JP3564801B2

JP3564801B2 - 内燃機関用点火コイル

Info

Publication number: JP3564801B2
Application number: JP16620195A
Authority: JP
Inventors: 純一和田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2019-09-15
Also published as: JPH0917663A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関用の点火コイルに関するもので、車両用に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
車両用内燃機関用点火コイル（以下、単に点火コイルと呼ぶ。）は、エンジンルーム内のエンジン近傍に鉄心を介して組付けられており、エンジンの振動、車両の走行振動等によって、恒常的に振動外力を受けている。このため、振動外力によって点火コイルのコイル本体と鉄心との間にがたつきが生じることがあった。そのため、コイル本体と鉄心との間のがたつきを防止する必要がある。
【０００３】
従来、コイル本体と鉄心との間のがたつき防止手段としては、実公平６−６４９８号公報に記載に提案されたものように、鉄心に鋸歯状凸部を設け、この鋸歯状凸部を鉄心挿入孔内壁に食い込ませることにより、コイル本体と鉄心との間のがたつきを防止するものが提案されている。
また、実公昭６３−８０８３３号公報に記載のように、鉄心に凹部を設け、鉄心挿入孔内壁に、鉄心に凹部に対応する凸部を設け、これらを噛み合わせることにより、コイル本体と鉄心との間のがたつきを防止するものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、両提案とも、鉄心に凹凸部を形成するので、鉄心形状が複雑になり、鉄心の製造原価が上昇するという問題を有していた。
また、後者の手段は、上記問題に加えて、鉄心に凹部を設けたことにより、鉄心の磁気抵抗が増し、点火コイルの性能が低下するという問題も有していた。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、簡単な形状で、コイル本体と鉄心との間のがたつきを防止する内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を用いる。
請求項１に記載の発明では、所定の空隙を介して少なくとも２つの平行な平行部位（３ａ、３ｂ）を有し、閉じた磁路を形成する鉄心（３）と、
前記鉄心（３）が挿入される鉄心挿入孔（４）が形成され、一次巻線と二次巻線とを収容する筒状の樹脂製コイル本体（１２）とを有し、
前記２つ平行部位（３ａ、３ｂ）のうち一方の部位（３ａ）は、前記鉄心挿入孔（４）に挿入され、他方の部位（３ｂ）は、前記コイル本体（１２）の外壁に沿って延びて磁路を形成しており、
前記２つ平行部位（３ａ、３ｂ）により、前記鉄心挿入孔（４）の内壁と前記コイル本体（１２）の外壁との間が、挟持されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記鉄心（３）は、前記コイル本体（１２）の軸方向両端側を挟持するように形成されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記コイル本体（１２）の外壁のうち、前記鉄心（３）が前記コイル本体（１２）を挟持する部分の一部には、前記コイル本体（１２）より変形し易い形状の変形部（１ｄ）が、前記コイル本体（１２）と一体に成形されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記鉄心（３）には、前記平行部位（３ｂ）から前記コイル本体（１２）の軸方向中心に向かうほど、前記コイル本体（１２）外壁との隙間が大きくなるように傾斜した案内斜面（３１ａ、３２ａ）が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４に記載のいずれか１つに記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記鉄心挿入孔（４）の断面形状および前記鉄心（３）の断面形状は、前記鉄心挿入孔（４）の内壁と前記鉄心（３）の外壁とが回転方向に対して、嵌合可能な形状に形成されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記鉄心（３）の断面形状は、矩形状に形成され、
前記鉄心挿入孔（４）の断面形状は、多角形状に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１１】
【発明の作用効果】
請求項１〜６に記載の発明によれば、２つ平行部位により、前記鉄心挿入孔の内壁と前記コイル本体の外壁との間が挟持されて、コイル本体と鉄心とが固定されているので、簡単な形状でコイル本体と鉄心との間のがたつきを防止するこができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、鉄心は、コイル本体軸方向両端側からコイル本体を挟持しているので、コイル本体軸方向の振動に対して、コイル本体と鉄心との間のがたつきをより一層防止するこができる。
請求項３に記載の発明によれば、鉄心が挟持するコイルケーシング外壁の部位には、コイルケーシングより変形し易い形状の変形部を有しているので、コイルケーシングを大きく変形させることなく、鉄心をコイルケーシングに挟持させることができる。
【００１３】
そして、コイル本体を挟持する鉄心の圧接圧力は、この変形部が受けて、コイルケーシングに過大な力が作用しないので、コイルケーシング、コイルおよびコイルケーシング内の導線等に、過大な力が作用しないようすることができる。したがって、内燃機関用点火コイルの耐振性が向上する。
請求項４に記載の発明によれば、鉄心には、平行部位からコイル本体の軸方向中心に向かうほど、コイル本体外壁との隙間が大きくなるように傾斜した案内斜面が設けられているので、鉄心をコイル本体に挿入してゆくと、それに伴って無理なく鉄心は、コイル本体に圧接してゆく。したがって、組付け性が向上し、組付け所要時間の短縮を図ることができる。延いては、内燃機関用点火コイルの製造原価の低減を図ることができる。
【００１４】
請求項５または６に記載の発明によれば、鉄心挿入孔の断面形状および鉄心の断面形状は、鉄心挿入孔の内壁と鉄心の外壁とが回転方向に対して、嵌合可能な形状に形成されているので、コイル軸周りの回転力（トルク）が加わると、これに対抗する反力（トルク）が発生する。したがって、コイル本体の回転力に伴うがたつきを防止することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、鉄心とコイルの鉄心挿入孔と嵌合角度を変更することによって、コイル本体に対する鉄心の組付け角度を変更することができる。したがって、例えば、内燃機関用点火コイルを車両等へ組付け際の組付け自由度が増し、延いては、設計の自由度が増し、設計効率が上がる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を図に示す実施例について説明する。
本発明に係る内燃機関用点火コイルについて、図１〜４を用いて述べる。
図１は、本実施例に係る内燃機関用点火コイル（以下、単に点火コイルと呼ぶ。）の外観を示す正面図である。点火コイルは、通常エンジンルーム内のエンジン近傍に組付けられ、車載バッテリの低電圧を、点火プラグから強い火花（スパーク）が飛ぶように、高電圧に昇圧するものである。
【００１７】
図１において、１は、有底角筒状に形成された点火コイルのコイルケーシングで、絶縁性に優れた樹脂（本実施例では、ポリブチレンテレフタレート）製である。そして、コイルケーシング１には、図示されていないバッテリ側に接続されるコネクタ部１ａと、高電圧を出力する高圧端子部１ｂとが一体成形されている。
【００１８】
２は、図示されていない一次巻線印加電圧を二次巻線によって昇圧する周知の筒状のコイルで、このコイル２は、コイルケーシング１内に組付けられている。また、コイル２の一次巻線は、コネクタ部１ａ内の図示されていない端子に接続されており、二次巻線は、高圧端子部１ｂ内の図示されていない端子に接続されている。そして、コイル２が、コイルケーシング１内に組付けられた後、真空状態で、エポキシ系樹脂をコイルケーシング１内に真空注型法により充填する。これにより、コイル２は、コイルケーシング１に強固に結合固定され、コイル本体１２が形成される。
【００１９】
３は、コイル２によって発生する磁束の磁路を形成する鉄心で、この鉄心３は、電磁鋼板を積層することによって、その断面形状が正方形となるように形成されている。この鉄心３は、組付け前においては、図２に示すように、Ｃ形状に形成された第１鉄心３１および第２鉄心３２に分かれており、第１鉄心３１および第２鉄心３２の一端側が、コイルケーシング１の底面１ｆにコイルケーシング１と一体に設けられた筒状の鉄心を挿入する鉄心挿入孔４に挿入される。そして、両鉄心３１、３２の他端側が結合して、コイル２と鉄心３とは鎖交して、閉じた磁路を形成する。なお、鉄心挿入孔４は、一次巻線のボビンをも兼ねている。
【００２０】
第１鉄心３１が接する鉄心挿入孔４の内壁とコイルケーシング１の外壁との間の寸法（ａ寸法）は、第１鉄心３１側のａ寸法に対応する寸法（Ａ寸法）より僅かに大きくなっており、図１に示す組付けた状態では、第１鉄心３１は、鉄心挿入孔４の内壁とコイルケーシング１の外壁との間を挟み込むように挟持している。そして、第２鉄心３２も第１鉄心３１と同様に、ｂ寸法がＢ寸法より僅かに大きくなっており、鉄心挿入孔４の内壁とコイルケーシング１の外壁との間を、鉄心３に設けられた２つの平行な平行部位３ａ、３ｂが圧接して挟持している。
【００２１】
また、コイルケーシング１の軸方向寸法（ｃ寸法）は、第１、第２鉄心３１、３２をコイルケーシング１に組付けた状態（図１参照）でのｃ寸法に対応する寸法（Ｃ寸法）より僅か大きくなっており、第１、第２鉄心３１、３２をコイルケーシング１に組付けた状態では、両鉄心３１、３２は、コイルケーシング１の軸方向両端側の側面に挟持している。
【００２２】
そして、コイルケーシング１の軸方向両端側の外壁に圧接している平行部位３ｂからコイル２の軸方向中心に向かうほど、コイルケーシング１外壁との隙間ｄが大きくなる案内斜面３１ａ、３２ａが設けられている。
また、両鉄心３１、３２の端面であって、鉄心挿入孔４内側部位は、その端面が互いに平行になるように、軸方向に対して斜めに斜面３１ｄ、３２ｄが形成されており、図１に示すように、両鉄心３１、３２を組付けた状態では、僅かに空隙ｇが存在している。また、第１鉄心３１の反斜面側端部には、凹部３１ｂが形成されており、第２鉄心３２の反斜面側端部には、凹部３１ｂと嵌合するように凸部３２ｂが形成されている。因みに、穴３１ｃ、３２ｃは、点火コイルを車両等に組付けるための取り付け用の穴である。
【００２３】
ところで、コイルケーシング１の軸方向側側面のうち、底面１ｆが形成された側の案内斜面３２ａと挟持する部分には、その軸方向に僅かに突出した突片１ｃが設けられており、この突片１ｃは、図３に示すように、鉄心挿入孔４の壁面に平行な位置に３ヵ所設けられ、突片１ｃの先端面積は、突片１ｃの先端と第２鉄心３２と接触面積が小さくなるようになっている。
【００２４】
突片１ｃの案内斜面３２ａと挟持する面には、図２に示すように、突片１ｃのの先端から付け根方向に向かうほど僅かに径方向突出高さが高くなる斜面を形成する突条１ｄ（変形部）が設けられている。この突条１ｄは、突片１ｃの先端からその付け根方向に２条設けられており、突条１ｄと第２鉄心３２との接触面積は、案内斜面３２ａ面積に比べて、小さくなっている。
【００２５】
また、鉄心挿入孔４の断面形状は、図３に示すように、正方形状であり、その各壁面には、軸方向全域に渡って、複数の突条４ａ（本実施例では、各壁面に２条）設けられている。この突条４ａは、各壁面毎、鉄心挿入孔４の角から僅かにズレた位置に設けられ、互いに向き合う壁面の突条４ａの先端間寸法は、鉄心３（第１、第２鉄心３１、３２）の一辺より、僅かに小さくなっている。そして、突条４ａと鉄心３との接触面積は、鉄心挿入孔４の壁面に比べてに小さくなっている。
【００２６】
また、鉄心挿入孔４の近傍であって、第２鉄心３２と接する部分のコイルケーシング１には、図１に示すように、軸方向に僅かに突出した突出部１ｅが設けられており、その突出部１ｅの突出寸法は、突片１ｃと同じである。
なお、図３に示すように、鉄心挿入孔４の壁面からコイルケーシング１の外壁までの寸法のうち、コネクタ部１ａ側を除いた寸法（Ｄ、Ｅ、Ｆ寸法）は、全て等しくなっている。
【００２７】
次に、本実施例の特徴を述べる。
第１鉄心３１が接する鉄心挿入孔４の内壁とコイルケーシング１の外壁との間の寸法（ａ寸法）は、第１鉄心３１側のａ寸法に対応する寸法（Ａ寸法）より僅かに大きくなっているので、第１鉄心３１は、鉄心挿入孔４の内壁とコイルケーシング１の外壁との間を圧接するように挟持することができる。同様に、ｂ寸法がＢ寸法より僅かに大きくなっているので、鉄心挿入孔４の内壁とコイルケーシング１の外壁との間を圧接するように挟持するこができる。
【００２８】
したがって、コイル本体１２径方向の振動に対して、コイル本体１２と鉄心３と間のがたつきを防止するこができる。また、コイル本体１２の軸方向の振動に対しては、圧接している部分の摩擦力によって、鉄心３のがたつきを防止するこができる。以上のように、コイル本体１２径方向および軸方向について耐振性を有するので、どの方向に対してもコイル本体１２と鉄心３と間のがたつきを防止するこができる。
【００２９】
また、鉄心３は、コイルケーシング１の軸方向両端側の外壁に挟持しているので、コイルケーシング１の軸方向の振動に対して、挟持している部分の摩擦力と相まって、コイル本体１２と鉄心３との間のがたつきをより一層防止するこができる。
また、鉄心３が圧接するコイルケーシング１外壁の部位には、突条１ｄが設けられており、この突条１ｄと鉄心３との接触面積が小さくなっているので、突条１ｄの面圧が大きくなり、コイルケーシング１より変形し易くなる。したがって、コイルケーシング１を大きく変形させることなく、鉄心３をコイルケーシングに挟持させることができる。
【００３０】
そして、鉄心３の圧接圧力は、この突条１ｄが受けて、コイルケーシング１に過大な力が作用しないので、コイルケーシング１、コイル２およびコイルケーシング１内の銅巻線等に、過大な力が作用しないようすることができる。したがって、内燃機関用点火コイルの耐振性が向上する。
また、突条１ｄは、コイルケーシング１の底面１ｆ側にのみ設けられている。コイルケーシング１の底面１ｆ側は、底面１ｆによってコイルケーシング開口１ｇ端側より変形しにくくなっているが、突条１ｄを設けたことで鉄心３２のＣ字部分の間に、コイルケーシング１を比較的容易に圧入することができ、しかも鉄心３２を適度にコイルケーシングに挟持することができる。なお、開口１ｇ端側は変形し易いので、この実施例では特に変形部を設けていないが、突条などの変形部を設けてもよい。
【００３１】
また、コイルケーシング１の底面１ｆであって、平行部位３ｂと圧接する部位には、コイルケーシング１の軸方向に僅かに突出した突片１ｃが設けられており、この突片１ｃの先端面積は、突片１ｃの先端と第２鉄心３２と接触面積が小さくなるようになっているので、突片１ｃの先端部の面圧が大きくなり、突片１ｃが他の部分に比べて変形し易くなる。したがって、コイルケーシング１を大きく変形させることなく、鉄心３をコイルケーシングに圧接させることができる。
また、圧接して挟持する平行部位３ａ、３ｂから前記コイルの軸方向中心に向かうほど、コイルケーシング１外壁との隙間が大きくなる案内斜面３１ａ、３２ａが設けられているので、第１および第２鉄心３１、３２をコイルケーシング１に挿入してゆくと、それに伴って無理なく両鉄心３１、３２がコイルケーシング１に圧接してゆく。したがって、組付け性が向上し、組付け所要時間の短縮を図ることができる。延いては、内燃機関用点火コイルの製造原価の低減を図ることができる。
【００３２】
また、鉄心３の断面形状および鉄心挿入孔４の断面形状は、正方形状に形成されて、両者が嵌合するように鉄心３が鉄心挿入孔４に挿入されているので、コイル２軸周りの回転力（トルク）が加わると、これに対抗する反力（トルク）が発生する。したがって、コイル２およびコイルケーシング１の回転力に伴うがたつきを防止することができる。
【００３３】
また、図４に示すように、鉄心３とコイル２の鉄心挿入孔４との嵌合角度を変更することによって、コイル本体１２に対する鉄心の組付け角度を変更することができる。したがって、例えば、内燃機関用点火コイルを車両等へ組付ける際の組付け自由度が増し、延いては、設計の自由度が増し、設計効率が上がる。
また、鉄心挿入孔４の各壁面には、軸方向全域に渡って、２条の突条４ａが設けられており、互いに向き合う壁面の突条４ａの先端間寸法は、鉄心３の一辺より、僅かに小さくなっている。そして、突条４ａと鉄心３との接触面積は、鉄心挿入孔４の壁面に比べて十分に小さくなっている。したがって、鉄心３と突条４ａとの面圧を大きくすることができ、鉄心３を突条４ａに挟持させて鉄心挿入孔４内に嵌合することができる、つまり、鉄心挿入孔４と鉄心３とのがたつきを一層防止することができる。
【００３４】
さらに、第１、第２鉄心３１、３２の端部には、凹凸部３１ｂ、３２ｂが設けられているので、点火コイルを車両に組付ける前においても、凹凸部３１ｂ、３２ｂを嵌合させることによって、鉄心３は口の字状を保持することができる。したがって、点火コイルの車両への組付け性が向上するので、車両の組付け原価低減を図ることが可能となる。
【００３５】
ところで、上述の実施例では、鉄心挿入孔４の断面形状は、正方形であったが、図５に示すように、２つの正方形が４５°ズレたような８角形でも本発明を実施することができる。
上述の実施例では、第１鉄心３１および第２鉄心３２の両鉄心が、鉄心挿入孔４の内壁とコイルケーシング１の外壁との間を挟み込むように挟持していたが、第１鉄心３１または第２鉄心３２のいずれか一方のみが、挟持していても本発明を実施することができる。
【００３６】
また、突片１ｃの位置は、コイルケーシング１の軸方向端面の外側に限られるものではなく、コイルケーシング１の軸方向端面上であればどこでもよい。
さらに、第１鉄心３１および第２鉄心３２の両鉄心の形状は、Ｃ形に限られるものではなく、Ｅ形としても本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施例を示す正面図である。
【図２】図１に示す実施例の組付け状態を示す正面図である。
【図３】図１に示す実施例に係るコイルケーシング１のＡ矢視図である。
【図４】鉄心の組付け状態を示すＡ矢視図である。
【図５】鉄心挿入孔の変形例を示すコイルケーシング１のＡ矢視図である。
【符号の説明】
１…コイルケーシング、１ｃ…突片、１ｄ…突条、２コイル、３…鉄心、
３ａ、３ｂ…平行部位、４…鉄心挿入孔、１２…コイル本体、
３１…第１鉄心、３２…第２鉄心、３１ａ、３２ａ…案内斜面。

Claims

所定の空隙を介して配置された少なくとも２つの平行な平行部位を有し、磁路を形成する鉄心と、
前記鉄心が挿入される鉄心挿入孔が形成され、一次巻線と二次巻線とを収容する筒状の樹脂製コイル本体とを有し、
前記２つの平行部位のうち一方の部位は、前記鉄心挿入孔に挿入され、他方の部位は、前記コイル本体の外壁に沿って延びて磁路を形成しており、
前記２つの平行部位により、前記鉄心挿入孔の内壁と前記コイル本体の外壁との間が、挟持されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
前記鉄心は、前記コイル本体の軸方向両端側を挟持するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
前記コイル本体の外壁のうち、前記鉄心が前記コイル本体を挟持する部分の一部には、前記コイル本体より変形し易い形状の変形部が、前記コイル本体と一体に成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用点火コイル。
前記鉄心には、前記平行部位から前記コイル本体の軸方向中心に向かうほど、前記コイル本体外壁との隙間が大きくなるように傾斜した案内斜面が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の内燃機関用点火コイル。
前記鉄心挿入孔の断面形状および前記鉄心の断面形状は、前記鉄心挿入孔の内壁と前記鉄心の外壁とが回転方向に対して、嵌合可能な形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４に記載のいずれか１つに記載の内燃機関用点火コイル。
前記鉄心の断面形状は、矩形状に形成され、
前記鉄心挿入孔の断面形状は、多角形状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関用点火コイル。