JP6455027B2 - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Description

本発明は、点火プラグに点火用のスパークを発生させるための内燃機関用点火コイルに関する。

点火コイルにおいては、一次コイル、二次コイル及び中心コアの組付体が、環形状の外周コアの内側に挿入配置されて形成されるものがある。この点火コイルにおいては、中心コアの一端面を外周コアの内側面に接触させ、中心コアの他端面と外周コアの内側面との間にはコア間隙を形成している。
例えば、特許文献１においては、一次コイル及び二次コイルが外周に配置された第１コアと、第１コアの外側に配置されて第１コアとともに閉磁路を形成する第２コアとを備えた内燃機関用点火コイルについて開示されている。この点火コイルにおいては、第１コアの一端面と第２コアとの間にコアギャップが形成されており、第１コアの他端面が第２コアの接触面に押し当てられている。これにより、第１コアの他端面と第２コアとの間に隙間が生じないようにして、点火コイルの性能の低下及び性能のばらつきを少なくしている。

特開平３−２２４２０７号公報

特許文献１において、一次コイル、二次コイル及び第１コアの組付体を第２コアの開口部から挿入配置する際には、第１コアの他端面を第２コアの内側面に接触させながら、組付体を第２コアの開口部に対して斜めに挿入することがある。このとき、第１コアの他端面においては、一次コイルが巻回された一次スプールの端面が、第１コアの内側面に接触して削られながら第２コアの内側面に対面される。そして、一次スプールの端面が削られる量にばらつきが生じやすい。そのため、第１コアと第２コアとが接触しているものの、第１コアと第２コアとの組付状態に生じた傾きにより、第１コア及び第２コアを通過する磁束量が変化し、点火コイルの性能の低下又は性能のばらつきが生じるおそれがある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、一次コイル、二次コイル及び中心コアの組付体を外周コアに垂直に挿入することができ、外周コアに対する中心コアの組付状態に、傾きがほとんど生じないようにして、性能の低下又は性能のばらつきを抑えることができる内燃機関用点火コイルを提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、一次スプールの外周に巻回された一次コイルと、
二次スプールの外周に巻回され、上記一次コイルの外周に同心状に配置された二次コイルと、
上記一次コイルの内周に配置された中心コアと、
上記一次コイル、上記二次コイル及び上記中心コアの回りを囲む環形状を有し、該中心コアの一端面と接触するとともに、該中心コアの他端面との間にコア間隙を形成する外周コアと、を備え、
該外周コアの貫通方向の一方側に位置する第１開口部から、該外周コアの内側に上記一次コイル、上記二次コイル及び上記中心コアの組付体が挿入配置されて形成された内燃機関用点火コイルにおいて、
上記一次スプール又は上記二次スプールの一端側の第１端面には、該第１端面から一端側に突出し、かつ上記外周コアの内側面に接触、又は上記外周コアに設けられた保護部材の内側面に接触する第１突起部が設けられており、
該第１突起部は、上記中心コアが配置された位置よりも、上記貫通方向の他方側としての第２開口部側の位置に少なくとも形成されており、
上記一次スプール又は上記二次スプールの他端側の第２端面には、該第２端面から他端側に突出し、かつ上記中心コアの他端面よりも他端側に突出して上記外周コアの内側面に接触する第２突起部が設けられており、
該第２突起部は、上記外周コアの貫通方向の略全長に対向する位置に形成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイルにある。

上記内燃機関用点火コイルにおいては、一次スプール又は二次スプールに第１突起部及び第２突起部を形成することにより、外周コアに対する中心コアの組付位置の精度を向上させている。
具体的には、一次コイル、二次コイル及び中心コアの組付体は、第１突起部と第２突起部とによって中心コアの中心軸線方向の両側において案内されて、外周コアの内側に挿入される。第１突起部は、中心コアが配置された位置よりも、貫通方向の他方側としての第２開口部側の位置に少なくとも形成されている。これにより、外周コアに中心コアが挿入される際には、中心コアの一端面においては、中心コアの一端面が外周コアの内側面に接触するよりも先に、第１突起部が、外周コアの内側面又は外周コアに設けられた保護部材の内側面に接触する。そして、第１突起部が外周コアの内側面又は保護部材の内側面に接触する状態で、中心コアの一端面が外周コアの内側面に接触する。

また、第２突起部は、外周コアの貫通方向の略全長に対向する位置に形成されている。これにより、外周コアに中心コアが挿入される際に、中心コアの一端面が外周コアの内側面に接触するよりも先に、中心コアの一端面において、第１突起部が外周コアの内側面又は保護部材の内側面に接触するとほぼ同時に、中心コアの他端面において、第２突起部が外周コアの内側面に接触する。
その結果、中心コアが外周コアに組み付けられる際には、中心コアの一端面及び他端面の両側において、中心コアが外周コアに案内される。そして、外周コアの第１開口部に対して垂直になる状態で、一次コイル、二次コイル及び中心コアの組付体を挿入することができる。これにより、外周コアに対する中心コアの組付状態に、傾きがほとんど生じないようにすることができる。

それ故、上記内燃機関用点火コイルによれば、一次コイル、二次コイル及び中心コアの組付体を外周コアに垂直に挿入することができ、外周コアに対する中心コアの組付状態に、傾きがほとんど生じないようにすることができる。また、点火コイルの性能の低下又は性能のばらつきを抑えることができる。

実施例１にかかる、点火コイルを示す断面説明図。 実施例１にかかる、一次コイル、二次コイル及び中心コアの組付体を外周コアに組み付ける状態を、第１突起部の側から見た状態で示す斜視図。 実施例１にかかる、組付体を外周コアに組み付ける状態を、第２突起部の側から見た状態で示す斜視図。 実施例１にかかる、他の組付体を外周コアに組み付ける状態を、第１突起部の側から見た状態で示す斜視図。 実施例１にかかる、他の組付体を外周コアに組み付ける状態を、第１突起部の側から見た状態で示す斜視図。 実施例１にかかる、他の組付体を外周コアに組み付ける状態を、第１突起部の側から見た状態で示す斜視図。 実施例２にかかる、組付体を外周コアに組み付ける状態を、第１突起部の側から見た状態で示す斜視図。

上述した内燃機関用点火コイルにおける好ましい実施の形態について説明する。
（実施例１）
本例の内燃機関用点火コイル１（以下、点火コイル１という。）は、図１〜図３に示すように、一次スプール３の外周に巻回された一次コイル２１と、二次スプール４の外周に巻回され、一次コイル２１の外周に同心状に配置された二次コイル２２と、一次コイル２１の内周に配置された中心コア５と、一次コイル２１、二次コイル２２及び中心コア５の回りを囲む環形状を有する外周コア６とを備えている。中心コア５の一端面５１と外周コア６の内側面６０とが接触しており、中心コア５の他端面５２と外周コア６の内側面６０との間にコア間隙Ｓが形成されている。点火コイル１は、外周コア６の貫通方向Ｌの一方側に位置する第１開口部６１から、外周コア６の内側面６０に一次コイル２１、二次コイル２２及び中心コア５の組付体１０が挿入配置されて形成されている。

図２に示すように、二次スプール４の一端側の第１端面４１には、第１端面４１から一端側に突出する第１突起部４２が設けられている。第１突起部４２の端面４２１は、外周コア６の内側面６０に接触するよう、中心コア５の一端面５１と同一面に形成されている。第１突起部４２は、中心コア５が配置された位置よりも、貫通方向Ｌの他方側としての第２開口部６２側の位置に少なくとも形成されている。
図３に示すように、一次スプール３の他端側の第２端面３１には、第２端面３１から他端側に突出する第２突起部３２が設けられている。第２突起部３２の端面は、外周コア６の内側面６０に接触するよう、中心コア５の他端面５２よりも他端側に突出している。第２突起部３２は、外周コア６の貫通方向Ｌの略全長に対向する位置に形成されている。

以下に、本例の点火コイル１について、図１〜図６を参照して詳説する。
図１に示すように、点火コイル１は、エンジンの各シリンダーに配置され、各シリンダーのプラグホールに配置された点火プラグにスパークを発生させるためのスパーク用電圧を発生させる。
本例の点火コイル１は、一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア５及び外周コア６がプラグホールの外部に配置され、プラグホール内に、点火プラグへのジョイント部１２が配置されるものである。一次コイル２１、二次コイル２２、中心コア５及び外周コア６は、ケース１１内に配置されており、ケース１１内の隙間は、注型用の樹脂１３によって充填されている。

中心コア５は、直方体に形成されている。一次コイル２１は、角部が丸められた略四角筒形状の断面の一次スプール３の外周に巻回されている。二次コイル２２は、角部が丸められた略四角筒形状の断面の二次スプール４の外周に巻回されている。外周コア６は、角部が丸められた略四角環形状に形成されている。外周コア６の貫通方向Ｌはケース１１の開口部の方向に向けられており、ケース１１は、略四角環形状の外周コア６に沿った略四角の器形状に形成されている。

中心コア５及び外周コア６は、外周コア６の貫通方向Ｌに複数の電磁鋼板を積層して形成されている。一次スプール３は、一次コイル２１が巻回された筒部３５と、筒部３５の端部に繋がるコネクタ部３６とを有している。ケース１１内においては、外周コア６の外側の位置において、コネクタ部３６に接続されるイグナイタ３７が配置されている。二次スプール４は、二次コイル２２が巻回された筒部４５を有している。二次スプール４の中心部には、一次コイル２１及び中心コア５が挿入配置される中空穴４０が形成されている。
なお、図２、図３においては、コネクタ部３６を省略している。

図２に示すように、第１突起部４２は、二次スプール４の筒部４５の一端側に設けられた鍔部４５１の第１端面４１から突出して形成されている。第１突起部４２は、二次スプール４の鍔部４５１における、中空穴４０に対する左右方向の辺部分４５１Ｂであって、左右方向の両側の位置において、貫通方向Ｌに伸びる形状に一対に形成されている。第１突起部４２の第２開口部６２側の端部には、組付体１０を外周コア６の内側面６０へ案内するテーパ部４２２が形成されている。第１突起部４２は、中心コア５に対する両側のほぼ対象位置に配置されている。
また、第１突起部４２の端面４２１から第２突起部３２の端面３２１までの距離は、外周コア６の内側面６０から内側面６０までの距離よりも若干大きい。

図３に示すように、第２突起部３２は、一次スプール３の筒部３５の他端側に設けられた鍔部３５１の第２端面３１から突出して形成されている。第２突起部３２は、一次スプール３の鍔部３５１の左右方向の両端部において、貫通方向Ｌに伸びる形状に一対に形成されている。第２突起部３２の第２開口部６２側の端部には、組付体１０を外周コア６の内側面６０へ案内するテーパ部３２２が形成されている。第２突起部３２は、中心コア５に対する両側のほぼ対象位置に配置されている。
また、一対の第２突起部３２と、第２突起部３２同士を第１開口部６１側において繋ぐ繋ぎ部３３とによって、永久磁石５３を配置する収容部３４が形成されている。永久磁石５３は、コア間隙Ｓに隣接して中心コア５の一端面５１に配置され、中心コア５に形成される磁束と逆方向の磁束を生じさせて、点火コイル１の性能を高めるものである。

また、第１突起部４２は、図４に示すように、二次スプール４の鍔部４５１における、中空穴４０に対する第２開口部６２側の辺部分４５１Ａであって、外周コア６の貫通方向Ｌに直交する左右方向の両側の位置において、貫通方向Ｌに伸びる形状に一対に形成することもできる。この場合、第１突起部４２は、中心コア５に対する第２開口部６２側の位置に形成される。

また、第１突起部４２は、図５に示すように、二次スプール４の鍔部４５１における、中空穴４０に対する第２開口部６２側の辺部分４５１Ａ及び中空穴４０に対する左右方向の辺部分４５１Ｂにおいて、それぞれ一対に形成することもできる。この場合、辺部分４５１Ａにおける第１突起部４２の端面４２１と、辺部分４５１Ｂにおける第１突起部４２の端面４２１とは、中心コア５の一端面５１と同一面に形成される。

さらに、第１突起部４２は、図６に示すように、二次スプール４の鍔部４５１における、中空穴４０に対する第２開口部６２側の辺部分４５１Ａの全体に、貫通方向Ｌに伸びる形状に形成することもできる。この場合、第１突起部４２は、二次スプール４の第１端面４１から、鍔部４５１の辺部分４５１Ａを一端側にオフセットする形状で形成することができる。

本例の点火コイル１においては、一次スプール３に第２突起部３２を形成し、二次スプール４に第１突起部４２を形成することにより、外周コア６に対する中心コア５の組付位置の精度を向上させている。
具体的には、一次コイル２１、二次コイル２２及び中心コア５の組付体１０は、第１突起部４２と第２突起部３２とによって中心コア５の中心軸線方向の両側において案内されて、外周コア６の内側に挿入される。第１突起部４２は、中心コア６が配置された位置よりも、貫通方向Ｌの他方側としての第２開口部６２側の位置に少なくとも形成されている。これにより、外周コア６に中心コア５が挿入される際には、中心コア５の一端面５１においては、中心コア５の一端面５１が外周コア６の内側面６０に接触するよりも先に、第１突起部４２が外周コア６の内側面６０に接触する。そして、第１突起部４２が外周コア６の内側面６０に接触する状態で、中心コア５の一端面５１が外周コア６の内側面６０に接触する。

また、第２突起部３２は、外周コア６の貫通方向Ｌの全長に対向する位置に形成されている。これにより、外周コア６に中心コア５が挿入される際に、中心コア５の一端面５１が外周コア６の内側面６０に接触するよりも先に、中心コア５の一端面５１において、第１突起部４２が外周コア６の内側面６０に接触するとほぼ同時に、中心コア５の他端面５２において、第２突起部３２が外周コア６の内側面６０に接触する。
その結果、中心コア５が外周コア６に組み付けられる際には、中心コア５の一端面５１及び他端面５２の両側において、中心コア５が外周コア６に案内される。そして、外周コア６の第１開口部６１に対して垂直になる状態で、一次コイル２１、二次コイル２２及び中心コア５の組付体１０を挿入することができる。これにより、外周コア６に対する中心コア５の組付状態に、傾きがほとんど生じないようにすることができる。そして、中心コア５及び外周コア６を通過する磁束量のばらつきを少なくすることができる。

それ故、本例の点火コイル１によれば、一次コイル２１、二次コイル２２及び中心コア５の組付体１０を外周コア６に垂直に挿入することができ、外周コア６に対する中心コア５の組付状態に、傾きがほとんど生じないようにすることができる。また、点火コイル１の性能の低下又は性能のばらつきを抑えることができる。そして、点火コイル１の性能の低下又は性能のばらつきが抑えられることにより、性能の余裕率を少なくすることができ、点火コイル１の小型化又はコストダウンを図ることができる。

（実施例２）
本例は、図７に示すように、外周コア６が保護部材７によって覆われている場合の点火コイル１について示す。
保護部材７は、外周コア６の内側面６０、外側面６０１及び貫通方向Ｌの両側の端面６０２を覆う形状に形成されている。保護部材７は、中心コア５の一端面５１が配置される位置と、中心コア５の他端面５２が配置される位置とに切欠き部７１，７２を有している。各切欠き部７１，７２においては、外周コア６の内側面６０が露出している。中心コア５の一端面５１に形成された切欠き部７１は、中心コア５の一端面５１と対向する左右方向の中心部分にのみ形成されており、この切欠き部７１の左右方向の両側に位置する、外周コア６の内側面６０は、保護部材７によって覆われている。

第１突起部４２は、二次スプール４の筒部４５の一端側に設けられた鍔部４５１の第１端面４１から、保護部材７の内側面７０に接触する高さに突出して形成されている。第１突起部４２は、二次スプール４の鍔部４５１における、中空穴４０に対する左右方向の辺部分４５１Ｂであって、左右方向の両側の位置において、貫通方向Ｌに伸びる形状に一対に形成されている。第１突起部４２の第２開口部６２側の端部には、組付体１０を保護部材７の内側面７０へ案内するテーパ部４２２が形成されている。第１突起部４２は、中心コア５に対する両側のほぼ対象位置に配置されている。

本例においては、保護部材７に覆われた外周コア６に中心コア５が挿入される際には、中心コア５の一端面５１においては、中心コア５の一端面５１が外周コア６の内側面６０に接触するよりも先に、第１突起部４２が保護部材７の内側面７０に接触する。そして、第１突起部４２が保護部材７の内側面７０に接触する状態で、中心コア５の一端面５１が外周コア６の内側面６０に接触する。

また、第２突起部３２は、外周コア６の貫通方向Ｌの全長に対向する位置に形成されている。これにより、外周コア６に中心コア５が挿入される際に、中心コア５の一端面５１が外周コア６の内側面６０に接触するよりも先に、中心コア５の一端面５１において、第１突起部４２が保護部材７の内側面７０に接触するとほぼ同時に、中心コア５の他端面５２において、第２突起部３２が外周コア６の内側面６０に接触する。
本例の点火コイル１によっても、一次コイル２１、二次コイル２２及び中心コア５の組付体１０を外周コア６に垂直に挿入することができ、外周コア６に対する中心コア５の組付状態に、傾きがほとんど生じないようにすることができる。また、本例においても、点火コイル１のその他の構成及び図中の符号は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

１ 点火コイル
１０ 組付体
２１ 一次コイル
２２ 二次コイル
３ 一次スプール
３１ 第２端面
３２ 第２突起部
４ 二次スプール
４１ 第１端面
４２ 第１突起部
５ 中心コア
５１ 一端面
５２ 他端面
６ 外周コア
６０ 内側面
６１ 第１開口部
６２ 第２開口部
７ 保護部材
７０ 内側面
Ｓ コア間隙
Ｌ 貫通方向

Claims (3)

1. 一次スプール（３）の外周に巻回された一次コイル（２１）と、
   二次スプール（４）の外周に巻回され、上記一次コイル（２１）の外周に同心状に配置された二次コイル（２２）と、
   上記一次コイル（２１）の内周に配置された中心コア（５）と、
   上記一次コイル（２１）、上記二次コイル（２２）及び上記中心コア（５）の回りを囲む環形状を有し、該中心コア（５）の一端面（５１）と接触するとともに、該中心コア（５）の他端面（５２）との間にコア間隙（Ｓ）を形成する外周コア（６）と、を備え、
   該外周コア（６）の貫通方向（Ｌ）の一方側に位置する第１開口部（６１）から、該外周コア（６）の内側に上記一次コイル（２１）、上記二次コイル（２２）及び上記中心コア（５）の組付体（１０）が挿入配置されて形成された内燃機関用点火コイル（１）において、
   上記一次スプール（３）又は上記二次スプール（４）の一端側の第１端面（４１）には、該第１端面（４１）から一端側に突出し、かつ上記外周コア（６）の内側面（６０）に接触、又は上記外周コア（６）に設けられた保護部材（７）の内側面（７０）に接触する第１突起部（４２）が設けられており、
   該第１突起部（４２）は、上記中心コア（５）が配置された位置よりも、上記貫通方向（Ｌ）の他方側としての第２開口部（６２）側の位置に少なくとも形成されており、
   上記一次スプール（３）又は上記二次スプール（４）の他端側の第２端面（３１）には、該第２端面（３１）から他端側に突出し、かつ上記中心コア（５）の他端面（５２）よりも他端側に突出して上記外周コア（６）の内側面（６０）に接触する第２突起部（３２）が設けられており、
   該第２突起部（３２）は、上記外周コア（６）の貫通方向（Ｌ）の略全長に対向する位置に形成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル（１）。
2. 上記二次スプール（４）の中心部には、上記一次コイル（２１）及び上記中心コア（５）が挿入配置される中空穴（４０）が形成されており、
   上記第１突起部（４２）は、上記二次スプール（４）の上記中空穴（４０）に対する上記第２開口部（６２）側の辺部分（４５１Ａ）であって上記外周コア（６）の貫通方向（Ｌ）に直交する左右方向の両側の位置と、上記二次スプール（４）の上記中空穴（４０）に対する上記左右方向の辺部分（４５１Ｂ）であって該左右方向の両側の位置との少なくとも一方において、上記貫通方向（Ｌ）に伸びる形状に少なくとも一対に形成されており、
   上記第２突起部（３２）は、上記一次スプール（３）の上記左右方向の両端部において、上記貫通方向（Ｌ）に伸びる形状に一対に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火コイル（１）。
3. 上記二次スプール（４）の中心部には、上記一次コイル（２１）及び上記中心コア（５）が挿入配置される中空穴（４０）が形成されており、
   上記第１突起部（４２）は、上記二次スプール（４）の上記中空穴（４０）に対する上記第２開口部（６２）側の辺部分（４５１Ａ）の全体に、上記貫通方向（Ｌ）に伸びる形状に形成されており、
   上記第２突起部（３２）は、上記一次スプール（３）の、上記貫通方向（Ｌ）に直交する左右方向の両端部において、上記貫通方向（Ｌ）に伸びる形状に一対に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火コイル（１）。

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