JPH11265833A - 点火コイル用コア及び該コアの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の磁性体の板材を円筒状に形成する点火
コイル用コアにおいて、容易且つ確実に所定の寸法に設
定し得るコア及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 磁性体の平板を切断して複数の矩形の板
材Ｍ１乃至Ｍ４を形成し、これらの板材を積層し一側端
部の少くとも一箇所を溶接して積層体を形成し、この積
層体を円筒状に形成してアウタコア３０とする。例え
ば、側端部３０ａの両端近傍の端面をレーザ溶接する。
複数の磁性体の帯材を積層し長手方向の少くとも一側端
部を所定の間隔で溶接して帯材積層部材を形成し、この
帯材積層部材を長手方向に沿って少くとも一箇所の溶接
部を含むように所定長さ毎に切断すれば、複数の矩形の
板材から成る積層体を一連の工程で形成することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は点火コイル用コアに
関し、特に、複数の磁性体の板材を円筒状に形成する点
火コイル用コアに係る。

【０００２】

【従来の技術】近時、内燃機関用点火コイルの一層の小
型化が要請されており、例えば特開平８−９７０５７号
公報には、内燃機関の各気筒のプラグチューブ内に収容
される円柱状の点火コイルが開示されている。同公報に
おいては、一次スプールの外側に装着される補助コアと
して、薄い珪素鋼板を周方向に筒状に丸めて形成したコ
アが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平８−９７０
５７号公報においては、補助コアを構成する珪素鋼板が
複数か否かは定かではない。同公報に記載の補助コア
は、その配設位置からアウタコアとも呼ばれるが、これ
はインナコアと共に磁気回路を構成するものであるため
インナコアと同等以上の断面積が必要となる。渦電流損
の増大を防止しつつ所定の断面積を確保するため、従来
は、個々に絶縁皮膜を有する複数の珪素鋼板を積層し、
全体として所定の断面積を確保することが行なわれてい
た。更に、複数の珪素鋼板の加工歪みを除去するため個
々に熱処理が行なわれ、アウタコアをハウジングの外側
に装着する場合には個々に防錆塗装が行なわれていた。

【０００４】上記の熱処理は、珪素鋼板に対し剪断、曲
げ等の加工が行なわれると、機械的な歪みが生じ磁気的
特性が劣化することから、焼鈍によって歪みを除去する
ものであるが、この歪取焼鈍はアウタコアを構成する珪
素鋼板毎に行なわれることになるので、スペース効率が
悪く作業性に問題があった。このように、アウタコアを
複数の珪素鋼板で形成する場合には、個々に、歪取焼鈍
が行なわれ、絶縁皮膜、及び必要に応じ防錆塗装層が形
成され、これらが円筒状に形成された後積層されること
になるので、工程数が多く、組付けが困難であり、コス
トアップ要因となる。しかも、組付け後の寸法を所定の
値とすることは至難である。

【０００５】そこで、本発明は、複数の磁性体の板材を
円筒状に形成する点火コイル用コアにおいて、容易且つ
確実に所定の寸法に設定し得る積層構造のコアを提供す
ることを課題とする。

【０００６】また、本発明は、複数の磁性体の板材を積
層して成る円筒状のコアを、容易且つ安価に形成し得る
点火コイル用コアの製造方法を提供することを課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、請求項１に記載のように、磁性体の板材
を円筒状に形成する点火コイル用コアにおいて、複数の
矩形形状の磁性体の板材を積層し一側端部の少くとも一
箇所を溶接して成る積層体を形成し、該積層体を円筒状
に形成することとしたものである。

【０００８】特に、請求項２に記載のように、前記積層
体の一側端部の両端近傍の端面を溶接するとよい。

【０００９】本発明の点火コイル用コアの製造方法とし
ては、請求項３に記載のように、磁性体の平板を切断し
て複数の矩形の板材を形成し、該複数の板材を積層し一
側端部の少くとも一箇所を溶接して積層体を形成し、該
積層体を円筒状に形成することとするとよい。具体的に
は、例えばプレス装置によって複数の方向性珪素鋼板の
帯材を夫々所定の長さに切断して同一の矩形形状の複数
の板材を形成する帯材切断工程と、複数の板材を積層し
て積層体に形成する板材積層工程と、この積層体の一側
端部の二箇所を例えばレーザ溶接装置によって溶接する
溶接工程と、積層体をロール成形して円筒状に形成する
成形工程によって構成することができる。

【００１０】あるいは、本発明の点火コイル用コアの製
造方法として、請求項４に記載のように、複数の磁性体
の帯材を積層し長手方向の少くとも一側端部を所定の間
隔で溶接して帯材積層部材を形成し該帯材積層部材を長
手方向に沿って少くとも一箇所の溶接部を含むように所
定長さ毎に切断して複数の矩形の板材から成る積層体を
形成し、該積層体を円筒状に形成することとしてもよ
い。具体的には、複数の方向性珪素鋼板の帯材を積層し
て帯材積層部材を形成する帯材積層工程と、例えばレー
ザ溶接装置により帯材積層部材の長手方向の両側端部に
対し二箇所で溶接する溶接工程と、例えばプレス装置に
より帯材積層部材をその両側端部に対し垂直方向に、順
次所定長さに切断して複数の積層体を形成する積層部材
切断工程と、例えばロール加工装置によって積層体をロ
ール成形して円筒状に形成する成形工程によって構成す
ることができる。

【００１１】前記点火コイル用コアの製造方法におい
て、請求項５に記載のように、前記積層体を形成した後
に焼鈍するとよい。具体的には、前記成形工程の後に、
前記円筒状の積層体を焼鈍する熱処理工程を追加すると
よい。

【００１２】前記請求項４に記載の製造方法において
は、請求項６に記載のように、前記磁性体の帯材を方向
性珪素鋼板で形成し、前記帯材積層部材の長手方向の側
端部が前記方向性珪素鋼板の圧延方向と平行になるよう
に配置し、前記帯材積層部材の長手方向の側端部に対し
垂直方向に切断して前記積層体を形成することができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の点火コイル用コア
の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１は
本発明の点火コイル用コアの一実施形態としてアウタコ
アの積層構造を示し、図２及び図３は図１のアウタコア
を備えた内燃機関用点火コイルを示す。先ず内燃機関用
点火コイルの全体構成について説明すると、図３におい
て、ハウジング６０はロアケース６１とアッパケース６
２が接合された合成樹脂製の容器状筐体で、アッパケー
ス６２の円筒状の下端部側の開口に、ロアケース６１の
円筒状の上端部を嵌合するように構成されている。アッ
パケース６２の上端部は筐体でイグナイタ８が収容され
ている。

【００１４】ロアケース６１には図３に示すように、一
次コイル１２及び二次コイルアセンブリ２０が収容され
ると共に、ロアケース６１の内側にアウタコア３０が装
着されている。また、ロアケース６１の下端部に連続し
て高圧ターミナル部が形成されており、これに高圧ター
ミナル７が内蔵され、その外側には、絶縁材料（例えば
ゴム）によって筒状に形成されたプラグキャップ７０が
装着されている。

【００１５】アウタコア３０は、図１及び図４に示すよ
うに円筒状に形成され、図５に示すようにハウジング６
０のロアケース６１の内側に嵌着されている。尚、アウ
タコア３０はロアケース６１の外側に嵌着することとし
てもよい。アウタコア３０は、略同一の矩形形状の珪素
鋼板の板材Ｍ１乃至Ｍ４を積層し、一側端部３０ａの両
端近傍の端面の二箇所を溶接して積層体を形成し、この
積層体を円筒状に形成したもので、図４に溶接部を３
１，３２で示す。

【００１６】図６はアウタコア３０の製造工程において
後述のロール加工を行なう前の積層体ＭＢに対する溶接
箇所を示すもので、矢印で示すように側端部３０ａの両
端の端面に対し垂直にレーザ溶接が行なわれる。尚、図
６中、白抜矢印は積層体ＭＢのロール方向を示す。ま
た、破線矢印で示すように側端部３０ａの中央を溶接す
ることとしてもよく、これを含め三箇所を溶接してもよ
い。あるいは、図７に矢印で示すように、積層体ＭＢの
側端部３０ａの両端近傍の、ロール方向に平行な端面に
対して垂直にレーザ溶接を行なうこととしてもよい。こ
の積層体ＭＢが円筒状に形成されると外側の板材の径が
内側の板材の径より大となるため、図１及び図４に示す
ように、側端部３０ａに対向する側端部では板材Ｍ１乃
至Ｍ４の端面にずれが生ずる。

【００１７】一次コイル１２は巻線が二層もしくは四層
に巻回された状態でロアケース６１内に嵌合される。そ
して、エポキシ樹脂等の絶縁材料に対して剥離性を有す
る絶縁フィルム４０が、一次コイル１２の内面を覆うと
共に、一次コイル１２の上下で軸方向に延出するように
配設されている。

【００１８】二次コイルアセンブリ２０は、図２及び図
３に示すように二次ボビン２１に二次コイル２２が巻回
され、二次ボビン２１の中空部にコアアセンブリ１が収
容されている。二次ボビン２１の下端部の内面には複数
の突起が形成されており、これらの突起にコアアセンブ
リ１が支持されている。コアアセンブリ１は、長尺の円
柱状のインナコア１０、一対の円柱状の永久磁石（代表
して５０で表す）及び一対の弾性部材（代表して３で表
す）が、熱収縮チューブ２によって被覆されて成る。イ
ンナコア１０は、図２及び図３に示すように、複数の珪
素鋼板の平板が積層されて略円形断面の積層体に形成さ
れている。

【００１９】図３に示すように、インナコア１０の軸方
向の両端部の端面に当接するように夫々永久磁石５０が
配置され、更に最外端に弾性部材３が装着されている。
一対の永久磁石５０は、発生する磁束の方向が夫々同一
の方向であって、一次コイル１２の通電時にインナコア
１０内に形成される磁束の方向と逆向きとなるように配
置され、インナコア１０、永久磁石５０及びアウタコア
３０によって磁気回路が構成される。

【００２０】二次ボビン２１は軸方向に所定間隔毎に複
数の鍔部（代表して２１ａで表す）が形成された樹脂製
の円筒体であり、これらの鍔部２１ａ間に形成される複
数の環状溝のセクション内に、二次コイル２２の巻線が
巻回されている。図３に示すように、二次ボビン２１の
上端に二次ターミナル１８が支持され、これに二次コイ
ル２２の低圧側が接続されている。即ち、二次コイル２
２の巻線の低圧側の端部は二次ボビン２１の上端に数回
巻回された後、二次ターミナル１８の基端部に巻き付け
られる。一方、二次ボビン２１の下端には高圧側の二次
ターミナル１７が装着されている。更に、アッパケース
６２にはコネクタ部が一体的に形成されており、これに
複数のコネクタターミナル（代表して６３で表す）が平
行に配置されている。これらコネクタターミナル６３の
基端部側はイグナイタ８に接続され一次コイル１２への
通電が断続制御されるように構成されている。

【００２１】上記の構成になる点火コイルの製造及び組
付に当たっては、先ず、複数の板材から成るインナコア
１０が構成される。このインナコア１０の軸方向の両端
に夫々永久磁石５０が配置され、最外端に弾性部材３が
装着される。これらインナコア１０、永久磁石５０及び
弾性部材３は熱収縮チューブ２に収容される。また、二
次ボビン２１の両端に二次ターミナル１７，１８が装着
されると共に、二次ボビン２１に二次コイル２２が巻回
され、二次コイル２２の巻線が二次ターミナル１７，１
８に電気的に接続される。そして、上記のように構成さ
れたコアアセンブリ１が二次ボビン２１の中空部内に収
容されて二次コイルアセンブリ２０が形成される。

【００２２】一方、後述する方法で図１及び図４に示す
ように円筒状に形成されたアウタコア３０が、ハウジン
グ６０のロアケース６１の内側に圧入される。更に、ロ
アケース６１内には一次コイル１２が収容され、一次コ
イル１２の内側に絶縁フィルム４０が配設される。そし
て、上記二次コイルアセンブリ２０がハウジング６０内
に収容され、ハウジング６０の高圧ターミナル部に高圧
ターミナル７が圧入されると、二次ターミナル１７と電
気的に接続される。また、ハウジング６０のアッパケー
ス６２にイグナイタ８が収容され、一次コイル１２の巻
線の巻き終わり側がイグナイタ８に接続され、巻き始め
側がコネクタターミナル６３に接続される。而して、二
次コイル２２の巻線の低圧側は二次ターミナル１８を介
してイグナイタ８に接続され、高圧側は二次ターミナル
１７を介して高圧ターミナル７に接続される。

【００２３】上記のように組付けられたロアケース６１
はアッパケース６２に嵌合される。そして、ハウジング
６０内の空隙に、エポキシ樹脂等の熱可塑性絶縁材料が
充填、硬化され、図３に点描で示すように絶縁部１３が
ハウジング６０内に形成される。これにより、一次コイ
ル１２及び二次コイル２２が含侵固着されると共に、電
気的接続部が適切に絶縁され、更に二次コイル２２の出
力高電圧に耐え得る電気的絶縁性が確保される。

【００２４】次に、上記のアウタコア３０の製造方法に
ついて説明する。図８は本発明の一実施形態に係る製造
工程の概要を示す。本実施形態では、図８に示す工程に
先立って、磁性体の平板たる珪素鋼板を帯状に切断して
同一幅の複数の帯材Ｓ１乃至Ｓ４を形成する帯材形成工
程（図示せず）と、複数の帯材Ｓ１乃至Ｓ４（図８には
Ｓ１のみを示す）を複数のコイルＲ１乃至Ｒ４（図８に
はＲ１のみを示す）に巻回する帯材ロール工程（図示せ
ず）が存在する。

【００２５】そして、複数の帯材Ｓ１乃至Ｓ４をプレス
装置ＣＴによって夫々所定の長さに切断して同一の矩形
形状の複数の板材Ｍ１乃至Ｍ４を形成する帯材切断工程
と、複数の板材Ｍ１乃至Ｍ４を積層して積層体ＭＢに形
成する板材積層工程と、この積層体ＭＢの一側端部の二
箇所をレーザ溶接装置（図８では図示省略）によって溶
接する溶接工程と、積層体ＭＢをロール成形して円筒状
に形成する成形工程と、この円筒状の積層体を焼鈍する
熱処理工程とから成る。尚、図８中の矢印はレーザ溶接
の方向を示し、白抜矢印は工程の流れを示す。

【００２６】上記の工程から成る本実施形態のコア製造
方法においては、複数のコイルＲ１乃至Ｒ４から複数の
帯材Ｓ１乃至Ｓ４が引き出され、夫々所定の長さに切断
されて同一の矩形形状の板材Ｍ１乃至Ｍ４が形成され、
これらの板材Ｍ１乃至Ｍ４が積層されて積層体ＭＢが形
成される。この積層体ＭＢの一側端部が溶接された後、
積層体ＭＢがロール成形されて円筒状に形成される。こ
の場合において、積層体ＭＢは押圧装置（図示せず）等
により全体として所定の厚さに設定することができるの
で、アウタコア３０を所定の外径及び内径を有する円筒
体に形成することができる。

【００２７】図９及び図１０は本発明の他の実施形態の
製造方法に供するアウタコア３０の製造装置の概要を示
す。図９はその全体構成を示し、図１０はロール加工装
置ＲＬによる成形工程の概要を示している。先ず、コイ
ルＲ１乃至Ｒ４から図９の水平方向に帯材Ｓ１乃至Ｓ４
が引き出されて積層され、帯材積層部材ＳＢが形成され
る。この帯材積層部材ＳＢに直交するように押圧装置Ｓ
Ｔ、レーザ溶接装置ＬＷ、移送装置ＦＴ、及びプレス装
置ＣＴが並設されており、帯材積層部材ＳＢは押圧装置
ＳＴによって押圧されて所定の厚さの平面の積層部材と
され、移送装置ＦＴによってレーザ溶接装置ＬＷからプ
レス装置ＣＴへ所定長さ毎に移送される。

【００２８】そして、溶接工程において、帯材積層部材
ＳＢの長手方向の両側端部に対し、レーザ溶接装置Ｌ
Ｗ、例えばＹＡＧレーザにより両側端部から二箇所が溶
接される。更に、積層部材切断工程にて、プレス装置Ｃ
Ｔにより帯材積層部材ＳＢがその両側端部に対し垂直方
向に、順次所定長さに切断されて複数の積層体ＭＢが形
成される。この積層体ＭＢは、図１０に示すようにロー
ル加工装置ＲＬによってロール成形されて円筒状に形成
される。この後、熱処理工程（図示省略）にて円筒状の
積層体に対し焼鈍が行なわれる。

【００２９】而して、上記の工程から成る本実施形態の
コア製造方法によれば、簡単な装置で確実に所定の寸法
のアウタコア３０を形成することができる。しかも、一
連の工程で連続した加工及び処理が可能となるので、大
幅なコストダウンが可能となる。

【００３０】尚、アウタコア３０は方向性珪素鋼板で形
成することが望ましいが、無方向性珪素鋼板で形成して
もよい。アウタコア３０を無方向性珪素鋼板で形成する
場合には、帯材積層部材ＳＢの切断方向が限定されな
い。例えば、図１１に示すように帯材積層部材ＳＢの長
手方向の側端部に対し垂直方向（図１１に破線で示す）
に切断されて積層体ＭＢが形成され、その切断部がアウ
タコア３０の側端部３０ａとなる。このとき、帯材積層
部材ＳＢの両側端部に対し矢印方向にレーザが照射され
る（図中、白抜矢印はロール方向を示す）。あるいは、
図１２に示すように、帯材積層部材ＳＢを、その長手方
向の側端部がアウタコア３０の側端部３０ａに対応する
ように配置し、長手方向の側端部に対し垂直方向（図１
２に破線で示す）に切断して積層体ＭＢを形成すること
としてもよい。この場合には、帯材積層部材ＳＢの一方
の側端部に対し、具体的にはアウタコア３０の側端部３
０ａの両端の内側に対応する位置に対し、矢印方向にレ
ーザが照射される。尚、図１２中、破線の白抜矢印はロ
ール方向を示す。

【００３１】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の
点火コイル用コアにおいては、複数の矩形形状の磁性体
の板材を積層し一側端部の少くとも一箇所を溶接して成
る積層体を形成し、この積層体を円筒状に形成するよう
に構成されているので、容易に所定の寸法の円筒状に形
成することができる。

【００３２】特に、請求項２に記載の点火コイル用コア
においては、積層体の一側端部の両端近傍の端面を溶接
するように構成されているので、一層確実に所定の寸法
の円筒状に形成することができる。

【００３３】本発明の点火コイル用コアの製造方法とし
て、請求項３に記載のように構成すれば、簡単な装置で
コアを形成することができ、しかも組付けが容易で、組
付け後の寸法を確実に所定の値とすることができるの
で、コストダウンが可能となる。

【００３４】更に、請求項４に記載の点火コイル用コア
の製造方法のように、複数の磁性体の帯材を積層した後
に、長手方向に沿って少くとも一箇所の溶接部を含むよ
うに所定長さ毎に一側端部を所定の間隔で溶接して帯材
積層部材を形成することとすれば、一連の工程で連続し
た加工及び処理が可能となるので、一層のコストダウン
が可能となる。

【００３５】また、請求項５に記載の点火コイル用コア
の製造方法のように、積層体を形成した後に焼鈍するこ
ととすれば、良好な作業性が得られ、一層のコストダウ
ンが可能となる。

【００３６】尚、前記磁性体の帯材を方向性珪素鋼板で
形成する場合には、請求項６に記載のように形成すれ
ば、素材の特性を損なうことなく適切にコアを形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の点火コイル用コアの一実施形態に係る
アウタコアの平面図である。

【図２】本発明の一実施形態に係るアウタコアを備えた
内燃機関用点火コイルの横断面図で、図３のＡ−Ａ線断
面図である。

【図３】本発明の一実施形態に係るアウタコアを備えた
内燃機関用点火コイルの縦断面図である。

【図４】本発明の一実施形態に係るアウタコアの正面図
である。

【図５】本発明の一実施形態に係るアウタコアをロアケ
ース内に収容した状態を示す断面図である。

【図６】本発明の一実施形態に係るアウタコアを構成す
る積層体に対する溶接箇所の一例を示す平面図である。

【図７】本発明の一実施形態に係るアウタコアを構成す
る積層体に対する溶接箇所の他の一例を示す平面図であ
る。

【図８】本発明の一実施形態においてアウタコアを製造
する工程の概要を示す説明図である。

【図９】本発明の他の実施形態に係るコア製造方法に供
する製造装置の全体構成を示す正面図である。

【図１０】本発明の他の実施形態に係るコア製造方法に
供する製造装置のうちのロール加工装置を示す正面図で
ある。

【図１１】本発明の他の実施形態に係るコア製造方法に
供する帯材積層部材の一例を示す平面図である。

【図１２】本発明の他の実施形態に係るコア製造方法に
供する帯材積層部材の他の一例を示す平面図である。

【符号の説明】

１ コアアセンブリ １０ インナコア １２ 一次コイル ２０ 二次コイルアセンブリ ２１ 二次ボビン ２２ 二次コイル ３０ アウタコア ５０ 永久磁石 ６０ ハウジング Ｒ１〜Ｒ４ コイル Ｓ１〜Ｓ４ 帯材 ＳＢ 帯材積層部材 Ｍ１〜Ｍ４ 板材 ＭＢ 積層体 ＣＴ プレス装置 ＬＷ 溶接装置 ＲＬ ロール加工装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体の板材を円筒状に形成する点火コ
   イル用コアにおいて、複数の矩形形状の磁性体の板材を
   積層し一側端部の少くとも一箇所を溶接して成る積層体
   を形成し、該積層体を円筒状に形成して成ることを特徴
   とする点火コイル用コア。
2. 【請求項２】 前記積層体の一側端部の両端近傍の端面
   を溶接して成ることを特徴とする請求項１記載の点火コ
   イル用コア。
3. 【請求項３】 磁性体の平板を切断して複数の矩形の板
   材を形成し、該複数の板材を積層し一側端部の少くとも
   一箇所を溶接して積層体を形成し、該積層体を円筒状に
   形成することを特徴とする点火コイル用コアの製造方
   法。
4. 【請求項４】 複数の磁性体の帯材を積層し長手方向の
   少くとも一側端部を所定の間隔で溶接して帯材積層部材
   を形成し、該帯材積層部材を長手方向に沿って少くとも
   一箇所の溶接部を含むように所定長さ毎に切断して複数
   の矩形の板材から成る積層体を形成し、該積層体を円筒
   状に形成することを特徴とする点火コイル用コアの製造
   方法。
5. 【請求項５】 前記積層体を形成した後に焼鈍すること
   を特徴とする請求項３又は４記載の点火コイル用コアの
   製造方法。
6. 【請求項６】 前記磁性体の帯材が方向性珪素鋼板から
   成り、前記帯材積層部材の長手方向の側端部が前記方向
   性珪素鋼板の圧延方向と平行になるように配置し、前記
   帯材積層部材の長手方向の側端部に対し垂直方向に切断
   して前記積層体を形成することを特徴とする請求項４記
   載の点火コイル用コアの製造方法。