(57)【要約】【課題】コアの断面積を小さくすることにより、小型化することができる点火コイルを提供することを目的とする。【解決手段】本発明の、点火コイルは、コアと、１次スプールと、１次コイルと、２次スプールと、２次コイルを備えている。そして、コアは、容易磁化方向に長い帯状の方向性けい素鋼板を容易磁化方向を揃えて板厚方向に積層し、さらに、容易磁化方向に沿って屈曲してロの字状に成形されている。これにより、コアの飽和磁束密度を上げることでコアを小さくでき、点火コイルを小型化することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁路を構成するコアと、前記コアの周囲に巻回され電流を流すことにより前記コアに磁束を発生する１次コイルと、前記コアの周囲に巻回され前記１次コイルの発生する前記コアを流れる磁束により電圧を誘起する２次コイルとを備えた点火コイルにおいて、
さらに、前記コアは、磁化が容易な容易磁化方向を有する磁性板を容易磁化方向を揃えて板厚方向に積層されているとともに容易磁化方向に沿って屈曲成形されていることを特徴とする点火コイル。
【請求項２】
前記コアは、丸み付けされて屈曲成形されていることを特徴とする請求項１記載の点火コイル。
【請求項３】
前記コアは、ロの字状の第１コアと、前記第１コアに隣接して配設されるロの字状の第２コアとからなることを特徴とする請求項１又は２記載の点火コイル。
【請求項４】
前記コアは、ロの字状の第１コア部と、前記第１コア部と一体的に連結され前記第１コア部に隣接して配設されるロの字状の第２コア部とからなることを特徴とする請求項１又は２記載の点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用の点火コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関用の点火コイルとして、例えば、特開２００２−１６４２３６号公報に開示されている点火コイルがある。この点火コイルは、コイルコアと、１次コイルと、２次コイルとから構成されている。コイルコアは環状の鉄心であり、けい素鋼板を積層して構成される２つのＵ字状鉄心の脚部同士を対向させて形成されている。１次コイルはコイルコアに巻回されている。２次コイルは１次コイルの外周に同心状に巻回されている。そして、１次コイルに電流が流れることにより、１次コイルは磁束を発生する。この磁束はコイルコアを流れ２次コイルと鎖交する。これにより、２次コイルに高電圧が誘起される。
【特許文献１】特開２００２−１６４２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような点火コイルでは、１次コイルの発生する磁束は、コイルコアを構成するけい素鋼板内をコイルコアの形状に沿って環状に流れる。このため、打ち抜いたけい素鋼板を積層したコアを使用する場合、そのけい素鋼板には、磁化が容易な容易磁化方向を持たず、あらゆる方向に対して等しく磁束を流すことができる無方向性けい素鋼板が使用されてきた。しかし、この無方向性けい素鋼板は、容易磁化方向を有する方向性けい素鋼板に比べ飽和磁束密度が低く、充分な磁束を流そうとするとコイルコアの断面積を大きくする必要があり、コイルコアを小さくすることができない。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コアの断面積を小さくすることにより、小型化することができる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】
【０００５】
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、容易磁化方向を有する磁性片を容易磁化方向に沿って屈曲させてコアを構成することで、コアの断面積を小さくできることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、請求項１に記載の点火コイルは、磁路を構成するコアと、前記コアの周囲に巻回され電流を流すことにより前記コアに磁束を発生する１次コイルと、前記コアの周囲に巻回され前記１次コイルの発生する前記コアを流れる磁束により電圧を誘起する２次コイルとを備えた点火コイルにおいて、さらに、前記コアは、磁化が容易な容易磁化方向を有する磁性板を容易磁化方向を揃えて板厚方向に積層されているとともに容易磁化方向に沿って屈曲成形されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の点火コイルは、請求項１に記載の点火コイルにおいて、さらに、前記コアは、丸み付けされて屈曲成形されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の点火コイルは、請求項１又は２に記載の点火コイルにおいて、さらに、前記コアは、ロの字状の第１コアと、前記第１コアに隣接して配設されるロの字状の第２コアとからなることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の点火コイルは、請求項１又は２に記載の点火コイルにおいて、さらに、前記コアは、ロの字状の第１コア部と、前記第１コア部と一体的に連結され前記第１コア部に隣接して配設されるロの字状の第２コア部とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の点火コイルによれば、磁化が容易な容易磁化方向を有する磁性板のみでコアを構成することができる。この容易磁化方向を有する磁性板は、容易磁化方向を持たない磁性板に比べ飽和磁束密度が高い。そのため、同じ磁束を流す場合、容易磁化方向を有する磁性板からなるコアは、容易磁化方向を持たない磁性板からなるコアに比べ、磁束の流れる方向に直角なコアの断面積を小さくすることができる。従って、１次コイルの発生する磁束をこの容易磁化方向に沿って流す際に、コアを小さくでき、点火コイルを小型化することができる。
【００１１】
請求項２に記載の点火コイルによれば、コアを丸み付けして屈曲成形することができる。ところで、コアを構成する磁性板に大きな応力が加わると、磁性板の磁気特性が変化し磁束が流れにくくなる。そのため、コアに丸み付けして緩やかに屈曲成形することで、磁性板の磁気特性の変化が抑えられ、充分な磁束を流すことができる。
【００１２】
請求項３に記載の点火コイルによれば、隣接して配設されるロの字状の第１コアと第２コアとでコアを構成することができる。さらに、１次コイルの発生する磁束を第１コアと第２コアとに分けて流すことができる。そのため、第１コアと第２コアの配設方向を変えることにより、車両搭載時の制約に応じてコアの形状を自由に変えることができる。例えば、第２コアの磁性板で囲まれた面が、第１コアの磁性板で囲まれた面に対して垂直になるように、第１コアに隣接して第２コアを配設することで、コアを車両搭載に最適な形状にすることができる。また、第１コアと第２コアに流れる磁束が小さくなり、第１コアと第２コアの断面積を小さくすることができる。これにより、第１コアと第２コアの積層方向の寸法を小さくでき、第１コアと第２コアの隣接方向に対して、直角方向のコアの寸法を小さくすることができる。
【００１３】
請求項４に記載の点火コイルによれば、一体的に連結され隣接して配設されるロの字状の第１コア部と第２コア部とでコアを構成することができる。さらに、１次コイルの発生する磁束を第１コア部と第２コア部とに分けて流すことができる。そのため、第１コア部と第２コア部とが一体的に連結されることで部品点数が削減され、組付け作業の効率を向上することができる。また、第１コア部と第２コア部に流れる磁束が小さくなり、第１コア部と第２コア部の断面積を小さくすることができる。これにより、第１コア部と第２コア部の積層方向の寸法を小さくでき、第１コア部と第２コア部の隣接方向に対して、直角方向のコアの寸法を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本実施形態は、本発明に係る点火コイルを、高電圧を各気筒に設けられた点火プラグに供給する車両用点火コイルに適用した例を示す。
【００１５】
（第１実施形態）
第１実施形態における点火コイルの軸方向断面図を図１に、コアの斜視図を図２に示す。そして、図１及び図２を参照し、構造、動作、効果の順で具体的に説明する。
【００１６】
まず、具体的構造について説明する。図１に示すように、点火コイル１は、コア２と、１次スプール３と、１次コイル４と、２次スプール５と、２次コイル６を備えている。図２に示すように、コア２は、容易磁化方向に長い帯状の方向性けい素鋼板を容易磁化方向を揃えて板厚方向に積層し、さらに、容易磁化方向に沿って屈曲してロの字状に成形されている。容易磁化方向に直角なコア２の断面積は、後述する１次コイル４の発生する磁束を流すことができる充分な大きさに設定されている。そして、第１磁脚２ａと、第２磁脚２ｂと、これらの対向する軸端部の間を磁気的に連結する第１磁継部２ｃと、第２磁継部２ｄとから構成され、第１磁脚２ａのぼほ中央に空隙２ｅを有している。この空隙２ｅは、２次コイル６の出力電圧が所定の電圧となるように最適な寸法に設定されている。
【００１７】
図１に戻り説明する。図１に示すように、１次スプール３は、角筒部と、角筒部の両軸端部から拡径方向に延在する端壁とを有する角筒体であり、例えば、樹脂等の絶縁材料で構成されている。そして、コア２の第１磁脚２ａの外周面を覆うように配設されている。１次コイル４は１次スプール３の角筒部の外周面に巻回される巻線である。２次スプール５は、角筒部と、角筒部の両軸端部から拡径方向に延在する端壁とを有する角筒体であり、例えば、樹脂等の絶縁材料から構成されている。そして、１次コイル４の外周側に同心状に配設されている。２次コイル６は２次スプール５の角筒部の外周面に巻回される巻線である。そして、これら１次コイル４の巻回された１次スプール３と、２次コイル６の巻回された２次スプール５とは樹脂７でコア２に固定されている。
【００１８】
次に、具体的動作について説明する。イグナイタ（図略）がＥＣＵ（図略）からの点火タイミング信号に基づいて１次コイル４に１次電流を供給する。１次電流が流れることにより１次コイル４はコア２に磁束を発生する。この磁束は、第１磁脚２ａから第１磁継部２ｃ、第２磁脚２ｂ、第２磁継部２ｄを経て第１磁脚２ａへと流れることにより２次コイル６と鎖交する。このため、２次コイル６に高電圧が誘起される。この高電圧は点火プラグ（図略）に印加され、点火プラグはその電極間のギャップで火花を発生する。
【００１９】
最後に、具体的効果について説明する。第１の実施形態によれば、点火コイル１は、磁化が容易な容易磁化方向を有する方向性けい素鋼板のみでコア２を構成することができる。さらに、１次コイル４の発生する磁束をこの容易磁化方向に沿って流すことができる。ところで、容易磁化方向を有する方向性けい素鋼板は、容易磁化方向を持たない無方向性けい素鋼板に比べ飽和磁束密度が高い。そのため、同じ磁束を流す場合、方向性けい素鋼板からなるコア２は、無方向性けい素鋼板からなるコアに比べ、磁束の流れる方向に直角なコア２の断面積を小さくすることができる。従って、コア２を小さくでき、点火コイル１を小型化することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態における点火コイルの軸方向断面図を図３に、コアの斜視図を図４に示す。ここでは、第１実施形態における点火コイルとの相違部分についてのみ説明し、共通する部分ついては、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、前記実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【００２１】
まず、図３及び図４を参照して具体的構造について説明する。コア２は、容易磁化方向に長い帯状の方向性けい素鋼板を容易磁化方向を揃えて板厚方向に積層し、さらに、容易磁化方向に沿って屈曲してロの字状に成形されている。そして、第１磁脚２ａと、第２磁脚２ｂと、これらの対向する軸端部の間を磁気的に連結する第１磁継部２ｃと、第２磁継部２ｄとから構成され、第１磁脚２ａの第２磁継部２ｄ側に空隙２ｅを有している。この空隙２ｅは、２次コイル６の出力電圧が所定の電圧となるように最適な寸法に設定されている。さらに、コア２は丸み付けされて屈曲成形されている。
【００２２】
次に、具体的効果について説明する。第２の実施形態によれば、点火コイル１は、コア２を丸み付けして屈曲成形することができる。ところで、コア２を構成するけい素鋼板に大きな応力が加わると、けい素鋼板の磁気特性が変化し磁束が流れにくくなる。そのため、コア２を丸み付けして緩やかに屈曲成形することで、けい素鋼板の磁気特性の変化が抑えられ、充分な磁束を流すことができる。
【００２３】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態における点火コイルの軸方向断面図を図５に、コアの斜視図を図６に示す。ここでは、第１及び第２実施形態における点火コイルとの相違部分についてのみ説明し、共通する部分ついては、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、前記実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【００２４】
まず、図５及び図６を参照して具体的構造について説明する。コア２は、容易磁化方向に長い帯状の方向性けい素鋼板を容易磁化方向を揃えて板厚方向に積層し、さらに、容易磁化方向に沿って屈曲してロの字状に成形されている第１コア２０と第２コア２１とから構成されている。これら第１コア２０と第２コア２１は、それぞれ、第１磁脚２０ａ、２１ａと、第２磁脚２０ｂ、２１ｂと、これらの対向する軸端部の間を磁気的に連結する第１磁継部２０ｃ、２１ｃと、第２磁継部２０ｄ，２１ｄとから構成され、第１磁脚２０ａ、２１ａのぼほ中央に空隙２０ｅ、２１ｅを有している。そして、第１コア２０の第１磁脚２０ａの外周面を第２コア２１の第１磁脚２１ａの外周面に当接させて配設されている。
【００２５】
１次スプール３は、角筒部と、角筒部の両軸端部から拡径方向に延在する端壁とを有する角筒体であり、例えば、樹脂等の絶縁材料で構成されている。そして、第１コア２０の第１磁脚２０ａと第２コア２１の第１磁脚２１ａの外周面を覆うように配設されている。
【００２６】
次に、具体的動作について説明する。イグナイタ（図略）がＥＣＵ（図略）からの点火タイミング信号に基づいて１次コイル４に１次電流を供給する。１次電流が流れることにより１次コイル４はコア２に磁束を発生する。この磁束は、第１コア２０と第２コア２１とに分かれて流れる。第１コア２０の第１磁脚２０ａから第１磁継部２０ｃ、第２磁脚２０ｂ、第２磁継部２０ｄを経て第１磁脚２０ａへと流れるとともに、第２コア２１の第１磁脚２１ａから第１磁継部２１ｃ、第２磁脚２１ｂ、第２磁継部２１ｄを経て第１磁脚２１ａへと流れることにより２次コイル６と鎖交する。このため、２次コイル６に高電圧が誘起される。この高電圧は点火プラグに印加され、点火プラグはその電極間のギャップで火花を発生する。
【００２７】
最後に、具体的効果について説明する。第３の実施形態によれば、点火コイル１は、隣接して配設される２つのロの字状の第１コア２０と第２コア２１とでコア２を構成することができる。さらに、１次コイル４の発生する磁束を第１コア２０と第２コア２１とに分けて流すことができる。そのため、第１コア２０と第２コア２１に流れる磁束が小さくなり、第１コア２０と第２コア２１の断面積を小さくすることができる。これにより、第１コア２０と第２コア２１の積層方向の寸法を小さくでき、図５において、コア２の上下方向の寸法を小さくすることができる。
【００２８】
なお、上述した実施形態では、第１コア２０と第２コア２１が同一平面上に隣接して配設されているが、これに限られるものではない。第１コア２０で囲まれる面と第２コア２１で囲まれる面が、所定の角度をなすように隣接して配設されていてもよい。これにより、車両搭載時の制約に応じてコア２の形状を自由に変えることができる。
【００２９】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態における点火コイルの軸方向断面図を図７に、コアの斜視図を図８に示す。ここでは、第１、第２及び第３実施形態における点火コイルとの相違部分についてのみ説明し、共通する部分ついては、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、前記実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【００３０】
まず、図７及び図８を参照して具体的構造について説明する。コア２は、容易磁化方向に長い帯状の方向性けい素鋼板を容易磁化方向を揃えて板厚方向に積層し、さらに、容易磁化方向に沿って屈曲してロの字状に成形され、一体的に連結されている第１コア部２２と第２コア部２３とから構成されている。これら第１コア部２２と第２コア部２３は、それぞれ、第１磁脚２２ａ、２３ａと、第２磁脚２２ｂ、２３ｂと、これらの対向する軸端部の間を磁気的に連結する第１磁継部２２ｃ、２３ｃと、第２磁継部２２ｄ，２３ｄとから構成され、第１磁脚２２ａ、２３ａの第２磁継部２２ｄ、２３ｄ側に空隙２２ｅ、２３ｅを有している。第１コア部２２の第２磁継部２２ｄと第２コア部２３の第２磁継部２３ｄとは一体的に連結されている。
【００３１】
次に、具体的効果について説明する。第４の実施形態によれば、点火コイル１は、一体的に連結され隣接して配設される２つのロの字状の第１コア部２２と第２コア部２３とでコア２を構成することができる。さらに、１次コイル４の発生する磁束を第１コア部２２と第２コア部２３とに分けて流すことができる。そのため、第１コア部２２と第２コア部２３とが一体的に連結されることで部品点数が削減され、組付け作業の効率を向上することができる。また、第１コア部２２と第２コア部２３に流れる磁束が小さくなり、第１コア部２２と第２コア部２３の断面積を小さくすることができる。これにより、第１コア部２２と第２コア部２３の積層方向の寸法を小さくでき、図７において、コア２の上下方向の寸法を小さくすることができる。
【００３２】
なお、上述した第１から第４の実施形態では、空隙が第１磁脚の中央又は第２磁継部側に配設されている例を挙げているが、これに限られるものではない。空隙は、コアのどの部分にあってもよいし、また、なくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態における点火コイルの軸方向断面図を示す。
【図２】第１実施形態におけるコアの斜視図を示す。
【図３】第２実施形態における点火コイルの軸方向断面図を示す。
【図４】第２実施形態におけるコアの斜視図を示す。
【図５】第３実施形態における点火コイルの軸方向断面図を示す。
【図６】第３実施形態におけるコアの斜視図を示す。
【図７】第４実施形態における点火コイルの軸方向断面図を示す。
【図８】第４実施形態におけるコアの斜視図を示す。
【符号の説明】
【００３４】
１  ・・・  点火コイル
２  ・・・  コア
２０  ・・・  第１コア
２１  ・・・  第２コア
２２  ・・・  第１コア部
２３  ・・・  第２コア部
３  ・・・  １次スプール
４  ・・・  １次コイル
５  ・・・  ２次スプール
６  ・・・  ２次コイル
７  ・・・  樹脂
【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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