JPH0812827B2 - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁気回路内に永久磁石を配設した内燃機関用
点火コイルに関する。

［従来の技術］ 近年、製品の小型化および高性能化の目的で、コアの
磁気回路内に永久磁石を配設した点火コイルがある（米
国特許第4658799号明細書）。

この永久磁石を使用した点火コイルの一例として、外
周に一次コイルおよび二次コイルが巻回されるＴ字形の
第１コアと、この第１コアとともに磁路を形成する口字
形の第２コアとを備え、その第２コアの内部に第１コア
を配置して、第１コアの端面と第２コアの内周面との間
で形成されるエアギャップ内に永久磁石を配設した技術
が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、上記のように口字形の第２コア内にＴ字形
の第１コアを配置する構造では、コア寸法（第１コアの
長さや第２コアの内周幅）のバラツキ、および永久磁石
の厚み寸法のバラツキにより、接合面のどこかに隙間が
生じてしまう。

本願発明者らの測定結果によれば、エアギャップ側
（即ち、第１コアの他端面と永久磁石との間、または永
久磁石と第２コアとの間）に隙間が生じる場合は点火コ
イルの性能に殆ど影響はないが、第１コアの一端面と第
２コアとの間に隙間が生じる場合は性能のバラツキが大
きくなることが確認された。

本発明は上記事情に基づいて成されたもので、その目
的は、コア寸法および永久磁石の厚み寸法のバラツキに
より生じる各接合面での隙間をエアギャップ側に固定化
して、性能の低下やバラツキ等に影響の少ない内燃機関
用点火コイルを提供することにある。

［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以下の構成を採用
した。

請求項１では、一次コイルおよび二次コイルと、前記
一次コイルおよび二次コイルを貫通する第１コアと、一
端部において前記第１コアの一端部と接触し、他端部に
おいてエアギャップを介して前記第１コアの他端部と対
向し、前記エアギャップを含む閉磁路を形成する第２コ
アと、前記一次コイルに通電されて発生する磁束と反発
するように前記エアギャップ内に配設された板状の永久
磁石と、前記エアギャップ部において前記第１コアと前
記第２コアとの間に介装され、前記第１コアの一端部と
前記第２コアの一端部とを押し当てて接触させた状態
で、前記第１コアの他端部と前記第２コアの他端部との
間に前記エアギャップを形成するギャップ形成部材とを
備えることを特徴とする。

請求項２では、請求項１に記載した内燃機関用点火コ
イルにおいて、 前記ギャップ形成部材は、前記第１コアまたは前記第
２コアの少なくとも何れか一方と一体成形された樹脂製
の部材から成り、前記エアギャップ側の前記第１コアと
前記第２コアとの間で、前記第１コアの他端部と前記第
２コアの他端部との間を引き離す様に介装されているこ
とを特徴とする。

請求項３では、請求項１または２に記載した内燃機関
用点火コイルにおいて、 前記第１コアは、前記他端部の方が前記一端部より前
記第２コアに面する面積が大きく設けられていることを
特徴とする。

請求項４では、請求項１〜３に記載した何れかの内燃
機関用点火コイルにおいて、 前記第２コアは、前記一端部と前記他端部とが平行に
設けられており、 前記第１コアは、前記第２コアの前記一端部と前記他
端部との間に前記ギャップ形成部材を介して圧入状態で
配設されていることを特徴とする。

［作用］ 本発明は、ギャップ形成部材により、第１コアの一端
部を第２コアの一端部に押し当てて接触させた状態で第
１コアの他端部と第２コアの他端部との間にエアギャッ
プを形成している。これにより、第１コアと第２コアと
の間で、コア寸法や永久磁石の厚みのバラツキにより生
じる隙間の箇所がエアギャップ側（即ち、第１コアの他
端面と永久磁石との間、または永久磁石と第２コアの他
端面との間）に固定される。

［発明の効果］ 本発明によれば、第１コアのエアギャップ側に隙間を
固定化できるため、性能の低下およびバラツキ等に影響
の少ない内燃機関用点火コイルを提供することができ
る。

［実施例］ 次に、本発明の内燃機関用点火コイルを図面に示す一
実施例に基づき説明する。第１図は内燃機関用点火コイ
ル（以下点火コイルと略す）１の断面図である。

本実施例の点火コイル１は、一次コイル２が通電され
ることにより励磁されて磁気エネルギを蓄積し、一次コ
イル２への通電が停止されることにより、通電時に蓄積
された磁気エネルギを放出して二次コイル３に誘導起電
力を発生させるためのコア４を備える。

コア４は、略Ｔ字形の第１コア５と、略口字形の第２
コア６とから成り、第１図に示すように、第２コア６の
内部に第１コア５が配置される。

第１コア５は、粒子配向された薄板状の磁性板（例え
ば軟鉄）を略Ｔ字形にプレス等で打ち抜き、その成形品
を複数積層してプレスかしめしたもので、一端面5aより
他端面5bの方が幅広く形成されている。即ち、第１コア
５の他端面5bは、一端面5aより面積が大きくなるように
設けられている。この第１コア５は、一次コイル２の巻
枠部を形成した樹脂製の一次スプール７と一体成形され
ている。

一次スプール７は、一端（第１図下端）が第１コア５
の一端面5aと同一高さ、即ち同一面に設けられて、他端
側には、第１コア５の他端面5bより突設された突設部7a
（本発明のギャップ形成部材）が一体に設けられてい
る。この突設部7aを含む一次スプール７の全長（第１図
の上下方向の長さ）は、第１コア５が挿入される第２コ
ア６の内空部の縦幅（第１図の上下方向の長さ）より若
干大きく形成されている。

従って、一次スプール７は、その全長方向において第
２コア６の内周部に圧入状態で固定される。この時、一
次スプール７と一体成形された第１コア５は、その一端
面5aが第２コア６の一側面6aに押し当てられた状態で接
触しており、第１コア５の他端面5bと第２コア６の他側
面6bとの間にはエアギャップが形成される。

このエアギャップには、第１コア５の他端面5b全面に
亘って板状の永久磁石８が配設される。なお、永久磁石
８は、薄形でも大きな磁力を発生する希土類磁石が使用
され、また、第１コア５が励磁された発生する磁束と反
発するように、つまり、互いに隣合う面が同極となるよ
うに配設されている。

第２コア６は、第１コア５と同様に、粒子配向された
薄板状の磁性板（例えば軟鉄）を略口字形にプレス等で
打ち抜き、その成形品を複数積層してプレスかしめした
もので、樹脂製のコイルケース９と一体成形されてい
る。

この点火コイル１は、上記の第１コア５が、一次コイ
ル２を巻線した一次スプール７、および該一次スプール
７の外周部に嵌め合わされて二次コイル３を巻線した２
次スプール10とともにアッセンブリとして構成され、永
久磁石８を組み付けて第２コア６内に圧入固定された
後、エポキシ樹脂等の注型樹脂（図示しない）で、コイ
ルケース９内に一体モールドされている。

なお、第１図に示すように、コア４の寸法（第１コア
５の長さ:h1、第２コア６の内周幅:h2）や永久磁石８の
厚み寸法hmのバラツキによって、第１コア５、第２コア
６、および永久磁石８の各接合面に隙間Ｓが生じた場合
でも、本実施例では、一次スプール７に設けた突設部7a
によって第１コア５の一端面5aを第２コア６の一側面6a
に当接させた状態で、第１コア５と一体成形された一次
スプール７を第２コア６内に圧入固定させるため、第１
コア５の一端面5aと第２コア６の一側面6aとの間に隙間
Ｓが生じることはなく、第１コア５のエアギャップ側
（即ち、第１コア５の他端面5bと永久磁石８との間、ま
たは永久磁石８と第２コア６の他側面6bとの間）に隙間
Ｓが固定化される。

隙間Ｓの発生箇所としては、第１図ないし第３図に示
す３種類の場合があるが、ここで、その隙間Ｓの発生箇
所による点火コイル１の性能（二次アークエネルギのバ
ラツキ）を測定した。

なお、第１図に示すコア４（第４図の（ア））は、本
実施例で示した場合であり、永久磁石８と第２コア６の
他側面6bとの間に隙間Ｓが生じる場合である。第２図に
示すコア４（第４図の（イ））は、永久磁石８を第２コ
ア６の他側面6bに固着させて、その永久磁石８と第１コ
ア５の他端面5bとの間に隙間Ｓが生じる場合である。ま
た、第３図に示すコア４（第４図の（ウ））は、第１コ
ア５の一端面5aと第２コア６の一側面6aとの間に隙間Ｓ
が生じる場合である。

測定の結果、第４図に示すように、第１コア５の一端
面5aと第２コア６の一側面6aとの間に隙間Ｓが生じる場
合（ウ）のみ性能のバラツキが大きく、従って、性能低
下も大きくなった。

この測定結果からも分かるように、コア４（第１コア
５、第２コア６）の寸法や永久磁石８の厚み寸法のバラ
ツキによって生じる隙間Ｓを第１コア５のエアギャップ
側（即ち、第１コア５の他端面5bと永久磁石８との間、
または永久磁石８と第２コア６の他側面6bとの間）に固
定化して、第１コア５の一端面5a側（第１コア５の一端
面5aと第２コア６の一側面6aとの間）に隙間Ｓを生じさ
せないように構成することで、点火コイル１の性能低下
および性能のバラツキを抑えることができる。

なお、この実施例では、一次スプール７の他端側に突
設部7aを設けて、第２コア６内に圧入固定させること
で、第１コア５の一端面5aを第２コア６の一側面6aに当
接させたが、第９図に示すように、第２コア６と一体成
形されたコイルケース９の内周側に凸部9a（本発明のギ
ャップ形成部材）を形成して、圧入するようにしても良
い。

また、第１図に示したように、永久磁石８を第１コア
５の他端面5bに固着させたが、第２図に示したように、
永久磁石８を第２コア６の他側面6bに固着させて、永久
磁石８と第１コア５の他端面5bとの間に隙間Ｓが生じる
ようにしても良い。

第１コア５として略Ｔ字形、および第２コア６として
略口字形を示したが、このように限定するものではな
く、第１コア５を略Ｉ字形、第２コア６を略コ字形等と
しても良い。

第５図ないし第８図に本発明の第２実施例を示す。

第５図は点火コイル１の分解斜視図である。

なお、第１実施例と共通する部品は同符号とする。

本実施例の点火コイル１は、第１コア５とともに、一
次コイル（図示しない）が巻線された一次スプール７、
二次コイル（図示しない）が巻線された２次スプール1
0、および外部との電気的接続を行うコネクタ11とが一
体的に組み付けられて、第２コア６が組み込まれたコイ
ルケース９に収容される。

永久磁石（図示しない）は、第１コア５の面積の大き
い他端面5b側に配置されるもので、あらかじめ第２コア
６の内周部に固着されている。

第１コア５が組み込まれた一次スプール７は、他端側
が第１コア５の他端面5bより永久磁石の厚み寸法だけ突
出して設けられ、一端が第１コア５の一端面5aと同一高
さ（同一面）に設けられている。さらに、一次スプール
７の他端側両端部には、各々若干の高さを有する突設部
7b（本発明のギャップ形成部材）が形成され、この突設
部7bから一次スプール７の一端までの全長が、第１コア
５が挿入される第２コア６の内空部の長さより若干大き
く形成されている。

これにより、第２コア６の内空部に挿入された第１コ
ア５は、その一端面5aが第２コア６の一側面6aに押し当
てられるように配設される。従って、コア寸法や永久磁
石の厚み寸法のバラツキによって第１コア５と第２コア
６との間に生じる隙間は、面積の大きい第１コア５の他
端面5b側に生じることになる。

コネクタ11は、コイルケース９と一次スプール７との
両方に嵌合する構造を成し、一次スプール７に対して
は、第１コア５の長手方向（第５図矢印で示す）に移動
可能に設けられている。

コネクタ11の背面側には、コイルケース９との嵌合を
行う第１嵌合部12と、一次スプール７との嵌合を行う第
２嵌合部13とが設けられている。

第１嵌合部12は、第６図（コネクタ11の上面図）に示
すように、コネクタ11の左右両側に設けられた一対の嵌
合溝12aから成り、この嵌合溝12aの底部には、嵌合溝12
aに沿って延びる断面凸状の係合部12bが形成されてい
る。

第２嵌合部13は、直方体形状を成すオス型嵌合部13a
と、このオス型嵌合部13aに突設された凸部13bとから成
り、オス型嵌合部13aおよび凸部13bは、コネクタ11の背
面に直立する平板14に設けられている（第６図参照）。

一方、コイルケース９には、コネクタ11の取付け位置
に対応する側壁の一部に、コネクタ11の背面形状に応じ
た凹部9bが形成され、その凹部9bの内周縁には、コネク
タ11の第１嵌合部12と嵌め合わされる案内溝9cが形成さ
れている。

また、一次スプール７の他端側には、コネクタ11の第
２嵌合部13が嵌め合わされる箱型の嵌合部15が設けられ
ている。この嵌合部15は、第７図（一次スプール７の上
面図）にも示すように、オス型嵌合部13aに対応する断
面矩形状のメス型嵌合部15aと、凸部13bに対応する凹部
15bとから成る。そして、メス型嵌合部15aおよび凹部15
bの対向する２面には、それぞれオス型嵌合部13aおよび
凸部13bと係合する突起15c、15dが形成されている。

ここで、メス型嵌合部15aは、第８図に示すように、
その開口部の縦寸法L1（第１コア５の長手方向の寸法）
が、オス型嵌合部13aの厚さ寸法L2より大きく設定され
ている。このため、メス型嵌合部15aに嵌合されたオス
型嵌合部13aは、メス型嵌合部15aに対して縦方向（第８
図矢印方向）に移動可能である。つまり、一次スプール
７とコネクタ11とは、第１コア５の長手方向に相対的に
移動可能な状態で嵌合される。

次に、第２実施例の作用を説明する。

この点火コイル１は、一次スプール７にコネクタ11が
組み付けられ、さらにそのコネクタ11がコイルケース９
に組み付けられる構造を成す。

この場合、コネクタ11は、コイルケース９に固定され
るが、一次スプール７に対しては、第１コア５の長手方
向に移動可能に嵌合されている。

ところが、一次スプール７にコネクタ11が固定される
従来の点火コイルでは、コイルケース９への組付け時
に、第１コア５の一端面5aを第２コア６の一側面6aに押
し当てる力に抗して、一次スプール７が他端側へ引きつ
けられる力が生じる可能性がある。この場合、コア寸法
や永久磁石の厚み寸法のバラツキによって第１コア５と
第２コア６との間に生じる隙間が、第１コア５の面積の
小さい一端面5a側に形成されるために、点火コイルの性
能低下を招く結果になる。

これに対して、本実施例では、コイルケース９と嵌合
するコネクタ11が、一次スプール７に対して第１コア５
の長手方向に移動可能であることから、一次スプール７
とコネクタ11およびコネクタ11とコイルケース９とが各
々嵌合する構造であっても、一次スプール７が他端側へ
引きつけられることはなく、一次スプール７に設けた突
起部7bの効果によって、第１コア５の面積の小さい一端
面5aを第２コア６の一側面6aに押し当てて接触させるこ
とができる。

この結果、第１コア５と第２コア６との間に生じる隙
間が、第１コア５の面積の大きい他端面5b側に形成され
る（固定化される）ため、点火コイル１の性能低下を抑
えることができる。

なお、この実施例では、一次スプール７とコネクタ11
とを嵌合して、両者を相対的に移動可能としたが、コネ
クタ11を２次スプール10と嵌合する構造とし、その両者
を相対的に移動可能としても良い。

また、コネクタ11とコイルケース９との間で、コネク
タ11をコイルケース９に対して第１コア５の長手方向に
移動可能に嵌合するように設けても良い。

【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図ないし第３図は第１コア、第２コア、および
永久磁石の配置を示す内燃機関用点火コイルの断面図、
第４図は隙間の発生箇所によるコイル性能の比較を示す
測定結果である。 第５図ないし第８図は本発明の第２実施例を示すもの
で、第５図は点火コイルの分解斜視図、第６図はコネク
タの上面図、第７図は一次スプールの上面図、第８図は
一次スプールとコネクタとの嵌合状態を示す状態図であ
る。 第９図はコアと永久磁石との配置の変形例を示す要部拡
大図である。 図中 １……内燃機関用点火コイル、２……一次コイル ３……二次コイル、５……第１コア 5a……第１コアの一端面（一端部）、5b……第１コアの
他端面（他端部） ６……第２コア、6a……第２コアの一側面（一端部） 6b……第２コアの他側面（他端部）、７……一次スプー
ル（樹脂製の部材） 7a……突設部（本発明のギャップ形成部材） 7b……突起部（本発明のギャップ形成部材） ８……永久磁石、９……コイルケース（樹脂製の部材） 9a……コイルケースの凸部（本発明のギャップ形成部
材）』

フロントページの続き (72)発明者 大薮 真二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 山浦 敏昭 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−257311（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一次コイルおよび二次コイルと、 前記一次コイルおよび二次コイルを貫通する第１コア
   と、 一端部において前記第１コアの一端部と接触し、他端部
   においてエアギャップを介して前記第１コアの他端部と
   対向し、前記エアギャップを含む閉磁路を形成する第２
   コアと、 前記一次コイルに通電されて発生する磁束と反発するよ
   うに前記エアギャップ内に配設された板状の永久磁石
   と、 前記エアギャップ部において前記第１コアと前記第２コ
   アとの間に介装され、前記第１コアの一端部と前記第２
   コアの一端部とを押し当てて接触させた状態で、前記第
   １コアの他端部と前記第２コアの他端部との間に前記エ
   アギャップを形成するギャップ形成部材と を備えることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 【請求項２】請求項１に記載した内燃機関用点火コイル
   において、 前記ギャップ形成部材は、前記第１コアまたは前記第２
   コアの少なくとも何れか一方と一体成形された樹脂製の
   部材から成り、前記エアギャップ側の前記第１コアと前
   記第２コアとの間で、前記第１コアの他端部と前記第２
   コアの他端部との間を引き離す様に介装されていること
   を特徴とする内燃機関用点火コイル。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載した内燃機関用点
   火コイルにおいて、 前記第１コアは、前記他端部の方が前記一端部より前記
   第２コアに面する面積が大きく設けられていることを特
   徴とする内燃機関用点火コイル。
4. 【請求項４】請求項１〜３に記載した何れかの内燃機関
   用点火コイルにおいて、 前記第２コアは、前記一端部と前記他端部とが平行に設
   けられており、 前記第１コアは、前記第２コアの前記一端部と前記他端
   部との間に前記ギャップ形成部材を介して圧入状態で配
   設されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。