JP3011943B2 - 自動車用内燃機関の点火コイル及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車用内燃機関の点火コイルおよびその
製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種の点火コイルは、例えば「Ｉ」字型の鉄
芯と、この鉄芯から互いに180゜をなして配置された
「Ｃ」字型の２つの磁束帰路ブランチからなる閉鎖型磁
気回路によって構成されている。

鉄芯と磁束帰路ブランチは、せん断した鋼板を重ねて
詰め込んで作成されるとともに、相互に物理的に接続さ
れている。

前記巻線の両端に、それぞれ接続された２個の端子を
具備する１次巻線と、高圧アウトプットのプラグを具備
する２次巻線は、鉄芯の回りで同軸に、かつ磁束帰路ブ
ランチの間に配置される。

このように組み合わされた構成体を、ケーシングの中
に挿入した後、重合型合成樹脂を流し込んで、コイルを
構成する種々の要素を絶縁したり固定したりする一方、
１次回路の接続端子と高圧アウトプットのプラグ部分の
みを露出させておく。

これらの点火コイルは、概ね満足のいくものである
が、その製造に関しては、コスト高になるという欠点が
ある。特に磁気回路については、製造原価が相当に大と
なり、しかも、点火コイル自体の性能も別段優れたもの
でもない。

実際のところ、製造に際して、鋼板をせん断する作業
は、時間と費用がかかる上に、自動車産業では大量生産
を強いられるため、製造コストに不利益を与える数々の
不都合が生じてくる。

〔発明が解決しようとする課題〕

磁気回路中に磁極間隙を形成させることは、この磁気
回路の一時的あるいは永久的な飽和を回避するために必
要であり、当然のことながら、最適な効率で機能するよ
うに、極めて精密に作り上げなければならない。そのた
め、磁極間隙を作成するには、非常に厳密な誤差の許容
範囲が要求され、微妙な注意を払わなければならないこ
とになる。

フランス国特許公報第1,416,509号では、鋳型に入れ
た金属粉末をバインダー（結合剤）が硬化する間に粒子
配向されるものを用いた変圧器用の磁気回路を製作する
ことが、提案されている。しかし、この方法は、自動車
用の点火コイルには採用できないものである。

その理由は、費用の点から、磁気回路は、鋳型に入れ
て造ることはできず、コイルの欠くべからざる一部分と
なってしまう。

次に、２次側の電圧は、１次側の電圧（数10ボルト）
に対して、極めて高圧（数10キロボルト）であるため、
磁気回路の磁極間隙は正確でなければならず、この正確
さを得るためには、磁気回路の粒子を全てくるむ前に、
粒子を配向させること以外には方法はない。

本発明の目的は、前述の不都合を解消するべく、簡単
で費用のかからない方法で磁気回路を作成しうるように
し、しかも、優れた性能を有する点火コイルを提供する
ことである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、磁気回路と、磁気回路の鉄芯の回り
に同軸に配置された１次巻線及び２次巻線の２つの巻線
と、少なくとも１個の高圧アウトプットと、１次巻線の
端部のそれぞれに接続される２個のプラグとを有する形
式の、特に自動車用内燃機関の点火コイルであって、内
側のケーシングが、外側のケーシングの内部に納めら
れ、前記磁気回路を構成する粒子が充填される一定の自
由空間が、これら２つのケーシングの間に画成されると
ともに、前記磁気回路は、配向された磁化材料の粒子で
作り上げられていることを特徴とする点火コイルが提供
される。

本発明による点火コイルの製造方法は、次の連続過程
からなっている。すなわち、 （イ）接続のためのプラグおよび高圧アウトプットを、
それぞれ具備する１次巻線と２次巻線とを内側のケーシ
ングに挿入する段階、 （ロ）内側のケーシングを外側のケーシングに挿入する
段階、 （ハ）内側のケーシングと、外側のケーシングとの間に
画成された自由空間に、磁化材料の粒子を充填する段
階、 （ニ）磁化材料の粒子を配向させるために、１次巻線と
２次巻線のいずれか一方に給電する段階、 （ホ）重合型合成樹脂を全体に含浸させる段階。

〔実 施 例〕

以下、添付の図面を参照して、本発明を詳説するが、
これにより、本発明を一層よく理解できることと思う。

第１図乃至第３図示の点火コイル（１）は、同軸に配
置された２つの巻線、すなわち１次巻線（２）と２次巻
線（３）からなっている。２次巻線（３）は、芯棒（3
1）を有している。

この芯棒（31）は、肘形に曲げられた部分（30）を介
して、２次巻線（３）の端部に溶接されているととも
に、先端は高圧アウトプット（32）になっている。芯棒
（31）は、１次巻線（２）と２次巻線（３）を保持する
リール（図示せず）に固定されている。

１次巻線（２）の端部（22）は、それぞれが、同様に
コイル上に固定されたプラグ（21）に接続されている
（図面では、プラグは一個のみが示してある）。

プラグ（21）と芯棒（31）を、それぞれ具備する２つ
の巻線、すなわち１次巻線（２）と２次巻線（３）は、
内側のケーシング（４）に納められる。

このケーシングは、プラスチック材料で作成されるも
のであり、詳細は、第５図および第６図に示してある。
２つの巻線を納めるため、ケーシング（４）は、底部
（42）と周壁とによって画成される環状の第１収納部
（41）と、その中心部に前記第１収納部よりも高さがあ
る管状の第２収納部（43）とを備えている。

これら第１収納部（41）と第２収納部（43）は、第１
収納部（41）の高さ全体に亘って延在している開口（4
4）により、互いに連絡しているとともに、この開口（4
4）を画成する壁部（44a）と、ケーシング（４）の底部
（42）に形成されるブリッジ（45）とによって接続され
ている。

プラグ（21）を備える１次巻線（２）と、芯棒（31）
を備えた２次巻線（３）は、それぞれ、前述した第１収
納部（41）に納められる。そのため、芯棒（31）の肘形
に曲げられた部分（30）は、開口（44）から突き出た形
になっている。

２つの巻線、すなわち１次巻線（２）と２次巻線
（３）は、例えば、フランス国特許公報第2,593,962号
に開示されているような手段によって保持される。これ
ら２つの巻線と、第１収納部（41）の内壁との間に、一
定の間隔が保たれている。なお、その保持手段は、添付
の図面には示されていない。

内側のケーシング（４）の上部には、蓋（５）が装着
されている。この蓋は、ドーナツ盤の形状をしており、
前記第１収納部（41）を覆うとともに、その突出部（5
1）によって、前記第１収納部（41）よりも高い位置ま
で延在する第２収納部（43）の周壁に形成された開口
（44）の一部（44b）をふさぐ。この蓋（５）は、前記
突出部（51）の他に、ケーソン（52）を具備しており、
コネクタとなるように、１次巻線（２）のプラグ（21）
が、このケーソン中で突き出ている。

このように装着された内側のケーシング（４）は、ポ
ットの形にプラスチック材料で成形された径の大きな外
側ケーシング（６）に納められる。そのため、複数の敷
き金（46）が、内側ケーシング（４）の底部に溶接され
る。

これらの敷き金（46）は、図面に明示されているよう
に、放射方向の部分（46a）と、垂直方向の脚部（46b）
とからなっている。垂直方向の脚部（46b）の長さは、
内側のケーシング（４）の底部（42）を貫通する筒状の
第２収納部（43）を画成する部分（43a）と同じであ
る。すなわち、複数の敷き金（46）は、内側のケーシン
グ（４）と、外側のケーシング（６）との間に一定のス
ペースを保つべく、内側のケーシング（４）を外側のケ
ーシング（６）の内部に位置決めするためのものであ
る。

本発明によれば、純鉄のような磁化材料の粉末が、前
述した内側のケーシング（４）と、外側のケーシング
（６）との間のスペースに充填される。

鉄粉の充填に際しては、スペースにくまなく行き渡る
ように、点火コイル自体を振動させながら作業を行う。

環状の第１収納部（41）と、筒状の第２収納部（43）
との間に位置する空間（47）は、内側のケーシング
（４）から外部に連通している。つまり、第１収納部
（41）と第２収納部（43）との間に延在するブリッジ
（45）で画成された一連の窓（48）を介して、外側のケ
ーシング（６）の内部に通じていることに注目された
い。

そのため、充填された磁化材料の粉末（鉄粉）は、磁
気回路を形作り、鉄芯（７）は、前述した空間（47）に
形成される一方、フラックスの帰路（８）は、内側のケ
ーシング（４）と、外側のケーシング（６）との間の空
間（49）に形成されることになる。

これらの空間（47）（49）は、鉄粉で満たされる。

内側のケーシング（４）と、外側のケーシング（６）
との間の空間（49）の厚みに等しくなるまで、内側のケ
ーシング上に盛り上げたとき、筒状の第２収納部（43）
の周壁上部（43c）のみが露出し、１次巻線（２）に
は、数秒間給電される。

この時点で、１次巻線（２）に電流を供給すること
は、磁気回路を形作る鉄芯（７）と帰路（８）の鉄粉
を、一定に配向させて効率を高める目的のためである。

従来の磁気回路では、磁極間隙は、前記磁気回路の一
時的または永久的な磁気飽和を避けるために、例えば、
鉄芯の内部のような回路の一部に存在していた。

しかも、本発明によれば、磁極間隙は、磁気回路を構
成する粒子間に存在する間隙の総和によって形成され
る。そのために、磁気回路は、計算された大きさの結晶
粒度を有する鉄粉を選択して用いることにより、所望の
論理的磁極間隙に調整することが可能となる。

上述した操作が終了すると、重合型合成樹脂（60）を
外側のケーシング（６）に流し込んで、粉末材料（鉄
粉）に含浸させるとともに、流動状の合成樹脂は、すき
間を埋めながら、筒状の第２収納部（43）の上部開口を
経て、内側のケーシング（４）に入り込み、開口（44）
から更に進んで、１次巻線（２）と２次巻線（３）に達
し、これらにしみ込んでいく。

更に、芯棒（31）の周囲にも、合成樹脂を成形して煙
突状部分（61）を作成し、高圧アウトプット（32）のみ
を露出させるようにする。

第４図示の本発明による別の実施例では、リング状の
永久磁石（９）が、磁気回路を形作る鉄芯（７）に配置
され、磁束の通り路を遮断するようになっている。この
永久磁石（９）は、鉄芯の中に配置するか、ブリッジ
（45）に載置しても構わない。

熱を効果的に放射させるため、好ましくは、アルミニ
ウムの如き非磁性金属合金で作成したケーシング（10
0）からなる４気筒エンジンのための静的分配型点火装
置の場合は、第７図および第８図示の本発明による別の
実施例が採用される。

この実施例では、一列に配置されたポット形の部分
（106）が、それぞれ、本発明によるコイル（101）を収
納できるようになっている。冷却フィン（102）は、ケ
ーシング（100）の材料で一体成形され、熱の放散をよ
り効率よく行うために、各ポット形の部分（106）間に
位置している。ケーシング（100）には、ダクト（103）
が形成され、１次系統の接続線が、このダクトに納めら
れ、コネクタ（104）まで至っている。

このような構造は、コイルが点火するエンジンシリン
ダの近くに配置されるために、特に意図されたものであ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、簡単で、かつ精密に磁気回路を製造
することができるとともに、コストの軽減を計ることも
可能である。

つまり、鉄粉を２つのケーシング間の自由空間に充填
した後、樹脂を流し込むことにより、露見している鉄粉
の表面に含浸させて、粘結させるとともに、あらゆるす
き間が埋められつつ、２つの巻線が、しっかりと樹脂に
よって保持されるので、製造工程も省略されることにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による点火コイルの断面図である。 第２図は、第１図示の鎖線II−IIにおける断面図であ
る。 第３図は、同様に第１図示の鎖線III−IIIにおける断面
図である。 第４図は、永久磁石を備える点火コイルの軸方向断面図
である。 第５図は、本発明による点火コイルを納める内側のケー
シングを示す斜視図である。 第６図は、第５図示の内側ケーシングを下から見た平面
図である。 第７図は、本発明の別の実施例による点火コイルのケー
シングを示す断面図である。 第８図は、第７図示のケーシングを上から見た平面図で
ある。 （１）点火コイル、（２）一次巻線 （３）二次巻線、（４）（６）ケーシング （５）蓋、（７）鉄芯 （８）フラックス帰路、（９）永久磁石 （21）プラグ、（30）部分 （31）芯棒、（32）高圧アウトプット （41）第１収納部、（43）第２収納部 （43a）部分、（44）開口 （44a）壁部、（44b）一部 （45）ブリッジ、（46）敷き金 （46a）部分、（46b）脚部 （47）（49）空間、（48）窓 （51）突出部、（52）ケーソン （60）重合型合成樹脂、（61）煙突状部分 （100）ケーシング、（101）コイル （102）冷却フィン、（103）ダクト （104）コネクタ、（106）部分

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−1724（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−177025（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−89519（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 38/12

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実質的に一定の断面を有しかつ磁化可能な
   材料の配向され重合樹脂によって含浸された粒子によっ
   て形成された磁気回路（７）（８）と、 これら磁気回路（７）（８）のコア（７）の周りに同軸
   に配置された１次巻線（２）及び２次巻線（３）の２つ
   の巻線と、 前記２次巻線（３）に接続された少なくとも１個の高電
   圧アウトプット（32）と、 前記１次巻線（２）の端部（22）にそれぞれ接続される
   ２個の連結ターミナル（21）とを有する形式の特に自動
   車用内燃機関の点火コイルであって； 前記各巻線（2,3）は、第２ケーシング（６）内に収容
   された第１内部ケーシング（４）内に配置され、 前記内部ケーシング（４）は、１次巻線（２）及び２次
   巻線（３）を収容する環状形状の第１収容部（41）と、
   ベース（42）と、その軸部において筒状形状を有し前記
   第１収容部（41）の高さより高くかつこれと同軸的に内
   部に配置された第２収容部（43）とを備え、 前記２つの収納部（41,43）は、これらの第１収納部（4
   1）および第２収納部（43）の全高にわたって延びる開
   口（44）よって接続しており、しかもその開口（44）を
   画成する壁（44a）の一端と前記内部ケーシング（４）
   のベース（42）上に設けられた連結ブリッジ（45）の他
   端とにより連結しており、 第１の自由空間（47）が、前記第１および第２収納部
   （41,43）間に位置しており、前記連結ブリッジ（45）
   によって画成された窓（48）群によって前記第２ケーシ
   ング（６）の内側に接続され、前記磁気回路（７）
   （８）を構成しかつ前記中央コアを形成する前記含浸粒
   子が内部に配置されるように構成され、 第２の自由空間（49）が、前記第１および第２ケーシン
   グ（4,6）間に位置しており、実質的に一定の断面を有
   し、その内部に磁束の還流回路を形成する前記磁気回路
   （７）（８）を構成する前記含浸粒子が配置されるよう
   に構成され、 環状形状の蓋（５）が、前記第１収納部（41）を覆い、
   前記第１収納部（41）より高い前記第２収納部（43）の
   上部分上に延びて開口（44）の部分（44b）を覆ってい
   る突出部（51）を有しており、さらに１次巻線（２）の
   連結ターミナル（21）群が内部に現れるボックス（52）
   含んでいる、 ことを特徴とする自動車用内燃機関の点火コイル。
2. 【請求項２】前記磁気回路（７）（８）は純鉄の粒子か
   らなる請求項１記載の点火コイル。
3. 【請求項３】前記内部ケーシング（４）はセンタリング
   させかつ第２ケーシング（６）内に位置決めさせる手段
   を含む請求項１記載の点火コイル。
4. 【請求項４】前記センタリング手段は、軸方向位置決め
   のための垂直方向の突出部（46b）とセンタリングのた
   めの放射方向の突出部（46a）とを有する複数のスペー
   サーから構成されている請求項３記載の点火コイル。
5. 【請求項５】前記磁気回路（７）（８）内に永久磁石
   （９）が設けられている請求項１〜４のいずれか１項記
   載の点火コイル。
6. 【請求項６】ケーシング（100）が、請求項１〜４のい
   ずれか１項記載の各点火コイル（101）をそれぞれ内部
   に収容して一列に配置された４つのポット（106）と、
   前記ポット（106）群に沿って直列に設けられ、ケーシ
   ング（100）の一端部に向かって各点火コイル（101）の
   接続線を収納するチャンネル（103）とを有する配置形
   態である点火コイル装置。
7. 【請求項７】請求項〜５のいずれかに記載の点火コイル
   の製造方法において、 接続のための連結ターミナル（21）および高圧アウトプ
   ット（32）をそれぞれ有する１次巻線（２）と２次巻線
   （３）とを、内部ケーシング（４）に挿入する段階と、 蓋（５）を配置する段階と、 内部ケーシング（４）を第２ケーシング（６）に挿入す
   る段階と、 内部ケーシング（４）と外部ケーシング（６）との間に
   画成される自由空間に、磁化材料の粒子を充填する段階
   と、 磁化材料の粒子を配向させるために、１次巻線と２次巻
   線のいずれか一方に給電する段階と、 重合型合成樹脂（60）を含浸させる段階と、 の連続的段階を含むことを特徴とする点火コイルの製造
   方法。