JPH0724245B2 - 点火コイルの鉄心および点火コイル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、磁気エネルギーを蓄積する点火コイルの鉄
心、およびその鉄心を用いた点火コイルに関する。

［従来の技術］ 点火コイルは、１次コイル、２次コイルおよび鉄心から
なり、１次コイルに電流を供給することにより鉄心が励
磁されて磁気エネルギーが蓄積され、１次コイルへの電
流の供給が遮断されることにより、蓄積されたエネルギ
ーが誘導起電力となって２次コイルに高電圧を発生さ
せ、２次コイルに接続される点火栓に火花放電を発生さ
せるものである。

一方近年、鉄心の磁気ループ内に、１次コイルの磁束と
反発する永久磁石を配設し、磁気エネルギーの蓄積量を
大きくし、点火性能の向上、および点火コイルの小型、
軽量化を図ったものが、特開昭59−167006号、U.S.P.45
46753号公報に開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 一方、点火コイルの鉄心は、第11図および第12図に示す
ように、１次コイル１や２次コイル２を励磁部３の外周
に巻回させるため、複数の分割体４、５より構成され
る。また、永久磁石６を鉄心の磁束ループ内に配設させ
るため、分割体４、５の間に、永久磁石６を配設するた
めのエアギャップ７が形成される。

そして、永久磁石６を備える点火コイルの１次コイル１
が通電されると、励磁部３に永久磁石６の磁束とは異な
った方向の磁束が発生する。このため、永久磁石６と分
割体４、５との接合部分が互いに反発し、エアギャップ
７間が離れようとする。

もしここで、磁束の反発力により、分割体４、５との間
が離れると、磁気の蓄積エネルギーが少なくなって点火
性能が低下するばかりでなく、鉄心を覆う点火コイルの
ケースに亀裂が入る可能性がある。点火コイルのケース
に亀裂が入ると、２次コイルの発生した高電圧がケース
の亀裂から洩れるため大変危険である。

このため、従来の永久磁石６を備えた鉄心は、非磁性体
のブラケットやボトル等を用いて分割体４、５が移動し
ないように固定していた。この結果、点火コイルが大
型、重量化してしまうとともに、部品点数が増大するこ
とにより、製造コストが高くなる問題点を備えていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、分割体の移動を固定するためのブラケットを廃止す
ることのできる鉄心の提供、およびその鉄心を用いて小
型軽量化を図った点火コイルの提供にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、請求項１では、 外周に１次コイルおよび２次コイルが巻回され、前記１
次コイルが通電されることにより励磁される励磁部と、
環状を成すように一体に設けられ、その内部に前記励磁
部を収納し、前記励磁部の発生する磁束を閉じる閉磁路
形成部と、前記励磁部が発生する磁束と反発するよう
に、前記励磁部と前記閉磁路形成部との間のエアギャッ
プ内に配設される永久磁石とを備えることを技術的手段
とする。

請求項２では、一端に幅広の頭部が形成され、かつ外周
に１次および２次コイルが巻回され、前記１次コイルに
通伝されることにより励磁される励磁部と、コ字形のプ
レス成形品が積層されて一体に設けられ、対向する２辺
の間に前記励磁部の両端が対向してこの励磁部の発生す
る磁束を閉じるコ字形の閉磁路形成部と、前記励磁部が
発生する磁束と反発するように前記励磁部の頭部と前記
閉磁路形成部との間のエアギャップ内に配設される永久
磁石とを備えることを技術的手段とする。

請求項３では、請求項２記載の点火コイルの鉄心におい
て、２つの前記コ字形の閉磁路形成部が前記励磁部の両
端で接合されてロ字形に形成されたことを特徴とする。

請求項４に記載された点火コイルは、１次コイルと、２
次コイルと、一端に幅広の頭部が形成され、かつ外周に
前記１次および２次コイルが巻回され、前記１次コイル
に通電されることにより励磁される励磁部と、プレス成
形品が積層されて一体に設けられ、その内部に前記励磁
部を収納し、対向する２辺の間に前記励磁部の両端が対
向してこの励磁部の発生する磁束を閉じる閉磁路形成部
とを有する鉄心と、前記励磁部が発生する磁束と反発す
るように前記励磁部の頭部と前記閉磁路形成部との間の
エアギャップ内に配設される永久磁石とを備えたことを
技術的手段とする。

［作用］ 請求項１に記載した点火コイルの鉄心は、閉磁路形成部
が環状で、且つ一体に設けられるため、環状をなす閉磁
路形成部の内部から外方向に向かって力を加えても、閉
磁路形成部は、何等補強しなくとも、継ぎ目を有するも
のに比較して、遥かに変形し難い。

このため、外周に１次コイル、２次コイルが巻回される
励磁部と、励磁部の発生する磁束と反発する永久磁石を
内部に収納して、１次コイルに電流を供給し、永久磁石
と励磁部、および永久磁石と閉磁路形成部のそれぞれの
間に強い反発力を生じさせた場合、閉磁路形成部は何等
補強を施さなくとも、永久磁石と励磁部、および永久磁
石と閉磁路形成部のそれぞれの間（エアギャップ間）は
拡がらない、あるいはほとんど拡がらない。

請求項２に記載した点火コイルの鉄心は、コ字形の閉磁
路形成部の対向する２辺の間に励磁部の両端が対向して
配置され、エアギャップ内に永久磁石が配設されてい
る。つまり、コ字形の閉磁路形成部の２辺間に永久磁石
と励磁部とが挟み込まれた形となる。このため、永久磁
石と励磁部との間、および永久磁石と閉磁路形成部との
間に反発力が生じても、閉磁路形成部自身の強度によっ
てエアギャップが拡がることはない。

また、請求項３に記載した点火コイルの鉄心は、請求項
２に記載したコ字形の閉磁路形成部を２つ使用し、各閉
磁路形成部の端部が励磁部の両端で接合されてロ字形に
形成されている。つまり、各閉磁路形成部の２辺間にそ
れぞれ永久磁石と励磁部とが挟み込まれた形となる。こ
のため、永久磁石と励磁部との間、および永久磁石と閉
磁路形成部との間に反発力が生じても、請求項２の場合
と同様に閉磁路形成部自身の強度によってエアギャップ
が拡がることはない。また、前記反発力は、各閉磁路形
成部の２辺間に加わり、各閉磁路形成部の接合部に作用
することはない。従って、前記反発力によって各閉磁路
形成部が接合部で離れることもない。

請求項４に記載した点火コイルは、閉磁路形成部の２辺
間に励磁部の両端が対向して配置された鉄心を備え、こ
の鉄心の励磁部の頭部と閉磁路形成部との間に形成され
るエアギャップ内に永久磁石が配設されている。従っ
て、鉄心は、閉磁路形成部の対向する２辺間に励磁部と
永久磁石とが挟み込まれるため、永久磁石と励磁部との
間、および永久磁石と閉磁路形成部との間に反発力が生
じてもエアギャップが拡がることはない。

［発明の効果］ 本発明の点火コイルの鉄心は、１次コイルへの通電によ
って励磁部に永久磁石の磁束と反発する磁束が生じて
も、閉磁路形成部自身の強度によってエアギャップが拡
がるのを防ぐことができる。このため、従来使用してい
た補強用のブラケットを廃止することができる。

また、この補強用ブラケットの廃止により、点火コイル
の小型化、軽量化が可能となるとともに、ブラケットお
よび取付用ボルト等の部品点数の低減に伴って点火コイ
ルの製造コストを低く抑えることが可能となる。

［実施例］ 次に、本発明の点火コイルの鉄心を図面に示す一実施例
に基づき説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示すもの
で、第４図は、自動車用点火装置100の電気回路の一例
を示す。

自動車用点火装置100は、図示しない車両走行用ガソリ
ンエンジンの点火時に、非通電の点火信号を発生するイ
グナイタ200と、このイグナイタ200により通電、非通電
が切替えられる１次コイル310、この１次コイル310が通
電状態から非通電に切替わった際に高電圧を発生する２
次コイル320を備えた点火コイル300と、この点火コイル
300の２次コイル320より高電圧を受けて図示しないエン
ジン燃焼室内で火花放電を発生する点火栓400とから構
成される。

なお、図中符号110は車載バッテリ、符号120はキースイ
ッチ、符号130は溶断により回路を保護するヒューズを
示す。

次に、本発明が適用された点火コイル300を、第１図お
よび第２図の断面図を用いて説明する。点火コイル300
は、１次コイル310が通電されることにより励磁されて
磁気エネルギーを蓄積し、１次コイル310が非通電され
ることにより、通電時に蓄積された磁気エネルギーを放
出して２次コイル320に誘導起電力を発生させるための
鉄心500を備える。

鉄心500は、１次コイル310の内周に配設され、１次コイ
ルが通電されることにより励磁されて磁束を発生する独
立した励磁部510を備える。この励磁部510は、粒子配向
された薄板状の磁性体（例えば軟鉄）を略Ｔ字形にプレ
ス等で打ち抜き、その後プレス成形品を複数積層してプ
レスかしめしたもので、一端が幅広で平坦な頭部511と
されている。そして、この励磁部510は、１次コイル310
が通電されて磁束を発生する際に、その発生する磁束を
閉じて閉磁路を形成する口字形の閉磁路形成部520の内
部にエアギャップＡを介して内蔵されている。

この閉磁路形成部520は、励磁部510同様、粒子配向され
た薄板状の磁性体（例えば軟鉄）を略口字形にプレス等
で打ち抜き、その後プレス成形品を複数積層してプレス
かしめしたもので、口字形の環状部が一体に設けられて
いる。なお、本実施例の閉磁路形成部520の両側には、
点火コイル300を車両に取り付ける際に使用されるリン
グ部521が設けられている。

励磁部510と閉磁路形成部520との間に設けられたエアギ
ャップＡには、第３図に示すように、励磁部510が励磁
されて発生する磁束と反発するように、つまり互いに隣
り合う面が同極となるように板状の永久磁石530が配設
されている。この板状の永久磁石530は、励磁部510の頭
部511の全幅に亘って配設されている。これによって、
１次コイル310が巻回される部分の励磁部510の磁路断面
積より永久磁石530の磁路断面積の方が十分大きくでき
る。そしてこの永久磁石530は、ネオジウム磁石、希土
類−コバルト磁石の希土類磁石が使用されており、薄形
でも大きな磁力を発生する。

励磁部510の外周に巻回される１次コイル310は、内部に
励磁部510を収納可能な内周ボビン610の外周に巻回さ
れ、２次コイル320は、内周ボビン610に外嵌された外周
ボビン620の外周に巻回されている。そして、内周ボビ
ン610の内部に励磁部510を挿入することにより、励磁部
510の外周に、１次コイル310および２次コイル320が巻
回される。

外周に１次コイル310、２次コイル320が装着された励磁
部510、閉磁路形成部520および永久磁石530が組み付け
られた組付体は、点火コイルケース700内に収納され、
注型樹脂710を注入硬化して点火コイル300とされる。な
お、点火コイルケース700は、キースイッチ120およびイ
グナイタ200に接続されるコネクタ部721を備えた第１ケ
ース720と、点火栓400に接続される高圧コード（図示し
ない）が接続される高圧端子731を備えた第２ケース730
とを組み合わせたもので、第１ケース720と第２ケース7
30とを組み合わせる以前に、各部の電気的な接続を行っ
ておくものである。

次に、上記作動を説明する。

キースイッチ120がONされると、１次コイル310および２
次コイル320の一端が車載バッテリー110に接続される。
そして、イグナイタ200は、クランク角、回転速度、負
荷状態、冷却水温など、エンジンの運転状態に応じて、
点火時期に１次コイル310が通電状態から非通電へと切
替わるように点火信号を発生している。

１次コイル310が通電されると、鉄心500の励磁部510が
励磁され、励磁部510が磁束を発生する。この励磁部510
の発生する磁束は、エアギャップＡに配設される永久磁
石530の発生磁束と反発するため、１次コイル310の発生
する磁束が小さくとも、鉄心500は、通電時に大きな磁
気エネルギーを蓄積することができる。

そして、点火時期に１次コイル310がイグナイタ200によ
って非通電に切替わると、鉄心500に蓄えられていた磁
気エネルギーが開放されて、鉄心500の外周に巻回され
た２次コイル320に誘導起電力が発生する。２次コイル3
20は、１次コイル310に比較して細く、かつ数多く励磁
部510の外周に巻回されているため、誘導起電力により
２次コイル320に高電圧が発生する。そして、この２次
コイル320で発生した高電圧は、点火栓400に印加され、
エンジン燃焼室内で火花放電を発生する。

その後、イグナイタ200は再び１次コイル310を通電し、
上記を繰り返す。

一方、１次コイル310が通電されて励磁部510が磁束を発
生する際は、励磁部510の発生する磁束が永久磁石530の
発生磁束と反発するため、第３図に示すように、永久磁
石530と励磁部510の間、および永久磁石530と閉磁路形
成部520との間が反発力により、互いに離れようとす
る。

しかしながら、閉磁路形成部520は、環状で、且つ一体
に設けられるため、閉磁路形成部520の内部から外方向
に向かって力を加えても、閉磁路形成部520は、何等補
強しなくとも、継ぎ目を有するものに比較して、遥かに
変形し難い。このため、励磁部510が励磁されて、永久
磁石530と励磁部510との間、および永久磁石530と閉磁
路形成部520との間（エアギャップＡ間）が反発力によ
り、互いに離れようとしても、閉磁路形成部520は変形
しないため、エアギャップ間も同様に拡がらない。

つまり、本実施例によれば、１次コイル310に電流が供
給され、エアギャップＡ間が磁束の反発により拡がる力
が加わっても、閉磁路形成部520自体の強度でエアギャ
ップＡ間が拡がらない。このため、従来エアギャップを
拡がらないようにするために使用していた補強用のブラ
ケットを廃止することができる。

そして、この補強用ブラケットを廃止することにより、
点火コイル300を従来のものに比較して小型、軽量化す
ることができるとともに、ブラケットおよび取付用のボ
ルト等の部品点数の低減により、点火コイル300の製造
コストを低く抑えることができる。

また、従来の鉄心は、磁束のループが１つであったため
（Ｉ字形の励磁部とコ字形の励磁路形成部によりリング
状で、磁路が１つであったため）、閉磁路を形成する部
分の内周を通る磁気抵抗の小さい磁束経路と、外周を通
る磁気抵抗の大きな磁束経路とが存在し、磁路の変化率
が大きくなり、磁気エネルギーと起電力との変換効率が
劣化してしまう問題点を備えていた。

しかしながら、本実施例では、１次コイル310が通電さ
れ、励磁部510が励磁されると、励磁部510の発生する磁
束は、環状の閉磁路形成部520で２つの磁路に分割して
流れる。このため、従来の磁束ループが１つであった鉄
心に比較して、磁路の変化率が小さくなり、磁気エネル
ギーと起電力との変換効率を従来に比較して向上させる
ことができ、点火コイル300を小型化することができ
る。

第５図に本発明の第２実施例を示す。

上記実施例では、励磁部510を略Ｔ字形に設け、その頭
部511の幅を大きくすることにより励磁部510の磁路断面
積より永久磁石530の磁路断面積を十分大きくして永久
磁石530の磁力を大きくさせたが、本実施例に示す鉄心5
00は、励磁部510を略Ｌ字形に設け、その頭部511の幅を
大きくとった例である。

第６図および第７図に本発明の第３実施例を示す。

上記実施例では、励磁部510の積層方向と、閉磁路形成
部520の積層方向とを同方向、つまり平行に設けた例を
示したが、本実施例では、励磁部510の積層方向を閉磁
路形成部520の積層方向に対し、直交させたものであ
る。

第８図に本発明の第４実施例を示す。

上記実施例では、閉磁路形成部520を口字形のプレス成
形品を積層して一体に設けたものであるが、本実施例
は、閉磁路形成部520を、コ字形のプレス成形品を積層
した２つの分割体522、523を励磁部510の両端で接合さ
れるように、打込み、溶接等で一体化したものである。

この２つの分割体522、523より成る閉磁路形成部520
は、各分割体522、523の平行に延びる２辺間に励磁部51
0の両端面が対向して配置されて、励磁部510の頭部511
との間に形成されるエアギャップＡ内に永久磁石530が
配設される。つまり、各分割体522、523の平行に延びる
２辺間に励磁部510と永久磁石530とが挟み込まれるた
め、１次コイル310への通電に伴ってエアギャップＡ間
に反発力が加わってもエアギャップＡが拡がることはな
い。また、この閉磁路形成部520は、２つの分割体522、
523が、励磁部510の両端で互いに向かう方向（第８図の
上下方向）に接合されるため、エアギャップＡ間に反発
力が加わっても接合部が離れることはない。

第９図に本発明の第５実施例を示す。

本実施例は、内部が空洞とされる２つの半円筒形コア52
4、525を接合して閉磁路形成部520を構成するものであ
る。

これにより、磁路の変化率が、上記実施例に比較してさ
らに小さくなるため、磁気エネルギーと起電力との変換
効率をさらに向上させることができ、点火コイル300を
さらに小型化することが可能となる。なお、２つの半円
筒形コア524、525には、１次コイル310および２次コイ
ル320を外部と接続するための穴（図示しない）が設け
られる。

第10図に本発明の第６実施例を示す。

本実施例では、第１実施例で示した励磁部510の長手方
向となる閉磁路形成部520の横方向の長さ（第10図左右
方向）Ｗと縦方向の長さ（第10図上下方向）Ｌとを、Ｗ
＜Ｌとなるように設定した。

閉磁路形成部520をこのような寸法比とすることによ
り、薄板状の磁性体（例えば軟鉄）から閉磁路形成部52
0をプレス抜きする際に、第10図に示すように、閉磁路
形成部520の内側部分を使用して、閉磁路形成部520と同
時に励磁部510をプレス抜きすることができる。

なお、第10図は、プレス抜きする際の閉磁路形成部520
と励磁部510との配置を示すものである。

第１実施例で示したように、永久磁石530の反発力を押
さえるために、閉磁路形成部520を口字形に打ち抜き形
成した場合には、閉磁路形成部520の内側部分がスクラ
ップとなるため、歩留まりが悪くなる。そこで、本実施
例のように、閉磁路形成部520の内側部分を使用して励
磁部510をプレス抜きすることにより、鉄心500としての
歩留まりを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示すもの
で、第１図は点火コイルの正面断面図、第２図は点火コ
イルの側面断面図、第３図は第１図の部分断面図、第４
図は自動車用点火装置の電気回路図、第５図は本発明の
第２実施例を示す鉄心の平面図、第６図は本発明の第３
実施例を示す鉄心の平面図、第７図は第６図のＩ−Ｉ線
に沿う断面図、第８図は本発明の第４実施例を示す鉄心
の平面図、第９図は本発明の第５実施例を示す点火コイ
ルの部分断面図、第10図は本発明の第６実施例を示すプ
レス抜き時の鉄心の配置図、第11図および第12図は従来
の鉄心を示す斜視図及び平面図である。 図中、300……点火コイル、310……１次コイル、320…
…２次コイル、500……鉄心、510……励磁部、520……
閉磁路形成部、530……永久磁石

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周に１次コイルおよび２次コイルが巻回
   され、前記１次コイルが通電されることにより励磁され
   る励磁部と、 環状をなすように一体に設けられ、その内部に前記励磁
   部を収納し、前記励磁部の発生する磁束を閉じる閉磁路
   形成部と、 前記励磁部が発生する磁束と反発するように前記励磁部
   と前記閉磁路形成部との間のエアギャップ内に配設され
   る永久磁石と を備える点火コイルの鉄心。
2. 【請求項２】一端に幅広の頭部が形成され、かつ外周に
   １次および２次コイルが巻回され、前記１次コイルに通
   電されることにより励磁される励磁部と、 コ字形のプレス成形品が積層されて一体に設けられ、対
   向する２辺の間に前記励磁部の両端が対向してこの励磁
   部の発生する磁束を閉じるコ字形の閉磁路形成部と、 前記励磁部が発生する磁束と反発するように前記励磁部
   の頭部と前記閉磁路形成部との間のエアギャップ内に配
   設される永久磁石と を備える点火コイルの鉄心。
3. 【請求項３】２つの前記コ字形の閉磁路形成部が前記励
   磁部の両端で接合されてロ字形に形成されている請求項
   ２記載の点火コイルの鉄心。
4. 【請求項４】１次コイルと、 ２次コイルと、 一端に幅広の頭部が形成され、かつ外周に前記１次およ
   び２次コイルが巻回され、前記１次コイルに通電される
   ことにより励磁される励磁部と、プレス成形品が積層さ
   れて一体に設けられ、その内部に前記励磁部を収納し、
   対向する２辺の間に前記励磁部の両端が対向してこの励
   磁部の発生する磁束を閉じる閉磁路形成部とを有する鉄
   心と、 前記励磁部が発生する磁束と反発するように前記励磁部
   の頭部と前記閉磁路形成部との間のエアギャップ内に配
   設される永久磁石と を備える点火コイル。