JP5357322B2 - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の点火プラグに高電圧を供給する内燃機関用点火コイルに関するものである。

従来の内燃機関用点火コイルに用いられる閉磁路構成のコアは、１次コイル及び２次コイルの内側に配置されたセンターコアと、一方の端面がセンターコアの一端面に当接し、他方の端面がマグネットを介してセンターコアの他端面に当接するサイドコアとで構成され、サイドコアを二分割することでセンターコアとマグネットとサイドコアの寸法が多少変動したとしても、各々を組み立てる作業性が低下しないようにすることが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−２９４９１４号公報

従来の内燃機関用点火コイルでは、前述のとおりサイドコアを二分割しているために、分割面のズレによって磁気回路抵抗が生じて点火コイルの性能が低下する。分割面のズレを少なくするために分割面を斜めに形成することが知られているものの、ミクロな視点でみた場合には、コアを金型で打ち抜いた際のダレなどの製造ばらつきによって、磁気回路抵抗が生じる要因を避けることができなかった。前記磁気回路抵抗を小さくするには、コアの材料を可能な限り薄い電磁鋼板を採用して枚数を多く積層、さらに抜きダレ面を後工程でエッジ加工するなどの処理が必要であり、高コストとなっていた。

この発明は、前記のような問題に鑑み、組立作業性を低下させることなく、磁気回路抵抗の増大を大幅に抑制することができる内燃機関用点火コイルを提供することを目的としている。

この発明の内燃機関用点火コイルは、１次コイル及び２次コイルの内側に配置されたセンターコアと、前記１次コイル及び前記２次コイルの外側に配置され、一方の端面が前記センターコアの一端面に当接し、他方の端面がマグネットを介して前記センターコアの他端面に当接するサイドコアとを備え、前記サイドコアは、積層された電磁鋼板が長手方向の異なる位置で分割された複数のサイドコア部で構成され、隣接する前記サイドコア部の電磁鋼板が前記長手方向の異なる位置間で互いに回動可能に重なり合う重合部分を有すると共に、前記重合部分において、前記電磁鋼板の厚さを他の部分の厚さよりも小さく構成した。

この発明によれば、組立作業性を低下させることなく、磁気回路抵抗の増大を大幅に抑制することができる内燃機関用点火コイルを得ることができる。

この発明の実施の形態１の内燃機関用点火コイルを示す断面図である。 図１のサイドコア４を示す正面図である。 この発明の実施の形態２のサイドコアを示す上面及び正面図である。 サイドコアを積層プレスする際のプレス金型の動作を示す説明図である。 サイドコアを熱可塑性エラストマでインサート成形した後の上面及び正面図である。 この発明の実施の形態３のサイドコアを示す正面図である。 サイドコアの位置決め部を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態４のサイドコアを示す正面図である。 この発明の実施の形態５を示すサイドコアを示す正面図である。 前記サイドコアのプレス時の配置図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による内燃機関用点火コイルを示す断面図、図２は図１のサイドコア４を示す上面及び正面図である。
この内燃機関用点火コイルでは、電磁鋼板を積層して構成されたほぼI字形状のセンターコア１の外側に１次コイル２が設けられている。１次コイル２の外側に２次コイル３が設けられている。
センターコア１の一端面には、１次コイル２の通電による発生磁束の方向とは逆の方向に磁化されたマグネット５が当接している。２次コイル３の外側には、センターコア１、マグネット５と共同し閉磁路を形成する略Ｕ字形状のサイドコア４が設けられている。サイドコア４では、両端部の内側を除いて、弾性樹脂材である熱可塑性エラストマで構成され可とう性を有するコアカバー６で覆われている。
センターコア１、１次コイル２、２次コイル３、サイドコア４、マグネット５、及びコアカバー６は、ケース７内に、熱硬化性のエポキシ樹脂である絶縁樹脂８で固定されて収納されている。

サイドコア４は、電磁鋼板を積層して形成された略Ｌ字形状の２個のサイドコア部９，１０で構成され、サイドコア部９，１０は積層された電磁鋼板が長手方向の異なる位置で分割されるよう一枚ごとにずらして切断されている。
そして、第一のサイドコア部９の一端９ａと第二のサイドコア部１０の一端１０ａ、第一のサイドコア部９の他端９ｂと第二のサイドコア部１０の他端１０ｂとが当接し、長手方向の異なる分割位置間で両サイドコア部９，１０の電磁鋼板が互いに重なり合う重合部分１１を形成している。

このように実施の形態１の内燃機関用点火コイルにおいては、１次コイル２及び２次コイル３の内側に配置されたセンターコア１と、１次コイル２及び２次コイル３の外側に配置され、一方の端面がセンターコア１の一端面に当接し、他方の端面がマグネット５を介してセンターコア１の他端面に当接するサイドコア４とを備え、サイドコア４は、積層された電磁鋼板が長手方向の異なる位置で分割された複数のサイドコア部９，１０で構成され、隣接するサイドコア部９，１０の電磁鋼板が前記長手方向の異なる位置間で互いに重なり合う重合部分１１を有するので、サイドコア部９，１０の積層面どうしが当接しており、単に分割面のみで当接するのに比べて大幅に広い接触面を確保することが可能となり、磁気回路抵抗の増大を大幅に抑制することが可能となる。
さらに、２個のサイドコア部９，１０は積層面で互いに保持されているので、インサート成形する際の成形金型への供給も一度に行うことが可能となり、安価に製造することが可能となる。

なお、この実施の形態１では電磁鋼板一枚ごとに分割位置をずらして構成した場合を説明したが、複数枚まとめてずらすことも製品要求性能によっては可能である。
また、２個のサイドコア部を用い、重合部分（ラップ部分）が一箇所のみの例を示したが、２個以上のサイドコア部を用い、重合部分を複数箇所としても良い。
また、両サイドコア部は、互いに保持されているものの多少の力で動かすことが可能であり、両者を一体的に熱可塑性エラストマで成形することにより、センターコア、マグネットと組み立てる際にサイドコアを広げながらの作業が可能であり、作業性が向上する。
さらに、成形された熱可塑性エラストマは、エポキシ樹脂である絶縁樹脂と各コアとの間で緩衝材として機能するために、熱ストレスが加わった際のエポキシ樹脂割れを防ぐことも可能となる。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２におけるサイドコアを示す正面図、図４はサイドコアを積層プレスする際のプレス金型の動作を示す説明図、図５は図３のサイドコアを熱可塑性エラストマでインサート成形した後の上面及び正面図である。
電磁鋼板を積層してサイドコア４を形成するには、電磁鋼板２３を金型の固定ダイ２０にのせてカット刃２１をおろすことで切断して積層していくため、切断ごとにカエリ２３ｃと呼ばれる変形部が形成されてしまう。前記カエリ２３ｃは次に積層される電磁鋼板と重ねた際に水平にされ、積層の端面に位置する部分は、コアカバー６で覆うように熱可塑性エラストマでインサート成形する際の押さえピン６ａで押さえて水平にしている。

以上のように、実施の形態２によるサイドコア４は、第一のサイドコア部９と第二のサイドコア部１０が重なり合う重合部分１１をインサート成形する際の成形金型で押さえたので、積層端面のカエリの変形が修正されて水平となり、当接する積層板とのギャップをなくすことができるので、磁気抵抗の増大を抑えて高性能な点火コイルを得ることが可能となる。

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３のサイドコアを示す正面図、図７はサイドコアの位置決め部を示す要部断面図である。
この実施の形態３のサイドコア４は、第一のサイドコア部９と第二のサイドコア部１０とに分割されており、その分割位置が一枚ごとにずらして構成され、サイドコア部９，１０の重合部分１１に位置決め部１２を設置している。位置決め部１２は、第一のサイドコア部９の凹部９ｄと第二のサイドコア部１０の凸部１０ｄとが嵌合することで構成され、この位置決め部１２を軸として回動することが可能である。
さらに、第一のサイドコア部９と第二のサイドコア部１０との合わせ面形状は、位置決め部１２を中心とする円形状部１３ａが外側に配置されて、円形状部１３ａと接する直線部１３ｂ部が内側に配置されて形成しており、略Ｕ字形状のサイドコア４は外側には回動するものの、内側には直線部１３ｂに制限されて回動しないように構成されている。

以上説明したように、この実施の形態３によるサイドコア４は、サイドコア部９，１０の重合部分１１に位置決め部１２を設置しているので、位置決め部１２を軸に回動するものの、分割された第一のサイドコア９と第二のサイドコア１０とが離れることはないので、センターコア１、マグネット５との組立性がさらに向上して、組立作業時間が短縮可能となる。
さらに、第一のサイドコア部９と第二のサイドコア部１０との合わせ面形状を位置決め部１２を中心とする円形状部１３ａを略Ｕ字形状コア４の外側に配置し、円形状部１３ａと接する直線部１３ｂを内側に配置したので、両者の回動方向が略Ｕ字形状が開く方向、つまりサイドコア４をセンターコア１、マグネット５と組付けやすい方向にしか動かないように規制したので、組付け性が向上する。
なお、円形状部１３ａと直線部１３ｂとの割合を変更することで規制量を変化させることができるため、センターコア１、マグネット５のばらつき量に応じて調整が可能である。

実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４のサイドコアを示す正面図である。
この実施の形態４のサイドコア４は、実施の形態３と同様に両サイドコア部９，１０の重合部分１１に位置決め部１２を設置しているが、両サイドコア部９，１０の重合部分１１におけるサイドコア４ａの厚さが他の部分よりも小さく設定されている。
以上のように、この実施の形態４によるサイドコア４は第一のサイドコア部９と第二のサイドコア部１０との重合部分１１の厚さを小さく設定したので、例えば、組み合わせられるセンターコア１、マグネット５の長さが長めにばらついて、略Ｕ字形状のサイドコア４が開いた形状で組みつけられたとしても、高電圧発生部である２次コイル３にグランド電位であるサイドコア４が近接することがなく、絶縁距離を確保することが可能となり、信頼性の高い製品を提供可能となる。

実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５を示すサイドコアを示す正面図で、図１０は前記サイドコアのプレス時の配置図である。
この実施の形態５のサイドコア４は、Ｉ字形状を有する３個のサイドコア部１４，１５，１６により略Ｕ字形状に形成されている。そして、これらのサイドコア部１４，１５，１６は、方向性電磁鋼板を材料とし、長手方向が磁化容易方向１００となるように形成されると共に、それらの角部１７，１８を重合部分１１として方向性電磁鋼板の分割位置が一枚ごとにずらされている（図示せず）。
以上のように、この実施の形態５によるサイドコア４は、Ｉ字形状を有する３個のサイドコア部１４，１５，１６で構成されているので、図１０に示すように方向性電磁鋼板１９を用いて３個のサイドコア部１４，１５，１６を直線状に同時にプレスでき、かつ、互いに近接して配置できるため、プレス時の歩留まりが非常によくなる。
また、略Ｕ字形状を構成する３部分のすべてが方向性電磁鋼板１９の磁化容易方向で形成されているので、磁束が通過しやすく高性能な点火コイルを得ることができる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ センターコア、２ １次コイル、３ ２次コイル、４ サイドコア、５ マグネット６ コアカバー、６ａ 押さえピン、７ ケース、８ 絶縁樹脂、９，１０ サイドコア部、１１ 重合部分、１２ 位置決め部、１３ａ 円形状部、１３ｂ 直線部、１４，１５，１６ サイドコア部、１７,１８ 角部、１９ 方向性電磁鋼板、２０ 固定ダイ、２１ カット刃、２３ 電磁鋼板

Claims (8)

1. １次コイル及び２次コイルの内側に配置されたセンターコアと、前記１次コイル及び前記２次コイルの外側に配置され、一方の端面が前記センターコアの一端面に当接し、他方の端面がマグネットを介して前記センターコアの他端面に当接するサイドコアとを備え、
   前記サイドコアは、積層された電磁鋼板が長手方向の異なる位置で分割された複数のサイドコア部で構成され、隣接する前記サイドコア部の電磁鋼板が前記長手方向の異なる位置間で互いに回動可能に重なり合う重合部分を有すると共に、
   前記重合部分において、前記電磁鋼板の厚さを他の部分の厚さよりも小さく構成したことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 前記サイドコアは、前記電磁鋼板の分割位置が一枚ごとずらされた略Ｌ字形状を有する２個のサイドコア部で略Ｕ字形状に構成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火コイル。
3. 前記サイドコアは、弾性樹脂材で周囲を覆われていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関用点火コイル。
4. 前記弾性樹脂材は前記重合部分を成形金型で押さえて成形されたことを特徴とする請求項３記載の内燃機関用点火コイル。
5. 前記重合部分に、回動可能な位置決め部を形成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の内燃機関用点火コイル。
6. 前記サイドコアは、Ｉ字形状を有する３個のサイドコア部により略Ｕ字形状に構成され、かつ、各角部を前記重合部分としたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関用点火コイル。
7. 前記電磁鋼板は、方向性電磁鋼板であることを特徴とする請求項６記載の内燃機関用点火コイル。
8. 前記３個のサイドコア部は、前記方向性電磁鋼板を直線状に同時にプレス加工して得られたものであることを特徴とする請求項７記載の内燃機関用点火コイル。

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