JP2020188041A - Ignition-coil for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関用の点火コイルに関する。 The present invention relates to an ignition coil for an internal combustion engine.
内燃機関用の点火コイルとしては、磁気回路を構成し、板状の磁性鋼板を複数積層してなる中心コアと外周コアとを有するものがある。そして、一次コイルへの通電によって磁気回路に発生する磁束と逆向きの磁束を与える磁石体を、磁気回路中における中心コアと外周コアとの間に配設した点火コイルがある。これによって、一次コイルへの通電を遮断した際の磁束の変化量が大きくなり、入力エネルギが増大することで、二次コイルに誘起される電圧を高めている。 Some ignition coils for internal combustion engines form a magnetic circuit and have a central core and an outer peripheral core formed by laminating a plurality of plate-shaped magnetic steel plates. Then, there is an ignition coil in which a magnet body that gives a magnetic flux in the opposite direction to the magnetic flux generated in the magnetic circuit by energizing the primary coil is arranged between the central core and the outer peripheral core in the magnetic circuit. As a result, the amount of change in the magnetic flux when the energization of the primary coil is cut off becomes large, and the input energy increases, thereby increasing the voltage induced in the secondary coil.
しかし、中心コアと外周コアとが組み立てられた状態で、中心コアと外周コアとの間に厚みの薄い磁石体を配設することは、磁石体の損傷を招くおそれがある。 However, disposing a thin magnet body between the central core and the outer peripheral core in a state where the central core and the outer peripheral core are assembled may cause damage to the magnet body.
そこで、特許文献1に記載の点火コイルは、板状の磁石体の先端をテーパ形状とすることで、配設しやすくすると共に磁石体の損傷を防ごうとしている。 Therefore, the ignition coil described in Patent Document 1 is intended to be easily arranged and to prevent damage to the magnet body by forming the tip of the plate-shaped magnet body into a tapered shape.
しかしながら、特許文献1に記載された点火コイルには以下の課題がある。
磁石体にテーパ面があっても、中心コアの端面における磁性鋼板の間の段差に引っ掛かることもありうる。そうすると結局、磁石体の組み付け時における磁石体の欠けや割れ等の損傷を、必ずしも防ぐことはできない。
However, the ignition coil described in Patent Document 1 has the following problems.
Even if the magnet body has a tapered surface, it may be caught in a step between magnetic steel plates on the end surface of the central core. Then, in the end, it is not always possible to prevent damage such as chipping or cracking of the magnet body at the time of assembling the magnet body.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、組み付け時における磁石体の損傷を防ぐことができる内燃機関用の点火コイルを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an ignition coil for an internal combustion engine capable of preventing damage to a magnet body during assembly.
本発明の一態様は、互いに磁気的に結合した一次コイル(5)及び二次コイル(6)と、
複数の磁性鋼板(13)を積層してなると共に前記一次コイル及び前記二次コイルの内側に挿通配置された中心コア(2)と、
前記磁性鋼板の積層方向に直交する磁気回路を前記中心コアと共に形成すると共に、前記一次コイル及び前記二次コイルの外側に配された外周コア(3)と、
前記磁気回路中における前記中心コアと前記外周コアとの間に配された磁石体(4)と、を有し、
前記中心コアにおける前記磁石体と対向する面である中心側対向面(212)の一部には、前記磁性鋼板の積層方向の全体にわたる溝部(211)が形成されており、前記中心側対向面は、被覆樹脂(213)によって覆われている、内燃機関用の点火コイル(1)にある。
One aspect of the present invention includes a primary coil (5) and a secondary coil (6) that are magnetically coupled to each other.
A central core (2) formed by laminating a plurality of magnetic steel plates (13) and inserted and arranged inside the primary coil and the secondary coil.
A magnetic circuit orthogonal to the stacking direction of the magnetic steel plate is formed together with the central core, and the outer peripheral core (3) arranged outside the primary coil and the secondary coil is formed.
It has a magnet body (4) arranged between the central core and the outer peripheral core in the magnetic circuit.
A groove portion (211) over the entire stacking direction of the magnetic steel plate is formed in a part of the center side facing surface (212) which is a surface facing the magnet body in the center core, and the center side facing surface is formed. Is in the ignition coil (1) for an internal combustion engine, which is covered with a coating resin (213).
上記内燃機関用の点火コイルにおいて、上記中心側対向面は、被覆樹脂によって覆われている。それゆえ、中心側対向面において、磁性鋼板の端縁に起因する段差が磁石体側へ露出することを防ぐことができる。 In the ignition coil for an internal combustion engine, the facing surface on the center side is covered with a coating resin. Therefore, it is possible to prevent the step caused by the edge of the magnetic steel plate from being exposed to the magnet body side on the facing surface on the center side.
また、磁石体と対向する中心コアの中心側対向面の一部に、溝部が形成されている。それゆえ、点火コイルの製造過程において、この溝部を通して、中心側対向面に樹脂を供給することができる。それゆえ、中心側対向面が被覆樹脂によって覆われた構成を容易に得ることができる。その結果、組み付け時における磁石体の損傷を防ぐことができる。 Further, a groove portion is formed in a part of the center-side facing surface of the central core facing the magnet body. Therefore, in the manufacturing process of the ignition coil, the resin can be supplied to the facing surface on the center side through this groove. Therefore, it is possible to easily obtain a configuration in which the central facing surface is covered with the coating resin. As a result, damage to the magnet body during assembly can be prevented.
以上のごとく、上記態様によれば、組み付け時における磁石体の損傷を防ぐことができる内燃機関用の点火コイルを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As described above, according to the above aspect, it is possible to provide an ignition coil for an internal combustion engine that can prevent damage to the magnet body during assembly.
The reference numerals in parentheses described in the scope of claims and the means for solving the problem indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.
(実施形態1)
内燃機関用の点火コイル1に係る実施形態について、図1〜図6を参照して説明する。
本実施形態における内燃機関用の点火コイル1は、図1に示すごとく、互いに磁気的に結合した一次コイル5及び二次コイル6と、中心コア2と、外周コア3と、磁石体4とを有する。中心コア2は、複数の磁性鋼板13を積層してなる。また、中心コア2は、一次コイル5及び二次コイル6の内側に挿通配置される。外周コア3は、磁性鋼板13の積層方向に直交する磁気回路を中心コア2と共に形成する。また、外周コア3は、一次コイル5及び二次コイル6の外側に配される。磁石体4は、磁気回路中における中心コア2と外周コア3との間に配される。中心コア2における磁石体4と対向する面である中心側対向面212の一部には、図6に示すごとく、磁性鋼板13の積層方向の全体にわたる溝部211が形成されている。中心側対向面212は、被覆樹脂213によって覆われている。
(Embodiment 1)
An embodiment relating to the ignition coil 1 for an internal combustion engine will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
As shown in FIG. 1, the ignition coil 1 for an internal combustion engine in the present embodiment includes a
中心コア2の外周面には、図1、図2に示すごとく、一次コイル5が外周面に巻回された一次スプール51が設けられている。被覆樹脂213は、図12に示すごとく、一次スプール51と一体的に形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
一次コイル5は、一次巻線を一次スプール51の外周面に巻回して形成されている。二次コイル6は、二次巻線を二次スプール61の外周面に巻回して形成されている。二次コイル6の巻回軸は、一次コイル5の巻回軸と同軸上にある。また、一次コイル5は、中心コア2の外周側に配されている。二次コイル6は、一次コイル5の外周側に配されている。そして、一次コイル5及び二次コイル6の巻回軸と、中心コア2の中心軸Cとは、同軸上にある。なお、中心コア2の中心軸Cに平行な方向である軸方向を、適宜、X方向ともいう。また、中心コア2を構成する複数の磁性鋼板13の積層方向であって、X方向と直交する方向を、適宜、Z方向ともいう。また、X方向とZ方向の両方に直交する方向を、適宜、Y方向ともいう。また、X方向であって、コネクタ部52の突出している側を前側、その反対側を後側という。また、Z方向であって、高電圧タワー部72が設けられている側を下側、その反対側を上側という。
The
ケース7は、図1、図2に示すごとく、一次コイル5、二次コイル6、中心コア2、外周コア3、その他の部品を、内側に収容する。ケース7内には、これらの構成部品と共にモールド樹脂12が充填されている。モールド樹脂12は、例えばエポキシ樹脂である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the case 7 houses the
また、ケース7には、図2に示すごとく、点火コイル1を外部に接続するためのコネクタ部52が嵌合されている。コネクタ部52は、X方向の前側に突出している。コネクタ部52は、内側にコネクタ端子521を備えている。例えば、点火コイル1が車両に搭載された際に、コネクタ端子521は制御装置(図示略)に接続される。コネクタ端子521は、イグナイタ11の端子とも接続される。
Further, as shown in FIG. 2, the case 7 is fitted with a
イグナイタ11は、図1に示すごとく、外周コア3とコネクタ部52との間に位置する。イグナイタ11は、制御装置で決定された点火信号により、一次コイル5への通電及び遮断を行う。イグナイタ11は、ケース7の中に収容され、全体がモールド樹脂12によって埋没されている。
As shown in FIG. 1, the
高電圧タワー部72は、図2に示すごとく、ケース7の下側に形成されている。高電圧タワー部72は、筒状を呈する。そして、高電圧タワー部72は、下側へ向かって突出するように形成されている。高電圧タワー部72には導通端子721が配設される。導通端子721は、高電圧端子62を介して二次コイル6と接続される。そして、イグナイタ11によって一次コイル5への通電が遮断されることで、電磁誘導により二次コイル6に高電圧が発生する。発生した高電圧は、導通端子721を介して二次コイル6と電気的に接続されている点火プラグ(図示略)の放電ギャップに放電火花を発生させる。発生した放電火花によって、内燃機関内の混合気が着火される。
As shown in FIG. 2, the high
磁石体4は、中心コア2と外周コア3とによって形成される磁気回路中において、中心コア2と外周コア3との間に配されている。つまり、図1に示すごとく、中心コア2の前側の面である中心側対向面212と、外周コア3の内周側にある外周側対向面31との両面に対向するように、磁石体4は配される。そして、磁石体4は、中心コア2の中心側対向面212全体を覆うように組み付けられている。磁石体4は、例えば、ネオジウム磁石、又は希土類コバルト磁石などの永久磁石である。
The
磁石体4は、磁石体4から生じる磁界の向きが、一次コイル5に電流を流したときに中心コア2に生じる磁界の向きに対して、逆向きとなるように配されている。そして、磁石体4は、点火コイル1の入力エネルギを増大させるように、中心コア2に磁気バイアスをかける。つまり、一次コイル5への通電を遮断した際の磁束の変化量を大きくすることで、入力エネルギを増大し、二次コイル6に誘起される電圧を高めている。
The
また、磁石体4は、板状の形状を有する。磁石体4は、図2に示すごとく、点火コイル1をY方向から見ると、Z方向の大きさが、中心コア2のZ方向の幅とおおよそ同じとなっている。また、磁石体4のZ方向の大きさは、外周コア3のZ方向の幅よりも小さい。
Further, the
磁石体4は、ケース7に組み込む前の、中心コア2と外周コア3とが組み付けられたユニットに対して、Z方向に打ち込むことで組み付けられる。磁石体4は、図3に示すごとく、当該ユニットが点火コイル1に組み込まれた際に下側となる方から上側となる方へ向かって、Z方向に当該ユニットへ組み付けられる。つまり、磁石体4は、図3に示した矢印の方向へ沿って、当該ユニットへ組み付けられる。また、磁石体4は、中心コア2の磁性鋼板13の積層方向に沿って挿入される。そして、磁石体4は、図4に示すごとく、中心コア2の中心側対向面212と、外周コア3の外周側対向面31との間に挿入される。
The
外周コア3は、図1に示すごとく、Z方向から見ると、矩形環状を呈している。外周コア3は、中心コア2とともに、閉磁路を形成する。
As shown in FIG. 1, the outer
外周コア3は、複数の磁性鋼板14を積層してなる。外周コア3の磁性鋼板14の積層方向は、中心コア2の磁性鋼板13の積層方向と同じである。つまり、外周コア3の磁性鋼板14は、Z方向に積層されている。また、外周コア3における磁石体4と対向する面である外周側対向面31は、絶縁膜32にて被覆されている。
The outer
中心コア2及び外周コア3を構成する複数の磁性鋼板13、14同士は、各磁性鋼板13、14に形成されたかしめ部がかしめられることで、互いに積層方向に、固定されている。なお、磁性鋼板13、14同士の固定は、レーザー溶接や接着によって行ってもよい。
The plurality of
絶縁膜32は、外周コア3の前側の外周面を被覆している。そして、絶縁膜32は、図1、図2に示すごとく、外周側対向面31の全体を覆うように、被覆している。絶縁膜32は、外周コア3の前側の外周面に対して、周囲を一周以上巻回していてもよい。絶縁膜32は、例えば絶縁テープである。
The insulating
中心コア2は、図1、図5に示すごとく、積層方向及び軸方向の双方に直交するY方向である幅方向に突出した鍔部21を有する。中心コア2は、鍔部21に中心側対向面212を有する。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
また、中心コア2は、一次コイル5の内側に配されるコア本体部22を有する。そして、鍔部21は、コア本体部22の前側において、Y方向に突出している。鍔部21は、Z方向から見ると、中心コア2の中心軸Cから離れる方向であって、Y方向の双方に向かうにしたがって、X方向の幅が小さくなる。そして、中心コア2は、全体としてT字形の形状を有する。
Further, the
中心側対向面212には、図1に示すごとく、中心コア2の中心軸Cが通る位置に、溝部211が配されている。つまり、中心軸Cは、溝部211を通る。また、中心軸Cは、Y方向における溝部211の中央を通る。また、中心軸Cは、Z方向における溝部211の中央を通る。
As shown in FIG. 1, a
溝部211のY方向の幅は、図5に示すごとく、コア本体部22のY方向の幅よりも小さい。また、溝部211を挟んでY方向の両側に位置する中心側対向面212は、同一平面上にある。また、中心側対向面212は、全体としてX方向に直交する平面となっている。ただし、中心側対向面212は、複数の磁性鋼板13の端縁同士の若干のずれや、端縁自体の形状にて凹凸が形成されている。
As shown in FIG. 5, the width of the
次に、一次スプール51の製造方法について説明する。
一次スプール51は、内側に中心コア2を配した状態でインサート成形される。一次スプール51は、絶縁樹脂によって形成されている。
Next, a method of manufacturing the
The
一次スプール51を製造するにあたっては、図7〜図9に示すごとく、あらかじめ、固定型M1と可動型M2とスライド型M3、M4とによって構成される金型の内側において、中心コア2を所定の位置に配置する。中心コア2は、図7に示すごとく、固定型M1と可動型M2とによって、Z方向に挟持されるように固定される。また、中心コア2は、図8に示すごとく、2つのスライド型M3、M4によって、X方向に挟持されるように固定される。そして、金型内に形成されたキャビティ510に溶融させた樹脂を流し込むことによって、一次スプール51と中心コア2とを一体成形する。
In manufacturing the
中心コア2を構成する磁性鋼板13の端部は、プレス加工によって形成されたバリ部131を有する。すなわち、磁性鋼板13の成形時において、プレス加工を行う金型によって鋼板をせん断する際に、鋼板の一部が引きちぎられるように引っ張られることによって、バリ部131が形成される。その後、複数の磁性鋼板13が積層されて加圧されることにより、バリ部131は、磁性鋼板13の広がり方向の外方へ突出する。これにより、バリ部131は、図10に示すごとく、中心コア2の端縁に突出する。それゆえ、中心コア2の端縁に凹凸が形成される。
The end portion of the
中心コア2の中心側対向面212は、図8に示すごとく、スライド型M3の型面と接している。また、図7に示した中心側対向面212の一部を拡大して見ると、図10に示すごとく、中心コア2を構成する磁性鋼板13のバリ部131の一部と、スライド型M3の型面とが接している。そして、積層された磁性鋼板13のバリ部131を含む端部と、スライド型M3の型面とによって囲われた端部空間130が形成されている。端部空間130は、Y方向に沿って形成されている。端部空間130は、そのY方向の一端にて、溝部211と連通している。
As shown in FIG. 8, the central facing
一次スプール51を製造する過程において、溶融した樹脂の一部は、中心コア2の中心側対向面212に形成された溝部211へと流れ込む。つまり、図7、図9に示すごとく、溝部211と、これと対向するスライド型M3の型面との間に形成された、Z方向に連続する溝内空間214に、溶融した樹脂が流れ込む。そして、溝内空間214に流れ込んだ樹脂は、図10に示すごとく、溝内空間214から、Y方向の両側に向かって、端部空間130に流入する。そして、端部空間130は、流入した樹脂によって、空間を埋められる。
In the process of manufacturing the
次に、キャビティ510に流し込んだ樹脂が固化した後、一次スプール51を金型から取り外す。このとき、可動型M2は、Z方向に、一次スプール51から離れる方向に移動する。また、2つのスライド型M3、M4は、X方向に、一次スプール51から離れる方向に移動する。そして、固定型M1から外すことによって、一次スプール51が得られる。
Next, after the resin poured into the
成形された一次スプール51は、図11に示すごとく、中心コア2と一体的に形成されている。そして、図12に示すごとく、X方向の前側から一次スプール51を見ると、中心コア2の中心側対向面212の全体が、被覆樹脂213によって覆われている。これにより、中心側対向面212は平坦化される。つまり、中心側対向面212に、複数の磁性鋼板13の端縁によって形成される段差があっても、これが被覆樹脂213にて覆われることで、中心側対向面212は平坦化される。また、被覆樹脂213は、一次スプール51と一体的に形成されている。
As shown in FIG. 11, the molded
また、中心コア2の溝部211の樹脂も、図13に示すごとく、一次スプール51と一体となっている。つまり、溝部211に樹脂が充填されており、この溝部211内の樹脂も被覆樹脂213の一部となっている。
Further, as shown in FIG. 13, the resin of the
より詳細には、中心コア2の中心側対向面212には、図14に示すごとく、被覆樹脂213が形成される前において、プレス加工された磁性鋼板13の端部が露出している。また、上記のごとく、磁性鋼板13の端部は、バリ部131を有する。そして、中心側対向面212は、磁性鋼板13を積層した積層面となっていることから、複数の段差を有する。
More specifically, as shown in FIG. 14, the end portion of the press-processed
そして、一次スプール51を、上記のごとく、中心コア2と共にインサート成形することによって、中心側対向面212には、被覆樹脂213が形成される。それゆえ、中心側対向面212のバリ部131と溝部211は、図15に示すごとく、被覆樹脂213によって覆われている。そして、中心側対向面212は、被覆樹脂213によって平坦化される。
Then, as described above, the
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本実施形態の内燃機関用の点火コイル1において、中心側対向面212は、被覆樹脂213によって覆われている。それゆえ、中心側対向面212において、磁性鋼板13の端縁に起因する段差が磁石体4側へ露出することを防ぐことができる。
Next, the action and effect of this embodiment will be described.
In the ignition coil 1 for an internal combustion engine of the present embodiment, the central facing
また、磁石体4と対向する中心コア2の中心側対向面212の一部に、溝部211が形成されている。それゆえ、点火コイル1の製造過程において、この溝部211を通して、中心側対向面212に樹脂を供給することができる。それゆえ、中心側対向面212が被覆樹脂213によって覆われた構成を容易に得ることができる。その結果、組み付け時における磁石体4の損傷を防ぐことができる。
Further, a
また、中心側対向面212に形成された被覆樹脂213は、一次スプール51と一体的に形成されている。それゆえ、被覆樹脂213だけを形成した場合と比べ、高い強度と耐久性を得ることができる。
Further, the
また、中心コア2と外周コア3は、磁気回路を構成する。そして、磁束密度は、中心コア2のY方向における中央付近では小さく、外側で大きくなりやすい。また、溝部211は、中心コア2の中心軸Cが通る位置に配されている。つまり、溝部211は、磁束密度が小さい中央付近に配されている。また、溝部211は、中心コア2の外側には形成されていない。それゆえ、点火コイル1の性能を低下させることなく、組み付け時における磁石体4の損傷を防ぐことができる。
Further, the
また、外周コア3の外周側対向面31は、絶縁膜32にて被覆されている。それゆえ、外周側対向面31において、磁性鋼板14の端縁に起因する段差が磁石体4側へ露出することを防ぐことができる。その結果、組み付け時における磁石体4の損傷を防ぐことができる。また、外周コア3が絶縁膜32によって被覆されていることで、外周コア3から、外周コア3に隣接するイグナイタ11への電圧のリークを抑えることができる。
Further, the outer peripheral
また、中心コア2は、Y方向に突出した鍔部21を有する。そして、中心コア2は、鍔部21に中心側対向面212を有する。それゆえ、中心側対向面212に溝部211が形成されていても、中心コア2から外周コア3への磁路を充分に確保しやすい。その結果、点火コイル1の性能を低下させることなく、組み付け時における磁石体4の損傷を防ぐことができる。
Further, the
以上のごとく、本形態によれば、組み付け時における磁石体4の損傷を防ぐことができる内燃機関用の点火コイル1を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide the ignition coil 1 for an internal combustion engine that can prevent damage to the
上記実施形態の点火コイル1は、中心側対向面212の一部において、溝部211が一箇所形成されている。ただし、溝部211を、中心側対向面212の一部に二箇所以上形成することもできる。
In the ignition coil 1 of the above embodiment, one
また、上記実施形態の点火コイル1において、溝部211の形状は、Z方向から見たとき、X方向の幅よりもY方向の幅の方が大きい略長方形状となっている。ただし、溝部211の形状は、X方向の幅をY方向の幅以上とすることもできる。また、溝部211の形状を、略三角形状や略半円状とすることもできる。
Further, in the ignition coil 1 of the above embodiment, the shape of the
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。 The present invention is not limited to each of the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
1 点火コイル
13 磁性鋼板
2 中心コア
211 溝部
212 中心側対向面
213 被覆樹脂
3 外周コア
4 磁石体
5 一次コイル
6 二次コイル
1
Claims (5)
複数の磁性鋼板(13)を積層してなると共に前記一次コイル及び前記二次コイルの内側に挿通配置された中心コア(2)と、
前記磁性鋼板の積層方向に直交する磁気回路を前記中心コアと共に形成すると共に、前記一次コイル及び前記二次コイルの外側に配された外周コア(3)と、
前記磁気回路中における前記中心コアと前記外周コアとの間に配された磁石体(4)と、を有し、
前記中心コアにおける前記磁石体と対向する面である中心側対向面(212)の一部には、前記磁性鋼板の積層方向の全体にわたる溝部(211)が形成されており、前記中心側対向面は、被覆樹脂(213)によって覆われている、内燃機関用の点火コイル(1)。 The primary coil (5) and the secondary coil (6), which are magnetically coupled to each other,
A central core (2) formed by laminating a plurality of magnetic steel plates (13) and inserted and arranged inside the primary coil and the secondary coil.
A magnetic circuit orthogonal to the stacking direction of the magnetic steel plate is formed together with the central core, and the outer peripheral core (3) arranged outside the primary coil and the secondary coil is formed.
It has a magnet body (4) arranged between the central core and the outer peripheral core in the magnetic circuit.
A groove portion (211) over the entire stacking direction of the magnetic steel plate is formed in a part of the center side facing surface (212) which is a surface facing the magnet body in the center core, and the center side facing surface is formed. Is an ignition coil (1) for an internal combustion engine, which is covered with a coating resin (213).
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