JPH04118907A

JPH04118907A - 内燃機関用点火コイル

Info

Publication number: JPH04118907A
Application number: JP2238207A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Suzuki; 敏郎鈴木
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1990-09-08
Filing date: 1990-09-08
Publication date: 1992-04-20

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、特に一次ボビン
内に収容する中心コアと一次ボビンの外方で中心コアに
接合する外側コアと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、一般的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。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で配電すること
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６２−１５７２７８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を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。

従って、点火コイルに関しては、所定の点火性能を維持
しつつ小型とすることが要求される。

一方、一般的な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、一次コイル及ｑ二
次コイル回りに配置される外側コアを含み構成部品が樹
脂製のケース内に収容されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記点火コイルにおいて、外側コアは樹脂製のケースに
一体成形することができ、このようにすることにより組
付性が良好となる。しかし、外側コアをケースに一体成
形した場合には、外側コアの側面にも樹脂層が形成され
ることになるので、ケース内に収容する場合に比し断面
積は然程小さくならず、小型化には繋がらない。これに
対し、断面積を所定の大きさに制限すると、必要な点火
性能を確保するためにはコイ′ルの巻線数を増加させな
ければならず、軸方向に長くなる。特に、前掲の特開昭
６２−１５７２ゴヘ号公報に記載の技術を更に進展させ
、バルブ挟み角の小さい内燃機関のシリンダへラドカバ
ーに設けたパイプ内に点火コイルを挿入する場合には、
与えられた空間に適合するため点火コイルの外形が制約
されることになるので、所定の点火性能を確保すること
が極めて困難となる。

そこで、本発明は内燃機関用点火コイルにおいて、必要
な点火性能を維持しつつ、断面積及び軸方向長さを増大
することなく、外側コアを樹脂材料によりケースと一体
成形し得るようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の内燃機関用点火コ
イルは筒体の外面に一次コイルを巻回した一次ボビンと
、該一次ボビンの筒体内に収容すると共に当該一次ボビ
ンの外方に延出する突出端部を有する中心コアと、該中
心コア及び前記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の突出端部の側面に当接す
る腕部を有する外側コアと、該外側コアを樹脂材料によ
り一体成形したホルダであって、前記中心コアの両端の
突出端部を挟持する一対の支持部及び該一対の支持部間
を連結すると共に前記外側コアの内側面と前記二次コイ
ルとの間に介装する絶縁部から成るホルダと、側面に軸
方向の開口部を有する筒体のケースとを備え、該ケース
の開口部に前記ホルダの側縁部を嵌合させて前記ホルダ
を前記ケースの筒体内に収容し、前記外側コアの外側面
が前記ケースの外側面と共に連続した外側面を形成する
ようにしたものである。

前記内燃機関用点火コイルにおいて、前記ホルダの側縁
部に段部を形成すると共に、前記ケースの開口部の両側
に段部を形成し、該段部に前記ホルダの段部を嵌合させ
て前記ケース内を密封するようにするとよい。

また、前記ホルダの前記一対の支持部の内一方の支持部
に、一次ターミナルを一体成形して成る一次コネクタを
固定し、二次ターミナルに接続する接続部材を他方の支
持部に固定するようにしてもよい。

〔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、外側コアは樹脂材料によりホルダに一体成
形されており、一次ボビン内に中心コアが収容され、一
次ボビンの外方に延出する突出端部の側面に外側コアの
腕部が当接するようにホルダが配設される。そして、側
面に軸方向の開口部を有する筒体のケースにホルダの側
縁部が嵌合され、外側コアの外側面が外面に露呈しケー
スの外側面と共に連続した外側面が形成される。

このようにして外側コアがケースに一体成形され従来に
比し断面積が小さい点火コイルが構成され、その一次コ
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ＩＯ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によって磁気回路が構
成されている。

本実施例においては、一次ボビン２３内が軸方向に二等
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１ｔａ、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２１０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１３０本体部の一辺の
幅に対し１゜５乃至２．５倍の範囲内の値に設定され、
本実施例では約２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
（両端部と同一幅）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２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℃でも一次コイル２１通電時の反対方
向の磁束密度が０．７７（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図の上下方向の圧延方向の方向
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が
、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Ｌ　５　
ａ、　　ｌ　５　ｂ、　　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４５ｅ′の方向では１．
１Ｔの磁束密度が限度となるので、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
Ｘ１．７／１．ｌ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傾斜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等に当
接する端面からプレス加工上最小限必要とされる部分（
例えば１ｍ）を残した位置からテーパ面が形成され、そ
の傾斜角度は良好な点火性能を維持し得る最小角度の２
５″乃至３５°の値に設定されている。

一次ボビン２３は、断面略矩形の樹脂製筒体が軸方向に
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３図に明らかなように
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２１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、３３ｃ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が形成され、
一次ターミナル３３ｂは図示しないバッテリに接続され
、一次ターミナル３３ｃ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１
７．１８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。

一次コイル２１の外側には、二次コイル２２が巻回され
た二次ボビン２４が配設されている。二次ボビン２４は
軸方向に所定間隔毎に複数の溝が形成されており、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３３ｂ
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３６ａ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が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が形成さ
れている。ホルダ３１の上下端部にはコ字状断面の支持
部３１ａ、３ｔｂが形成され、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３１ｃが
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、３１ｅ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１５
ａ、１６ａの接合端部１５ｃ、１６ｃが挟持されており
（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．．１６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
。突出端部ｌ・ｌａ及び接合端部１５ｃ、１６ｃの上方
には夫々孔１１ｅ、１５ｅ、１６ｅが穿設されており、
ホルダ３１．３２の支持部３１ａ、３２ａの側方から加
熱押圧されることによりホルダ３１．３２が熱変形して
孔ｌｉｅ、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１３とコア１５．
１６の下部についても同様に固定される。而して、第６
図及び第７図に示すようなコイルアッシーが形成される
。

ホルダ３１．３２の支持部３１ｂ、３２ｂの底部には、
第４図に示すようにコ字状断面の取付部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か形成されており、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３
５ｂ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３
６ｂに半田付は等によって接続されている。

上記６図及び第７図に示すコイルアッシーは第５図に示
すようにケース３０に収容されている。

ケース３０は第８図乃至第１Ｏ図に示すように立壁部３
０ａ、３０ｂが並設されて両者間に開口部が形成され、
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。第１図及び第３図に明らか
なようにホルダ３１．３２の外側面はコア１５．１６が
露呈した形となっており、コア１５゜１６の内側には前
述のように絶縁部３１ｃが設けられている。従って、所
定の耐電圧を維持しつつ点火コイルｌＯの断面積を小さ
くし得るように構成されている。

ケース３０の二次コネクタ部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１
３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３
４ａ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、一次コイル２１及
び二次コイル２２が含浸固着されると共に二次コイル２
２の出力高電圧に耐え得る絶縁性が確保される。

而して、点火コイルＩＯ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１３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どない。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１
５，１６の相互間で磁束の漏洩が生ずる。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４０ｋＶ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３
４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。

本実施例の点火コイルＩＯにおいては、外側コアを構成
するコア１５．１６の外側面か露呈し、ケース３０の外
側面と共に連続した外側面が形成され断面積が小さくな
っているので、前述のバルブ挟み角の小さい内燃機関の
バイブ内に容易に嵌挿することができる。そして、コア
１１乃至１３の各コア間に介装された永久磁石１７．１
８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いるので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１
７．１８の面積比が約２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、放電エネルギーか増加する
。また、磁束変化が大となるので二次コイル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おいては、外側コアは樹脂
材料によりホルダに一体成形されてケースに収容される
が、ホルダは中心コアの両端の突出端部を挟持する一対
の支持部と、これらを連結する絶縁部から成り、外側コ
アの外側面はケースの外側面と共に連続した外側面を形
成するように構成されているので、点火コイルは所定の
点火性能を維持しつつ断面積を小さくすることができ小
型に形成することができる。従って、バルブ挟み角の小
さい内燃機関に対しても容易に装着することができる。

特に、ホルダの側縁部に段部を形成しケースの開口部に
嵌合するように構成したものにおいては、ケースを全周
に亘り容易に密封することができ、良好な作業性が得ら
れる。

また、ホルダの両端の支持部を介して一次ターミナル及
び二次ターミナルを設けることとしたものにおいても、
組み付けが容易であり、一次コイル及び二次コイルとの
電気的接続作業も容易に行うことができる。

【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４１ｉ？ｆｆ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
施例の点火コイルにおける中心コアと外側コアを接合し
たコイルアッシーの平面図、第７図は同、コイルアッシ
ーの斜視図、第８図は本発明の一実施例の点火コイルに
おけるケースの縦断面図、第９図は同、ケースの側面図
、第１０図は同、ケースの平面図である。ｌＯ・・・点火コイル。１．１２．１３・・・コア（中心コア）。ｌａ、１４ｂ・・・突出端部。５．１６・・・コア（外側コア）。５ａ、１６ａ・・・腕部。ｌ・・・一次コイル、　　２２・・・二次コイル。３・・・一次ボビン、　　２４・・・二次ボビン。０・・・ケース、　　　３０ａ、３０ｂ・・・立壁部。１．３２−・・ホルダ、３１ａ、３１ｂ−支持部。ｌｃ・・・絶縁部、　　３３・・・一次コネクタ。３ｂ、ａｓｃ・・・一次ターミナル。４・・・二次ターミナル

Claims

【特許請求の範囲】

（１）筒体の外面に一次コイルを巻回した一次ボビンと
、該一次ボビンの筒体内に収容すると共に当該一次ボビ
ンの外方に延出する突出端部を有する中心コアと、該中
心コア及び前記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の突出端部の側面に当接す
る腕部を有する外側コアと、該外側コアを樹脂材料によ
り一体成形したホルダであって、前記中心コアの両端の
突出端部を挟持する一対の支持部及び該一対の支持部間
を連結すると共に前記外側コアの内側面と前記二次コイ
ルとの間に介装する絶縁部から成るホルダと、側面に軸
方向の開口部を有する筒体のケースとを備え、該ケース
の開口部に前記ホルダの側縁部を嵌合させて前記ホルダ
を前記ケースの筒体内に収容し、前記外側コアの外側面
が前記ケースの外側面と共に連続した外側面を形成する
ようにしたことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
（２）前記ホルダの側縁部に段部を形成すると共に、前
記ケースの開口部の両側に段部を形成し、該段部に前記
ホルダの段部を嵌合させて前記ケース内を密封するよう
に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。
（３）前記ホルダの前記一対の支持部の内一方の支持部
に、一次ターミナルを一体成形して成る一次コネクタを
固定し、二次ターミナルに接続する接続部材を他方の支
持部に固定するように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。