(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センタコアと、
前記センタコアの周囲に巻回される、一次コイルと、
前記一次コイルの周囲に巻回される、二次コイルと、
前記二次コイルの周囲に配置され、前記センタコアと結合して閉磁路を形成する、
複数のサイドコアと、
前記複数のサイドコアの間に挿入されるマグネットと、
前記一次コイルへの電流の供給及び遮断を制御する、イグナイタと、
前記センタコア、前記一次コイル、前記二次コイル、前記複数のサイドコア、前記マグネット及び前記イグナイタを収容する、ケースと、
前記ケース内に充填される、絶縁樹脂とを有する点火コイルであって、
前記サイドコアには、前記センタコアから前記サイドコアに向かう方向の幅が広い、
幅広部と、前記幅広部よりも前記幅が狭い、幅狭部とが形成されており、
前記マグネットは、前記幅広部に挿入され、
前記イグナイタは、前記幅狭部と前記ケースとの間に配置される、点火コイル。
【請求項２】
前記幅狭部は、前記二次コイルの低圧側に形成される、
請求項１に記載の点火コイル。
【請求項３】
前記マグネットは、表と裏に平面を有しており、
前記サイドコアに対し、前記平面を傾斜させた状態で、
前記サイドコア内に配置される、
請求項１または２に記載の点火コイル。
【請求項４】
前記マグネットは、前記センタコアの中心軸に対し、
前記平面を４５°以下の角度で傾斜させて、前記サイドコア内に配置される、
請求項３に記載の点火コイル。
【請求項５】
前記サイドコアにおける、前記マグネットが挿入される位置及び前記イグナイタが配置される位置は、前記センタコアの中心軸に対し、垂直な方向に延出した部位に設けられる、請求項１から４のいずれか１項に記載の点火コイル。
【請求項６】
前記イグナイタが配置される幅狭部は、
前記センタコアの中心軸に垂直な方向の、前記サイドコアの断面積が、
前記センタコアの、同方向の断面積の８０％以上である、
請求項１から５のいずれか１項に記載の点火コイル。
【請求項７】
前記サイドコアにおける、少なくとも前記イグナイタが配置される部位は、
エラストマ部材により被覆されている、
請求項１から６のいずれか１項に記載の点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば内燃機関に取り付けられて、点火プラグに高電圧を供給し、火花放電を発生させる、点火コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費向上を図るために、内燃機関の圧縮比を大きくした車両が開発されている。圧縮比を大きくするには、点火コイルの出力電圧を高くする必要があるが、点火コイルの取付スペースには制限があることから、点火コイルの寸法を大きくすることはできない。そこで、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方向に磁化されたマグネットを挿入することにより、点火コイルの寸法を大きくすることなく、磁気エネルギの蓄積量を大きくする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−２６３２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成では、マグネットの、鉄心の厚み方向への拡大が行えないなど、マグネットの大型化に限界がある。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、寸法を大きくすることなく、出力電圧を高電圧化した点火コイルを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による点火コイルは、センタコアと、センタコアの周囲に巻回される一次コイルと、一次コイルの周囲に巻回される二次コイルと、二次コイルの周囲に配置され、センタコアと結合して閉磁路を形成するサイドコアと、複数のサイドコアの間に挿入されるマグネットと、一次コイルへの電流の供給及び遮断を制御する、イグナイタと、センタコア、一次コイル、二次コイル、サイドコア、マグネット及びイグナイタを収容するケースと、ケース内に充填される、絶縁樹脂とを有し、サイドコアには、センタコアからサイドコアに向かう方向の幅が広い幅広部と、幅広部よりも幅が狭い幅狭部とが形成され、マグネットは、幅広部に挿入され、イグナイタは、幅狭部とケースとの間に配置される。
【発明の効果】
【０００７】
サイドコアに幅広部と幅狭部を形成して、幅広部にマグネットを配置し、幅狭部とケースとの間にイグナイタを配置することにより、点火コイルの外形寸法を大きくすることなく、出力電圧を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１における点火コイルを示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う点火コイルを示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２における点火コイルを示す図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う点火コイルを示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３における点火コイルを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３における点火コイルの、マグネット挿入部を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態４における点火コイルを示す図である。
【図８】この発明の実施の形態４における点火コイルの、マグネット挿入部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の点火コイルの実施の形態１〜４について、図面を参照して説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における点火コイルを示す構成図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【００１１】
図１及び図２に示すように、実施の形態１による点火コイルは、センタコア３０と、一次コイル１０及び二次コイル２０を囲った、Ｃの字形状を有するＣ型のサイドコア５０とを有し、センタコア３０とサイドコア５０とは、閉磁路を形成している。そして、サイドコア５０とケース７０との間には、一次コイル１０に流れる一次電流の通電、遮断を制御するイグナイタ６０が配置されている。図１に矢印とともに記すＨｉとＬｏは、それぞれ、点火コイルの高圧側と低圧側を示している。
【００１２】
また、実施の形態１による点火コイルは、図２に示すように、ケース７０内に、一次コイル用ボビン１２に巻装された一次コイル１０が設けられている。一次コイル１０の外側には、二次コイル用ボビン２２が設けられており、この二次コイル用ボビン２２には、一次コイル１０の例えば１００倍の巻数分の二次コイル２０が巻装されている。筒状の一次コイル用ボビン１２には、一次コイル１０及び二次コイル２０と磁気的に結合された、Ｉの字形状を有するＩ型のセンタコア３０が貫通している。
【００１３】
さらに、ケース７０内には、図２に示すように、熱硬化性のエポキシ樹脂である絶縁樹脂８０が充填され、硬化されている。なお、図１では、ケース７０の内部に配置された各部品の構成をわかりやすくするため、ケース７０内に充填される絶縁樹脂８０の記載を省略している。
【００１４】
このように構成された点火コイルは、内燃機関の所定の点火時期に、図示しない電子制御ユニットから駆動信号が入力されたイグナイタ６０が、一次コイル１０に流れる一次電流を遮断することにより、一次コイル１０に逆起電力を発生させ、二次コイル２０に高電圧を発生させて、発生させた高電圧を、図１の高圧側に配置された、図示しない内燃機関の点火プラグに印加するものである。
【００１５】
実施の形態１による点火コイルは、サイドコア５０を、図２に示すＸ方向に積層された複数の電磁鋼板で構成している。そして、サイドコア５０は、図１に示すように、センタコア３０の中心軸Ｃに平行な部位が、低圧側で２つに分割されている。分割されたサイドコア５０のうち、高圧側のサイドコア５０には、積層方向Ｘに直交するＹ方向の幅が、Ｗ１に形成された幅狭部５０ａが設けられている。また、分割されたサイドコア５０のうち、低圧側のサイドコア５０には、幅狭部５０ａの幅Ｗ１よりも広い、Ｗ２の幅を有する幅広部５０ｂが設けられている。そして、分割された２つのサイドコア５０の間には、マグネット４０が挿入され、分割された２つのサイドコア５０は、このマグネット４０を介して互いに結合されている。
【００１６】
また、幅狭部５０ａの、マグネット４０と結合される側の端部は、低圧側に向かうに連れて、その幅がＷ１からＷ２に徐々に広がるように形成されており、その端面５０ａｓは、低圧側に向かうに連れて、二次コイル２０からケース７０に向かうように傾斜している。また、幅広部５０ｂの高圧側の端面５０ｂｓは、幅狭部５０ａの端面５０ａｓに沿うように傾斜している。
【００１７】
マグネット４０は、平板状に形成されており、表面と裏面のそれぞれが、分割されたサイドコア５０の幅狭部５０ａの端面５０ａｓと、幅広部５０ｂの端面５０ｂｓに、配置されている。
【００１８】
図２に示すように、サイドコア５０の、二次コイル２０に対向する面９０ａと、積層方向であるＸ方向の両側面９０ｂ，９０ｃは、エラストマ部材９０で被覆されている。また、サイドコア５０の、面９０ａと反対側の面と、ケース７０との間には、イグナイタ６０が配置されており、サイドコア５０とイグナイタ６０との間は、絶縁樹脂８０が充填されて、絶縁されている。なお、サイドコア５０の幅狭部５０ａにおける、図２のＸＹ平面に沿う断面積は、センタコア３０の、同方向の断面積の８０％以上となるように形成すると、効率の低下を抑えることができる。
【００１９】
このように、実施の形態１の点火コイルによれば、サイドコア５０の高圧側に幅狭部５０ａを形成し、この幅狭部５０ａとケース７０との間に、絶縁樹脂８０を介してイグナイタ６０を配置することにより、点火コイルの外形を小さくすることができる。また、サイドコア５０を斜めに切断するように分割し、平板状のマグネット４０を挿入して、各サイドコア５０と結合することにより、点火コイルの外形を大きくすることなく、大型のマグネット４０をサイドコア５０に挿入することができ、点火コイルを高出力化することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２における点火コイルを示す構成図である。また、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う点火コイルの断面図である。図３及び図４に示すように、実施の形態２における点火コイルは、サイドコア５１の形状と、エラストマ部材９１の形状と、ケース７１の外形寸法及びイグナイタ６０の配置位置が異なるほかは、実施の形態１と同様の構成を有している。なお、図１と同様に、図３では、ケース７１の内部に配置された各部品の構成をわかりやすくするため、ケース７１内に充填される絶縁樹脂８０の記載を省略している。
【００２１】
図３に示すように、実施の形態２における点火コイルでは、サイドコア５１の幅狭部５１ａを低圧側に設け、幅広部５１ｂを高圧側に設けている。また、図４に示すように、イグナイタ６０は、実施の形態１と同様に、幅狭部５１ａとケース７１との間に配置されるが、幅狭部５１ａが低圧側に設けられているので、サイドコア５１に高電圧が誘起された場合であっても、幅狭部５１ａから外部に放電するおそれはない。
【００２２】
このように、実施の形態２による点火コイルは、イグナイタ６０を、サイドコア５１の低圧側に設けた幅狭部５１ａに配置しているので、実施の形態１のように、幅狭部５１ａとイグナイタ６０との間に、絶縁樹脂８０を充填する必要がない。これにより、実施の形態２による点火コイルによれば、サイドコア５１とイグナイタ６０とを接近させることができ、ケース７１の寸法Ｗ４を、実施の形態１のケース７０の寸法Ｗ３よりも小さくすることができる。
【００２３】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３における点火コイルを示す構成図である。また、図６は、実施の形態３における点火コイルと、マグネット４０の挿入部の拡大図である。図５に示すように、実施の形態３における点火コイルは、Ｃ型のサイドコア５２を、低圧側の屈曲部Ａで分割し、その屈曲部Ａに、平板状のマグネット４０を挿入している。
【００２４】
分割されたサイドコア５２のうち、低圧側のサイドコア５２には、幅狭部５２ａと幅広部５２ｂが設けられ、幅狭部５２ａと、ケース７２との間に、イグナイタ６０が配置されている。そして、低圧側のサイドコア５２の幅広部５２ｂと、高圧側のサイドコア５２との間に、マグネット４０が挿入されている。分割された低圧側のサイドコア５２と、高圧側のサイドコア５２とは、マグネット４０を介して、互いに結合されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００２５】
図５に示すように、実施の形態３による点火コイルは、マグネット４０を、サイドコア５２の屈曲部Ａに挿入している。そして、マグネット４０の端部が、二次コイル２０の外径よりも、センタコア３０の中心軸Ｃ側に延出するように配置している。これにより、点火コイルの外形寸法Ｗ５を大きくすることなく、より大きなマグネット４０を、サイドコア５２に挿入することができる。
【００２６】
次に、図６について説明する。なお、ここでは、センタコア３０は、中心軸Ｃの方向の寸法Ｌに、±δの製造上のばらつきを有しているものとする。図６の拡大図における実線は、センタコア３０の寸法が、Ｌの場合の、サイドコア５２の屈曲部Ａの状態を示し、破線は、センタコア３０の寸法が、Ｌ＋δとなった場合の、サイドコア５２の幅広部５２ｂの位置を示している。
【００２７】
センタコア３０の寸法が、ＬからＬ＋δとなった場合、幅広部５２ｂの、マグネット４０との接合面５２ｂｓの位置は、点火コイルの低圧側にδ移動する。一方、屈曲部Ａにおける、マグネット４０の挿入部の間隔ｄは、センタコア３０の寸法がＬからＬ＋δとなった場合、δ１大きくなる。図６に示すように、実施の形態３による点火コイルでは、センタコア３０の寸法の変化量δに対する、マグネット４０の挿入部の間隔ｄの変化量δ１は、ほぼ同等となる。
【００２８】
実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４における点火コイルを示す構成図である。また、図８は、実施の形態４における点火コイルと、マグネット４０の挿入部の拡大図である。図７に示すように、実施の形態４における点火コイルは、実施の形態３と同様に、Ｃ型のサイドコア５３を、低圧側の屈曲部Ｂで分割し、その屈曲部Ｂに、平板状のマグネット４０を挿入している。
【００２９】
分割されたサイドコア５３のうち、低圧側のサイドコア５３には、実施の形態３における点火コイルと同様に、幅狭部５３ａと幅広部５３ｂが設けられ、幅狭部５３ａと、ケース７３との間に、イグナイタ６０が配置されている。そして、低圧側のサイドコア５３の幅広部５３ｂと、高圧側のサイドコア５３との間に、マグネット４０が挿入されている。分割された低圧側のサイドコア５３と、高圧側のサイドコア５３とは、マグネット４０を介して、互いに結合されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３０】
図７に示すように、実施の形態４による点火コイルは、マグネット４０を、サイドコア５３の屈曲部Ｂに挿入している。そして、マグネット４０は、マグネット４０のサイドコア５３との接合面４０ａと、センタコア３０の中心軸Ｃとのなす角度θが、４５°以下となるように、サイドコア５３に挿入される。これにより、サイドコア５３の、センタコア３０の中心軸Ｃに平行な部位における、中心軸Ｃからケース７３に向かう方向の幅を小さくすることができる。よって、点火コイルの、センタコア３０の中心軸に垂直な方向の寸法Ｗ６を大きくすることなく、より大きなマグネット４０を、サイドコア５３に挿入することができる。
【００３１】
次に、図８について説明する。なお、ここでは、図６についての説明で記載したように、センタコア３０は、中心軸Ｃの方向の寸法Ｌに、±δの製造上のばらつきを有しているものとする。図８の拡大図における実線は、センタコア３０の寸法が、Ｌの場合の、サイドコア５３の屈曲部Ｂの状態を示し、破線は、センタコア３０の寸法が、Ｌ＋δとなった場合の、サイドコア５３の幅広部５３ｂの位置を示している。
【００３２】
センタコア３０の寸法が、ＬからＬ＋δとなった場合、幅広部５３ｂの、マグネット４０との接合面５３ｂｓの位置は、実施の形態３のときと同様に、点火コイルの低圧側にδ移動する。一方、屈曲部Ｂにおける、マグネット４０の挿入部の間隔ｄの変化量は、図８に示すδ２となる。
【００３３】
図６のδに対するδ１の大きさと、図８のδに対するδ２の大きさを比較すると、δ２の方が、δに対して小さいことがわかる。このように、実施の形態４による点火コイルでは、センタコア３０の寸法の変化量δに対する、マグネット４０の挿入部の間隔ｄの変化量δ２を、実施の形態３による点火コイルの場合の変化量δ１よりも小さくすることができる。よって、実施の形態４の点火コイルによれば、センタコア３０の寸法Ｌの変化量を、マグネット４０の挿入部で吸収することにより、磁気隘路のギャップの変化を小さく抑え、点火コイルとしての性能を安定させることができる。
【００３４】
なお、実施の形態１ないし実施の形態４では、サイドコア５０ないし５３の形状をＣの字形状を有するＣ型としたが、これに限るものではない。例えば、Ｏの字形状を有するものとしてもよい。また、実施の形態１ないし実施の形態４では、サイドコア５０ないし５３の、イグナイタ６０が配置される面に、エラストマ部材９０の被覆を設けていないが、これに限るものではない。例えば、図１ないし図６に記載されたサイドコア５０ないし５３の、イグナイタ６０が配置される側の面に、それぞれ、エラストマ部材９０ないし９３の被覆を設けてもよい。さらに、実施の形態３及び実施の形態４では、マグネット４０の形状を、平板状としているが、これに限るものではない。例えば、表と裏に、サイドコアと接合可能な面を有しているものであれば、ブロック状のものであってもよい。さらに、マグネット４０における、サイドコアとの接合面は、平面に限るものではなく、例えば凹凸を有していてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０  一次コイル、２０  二次コイル、３０  センタコア、４０  マグネット、５０〜５３  サイドコア、５０ａ〜５３ａ  幅狭部、５０ｂ〜５３ｂ  幅広部、６０  イグナイタ、７０〜７３  ケース、８０  絶縁樹脂、９０〜９３  エラストマ部材、Ａ  屈曲部、Ｂ  屈曲部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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