JP4654202B2 - 内燃機関のイグニッションコイル - Google Patents

Description

本発明は、一次コイル（ｗｉｎｄｉｎｇ、巻線）を支持する実質的に筒状の一次コイルベースと、一次コイルを低電圧に接続ための低電圧接続エリアと、一次コイルに電磁結合（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ）されると共に、実質的に筒状の二次コイルベース上に配置され、内燃機関の点火プラグに高電圧を供するための二次コイルとを有し、一次コイルベースと二次コイルベースとは、互いに同心的に（ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ）位置し、さらに、高電圧接続エリアを有し、その高電圧接続エリアにて二次コイルが点火プラグに接する内燃機関のイグニションコイルに関する。

この種のイグニッションコイルが、特許文献１（ＤＥ １００ ５７ ５６７）により公知である。

一般的なイグニッションコイルは、いわゆる「内燃機関の点火装置のためのロッドコイル」に関係する。それは、内燃機関のエンジンブロック（ｅｎｇｉｎｅ ｂｌｏｃｋ）内の狭く限られた利用可能なスペースに、位置させることができるように、長い構成を有する。一次電圧が低電圧エリアによって一次コイルに印加される。一次および二次コイル間の電磁結合（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）の結果、一次電圧は、二次コイルの高電圧接続エリアへの高く変圧された電圧として利用でき、そこにてイグニションコイルを充電（ｃｈａｒｇｅ）する。既知のイグニションコイルでは、磁気回路が、円筒状の磁気コイルと磁気的伝導性のシェル（ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｓｈｅｌｌ）と同様に、一次および二次コイルにより形成される。また、金属の伝導性のシェルにおける渦電流損失を回避するために、シェルは、引き起こされた渦電流が最小限となるような、連続的な縦の（ｌｅｎｇｔｈｗｉｓｅ、長手方向の）スリットを有する。

独国特許出願公開第１００５７５６７号明細書

そのようなイグニッションコイルの重要な機能的特徴は、いわゆる「電磁環境適合性」（ＥＭＣ）である。これに関連し、送信および受信装置を妨害する電磁気の干渉（影響、ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ）が問題となる。イグニションコイルに関連して、ＥＭＣに関する要求は特にクリティカルである。例えば、イグニションコイルから放射された電磁気の干渉は、車中でのラジオ（無線機）の受信に対して、単に間接または直接に、およばない、或いは許容できる低い影響（ｉｍｐａｃｔ）であることが保証されなければならない。イグニションコイルにより形成された通常の開磁気回路の配置と、使用される交流周波数との結果として、通常、従来のイグニションコイルでは、電磁気の干渉を適切に弱めることはなされていない。

請求項１の前提（ｐｒｅａｍｂｌｅ）に一致するイグニションコイルが、独国特許発明第１９９２７８２０号明細書（ＤＥ １９９ ２７ ８２０ Ｃ１）により知られている。従来技術として、さらに独国特許出願公開第１９９０９２１１号明細書（ＤＥ １９９ ０９ ２１１ Ａ１）が参照される。

本発明の目的は、イグニションコイルを、上述の種類の電磁環境適合性（ＥＭＣ）に関して、および同時にその機械的な安定性に関して、改善することである。

この目的は、本発明によって、実質的に円筒状の形成され衝撃吸収特性を有する導電性の（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）層が、２つのコイルのうち外側のコイルによって区画される環状（ａｎｎｕｌａｒ）の空間内に位置されることで、達成される。本発明は、放射された電磁気の干渉の明らかに減少を、上記導電性の層（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）により達成可能なことを特徴とし、その導電性の層は、コイルの磁気特性などを劣化させることなく、一次および二次コイル間に位置する。それに関して、一次および二次コイル間に位置する上記導電性の層は、イグニションコイルの磁気特性に対して、ほとんど影響がなく、むしろ、イグニションコイルを、そのシールド効果（ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ）が実質的に改善されるという点で、助ける。

サンドイッチ構造として形成された層が、さらに供され、そのサンドイッチ構造は、少なくとも２つの部分的な層と、それらの間に配置され衝撃吸収特性を有する中間層とで構成される。

サンドイッチ構造のような配置により、電磁環境適合性（ＥＭＣ）のみならず、イグニションコイルの安定性も改善される。一次および二次コイルは、機械的な緩衝作用（ｃｕｓｈｉｏｎｉｎｇ）による有利な方法で、互いに結合される。

さらに、好適な実施形態が従属項により供される。

本発明によれば、イグニションコイルの電磁環境適合性（ＥＭＣ）および機械的な安定性を改善することができるという優れた効果を発揮するものである。

本発明は、例示的一実施形態により、以下に明確に述べられる。

図１は、本発明によるイグニッションコイル（点火コイル）の例示的一実施形態の縦断面図を示す。そのイグニッションコイルは、上部に低電圧接続部１０を有し（ｉｎｃｌｕｄｅ）、その低電圧接続部１０にて、イグニッションコイルに、所要の低電圧が印加される。イグニションコイルは、その下部に、高電圧接続エリア５を有し、その高電圧接続エリア５にて、接続セグメントが点火プラグ（図示せず）に接する。

イグニションコイルは円筒状（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）の外形（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を有する。円柱状（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）の磁気コア（鉄心、ｃｏｒｅ）６は、イグニションコイルの内部に形成され、層状の磁気シート（特に、ケイ素鉄シート、ケイ素鉄板）を備える。ほぼ円形の外形を有するコア６を形成するために、異なる幅のいくつかの磁気シートが、重ねられ（ｓｔａｃｋ）、個々のシートを互いに絶縁して接続される。コア６は、二次コイルベース４に囲まれ、その二次コイルベース４は二次コイル３を支持する。二次コイル３は、高電圧接続エリア５に電気的に接続される。二次コイル３と高電圧接続エリア５とが、実質的な干渉防止サービング（ａｎｔｉ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｓｅｒｖｉｎｇ）抵抗１１と、ハウジング１３に収容された整流（ｒｅｃｔｉｆｙｉｎｇ）ダイオード１２とにより接続される。

二次コイルベース４は、一次コイルベース２に同心的に囲まれ、その一次コイルベース２は一次コイル１を支持する。図示された例示的実施形態において、一次コイル１は、３つの層をなすコイルからなる。コイル・ユニットはスリーブ７に囲まれ、そのスリーブ７は、電気的、かつ同時に磁気的な伝導性を有する材料（特に、ケイ素鉄シート、ケイ素鉄板）から構成される。

図示された実施形態では、スリーブ７は、ロール成形（ｒｏｌｌ−ｆｏｒｍｅｄ）された２つの磁気シートで形成され、それらシートは、互いに絶縁される。スリーブ７の外周は、同時に上述のイグニションコイルの外周を形成する。スリーブ７、一次コイル１、二次コイル３およびコア６は、所要のイグニッションエネルギを生成するための磁気回路を形成し、そのイグニッションエネルギにより点火プラグが充電される。スリーブ７には、その磁気的伝導性のスリーブ７のエリア内の渦電流を低減すべく、連続した縦の（長手方向の，ｌｅｎｇｔｈｗｉｓｅ）スリットが設けられる。一次コイル１の供給リードのうちの１つは、縦のスリットに沿って延びる。その供給リードは、一次コイル１の下部にて一次コイルベース２から引っ張り出され、一次コイルベース２の上部側から引っ張り出される供給リードと同様に、低電圧接続部１０に結合される。縦のスリット８に沿って延びるコイルリードは、同時に、絶縁層を通ってスリットエリア内に固定され、そのコイルリードが適切な埋込み材（ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）内に固定される。好ましくは、埋込みは、エポキシ樹脂によってなされる。

二次コイル３の端部（ｅｎｄｓ）の出力部と高電圧接続部５との間に、円筒状に形成されたエリアは、一方で、干渉防止サービング（ａｎｔｉ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｓｅｒｖｉｎｇ）抵抗１１のために役立ち、他方ではダイオード１２のために役立つ。そのダイオード１２により、イグニッションコイルに流れる電流が整流され、イグニッションに使用される負のインパルス（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｉｍｐｕｌｓｅ）は、通過が許容されるが、正の干渉インパルス（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｉｎｇ ｉｍｐｕｌｓｅ）は、抑制される。

図２ａ、ｂは、２つのコイル１、３間に位置する層１６を図示し、その層１６は、渦電流を減少させるためのスリット１８を有する。

図３は、層１６の構造を図示し、その層１６は、一次および二次コイル間の環状の空間（すきま）内に設けられ、サンドイッチ構造に形成される。中間層１７は、吸収特性（ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）を有し、２つの伝導性の層（導電性の層）１６ａ、１６ｂの間に形成される。中間層１７は、また、それ自身、伝導性の微粒子を含み、その微粒子は中間層１７に伝導性を付与する。

層１６によると、一方では、イグニッションコイルが、改善されたシールド効果（ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ、遮蔽有効度）の結果による改善されたＥＭＣ−適合性（ＥＭＣ − ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を達成し、他方では、一次および二次コイル本体は、実質的に相互の衝撃がより緩和される。層１６は、グランドに結合される。したがって、二次コイルから一次コイルまで容量的に過結合（ｏｖｅｒｃｏｕｐｌｅ）された干渉電圧が、電気的に短絡される。層１６とグランドとは、２つのサブ層１６ａ、１６ｂのうちの一つが、グランド上に位置する一次コイル１のコイルエリアに電気的に接続されることにより、接続される。このために、一次コイル１は、対応するコイル部分が絶縁されておらず、はんだ付け或いは同様の接続方法により、対応する部分的な層に接される。これに代わり、付加的なコンダクタ（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、伝導体）を設けた接続方法が可能であり、そのコンダクタは、対応する部分的な層１６ａ、１６ｂを一次コイル１のコイル端に結合する。

本発明の例示的一実施形態によるイグニッションコイルの縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図２ａのＩＩｂ−ＩＩｂ線断面図である。 図２のＩＩＩ線に沿った拡大図である。

Claims (6)

1. 実質的に筒状の一次コイルベース（２）に支持された一次コイル（１）と、その一次コイル（１）を低電圧に接続するための低電圧接続エリア（１０）と、上記一次コイル（１）に電磁結合されると共に実質的に筒状の二次コイルベース（４）上に位置し、高電圧を内燃機関の点火プラグに供するための二次コイル（３）とを有し、一次コイルベース（２）と二次コイルベース（４）とが、互いに同心的に位置し、さらに高電圧接続エリア（５）を有し、その高電圧接続エリア（５）内で、上記二次コイル（３）が上記点火プラグに接し、実質的に筒状に形成され衝撃吸収特性を有する導電性の層（１６）が、上記２つのコイル（１、３）のうち外側のコイルにより区画された環状の空間内に位置された内燃機関のイグニッションコイルにおいて、
   上記導電性の層（１６）は、少なくとも２つの導電性の部分的な層（１６ａ、１６ｂ）と、それらの間に位置し衝撃吸収特性を有する導電性の中間層（１７）とを備えたサンドイッチ構造として形成され、
   上記２つの導電性の部分的な層（１６ａ、１６ｂ）のうち１つが、グランド上に位置する一次コイル（１）のコイルエリアに電気的に接続されることを特徴とする内燃機関のイグニッションコイル。
2. 上記導電性の層（１６）は、上記一次コイル（１）と上記二次コイル（３）の間に位置する環状の空間内に位置し、かつ上記２つのコイル（１、３）のうち内側のコイルを囲む請求項１記載の内燃機関のイグニッションコイル。
3. 上記導電性の層（１６）が、上記２つのコイル（１、３）のうち内側のコイル内に配置された磁気コア（６）を囲む請求項１または２記載の内燃機関のイグニッションコイル。
4. 上記部分的な層の少なくとも１つが、箔（１６）として形成された請求項１から３いずれかに記載の内燃機関のイグニッションコイル。
5. 上記導電性の層（１６）が、上記イグニッションコイルの長手方向に延びるスリット（１８）を有する請求項１から４いずれかに記載の内燃機関のイグニッションコイル。
6. 上記導電性の層（１６）と上記２つのコイル（１、３）のうちの１つとの接触が、上記層（１６）の導電性部分と対応するコイル（１、３）の非絶縁部分との直接接触によりなされる請求項１から５いずれかに記載の内燃機関のイグニッションコイル。

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