JPH0387007A - 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Ｔｌｆ：１ 本発明は、火花点火式のエンジン（内燃機関）の点火プ
ラグに印加さトる火花点火電圧を発生させるための点火
コイルに関する。

［従来の技術及びその開題点］ 点火コイルは一次巻線と二次巻線と磁気回路とを利用し
ている。磁気回路は米国特許第４．４８０，３７７号明
細書に開示された如き鋼の積層体で作ることができる。

この米国特許明細書に開示された磁気回路はエアギャッ
プを有するが、このエアギャップはコイルの製造期間中
に調整を行わなければならない。

米国特許第２，８８５，４５８号明細書には、鉄粉と、
成形のＩ；めのフェノール樹脂の如き結合剤（バインダ
）とで形成できる円形コアを有する点火コイルが提案さ
れている。

〔発明の目的、構成並びに作用効果］ 本発明の１つの目的は、１以上のエアギャップを有する
磁気回路を備えた点火コイルを提供することであり、磁
気回路では点火コイルの製造期間中にエアギャップを調
整する必要がなく、上記米国特許第４，４８０，９７７
号明細書に記載されｔ；方法−によるエアギャップの高
価な調整を不要にする。これは、一次巻線及び二次巻線
を磁性材料のコアのまわりに開直した点火コイルを提供
することにより、達成される。コアは外側の円筒状表面
を備えた一対の環状磁気部分即ち磁極片を有する磁気回
路内に位置する。磁性材料の円筒状部分は、磁束のため
の帰還経路を形威し、環状磁気部分の外側円筒状表面か
ら離間していてこれらの間にエアギャップを形成する。

これらのエアギャップの横断面積は、上記米国特許第４
，４８０，３７７号明細書の磁気回路の中央脚部におい
て使用するギャップと同様のエアギャップの横断面積よ
りも数倍大きい。一般１こ、コイルのインダクタンスは
、合計のエアギャップの横断面積をＡ１エアギャップの
長さをＬとしたときの比Ａ／Ｌに関連するので、面積Ａ
を大きくすることにより、長さＬの変化がインダクタン
スに殆ど影響を与えないようになることが判る。従って
、本発明では、面積Ａを大きくし、その結果、点火コイ
ルの製造期間中、インダクタンスを許容可能な値の範囲
内に維持させるような一整が不要となる。

エアギャップの長さＬの調整を不要とする点火コイルを
提供すること（二関して、本発明の点火コイルでは、多
数の小さなエアギャップを提供する部分を磁性材料で形
成する。この材料は鉄粉粒子と電気絶縁材料との複合材
料でよい。電気絶縁材料は鉄粉粒子を分離し、これらの
粒子を互いに結合し、鉄粉粒子間にエアギャップとして
作用する多数のギャップを提供する。点火コイルの作動
期間中、磁気エネルギは複合材料の鉄粉粒子間の多数の
ギャップ内及び磁気部分（８ｉ極片）と円筒状部分との
間の長さＬのエアギャップ内に蓄積される。磁気回路内
に蓄積される合計の磁気エネルギ量は、複合材料のギャ
ップ内に蓄積されたエネルギと、長さＬを有するエアギ
ャップ内に蓄積されたエネルギとの合計量である。上述
の構成において蓄積された合計の磁気エネルギ量は、あ
る範囲内でエアギャップの長さＬが変化しても、実質上
変化しない。　本発明の別の目的は、鉄粉粒子と電気絶
縁材料との複合Ｖ料で磁極片を形成し、鉄粉粒子を電気
絶縁材料で被覆し、電気絶縁材料により鉄粉粒子を互い
にや離し鉄粉粒子を相互に結合するようにした上述の型
式の点火コイルを提伊することである。

本発明の更に別の目的は、コア部材により生起せしめら
れた磁束のための帰還経路が二次巻線により発生せしめ
られた開回路電圧を制限するためのシールドとして作用
する磁性材料でできた部分により提供されるようになっ
た点火コイルを提供することである。この部分はセグメ
ント状に巻かれた二次巻線のまわりに配置された円筒状
の割り型シールド（スプリットシールド）である。この
シールドは、二次巻線の静電容量を増大させてこの二次
巻線の開回路電圧を制限するように機能し、また、磁束
経路を形成する。

本発明の他の目的は、外側ケース内へ装着する前に完成
し試験可能な点火コイル組立体を提供することである。

これにより、種々異なる応用に対する種々の点火コイル
及び外側ケースやコイルの巻線の端子が変わる場合の種
々の点火コイルを同じ生産ラインで製造することができ
る。

本発明の更に他の目的は、点火コイルのインダクタンス
が一次巻線の７゛レーク電流の関数として変化するよう
な点火コイルを提供することである。

インダクタンスの変化は、ある大きさ以上のブレーク電
流に対して、インダクタンスが一次巻線のブレーク電流
の増加に応じて増大するようなものである。

本発明に係る点火コイルは、磁性材料でできた磁性材料
でできたコア手段と、コア手段のまわりに位置した一次
巻線と、一次巻線のまわりに位置した二次巻線と、軸方
向に離間しコア手段により磁気的に接続された第１及び
第２の磁気部分と、第１磁気部分と第２磁気部分とを磁
気的に接続するため二次巻線の外側（こ位置した磁性材
料の少なくとも１つの軸方向に牲びた部材とを有し：軸
方向に延びた部材が、この軸方向に延びた部材と第１磁
気部分及び第２磁気部分の外表面との間に半径方向に延
びるエアギャップをそれぞれ提供するように位置決めさ
打ていることを、その基本的構成としている。

［実施例］ 添付図面、特に第１ｒ！Ｊを参照すると、参照番号２０
は絶縁プラスチック材料でできた外側ケース即ちハウジ
ングを示す。ハウジング２０は２つの点火コイル組立体
２２（第１図に破線で示す）を収納する内部室領域を画
定する壁を有する。一方の点火コイル組立体２２の二次
巻線は一対の雄端子に接続され、他方の点火コイル組立
体２２の二次巻線は別の一対の雄端子に接続される。各
雄端子は２４にて示し、タワー即ち塔２６に関連する一
つの雄端子２４を第２図に示す。塔２６はハウジング２
０と一体になっている。

ハウジング２０は端部２８で開口した囲いの形をしてい
る。点火コイルの製造においては、点火コイル組立体２
２は、ハウジング２０の開口端部を通してハウジング内
へ装着する前には試験可能な完成しｔ；ユニットとして
作られる。点火コイル組立体２２をハウジング２０内に
装着し、端子２４の如き端子に対して電気接続を行った
後、電気絶縁材料でできｌこポッチング混合物を使用し
てハウジング２０の内部を満たし、点火コイル組立体２
２を包囲する。ポツチング混合物は開口端部２８を通し
てハウジング２０の内部へ注入される。

ポッチング混合物の一部を第１図に３０にて示す。

もちろん、ボッチング混合物はハウジング２ｏの開口端
部２８を閉じる。

第１．２図に示す点火コイルは４汽筒エンジンのための
ものであり、特定の二次巻線を２つの点火プラグに接続
したいわゆるデストリピユータ無し点火装置のためのも
のである。

点火コイル組立体２２の詳細を第３−５図に示す。点火
コイル組立体２２は２つの磁気部分３２．３４を有する
。これらの磁気部分は３２．３４は、図示の形状にコン
パクテイング又はモールド成形された鉄粉粒子と電気絶
縁材料との複合材料で形成される。鉄粉粒子は電気絶縁
材料で被覆される。

電気絶縁材料は鉄粉粒子間にエアギャップの如きギャッ
プを形成し、鉄粉粒子を互いに結合する機能をも果たす
。この複合材料を以下に更に詳細に説明する。

磁気部分３２は端壁部分３２Ｂと一体の軸方向に延びた
コア部分３２＾を有する。第８図に示すように、端壁部
分３２Ｂは環状であり、ノツチ（切欠き）３２Ｃを有す
る。端壁部分３２Ｂは円形の外側壁３２Ｄと複数個の半
径方向に延びた突起即ちポス３２Ｅとを有する。第８図
から分かるように、コア部分３２Ａはその全長にわたり
六角形横断面又は輪郭を有する。

コア部分３２Ａは磁気部分３４の軸方向に延びたコア部
分３４Ｂ内に形成された六角形のボア３４Ａ内に嵌合す
る。第６．７図は磁気部分３４を詳細に示す。六角形ボ
ア３４Ａの部分は６つの軸方向に延びたリブ３４Ｃを具
備する。磁気部分３４はコア部分３４Ｂと一体の環状端
壁部分３４Ｄを有し、円形の外側表面３４Ｅを有する。

磁気部分３４は更１こ脚部分３４Ｆ及びノツチ３４Ｇを
有する。

コア部分３２Ａ及び六角形ボア３４Ａの寸法は、コア部
分３２Ａを六角形ボア３４Ａ内に挿入したときに磁気部
分３２．５４の壁が互いに係合するように、選定しであ
る。磁気部分３２．３４を一緒に組立てたとき、リブ３
４Ｃとコア部分３２Ａの端部分との間に相互嵌合関係が
発生する。この相互嵌合は磁気部分３２．３４を一緒に
結合する。

コア部分３２Ａが六角形ボア３４Ａ内で組立てられたと
き、コア部分３４Ｂの端面は端壁部分３２Ｂの表面に係
合する。

点火コイルは絶縁ワイヤでできた一次巻線３６を有し、
この一次巻線の内側巻き部分はコア部分３４Ｂの円筒状
外表面３４Ｈ上に直接巻かれている。この一次巻線３６
は、第２３番ニー・ダブリュー・ジー（Ｎｏ、　２３　
ＡＷＧ）ワイヤの６２個の巻き部分でそれぞれできた２
つの巻線層で作るとよい。

一次巻線３６はコア部分３４Ｂの外表面３４Ｈ上に直接
巻かれているので、一次巻線３６内に発生した熱は放熱
器として作用するコア部分３４Ｂへ伝達される。

点火コイルの製造にβいて、磁気部分３４及び一次巻線
３６は、憐述する方法で製造され点火コイルの他の部分
に律で組立てられる一次巻線ユニット即ち一次巻線３６
体を構成する。一次巻線組立体を得るため、一次巻線３
６はコア部分３４Ｂ上に巻かれる。巻いた後、一次巻線
３６の端部リードはノツチ３４Ｇ内に支持された絶縁体
３８により支持される。

点火コイルは一次巻線３６のまわりに位置した二次巻線
ユニット即ち二次巻線組立体４０を有する。この二次巻
線組立体４０は第５．６図に明示する。この二次巻線組
立体４０は絶縁プラスチック材料をモールド成形した一
部品として形成されたスプール４１を有する。スプール
４１は複数個の軸方向に離間し円周方向に延びたリブ４
８を担持する傾斜部分４２．４４を有する。リブ４８及
び傾斜部分４２．４４の表面は、それぞれコイルの巻線
を収納する複数−の軸方向に離間した巻線収納溝（スロ
ット）を画定する。第５図には、１９個の溝と１９ｙ！
Ａの伸方向に離間したコイル巻線とを示す。スプール４
１の中央のコイル巻線は５０にて示し、スプールの両端
のコイル巻線は５２．５４にて示す。２イル巻線５０は
コイル巻線５２．５４よりも多くの巻き部分を有し、コ
イル巻線５２又は５４かｂコイル巻線５０の方へ向かう
に従い、コイル巻線の巻き部分の数は増大する。例えば
、コイル巻線５０は、上記第２３番ニー・ダブリュー・
ジー・ワイヤの７８０個の巻き部分を有し、コイル巻線
５２．５４は、同ワイヤの３１８個の巻き部分を有する
とよい。コイル巻線５２又は５４からコイル巻線５０の
方へ向かうに従い、各隣接するコイル巻線の巻き部分の
数は、４８０個、５１７個、５５６個、５９３個、６３
０個、６６７個、７０６個、７４３個となるようにする
とよい。従って、コイル巻線５０の両側の２つのコイル
巻線１まそれぞれ７４３個の巻き部分を有する。１９個
のすべてのコイル巻線はリブ４８内の溝を貫通する交差
（クロスオーバー）連結により直列に接続される。二次
巻線は、複数個の軸方向に離間した巻線セグメントでで
きているので、セグメント状ｌこ巻かれたコイルとして
知られていることを諒解されたい。

二次巻線組立体４０のためのスプール４１は端壁を有し
、これらの端壁はその一端で複数個の円周方向に離間し
た一体のアーム即ちスポーク５６を担持し、他端でアー
ム即ちスポーク５８を担持する。各スポーク５６はスプ
ール４１の軸方向に延びるスペーサ部分即ち舌片部分６
ｏを有する。

同様に、スポーク５８は軸方向に延びるスペーサ部分即
ち舌片部分６２を有する。

スプール４１は一体の端子保持部分６４．６６を有し、
これらの部分は二次巻線の両端に電気的に接続した端子
６８．７ｏを支持する。舌片部分６０の円周方向の間隔
は第４図に示し、舌片部分６２も同じ間隔を有する。

二次巻線組立体４０のまわりに位置した部分７２は、約
１．２０ｍｍの厚さを有し軸方向に延びた部材を画定す
る電気めっきされた鋼の如き磁性材料でできている。部
分７２は第３−５図に明示し、これについて詳説すると
、この部分７２は一次巻線３６に発生しＩこ磁束のため
の磁束経路を提供するように作用し、シールドとしての
機能を果たす。第４図に示すように、部分７２は円形形
状を呈し、部分７２の縁部７６．７８間にギャップ７４
を提供するように分割されている。部分７２はその一端
に３つの円周方向に離間した溝（スロット）８０を有し
、他端には３つの円周方向に離間した溝（スロット）８
２を有する。部分７２は更に、この部分７２の内部への
ポッチング混合物の注入を許容するためのいくつかの開
口（図示せず）を有する。

第５図に示すように、舌片部分６ｏは磁気部分３４の外
表面３４Ｅから部分７２の内表面を離間させる役目を果
たす。これに関して、舌片部分６０の外表面は部分７２
の内表面に係合し、舌片部分６０の内表面は外表面３４
Ｈに係合する。これにより、点火コイルの磁気回路のｔ
；めの１つの半径方向のエアギャップ８６が形成される
。エアギャップ８６は、外表面３４Ｅと、この外表面３
４Ｅに整合した部分７２の領域との間に存在する。舌片
部分６２は舌片部分６０と同じ機能を果たす。すなわち
、舌片部分６２はエアギャップ８６と同様の別の半径方
向のエアギャップ８７を提供し、このエアギャップ８７
は部分７２の内表面と磁気部分３２の外壁３２Ｄとの間
に存在する。

これに関し、舌片部分６２は舌片部分６０と同じ厚さ及
び同じ円周方向間隔を有する。舌片部分６０．６２は、
半径方向のエアギャップ８６．８７の半径方向長さが約
１．０ｍｍとなるように、約１．０ｍｍの厚さを有する
とよい。

部分７２は約１．２ｍｍの厚さと約５７ｍｍの長さとを
有するとよい。部分７２の内径は約２１ｍｍであり、ギ
ャップ７４のＩＩは約１２ｍｍであるとよい。

本発明の説明を更に続ける前に、点火コイルを組立てる
ための組立て工程を説明しておく。一次巻線組立体、即
ち、一次巻線３６を巻付けた磁気部分３４を有する組立
体を利用すると仮定する。

二次巻線組立体４０を一次巻線組立体上に組立てる。こ
の組立てに際し、スプール４１の左端と一体の一対の半
径方向に延びる突起９０（第４図）を磁気部分３４の端
壁部分３４Ｄの内表面に設けた半径方向に延びる＜　ｌ
ｒみ９２（第７図）内へ挿入する。外表面３４Ｅ上で舌
片部分６０を軸方向に滑動させる。ここで、部分７２を
二次巻線組立体４０上で滑動させることにより、部分７
２を組立てる。この組立てに際し、突起３４Ｆを部分７
２の溝８２内へ滑入する。部分７２の組立て期間中、部
分７２は、舌片部分６ｏから離れるようにバネ偏倚され
、組立て後には、部分７２はスプリングバック作用で舌
片部分６０の外表面に係合する。上述のように部品を組
立てた後、磁気部分３２を組立てる最終工程を行う。こ
の組立ては、磁気部分３２のコア部分３２Ａを二次巻線
組立体４０を通して磁気部分３４の六角形ポア３４Ａ内
に挿入することにより、達成される。この組立てに際し
、突起３２Ｅを溝８０内へ滑入し、コア部分３２Ａの左
端を、リブ３４Ｇを有する六角形ポア３４Ａの領域内へ
滑入する。磁気部分３２の最終組立て位置において１よ
、リブ３４Ｃとコア部分２３Ａの端部との間に嵌合関係
が存在し、磁気部分３２．３４の軸方向への相互分離を
阻止する。

更に、突起３２Ｅの［＃こ関する溝８０の幅は、突起３
２Ｅとこれに係合する溝８０の表面との間に嵌合間係が
存在するように、選定されている。これにより、磁気部
分３２に関する部分７２の軸方向の運動を阻止し、部分
７２と磁気部分３２との間の電気的な接続を提供する。

磁気部分３２．３４はそれぞれ３つの突起３２Ｅ、３４
Ｆを有するものとして説明した。しかし、組立てを簡略
化するため、磁気部分３２．３４は１つのみの突起を有
するように構成してもよい。このような構成においては
、ノツチ３２Ｃに対向する突起３２Ｅ及びノツチ３４Ｇ
に対向する突起３４Ｆを使用し、各磁気部分の他の２つ
の突起を省略するとよい。この場合、部分７２は突起３
２Ｅ、３４Ｆを収納するように位置した２つのみの溝を
その端部に有する。

上述のように点火コイルを組立てたとき、外側ケース即
チハウジング内へユニットとして挿入する前に試験可能
な完成したユニットができあがる。

第９−１１図には、修正した点火コイルを示す。

この点火コイルは次の点で前述の点火コイルとは異なる
。すなわち、磁気回路が修正されており、点火コイルが
（部分７２により提供された単一のシールドの代わりに
）２つのシールドを利用している点で異なる。

第９図において、参照番号１００は電気絶縁材料で作っ
た開口端付きケース即ちハウジングを示す。ハウジング
１００内には、点火コイル組立体１０２が位置する。点
火コイル組立体１０２は開口端付きハウジング１００内
へ挿入され、次いで、ポッチング混合物をハウジング内
へ注入して点火コイル組立体１０２を保持する。このボ
ッチング混合物の一部を１０４にて示す。

点火コイル組立体１０２は、磁気部分３２．３４と同じ
複合材料でつくった磁気部分１０６．１０８を有する。

磁気部分１０８は円形の外表面即ち外１１１１２を有す
る環状部分１１０を具備する。更に、磁気部分１０８は
第１０図に示すような正方形横断面を呈するポア１１６
を備えた軸方向に延びるコア部分１３４をも有する。コ
ア部分１１４の外表面は円形であり、これに一次巻線１
１８が巻いである。磁気部分１０８はポア１１６の開口
端を桝切って延びるバ一部分１２０（第１０図）を有す
る。

磁気部分１０６は、環状即ち円形の外表面即ち外壁１２
２と、正方形横断面を呈するポア１２４とを有する。

正方形横断面を呈する磁気コア部材１２６がポア１１Ｂ
内に位置する。磁気コア部分１２６の両端は磁気部分１
０６．１０Ｂの対応する正方形ポア部分内に位置し、磁
気コア部分１２６の端部はバ一部分１２０に係合してい
る。磁気コア部分１２６は図示のように鋼の積層体でで
きている。

点火コイル組立体は前述の二次巻線組立体４０と同様の
二次巻線組立体１２８を有する。この二次巻線組立体１
２８はセグメント状に巻かれた型式のもので、セグメン
ト状巻線を担持する絶縁材料製のスプール１３０を有す
る。スプール１３０はその一端に複数個の円周方向に離
間した舌片部分１３２を備え、他端１：は、別の複数個
の円周方向に離間した舌片部分１３４を具備する。スプ
ール１３０の各端部１こ８つの舌片部分１３２．１３４
を備えるとよい。

第９−１１図の実施例の点火コイルは、前述の部分７２
のような単一のシールドの代わりに、２つの鋼製シール
ド１３６．１３Ｂを使用している。

これらのシールド１３６．１３８は、第１Ｏ図に明示す
るように、弓形即ち半円形の形状を呈している。シール
ド１３６．１３８は約１．２０ｍｍの厚さを有する電気
めっきした鋼の如き磁性材料で作ることができる。各シ
ールド１３６．１３ｇは一対の屈曲部即ち半径方向内方
へ延びた一体の突起をその両端に具備する。シールド１
３６の突起を１４０にて示し、シールド１３８の突起を
１４２にて示す。

シールド１３６．１３８は、磁気部分１０６．１０８の
外端表面にそれぞれ形成した半径方向に延びるくぼみ内
に突起１４０．１４２を挿入することにより、磁気部分
３０６．１０８上に組立てられる。従って、シールド１
３６の突起１４０は磁気部分１０６．１０Ｂにそれぞれ
形成したくぼみ１４４内に半径方向１こ挿入される。同
様な方法で、シールド１３Ｂの突起１４２は磁気部分１
０６．１０８の対応するくぼみ内へ挿入される。

これらのくぼみの１つを第１０図に１５０にて示す。突
起１４０，１４２は一対の突起を挿入するときには離れ
る方向へバネ偏倚され、挿入後には、突起は磁気部分１
０６．１０８にクランプ力を作用させ、これにより、磁
気部分１０６．１０８を係合保持し、その後これら２つ
の磁気部分の軸方向の分離を阻止する。

シールド１３６．１３８を組立てたとき、その内表面は
舌片部分１３２．１３４の外表面に係合する。これらの
舌片部分１３２．１３４はシールド１３６．１３８に係
合し、舌片部分の内表面は外表面１１２．１２２の部分
にそれぞれ係合する。

シールド１３６．１Ｂ８の最終組立て位置において、こ
れらのシールドは２つの軸方向に延びたギャップ１５２
，１５４により離間せしめられている。更に、舌片部分
１３２．１３４はシールド１３６．１３　ａｌｌ−表ｐ
ｌ　１２．１２２から離間させ、シールドと外表面との
間に半径方向のエアギャップを形成する。舌片部分１３
２．１３４は約１．０ｍｍの厚さを有し、半径方向のエ
アギャップも約１．０ｍｍの寸法を有する。

次に、図示はしないが、別の修正した磁気回路について
説明する。この修正例においては、磁気回路は２つの軸
方向に離間した磁気部分を有し、各磁気部分は、磁気部
分３２．３４と同じ材料で作った磁気部分１０６と同様
のものである。これらの磁気部分は、内側ボアを有さず
一次巻線１１８と同様の一次巻線を担持した軸方向に延
びる１部品の中実コア部材により連結される。磁気部分
は、磁気部分３２．３４と同じ材料でできている。１部
品のコア部材は、正方形の横断面を呈する２つの端部分
を除いて、円筒状を呈している。

一次巻線はこの円筒状部分に巻かれている。正方形の端
部分は２つの軸方向に離間した磁気部分の対応する正方
形開口内憂；嵌合している。正方形の端部分は円筒状部
分の口径より小さな直径を有していて、対向する半径方
向に延びる壁を提供し、これらの壁は、ｌｌｌ５品のコ
ア部材を磁気部分上に組立てたときには、２つの磁気部
分の半径方向内表面にそれぞれ接合する。

上述したように、点火コイルの種々の部品は電気絶縁材
料の結合剤により担持された鉄粉粒子の複合材料ででき
ている。鉄粉粒子は約０．１ｍｍ（０，００４インチ）
の平均粒子寸法を有するとよい。磁気部分の製造におい
て、鉄粉粒子は液体状熱可塑性材料で被覆され、個々の
粒子はこの材料で包囲される。次いで、被覆した鉄粉粒
子を加熱したモールド又はプレス内に置き、複合材料を
所望の形状、密度に圧縮成形する。最終的に成形された
部品は硬化した熱可塑性材料の結合剤とその内部に位置
した鉄粉粒子との複合材料で構成されている。例えば、
最終的に成形された部品は約９９重量％の鉄粉粒子と、
１重量％のプラスチック材料とを含む。俸積としては、
部品は約９６体積％の鉄粉粒子と、４体積％のプラスチ
ック材料とでできている。

最終的に成形さｒＬ　ｆ＝　％品においては、硬化した
熱可塑性材料は鉄粉粒子を一緒に結合し、また、大半の
鉄粉粒子を瓦い（こ電気的に絶縁する。鉄粉粒子の一部
は電気的な絶縁を伴わずに接触する。

しかし、大半の部分に対しては、すべての鉄粉粒子は相
互に絶縁されていて、硬化した熱可塑性材料により鉄粉
粒子間に多数のギャップが提供される。これらのギャッ
プは、熱可塑性材料が空気とほぼ同じ透磁率を有するの
で、エアギャップと同じ効果を有する。その結果、複合
材料は多数のエアギャップを有する部品を提供する。こ
のため、複合材料は後述する方法でギャップ内に磁気エ
ネルギを蓄積できる。

次に、本発明の点火コイルの作動及び特徴を説明する。

第１−８図の実施例に関しては、一次巻線３６を付勢し
たとき、磁束が入れ子犬のコア部分３２Ａ、３４Ｂで構
成されたコア即ちコア手段内に発生する。この磁束は端
壁部分（第１磁気部分）３４Ｄ内を通過し、次いでエア
ギャップ８６を横切って（円筒状鋼製の）部分７２に至
る。ここで、磁束は部分７２を軸方向に貫通し、次いで
エアギャップ８７を通って端壁部分（第２磁気部分）３
２Ｂに至る。部分７２はコア内に発生した磁束のための
低磁気抵抗帰還経路を形成することが分かる。更に、磁
束はエアギャップ８６．８７を半径方向に貫通すること
明らかである。一次巻線３６を去勢したとき、二次巻線
組立体４０の二次巻線内に大きな点火プラグ点火電圧が
誘起される。

エアギャップ８６．８７は約１．０ｍｍの半径方向長さ
を有し、エアギャップの横断面積は、従来の点火コイル
のコア内のエアギャップに比べて大きい。外壁３２Ｄの
長さが約７ｍｍであり、外壁３２Ｄの直径が’ｌｌｔ’
３４０　ｍ　ｍであり、ノツチ３２Ｃが約３５度の角度
幅を有するものと仮定した場合、ノツチの部分を除いて
、エアギャップ８７のエアギャップ面積は約２Ｘ３．１
４ｘ２０ｘ　３２５　／　３６０　ｘ　７即ち約７９３
平方ミリメートルとなる。エアギャップ８６はエアギャ
ップ８７とほぼ同じ面積を有する。それ故、エアギャッ
プの長手方向の面積Ａとエアギャップの長さＬとの間の
比Ａ／Ｌ　（コイルのインダクタンスを決定する因子）
は、点火コイルの製造期間中エアギャップの長さＬが変
わっても、さほど変化しないことが判る。従って、エア
ギャップの長さＬは、点火コイルの製造期間中に調整を
行うことなく、ある許容範囲内に十分維持できる。

更に、磁気部分３２．３４に対して鉄粉粒子と電気絶縁
材料との複合材料を使用することにより、複合材料内の
鉄粉粒子間のギャップは、エアギャップ８６．８７内に
蓄積される磁気エネルギのほかに、磁気エネルギを蓄積
する。蓄積される合計のエネルギ量は、磁気部分３２．
３４内に蓄積されるエネルギ量とエアギャップ８６．８
７内に蓄積されるエネルギ量との合計量に関連する。エ
アギャップ８６．８７の長さＬが減少した場合、これら
のエアギャップの容積も減少し、インダクタンスの増加
により磁束レベルが増大する。エアギャップの容積が減
少するため、これらのエアギャップ８６．８７内に蓄積
されるエネルギ量は減少する。しかし、磁気部分３２．
３４の複合材料内のエアギャップの容積は変化しないの
で、これらのエアギャップは、増大した磁束量のために
一層多量のエネルギを蓄積し、エアギャップ８６．８７
内で失われるエネルギの効果の大半を相殺する。それ故
、磁気部分３２．３４のために複合材料を使用すると、
エアギャップの長さＬの変化についての効果（影響）を
更に減少させ、それ故、自己補償機能が生じる。換言す
れば、点火コイルの磁気回路に蓄積される磁気エネルギ
の総量は、ある範囲内でエアギャップの長さＬが変化し
ても、実質上変化しない。

部分７２は磁束のための低磁気抵抗経路を形成し、また
、二次巻線の静電容量を増大させる効果を有するシール
ドを提供する。従って、セグメント状に巻かれた二次巻
線は、開回路状ａ（即ち、二次巻線が点火プラグに接続
されていない状態）の下では６０〜８０ＫＶ程度の極め
て高い二次電圧が発生するような低さの固有の静電容量
を有する。これらの高い二次電圧は、一次巻線電流をオ
ン・オフ切り換えするために一次巻線に接続した電子出
力装置を故障させる危険性を有する高い一次巻線電圧を
誘起する。部分７２は、一次ピーク反射電圧を約５００
ボルトに制限するように、二次巻線の静電容量を増大さ
せる。これにより、電子出力装置のためのクランプ回路
を必要とせずに、電子出力装置を保護する。二次巻線と
部分７２との間に静電容量が存在するため、二次巻線の
静電容量は増大する。部分７２は分割されねばならず、
この分割はギャップ７４により達成される。このギャッ
プを設けた理由は、このギャップが無い場合は、部分７
２内に発生した渦電流が短絡作用を生じさせ、点火コイ
ルの効率を悪化させるので、これを防止するためである
。磁束帰還経路として部分７２を使用すると、Ｅ空コア
の積層脚部に比べて、一次巻線と二次巻線との間の結合
力が増大する。更に、部分７２はコイル構造体の外部で
の漂遊磁束を減少させ、それ故、電磁放射を減少させる
。

部分７２について説明したことは、第９−１１図の実施
例のシールド１３６．１３８についても適用できる。従
って、シールド１３６．１３８は部分７２と同じ機能を
果たし、部分７２とシールド１３６．１３８の如き部分
とを相互に交換できる。シールド１３６．１３８の如き
２つの部分を使用した場合は、２つのギャップを設ける
。

部分７２及びシールド１３６．１３８について説明した
機能のほかに、これらの素子は機械的な保持又は固定機
能をも果たす。従って、第９−１１図の実施例において
は、シールド１３６．１３８が磁気部分１０６．１０８
を一緒に固定し、第１−８図の実施例においては、部分
７２が同様な機能を果たす。

第９−１１図の実施例の磁気回路においては、一次巻線
１１８内のコア即ちコア手段は複合磁気部分１０８のコ
ア部分１１４及び磁気コア部材１２６を有する。２つの
平行な磁束経路、即ち磁気コア部材１２６を通る一次磁
束経路及びコア部分１１４を通り一次磁束経路に平行な
二次磁束経路が存在する。磁気コア部材１２６はコア部
分１１４よりも低い磁気抵抗を有する。以上説明した構
成により、一次巻線１１８に供給されるブレーク電流の
大きさの関数として変化する可変の増分インダクタンス
を有する点火コイルが提供される。従って、磁気コアは
、磁気コア部材１２６を通る磁束通路のための低いレベ
ルの一次電流での高透磁率及び高インダクタンスにとっ
て最適なものとし、減少したインダクタンスでの高いレ
ベルの一次電流に対するコア部分１１４を通る平行な磁
束経路を有する。これは、一次巻線と二次巻線との間の
結合力を大幅に減少させずに、しかも磁気コア部材１２
６により提供される一次磁束経路を飽和させることなく
、連成される。低いレベルの一次電流、即ち一次巻線１
１Ｂを去勢したときに得られる電流は、約６．５ブレー
クアンペアでよい。高いレベルの一次電流は約１８．５
ブレークアンペアでよい。

低いレベルの電流（６，５ブレークアンペア）で作動し
ているときは、磁気回路は、発生した磁束の約７％の磁
束がコア部分１１４を通り、９３％の磁束が磁気コア部
材１２６を通るように、作動する。１８．５ブレークア
ンペアで作動しているときには、約３０％の磁束はコア
部分１１４を通り、７０％の磁束は磁気コア部材１２６
を通る。

本発明の可変増分インダクタンス特徴を更に説明するに
当り、点火コイルの増分インダクタンスは点火コイルの
磁気回路の磁化力Ｈの変化により生じる磁束密度Ｂの変
化に関連することを諒解されｔ：い。増分インダクタン
スは、磁束密度Ｂの変化により生じた磁化力Ｈの変化で
磁束密度Ｂの変化を割算した値ΔＢ／ΔＨに関連する。

従って、Ｂ−Ｈ曲線が直線を呈する（一次元的な関係に
ある）場合、増分インダクタンスは、Ｈが一定量変化す
ればＢも同量変化するので、実質上一定となる。

点火コイルの合計インダクタンスは、磁気コア部材１２
６に関連するインダクタンスとコア部分１１４に関連す
るインダクタンスとを加えた得られるインダクタンスで
ある。磁気コア部材１２６及びコア部分１１４のＢ−Ｈ
曲線は同じではない。

従って、ある低いブレーク電流範囲に対しては、磁気コ
ア部材１２６のＢ−Ｈ曲線は、ある電流範囲にわたって
インダクタンス（ΔＢ／ΔＨ）が実質上一定になるよう
に、一次元的な関係を維持する。しかし、この一次元的
な曲線は、Ｈの一定の変化に対してＢが比較的大きく変
化するようなものである。コア部分１１４のＢ−Ｈ曲線
も、このコア部分に関連するインダクタンスが上記電流
範囲にわたって一定になるように、低い電流範囲にわた
って一次元的な部分を有する。コア部分１１４に対する
比ΔＢ／ΔＨは磁気コア部材１２６に対する比ΔＢ／Δ
Ｈよりも小さい。あるレベル（例えば、６．５ブレーク
アンペア）以上で電流が流れると、コア部分１１４のＢ
−）１曲線は直線状態から非一次元的状態（比ΔＢ／Δ
Ｈが漸進的に減少して６，５ブレ一クアンペア以上の電
流でインダクタンスを減少させる状態）へ移行する。こ
の非一次元的な曲線部分はＨ軸（縦軸）から離れてＨ軸
（横軸）の方へ湾曲する。

上述のことから、点火コイルが二重モードの作動を提供
すること明らかである。従って、ブレークアンペア電流
が６．５アンペア以上である場合は、点火コイルは点火
装置の通常の作動にとって所望の燃焼時間を提供するよ
うに選定された一定のインダクタンスを有する。しかし
、ブレークアンペア電流が例えば１８．５アンペアまで
増大すると、点火コイルは、電流が６．５アンペアから
１８．５アンペアまで増大するにつれて増大する増分イ
ンダクタンスを有する。従って、磁気コア部材１２６に
関連するインダクタンスは一定に維持されるが、コア部
分１１４により提供される増分インダクタンスに実質的
な減少が生じ、その結果、６．５ブレ一クアンペア以上
の電流において、合計の増分インダクタンスは減少する
。−大電流が６．５アンペアから１８．５アンペアへ変
化するにつれてインダクタンスが減少するので、電流の
この変化は高速立上り（低インダクタンス）を生じさせ
、その結果、点火コイルは汚れた点火プラグを点火させ
るに適した大きな高速立上り二次電流を提供する。従っ
て、１８．５アンペアのブレーク電流は（エンジンが）
冷えた状態時の作動に使用でき、６．５アンペアのブレ
ーク電流は通常の作動に使用できる。点火コイルは、高
い二次電流を発生できる従来の点火コイルのように燃焼
時間を犠牲にすることなく、作動する。

本発明の第５図の実施例に係る点火コイルも、印加され
る一次ブレーク電流の大きさに応じて変化する可変のイ
ンダクタンスを有する。従って、第５図においては、複
合材料で形成されたコア部分３２Ａ、３４ＢのＢ−Ｈ曲
線は、ある範囲の低一次巻線ブレーク電流に対して、比
ΔＢ／ΔＨが実質上一定に維持されて一定の増分インダ
クタンスを提供するようなものである。この範囲は例え
ば６．５アンペアまでの範囲でよい。ブレーク電流が約
６．５アンペアに増大すると、Ｂ−Ｈ曲線は直線状態（
一次元的な状態）から湾曲状態へと変化し、電流増加に
つれて比ΔＢ／ΔＨが増大し、これにより、６．５アン
ペア以上の電流増加につれて減少する増分インダクタン
スを提供する。第５図の実施例により生じる、電流増加
につれて減少するインダクタンスの効果は、第９−１１
図の実施例により生じる効果はど顕著ではない。

上述のように、第１−８図の実施例に関しては、磁気エ
ネルギは磁気部分３２．３４内及びエアギャップ８６．
８７内に蓄積される。第９−１１図の実施例の点火コイ
ルも同様の方法で作動する。

すなわち、磁気エネルギは磁気部分１０６．１０８内及
び外表面１１２．１２２とシールド１３６．１３８との
間のエアギャップ内に蓄積される。蓄積される合計のエ
ネルギ量は、第１−８図の実施例の作動に関連して説明
した理由と同じ理由により、エアギャップの長さが変化
しても、実質上変化しない。更に、エアギャップの横断
面積Ａは、第１−８図の実施例に関連して説明した理由
と同じ理由により、第９−１１図の実施例でのエアギャ
ップの半径方向長さＬに比べて大きい。

従って、第９−１１図の実施例の比ΔＢ／ΔＨは第１−
８図の実施例の比ΔＢ／ΔＨとほぼ同じかそれより僅か
に小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は点火コイルの部分破断側面図、第２図は第１図
の２−２線における断面図、第３図は本発明に係る点火
コイルの点火コイル組立体の平面図、 第４図は第３図の４−４線に沿って見た点火コイル組立
体の端面図、 第５図は第４図の５−５線における断面図、第６図は第
５図に示す点火コイル組立体に使用する２つの素子を示
す図、 第７図は第６図の７−７線における磁気部分の断面図、 第８図は第６図の８−８線における断面図、第９図は別
の実施例に係る点火コイルの断面図、第１Ｏ図及び第１
１図は、第９図の点火コイルに使用する点火コイル組立
体のそれぞれ端面図及び側面図である。 符号の説明 ３２．３４：磁気部分　　３２Ａ：コア部分３２Ｂ：端
壁部分　　３２Ｄ＝外壁 ３４Ａ：ポア　　３４Ｂ：コア部分 ３４Ｃ：リブ　　３４Ｄ：端壁部分 ３４Ｅ：外表面　　３４Ｈ：外表面 ３６：一次巻線　　４０：二次巻線組立体４１ニスプー
ル　　６０．６２：舌片部分７２：部分　　７４：ギャ
ップ ８６．８７：エアギャップ １０６．１０８：磁気部分 １１０：環状部分　　１１４：コア部分１２４：ポア　
　１２６：磁気コア部材１３６．１３８：シールド 外４名 Ｆｉｇ、　２ Ｆｉｇ、　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．　磁性材料でできたコア手段（３２Ａ、３４Ｂ）と
   、前記コア手段のまわりに位置した一次巻線（３６）と
   、前記一次巻線のまわりに位置した二次巻線（４０）と
   を備えた点火コイルにおいて、 軸方向に離間し前記コア手段により磁気的に接続された
   第１磁気部分（３２Ｂ）及び第２磁気部分（３４Ｄ）と
   、該第１磁気部分と第２磁気部分とを磁気的に接続する
   ため前記二次巻線の外側に位置した磁性材料の少なくと
   も１つの軸方向に延びた部材（７２）とを有し；該軸方
   向に延びた部材が、この軸方向に延びた部材と前記第１
   磁気部分及び第２磁気部分の外表面（３２Ｄ、３４Ｅ）
   との間に半径方向に延びるエアギャップ（８６、８７）
   をそれぞれ提供するように位置決めされていることを特
   徴とする点火コイル。 ２．　請求項１に記載の点火コイルにおいて、前記第１
   磁気部分（３２Ｂ）及び第２磁気部分（３４Ｄ）がそれ
   ぞれ、電気絶縁材料の結合剤内の鉄粒子でできており、
   該結合剤が該鉄粒子を一緒に結合し少なくとも一部の同
   鉄粒子間にギャップを提供するように作用する点火コイ
   ル。 ３．　請求項１又は２に記載の点火コイルにおいて、前
   記軸方向に延びた部材（７２）が前記第１磁気部分（３
   ２Ｂ）と第２磁気部分（３４Ｄ）とを磁気的に接続する
   点火コイル。 ４．　請求項１ないし３のいずれかに記載の点火コイル
   において、前記二次巻線（４０）がセグメントに分割さ
   れており、前記軸方向に延びた部材（７２）が同二次巻
   線の静電容量を増大させるように機能するシールドを形
   成する点火コイル。 ５．　請求項１ないし４のいずれかに記載の点火コイル
   において、前記半径方向に延びるエアギャップ（８６、
   ８７）の面積をＡ、同エアギャップの半径方向の長さを
   Ｌとしたときに、Ｌが変化しても比Ａ／Ｌが実質上変わ
   らないように、Ｌに比べてＡが大きくなっている点火コ
   イル。 ６．　請求項２ないし５のいずれかに記載の点火コイル
   において、磁気エネルギが前記鉄粒子間のギャップ内及
   び前記半径方向に延びるエアギャップ（８６、８７）内
   に蓄積され；蓄積される合計の磁気エネルギ量は前記鉄
   粒子間のギャップ内に蓄積されるエネルギと前記半径方
   向に延びるエアギャップ内に蓄積されるエネルギとの和
   に等しく、該合計の磁気エネルギ量が同エアギャップの
   半径方向長さの変化により影響を受けない点火コイル。 ７．　請求項６に記載の点火コイルにおいて、前記コア
   手段（３２Ａ、３４Ｂ）も、電気絶縁材料の結合剤内の
   鉄粒子により形成されている点火コイル。 ８．　請求項７に記載の点火コイルにおいて、端部分（
   ３４Ｄ）と軸方向に延びた部分（３４Ｂ）とを備え、同
   端部分及び同軸方向に延びた部分を貫通するボア（３４
   Ａ）を有する第１部分 （３４）；及び、端部分（３２Ａ）と前記第１部分のボ
   ア内に位置した軸方向に延びた部分 （３２Ｂ）とを備えた第２部分（３２）を有し；前記第
   １部分の端部分（３４Ｄ）が前記第１磁気部分を画定し
   、前記第２部分の端部分（３２Ｂ）が前記第２磁気部分
   を画定し；前記第１部分及び第２部分の前記軸方向に延
   びた部分が前記コア手段を画定する点火コイル。 ９．　請求項８に記載の点火コイルにおいて、前記第１
   部分（３４）の前記ボア（３４Ａ）及び前記第２部分（
   ３２）の前記軸方向に延びた部分（３２Ａ）が相互に対
   応する六角形の横断面を呈する点火コイル。 １０．　請求項８又は９に記載の点火コイルにおいて、
   前記第１部分（３４）及び第２部分（３２）は、これら
   の部分を軸方向に分離しないように固定する相互嵌合手
   段（３４Ｃ）を有する点火コイル。 １１．　請求項８ないし１０のいずれかに記載の点火コ
   イルにおいて、前記第１部分（３４）の軸方向に延びた
   部分（３４Ｂ）が円形の外側表面（３４Ｈ）を有し、前
   記一次巻線（３６）の内側巻き部分が該円形の外側表面
   に直接係合する点火コイル。 １２．　請求項７に記載の点火コイルにおいて、端部分
   （１１０）とボア（１１６）を備えた軸方向に延びた部
   分（１１４）とを有する第１部分（１０８）；ボア（１
   ２４）を有し、前記第１部分の軸方向に延びた部分の端
   部に係合する第２部分（１０６）；及び、前記第１部分
   及び第２部分の前記ボア内に位置した複数の鋼の積層体
   により形成されたコア部材（１２６）を具備し；前記第
   １部分（１０８）の端部分（１１０）が前記第１磁気部
   分を構成し、前記第２部分（１０６）が前記第２磁気部
   分を構成し；前記第１部分の前記軸方向に延びた部分（
   １１４）及び前記コア部材が前記コア手段を画定する点
   火コイル。 １３．　請求項１ないし１２のいずれかに記載の点火コ
   イルにおいて、前記第１磁気部分（３２Ｂ）の外表面（
   ３２Ｄ）及び第２磁気部分（３４Ｄ）の外表面（３４Ｅ
   ）が円形であり；前記軸方向に延びた部材（７２）が、
   この軸方向に延びた部材の内表面と前記第１磁気部分及
   び第２磁気部分の円形の外側表面との間に、第１及び第
   ２の半径方向及び円周方向に延びたエアギャップ（８６
   、８７）をそれぞれ提供するように位置決めされており
   ；前記軸方向に延びた部材が、この軸方向に延びた部材
   の全長にわたって延びるギャップ（７４）を有する点火
   コイル。 １４．　請求項１３に記載の点火コイルにおいて、前記
   二次巻線がスプール（４１）により担持されており；該
   スプールが、同スプールと一体でその両端に位置し前記
   軸方向に延びた部材（７２）の内表面に係合して位置し
   、同内表面と前記第１磁気部分（３２Ｂ）及び第２磁気
   部分（３４Ｄ）の外側表面（３２Ｄ、３４Ｅ）との間に
   軸方向に延びるエアギャップ（８６、８７）を提供する
   ための第１及び第２の半径方向離間手段（６０、６２）
   を有する点火コイル。 １５．　請求項１４に記載の点火コイルにおいて、前記
   第１及び第２の半径方向離間手段が、複数個の円周方向
   に離間し軸方向に延びた舌片部（６０、６２）をその両
   端にそれぞれ有し、該舌片部が前記第１磁気部分（３２
   Ｂ）及び第２磁気部分（３４Ｄ）のそれぞれの円形の外
   側表面（３２Ｄ、３４Ｅ）と前記軸方向に延びた部材（
   ７２）の前記内表面との間に配置されている点火コイル
   。 １６．　請求項１ないし１５のいずれかに記載の点火コ
   イルにおいて、前記軸方向に延びた部材が複数個の円周
   方向に離間し軸方向に延びた部材（１３６、１３８）に
   より画定されており、該各円周方向に離間し軸方向に延
   びた部材が円形形状を呈している点火コイル。 １７．　請求項１６に記載の点火コイルにおいて、前記
   軸方向に延びた部材（１３６、１３８）が２つ設けられ
   ている点火コイル。