 The coil unit is accommodated in a cylindrical coil unit case, and the insulating resin is enclosed in the coil unit case and integrated.
サイドコアは帯状に切断された同一寸法の磁性鋼板を円管状にカールさせ、カシメや溶接を用いずに複数枚を自身の内側へ縮まろうとする力でコイルユニットケースの外周に抱付かせる。 The side core curls a magnetic steel plate of the same size cut in a strip shape into a circular tube, and holds it around the outer periphery of the coil unit case with the force of shrinking a plurality of sheets inwardly without using caulking or welding.
かくして、サイドコアはワンタッチで、コイルユニットケースの外周に装着できる。 Thus, the side core can be attached to the outer periphery of the coil unit case with one touch.
また、同一形状の円筒型磁性鋼板であっても、外側に重ねるほどスリットの間隔が自動的に広がり、下の磁性鋼板の外周に抱付くので、矩形断面のものより相互の密着性が良い。 Moreover, even if it is the cylindrical magnetic steel plate of the same shape, since the space | interval of a slit will spread automatically and it will hold on the outer periphery of a lower magnetic steel plate as it overlaps outside, mutual adhesiveness is better than the thing of a rectangular cross section.
センタコアの一端にはサイドコアの内周面に沿って、棒状の磁性材製金属積層鋼板部より広い幅にわたって扇形状に広がった湾曲面を設け、この湾曲面の中心が重ねたサイドコアのスリット部に合致するように、また湾曲面がカールした円筒状のサイドコアの両端の内周面に対面するように配置したので閉磁路の磁束飽和が緩和され、磁束量が多くなって、磁気特性が良好になる。 One end of the center core is provided with a curved surface that extends in a fan shape over a wider width than the rod-shaped metal laminated steel plate along the inner peripheral surface of the side core, and the center of the curved surface overlaps the slit portion of the side core. Since it is arranged so that the curved surface faces the inner peripheral surface of both ends of the curled cylindrical side core, the magnetic flux saturation of the closed magnetic path is relaxed, the amount of magnetic flux is increased, and the magnetic properties are improved. Become.
サイドコアの磁性鋼板をコイルユニットケースの外周に装着するに当たっては、サイドコアの磁性鋼板のスリット部を両側に弾性変形内で割り開いて円筒状のコイルユニットケースの一端から外周に嵌め込む。このときサイドコアの磁性鋼板が内側に縮まろうとする力でサイドコア自らがコイルユニットケースの外周に抱付くことで固定される。 When the magnetic steel plate of the side core is mounted on the outer periphery of the coil unit case, the slit portions of the magnetic steel plate of the side core are split on both sides within the elastic deformation and fitted into the outer periphery from one end of the cylindrical coil unit case. At this time, the side core magnetic steel plate is fixed by being held on the outer periphery of the coil unit case by a force that causes the magnetic steel plate of the side core to shrink inward.
円筒状のコイルユニットケースの一端から他端にかけてコイルユニットケースの外周に半径方向に突出する少なくとも一条の突起(実施例では特定の間隔を保って2本形成した)が設けられており、この突起に磁性鋼板のスリット部が係止され、磁性鋼板の廻り止め防止の役目をしている。 The cylindrical coil unit case is provided with at least one protrusion (in the embodiment, two formed at a specific interval) protruding radially from the outer periphery of the coil unit case from one end to the other end. The slit of the magnetic steel plate is locked to prevent the magnetic steel plate from rotating.
センタコアの他端はコイルユニットケースに設けた切欠あるいは孔から外に突出しており、サイドコアの内周面に当接するか若しくは近接している。他端は湾曲面がコイルユニットケースの内周面に密着し、コイルユニットケースの厚み分だけサイドコアの内周面との間にギャップが形成されており、このギャップが、磁束の飽和を抑制する磁気ギャップとして作用する。 The other end of the center core protrudes outward from a notch or hole provided in the coil unit case, and is in contact with or close to the inner peripheral surface of the side core. The curved surface of the other end is in close contact with the inner peripheral surface of the coil unit case, and a gap is formed between the inner peripheral surface of the side core by the thickness of the coil unit case, and this gap suppresses saturation of the magnetic flux. Acts as a magnetic gap.
サイドコアのスリット部をこのギャップ側に配置することで、閉磁路の磁束がセンタコアの湾曲面に効率よく集中し、磁気特性が向上する。 By arranging the slit portion of the side core on the gap side, the magnetic flux of the closed magnetic path is efficiently concentrated on the curved surface of the center core, and the magnetic characteristics are improved.
また、本実施例によれば、点火コイルのサイドコアを簡単な加工で、材料の無駄なく製作でき、安価で高効率な磁気構造を備える点火コイルを供給することができる。 In addition, according to the present embodiment, the side core of the ignition coil can be manufactured with simple processing without waste of material, and an ignition coil having an inexpensive and highly efficient magnetic structure can be supplied.
さらに、サイドコアが円管状なので応力が集中する部分がなく、損壊や腐食の虞が少ない。 Furthermore, since the side core is circular, there is no portion where stress is concentrated, and there is little risk of damage or corrosion.
実施例の実施の態様を整理すると以下の通りである。 An embodiment of the example is summarized as follows.
〔実施の態様1〕
空隙部を設けた閉磁路を形成する鉄心と、鉄心の外周に巻回された一次コイル,二次コイルを備えた内燃機関点火コイルにおいて、鉄心の一次コイル,二次コイルの外周に設けるサイド鉄心は帯状に切断された同一寸法の電磁鋼板を円管状に折り曲げ,カシメや溶接を行わずに複数枚を積層させたことを特徴とする点火コイル。
Side iron core provided on the outer periphery of an iron core primary coil and secondary coil in an internal combustion engine ignition coil having an iron core that forms a closed magnetic circuit with a gap and a primary coil and a secondary coil wound around the outer periphery of the iron core Is an ignition coil characterized in that electromagnetic steel sheets of the same size cut in a strip shape are bent into a tubular shape and a plurality of layers are laminated without caulking or welding.
〔実施の態様2〕
実施の態様1に記載した点火コイルにおいて、前記サイド鉄心は前記サイド鉄心の内周に設けた熱可塑性樹脂で構成された円状の鉄心カバーに軽圧入させて配設される構造を備える点火コイル。
[Embodiment 2]
The ignition coil described in
〔実施の態様3〕
実施の態様2に記載した点火コイルにおいて、前記サイド鉄心は帯状に切断される方向は前記サイド鉄心の長手方向が磁性鋼板の圧延方向となることを特徴とした点火コイル。
[Embodiment 3]
The ignition coil described in
〔実施の態様4〕
実施の態様3に記載した点火コイルにおいて、前記サイド鉄心の折り曲げられた両端部は一次コイル,二次コイルに内周に配設されるセンタ鉄心の片端部に配置され、前記センタ鉄心の前記サイド鉄心の両端部が配設される側は扇状に広がり、前記センタ鉄心の断面積を拡大した構造を備える点火コイル。
[Embodiment 4]
In the ignition coil described in the third embodiment, both bent ends of the side iron core are arranged at one end of a center iron core disposed on the inner periphery of the primary coil and the secondary coil, and the side of the center iron core An ignition coil provided with a structure in which a side where both ends of the iron core are disposed spreads in a fan shape and a cross-sectional area of the center iron core is enlarged.
〔実施の態様5〕
実施の態様4に記載した点火コイルにおいて、前記鉄心カバーには円管状の側面に突起を設けており、この突起にサイド鉄心の両端部を固定し、サイド鉄心の周り止め及び位置決めさせたことを特徴とした点火コイル。
[Embodiment 5]
In the ignition coil described in the fourth embodiment, the iron core cover is provided with a protrusion on the side surface of the tubular shape, and both ends of the side iron core are fixed to the protrusion, and the periphery of the side iron core is stopped and positioned. Characteristic ignition coil.
〔実施の態様6〕
実施の態様5に記載した点火コイルにおいて、前記サイド鉄心の最外周の磁性鋼板は片端が外側に折り曲げられており、折り曲げた箇所とコイルのGND端子が電気的に接続されたことを特徴とする点火コイル。
[Embodiment 6]
In the ignition coil described in the fifth embodiment, the outermost magnetic steel plate of the side iron core is bent at one end, and the bent portion and the GND terminal of the coil are electrically connected. Ignition coil.
本発明は内燃機関の点火プラグに火花放電を発生させるために高電圧を供給する内燃機関用点火コイル装置に関する。 The present invention relates to an ignition coil device for an internal combustion engine that supplies a high voltage to generate a spark discharge in an ignition plug of the internal combustion engine.
また、閉磁路型のトランスとしても利用できる。 It can also be used as a closed magnetic circuit type transformer.
1 内燃機関用点火コイル
2 一次ボビン
3 一次コイル
4 二次ボビン
5 二次コイル
6A センタコア
6B サイドコア
7 コイルケース
8 端子
9 高圧端子
10 絶縁樹脂
11 コイルユニットケース
12 イグナイタチップ(点火回路ユニット)
DESCRIPTION OF
Claims (12)
一次コイル部と二次コイル部とから構成され、中心に前記センタコアの挿通孔を有するコイル部、
前記コイル部とセンタコアとからなるコイルユニット部を取り囲むように設けられたサイドコアを備え、
前記センタコアは前記サイドコアの内部を横断するように配置されており、前記センタコアと前記サイドコアの半分の部分とで一つの閉磁路が構成され、前記センタコアと前記サイドコアの残る半分の部分とで別の閉磁路が構成され、結果的に前記センタコアを共通の磁路とする一対の磁路が前記コイル部に対して鎖交するように形成され、
前記サイドコアは半径方向に複数枚積層された磁性材製金属積層鋼板で構成されており、
前記コイルユニットと前記サイドコアの間に筒状の樹脂材製コイルユニットケースが介在しており、
前記サイドコアの積層鋼板は軸方向に沿ってスリットが設けられており、
前記コイルユニットケースの外周に装着した状態では前記スリットの間隔が自然状態より広がるように構成されており、
もって自身の弾性力で前記コイルユニットケースの外周に抱きつくように構成されている
点火コイル装置。 A rod-shaped center core formed by laminating magnetic steel plates;
A coil part composed of a primary coil part and a secondary coil part, and having an insertion hole of the center core in the center;
A side core provided so as to surround the coil unit portion composed of the coil portion and the center core;
The center core is disposed so as to cross the inside of the side core, and one closed magnetic path is formed by the center core and a half portion of the side core, and another portion is formed by the center core and the remaining half portion of the side core. A closed magnetic path is configured, and as a result, a pair of magnetic paths having the center core as a common magnetic path are formed to be linked to the coil portion,
The side core is composed of a metal laminated steel plate made of magnetic material laminated in a radial direction,
A cylindrical resin-made coil unit case is interposed between the coil unit and the side core,
The laminated steel sheet of the side core is provided with a slit along the axial direction,
In the state where it is mounted on the outer periphery of the coil unit case, it is configured such that the gap between the slits is wider than the natural state.
An ignition coil device configured to be hugged on the outer periphery of the coil unit case by its own elastic force.
前記コイル部の直径が軸方向中央部より両端部で小さく構成されている
点火コイル装置。 In claim 1,
An ignition coil device in which the diameter of the coil portion is configured to be smaller at both ends than the axially central portion.
前記センタコアの一端は前記コイルユニットケースを貫通して前記サイドコアの内周面に対面している
点火コイル装置。 In the one according to claim 1 or 2,
One end of the center core is an ignition coil device that penetrates the coil unit case and faces the inner peripheral surface of the side core.
前記センタコアの他端は前記コイルユニットケースの内径に沿った局面部を有し、この局面部は前記センタコアの幅よりも広い周方向の寸法範囲にわたって形成されている
点火コイル装置。 In claim 3,
The other end of the center core has a phase portion along the inner diameter of the coil unit case, and the phase portion is formed over a circumferential dimension range wider than the width of the center core.
前記センタコアの前記局面部と前記コイルユニットケースの内周面との間に相互に嵌り合う凹凸部が設けられている
点火コイル装置。 The thing of Claim 4 WHEREIN:
An ignition coil device in which a concavo-convex portion is provided between the phase portion of the center core and an inner peripheral surface of the coil unit case.
前記サイドコアの各積層鋼板のスリットは前記センタコアの片側端に部分に揃って配置されている
点火コイル装置。 In claim 1,
The slit of each laminated steel plate of the said side core is an ignition coil apparatus arrange | positioned in a part at the one side end of the said center core.
前記スリットの間隔は、前記コイルユニットケースの外周に装着した状態では外側の前記積層鋼板ほど前記スリットの間隔が広がっている
点火コイル装置。 What is described in claim 6,
The slit coil interval is an ignition coil device in which the slit interval increases toward the outer laminated steel sheet when the coil unit case is mounted on the outer periphery.
前記点火コイルケースの外周には、前記スリットに合致する位置に半径方向外側に突出し、軸方向に延びる少なくとも一つの突起が形成されている
点火コイル装置。 In any of claims 6 or 7,
An ignition coil device, wherein at least one protrusion that protrudes radially outward and extends in an axial direction is formed on an outer periphery of the ignition coil case at a position that matches the slit.
前記コイルユニットケースと前記サイドコアを組み合わせたアッセンブリ体を収納するコイルケースを備え、
当該コイルケースには、イグナイタチップが収納されるスペースとコネクタ部とが設けられており、
前記コイルユニットケース内部,イグナイタチップ収納スペース含んで、前記コイルケース内に絶縁樹脂が充填されており、
当該絶縁樹脂は前記アッセンブリ体,イグナイタチップ及び前記点火コイルと前記制御回路チップ,前記添加回路チップと前記コネクタとを接続する導体部を含め外部から絶縁している
点火コイル装置。 In claim 1,
A coil case that houses an assembly body in which the coil unit case and the side core are combined;
The coil case is provided with a space for storing the igniter chip and a connector portion.
The coil unit case includes an igniter chip storage space, and the coil case is filled with insulating resin,
The insulating resin is an ignition coil device that is insulated from the outside including the assembly body, the igniter chip, the ignition coil, the control circuit chip, and the conductor portion that connects the additive circuit chip and the connector.
前記コイルの中央部の大径部を受け入れる凹部がその底面部に形成されており、
前記内周円筒面と前記凹との間に、前記アッセンブリを載せる棚部が形成されている
点火コイル装置。 The assembly storage portion of the coil case according to claim 9 has an inner peripheral cylindrical surface facing the outer peripheral surface of the side core,
A recess for receiving the large diameter portion of the central portion of the coil is formed on the bottom surface portion thereof,
An ignition coil device in which a shelf portion on which the assembly is placed is formed between the inner peripheral cylindrical surface and the recess.
前記アッセンブリは少なくとも前記サイドコア部と前記棚部との間に配置された応力緩和部材を介して前記棚部に載置されている
点火コイル装置。 The thing of Claim 10 WHEREIN:
The assembly is an ignition coil device mounted on the shelf through a stress relaxation member disposed at least between the side core and the shelf.
前記サイドコアを形成する複数の前記積層鋼板は筒状体として形成されており、前記コイルユニットケースの外周に装着する前は同径で、スリットの間隔も実質的に同じ幅に形成されている
点火コイル装置。 In the thing in any one of Claims 1 thru | or 11,
The plurality of the laminated steel plates forming the side core are formed as a cylindrical body, are the same diameter before being mounted on the outer periphery of the coil unit case, and the slits are formed to have substantially the same width. Coil device.
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