JPH1032131A - 円筒コイル用の鉄芯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルを巻回する円筒体の内側における鉄芯
の充填効率を高めながらも、この鉄芯についての材料の
歩留りを向上させることが可能な円筒コイル用の鉄芯を
提供する。 【解決手段】 第１鉄芯１及び各第２鉄芯２は、コイル
（図示せず）を巻回する円筒体３の内側に挿入されてい
る。第１鉄芯１は、その断面形状が略正方形であり、そ
の４つの角の部位１ａで円筒体３の内周に接している。
また、各第２鉄芯２は、その断面形状が長方形であり、
その１側面が第１鉄芯１の側面に密接し、外側の２つの
角の部位２ａで円筒体３の内周に接している。この様な
構造によって、円筒体３の内側における鉄芯の充填効率
を高めている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、円筒コイル用の鉄芯
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁誘導を利用したトランスには、多種
多様なものがあり、その１つが自動車エンジンの点火装
置に設けられている。この点火装置においては、図６に
示す様にバッテリー１０１のマイナス電極をトランス１
０２の１次コイル１０２ａに接続し、このトランス１０
２の２次コイル１０２ｂをディストリビュータ１０３を
介して各点火プラグ１０４に接続している。また、コン
デンサ１０５及びブレーカ接点１０６を並列接続し、こ
れらを１次コイル１０２ａと２次コイル１０２ｂ間に接
続している。

【０００３】この点火装置では、ブレーカ接点１０６を
開成して、バッテリー１０１からトランス１０２の１次
コイル１０２ａへと電流を流しておき、このトランス１
０２の２次コイル１０２ｂがディストリビュータ１０３
を介して点火プラグ１０４に接続されているときに、ブ
レーカ接点１０６を開成して、１次コイル１０２ａと２
次コイル１０２ｂの相互誘導作用によって、２次コイル
１０２ｂに高圧電圧を発生させ、この高圧電圧をディス
トリビュータ１０３を介して点火プラグ１０４に印加
し、この点火プラグ１０４に火花を発生させる。

【０００４】トランス１０２は、図７に示す様に円筒体
１１１に鉄芯１１２を挿入し、この円筒体１１１に１次
コイル１０２ａ及び２次コイル１０２ｂを巻回してな
る。この鉄芯１１２は、短冊形の各方向性電磁鋼板を積
層したものであり、その断面形状が略正方形である。

【０００５】このトランス１０２については、その大き
さに格別な制限がなく、このため単純な構造であって、
鉄芯１１２の形状にも特別な工夫はない。

【０００６】ところで、近年は、点火装置におけるディ
ストリビュータ１０３、及びディストリビュータ１０３
と各点火プラグ１０４を接続する各高圧コードを省略す
る試みがなされている。これは、ディストリビュータ１
０３の故障発生率が高く、またコストの低減を図るに
は、ディストリビュータ１０３及び各高圧コードを削除
することが望ましいからである。

【０００７】具体的には、各点火プラグにそれぞれのト
ランスを直接取り付け、これらのトランスによってバッ
テリーの電圧を昇圧し、それぞれの点火プラグに高圧電
圧を印加して、これらの点火プラグに火花を発生させ
る。

【０００８】これらのトランスは、各点火プラグに直接
取り付けられるので、小型化を要求される。特に、トラ
ンスの外径に関しては、点火プラグと略同一程度になる
まで縮小せねばならない。

【０００９】ところが、トランスの鉄芯の断面形状を正
方形のままにして、このトランスの外径を縮小すると、
鉄芯の容量の不足を生じ、このトランスの磁気抵抗が上
昇してしまう。これに対処するには、図８及び図９に示
す様に鉄芯１２１の断面形状を変形して、円筒体１２２
の内側における鉄芯１２１の充填効率を高めるしかな
い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８の
鉄芯１２１を従来の工法によって製造すると、材料の歩
留りが悪化すると言う問題を生じた。

【００１１】この従来の工法とは、図１０に示す様な帯
状の方向性電磁鋼板１２３の各分割範囲１２３ａ毎に、
案内孔１２４及び圧入嵌合用の各凹凸部１２５を予め形
成しておき、この帯状の方向性電磁鋼板１２３を矢印ｘ
で示す方向に間欠的に移動して、この帯状の方向性電磁
鋼板１２３の各分割範囲１２３ａを第１ステージＡ0、
第２ステージＢ0 、及び第３ステージＣ0 へと順次搬送
し、これらのステージ毎に、各分割範囲１２３ａを加工
処理すると言うものである。

【００１２】第１ステージＡ0 では、分割範囲１２３ａ
における点線で示す２つの矩形領域１２６をポンチによ
って打ち抜く。これらの矩形領域１２６の離間距離は、
図８の鉄芯１２１における各短冊形鋼板１２１-1の幅に
相当する。

【００１３】また、第２ステージＢ0 では、分割範囲１
２３ａにおける点線で示す２つの矩形領域１２７をポン
チによって打ち抜く。これらの矩形領域１２７の離間距
離は、図８の鉄芯１２１における各短冊形鋼板１２-2の
幅に相当する。

【００１４】さらに、第３ステージＣ0 では、分割範囲
１２３ａにおける点線で示す矩形領域１２８をポンチに
よって打ち抜く。この矩形領域１２８の幅は、図８の鉄
芯１２１における各短冊形鋼板１２-3の幅に相当する。

【００１５】鉄芯１２１を製造するには、第１ステージ
Ａ0 で各矩形領域１２６を打ち抜いてから、第２ステー
ジＢ0 を素通りして、第３ステージＣ0 で矩形領域１２
８を打ち抜き、これによって鉄芯１２１の短冊形鋼板１
２１-1を形成する。この第３ステージＣ0 では、短冊形
鋼板１２１-1の形成に伴い、この短冊形鋼板１２１-1を
押下する。この短冊形鋼板１２１-1の形成と押下を３回
繰り返すと、３枚の短冊形鋼板１２１-1が積層され、こ
れらの短冊形鋼板１２１-1の各凹凸部１２５が相互に嵌
合して、これらの短冊形鋼板１２１-1が相互に係止し一
体化される。

【００１６】引き続いて、第１ステージＡ0 を素通り
し、第２ステージＢ0 で各矩形領域１２７を打ち抜いて
から、第３ステージＣ0 で矩形領域１２８を打ち抜き、
鉄芯１２１の短冊形鋼板１２１-2を形成して押下する。
この短冊形鋼板１２１-2の形成と押下を４回繰り返し
て、４枚の短冊形鋼板１２１-2を先の各短冊形鋼板１２
１-1上に積層し、これらの短冊形鋼板の各凹凸部１２５
を相互に嵌合させて、これらを一体化する。

【００１７】更に、第１及び第２ステージＡ0 ，Ｂ0 を
素通りして、第３ステージＣ0 で矩形領域１２８を打ち
抜き、鉄芯１２１の短冊形鋼板１２１-3を形成して押下
する。この短冊形鋼板１２１-3の形成と押下を１７回繰
り返し、１７枚の短冊形鋼板１２１-3を先の各短冊形鋼
板１２１-1，１２-2上に積層して、これらを一体化す
る。

【００１８】以降同様に、４枚の短冊形鋼板１２１-2、
及び３枚の短冊形鋼板１２１-1を順次打ち抜いて積層
し、これらの短冊形鋼板を一体化すると、鉄芯１２１が
完成する。

【００１９】すなわち、３枚の短冊形鋼板１２１-1、４
枚の短冊形鋼板１２１-2、１７枚の短冊形鋼板１２１-
3、４枚の短冊形鋼板１２１-2、及び３枚の短冊形鋼板
１２１-1、合計３１枚の短冊形鋼板を順次積層して一体
化したものが鉄芯１２１となる。

【００２０】一方、各短冊形鋼板の長さを７０ｍｍ、帯
状の方向性電磁鋼板１２３の幅を１４．６ｍｍ、短冊形
鋼板１２１-1の幅を５．０ｍｍ、短冊形鋼板１２１-2の
幅を７．６ｍｍ、短冊形鋼板１２１-3の幅を９．４ｍｍ
としている。また、帯状の方向性電磁鋼板１２３の厚み
は、０．３ｍｍであって、鉄芯１２１の厚みが９．３ｍ
ｍとなる。これによって、鉄芯１２１が内径１０．８ｍ
ｍの円筒体１２２に丁度納まる形状となる。

【００２１】また、分割範囲１２３ａの長さを８０ｍｍ
とする。さらに、鉄芯１２１となる合計３１枚の短冊形
鋼板につき、各鉄芯１２１の分離のために該各鉄芯１２
１間にスペーサとして挟まる１枚の短冊形鋼板を形成す
る。

【００２２】この様な条件の基では、帯状の方向性電磁
鋼板１２３のうちの鉄芯１２１となる部分の割合、つま
り材料の歩留りは、非常に悪い４８．４％である。

【００２３】また、第１、第２及び第３ステージＡ0 ，
Ｂ0 ，Ｃ0 を連ねているので、これらのステージのポン
チを昇降させるためのプレス装置が大型化し、設備投資
が嵩むと言う欠点があった。

【００２４】そこで、この発明の課題は、コイルを巻回
する円筒体の内側における鉄芯の充填効率を高めながら
も、この鉄芯についての材料の歩留りを向上させること
が可能な円筒コイル用の鉄芯を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、コイルを巻回する円筒体の内側に挿入
される円筒コイル用の鉄芯において、四角柱状であっ
て、この四角柱の４つの角の部位で円筒体の内周に略接
する第１鉄芯と、四角柱状であって、第１鉄芯と円筒体
の内周間の各空隙に挿入され、この四角柱の側面が第１
鉄芯に密接するとともに、この四角柱の２つの角の部位
で円筒体の内周に略接する複数の第２鉄芯とを備え、第
１鉄芯及び各第２鉄芯は、円筒体と略同一の長さの短冊
形の各磁性体板を積層し、これらの磁性体板を相互に係
止してなる。

【００２６】この様な構成によれば、第１鉄芯及び各第
２鉄芯は、それぞれが別々に形成されてから、円筒体の
内側に挿入されて相互に密接し、この円筒体と共に一体
化される。また、第１及び各第２鉄芯は、それぞれが四
角柱であるから、同一幅の短冊形の各磁性体板を積層し
て形成される。

【００２７】ここで、第１鉄芯と第２鉄芯について、材
料となる適宜の幅の帯状の磁性体板を別々に用意してお
き、これらの帯状の磁性体板毎に、帯状の磁性体板を打
ち抜いて、短冊形の各磁性体板を形成し積層して、鉄芯
を製造すれば、材料の歩留りの向上を果たすことができ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面を参照して説明する。

【００２９】図１は、この発明の円筒コイル用の鉄芯の
一実施形態を示している。同図において、第１鉄芯１及
び各第２鉄芯２は、コイル（図示せず）を巻回する円筒
体３の内側に挿入されている。第１鉄芯１は、その断面
形状が略正方形であり、その４つの角の部位１ａで円筒
体３の内周に接している。また、各第２鉄芯２は、その
断面形状が長方形であり、その１側面が第１鉄芯１の側
面に密接し、外側の２つの角の部位２ａで円筒体３の内
周に接している。

【００３０】この実施形態の鉄芯は、図８のものと同様
に、円筒体３の内側における鉄芯の充填効率が高い。こ
のため、この実施形態の鉄芯は、先に述べた自動車エン
ジンの各点火プラグに直接取り付けるトランスの鉄芯と
して好適である。

【００３１】第１鉄芯１及び各第２鉄芯２は、それぞれ
が別々に形成されたものである。第１鉄芯１及び各第２
鉄芯２を円筒体３に挿入した後に、接着剤を円筒体３に
流し込んで、これらの鉄芯１，２及び円筒体３を一体化
する。あるいは、接着剤を使用せずとも、これらの鉄芯
１，２及び円筒体３の相互の圧接により、これらを一体
化しても構わない。更には、ネジや金具等によって、こ
れらの鉄芯１，２及び円筒体３を一体化しても良い。

【００３２】この様な第１鉄芯１及び各第２鉄芯２は、
それぞれが別々に形成されたものであって、それぞれの
幅の帯状の各方向性電磁鋼板から別々に形成される。例
えば、第１鉄芯１を図２に示す様な帯状の方向性電磁鋼
板４から形成するとともに、第２鉄芯２を図３に示す様
な帯状の方向性電磁鋼板５から形成する。

【００３３】すなわち、図２の帯状の方向性電磁鋼板４
を各分割範囲４ａに区分して、これらの分割範囲４ａに
それぞれの案内孔６を予め形成しておき、この帯状の方
向性電磁鋼板４を矢印ｘで示す方向に間欠的に移動し
て、各分割範囲４ａを第１ステージＡ1 及び第２ステー
ジＢ1 へと順次搬送する。

【００３４】第１ステージＡ1 では、帯状の方向性電磁
鋼板４の各分割範囲４ａが搬送されて来る度に、図４に
示す様なプレス装置のパンチ７によって分割範囲４ａに
３つの凹凸部８を形成する。

【００３５】引き続く第２ステージＢ1 では、図４に示
す様にポンチ９によって分割範囲４ａから短冊形鋼板１
１を打ち抜き、この短冊形鋼板１１をダイ１２の孔１２
ａから保持リング１３の内側へと押下する。

【００３６】この様な第１及び第２ステージＡ1 ，Ｂ1
を繰り返すと、複数枚の短冊形鋼板１１が保持リング１
３の内側で支持されつつ積層され、ポンチ９が下死点に
達する度に、これらの短冊形鋼板１１の各凹凸部８が相
互に嵌合し、これらの短冊形鋼板１１が相互に係止し一
体化する。

【００３７】予め定められた枚数の短冊形鋼板１１を積
層し係止すると、第１鉄芯１が形成される。１つの第１
鉄芯１が形成されたときに、第１ステージＡ₁ では、パ
ンチ７がポンチ７ａの域まで押し上げられ、このポンチ
７ａによって１つの分割範囲４ａの各凹凸部８の部分が
抜き落され、引き続いて第２ステージＢ1 では、この分
割範囲４ａから短冊形鋼板１４が打ち抜かれる。この短
冊形鋼板１４は、第１ステージＡ1 で各凹凸部８の部分
が抜き落されているので、各凹凸部８を持たず、このた
めに先の第１鉄芯１や、次に形成される他の第１鉄芯１
とは係止しない。この短冊形鋼板１４は、各第１鉄芯１
間に挟まって、これらの鉄芯１の相互の係止を防ぐスペ
ーサとしての役目を果たす。

【００３８】こうして形成された第１鉄芯１は、受け台
１０に落とされて、この受け台１０から取り出される。

【００３９】同様に、図３の各方向性電磁鋼板５を各分
割範囲５ａに区分して、これらの分割範囲５ａにそれぞ
れの案内孔１５を形成しておき、この帯状の方向性電磁
鋼板５を第１ステージＡ2 及び第２ステージＢ2 へと順
次間欠的に搬送する。

【００４０】第１ステージＡ2 では、パンチ（図示せ
ず）によって、帯状の方向性電磁鋼板５の各分割範囲５
ａに３つの凹凸部１６を順次形成する。また、第２ステ
ージＢ2 では、ポンチ（図示せず）によって、各分割範
囲５ａからそれぞれの短冊形鋼板１７を打ち抜いて押下
する。

【００４１】これらのステージＡ2 ，Ｂ2 を繰り返す
と、これらの短冊形鋼板１７が積層して係止される。そ
して、予め定められた枚数の短冊形鋼板１７が積層され
ると、１つの第２鉄芯２が形成され、このときには、１
つの分割範囲５ａの各凹凸部８の部分が第１ステージＡ
2 で抜き落され、第２ステージＢ2 で、この分割範囲５
ａからスペーサとしての短冊形鋼板が打ち抜かれ、この
スペーサが第２鉄芯２上に積層される。この第２鉄芯２
は、受け台に落とされ、ここから取り出される。

【００４２】ここで、円筒体３の内径を１０．８ｍｍ、
この円筒体３の長さを７０ｍｍとする。また、帯状の各
方向性電磁鋼板４，５の厚みを０．３ｍｍとする。

【００４３】この場合、帯状の方向性電磁鋼板４から
７．６ｍｍ×７０ｍｍの短冊形鋼板１１を打ち抜き、こ
の短冊形鋼板１１を２５枚積層して、厚さ７．５ｍｍの
第１鉄芯１を形成する。また、帯状の方向性電磁鋼板５
から５．０ｍｍ×７０ｍｍの短冊形鋼板１７を打ち抜
き、この短冊形鋼板１７を３枚積層して、厚さ０．９ｍ
ｍの第２鉄芯２を形成する。

【００４４】そして、図１に示す様に第１鉄芯１と４個
の第２鉄芯２を組み合わると、これらの鉄芯１，２が円
筒体３の内側に丁度納まる。

【００４５】さて、短冊形鋼板１１を打ち抜く帯状の方
向性電磁鋼板４の幅を１０．６ｍｍ、分割範囲４ａの長
さを８０ｍｍ、２５枚の短冊形鋼板１１につき、スペー
サとなる１枚の短冊形鋼板１７を打ち抜くものとする。
また、短冊形鋼板１７を打ち抜く帯状の方向性電磁鋼板
５の幅を８．０ｍｍ、分割範囲５ａの長さを８０ｍｍ、
３枚の短冊形鋼板１７につき、スペーサとなる１枚の短
冊形鋼板を打ち抜くものとする。

【００４６】この様な条件の基では、帯状の各方向性電
磁鋼板４，５のうちの第１及び第２鉄芯１，２となる部
分の割合、つまり材料の歩留りは、６０．６％である。
したがって、先に述べた従来の鉄芯１２１の場合と比較
すると、材料の歩留りは、十分に向上している。

【００４７】また、第１鉄芯１と第２鉄芯２のいずれに
おいても、１つのパンチ及び１つのポンチを昇降させる
だけなので、プレス装置の大型化を招かずに済み、設備
投資を抑えることができる。

【００４８】図５は、この発明の円筒コイル用の鉄芯の
他の実施形態を示している。ここでは、第１及び第２鉄
芯１，２の他に、４つの第３鉄芯２１を円筒体３の内側
に挿入し、この円筒体３の内側における鉄芯の充填効率
を更に高めている。

【００４９】この場合も、第３鉄芯２１は、帯状の方向
性電磁鋼板から各短冊形鋼板を打ち抜き積層してなる。
この帯状の方向性電磁鋼板を短冊形鋼板の幅に近づけれ
ば、材料の歩留りが全く低下せずに済む。

【００５０】なお、この発明は、上記各実施形態に限定
されるものでなく、多様な変形が可能である。例えば、
各第３鉄芯の側面に密接するそれぞれの第４鉄芯を設け
ても良い。また、第１鉄芯の断面形状を正方形にせず、
長方形にしても良く、これに伴い第１鉄芯と各第２鉄芯
の組み合わせを種々に変更することができる。

【００５１】

【効果】以上説明した様に、この発明の円筒コイル用の
鉄芯は、第１鉄芯及び第２鉄芯を円筒体に挿入し一体化
したものである。第１及び各第２鉄芯は、別々に形成さ
れるものであり、それぞれが短冊形の各磁性体板を積層
してなる。このため、第１鉄芯と第２鉄芯について、材
料となる適宜の幅の帯状の磁性体板を別々に用意すれ
ば、材料の歩留りの向上を果たすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の円筒コイル用の鉄芯の一実施形態を
示す平面図

【図２】図１の第１鉄芯を形成するための工程を示す図

【図３】図１の第２鉄芯を形成するための工程を示す図

【図４】図１の第１鉄芯を形成するためのプレス装置を
概略的に示す図

【図５】この発明の円筒コイル用の鉄芯の他の実施形態
を示す平面図

【図６】自動車エンジンの点火装置を概略的に示す図

【図７】図６の装置におけるトランスの鉄芯を示す平面
図

【図８】従来の他の鉄芯を示す平面図

【図９】図８の鉄芯を示す斜視図

【図１０】鉄芯を製造するための従来の工程を説明する
ための図

【符号の説明】

１ 第１鉄芯 ２ 第２鉄芯 ３ 円筒体 ４，５ 帯状の方向性電磁鋼板 ６，１５ 案内孔 ７ パンチ ８，１６ 凹凸部 ９ ポンチ １０ 受け台 １１，１４，１７ 短冊形鋼板 １２ ダイ １３ 保持リング ２１ 第３鉄芯

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルを巻回する円筒体の内側に挿入さ
   れる円筒コイル用の鉄芯において、 四角柱状であって、この四角柱の４つの角の部位で円筒
   体の内周に略接する第１鉄芯と、 四角柱状であって、第１鉄芯と円筒体の内周間の各空隙
   に挿入され、この四角柱の側面が第１鉄芯に密接すると
   ともに、この四角柱の２つの角の部位で円筒体の内周に
   略接する複数の第２鉄芯とを備え、 第１鉄芯及び各第２鉄芯は、円筒体と略同一の長さの短
   冊形の各磁性体板を積層し、これらの磁性体板を相互に
   係止してなる円筒コイル用の鉄芯。
2. 【請求項２】 四角柱状であって、各第２鉄芯と円筒体
   の内周間の各空隙に挿入され、この四角柱の側面が各第
   ２鉄芯に密接するとともに、この四角柱の２つの角の部
   位で円筒体の内周に略接する複数の第３鉄芯を更に備
   え、 各第３鉄芯は、円筒体と略同一の長さの短冊形の各磁性
   体板を積層し、これらの磁性体板を相互に係止してなる
   請求項１に記載の円筒コイル用の鉄芯。