JP5847112B2 - Ignition coil for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関に備えられる点火プラグに高電圧を供給する点火コイルにおいて、特にプラグホール外にコイル部を配置する内燃機関用点火コイルに関するものである。 The present invention relates to an ignition coil for supplying a high voltage to an ignition plug provided in an internal combustion engine, and more particularly to an ignition coil for an internal combustion engine in which a coil portion is disposed outside a plug hole.
従来より、内燃機関用点火コイルは、近年エンジンルームを狭めて車内空間を広げるため、エンジンルームに配置される部品を小型軽量化することが求められている。また、石油価格の高騰や化石燃料の枯渇問題から燃費性能を向上させることが急務になっており、燃料噴射量を抑えた希薄燃焼でも確実に着火を行うため、巻き数の増加や鉄芯の大型化による高出力化も求められている。さらに、エンジンルームが狭められると自動車を構成する様々な車載制御部品が密集されることとなり、部品同士がノイズによる悪影響を受け易くなる。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ignition coil for an internal combustion engine has been required to reduce the size and weight of components disposed in the engine room in recent years in order to narrow the engine room and widen the vehicle interior space. In addition, there is an urgent need to improve fuel efficiency due to the rising oil prices and the depletion of fossil fuels.In order to ensure ignition even in lean combustion with reduced fuel injection volume, the number of windings and the core There is also a demand for higher output by increasing the size. Further, when the engine room is narrowed, various on-vehicle control parts constituting the automobile are densely packed, and the parts are easily affected by noise.
このような点火コイルとして、例えば特開2007−214198号公報(以下「特許文献1」)のような構造が知られている。特許文献1の内燃機関用点火装置の断面図を図5に示す。特許文献1の内燃機関用点火装置は、薄板鋼板が積層された鉄芯30に1次コイル10及び2次コイル20が巻装されたトランスが導電性プラスチックで構成されたケース40内に収納され、絶縁樹脂80が充填されてトランスを絶縁、固定している。また、ケース40を構成する導電性プラスチックには、金属繊維が練りこまれていると共に、ケース40の底面部には、挿入孔
を有する高圧タワー42が嵌挿されている。さらに、ケース40の一方の側面には、1次コイル10と接続され1次コイル10に励磁電流を供給する入力端子を有する低圧コネクタ60が設けられ、高圧タワー42の挿入孔には、2次コイル20と接続された高圧出力端子が挿入されている。
As such an ignition coil, for example, a structure as disclosed in JP 2007-214198 A (hereinafter “Patent Document 1”) is known. A cross-sectional view of the internal combustion engine ignition device of Patent Document 1 is shown in FIG. The ignition device for an internal combustion engine of Patent Document 1 is housed in a
上記構成の内燃機関用点火装置は、次に述べる組み立て手順に従って製造される。まず、高圧出力端子が挿着された高圧タワー42をケース40に圧入する。次に、このケース40内に、低圧コネクタ60の入力端子と電気的に接続されたトランスを高圧出力端子と接続して配置する。その後、絶縁樹脂80をケース40内に低圧コネクタ60側から注入硬化して、低圧コネクタ60、高圧出力端子及びトランスを絶縁、固定する構成が提案されていた。
The internal combustion engine ignition device having the above-described configuration is manufactured according to an assembly procedure described below. First, the
しかしながら、上記従来の内燃機関用点火コイルでは次のような問題が生じている。即ち、特許文献1においては、複雑な形状のケースであっても、特別な工数をかけることなくトランスからノイズが外部に放射されるのを防止することができるが、点火コイルに要求されている小型軽量化と高出力化の両立の達成には至っていない。特に、1次コイル、2次コイル及び鉄芯からなるコイル部をプラグホール外に配置する点火コイルでは小型軽量化と高出力化の両立は困難なものとなっている。 However, the conventional ignition coil for internal combustion engine has the following problems. That is, in Patent Document 1, even if the case has a complicated shape, noise can be prevented from being radiated to the outside from the transformer without requiring a special man-hour, but it is required for the ignition coil. Achieving compatibility between compact size and light weight and high output has not been achieved. In particular, in an ignition coil in which a coil portion including a primary coil, a secondary coil, and an iron core is disposed outside a plug hole, it is difficult to achieve both a reduction in size and weight and an increase in output.
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、点火コイルの小型軽量化を達成し、厳しい燃焼状態でも確実に着火を行う高出力化を両立させると共に、狭いエンジンルーム内でも他の車載制御部品のノイズの影響を受けない内燃機関用点火コイルを提供することを目標とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and achieves a reduction in the size and weight of the ignition coil, and at the same time, achieves high output for reliably igniting even in a severe combustion state, and other vehicle control components even in a narrow engine room. It is an object to provide an ignition coil for an internal combustion engine that is not affected by noise.
上記の課題を解決するために本発明は次のような構成とする。即ち、中心鉄芯の外周に1次ボビンに1次巻線を巻き回した1次コイルと、2次ボビンに2次巻線を巻き回した2次コイルと、外周鉄芯とを順番に備えたコイル部から発生させた高電圧を点火プラグへ供給する内燃機関用点火コイルにおいて、前記コイル部は、前記点火プラグに対向する面に高圧タワー側を構成する絶縁性樹脂から成形される第1のケースと、当該第1のケースの前記点火プラグと対向する面と反対側に配置される磁性材から成形される第2のケースとによって収容され、当該第2のケースの内周面は、前記外周鉄芯の外周面と面接触し、前記第1のケースと前記第2のケース内に熱硬化性のモールド樹脂を充填していることを特徴とする内燃機関用点火コイルとする。 In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows. That is, a primary coil in which a primary winding is wound around a primary bobbin, a secondary coil in which a secondary winding is wound around a secondary bobbin, and an outer peripheral iron core are sequentially provided on the outer periphery of the central iron core. In the ignition coil for an internal combustion engine that supplies a high voltage generated from the coil portion to the ignition plug, the coil portion is formed of an insulating resin that constitutes a high-pressure tower side on a surface facing the ignition plug. And a second case molded from a magnetic material disposed on the opposite side of the surface facing the spark plug of the first case, and the inner peripheral surface of the second case is The internal combustion engine ignition coil is characterized in that it is in surface contact with the outer peripheral surface of the outer peripheral iron core, and the first case and the second case are filled with a thermosetting mold resin.
上記構成においては、前記第2のケースは、エンジンブロックに固定するフランジを形成してもよい。また、前記第1及び第2のケースは、圧入によって接続されている構成としてもよいし、前記第1及び第2のケースは、溶着によって接続されている構成としてもよい。さらに、前記第1及び第2のケースは、前記1次コイルへの電源電圧を供給するコネクタを備える面と同一面に前記モールド樹脂を充填する開口面が形成される構成としてもよいし、前記第1及び第2のケースは、前記高圧タワー形成面と対向する面に前記モールド樹脂を充填する開口面が形成される構成としてもよい。 In the above configuration, the second case may form a flange that is fixed to the engine block. The first and second cases may be connected by press-fitting, or the first and second cases may be connected by welding. Furthermore, the first and second cases may have a configuration in which an opening surface for filling the mold resin is formed on the same surface as a surface including a connector for supplying a power supply voltage to the primary coil. The first and second cases may be configured such that an opening surface that fills the mold resin is formed on a surface facing the high-pressure tower forming surface.
上記の通り、点火プラグに対向する面に高圧タワー側を構成する絶縁性樹脂から成形される第1のケースと、第1のケースの点火プラグと対向する面と反対側に配置される磁性材から成形される第2のケースとによってコイル部が収容され、第2のケースの内周面は、外周鉄芯の外周面と面接触し、第1のケースと第2のケース内に熱硬化性のモールド樹脂を充填していることで、点火コイルの小型軽量化を達成し、厳しい燃焼状態でも確実に着火を行う高出力化を両立させると共に、狭いエンジンルーム内でも他の車載制御部品のノイズの影響を受けない内燃機関用点火コイルが実現することができる。 As described above, the first case molded from the insulating resin constituting the high-pressure tower side on the surface facing the spark plug, and the magnetic material disposed on the opposite side of the surface facing the spark plug of the first case The coil part is accommodated by the second case molded from the inner surface, the inner peripheral surface of the second case is in surface contact with the outer peripheral surface of the outer peripheral iron core, and is thermoset in the first case and the second case. By filling the mold resin, the size and weight of the ignition coil can be reduced, and it is possible to achieve high output to ensure ignition even under severe combustion conditions. An ignition coil for an internal combustion engine that is not affected by noise can be realized.
以下に本発明の実施の形態を示す実施例を図1乃至図4に基づいて説明する。 An example showing the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
本発明の第1の実施例とする点火コイルの斜視図を図1に、点火コイルの組み立て図を図2に、点火コイルの第2のケースを裏側から見た図を図3に、点火コイルの上面断面図を図4にそれぞれ示す。 FIG. 1 is a perspective view of an ignition coil according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an assembly view of the ignition coil, FIG. 3 is a diagram of a second case of the ignition coil viewed from the back side, and FIG. 4 is a cross-sectional top view of FIG.
図1及び図2において、点火コイル100は珪素鋼板を30枚程度積層して形成したI字型の中心鉄芯と略円形型の外周鉄芯32を組み合わせて閉磁路構造とする鉄芯と、当該中心鉄芯の外周に樹脂で成形した1次ボビンの外周に1次巻線を100ターン程度巻き回した1次コイル10と、当該1次コイル10の外周に樹脂で成形した2次ボビンの外周に2次巻線を8000〜15000ターン程度巻き回した2次コイル20と、からなるコイル部から構成される。また、当該コイル部は絶縁性樹脂から成形される第1のケース40と磁性材から成形された第2のケース50とを組み合わせて箱型となるケースに収容される。さらに、当該第1のケース40は当該コイル部に対してエンジン上部に形成されたプラグホール内に配置される点火プラグ側を底面として配置され、当該第2のケース50は当該コイル部に対して当該点火プラグと反対側を上面として配置される。
1 and 2, the
また、前記第1のケース40は前記コイル部の外周の6面に対して前記点火プラグ方向の1面を覆う形状としており、前記第2のケース50は前記コイル部の外周の6面に対して前記第1のケース40配置面を除く5面を覆う形状としている。さらに、前記第1のケース40の外側底面には前記点火プラグに向かって前記プラグホール内を突出する高圧タワー42を形成する。
The
また、前記第1のケース40は前記第2のケース50との接続部分に対する位置に凸部40aが形成されると共に、前記前記第2のケース50は前記第1のケース40の当該凸部40aとの接続部分に対する位置に凹部50aを形成する。さらに、当該凸部40a及び当該凹部50aは、前記第1及び第2のケース40,50の組み立て時に溶着によって接続固定されている。
The
また、前記第2のケース50の側面には前記点火コイル100をエンジンブロックに取り付けるための略三角柱状の取り付けフランジ52が形成され、当該フランジ52は当該高圧タワー42の軸方向に対してボルトで貫通されることによって当該エンジンブロックと面接触して固定される。さらに、前記第2のケース50の前記フランジ52形成面と対向する側面には樹脂成型されたコネクタ60が取り付けられている。
Further, a substantially triangular prism-
また、前記第2のケース50の前記コネクタ60と同一面に組み立て後の前記点火コイル100内に絶縁性のモールド樹脂を充填する開口部50bを形成している。さらに、前記第2のケース50の前記コネクタ60搭載付近には前記1次コイル10への点火信号を供給するスイッチング素子から構成されるイグナイタ70が収容されている。
Further, an opening 50b for filling an insulating mold resin is formed in the assembled
また、前記コイル部及び前記イグナイタ70は前記コネクタ60を介してそれぞれバッテリ又はECUと電気的に接続されている。さらに、前記点火コイル100は前記開口部50bから充填される前記モールド樹脂によって前記コイル部及び前記イグナイタ70を電気的絶縁及び物理的固定が実現されている。
The coil unit and the
図2では、前記点火コイル100の組み立て手順を説明する。まず、前記1次コイル10、前記2次コイル20、前記中心鉄芯、及び、前記外周鉄芯32から組み立てた前記コイル部を図中の矢印A方向に前記第1のケース40へ収容する。次に、前記コネクタ60及び前記イグナイタ70を接続固定した前記第2のケース50を組み立てた前記コイル部と前記第1のケース40に図中の矢印B方向へ被せる。最後に、前記開口部50bから前記モールド樹脂を充填し、前記コイル部及び前記イグナイタ70を電気的絶縁及び物理的固定する。
In FIG. 2, the assembly procedure of the
図3又は図4において、前記第2のケース50の側面は前記外周鉄芯32の曲線形状に沿って成形され、前記第2のケース50の内周面50cが前記外周鉄芯32の外周面32aと面接触させている。また、前記外周鉄芯32のM方向の磁路に対して前記外周鉄芯32に前記第2のケース50を含めた断面積を得た磁路が構成される。
3 or 4, the side surface of the
上記構成により、磁性材で成形された前記第2のケース50の前記内周面50cを前記外周鉄芯32の前記外周面32aと面接触させることで、前記外周鉄芯32の磁束を確保しつつ、前記点火コイル100のL方向の寸法(図4記載)が抑えられ、小型化及び軽量化が行える。また、磁性材で成形された前記第2のケース50は前記コイル部の外周の6面に対して前記第1のケース40配置面を除く5面を覆う形状とすることで、前記コイル部に対する他の車載制御部品からのノイズを遮断することができる。さらに、前記第1のケース40は前記点火コイル100の前記点火プラグ側を底面として配置され、前記高圧タワー42を形成することで、前記2次コイル20からの高電圧が前記第2のケース50にリークすることを防ぐ。
With the above configuration, the inner
また、前記第2のケース50は前記フランジ52が形成されると共に、前記第2のケース50の前記内周面50cを前記外周鉄芯32の前記外周面32aと面接触させることで、前記外周鉄芯32に発生する熱を前記フランジ52を介して前記エンジンブロックへ放出することができる。
In addition, the
上記実施例1の変形例として、前記第2のケース50を構成する磁性材として、アモルファス合金やパーマロイ等の磁性材料を用いてもよい。また、前記外周鉄芯32の形状は前記外周鉄芯32の前記外周面32aが前記第2のケース50の前記内周面50aと面接触する構成であれば、設計事情によって任意に変更してもよい。さらに、前記第2のケース50の形状は前記外周鉄芯32の磁束の確保に必要な厚さにする等、設計事情によって任意の形状に変更してもよい。
As a modification of the first embodiment, a magnetic material such as an amorphous alloy or permalloy may be used as the magnetic material constituting the
また、前記フランジ42は前記点火コイル100を固定した際に強度が維持できる位置であれば任意の位置に形成してよい。さらに、前記高圧タワー42は前記第1のケース40に形成したが、別部品として成形してもよい。
Further, the
また、前記第1及び第2のケース40,50は前記第1のケース40に形成された前記凸部40aと前記第2のケース50に形成された前記凹部50aを圧入によって接続する構成としてもよい。さらに、前記モールド樹脂を充填するための前記開口部50bは前記第2のケース50の前記コネクタ60と同一面に形成したが、前記第2のケース50の前記高圧タワー42と対抗する面に形成してもよい。
Further, the first and
10:1次コイル
20:2次コイル
32:外周鉄芯
32a:外周面
40:第1のケース
40a:凸部
42:高圧タワー
50:第2のケース
50a: 凹部
50b:開口部
50c:内周面
52:フランジ
60:コネクタ
70:イグナイタ
100:点火コイル
10: 1 primary coil
20: Secondary coil
32: Outer iron core
32a: Outer surface
40: First case
40a: Convex part
42: High-pressure tower
50: Second case
50a: recess
50b: Opening
50c: Inner peripheral surface
52: Flange
60: Connector
70: Igniter
100: Ignition coil
Claims (6)
前記コイル部は、前記点火プラグに対向する面に高圧タワー側を構成する絶縁性樹脂から成形される第1のケースと、当該第1のケースの前記点火プラグと対向する面と反対側に配置される磁性材から成形される第2のケースとによって収容され、
当該第2のケースの内周面は、前記外周鉄芯の外周面と面接触し、
前記第1のケースと前記第2のケース内に熱硬化性のモールド樹脂を充填していることを特徴とする内燃機関用点火コイル。 A coil having a primary coil in which a primary winding is wound around a primary bobbin, a secondary coil in which a secondary winding is wound around a secondary bobbin, and an outer peripheral iron core in order on the outer periphery of the central iron core In the internal combustion engine ignition coil that supplies the high voltage generated from the part to the ignition plug,
The coil portion is disposed on a surface opposite to the spark plug, on a side opposite to the surface facing the spark plug of the first case, and a first case molded from an insulating resin constituting the high-voltage tower side. And a second case molded from a magnetic material to be
The inner peripheral surface of the second case is in surface contact with the outer peripheral surface of the outer peripheral iron core,
An ignition coil for an internal combustion engine, wherein the first case and the second case are filled with a thermosetting mold resin.
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