JP2857890B2 - 点火コイル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、永久磁石を備えた点火コイルに関する。

［従来の技術］ 点火コイルの鉄心は、U.S.P.4546753号公報に開示さ
れるように、１次コイルや２次コイルを装着するために
２つに分割されている。そして一方の分割体に永久磁石
を磁力によって取り付け、その後、他方の分割体を組み
合わせて鉄心を形成している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、永久磁石を一方の分割体に取り付ける
際、分割体の面に永久磁石が強い磁力で引き付けられ、
永久磁石を目的の位置に微小移動することが困難であっ
た。つまり、従来の点火コイルの鉄心は、組付性が悪い
問題点を備えていた。

本発明の目的は、永久磁石の組付性に優れた点火コイ
ルの提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の点火コイル
は、次の技術的手段を採用する。

点火コイルは、１次コイルおよび２次コイルを周囲に
備え、前記１次コイルが通電されることにより励磁され
る励磁部と、略コ字形を呈し、対向する面によって前記
励磁部の両端を挟み、前記励磁部の発生する磁束を閉じ
る閉磁路形成部と、前記励磁部が発生する磁束と反発す
るように、前記励磁部と前記閉磁路形成部との間に配設
され、前記励磁部と前記閉磁路形成部とに直接触れる永
久磁石とを備える。そして、前記励磁部と前記閉磁路形
成部とが直接、あるいは前記永久磁石を介して当接する
２つの当接面のうち、少なくとも一方の当接面が傾斜し
て設けられるとともに、前記励磁部または前記閉磁路形
成部の周囲が被覆体で覆われ、この被覆体に、前記永久
磁石に当接して、前記永久磁石の位置決めを行う突設部
が形成される。

この発明において、前記突設部は、前記永久磁石の周
囲の４辺のうち、少なくとも１辺を除いて設けても良
い。

なお、本発明の示す略コ字形とは、略Ｕ字形、略Ｃ字
形など、励磁部の両端を挟むように、棒状体を曲折した
形状を示す。

［作用］ 上記のように構成された点火コイルは、永久磁石を励
磁部または閉磁路形成部に取り付ける際、永久磁石を磁
力によって励磁部または閉磁路形成部に取り付け、つい
で、永久磁石の周囲が突設部に当接するまで、永久磁石
を突設部に向けてスライドする。そして、永久磁石が突
設部に当接することにより、スライドが止まり、永久磁
石の位置決めが行われる。

永久磁石を励磁部または閉磁路形成部の一方に取り付
けた後に、励磁部と閉磁路形成部を組付ける際、励磁
部、閉磁路形成部、永久磁石の各寸法に製造誤差等が生
じていても、傾斜して設けられた当接面の重なりによっ
て寸法誤差が吸収されるため、各接合部分に隙間が生じ
ることなく組付けられる。

［発明の効果］ 本発明は、以上の作用で説明したように、被覆体に設
けられた突設部によって、永久磁石の位置決めを容易に
行うことができる。

また、励磁部、閉磁路形成部、永久磁石の各寸法に製
造誤差等が生じていても、各接合部分に隙間が生じない
ため、点火コイルの磁気抵抗のバラツキが抑えられ、高
性能の点火コイルを安定して製造できる。

一方、突設部は、永久磁石の周囲の４辺のうち、少な
くとも１辺を除いて設ける技術を採用する場合は、突設
部が除かれた辺から永久磁石をスライドさせて、永久磁
石を突設部に当接させて位置決めすることができ、永久
磁石を組付ける際に、永久磁石が励磁部または閉磁路形
成部に磁力で衝撃的に当たって破損する不具合を抑える
ことができる。特に、永久磁石として、磁力の強い希土
類磁石は非常に割れやすいので、効果が大きい。

［実施例］ 次に、本発明の点火コイルを、図に示す一実施例に基
づき説明する。

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例を示すもの
で、第６図は、自動車用点火装置の電気回路の一例を示
す。

自動車用点火装置１は、イグナイタ装置２と、点火コ
イル３と、点火栓４とから構成される。イグナイタ装置
２は、図示しない車両走行用のガソリンエンジンの点火
時に、非通電の点火信号を発生する。点火コイル３は、
イグナイタ装置２により通電、非通電が切替えられる１
次コイル５と、この１次コイル５が通電状態から非通電
に切替わった際に高電圧を発生する２次コイル６とを備
えたもので、詳細は後述する。点火栓４は、点火コイル
３の２次コイル６より高電圧を受けて図示しないエンジ
ン燃焼室内で火花放電を発生させる。なお、図中符号７
は車載バッテリ、符号８はキースイッチ、符号９は溶断
により回路を保護するヒューズを示す。

次に、本発明が適用された点火コイル３を、第３図お
よび第４図の断面図を用いて説明する。

点火コイル３は、１次コイル５が通電されることによ
り励磁されて磁気エネルギーを蓄積し、１次コイル５の
通電が停止されることにより、通電時に蓄積された磁気
エネルギーを放出して２次コイル６に誘導起電力を発生
させるもので、１次コイル５の内周に磁束を閉じる鉄心
10を備える。

鉄心10は、直線状に延びた形状を呈した励磁部11、こ
の励磁部11の両端を挟む略コ字形を呈した閉磁路形成部
12と、励磁部11と閉磁路形成部12との間のエアギャップ
Ａに配された永久磁石13から構成される。

励磁部11は、１次コイル５の内周に配設され、１次コ
イル５が通電されることにより励磁されて磁束を発生す
るもので、略Ｉ字形または略Ｌ字形を呈する。励磁部11
は、粒子配向された薄板状の磁性体（例えば軟鉄）を略
Ｉ字形または略Ｌ字形にプレス等で打ち抜き、その後プ
レス成型品を複数積層してかしめたもので、永久磁石13
が配される側の端が幅広で平坦な頭部14が形成されてい
る。この頭部14の永久磁石13の配される第１磁石接合面
11aは、閉磁路形成部12の凹みの内側（第３図の下側）
に向かって窄まる傾斜した平面に形成されている（第３
図参照）。また、永久磁石13が配されない側の端も、幅
広で平坦な頭部15が形成されている。この頭部15の閉磁
路形成部12に当接する閉磁路接合面11bは、励磁部11の
長手方向に対し垂直に形成されている。

閉磁路形成部12は、１次コイル５が通電されて励磁部
11が磁束を発生する際に、その発生する磁束を閉じて閉
磁路を形成するもので、略コ字形を呈する。そして、閉
磁路形成部12は、対向する面12a、12bによって前記励磁
部11の両端を挟む。閉磁路形成部12は、励磁部11と同
様、粒子配向された薄板状の磁性体（例えば軟鉄）を略
コ字形にプレス等で打ち抜き、その後プレス成型品を複
数積層してかしめたものである。

閉磁路形成部12の永久磁石13が当接する第２磁石接合
面12aは、励磁部11の頭部14に対応して、傾斜した平面
に形成されている（第３図参照）。つまり、閉磁路形成
部12の永久磁石13が当接する面が、閉磁路形成部12の開
いた側（第３図上側）に向かって広がるように傾斜して
いる。

永久磁石13は、ネオジウム磁石、希土類−コバルト磁
石など、薄くても大きな磁力を発生する希土類磁石が使
用され、四角くて薄い板状を呈する。この板状の永久磁
石13は、励磁部11の頭部14の全幅に亘って配設されてい
る。永久磁石13の磁極は、第５図に示すように、励磁部
11が励磁されて発生する磁束と反発するように、つまり
互いに隣り合う面が同極となるように、励磁部11の第１
磁石接合面11aと閉磁路形成部12の第２の磁石接合面12a
との間に配設されている。

励磁部11の外周には、内周ボビン17が樹脂によって形
成され、その内周ボビン17に１次コイル５が巻回されて
いる。この内周ボビン17は、永久磁石13および閉磁路形
成部12と組み合わされた際、永久磁石13との接合面、お
よび閉磁路形成部12との接合部分の外周をそれぞれ覆う
第１ガイド部18、および閉磁路形成部12の端部の両側を
それぞれ挟む第２ガイド部19が形成されている。なお、
第１ガイド部18の一方（点火コイルケース20の奥方）
は、鉄心10を点火コイルケース20内に挿入する際、点火
コイルケース20に形成された傾斜部21に当接し、鉄心10
を点火コイルケース20内に挿入する力を、励磁部11が閉
磁路形成部12の凹み内へ向く力に変換する。

また、２次コイル６は、内周ボビン17の外周に装着さ
れた外周ボビン22の外周に巻回されている。この外周ボ
ビン22の内周は、内周ボビン17の外周に当接するように
形成されている。また、外周ボビン22の両端外周は、下
述する点火コイルケース20の内側に当接するとともに、
点火コイルケース20によって僅か内側に付勢されるよう
に形成されてる。つまり、点火コイルケース20によって
付勢された力が、外周ボビン22、内周ボビン17を介して
励磁部11へ伝わり、励磁部11を閉磁路形成部12の凹みの
内側へ向けて付勢するように設けられている。

さらに、略コ字形を呈する閉磁路形成部12の２辺は、
第３図に示すように、被覆体23を介して点火コイルケー
ス20に当接する。

一方、閉磁路形成部12の周囲は、第２図に示すよう
に、樹脂製の被覆体23によって覆われている。この被覆
体23は、第１図に示すように、第２磁石接合面12aの周
囲に、永久磁石13の位置決めを行う突設部24を備えてい
る。本実施例の突設部24は、永久磁石13の周囲の４辺の
うち、３辺に形成され、この３辺に形成された突設部24
によって永久磁石13を囲むものである。そして、突設部
24を有しない残り１辺は、第２磁石接合面12aと同一平
面に形成されている。

外周に１次コイル５、２次コイル６が装着された励磁
部11と、永久磁石13が取り付けられた閉磁路形成部12と
の組付体には、コネクタ25が取り付けられる。このコネ
クタ25は、イグナイタ装置２および点火栓４と電気的に
接続される接続具で、１次コイル５および２次コイル６
とそれぞれ接続される。そして、コネクタ25が取り付け
られた励磁部11と閉磁路形成部12との組付体は、有底形
の点火コイルケース20内に挿入され、注型樹脂26を注入
硬化して点火コイル３とされる。

次に、点火コイル３の作動を説明する。

キースイッチ８がONされると、１次コイル５および２
次コイル６の一端が車載バッテリ７に接続される。そし
て、イグナイタ装置２は、クランク角、回転速度、負荷
状態、冷却水温など、エンジンの運転状態に応じて、点
火時期に１次コイル５が通電状態から非通電へと切替わ
る点火信号を発生する。

１次コイル５が通電されると、鉄心10の励磁部11が励
磁され、励磁部11が磁束を発生する。この励磁部11の発
生する磁束は、エアギャップＡに配設される永久磁石13
の発生磁束と反発するため、１次コイル５の発生する磁
束が小さくとも、鉄心10は、通電時に大きな磁気エネル
ギーを蓄積することができる。

そして、点火時期に１次コイル５がイグナイタ装置２
によって非通電に切替わると、鉄心10に蓄えられていた
磁気エネルギーが解放されて、鉄心10の外周に巻回され
た２次コイル６に誘導起電力が発生する。２次コイル６
は、１次コイル５に比較して細く、かつ数多く励磁部11
の外周に巻回されているため、誘導起電力により２次コ
イル６に高電圧が発生する。そして、この２次コイル６
で発生した高電圧は、点火栓４に印加され、エンジン燃
焼室内で火花放電を発生する。

その後、イグナイタ装置２は再び１次コイル５を通電
し、上記を繰り返す。

一方、１次コイル５が通電されて励磁部11が励束を発
生する際は、励磁部11の発生する磁束が永久磁石13の発
生磁束と発生するため、第５図に示すように、永久磁石
13と励磁部11の間、および永久磁石13と閉磁路形成部12
との間が反発力により、互いに離れようとする。

しかしながら、鉄心10は、点火コイルケース20内に密
着した状態で収納されているため、エアギャップＡに広
がる力が加わっても、閉磁路形成部12は変形しない。あ
るいは、変形したとしても、その変形量は大変小さい。
つまり、永久磁石13と励磁部11の間、および永久磁石13
と閉磁路形成部12との間が反発力により、互いに離れよ
うとしても、閉磁路形成部12変形しないため、エアギャ
ップＡ間も拡がらない。このため、従来エアギャップＡ
を拡がらないように使用していた鉄心10を固定するため
の補強用のブラケットを廃止することができる。

そして、この補強用のブラケットを廃止することによ
り、点火コイル３を従来のものに比較して小型、軽量化
することができるとともに、ブラケットおよび取付用の
ボルト等の部品低減により、点火コイル３の製造コスト
を低く抑えることができる。

一方、磁石と注型樹脂26とは、密着性が悪い。このた
め、１次コイル５の通電時に、１次コイル５の発生する
磁力と永久磁石13との反発力によってによってエアギャ
ップＡ間がほんの僅か広がった場合、あるいは冷熱スト
レスの応力により、鉄心10の各接合部分より、注型樹脂
26にクラックが発生する可能性がある。しかるに、例え
鉄心10の接合部分より注型樹脂26にクラックが発生して
も、クラックの成長は内周ボビン17の両端に形成された
第１ガイド部18によって止められる。

また、内周ボビン17に形成された第２ガイド部19は、
永久磁石13を取り付けた閉磁路形成部12と、励磁部11と
を組み付ける際、閉磁路形成部12の内側に励磁部11を案
内して、相対的な位置ずれを防ぐ。また、鉄心10がケー
ス内に挿入される際、外周ボビン22、内周ボビン17を介
して励磁部11がケースによって付勢される。このとき
も、第２ガイド部19が、励磁部11と閉磁路形成部12との
相対的な位置ずれを防ぐ。これによって、励磁部11と、
永久磁石13を取付けた閉磁路形成部12との組付性が優れ
たものとなる。

さらに、励磁部11、閉磁路形成部12、永久磁石13等の
各寸法は、製造誤差などによって変化する場合がある。
しかるに、励磁部11の第１磁石接合面11aを、閉磁路形
成部12の凹みの内側に向かって窄まる傾斜面とするとと
もに、閉磁路形成部12の第２磁石接合面12aを、励磁部1
1の頭部14に対応して、閉磁路形成部12の開いた側に向
かって広がる傾斜面とした。この技術によって、各寸法
に誤差が生じても、鉄心10の各接合部分に隙間が生じな
い。つまり、励磁部11を閉磁路形成部12内に挿入し、励
磁部11の挿入が永久磁石13を介して対向する第１、第２
磁石接合面11a、12a型の当接によって阻止されることに
よって、誤差が吸収される。そして、各寸法に誤差が生
じても、鉄心10の各接合部分に隙間が生じないことによ
り、点火コイル３毎における磁気抵抗のバラツキを抑
え、点火コイル３の性能を十分に発揮させることができ
る。

次に、本発明のかかる永久磁石13の位置決めに関する
作動を簡単に説明する。

点火コイル３の組み付け工程において、永久磁石13を
閉磁路形成部12に取り付ける際、第１図に示すように、
永久磁石13を閉磁路形成部12の第２磁石接合面12aに磁
力によって取り付ける。ついで、永久磁石13を矢印Ｂ方
向へ付勢し、永久磁石13を突設部24へ向けてスライドす
る。そして、永久磁石13が突設部に当ることにより、ス
ライドが止まり、永久磁石13の位置決めが終了する。

（実施例の効果） 永久磁石13を閉磁路形成部12に取り付け、位置決めを
行う場合、被覆体23に設けられた突設部によって、永久
磁石13の位置決めを容易に行うことができる。これによ
って、点火コイル３の組み付け作業性が向上し、点火コ
イル３の製造コストを低く抑えることができる。

また、永久磁石13が不適切な位置に取り付けられた場
合、第２ガイド部19によって励磁部11と閉磁路形成部12
との組み付けが困難となる。このため、点火コイル３の
不良品の発生を抑えることができる。また、永久磁石13
の取り付け位置がわずか不適切な場合は、励磁部11と閉
磁路形成部12との組み付けの際、第２ガイド部19の内側
によって、永久磁石13がほぼ正しい位置へスライドす
る。

第７図は本発明の第２実施例を示す。

上記実施例では、永久磁石13と接合される接合部分を
傾斜させて、寸法誤差を吸収させた例を示したが、本実
施例では、励磁部11と閉磁路形成部12とが接合する接合
部分を傾斜させて寸法誤差を吸収させたものである。

第８図は本発明の第３実施例を示す。

本実施例は、永久磁石13と接合される接合部分と、励
磁部11と閉磁路形成部12とが接合する接合部分を傾斜さ
せて、寸法誤差を吸収させたものである。

（変形例） 本実施例では、突設部24を永久磁石13の４辺のうち、
３辺に形成したが、隣り合う２辺、または４辺すべてに
形成しても良い。また、突設部24の形成された辺は、辺
の全てが突設部24とされたが、辺の一部を突設部24とし
て永久磁石13のスライドを規制しても良い。もちろん、
辺の全てが突設部24のものと、辺の一部が突設部24のも
のとを組み合わせて用いても良い。

また、本実施例では、永久磁石13を閉磁路形成部12に
取り付けたために、閉磁路形成部12を覆う被覆体23に突
設部を形成したが、永久磁石13を励磁部11に取り付ける
際は、内周ボビン17を被覆体23とみなし、内周ボビン17
（被覆体）によって突設部24を形成しても良い。

さらに、励磁部11を覆う被覆体と、閉磁路形成部12を
覆う被覆体との両方に突設部24を設けても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例を示すもの
で、第１図は閉磁路形成部の部分斜視図、第２図は閉磁
路形成部の断面図、第３図および第４図は点火コイルの
断面図、第５図は第３図の部分断面図、第６図は自動車
用点火装置の電気回路図である。 第７図は本発明の第２実施例を示す鉄心の概略図であ
る。 第８図は本発明の第３実施例を示す鉄心の概略図であ
る。 図中 ３……点火コイル、５……１次コイル、６……２
次コイル、11……励磁部、12……閉磁路形成部、13……
永久磁石、23……被覆体、24……突設部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01F 38/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１次コイルおよび２次コイルを周囲に備
   え、前記１次コイルが通電されることにより励磁される
   励磁部と、 略コ字形を呈し、対向する面によって前記励磁部の両端
   を挟み、前記励磁部の発生する磁束を閉じる閉磁路形成
   部と、 前記励磁部が発生する磁束と反発するように、前記励磁
   部と前記閉磁路形成部との間に配設され、前記励磁部と
   前記閉磁路形成部とに直接触れる永久磁石とを備え、 前記励磁部と前記閉磁路形成部とが直接、あるいは前記
   永久磁石を介して当接する２つの当接面のうち、少なく
   とも一方の当接面が傾斜して設けられるとともに、 前記励磁部または前記閉磁路形成部の周囲が被覆体で覆
   われ、この被覆体に、前記永久磁石に当接して、前記永
   久磁石の位置決めを行う突設部が形成されたことを特徴
   とする点火コイル。
2. 【請求項２】前記突設部は、前記永久磁石の周囲の４辺
   のうち、少なくとも１辺を除いて設けられたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の点火コイル。