JPH11260655A - 点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トランス部への入出力線の取り出しを容易に
し、且つエネルギー効率を向上する。 【解決手段】 補助コア１２の腕部２２とサイドコア１
３とが接触する接触部分を、全てのスリット１４の端部
に掛かるように、または全てのスリット１４の両側に均
一な離間距離をもって配置し、腕部２２同士の間の間隙
において内部のトランス部１０からの引き出し線を外部
に引き出すことが容易でありながら、サイドコア１３と
磁気接続する腕部２２の接続面をスリット１４の端部付
近に配置でき、スリット１４の端部周辺の強磁束を、サ
イドコア１３と腕部２２との接続面で分散してこの部分
の磁気飽和の発生を防止できる。

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、トランス部の中
心に配されるセンタコアと、トランス部の外周に配され
て同軸方向へ延びるスリットが所定のピッチで平行に並
んで所定個数形成された筒状のサイドコアと、センタコ
アとサイドコアの端部間を磁気的に接続する補助コアと
を備えた点火コイルに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】プラグ
ホール内に挿入される点火コイルの一般的な磁路構成
は、図１０及び図１１（第１従来技術）のように、中心
部に設置されている棒状のセンタコア１と、このコイル
部２の外周に設置されている筒状のサイドコア３とから
なる開磁路構成のものがある。

【０００３】しかし、センタコア１とサイドコア３との
間は、磁気的な接続がされていないため、磁界の漏洩が
大きくなり、一次コイル２ａから二次コイル２ｂへの変
換効率が低いという指摘がある。

【０００４】そこで、磁界の漏洩を低減させるための磁
路構成として、図１２ないし図１５（第２従来技術）の
如く、センタコア１の端部に、サイドコア３の端部（開
口部）の一部に近接するようなセンタコア１の径と同等
幅の補助コア４を形成し、この補助コア４をサイドコア
３の所定位置に対して部分的に密に接触させて閉磁路を
形成するものがある。かかる補助コア４によって、磁路
内から大きな磁路ギャップは存在しなくなり、回路的に
は磁界の漏洩は低減することから、図１０及び図１１の
ような開磁路構成の第１従来技術より、二次出力が１〜
２割程度改善される。

【０００５】特に、小型・高エネルギー化を実施する目
的で、磁路内の一部に希土類磁石を挿入することによっ
てセンタコア１と逆相に磁界を形成する場合、かかる逆
バイアスを利用してエネルギー効率を増加させることが
できるため、第２従来技術では二次エネルギーが理論的
には２〜４割程度増加することになる。

【０００６】しかし、かかる例によっても、実測の結果
としては、数値的には２５〜３５ｍＪ程度で止まり、そ
れ以上の増加は不可能であることがわかっている。これ
については、次のような原因が考えられる。

【０００７】一般に、サイドコア３には図１４及び図１
５のようなスリット５が形成される。このスリット５
は、サイドコア３を形成する際に板状の素材を円筒状に
湾曲して使用することから、当該板の端部同士を近接す
る位置については必ずスリット５が形成される。このた
め、磁場形成の対称性を考慮して複数のスリット５が形
成されるのである。この場合、発生した磁束の大部分が
隣り合うスリット５同士の間を通ることになる。

【０００８】そして、例えば図１４のように、補助コア
４とサイドコア３との接続面がスリット５の端部に位置
する場合は、補助コア４の幅がセンタコア１の径と同等
であることから、補助コア４とサイドコア３との接続面
積が小さくなる。このため、補助コア４の端部とサイド
コア３との接続面の周辺領域（図１４に網線で示す）、
言い換えれば、スリット５の端部付近Ｍにおいて磁気飽
和が発生する。このように磁路内に磁気飽和が発生する
と、漏れ磁束が発生し、コイル自体のエネルギー効率が
低下するため、磁路内の一部（例えば補助コア４とセン
タコア１との間）に永久磁石を設置したところで、大幅
な性能の増加は不可能となる。

【０００９】また、図１５のように、複数のスリット５
が形成されている場合において、補助コア４とサイドコ
ア３との接続面が、スリット５同士の間の中間位置に位
置する場合は、補助コア４の端部とサイドコア３との接
続面の周辺だけでなく、スリット５の端部においても磁
気飽和が（図１５に網線で示す）発生する。そうする
と、磁力線がこの飽和領域を越えて形成する際の支障と
なり、補助コア４の配置されていない部分について磁界
が効率よく形成されないという不都合がある。

【００１０】このように、図１４及び図１５のような場
合には、スリット５の端部が磁気飽和することになり、
スリット５の外側に磁束は流れるとはいえ、スリット５
の端部付近Ｍが磁気的に飽和しているため、エネルギー
効率はかなり制約を受け、回路的には思わしくない。こ
のようなことから、図１４及び図１５のような磁気回路
は、エネルギー損失が大きなものとなってしまい、永久
磁石による逆バイアスも有効に利用することができない
ことから、二次出力の増加が見込めない。

【００１１】なお、サイドコア３に均等な磁界を与える
手段として、特開平３−１５４３１１号公報のように円
板状の補助コアを用いる方法があるが、コイル部がコア
に覆われるため、一次コイル２ａへの入力線や二次コイ
ル２ｂへの出力線（図示せず）の取り出しが困難となる
といった別の問題も発生する。

【００１２】そこで、この発明の課題は、各コイルへの
入力線及び出力線の取り出しが容易であって、且つエネ
ルギー効率に優れた点火コイルを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
請求項１に記載の発明は、トランス部の中心に配される
センタコアと、前記トランス部の外周に配されて同軸方
向へ延びるスリットが所定のピッチで平行に並んで所定
個数形成された筒状のサイドコアと、前記センタコアと
サイドコアの端部間を磁気的に接続する補助コアとを備
えた点火コイルであって、前記補助コアは、前記センタ
コアに連結されて当該センタコアの径と略同径とされた
中心部と、前記中心部から前記サイドコアに向けて放射
状に形成された複数の腕部とを備え、前記腕部と前記サ
イドコアとが接触する接触部分が、全ての前記スリット
の端部に掛かるように、または全ての前記スリットの端
部の両側に均一な離間距離をもって配置されるようにし
たものである。

【００１４】請求項２に記載の発明は、前記腕部の形成
個数は、前記スリットの形成個数と等しく設定され、且
つ、前記腕部の形成ピッチが前記スリットの形成ピッチ
に対応して設定されたものである。

【００１５】請求項３に記載の発明は、前記腕部は、前
記スリットの２個以上の一定の形成個数に対応して１個
ずつ形成され、且つ、前記腕部の幅が、当該腕部に対応
付けられた前記２個以上の一定の形成個数のスリット分
の間隔以上に設定されたものである。

【００１６】請求項４に記載の発明は、前記腕部の幅
は、前記中心部の径と同寸法以上に設定されたものであ
る。

【００１７】請求項５に記載の発明は、前記腕部の幅
は、外側にいくにしたがって漸次大きくなるように形成
されたものである。

【００１８】請求項６に記載の発明は、前記腕部は３個
以上に形成されたことを特徴とする点火コイル。

【００１９】

【発明の実施の形態】｛第１の実施の形態｝図１はこの
発明の第１の実施の形態の点火コイルを示す平面図、図
２（Ａ）（Ｂ）は同じくその斜視図である。

【００２０】この点火コイルは、自動車のエンジン部に
おけるプラグホール内に挿入されるものであって、トラ
ンス部１０の中心に配されるセンタコア１１と、トラン
ス部１０の外周に配される筒状のサイドコア１３と、セ
ンタコア１１とサイドコア１３の端部間を磁気的に接続
する補助コア１２とを備え、これらを組み合わせて図示
しないケースに挿入し、それぞれを熱硬化性樹脂等で絶
縁した構造となって使用されるものである。ここで、こ
の実施の形態では、サイドコア１３において複数（４
個）のスリット１４が同軸方向へ延びるように均等の周
方向に沿ってピッチで離間して形成されていることを前
提とする。

【００２１】そして、この点火コイルは、図１及び図２
（Ａ）（Ｂ）の如く、センタコア１１の端部に形成され
た補助コア１２の形状を、センタコア１１との接触部分
から放射状に形成しておき、補助コア１２とサイドコア
１３との接触面が、複数（４個）のスリット１４に面
し、あるいは、全てのスリット１４の端部の両側に均等
に離間して配置することで、スリット１４の端部に発生
する磁場を上記接触部分の周囲に分散して磁気飽和を防
止するとともに、サイドコア１３内からの入出力線（引
き出し電線）の取り出しを容易にしたものである。

【００２２】そして、補助コア１２の平面視形状は、図
１の如く、中心部２１からセンタコア１１の径（例えば
約９ｍｍ）と同寸法またはこれより若干大きい幅で放射
状に一体形成された４個の腕部２２を有しており、各腕
部２２は互いに９０度の角度差を有することで、略十字
型に形成されており、腕部２２を含む補助コア１２の外
径はサイドコア１３の内径（例えば約２０ｍｍ）と同等
とされて、各腕部２２の先端部がサイドコア１３に接触
するようになっている。また、各腕部２２の厚さは例え
ば約３ｍｍ程度に設定されている。

【００２３】サイドコア１３に形成された複数（４個）
のスリット１４は、図２（Ａ）（Ｂ）の如く、上述の通
り互いに周方向に沿って一定距離ずつ離間されて配置さ
れており、これに伴って、各腕部２２とサイドコア１３
との接触部分は、同図（Ａ）のように、サイドコア１３
における全てのスリット１４の端部の両側に均等な離間
距離を持って配置されているか、あるいは、同図（Ｂ）
のように、全てのスリット１４の端部に近接するように
なっているかのいずれかの構成を採る。

【００２４】この結果、補助コア１２の腕部２２の形成
個数は、サイドコア１３に形成されたスリット１４の形
成個数に等しくなっている。

【００２５】なお、図２（Ａ）（Ｂ）のいずれの構成を
採るかは、作業者の選択により自由であり、センタコア
１１と補助コア１２で構成された連結体がサイドコア１
３に填め込まれる際に、センタコア１１を中心に回転角
度を変更するだけで容易に且つ選択的に配置形成できる
ものである。

【００２６】ここで、図２（Ａ）のように、補助コア１
２がサイドコア１３における全てのスリット１４の端部
の両側に均等な離間距離をもって配置する構造を採る場
合は、スリット１４を交差して磁界を形成する必要がな
いことから、スリット１４が形成されている部分のサイ
ドコア１３の端部付近Ｍには磁気飽和が発生せず、直接
正常な磁界を形成できる。また、複数の腕部２２によ
り、この腕部２２とサイドコア１３との接触面の面積の
合計を大きく採ることができ、その結果、スリット１４
に掛かるサイドコア１３の端部に発生していた磁力が緩
和され、磁気飽和が防止されて漏れ磁束等の損失がなく
なる。

【００２７】これらの結果、トランス部１０内の二次コ
イルへの変換効率が向上し、さらに磁路内の一部（補助
コア１２とセンタコア１１との間等）に図示しない永久
磁石を挿入することで、逆バイアスによる２次側性能も
向上し、具体的な実験分析の結果、二次エネルギーが５
０ｍＪ以上を得ることが可能となった。

【００２８】また、補助コア１２の複数の腕部２２とサ
イドコア１３との間に形成される開口を通じて、容易に
トランス部１０（１次コイル及び２次コイル）の入出力
線を取り出すことが可能となる。

【００２９】なお、この実施の形態では、サイドコア１
３においてスリット１４が４個形成されていることに対
応して、補助コア１２の腕部２２の個数を４個に設定し
ていたが、上記の利点はスリット１４の数が３個以上で
あれば有効になるものである。即ち、このようにスリッ
ト１４が３個以上であれば、スリット１４が形成されて
いない部分に補助コア１２を配置することが困難とな
り、特にスリット１４の数が多ければ多いほど、スリッ
ト１４と補助コア１２との近接は避けられないものとな
り、スリット１４の端部に磁気飽和が発生しやすくなる
からであり、かかる場合に、全てのスリット１４を跨ぐ
ように、各スリット１４の端部の両側に均等な離間距離
を持って配置することで、磁気飽和の問題を解決できる
ものである。具体的には、例えばスリット１４が３個の
場合は、図３のように補助コア１２の腕部２２の個数を
３個とし、あるいは、例えばスリット１４が６個の場合
は、図４のように補助コア１２の腕部２２の個数を６個
とすればよい。

【００３０】｛第２の実施の形態｝図５（Ａ）（Ｂ）は
この発明の第２の実施の形態の点火コイルの他の例にお
ける補助コアの平面視形状の一例を示す図である。な
お、図５（Ａ）（Ｂ）では第１の実施の形態と同様の機
能を有する要素については同一符号を付している。第１
の実施の形態では、腕部２２の幅寸法が一定に設定され
ていたが、この実施形態の点火コイルは、図５の如く、
センタコア１１と補助コア１２との接続部位の幅は、セ
ンタコア１１の径と同等程度またはそれより若干大きい
程度とし、且つ、補助コア１２の中心部２１（即ちセン
タコア１１との連結部位）に比べて、腕部２２の先端部
の幅寸法が大きく設定されたものである。この腕部２２
の先端部の幅としては、各スリット１４同士の離間距離
よりも若干大きい程度に設定される。その結果、腕部２
２の形成個数は、スリット１４の形成個数の半分に設定
されることになる。具体的には、図５（Ａ）（Ｂ）のよ
うに、スリット１４が４個である場合には、腕部２２は
２個で済むことになる。

【００３１】そして、図５（Ａ）のように、いくつかの
スリット１４（１４ａ）については腕部２２の先端部が
近接配置されるとともに、その他の全てのスリット１４
（１４ｂ）については、当該スリット１４（１４ｂ）と
その隣に位置するスリット１４（１４ａ）との中間位置
に腕部２２の先端側の端線が配置されるようになってい
る。あるいは、図５（Ｂ）のように、全てのスリット１
４について腕部２２の先端部が近接配置されるようにし
てもよい。

【００３２】これにより、第１の実施の形態と同様に、
スリット１４同士の間の間隙において、トランス部１０
（１次コイル及び２次コイル）からの入出力線の取り出
しを容易にするとともに、腕部２２とサイドコア１３と
の接続面（図２（Ａ）（Ｂ）参照）における磁気飽和の
発生を防止できる。

【００３３】｛第３の実施の形態｝図６はこの発明の第
３の実施の形態の点火コイルを示す図である。なお、図
６では第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様の
機能を有する要素については同一符号を付している。こ
の実施形態の点火コイルは、センタコア１１と補助コア
１２との接続部位（中心部２１）の幅に比べて、腕部２
２の先端部の幅寸法が大きくなるようにし、即ち、その
幅寸法を隣り合うスリット１４同士の離間距離以上に設
定している点で、第２の実施の形態と同様のものである
が、第２の実施の形態のように補助コア１２の加工の際
に凹凸の多い形状になると、プレス等の抜き加工におい
ては曲げ等が発生し、また、放電加工等の切抜き加工に
おいては外周が長いため加工時間が長くなる、といっ
た、製造工程上不利な点があることに鑑み、補助コア１
２において鋭角となるような部分や、第１の実施の形態
のように幅細となるような部分（図１及び図２（Ａ）
（Ｂ）中における腕部２２）が発生しないよう、腕部２
２の輪郭を曲線状（符合２３）に形成し、腕部２２の先
端部の幅寸法が外側（放射方向）にいくにしたがって漸
次大きくなるようにしたものである。

【００３４】このような形状とすることにより、補助コ
ア１２とサイドコア１３との接触面を幅広く採ること
で、補助コア１２の形状に鋭角部分や幅細部分の発生を
防止でき、加工性が向上し、また補助コア１２に必要な
機能を損なうことなく、簡素化することができた。

【００３５】なお、図７は第３の実施の形態の変形例で
ある。図７の例においては、各腕部２２の形状を扇形と
することで、曲線状とせずに、鋭角部分や幅細部分の発
生を防止したものである。かかる形状のものによって
も、同様の効果を得られることは言うまでもない。

【００３６】あるいは、図８のように、腕部２２の扇形
の形成角度（即ち幅寸法）をできるだけ大きくとったよ
うなものであってもよい。

【００３７】なお、図６ないし図８の例では、スリット
１４が４個であることに対応して２個の腕部２２を形成
して使用した例を示したものであるが、例えばスリット
１４が８個設けられている場合には、図９のように、４
個の腕部２２を形成して使用すればよい。

【００３８】また、これらは全て、２個のスリット１４
に対して１個の腕部２２を形成した例であるが、例えば
スリット１４の数が６個以上の場合において、３個以上
のスリット１４に対して１個の腕部２２を形成するよう
にしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、補助コ
アの腕部とサイドコアとが接触する接触部分を、全ての
スリットの端部に掛かるように、または全てのスリット
の端部の両側に均一な離間距離をもって配置しているの
で、腕部同士の間の間隙において内部のトランス部から
の引き出し線を外部に引き出すことが容易でありなが
ら、サイドコアと磁気接続する腕部の接続面をスリット
の端部付近に配置でき、スリットの端部周辺の強磁束
を、サイドコアと腕部との接続面で分散してこの部分の
磁気飽和の発生を防止できる。

【００４０】請求項２に記載の発明によれば、サイドコ
アに設けられるスリットと同等数の腕部を設けること
で、スリット間若しくはスリット周辺に突出部位を設置
できる。それによりサイドコア全体に磁界を与えること
ができる。

【００４１】請求項３に記載の発明によれば、腕部を、
スリットの２個以上の一定の形成個数に対して１個ずつ
形成し、且つ、腕部の幅がスリットの２個以上の一定の
形成個数の間隔の合計に略等しく設定しているので、１
個あたりの腕部で２個以上のスリットを跨いで磁界を発
生させることができ、腕部同士の間の間隙において内部
のトランス部からの引き出し線を外部に引き出すことが
容易でありながら、サイドコアと磁気接続する腕部の接
続面が大きくなり、接続面周辺の磁気飽和の発生を防止
できる。

【００４２】請求項４に記載の発明によれば、腕部の幅
を中心部の径と同寸法以上に設定することで、腕部とサ
イドコアとの接触面の面積を一定以上に確保でき、強磁
束を有効に分散することができる。

【００４３】請求項５に記載の発明によれば、腕部の幅
を、外側にいくにしたがって漸次大きくなるように形成
しているので、腕部の端部を大にする場合に鋭角な部分
が発生しにくい形状となり、強度が増すことから、加工
がしやすくなる。

【００４４】請求項５に記載の発明によれば、例えばス
リットが３個以上の場合には、スリットが形成されてい
ない部分に補助コアを配置することが困難となり、特に
スリットの数が多ければ多いほど、スリットと補助コア
との近接は避けられないものとなり、スリットの端部に
磁気飽和が発生しやすくなるが、かかる場合に、全ての
スリットを跨ぐように、または全てのスリットの端部の
両側に均等な離間距離を持って配置することで、磁気飽
和の問題を解決できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態に係る点火コイル
を示す平面図である。

【図２】この発明の第１の実施の形態に係る点火コイル
を示す斜視図であって、（Ａ）は補助コアの腕部が複数
のスリット同士の間の中間位置に対応して配置された状
態を示す斜視図、（Ｂ）は補助コアの腕部が複数のスリ
ットの端部に掛かって配置された状態を示す斜視図であ
る。

【図３】この発明の第１の実施の形態に係る点火コイル
の他の例における補助コアの平面視形状を示す図であ
る。

【図４】この発明の第１の実施の形態に係る点火コイル
の他の例における補助コアの平面視形状を示す図であ
る。

【図５】この発明の第２の実施の形態に係る点火コイル
を示す平面図である。

【図６】この発明の第３の実施の形態に係る点火コイル
の補助コアの平面視形状を示す図である。

【図７】この発明の第３の実施の形態に係る点火コイル
の補助コアの他の例の平面視形状を示す図である。

【図８】この発明の第３の実施の形態に係る点火コイル
の補助コアの他の例の平面視形状を示す図である。

【図９】この発明の第３の実施の形態に係る点火コイル
の補助コアの他の例の平面視形状を示す図である。

【図１０】第１従来技術の点火コイルを示す平面図であ
る。

【図１１】第１従来技術の点火コイルを示す縦断面図で
ある。

【図１２】第２従来技術の点火コイルを示す平面図であ
る。

【図１３】第２従来技術の点火コイルを示す縦断面図で
ある。

【図１４】第２従来技術の点火コイルを示す斜視図であ
る。

【図１５】第２従来技術の点火コイルを示す斜視図であ
る。

【符号の説明】 １０ トランス部 １１ センタコア １２ 補助コア １３ サイドコア １４ スリット ２１ 中心部 ２２ 腕部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トランス部の中心に配されるセンタコア
   と、前記トランス部の外周に配されて同軸方向へ延びる
   スリットが所定のピッチで平行に並んで所定個数形成さ
   れた筒状のサイドコアと、前記センタコアとサイドコア
   の端部間を磁気的に接続する補助コアとを備えた点火コ
   イルであって、 前記補助コアは、 前記センタコアに連結されて当該センタコアの径と略同
   径とされた中心部と、 前記中心部から前記サイドコアに向けて放射状に形成さ
   れた複数の腕部とを備え、 前記腕部と前記サイドコアとが接触する接触部分が、全
   ての前記スリットの端部に掛かるように、または全ての
   前記スリットの端部の両側に均一な離間距離をもって配
   置されるようにしたことを特徴とする点火コイル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の点火コイルであって、
   前記腕部の形成個数は、前記スリットの形成個数と等し
   く設定され、且つ、前記腕部の形成ピッチが前記スリッ
   トの形成ピッチに対応して設定されたことを特徴とする
   点火コイル。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の点火コイルであって、
   前記腕部は、前記スリットの２個以上の一定の形成個数
   に対応して１個ずつ形成され、且つ、前記腕部の幅が、
   当該腕部に対応付けられた前記２個以上の一定の形成個
   数のスリット分の間隔以上に設定されたことを特徴とす
   る点火コイル。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の点火コイルであって、
   前記腕部の幅は、前記中心部の径と同寸法以上に設定さ
   れたことを特徴とする点火コイル。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項３に記載の点火コ
   イルであって、前記腕部の幅は、外側にいくにしたがっ
   て漸次大きくなるように形成されたことを特徴とする点
   火コイル。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５に記載の点火コ
   イルであって、前記腕部は３個以上に形成されたことを
   特徴とする点火コイル。