JPH04118909A - 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、特に磁路に永久
磁石を介装して出力電圧を増大する点火コイルに係る。

〔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。

上記点火コイルに関しては、近時の内燃機関の高出力化
に伴い、出力電圧、放電エネルギーの増大が要求される
。このため、コアの断面積を増加させ、コアに巻回する
コイルの巻数を増加させるといった対応が必要となるが
、そうすると点火コイルが大型となり点火装置全体とし
ての小型化の要請に反することとなる。

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。同様に、特公昭４１−２０８・２
号公報にも鉄心即ちコアの磁路に、一次コイルによる磁
束と差動する磁束、即ち反対方向の磁束を与える永久磁
石を設けた点火コイルが開示されている。その他特開昭
５９−１６７００６号、特開昭６０−２１８８１０号公
報にも、コアに設けた空隙に永久磁石を配置した点火コ
イルが開示されている。これら何れの従来技術において
も、一次コイル及び二次コイルが巻回されたコアに対し
、両コイルが巻回された部分以外の箇所に一つ又は二つ
の空隙を形成し、この空隙に永久磁石を介装することと
している。

ところで、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か採用され、
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育する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
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。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のように永久磁石を磁路に介装した点火コイルにお
いては、一次電流断続時の磁束変化が大となり、二次コ
イルに発生する出力電圧が従前の点火コイルに比し大と
なる。しかし、これらの点火コイルにおいては、一次コ
イル通電時に生ずる漏洩磁束が多いため、折角増加した
磁束の多くが相殺され磁束の増加は僅かとなる。特に、
前掲の公報に記載のようなバルブ挟み角の小さい内燃機
関に対し、更に点火コイルの小型化を図りシリンダヘッ
ドカバーに設けられた金属パイプ内に挿入し得るように
する場合には、与えられた空間に適合するように外形寸
法が定められ、しかも所定の出カニ次電圧を確保するに
必要なコアの断面積が定められる。これによりコア間に
形成される間隙が必然的に定まり、例えば軸方向の間隙
と径方向の間隙の寸法比が８乃至１６といった値となる
。

これは、従来の点火コイルにおける同様の寸法比が２以
下であることと対比すると、かなり細長く形成されるこ
とになり径方向の間隙が極めて小さくなる。このため、
中心コアと外側コア間に磁束の漏洩が生じ、放電エネル
ギーの減少、出力の低下が不可避となり、結局所定の点
火性能が得られなくなる。このような漏洩磁束の低減手
段として、永久磁石を一層コイル内に配置しコア間に挟
持する態様が考えられる。但し、永久磁石は一層コイル
による磁束と反対方向の磁束を与えるように配置される
ものであるため、一次コイルによる磁界の強さによって
は永久磁石が減磁するおそれがあり、このような永久磁
石の減磁により点火性能の低下が生じ得る。

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、点火コイルの大型化を招くことなく、磁束の漏洩を
低減すると共に永久磁石の減磁を抑え所定の点火性能を
確保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、本発明は一層コイルへの通
電電流を断続して二次コイルに高電圧を誘起する内燃機
関用点火コイルにおいて、前記一次コイル内を軸方向に
三等分した部分の略中点に配置し前記一次コイルによる
磁束と反対方向の磁束を発生する三個の永久磁石と、前
記一次コイル内で前記永久磁石を介して隣接する四つの
コアから成る中心コアと、該中心コアの両端に接合する
と共に前記一次コイル及び前記二次コイル回りに配置す
る外側コアとを備え、前記中心コアを構成する各コアの
本体部の軸に直交する断面に対する前記永久磁石の面積
比を１．５乃至２．５に設定するようにしたものである
。

上記内燃機関用点火コイルにおいて、前記中心コアを構
成する各コアの前記永久磁石に隣接する部分を膨出させ
てテーパ状に形成し、前記永久磁石に対向する端面を前
記永久磁石の端面と同一形状とするとよい。

〔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。

このとき、一次コイルによる磁束と反対方向の磁束を発
生する三個の永久磁石の磁束の存在により、二次コイル
の鎖交磁束の変化が大となり出カニ次電圧が大となる。

特に、永久磁石は一層コイル内の適切な位置に配置され
ているので局部的な磁気飽和がなくなり、漏洩磁束が低
減される。しかも、中心コアを構成する各コアの本体部
の軸に直交する断面に対する永久磁石の面積比が１．５
乃至２．５に設定されているので、永久磁石の減磁が防
止され、二次コイルに対する所定の鎖交磁束が確保され
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ｌＯは一層ボビン２３に巻回され
た一層コイル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１４及び永久磁石１７，１８．１９並びに上記
コイルを囲繞するコア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内が軸方向に三等
分された部分の略中点に、三個の平面視正方形の永久磁
石１７，１８．１９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１７．１８．１９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１４が配
設されている。これらのコア１１乃至１４は本発明にい
う中心コアを構成し、この内コア１１及びコア１４は同
一形状とされ、コア１２及びコア１３が同一形状とされ
ている。即ち、コア１１．１４は一層ボビン２３から外
方に突出し突出端部１１ａ、１４ｂ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ｌＬ、ｉ４の他方の端部１１ｂ、１
４ａ及びコア１２．１３の各々の両端部１２ａ、１２ｂ
、１３ａ、１３ｂは第１図の側方に膨出しテーパ状に形
成されており、各々の端面か永久磁石１７．１８．１９
の端面と同一の略正方形に形成されている。

永久磁石１７．１８．１９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１４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１７．１８．１９
は同一の厚さで、その−辺の幅はコア１１乃至１４の本
体部の一辺の幅に対しｌ、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！７，１８．１９の他辺の幅はコア２乃至１４
の本体部の他辺の幅（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゜１８．１９のコア１１
乃至１４の何れかと対向する面の面積はコア１１乃至１
４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１７．１
８．１９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
も一層コイル２１通電時の反対方向の磁束密度が０．７
Ｔ（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１１乃至１６は、圧延方向が第１図の上下方
向である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１５　ａ。

１５ｂ、１６ａ、１６ｂ、の輻は圧延方向（長手方向）
の１．５乃至！、８倍に設定されている。

例えば圧延方向で１．７Ｔ（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１．１Ｔ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の幅Ｗａ
は、長手方向の本体部の輻ｗｂに対しＷａ＃ＷｂＸ１．
７／１．１の関係となるように設定される。一方、コア
１Ｎ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、また一次コイル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
２５°乃至３５″の値に設定されている。

一次ボビＺ／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２３ａ、２３ｂ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２３ａ、２３ｂの一
方の内側にコア１１乃至１４及び永久磁石１７．１８．
１９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
周囲に一層コイル２１の巻線が二層もしくは四層に巻回
されている。一次コイル２１の巻線は本実施例では断面
が四角形の平角線が用いられている。

一次コイル２１の巻線をＮとし一層ボビン２３の巻線部
長さの合計をｌとすると、二層巻きのときの巻線の輻Ｗ
「はＩ！／　（Ｎ／２）であり、この結果を巻線の厚さ
Ｔｗと比較したときＷｒ　＜　Ｔｗであれば四層巻きと
され、その巻線の幅ＷｒはＩ！／（Ｎ／４）となる。尚
、この厚さＴｗは巻線の輻Ｗ「と一次フイル２１に要求
される抵抗Ｒ１銅線の断面積Ｓ及び銅の比抵抗ρから求
められる。このように一次コイル２】の巻線として平角
線を用いることにより一層ボビン２３に巻回するとき隙
間を最小限に抑えることができるので、デッドスペース
がなくなり巻線部の巻上り高さを小さくすることができ
る。

一次コイル２１０両端は夫々一次ターミナル３３ｂ、３
３ｃに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
一層コネクタ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、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１７，１８．１９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。

一層コイル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層ターミナル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、３１ｂ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ａｉｄ、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か挟持されており
（第１図及び第４図参照）、同様にコア１４の突出端部
１４ｂ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。

第１図に示すように突出端部１１ａ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、３２
ａ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が熱変形して
孔１１ｅ、１５ｅ、１６ｅに進入し、コア１１，１５．
１６の上部か強固に固定される。コア１４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か挟着されている。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乃至１６は第５図に示すようなケ
ース３０に収容されている。ケース３０は立壁部３０ａ
、３０ｂ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３゜ｃ、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３０
ｆ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１４方向に延出している。そして、プレート３
７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、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ｌＯの組付は手順を以下に
説明する。

先ず、一次ボビン２３を構成する分割部材２３ａ、２３
ｂの間の所定の位置にコア１１乃至１４及び永久磁石１
７．１８．１９を配置して固定する。この一次ボビン２
３の外周に巻線を二層あるいは四層に巻回し一層コイル
２１を巻装する。また、筒体の二次ボビン２４の各溝に
巻線を巻回し二次コイル２２を巻装しておき、二次ボビ
ン２４の中空部に上記一次コイル２１及び一次ボビン２
３を収容し第５図に示すコイルサブアツシー１０ａとす
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１１．１４の突出端部１１ａ、１４ｂと
コア１５．１６の接合端部１５ｃ、１５ｄ、１６ｃ、１
６ｄ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１５．１
６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、１
５ｅ、１６ｅに進入させコア１１．１５．１６の上部を
固定する。コア１４．１５．１６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
の両端を一層ターミナル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３
７を装着しプレート３７の接続部３７ａにリード３６ｂ
を接続する。このカバー３５の取付部３５ａをコア１４
の突出端部１４ｂ及びコア１５．１８の接合端部１５ｄ
、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１０ａ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。

上記点火コイルｌＯは第６図及び第７図に示すように内
燃機Ｉｌｌのシリンダへラドカバー３に装着される。本
実施例における内燃機関ｌは直列に並設された複数の気
筒を備えており、第７図はこの内−気筒のシリンダヘッ
ド部の断面を示している。点火コイル１０はシリンダヘ
ッドカバー３に取付螺子３９により各気筒毎に装着され
ている。

内燃機関ｌ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
気ポート５が夫々一体成形されており、これらに夫々一
対の吸気弁６及び排気弁７が装着されているが、第７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。シリンダヘッド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勘弁系となっ
ている。また、シリンダヘッド２の上方にアルミニウム
合金製のシリンダへラドカバ−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１
ａに向かって段付の取付孔２ａが形成されている。この
取付孔２ａの燃焼室ｌａ側の小径孔に点火プラグ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からシリンダヘッ
ドカバー３の外方に突出している。この遮蔽筒体４０に
円環状のシール部材５０が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ている。そして、
点火コイルＩＯを遮蔽筒体４０内に挿入し取付螺子３９
を締め込むとき、ケース３０のフランジ部８０ｃ、３０
ｄの下面によりシール部材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５２内のオイル飛沫が
遮蔽筒体４０内に進入することはない。この遮蔽筒体４
０内の収容室に、点火コイルｌＯ及びその先端の二次タ
ーミナル３４に収容された導電性のスプリング２８及び
ゴム製円胃体の連結部材２９が収容されている。而して
、ケース３０に一体成形された二次ターミナル３４がス
プリング２８を介し点火コイル６０に電気的に接続され
ている。尚、連結部材２９は点火コイル１０の下方と点
火プラグ６０の上方を外側から締めっけ両者を連結する
と共に、遮蔽筒体４ｏへの高電圧のリークを防止するも
のである。

而して、内燃機関ｌが始動されカムシャフト８９が回動
すると、吸気弁６及び排気弁７か所定の周期で駆動され
吸気ボート４及び排気ボート５か開閉される。そして、
内燃機関１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ｌＯの一次電流が制御され、二次コ
イル２２に所定の高電圧か発生する。この高電圧はその
まま二次ターミナル３４を介して点火プラグ６０に印加
され、点火プラグ６０の先端の電極部において火花放電
が生じ、燃焼室Ｉａ内の圧縮混合気が着火される。この
ように、本実施例の点火コイル１０は小型で遮蔽筒体４
０内に容易に収容でき、バルブ挟み角が小さい上記内燃
機関ｌにも装着することができる。

点火コイルＩＯにおいては、第１図に示すように永久磁
石１７，１８．１９の上方がＮ極となっており、磁束の
流れはコア１４からコア１１に向かい、コア１１にてコ
ア１５．１６に分岐しコア１４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
２Ｉが図示しない制御回路により通電され一次電流か供
給されると、磁束の流れは永久磁石１７，１８．１９の
磁化方向と逆方向でコア１１からコア１４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１４へ、そしてコア１２．１
３とコア１５．１６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３４を介して点火プラグ６０に印加される。

尚、このダイオード３６は一層コイル２１通電時に発生
する１乃至３ｋＶの電圧によって点火プラグ６０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、コア１１乃至１
４の各コア間に介装された永久磁石１７．１８．１９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゜１９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１４に
おける局部的な磁気飽和が無くなる。しかも、コアｌｌ
乃至１４の本体部の軸に直交する断面に対する永久磁石
１７，１８．１９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１７．１８．１９
の減磁限界に達する前にコア１１乃至１４が飽和磁束密
度に達し、永久磁石！７，１８．１９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、磁束変化が大となるので
二次コイル２２の出力電圧が大となる。

第８図乃至第１Ｏ図は、本発明の上記実施例の点火コイ
ル１０における各コアの寸法関係を前提に、配置する永
久磁石の個数に応じて漏洩磁束量及び出カニ次電圧を比
較して示したもので、構成についてはコイル、ケース等
を省略し模式的に示している。第８図（ａ）は本実施例
に係り三個の永久磁石１７．１８．１９が配置されてお
り、第８図（ｂ）は二個の永久磁石１７．１８、第８図
（Ｃ）は中心に一個の永久磁石１７が配置されたもので
ある。各コアの寸法関係は第８図に示すようにコア間の
間隙の寸法比（Ａ／Ｂ）が８乃至１６に設定されており
、従来の点火コイルにおける同様の寸法比（Ａ／Ｂ）が
２以下であるのに対し細長く形成されている。本実施例
の点火コイルｌＯが面述のようにパルプ挟み角の狭い内
燃機関の限られた空間に配設されるものであ・す、これ
に適合するように外形が定められ、しかも所定の出カニ
次電圧を確保するためのコアの必要断面積が定められる
ので、各コア間の間隙は必然的に定められる。例えばコ
ア１５．１６の長手方向の長さは７０乃至１００ｍで、
外径が２３乃至２７ｍ＋に設定されると、コア間の間隙
は長手方向の間隙Ａか６５乃至９５ｍで、径方向の間隙
Ｂが６乃至８ｍとなり、従って寸法比（Ａ／Ｂ）は上述
のように８乃至１６となる。もちろん、従来の点火コイ
ルではこのような関係を充足することはできず、単に寸
法比を変更したのみではコア間の漏洩磁束が大となり所
定の点火性能を確保することはできない。

第８図（ａ）乃至（ｃ’）は何れもコア間の間隙の寸法
比（Ａ／Ｂ）は前述の値を保ち、コア１１乃至１４の本
体部の幅の約２倍の幅で面積比が約２倍の永久磁石１７
．１８．１９を配置したものである。これらの永久磁石
の合計厚さは何れの場合も等しくなるように設定されて
いる。従って、第８図（ａ）の永久磁石１７の厚さＴｅ
ａは第８図（Ｃ）の永久磁石１７の厚さＴｍｃの１／３
となっている。漏洩磁束量Ｌ（％）はコア部の最大の磁
束量ΦＷａＸと最小の磁束量を示す永久磁石の部分の磁
束量Φ１ａｉｎから下記（１）式に基いて求められる。

而して、第９図に測定結果を示すように漏洩磁束量りは
寸法比（Ａ／Ｂ）の増大に応じて増加するが、漏洩磁束
量りの絶対値及び増加割合は第８図（ａ）の場合が最も
小さい。従って、第１θ図に示したように、第８図（ａ
）のように永久磁石の数が多い程大きな出カニ次電圧が
得られる。以上の測定結果からすると、永久磁石の数に
着目した場合には、永久磁石が多いほと漏洩磁束量か減
少し、出カニ次電圧が大となるということになるが、永
久磁石の数を増せばそれだけ各永久磁石が薄くなって割
れ易くなり、また部品点数が増加し組み付けが面倒とな
る。永久磁石の剛性、組付性を含む生産性等を考慮する
と永久磁石の厚さは０．５ｍか限界であり、配置すべき
永久磁石の個数としては本実施例の三個が最適である。

次に、本実施例の点火コイルｌＯは四佃のコア１１乃至
１４から成り、一次コイル２１内が軸方向にその個数分
に等分された部分（本実施例では三等分された部分）の
略中点に夫々永久磁石１７．１８．１９が配置される。

即ち、第８図（ａ）に示すように一層コイル２１に囲繞
される部分が三等分された部分の略中点に永久磁石１７
゜１８．１９が配置されているので、永久磁石１７．１
８．１９が中央部に集まって配置されたり、あるいは両
端に離隔して配置された場合に比べ漏洩磁束は少なく、
コア１１乃至１４における局部的な磁気飽和が無くなる
。従って、一次電流の通電による起磁力に対しコア１１
乃至Ｉ６の磁束密度が大となり、大きな放電エネルギー
が得られる。また、磁束変化が大となるので出カニ次電
圧が大となる。

前述のように本実施例においては永久磁石Ｉ７．１８．
１９は一辺の幅がコア１１乃至１４の本体部の輻の約２
倍で他辺が同一幅の正方形であり、従ってコア１１乃至
１４の本体部に対し面積比で約２倍となっている。この
最適面積比は以下のようにして設定される。尚、以下の
例では永久磁石としてサマリウム−コバルト系の希土類
磁石を用い、コアに方向性珪素鋼板を用い、寸法比（Ａ
／Ｂ）が１２で、二個の永久磁石を配置した第８図（ｂ
）の態様において、漏洩磁束りが２０％の場合とする。

永久磁石は一層電流オフ時の磁束密度が０．８７（テス
ラ）であり、一次電流オン時の反対方向の磁束密度が０
．７Ｔとなるまで減磁されないものが用いられる。また
、コアは１゜８Ｔの磁束密度（第８図（ｂ）のＰ点での
漏洩磁束が最も少ない磁束密度）を通す能力があり、こ
れ以上では磁気飽和する。即ち、一次電流オン時の飽和
磁束密度が１．８Ｔでそのときの永久磁石の磁束密度が
−０，７Ｔということになり、一次電流オフ時のコアの
磁束密度をΦＣとし、永久磁石とコアの面積比をＨとす
ると、下記（２）、（３）式が成り立つ。

（０，８＋０．７）Ｘ　Ｈ＝　（１，８＋Φｃ）Ｘ　（
１−０，２）−（２）Ｈ＝Φｃ１０．８　　　　　　　
　　　　　　・・・（３）そして（３）式を（２）式に
代入するとＨ＃１．６７が得られる。このようにして、
永久磁石の厚さ、漏洩磁束、コアの磁気飽和領域及び永
久磁石の減磁領域等を考慮し所定の出カニ次電圧を確保
し得る面積比Ｈを求めると、１．５乃至２゜５の範囲の
値が最適である。

以上のように、本実施例の点火コイルにおいては種々の
効果が相乗され、全体として小型で、良好な点火性能が
得られ、製造も容易である。即ち、三個の永久磁石１７
．１８．１９が一層コイル２１内の適切な所定位置に配
置されるので、漏洩磁束か低減される。また、永久磁石
１７．１８，１９の面積か中心コア１１乃至１４の各コ
アの軸方向に直交する断面の面積に対し約２倍とされて
おり、また各コアの各永久磁石との隣接部がテーパ状に
膨出形成されしかもテーパ角度か最小角度に設定されて
いるので、永久磁石１７，１８．１９の減磁が抑えられ
、コア面積が最小限とされる。従って、コア１１乃至１
４の軽量化に継かり、また一次コイル２１の巻線を限界
まで多くすることができるので、その分点火性能が向上
する。外側コア１５．１６はホルダ３１に一体成形され
ているが、外周面は露呈し点火コイルｌＯの外周面と連
続した外周面を形成するように構成されているので、従
来のケーシング樹脂部は存在せず小型となる。また、一
次コイル２１の巻線として平角線が用いられているので
、巻上り高さが小さくなり、これも小型化に繋がる。更
に、一次ボビン２３は筒体が二分割された部材２３ａ、
２３ｂによって構成されているので、コア１１乃至１４
及び永久磁石１７，１８．１９の位置決めが容易であり
、適切且つ迅速に配置することかできる。従って、良好
な作業性が得られる。そして、中心コアのコア１１及び
１４と外側コア１５．１６との接合構造は、コア１１乃
至１４及び永久磁石１７，１８．１９の公差を吸収し得
る構造であるので、組み付は性に優れコア間が確実に固
定される。

〔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、一次コイル内に収
容される中心コアが四個のコアから成り各コア間に計三
個の永久磁石が設けられているので、二次コイルの鎖交
磁束の変化が大となり大きな出カニ次電圧が得られる。

特に、永久磁石が一層コイル内の適切な位置に配置され
ているので局部的な磁気飽和が無くなり、漏洩磁束が低
減される。しかも、コアの本体部の軸に直交する断面の
面積に対する永久磁石の面積比で１．５乃至２゜５に設
定されているので、減磁による出カニ次電圧の低下も回
避される。従って、良好な点火性能を確保しつつ点火コ
イルを小型に形成することかでき内燃機関への装着が容
易となる。

【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の点
火コイルを備えた内燃機関の平面図、第７図は同、内燃
機関の断面図、第８図はコア及び永久磁石の配置例を示
すもので第８図（ａ）は三個の永久磁石を備えたコアの
構成図、第８図（ｂ）は二個の永久磁石を備えたコアの
構成図、第８図（Ｃ）は−個の永久磁石を備えたコアの
構成図、第９図はコア間の間隙の寸法比と漏洩磁束との
関係を示すグラフ、第１０図はコア間の間隙の寸法比と
出カニ次電圧との関係を示すグラフである。 ｌＯ・・・点火コイル。 １〜１４・・・コア（中心コア）。 ５、Ｉ６・・・コア（外側コア）。 ７．１８．１９・・・永久磁石。 ｌ・・・一次コイル、　　２２・・・二次コイル。 ３・・・一次ボビン、　　２４・・・二次ボビン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一次コイルへの通電電流を断続して二次コイルに
   高電圧を誘起する内燃機関用点火コイルにおいて、前記
   一次コイル内を軸方向に三等分した部分の略中点に配置
   し前記一次コイルによる磁束と反対方向の磁束を発生す
   る三個の永久磁石と、前記一次コイル内で前記永久磁石
   を介して隣接する四つのコアから成る中心コアと、該中
   心コアの両端に接合すると共に前記一次コイル及び前記
   二次コイル回りに配置する外側コアとを備え、前記中心
   コアを構成する各コアの本体部の軸に直交する断面に対
   する前記永久磁石の面積比を１．５乃至２．５に設定し
   たことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. （２）前記中心コアを構成する各コアの前記永久磁石に
   隣接する部分を膨出させてテーパ状に形成し、前記永久
   磁石に対向する端面を前記永久磁石の端面と同一形状と
   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。