JPH08213259A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 火花放電させるのに必要な電気的高エネルギ
を点火プラグに供給でき、しかもプラグチューブ内に装
着可能であって小型化可能な低コストの内燃機関用点火
コイルを提供する。 【構成】 内燃機関用点火コイル１は、主にトランス部
５と制御回路部７と接続部６とから構成され、トランス
部５は、開磁路構造を形成する鉄心５０２と磁石５０
４、５０６と二次スプール５１０と二次コイル５１２と
一次スプール５１４と一次コイル５１６から構成され
る。鉄心５０２の横断面積Ｓ_C を３９〜５４ｍｍ² 、
磁石５０４、５０６の横断面積Ｓ_M と鉄心５０２の横
断面積Ｓ_C との比を０．７〜１．４、鉄心５０２の軸
方向長さＬ_c と一次、二次コイルの巻幅Ｌとの比率を
０．９〜１．２、巻幅Ｌを５０〜９０ｍｍにそれぞれ
設定することにより、ケース１００の外径Ａを大きくす
ることなく、一次コイル５１６に発生する一次エネルギ
を増加させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、詳細には、開磁路構造を有する内燃機関用点火
コイルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関に設けられる点火コ
イルは、点火コイルで発生させた高電圧を車両等のボデ
ィに装着されているディストリビュータにより分配した
後、各点火プラグに接続されている高圧コードを経由し
て各点火プラグに供給している。

【０００３】ところが、この種の点火コイルによると、
点火コイルから点火プラグに達するまでに経由する高圧
コード、ディストリビュータ等により供給エネルギが降
下するため、この降下分を考慮して点火コイルを設計す
る必要がある。このため、点火コイル内のコイル部等の
体積が増加し、点火コイル本体の体格が大きくなるとい
う問題がある。

【０００４】そこで、特開平３−１５４３１１号公報に
開示される点火コイルは、機関本体の上部から点火プラ
グの装着孔に向けて設けられたプラグチューブ内に装着
可能な細い円筒状の外形を有し、この点火コイルから点
火プラグへの直接給電を可能にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−１５４３１１号公報に開示されている点火コイルに
よると、上下両端部等に希土類磁石からなる複数の永久
磁石を配設した一次コアと、この一次コアの外周に巻回
される一次コイル、二次コイルと、この一次コイル、二
次コイル等を収容する外周コアとからなるコイル部を備
えており、比較的高価な希土類磁石を多数必要とするこ
とからコストが増大するという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、火花放電させるのに必要
な電気的高エネルギを点火プラグに供給可能な内燃機関
用点火コイルを提供することである。また本発明の別の
目的は、プラグチューブ内に装着可能であって小型化可
能な内燃機関用点火コイルを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明による請求項１記載の内燃機関用点火コイル
は、磁束を通す棒状の磁路構成部材と、前記磁路構成部
材の外周に設けられるスプールと、前記スプールに巻装
されるコイルと、前記磁路構成部材と前記スプールと前
記コイルとを収容するケースと、を備え、前記磁路構成
部材の径方向断面積Ｓ_C （ｍｍ² ）が３９≦Ｓ_C ≦５
４、かつ前記ケースの胴体筒状部外径が２４ｍｍ未満で
あることを特徴とする。

【０００８】また、本発明による請求項２記載の内燃機
関用点火コイルは、請求項１記載の内燃機関用点火コイ
ルにおいて、前記磁路構成部材は、方向性珪素鋼板を棒
状に積層し構成されることを特徴とする。また、本発明
による請求項３記載の内燃機関用点火コイルは、請求項
２記載の内燃機関用点火コイルにおいて、前記磁路構成
部材は、その外径寸法Ｄ（ｍｍ）が８．５以下とされ、
この外径寸法の下で前記径方向断面積Ｓ_C を実現する厚
さの前記方向性珪素鋼板を積層して構成されることを特
徴とする。

【０００９】また、本発明による請求項４記載の内燃機
関用点火コイルは、請求項１〜３のいずれか一項記載の
内燃機関用点火コイルにおいて、前記磁路構成部材の両
端には磁石が配設され、前記磁路構成部材に対向する前
記磁石の端面の面積Ｓ_M と前記磁路構成部材の径方向断
面積Ｓ_C との比が０．７≦Ｓ_M ／Ｓ_C ≦１．４となるこ
とを特徴とする。

【００１０】また、本発明による請求項５記載の内燃機
関用点火コイルは、請求項１〜４のいずれか一項記載の
内燃機関用点火コイルにおいて、前記スプールは、前記
磁路構成部材の外周に設けられる筒状の第１のスプール
とこの第１のスプールの内周または外周に設けられる筒
状の第２のスプールとを有し、前記コイルは、前記第１
のスプールに巻装される一次コイルと前記第２のスプー
ルに巻装される二次コイルを有し、前記コイルの外周に
設けられ、軸方向にスリットが形成される筒状の補助コ
アを備え、前記磁路構成部材と前記一次コイルと前記二
次コイルと前記補助コアとが開磁路を構成することを特
徴とする。

【００１１】また、本発明による請求項６記載の内燃機
関用点火コイルは、請求項１〜５のいずれか一項記載の
内燃機関用点火コイルにおいて、前記コイルを巻装する
巻幅Ｌと前記磁路構成部材の軸方向長さＬ_C との比が
０．９≦Ｌ_C ／Ｌ≦１．２であり、かつ前記巻幅Ｌ（ｍ
ｍ）が５０≦Ｌ≦９０であることを特徴とする。

【００１２】

【作用および発明の効果】本発明の請求項１記載の内燃
機関用点火コイルによると、磁路構成部材の径方向断面
積Ｓ_C がＳ_C ≧３９（ｍｍ² ）に設定されることから、
内燃機関等が要求する３０ｍＪの電気的エネルギを発生
させることができ、かつ磁路構成部材の径方向断面積Ｓ
_C がＳ_C ≦５４（ｍｍ² ）に設定されることから、ケー
ス外径を２４ｍｍ未満にすることができる。これによ
り、ケース外径を２４ｍｍより大きくすることなく、内
燃機関等が要求する３０ｍＪの電気的エネルギを発生さ
せることができる。したがって、例えば機関本体の上部
に設けられた内径が２４ｍｍのプラグチューブに内燃機
関用点火コイルを装着し、火花放電させるのに必要な電
気的高エネルギを点火プラグに供給できる効果がある。

【００１３】また、本発明の請求項２記載の内燃機関用
点火コイルによると、磁路構成部材は、方向性珪素鋼板
を棒状に積層して構成することから、渦電流損を低減で
きる。これにより、コイルに発生させる電気的エネルギ
を増加させる効果がある。また、本発明の請求項３記載
の内燃機関用点火コイルによると、磁路構成部材は、外
径寸法Ｄ（ｍｍ）が８．５以下とされ、この外径寸法の
下で径方向断面積Ｓ_C （ｍｍ² ）を３９≦Ｓ_C ≦５４の
範囲に実現する厚さの方向性珪素鋼板を積層して構成さ
れることから、磁路構成部材の外周にコイルが巻装され
たスプールを設けても、ケース外径を２４ｍｍ未満にす
ることができる。これにより、ケース外径を２４ｍｍよ
り大きくすることなく、内燃機関等が要求する３０ｍＪ
の電気的エネルギを発生させる効果がある。

【００１４】また、本発明の請求項４記載の内燃機関用
点火コイルによると、磁路構成部材の両端に磁石が配設
されるため磁石バイアス磁束が加わり、磁路構成部材に
対向する磁石の端面の面積Ｓ_M と磁路構成部材の径方向
断面積Ｓ_C との比がＳ_M ／Ｓ _C ≧０．７に設定されるこ
とから、磁石バイアス磁束が良好に作用し、かつＳ_M／
Ｓ_C ≦１．４になるように設定されることから、ケース
外径を２４ｍｍ未満にすることができる。これにより、
ケース外径を２４ｍｍより大きくすることなく、コイル
に発生させる電気的エネルギをより増加させる効果があ
る。また、磁石の必要個数が２個であることから、従来
の内燃機関用点火コイルより磁石の使用個数を減少させ
ることができ、安価な内燃機関用点火コイルを提供でき
る効果がある。

【００１５】さらに、本発明の請求項５記載の内燃機関
用点火コイルによると、磁路構成部材の外周に多重に設
けられる筒状の第１のスプール、第２のスプールにそれ
ぞれ一次コイル、二次コイルが巻装され、これらの外周
に補助コアが設けられることから、磁路構成部材と一次
コイルと二次コイルと補助コアとが開磁路を構成し、磁
石に加わる反磁界を閉磁路より減少させることができ
る。これにより、例えば閉磁路を構成するときに使用す
る比較的高価な希土類磁石より減磁に対して弱い安価な
希土類磁石を使用することができ、部品コストを低減す
る効果がある。また磁路構成部材と一次コイルと二次コ
イルと補助コアとが開磁路を構成すると、磁路構成部材
と一次コイルと二次コイルとが構成する磁路からの漏れ
磁束を補助コアによって抑制することができ、さらに補
助コアには軸方向にスリットが形成されていることか
ら、補助コアの周方向に渦電流が流れるのを防止し、渦
電流損を抑える。これにより、二次コイルに発生する二
次エネルギを内燃機関用点火コイルから効率良く取出せ
る効果がある。

【００１６】さらにまた、本発明の請求項６記載の内燃
機関用点火コイルによると、磁路構成部材の軸方向長さ
Ｌ_C とコイルを巻装する巻幅Ｌとの比がＬ_C ／Ｌ≧０．
９に設定されることから、磁路構成部材の両端に配設し
た磁石がコイルの巻幅Ｌの範囲内に大きく入込むことが
なく、磁石の反磁界によるコイルの有効磁束の減少を抑
制し、かつＬ_C ／Ｌ≦１．２に設定されることから、コ
イルの巻幅Ｌに対して磁石の間隔が広くなりすぎること
がなく、磁石バイアス磁束が良好に作用する範囲に磁路
構成部材の両端に配設した磁石が位置させることができ
る。さらにこの０．９≦Ｌ_C ／Ｌ≦１．２に加え、コイ
ルの電気抵抗およびケース外径の制限より巻幅Ｌ（ｍ
ｍ）が５０≦Ｌ≦９０になるように設定されることか
ら、ケース外径を大きくすることなく、コイルに発生さ
せる電気的エネルギをさらに増加させることができる。
これにより、内燃機関が要求する二次エネルギ量に応じ
ケース外径を例えば２４ｍｍより小さく設定でき、また
磁石の必要個数を１個または磁石を使用しない構成にで
きるため、安価な内燃機関用点火コイルを提供できる効
果がある。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の一実施例による内燃機関用点火コイルを
図１〜図６に示す。内燃機関用点火コイル１は、図示し
ない機関本体の上部に形成される気筒毎のプラグホール
内に収容されており、このプラグホール内に位置する図
示しないプラグチューブに内燃機関用点火コイル１の周
囲が覆われている。

【００１８】図１に示すように、内燃機関用点火コイル
１は、主に円筒状のトランス部５と、このトランス部５
の一方の端部に位置しトランス部５の一次電流を断続す
る制御回路部７と、トランス部５の他方の端部に位置し
トランス部５に発生する二次電圧を図示しない点火プラ
グに供給する接続部６とから構成されている。内燃機関
用点火コイル１は、樹脂材料からなる円筒状のケース１
００を備えており、このケース１００の内側に形成され
ている収容室１０２内には、高電圧発生用のトランス部
５と制御回路部７とトランス部５の周囲を満たす絶縁油
２９とが収容されている。このケース１００の外径Ａは
２４ｍｍに設定されており、図示しないプラグチューブ
の内径に適合するように形成されている。収容室１０２
の上端部には、制御信号入力用コネクタ９と固定用ブラ
ケット１１とが設けられ、また収容室１０２の下端部に
は、後述するカップ１５の底部により閉塞された底部１
０４が形成されている。このカップ１５の外周壁は、ケ
ース１００の下端に位置する接続部６に覆われている。

【００１９】接続部６には、ケース１００によって図示
しない点火プラグを収容する筒部１０５が形成され、こ
の筒部１０５の開口端にはゴムからなるプラグキャップ
１３が装着されている。筒部１０５の上端に位置する底
部１０４には、導電部材としての金属製のカップ１５が
ケース１００の樹脂材料中にインサート成形されてい
る。このため、収容室１０２と接続部６とは液密に区画
されている。

【００２０】カップ１５の底部に係止されているスプリ
ング１７は、圧縮コイルスプリングからなり、接続部６
内に挿入される図示しない点火プラグの電極部がスプリ
ング１７の他端部に電気的に接触するようになってい
る。制御信号入力用コネクタ９は、コネクタハウジング
１８とコネクタピン１９とから構成されている。コネク
タハウジング１８は、ケース１００と一体成形されてお
り、このコネクタハウジング１８内に位置する３本のコ
ネクタピン１９がケース１００を貫通し外部と接続可能
にコネクタハウジング１８にインサート成形されてい
る。

【００２１】固定用ブラケット１１は、ケース１００と
一体成形され、金属製のカラー２１がインサート成形さ
れている。内燃機関用点火コイル１は、このカラー２１
に貫通して設けられる図示しないボルトにより図示しな
いエンジンヘッドカバーに固定される。トランス部５
は、開磁路構造を形成する鉄心５０２と磁石５０４、５
０６と二次スプール５１０と二次コイル５１２と一次ス
プール５１４と一次コイル５１６から構成されている。

【００２２】円柱状の鉄心５０２は、薄い方向性珪素鋼
板、例えば板厚０．２７ｍｍの板材を断面がほぼ円形と
なるように重ねて組立られている。この鉄心５０２の両
端には、コイルにより励磁されて発生する磁束の方向と
は逆方向の極性を有する磁石５０４、５０６がそれぞれ
設けられている。この磁石５０４、５０６は、例えばサ
マリウム−コバルト磁石からなるが、図２に示すよう
に、磁石５０４、５０６の厚さＴを２．５ｍｍ以上に設
定することにより、例えばネオジウム磁石を使用するこ
とができる。これは、後述する一次スプール５１４の外
側に装着された補助コア５０８によりいわゆる半閉磁路
を構成することによって、磁石５０４、５０６に加わる
反磁界を閉磁路より少ない２〜３ｋＯｅ（キロエールス
テッド）に減少させることができるためである。磁石５
０４、５０６にネオジウム磁石を使用することにより、
１５０℃の環境下においても使用可能な内燃機関用点火
コイル１が低コストに構成できる。

【００２３】樹脂成形品である二次スプール５１０は、
両端部に鍔部を有する有底円筒状に形成されており、底
部５１０ａにより下端部がほぼ閉塞されている。この二
次スプール５１０の内部には、前記鉄心５０２と磁石５
０６とが収容され、二次スプール５１０の外周には二次
コイル５１２が巻回されている。底部５１０ａには、二
次コイル５１２の一端が電気的に接続されたターミナル
プレート３３が固定され、このターミナルプレート３３
にカップ１５と接触するためのスプリング２７が固定さ
れている。これらターミナルプレート１５とスプリング
２７とがスプール側導電部材として機能し、二次コイル
５１２に誘起された高電圧がターミナルプレート３３、
スプリング２７、カップ１５、スプリング１７を経由し
て図示しない点火プラグの電極部に供給される。

【００２４】樹脂成形品である一次スプール５１４は、
両端部に鍔部を有する有底円筒状に成形されており、蓋
部５１４ａにより上端部がほぼ閉塞されている。この一
次スプール５１４の外周には一次コイル５１６が巻回さ
れている。一次スプール５１４は、二次スプール５１０
に巻回された二次コイル５１２を覆うように設けられて
いる。このため、一次スプール５１４の蓋部５１４ａと
二次スプール５１０の底部５１０ａとの間に、両端に磁
石５０４、５０６を備えた鉄心５０２が挟持されてい
る。

【００２５】一次スプール５１４の蓋部５１４ａには、
一次コイル５１６の両端と二次コイル５１２の一端とが
接続される複数のターミナルが保持されている。この複
数のターミナルには、コネクタ９のコネクタピン１９、
制御回路部７が接続されている。蓋部５１４ａの上側に
保持されている制御回路部７から３本のリードが引き出
され、これらのリードがコネクタピン１９および前記複
数のターミナルにはんだ付されている。

【００２６】制御回路部７は、一次コイル５１６への通
電電流を断続するパワートラジスタと、このパワートラ
ジスタの制御信号を発生するイグナイタである制御回路
とを樹脂モールドして構成されている。またパワートラ
ジスタ等の放熱用として、別体のヒートシンク７０２が
制御回路部７に接着されている。一次スプール５１４の
さらに外側には、補助コア５０８が装着されている。こ
の補助コア５０８は、薄い珪素鋼板、例えば無方向性例
えば板厚０．５ｍｍの板材を筒状に巻回することにより
形成され、巻回開始端と巻回終了端とが接続されていな
いことから軸方向に隙間が形成されている。また、補助
コア５０８は、磁石５０４の外周位置から磁石５０６の
外周位置にわたる軸方向長さを有する。

【００２７】なお、補助コア５０８は、例えば板厚０．
３５ｍｍの鋼板を２枚使用して補助コアを形成しても良
い。次に、内燃機関用点火コイル１の一次コイル５１６
に必要な電気的エネルギ（以下「一次エネルギ」とい
う）について説明する。通常、点火プラグが放電する火
花により混合気が着火するためには、２０ｍＪ（ミリジ
ュール）以上の電気的エネルギを点火プラグに供給する
必要がある。そのため、点火プラグによる損失５ｍＪお
よび余裕度等を考慮すると、最小限３０ｍＪの電気的エ
ネルギを二次コイル５１２に発生させる必要がある（以
下、二次コイル５１２に発生させる電気的エネルギを
「二次エネルギ」という）。

【００２８】そこで、図２に示す磁気モデルに基づい
て、一次コイル５１６に必要な一次エネルギの計算を有
限要素法による磁場解析（以下「ＦＥＭ磁場解析」とい
う）により行った。また実験により一次エネルギ、二次
エネルギを求め、その結果から二次エネルギが３０ｍＪ
に達する条件等の検討を行った。ここで、一次エネルギ
は、図３に示す斜線部Ｓの面積を求めることにより算出
することができ、具体的には、ＦＥＭ磁場解析によって
数１を計算する。

【００２９】

【数１】

【００３０】 Ｗ ： 一次エネルギ （Ｊ） Ｎ ： 一次コイルの巻数 Ｉ ： 一次コイル電流 （Ａ） Φ ： 一次コイルの磁束（Ｗｂ） また、二次コイル５１２に３０ｍＪの二次エネルギを発
生させるためには、一次コイル５１６に３６ｍＪの一次
エネルギを発生させる必要があることを実験により確認
している。

【００３１】図２に示す磁気モデルに基づいて行ったＦ
ＥＭ磁場解析の結果が、図４〜図６に示されており、鉄
心５０２の横断面積Ｓ_C 、鉄心５０２の軸方向長さ
Ｌ_C 、磁石５０４、５０６の横断面積Ｓ_M をパラメータ
とした一次エネルギ、磁石バイアス磁束の各特性が表さ
れている。図４に示す一次エネルギの特性は、２２０回
巻いた一次コイル５１６に６．５Ａの電流を流した状態
で、磁石５０４、５０６の横断面積Ｓ_M と鉄心５０２の
横断面積Ｓ_C との比を鉄心５０２の横断面積Ｓ_C 毎に変
化させて得たものである。ここで、図４中、点線で示さ
れている部分は、データ採取を行っていないが、予測に
より特定可能な特性を表している。

【００３２】図４に示すように、一次エネルギは、Ｓ_M
／Ｓ_C が大きいほど増加し、またＳ _C が大きいほど増加
していることが判る。これは、Ｓ_M ／Ｓ_C が大きいほ
ど、磁路の一部を構成する鉄心５０２の両端に配設され
た磁石５０４、５０６による磁石バイアス磁束が良好に
作用しているためである。さらに前述したように、一次
コイル５１６に必要な一次エネルギの最小値である３６
ｍＪを超える一次エネルギを発生させるためには、鉄心
５０２の横断面積Ｓ_C を３９ｍｍ² 以上に設定すること
が必要になることが判る。

【００３３】これにより、Ｓ_M ／Ｓ_C を０．７以上、Ｓ
_C を３９ｍｍ² 以上に設定すれば良いことになる。ここ
で、鉄心５０２は、方向性珪素鋼板を積層して構成する
ことから、外周に生ずる段差により図２に示す鉄心５０
２の外径Ｄが余分に大きくなる。例えば生産性の面から
板厚０．２７ｍｍの方向性珪素鋼板を用いた場合、鉄心
５０２の実質の断面積Ｓ_C を３９ｍｍ² とするには７．
２ｍｍの外径Ｄが少なくとも必要になる。ところが、一
次コイル５１６の外周を覆うケース１００の外径寸法Ａ
の制約上、Ｓ_M ／Ｓ_C が１．４を超えて、またＳ_C が５
４ｍｍ² を超えてそれぞれ設定することが難しいことか
ら、Ｓ_M ／Ｓ_C を１．４以下、Ｓ_C を５４ｍｍ² 以下に
設定することを要求される。この断面積Ｓ_C を５４ｍｍ
² とするには、前述の同じ条件で８．５ｍｍの外径Ｄが
必要である。

【００３４】したがって、Ｓ_M ／Ｓ_C を０．７≦Ｓ_M ／
Ｓ_C ≦１．４の範囲に、Ｓ_C （ｍｍ ² ）を３９≦Ｓ_C ≦
５４の範囲にそれぞれ設定することにより、低コストな
設計仕様に対応することができる。また、ケース１００
の体格を大きくすることなく、二次エネルギの増加を図
ることができる。図５に示す磁石５０４、５０６による
磁石バイアス磁束の特性は、２２０回巻いた一次コイル
５１６に電流を流さない状態、すなわち一次エネルギが
発生しない状態で、補助コア５０８の軸方向長さＬ_a を
一定幅の９０ｍｍにしたとき、鉄心５０２の軸方向長さ
Ｌ_c と一次、二次コイルの巻幅Ｌとの比を変化させて得
たものである。ここで、一次、二次コイルの巻幅Ｌは、
６５ｍｍに設定されている。これは、ケース１００の体
格に影響しやすい一次コイル５１６の設計仕様によるも
のである。つまり、イグナイタを構成するパワートラン
ジスタの発熱量および内燃機関の始動性から一次コイル
５１６の抵抗値が０．５〜１．４Ωの範囲であることが
要求され、さらにケース１００の外径Ａを２４ｍｍ未満
にすることが要求されていることから、一次、二次コイ
ルの巻幅Ｌ（ｍｍ）を５０≦Ｌ≦９０の範囲内に設定し
ている。なお、より望ましくはこの巻幅Ｌ（ｍｍ）は、
５０≦Ｌ≦７０の範囲内に設定される。またケース１０
０の外径Ａを２３ｍｍ以下に設定しても良い。

【００３５】図５に示すように、磁石５０４、５０６に
よる磁石バイアス磁束は、Ｌ_c ／Ｌが大きいほど減少し
ていることが判る。これは、Ｌ_c ／Ｌが大きくなるほ
ど、すなわち、鉄心５０２の軸方向長さＬ_c が長くなる
ほど磁石５０４と磁石５０６との距離が大きくなること
から、磁石５０４、５０６の磁化力が効かなくなるため
である。この磁石バイアス磁束の減少は、図６に示す一
次エネルギの増加に影響している。

【００３６】図６に示す一次エネルギの特性は、２２０
回巻いた一次コイル５１６に６Ａの電流を流し、補助コ
ア５０８の軸方向長さＬ_a を一定幅の９０ｍｍにしたと
き、鉄心５０２の軸方向長さＬ_c と一次、二次コイルの
巻幅Ｌとの比を変化させて得たものである。図６に示す
ように、一次エネルギは、Ｌ_c ／Ｌが１．０≦Ｌ_c ／Ｌ
≦１．１の範囲でほぼ最大を示し、その前後では減少し
ていることが判る。Ｌ_c ／Ｌが小さくなると一次エネル
ギが減少するのは、前述のように、Ｌ_c ／Ｌが小さくな
るほど磁石バイアス磁束が増加するが、補助コア５０８
の軸方向長さＬ_a との兼合いで見かけ上の磁気回路の磁
気抵抗が増加するためである。つまり、一定起磁力のも
とでは磁束が減少することになり、Ｌ_c ／Ｌが１．０よ
り小さくなると一次エネルギが減少するのである。ま
た、Ｌ_c ／Ｌが１．１より大きくなると一次エネルギが
減少するのは、前述のように、Ｌ_c ／Ｌが大きくなるほ
ど磁石バイアス磁束が減少するためである。

【００３７】さらに、Ｌ_c ／Ｌが０．９より小さくなる
と磁石５０４と磁石５０６との間隔が狭くなり、磁石５
０４、５０６が一次コイル５１６、二次コイル５１２そ
れぞれの巻線範囲内に大きく入込むため、磁石５０４、
５０６の反磁界により１次コイル５１６で作られる有効
磁束が減少することも確認している。また、Ｌ_c ／Ｌが
１．２より大きくなると一次、二次コイルの巻幅Ｌに対
して磁石５０４と５０６との間隔が広くなり磁石バイア
ス磁束が良好に作用しなくなることから、Ｌ_c／Ｌを
１．２以下に設定することを要求される。したがって、
Ｌ_c ／Ｌを０．９≦Ｌ_c ／Ｌ≦１．２の範囲に設定する
ことにより、一次コイル５１６により発生する一次エネ
ルギをさらに増加させることができる。

【００３８】本実施例の内燃機関用点火コイル１による
と、トランス部５を構成する鉄心５０２の横断面積Ｓ
_C （ｍｍ² ）の範囲を３９≦Ｓ_C ≦５４、磁石５０
４、５０６の横断面積Ｓ_M と鉄心５０２の横断面積Ｓ_C
との比の範囲を０．７≦Ｓ_M ／Ｓ_C ≦１．４、鉄心５
０２の軸方向長さＬ_c と一次、二次コイルの巻幅Ｌとの
比の範囲を０．９≦Ｌ_c ／Ｌ≦１．２、巻幅Ｌ（ｍ
ｍ）の範囲を５０≦Ｌ≦９０にそれぞれ設定することに
より、ケース１００の外径Ａを大きくすることなく、一
次コイル５１６に発生する一次エネルギを増加させるこ
とができる。これにより、二次コイル５１２に発生する
二次エネルギを増加させることができ、希土類磁石の使
用個数を減少させる効果がある。また、ケース１００の
体格を大きくすることなく、二次エネルギを増加させる
ことから、内燃機関用点火コイル１を従来のプラグチュ
ーブにそのまま適用させることができ、内燃機関の混合
気の着火性能を向上させる効果がある。さらに、比較的
高価な希土類磁石の使用個数が減少することから、内燃
機関用点火コイル１を低コストな設計仕様に対応させる
ことができる効果がある。

【００３９】なお、本実施例では、一次コイル５１６が
二次コイル５１２の外側に位置しているが、本発明で
は、一次コイル５１６が二次コイル５１２の内側に位置
しても良く、同様の効果が得られる。また、本実施例で
は、鉄心５０２の上下両端に磁石５０４、５０６を配設
した構成にしたが、本発明では、これに限られることは
なく、内燃機関が要求する二次エネルギ量に応じて適切
な鉄心の横断面積を設定することにより使用する磁石の
個数を１個にした構成または磁石を使用しない構成にし
ても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による内燃機関用点火コイルの
縦断面図である。

【図２】本発明の実施例による内燃機関用点火コイルの
磁気モデル図である。

【図３】本発明の実施例による内燃機関用点火コイルの
一次コイルの電流Ｉに対する磁束ＮΦを示す特性図であ
る。

【図４】本発明の実施例による内燃機関用点火コイルの
磁石の横断面積Ｓ_M と鉄心の横断面積Ｓ_C との比に対す
る一次エネルギを示す特性図である。

【図５】本発明の実施例による内燃機関用点火コイルの
鉄心の軸方向長さＬ_c と一次、二次コイルの巻幅Ｌとの
比に対する磁石バイアス磁束を示す特性図である。

【図６】本発明の実施例による内燃機関用点火コイルの
鉄心の軸方向長さＬ_c と一次、二次コイルの巻幅Ｌとの
比に対する一次エネルギを示す特性図である。

【符号の説明】

１ 内燃機関用点火コイル ５ トランス部 ６ 接続部 ７ 制御回路部 １００ ケース ５０２ 鉄心 （磁路構成部
材） ５０４、５０６ 磁石 ５０８ 補助コア ５１０ 二次スプール （スプール） ５１２ 二次コイル （コイル） ５１４ 一次スプール （スプール） ５１６ 一次コイル （コイル） Ｌ 一次、二次コイルの巻幅（巻幅） Ｌ_a 補助コアの軸方向長さ Ｌ_C 鉄心の軸方向長さ （磁路構成部材の
軸方向長さ）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁束を通す棒状の磁路構成部材と、 前記磁路構成部材の外周に設けられるスプールと、 前記スプールに巻装されるコイルと、 前記磁路構成部材と前記スプールと前記コイルとを収容
   するケースと、 を備え、 前記磁路構成部材の径方向断面積Ｓ_C （ｍｍ² ）が３９
   ≦Ｓ_C ≦５４、かつ前記ケースの胴体筒状部外径が２４
   ｍｍ未満であることを特徴とする内燃機関用点火コイ
   ル。
2. 【請求項２】 前記磁路構成部材は、方向性珪素鋼板を
   棒状に積層し構成され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. 【請求項３】 前記磁路構成部材は、その外径寸法Ｄ
   （ｍｍ）が８．５以下とされ、この外径寸法の下で前記
   径方向断面積Ｓ_C を実現する厚さの前記方向性珪素鋼板
   を積層して構成されることを特徴とする請求項２記載の
   内燃機関用点火コイル。
4. 【請求項４】 前記磁路構成部材の両端には磁石が配設
   され、前記磁路構成部材に対向する前記磁石の端面の面
   積Ｓ_M と前記磁路構成部材の径方向断面積Ｓ _C との比が
   ０．７≦Ｓ_M ／Ｓ_C ≦１．４となることを特徴とする請
   求項１〜３のいずれか一項記載の内燃機関用点火コイ
   ル。
5. 【請求項５】 前記スプールは、前記磁路構成部材の外
   周に設けられる筒状の第１のスプールとこの第１のスプ
   ールの内周または外周に設けられる筒状の第２のスプー
   ルとを有し、 前記コイルは、前記第１のスプールに巻装される一次コ
   イルと前記第２のスプールに巻装される二次コイルを有
   し、 前記コイルの外周に設けられ、軸方向にスリットが形成
   される筒状の補助コアを備え、 前記磁路構成部材と前記一次コイルと前記二次コイルと
   前記補助コアとが開磁路を構成することを特徴とする請
   求項１〜４のいずれか一項記載の内燃機関用点火コイ
   ル。
6. 【請求項６】 前記コイルを巻装する巻幅Ｌと前記磁路
   構成部材の軸方向長さＬ_C との比が０．９≦Ｌ_C ／Ｌ≦
   １．２であり、かつ前記巻幅Ｌ（ｍｍ）が５０≦Ｌ≦９
   ０であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項
   記載の内燃機関用点火コイル。