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技術 内燃機関用点火コイル及びその製造方法

出願人 住友電装株式会社
発明者 福本康治
出願日 1998年8月10日 (22年6ヶ月経過) 出願番号 1998-226047
公開日 2000年2月25日 (20年11ヶ月経過) 公開番号 2000-058346
状態 未査定
技術分野 変成器又はリアクトル一般
主要キーワード 垂設片 最小幅寸法 略方形板状 断面縦長 位置決め収容 同心型 合計断面積 回巻装
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

より小型でかつ十分に大きな二次エネルギを得ることが可能な点火コイルを提供すること。

解決手段

コイル体20は、一次側コイル巻線巻装されてなる円板状の一次側コイル部45と、二次側コイル巻線が巻装されてなる円板状の二次側コイル部40とが、それぞれの巻心同一直線上に揃えて積層配置されて扁平に仕上げられる。このコイル体20の上下両側に十字鉄心部30A,30Bが取付けられた状態で、ケース体12内に収容され、そのケース体12内に注入充填された絶縁性樹脂60により固定される。

概要

背景

従来、この種の点火コイルとして、図20及び図21に示すようなものがある。

この点火コイルは、いわゆる上置型と呼ばれるものであり、ケース体116が内燃機関シリンダヘッドHに形成されたプラグホールHaの開口上部に取付けられる構成となっている。

このケース体116内には、磁芯110の外周側にエナメル線巻装配置して一次側コイル部111を形成すると共に、このさらに外周側に同じくエナメル線を巻装配置して二次側コイル部112を形成した同心型コイル体114が、その磁芯110を水平方向に寝かした姿勢で収容されている。そして、コイル体114の二次側コイル部112で発生した二次側高電圧は、プラグホールHa内のジョイント部材118を介してプラグホールHa底部の点火プラグPに印加されるようになっている。

概要

より小型でかつ十分に大きな二次エネルギを得ることが可能な点火コイルを提供すること。

コイル体20は、一次側コイル巻線が巻装されてなる円板状の一次側コイル部45と、二次側コイル巻線が巻装されてなる円板状の二次側コイル部40とが、それぞれの巻心同一直線上に揃えて積層配置されて扁平に仕上げられる。このコイル体20の上下両側に十字鉄心部30A,30Bが取付けられた状態で、ケース体12内に収容され、そのケース体12内に注入充填された絶縁性樹脂60により固定される。

目的

そこで、この発明は上述したような各問題を解決すべくなされたもので、高さ寸法を小さくして隣設する点火コイル同士の干渉も防止でき、かつ十分に大きな二次エネルギを得ることが可能な点火コイルを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

次側コイル巻線巻装されてなる略円板状の一次側コイル部と、二次側コイル巻線が巻装されてなる略円板状の二次側コイル部とが、それぞれの巻心同一直線上に揃えるように積層配置されて扁平に仕上げられてなるコイル体を備えた内燃機関用点火コイル

請求項2

複数の鉄心部が所定の重ね合わせ部分を中心にして放射状に組み合わせて形成された一対の放射状鉄心部が、前記コイル体を両面から挟み込むように取付けられて前記コイル体の中央部から外周囲を通る複数の閉磁路が形成された請求項1記載の内燃機関用点火コイルであって、前記各鉄心部のうちの少なくともいずれかにおける他の鉄心部との重ね合わせ部分に前記他の鉄心部の重ね合わせ部分が嵌まり込む凹部が形成された内燃機関用点火コイル。

請求項3

前記放射状鉄心部が取付けられたコイル体が、ケース体内に収容されて、そのケース体内に注入充填された絶縁性樹脂により固定された請求項2記載の内燃機関用点火コイル。

請求項4

前記一次側コイル部と前記二次側コイル部とが、前記一次側コイル部の前記二次側コイル部と反対側の面を露出させた状態で積層配置されてコイル体が形成された請求項3記載の内燃機関用点火コイルであって、前記一次側コイル部の露出面とその露出面に対向する前記放射状鉄心部の少なくともいずれかの鉄心部との間に絶縁性スペーサが介在された状態で前記ケース体内に絶縁性樹脂が注入・充填された内燃機関用点火コイル。

請求項5

請求項3又は4に記載された内燃機関用点火コイルの製造方法であって、前記放射状鉄心部が取付けられたコイル体を収容したケース体内に絶縁性樹脂を注入する際に、そのケース体振動させる内燃機関用点火コイルの製造方法。

技術分野

0001

この発明は、自動車等の内燃機関に使用される内燃機関用点火コイルであって、特に内燃機関の各気筒毎に配設される独立点火方式の内燃機関用点火コイル及びその製造方法に関する。

背景技術

0002

従来、この種の点火コイルとして、図20及び図21に示すようなものがある。

0003

この点火コイルは、いわゆる上置型と呼ばれるものであり、ケース体116が内燃機関のシリンダヘッドHに形成されたプラグホールHaの開口上部に取付けられる構成となっている。

0004

このケース体116内には、磁芯110の外周側にエナメル線巻装配置して一次側コイル部111を形成すると共に、このさらに外周側に同じくエナメル線を巻装配置して二次側コイル部112を形成した同心型コイル体114が、その磁芯110を水平方向に寝かした姿勢で収容されている。そして、コイル体114の二次側コイル部112で発生した二次側高電圧は、プラグホールHa内のジョイント部材118を介してプラグホールHa底部の点火プラグPに印加されるようになっている。

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、近年、シリンダヘッドHより突出する点火コイル部分の高さ寸法を小さくすることが要請されている。これは、例えば、図20及び図21に示す点火コイルのように、シリンダヘッドHより突出する点火コイル部分の高さ寸法が大きい場合には、その突出部分エンジンルーム内の他の吸排気系部品等と干渉してしまう等の不都合が生じるからである。

0006

そこで、図22に示すように、いわゆるインホール型と呼ばれる点火コイルが提案されている。

0007

この点火コイルでは、棒状の磁芯100の外周側にエナメル線を巻装配置して一次側コイル部101を形成し、このさらに外周側に同じくエナメル線を巻装配置して二次側コイル部102を形成した(又は、磁芯100の外周側に二次側コイル部102を形成し、そのさらに外周側に一次側コイル部101を形成した)同心型のコイル体103を備えており、このコイル体103がプラグホールHa内に収容配置される構成となっている。そして、二次側コイル部102で発生した二次側高電圧は、プラグホールHa内のジョイント部材108を介してプラグホールHa底部の点火プラグPに印加されるようになっている。

0008

このタイプの点火コイルでは、コイル体103がプラグホールHa内に収容配置されるため、プラグホールHaからの突出部分112の高さ寸法を小さくすることが可能である。

0009

しかしながら、一般的にプラグホールHaの内径寸法は23〜24mm程度と小さいため、図22に示すような点火コイルでは、一次側コイル部101及び二次側コイル部102のエナメル線の太さや巻数、磁芯100のレイアウト等に制約が生じる。よって、この点火コイルでは十分に大きな二次エネルギを発生させることができないという問題がある。

0010

特に、近年、シリンダ内燃料直接噴射するタイプの内燃機関が急速に普及しており、このようなタイプの内燃機関では、気筒内の混合気点火させるために点火コイルで大きな二次エネルギを発生させるよう要求されており、図22に示す点火コイルではかかる要求を十分に満たすことができない。

0011

また、コイル体103が狭小でかつ閉塞された空間であるプラグホールHa内に収容配置される構成となるため、放熱性に劣るという問題もある。

0012

そこで、本願にかかる発明者は、図23に示すように、一次側コイル部121の外周側に二次側コイル部122を形成した横方向に扁平な形状の同心型のコイル体124を形成し、これをその扁平方向を水平方向に揃えてプラグホールHa上に設置するタイプの点火コイルを考え出した。

0013

ところが、図23に示す点火コイルでは、要求される二次エネルギを確保するためには、一次側コイル部121,二次側コイル部122のエナメル線の巻数をかなり多くする必要があることが判明し、この場合、点火コイルが径方向肥大化して、相互に隣設する点火コイル同士が干渉し合う等の問題が生じることとなった。

0014

そこで、この発明は上述したような各問題を解決すべくなされたもので、高さ寸法を小さくして隣設する点火コイル同士の干渉も防止でき、かつ十分に大きな二次エネルギを得ることが可能な点火コイルを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0015

上記の課題を解決するため、この発明の請求項1記載の内燃機関用点火コイルは、一次側コイル巻線が巻装されてなる略円板状の一次側コイル部と、二次側コイル巻線が巻装されてなる略円板状の二次側コイル部とが、それぞれの巻心同一直線上に揃えるように積層配置されて扁平に仕上げられてなるコイル体を備えている。

0016

なお、複数の鉄心部が所定の重ね合わせ部分を中心にして放射状に組み合わせて形成された一対の放射状鉄心部が、前記コイル体を両面から挟み込むように取付けられて前記コイル体の中央部から外周囲を通る複数の閉磁路が形成されている場合には、請求項2記載のように、前記各鉄心部のうちの少なくともいずれかにおける他の鉄心部との重ね合わせ部分に前記他の鉄心部の重ね合わせ部分が嵌まり込む凹部を形成するとよい。

0017

また、請求項3記載のように、前記放射状鉄心部が取付けられたコイル体が、ケース体内に収容されて、そのケース体内に注入充填された絶縁性樹脂により固定されていてもよい。

0018

さらに、前記一次側コイル部と前記二次側コイル部とが、前記一次側コイル部の前記二次側コイル部と反対側の面を露出させた状態で積層配置されてコイル体が形成されている場合には、請求項4記載のように、前記一次側コイル部の露出面とその露出面に対向する前記放射状鉄心部の少なくともいずれかの鉄心部との間に絶縁性スペーサが介在された状態で前記ケース体内に絶縁性樹脂が注入・充填されていてもよい。

0019

また、請求項5記載のように、前記放射状鉄心部が取付けられたコイル体を収容したケース体内に絶縁性樹脂を注入する際には、そのケース体を振動させるようにするとよい。

発明を実施するための最良の形態

0020

以下、この発明にかかる一実施形態の内燃機関用点火コイルについて説明する。

0021

この内燃機関用点火コイル10は、図1に示すように、内燃機関のシリンダヘッドHに形成されたプラグホールHaの開口上部に設置されて用いられるいわゆる上置型のもので、図2に示すように、樹脂製のケース体12内に鉄心付コイル部20Aが収容配置して構成される。

0022

鉄心付きコイル部20Aは、図2図4に示すように、略円板状の一次側コイル部45及び同じく略円板状の二次側コイル部40を縦方向に配設した扁平なコイル体20の上下両面に、放射状鉄心部としての十字鉄心部30A,30Bが取付けられてなる。

0023

ここで、図9に、この点火コイル10の結線例を示しておくと、同図に示すように、この点火コイル10は、その一次側コイル部45に巻装されたエナメル線の一端部がケース体12から外部に引出され自動車のバッテリBのプラス側端子電気的に接続される。このバッテリBのマイナス側端子はアース接地される。また、一次側コイル部45に巻装されたエナメル線の他端部は、ケース体12又はその外部に設けられたパワートランジスタ等のスイッチング素子Sを介してアース接地される。このスイッチング素子Sは、自動車に設けられたECU等からの点火信号を受けてオンオフ制御され、これにより、バッテリBからの一次電圧断続的に一次側コイル部45に印加されるように構成される。

0024

また、二次側コイル部40に巻装されたエナメル線の一端部は、ケース体12内で一次側コイル部45に巻装されたエナメル線の一端部に電気的に接続される。一方、二次側コイル部40に巻装されたエナメル線の他端部は、プラグホールHa内でジョイント部材8を介して点火プラグPに電気的に接続される。そして、一次側コイル部45に断続的に一次電圧が印加されると、二次側コイル部40に電磁誘導により高電圧が誘起され、この高電圧が点火プラグPに印加されて、当該点火プラグPがスパークを発生する構成となる。

0025

図1図4に戻って、この点火コイルの各部の構成について説明すると、まず、ケース体12は、図1図2及び図4に示すように、底面が正方形状で上面が開口した扁平な箱形状に形成され、その下面中央部に接続部14が垂設される。この接続部14内には図示省略の接続端子インサート成形されており、この接続端子は、プラグホールHa内でジョイント部材8を介して点火プラグPに電気的に接続される構成となっている。また、ケース体12の内部底面12aには、4つの略L字状の突条部13aが互いの頂点所定間隔あけて向き合わせるような配置で形成され、これにより後述する十字鉄心部30Aを嵌め込んで位置決めするための十字状の位置決め溝13が形成される。

0026

なお、このケース体12の両側部には、図1に2点鎖線で示すように、この点火コイル10をシリンダヘッドHに取付けるための固定部16が設けられると共に、その前面に点火コイル10とECU間等の電気的接続を行うためのコネクタ部15が設けられる。

0027

コイル体20は、図2図4に示すように、ボビン22に一次側コイル部45及び二次側コイル部40が装着又は巻装されて構成される。

0028

ボビン22は、短寸の角筒状のボビン本体部23の下端部及びその軸方向中間部にその径方向に広がる一対の鍔部24,25が形成されてなる。これらの鍔部24,25は、ケース体12の内部形状に合わせた略方形板状に形成される。

0029

二次側コイル部40は、鍔部24,25間に二次側コイル巻線としてエナメル線を巻装することにより略円板状に形成されてなる(巻装形態は図5参照)。このとき、エナメル線の巻始め及び巻終わりの各端部は、鍔部24,25間から外に引出しておく。なお、この二次側コイル部40に用いられるエナメル線は、断面略円形状銅線表面にエナメル塗料を塗布した一般的な構成のものである。

0030

より具体的には、素線径0.04〜0.1mmのエナメル線を8000〜15000回巻装して二次側コイル部40を形成するとよい。

0031

また、ボビン本体部23の上端部が上側の鍔部25よりも上方に突出しており、ここに一次側コイル部45が装着される。

0032

一次側コイル部45は、一次側コイル巻線として断面縦長略長方形状の平角帯状の銅線表面にエナメル塗料を塗布して形成した平角帯状のエナメル線を、その厚み方向に積み重ねるように巻装することにより略円板状に仕上げられてなる(巻装形態は図6参照)。この一次側コイル部45の中央部には、ボビン本体部23の上端部を挿通可能な略方形状の孔部が形成されている。

0033

また、この一次側コイル部45に用いられるエナメル線の表面には、自己融着性を付与すべく、熱溶着性又は熱融着性塗料が塗布されており、加熱状態下で巻装することにより又は巻装した後加熱することにより、そのエナメル線が略円板状に巻装された形態で固化されている。

0034

より具体的には、1:15〜1:35に圧延された平角帯状のエナメル線を90〜180回径方向に巻装して一次側コイル部45を形成するとよい。

0035

ここで、一次側コイル部45に平角帯状のエナメル線を用いる理由を説明する。

0036

例えば、図5(コイルの片側半分の断面を示す)に示すように、エナメル線90として断面略円形状のものを用いた場合、如何に密にそのエナメル線90を巻装してもその巻装されたエナメル線間に無駄な空間が生じてしまう。これが、一次側コイル部の大型化を招くと共に、そこで生じた熱の発散を妨げる要因ともなっている。

0037

一方、本点火コイルのように、エナメル線92として平角帯状のものを用いてそのエナメル線をその厚み方向に積み重ねるようにして巻装した場合には、図6(コイルの片側半分の形状を示す)に示すように、そのエナメル線92を隙間無く密に巻装することが可能となり、一次側コイル部45の小型化ひいてはこの点火コイルの薄型化及び小径化を可能とすると共に、そこで生じた熱の伝熱性が向上し、放熱性に優れることになるからである。

0038

このように構成された一次側コイル部45を、図2図4に示すように、その中央部の孔部内にボビン本体部23の上端部を挿入するようにして鍔部25上面側に配設することにより、一次側コイル部45と二次側コイル部40とが、それぞれの巻心をボビン本体部23の軸心上に揃えるように積層配置され、これにより扁平なコイル体20が形成される。

0039

ここで、扁平なコイル体20とは、高さ寸法10〜25mmであり、高さ寸法と幅寸法最小幅寸法;実施形態では、鍔部24,25の一辺の長さ寸法)の比率が1:2〜1:6、より望ましくは1:3〜1:5の範囲内であることが望ましい。高さ寸法の上限を25mmとする理由は、これ以上の高さ寸法のコイル体20をケース体12に収容した場合を想定すると、当該ケース体12が一般的にシリンダヘッドH近傍の他の吸排気系部品等と干渉するからである。また、下限を10mmとする理由は、そのコイル体20を収容したケース体12に、コネクタ部15や固定部16,スイッチング素子等の付属物を設けた場合の取付スペースを考慮したからである。

0040

そして、一次側コイル部45に巻装されたエナメル線の両端部及び二次側コイル部40に巻装されたエナメル線の両端部をそれぞれコイル体20の外部に引出しておき、一次側コイル部45のエナメル線の一端部及び二次側コイル部40のエナメル線の一端部については、それらを鍔部25の外周縁部の位置で電気的に接続し(図示省略)、これによりコイル体20が形成されることになる。

0041

このように形成されたコイル体20の上下両面側には、図2図4に示すように、それぞれ十字鉄心部30A,30Bが取付けられる。

0042

十字鉄心部30Bは、図2図4図7及び図8に示すように、電磁鋼板を積層して形成した略コ字形状の鉄心部31B,36Bをそれらの中間部分で交差させるようにして略十字形状に組み合わせることにより形成される。

0043

両鉄心部31B,36Bを組み合わせた状態において上側に位置する鉄心部36Bは、鍔部24,25の幅寸法よりもやや大きな長さ寸法の横片37Bの両端部から下方に向けて垂設片38Bが形成されてなる。

0044

この鉄心部36Bの横片37Bの下面側であって他の鉄心部31Bとの重ね合わせ部分には、当該他の鉄心部31Bの重ね合わせ部分が嵌まり込む凹部39Bが形成される。この凹部39Bの深さ寸法は、横片37Bの厚み寸法の半分程度の大きさに仕上げられている。

0045

一方、両鉄心部31B,36Bを組み合わせた状態において下側に位置する鉄心部31Bは、上記鉄心部36Bと同様に、鍔部24,25の幅寸法よりもやや大きな長さ寸法の横片32Bの両端部から下方に向けて垂設片33Bが形成されてなる。

0046

この鉄心部31Bの横片32Bの上面側であって他の鉄心部36Bとの重ね合わせ部分には、当該他の鉄心部36Bの重ね合わせ部分が嵌まり込む凹部35Bが形成される。この凹部35Bの深さ寸法も、横片37Bの厚み寸法の半分程度の深さ寸法に仕上げられている。

0047

また、この鉄心部31Bの横片32Bの中央部下面側には、鉄心部31Bの長手方向に向けて下向き傾斜したテーパ面をもつ三角柱形状コア部34Bが形成される。このコア部34Bは、十字鉄心部30Bをコイル体20の上面側に取付けた状態で、そのボビン本体部23内に上方より挿入可能なように構成されている(図3及び図4参照)。

0048

そして、上記凹部35B,39Bを互いに相手側の凹部35B,39Bに嵌め込むようにして、鉄心部31B,36Bをそれらの中間部分で交差させるようにして略十字形状に組み合わせることにより十字鉄心部30Bが形成されることになる。これにより、横片37Bの上面と横片32Bの上面が同一平面上に揃えられる。

0049

一方、下方側の十字鉄心部30Aは、上記上方側の十字鉄心部30Bと上下逆の形状となっており、即ち、横片32A,37Aの両端部に上向きの垂設片33A,38Aが形成されてなる略コ字形状の鉄心部31A,36Aがそれらの中間部を交差させて略十字形状に組み合わせることにより構成される。また、各鉄心部31A,36Aの相手側の鉄心部31A,36Aとの重ね合わせ部分には、相手側の重ね合わせ部分が嵌まり込む凹部35A,39Aが形成されており、鉄心部31A,36Aを組み合わせる際には、それら凹部35A,39Aを互いに相手側の凹部35A,39Aに嵌め込むようして組み合わせるようにする。なお。これら鉄心部31A,36Aの交差部分において上方側に配置される鉄心部36Aの上面側にもコア部34Aが形成されている。

0050

このように構成された十字鉄心部30A,30Bを、コイル体20の下面側及び上面側にそれぞれ取付ける際には、それらの各コア部34A,34Bを、ボビン本体部23内にその上方側及び下方側よりそれぞれ挿通させると共に、下側に位置する各鉄心部31A,36Aの4つの垂設片33A,38Aの上向き端面と、上側に位置する各鉄心部31B,36Bの4つの垂設片33B,38Bの下向き端面とは、コイル体20の外周囲で互いに当接させるようにする(図2図4参照)。

0051

このとき、各コア部34A,34Bのテーパ面は、ボビン本体部23内において、所定間隔をあけて平行に配置される位置関係となっており、これらのコア部34A,34B間に十字鉄心部30A,30Bに磁気的に逆バイアスをかける永久磁石50が配設される(図4参照)。

0052

これにより、コイル体20の中央部から外周囲4方を通る4つの閉磁路が形成されることになる。

0053

ここで、十字鉄心部30A,30Bには、その鉄心部31A,36A,31B,36Bとして板厚0.1〜0.5mmの珪素合板を積層して略コ字状に形成したものを用いるとよく、また、閉磁路のうちコア部34A,34Bからなる内磁路断面積が100〜324mm2となるように、さらに、横片32A,37A,32B,37B及び垂設片33A,38A,33B,38Bからなる外磁路合計断面積が100〜324mm2となるようにするとよい。

0054

また、図3及び図4に示すように、コイル体20の上面側に露出する一次側コイル部45の上面とそのコイル体20の上面側に配設される十字鉄心部30Bの鉄心部31Bとの間に一対の絶縁性スペーサ42が介装される。

0055

両絶縁性スペーサ42は、絶縁材により形成されており、ボビン本体部23をその両側から挟む各位置に設けられる。この絶縁性スペーサにより、十字鉄心部30Bが一次側コイル部45に、それらの間に十分な絶縁距離を保った状態で取付けられることになる。

0056

ここで、両鉄心部31B,36Bのうちの鉄心部31Bとコイル体20との間に、即ち、両鉄心部31B,36Bを重ね合わせた状態で下側に位置する鉄心部31Bとコイル体20との間に絶縁性スペーサ42を設けた理由について説明すると、鉄心部36Bとコイル体20との間に絶縁性スペーサ42を設けただけでは、その鉄心部36Bよりも下側の鉄心部31Bの下方への移動を規制できないからである。もっとも、両方の鉄心部31B,36Bとコイル体20との間に絶縁性スペーサ42を設けるようにしてもよい。

0057

次に、この点火コイルの組立方法を説明すると、まず、二次側コイル部40のエナメル線の他端部をケース体12の接続部14にインサート成形された接続端子にはんだ付け等で接続しておいてから(図示省略)、図2及び図4に示すように、下面側の十字鉄心部30Aをケース体12内の位置決め溝13に位置決め収容させるようにして鉄心付コイル部20Aをケース体12内に収容する。

0058

この状態で、ケース体12内にエポキシ等の液状の絶縁性樹脂60を注入・充填してから加熱処理して固化させる。これにより鉄心付コイル部20Aがケース体12内に固定される。この際、上述したように一次側コイル部45の上面である露出面と十字鉄心部30Bとの間に絶縁性スペーサ42を介在させているため、その一次側コイル部45と十字鉄心部30Bとの間に十分な絶縁距離が確保された状態でそれらの間に絶縁性樹脂60が注入される。また、このように、一次側コイル部45と十字鉄心部30Bとの間に絶縁性樹脂60が注入されるので、その一次側コイル部45のエナメル線の層間にも絶縁性樹脂60が十分に浸透する。

0059

以上のように構成された内燃機関用点火コイルでは、円板状の一次側コイル部45と、円板状の二次側コイル部40とが、それぞれの巻心を同一直線上に揃えるようにして縦方向に積層配置されて扁平に仕上げられてなるコイル体20を備えているため、その高さ寸法を小さくして隣設する点火コイル同士の干渉も防止でき、かつ十分に大きな二次エネルギを得ることが可能となる。

0060

特に、図3及び図6に示すように、平角帯状に仕上げられたエナメル線92をその巻線の厚み方向に積み重ねるように巻装することにより一次側コイル部45を形成しているので、この点でも、その一次側コイル部45の薄型化、ひいては、点火コイルの薄型化を図ることができ、同時に、放熱性の向上を図ることができる。

0061

また、十字鉄心部30A,30Bにより、コイル体20の中央部から外周囲4方を通る4つの閉磁路が形成されるため、当該閉磁路の合計断面積が大きくなり、この点において点火コイルから十分に大きな二次エネルギを得ることが可能となる。

0062

そして、十字鉄心部30A,30Bを形成する鉄心部31A,36A,31B,36Bのうち他の鉄心部31A,36A,31B,36Bとの重ね合わせ部分に当該他の鉄心部31A,36A,31B,36Bの重ね合わせ部分が嵌まり込む凹部35A,39A,35B,39Bが形成されているため、鉄心部31A,36Aの重ね合わせ部分及び鉄心部31B,36Bの重ね合わせ部分の厚み寸法が小さくなって、この点火コイルの高さ寸法を小さくすることが可能となる。

0063

これを図12及び図13に示す点火コイル又は図14及び図15に示す点火コイルとの比較において説明する。

0064

即ち、図12及び図13に示す点火コイルでは、コイル体200の上下側のそれぞれに略コ字状の鉄心部210A,210Bが1つ取付けられ、これによりコイル体200の中央部から外周囲を通る2つの閉磁路が形成される。

0065

この場合、コイル体200の外周囲に形成される外磁路の合計断面積を大きくしようとする場合には、各鉄心部210A,210Bを太くする必要がり、従って、点火コイルの全体の大型化を招くことになる。

0066

例えば、所定の二次エネルギを得るために、外磁路の合計断面積として400mm2要求される場合には、一例として、鉄心部210A,210Bの幅寸法w1を20mm、その厚み寸法h1を10mmとすれば、20(mm)×10(mm)×2(磁路)=400(mm2)より前記要求を満たすことが可能である。しかしながら、この場合、鉄心部210A,210Bの厚みの20mmに相当する分点火コイルの高さ寸法が大きくなってしまうことになる。

0067

また、図14及び図15に示す点火コイルでは、略コ字状の一対の鉄心部232A,234A,232B,234Bをそれぞれの中央部で交差させて略十字形状に組み合わせることにより十字鉄心部230A,230Bが形成されており、これら十字鉄心部230A,230Bがコイル体200の上下両側に取付けられてコイル体200の中央部から外周囲を通る4つの閉磁路が形成される。

0068

この場合には、鉄心部232A,234A,232B,234Bのそれぞれの厚みは、上記図12及び図13に示す点火コイルの場合よりも薄くすることが可能である。しかしながら、コイル体200の軸心上では鉄心部232A,234A又は232A,234Bが単純に重ね合わされているにすぎないため、重ね合わせ部分で十字鉄心部230A,230B部分の高さ寸法が大きくなって、結局はそれらの点火コイルの大型化を招く。

0069

例えば、一例として、鉄心部232A,234A,232B,234Bの幅寸法w2を20mm、厚み寸法h2を5mmにすれば、20(mm)×5(mm)×4(磁路)=400(mm2)より閉磁路の合計断面積が400mm2となって、上述の要求を満たすことができる。しかしながら、コイル体200の軸心の上部側では、鉄心部232Aと鉄心部234Aが単純に重ね合わされており、コイル体200の軸心の下部側では、鉄心部232Bと鉄心部234Bが単純に重ね合わされているため、これらの重ね合わせ部分では、各鉄心部232A,234A,232B,234Bの合計の厚みの20mmに相当する分、点火コイルの高さ寸法が大きくなってしまうことになる。

0070

ところが、本点火コイルにおいて、同じく閉磁路の断面積として400mm2を得ようとした場合、図10及び図11に一例を示すと、その鉄心部31A,36A,31B,36Bの幅寸法Wを20mm、厚み寸法Hを5mmとすると、10(mm)×5(mm)×4(磁路)=400(mm2)から当該要求を満たすことができる。

0071

そして、この場合、鉄心部31A,36Aの重ね合わせ部分及び鉄心部31B,36Bの重ね合わせ部分において、それぞれの厚み寸法は5mmとなっているので、鉄心に要する高さ寸法は合計で10mmとなって、図12及び図13又は図14及び図15に示す各例の半分まで小さくすることが可能である。

0072

また、一次側コイル部45の上面と十字鉄心部30Bとの間に絶縁性スペーサ42を介在させているため、一次側コイル部45と十字鉄心部30Bとの間に十分な絶縁距離が確保された状態でそれらの間に絶縁性樹脂60が注入されることになり、それら一次側コイル部45と十字鉄心部30Bとの間の絶縁性に優れる。即ち、この点火コイル10では、平角帯状に仕上げられた一次側コイル巻線をその巻線の厚み方向に積み重ねるようにしたものを加熱により円板状に巻装された形態で固化して一次側コイル部45を形成しているため、その一次側コイル部45の上部側に鍔部を形成する必要が無くなり、この点でも点火コイル10の薄型化が図られている。ところが、この場合、その一次側コイル部45と十字鉄心部30Bとの間に絶縁性が悪くなるので、一次側コイル部45の上面と十字鉄心部30Bとの間に絶縁性スペーサ42を介在させているのである。

0073

また、一次側コイル部45内の巻線間にも絶縁性樹脂60が十分に浸透するので、その一次側コイル部45の型くずれを防止しかつ位置決め固定確実性を図ることができる。

0074

さらに、一次側コイル部45は、コイル体20を組立てた状態で前記絶縁性スペーサ42を介して下方に押さえ付けられることになるため、一次側コイル部45の位置決め精度の向上をも図ることができる。

0075

なお、鉄心付コイル部20Aをケース体12内に収容後、そのケース体12内に絶縁性樹脂60を注入する際には、予めそのケース体12を加熱し、真空中でケース体12を振動させながらその絶縁性樹脂60の注入を行うと、二次側コイル部40のエナメル線間に絶縁性樹脂60が浸透し易くなって当該充填に要する時間が短くなり、その充填作業を容易に行うことができる。

0076

ところで、上記実施形態においては、十字鉄心部30Aを形成する鉄心部31A,36Aの両方に凹部35A,39Aを形成しているが(十字鉄心部30Bについても同様)、例えば、図16に示す第1の変形例のように、上側の十字鉄心部130Bのうち下方に配置される鉄心部131Bの重ね合わせ部分のみに相手側の鉄心部136Bの重ね合わせ部分が嵌まり込む凹部135Bを形成し、また、下側の十字鉄心部130Aのうち上方に配置される鉄心部131Aの重ね合わせ部分のみに相手側の鉄心部136Aの重ね合わせ部分が嵌まり込む凹部135Aを形成してもよい。

0077

また、図17に示す第2の変形例のように、3つの略コ字状の鉄心部142,144,146をそれらの中間部分で交差させるようにして6方向に放射状に組み合わせて6方向放射状鉄心部140を形成したり、図18に示す第3の変形例のように、4つの略コ字状の鉄心部152,154,156,158をそれらの中間部分で交差させるようにして8方向に放射状に組み合わせて8方向放射状鉄心部150を形成した場合でも、それぞれの鉄心部142,144,146,152,154,156,158のうちの少なくともいずれかにおける他の鉄心部142,144,146,152,154,156,158との重ね合わせ部分に当該他の鉄心部142,144,146,152,154,156,158の重ね合わせ部分が嵌まり込む凹部を形成することにより、それら放射状鉄心部140,150部分の高さ寸法を小さくすることができる。

0078

さらに、図19に示す第4の変形例のように、平面視略V字状の鉄心部162の頂点部分に他の鉄心部164を重ね合わせて3方向放射状鉄心部160を形成した場合でも、その鉄心部162の他の鉄心部164との重ね合わせ部分等に、当該他の鉄心部164等が嵌まり込む凹部を形成することにより、その3方向放射状鉄心部160部分の高さ寸法を小さくすることができる。

0079

<実施例>実際に、この点火コイルを製造したので、その性能を従来例との比較において下記表に示す。

0080

なお、本発明にかかる点火コイルは、ケース組み入れた状態で、その幅寸法が63mm、奥行き寸法が63mm、高さ寸法が20mmとなっており、そのコイル体20の高さ寸法は10.5mm、幅寸法は57〜58mmで、高さ寸法と幅寸法の比率はほぼ1:5〜6(1:5.5)である。

0081

また、比較例として挙げた点火コイルは、図20及び図21に示す従来の点火コイルと、図23に示す提案例にかかる同心型のコイル体124を備えた点火コイルである。ここで、図20及び図21に示す点火コイルの幅寸法は78mm、奥行き寸法は56mm、高さ寸法は46.3mmであり、図23に示す点火コイルの幅寸法は71mm、奥行き寸法は71mm、高さ寸法が20mmとなっている。なお、これらの寸法は、ケースに組み入れた状態での値である。

0082

また、表中、二次電圧、二次エネルギ、二次放電時間、二次放電電流は、従来例の点火コイルの性能を100とした場合の比で示している。

0083

0084

この表に示すように、図20及び図21に示す点火コイルと同等以上の性能を得るためには、図23に示すタイプの点火コイルでは、幅寸法及び奥行き寸法を71mm以上にする必要があり、径方向に肥大化した形状となることがわかる。

0085

ところが、本点火コイルの場合には、より小型化した形状で従来の点火コイル以上の性能が得られることがわかる。

発明の効果

0086

以上のように、この発明の請求項1記載の内燃機関用点火コイルによると、一次側コイル巻線が巻装されてなる略円板状の一次側コイル部と、二次側コイル巻線が巻装されてなる略円板状の二次側コイル部とが、それぞれの巻心を同一直線上に揃えるように積層配置されて扁平に仕上げられてなるコイル体を備えているため、高さ寸法を小さくして隣設する点火コイル同士の干渉も防止でき、さらに、かつ十分に大きな二次エネルギを得ることが可能となる。

0087

また、請求項2記載の内燃機関用点火コイルのように、複数の鉄心部が所定の重ね合わせ部分を中心にして放射状に組み合わせて形成された一対の放射状鉄心部が、コイル体を両面から挟み込むように取付けられてコイル体の中央部から外周囲を通る複数の閉磁路が形成されている場合には、その複数の閉磁路によって、より大きな二次エネルギを得ることが可能となる。そして、この場合には、各鉄心部のうちの少なくともいずれかにおける他の鉄心部との重ね合わせ部分に当該他の鉄心部の重ね合わせ部分が嵌まり込む凹部を形成すると、その鉄心部と前記他の鉄心部との重ね合わせた部分の厚み寸法が小さくなるので、この点においても、点火コイルの全体の高さ寸法を小さくすることに寄与する。

0088

このように放射状鉄心部が取付けられたコイル体は、請求項3記載のように、ケース体内に収容されて、そのケース体内に注入・充填された絶縁性樹脂により固定されると、コイルの巻線間の絶縁性の確保等がなされることになる。

0089

なお、請求項4記載のように、一次側コイル部と二次側コイル部とが、一次側コイル部の二次側コイル部と反対側の面を露出させた状態で積層配置されてコイル体が形成されている場合には、一次側コイル部の露出面とその露出面に対向する放射状鉄心部の少なくともいずれかの鉄心部との間に絶縁性スペーサが介在された状態でケース体内に絶縁性樹脂を充填すると、その鉄心部と一次側コイル部の露出面との間に十分な絶縁距離が得られると共に、それらの間に十分な絶縁性樹脂が注入、浸透するので、十字鉄心部と一次側コイル部との間に十分な絶縁性を得ることができる。

0090

そして、請求項5記載のように、放射状鉄心部が取付けられたコイル体を収容したケース体内に絶縁性樹脂を注入する際には、そのケース体を振動させるようにすると、その絶縁性樹脂が二次側コイル部のコイル巻線間に浸透し易くなって、その巻線間の絶縁性をより確実に得ることができる。また、そのように、細部に絶縁性樹脂が浸透し易くなるので、その絶縁性樹脂を充填させるのに要する時間が短くなりその充填作業が容易となる。

図面の簡単な説明

0091

図1この発明にかかる一実施形態の内燃機関用点火コイルの装着状態を示す図である。
図2同上の点火コイルを示す分解斜視図である。
図3鉄心付コイル部の分解斜視図である。
図4点火コイルの断面図である。
図5比較例のコイルを示す断面図である。
図6一次側コイル部の拡大断面図である。
図7十字鉄心部の斜視図である。
図8十字鉄心部の分解斜視図である。
図9この点火コイルの結線図である。
図10十字鉄心部の平面図である。
図11十字鉄心部の断面図である。
図12比較例の鉄心部を示す平面図である。
図13比較例の鉄心部を示す断面図である。
図14他の比較例の鉄心部を示す平面図である。
図15他の比較例の鉄心部を示す断面図である。
図16第1の変形例にかかる十字鉄心部の分解斜視図である。
図17第2の変形例にかかる6方向放射状鉄心部を示す平面図である。
図18第3の変形例にかかる8方向放射状鉄心部を示す平面図である。
図19第4の変形例にかかる3方向放射状鉄心部を示す平面図である。
図20従来例の点火コイルの装着状態を示す図である。
図21従来例の点火コイルを示す斜視図である。
図22他の従来例の点火コイルの装着状態を示す図である。
図23提案例の点火コイルを示す断面図である。

--

0092

12ケース体
20コイル体
30A,30B 十字鉄心部
31A,36A,31B,36B 鉄心部
35A,39A,35B,39B 凹部
40 二次側コイル部
42絶縁性スペーサ
45 一次側コイル部
60 絶縁性樹脂

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