JPH03148808A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

内燃機関用点火コイル

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JPH03148808A
JPH03148808A JP1288292A JP28829289A JPH03148808A JP H03148808 A JPH03148808 A JP H03148808A JP 1288292 A JP1288292 A JP 1288292A JP 28829289 A JP28829289 A JP 28829289A JP H03148808 A JPH03148808 A JP H03148808A
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JP
Japan
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coil
bobbin
primary
cross
ignition coil
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JP1288292A
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English (en)
Inventor
Toshiro Suzuki
敏郎 鈴木
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Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
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Publication date
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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、特に単位体積当
りの放電エネルギーが大きく、小型でコイル分配点火方
式に好適な点火コイルに係る。
[従来の技術] 内燃機関の点火装置は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
各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。このため、従来は配電器を具備し、点火コイル
で発生した高電圧を各点火プラグに配電することとして
いた。これに対し、近時の内燃機関の高性能化に伴ない
、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。
このような点火装置を内燃機関に装着する場合、例えば
特開昭62−15フ2フ8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、DOHe)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と
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、狭いバルブ挟み角を有するDOH
C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な直接オイル室内に配設すると共に
、シリンダへラ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。
尚、同公報においては点火プラグ取付孔はブラグボスと
記載されている。
[発明が解決しようとする課題] 上記公報に記載の点火装置に用いられる点火コ−イルに
関しては、所定の出力電圧、放電エネルギーを維持しつ
つ小型とすることが要求される。この対策として、コア
の軸方向に直交する断面の断面積を小さくすれば点火コ
イルの小型化が可能であるが、そうすると二次コイルの
出力電圧−放電エネルギーといった点火性能の低下が不
可避となる。また、コアの断面積を増加させ、コアに壱
回する二次コイルの巻数を増加させるといった対応では
点火コイルが大型となってしまう。
これに関し、実開昭48−49425号公報にも、二次
コイルの出力電圧を増大するためには二次コイルの巻線
数を多くするか、磁心を通る磁束を多くすることが必要
である旨説明されている。
同公報においては、これを解決する手段として、スイッ
チが閉成された際に発生する磁化の方向と反対方向の磁
化力を持つ磁石を磁路に挿入した点火コイルが提案され
ている。
以上のように、近時の点火コイルにおいては、点火性能
の向上と小型化という相反する要求を同時に充足するこ
とが必要となっている。
−そこで、本発明は内燃機関に装着される点火コイルに
関し、少くとも点火性能を維持しつつ点火コイルの一層
の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1 上記の目的を達成するため、本発明の内燃機関用点火コ
不ルは、大断面孔と小断面孔の段付孔の中空部を有する
筒体から成り該筒体の外面に二次コイルを巻回した二次
ボビンと、筒体の外面に一次コイルを巻回し前記二次ボ
ビンの大断面孔に収容する一次ボビンと、該一次ボビン
の中空部及び該中空部に連通ずる前記二次ボビンの小断
面孔に収容すると共に前記二次ボビン回りに配置し実質
的に閉磁路を形成するコアとを借えたものである。
上記内燃機関用点火コイルにおいて、前記一次ボビンの
軸方向長さを前記二次ボビンの大断面孔の軸方向長さと
同一とすると共に、前記一次ボビンの中空部の断面形状
と前記二次ボビンの小断面孔の断面形状とを同一とし、
前記コアが、前記一次ボビンの中空部及び前記二次ボビ
ンの小断面孔に収容する前記断面形状と略同一の断面形
状の二部分を備え、該二部分を前記一次ボビンの中空部
内で所定の間隙を介して対向するようじ配置し、該間隙
に永久磁石を介装するように溝成することが好ましい。
尚、一次コイルは一次ボビンの一端から他端に一層を巻
回した後他端から一端に二層目を壱回するように構成す
るとよい。
[作用] 上記のように構成された本発明の点火コイルにおいては
、一次コイルに供給される一次電流が断続すること釘よ
りコア社磁束変化が生じ、二次コイルに高電圧が誘起さ
れる。
特に本発明の点火コイルは、一次コイルを壱回した一次
ボビンが二次ボビンの大断面孔に収容され、一次ボビン
の中空部と二次ボビンの小断面孔にコアが収容されるよ
うに構成されている。従って、従来の点火コイル社比し
単位体積当りの放電エネルギーが大きく、軸方向長さが
縮小されるというだけでなく、軸方向に直交する断面の
断面積も縮小され点火コイル全体として小型となる。更
に、一次コイル内でコアの二部分間に永久磁石を介装し
たものにおいては、永久磁石は一次コイルによる磁束と
反対方向の磁束が発生するように配置され、この永久磁
石の磁束の存在により二次コイルの鎮交磁束の変化が大
となり出力電圧が大となるので、コアの軸方向に直交す
る断面の断面積を小さくすることができ一層小型となる
[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、永久磁石18を含み実質的に閉磁路
を形成する第1及び第2のコア11.12に一次コイル
21及び二次コイル22が巻装されて成る。一次コイル
21は一次ボビン23に巻回され、二次コイル22は二
次ボビン24に巻回されている。一次ボビン23及び二
次ボビン24は合成樹脂により夫々断面略矩形の筒体に
形成され、前者が後者の中空部に収容されるように形成
されている。
二次ボビン24の中空部は大きな断面積を有する大断面
孔24aと、この大断面孔24aより小さい断面積を有
する小断面孔24bとから成る段付孔に形成されており
、軸方向の両端に外形が略矩形の鍔部24d、24eが
形成されている。これらの鍔部24d、24e間に二次
コイル22の巻線が巻回されている。
一次ボビン23は二次ボビン24の小断面孔24bと同
一の断面形状の中空部23aを有し、軸方向の両端に外
形が略矩形の鍔部23d、23eが形成されている。こ
れらの鍔部23d、23eの外形は二次ボビン24の大
断面孔24aの断面形状と略同一とされており、両釘部
23d。
23e間に一次コイル21の巻線が巻回された後、一次
コイル21及び一次ボビン23が大断面孔24a内に収
容されるように構成されている。
一次コイル21は一次ボビン23の上端から下端まで一
層に巻回された後、下端から上端に向って二層目が巻回
される。即ち、一次コイル21は二層に巻回されており
、その巻線の両端は何れも第1図中上端に存在し、第2
図に示す端子25a、25bに接続されている。従って
、例えば一層巻きの一次コイルにおいては巻線の両端を
上端の端子に接続するため下端から上端へ一次コイルの
軸方向に延出するリード線が必要となるのに対し、本実
施例においては一次コイル21として心頭の巻線のみで
両端子25a、25bに接続されているので、無駄なリ
ード線及びスペースが不要である。
一次ボビン23の中空部23aの軸方向中央部には、第
1のコア11と第2のコア12とが永久磁石18を介し
て磁気的に連結されている。第1のコア11及び第2の
コア12は何れも珪素鋼板の積層体であり、第1のコア
11が正面視T字状、第2のコア12が正面視略E字状
に形成され、両者が第1図に示すように二次ボビン24
回りで接合されている。即ち、第1のコア11及び第2
のコア12が接合される各端部には夫々段部が形成され
ており、第1のコア11が第2のコア12に圧入されて
磁気的に結合される。第1のコア11における中空部2
3a内に収容される脚部11aの断面形状は中空部23
aの断面形状と同一とされ、第2のコア12における小
断面孔24b内に収容される脚部12aの断面形状と同
一とされている。
これらの脚部11a、12a間に永久磁石18が介装さ
れている。この永久磁石18は一次コイル21の通電時
にJM1及び第2のコア11.12内に形成される磁束
の方向と反対の方向となるように配置されている。永久
磁石18としてはサマリウム−コバルト(Sm−co)
系の金属焼結体の希土類マグネットが用いられるが、希
土類プラスチックマグネットとしてもよい。
上記の各部品は円筒体のケース30内に収容され、一次
コイル21の巻線の一端は端子25aを介して図示しな
いバッテリに接続され、他端は端子25bを介して図示
しない制御回路、通称イグナイタに接続されている。二
次コイル22の巻線の一端は一次コイル21の巻線の一
端と共に端子25aに接続されており、他端はケース3
0に−体成形された二次コネクタ32中の図示しない電
極に接続されている。この電極は、後述するように第3
図に示す点火プラグ60に電気的に接続される。
更に、ケース30内には熱硬化性の合成樹脂が充填、硬
化され樹脂部31が形成される。これにより、一次コイ
ル21及び二次コイル22が含侵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の一次コイル21に対
し、図示しない制御回路により一次電流が供給され、こ
れが所定の周波数で断続されると永久磁石18を含む閉
磁路に磁束変化が生ずる。
これにより二次コイル22に所定の高電圧が発生し、こ
の高電圧は二次コネクタ32から直接第3図の点火プラ
グ60に供給される。
この場合において、第1のコア11と第2のコア12と
の間に介装された永久磁石18により大きな有効磁束変
化を確保することができる。この永久磁石18が介装さ
れた部分では閉磁路が分離された形となっており、また
永久磁石18によって形成される磁界と一次コイル21
によって形成される磁界とが反発しあい分散する傾向に
あるので、特にこの部分から磁束の漏洩が生じ得る。し
かし、本実施例においては永久磁石18が一次コイル2
1内に収容されており、一次コイル21による磁束が永
久磁石18に集中するので漏洩磁束は極めて少ない、従
って、従来の永久磁石を備えた同等の大きさの点火コイ
ルに比し、二次コイル22の鎮交磁束が大となり二次コ
イル22の出力電圧が大となる。
第4図及び第5図は本実施例と対比するため本件出願人
の発明に係る二つの点火コイル10a。
tobを示すものである。
第4図の点火コイル10aは、一次ボビン123の中空
部にT字状の341のコア111及びE字状の第2のコ
ア112の夫々の脚部が収容され、一次ボビン123が
二次ボビン124の中空部に収容されている。一次ボビ
ン123と二次ボビン  −124の軸方向長さは略等
しい、その余の構成は第1図の実施例と同様である。一
次ボビン123には一次コイル121の巻線は一層に巻
回されており、二次ボビン124には二次コイル121
が多層巻きにされている。
第5図の点火コイルtabは、ボビン223の中空部に
T字状の第1のコア211及びE字状の第2のコア21
2の夫々の脚部が収容され、ボビン223の軸方向中間
部に形成された鍔部を介して一次コイル221と二次コ
イ°ル222が軸方向に区分されて巻回されたものであ
る。
上記第4図及び第5図の点火コイル10a。
tob並びに本実施例の点火コイル10に対し同一の巻
数の一次コイル及び二次コイルを巻回すると、第1及び
第2のコアを含むコア部全長は第6図に示す関係となる
。同図において、Aは点火コイル10a%Bは点火コイ
ルtab%Cは本実施例の点火コイル10を夫々示して
いる(以下、第7図乃至第9図においても同様、)、即
ち、点火コイル10aは一次コイル121が一層巻きで
あるのでコア部全長が最長となり、点火コイル10bは
一次コイル221及び二次コイル222が軸方向に並置
されているが多層巻きであるので最短となっている。
上記の状態の各点火コイル10a、10b。
lOの点火性能の測定結果は第7図及び第8図に示すと
おりである。即ち、−二次コイルの出力電圧は第7図の
縦軸に二次発生電圧として示すように、各点火コイル共
略同一の値であるが、放電エネルギーは第8図に示すよ
うに点火コイル10aが最大で各点火コイルtabが最
小である。この差は各点火コイルのエネルギー変換効率
の差に起因している。
そこで、上記各点火コイル間の二次コイルの出力電圧及
び放電エネルギーが等しくなるように−一次コイル及び
二次コイルの巻数を設定してコア部全長を比較すると、
第9図に示すように本実施例の点火コイル10のコア部
全長が最短となる。このとき、点火コイル10aを基準
にすると、点火コイルtabは永久磁石18の厚さが大
巾に増加されると共に、一次コイル221及び二次コイ
ル222に関し巻数比はそのままで両者の巻数が大巾に
増加される。また、本実施例の点火コイルlOについて
は永久磁石18の厚さが若干増加され、一次コイル21
及び二次コイル22の巻数比はそのままで両者の巻数が
若干増加される。このように、同一の点火性能を確保す
る場合には本実施例の点火コイル10が最も小型に形成
される。
即ち、本実施例の点火コイル10を、構造的には第6図
に示すように軸方向長さを最短とし得る第5図の点火コ
イルtabと比較すると、本実施例の点火コイルlOは
エネルギー変換効率が高いため、一次コイル21及び二
次コイル22の巻数を少くでき、従ってコア部全長が短
くなる。
次に、本実施例の点火コイル10を第4図の点火コイル
10aと比較するため、点火コイルlOaにおける寸法
関係について説明する。前提条件として点火コイル10
aの外径が所定の値に設定され、第1及び第2のコア1
11,112の断面積が所定値に設定されると、第1及
び第2のコアttt、ttz間の間隙Pの値が定まる。
所定の放電エネルギーE (J)を得るため一次コイル
121の電流It  (A)が設定されると、次の(1
)式及び(2)式により一次コイル121の巻数N1が
定まる。
ここで、Llは一次コイル121の自己インダクタンス
(H)、Φは磁束(wb)を示す。
そして、所定の二次発生電圧V2(V)を得るため次の
(3)式により二次コイル122の巻数N2が定まる。
Vz /Vt =N2 /Nt = (3)尚、vlは
一次コイル121の電圧(V)で図示しない制御回路側
の条件に応じて設定される。
更に、第4図に示すように二次ボビン124の肉厚Q及
び樹脂部31の厚さRが耐電圧を確保するために必要な
厚さに設定されるので、二次コイル122の巻線の巻回
後の厚さTが定まる。而して、二次コイル122の巻線
を巻−数N2巻回するために必要な二次ボビン!24の
軸方向長さ12が定まる。また、一次コイル121の巻
線を密に巻数N、参口するときの一次ボビン123の軸
方向長さ1鳳も定まる。
上記の一次コイル121及び二次コイル122の軸方向
長さJ!t、f2はu、 <41.という関係となるの
が一般的であり、点火コイル10aにおいては3g4図
に示す構造上、一次コイル121は疎に巻回されるとこ
ろとなり、一次ボビン123回りに無駄なスペースが生
ずることとなる。逆に、軸方向長さ11 .u、がfi
t >12となる場合において、二次コイル122の巻
線の巻回後の厚さTを小さくして411 =IL2とす
るように設定すると、点火コイルtabとしての軸方向
長さが長いだけでなく、樹脂部31の厚さRが必要以上
に大きくなり無駄なスペースが生ずることになる。
これに対し、本実施例においては大断面孔23aと小断
面孔23bの軸方向長さ割合を適宜設定することにより
、一次コイル21と二次コイル22との関係Cおいて上
記のような無駄なスペースを生ずることがない、即ち、
本実施例の点火コイル10は第4図の点火コイル10a
に比し体積を小さくすることができる。而して、本実施
例の点火コイル10のエネルギー変換効率は点火コイル
10aに比し若干低いが、巻数N、、N、を増加するこ
とにより二次発生電圧及び放電エネルギーが点火コイル
10aと同等となるようにしても、コア部全長は第9図
に示すように点火コイル10aより短くなる。
第3図は上記点火コイル1oを内燃機関のシリンダへラ
ドカバーに装着した実施例を示すもので、一気筒のシリ
ンダヘッド部の断面を示している。本実施例における内
燃機関1は直列に並設された複数の気筒を備え、各気筒
毎に点火コイルlOが装着されている。
内燃m関1のアルミニウム合金製のシリンダヘッド2に
は各気筒毎に燃焼室1aに開口する吸気ボート4及び排
気ボート5が夫々一対形成されており、これらに夫々吸
気弁6及び排気弁7が装着されているが、第3図にはこ
れらの内−組のみが表れている。即ち、本実施例では各
気筒毎に吸気弁6及び排気弁7が一対、計四個の弁が装
着されており、所謂四バルブエンジンとなっている。
シリンダへラド2の上方には軸受部材3b、3Cにより
一対のカムシャフト8.9が回動自在に支持されており
、これらによって吸気弁6及び排気弁7が直接駆動され
るように構成されている。
即ち、直接駆動方式のダブルオーバーヘッドカムシャフ
トの動弁系となっている。また、シリンダへラド2の上
方虹アルミニウム合金製のシリンダへラドカパ−3が接
合され、両者間にオイル室52が郭成されている。
シリンダヘッド2の吸気弁6と排気弁7の間には、オイ
ル室52から燃焼室1aに向って段付の取付孔2aが形
成されている。この取付孔2aの燃焼室la側の小径孔
に点火ブラグ60が螺着され、その電極部が燃焼室la
内に露出した状態で固定されている。− 一方、シリンダへラドカバー3の頂部に、取付孔2aの
オイル室52への開口部に対向して開口する挿通孔3a
が形成されており、挿通孔3aの内面に段部が形成され
ている。この挿通孔3aを介して、非磁性体で形成され
た筒状部材の遮蔽筒体40が取付孔2a内に挿嵌され、
その一端が取付孔28下端近傍に圧入等によって固着さ
れている。遮蔽筒体40の他端は挿通孔3aからシリン
ダへラドカパー3の外方に突出し、その先端部に螺子溝
が形成されている。
そして、円環状のシール部材50が遮蔽筒体40に嵌合
されシリンダへラドカバー3の挿通孔3a内の段部に配
置された後、ナツト40aが遮蔽筒体40の螺子溝に螺
合される。このナツト40aによりシール部材50が挿
通孔3aの段部及び遮蔽筒体40の外周面に押圧され、
挿通孔3aがシールされる。これにより遮蔽筒体40内
の収容室とオイル室52は完全に分離され、オイル室5
2内のオイル飛沫が遮蔽筒体40内に侵入することはな
い、この遮蔽筒体40内の収容室に、点火コイル10及
びその先端の二次コネクタ32に一端が連結された円筒
体の連結部材28が挿嵌され、点火プラグ60の端子部
に連結部材28の他端が接続される。これにより点火コ
イル10と点火ブラグ60が連結部材28を介して電気
的に接続される。
そして、点火コイル10は前述のように二次コネクタ3
2と共に遮蔽筒体40内に挿嵌され、ブラケット51に
よりシリンダへラドカバー3の頂部にボルト結合される
而して、内燃機関1が始動されカムシャフト8.9が回
動すると、吸気弁6及び排気弁7が所定の周期でffi
動され吸気ポート4及び排気ボート5が開閉される。そ
して、内燃機関lの回転に応じ所定の順序で出力される
点火信号により点火コイル10の一次電流が制御され、
前述のように二次コイル22に所定の高電圧が発生する
。この高電圧はそのまま二次コネクタ32及び連結部材
28を介して点火プラグ60社印加され、点火プラグ6
0の先端の電極部において火花放電が生じ、燃焼室!a
内の圧縮混合気が老犬される。
以上のよう社、上記実施例の点火コイル10は小型であ
り、外径は小さく遮蔽筒体40内に容易に収容でき、従
ってバルブ挟み角が小さい内燃機関にも装着することが
できる。
尚、上記実施例においては341及び第2のコア11.
12間に永久磁石18を介装したが、これを介装するこ
となく微小な空隙のエアギャップとしてもよい。
また、上記実施例においては一次ボビン23及び二次ボ
ビン24は何れも矩形断面の筒体としたが、円形断面の
円筒体としてもよく、′i41のコアを円板及び円柱を
接合した形状とし、第2のコアを中空部に円柱を備えた
円筒体として、両者によって形成した密閉空間内に、円
板状の永久磁石を備えた円筒体の一次ボビン及び二次ボ
ビンを収容する構成としてもよい。
[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、一次ポビンが二次
ボビンの大断面孔に収容され、一次ボビンの中空部と二
次ボビンの小断面孔にコアが収容されるように措成され
ているので、従来に比し単位体積当りの放電エネルギー
が大きく、点火コイル全体として軸方向長さを縮小し得
ると共に、軸方向に直交する断面の断面積を縮小でき小
型の点火コイルとすることができる。而して、内燃機関
のコイル分配点火方式に好適であり、狭いバルブ挟み角
の内燃機関に対しても容易に装着することができる。
また、一次コイル内のコア間に永久磁石を介装したもの
にあっては、二次コイルの出力電圧が大となりコアの軸
方向に直交する断面の断面積を小さくすることができる
ので一層の小型化が可能である。
【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、平面図、第3図は第1図の実施例の点火コイ
ルを僅えた内燃機関の断面図、第4図は第1図の実施例
の点火コイルと対比するための′s1の点火コイルの縦
断面図、第5図は同、第2の点火コイルの縦断面図、第
6図は第1図の実施例の点火コイルと第1及び第2の点
火コイルにおけるコイル巻数を同一としたときのコア部
全長を比較したグラフ、第7図は各点火コイルにおける
二次コイルの出力電圧を示すグラフ、第8図は同、放電
エネルギーを示すグラフ、第9図は点火性能を同一とし
たときの各点火コイルのコア部全長を示すグラフである
。 !・・・内燃機関、   2−・・シリンダヘッド。 10.10a、10b・・・点火コイル。 11−・・第1のコア、  12・・・第2のコア。 11 a ・=脚部、    12 a ・・・脚部。 18−・・永久磁石、  21−・・一次コイル。 22−・・二次コイル、  23−・・一次ボビン。 23 a −−−中空部、  24−・・二次ボビン−
。 24 a −−−大断面孔、  24b−・・小断面孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 大断面孔と小断面孔の段付孔の中空部を有する
    筒体から成り該筒体の外面に二次コイルを巻回した二次
    ボビンと、筒体の外面に一次コイルを巻回し前記二次ボ
    ビンの大断面孔に収容する一次ボビンと、該一次ボビン
    の中空部及び該中空部に連通する前記二次ボビンの小断
    面孔に収容すると共に前記二次ボビン回りに配置し実質
    的に閉磁路を形成するコアとを備えたことを特徴とする
    内燃機関用点火コイル。
  2. (2) 前記一次ボビンの軸方向長さを前記二次ボビン
    の大断面孔の軸方向長さと同一とすると共に、前記一次
    ボビンの中空部の断面形状と前記二次ボビンの小断面孔
    の断面形状とを同一とし、前記コアが、前記一次ボビン
    の中空部及び前記二次ボビンの小断面孔に収容する前記
    断面形状と略同一の断面形状の二部分を備え、該二部分
    を前記一次ボビンの中空部内で所定の間隙を介して対向
    するように配置し、該間隙に永久磁石を介装したことを
    特徴とする請求項1記載の内燃機関用点火コイル。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002110441A (ja) * 2000-09-29 2002-04-12 Diamond Electric Mfg Co Ltd 内燃機関用点火コイル
JP2008205466A (ja) * 2007-02-17 2008-09-04 Zhejiang Univ 磁気部品

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