JP2715403B2 - 点火コイル - Google Patents
点火コイルInfo
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- JP2715403B2 JP2715403B2 JP7172031A JP17203195A JP2715403B2 JP 2715403 B2 JP2715403 B2 JP 2715403B2 JP 7172031 A JP7172031 A JP 7172031A JP 17203195 A JP17203195 A JP 17203195A JP 2715403 B2 JP2715403 B2 JP 2715403B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主として車両用内燃機関
に用いられる改良された点火コイルに関する。
に用いられる改良された点火コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石を鉄心の空隙部に挿入すること
により点火コイル等の電磁コイルに蓄積されるエネルギ
ーを増大する提案は、例えば、従来技術文献の実開４８
−４９４２５号、西独実用新案登録第７９２４９８９
号、特開昭５９−１６７００６号、米国特許第４，５４
６，７５３号などによってなされている。しかしなが
ら、上記の従来技術文献のいずれにおいても、どのよう
な形状、寸法等の鉄心及び永久磁石を含む磁気回路を有
する構成とすれば効率のよい点火コイルを得ることがで
きるかという点については何ら確立された技術の開示は
なく、また今まで実用に供された点火コイルにおいて
も、特に永久磁石を加えた割には、従前のものに比しさ
ほどの性能向上、あるいは小形化が達成されていない。
一方、近年、点火コイルの鉄心中に挿入して使用すれ
ば、その鉄心を飽和させるほどの磁束を生じさせうる、
Ｓｍ（サマリューム）、Ｎｄ（ネオジウム）等の元素を
含有する強力な永久磁石材料が開発され、かつ、量産さ
れるようになってその用途の拡大が期待されるに至っ
た。そのため上記のような点火コイルに適用するのに好
適な特性を有する永久磁石の材料の入手が容易になって
きた。
により点火コイル等の電磁コイルに蓄積されるエネルギ
ーを増大する提案は、例えば、従来技術文献の実開４８
−４９４２５号、西独実用新案登録第７９２４９８９
号、特開昭５９−１６７００６号、米国特許第４，５４
６，７５３号などによってなされている。しかしなが
ら、上記の従来技術文献のいずれにおいても、どのよう
な形状、寸法等の鉄心及び永久磁石を含む磁気回路を有
する構成とすれば効率のよい点火コイルを得ることがで
きるかという点については何ら確立された技術の開示は
なく、また今まで実用に供された点火コイルにおいて
も、特に永久磁石を加えた割には、従前のものに比しさ
ほどの性能向上、あるいは小形化が達成されていない。
一方、近年、点火コイルの鉄心中に挿入して使用すれ
ば、その鉄心を飽和させるほどの磁束を生じさせうる、
Ｓｍ（サマリューム）、Ｎｄ（ネオジウム）等の元素を
含有する強力な永久磁石材料が開発され、かつ、量産さ
れるようになってその用途の拡大が期待されるに至っ
た。そのため上記のような点火コイルに適用するのに好
適な特性を有する永久磁石の材料の入手が容易になって
きた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、適切な形
状、寸法等の鉄心及び永久磁石を含む磁気回路を有する
構成を用いて上記の強力な永久磁石材料を有効に活用
し、飛躍的に小形軽量化された点火コイルを提供するこ
とを目的とする。
状、寸法等の鉄心及び永久磁石を含む磁気回路を有する
構成を用いて上記の強力な永久磁石材料を有効に活用
し、飛躍的に小形軽量化された点火コイルを提供するこ
とを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために、種々の研究と実験との結果から得られ
た事実およびデータに基づいて求められた鉄心および永
久磁石の大きさ並びにそれらの関係が、 ２＜ＳM ／ＳF ＜６ １．５＜ＳG ／ＳF ＜４．５ という条件を満たすように構成された点火コイルを提供
する。
達成するために、種々の研究と実験との結果から得られ
た事実およびデータに基づいて求められた鉄心および永
久磁石の大きさ並びにそれらの関係が、 ２＜ＳM ／ＳF ＜６ １．５＜ＳG ／ＳF ＜４．５ という条件を満たすように構成された点火コイルを提供
する。
【０００５】また、本発明は、 ０．６mm ＜ＬM ＜ １．８mm ２＜ＳM ／ＳF ＜６ １．５＜ＳG ／ＳF ＜４．５ という条件を満たすように構成された点火コイルを提供
する。ここで、ＬM は、永久磁石の厚みを、ＳM は空隙
部における磁石の断面積を、ＳF は一次コイルへの通電
により発生する磁束が鎖交する鉄心の最小の断面積を、
ＳG は空隙部に面する鉄心の面積を示す。
する。ここで、ＬM は、永久磁石の厚みを、ＳM は空隙
部における磁石の断面積を、ＳF は一次コイルへの通電
により発生する磁束が鎖交する鉄心の最小の断面積を、
ＳG は空隙部に面する鉄心の面積を示す。
【０００６】なお、比率ＳM ／ＳF と前記比率ＳG ／Ｓ
F とは共に２以上４．５以下の範囲内にあることが望ま
しい。また、永久磁石は、サマリューム、ネオジウムの
元素を含有する永久磁石、すなわちいわゆる希土類を含
有する希土類磁石であることが望ましく、例えばサマリ
ューム−コバルト（ＳｍＣｏ5 ）磁石とすることができ
る。
F とは共に２以上４．５以下の範囲内にあることが望ま
しい。また、永久磁石は、サマリューム、ネオジウムの
元素を含有する永久磁石、すなわちいわゆる希土類を含
有する希土類磁石であることが望ましく、例えばサマリ
ューム−コバルト（ＳｍＣｏ5 ）磁石とすることができ
る。
【０００７】
【作用】本発明の点火コイルにおいては、一次コイル及
び二次コイルが巻装された閉磁路を形成する鉄心の一部
分に設けられた空隙部に永久磁石が挿入されており、一
次コイルに通電する以前には、上記永久磁石の磁化力に
より一次コイルの通電による磁化方向とは逆の向きに鉄
心を負方向の最大使用磁束密度まで磁化しておく。次
に、上記点火コイルの使用時には、一次コイルに励磁電
流を流すことにより上記永久磁石の磁化力とは逆方向の
磁化力を発生させ、それにより鉄心を正方向の最大使用
磁束密度まで磁化する。この状態で、点火時期において
一次電流を遮断すれば、二次コイルの有効交差磁束とし
ては、永久磁石を含まないで一次コイルの通電によって
のみ鉄心を正方向の最大使用磁束密度まで磁化する従来
の点火コイルによって利用できる有効交差磁束の倍量利
用できる。従って一定の火花エネルギを発生させるため
に必要な点火コイルの体積とてしは、本発明による点火
コイルは、従来の点火コイルと比べて格段に小さくする
ことが可能になる。
び二次コイルが巻装された閉磁路を形成する鉄心の一部
分に設けられた空隙部に永久磁石が挿入されており、一
次コイルに通電する以前には、上記永久磁石の磁化力に
より一次コイルの通電による磁化方向とは逆の向きに鉄
心を負方向の最大使用磁束密度まで磁化しておく。次
に、上記点火コイルの使用時には、一次コイルに励磁電
流を流すことにより上記永久磁石の磁化力とは逆方向の
磁化力を発生させ、それにより鉄心を正方向の最大使用
磁束密度まで磁化する。この状態で、点火時期において
一次電流を遮断すれば、二次コイルの有効交差磁束とし
ては、永久磁石を含まないで一次コイルの通電によって
のみ鉄心を正方向の最大使用磁束密度まで磁化する従来
の点火コイルによって利用できる有効交差磁束の倍量利
用できる。従って一定の火花エネルギを発生させるため
に必要な点火コイルの体積とてしは、本発明による点火
コイルは、従来の点火コイルと比べて格段に小さくする
ことが可能になる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。な
お、長さ寸法を示す英文字Ｌは明細書中では数字などと
の混同を避ける意味で大文字のＬを用いるが、図中には
小文字を用いて記述している。図１は、一例として、い
わゆる外鉄形鉄心を用いた場合における、本発明による
点火コイルの永久磁石を嵌装した鉄心の基本的な磁気回
路の構成図である。図１の本発明の点火コイルの磁気回
路において、ＳF は磁束Φが通る巻線部の鉄心の断面積
を示しＳG は永久磁石挿入部の鉄心の断面積を示し、Ｌ
F は鉄心の平均磁路長を示し、ＳM は永久磁石の断面積
を示しＬM は永久磁石の厚みを示している。
お、長さ寸法を示す英文字Ｌは明細書中では数字などと
の混同を避ける意味で大文字のＬを用いるが、図中には
小文字を用いて記述している。図１は、一例として、い
わゆる外鉄形鉄心を用いた場合における、本発明による
点火コイルの永久磁石を嵌装した鉄心の基本的な磁気回
路の構成図である。図１の本発明の点火コイルの磁気回
路において、ＳF は磁束Φが通る巻線部の鉄心の断面積
を示しＳG は永久磁石挿入部の鉄心の断面積を示し、Ｌ
F は鉄心の平均磁路長を示し、ＳM は永久磁石の断面積
を示しＬM は永久磁石の厚みを示している。
【０００９】図２は、本発明による点火コイルの基本的
な磁気動作を説明するための動作特性図である。図２を
参照すると、本発明の点火コイルの巻線部の鉄心上に巻
数ｎの一次コイルを巻回し、負方向の磁束−Φ´を生じ
させる永久磁石の磁化の向きとは逆の向きの磁束＋Φ´
が巻線部の鉄心中に生じるように、一次コイルに励磁電
流ＩP ´を流した場合における一次コイルの蓄積エネル
ギは、図２の中のハッチング部の面積Ｗ´で表わされ、
そのＷ´の大きさは、
な磁気動作を説明するための動作特性図である。図２を
参照すると、本発明の点火コイルの巻線部の鉄心上に巻
数ｎの一次コイルを巻回し、負方向の磁束−Φ´を生じ
させる永久磁石の磁化の向きとは逆の向きの磁束＋Φ´
が巻線部の鉄心中に生じるように、一次コイルに励磁電
流ＩP ´を流した場合における一次コイルの蓄積エネル
ギは、図２の中のハッチング部の面積Ｗ´で表わされ、
そのＷ´の大きさは、
【００１０】
【数１】 である。そして、この永久磁石入り点火コイルの一次コ
イルの蓄積エネルギＷ´を最大にするためには、図３に
示した本発明の好適実施例の点火コイルの磁気動作特性
図の左下の負の磁束の領域において、鉄心の負の磁束の
飽和点の近傍のＣ点まで永久磁石の磁化力によって鉄心
を磁化する必要がある。
イルの蓄積エネルギＷ´を最大にするためには、図３に
示した本発明の好適実施例の点火コイルの磁気動作特性
図の左下の負の磁束の領域において、鉄心の負の磁束の
飽和点の近傍のＣ点まで永久磁石の磁化力によって鉄心
を磁化する必要がある。
【００１１】一方、図３の中の正の磁束の領域を示した
図４を参照し、本発明の点火コイルの一次コイルの励磁
電流の最大値に対応した好適な鉄心の最大使用磁束密度
の値のとり方について説明する。図４において、曲線ａ
は鉄心の磁化曲線を、直線ｂは永久磁石の磁化曲線を、
曲線ｃは曲線ａ及び直線ｂのそれぞれの磁化力の和の磁
化力を示す一次コイルの磁化曲線を示している。そし
て、本発明の点火コイルの鉄心の好適な最大使用磁束密
度ＢF の値は、図４において、直線ｂに平行に引いた曲
線ａの切線の切点Ｔに対応した鉄心の磁束密度の値とし
て与えられる。
図４を参照し、本発明の点火コイルの一次コイルの励磁
電流の最大値に対応した好適な鉄心の最大使用磁束密度
の値のとり方について説明する。図４において、曲線ａ
は鉄心の磁化曲線を、直線ｂは永久磁石の磁化曲線を、
曲線ｃは曲線ａ及び直線ｂのそれぞれの磁化力の和の磁
化力を示す一次コイルの磁化曲線を示している。そし
て、本発明の点火コイルの鉄心の好適な最大使用磁束密
度ＢF の値は、図４において、直線ｂに平行に引いた曲
線ａの切線の切点Ｔに対応した鉄心の磁束密度の値とし
て与えられる。
【００１２】他方、一次コイルの磁化曲線の傾きは、永
久磁石の透磁率μによって決まるので図３のハッチング
部の面積Ｗで表わされる一次コイルの蓄積エネルギを大
きくするためには、μの値ができるだけ１に近い永久磁
石材料を選定することが肝要である。次に図１に示した
本発明の点火コイルの永久磁石の厚さＬM の大きさと断
面積比
久磁石の透磁率μによって決まるので図３のハッチング
部の面積Ｗで表わされる一次コイルの蓄積エネルギを大
きくするためには、μの値ができるだけ１に近い永久磁
石材料を選定することが肝要である。次に図１に示した
本発明の点火コイルの永久磁石の厚さＬM の大きさと断
面積比
【００１３】
【数２】 の値との関係を調べる。
【００１４】図３の中の正の磁束の領域について考える
と、そこに示されたように、一次コイルの励磁電流によ
る磁化力ｎＩｐ／２は、鉄心の磁化力ＨF ・ＬF （ただ
しＨF は鉄心中の磁界）と永久磁石を含む空隙部にかか
る磁化力Ｈ・ＬM （ただしＨは該空隙部に生じる磁界）
との和であるから、従って
と、そこに示されたように、一次コイルの励磁電流によ
る磁化力ｎＩｐ／２は、鉄心の磁化力ＨF ・ＬF （ただ
しＨF は鉄心中の磁界）と永久磁石を含む空隙部にかか
る磁化力Ｈ・ＬM （ただしＨは該空隙部に生じる磁界）
との和であるから、従って
【００１５】
【数３】 他方に、永久磁石内の磁束密度はＢM ＝μＨと表される
ので、
ので、
【００１６】
【数４】
【００１７】磁石を含む空隙部における平均磁束密度Ｂ
G とすれば
G とすれば
【００１８】
【数５】ＢG ・ＳG ＝ＢF ・ＳF 後述するように、本発明の点火コイルの鉄心及び永久磁
石の好適な構成においては、
石の好適な構成においては、
【００１９】
【数６】ＳG ≒ＳM のように選定されるため
【００２０】
【数７】ＳG ≒ＢM であり、上記の等式は、
【００２１】
【数８】ＢM ・ＳG ＝ＢF ・ＳF と表される。従って、
上記のＢM の式と組み合わせて、
上記のＢM の式と組み合わせて、
【００２２】
【数９】
【００２３】これより、ＬM の大きさを表す式として、
【００２４】
【数１０】
【００２５】が導かれ、上式を変形すれば、断面積比
【００２６】
【数１１】 を表す式として、
【００２７】
【数１２】 が導かれる。
【００２８】また、本発明の点火コイルでは、図３の動
作特性曲線図のハッチング部分のうち、負の磁束の領域
は、一次コイルの磁化力によって、磁石の持つエネルギ
に逆らって鉄心中に正の磁束を通す向きに磁化する領域
であるから、前述の如く、最初は図３の左下の鉄心の負
の磁束の飽和点の近傍のＣ点まで永久磁石の磁化力によ
って鉄心を磁化しておき、次に、一次コイルに励磁電流
Ｉｐを流すことにより生じる磁化力ｎＩｐにより図３の
右上の正の磁束の飽和点の近傍のＴ点まで鉄心を磁化し
た場合において、その材質及び形状によって与えられる
永久磁石の持つ最大エネルギＥM と図３にＷで示された
一次コイルの蓄積エネルギとの関係は
作特性曲線図のハッチング部分のうち、負の磁束の領域
は、一次コイルの磁化力によって、磁石の持つエネルギ
に逆らって鉄心中に正の磁束を通す向きに磁化する領域
であるから、前述の如く、最初は図３の左下の鉄心の負
の磁束の飽和点の近傍のＣ点まで永久磁石の磁化力によ
って鉄心を磁化しておき、次に、一次コイルに励磁電流
Ｉｐを流すことにより生じる磁化力ｎＩｐにより図３の
右上の正の磁束の飽和点の近傍のＴ点まで鉄心を磁化し
た場合において、その材質及び形状によって与えられる
永久磁石の持つ最大エネルギＥM と図３にＷで示された
一次コイルの蓄積エネルギとの関係は
【００２９】
【数１３】 である。
【００３０】図３の面積Ｗの大きさは、
【００３１】
【数１４】 である。他方、永久磁石の最大エネルギ積は（Ｂ・Ｈ）
MAX で表され、そして永久磁石の持つ最大エネルギＥM
の理論値は、
MAX で表され、そして永久磁石の持つ最大エネルギＥM
の理論値は、
【００３２】
【数１５】ＥM ＝（Ｂ・Ｈ）MAX ・（ＳM ・ＬM ） と表される。本発明の点火コイルにおいては、図４に示
した前述の永久磁石の磁化曲線ｂの傾きによって決まる
永久磁石の動作点としては、最大エネルギ積（Ｂ・Ｈ）
MAX を与える動作もしくはその近傍の動作点が選定され
る。
した前述の永久磁石の磁化曲線ｂの傾きによって決まる
永久磁石の動作点としては、最大エネルギ積（Ｂ・Ｈ）
MAX を与える動作もしくはその近傍の動作点が選定され
る。
【００３３】従って、一次コイルの蓄積エネルギ
【００３４】
【数１６】Ｗ＝ＢF ・ＳF ・ｎＩｐ ＝２ＥM ＝２（Ｂ・Ｈ）MAX ・（ＳM ・ＬM ） 上式より、断面積比
【００３５】
【数１７】 を表す式として、
【００３６】
【数１８】 が得られる。
【００３７】上記の２つの式（１）及び（２）は、本発
明の点火コイルにおいて、永久磁石のエネルギを最も効
果的に利用するために選定されるべき磁気回路の各部の
寸法の関係を表している。次に、本発明による点火コイ
ルを具体的に構成した後、その性能テストを行った結果
について説明する。ここで、本発明の点火コイルを具体
的に構成するために、前述の式（１）及び（２）に対し
て適用するべく選定された諸元の値は下記の通りであ
る。永久磁石材料はＳm ＣO5を用いたが、その諸元は、
明の点火コイルにおいて、永久磁石のエネルギを最も効
果的に利用するために選定されるべき磁気回路の各部の
寸法の関係を表している。次に、本発明による点火コイ
ルを具体的に構成した後、その性能テストを行った結果
について説明する。ここで、本発明の点火コイルを具体
的に構成するために、前述の式（１）及び（２）に対し
て適用するべく選定された諸元の値は下記の通りであ
る。永久磁石材料はＳm ＣO5を用いたが、その諸元は、
【００３８】
【数１９】（ＢＨ）MAX ＝２０メガＧ・Ｏｅ μ ＝１．０５ また、鉄心材料は無方向性けい素鋼板を用いたがその諸
元は、
元は、
【００３９】
【数２０】ＳF ＝４９ｍｍ2 、ＢF ＝１．４Ｗｂ／ｍ2 ｎＩｐ＝８００ＡＴ、ＨF ＝１５０ＡＴ／ｍ ＬF ＝０．１ｍ 上記の諸元を式（１）及び（２）に代入して求めた断面
比
比
【００４０】
【数２１】 及び
【００４１】
【数２２】 のそれぞれとＬM との関係を図５及び図６に示した。な
お、同時にＬM を変えたとき得られるそれぞれの各部寸
法を有する点火コイルについて性能テストを行い、得ら
れた二次コイル発生電圧Ｖ2 を、それぞれ図５及び図６
中に図示した。なお、図６は、図５に示された二次発生
電圧Ｖ2 の分布を示す曲線を、永久磁石の厚みＬM と二
次発生電圧Ｖ2 との間の関係を示す二次元特性曲線に変
えて見易く表示したものである。
お、同時にＬM を変えたとき得られるそれぞれの各部寸
法を有する点火コイルについて性能テストを行い、得ら
れた二次コイル発生電圧Ｖ2 を、それぞれ図５及び図６
中に図示した。なお、図６は、図５に示された二次発生
電圧Ｖ2 の分布を示す曲線を、永久磁石の厚みＬM と二
次発生電圧Ｖ2 との間の関係を示す二次元特性曲線に変
えて見易く表示したものである。
【００４２】このようにして得られた図５及び図６に図
示の結果によってわかったことは、本発明の点火コイル
の最適の寸法条件としては、
示の結果によってわかったことは、本発明の点火コイル
の最適の寸法条件としては、
【００４３】
【数２３】（イ）ＳG ≒ＳM すなわち永久磁石挿入部の鉄心断面積と永久磁石とがほ
ぼ等しくなった状態の近傍にあること、及び
ぼ等しくなった状態の近傍にあること、及び
【００４４】
【数２４】 の値が下記の範囲内にあれば、二次発生電圧Ｖ2 が顕著
に高くなること、
に高くなること、
【００４５】
【数２５】０．６ｍｍ＜ＬM ＜１．８ｍｍ ２＜ＳM ／ＳF ＜６ １．５＜ＳG ／ＳF ＜４．５ である。
【００４６】なお、上記の本発明の点火コイルの性能テ
ストの終了後の調査結果によれば、使用した永久磁石の
諸特性には上記性能テストの前後を通して変化は認めら
れず、従って本発明の点火コイルは、所望の性能を維持
しつつ連続的使用に耐えうることは明らかである。以上
に説明した最適の寸法条件を満たすような構成を有する
本発明による点火コイルと、従来技術による点火コイル
との間の具体的な数値の比較について以下に説明する。
ストの終了後の調査結果によれば、使用した永久磁石の
諸特性には上記性能テストの前後を通して変化は認めら
れず、従って本発明の点火コイルは、所望の性能を維持
しつつ連続的使用に耐えうることは明らかである。以上
に説明した最適の寸法条件を満たすような構成を有する
本発明による点火コイルと、従来技術による点火コイル
との間の具体的な数値の比較について以下に説明する。
【００４７】図７及び図８は、本発明の点火コイルと従
来技術の点火コイルとが同一の性能を有するように、両
者は、同じ抵抗値を有し、かつ、同じ巻数の巻線を用い
ることにより同じＡＴ値を有し、同じ大きさの二次発生
電圧を生じるように構成した場合における、それぞれ本
発明及び従来技術による点火コイルの縦断面構造を示し
ている。
来技術の点火コイルとが同一の性能を有するように、両
者は、同じ抵抗値を有し、かつ、同じ巻数の巻線を用い
ることにより同じＡＴ値を有し、同じ大きさの二次発生
電圧を生じるように構成した場合における、それぞれ本
発明及び従来技術による点火コイルの縦断面構造を示し
ている。
【００４８】下記の比較表は、図７及び図８にそれぞれ
示した本発明及び従来技術による点火コイルの諸元を比
較して示したものである。
示した本発明及び従来技術による点火コイルの諸元を比
較して示したものである。
【００４９】
【表１】
【００５０】上記のように構成された本発明による点火
コイルと従来技術による点火コイルの諸元の比較結果に
よれば、同一性能を発揮させるような構成とした場合、
本発明の点火コイルでは、その巻線部の鉄心断面積ＳF
を、従来技術の点火コイルのそれの約１／２に激減させ
ることができ、従って巻線部の鉄心の周囲長は約
コイルと従来技術による点火コイルの諸元の比較結果に
よれば、同一性能を発揮させるような構成とした場合、
本発明の点火コイルでは、その巻線部の鉄心断面積ＳF
を、従来技術の点火コイルのそれの約１／２に激減させ
ることができ、従って巻線部の鉄心の周囲長は約
【００５１】
【数２６】
【００５２】に減少し、それにより鉄心重量は１／３近
くまで減少し、全巻線スペースは１／２近くまで減少す
る。その結果、完成品総重量は１／２以下に減少させる
ことができ、かくして本発明の点火コイルは、従来技術
の点火コイルと比べて、飛躍的な小形軽量化を達成する
ことができることが明らかになった。
くまで減少し、全巻線スペースは１／２近くまで減少す
る。その結果、完成品総重量は１／２以下に減少させる
ことができ、かくして本発明の点火コイルは、従来技術
の点火コイルと比べて、飛躍的な小形軽量化を達成する
ことができることが明らかになった。
【００５３】
【発明の効果】本発明による点火コイルにおいては、そ
の磁気回路中に嵌装された強力な永久磁石の機能を有効
に活用するために、適切な形状、寸法等の鉄心及び永久
磁石を含む磁気回路を有する構成を具現することによ
り、同一性能を有する従来技術による点火コイルと比べ
て、飛躍的に小形軽量化された点火コイルが得られると
いうすぐれた効果を奏する。
の磁気回路中に嵌装された強力な永久磁石の機能を有効
に活用するために、適切な形状、寸法等の鉄心及び永久
磁石を含む磁気回路を有する構成を具現することによ
り、同一性能を有する従来技術による点火コイルと比べ
て、飛躍的に小形軽量化された点火コイルが得られると
いうすぐれた効果を奏する。
【図１】図１は、本発明の点火コイルの永久磁石を嵌装
した鉄心の基本的な磁気回路の構成図である。
した鉄心の基本的な磁気回路の構成図である。
【図２】図２は、本発明の点火コイルの基本的磁気動作
を説明するための動作特性図である。
を説明するための動作特性図である。
【図３】図３は、本発明の好適実施例の点火コイルの磁
気動作特性図である。
気動作特性図である。
【図４】図４は、図３の磁気動作特性図の正の磁束の領
域について、鉄心の最大使用磁束密度の値のとり方を説
明するための説明図である。
域について、鉄心の最大使用磁束密度の値のとり方を説
明するための説明図である。
【図５】図５は、本発明の具体的実施例の点火コイルに
おける断面積比ＳG ／ＳF 及びＳM ／ＳF 並びに二次コ
イル発生電圧Ｖ2 と永久磁石の厚みＬM との関係を示す
特性図である。
おける断面積比ＳG ／ＳF 及びＳM ／ＳF 並びに二次コ
イル発生電圧Ｖ2 と永久磁石の厚みＬM との関係を示す
特性図である。
【図６】図６は、本発明の具体的実施例の点火コイルに
おける断面積比ＳG ／ＳF 及びＳM ／ＳF 並びに二次コ
イル発生電圧Ｖ2 と永久磁石の厚みＬM との関係を示す
特性図であり、二次発生電圧Ｖ2 対永久磁石の厚みＬM
の特性曲線を図示している。
おける断面積比ＳG ／ＳF 及びＳM ／ＳF 並びに二次コ
イル発生電圧Ｖ2 と永久磁石の厚みＬM との関係を示す
特性図であり、二次発生電圧Ｖ2 対永久磁石の厚みＬM
の特性曲線を図示している。
【図７】図７は、本発明と従来技術との比較を行なうた
めに作成した、本発明による点火コイルの縦断面図であ
る。
めに作成した、本発明による点火コイルの縦断面図であ
る。
【図８】図８は、本発明と従来技術との比較を行なうた
めに作成した、従来技術による点火コイルの縦断面図で
ある。
めに作成した、従来技術による点火コイルの縦断面図で
ある。
ＳM 永久磁石の断面積 ＬM （ｌM ） 久磁石の厚み ＳF 巻線部の鉄心断面積（鉄心の最小断面積） ＳG 永久磁石挿入部の鉄心断面積（空隙部に面する鉄
心の面積） ＬF （ｌF ） 鉄心の平均磁路長 ＢM 永久磁石内の磁束密度 μ 永久磁石の透磁率 ＢF 鉄心の最大使用磁束密度 ＢG 磁石を含む空隙部の平均磁束密度 ｎIp 一次電流Ｉp により生じる磁化力 ＨF 鉄心中の磁界 Ｈ 鉄心の空隙部（永久磁石）の中の磁界
心の面積） ＬF （ｌF ） 鉄心の平均磁路長 ＢM 永久磁石内の磁束密度 μ 永久磁石の透磁率 ＢF 鉄心の最大使用磁束密度 ＢG 磁石を含む空隙部の平均磁束密度 ｎIp 一次電流Ｉp により生じる磁化力 ＨF 鉄心中の磁界 Ｈ 鉄心の空隙部（永久磁石）の中の磁界
Claims (5)
- 【請求項１】 （イ）その一部に設けられた空隙部を介
して閉磁路を形成する鉄心と、 （ロ）前記鉄心の外周に巻回され、通電されることによ
り鉄心を励磁する一次コイルと、 （ハ）前記鉄心に巻回された二次コイルと、 （ニ）前記鉄心の空隙部に挿入され、前記一次コイルへ
の通電による励磁方向とは逆方向に磁化された板状の永
久磁石とを備えた点火コイルであって、 （ホ）前記空隙部は、前記鉄心の磁束経路上に唯一箇所
だけ設けられており、 （ヘ）前記鉄心と前記永久磁石とは、前記空隙部におけ
る前記磁石の断面積をＳM 、前記空隙部に面する鉄心の
面積をＳG 、さらに前記一次コイルへの通電による磁束
が鎖交する前記鉄心の最小の断面積をＳF とした場合
に、下記の条件を満たすように構成されたことを特徴と
する点火コイル。 ２＜ＳM ／ＳF ＜６ １．５＜ＳG ／ＳF ＜４．５ - 【請求項２】 （イ）その一部に設けられた空隙部を介
して閉磁路を形成する鉄心と、 （ロ）前記鉄心の外周に巻回され、通電されることによ
り鉄心を励磁する一次コイルと、 （ハ）前記鉄心に巻回された二次コイルと、 （ニ）前記鉄心の空隙部に挿入され、前記一次コイルへ
の通電による励磁方向とは逆方向に磁化された板状の永
久磁石とを備えた点火コイルであって、 （ホ）前記空隙部は、前記鉄心の磁束経路上に唯一箇所
だけ設けられており、 （ヘ）前記鉄心と前記永久磁石とは、前記磁石の厚みを
ＬM 、前記空隙部における前記磁石の断面積をＳM 、前
記空隙部に面する鉄心の面積をＳG 、さらに前記一次コ
イルへの通電による磁束が鎖交する前記鉄心の最小の断
面積をＳF とした場合に、下記の条件を満たすように構
成されたことを特徴とする点火コイル。 ０．６mm ＜ＬM ＜ １．８mm ２＜ＳM ／ＳF ＜６ １．５＜ＳG ／ＳF ＜４．５ - 【請求項３】 前記比率ＳM ／ＳF と前記比率ＳG ／Ｓ
F とは共に２以上４．５以下の範囲内にあることを特徴
とする請求項１または２記載の点火コイル。 - 【請求項４】 前記永久磁石は、サマリューム、ネオジ
ウムの元素を含有する永久磁石であることを特徴とする
請求項１ないし３のいずれかに記載の点火コイル。 - 【請求項５】 前記永久磁石は、サマリューム−コバル
ト（ＳｍＣｏ5 ）系磁石であることを特徴とする請求項
４記載の点火コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7172031A JP2715403B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 点火コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7172031A JP2715403B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 点火コイル |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63186814A Division JP2734540B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 点火コイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0845753A JPH0845753A (ja) | 1996-02-16 |
| JP2715403B2 true JP2715403B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=15934253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7172031A Expired - Lifetime JP2715403B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 点火コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2715403B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006093405A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Matsushita Electric Works Ltd | 高電圧発生装置および前照灯点灯装置 |
| JP2006287090A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Hanshin Electric Co Ltd | 内燃機関用点火コイル |
| JP2007066961A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Hitachi Ltd | 内燃機関用点火コイル |
| JP6427924B2 (ja) * | 2014-04-09 | 2018-11-28 | 株式会社デンソー | 点火コイル用磁気回路及び点火コイル装置 |
| JP6520189B2 (ja) | 2014-04-10 | 2019-05-29 | 株式会社デンソー | 点火装置 |
| JP7358839B2 (ja) | 2019-08-22 | 2023-10-11 | 株式会社デンソー | 点火コイル |
| JP7434975B2 (ja) | 2020-02-10 | 2024-02-21 | 株式会社デンソー | 点火コイル |
-
1995
- 1995-07-07 JP JP7172031A patent/JP2715403B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0845753A (ja) | 1996-02-16 |
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