(57)【要約】      （修正有）【課題】永久磁石を鉄心の長手方向に対して斜めに配置させた場合において磁束の洩れを少なくし、エネルギ効率を低下させることのない内燃機関用点火コイルを提供すること。【解決手段】空隙部を設け閉磁路の形成される鉄心と、鉄心の外周に順次巻回する一次コイル、二次コイルと、一次コイルの通電によって鉄心を励磁する方向と逆方向に磁化された空隙部に挿入する永久磁石とを備えてなる内燃機関用点火コイルにおいて，空隙部８を鉄心２の長手方向に対して斜めに配設し、鉄心２の空隙部８に挿入する永久磁石７と接する面の中心軸を永久磁石７の幅によってオフセットすると共に、永久磁石７の面積ＳＭを鉄心２が永久磁石７と接する面の面積ＳＦと同一の面積に形成する。【選択図】図１
2006253561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空隙部を設け閉磁路の形成される鉄心と、該鉄心の外周に順次巻回する一次コイル、二次コイルと、前記一次コイルの通電によって鉄心を励磁する方向と逆方向に磁化された前記空隙部に挿入する永久磁石とを備えてなる内燃機関用点火コイルにおいて，
前記空隙部を鉄心の長手方向に対して斜めに配設し、前記鉄心の前記空隙部に挿入する永久磁石と接する面の中心軸を永久磁石の幅によってオフセットすると共に、前記永久磁石の面積ＳＭを前記鉄心が該永久磁石と接する面の面積ＳＦと同一の面積に形成したことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
【請求項２】
コイルの中心軸から外側にオフセットさせる鉄心は、二次コイルの高電圧側である請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花放電を発生させるための高電圧を内燃機関の点火プラグに供給するための内燃機関用点火コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一次コイル及び二次コイルが巻装された閉磁路を形成する鉄心の一部分に設けられた空隙部に永久磁石を挿入し、一次コイルに通電する以前に、永久磁石の磁化力により一次コイルの通電による磁化方向とは逆の向きに鉄心を負方向の最大使用磁束密度まで磁化しておき、点火コイルの使用時に、一次コイルに励磁電流を流すことにより永久磁石の磁化力とは逆方向の磁化力を発生させ、それにより鉄心を正方向の最大使用磁束密度まで磁化する点火コイルが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。これは、鉄心の閉磁路内に一次コイルの通電による励磁方向とは逆に磁化された永久磁石を挿入することにより、磁気エネルギの蓄積量を大きくして点火性能の向上、および点火コイルの小型化、軽量化を図るものである。
【０００３】
また、さらに、鉄心の永久磁石と接する面、すなわち、鉄心の永久磁石の挿入部の断面積ＳＦを斜めに形成するなどして、永久磁石の断面積ＳＭの拡大する点火コイルが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平８−４５７５３号（第３頁  図７）
【特許文献２】特開平７−２２２５６号（第４頁  図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２の点火コイルにおいては、永久磁石を挿入する鉄心の空隙部を形成する永久磁石の挿入部の断面積ＳＦが永久磁石の鉄心と接触する面の面積ＳＭより大きくなるため、磁束の洩れが発生し、エネルギ効率が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、永久磁石を鉄心の長手方向に対して斜めに配置させた場合において磁束の洩れを少なくし、エネルギ効率を低下させることのない内燃機関用点火コイルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る内燃機関用点火コイルは、空隙部を設け閉磁路の形成される鉄心と、鉄心の外周に順次巻回する一次コイル、二次コイルと、一次コイルの通電によって鉄心を励磁する方向と逆方向に磁化された空隙部に挿入する永久磁石とを備えてなる内燃機関用点火コイルにおいて，空隙部を鉄心の長手方向に対して斜めに配設し、鉄心の空隙部に挿入する永久磁石と接する面の中心軸を永久磁石の幅によってオフセットすると共に、永久磁石の面積ＳＭを鉄心が永久磁石と接する面の面積ＳＦと同一の面積に形成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、磁束の洩れを少なくし、エネルギ効率を向上させることができる。そして、これによって点火コイルの高出力化、小型化、軽量化および低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、鉄心の永久磁石と接する面の中心軸を永久磁石の幅によってオフセットし、鉄心の永久磁石と接する面の面積ＳＦと永久磁石の面積ＳＭとを一致させることによって達成される。
【実施例１】
【０００９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１０】
図１には、本発明に係る内燃機関用点火コイルの一実施例が示されている。図１（ａ）、（ｂ）は、内燃機関用点火コイルの構成を示す断面図である。
【００１１】
図１（ａ）において、１ａは内燃機関用点火コイル、２ａは鉄心で、この鉄心２ａは、Ｅ字形状に形成されている。また、図１（ｂ）において、１ｂは内燃機関用点火コイル、２ｂは鉄心で、この鉄心２ｂは、Ｃ字形状に形成されている。この鉄心２ａ、２ｂは、０．２〜０．５ｍｍの珪素鋼板を積層して端部同士を向かい合わせて接合されており、閉磁路をなす磁路が形成されている。
【００１２】
この鉄心２ａ、２ｂに接して設けられる一次ボビン３ａ、３ｂには、一次コイル４ａ、４ｂが巻装されている。この一次ボビン３ａ、３ｂは、熱可塑性合成樹脂によって形成されており、鉄心２ａ、２ｂの外周側に配設されている。また、一次コイル４ａ、４ｂ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二百回程度一次ボビン３ａ、３ｂに積層巻されて形成されている。
【００１３】
一次ボビン３ａ、３ｂの外周には、二次ボビン５ａ、５ｂが配設されている。この二次ボビン５ａ、５ｂは、一次ボビン３ａ、３ｂと同様に熱可塑性合成樹脂によって成形されており、複数個の巻溝が形成されている。この二次ボビン５ａ、５ｂには、二次コイル６ａ、６ｂが巻装されている。この二次コイル６ａ、６ｂ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二万回程度二次ボビン５ａ、５ｂに分割巻されて形成されている。
【００１４】
このように、一次ボビン３ａ、３ｂは、二次ボビン５ａ、５ｂの内側に挿入された状態となっている。そして、これらの隙間部にはエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が充填されており、この熱硬化性樹脂を硬化させて絶縁を行われている。
【００１５】
また、鉄心２ａ、２ｂは、二次コイル６ａ、６ｂに差交する磁束を多くするために、鉄心２ａ、２ｂの空隙部８ａ、８ｂを一次コイル４ａ、４ｂ、二次コイル６ａ、６ｂの外側に設けられている。また、空隙部８ａ、８ｂには、一次コイル４ａ、４ｂの通電による励磁方向とは逆に磁化された永久磁石７ａ、７ｂが挿入されている。
【００１６】
この空隙部８ａ、８ｂは、鉄心２ａ、２ｂの長手方向に対して傾けた状態に配設されている。これは、永久磁石７ａ、７ｂの面積ＳＭを大きくすると、鉄心２ａ、２ｂに蓄積されるエネルギは大きくなることから、永久磁石７ａ、７ｂの面積ＳＭを大きくするためである。
【００１７】
本実施例においては、空隙部８ａ、８ｂで漏れ磁束を少なくするために、鉄心２ａ、２ｂの永久磁石７ａ、７ｂと接する面の中心軸を永久磁石７ａ、７ｂの幅によりオフセットし、永久磁石７ａ、７ｂの面積ＳＭと鉄心２ａ、２ｂの空隙部８ａ、８ｂの面積ＳＦを一致させた構造としている。
【００１８】
次に、図２の従来の永久磁石７の配設構造を用いて、本実施例との相違について説明する。
【００１９】
図２（ａ）に示す従来のように永久磁石７（７ａ、７ｂ）を配設した場合には、鉄心２（２ａ、２ｂ）が永久磁石７（７ａ、７ｂ）と接する面積ＳＦに対して、永久磁石７（７ａ、７ｂ）の面積ＳＭは小さくなる。このように鉄心２（２ａ、２ｂ）の空隙部８（８ａ、８ｂ）の面積ＳＦが大きいと、洩れ磁束もこれに比例して大きくなるため、更に角度を小さくして永久磁石７（７ａ、７ｂ）の面積ＳＭを大きくしても大きな効果は得られない。例えば、空隙部８（８ａ、８ｂ）の幅（永久磁石７の幅）を１ｍｍ、永久磁石７の面積ＳＭを鉄心の永久磁石７（７ａ、７ｂ）と接する面積ＳＦの１．５倍にした場合、空隙部８（８ａ、８ｂ）の面積ＳＦは永久磁石７（７ａ、７ｂ）の面積ＳＭより約１０％大きくなる。
【００２０】
更に、これから内燃機関用点火コイルの小型化、高エネルギ化に伴い、一次コイル４（４ａ、４ｂ）に通電させる電流を高くした場合、鉄心２（２ａ、２ｂ）の空隙部８（８ａ、８ｂ）の幅を広げる必要があり、例えば、空隙部８（８ａ、８ｂ）の幅を２ｍｍとした場合には空隙部８（８ａ、８ｂ）の面積ＳＦは永久磁石７（７ａ、７ｂ）の面積ＳＭより約２５％大きくなる。
【００２１】
本実施例の場合、磁気エネルギ蓄積量は、永久磁石７（７ａ、７ｂ）の面積を２倍に大きくすると、図３の鉄心形状の数値解析により計算した磁気エネルギ蓄積量に示す如く、約３５％の増加となる。これに対し、図２（ａ）に示す従来のように永久磁石７（７ａ、７ｂ）を配設した場合には、鉄心２（２ａ、２ｂ）の断面積ＳＦに対し永久磁石７（７ａ、７ｂ）の面積を２倍に大きくしても、漏れ磁束が多く、磁気エネルギ蓄積量は、図３の鉄心形状の数値解析により計算した磁気エネルギ蓄積量に示す如く、約２２％の増加に留まっている。このように本実施例の場合には、漏れ磁束を低減してエネルギ効率を飛躍的に増加させることができる。
【００２２】
図２（ｂ）に示す従来のように鉄心２（２ａ、２ｂ）の空隙部８（８ａ、８ｂ）をはみ出すように永久磁石７（７ａ、７ｂ）を配設した場合には、磁気エネルギ蓄積量は、本実施例の形状の場合とさほど変わりはないが、永久磁石７（７ａ、７ｂ）が余分に大きくなるため、コストが上がったり、製造工程中に永久磁石７（７ａ、７ｂ）が欠けるなどの影響がある。
【００２３】
また、図２に示す如き構成の場合、二次コイル６（６ａ、６ｂ）の高圧側では約３０ｋＶの高電圧がかかっており、鉄心２（２ａ、２ｂ）との絶縁距離が短いとリークして点火コイルが破損してしまう。これに対し、本実施例の構成では、鉄心２（２ａ、２ｂ）が空隙部８（８ａ、８ｂ）でオフセットされ外側に移動するため、二次コイル６（６ａ、６ｂ）の高圧側との絶縁距離も十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の内燃機関点火コイルの一実施例を示す断面図である。
【図２】従来の永久磁石の配設構造と図１に図示の実施例の永久磁石の配設構造との相違を説明するための空隙部の拡大図である。
【図３】図１に図示の実施例の永久磁石の面積ＳＭと鉄心が永久磁石と接する面の面積ＳＦとの比と磁気エネルギ蓄積量との対応関係を表す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ａ，１ｂ………………内燃機関用点火コイル
２ａ，２ｂ………………鉄心
３ａ、３ｂ………………一次ボビン
４ａ、４ｂ………………一次コイル
５ａ、５ｂ………………二次ボビン
６ａ、６ｂ………………二次コイル
７ａ、７ｂ………………永久磁石
８ａ、８ｂ………………空隙部
【図１】
2006253561.tif 000003
【図２】
2006253561.tif 000004
【図３】
2006253561.tif 000005