(57)【要約】  高回転域においても高出力が可能でかつ大型化を抑制した内燃機関用点火コイルを提供する。１次コイルおよび２次コイルの内側に配置されたセンタコアと、前記１次コイルおよび前記２次コイルの外側に配置され、前記センタコアと組み合わせて閉磁路を構成するサイドコアと、前記センタコアと前記サイドコアとの間、または前記サイドコアに設けられた１つまたは複数のギャップと、前記各ギャップに配置されたマグネット、を備え、前記各マグネットの断面積の総和を前記センタコアの断面積の３倍以上７倍未満とした内燃機関用点火コイルとする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイルおよび２次コイルの内側に配置されたセンタコアと、
前記１次コイルおよび前記２次コイルの外側に配置され、前記センタコアと組み合わせて閉磁路を構成するサイドコアと、
前記センタコアと前記サイドコアとの間、または前記サイドコアに設けられた１つまたは複数のギャップと、
前記各ギャップに配置されたマグネット、
を備え、
前記各マグネットの断面積の総和を前記センタコアの断面積の３倍以上７倍未満とした内燃機関用点火コイル。
【請求項２】
前記ギャップの断面積を前記マグネットの断面積以上とした、請求項１に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項３】
前記ギャップおよび前記マグネットを前記サイドコア内に配置した、請求項１または２に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項４】
前記サイドコアの高さを前記センタコアより高くした、請求項３に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項５】
前記サイドコアの断面積を前記センタコアの断面積より大きくした、請求項１から４までのいずれか１項に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項６】
前記マグネットの断面積に対して前記ギャップの断面積を大きくした、請求項１から５までのいずれか１項に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項７】
前記マグネットのない前記ギャップの厚さを小さくした、請求項６に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項８】
前記ギャップの前記点火コイルの外側部分の厚さを大きくした、請求項１から７までのいずれか１項に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項９】
前記ギャップの厚さと比較して前記マグネットの厚さを薄くし、コア緩衝材により前記ギャップの厚さを確保した、請求項１から８までのいずれか１項に記載の内燃機関用点火コイル。
【請求項１０】
前記サイドコアに方向性電磁鋼板を用い、前記サイドコアは前記センタコアの軸方向と垂直な方向を磁化容易方向とした、請求項３から９までのいずれか１項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、例えば自動車等の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内燃機関用点火コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から内燃機関用点火コイルに関して高効率化、発生電圧増加のために様々な手法が取られてきた(例えば下記特許文献１，２参照)。
ただし、従来は点火コイルのピーク性能に関してのみを考慮し設計されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２７３４５４０号明細書(磁気回路)
【特許文献２】特開２００７−１０３４８２号公報(磁気抵抗)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、燃費改善の要求からエンジン燃焼効率を上げるために、高圧縮化やダウンサイジングターボ車両の開発がおこなわれている。これに伴い点火コイルについても、高圧縮下で確実な絶縁破壊や燃焼を行わせることができるよう、高電圧化、高出力化が要求されている。
このような車両においては、高回転域において、または低電圧域においても、圧縮比が高く設定されるものもあり、低電圧域から高回転域まで高出力な点火コイルが求められる。
従来の点火コイルにおいては、エネルギを増加させる場合にはセンタコア断面積を増加させ、高回転域において、または低電圧域においても、エネルギを向上させるためには一次コイル線径(一次コイルの巻線の線径)を大きくし抵抗値を下げる手法が用いられてきた。
しかし、上記のような手法を用いた場合においても、高回転数特性を改善するには大幅なコア断面積の増加や一次コイル等の線径を大きくすることが必要となっていた。【０００５】
この発明は上記の課題に鑑み提案されたものであって、高回転域においても高出力が可能でかつ大型化を抑制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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、１次コイルおよび２次コイルの内側に配置されたセンタコアと、前記１次コイルおよび前記２次コイルの外側に配置され、前記センタコアと組み合わせて閉磁路を構成するサイドコアと、前記センタコアと前記サイドコアとの間、または前記サイドコアに設けられた１つまたは複数のギャップと、前記各ギャップに配置されたマグネット、を備え、前記各マグネットの断面積の総和を前記センタコアの断面積の３倍以上７倍未満とした内燃機関用点火コイルにある。
【発明の効果】
【０００７】
この発明では、高回転域においても高出力が可能でかつ大型化を抑制した内燃機関用点火コイルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１による内燃機関用点火コイルを上から見た概略的な図である。
【図２】図１の内燃機関用点火コイルの斜め下からの概略的な斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１による内燃機関用点火コイルの作用を説明するための磁気特性図である。
【図４】本発明の実施の形態２による内燃機関用点火コイルを上から見た概略的な図である。
【図５】図４の内燃機関用点火コイルの斜め下からの概略的な斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態３による内燃機関用点火コイルの概略的な斜視図である。
【図７】図６の内燃機関用点火コイルの概略的な上面図である。
【図８】本発明の実施の形態３による内燃機関用点火コイルの作用を説明するための磁気特性図である。
【図９】本発明の実施の形態４による内燃機関用点火コイルの概略的な上面図である。
【図１０】図９の内燃機関用点火コイルにおけるマグネットからの磁束を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態５による内燃機関用点火コイルの概略的な上面図である。
【図１２】本発明の実施の形態６による内燃機関用点火コイルの概略的な上面図である。
【図１３】マグネットが無い場合の点火コイルの基本的な磁気特性を表す磁気特性図である。
【図１４】マグネットが有る場合の点火コイルの基本的な磁気特性を表す磁気特性図である。
【図１５】コア断面積増加による磁気特性の変化を示す磁気特性図である。
【図１６】低回転領域でのピーク時のエネルギ増加を説明するための磁気特性図である。
【図１７】高回転領域でのピーク時のエネルギ増加を説明するための磁気特性図である。
【図１８】本発明の実施の形態１による内燃機関用点火コイルの作用を説明するための磁気特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明による内燃機関用点火コイルを各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、また重複する説明は省略する。
【００１０】
最初に本発明の原理および効果を詳細に説明する。
図１３、１４は点火コイルの基本的な磁気特性(磁束−起磁力特性)を表す磁気特性図である。点火コイルのエネルギは図１３、１４のハッチング部によって与えられる面積に比例する。
点火コイルに用いられるコアの磁束は、材料固有に決まる飽和磁束密度Ｂｍａｘとセンタコア断面積Ｓｃの積によって与えられる値にて飽和、磁気飽和する。
【００１１】
この種の内燃機関用点火コイルでは、例えば後述する図１に例示する本発明による内燃機関用点火コイルのように、閉磁路を形成するセンタコア３０とサイドコア４０のセンタコア３０のギャップ６０にマグネット７０が挿入されているものもあり、図１３がマグネットが無い点火コイルの磁気特性、図１４がマグネットを設けた点火コイルの磁気特性を示す。
【００１２】
従来、この種の点火コイルでは、同一断面積においてセンタコアにてエネルギを増加させるために、マグネットを挿入している。そして、センタコア負方向に逆バイアスを印加し、これが負方向磁気飽和付近となるように磁気抵抗やマグネットサイズが調整される。そして、一次コイルにより正方向に磁気飽和するまで磁束を注入する、すなわち起磁力を与えることにより、センタコアの大型化を防ぎかつ高出力化を図っている。
【００１３】
一方、高回転域では、下記式(１)(２)を満たす一次コイルへの通電時間Ｔｏｎを各回転数で設定し、その通電時間Ｔｏｎにおける起磁力に応じた性能となる。
【００１４】
αｃ≧∫Ton0(Ｖｃ×Ｉ１)ｄｔ      (１)
αｄ≧∫Ton0(Ｖｃｅ×Ｉ１)ｄｔ    (２)
【００１５】
ここでＩ１は点火コイル一次側(一次コイル、コイルドライバ)に流れる電流で近似的に
【００１６】
Ｉ１＝Ｖ１／Ｒ１{１−ｅｘｐ{−(Ｒ１／Ｌ１)×Ｔｏｎ}]    (３)
【００１７】
と表される。
αｃ：一次コイルの電力量規定値
αｄ：コイルドライバの電力量規定値
Ｖｃ：一次コイル両端の電圧
Ｖｃｅ：コイルドライバ(イグナイタ＝スイッチング素子)両端電圧
Ｖ１：一次側に供給される電圧
Ｒ１：一次側に接続されている合成抵抗(一次コイル抵抗やハーネス抵抗など)
Ｌ１は一次インダクタンス
を表す。
【００１８】
上記式(１)の右辺は一次コイルの損失を、上記式(２)の右辺はコイルドライバ損失を表し、発熱を抑制するために、これらが規定値以下となるように、点火コイルへの通電時間Ｔｏｎを変更する必要があるということを示している。
上記式(３)よりＴｏｎを短くした場合、Ｉ１は低下する。磁気回路に注入される起磁力は一次電流Ｉ１と一次巻数ｎ１の積で表されるため、Ｔｏｎを短くした場合は起磁力が低下することとなる。
【００１９】
エンジン回転数特性を考慮した場合、単位時間当たりの点火回数はエンジン回転数に比例して増加するため、高回転域では回転数に比例し発熱が増加する。このためαｃ、αｄは回転数に反比例して減少する。αｃ、αｄの減少に伴い高回転域では一次コイルへの通電時間Ｔｏｎを抑制する必要があり、上述したように、通電時間Ｔｏｎの減少により一次電流Ｉ１が低下し、これによりコアへの注入起磁力が減少する。高回転数域の注入磁束量(起磁力)は一次抵抗によって変化するものの、通常の点火コイルの一次抵抗０．３Ω〜０．７Ω程度であれば６００ＡＴ〜８００ＡＴ程度となる。このため６００ＡＴ以上の起磁力での磁気特性図で与えられる面積を増加させることができれば、実使用回転数域において点火コイルのエネルギを増加させることが可能となる。
【００２０】
点火コイルはエンジン要求(回転数に応じたエネルギの要求)に応じエネルギを確保する必要があり、この回転数毎の要求に対し、回転数毎に決まる起磁力によって与えられる磁気特性上の面積を確保できる仕様が必要となる。
【００２１】
従来、高回転のエネルギを増加させる場合は、コア断面積増加により磁気特性を改善し、一次線径(一次コイルの巻線の半径)を大きくして消費電力を抑制し最低起磁力を増加させる手法がとられていたが、この方法で高回転エネルギを増加させるには以下問題があった。
【００２２】
コア断面積増加
コア断面積増加により磁気特性図は図１５のように変化する。実線が破線に対して矢印Ａで示すようにセンタコア断面積を大きくした特性を示す。センタコア断面積Ｓｃの増加によりＢｍａｘ×Ｓｃが増加する。この時、センタコア断面積に対してサイドコアやマグネット、コアギャップの断面積比は一定としている。
【００２３】
低回転域では図１６のようにピークエネルギ、すなわち起磁力が最大として用いることができ、センタコア断面積に比例して増加するが(ΔＳｌ＝Ｓ１−Ｓ２＋Ｓ３)、図１７に示す高回転領域のように、注入起磁力が小さいエリアではエネルギ増加量は、図１６に示すピーク時の増加量と比較して減少する(ΔＳｈ＝Ｓ１’＋Ｓ３’＜ΔＳｌ)。このため、注入起磁力が小さい高回転域においての性能増加量は限定的となる。
【００２４】
また、コア断面積増加により、一次コイル巻径(一次側コイルをボビンに１ターン分巻回する周長)が増加し、これにより一次コイルの総線長が増加し抵抗値が増加するため、発熱が増加する。これを回避するために、通電時間短縮が必要となり、結果、高回転域での注入起磁力が減少する。このため、性能増加量はさらに減少することになる。また、線長増加を補うため線径を増加させた場合には、コイルが大型化してしまう。
【００２５】
一次線径を大きく
一次線径を大きくすることにより、一次抵抗が減少するため、一次コイル両端電圧が低下し、一次コイル発熱は減少する。このため、上記式(１)の制約のみを考慮した場合、一次コイルへの通電時間Ｔｏｎを増加させることができるため、これにより注入磁束を増加させることが可能となる。
【００２６】
一方で上記式(２)に関しては、上記式(３)から一次抵抗減少により同一起磁力(＝遮断電流)を得るために必要な通電時間が減少する。このため発熱が若干減少することになり、通電時間を延長しコアへの注入起磁力を増加させることが可能になる。ただし、一次抵抗減少時の通電時間減少幅は小さいため、注入磁束増加量も小さい値となる。そこで高回転数特性を改善するには大幅な一次コイルの線径の増加が必要となる。
【００２７】
上記のことから従来設計おいて、高回転数特性を大幅に改善することは難しく、改善するには大型化が必須となっていた。
【００２８】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１による内燃機関用点火コイルついて具体例を示す。
図１は本発明の実施の形態１による内燃機関用点火コイルを上から見た概略的な図である。実施の形態１では図１に示すように、一次コイル１０、二次コイル２０、これらの一次コイル１０および二次コイル２０を磁気的に結合させるために一次コイル１０の内側に配置されたセンタコア３０、およびセンタコア３０と組み合わされて閉磁路を構成するサイドコア４０、およびＥＣＵ(図示省略)等からの駆動信号により一次コイル１０の電流を通電、遮断制御するコイルドライバ(イグナイタ)８０、これら各構成部品を収納する絶縁ケース５０、を含み、サイドコア４０の一端はセンタコア３０の一端に当接し、サイドコア４０の他端はセンタコア３０の他端に対してギャップ６０を介して対向し、ギャップ６０にはギャップ６０と同一サイズのマグネット７０が挿入されている。
【００２９】
より詳細には、センタコア３０には一次コイル１０と、一次コイル１０の外側に二次コイル２０が巻かれている。なお構造が分かり易いように、センタコア３０上面部分の一次コイル１０および二次コイル２０は削除して示されている。サイドコア４０は、一次コイル１０および二次コイル２０が巻かれたセンタコア３０の回りを一周に亘って延びる環状の形状を有する。センタコア３０の一端は、サイドコア４０内側のサイドコア４０の一端となる面に当接している。センタコア３０の他端は、センタコア３０中の磁束方向に直交する面に沿った断面積が大きくなる形状を有し、さらにサイドコア４０内側の上述の一端と対向する他端となる面にギャップ６０を介して対向している。ギャップ６０にはギャップ６０と同一サイズのマグネット７０が挿入されている。
【００３０】
図２には、図１の内燃機関用点火コイルの、一次コイル１０および二次コイル２０を取り除いた、図１の方向を基準に斜め下からの概略的な斜視図(磁気回路図)を示す。
なお、上述の例ではサイドコアはＯ型のものを用いているが、Ｃ型のコアを用いてもよい。
【００３１】
実施の形態１の発明ではマグネット７０の断面積Ｓｍをセンタコア３０の断面積Ｓｃの３倍以上としている。また、マグネット７０の断面積Ｓｍと比較してギャップ６０の断面積Ｓｇを同じまたはより大きく、すなわちＳｍ≦Ｓｇとした。これにより十分な逆バイアスを印加することができる。図３はＳｍ／Ｓｃ≧３の時(実線)とＳｍ／Ｓｃ＜３の時(破線)を比較した磁気特性図である。図３より、マグネットの断面積Ｓｍを大きくする(Ｓｍ／Ｓｃ≧３)ことで、起磁力ＡＴが正の領域において、磁気特性の負の領域での磁束飽和点が高起磁力側へシフトすることになる。これにより、低起磁力域で面積が増加し性能を改善することができる。また同様に、高起磁力領域のエネルギ(面積)についてもセンタコア３０を大型化することなく増加させることができる。高回転域のエネルギも増加するため、低回転域の要求性能に応じてセンタコア３０を小型化することも可能になる。
なお、ギャップ６０とマグネット７０が１つの場合には、マグネットの断面積Ｓｍをセンタコア３０の断面積Ｓｃの３倍以上とする。ギャップ６０とマグネット７０が複数ある場合には、マグネットの断面積の総和Ｓｍをセンタコア３０の断面積Ｓｃの３倍以上とする。
また、上記マグネットの断面積の総和Ｓｍの下限に対して上限を、マグネットの断面積の総和Ｓｍをセンタコア３０の断面積Ｓｃの７倍未満(Ｓｍ／Ｓｃ＜７)とする。７倍以上(Ｓｍ／Ｓｃ≧７)とした場合、図１８に破線で示すように磁気特性カーブの屈曲位置が最低起磁力ＡＴＬを越えるため、最低起磁力付近でのエネルギが大幅に低下する。このため、上限値として実線で示すＳｍ／Ｓｃ＜７とする。
なおこの本発明における、ギャップの断面積(Ｓｇ)およびマグネットの断面積(Ｓｍ)はそれぞれの厚み方向と直交する面での断面積とする。センタコアおよびサイドコアの断面積(Ｓｃ，Ｓｓ)については、コアの長手方向またはコア中の磁束方向に直交する面に沿った断面積とする(以下同様)。
【００３２】
実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２による内燃機関用点火コイルを上から見た概略的な図である。図５には、図４の内燃機関用点火コイルの、一次コイル１０および二次コイル２０を取り除いた、図４の方向を基準にした場合に、斜め下からの概略的な斜視図(磁気回路図)を示す。実施の形態２では図４に示すように、ギャップ６０およびマグネット７０をサイドコア４０内に配置している。さらに、ギャップ６０およびマグネット７０は図示のように斜めに配置してもよい。その他の構成については上述の実施の形態１と同様である。
【００３３】
このように構成した点火コイルは、サイドコア４０にギャップ６０およびマグネット７０を配置するために、一次コイル１０、二次コイル２０の巻数が少ないなどのコイル仕様の場合、また、センタコア３０先端の断面積を広げるスペースが無い場合等においても、ギャップ６０の断面積６２(Ｓｇ)およびマグネット７０の断面積(Ｓｍ)を確保することができる。従って、容易に磁気特性の調整を行うことができる。また確保すべき磁気特性の調整をサイドコア４０で実施できるため、センタコア３０、一次コイル１０、二次コイル２０を共通化することも可能になる。
【００３４】
実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３による内燃機関用点火コイルの概略的な斜視図である。図７は図６の内燃機関用点火コイルの概略的な上面図(磁気回路図)である。実施の形態３では図６に示すように、サイドコア４０の積厚を高くして幅を小さくしている。またギャップ６０の断面積６２(Ｓｇ)と比較して、マグネット７０の断面積(Ｓｍ)を小さくしている。言い換えると、マグネット７０の断面積(Ｓｍ)に対してギャップ６０の断面積(Ｓｇ)が大きくなっている。さらにマグネット７０と当接していない部分のギャップ６０の厚み６２ａを小さくしており、センタコア３０の断面積(Ｓｃ)と比較してサイドコア４０の断面積(Ｓｓ)を大きくしている。
【００３５】
センタコア３０の断面積(Ｓｃ)と比較してサイドコア４０の断面積(Ｓｓ)が小さい場合は、センタコア３０の磁気飽和前にサイドコア４０が磁気飽和する。このため、サイドコア４０が磁気飽和した領域では磁気抵抗が高くなり磁気特性の傾きが小さくなる。よって、Ｓｃ≧Ｓｓとした場合の磁気特性は図８の破線、Ｓｃ＜Ｓｓとした場合は実線のような磁気特性のようになる。Ｓｃ≧Ｓｓとした場合、マグネット逆バイアス印加時(磁気特性負側飽和点付近)の面積が減少する。よって、Ｓｃ＜Ｓｓとすることで、マグネット逆バイアス印加時にセンタコア３０が磁気飽和する前にサイドコア４０が磁気飽和することなくエネルギを増加させることができる。なお、図８のＷは性能改善部分を示す。
【００３６】
またサイドコア４０の高さを高くしているので、断面積を積厚方向の長さを長くして確保できるため、幅方向を小さくできるので小型化できる。またギャップ６０の断面積(Ｓｇ)６２と比較してマグネット７０の断面積Ｓｍを小さくし、マグネット７０が当接していない部分のギャップ６０の厚み６２ａを小さくしている。このため、マグネット７０の厚みを、組み付け時に破損しない厚さを確保した場合でも、マグネット７０の非当接部のギャップの厚み６２ａを縮小させたことにより、ギャップの平均厚さ(平均ｌｇ)を小さくすることでき、Ｓｇを小さくしてもＳｇ／ｌｇを大きくすることが可能になる。
【００３７】
実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４による内燃機関用点火コイルの概略的な上面図(磁気回路図)である。また図１０は図９の内燃機関用点火コイルにおけるマグネットからの磁束を示した図(磁気回路図)である。実施の形態４では図９に示すように、ギャップ６０の断面積Ｓｇに対してマグネット７０の断面積Ｓｍを小さくし、ギャップ６０はマグネット７０非当接部の厚み６２ｂを大きくしている。その他の構成については実施の形態３と同様である。
以上のように構成した点火コイルは、マグネット７０からの磁束がセンタコア３０を横切らずにループすることがなくなるため、効率よくマグネット７０の磁束をセンタコア３０に印加することができる。
ギャップ６０の厚み６２ｂの大きい部分は、センタコア３０を横切らない磁束が発生するが、空間距離が長くなるため空間を通りにくくなり減少する。
なお上記構成は、ギャップ６０とマグネット７０がセンタコア３０に設けられている場合にも適用可能である。
【００３８】
実施の形態５．
図１１は本発明の実施の形態５による内燃機関用点火コイルの概略的な上面図(磁気回路図)である。実施の形態５では図１１に示すように、サイドコア４１，４２の側面にコア緩衝材であるサイドコアカバー４５を設けている。マグネット７０の一方の主面はサイドコア４１と当接し、他方の主面はサイドコアカバー４５を介しサイドコア４２と当接している。その他の構成については実施の形態２と同様である。
【００３９】
このように構成した点火コイルは、マグネット７０の厚みを不必要に厚くすることなく、また新規部品の追加もなく、安定してエアギャップ６０の厚み(ｌｇ)６１を確保できる。なお上記の例ではマグネット７０はサイドコア４１と当接させサイドコア４２にサイドコアカバー４５を設けてエアギャップの厚み(ｌｇ)６１を確保する構成としたが、同様な構成により、サイドコア４２側にマグネット７０を当接させる構成としても問題ない。さらに上記のようなコアカバーを設けた構成により、サイドコア４１または４２とセンタコア３０の間にギャップ６０およびマグネット７０を配置しても問題ない。
【００４０】
実施の形態６．
図１２は本発明の実施の形態６による内燃機関用点火コイルの概略的な上面図(磁気回路図)である。実施の形態６では図１２に示すように、サイドコア４０を方向性電磁鋼板で構成し、センタコア３０の軸方向(磁束方向)と直交する方向を磁化容易方向ＭＤとし、サイドコア４０のセンタコア３０の軸方向と同一方向(平行)に延びる部分に、にギャップ６０およびマグネット７０を配置している。またサイドコア４０の磁化容易方向ＭＤに延びる部分の幅を細くしている。その他の構成については実施の形態２と同様である。
【００４１】
以上のように構成した点火コイルは、大きなギャップ６０およびマグネット７０の断面積Ｓｇ，Ｓｍを確保するために、サイドコア４０のセンタコア３０の軸方向と同一方向に延びる部分の断面積が大きくなっている。このため、飽和磁束密度が低い方向となった場合においても、磁気飽和を起こすことが無く、また磁化容易方向の幅については飽和磁束密度が大きいため幅を小さくできる。
【００４２】
方向性電磁鋼板は磁化容易方向の飽和磁束密度Ｂｍａｘ１が大きく、磁化容易方向と直交する方向の飽和磁束密度Ｂｍａｘ２は小さい。磁気抵抗調整のため、ギャップ断面積とこれに比例するサイドコア断面積を大きくする必要があるため、サイドコア断面積Ｓ１は広く、磁化容易方向は断面積が小さいＳ２、センタコア３０の断面積をＳｃ、飽和磁束密度をＢｍａｘ＿ｃとすると、
【００４３】
Ｓ１＞Ｓｃ＞Ｓ２、
Ｂｍａｘ１＞Ｂｍａｘ＿ｃ＞Ｂｍａｘ２
なので
Ｓ１＊  Ｂｍａｘ≒Ｓ２＊  Ｂｍａｘ’’≧Ｓｃ＊Ｂｍａｘ＿ｃ
【００４４】
となり、Ｓ２を小さくしてもサイドコア４０の飽和がセンタコア３０の飽和と比較して早くなることは無い。なお上述の例ではサイドコア４０のみ方向性電磁鋼板としたが、センタコア３０についても方向性電磁鋼板としてもよく、この場合はセンタコア断面積を小型化することも可能になる。
【００４５】
以上のように本発明では、マグネットの断面積の総和をセンタコアの断面積の３倍以上７倍未満とした。
このように、マグネットにより十分な逆バイアスを印加することにより、センタコア(一次コイルの巻径)を大型化することなくエネルギを増加させることができる。またエネルギが増加するため、要求性能に応じてセンタコアを小型化することも可能になる。
なお、ギャップの断面積はマグネットの断面積以上とする。
【００４６】
また、ギャップおよびマグネットをサイドコア内に配置した。
このように、サイドコア内にマグネットを配置することにより、容易に磁気抵抗の調整が可能となり、センタコア、一次コイル、二次コイルを変更することなく(共用化可能)、磁気特性を変更することも可能となる。
【００４７】
また、サイドコアの高さをセンタコアより高くした。
このようにサイドコアを積厚方向に高く積むことにより、サイドコア断面積を維持した場合、サイドコア幅を抑制(＝点火コイルサイズ大型化抑制)し磁気抵抗を調整できる。
【００４８】
また、サイドコアの断面積をセンタコアの断面積より大きくした。
このように、サイドコアの断面積をセンタコアの断面積より大きくすることで、サイドコアの磁気飽和による磁気特性の低下(磁気抵抗増加)を抑制することができるため、低起磁力領域においてより性能を増加させることができる。
【００４９】
また、マグネット断面積に対してギャップ断面積を大きくした。
このようにマグネット断面積よりギャップ断面積を大きくし磁気特性の調整を行うことで、マグネットの大型化を抑えて性能改善を行うことができる。
【００５０】
また、マグネットのないギャップの厚さを小さくした。
このように、ギャップの一部の厚みを変更することで磁気抵抗を調整することで、マグネットの厚みを製作、組み付け可能な厚みとしたり、不要に厚くすることなく磁気抵抗の調整ができるため、マグネットの加工不良、組み付け不良や大型化を抑制することができる。
【００５１】
また、ギャップの点火コイルの外側部分の厚さを大きくした。
このように、ギャップの外側を大きくし磁気抵抗を調整することにより、マグネットから発生する磁束がギャップを介して短絡ループする(センタコアを横切らない)ことを抑制することができるため、マグネットによる逆バイアスを効率よく印加することができる。
【００５２】
また、ギャップ厚さと比較してマグネット厚さを薄くし、コア緩衝材によりギャップ厚さを確保した。
このように、コアカバーを使用しギャップ厚みを確保することで、マグネットを不必要に厚くすることなく、また部品点数を増加させることなくギャップ厚みを設定できるため不要なコスト増加を避け磁気抵抗を調整することができる。
【００５３】
また、サイドコアに方向性電磁鋼板を用い、サイドコアはセンタコアの軸方向と垂直な方向を磁化容易方向とした。
このように、サイドコアに方向性電磁鋼板を採用し、サイドコアのセンタコアの軸方向と垂直な方向を磁化容易方向とすることで、磁化容易方向のサイドコア幅を抑制(縮小)することが可能で、センタコアの軸方向と平行な方向については大きなギャップを確保するために断面積を大きくしているため、飽和磁束密度が低い方向となった場合にも磁気飽和が発生しないため、点火コイルのセンタコアの軸方向の寸法を小型化できる。
【００５４】
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、これらの可能な組み合わせを全て含む。
【産業上の利用の可能性】
【００５５】
この発明による内燃機関用点火コイルは、種々の分野で使用される内燃機関に適用可能である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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