JP3922251B2 - 点火コイル - Google Patents

Description

この発明は、主として車両の内燃機関に用いられる点火コイルに関する。

１次コイル及び２次コイルが巻装され、閉磁路を形成する鉄心の一部に永久磁石を配置し
た点火コイルでは、１次コイルに１次電流を通電後、遮断することによって２次コイルに
高電圧を発生させ、内燃機関の燃料に点火させるための点火プラグを駆動するものである
。そのために１次・２次コイルの仕様も性能に影響するが、鉄心と永久磁石、及びそれら
の空隙は磁路を形成するため点火コイル性能に大きく影響する要素であった。さらにこの
空隙は通常永久磁石が配置される側とその反対方向に永久磁石のない側と２箇所存在し、
隙間ができないような精度が要求される。

特許２８５７８９０号公報 特開平６−３６９５０号公報

特許文献１は簡単には図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、１次・２次コイルが巻装される
ための励磁用鉄心４１、閉磁路形成用鉄心４２、永久磁石４３を備え、永久磁石４３を配
置するための空隙４４ａ、４４ｂ（以下第１の空隙という）、及びその反対側の永久磁石
４３を配置しない空隙４５（以下第２の空隙という）の内、少なくとも一方は両鉄心の当
接面を傾斜することにより空隙を抑制するものであった。さらに閉磁路鉄心４２を被覆体
で覆い、永久磁石４３の位置決めのために被覆体に突設部を設けたものであった。 また
特許文献２も同様にＴ字状励磁用鉄心が略Ｃ字状閉磁路用鉄心に内接するように構成され
たものであった。

ところが鉄心を傾斜させることは閉磁路鉄心４２のみならず、１次・２次コイルが巻装さ
れた励磁用鉄心４１もその傾斜に合致するように、傾斜面を形成することが必要となり、
当接面に隙間が開いたり、逆に一部分のみ当接するという事態が発生し、工作面、コスト
面で不利となる問題があった。さらに永久磁石をその傾斜面に配置するには不安定のため
位置決めが必要となったり、傾斜した鉄心の先端部が細いため有効断面積が小さくなり磁
束密度に不利という問題があった。またＣ字状閉磁路鉄心に励磁用鉄心を内接させる場合
も同様に、鉄心の寸法精度を管理しないと第１、又は第２の空隙を低減できないという問
題があった。この発明は、上記のような点に鑑み、より安く空隙を狭くすることのできる
点火コイルを提供することを目的とする。

この発明は、１次コイル及び２次コイルを巻装した略Ｉ字状の励磁用鉄心と、この励磁用鉄心に当接しコイルより発生する磁束を通過させるための略Ｃ字状の閉磁路用鉄心と、励磁用鉄心と閉磁路用鉄心が当接する部位間に永久磁石を備えた点火コイルにおいて、両鉄心は略方形断面を呈し、複数の薄板を同方向に積層して形成してなり、閉磁路用鉄心は少なくとも第１閉磁路用鉄心と第２閉磁路用鉄心とを重ね合わせてなり、第１閉磁路用鉄心は略Ｃ字状の開放側両部位の長さが異なり、長い第１開放部位と短い第２開放部位を有する形状をした薄板を積層してなり、第２閉磁路用鉄心は略Ｃ字状の開放側部位の一方の長さが第２開放側部位よりも長い第３開放部位と第１開放部位と同等長さの第４開放部位を有する形状をした薄板を積層してなり、励磁用鉄心は、第１閉磁路用鉄心と２箇所で当接面をなし、第２閉磁路用鉄心と１箇所で当接面をなし、励磁用鉄心の一方の先端面と第１閉磁路用鉄心の第１開放側部位の略Ｃ字状内側の面とで第１の当接面をなし、励磁用鉄心の先端面と９０度異なる向きで先端面より離れた第１側面と、第１閉磁路用鉄心の第２開放側部位の先端面とで第２の当接面をなし、永久磁石は前記第１の当接面間に配置され、第２閉磁路用鉄心は第３開放部位と第２開放部位とが重ね合わされ第２開放部位より延出した第３開放部位の面と、励磁用鉄心の第１側面と隣接し９０度異なる向きの第２側面とで第３の当接面をなしたことを特徴とする点火コイル。

この発明によれば、励磁用鉄心の第１の面と複数の形状の内の１つの形状の閉磁路用鉄心の第１の面が第１の当接面をなし、励磁用鉄心の第１の面と異なる向きの第２面と閉磁路用鉄心の第１の面と異なる向きの第２面とで第２の当接面をなし、第１の当接面に永久磁石を配置したので、両鉄心の寸法精度を従来装置のように必要とせず、当接面における空隙を小さくすることが安価で可能となり、その結果磁気効率の向上を図ることができる。

実施の形態１． この発明を適用した点火コイルにおける実施の形態１を図に基づき説明
する。図１は点火コイル全体の断面を示し、図中において１は略Ｉ字状の励磁用鉄心で、
外周に第１ボビン７に巻装された１次コイル６、さらにその外周には第２ボビン９に巻装
された２次コイル８を備えている。また、閉磁路形成用鉄心２は略Ｃ字状をなし、前記１
次・２次コイル及び励磁用鉄心１を内部に包み込むように形成されている。３は第１の空
隙に配置された永久磁石である。１０は１次コイル６の通電、遮断を切り替えるいわゆる
イグナイタ装置１０ａを含んだコネクタ部品である。第１ボビン７はコネクタ１０、イグ
ナイタ装置１０ａの信号を１次コイルと接続するため、ボビンの一部がイグナイタ装置１
０ａに隣接するように突出している。

図２（ａ）、（ｂ）は、要部のみを示した図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は
斜視図である。励磁用鉄心１、閉磁路用鉄心２、永久磁石３、第１の空隙４ａ、４ｂ、第
２の空隙５の配置のみを示している。両鉄心１、２は渦電流損を抑制するため薄板１１、
１２（０．５ｍｍ前後）を多数積層して形成されているため、ある程度の精度で製作、組
立てしなければならない。しかし、両鉄心１、２は形状が異なりさらにこれら部品の組付
けを行うと、そこには公差が発生し、引いては当接面に空隙が生ずる原因となる。空隙が
あると鉄心の磁気抵抗より空気他の磁気抵抗は大きいため、磁束が減少し２次発生電圧が
下がることになる。そのため空隙を極力なくすことが必要である。図２に示すように空隙
４、５は励磁用鉄心１と閉磁路用鉄心２との間に存在する。さらに第１の空隙４は永久磁
石３により、その両側に形成されることになる。しかし永久磁石３の磁力により両鉄心１
、２は引き寄せられるので、第１の空隙４ａ、４ｂはその当接面の平面度を確保すれば問
題とならない。つまり第１の空隙を基準にして第２の空隙をいかに減らすかが問題である
。

そこで励磁用鉄心１の１つの第１の端面に永久磁石３を配置し、これを閉磁路用鉄心の１
つの第１面に当接するようにまず構成する。次に励磁用鉄心１の前記第１の端面と異なる
方向を向き、離れた位置にある別の第２面と、閉磁路用鉄心２の上記第１面と異なる方向
を向き、離れた位置にある別の第２の端面とを当接させるように配置する。この配置関係
を取ることにより、励磁用鉄心１と閉磁路用鉄心２の寸法精度が異なっていても、例えば
鉄心の長さ、幅、厚みの一部が厳しい寸法精度内になくても、各当接端面の平面度さえ確
保していれば、空隙の発生を抑制できる構成となっている。

つまり、第１当接面と第２当接面を９０度ずれた配置としたため、励磁用鉄心１は空隙４
ａに接する１端面、閉磁路用鉄心２は空隙４ｂに接する１面と空隙５に接する１端面の平
面度の管理のみで空隙の管理が可能である。そのため略Ｃ字状と略Ｉ字状の鉄心寸法精度
を厳密に管理しなくても、空隙である磁気回路のギャップを小さくすることが可能となり
、その結果磁気効率を向上でき、２次発生電圧を向上できる効果を有するものである。

なお、薄板１１、１２の積層方向は励磁用鉄心と閉磁路用鉄心とも同方向であるが、一方
の鉄心における薄板の積層方向が異なっていてもよい。さらにまた、励磁用鉄心は略Ｉ字
状で説明したが、例えば永久磁石と当接する部分を拡大することにより永久磁石の面積を
確保した略Ｌ字状であってもよい。このＬ字状鉄心を図３に示した。 説明の便宜上励磁
用鉄心と閉磁路用鉄心を区別していたが、これらが反対であっても何ら問題はなく成立す
る。つまり、図２で説明すると、１次・２次コイルの巻装は両鉄心の間と閉磁路用鉄心２
の図中左側に延在して巻装する場合と、両鉄心の間と励磁用鉄心１の図中右側に延在して
巻装する場合があるが、どちらの構造であってもよい。

実施の形態２． 次に実施の形態２について図４を用いて説明する。励磁用鉄心２１、閉
磁路鉄心２２、永久磁石２３が図４のように配置されている。励磁用鉄心２１の長手方向
の１面と閉磁路鉄心２２の１端面とを向かい合わせ、かつその間に永久磁石２３を配置し
、また、励磁用鉄心２１の永久磁石２３の配置された面から離れた他端と、閉磁路鉄心２
２の永久磁石２３の配置した面から離れた別の一面とを当接したものである。このような
配置関係であっても、両鉄心の当接する面の平面度のみを管理して製造すれば、空隙が部
品のバラツキで影響することがない構造をとることが可能である。

実施の形態３．
次に実施の形態３について図５を用いて説明する。磁路面積を確保するため通常励磁用鉄心と閉磁路用鉄心の断面積はその差が少ないものである。従って、図２（ｂ）のように励磁用鉄心１１と閉磁路用鉄心１２の断面積は近いものとなる。しかし、励磁用鉄心１１の磁束密度と同一の磁束密度を閉磁路用鉄心１２に確保できるならば、同一断面形状でなくてもよい。従って空隙の断面積を所定の面積を確保した場合、鉄心の断面形状を任意に変更が可能である。図５には励磁用鉄心３１と比較し閉磁路用鉄心（３２、３６、３７）は縦長形状となっている。これにより、当接する面は限定され、当接する面のみ平面度管理を行い、当接しない面については寸法精度管理は不要とできる。特に図５において新たに生じた空隙３５は、薄板の積層方向を両鉄心とも図中下から上に同一方向に取ることにより、積層工程における組立て精度のみを管理するだけで、空隙３５をほとんどなくすことが可能である。さらにまた励磁用鉄心３１には図１に示したように１次・２次コイルが巻装されており、この両コイルを含めて考えると、図２の構造と比較し図３の方が、閉磁路鉄心３６、３２、３７の図中上方視からの幅が薄いため、全体の投影面積的には小型化できるメリットも有している。

なお、図５では閉磁路鉄心は３層構造（３２、３６、３７）であるが、鉄心３６又は３７
の一方を省いた２層構造であってもよい。

この発明は車両用の内燃機関の点火コイルのみならず、船舶、航空機等の点火コイルにも
用いることができる。

この発明の実施の形態１を示す点火コイルの全体断面図である。 この発明の実施の形態１の点火コイルの要部を示す概略図である。 この発明の実施の形態１の点火コイルの要部を示す概略図である。 この発明の実施の形態２の点火コイルの要部を示す概略図である。 この発明の実施の形態３の点火コイルの要部を示す概略図である。 従来装置の点火コイルの要部を示す概略図である。

符号の説明

１、１１、２１ 励磁用鉄心
２、１２、２２ 閉磁路用鉄心
３、２３、３３ 永久磁石
４、５、３５ 空隙

Claims (2)

1. １次コイル及び２次コイルを巻装した略Ｉ字状の励磁用鉄心と、この励磁用鉄心に当接し前記コイルより発生する磁束を通過させるための略Ｃ字状の閉磁路用鉄心と、前記励磁用鉄心と前記閉磁路用鉄心が当接する部位間に永久磁石を備えた点火コイルにおいて、
   前記両鉄心は略方形断面を呈し、複数の薄板を同方向に積層して形成してなり、前記閉磁路用鉄心は少なくとも第１閉磁路用鉄心と第２閉磁路用鉄心とを重ね合わせてなり、前記第１閉磁路用鉄心は略Ｃ字状の開放側両部位の長さが異なり、長い第１開放部位と短い第２開放部位を有する形状をした前記薄板を積層してなり、前記第２閉磁路用鉄心は略Ｃ字状の開放側部位の一方の長さが前記第２開放側部位よりも長い第３開放部位と前記第１開放部位と同等長さの第４開放部位を有する形状をした前記薄板を積層してなり、前記励磁用鉄心は、前記第１閉磁路用鉄心と２箇所で当接面をなし、前記第２閉磁路用鉄心と１箇所で当接面をなし、前記励磁用鉄心の一方の先端面と前記第１閉磁路用鉄心の第１開放側部位の略Ｃ字状内側の面とで第１の当接面をなし、前記励磁用鉄心の前記先端面と９０度異なる向きで前記先端面より離れた第１側面と、前記第１閉磁路用鉄心の第２開放側部位の先端面とで第２の当接面をなし、前記永久磁石は前記第１の当接面間に配置され、前記第２閉磁路用鉄心は前記第３開放部位と前記第２開放部位とが重ね合わされ前記第２開放部位より延出した前記第３開放部位の面と、前記励磁用鉄心の前記第１側面と隣接し９０度異なる向きの第２側面とで第３の当接面をなしたことを特徴とする点火コイル。
2. 励磁用鉄心と第１及び第２閉磁路用鉄心は共に同一方向に薄板を積層することを特徴とする請求項１記載の点火コイル。
   

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