JPH03136218A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関用点火コイルに関し、特に漏洩磁束を
抑え出力電圧を増大する点火コイルに係る。

［従来の技術］ 内燃機関の点火装置は、一般的に点火コイルの一次電流
を断続し、コイル内の磁束変化に応じて二次側に発生す
る高電圧を点火プラグに供給し気筒内の混合気に点火す
るものである。

上記点火コイルに関しては、近時の内燃機関の高出力化
に伴ない、出力電圧、放電エネルギーの増大が要求され
る。このため、コアの断面積を増加させ、コアに巻回す
る二次コイルの巻数を増加させるといった対応が必要と
なるが、そうすると点火コイルが大型となり点火装置全
体としての小型化の要請に反することとなる。

実開昭４８−４９４２５号公報にも、二次コイルの出力
電圧を増大するためには二次コイルの巻線数を多くする
が、磁心を通る磁束を多くすることが必要である旨説明
されている。同公報においては、これを解決する手段と
して、スイッチが閉成された際に発生する磁化の方向と
反対方向の磁化力を持つ磁石を磁路に挿入した点火コイ
ルが提案されている。同様に、特公昭４１−２０８２号
公報にも鉄心即ちコアの磁路に、一次コイルによる６ｆ
１束と差動する磁束、即ち反対方向の磁束を与える永久
磁石を設けた点火コイルが開示されている。その他特開
昭５９−１６７００６号、特開昭６０−２１８８１０号
公報にも、コアに設けた空隙に永久磁石を配置した点火
コイルが開示されている。

上記何れの従来技術においても、一次コイル及び二次コ
イルが巻回されたコアに対し、両コイルが巻回された部
分以外の箇所に一つ又は二つの空隙を形成し、この空隙
に永久磁石を介装することとしている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように永久磁石を磁路に介装した点火コイルにお
いては、一次電流断続時の磁束変化が大となり、二次コ
イルに発生する出力電圧が従前の点火コイルに比し大と
なる。しかし、これらの点火コイルにおいては、一次コ
イル通電時に生ずる漏洩磁束が多いため、折角増加した
磁束の多くが相殺され磁束の増加は僅かとなる。実開昭
４８−４９４２５号公報には二つの永久磁石を備えた点
火コイルも開示されているが、何れもコアのコイル外側
部分のコイル両端部から最も離隔した位置に設けられて
おり、漏洩磁束に対しては回答配慮されていない。

そこで、本発明は内燃機関に装着される点火コイルに関
し、点火コイルの大型化を招くことなく、磁束の漏洩を
抑え出力電圧を増大することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明はコアと、該コアに
巻回した一次コイル及び二次コイルとを備え、前記一次
コイルへの通電電流を断続して前記二次コイルに高電圧
を誘起する内燃機関用点火コイルにおいて、前記コアが
、前記一次コイル内に収容する内部コアと、該内部コア
の両端に配置し前記一次コイルによる磁束と反対方向の
磁束を発生する一対の永久磁石を介して隣接設置すると
共に、前記一次コイル及び二次コイル回りに配置する外
部コアとを備えたものである。

上記永久磁石の磁束に直交する断面の断面積は、前記内
部コアの磁束に直交する断面の断面積より大とするとよ
い。

また、本発明はコアと、該コアに巻回した一次コイル及
び二次コイルとを備え、前記一次コイルへの通電電流を
断続して前記二次コイルに高電圧を誘起する内燃機関用
点火コイルにおいて、前記コアが、前記一次コイル内に
前記一次コイルによる磁束と反対方向の磁束を発生する
複数の永久磁石を介して収容する複数の内部コアと、該
複数の内部コアの両端の内部コアに接合すると共に前記
一次コイル及び前記二次コイル回りに配置する外部コア
とを備えたものとすることができる。

［作用］ 上記のように構成された本発明の点火コイルにおいては
、内部コアの両端に一対の永久磁石が配置され、一次コ
イルによる磁束と反対方向の磁束が永久磁石から発生し
ている。あるいは、一次コイル内に同様の永久磁石が複
数個、複数の内部コア間に介装される。

而して、一次コイルに供給される一次電流が断続するこ
とにより内部コア及び外部コアに磁束変化が生じ、二次
コイルに高電圧が誘起される。

このとき、永久磁石の磁束の存在により二次コイルの鎮
交磁束の変化が犬となり出力電圧が大となる。しかも、
永久磁石は内部コアの両端に設けられているので、漏洩
磁束が抑えられ二次コイルに対する所定の鎖交磁束が確
保される。

更に、永久磁石の断面積を内部コアの断面積より大とし
たものにあっては、一次コイルへの通電時の磁気エネル
ギーが大となり、従フて放電エネルギーが増加する。

また、一次コイル内に複数個の永久磁石が設けられてい
る場合には、一次コイルによって囲繞されると共に局部
的な磁気飽和がなくなり、漏洩磁束が一層確実に抑えら
れる。

［実施例］ 以下、本発明の点火コイルの望ましい実施例を図面を参
照して説明する。

第１図は本発明の点火コイルの一実施例を示すもので、
点火コイル１は、永久磁石１８．１９を含み実質的に閉
磁路を形成する閉磁路コア１０に一層コイル２１及び二
次コイル２２が巻装されて成る。一次コイル２１は一層
ボビン２３に巻回され、二次コイル２２は二次ボビン２
４に巻回されている。一次ボビン２３及び二次ボビン２
４は合成樹脂により夫々小径及び大径のスプール形状に
形成され、前者が後者の中空部に収容されるように形成
されている。

閉磁路コア１０は、一次ボビン２３の中空部内に収容さ
れる内部コア１１と、この内部コア１１の両端に永久磁
石１８．１９を介して隣接設置される外部コア１２．１
３を備えている。内部コア１１及び外部コア１２．１３
は珪素鋼板の積層体であり、内部コア１１が正面視Ｉ字
状即ち矩形、外部コア１２が正面視０字状、そして外部
コア１３が正面視矩形に形成されている。外部コア１２
．１３の各両端部には夫々段部が形成されており、外部
コア１３が外部コア１２に圧入され磁気的に結合される
。

永久磁石１８．１９は、発生する磁束の方向が夫々同一
の方向であって、一次コイル２１の通電時に閉磁路コア
１０内に形成される磁束の方向と反対の方向となるよう
に配置されている。尚、永久磁石１８．１９は同一の厚
さで、永久磁石−個を設ける場合の必要厚さの半分の厚
さである。そして、閉磁路コア１０は一層コイル２１、
二次コイル２２と共にケース３０内に収容される。

一次コイル２１の一端は図示しないバッテリに接続され
、他端は図示しない制御回路、通称イグナイタに接続さ
れる。二次コイル２２の一端は一層コイル２１の一端と
共にバッテリに接続され、他端はケース３０に一体成形
された二次コネクタ３２中の図示しない電極に接続され
、図示しない点火プラグもしくは図示しない配電器に電
気的に接続される。尚、二次コネクタ３２の電極が点火
プラグに直接接続されるというのは、従前の配電器が廃
され各点火プラグ毎に点火コイルが装着される方式で、
コイル分配点火方式として知られている。

ケース３０内には熱硬化性の合成樹脂が充填、硬化され
て樹脂部３１が形成される。これにより、一次コイル２
１及び二次コイル２２が含侵固着されると共に二次コイ
ル２２の出力高電圧に耐え得る絶縁性が確保される。

上記の構成になる点火コイル１の一層コイル２１に対し
、図示しない制御回路により一次電流が供給され、これ
が所定の周波数で断続されると永久磁石１８．１９を含
む閉磁路コア１０に磁束変化が生ずる。これにより二次
コイル２２に所定の高電圧が発生し、この高電圧は二次
コネクタ３２から直接、もしくは配電器を介して、点火
プラグに供給される。

この場合において、外部コア１２．１３と内部コア１１
との間に介装された永久磁石１８．１９により大きな有
効磁束変化を確保することができる。しかも、第２図に
示すように永久磁石１８〇−個を備えた従来の閉磁路コ
ア１００においては、内部コア１１０と外部コア１２０
との間で多くの漏洩磁束が生ずるのに対し、本実施例に
おいては第３図に示すように漏洩磁束は極めて少ない。

従って、従来の永久磁石１８０を備えた閉磁路コア１０
０に比し、二次コイル２２の鎮交磁束が増大し二次コイ
ル２２の出力電圧が更に大となる。

第４図は本発明の点火コイルの他の実施例を示すもので
、磁束と直交する断面の断面積が内部コア１１の磁束と
直交する断面の断面積より大の永久磁石２８．２９が配
置されている。その余の構成は第１図と同様であるので
説明は省略する。

本実施例においては、第１図の永久磁石１８゜１９に比
し、永久磁石２８．２９の、内部コア１１の断面積より
犬である部分の体積が増加しており、従ってそれだけ貯
えられる磁気エネルギーが増加しているため、第１図の
実施例より大きな放電エネルギーが得られる。

以上の実施例に関する測定結果から得られた特性を従来
の点火コイルの特性と対比すると、第５図及び第６図に
示すようになる。即ち、二次コイル２２の出力電圧は第
５図の縦軸に二次発生電圧として示したように、従来の
点火コイルの出力電圧（第５図中ｒ　ＩＩＩ　Ｊで示す
）に比し、第１図の実施例の点火コイルの出力電圧（第
５図中ｒｉＪで示す）及び第４図の実施例の点火コイル
の出力電圧（第５図中ｒ　ＩＶ　Ｊで示す）は何れも大
きな値となフている。また、放電エネルギーについては
、第６図の縦軸に放電エネルギーとして示したように、
第１図の実施例の点火コイルの放電エネルギー（ｒｌＪ
で示す）は従来の点火プラグの放電エネルギー（ｒ　ｍ
　Ｊで示す）と略等しいのに対し、第４図の実施例の点
火コイルの放電エネルギー（「■」で示す）は大巾に増
加している。

第７図は本発明の他の実施例を示すもので、第１図の実
施例に比し内部コアがコアｌｌａ、１１ｂ、ｌｌｃに三
分割され、隣接するコア間には永久磁石１８．１９が、
各々の磁束の方向が一層コイル２１による磁束と反対方
向となるように介装されている。また、コアｌｌａとコ
ア１３との間、及びコア１１ｃとコア１２との間は密着
して接合されている。尚、永久磁石１８．１９の厚さは
従来の一個の永久磁石の厚さの半分とされ、永久磁石が
三個用いられるのであれば部分の−とされる。その余の
構成は第１図の実施例と同様であるので説明は省略する
。

上記のように一層コイル２１内に永久磁石１８．１９が
収容されているので磁束の集中により漏洩磁束が少なく
、更に永久磁石を二個設けたことにより、−個の永久磁
石を設けた点火コイルに比し漏洩磁束が少なくなり、閉
磁路コア１０における局部的な磁気飽和が無くなる。従
って、次電流の通電による起磁力に対し閉磁路コア１０
の磁束密度が大となり、放電エネルギーが増加する。ま
た、磁束変化が大となるので二次コイル２２の出力電圧
が大となる。

第８図乃至第１０図は、本発明の上記各実施例を含む点
火コイルにおけるコア及び一次コイルの関係と漏洩磁束
の発生状況を対比して示したもので、構成については二
次コイル、ケース等を省略し模式的に示している。先ず
、第８図は一箇所の間隙を有するコア１０ａの間隙に永
久磁石３８を介装し、この部分を一層コイル２１内に収
容した点火コイル１ａにおける漏洩磁束の発生状況を示
すものである。これによれば、永久磁石３８の部分が一
層コイル２１内に収容されているので磁束の集中により
漏洩磁束が抑えられるが、依然第８図に破線で示したよ
うに若干の漏洩磁束が生じている。また、局部的に磁束
密度が高くなり、局部的に飽和磁束密度に達するので、
所定の磁束密度を確保するためにはコアの断面積を大と
せざるを得す、従って点火コイル１ａが大型となる。

第９図は第１図の実施例と同様の点火コイル１ｂにおけ
る漏洩磁束の発生状況を示すもので、破線で示すように
漏洩磁束は第８図の点火コイル１ａに比し更に少なくな
っている。

第１０図は第７図の実施例と同様の点火コイル１ｃの漏
洩磁束の発生状況を示すもので、漏洩磁束は一層コイル
２１内に留まっている。この点火コイルＩＣにおいては
、前述のように局部的な磁気飽和が無くなり、コア部と
永久磁石部との磁束密度の差が小となるので、コアの断
面積を小さくすることができる。

第１１図は上記点火コイルｌａ、ｆｂ、ｌｃにおける第
８図乃至第１０図に示した上方のＵ部分から下方のＤ部
分に至る磁束密度の分布を示すもので、点火コイル１ａ
より点火コイル１ｂ１更に点火コイル１ｂより点火コイ
ル１ｃにおけるコア部と永久磁石部との間の磁束密度差
が小さくなっていることが分る。従って、点火コイル１
ｃのように構成すると、閉磁路コア全体として所定の磁
束密度を確保するときのコア部の断面積を小さくするこ
とができる。また、第１２図は各点火コイルの一層コイ
ル２１による起磁力に対する磁束密度の変化を示すもの
で、点火コイル１ａより点火コイルｌｂ、点火コイル１
ｂより点火コイル１ｃにおいて、より高磁束密度が得ら
れることが分る。

而して、第１３図及び第１４図に示すように、各点火コ
イルの二次コイルからの出力電圧及び放電エネルギーは
、何れも点火コイルｌａ、ｌｂ。

１ｃの順に大となっている。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されているので、以下に記載
する効果を奏する。

即ち、本発明の点火コイルによれば、内部コアの両端に
一対の永久磁石が設けられているので、二次コイルの鎖
交磁束の変化が大となり大きな出力電圧が得られると共
に、漏洩磁束が抑えられ上記出力電圧が確保される。従
って、例えば点火コイルが磁気感応型の信号発生装置近
傍に装着された場合でも信号発生装置が誤動作するおそ
れはなく、安定した出力信号を確保することができる。

しかも、特別の部材を設けることなく磁束の漏洩を抑え
ることができるので、点火コイルが大型となることはな
い。

また、一次コイル内に複数の永久磁石が収容されている
点火コイルにおいては、漏洩磁束を生ずる部分が一層コ
イルに囲繞されると共に局部的な磁気飽和が無くなり、
漏洩磁束が一層確実に抑えられ、二次コイルの出力電圧
の増大、放電エネルギーの増大が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の点火コイルの縦断面図、第
２図は従来の点火コイルの閉磁路コアの磁束分布を示す
正面図、第３図は本発明の一実施例の点火コイルの閉磁
路コアの磁束分布を示す正面図、第４図は本発明の他の
実施例の点火コイルの縦断面図、第５図は第１図及び第
４図の実施例の点火コイルと従来の点火コイルの二次コ
イルの出力電圧を対比して示すグラフ、第６図は同、放
電エネルギーを対比して示すグラフ、第７図は本発明の
更に他の実施例の点火コイルの縦断面図、第８図は一個
の永久磁石を有する点火コイルの漏洩磁束の発生状況を
示す縦断面図、第９図は内部コア両端に一対の永久磁石
を有する点火コイルの漏洩磁束の発生状況を示す縦断面
図、第１０図は一層コイル内に複数の永久磁石を有する
点火コイルの漏洩磁束の発生状況を示す縦断面図、第１
１図は第８図乃至第１０図の各点火コイルの磁束密度分
布を示すグラフ、第１２図は同、一次コイルによる起磁
力と磁束密度との関係を示すグラフ、第１３図は同、二
次コイルの出力電圧を示すグラフ、第１４図は同、放電
エネルギーを示すグラフである。 １８．１９，２８．２９・・・永久磁石。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コアと、該コアに巻回した一次コイル及び二次コ
   イルとを備え、前記一次コイルへの通電電流を断続して
   前記二次コイルに高電圧を誘起する内燃機関用点火コイ
   ルにおいて、前記コアが、前記一次コイル内に収容する
   内部コアと、該内部コアの両端に配置し前記一次コイル
   による磁束と反対方向の磁束を発生する一対の永久磁石
   を介して隣接設置すると共に、前記一次コイル及び二次
   コイル回りに配置する外部コアとを備えたことを特徴と
   する内燃機関用点火コイル。
2. （２）前記永久磁石の磁束に直交する断面の断面積が、
   前記内部コアの磁束に直交する断面の断面積より大であ
   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. （３）コアと、該コアに巻回した一次コイル及び二次コ
   イルとを備え、前記一次コイルへの通電電流を断続して
   前記二次コイルに高電圧を誘起する内燃機関用点火コイ
   ルにおいて、前記コアが、前記一次コイル内に前記一次
   コイルによる磁束と反対方向の磁束を発生する複数の永
   久磁石を介して収容する複数の内部コアと、該複数の内
   部コアの両端の内部コアに接合すると共に前記一次コイ
   ル及び前記二次コイル回りに配置する外部コアとを備え
   たことを特徴とする内燃機関用点火コイル。