JP2005228840A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、鉄心材の粉末または粉末冶金等を成形することにより、１次コイルおよび２次コイルから発生する電磁波を吸収し、外部に電磁波が漏れないようにする。
【解決手段】 本発明のセンターコアおよび外装コアは、粉末状の磁性材料に樹脂を混入させ、複数の成形型に入れて固め、それぞれがほぼ球状に組み立てられるとともに、前記センターコアと外装コアとの間に閉磁路が形成されるようにする。前記センターコアおよび外装コアは、一次コイルおよび二次コイルが巻回されたボビンを覆い、前記コアを接地することで、一次コイルおよび二次コイルから発生する電磁波のシールド効果を高めることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車エンジン等の内燃機関の火花プラグにおいて、火花放電を発生させるために高電圧を供給する内燃機関用点火コイルに関するものである。特に、本発明は、センターコアおよび外装コアに粉末状の磁性材料を採用し、前記粉末状の磁性材料を固めてほぼ球状にした内燃機関用点火コイルに関するものである。

図３（イ）は従来の内燃機関用点火コイルを説明するための斜視図で、（ロ）は同じく断面斜視図である。図３において、図示されていない、一次コイルおよび二次コイルが巻回されているボビン３１は、内部にセンター鉄心３２が入る。また、前記ボビン３１の周囲には、第１鉄心３３および第２鉄心３４が図に示されるように組み立てられている。前記センター鉄心３２、第１鉄心３３および第２鉄心３４は、積層された珪素鋼板が通常使用されている。

図４は従来の内燃機関用点火コイルに使用されるセンター鉄心と外装コアを説明するための図である。図４に示す例は、特願２００３−３７７９９１に記載された発明である。図４において、第１鉄心４１は、積層された短冊状の珪素鋼板からなる。前記短冊状の第１鉄心4 １は、プレスによる打ち抜きで得られるが、形状が短冊状であるため、打ち抜き代が無い。第２鉄心４２および第３鉄心４３は、その形状がほぼ半球状であり、前記第１鉄心4 １と図示されていないボビン等を互いに対向するように包囲する。

前記ほぼ半球状の第２鉄心４２および第３鉄心４３は、内部に挿入されるボビンに一部が沿った形状であり、それぞれの頂部にコイル端部の配線を導出する開口部４２１、４３１が設けられている。さらに、前記ほぼ半球状の第２鉄心４２および第３鉄心4 ３は、鉄心材の粉末を型に入れ、樹脂等のバインダーとともに固められる。

図４から判るように、ほぼ半球状の鉄心は、ボビンおよび図示されていないケースにできるだけ沿うように成形されるため、小型化が可能であるだけでなく、鉄心材料を少なくすることができ、安価な内燃機関用点火コイルが得られる。

特願２００３−３７７９９１

前記鉄心に方向性珪素鋼板を使用する場合、打ち抜かれた鉄心は、ロール方向と異なる方向での磁気抵抗が大きいため、打ち抜き方向を考慮する必要がある。また、珪素鋼板を積層する場合、積層鋼板は、一枚一枚を固定するカシメ等を考慮するための形状にしなければならないという制約があるため、１次コイルおよび２次コイルを覆う形状に設計することが困難であった。

前記フープ材を打ち抜いて作製された鉄心、あるいは磁気抵抗を考慮した鉄心は、打ち抜き代や使用量が多く、珪素鋼板の無駄が多いという問題があった。また、前記フープ材の無駄を無くすために、鉄心を分割して打ち抜いた後、組みたてる方式は、組み立て部の形状が複雑で、珪素鋼板の使用量が必ずしも少なくないという問題があった。さらに、所定の幅のフープ材を巻回した鉄心は、渦電流の問題が発生し、その対策が必要であるという問題があった。

本発明は、以上のような課題を解決するためのものであり、磁性材料の粉末に樹脂を混入し、成形型に入れて成形、または粉末冶金等を成形型で成形した後、焼結することにより、材料の節約および渦電流等の問題を解決した安価で小型化した内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。

（第１発明）
第１発明の内燃機関用点火コイルは、ボビンに巻回されている一次コイルおよび二次コイルと、前記一次コイルおよび二次コイルを磁気的に結合させる粉末状の磁性材料を固めてほぼ球状に成形されたセンターコアおよび外装コアと、を少なくとも備えており、前記センターコアと外装コアとの間に閉磁路が形成されていることを特徴とする。

（第２発明）
第２発明の内燃機関用点火コイルにおいて、ほぼ球状に成形されたセンターコアおよび外装コアは、ボビンの外形より大きく、かつ、前記ボビンの形状にほぼ沿っていることを特徴とする。

（第３発明）
第３発明の内燃機関用点火コイルにおいて、ほぼ球状に成形されたセンターコアおよび外装コアは、上下に高圧および低圧リード線用の導出孔を備えていることを特徴とする。

（第４発明）
第４発明の内燃機関用点火コイルにおいて、センターコアおよび外装コアは、電磁波を吸収する部材から構成されていることを特徴とする。

（第５発明）
第５発明の内燃機関用点火コイルは、ボビンに巻回されている一次コイルおよび二次コイルと、前記一次コイルおよび二次コイルを磁気的に結合させる磁性材料からなる第１センター鉄心、第２鉄心および第３鉄心と、前記一次コイルおよび二次コイルが巻回されたボビンと、第２鉄心および第３鉄心との間で、少なくとも上部を覆う電波を吸収する部材からなるカバーと、を少なくとも備えており、前記第１鉄心から第３鉄心の間に閉磁路が形成されていることを特徴とする。

（第６発明）
第６発明の内燃機関用点火コイルは、第１センター鉄心を挿入するボビンと、カバーとが接する近傍にリード線が導出される導出口が設けられていることを特徴とする。

（第７発明）
第７発明の内燃機関用点火コイルにおいて、カバーは、ボビンの外形より大きく、かつ、前記ボビンの形状にほぼ沿った球状であることを特徴とする。

本発明によれば、粉末状の磁性材料を成形してほぼ球状にした鉄心であるため、材料に無駄がなく、渦電流等の問題を解決するとともに、小型化することができる安価な内燃機関用点火コイルを得ることができるようになった。

本発明によれば、ほぼ球状に成形した粉末状の磁性材料でボビンの多くを覆っているため、前記磁性材料を接地するだけで、一次コイルおよび二次コイルから発生する電磁波が漏れるのを効率良く低減することができる。

本発明によれば、前記磁性材料としてフェライトを使用した場合、前記フェライトが前記電磁波を吸収できるため、前記フェライトからなる鉄心を接地する必要がなくなる。

本発明によれば、ボビン、一次コイルおよび二次コイルが電磁波を吸収できるフェライトのような焼結部材により覆われているため、接地を行うことなく、内部で発生した電磁波が外部に漏れるのを防止することができる。

本発明によれば、一次コイルおよび二次コイルが巻回されたボビンと、鉄心との間に、前記ボビン等を覆うフェライト等からなるカバーが設けられているため、前記一次コイルおよび二次コイルから発生する電磁波が外部に漏れるのを効率良く防ぐことができる。

（第１発明）
第１発明の内燃機関用点火コイルは、ボビンに巻回されている一次コイルおよび二次コイルと、前記一次コイルおよび二次コイルを磁気的に結合させる粉末状の磁性材料を固めてほぼ球状に成形されたセンターコアおよび複数の外装コアと、必要に応じて、前記一次コイルおよび二次コイルと前記センターコアおよび複数の外装コアを収納するケースとを少なくとも備えている。

前記センターコアおよび外装コアは、粉末状の磁性材料に樹脂を混入させ、複数の成形型に入れて固め、それぞれがほぼ球状に組み立てられるとともに、前記センターコアと外装コアとの間に閉磁路が形成されるようにする。

前記ボビンには、一次コイルおよび二次コイルが巻回されている。前記内燃機関用点火コイルは、前記一次コイルに電流を通電遮断することにより、電磁誘導を起こさせ、これにより発生した逆起電力を二次コイルにて昇圧し、高電圧を発生させている。

前記センターコアおよび外装コアは、粉末状の磁性材料を複数の成形型により固めてほぼ球状に成形され、前記コイルを覆い、接地することで、一次コイルおよび二次コイルから発生する電磁波のシールド効果を高めることができる。また、前記複数の成形型によるセンターコアおよび外装コアの成形は、積層鉄心と比較して、小型化および生産工程の低減を図ることができる。

（第２発明）
第２発明の内燃機関用点火コイルにおける、ほぼ球状に成形されたセンターコアおよび外装コアは、前記ボビンを覆うため、前記ボビンの外形より大きく、かつ、前記ボビンの形状にほぼ沿うように成形される。前記のように成形されたセンターコアおよび外装コアの形状は、ほぼ球状形であるため、小型化されるだけでなく、組み立てが容易である。

（第３発明）
第３発明の内燃機関用点火コイルにおけるセンターコアおよび外装コアは、ほぼ球状に成形されているとともに、上下に高圧および低圧リード線用の導出孔が備えられている。一次コイルおよび二次コイルは、前記上下に備えられた導出孔以外が磁性材料により覆われているため、前記磁性材料を介して効率の良い放熱が行われる。

（第４発明）
第４発明の内燃機関用点火コイルにおけるセンターコアおよび外装コアは、たとえば、フェライト等からなる電磁波を吸収する部材によって成形されている。一次コイルおよび二次コイルから発生する電磁波は、フェライト等の電磁波を吸収する部材によって吸収されるため、鉄心の接地が不要になる。

（第５発明）
第５発明の内燃機関用点火コイルは、第１センター鉄心、第２鉄心および第３鉄心が一次コイルおよび二次コイルを磁気的に結合させる磁性材料からなり、一次コイルおよび二次コイルが巻回されているボビンの少なくとも上部を磁気的に覆うカバーが設けられている点で、第１発明と異なっている。

また、前記一次コイルおよび二次コイルが巻回されたボビンの少なくとも上部を覆うカバーは、前記一次コイルおよび二次コイルから発生する電磁波を吸収する、たとえば、フェライトのような部材からなる。電磁波を吸収する部材からなるカバーは、前記一次コイルおよび二次コイルから発生する電磁波をシールドすることができるため、接地することなく、外部の機器に対するノイズ対策が容易にできる。

（第６発明）
第６発明の内燃機関用点火コイルにおけるカバーは、少なくとも上部のボビン、および一次コイルと二次コイルを覆っているため、前記ボビンと、前記カバーとが接する近傍にリード線が導出される導出口が設けられている。

（第７発明）
第７発明の内燃機関用点火コイルにおけるカバーは、前記ボビンの外形より大きく、かつ、前記ボビンの形状にほぼ沿った球状である。前記ほぼ球状からなるカバーは、電磁波を吸収する材料が少なくて済むだけでなく、内燃機関用点火コイルを小型にできる。

図１（イ）は本発明の一実施例である内燃機関用点火コイルにおける第１鉄心となるセンターコアと、第２鉄心および第３鉄心となる外装コアを説明するための斜視図で、（ロ）は同じく断面斜視図である。図１において、ボビン１１には、図示されていない一次コイルおよび二次コイルが巻回されている。

前記一次コイルおよび二次コイルは、第１鉄心となるセンターコア１２と、第２鉄心となる外装コア１３および第３鉄心となる外装コア１４によって磁気的に結合される。このような構成の内燃機関用点火コイルは、一次コイルに電流を通電遮断させることにより、電磁誘導を起こさせ、この時に発生した逆起電力を二次コイルによって昇圧し、高電圧を発生させている。

前記第１鉄心となるセンターコア１２と、第２鉄心となる外装コア１３および第３鉄心となる外装コア１４とは、たとえば、粉末状の磁性体に樹脂を混入させて成形型により全体形状をほぼ球状に成形し、内部に一次コイルおよび二次コイルが巻回されたボビン１１が挿入される。前記外装コア１３と外装コア１４とは、図１（イ）における当接部１６によって当接されている。

前記ほぼ球状に成形された第１鉄心となるセンターコア１２と、第２鉄心となる外装コア１３および第３鉄心となる外装コア１４とは、上部および下部に高圧および低圧用のリード線を導出するための開口部１７、１７′を備えている。前記一次コイルおよび二次コイルから発生する電磁波は、前記外装コア１３、１４を接地することで、外部に漏れることがなくなる。

前記第１鉄心となるセンターコア１２と、第２鉄心となる外装コア１３および第３鉄心となる外装コア１４とは、粉末冶金（フェライト）のように鉄心材を焼結して作製することもできる。このような鉄心は、形状を成形型により任意にできるだけでなく、電磁波を吸収するため、接地することなく、前記一次コイルおよび二次コイルから発生する電磁波をシールドすることができる。

前記ほぼ球状の第２鉄心となる外装コア１３および第３鉄心となる外装コア１４は、内部に挿入されるボビン１１に一部が沿った形状であり、それぞれの頂部にコイル端部の配線を導出する開口部１７、１７′が設けられている。

前記鉄心は、粉末冶金のように鉄心材を焼結して作製することもできる。このような鉄心は、形状を成形型により任意にできるだけでなく、内燃機関用点火コイルの特性を考慮したものが作製でき、歩留り性が良い。

図２（イ）は本発明の他の実施例である内燃機関用点火コイルにおける第２鉄心および第３鉄心の内部に設けられた磁性材料からなるカバーを説明するための斜視図で、（ロ）は同じく第１センター鉄心を切った断面斜視図で、（ハ）は（ロ）と９０度異なる方向の断面斜視図である。

図２において、図示されていない一次コイルおよび二次コイルが巻回されたボビン２１は、内部に第１センター鉄心２２と、両側部に第２鉄心２３および第３鉄心２４を設けることで組み立てられている。前記ボビン２１と第２鉄心２３および第３鉄心２４との間には、磁性材料からなるカバー２５によって覆われている。前記第１センター鉄心２２と第２鉄心２３および第３鉄心２４は、積層鋼板とすることもできる。

前記磁性材料は、フェライトのような電磁波を吸収する材料であることが望ましい。前記磁性材料を電磁波を吸収する材料とした場合、前記電磁波を吸収するカバー２５は、前記ボビン２１に沿ったほぼ球状形であり、小型にできるとともに、一次コイルおよび二次コイルから発生して、外部の機器に対してノイズとなる電磁波を外部に出さない。

また、前記カバー２５と第１センター鉄心２２を挿入するボビン２１とが接する近傍には、高圧または低圧用のリード線が導出されるリード線導出口２６が設けられている。さらに、前記カバー２５は、少なくとも前記ボビン２１の上部を覆うようにすることができる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明の第１鉄心から第３鉄心の形状は、ほぼ球状で前記ボビンに沿った形状であれば、図示と同じ形状、および真の球に限定されない。

一次コイルおよび二次コイルから発生する電磁波を遮断する磁性材料は、公知または周知のものであれば、特に限定されない。また、電磁波を吸収する部材は、フェライトに限定されず、同等の機能を有する公知または周知の材料であれば良い。

（イ）は本発明の一実施例である内燃機関用点火コイルにおける第１鉄心となるセンターコアと、第２鉄心および第３鉄心となる外装コアを説明するための斜視図で、（ロ）は同じく断面斜視図である。（実施例１） （イ）は本発明の他の実施例である内燃機関用点火コイルにおける第２鉄心および第３鉄心の内部に設けられた磁性材料からなるカバーを説明するための斜視図で、（ロ）は同じく第１センター鉄心を切った断面斜視図で、（ハ）は（ロ）と９０度異なる方向の断面斜視図である。（実施例２） （イ）は従来の内燃機関用点火コイルを説明するための斜視図で、（ロ）は同じく断面斜視図である。 従来の内燃機関用点火コイルに使用されるセンター鉄心と外装コアを説明するための図である。

符号の説明

１１・・・ボビン
１２・・・第１鉄心となるセンターコア
１３・・・第２鉄心となる外装コア
１４・・・第３鉄心となる外装コア
１５・・・接地
１６・・・当接部
１７、１７′・・・開口部
２１・・・ボビン
２２・・・第１センター鉄心
２３・・・第２鉄心
２４・・・第３鉄心
２５・・・カバー
２６・・・リード線導出口

Claims (7)

1. ボビンに巻回されている一次コイルおよび二次コイルと、
   前記一次コイルおよび二次コイルを磁気的に結合させる粉末状の磁性材料を固めてほぼ球状に成形されたセンターコアおよび外装コアと、
   を少なくとも備えており、前記センターコアと外装コアとの間に閉磁路が形成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 前記ほぼ球状に成形されたセンターコアおよび外装コアは、前記ボビンの外形より大きく、かつ、前記ボビンの形状にほぼ沿っていることを特徴とする請求項１に記載された内燃機関用点火コイル。
3. 前記ほぼ球状に成形されたセンターコアおよび外装コアは、上下に高圧および低圧リード線用の導出孔を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された内燃機関用点火コイル。
4. 前記センターコアおよび外装コアは、電磁波を吸収する部材から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された内燃機関用点火コイル。
5. ボビンに巻回されている一次コイルおよび二次コイルと、
   前記一次コイルおよび二次コイルを磁気的に結合させる磁性材料からなる第１センター鉄心、第２鉄心および第３鉄心と、
   前記一次コイルおよび二次コイルが巻回されたボビンと、第２鉄心および第３鉄心との間で、少なくとも上部を覆う電波を吸収する部材からなるカバーと、
   を少なくとも備えており、前記第１鉄心から第３鉄心の間に閉磁路が形成されていることを特徴とする内燃機関用点火コイル。
6. 前記第１センター鉄心を挿入するボビンと、前記カバーとが接する近傍にリード線が導出される導出口が設けられていることを特徴とする請求項５に記載された内燃機関用点火コイル。
7. 前記カバーは、前記ボビンの外形より大きく、かつ、前記ボビンの形状にほぼ沿った球状であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載された内燃機関用点火コイル。
   
   

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