JPH09306761A - 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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JPH09306761A
JPH09306761A JP8141181A JP14118196A JPH09306761A JP H09306761 A JPH09306761 A JP H09306761A JP 8141181 A JP8141181 A JP 8141181A JP 14118196 A JP14118196 A JP 14118196A JP H09306761 A JPH09306761 A JP H09306761A
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JP
Japan
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coil
permanent magnet
magnetic circuit
ignition coil
combustion engine
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Application number
JP8141181A
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English (en)
Inventor
Takashi Yoshinari
孝 吉成
Hiroaki Asano
博昭 浅野
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Hanshin Electric Co Ltd
Original Assignee
Hanshin Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小型で高い火花エネルギーが得られる内燃機関
用点火コイルを提供する。 【解決手段】一次コイル３の外周側に二次コイル５を同
心状に配設し、絶縁部材９により一体的にモールドした
コイル本体１と、磁性金属からなる閉磁路鉄心１０，１
１とで構成され、コイル本体１を閉磁路鉄心１０，１１
に挿入して配設し、コイル本体１が配設された場所とは
異なる閉磁路鉄心１０，１１の位置に永久磁石１２を上
記閉磁路と磁気的に直列に配設し、且つ永久磁石１２の
磁路と対面する面の面積を上記閉磁路鉄心の断面積の
１．４倍乃至２倍とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のエ
ンジンの点火プラグにおいて火花放電を発生させるため
に高電圧を供給するモールド型の内燃機関用点火コイル
に関し、特に小型化が要求される内燃機関用点火コイル
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、磁気回路内に永久磁石を有す
るモールド型の内燃機関用点火コイルは、例えば、図５
に示す断面図のような概略構成をなしていた。
【０００３】図において１は点火コイル本体であり、鉄
心としてほぼＵの字状をなした珪素鋼板の積層鉄心１
０，１１の端部同士を向かい合わせて接合し、閉磁路を
なす磁気回路を構成する。
【０００４】尚、点火コイル本体１内の磁気回路には、
磁気逆バイアス用に板状の永久磁石１２を鉄心１０，１
１の間に挟み込むように配設し、接着剤を用いて後述す
る一次コイルボビン内で接着して該一次コイルボビンに
固定している。
【０００５】更に鉄心１０，１１の一方の接合部１１ａ
を溶接等によって接合している（以下、この位置に永久
磁石を配設したものを内磁石形と記載する）。
【０００６】２は例えば合成樹脂等の電気的絶縁材にて
一体的に形成された一次コイルボビンであり、該一次コ
イルボビン２は鉄心の外周に密接して配設されると共に
外周部には一次コイル３が巻回されている。
【０００７】また、４は二次コイルボビンであって、一
次コイル３の外周部に同心状に配設されており、例えば
合成樹脂等の電気的絶縁材にて構成され、且つ二次コイ
ル５を分割巻するための仕切りとして機能する複数個の
鍔部を一体的に成型している。そして、二次コイルボビ
ン４には例えば一次コイル３と巻線比にしてほぼ１：１
００となる二次コイル５が、各鍔部を仕切りとして分割
巻にて巻回されている。
【０００８】更に、６は二次コイル５の更に外周に配設
され、合成樹脂等の絶縁部材にて成型された絶縁ケース
を示しており、該絶縁ケース６の一端には一次端子７が
配設され、しかも絶縁ケース６の底部に高圧端子８が配
設される。そして、絶縁ケース６の内部には例えばエポ
キシ樹脂等の絶縁部材９を充填した後に、該絶縁部材９
を硬化させ、絶縁ケース６の内部に配設した各部材間を
絶縁した状態で固定している。
【０００９】また、一次コイル３と一次端子７及び二次
コイル５と高圧端子８はそれぞれ電気的に接続され、一
次コイル３に所定の電流を通電した後に遮断すると、二
次コイル５に発生した高電圧の電流は高圧端子８から図
示していないハイテンションコードを介して点火プラグ
に供給される。
【００１０】以上のように構成した内磁石形の内燃機関
用点火コイル（所謂モールドコイル）は、永久磁石１２
を用いて鉄心１０，１１に磁気逆バイアスをかけること
により、一次コイル電流遮断時の鉄心１０，１１におけ
る磁束の変化量を大きくして、モールドコイルの小型化
及び高出力化が図られていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような永久磁石は価格が高くなるためにモールドコイ
ル自体の価格も高価になるという問題を生じていた。
【００１２】本発明は、このような欠点を解消するもの
であり、永久磁石を使用した内燃機関用点火コイルの小
型化及び高出力化に係わるものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑みて成
されたもので、一次コイルの外周側に二次コイルを同心
状に配設し、絶縁部材により一体的にモールドしたコイ
ル本体と、磁性金属からなる閉磁路鉄心とで構成され、
上記コイル本体を上記閉磁路鉄心に挿入して配設した内
燃機関用点火コイルであって、上記コイル本体が配設さ
れた場所とは異なる上記閉磁路鉄心の位置に永久磁石を
上記閉磁路と磁気的に直列に配設し、且つ上記永久磁石
の磁路と対面する面の面積を上記閉磁路鉄心の断面積の
１．４倍乃至２倍とした内燃機関用点火コイルを提供す
るものである。
【００１４】また、本発明は、上記永久磁石の厚みを上
記永久磁石の上記面積に０．００７乃至０．０１を乗じ
た値の厚みとした内燃機関用点火コイルを提供するもの
である。
【００１５】更に、本発明は、上記閉磁路鉄心を構成す
る上記磁性金属が方向性珪素鋼板の積層体とした内燃機
関用点火コイルを提供するものである。
【００１６】本発明は、一次コイルの外周側に二次コイ
ルを同心状に配設し、絶縁部材により一体的にモールド
したコイル本体と、磁性金属からなる閉磁路鉄心とで構
成され、上記コイル本体を上記閉磁路鉄心に挿入して配
設した内燃機関用点火コイルであって、上記閉磁路鉄心
の磁路の一部に配設した永久磁石と磁気的に直列に磁気
飽和防止用の空隙か若しくは非磁性体からなるスペーサ
ーを設けた内燃機関用点火コイルを提供するものであ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を図面に基づいて
説明する。図１は本発明の一実施形態における内燃機関
用点火コイルの概略断面図を示しており、従来例と同一
部材は同一符号で示している。
【００１８】本実施形態における最大の特徴は、永久磁
石１２を点火コイル本体１内ではなく、点火コイル本体
１が配設された閉磁路鉄心１０，１１の一辺と対向する
辺に設ける（以下、これを外磁石形と記載する）。
【００１９】更に、永久磁石１２をサマリウム・コバル
ト系やネオジウム系等の板状の磁石とし、磁路に対して
角度θだけ傾斜して配設し、しかも閉磁路鉄心１０，１
１が磁気飽和を起こさないように非磁性体からなるスペ
ーサー１３か若しくは空隙を永久磁石１２に隣接して設
けている。
【００２０】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を示して従来例と
の対比を行う。先ず、０．３ｍｍ厚の方向性硅素鋼板を
積層して、断面が９ｍｍ×９ｍｍのほぼＵの字状の鉄心
１０，１１を形成する。そして、この鉄心１０，１１を
一次コイルボビン２及び絶縁ケース６に設けられた鉄心
固定鞘６ａ内に挿入する。そして、一次コイルボビン２
内において鉄心１０，１１は接合部１１ａにて接合され
る。
【００２１】一方、鉄心固定鞘６ａ内においては、磁路
に対して角度θ＝４０度の傾きで鉄心１０，１１の端面
が形成されると共に、該端面に挟持された状態で１ｍｍ
厚のサマリウム・コバルト系の永久磁石１２及び非磁性
体からなる０．２〜０．４ｍｍ厚程度のスペーサー１３
か若しくは空隙が配設されて、鉄心１０，１１が磁気飽
和を起こすことを防止している。尚、永久磁石１２の面
積は９ｍｍ×１４ｍｍ＝１２６ｍｍ2 である。
【００２２】また、一次コイル３は０．４５ｍｍ径の単
線を１４０回巻線したものであり、一次遮断電流は６Ａ
でこれによる起磁力は７８０ＡＴである。更に、二次コ
イル５は一次コイル３と巻線比で１：１００となる巻数
を有し、絶縁耐圧を確保するために、二次コイルボビン
４に設けられた鍔部で仕切った状態で分割巻されてい
る。尚、二次コイル５の直流抵抗値は１４ＫΩである。
【００２３】以上のような条件の本実施例（外磁石形）
と従来例（内磁石形）とを比較すると図２のようにな
る。尚、何れの場合においても、一次コイル３の起磁力
は７８０ＡＴとなるように設定されている。これからも
分かるとおり、一次コイル３に鎖交する磁束の変化量の
最大値は、従来例の場合には、１．９×１０-4（Ｗｂ）
であるのに対して、本実施例では２．４×１０-4（Ｗ
ｂ）となった。
【００２４】これは、外磁石形の場合には一次コイル３
に貫通する部分の鉄心の磁気抵抗が極めて小さい構造と
なるため、同一の起磁力である場合には一次コイル３に
鎖交する磁束の変化量が増大するためである。
【００２５】また、図３は同一測定条件での本実施例及
び従来例における一次コイル３に鎖交する磁束の変化量
の分布を示している。尚、図におけるＡ，Ｂ，Ｃは何れ
も図１及び図５に示す各Ａ，Ｂ，Ｃの位置にそれぞれ対
応している。
【００２６】図において従来のような内磁石形の場合に
は、磁束の変化量が最大となる位置はＡであり、永久磁
石１２を装着したＣの位置では、磁束の変化量は、Ａの
８７％しかない。これは、永久磁石１２が磁束の変化を
妨げているためである。そして、Ａ，Ｂ，Ｃの平均値は
Ａの位置における９４％となる。
【００２７】一方、本実施例のような外磁石形の場合に
は、磁束の変化量が最大となる位置はＢであり、Ａ，
Ｂ，Ｃの平均値はＢの位置における９７％となった。こ
れは、永久磁石１２を一次コイル３から遠ざけたため、
一次コイル３付近での磁束の変化量がほぼ均一になった
ものであり、それによって中央部であるＢの位置での磁
束の変化量が最大となったわけである。
【００２８】更に、従来例と本実施例との実効一次イン
ダクタンスは、それぞれ４．２ｍＨと５．４ｍＨであっ
て本実施例の場合の方が２９％程増大している。また、
従来例及び本実施例における一次コイル３と二次コイル
５との結合係数は、それぞれ０．９２〜０．９４及び
０．９５〜０．９７となり、本実施例の方がかなり改善
されていることが分かる。
【００２９】以上のことから、従来例及び本実施例にお
ける二次コイル５の条件を同じにすると、一次コイル電
流を６Ａ遮断とし、二次側の負荷を５０ＰＦとすると、
従来例の場合は、二次電圧は３１．４ＫＶ、火花エネル
ギーは４１ｍＪであるのに対し、本実施例の場合は、二
次電圧は３６．０ＫＶ、火花エネルギーは５５ｍＪとな
り、本実施例の方が二次電圧では１５％、火花エネルギ
ーでは３４％増大する。
【００３０】逆に、本実施例の構成で従来の性能を引き
出すためには、例えば永久磁石１２の厚みを０．７ｍｍ
とすれば、一次コイル３及び二次コイル５の巻数を２０
％削減することが可能となり、大幅なコスト低減を図る
ことができる。また、上述した仕様の中間をとって、高
出力とコスト低減を両立させる設計とすることにより、
高出力で安価な点火コイルを提供することも可能であ
る。
【００３１】以上の説明では永久磁石１２を磁路に対し
て４０度の角度としているが、角度θの値を他の値にし
ても良い。そこで、図４に永久磁石１２の配設される角
度θを変えた場合の磁束変化量を示している。図からも
分かるとおり、θが３０度未満では磁気飽和を起こし、
実用的には３０度〜４５度で磁束変化量が最大になる。
これを永久磁石１２の面積で表せば、３０度は鉄心の断
面積の２．０倍、４５度では鉄心の断面積の１．４倍と
なる。
【００３２】一般に、永久磁石１２は面積が広いほど、
鉄心に対する磁気逆バイアス量を大きくすることができ
るが、その反面、永久磁石１２は一次コイル３による順
方向の励磁に対しては、空隙と同等の磁気抵抗となるた
め、永久磁石１２は面積が大きい程磁気抵抗が小さくな
り、磁気飽和し易くなるといった矛盾を生じ、結果的に
は点火コイルの高出力化が図れない場合がある。
【００３３】従って、本実施例のように必要に応じて永
久磁石１２と磁気的に直列に磁気飽和防止用の空隙か若
しくはスペーサー１３を設けることが有効となる。或い
は、永久磁石１２に充分な磁気抵抗が生じるように、そ
の厚みを選択することも可能である。
【００３４】即ち、永久磁石１２の面積に比例した厚み
を選択することが理想的である。本実施例で使用される
方向性硅素鋼板は、磁束密度が２．０Ｔｅｓｌａ程度で
磁気飽和するため、実用的には１．６〜１．９Ｔｅｓｌ
ａ程度で使用すると効率が良い。
【００３５】そこで上記の条件で永久磁石１２の最適な
厚みを求めると、磁束密度が１．９Ｔｅｓｌａになる永
久磁石の厚みは０．９ｍｍであり、０．９という数値は
角度θが４０度における永久磁石１２の面積である１２
６ｍｍ2 の１２６という数値に、０．００７２を乗じた
値である。また、磁束密度が１．６Ｔｅｓｌａになる永
久磁石の厚みは１．２ｍｍであり、１．２という数値は
１２６という数値に、０．００９６を乗じた値である。
即ち、実質的には永久磁石１２の厚みは、ほぼ永久磁石
１２の面積の数値に０．００７〜０．０１０を乗じた値
が最適となる。
【００３６】以上、本発明を実施形態に基づいて説明し
たが、本発明は上記した実施形態に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限
り、どのようにでも実施できる。
【００３７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明における内燃
機関用点火コイルは、外磁石形の閉磁路を形成したこと
により、小型で高い火花エネルギーの得られる点火コイ
ルを提供できる等、多大な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関用点火コ
イルの概略断面図である。
【図２】従来の点火コイル及び本発明の点火コイルにお
ける磁束変化量を示す特性図である。
【図３】従来の点火コイル及び本発明の点火コイルのＡ
〜Ｃの各位置における磁束変化量の分布を示す特性図で
ある。
【図４】本発明の点火コイルにおける永久磁石配設角度
と磁束変化量を示す特性図である。
【図５】従来の内燃機関用点火コイルの概略断面図であ
る。
【符号の説明】
１ 点火コイル本体 ２ 一次コイルボビン ３ 一次コイル ４ 二次コイルボビン ５ 二次コイル ６ 絶縁ケース ６ａ 鉄心固定鞘 ７ 一次端子 ８ 高圧端子 ９ 絶縁部材 １０、１１ 鉄心 １１ａ 接合部 １２ 永久磁石 １３ スペーサー Ａ、Ｂ、Ｃ 磁束変化量測定点 α 外磁石形の特性曲線 β 内磁石形の特性曲線 θ 永久磁石配設角度
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年４月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 内燃機関用点火コイル
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のエ
ンジンの点火プラグにおいて火花放電を発生させるため
に高電圧を供給するモールド型の内燃機関用点火コイル
に関し、特に小型化が要求される内燃機関用点火コイル
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、磁気回路内に永久磁石を有す
るモールド型の内燃機関用点火コイルは、例えば、図５
に示す断面図のような概略構成をなしていた。
【０００３】図において１は点火コイル本体であり、鉄
心としてほぼＵの字状をなした珪素鋼板の積層鉄心１
０，１１の端部同士を向かい合わせて接合し、閉磁路を
なす磁気回路を構成する。
【０００４】尚、点火コイル本体１内の磁気回路には、
磁気逆バイアス用に板状の永久磁石１２を鉄心１０，１
１の間に挟み込むように配設し、接着剤を用いて後述す
る一次コイルボビン内で接着して該一次コイルボビンに
固定している。
【０００５】更に鉄心１０，１１の一方の接合部１１ａ
を溶接等によって接合している（以下、この位置に永久
磁石を配設したものを内磁石形と記載する）。
【０００６】２は例えば合成樹脂等の電気的絶縁材にて
一体的に形成された一次コイルボビンであり、該一次コ
イルボビン２は鉄心の外周に密接して配設されると共に
外周部には一次コイル３が巻回されている。
【０００７】また、４は二次コイルボビンであって、一
次コイル３の外周部に同心状に配設されており、例えば
合成樹脂等の電気的絶縁材にて構成され、且つ二次コイ
ル５を分割巻するための仕切りとして機能する複数個の
鍔部を一体的に成型している。そして、二次コイルボビ
ン４には例えば一次コイル３と巻線比にしてほぼ１：１
００となる二次コイル５が、各鍔部を仕切りとして分割
巻にて巻回されている。
【０００８】更に、６は二次コイル５の更に外周に配設
され、合成樹脂等の絶縁部材にて成型された絶縁ケース
を示しており、該絶縁ケース６の一端には一次端子７が
配設され、しかも絶縁ケース６の底部に高圧端子８が配
設される。そして、絶縁ケース６の内部には例えばエポ
キシ樹脂等の絶縁部材９を充填した後に、該絶縁部材９
を硬化させ、絶縁ケース６の内部に配設した各部材間を
絶縁した状態で固定している。
【０００９】また、一次コイル３と一次端子７及び二次
コイル５と高圧端子８はそれぞれ電気的に接続され、一
次コイル３に所定の電流を通電した後に遮断すると、二
次コイル５に発生した高電圧の電流は高圧端子８から図
示していないハイテンションコードを介して点火プラグ
に供給される。
【００１０】以上のように構成した内磁石形の内燃機関
用点火コイル（所謂モールドコイル）は、永久磁石１２
を用いて鉄心１０，１１に磁気逆バイアスをかけること
により、一次コイル電流遮断時の鉄心１０，１１におけ
る磁束の変化量を大きくして、モールドコイルの小型化
及び高出力化が図られていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような永久磁石は価格が高くなるためにモールドコイ
ル自体の価格も高価になるという問題を生じていた。
【００１２】本発明は、このような欠点を解消するもの
であり、永久磁石を使用した内燃機関用点火コイルの小
型化及び高出力化に係わるものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑みて成
されたもので、一次コイルの外周側に二次コイルを同心
状に配設し、絶縁部材により一体的にモールドしたコイ
ル本体と、磁性金属からなる閉磁路鉄心とで構成され、
上記コイル本体を上記閉磁路鉄心に挿入して配設した内
燃機関用点火コイルであって、上記コイル本体が配設さ
れた鉄心と対向する側の鉄心に永久磁石を上記閉磁路と
磁気的に直列に配設し、且つ上記永久磁石の磁路と対面
する面の面積を上記閉磁路鉄心の断面積の１．４倍乃至
２倍とした内燃機関用点火コイルを提供するものであ
る。
【００１４】また、本発明は、上記永久磁石の厚みを上
記永久磁石の上記面積に０．００７乃至０．０１を乗じ
た値の厚みとした内燃機関用点火コイルを提供するもの
である。
【００１５】更に、本発明は、上記閉磁路鉄心を構成す
る上記磁性金属が方向性珪素鋼板の積層体とした内燃機
関用点火コイルを提供するものである。
【００１６】本発明は、一次コイルの外周側に二次コイ
ルを同心状に配設し、絶縁部材により一体的にモールド
したコイル本体と、磁性金属からなる閉磁路鉄心とで構
成され、上記コイル本体を上記閉磁路鉄心に挿入して配
設した内燃機関用点火コイルであって、上記閉磁路鉄心
の磁路の一部に配設した永久磁石と磁気的に直列に磁気
飽和防止用の空隙か若しくは非磁性体からなるスペーサ
ーを設けた内燃機関用点火コイルを提供するものであ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を図面に基づいて
説明する。図１は本発明の一実施形態における内燃機関
用点火コイルの概略断面図を示しており、従来例と同一
部材は同一符号で示している。
【００１８】本実施形態における最大の特徴は、永久磁
石１２を点火コイル本体１内ではなく、点火コイル本体
１が配設された閉磁路鉄心１０，１１の一辺と対向する
辺に設ける（以下、これを外磁石形と記載する）。
【００１９】更に、永久磁石１２をサマリウム・コバル
ト系やネオジウム系等の板状の磁石とし、磁路に対して
角度θだけ傾斜して配設し、しかも閉磁路鉄心１０，１
１が磁気飽和を起こさないように非磁性体からなるスペ
ーサー１３か若しくは空隙を永久磁石１２に隣接して設
けている。
【００２０】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を示して従来例と
の対比を行う。先ず、０．３ｍｍ厚の方向性硅素鋼板を
積層して、断面が９ｍｍ×９ｍｍのほぼＵの字状の鉄心
１０，１１を形成する。そして、この鉄心１０，１１を
一次コイルボビン２及び絶縁ケース６に設けられた鉄心
固定鞘６ａ内に挿入する。そして、一次コイルボビン２
内において鉄心１０，１１は接合部１１ａにて接合され
る。
【００２１】一方、鉄心固定鞘６ａ内においては、磁路
に対して角度θ＝４０度の傾きで鉄心１０，１１の端面
が形成されると共に、該端面に挟持された状態で１ｍｍ
厚のサマリウム・コバルト系の永久磁石１２及び非磁性
体からなる０．２〜０．４ｍｍ厚程度のスペーサー１３
か若しくは空隙が配設されて、鉄心１０，１１が磁気飽
和を起こすことを防止している。尚、永久磁石１２の面
積は９ｍｍ×１４ｍｍ＝１２６ｍｍ2 である。
【００２２】また、一次コイル３は０．４５ｍｍ径の単
線を１４０回巻線したものであり、一次遮断電流は６Ａ
でこれによる起磁力は７８０ＡＴである。更に、二次コ
イル５は一次コイル３と巻線比で１：１００となる巻数
を有し、絶縁耐圧を確保するために、二次コイルボビン
４に設けられた鍔部で仕切った状態で分割巻されてい
る。尚、二次コイル５の直流抵抗値は１４ＫΩである。
【００２３】以上のような条件の本実施例（外磁石形）
と従来例（内磁石形）とを比較すると図２のようにな
る。尚、何れの場合においても、一次コイル３の起磁力
は７８０ＡＴとなるように設定されている。これからも
分かるとおり、一次コイル３に鎖交する磁束の変化量の
最大値は、従来例の場合には、１．９×１０-4（Ｗｂ）
であるのに対して、本実施例では２．４×１０-4（Ｗ
ｂ）となった。
【００２４】これは、外磁石形の場合には一次コイル３
に貫通する部分の鉄心の磁気抵抗が極めて小さい構造と
なるため、同一の起磁力である場合には一次コイル３に
鎖交する磁束の変化量が増大するためである。
【００２５】また、図３は同一測定条件での本実施例及
び従来例における一次コイル３に鎖交する磁束の変化量
の分布を示している。尚、図におけるＡ，Ｂ，Ｃは何れ
も図１及び図５に示す各Ａ，Ｂ，Ｃの位置にそれぞれ対
応している。
【００２６】図において従来のような内磁石形の場合に
は、磁束の変化量が最大となる位置はＡであり、永久磁
石１２を装着したＣの位置では、磁束の変化量は、Ａの
８７％しかない。これは、永久磁石１２が磁束の変化を
妨げているためである。そして、Ａ，Ｂ，Ｃの平均値は
Ａの位置における９４％となる。
【００２７】一方、本実施例のような外磁石形の場合に
は、磁束の変化量が最大となる位置はＢであり、Ａ，
Ｂ，Ｃの平均値はＢの位置における９７％となった。こ
れは、永久磁石１２を一次コイル３から遠ざけたため、
一次コイル３付近での磁束の変化量がほぼ均一になった
ものであり、それによって中央部であるＢの位置での磁
束の変化量が最大となったわけである。
【００２８】更に、従来例と本実施例との実効一次イン
ダクタンスは、それぞれ４．２ｍＨと５．４ｍＨであっ
て本実施例の場合の方が２９％程増大している。また、
従来例及び本実施例における一次コイル３と二次コイル
５との結合係数は、それぞれ０．９２〜０．９４及び
０．９５〜０．９７となり、本実施例の方がかなり改善
されていることが分かる。
【００２９】以上のことから、従来例及び本実施例にお
ける二次コイル５の条件を同じにすると、一次コイル電
流を６Ａ遮断とし、二次側の負荷を５０ＰＦとすると、
従来例の場合は、二次電圧は３１．４ＫＶ、火花エネル
ギーは４１ｍＪであるのに対し、本実施例の場合は、二
次電圧は３６．０ＫＶ、火花エネルギーは５５ｍＪとな
り、本実施例の方が二次電圧では１５％、火花エネルギ
ーでは３４％増大する。
【００３０】逆に、本実施例の構成で従来の性能を引き
出すためには、例えば永久磁石１２の厚みを０．７ｍｍ
とすれば、一次コイル３及び二次コイル５の巻数を２０
％削減することが可能となり、大幅なコスト低減を図る
ことができる。また、上述した仕様の中間をとって、高
出力とコスト低減を両立させる設計とすることにより、
高出力で安価な点火コイルを提供することも可能であ
る。
【００３１】以上の説明では永久磁石１２を磁路に対し
て４０度の角度としているが、角度θの値を他の値にし
ても良い。そこで、図４に永久磁石１２の配設される角
度θを変えた場合の磁束変化量を示している。図からも
分かるとおり、θが３０度未満では磁気飽和を起こし、
実用的には３０度〜４５度で磁束変化量が最大になる。
これを永久磁石１２の面積で表せば、３０度は鉄心の断
面積の２．０倍、４５度では鉄心の断面積の１．４倍と
なる。
【００３２】一般に、永久磁石１２は面積が広いほど、
鉄心に対する磁気逆バイアス量を大きくすることができ
るが、その反面、永久磁石１２は一次コイル３による順
方向の励磁に対しては、空隙と同等の磁気抵抗となるた
め、永久磁石１２は面積が大きい程磁気抵抗が小さくな
り、磁気飽和し易くなるといった矛盾を生じ、結果的に
は点火コイルの高出力化が図れない場合がある。
【００３３】従って、本実施例のように必要に応じて永
久磁石１２と磁気的に直列に磁気飽和防止用の空隙か若
しくはスペーサー１３を設けることが有効となる。或い
は、永久磁石１２に充分な磁気抵抗が生じるように、そ
の厚みを選択することも可能である。
【００３４】即ち、永久磁石１２の面積に比例した厚み
を選択することが理想的である。本実施例で使用される
方向性硅素鋼板は、磁束密度が２．０Ｔｅｓｌａ程度で
磁気飽和するため、実用的には１．６〜１．９Ｔｅｓｌ
ａ程度で使用すると効率が良い。
【００３５】そこで上記の条件で永久磁石１２の最適な
厚みを求めると、磁束密度が１．９Ｔｅｓｌａになる永
久磁石の厚みは０．９ｍｍであり、０．９という数値は
角度θが４０度における永久磁石１２の面積である１２
６ｍｍ2 の１２６という数値に、０．００７２を乗じ
た値である。また、磁束密度が１．６Ｔｅｓｌａになる
永久磁石の厚みは１．２ｍｍであり、１．２という数値
は１２６という数値に、０．００９６を乗じた値であ
る。即ち、実質的には永久磁石１２の厚みは、ほぼ永久
磁石１２の面積の数値に０．００７〜０．０１０を乗じ
た値が最適となる。
【００３６】以上、本発明を実施形態に基づいて説明し
たが、本発明は上記した実施形態に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限
り、どのようにでも実施できる。
【００３７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明における内燃
機関用点火コイルは、外磁石形の閉磁路を形成したこと
により、小型で高い火花エネルギーの得られる点火コイ
ルを提供できる等、多大な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関用点火コ
イルの概略断面図である。
【図２】従来の点火コイル及び本発明の点火コイルにお
ける磁束変化量を示す特性図である。
【図３】従来の点火コイル及び本発明の点火コイルのＡ
〜Ｃの各位置における磁束変化量の分布を示す特性図で
ある。
【図４】本発明の点火コイルにおける永久磁石配設角度
と磁束変化量を示す特性図である。
【図５】従来の内燃機関用点火コイルの概略断面図であ
る。
【符号の説明】 １ 点火コイル本体 ２ 一次コイルボビン ３ 一次コイル ４ 二次コイルボビン ５ 二次コイル ６ 絶縁ケース ６ａ 鉄心固定鞘 ７ 一次端子 ８ 高圧端子 ９ 絶縁部材 １０、１１ 鉄心 １１ａ 接合部 １２ 永久磁石 １３ スペーサー Ａ、Ｂ、Ｃ 磁束変化量測定点 α 外磁石形の特性曲線 β 内磁石形の特性曲線 θ 永久磁石配設角度

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一次コイルの外周側に二次コイルを同心
    状に配設し、絶縁部材により一体的にモールドしたコイ
    ル本体と、磁性金属からなる閉磁路鉄心とで構成され、
    上記コイル本体を上記閉磁路鉄心に挿入して配設した内
    燃機関用点火コイルであって、 上記コイル本体が配設された場所とは異なる上記閉磁路
    鉄心の位置に永久磁石を上記閉磁路と磁気的に直列に配
    設し、且つ上記永久磁石の磁路と対面する面の面積を上
    記閉磁路鉄心の断面積の１．４倍乃至２倍としたことを
    特徴とする内燃機関用点火コイル。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の内燃機関用点火コイル
    において、 上記永久磁石の厚みを上記永久磁石の上記面積に０．０
    ０７乃至０．０１を乗じた値の厚みとしたことを特徴と
    する内燃機関用点火コイル。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の内燃機関用点火コイル
    において、 上記閉磁路鉄心を構成する上記磁性金属は方向性珪素鋼
    板の積層体としたことを特徴とする内燃機関用点火コイ
    ル。
  4. 【請求項４】 一次コイルの外周側に二次コイルを同心
    状に配設し、絶縁部材により一体的にモールドしたコイ
    ル本体と、磁性金属からなる閉磁路鉄心とで構成され、
    上記コイル本体を上記閉磁路鉄心に挿入して配設した内
    燃機関用点火コイルであって、 上記閉磁路鉄心の磁路の一部に配設した永久磁石と磁気
    的に直列に磁気飽和防止用の空隙か若しくは非磁性体か
    らなるスペーサーを設けたことを特徴とする内燃機関用
    点火コイル。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003068535A (ja) * 2001-08-29 2003-03-07 Nec Tokin Corp インダクタンス部品
JP2009076734A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Hanshin Electric Co Ltd 内燃機関用点火コイル
CN107408452A (zh) * 2015-04-15 2017-11-28 三菱电机株式会社 内燃机用点火线圈

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