JP3029890U - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気シールド効果を高めると共に、２次コイ
ル高圧部と外装鉄心との間の絶縁距離を増大し、エンジ
ンの点火に必要な充分の高電圧を発生し、且つ充分な絶
縁耐力を有する点火コイルを得る。 【解決手段】 合成樹脂の筒形ケース６の外周に嵌合し
て取付ける外装鉄心１３を、内外に嵌合した複数のシー
ルド筒１３ａ，１３ｃで構成し、外側のシールド筒１３
ｃの軸方向長さを開磁路鉄心３よりも長くし、且つその
前後の各端部を筒形ケース内の開磁路鉄心の前端と後端
を越えて突出させ、又、内側のシールド筒１３ａの軸方
向長さは２次コイル２の主巻線部よりも短くし、その前
後の各端部を主巻線部の前端と後端を越えないように、
外側のシールド筒と、内側のシールド筒を筒形ケースの
外に配置する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は、エンジンの各気筒に設けられたプラグホールに挿入し、プラグホ ールの底にある点火プラグのヘッド端子に高圧端子を電気的に接続させ、点火プ ラグに高電圧を印加する細長い筒形の点火コイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】

このように使用する点火コイルとして、開磁路鉄心を絶縁材料製の前端が閉じ たボビンに挿入し、そのボビンの外に同心状に１次コイルと２次コイルを設け、 これらを絶縁ケースの中に同心状に配置すると共に、ケース中にエポキシ樹脂を 注型し、開磁路鉄心、ボビン、１次コイル及び２次コイルをエポキシ樹脂層中に 固定し、絶縁ケースの外に珪素鋼板などを丸めた、割れ目を有する円筒形の外装 鉄心を嵌合したものが特開平５−１３９６７号により公知である。この外装鉄心 は、中心の開磁路鉄心と共に略閉磁路を構成し、点火コイルが外部から磁気的な 影響を受けないように点火コイルを保護する。又、外装鉄心の割れ目は、点火コ イルの動作時に、外装鉄心の表面に生じ易い不要な渦電流を減少させる。尚、高 圧端子はボビンの閉鎖した前端部に絶縁材を介して取付けてあり、エポキシ樹脂 層の前端から外に突出している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

エンジンのプラグホールに搭載される内燃機関用点火コイルは、プラグホール の内径寸法が狭小なため、点火コイルの外形寸法は２２ｍｍないし２５ｍｍに制 約されている上に、プラグホールの内径寸法と点火コイルの外径との隙間は０． ５ないし１ｍｍ程度しかないため、アルミ又は鉄でできているプラグホールに点 火コイルの磁束が洩れ、プラグホールに渦電流が流れて点火コイルの火花エネル ギーを減衰させる。 このため外装鉄心に厚さ０．３５ｍｍの珪素鋼板を使用するのであれば少なく とも３枚を積層し、磁気シールドを充分にする必要がある。しかし、このように 外装鉄心の積厚を増すと、点火コイルの外径寸法が制約されているため、２次コ イル高圧部と外装鉄心との絶縁距離が少なくなり、絶縁性が低下する矛盾が生じ 、許容外径寸法内でエンジンの点火に必要な高電圧を発生し、且つ充分な絶縁耐 力を保証することは非常に困難になる。 このためリーンバーンエンジンなどの点火プラグの火花エネルギーを４０ｍＪ 程度必要とする点火コイルについては実用化がなされなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

そこで、この考案は、点火コイルの外装鉄心内の磁束の分布が、図５に示すよ うに外装鉄心の軸方向の中央部に集中しており、外装鉄心の軸方向の両端付近で は磁束の分布が極めて少ないことに着目し、外装鉄心の軸方向の中央部分の積枚 数を多くし、外装鉄心の軸方向の両端付近の積枚数を少なくすることで、外装鉄 心の磁気シールド効果を損なうことなく外装鉄心の軸方向の一端付近のケース内 部に位置する二次コイル高圧部と外装鉄心との絶縁距離を確保するようにしたの である。

【０００５】

【考案の実施の形態】

このため、本考案の内燃機関用点火コイルは、閉鎖した前端部に高圧端子を有 する合成樹脂製の細長い筒形ケースの内部の中心に開磁路鉄心、その外に同心状 に１次コイルと、２次コイルを配置し、筒形ケース中に注型した熱硬化性絶縁樹 脂層中に上記開磁路鉄心と、１次コイル及び２次コイルを固定すると共に、前記 筒形ケースの外に磁性金属板による円筒形の外装鉄心を設けた内燃機関用点火コ イルにおいて、上記外装鉄心を内外に嵌合した複数のシールド筒で構成し、外側 のシールド筒の軸方向長さを開磁路鉄心よりも長くし、且つその前後の各端部を 筒形ケース内の開磁路鉄心の前端と後端を越えて突出させ、又、内側のシールド 筒の軸方向長さは２次コイルの主巻線部よりも短くし、その前後の各端部を主巻 線部の前端と後端を越えないように、外側のシールド筒と、内側のシールド筒を 筒形ケースの外に配置したことを特徴とする。この場合、筒形ケースの外周には 外装鉄心の外側のシールド筒が嵌合し、外側のシールド筒の外周面が筒形ケース の外周面と同一面になる環状外側凹部を設けると共に、この環状外側凹部の外周 に外装鉄心の内側のシールド筒が嵌合し、内側のシールド筒の外周面が環状外側 凹部の外周面と同一面になる環状内側凹部を設けることが好ましい。又、合成樹 脂製の細長い筒形ケースを環状外側凹部の前端で２分して高圧端子を有するヘッ ド部と、環状外側凹部、環状内側凹部を外周に有する筒部とに２分し、環状内側 凹部の外周には珪素鋼板で成形した半円筒形の２つの成形片からなる内側シール ド筒を対向して取付け、環状外側凹部の外周には珪素鋼板を円筒形に丸めて成形 した外側シールド筒を筒部の前端である環状外側凹部から、該凹部の後端まで嵌 め、前記ヘッド部の後端と筒部の前端とを一連に連結、固定することが好ましい 。

【０００６】

【実施例】

図示の各実施例において、１は１次コイル、２は２次コイル、３は開磁路鉄心 を示す。 開磁路鉄心３は、多数枚の短冊形の方向性、又は無方向性珪素鋼板を断面形状 が円形に近くなるように積層して構成した周知のもので、軸方向の長さＬ1 は約 ７０ｍｍあり、その長さの途中に絶縁シート４、例えばガラス基布にエポキシ樹 脂を含浸した耐熱性絶縁シートを巻き、この絶縁シート４上に１次コイル１が巻 回してある。又、２次コイル２は、図では省略したが２次ボビン５の外周に分割 巻きで巻回してある。１次コイルの軸方向の長さは、２次コイルの主巻線部の軸 方向の長さＬ2 （約５０ｍｍ）とほゞ等しい。尚、２次コイルの主巻線部とは、 点火コイルに要求される二次電圧や、火花エネルギーを出力するために必要な主 たる巻線部分であり、火花放電時の二次コイルの高圧側及び低圧側の両端末に過 渡的にかかる高電圧を緩和するために補助的に巻線する些少な巻線部分や、高圧 側及び低圧側の両端末を高圧端子及び一次端子に接続するために端末線を引き出 す些少な捨て巻部分を含まない巻線部分である。

【０００７】 図１に示した第１実施例において、６は合成樹脂で成形した外径が２２〜２５ ｍｍの円筒形をした筒形ケースで、その前端の閉塞部からは同心のプラグ係合筒 ７が前向きに突出し、プラグ係合筒の貫通孔には高圧端子８が取付けてある。こ の筒形ケースの内部に、１次コイルを外周に巻回した閉磁路鉄心１を中心に、そ の外に２次ボビン５に巻回された２次コイルを同心状に配置し、外周から突出し たコネクタ部１０に１次端子１１を取付けた合成樹脂製の端子支持筒９を筒形ケ ースの後端部内周に嵌めて固定し、高圧端子８と２次コイルの高圧側、２次コイ ルの低圧側及び１次コイルを１次端子１１に電気的に接続し、後部筒の内部から 筒形ケース中に熱硬化性絶縁樹脂を真空注型し、硬化した熱硬化性絶縁樹脂層１ ２中に１次コイルを外周に巻回した閉磁路鉄心１、２次ボビン５に巻回された２ 次コイルを固定する。

【０００８】 筒形ケースの外周には、厚さ０．３５〜０．５ｍｍの方向性又は無方向性珪素 鋼板で成形した内外に嵌合する３つの円筒形のシールド筒で構成した外装鉄心１ ３を設ける。直径が最も小さい内側のシールド筒１３ａの軸方向の長さは、前述 した２次コイルの主巻線部の軸方向の長さＬ2 （約５０ｍｍ）の５０〜６０％で よく、例えば約３０ｍｍである。上記内側のシールド筒１３ａを内周に嵌合する 中間のシールド筒１３ｂの軸方向の長さは、例えばＬ2 より少し長い６０ｍｍで ある。又、この中間シールド筒１３ｂを内周に嵌合する最も直径が大きい外側の シールド筒１３ｃの軸方向の長さは開磁路鉄心の軸方向の長さＬ1 （７０ｍｍ） より長い、例えば９０ｍｍである。外装鉄心を構成する内外に嵌合した複数のシ ールド筒の夫々の軸方向の長さは磁束の分布状態から各々のシールド筒の磁束密 度が出来るだけ均一になるように選択する。

【０００９】 そして、内側のシールド筒１３ａは、筒形ケース内の２次コイルの主巻線部の 前後の各端部が該シールド筒１３ａの前後の各端部からほゞ同じ長さだけ突出す るように筒形ケースの外周に配置する。又、中間のシールド筒１３ｂの前後の各 端部は、筒形ケース内の２次コイルの主巻線部の前後の各端部からほゞ同じ長さ だけ突出するように内側のシールド筒１３ａの外周上に配置する。外側のシール ド筒１３ｃの前後の各端部は、筒形ケース内の開磁路鉄心の前後の各端部からほ ゞ同じ長さだけ突出するように中間シールド筒１３ｂの外周上に配置する。尚、 開磁路鉄心の前後の各端部は、２次コイルの主巻線部の前後の各端部からほゞ同 じ長さだけ突出させてある。

【００１０】 この３つのシールド筒１３ａ，１３ｂ，１３ｃを上述したように筒形ケースの 外周に配置するため、筒形ケースの外周には外側のシールド筒が嵌合し、その外 周面が筒形ケースの外周面と同一面になる環状外側凹部１４ｃを形成し、この環 状外側凹部の外周に、中間のシールド筒が嵌合し、その外周面が環状外側凹部の 外周面と同一面になる環状中間凹部１４ｂを形成し、この環状中間凹部の外周に 、内側のシールド筒が嵌合し、その外周面が環状中間凹部１４ｂの外周面と同一 面になる環状内側凹部１４ａを設ける。

【００１１】 そして、３つのシールド筒１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、珪素鋼板で夫々の長さ の半円筒形に成形した成形片を二つ宛使用し、先ず内側のシールド筒１３ａを形 成する２つの半円筒成形片を環状内側凹部１４ａの外周に対向して接着し、次に 中間のシールド筒１３ｂを形成する２つの半円筒成形片を内側のシールド筒と、 環状中間凹部１４ｂの外周に対向して接着し、それから外側のシールド筒１３ｃ を形成する２つの半円筒成形片を中間のシールド筒と、環状外側凹部１４ｃの外 周に対向して接着し、こうして外装鉄心１３を組立てる。これにより、外側シー ルド筒１３ｃの外周面は筒形ケース６の外周面と同一面になる。この外装鉄心１ ３の組立ては、筒形ケース内に開磁路鉄心や２次コイルを収容して熱硬化樹脂を 注型する前に行ってもよい。

【００１２】 外装鉄心の表面に生じ易い不要な渦電流を減少させるための外装鉄心の割れ目 １３´は、内側、中間、外側の各シールド筒を形成する対向した半円筒成形片の 間に生じる。内側シールド筒の割れ目、中間シールド筒の割れ目、外側シールド 筒の割れ目の位置は円周方向に喰い違わせておくことが好ましい。

【００１３】 図２に示した第２実施例は、筒形ケース６を、環状外側凹部１４ｃの前端で２ 分してプラグ係合筒７、高圧端子８を有するヘッド部６Ａと、後端に端子支持筒 ９を取付けた筒部６Ｂにし、ヘッド部６Ａの後端部と、筒部６Ｂの前端部とを雌 雄嵌合し、接着などして一連に固定することができる。

【００１４】 筒部６Ａにある環状外側凹部１４ｃの外周に図１の第１実施例と同様に環状中 間凹部１４ｂ、環状中間凹部の外周に環状内側凹部１４ａが設けてあり、筒部６ ａをヘッド部６Ａに固定する前に、外装鉄心１３を筒部６ａに組立てる。それに は、内側のシールド筒１３ａと中間のシールド筒１３ｂの２つは、第１実施例と 同様に珪素鋼板で夫々の長さの半円筒形に成形した成形片を二つ宛使用し、先ず 内側のシールド筒１３ａを形成する２つの半円筒成形片を環状内側凹部１４ａの 外周に対向して接着し、次に中間のシールド筒１３ｂを形成する２つの半円筒成 形片を内側のシールド筒と、環状中間凹部１４ｂの外周に対向して接着する。そ して、外側のシールド筒１３ｃは珪素鋼板を円筒形に丸めて成形し、筒部６ａの 前端である環状外側凹部１４ｃから中間のシールド筒１３ｂの外周を経て環状外 側凹部の後端まで嵌め、それからヘッド部６Ａの後端部と、筒部６Ｂの前端部と を雌雄嵌合し、接着して一連の筒形ケース６とする。円筒形の外側のシールド筒 １３ｃの前端は、一連になったヘッド部６Ａの後端に当接するので、外側のシー ルド筒は環状外側凹部や、中間のシールド筒の外周に接着する必要はないが、必 要であれば接着してもよい。こうして、第２実施例では外装鉄心を組立てること ができ、外側のシールド筒１３ｃの外周面は筒形ケース６の外周面と同一面にな る。この円筒形の外側のシールド筒１３ｃは、それよりも内側の２つの半円筒形 の成形片を対向して取付けた中間や内側のシールド筒を緊縛し、強力に固定する 。

【００１５】 外装鉄心の表面に生じ易い不要な渦電流を減少させるための外装鉄心の割れ目 １３´は、内側のシールド筒と、中間のシールド筒を形成する対向した半円筒成 形片の間と、外側の円筒形に丸めたシールド筒の対向端部間に生じる。内側シー ルド筒の割れ目、中間シールド筒の割れ目、外側シールド筒の割れ目の位置は円 周方向に喰い違わせておくことが好ましい。

【００１６】 前述のようにしてヘッド部６Ａと筒部６Ｂを一連に固定して外装鉄心を組立て たら筒形ケースの内部に、１次コイルを外周に巻回した閉磁路鉄心１を中心に、 その外に２次ボビン５に巻回された２次コイルを同心状に配置し、端子支持筒９ の外周から突出したコネクタ部１０に１次端子１１を取付けた合成樹脂製の端子 支持筒９を筒形ケースの後端部内周に嵌めて固定し、高圧端子８と２次コイルの 高圧側、２次コイルの低圧側及び１次コイルを１次端子１１に電気的に接続し、 後部筒の内部から筒形ケース中に熱硬化性絶縁樹脂を真空注型し、硬化した熱硬 化性絶縁樹脂層１２中に１次コイルを外周に巻回した閉磁路鉄心１、ボビン５に 巻回された２次コイルを固定する。

【００１７】 第１実施例、第２実施例のどの点火コイルも、プラグ係合筒７に電気絶縁性で 、弾力を有する、例えば合成ゴム製の筒形ブーツ１５を嵌めて延長状に保持し、 この筒形ブーツを先頭にしてエンジンのプラグホール１６に挿入し、プラグホー ルの底から突出する点火プラグ１７の絶縁体の外に筒形ブーツを弾力的に嵌める ことにより高圧端子８をコイルバネ１９を介して点火プラグのヘッド端子１８に 圧接し、電気的に接続し、高電圧を点火プラグに印加する。

【００１８】 図示の実施例では外側、中間、内側の３つのシールド筒により外装鉄心を構成 したが、要は外側と、内側の、軸方向長さが所定に異なる２つのシールド筒を備 えていればよく、中間シールド筒を設けるか、設けないかは任意であると共に、 中間シールド筒を設ける場合、その数をどれだけにするかも任意である。

【００１９】

【考案の効果】

点火コイルの外装鉄心内の磁束分布は、図５に示すように外装鉄心の軸方向の 中央部に集中し、外装鉄心の軸方向の両端付近では磁束の分布が極めて少ない。 本考案は、これに対応して外装鉄心の軸方向の中央部分では内側と外側のシール ド筒により積層厚さを大にし、両端付近では外側のシールド筒だけにすることに より外装鉄心の磁気シールド効果を損なわずに点火コイルの２次電圧や、点火エ ネルギーの減少を防止することができる。そして、内側のシールド筒の軸方向の 長さは２次コイルの主巻線部の軸方向の長さの５０〜６０％しかなく、しかも、 このシールド筒は２次コイルの主巻線部の軸方向の長さの中央部に位置し、２次 コイルの高圧端子側の高電圧端部とは対向しない。この高電圧端部と対向するの は外側のシールド筒であって、少なくとも内側のシールド筒の厚さだけ離れる。 内側のシールド筒の軸方向の長さを外側のシールド筒と同じにした場合は、内側 のシールド筒と２次コイルの高電圧端部との間の絶縁距離は１．５〜２．０ｍｍ であるが、内側のシールド筒の軸方向の長さを２次コイルの主巻線部よりも短く して開磁路鉄心の中央部に配置することにより、外側のシールド筒と２次コイル の高電圧端部との間の絶縁距離は内側のシールド筒の厚さだけ増し、その厚さは ０．３５〜０．５ｍｍと些少であっても、絶縁距離は２０％も増加するので絶縁 耐力は充分に高まり、エンジンの点火に必要な高電圧を発生する信頼性の高い点 火コイルを提供することができる。

【００２０】 そして、請求項２により、外装鉄心を内外に嵌合した磁性金属板による複数の シールド筒で構成しても外側のシールド筒の外周面は筒形ケースの外周面と同一 面になるため、点火コイルの外径、つまり筒形ケースの外径が大きくならず、プ ラグホールに搭載する制約寸法内に収めることができる。

【００２１】 又、請求項３により外側のシールド筒には、珪素鋼板を円筒形に丸めたものを 使用でき、この外側の円筒形のシールド筒によって、半円筒形に成形した２つの 成形片を対向して取付けたそれよりも内側のシールド筒を緊縛して強力に固定す ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の点火コイルの第１実施例の使用状態の
縦断面図である。

【図２】図１のＢ−Ｂ線での拡大断面図である。

【図３】本考案の点火コイルの第２実施例の使用状態の
縦断面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線での拡大断面図である。

【図５】外装鉄心の磁束分布状態の説明図である。

【符号の説明】

１ １次コイル ２ ２次コイル ３ 開磁路鉄心 ４ 開磁路鉄心に巻いた絶縁シート ５ ２次ボビン ６ 合成樹脂の筒形ケース ６Ａ 筒形ケースのヘッド部 ６Ｂ 筒形ケースの筒部 ７ 合成樹脂の筒形ケースのプラグ係合筒 ８ 高圧端子 ９ 端子支持筒 １０ 端子支持筒のコネクタ部 １１ １次端子 １２ 熱硬化性絶縁樹脂層 １３ 外装鉄心 １３ａ 外装鉄心の内側のシールド筒 １３ｂ 外装鉄心の中間のシールド筒 １３ｃ 外装鉄心の外側のシールド筒 １４ａ 筒形ケースに設けた環状内側凹部 １４ｂ 筒形ケースに設けた環状中間凹部 １４ｃ 筒形ケースに設けた環状外側凹部 １５ 筒形ブーツ １６ エンジンのプラグホール １７ 点火プラグ １８ 点火プラグのヘッド端子 １９ コイルバネ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 閉鎖した前端部に高圧端子を有する合成
   樹脂製の細長い筒形ケースの内部の中心に開磁路鉄心、
   その外に同心状に１次コイルと、２次コイルを配置し、
   筒形ケース中に注型した熱硬化性絶縁樹脂層中に上記開
   磁路鉄心と、１次コイル及び２次コイルを固定すると共
   に、前記筒形ケースの外に磁性金属板による円筒形の外
   装鉄心を設けた内燃機関用点火コイルにおいて、上記外
   装鉄心を内外に嵌合した複数のシールド筒で構成し、外
   側のシールド筒の軸方向長さを開磁路鉄心よりも長く
   し、且つその前後の各端部を筒形ケース内の開磁路鉄心
   の前端と後端を越えて突出させ、又、内側のシールド筒
   の軸方向長さは２次コイルの主巻線部よりも短くし、そ
   の前後の各端部を主巻線部の前端と後端を越えないよう
   に、外側のシールド筒と、内側のシールド筒を筒形ケー
   スの外に配置したことを特徴とする内燃機関用点火コイ
   ル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の内燃機関用点火コイル
   において、筒形ケースの外周には、外装鉄心の外側のシ
   ールド筒が嵌合し、外側のシールド筒の外周面が筒形ケ
   ースの外周面と同一面になる環状外側凹部を設け、又、
   この環状外側凹部の外周には、外装鉄心の内側のシール
   ド筒が嵌合し、内側のシールド筒の外周面が上記環状外
   側凹部の外周面と同一面になる環状内側凹部を設けたこ
   とを特徴とする内燃機関用点火コイル。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の内燃機関用点火コイル
   において、合成樹脂製の細長い筒形ケースを環状外側凹
   部の前端で２分して高圧端子を有するヘッド部と、環状
   外側凹部、環状内側凹部を外周に有する筒部とに２分
   し、環状内側凹部の外周には珪素鋼板で成形した半円筒
   形の２つの成形片からなる内側シールド筒を対向して取
   付け、環状外側凹部の外周には珪素鋼板を円筒形に丸め
   て成形した外側シールド筒を筒部の前端である環状外側
   凹部から、該凹部の後端まで嵌め、前記ヘッド部の後端
   と筒部の前端とを一連に連結、固定したことを特徴とす
   る内燃機関用点火コイル。