JPH03238805A - イグニッションコイル - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、自動車のエンジン点火装置などに用いられる
イグニツヨンコイルに関する。

（従来の技術） エンジン点火装置のイグニツヨンコイルなどに使用され
る比較的長尺な磁心には、従来、電磁鋼板の積層体や巻
回体が用いられてきた。ところで、イグニッシコイルで
は高周波励磁が必要とされるが、従来の電磁鋼板は周波
数特性が悪いために、以下に示すような問題があった。

すなわち、イグニッヨンコイルに数ｋＨｚ以上の高周波
励磁を行うと、渦電流損失の増大によって、磁化特性が
低下してしまう。これによって、イグニッションコイル
の２次電圧が低下し、ミススパークが発生しやすいとい
う問題が生じている。

また、電磁鋼板の積層体を磁心として用いる場合には、
断面を円形とすることが困難であることから、巻線性が
悪いという不都合が生じるとともに、装置設置時のスペ
ース効率が悪いという問題もあった。

一方、周波数特性のみを考慮すると、フェライトが良好
な周波数特性を有しているが、フェライトは磁束密度が
低いために、やはりミススパークが発生しやすいという
問題が生じてしまう。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来の磁心を用いたイグニッションコ
イルは、磁心自体の周波数特性が悪いことなどに起因し
て、ミススパークが発生しやすいという問題があった。

そこで、磁心の周波数特性を改善し、ミススパークを防
止したイグニッションコイルが強く求められている。

本発明は、上述したような課題に対処するためになされ
たもので、高周波域での渦電流損失を抑制し、周波数特
性を改善した磁心を用いることによって、高周波励磁に
よるミススパークを抑制したイグニッションコイルを提
供すること目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明における第１のイグニッションコイルは
、軟磁性粉と絶縁材との圧縮成形体からなる圧粉磁心と
、この圧粉磁心上に巻回された１次巻線および２次巻線
とを具備することを特徴としている。

また、第２のイグニッションコイルは、金属製外管とこ
の外管内に充填された圧粉磁心とを有する複合磁心と、
この複合磁心上に巻回された１次＠線および２次巻線と
を具備することを特徴としている。

さらに、第３のイグニッションコイルは、金属製外管と
この外管内に充填され一体化された絶縁被覆を有する複
数の軟磁性長尺材とを有する複合磁心と、この複合磁心
上に巻回された１次巻線および２次巻線とを具備するこ
とを特徴としている。

（作　用） 本発明のイグニッションコイルにおいては、その磁心と
して圧粉磁心もしくは圧粉磁心相当の磁心を用いている
。ここで、圧粉磁心は軟磁性材を囲うように存在する絶
縁材に起因して、周波数特性に優れ、高周波域において
も渦電流損失が小さいという特性を有している。このこ
とから、本発明のイグニッションコイルでは、高周波励
磁による２次電圧の低下を抑制することができ、よって
ミススパークが防止される。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例のイグニッションコイルを用
いたエンジン点火装置の主要部を示す図である。

同図において、１は本発明の一実施例のイグニッション
コイルであり、このイグニッションコイル１は磁心２上
に１次巻線３と２次巻線４とが巻回されて構成されてい
る。

ここで、上記磁心２は、第２図に示すような、圧粉磁心
１１、第３図に示すような、金属製外管１２内に圧粉磁
心１３が充填された複合磁心１４、第４図に示すような
、金属製外管１２内に外周面に絶縁被覆１５を有する軟
磁性長尺材１６が複数本一体化されて充填された複合磁
心１７のいずれかからなるものである。

そして、信号発生装置５から点火時期に合せた微小信号
をトランジスタ６に送り、トランジスタ６のスイッチン
グ作用と増幅作用とにより、イグニッションコイル１の
１次電流の断続を行わせて、２次巻線４に高電圧を発生
させるよう構成されている。

次に、上述した磁心２について、さらに詳細に説明する
。

まず、第１図に示したような圧粉磁心１１は、Ｆｅ粉、
　Ｆｅ−８ｉ系粉、Ｐｅ−Ａｌ−９ｉ系粉、Ｐｅ−Ｎｉ
系粉、Ｆｅ−Ｃｏ系粉などの軟磁性粉を、絶縁材である
有機系バインダなどによって固定化したものであり、通
常プレス成形などによって形成される。

この圧粉磁心１１は、絶縁材の存在によって高周波での
渦電流損失が小さく、高周波励磁を行つた際にも２次電
圧の低下を抑制することができる。

これによって、ミススパークが防止される。

また、第３図に示したような複合磁心１４は、上述した
ような軟磁性粉と絶縁材との混合体を金属製外管１２内
に充填し、この外管１２の外周面をスウエージングマン
ンなどによって径方向から転打し、外管１２の線径を縮
径することによって、上記混合体を高密度化して圧粉磁
心１３とすることにより得られるものである。

このように、転打性を利用することによって、金属製外
管１２との間に空隙をほとんど形成することなく、圧粉
磁心１３の充填密度を高めることが可能となり、上記し
た圧粉磁心による周波数特性によるミススパークの防止
と、外管による機械的強度の向上とが得られ、さらに長
尺状の円形断面が容易に得られることから巻線性にも優
れるものである。

上述した圧粉磁心１３は、金属製外管１２の内容積に対
する占積率が９８％以上となるように、金属製外管１２
内に充填することが好ましい。また、充填された圧粉磁
心１３の充填密度は７５％以上とすることが好ましい。

上記占積率は、上記圧粉磁心を一体化されたものとして
換算し、この圧粉磁心の金属製外管の内容積に対する占
積率として求めたもので、具体的には金属製外管の各断
面おける外管内の面積に対する圧粉磁心の面積の割合の
平均値により求めるものとする。

この占積率が９８％未満であるということは、金属製外
管１２と圧粉磁心１３との間に、磁気特性の低下を招く
ような空間が形成されることを意味する。つまり、圧粉
磁心１３の占積率を９８％以上、好ましくは１００％に
より近づけることによって、金属製外管１２の存在が磁
気特性の低下要因となることが防止され、良好な磁気特
性が得られる。

また、上記充填密度は、軟磁性粉の固有密度を基準とし
、この密度値に対する実際に金属製外管１２内充填され
た軟磁性粉の密度値の比率（密度比）として求めたもの
である。

この充填密度が７５％未満であると、軟磁性粉間の距離
が増大することによって、磁気特性の低下を招いてしま
う。

また、上記軟磁性粉としては、偏平形状を有する磁性粉
を用いることがより好ましい。この偏平粉としては、板
状比（面方向の最大径りを板厚ｔで除した値）が５以上
のものを用いることが好ましく、これにより偏平粉の面
方向を容易に外管１２の長手方向に配向させることが可
能となり、より磁気特性の向上が図れる。

さらに、第４図に示したような複合磁心１７は、上述し
たような軟磁性粉と同様な材質からなる長尺材１６に絶
縁被覆１５を施し、これを複数本束ねて金属製外管１２
内に充填し、上述した複合磁心１４と同様に線径を縮径
することによって、得られるものである。

上記軟磁性長尺材１６は、一体化した上で金属製外管１
２内に充填密度が８０％以上となるように充填すること
が好ましい。

上記一体化された軟磁性長尺材の充填密度は、軟磁性長
尺材１６の固有密度を基準とし、この密度値に対する実
際に金属製外管内に充填された軟磁性長尺材（絶縁被覆
は除く）１６の密度値の比率（密度比）として求めたも
のである。

この充填密度が８０％未満であると、有効な軟磁性材の
量が減少するため、磁気特性の低下を招いてしまう。

また、金属製外管１２としては、磁心２に対する巻線を
容易とするような円形状を有するものが好ましく、また
その材質は、使用用途に応じて適宜選択するものとする
。たとえば軟磁性材からなる外管１２を用いれば、より
磁気特性の向上が図れ、また内部に充填される軟磁性材
とは異なる軟磁性材を用いることによって、中間的な磁
気特性を付与することも可能となる。また、ステンレス
のような耐蝕性金属材料を用いることに°より、過酷な
条件下での使用が可能となり、さらに機械的強度の向上
も図れる。

次に、上記構成を有するイグニッションコイル１の具体
的な製造例について説明する。

実施例１ 粒状のアトマイズ鉄粉（平均粒子径８０μｍ）に１ｔｒ
ｊ１％のエポキシ樹脂粉末（平均粒子径５０μｍ）を添
加し、充分に混合して混合粉を作製した。

次に、上記混合粉をプレス成形して８ｓｍＸ　　８ｍ５
Ｘ　　１１００ａの圧粉磁心１１を作製し、以下に示す
特性評価に供した。なお、この圧粉磁心１１の充填密度
は９０％であった。

実施例２ 上記実施例１で作製した混合粉を、外径１５ＩＩＩａ、
内径１３■、長さ　３００５ｍのステンレス管１２内に
充填した後、ステンレス管の両端をシリコンゴムで封止
した。

次に、上記混合粉を充填したステンレス管１２をスウエ
ージングマシンにセットし、ステンレス管１２の外表面
を四方から径方向に転打し、外径８ＩＩＬ内径５．４１
■まで縮径して複合磁心１４を得た。

このようにして得た複合磁心１４の圧粉磁心１３の占積
率および充填密度を測定したところ、占積率９９．５％
、充填密度９１％という良好な結果が得られた。

また、上記複合磁心１４を後述する磁気特性の評価に供
した。

実施例３ 偏平状のアトマイズ鉄粉（平均粒子径１２０μ１１板状
比９０）に　１ｍｊ１％のエポキシ樹脂粉末（平均粒子
径５０μ園）を添加し、充分に混合して混合粉を作製し
た。

この後、この混合粉を実施例２と同一形状のステンレス
管１２に充填し、実施例１と同様にして複合磁心１４を
作製し、特性評価に供した。

なお、この実施例による複合磁心１４の占積率は９９．
５％、充填密度は８８，７％であった。

実施例４ まず、エポキシ樹脂からなる絶縁被覆１５を形成した線
径０−５１１％長さ２８０同のＦｅ線材１６を複数本用
意し、これらのＰｅ線材１６を束ねて、外径１５ｍｍ、
内径１３１１１１％長さ　３００■のステンレス管１２
内に充填した後、スウエージングマシンによってステン
レス管１２の外表面を四方から径方向に転打して、外径
９１■、内径８．５−鵬まで縮径し、複合磁心１７を得
た。

このようにして得た複合磁心１７における内部のＦｅ線
材１６の充填密度を下記の方法により測定したところ、
８９％という良好な結果が得られた。

また、上記複合磁心１７を下記に示す特性評価に供した
。

比較例１ 厚さ０．３５ｍ５の無方向性電磁鋼板（Ｓ１４）を絶縁
層を介して積層し、３．８ｓｓＸ　　３．８ｓｓＸ　　
１００ｍｍの形状を有する磁心を作製し、特性評価に供
した。

なお、上記圧粉磁心の形状は、内径５．４■のステンレ
ス管内に挿入し得る最大形状として選択したものである
。

このようにして得た各実施例および比較例による磁心の
交流での初透磁率μ、　をＬＣＲメータａＣ によって測定した。その結果を第１表に示す。

（以下余白） 第　　１　　表 第１表から明らかなように、本発明の各実施例による磁
心は、高周波域におけるμ、　の低下かａＣ 少ないのに対して、比較例１による磁心ては渦電流損失
の増大によって高周波域において大幅にμ２　が低下し
ていることが分る。

ａＣ また、磁束に関しては、各実施例による磁心は、電磁鋼
板による磁心（比較例１）と同等の結果が得られ、イグ
ニッションコイル用の磁心として用いた際に、充分な特
性が得られることを確認した。

さらに、上記各実施例による磁心に１次および２次の巻
線を施してコイル化し、動作特性を調べたところ、ｋＨ
ｚオーダーでの励磁に対しても２次巻線側での電圧低下
もほとんどなく、また機械的なノイズの発生も認められ
なかった。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明のイグニッションコイルによ
れば、周波数特性に優れる磁心を用いていることから、
高周波域での励磁においても２次電圧の低下を抑制する
ことができ、よってミススパークの少ないイグニッショ
ンコイルを提供することか可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のイグニッションコイルの構
成を説明するための図、第２図は本発明の一実施例のイ
グニッションコイルに用いた圧粉磁心の一例を示す図、
第３図は本発明の一実施例のイグニッションコイルに用
いた複合磁心の一例を示す図、第４図は本発明の一実施
例のイグニッションコイルに用いた複合磁心の他の例を
示す図である。 １・・・・・・イグニッションコイル、２・・・・・・
磁心、３．４・・・・・・巻線、１１・・・・・・圧粉
磁心、１２・・・・・・金属製外管、１３・・・・・・
外管内に充填された圧粉磁心、１４．１７・・・・・・
複合磁心、１５・・・・・・絶縁被覆、１６・・・・・
・軟磁性長尺材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）軟磁性粉と絶縁材との圧縮成形体からなる圧粉磁
   心と、この圧粉磁心上に巻回された１次巻線および２次
   巻線とを具備することを特徴とするイグニッションコイ
   ル。
2. （２）金属製外管とこの外管内に充填された圧粉磁心と
   を有する複合磁心と、この複合磁心上に巻回された１次
   巻線および２次巻線とを具備することを特徴とするイグ
   ニッションコイル。
3. （３）請求項２記載のイグニッションコイルにおいて、 前記軟磁性粉は偏平形状を有し、その面方向が前記外管
   の長手方向に配向されていることを特徴とするイグニッ
   ションコイル。
4. （４）金属製外管とこの外管内に充填され一体化された
   絶縁被覆を有する複数の軟磁性長尺材とを有する複合磁
   心と、この複合磁心上に巻回された１次巻線および２次
   巻線とを具備することを特徴とするイグニッションコイ
   ル。