JP2011003683A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】２次コイルを巻線する２次ボビンの外周に複数の鍔で区画された溝を備え、当該溝に２次コイル用の電線を分割巻線する内燃機関用点火コイルに関し、鍔部にも受けた、渡り線用のスリットの幅を小さくすることなく、小型で軽量で、しかも渡り線と隣り合う巻線層間での絶縁破壊の少ない内燃機関用点火コイルを得る。
【解決手段】２次コイル用電線が各巻線層間を渡るためのスリット底部に小仕切りリブを形成した。
【効果】上記構成の本発明では、渡り線の弛みを抑制するとともに、スリット部での巻線膨らみ、および、鍔の倒れも抑制でき、巻線層と渡り線との絶縁距離を安定させることができ、渡り線と隣り合う巻線層との間の絶縁破壊を回避できる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、例えば自動車エンジンの点火プラグに高電圧を供給して火花放電を発生させるための内燃機関用点火装置に関し、特に２次コイル部を分割巻線する２次ボビンを備える内燃機関用点火コイルに関する。

内燃機関用点火コイル装置は、点火プラグに火花放電を発生させるための高電圧を供給する働きがあり、通常、２次コイルにおいては、数千から数万の巻線を施し形成させる必要がある。そのため、前記２次コイルの巻始め側と巻終り側とではかなりの電位差を生じることになる。この状態で、巻乱れ等が発生し、巻始め側と巻終り側との線が隣接した場合には、電位差の影響により絶縁破壊を起す恐れがある。そこで、前記２次コイル部は、ある巻線数で区分けし、巻始めと巻終り側との線を隣接させない分割巻線型が提案されている。

特許第３５６１１２１号公報などで知られる従来の分割巻線型の２次コイルは、２次ボビンを軸方向にある間隔を隔てボビンを周回するように配置させた鍔間へ順次巻線することにより複数の巻線層を形成している。鍔部には部分的にスリットを形成させ、そこを２次コイル用電線が渡ることにより一本の電線で連続した複数の巻線層を作り上げている。

しかしながら、２次コイルの分割巻線型においても、各巻線層間での巻線は、鍔間での往復巻による積層が形成されるため、各巻線層での巻始め側にあたるボビン側と巻終り側にあたる巻線層外周側とでは、やはり、かなりの電位差が生じてしまう。

また、この環境下で２次コイル用電線は、順次、巻線層を形成させるため、巻線層の巻終り側にあたる巻線層外周から次の巻線層の巻始めにあたるボビン側へスリットを介し渡す時、渡り線が弛み、隣り合う巻線層の一方に線が隣接した場合、線間における絶縁距離は短くなり、電位差による絶縁破壊を起す恐れがでてくる。このため、渡り線は弛みがなく直線的で、かつ、巻線層間の距離を均等に形成することが要求される。

２次コイル用電線が渡るスリット部においても、鍔を部分的に切欠いているため、切欠部では巻線層の崩れにより線は膨らみを生じ、渡り線側へ隣接してしまい絶縁破壊を起し兼ねない。また、鍔は切欠部の影響により機械的強度が低下し、巻線後においては、鍔がボビンの軸方向へ倒れ、巻線層の線を渡り線側へ隣接させる要因となっている。

渡り線の弛み低減としては、２次コイル用電線にテンションを加えながら巻線をしているが、２次コイル用電線は通常、線径０.０３〜０.１mmと極細のためテンションを大きく加えると、線の変形、たっては断線に至る恐れがあるため技術的に難しくなってくる。次に、スリット部における巻線膨らみの低減としては、特開２００４−２２１１４７号公報に記載のように、スリット幅を小さくるものが公開されている。

特許第３５６１１２１号公報 特開２００４−２２１１４７号公報

しかしながら、スリット幅を小さくし過ぎると、製造上からの巻線性への問題、および、２次ボビンを形成する上での金型寿命に影響を及ぼしてしまうため本対策においても限界がある。

これらを踏まえての渡り線での絶縁破壊を回避する手法としては、各巻線層における電位差を小さくするため、数多くの巻線層を設けるか、または、２次ボビンの鍔厚（スリット厚）を拡大し、巻線層間における絶縁距離を確保する方法とが考えられるが、両者ともに昨今の内燃機関用点火コイルのニーズとなっている小型・軽量化に背むく形となってしまう。

本発明は、これらの問題を解消して、渡り線と隣り合う巻線層間での絶縁破壊の少ない点コイルを得ることを目的とする。

本発明によれば、上記目的達成するために、２次コイル用電線が各巻線層間を渡るためのスリット底部に小仕切りリブを形成した。

上記構成の本発明では、渡り線の弛みを抑制するとともに、スリット部での巻線膨らみ、および、鍔の倒れも抑制でき、巻線層と渡り線との絶縁距離を安定させることができ、渡り線と隣り合う巻線層との間の絶縁破壊を回避できる。

内燃機関用点火コイルの一実施例の構成が示されている断面図。 本発明の２次ボビン上面図。 本発明の２次ボビン断面図（断面Ａ−Ａ）。 本発明の２次コイル上面図。 本発明の２次コイル断面図（断面Ｂ−Ｂ）。

以下、図を参照にして本発明の一実施例を説明する。

図１は、本発明による内燃機関用点火コイルの一実施例の構成が示されている断面図である。

点火コイルは、高電圧を発生させるため１次コイル１，２次コイル２，１次コイル１と２次コイル２とを磁気的に結合する鉄心３を有しており、前記鉄心３は、０.２〜０.５mmの珪素鋼板を数十枚積層して閉磁路をなす磁路を形成する。前記鉄心３の外周側に配置されている１次ボビン４は、熱可塑性合成樹脂により形成され、前記１次ボビン４には、１次コイル１が巻線されている。

前記１次コイル１は、線径０.３〜１.０mm程度のエナメル被覆銅線を一層あたり数十回ずつ数層にわたり積層巻されて形成されている。前記１次ボビン４の外周側には、２次ボビン５が配置されている。前記２次ボビン５は前記１次ボビン４と同様に熱可塑性合成樹脂によって成形されており、その軸方向にはある間隔を隔てボビンを周回するように複数個の鍔５ａを形成している。前記２次コイル２は、線径０.０３〜０.１mm程度のエナメル被覆銅線を用いて、合計数千から数万程度前記２次ボビン５に分割巻されて形成されている。また、これらにより構成させたコイル組立体は、コイルケース６に収容され、各部材間にはエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂７を充填されることにより絶縁を確保している。

次に、本発明の主要部について図２〜５を用い説明する。

尚、以下説明する内容における前提条件とし、巻線は低圧側から高圧側へ行ったと仮定する。

前記２次コイル２の分割巻線型を形成する上で、前記２次ボビン５の鍔５ａには、スリット５ｂが形成されており、ここを渡り線２ｂが通り抜けることにより、一本の電線で連続した複数の巻線層を作り上げている。

本発明は、前記スリット５ｂ底部の低圧側に小仕切りリブ８を形成させることにあり、これにより、仮に、渡り線２ｂが低圧側へ弛みを生じた場合でも、前記小仕切りリブ８はストッパーの役割を果たし、渡り線２ｂが巻線層へ隣接するのを抑制することができる。

渡り線２ｂは、隣り合う巻線層間を、低圧側巻線層の巻終り側にあたる巻線層外周側と高圧側巻線層の巻始めとなるボビン表面側とを直線的に渡ってくる。このため、渡り線に対し低圧側巻線層においては、巻始め側にあたるスリット底部が最も電位的に厳しく、絶縁破壊を起し易すくなる。このことより、前記小仕切りリブ８をスリット底部の低圧側形成させることが絶縁破壊を回避する上では有効な手段となる。

また、渡り線２ｂを通しているスリット部では、巻線層の乱れにより線は膨らみを生じ、渡り線２ｂとは更に絶縁距離を短くする要因となっている。しかし、前記小仕切りリブ８を形成させることで、巻線層側の膨らみにおいてもストッパーの効果が働くため、安定した絶縁距離を確保できる。本事象においても、巻線の膨らみが最も大きくなるのは、スリット幅における線長（鍔切欠部からの露出長）が最も長くなる、巻線径が小さいスリット底部となることよりも、前記小仕切りリブ８をスリット底部へ形成させることが有効となる。

前記小仕切りリブ８の形状としては、２次ボビン軸方向となる肉厚は、鍔厚の１／３から２／３とすることが有効であり、厚肉過ぎると巻線時に渡り線との干渉を招く恐れがあり、薄肉になると２次ボビン２の製造上の問題が発生する。２次巻線の積層方向となる高さは、巻線時に渡り線２ｂとの干渉を避け、できる限り高く形成し、かつ、そのスリット５ｂとの角部にはＲ形状部８ｂを形成することが望ましい。高さを確保することで、鍔５ａの機械的強度は向上でき、巻線後における鍔５ａの倒れを抑制すことができる。Ｒ形状部８ｂにおいては、機械的強度が更に向上するとともに、２次ボビン５を成形するための金型寿命も向上することができる。

また、肉厚方向の高圧側側面形状は、渡り線に沿った底部が厚肉となるテーパ形状部８ａを形成させる。これにより、弛んだ渡り線は前記テーパ形状部８ａに沿う形となるため、絶縁距離を安定させる上で、更なる効果が期待できる。

更に、前記小仕切りリブ８の前記テーパ側面と高さ方向上面との角部にはＲ形状部８ｃを形成させることで、渡り線２ｂが干渉した場合でも線にダメージを与えない形状をとっている。

本発明を用いることにより、渡り線と隣り合う巻線層とでの絶縁破壊を回避でき、信頼性の高い内燃機関用点火コイルを提供することが可能となる。

１ １次コイル
２ ２次コイル
２ａ 巻線層
２ｂ 渡り線
３ 鉄心
４ １次ボビン
５ ２次ボビン
５ａ 鍔
５ｂ スリット
６ コイルケース
７ 熱硬化性樹脂
８ 小仕切りリブ
８ａ テーパ形状部
８ｂ，８ｃ Ｒ形状部

Claims (4)

1. 少なくとも、１次ボビンに巻線された１次コイル、
   ２次ボビンに巻線された２次コイル、
   前記１次コイルと前記２次コイルとを磁気的に結合するための鉄心と、
   これらを収容するためのコイルケース、
   各部材の電気的絶縁を行うための絶縁樹脂とからなり、
   前記２次ボビンには、複数層に分割巻線するための鍔が２次ボビン軸方向にある間隔を隔てボビンを周回するように複数個存在させるとともに、
   前記鍔部には、隣り合う巻線層間を前記２次コイル用の電線が渡るためのスリット部とを形成させた内燃機関用点火コイルにおいて、
   前記２次ボビンのスリットは、前記鍔の外周面から各巻線層の巻始め側にあたる鍔根元部までを部分的に切欠き、そのスリット底部には、部分的に小仕切りリブを形成させた
   ことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 請求項１において、
   前記２次コイル用の電線を低圧側から高圧側へ巻線した場合、前記２次ボビンの前記小仕切りリブは、前記スリット底部の低圧側へ配置させる
   ことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
3. 請求項１ないし２において、
   前記小仕切りリブの前記２次ボビン軸方向の厚みは、低圧側の前記鍔の端面を基準とし、前記鍔の厚さ方向の幅の１／３から２／３とし、その側面と上面（高さ方向の面）との角部にはＲ形状部が設けられている
   ことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
4. 請求項１ないし２において、
   前記小仕切りリブの厚み方向の側面には、渡り線に沿った底部が厚肉となるテーパ形状部が設けられている
   ことを特徴とする内燃機関用点火コイル。

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