JP7567273B2 - 内燃機関用点火コイル - Google Patents
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Description
スイッチング素子を有するイグナイタ(43)と、
前記スイッチング素子によって通電及び通電の遮断が行われる一次コイル(2)と、
前記一次コイルの外周側に前記一次コイルと同軸状に配置され、前記一次コイルへの通電の遮断を受けて誘導起電力を発生させる二次コイル(3)と、
前記二次コイルが外周に巻き付けられた二次ボビン(31)と、
前記二次ボビンの軸方向(L)に直交する装着方向(D)における、スパークプラグが装着される装着側(D1)とは反対側に開口部(52)を有し、前記イグナイタ、前記一次コイル、前記二次コイル及び前記二次ボビンを収容するコイルケース(5)と、
前記コイルケース内の隙間に充填され、前記イグナイタ、前記一次コイル、前記二次コイル及び前記二次ボビンを、絶縁して固着する絶縁固着樹脂(6)と、を備え、
前記二次ボビンは、四角筒形状の筒状部(32)と、前記筒状部の外周における前記軸方向の複数箇所において、前記筒状部の外周から突出し、前記筒状部の外周を前記軸方向に並ぶ複数の凹部(321)に仕切る複数の鍔部(33,34)とを有し、
複数の前記鍔部における、両端に位置する端鍔部(33)を除く残りの複数の中間鍔部(34)には、前記凹部に配置された前記二次コイルの巻線(301)を、隣接する前記凹部に渡らせるための渡り溝(35)が形成されており、
前記二次コイルの巻線は、複数の前記凹部において前記二次ボビンの径方向(R)に複数段に重なって巻き付けられており、かつ、前記凹部における、前記複数段の巻線のうちの前記径方向の最上段位置(301B)から、前記渡り溝内を渡って、隣接する前記凹部における、前記径方向の最下段位置(301A)へ渡されており、
曲線状に窪む底面(353)と一対の側面とによって構成される前記渡り溝は、互いに隣接する複数の前記中間鍔部における、前記装着側であって、前記軸方向及び前記装着方向の双方に直交する幅方向(W)に位置する2つの曲線状角部位(343)のうちのいずれか一方である渡り用角部位(344)を含む部位に形成されており、
前記一対の側面のうちの第1側面(351)は、前記渡り用角部位において、前記中間鍔部の外周位置(P2)から内周位置(P1)まで、前記装着方向に傾斜する状態で形成されており、
前記一対の側面のうちの第2側面(352)は、前記渡り用角部位において、前記中間鍔部の外周位置から内周位置まで、前記径方向の外周側に行くほど前記第1側面から離れる状態で形成されており、
前記渡り溝は、互いに隣接する複数の前記中間鍔部において、前記幅方向の一方側における前記渡り用角部位に、前記軸方向に並ぶ状態で形成されている、内燃機関用点火コイル(1)にある。
本発明の他の態様は、
スイッチング素子を有するイグナイタ(43)と、
前記スイッチング素子によって通電及び通電の遮断が行われる一次コイル(2)と、
前記一次コイルの外周側に前記一次コイルと同軸状に配置され、前記一次コイルへの通電の遮断を受けて誘導起電力を発生させる二次コイル(3)と、
前記二次コイルが外周に巻き付けられた二次ボビン(31)と、
前記二次ボビンの軸方向(L)に直交する装着方向(D)における、スパークプラグが装着される装着側(D1)とは反対側に開口部(52)を有し、前記イグナイタ、前記一次コイル、前記二次コイル及び前記二次ボビンを収容するコイルケース(5)と、
前記コイルケース内の隙間に充填され、前記イグナイタ、前記一次コイル、前記二次コイル及び前記二次ボビンを、絶縁して固着する絶縁固着樹脂(6)と、を備え、
前記二次ボビンは、四角筒形状の筒状部(32)と、前記筒状部の外周における前記軸方向の複数箇所において、前記筒状部の外周から突出し、前記筒状部の外周を前記軸方向に並ぶ複数の凹部(321)に仕切る複数の鍔部(33,34)とを有し、
複数の前記鍔部における、両端に位置する端鍔部(33)を除く残りの複数の中間鍔部(34)には、前記凹部に配置された前記二次コイルの巻線(301)を、隣接する前記凹部に渡らせるための渡り溝(35)が形成されており、
前記二次コイルの巻線は、複数の前記凹部において前記二次ボビンの径方向(R)に複数段に重なって巻き付けられており、かつ、前記凹部における、前記複数段の巻線のうちの前記径方向の最上段位置(301B)から、前記渡り溝内を渡って、隣接する前記凹部における、前記径方向の最下段位置(301A)へ渡されており、
曲線状に窪む底面(353)と一対の側面とによって構成される前記渡り溝は、互いに隣接する前記中間鍔部における、前記装着側であって、前記軸方向及び前記装着方向の双方に直交する幅方向(W)に位置する2つの曲線状角部位(343)のうちのいずれか一方である渡り用角部位(344)を含む部位に形成されており、
前記一対の側面のうちの第1側面(351)は、前記渡り用角部位において、前記中間鍔部の外周位置(P2)から内周位置(P1)まで、前記装着方向に傾斜する状態で形成されており、
前記一対の側面のうちの第2側面(352)は、前記渡り用角部位において、前記中間鍔部の外周位置から内周位置まで、前記径方向の外周側に行くほど前記第1側面から離れる状態で形成されており、
前記渡り溝は、互いに隣接する複数の前記中間鍔部において、前記幅方向の一方側の前記渡り用角部位と他方側の前記渡り用角部位とに交互に、かつ、それぞれの側で前記軸方向に並ぶ状態で配置されている、内燃機関用点火コイル(1)にある。
<実施形態1>
本形態の内燃機関用点火コイル1(点火コイル1という。)は、図1及び図2に示すように、イグナイタ43、一次コイル2、二次コイル3、二次ボビン31、コイルケース5及び絶縁固着樹脂6を備える。
(点火コイル1)
図1に示すように、点火コイル1は、車両の内燃機関としてのエンジンにおいて、シリンダヘッドカバー7に配置され、シリンダヘッドに配置されたスパークプラグから、シリンダヘッドの燃焼室内に火花放電を発生させるために用いられる。本形態の点火コイル1は、車載用のものである。点火コイル1は、一次コイル2、二次コイル3、コイルケース5、イグナイタ43等によって構成されたコイル本体部11と、コイル本体部11から突出して、二次コイル3とスパークプラグとを高圧端子45及びバネ46を介して電気的に接続するためのジョイント部12とを有する。コイル本体部11は、シリンダヘッドカバー7に配置され、ジョイント部12は、シリンダヘッドカバー7のプラグホール71に配置される。
図1及び図2に示すように、一次コイル2は、巻線としてのマグネットワイヤを、一次ボビン21の筒状部22の外周面に巻き付けることによって形成されている。一次コイル2は、イグナイタ43のスイッチング素子によって、通電及び通電の遮断が繰り返されるものである。
図1及び図2に示すように、二次コイル3は、一次コイル2の外周側において、一次コイル2と同軸状に配置されている。二次コイル3は、巻線としてのマグネットワイヤを、二次ボビン31の筒状部32の外周面に巻き付けることによって形成されている。二次コイル3の巻線301は一次コイル2の巻線よりも細く、二次コイル3の巻線数は一次コイル2の巻線数よりも多い。二次コイル3は、一次コイル2への通電が遮断されたときに、相互誘導作用による誘導起電力を発生させるものである。一次コイル2及び二次コイル3の中心軸線は、コイルケース5の開口部52に対して直交する方向に向けられている。
図1及び図2に示すように、一次コイル2の内周側には、一次コイル2及び二次コイル3によって生じる磁束を通過させるための中心コア41が配置されている。本形態の中心コア41は、軟磁性材料からなる板状の電磁鋼板が複数積層されて形成されている。中心コア41は、直方体形状に形成されている。なお、中心コア41は、軟磁性材料からなる粉末が圧縮成形されて形成されたものであってもよい。
図1及び図2に示すように、二次コイル3の外周側には、一次コイル2及び二次コイル3によって生じる磁束を通過させるための外周コア42が配置されている。本形態の外周コア42は、軟磁性材料からなる板状の電磁鋼板が複数積層されて形成されている。外周コア42は、装着方向Dから見た断面において、中心コア41を内側に配置する四角環形状に形成されている。なお、外周コア42は、軟磁性材料からなる粉末が圧縮成形されて形成されたものであってもよい。
図1に示すように、イグナイタ43は、一次コイル2及び二次コイル3の軸方向Lにおいて、外周コア42の一部に隣接して配置されている。イグナイタ43は、スイッチング回路を形成するスイッチング素子等の電子部品が設けられた電子基板431と、この電子基板431を覆うモールド樹脂432とによって構成されている。電子基板431に設けられた導体ピン433は、モールド樹脂432の外部に引き出されている。イグナイタ43の導体ピン433は、モールド樹脂432から装着方向Dの開口側D2に突出している。イグナイタ43におけるスイッチング素子は、点火コイル1の外部に配置された電子制御装置による指令を受けて、一次コイル2への通電及び通電の遮断を行う。
図1に示すように、コイルケース5は、熱可塑性樹脂の成形品として形成されている。コイルケース5は、一次コイル2、二次コイル3、中心コア41、外周コア42、イグナイタ43等を収容する収容部51を有する。コイルケース5の開口部52は、収容部51の装着方向Dの開口側D2の端部に形成されている。一次コイル2、一次ボビン21、二次コイル3、二次ボビン31、中心コア41、外周コア42、イグナイタ43等のコイル組付体は、開口部52から収容部51に配置される。また、液状の絶縁固着樹脂6は、開口部52からコイルケース5内の隙間に注入される。
図1に示すように、絶縁固着樹脂6は、熱硬化性樹脂によって構成されている。コイルケース5内に、一次コイル2、一次ボビン21、二次コイル3、二次ボビン31、中心コア41、外周コア42、イグナイタ43等が組み付けられたコイル組付体が配置された後に、このコイルケース5内の隙間に液状の熱硬化性樹脂が注入され、この液状の熱硬化性樹脂が硬化される。熱硬化性樹脂からなる絶縁固着樹脂6によって、コイルケース5内の一次コイル2、一次ボビン21、二次コイル3、二次ボビン31、中心コア41、外周コア42、イグナイタ43等が絶縁された状態で互いに固着される。
図1及び図2に示すように、一次ボビン21は、熱可塑性樹脂の成形品によって形成されている。一次ボビン21は、四角形状の筒状部22と、筒状部22の軸方向Lの両端に形成された鍔部と、筒状部22の軸方向Lの一方側の端部に設けられたコネクタ部24とを有する。一次コイル2の巻線は、一次ボビン21の筒状部22における、鍔部同士の間の外周面に巻き付けられている。コネクタ部24には、イグナイタ43における導体ピン433に接続されるコネクタ導体241が設けられている。なお、コネクタ部24は、一次ボビン21の筒状部22と別体に形成してもよい。
図2及び図3に示すように、二次ボビン31は、熱可塑性樹脂の成形品によって形成されている。二次ボビン31における四角形状の筒状部32の4つの角部位は、曲線状に形成されている。また、筒状部32における複数の中間鍔部34の4つの角部位は、曲線状角部位343として形成されている。二次ボビン31の筒状部32の内周側には、一次コイル2及び一次ボビン21が配置された中空穴322が形成されている。複数の中間鍔部34は、装着方向Dに平行な、直線状の一対の第1辺部位341と、装着方向Dに垂直な、直線状の一対の第2辺部位342と、第1辺部位341と第2辺部位342とを繋ぐ4つの曲線状角部位343とによって構成されている。
図2~図4に示すように、渡り溝35は、中間鍔部34における周方向Cの一部を切り欠く切欠きとして形成されている。渡り溝35は、第1側面351及び第2側面352の一対の側面と、第1側面351と第2側面352との間の底面353とによって構成されている。第1側面351と第2側面352とは互いに傾斜しており、第1側面351と第2側面352との間の間隔は、径方向Rの外周側に行くほど広がっている。渡り溝35の底面353は、曲線状に窪んで形成されている。第1側面351及び第2側面352は、直線状に形成する他にも、曲線状に形成してもよい。
本形態の点火コイル1においては、二次ボビン31の中間鍔部34における渡り溝35の形成位置に工夫をしている。具体的には、渡り溝35は、中間鍔部34における、スパークプラグの装着側D1に位置する2つの曲線状角部位343のうちのいずれか一方である渡り用角部位344に形成されている。コイルケース5の装着方向Dにおいて、コイルケース5の開口部52が形成された側とは反対側は、スパークプラグの装着側D1であって、コイルケース5の底部53側となる。
本形態は、渡り用角部位344における渡り溝35の形成の仕方が、実施形態1と異なる場合について示す。
図5及び図6に示すように、本形態の渡り用角部位344も、複数の中間鍔部34における、装着方向Dの装着側D1であって幅方向Wの一方側としての第2側W2(図5における左側)に配置されている。また、本形態の渡り溝35も、複数の中間鍔部34の全体の渡り用角部位344において、軸方向Lに貫通する状態(並ぶ状態)で形成されている。
本形態も、渡り用角部位344における渡り溝35の形成の仕方が、実施形態1と異なる場合について示す。
図7及び図8に示すように、渡り溝35が形成された渡り用角部位344は、互いに隣接する複数の中間鍔部34における、装着方向Dの装着側D1であって幅方向Wの第1側W1(図7における右側)と第2側W2(図7における左側)とに交互に配置されている。図8は、二次ボビン31を装着方向Dの装着側D1から見た状態で示す。
本形態は、図9に示すように、実施形態3に示した二次ボビン31において、幅方向Wの第2側W2(図9における左側)の渡り用角部位344に形成された渡り溝35の形状が異なる場合について示す。
本形態の幅方向Wの第2側W2の渡り用角部位344に形成された渡り溝35の第1側面351は、実施形態2の場合と同様に、渡り用角部位344の第1辺部位341側の外周位置P2から、幅方向Wの内側に向けて、装着方向Dに対して傾斜して形成されている。本形態の幅方向Wの第2側W2の渡り用角部位344に形成された渡り溝35の第2側面352は、装着方向Dに対して略平行に形成されている。
2 一次コイル
3 二次コイル
31 二次ボビン
32 筒状部
34 中間鍔部
343 曲線状角部位
344 渡り用角部位
35 渡り溝
Claims (5)
- スイッチング素子を有するイグナイタ(43)と、
前記スイッチング素子によって通電及び通電の遮断が行われる一次コイル(2)と、
前記一次コイルの外周側に前記一次コイルと同軸状に配置され、前記一次コイルへの通電の遮断を受けて誘導起電力を発生させる二次コイル(3)と、
前記二次コイルが外周に巻き付けられた二次ボビン(31)と、
前記二次ボビンの軸方向(L)に直交する装着方向(D)における、スパークプラグが装着される装着側(D1)とは反対側に開口部(52)を有し、前記イグナイタ、前記一次コイル、前記二次コイル及び前記二次ボビンを収容するコイルケース(5)と、
前記コイルケース内の隙間に充填され、前記イグナイタ、前記一次コイル、前記二次コイル及び前記二次ボビンを、絶縁して固着する絶縁固着樹脂(6)と、を備え、
前記二次ボビンは、四角筒形状の筒状部(32)と、前記筒状部の外周における前記軸方向の複数箇所において、前記筒状部の外周から突出し、前記筒状部の外周を前記軸方向に並ぶ複数の凹部(321)に仕切る複数の鍔部(33,34)とを有し、
複数の前記鍔部における、両端に位置する端鍔部(33)を除く残りの複数の中間鍔部(34)には、前記凹部に配置された前記二次コイルの巻線(301)を、隣接する前記凹部に渡らせるための渡り溝(35)が形成されており、
前記二次コイルの巻線は、複数の前記凹部において前記二次ボビンの径方向(R)に複数段に重なって巻き付けられており、かつ、前記凹部における、前記複数段の巻線のうちの前記径方向の最上段位置(301B)から、前記渡り溝内を渡って、隣接する前記凹部における、前記径方向の最下段位置(301A)へ渡されており、
曲線状に窪む底面(353)と一対の側面とによって構成される前記渡り溝は、前記中間鍔部における、前記装着側であって、前記軸方向及び前記装着方向の双方に直交する幅方向(W)に位置する2つの曲線状角部位(343)のうちのいずれか一方である渡り用角部位(344)を含む部位に形成されており、
前記一対の側面のうちの第1側面(351)は、前記渡り用角部位において、前記中間鍔部の外周位置(P2)から内周位置(P1)まで、前記装着方向に傾斜する状態で形成されており、
前記一対の側面のうちの第2側面(352)は、前記渡り用角部位において、前記中間鍔部の外周位置から内周位置まで、前記径方向の外周側に行くほど前記第1側面から離れる状態で形成されており、
前記渡り溝は、互いに隣接する複数の前記中間鍔部において、前記幅方向の一方側における前記渡り用角部位に、前記軸方向に並ぶ状態で配置されている、内燃機関用点火コイル(1)。 - 前記渡り溝の前記第1側面は、前記渡り用角部位の外周位置から前記幅方向の外側又は内側に向けて、前記装着方向に対して傾斜して形成されており、前記渡り溝の前記第2側面は、前記装着方向又は前記幅方向に対して略平行に形成されており、前記渡り溝は、前記第1側面が前記装着側を向くように配置されている、請求項1に記載の内燃機関用点火コイル。
- スイッチング素子を有するイグナイタ(43)と、
前記スイッチング素子によって通電及び通電の遮断が行われる一次コイル(2)と、
前記一次コイルの外周側に前記一次コイルと同軸状に配置され、前記一次コイルへの通電の遮断を受けて誘導起電力を発生させる二次コイル(3)と、
前記二次コイルが外周に巻き付けられた二次ボビン(31)と、
前記二次ボビンの軸方向(L)に直交する装着方向(D)における、スパークプラグが装着される装着側(D1)とは反対側に開口部(52)を有し、前記イグナイタ、前記一次コイル、前記二次コイル及び前記二次ボビンを収容するコイルケース(5)と、
前記コイルケース内の隙間に充填され、前記イグナイタ、前記一次コイル、前記二次コイル及び前記二次ボビンを、絶縁して固着する絶縁固着樹脂(6)と、を備え、
前記二次ボビンは、四角筒形状の筒状部(32)と、前記筒状部の外周における前記軸方向の複数箇所において、前記筒状部の外周から突出し、前記筒状部の外周を前記軸方向に並ぶ複数の凹部(321)に仕切る複数の鍔部(33,34)とを有し、
複数の前記鍔部における、両端に位置する端鍔部(33)を除く残りの複数の中間鍔部(34)には、前記凹部に配置された前記二次コイルの巻線(301)を、隣接する前記凹部に渡らせるための渡り溝(35)が形成されており、
前記二次コイルの巻線は、複数の前記凹部において前記二次ボビンの径方向(R)に複数段に重なって巻き付けられており、かつ、前記凹部における、前記複数段の巻線のうちの前記径方向の最上段位置(301B)から、前記渡り溝内を渡って、隣接する前記凹部における、前記径方向の最下段位置(301A)へ渡されており、
曲線状に窪む底面(353)と一対の側面とによって構成される前記渡り溝は、前記中間鍔部における、前記装着側であって、前記軸方向及び前記装着方向の双方に直交する幅方向(W)に位置する2つの曲線状角部位(343)のうちのいずれか一方である渡り用角部位(344)を含む部位に形成されており、
前記一対の側面のうちの第1側面(351)は、前記渡り用角部位において、前記中間鍔部の外周位置(P2)から内周位置(P1)まで、前記装着方向に傾斜する状態で形成されており、
前記一対の側面のうちの第2側面(352)は、前記渡り用角部位において、前記中間鍔部の外周位置から内周位置まで、前記径方向の外周側に行くほど前記第1側面から離れる状態で形成されており、
前記渡り溝は、互いに隣接する複数の前記中間鍔部において、前記幅方向の一方側の前記渡り用角部位と他方側の前記渡り用角部位とに交互に、かつ、それぞれの側で前記軸方向に並ぶ状態で配置されている、内燃機関用点火コイル(1)。 - 前記幅方向の一方側及び他方側において、前記渡り溝の前記第1側面は、前記渡り用角部位の外周位置から前記幅方向の外側又は内側に向けて、前記装着方向に対して傾斜して形成されており、前記渡り溝の前記第2側面は、前記装着方向に対して略平行に形成されており、前記渡り溝は、前記装着側に開かれている、請求項3に記載の内燃機関用点火コイル。
- 前記渡り溝の前記第1側面は、前記凹部における前記最上段位置にある前記二次コイルの巻線を、隣接する前記凹部における前記最下段位置に渡すための案内面として機能する、請求項1~4のいずれか1項に記載の内燃機関用点火コイル。
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