JP4020998B2

JP4020998B2 - 内燃機関用点火コイル

Info

Publication number: JP4020998B2
Application number: JP02757597A
Authority: JP
Inventors: 宏木村; 明公信時
Original assignee: 阪神エレクトリック株式会社
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: JPH10223463A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のエンジンの点火プラグにおいて火花放電を発生させるために高電圧を供給するモールド型の内燃機関用点火コイルに関し、特に小型化が要求される内燃機関用点火コイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモールド型の内燃機関用点火コイルについて、図５及び図６を用いて説明する。
【０００３】
図５は従来の内燃機関用点火コイルの縦断面図、図６は図５のＹ−Ｙ線断面図である。これらの図において、従来の内燃機関用点火コイル１Ａは、一次コイル３Ａ及び二次コイル５Ａをそれぞれ巻回し同心状に配設した筒状の一次コイルボビン２Ａ及び二次コイルボビン４Ａと、その一次コイルボビン２Ａの筒内及び二次コイルボビン４Ａの外周を通って閉磁路を成す鉄心部１００Ａと、を有している。
【０００４】
鉄心部１００Ａは、ほぼＥ字状をなした珪素鋼板の積層鉄心１１０Ａ，１２０Ａの端部同士を向かい合わせて接着剤や溶接などによって接合したものであり、全体で閉磁路を成す磁気回路を構成している。
【０００５】
一次コイルボビン２Ａは、例えば合成樹脂等の電気的絶縁材にて一体的に形成されており、その外周には一次コイル３Ａが巻回されている。
【０００６】
また、二次コイルボビン４Ａは、一次コイル３Ａの外周に同心状に配設されており、例えば合成樹脂等の電気的絶縁材にて構成され、且つ二次コイル５Ａを分割巻するための仕切りとして機能する複数個の鍔部４１Ａを一体的に成型している。そして、二次コイルボビン４Ａには例えば一次コイル３Ａと巻線比にして１：８０〜１２０となる二次コイル５Ａが、各鍔部４１Ａを仕切りとして分割巻にて巻回されている。
【０００７】
さらに、合成樹脂等の絶縁材にて成型された絶縁ケース６Ａが二次コイル５Ａの外周に配設され、該絶縁ケース６Ａの一端には一次端子７Ａが配設され、他端には高圧端子８Ａが配設される。
【０００８】
また、一次コイル３Ａと一次端子７Ａ、及び二次コイル５Ａと高圧端子８Ａはそれぞれ電気的に接続され、一次コイル３Ａに所定の電流を通電した後に遮断すると、二次コイル５Ａに発生した高電圧の電流は高圧端子８Ａからスプリングを介して点火プラグに供給される。
【０００９】
以上のように構成した内燃機関用点火コイル（所謂モールドコイル）は、例えば自動車のエンジンに取り付けられる場合が多い。その場合、点火プラグホールやエンジンロッカーカバー等の寸法から来る制約が厳しく、取付スペースの問題からモールドコイルの小型化が進んできている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような内燃機関用点火コイル１Ａは鉄心部１００Ａ自体が大きくてエンジンロッカーカバー２０内に入らないため、エンジンロッカーカバー２０の上端面２１より上にしか取り付けることができず、取付スペースの確保が困難であるという問題を生じていた。
【００１１】
また、エンジンロッカーカバー２０からの突き出し量が大きくなるため、狭いエンジンルームでスペースをとってしまうという問題を生じていた。
【００１２】
さらに、近年内燃機関用点火コイルには、リーンバーンエンジンや代替燃料エンジンに対応できることを目指して高出力化が要求されており、上記の小型化という要請と共に、高出力化もその重要性を増している。
【００１３】
本発明は、上記課題を解消するために提案されたものであり、小型化により取り付けスペースを容易に確保でき、狭いエンジンルームでもスペースをとらないようにでき、かつ高出力化も可能な内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、一次コイル及び二次コイルをそれぞれ巻回し同心状に配設した筒状の一次コイルボビン及び二次コイルボビンと、その一次コイルボビンの筒内及び二次コイルボビンの外周を通って閉磁路を成す鉄心部と、該鉄心部、上記一次コイル及び二次コイルを収容する絶縁ケースと、を有する内燃機関用点火コイルにおいて、上記二次コイルボビンをその長さ方向の複数箇所に周状に設けた鍔部で仕切って各鍔部間を二次コイルの分割巻線溝とし、その鍔部を二次コイルボビン中央では高く、二次コイルボビン両側に向けて順次低くして上記二次コイルボビンを太鼓型とし、上記絶縁ケースが、上記鉄心部下端面から上側を収容する絶縁ケース本体部と、該絶縁ケース本体部の下側に連なり、上記鉄心部下端面から下側の上記二次コイルボビンの下部を内部に収容する下部収容部とを有し、当該内燃機関用点火コイルをエンジンに装着する際に、上記絶縁ケース本体部が上記エンジンに設けた絶縁ケース本体部収容部に収容され、上記下部収容部が上記絶縁ケース本体部収容部の下側に連通した上記エンジンのプラグホールのなかに収容される、ことを特徴としている。
【００１６】
さらに、請求項２に記載の発明は、上記した請求項１に記載の発明の構成に加えて、上記二次コイルボビンの外周を通る上記鉄心部の内周形状を円弧状とした、ことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１はこの発明に係る内燃機関用点火コイルの縦断面を示す図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図、図３は要部展開図である。
【００１９】
これらの図において、内燃機関用点火コイル１は、一次コイル３及び二次コイル５をそれぞれ巻回し同心状に配設した筒状の一次コイルボビン２及び二次コイルボビン４と、その一次コイルボビン２の筒内及び二次コイルボビン４（二次コイル５）の外周を通って閉磁路を成す鉄心部１０と、を有している。
【００２０】
一次コイルボビン２は、例えば合成樹脂等の電気的絶縁材にて一体的に形成された筒状のものであり、その外周には一次コイル３が巻回されている。
【００２１】
二次コイルボビン４は、一次コイル３の外周に同心状に配設されており、例えば合成樹脂等の電気的絶縁材にて構成されている。また、二次コイルボビン４には、二次コイル５を分割巻するための仕切りとして機能する複数個の鍔部４１…が一体的に成型されている。すなわち、二次コイルボビン４をその長さ方向の複数箇所に周状に設けた鍔部４１…で仕切って各鍔部４１間を二次コイル５の分割巻線溝とし、その鍔部４１…をボビン中央では高く、ボビン両側に向けて順次低くなるようにしている。
【００２２】
二次コイルボビン４には、例えば一次コイル３と巻線比にして１：８０〜１２０となる二次コイル５が、各鍔部４１を仕切りとして分割巻にて巻回されている。
【００２３】
鉄心部１０は、ほぼＥ字状の珪素鋼板を積層して成る積層鉄心１１，１２の端部同士を向かい合わせて接着剤や溶接などによって接合したものであり、積層鉄心１１は、直線状の根元部１１０と、その根元部１１０の両端から二次コイルボビン４に巻回した二次コイル５の形状に沿うように円弧状にそれぞれ延びるサイド鉄心部１１１，１１３と、根元部１１０の中央から延びる中央鉄心部１１２とを有している。他方の積層鉄心１２も、積層鉄心１１と同様に、直線状の根元部１２０と、その根元部１２０の両端から二次コイル５の形状に沿うように円弧状にそれぞれ延びるサイド鉄心部１２１，１２３と、根元部１２０の中央から延びる中央鉄心部１２２とを有している。
【００２４】
２つの積層鉄心１１，１２を接合するときは、一次コイルボビン２に、その一方から積層鉄心１１の中央鉄心部１１２を、他方から積層鉄心１２の中央鉄心部１２２をそれぞれ挿入し、そのときボビン中央で向かい合う端面同士、およびボビン外側で向かい合う端面同士を、上記したように接着剤や溶接などによって接合する。この接合により、鉄心部１０は、上述したように、一次コイルボビン２の筒内及び二次コイルボビン４（二次コイル５）の外周を通って全体として閉磁路を成し、磁気回路を構成する。
【００２５】
上記の鉄心部１０、一次コイル３及び二次コイル５は、合成樹脂等の絶縁材にて成型された絶縁ケース６に収納される。この絶縁ケース６の一端側の周壁には一次端子７を備えた一次端子座６１が配設され、他端には高圧端子８を収めるための筒部６２が形成されている。また、絶縁ケース６の内側には、収納した二次コイル５の外周を囲むように円弧状の隔壁１５が立設され、二次コイル５と鉄心部１０との間に介在するようになっている。
【００２６】
一次コイル３と一次端子７、及び二次コイル５と高圧端子８は、それぞれ電気的に接続されており、一次コイル３に所定の電流を通電した後に遮断すると、二次コイル５に発生した高電圧の電流は高圧端子８からスプリング１９を介して点火プラグ（図示省略）に供給され、点火プラグの先端の電極間に火花が出るようになっている。
【００２７】
そして、絶縁ケース６の開口端から、エポキシ樹脂などの絶縁性を有する熱硬化性樹脂９を注入し、これにより、絶縁ケース６内部の一次コイル３、二次コイル５を同心状に、また鉄心部１０等を所定位置にそれぞれ固定している。
【００２８】
上記構成の内燃機関用点火コイル１は、絶縁ケース６の筒部６２側がソケット１８に収納され、そのソケット１８はエンジンロッカーカバー２０のシール部２２でエンジン側に載置固定されている。このソケット１８の下端側に点火プラグが収納されている。
【００２９】
上記のように、この実施形態では、二次コイルボビン４をその長さ方向の複数箇所に周状に設けた鍔部４１…で仕切って各鍔部４１間を二次コイル５の分割巻線溝とし、その鍔部４１…をボビン中央では高く、ボビン両側に向けて順次低くなるようにしている。したがって、二次コイルボビン４は、長さが短くなって太鼓型となり、それに合わせて鉄心部１０も長さを短くできるので、内燃機関用点火コイル１の全体を大幅に小型化することができ、エンジンへの取り付けスペースも容易に確保することができる。
【００３０】
また、上記の小型化により、少なくとも鉄心部１０上端面から高圧端子８収納部としての絶縁ケース６の筒部６２までの部分をエンジンロッカーカバー２０内及びその下方に装着できるように内燃機関用点火コイル１を構成したので、内燃機関用点火コイル１をエンジンに装着しても、エンジンロッカーカバー２０からの突き出し量はわずかになり、狭いエンジンルームであってもスペースをとらずに、装着することができる。
【００３１】
さらに、二次コイルボビン４の外周を通る鉄心部１０の内周形状を、二次コイルボビン４の形状に沿って円弧状としたので、磁気回路の磁路長が最短距離になって、磁気抵抗が小さくなり磁束変化量が増大することから、点火コイルとしての出力を向上させることができる。
【００３２】
次に、上記構成により小型化と高出力化を実現した内燃機関用点火コイル１でさらに出力向上を図るようにした例を、第２の実施形態として以下に説明する。
【００３３】
図４は第２の実施形態での内燃機関用点火コイルの構成を示す横断面図である。なお、図において、上記第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略することとする。この第２の実施形態が、上記の第１の実施形態と異なる点は、永久磁石３１，３２を閉磁路を成す鉄心部１０と磁気的に直列に配設するようにした点である。すなわち、一方の積層鉄心１１のサイド鉄心部１１１，１１３の各端面を、上方から見て鋭角となるように形成して端面の面積を広げ、その各端面に向かい合うように、他方の積層鉄心１２のサイド鉄心部１２１，１２３の各端面を形成し、その向かい合う端面の間に永久磁石３１，３２を介在させている。
【００３４】
このように、第２の実施形態では、鉄心部１０と磁気的に直列に永久磁石３１，３２を配設したので、鉄心部１０に磁気逆バイアスをかけることができ、それにより一次コイル電流遮断時の鉄心１０における磁束の変化量が大きくなるので、出力を向上させることができる。
【００３５】
また、永久磁石３１，３２を一次コイルボビン２の筒内に配置すると、永久磁石３１，３２からの漏れ磁束が一次コイル３と鎖交し、一次コイル３の磁束を弱めて出力低下を引き起こすが、この実施形態では、永久磁石３１，３２を二次コイルボビン４の外側に配置したので、一次コイル３との磁束鎖交による出力低下を防ぐことができ、この点からも出力を向上させることができる。
【００３６】
以上、本発明を各実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限り、どのようにでも実施できる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。請求項１に記載の発明では、二次コイルボビンをその長さ方向の複数箇所に周状に設けた鍔部で仕切って各鍔部間を二次コイルの分割巻線溝とし、その鍔部を二次コイルボビン中央では高く、二次コイルボビン両側に向けて順次低くなる太鼓型にしたので、二次コイルボビンは、長さが短くなり、それに合わせて鉄心部も長さを短くできるため、内燃機関用点火コイルの全体を大幅に小型化することができ、エンジンへの取り付けスペースも容易に確保することができる。
【００３８】
また、絶縁ケースが、鉄心部下端面から上側を収容する絶縁ケース本体部と、該絶縁ケース本体部の下側に連なり、鉄心部下端面から下側の二次コイルボビンの下部を内部に収容する下部収容部とを有し、内燃機関用点火コイルをエンジンに装着する際に、絶縁ケース本体部がエンジンに設けた絶縁ケース本体部収容部に収容され、下部収容部が絶縁ケース本体部収容部の下側に連通したエンジンのプラグホールのなかに収容される構成にしたので、エンジンからの突き出し量を大幅に低減でき、狭いエンジンルームであってもスペースをとらずに、内燃機関用点火コイルを装着することができる。
【００４０】
さらに、請求項２に記載の発明では、二次コイルボビンの外周を通る鉄心部の内周形状を、二次コイルボビンの形状に沿って円弧状としたので、磁気回路の磁路長が最短距離になって、磁気抵抗が小さくなり磁束変化量が増大することから、内燃機関用点火コイルとしての出力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る内燃機関用点火コイルの縦断面を示す図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】この発明に係る内燃機関用点火コイルの要部展開図である。
【図４】第２の実施形態での内燃機関用点火コイルの構成を示す横断面図である。
【図５】従来の内燃機関用点火コイルの縦断面図ある。
【図６】図５のＹ−Ｙ線断面図である。
【符号の説明】
１内燃機関用点火コイル
２一次コイルボビン
３一次コイル
４二次コイルボビン
５二次コイル
６絶縁ケース
７一次端子
８高圧端子
９熱硬化性樹脂
１０鉄心部
１１積層鉄心
１２積層鉄心
１５隔壁
１８ソケット
１９スプリング
２０エンジンロッカーカバー
２１エンジンロッカーカバーの上端面
３１，３２永久磁石
４１鍔部
６１一次端子座
６２筒部
１１０，１２０根元部
１１１，１１３サイド鉄心部
１２１，１２３サイド鉄心部
１１２，１２２中央鉄心部

Claims

一次コイル及び二次コイルをそれぞれ巻回し同心状に配設した筒状の一次コイルボビン及び二次コイルボビンと、その一次コイルボビンの筒内及び二次コイルボビンの外周を通って閉磁路を成す鉄心部と、該鉄心部、上記一次コイル及び二次コイルを収容する絶縁ケースと、を有する内燃機関用点火コイルにおいて、
上記二次コイルボビンをその長さ方向の複数箇所に周状に設けた鍔部で仕切って各鍔部間を二次コイルの分割巻線溝とし、その鍔部を二次コイルボビン中央では高く、二次コイルボビン両側に向けて順次低くして上記二次コイルボビンを太鼓型とし、
上記絶縁ケースが、上記鉄心部下端面から上側を収容する絶縁ケース本体部と、該絶縁ケース本体部の下側に連なり、上記鉄心部下端面から下側の上記二次コイルボビンの下部を内部に収容する下部収容部とを有し、
当該内燃機関用点火コイルをエンジンに装着する際に、上記絶縁ケース本体部が上記エンジンに設けた絶縁ケース本体部収容部に収容され、上記下部収容部が上記絶縁ケース本体部収容部の下側に連通した上記エンジンのプラグホールのなかに収容される、
ことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
請求項１に記載の内燃機関用点火コイルにおいて、
上記二次コイルボビンの外周を通る上記鉄心部の内周形状を円弧状とした、
ことを特徴とする内燃機関用点火コイル。