(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが装着された主鉄心と、
前記主鉄心の端部に設置される補助鉄心と、
前記補助鉄心と組み合わされて閉磁路を構成するサイド鉄心とを備え、
前記補助鉄心と前記サイド鉄心は、前記補助鉄心を前記サイド鉄心に挿入することにより互いに嵌合する嵌合部を有し、
前記嵌合部は、前記主鉄心がある側から順に第二の嵌合平面区域と段差部と第一の嵌合平面区域とを備え、前記段差部は前記第一の嵌合平面区域と前記第二の嵌合平面区域とをつなぐ段差部であり、
前記第一の嵌合平面区域と前記第二の嵌合平面区域の前記主鉄心の長手方向の中心軸からの距離は一定でかつ、夫々がＬ１、Ｌ２とすると、
Ｌ１＜Ｌ２の関係にあることを特徴とする閉磁路型変圧装置。
【請求項２】
請求項１に記載したものにおいて、
前記閉磁路の途中に永久磁石が配置されている閉磁路型変圧装置。
【請求項３】
請求項１若しくは２のいずれかに記載したものにおいて、
前記補助鉄心と前記サイド鉄心とは嵌合部において双方の鉄心を挿入する際に、挿入方向に交差する方向に、圧入力が働くよう構成されている閉磁路型変圧装置。
【請求項４】
請求項３に記載のものにおいて、
前記サイド鉄心は前記主鉄心の長手方向に並行な第一サイド鉄心部と、前記主鉄心の一端に設けられ、前記第一サイド鉄心と前記主鉄心とを繋ぐ前記補助鉄心とを備える閉磁路型変圧装置。
【請求項５】
請求項４に記載のものにおいて、
前記第一サイド鉄心は前記主鉄心を挟んで主鉄心の長手方向に並行な２つの鉄心部分とこの２つの鉄心部分を繋ぐ第三鉄心部分とが一体に形成されており、
前記補助鉄心部分を前記第三鉄心部分と並行に組み付けることによって前記主鉄心を通る一対の閉磁路が構成されるように構成されている閉磁路型変圧装置。
【請求項６】
請求項５に記載のものにおいて、
前記嵌合部は、前記主鉄心の長手方向の中心軸に対し前記第一サイド鉄心と前記補助鉄心との２つの嵌合部を有し、当該２つの嵌合部が対称的に配置されている閉磁路型変圧装置。
【請求項７】
請求項６に記載のものにおいて、
前記２つの嵌合部はそれぞれ、前記主鉄心の長手方向の中心軸に対し互いに向き合う前記２つの嵌合平面区域と当該２つの嵌合平面区域の間に形成された前記段付部を備える閉磁路型変圧装置。
【請求項８】
請求項１に記載したものにおいて、
前記嵌合部は少なくとも一方の鉄心の先端を受け止めるストッパーを備える閉磁路型変圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関の点火プラグに火花放電を発生させるために点火プラグに高電圧を供給する点火コイルに使用される、閉磁路型変圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の閉磁路型変圧装置は例えば図６に示すように内燃機関用点火コイルの例がある（特開２００５−１９８６９号公報）。この例では、閉磁路を形成するようにセンタ鉄心と、そのセンタ鉄心の周囲を包囲するサイド鉄心が設けられている。センタ鉄心の外周にはバッテリに接続された一次コイルが巻回されるとともに、その一次コイルの外周には間隔をもってプラグに接続された二次コイルが巻回されて閉磁路型の変圧器を形成している。これら鉄心およびコイルはコイルケースに収容されており、コイルケース内には絶縁用樹脂が充填されてない部が絶縁されている。また、上記センタ鉄心の片端にはサイド鉄心との間に空隙が設けられ、この空隙部分には永久磁石を備えているものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような閉磁路型変圧装置においては複数の部分から形成された鉄心を嵌合させて閉磁路を組み立てるため、部品の製造公差や組み立て時の寸法バラツキにより、嵌合時に嵌合部で隙間などが発生する虞がある。このため、このような閉磁路型変圧装置においては個々の閉磁路型変圧装置によって性能バラツキ（機差）が生じる。また、永久磁石を閉磁路内に配備したタイプにおいて、無着磁の状態で嵌合して後から着磁するものの場合、磁石になる部材を鉄心の間に保持する力が無く、鉄心および磁石部材を固定させることができない。
【０００５】
本発明の目的は、性能バラツキ（機差）が少なく、また、永久磁石を備えたものの場合、永久磁石が無着磁の状態でも鉄心を固定できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、嵌合部が２つの近接する嵌合平面区域と、この２つの嵌合平面区域の間に形成された軸方向の段差部とを備えることによって達成できる。好適にはセンタ鉄心の一端部とサイド鉄心との間に設けた空隙に磁石を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、点火コイルのような閉磁路型変圧装置の機差を低減でき、歩留まりが向上する。また、永久磁石を用いたタイプの場合、磁石を無着磁の状態でも鉄心間に容易に固定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が実施された閉磁路型変圧装置を備えた内燃機関点火コイルの一実施例の上面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図。
【図４】図３の鉄心部分だけを拡大した断面図。
【図５】図４に記載の鉄心の嵌合部拡大図。
【図６】図４と比較するための従来の鉄心形状を示す断面図。
【図７】（Ａ），（Ｂ）本発明が実施された閉磁路型変圧装置（磁石あり）としての内燃機関点火コイルの他の実施例を示す図。
【図８】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）本発明が実施された閉磁路型変圧装置（磁石なし）としての内燃機関点火コイルの他の実施例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明が実施された閉磁路型変圧装置（磁石あり）としての内燃機関点火コイルを図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１乃至図５に基づき本発明の第１実施例について詳細に説明する。
【００１１】
内燃機関用点火コイル１は、内燃機関の各シリンダのプラグホールに装着されて点火プラグに直結し使用される独立点火形の内燃機関用点火コイルである。
【００１２】
この内燃機関用点火コイル１は、閉磁路型の鉄心６を有する。この閉磁路型の鉄心６は、プレス成型された０.２〜０.７mmの珪素鋼板を複数枚積層して形成されている。
【００１３】
この鉄心６は中心に点火コイルが巻装されるセンタ鉄心部６Ａ（以後主鉄心６Ａと称す）を備える。鉄心６はさらにその周囲をサイド鉄心６Ｃと６Ｂによって取り囲まれている。
【００１４】
サイド鉄心６Ｃは主鉄心６の一端で主鉄心６Ａに対して直角に配置されたサイド鉄心中央部分６ＣＣとこのサイド鉄心中央部分６ＣＣの両端に位置し、主鉄心６Ａと並行に配置される一対のサイド鉄心脚部６ＣＲ，６ＣＬを備え、かくしてサイド鉄心６Ｃは断面がＣ型に形成されている。サイド鉄心中央部分６ＣＣの内周面は主鉄心６Ａの一端と密着して磁路を形成している。主鉄心６Ａの他端には両側に広がる拡大平面部６ＡＦが主鉄心６Ａに一体に形成されている。この拡大平面部６ＡＦと対面する内面を持つサイド鉄心の一部としての補助鉄心６Ｂは両端が一対のサイド鉄心脚部６ＣＲ，６ＣＬの端部と嵌合され、結果的に閉磁路の一部を形成する。
【００１５】
主鉄心６Ａの他端の拡大平面部６ＡＦと補助鉄心６Ｂの内面との間には永久磁石１１になる部材若しくは永久磁石そのものが挟持されている。
【００１６】
図２および図３に示す如く、主鉄心６Ａの周りには、一次ボビン２，二次ボビン４がその順に同心状に装着されている。
【００１７】
一次ボビン２は、熱可塑性合成樹脂により形成されている。この一次ボビン２には線径０.３〜１.０mm程度のエナメル線を一層当たり数十回ずつ数層にわたり合計百ないし三百回程度一次ボビン２に積層巻された一次コイル３が形成されている。
【００１８】
また、この一次ボビン２の外周には、空隙をもって、二次ボビン４が配設されている。この二次ボビン４は一次ボビン２と同様に熱可塑性合成樹脂によって成形されており、この二次ボビン４には複数個の巻溝が形成されている。この二次ボビン４には、線径０.０３〜０.１mm程度のエナメル線を用いて合計五千ないし三万回程度、巻溝に分割巻されて二次コイル５が形成されている。このように、一次ボビン２は、二次ボビン４の内側に挿入された状態となっている。また、センタ鉄心部６Ａの他端と、サイド鉄心部６Ｂとの空隙部には、一次コイルの通電によって鉄心６を通過する磁束とは逆方向に磁化された永久磁石を挿入している。この鉄心６，一次ボビン２に巻装された一次コイル３，二次ボビン４に巻装された二次コイル５は、コイルケース７に収納されている。
【００１９】
一次コイル３はケース７に形成されたコネクタ部の端子８を介して外部電源（バッテリ）に接続される。一方、二次コイル５はコイルケース７の内部で、点火プラグに接続される高圧端子９（コイルケース７の高圧側に設けられている）と接続されている。かくして、一次コイル３の通電・遮断によって二次コイル５には、点火プラグに火花放電を発生させるための高電圧が誘起される。この二次コイル５に誘起された高電圧は、高圧端子９を介して点火プラグに供給され、この二次コイル５に誘起された高電圧の供給を受け、点火プラグは火花放電を発生させる。
【００２０】
そして、コイルケース７には、熱硬化性樹脂である絶縁用樹脂（具体的には、エポキシ樹脂）１０が封入されている。この絶縁用樹脂（具体的には、エポキシ樹脂）１０は、コイルケース７内に収容されている鉄心６の周囲、一次ボビン２に巻装された一次コイル３，二次ボビン４に巻装された二次コイル５、およびそれらの隙間に充填される。この絶縁用樹脂１０が硬化することによってコイルケース内に収容されている一次コイル３，二次コイル５，一次ボビン２，二次ボビン４および鉄心６の間が絶縁され、また一体化された状態で固定される。
【００２１】
本実施例の鉄心６は図４に示すように、主鉄心６Ａ，補助鉄心６Ｂ（請求項の第二サイド鉄心）の他に一対のサイド鉄心脚部６ＣＲ，６ＣＬ（請求項の第一サイド鉄心）とこれを繋ぐサイド鉄心中央部６ＣＣ（請求項の第三鉄心）からなるサイド鉄心６Ｃの３分割で構成されている。
【００２２】
図６に補助鉄心６Ｂとサイド鉄心６Ｃの嵌合部の拡大図を示す。補助鉄心６Ｂの一端６ＢＬとサイド鉄心脚部６ＣＲの一端部との嵌合部は図６に示すように段付形状となっており、段付部６２（丸枠Ｐ３部）より奥に形成される第一嵌合平面区域６１（丸枠Ｐ２部）ではサイド鉄心脚部６ＣＲの先端６ＣＰの内側面と補助鉄心６Ｂの先端６Ｂ１の外表面とが０.１mm以下の隙間もしくは面接触状態で対面している。段付部６２の外側には第二嵌合平面区域６３が形成されており、この区域はサイド鉄心脚部６ＣＲの先端６Ｃ１の内側面と補助鉄心６Ｂの一端部６ＢＰの外表面とが圧接状態で対面している。第一嵌合平面区域６１においては、隙間が０.１mm以下、また幅が補助鉄心６Ｂの０.５倍以上の接触状態が確保されておれば点火コイルの出力エネルギ低下は１％以下であり、出力エネルギの低下は影響ないレベルである。
【００２３】
第一嵌合平面区域６１と第二嵌合平面区域６３とは主鉄心６Ａの中心からのそれぞれの距離Ｌ１およびＬ２がＬ１＜Ｌ２と構成されている。
【００２４】
このため補助鉄心６Ｂをサイド鉄心６Ｃに嵌合する際、補助鉄心６Ｂの先端６Ｂ１が段付部６２の開始地点までサイド鉄心脚部６Ｃ１を外側に押し開きながら押し込まれ、段付部６２に指しかかるとサイド鉄心脚部６Ｃ１の弾性力の戻り力で段付部６２の傾斜面（テーパ）に沿って第二嵌合平面区域６３を形成する補助鉄心６Ｂの端部６ＢＲの外表面まで狭まり、サイド鉄心脚部６Ｃ１の内表面が補助鉄心６Ｂの端部６ＢＲの外表面に圧接して第二嵌合平面区域６３を形成する。
【００２５】
このとき圧入力（圧接力）は補助鉄心６Ｂをサイド鉄心脚部６ＣＬ（６ＣＲ）に挿入する方向に対し、概略直角方向に作用する。そして２箇所の嵌合平面区域では補助鉄心６Ｂの端部６ＢＲの外表面とサイド鉄心脚部６ＣＬの内表面とが互いに対面している。
【００２６】
補助鉄心６Ｂの先端部６Ｂ１はサイド鉄心脚部６ＣＬの最内周部に形成された規制部６Ｃ２によって挿入が規制される。これによって過剰挿入が防止される。また、補助鉄心６Ｂをサイド鉄心脚部６ＣＬ（６ＣＲ）に挿入し嵌合した後、双方に抜き方向の力が作用すると一対の嵌合平面区域６１，６３の間に形成された段付部６２は補助鉄心６Ｂの先端部６Ｂ１の抜け止めとして作用する。
【００２７】
この嵌合工程により、主鉄心６Ａと磁石部材（若しくは永久磁石）１１がサイド鉄心中央部６ＣＣと補助鉄心６Ｂとの間に挟持される。かくして、挿入方向には主鉄心６Ａ及び磁石部材（若しくは永久磁石）１１を挟み込んだ場合でも寸法バラツキ程度の動ける自由度だけにできるため、挿入方向においては各鉄心６及び永久磁石間では点火コイルの出力エネルギロスとなるほど大きな空隙は形成されることはない。また、２つの嵌合平面区域６１，６３の間の段付部６２をテーパ形状にすることで、主鉄心６Ａと磁石部材（若しくは磁石）がサイド鉄心中央部６ＣＣと補助鉄心６Ｂとの間に弾力を持った状態で保持されるので、磁石部材１１に必要以上の力をかけることがない。鉄心６の材料は実施例１においては珪素鋼板の積層体で構成させたが、鉄系の粉体の圧縮成形によるものでも嵌合構造は同じ形状を適用することができる。
【００２８】
実施例の課題や実施の態様を整理すると以下の通りである。
【００２９】
本実施例は、内燃機関の各シリンダのプラグホールに装着されて点火プラグに直結して使用される独立点火形の内燃機関用点火コイルに本発明を適用したものである。
【００３０】
具体的には、サイド鉄心部とセンタ鉄心部とによって磁気回路を構成し、センタ鉄心部は一端がサイド鉄心部に固着され、他端がサイド鉄心部と空隙部を設けて配置されて閉磁路が形成され、空隙部には永久磁石が備えられており、センタ鉄心部が収納された一次ボビンの上に一次コイルを巻装して収納し、一次ボビンと空隙をもって配置される二次ボビンの上に二次コイルを巻装して収納され、一次ボビンと二次ボビンを間隔をもって配置してコイルケース内に収容し、コイルケース内に絶縁用樹脂を封入して一体化されている。
【００３１】
このような内燃機関用点火コイルにおいて鉄心が３分割となり、空隙部に永久磁石を備えると、各寸法バラツキにより、嵌合時に嵌合部で隙間などが発生することがあり、点火コイルの性能バラツキが大きくなる。また、永久磁石を無着磁の状態で嵌合する場合には挿入させても押させる力が無く、鉄心間を固定させることができない。
【００３２】
本実施例では、補助鉄心６Ｂ（第二サイド鉄心）の両端部６ＢＲ，６ＢＬとサイド鉄心脚部６ＢＲ，６ＢＬの嵌合部においては主鉄心６Ａの長手方向に沿った挿入方向に挿入されるが、このときの圧入力（圧接力）が主鉄心６Ａの長手方向に対して略直角方向で主鉄心６Ａの長手方向の中心軸に対し、補助鉄心６Ｂ（第二サイド鉄心）の両端部６ＢＲ，６ＢＬとサイド鉄心脚部６ＢＲ，６ＢＬの間に作用する圧接力が互いに向き合うように働く形状としている。
【００３３】
実施の態様は以下の通りである。
【００３４】
実施の態様１
補助鉄心６Ｂの両端部６ＢＲ，６ＢＬとサイド鉄心脚部６ＣＲ，６ＣＬの嵌合部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は段付形状とし、段付部６２を挟んで一対の嵌合平面区域６１，６３が設けられており、嵌合平面区域６１においては圧入接触部若しくは０.１mm以下の隙間が設けられている。
【００３５】
実施の態様２
実施の態様１に記載した点火コイルにおいて、補助鉄心６Ｂの両端部６ＢＲ，６ＢＬとサイド鉄心脚部６ＣＲ，６ＣＬの嵌合部の嵌合平面区域６１において、圧入接触部若しくは０.１mm以下の隙間の面積は補助鉄心６Ｂの断面積の０.５倍以上とする。
【００３６】
実施の態様３
実施の態様２に記載した点火コイルにおいて、補助鉄心６Ｂの両端部６ＢＲ，６ＢＬとサイド鉄心脚部６ＣＲ，６ＣＬの２箇所の嵌合平面区域６１，６３の主鉄心６Ａの中心軸Ｌ−Ｌからの寸法Ｌ１，Ｌ２は段付形状の奥に形成される嵌合平面区域６３の寸法Ｌ２を広くし、段差を繋ぐ段付部６２はテーパとなるような構造とする。
【００３７】
実施の態様４
実施の態様３に記載した点火コイルにおいて、嵌合平面区域６３の奥に、補助鉄心６Ｂの先端部６Ｂ１の挿入方向に対し過剰挿入とならない様に規制する規制部６Ｃ２をサイド鉄心脚部６ＣＲ，６ＣＬの内周面側に設け、ストッパーとした。
【００３８】
実施の態様５
実施の態様１〜４に記載した点火コイルにおいて、前記鉄心６は珪素鋼板を積層したもの、もしくは鉄系の圧粉材により形成した。
【００３９】
本発明は独立点火形の内燃機関用点火コイルに限定されることなく閉磁路型の点火コイル，変圧器などにも使用できる。
【００４０】
また、鉄心の形状が異なるものでは特開平３−１１６７０４号公報、ＵＳＰ４９９０８８１号明細書などに記載されたＣ−Ｅ型，Ｃ−Ｔ型，Ｃ−Ｉ型，Ｅ−Ｉ型などにも用いることができる。
【００４１】
Ｃ−Ｅ型，Ｃ−Ｔ型，Ｃ−Ｉ型，Ｅ−Ｉ型に用いた図を図７，図８に示す。
【００４２】
図７，図８ではＳは段付部全体を示す丸枠。Ｌ−Ｌは主鉄心６Ａの長手方向中心軸線、ＣＰ１，ＣＰ２は第一実施例の嵌合平面区域６１，６３、ＳＰは第一実施例の段付部６２、ＳＴは第一実施例の規制部６Ｃ２をそれぞれ示す。他の符号は第一実施例の符号と同じで、同じ物を指す。
【００４３】
図７の（Ａ）は主鉄心６Ａがサイド鉄心６Ｃと一体に形成され、補助鉄心６Ｂの両端部６ＢＲ，６ＢＬとサイド鉄心脚部６ＣＲ，６ＣＬの２箇所の嵌合部が実線の丸枠Ｓと破線の丸枠Ｓで示すように異なった位置に形成された例を示す。破線の位置に形成されたものでは、磁石付Ｅ−Ｉ型鉄心となる。実線の位置に形成されたものでは磁石付Ｃ−Ｔ型鉄心となる。サイド鉄心脚部６ＣＲ，６ＣＬのどの位置に嵌合部を形成しても良い。
【００４４】
また、嵌合部において、補助鉄心６Ｂの両端部６ＢＲ，６ＢＬとサイド鉄心脚部６ＣＲ，６ＣＬどちらの先端部が外側に位置してもかまわない。
【００４５】
図７の（Ｂ）は主鉄心６Ａが中央で２分され、それぞれ補助鉄心６Ｂとサイド鉄心６Ｃに一体に設けられたもので、主鉄心６Ａの軸方向中心位置に磁石が配置されたタイプを示す。この場合は磁石付Ｅ−Ｅ型鉄心となる。
【００４６】
図８（Ａ）は図７（Ａ）の磁石無しのタイプを示す。破線で示すものは磁石無しＣ−Ｔ型鉄心を実線で示すものは磁石無しＩ−Ｅ型若しくは磁石無しＣ−Ｔ型鉄心を示す。破線のものでは、サイド鉄心脚部６ＣＲ，６ＣＬ側が嵌合部の外側に配置されるタイプを示す。
【００４７】
図８（Ｂ）は主鉄心６Ａの両端６ＡＲ，６ＡＬと補助鉄心６Ｂの両端部６ＢＲ，６ＢＬの端部との間に嵌合部を設けたものを示す。この例では磁石無しＣ−Ｉ型鉄心となる。この実施例では、補助鉄心６Ｂの両端部６ＢＲ，６ＢＬが嵌合部の外側になる。
【００４８】
図８（Ｃ）は図８（Ｂ）において、主鉄心６Ａの両端部６ＡＲ，６ＡＬが嵌合部の外側になるものを示す。
【００４９】
以上の第一実施例、図７（Ａ），（Ｂ）、図８（Ａ）の実施例においては嵌合平面区域を形成する平面は、主鉄心６Ａの中心軸線に並行な面内に形成される。図８（Ｂ），（Ｃ）の実施例では主鉄心６Ａの中心軸線に直角な面で形成される。
【符号の説明】
【００５０】
１  内燃機関用点火コイル
２  一次ボビン
３  一次コイル
４  二次ボビン
５  二次コイル
６  鉄心
７  コイルケース
８  端子
９  高圧端子
１０  絶縁用樹脂
１１  永久磁石
【図１】
0005460533.tif 000002
【図２】
0005460533.tif 000003
【図３】
0005460533.tif 000004
【図４】
0005460533.tif 000005
【図５】
0005460533.tif 000006
【図６】
0005460533.tif 000007
【図７】
0005460533.tif 000008
【図８】
0005460533.tif 000009