JPH04144218A - 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、特に一次コイル
を巻回した筒体の一次ボビンと、この一次ボビンを筒体
内に収容し筒体外面に二次コイルを巻回した二次ボビン
を備えた点火コイルに係る。

〔従来の技術〕

内燃機関の点火装置は、−殻内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印加し気筒内の混合気に点火す
るものである。

近時の内燃機関においては、配電器を廃し各点火プラグ
毎に点火コイルを装着する技術が採用され、コイル分配
点火方式として知られている。このような点火コイルを
内燃機関用に装着する場合、例えば特開昭６２−１５７
２７８号公報に記載のように、二本のカムシャフトを燃
焼室の上方に配設したダブルオーバーヘッドカムシャフ
ト（通称、ＤＯＨＣ）の内燃機関にあっては装着が困難
であり、機関の大型化を招くことになる。このため、同
公報においては、内燃機関側に対し制約が生じないよう
、狭いパルプ挟み角を有するＤＯＨＣエンジンに対して
もカムシャフト間に点火コイルを配設できるようにした
点火装置が提案されている。具体的にはオイル室に設け
られた隔壁を除去し、点火コイルを収容したケーシング
を直接オイル室内に配設すると共に、シリンダヘッドカ
バー及びケーシング間並びに点火プラグ取付孔及びケー
シング間でシールするようにしている。

点火コイルとしては、例えば特開昭６０−２０１６０７
号公報に記載のようにコア（鉄心）を嵌合する一次ボビ
ンに巻装した一次コイルと、これらを収容する二次ボビ
ンに巻装した二次コイルを備えたものがあるか、小型化
、高性能化の要請に応えるべく種々の対策が講じられて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記特開昭６０−２０１６０７号公報においては二次コ
イルとその外側の鉄心との間の間隙に着目し、鉄心をテ
ーパ状として注型樹脂を削減することとしているか、二
次ボビンについては高圧側に向かって徐々に肉厚となる
ような溝を有する構造か示唆されているのみで、二次ボ
ビンと一次コイルとの間の間隙に関し特段の対策が講じ
られているものではない。

上記二次ボビンは合成樹脂で形成されるが、−殻内に樹
脂成形部品の型抜きを可能とするには抜き方向に傾斜し
ていることが必要で、所謂抜き勾配として約３０′が必
要とされている。このため、上記従来技術のように二次
ボビンの軸方向寸法が短い場合には、二次ボビンに抜き
勾配をもたせても二次ボビンに収容する一次コイル及び
一次ボビンとの間の間隙が小さいので点火コイル全体と
しての外径寸法に然程影響しないが、点火コイルの外径
が制限され所定の出力を確保するため軸方向に長く形成
する場合には抜き勾配による外径寸法の増大が問題とな
り軸方向長さか増々長くなる。例えば点火コイルの外径
が２５ｍｍ前後で二次ボビンの軸方向長さが９０ｍｍ前
後の場合、二次ボビン成形のための抜き勾配により３乃
至５ｍｍの無駄な間隙が生ずることになるが、外形寸法
か制限されているので所定の出力を確保するため軸方向
長さを長くせざるを得ない。

そこで、本発明は内燃機関用点火コイルに関し、二次ボ
ビンと一次コイルとの間を適正な間隙とし所定の点火性
能を確保しつつ小型化を図ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明は中心コアを筒体内
に収容し該筒体の外面に一次コイルを巻回した一次ボビ
ンと、該一次ボビンを筒体内に収容し該筒体の外面に二
次コイルを巻回した二次ボビンと、該二次ボビンの外側
に配置し前記中心コアと接合する外側コアを備えた内燃
機関用点火コイルにおいて、前記中心コア斗収容し前記
一次コイルを巻回した前記一次ボビン回りに、合成樹脂
の一体成形により前記二次ボビンを形成したものである
。

また、本発明は永久磁石及び中心コアを筒体内に収容し
該筒体の外面に一次コイルを巻回した一次ボビンと、該
一次ボビンを筒体内に収容し該筒体の外面に二次コイル
を巻回した二次ボビンと、該二次ボビンの外側に配置し
前記中心コアと接合する外側コアを備えた内燃機関用点
火コイルにおいて、前記一次ボビンが、筒体を軸方向に
二分割した一対の部材から成り、該一対の部材の一方の
内側の所定位置に前記中心コア及び前期永久磁石を配置
した後前記一対の部材の他方を接合して筒体を構成する
と共に、該筒体の外面に前記一次コイルを巻回し、前記
一次ボビン回りに、合成樹脂の一体成形により前記二次
ボビンを形成するとよい。

〔作用〕

上記のように構成された本発明の内燃機関用点火コイル
においては、一次コイルを巻回した一次ボビン回りに二
次ボビンか一体成形されるので、一次コイル外面と二次
ボビン内面との間の間隙は略一定とされ無駄な間隙か生
しない。

而して、上記点火コイルにおいて、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。

〔実施例〕

以下、本発明の内燃機関用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図乃至第５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１０は一次ボビン２３に巻回され
た一次コイル２１及び二次ボビン２４に巻回された二次
コイル２２を有し、これらのコイル内に収容されるコア
１１乃至１３及び永久磁石１７．１８並びに上記コイル
回りに配置されるコア１５．１６によって磁気回路か構
成されている。

本実施例においては、一次ボビン２３内が軸方向に三等
分された部分の略中点に、二個の平面視正方形の永久磁
石１７．１８が第１図の上方をＮ極とするように配置さ
れ、これら永久磁石１７゜１８を各コア間で挟持するよ
うに正面視Ｃ字状のコア１１乃至１３が配設されている
。これらのコア１１乃至１３は本発明にいう中心コアを
構成し、コア１１及びコア１３は同一形状とされている
。即ち、コア１１．１３は一次ボビン２３から外方に突
出し突出端部１１ａ、１３ｂが形成されており、これら
に本発明にいう外側コアたる正面視Ｃ字状のコア１５．
１６の腕部１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂが接合され
ている。コア１１．１３の他方の端部１１ｂ、１３ａ及
びコア１２の両端部１２ａ、１２ｂは第１図の側方に膨
出しテーパ状に形成されており、各々の端面が永久磁石
１７．１８の端面と同一の略正方形に形成されている。

永久磁石１７．１８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の通電時にコア１１乃
至１３に形成される磁束の方向と反対の方向となるよう
に配置される。また、永久磁石１７．１８は同一の厚さ
で、その−辺の幅はコア１１乃至１３の本体部の一辺の
幅に対し１５乃至２．５倍の範囲内の値に設定され、本
実施例では約１．７倍に設定されている。永久磁石１７
．１８の他辺の幅はコア１１乃至１３の本体部の他辺の
輻（両端部と同−輻）と同一に設定されており、従って
永久磁石１７．１８のコア１１乃至１３の何れかと対向
する面の面積はコア１１乃至１３の本体部の軸に直交す
る断面の面積の１゜５乃至２．５倍の範囲内の約１．７
倍となっている。永久磁石１７．１８としては残留磁束
密度が大で減磁されにくいサマリウム−コバルト（Ｓｍ
−Ｃｏ）系金属の焼結体の希土類マグネットが用いられ
る。例えば、温度１５０°Ｃでも一次コイル２１通電時
の反対方向の磁束密度が０．７Ｔ（テスラ）となるまで
は減磁しないものが用いられる。

上述のコアは何れも第１図の上下方向に圧延された方向
性珪素鋼板が複数積層されて成る。方向性珪素鋼板は周
知のように圧延方向には極めて良好な磁気特性を示すか
、圧延方向と異なる角度では磁気特性が低下する。従っ
て、コア１５．１６の圧延方向に直交する腕部１５ａ、
１５ｂ、１６ａ、１６ｂの幅は圧延方向（長手方向）の
１．　５乃至１．８倍に設定されている。例えば圧延方
向で１．７７（テスラ）の磁束密度を許容するとき、圧
延方向に対し４５°の方向では１．ＩＴの磁束密度か限
度となるので、コア１５．１６の長手方向に直交する方
向に延在する腕部１５ａ、１６ａの輻Ｗａは、長手方向
の本体部の輻ｗｂに対しＷａ　＝Ｗｂ　ｘ　１　、　７
／　Ｉ、１の関係となるように設定される。一方、コア
１１の端部１１ｂ等において永久磁石１７等に当接する
端面に対するテーパ面の角度が小さければそれだけ軽く
なり一次コイル２１の巻線部が長くなるので性能向上に
繋がるが、所定角度以下にすると磁束が絞られ磁気抵抗
が大きくなり所定の点火性能が得られなくなる。このた
め、本実施例においては永久磁石１７等に対向する端面
の最外側から４０°乃至５０゜の傾斜角度でコア１１等
の本体部側面に至る位置と、永久磁石１７等に対向する
端面から軸方向に平行にプレス加工上最小限必要とされ
る距離（例えば１ｍ）後退した位置とを結ぶテーパ状に
形成されている。

一次ボビン２３は、断面略矩形の樹脂製筒体か軸方向に
二分割された同一形状の部材２３０，２３０から成る。

即ち、第１図において前後に、第４図においては左右に
二分割されている。これらの部材２３０．２３０の一方
の内側にコア１１乃至１３及び永久磁石１７．１８が収
容された後、他方が接合されて第１図及び第３図に明か
なように筒体が構成される。

そして、一次ボビン２３の周囲に一次コイル２Ｉの巻線
が二層もしくは四層に巻回される。一次コイル２１の両
端は第２図及び第４図に示す一次ターミナル３３ｂ、３
３ｃに夫々半田付は等によって接続されている。これら
一次ターミナル３３ｂ、３３ｃはインサート樹脂成形さ
れて一次コネクタ３３か形成され、一次ターミナル３３
ｂは図示しないバッテリに接続され、一次ターミナル３
３ｃは図示しない制御回路、通称イグナイタに接続され
る。尚、一次コイル２１の巻線の巻回方向は、一次コイ
ル２１に通電されたとき永久磁石１７．１８の磁化方向
と逆方向に磁化されるように設定されている。

そして、一次コイル２１の外側に後述するように合成樹
脂の一体成形により二次ボビン２４か形成されている。

二次ポビン２４は外側面の軸方向の所定間隔毎に複数の
溝が形成されている。そして、二次コイル２２の巻線が
第１図の上方の溝から下方の溝に順次分割巻回されてい
る。二次コイル２２の巻線の巻始めは一次ターミナル３
３ｂに接続され、図示しないバッテリと同電位となる。

二次コイル２２の巻線の巻き終りは第４図下方のダイオ
ード３６の一端のリード’　３６　ａに半田付は等によ
って接続されている。

二次コイル２２回りには、ホルダ３１．３２と一体に成
形されたコア１５．１６が前述のように配設されている
。即ち、コア１５．１６かインサート樹脂成形され、第
５図に示すような同一形状のホルダ３１．３２か形成さ
れている。ホルダ３１の上下端部にはコ字状断面の支持
部３’ｌａ、３１ｂか形成され、これらに連続するよう
にコア１５の内側に耐電圧を確保するため絶縁部３］ｃ
か形成されている。この絶縁部３１ｃの両側の角部は段
付形状とされ段部３１ｄ、８１ｅが形成されている。尚
、ホルダ３２も同様の構造である。

而して、ホルダ３１の支持部３１ａとホルダ３２の支持
部３２ａとの間に、コア１１の突出端部１１ａ及びコア
１５．１６の腕部１５ａ、１６ａの接合端部１５ｃ、１
６ｃか挟持されており（第１図及び第４図参照）、同様
にコア１３の突出端部１３ｂ及びコア１５．１６の腕部
１５ｂ、１６ｂの接合端部１５ｄ、１６ｄがホルダ３１
．３２の下方の支持部３１ｂ、３２ｂ間に挟持されてい
る。

コア１５．１６の上方の接合端部１５ｃ、１６Ｃの幅は
コア１５．１’６の腕部１５ａ、１６ａの幅より大であ
って、コア１１の突出端部１１ａと同一幅であり、下方
の接合端部１５ｄ、１６ｄについても同様の関係にある
。第１図に示すように突出端部１１ａ及び接合端部１５
ｃ、１６ｃの上方には夫々孔ｌｉｅ、１５ｅ、１６ｅが
穿設されており、ホルダ３１．３２の支持部３１ａ、３
２ａの側方から（第５図の左下方向及び右上方向から）
加熱押圧されることによりホルダ３１．３２か熱変形し
て孔ｌｅｅ、１５ｅ、１６ｅに進入し、コア１１，１５
．１６の上部が強固に固定される。コアＩ３とコア１５
．１６の下部についても同様に固定される。

支持部３１ｂ、３２ｂの底部には、コ字状断面（第４図
に表われる）の取付部３５ａと支持部３５ｂから成る樹
脂製のカバー３５が挟着されている。支持部３５ｂには
第４図に示すように下方に突出する溝付き突出部３５ｃ
、３５ｄが形成されており、この溝にダイオード３６の
リード３６ａ、３６ｂが挟持されて固定されている。ま
た、プレート３７の両側に設けられた屈曲脚部が支持部
３５ｂの両端面に形成された穴に圧入固定されており、
プレート３７の接続部３７ａがダイオード３６のリード
３６ｂに半田付は等によって接続されている。

これらホルダ３１．３２並びに一次コイル２１、二次コ
イル２２及びコア１１等は第５図に示すようなケース３
０に収容されている。ケース３０は立壁部３０ａ、３０
ｂが並設されて両者間に収容部が形成され、上端にフラ
ンジ部３０ｃ、３０ｄが形成され、下端に有底筒体の二
次コネクタ部３０ｅが形成されている。そして、立壁部
３０ａ、３０ｂの両側には段部（四つの段部を代表して
３０ｆとする）が形成されており、この段部３０ｆにホ
ルダ３１．３２の段部３１ｄ等が嵌合し密着するように
構成されている。二次コネクタ部３０ｅ内には二次ター
ミナル３４が収容されており、その頂面に形成された突
出部３４ａが二次コネクタ部３０ｅの底面を貫通してコ
ア１３方向に延出している。そして、プレート３７の中
央部に穿設された円形の穴に二次ターミナル３４の突出
部３４ａが圧入され、電気的に接続される。

ケース３０及びホルダ３１．３２によって郭成された空
間には熱硬化性の合成樹脂、例えばエポキシ樹脂が充填
、硬化されて樹脂部３８が形成される。これにより、二
次コイル２２が含浸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１０の組付、製作手順を以
下に説明する。

先ず、一次ボビン２３を構成する部材２３０゜２３０の
間の所定の位置にコア１１乃至１３及び永久磁石１７．
１８を配置して固定する。この一次ボビン２３の外周に
巻線を巻回して一次コイル２１を形成する。この状態で
、インサート樹脂成形により二次ボビン２４を一体的に
形成し、第６図及び第７図に示すように断面略矩形の筒
体で外側面に複数の溝を有する二次ボビン２４を形成す
る。そして、この二次ボビン２４の谷溝に巻線を巻回し
二次コイル２２を巻装すると第５図に示すコイルサブア
ツシー１０ａか形成される。

一方、コア１５．１６をインサート樹脂成形し夫々ホル
ダ３１．．３２を形成する。これらホルダ３１．３２を
コイルサブアツシー１０ａの両側から挟持するように支
持部３１ａ、３２ａ及び支持部３１ｂ、３２ｂを夫々衝
合させ、コア１１，１３の突出端部１１ａ、１３ｂとコ
ア１５．１６の接合端部１５ｃ、１５ｄ、１６ｃ、１６
ｄを接合する。この状態で、一次コネクタ３３の取付部
３３ａをコア１１の突出端部１１ａ及びコア１５゜１６
の接合端部１５ｃ、１６ｃに嵌合し、ホルダ３１の支持
部３１ａ、３２ａを側方から熱加圧して孔ｌｉｅ、＋５
ｅ、１６ｅに進入させコア１１．１５．１６の上部を固
定する。コア１３，１５．１６の下部も同様の方法で支
持部３１ｂ、３２ｂに固定する。これにより、コイルア
ッシーが形成される。そして、一次コイル２１の巻線の
両端を一次ターミナル３３ｂ、３３ｃに接続する。

また、カバー３５にダイオード３６と金属板のプレート
３７を装着しプレート３７の接続部３７ａにリード３６
ｂを接続する。このカバー３５の取付部３５ａをコア１
４の突出端部１４ｂ及びコア１５．１６の接合端部１５
ｄ、１６ｄに嵌合し、二次コイル２２の巻線の巻終り部
分をリード３６ａに接続する。

次に、二次ターミナル３４を一体成形し二次コネクタ部
３０ｅを形成すると共に立壁部３０ａ。

３０ｂを並設して成る第５図に示すケース３０に上記の
コイルサブアツシー１０ａを含むコイルアッシーを挿入
し、プレート３７に二次ターミナル３４を接合する。そ
して、ホルダ３１．３２及びケース３０で郭成され、コ
イルサブアツシーｌＯａとの間に形成される空間にエポ
キシ樹脂を充填し、熱硬化させて含浸固着させる。

以上のように、本実施例の点火コイルｌＯにおいては、
二次ボビン２４は一次コイル２１及び二次ボビン２３に
一体成形されるので、これらの間に無駄な間隙が生ずる
ことはない。即ち、二次ボビン２４は抜き勾配を考慮す
る必要がないので従来のような無駄な間隙を生ずること
なく、中空部の断面積は最小とされる。従って、点火性
能を損なうことなく点火コイル１０を小型とすることが
できる。

而して、上記のように構成された点火コイルｌＯにおい
ては、第１図に示すように永久磁石１７．１８の上方が
Ｎ極となっており、磁束の流れはコア１３からコア１１
に向かい、コア１１にてコア１５．１６に分岐しコア１
３に戻る閉ループとなっている。この状態での磁束の漏
洩は殆とない。一次コイル２１が図示しない制御回路に
より通電され一次電流が供給されると、磁束の流れは永
久磁石１７．１８の磁化方向と逆方向でコア１１からコ
ア１３に向かう閉ループとなる。このとき、コア１１か
らコア１５．１６へ、コア１５゜１６からコア１３へ、
そしてコア１２とコア１５．１６の相互間で磁束の漏洩
が生ずるが、後述するように永久磁石１７．１８により
漏洩磁束が低減される。そして、一次電流が遮断される
と二次コイル２２に逆起電力が誘起され３０乃至４０ｋ
Ｖの高電圧が発生する。この高電圧はダイオード３６、
プレート３７そして二次ターミナル３４を介して図示し
ない点火プラグに印加される。尚、このダイオード３６
は一次コイル２１通電時に発生するｌ乃至３ｋＶの電圧
によって点火プラグが飛火するのを防止するものである
。

本実施例においては、コア１１乃至１３の各コア間に介
装された永久磁石１７．１８により大きな有効磁束変化
を確保することができる。特に、永久磁石１７．１８は
一次コイル２１内に収容され適切な位置に配置されてお
り、磁束の集中により従来に比し漏洩磁束が少なくなり
、コア１１乃至１３における局部的な磁気飽和が無くな
る。しかも、コア１１乃至１３の本体部の軸に直交する
断面に対する永久磁石１７．１８の面積比が約１．７倍
とされているので、一次コイル２１による磁界が永久磁
石１７．１８の減磁限界に達する前にコア１１乃至１３
が飽和磁束密度に達し、永久磁石１７．１８が減磁され
ることはない。従って、一次電流の通電による起磁力に
対し一次コイル２１内に形成される磁束密度が大となり
、放電エネルギーが増加する。また、磁束変化か大とな
るので二次フィル２２の出力電圧が大となる。

〔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、一次コイルを巻回
した一次ボビン回りに二次ボビンを合成樹脂により一体
成形することとしているので、二次ボビンと一次コイル
との間に無駄な間隙を生ずることなく所定の点火性能を
確保しつつ小型とすることができる。

更に、筒体を軸方向に二分割した一対の部材の一方の所
定位置に永久磁石及び中心コアを配置した後、他方の部
材を接合して一次ボビンを構成し、この回りに合成樹脂
の一体成形により二次ボビンを形成するようにしたもの
にあっては、組付作業を含め製造が容易であり、しかも
二次ボビンと一次コイルとの間に無駄な間隙を生ずるこ
となく点火コイルを小型に形成することができる。

【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図は同、点火コイルの平面図、第３図は第１図中■−
■線断面図、第４図は本発明の一実施例の点火コイルの
側方からみた縦断面図、第５図は本発明の一実施例の点
火コイルの分解斜視図、第６図は本発明の一実施例にお
ける一次ボビン及び一次コイルと二次ボビンとの接合状
態を示す縦断面図、第７図は同、側方からみた縦断面図
である。 ＩＯ・・・点火コイル。 １１．１２．１３・・・コア（中心コア）。 １５．１６−・・コア（外側コア）。 １７．１８・・・永久磁石。 ２１・・・一次コイル、　　２２・・・二次コイル。 ２３・・・一次ボビン、　　２４・・・二次ボビン。 ３０・・・ケース、　　　　３１．３２・・・ホルダ。 ２３０・・・部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中心コアを筒体内に収容し該筒体の外面に一次コ
   イルを巻回した一次ボビンと、該一次ボビンを筒体内に
   収容し該筒体の外面に二次コイルを巻回した二次ボビン
   と、該二次ボビンの外側に配置し前記中心コアと接合す
   る外側コアを備えた内燃機関用点火コイルにおいて、前
   記中心コアを収容し前記一次コイルを巻回した前記一次
   ボビン回りに、合成樹脂の一体成形により前記二次ボビ
   ンを形成したことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. （２）永久磁石及び中心コアを筒体内に収容し該筒体の
   外面に一次コイルを巻回した一次ボビンと、該一次ボビ
   ンを筒体内に収容し該筒体の外面に二次コイルを巻回し
   た二次ボビンと、該二次ボビンの外側に配置し前記中心
   コアと接合する外側コアを備えた内燃機関用点火コイル
   において、前記一次ボビンが、筒体を軸方向に二分割し
   た一対の部材から成り、該一対の部材の一方の内側の所
   定位置に前記中心コア及び前期永久磁石を配置した後前
   記一対の部材の他方を接合して筒体を構成すると共に、
   該筒体の外面に前記一次コイルを巻回し、前記一次ボビ
   ン回りに、合成樹脂の一体成形により前記二次ボビンを
   形成したことを特徴とする内燃機関用点火コイル。