JPH0945558A - 点火コイル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関からの熱や振動の影響を受けにく
く、しかも内燃機関回りの省スペース化及び製品コスト
の低減を図ることができる点火コイルおよびその製造方
法を提供する。 【解決手段】 点火コイル本体１０は、強磁性体である
所定長さのケーブル状の磁心１１と、磁心１１の一端か
ら他端に渡って絶縁材を押出被覆することによって形成
された１次コイル巻床１２と、１次コイル巻床１２にエ
ナメル線１３ａを横巻することによって形成される１次
コイル１３と、１次コイル１３が形成された１次コイル
巻床１２上に絶縁材を押出被覆することによって形成さ
れた一定間隔で複数の鍔部１４ａを有する２次コイル巻
床１４と、２次コイル巻床１４の鍔部１４ａによって仕
切られた各セクションにエナメル線１５ａを整列セクシ
ョン巻することによって形成される２次コイル１５と、
２次コイル１５が形成された前記２次コイル巻床１４上
に形成された絶縁層１６と、この絶縁層１６の外周に巻
き付けられた鉄箔１７と、この鉄箔１７を被覆するシー
ス１８とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関に使用
される独立点火方式用の点火コイルおよびその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の点火コイルは、図１２に示すよ
うに、電磁鋼板を積層した磁心５１と、この磁心５１に
装着される１次コイルボビン５２と、この１次コイルボ
ビン５２にエナメル線を巻回することによって形成され
る１次コイル５３と、１次コイル５３が形成された前記
１次コイルボビン５２の外側に嵌め込まれる２次コイル
ボビン５４と、この２次コイルボビン５４にエナメル線
を巻回することによって形成される２次コイル５５とを
備えた点火コイル本体５０と、この点火コイル本体５０
が収容されるケース６０とによって構成されており、前
記ケース６０には、前記１次コイル５３が接続される接
続端子６２を有する１次コネクタ部６１と、前記２次コ
イル５５が接続される接続端子６４を有する２次コネク
タ部６３とが形成されている。

【０００３】また、前記点火コイル本体５０が収容され
たケース６０内の空間には、エポキシ樹脂等の熱硬化性
樹脂が充填されており、この熱硬化性樹脂によって、１
次コイル５３、２次コイル５５が含浸固着されると共に
２次コイル５５の出力高電圧に耐える絶縁性が確保され
るようになっている。

【０００４】以上のように構成された点火コイルは、前
記２次コネクタ部６３が内燃機関のプラグホール内に嵌
挿された状態でケース６０が内燃機関に直接固定され、
前記１次コネクタ部６１が、ケーブルを介してバッテリ
に接続されると共に、前記２次コネクタ部６３が、プラ
グホール内において接続部品を介して点火プラグに接続
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、電磁鋼板を積層した磁心５１に１次コイルボビン
５２、２次コイルボビン５４を組み付けた点火コイルで
は、点火コイル本体５０自体が嵩ばるため、設置しよう
とする内燃機関の周囲にある程度の設置スペースを確保
する必要がある。

【０００６】また、このような点火コイルでは構成部品
数が多く、各部品形状も複雑になるため、これらの部品
を製造するための金型の作製費が高くなると共に、これ
らの部品は点火コイルを設置する内燃機関の形状にも左
右されるため、汎用性がなく、内燃機関の形状に合わせ
てそれぞれ異なる部品を準備しなければならないので、
点火コイルの製品コストを引き上げる要因になってい
る。

【０００７】さらに、このような点火コイルは、上述し
たように、点火コイル本体５０が収容されたケース６０
を内燃機関に直付けするため、内燃機関からの熱や振動
の影響を直接受け、点火コイルの寿命短縮の要因となっ
ている。

【０００８】そこで、この発明の課題は、内燃機関から
の熱や振動の影響を受けにくく、しかも内燃機関回りの
省スペース化及び製品コストの低減を図ることができる
点火コイルおよびその製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、強磁性体によって形成された線材を束
ねた可撓性を有するケーブル状の磁心と、前記磁心に絶
縁材を押出被覆することによって形成された１次コイル
巻床と、前記１次コイル巻床に電線を巻回することによ
って形成される１次コイルと、前記１次コイルが形成さ
れた前記１次コイル巻床上に絶縁材を押出被覆すること
によって形成される、一定間隔で径方向に突出した鍔部
を有するた２次コイル巻床と、前記２次コイル巻床の前
記鍔部によって仕切られた各セクションに電線を多層に
整列巻きすることによって形成される２次コイルと、前
記２次コイルが形成された前記２次コイル巻床上に絶縁
材を被覆することによって形成された絶縁層とを備えた
点火コイルを提供するものである。

【００１０】また、上記点火コイルは、連続供給される
強磁性体によって形成された複数の線材を結束すること
によって磁心とし、これを連続的に送り出す工程と、連
続に送り出された前記磁心の外周面に絶縁性有機材料を
連続的に押出被覆することで１次コイル巻床を連続する
前記磁心上に形成する工程と、前記１次コイル巻床上に
電線を巻回して１次コイルを形成する工程と、前記１次
コイルが形成された前記１次コイル巻床上に絶縁性有機
材料を連続的に押出被覆することで、一定間隔で径方向
に突出した鍔部を有する２次コイル巻床を形成する工程
と、前記２次コイル巻床の前記鍔部によって仕切られた
各セクションに電線を多層に整列巻きすることにより２
次コイルを形成する工程と、前記２次コイルが形成され
た前記２次コイル巻床上に絶縁性有機材料を被覆するこ
とで絶縁層を形成する工程と、連続供給される前記磁心
を所定位置で切断する工程とを備えた点火コイルの製造
方法によって製造される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図１（ａ）に示すように、こ
の点火コイル１０は、強磁性体である所定長さのケーブ
ル状の磁心１１と、前記磁心１１の一端から他端に渡っ
て形成された１次コイル巻床１２と、前記１次コイル巻
床１２にエナメル線１３ａを巻回することによって形成
される１次コイル１３と、前記１次コイル１３が形成さ
れた前記１次コイル巻床１２上にその全域に渡って形成
された２次コイル巻床１４と、前記２次コイル巻床１４
にエナメル線１５ａを巻回し、その線間を絶縁物で封止
することによって形成される２次コイル１５と、前記２
次コイル１５が形成された前記２次コイル巻床１４上に
その全域に渡って形成された絶縁層１６と、この絶縁層
１６の外周に巻き付けられた鉄箔１７と、この鉄箔１７
を被覆するシース１８とから構成されている。

【００１２】前記磁心１１は、電磁軟鉄棒（ＪＩＳ Ｃ
２５０３−９０ ＳＵＹＢ１に相当するもの）がφ０．
３〜１．０ｍｍに伸線された線材１１ａを、数本から数
十本束ねたものであり、一定の可撓性を有しているた
め、自由に屈曲させることができる。なお、この実施形
態では、複数本の線材１１ａを単に束ねただけのもので
るが、例えば、複数本の線材１１ａを束ねて撚り合わせ
たものや、複数本の線材１１ａを束ねて撚り合わせた
後、径方向に圧縮することによって磁心１１を形成した
ものであってもよい。

【００１３】前記１次コイル巻床１２は、前記磁心１１
上に絶縁性有機材料を厚さ０．３〜２．０ｍｍで押出被
覆することによって形成されており、この１次コイル巻
床１２内には、φ０．４〜０．６ｍｍのエナメル線を磁
心１１の長手方向に沿って縦添えすることによって形成
され、一端が前記１次コイル１３に溶接等によって電気
的に接続される縦添え線１３ｂが埋設されている。な
お、前記絶縁性有機材料としては、フッ素ゴム、エチレ
ン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、シリコーン
ゴム、架橋ポリエチレン等のプラスチック材料のよう
に、押出成形が可能で、耐熱温度が適度に高く、ケーブ
ル絶縁材料として実績があり、さらに可撓性を有するも
のが適している。

【００１４】前記２次コイル巻床１４は、前記１次コイ
ル１３が形成された前記１次コイル巻床１２上に、前記
１次コイル巻床１２と同様の絶縁性有機材料を厚さ０．
５０〜３．００ｍｍで被覆することによって形成されて
おり、この２次コイル巻き床１４は、一定間隔で径方向
に突出した鍔部１４ａを有している。

【００１５】なお、前記２次コイル巻床１４を形成する
絶縁性有機材料としては、前記１次コイル１３からのジ
ュール発熱が大きいため、耐熱性を有していることが重
要である。一方、絶縁層１６を形成する絶縁性有機材料
としては、２次コイルからの発熱は少ないものの、内燃
機関の近傍に設置されるため、周囲温度が高く、やはり
１２０℃程度の耐熱性は必要になる。また、前記２次コ
イル巻床１４及び絶縁層１６を形成する絶縁性有機材料
に必要な電気特性としては、固有抵抗が１０¹²Ω・ｃｍ
以上、耐電圧が２０ＫＶ／ｍｍ以上は必要であり、前記
１次コイル巻床１２と同様に一定の可撓性を有すること
も重要な条件である。

【００１６】前記１次コイル１３の巻線及び縦添え線１
３ｂである前記エナメル線１３ａは、径φ０．４〜０．
６ｍｍのものを使用し、前記２次コイル１５の巻線であ
る前記エナメル線１５ａは、径φ０．０３〜０．１ｍｍ
ものを使用している。前記１次コイル１３は前記エナメ
ル線１３ａを前記１次コイル巻床１２上に単に横巻きし
ているだけであるが、前記２次コイル１５は、図１
（ｂ）に示すように、前記２次コイル巻床１４の鍔部１
４ａによって仕切られた各セクション毎に、図に矢印で
示す方向に前記エナメル線１３ａを多層に積み重ねて巻
き付けていく、いわゆる整列セクション巻きし、その線
間を例えば、シリコーンオイル、可とう性エポキシ等の
絶縁物で封止したものであり、１次コイル１３のように
単に横巻したものに比べて２次側の巻数のフレキシビリ
ティが増えるので、１次側に対する２次側の巻数比を広
範囲に変えることができるという利点がある。

【００１７】また、上述したように、１次コイル１３の
巻線の一端と縦添え線１３ｂの一端とが接続されている
ので、１次コイル１３のリード線となる前記巻線の他端
と縦添え線１３ｂとを同一端から引出すことができると
いう利点がある。

【００１８】前記絶縁層１６は、前記１次コイル巻床１
２と同様の絶縁性有機材料を厚みは１〜４ｍｍ程度で押
出被覆することによって形成されており、前記シース１
８の材料としては、シリコーンゴム、エチレン・プロピ
レンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、アクリルゴム等が適し
ている。

【００１９】なお、この点火コイル１０では、上述した
ように鉄箔１７を被覆しているが、この鉄箔１７を設け
たのは、コイルはノイズ発生源故、シールド機能を付
与するため、通電によって発生する磁界を整えるた
め、外界に対する耐電圧向上のため、シールドを接
地することによって静電容量を大きくして点火エネルギ
ーの増強を図るため、等の理由による。また、前記鉄箔
１７以外に、ニッケル、コバルト、アモルファス合金等
の強磁性体を被覆することもできる。

【００２０】以上のように構成された点火コイル１０
は、以下のように製造される。まず、第１工程において
は、前記電磁軟鉄棒が伸線機（図示せず）によって伸線
された複数本の線材１１ａが連続供給されるので、図２
に示すように、この複数本の線材１１ａを結束装置３１
によって束ね、連続した可撓性を有するケーブル状の磁
心１１として次工程に送り出す。

【００２１】第２工程では、このようにして連続的に送
り出されてくる磁心１１上に、図３に示すように、１本
のエナメル線１３ａを前記磁心１１に沿わせるように縦
ぞえしながら、第１有機材料押出装置３２によってフッ
素ゴム等の絶縁性有機材料を連続的に押出被覆して前記
１次コイル巻床１２を形成し、次工程に送り出す。

【００２２】第３工程では、このようにして連続した前
記磁心１１上に形成された１次コイル巻床１２上に、図
４に示すように、１次コイル巻回装置３３によって前記
エナメル線１３ａを横巻きすることで、各１次コイル巻
床１２上に１次コイル１３を形成し、次工程に送り出
す。

【００２３】第４工程では、このようにして１次コイル
１３が形成されたそれぞれの前記１次コイル巻床１２上
に、図５に示すように、第２有機材料押出装置３４によ
ってフッ素ゴム等の絶縁性有機材料を連続的に押出被覆
して一定間隔で径方向に張り出した複数の鍔部１４ａを
有する前記２次コイル巻床１４を順次形成し、次工程に
送り出す。

【００２４】前記第２有機材料押出装置３４は、図６に
示すように、鍔部１４ａを形成するための複数の周溝３
４ｃを一定間隔で備えた半割り状の金型３４ｂを無端状
に連結した二組の金型群３４ａをそれぞれ磁心１１の供
給方向に回転させながら、前記金型群３４ａの金型３４
ｂによって１次コイル１３が形成された磁心１１を挟み
込み、この金型３４ｂ内にスクリュウ３４ｄによって絶
縁性有機材料を押出すことで１次コイル１３上に鍔部１
４ａを有する２次コイル巻床１４を押出形成するように
なっている。なお、他の成形方法として、射出成形、ブ
ロー成形、真空成形等がある。

【００２５】第５工程では、このようにして形成された
２次コイル巻床１４の前記鍔部１４ａによって仕切られ
た各セクションに、図７に示すように、２次コイル巻回
装置３５によって前記エナメル線１５ａを整列セクショ
ン巻きし、さらに線間をシリコーンオイル等で封止する
ことで、２次コイル巻床１４上に２次コイル１５を形成
し、次工程に送り出す。

【００２６】第６工程では、このようにして２次コイル
１５が形成されたそれぞれの前記２次コイル巻床１４上
に、図８に示すように、第３有機材料押出装置３６によ
ってフッ素ゴム等の絶縁性有機材料を連続的に押出被覆
して絶縁層１６を形成し、次工程に送り出す。

【００２７】第７工程では、図９に示すように、鉄箔巻
付装置３７によって前記絶縁層１６上に鉄箔１７を巻き
付けた後、第４有機材料押出装置３８によって前記鉄箔
１７上にシリコーンゴム等の絶縁性有機材料を連続的に
押出被覆してシース１８を形成し、次工程に送り出す。

【００２８】最終の第８工程では、図１０に示すよう
に、切断装置３９によって所定長に切断し、前記１次コ
イル１３の巻線の一端と、前記縦添え線１３ｂの一端と
を引出して相互に溶接することによって所定長のケーブ
ル状の点火コイル１０が順次製造される。

【００２９】また、この実施形態では、フッ素ゴム等の
絶縁性有機材料を押出被覆することによって絶縁層１６
を形成しているが、これに限定されるものではなく、例
えば絶縁性材料によって形成されたチューブを被覆した
り、絶縁テープを巻き付けたり、液状樹脂を塗布した
り、絶縁性樹脂によってモールドしたりすることによっ
て形成することもできる。

【００３０】また、この実施形態では、前記絶縁層１６
の外側に鉄箔１７等の強磁性体材料によって形成された
磁気シールド層を設けているが、このような磁気シール
ド層は必ずしも設ける必要はない。

【００３１】さらに、上記製造方法では、磁心１１、１
次コイル巻床１２、１次コイル１３、２次コイル巻床１
４、２次コイル１５、絶縁層１６等を一連の工程で形成
しているが、例えば、連続供給される磁心１１に１次コ
イル巻床１２及び１次コイル１３を順次形成した１次コ
イル側要素と、鍔部１４ｂを有する連続したチューブ状
の２次コイル巻床１４を形成した後、この２次コイル巻
床１４に２次コイル１５、絶縁層１６等を順次形成した
２次コイル側要素とをそれぞれ個別に製造しておき、後
に１次コイル側要素に２次コイル側要素を組み付けるこ
とによって点火コイル１０を製造することもできる。こ
の場合、１次コイル側要素と２次コイル側要素をとの隙
間は絶縁性の有機材料を充填処理しておかねばならな
い。

【００３２】このようにして製造された点火コイル１０
は、可撓性を有するケーブル状のものであって、通常の
ハイテンションコードと同様な取扱いが可能であり、具
体的には、以下のように使用される。

【００３３】図１１に示すように、内燃機関２０のプラ
グホール２１内に設置された点火プラグ２２のターミナ
ル２３には、プラグホール２１内に収容される接続コネ
クタ２４の一端が接続されると共にこの接続コネクタ２
４の他端側は内燃機関２０に固定された固定部材２５に
よって支持されており、前記点火コイル１０は、その一
端側において前記２次コイル１５が前記接続コネクタ２
４の他端側に接続されると共に、他端側において前記１
次コイル１３がパワートランジスタ２６、イグナイタ２
７、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２８等の制御回路に接
続される。

【００３４】このように、前記点火コイル１０は可撓性
を有するケーブル状であるため、従来に比べてその設置
スペースが小さくなり、しかも上述したように内燃機関
２０に直付けする必要がないので、内燃機関２０の形状
にあわせて点火コイルの形状、構造等を変更する必要が
なく、汎用性が高まる。

【００３５】また、点火コイル１０をケーブル状にして
内燃機関２０との距離を大きくするようにしたため、内
燃機関２０からの熱や振動の影響を受けにくく、点火コ
イル１０自体の寿命が伸びると共に、２次コイル１３を
取り巻く絶縁層１６やシース１８を必要以上に厚くしな
くてもよいので、静電容量が増加し、これにともなって
点火エネルギーが増大する。

【００３６】また、従来の１次コイルボビン、２次コイ
ルボビンに相当する１次コイル巻床１２及び２次コイル
巻床１４をそれぞれ絶縁性有機材料の押出被覆によって
形成しているため、部品点数が少なくなると共に金型の
使用が少なくなるため金型費の削減による製品コストの
低減を図ることができる。

【００３７】さらに、上述した製造方法では、押出成形
を多用しているため、被覆電線を製造する際に用いる押
出被覆装置を流用することができ、設備費の軽減を図る
こともできる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、この発明の点火コイル
は、全体が通常のケーブルと同様の線状に形成されてい
るため、設置スペースが小さくなるという効果があり、
しかも、内燃機関に直付けする必要がないので、内燃機
関の形状に左右されることがなく、汎用性が高まると共
に、内燃機関からの熱や振動を直接受けることがなく、
製品寿命が伸びるという効果がある。

【００３９】また、構成部品が少なく、１次コイル巻床
及び２次コイル巻床をそれぞれ絶縁材を押出被覆するこ
とによって形成する構成を採用したため、部品の作製に
際して金型の使用が少なくなり、金型費の削減による製
品コストの低減を図ることができる。

【００４０】また、この点火コイルは、一定間隔で径方
向に突出した鍔部を有する２次コイル巻床の前記鍔部に
よって仕切られた各セクションに電線を整列セクション
巻きすることで２次コイルを形成するようにしたため、
単に電線を横巻した２次コイルに比べて２次側の巻数の
フレキシビリティが増えるので、１次側に対する２次側
の巻数比を広範囲に変えることができるという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す断面図である。

【図２】同上の製造方法を示す工程図である。

【図３】同上の製造方法を示す工程図である。

【図４】同上の製造方法を示す工程図である。

【図５】同上の製造方法を示す工程図である。

【図６】同上の第２有機材料押出装置を示す概略図であ
る。

【図７】同上の製造方法を示す工程図である。

【図８】同上の製造方法を示す工程図である。

【図９】同上の製造方法を示す工程図である。

【図１０】同上の製造方法を示す工程図である。

【図１１】同上の使用例を示す概略図である。

【図１２】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 点火コイル １１ 磁心 １２ １次コイル巻床 １３ １次コイル １３ｂ 縦添え線 １４ ２次コイル巻床 １４ａ 鍔部 １５ ２次コイル １６ 絶縁層 １７ 鉄箔 １８ シース ３１ 結束装置 ３２ 第１有機材料押出装置 ３３ １次コイル巻回装置 ３４ 第２有機材料押出装置 ３５ ２次コイル巻回装置 ３６ 第３有機材料押出装置 ３７ 鉄箔巻付装置 ３８ 第４有機材料押出装置 ３９ 切断装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9375−5Ｅ Ｈ０１Ｆ 31/00 ５０１Ｑ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強磁性体によって形成された線材を束ね
   た可撓性を有するケーブル状の磁心と、 前記磁心に絶縁材を押出被覆することによって形成され
   た１次コイル巻床と、 前記１次コイル巻床に電線を巻回することによって形成
   される１次コイルと、 前記１次コイルが形成された前記１次コイル巻床上に絶
   縁材を押出被覆することによって形成される、一定間隔
   で径方向に突出した鍔部を有する２次コイル巻床と、 前記２次コイル巻床の前記鍔部によって仕切られた各セ
   クションに電線を多層に整列巻きすることによって形成
   される２次コイルと、 前記２次コイルが形成された前記２次コイル巻床上に絶
   縁材を被覆することによって形成された絶縁層とを備え
   た点火コイル。
2. 【請求項２】 連続供給される強磁性体によって形成さ
   れた複数の線材を結束することによって磁心とし、これ
   を連続的に送り出す工程と、 連続に送り出された前記磁心の外周面に絶縁性有機材料
   を連続的に押出被覆することで１次コイル巻床を連続す
   る前記磁心上に形成する工程と、 前記１次コイル巻床上に電線を巻回して１次コイルを形
   成する工程と、 前記１次コイルが形成された前記１次コイル巻床上に絶
   縁性有機材料を連続的に押出被覆することで、一定間隔
   で径方向に突出した鍔部を有する２次コイル巻床を形成
   する工程と、 前記２次コイル巻床の前記鍔部によって仕切られた各セ
   クションに電線を多層に整列巻きすることにより２次コ
   イルを形成する工程と、 前記２次コイルが形成された前記２次コイル巻床上に絶
   縁性有機材料を被覆することで絶縁層を形成する工程
   と、 連続供給される前記磁心を所定位置で切断する工程とを
   備えた点火コイルの製造方法。