(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心筒状に配設した一次コイルと二次コイルとを絶縁部材により一体的にモールドして形成し、絶縁ケース内に収容したコイル本体と、一部が上記絶縁ケース内の一次コイルの筒内周に臨み、上記絶縁ケースの内部と外部とで閉磁路を成す積層鉄心と、を有する内燃機関用点火コイルであって、
上記絶縁ケース内部の積層鉄心部分と平行な上記絶縁ケース外部の積層鉄心部分の積厚を上記絶縁ケース内部の積層鉄心部分の積厚よりも厚くして側面視で上記絶縁ケース外部の積層鉄心部分が９０度回転させたＴ字状となるようにし、且つ上記絶縁ケース内部の積層鉄心部分と平行な上記絶縁ケース外部の積層鉄心部分の幅を上記絶縁ケース内部の積層鉄心部分の幅よりも薄くし、
上記絶縁ケース外部の積層鉄心の積厚と幅とを変更した部分に、その部分の積層鉄心の断面積より小さい断面積を有する永久磁石を積厚方向の辺を合わせるように積層鉄心と磁気的に直列に介在させた、
ことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のエンジンの点火プラグに火花放電を発生させるために高電圧を供給するモールド型の内燃機関用点火コイルに関し、特に小型化が要求される内燃機関用点火コイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気回路内に永久磁石を有するモールド型の内燃機関用点火コイルの従来例を、図５、図６及び図７を用いて説明する。
【０００３】
図５は従来の内燃機関用点火コイルの側面を概略的に示す図、図６は図５のＸ１−Ｘ１断面図、図７は図５のＹ１−Ｙ１断面図である。
これらの図において、内燃機関用点火コイルは、コイル本体１Ａと積層鉄心（鉄心部）１００Ａとを有し、この鉄心部１００Ａは、ほぼＵ字状をなした珪素鋼板の２つの積層鉄心１０Ａ，１１Ａの端部同士を向かい合わせて接合したものであり、閉磁路を成す磁気回路を構成している。上記鉄心１０Ａ、１１Ａのコイル本体１Ａが配設されていない方の断面積は、漏れ磁束による磁束減を考慮して、コイル本体１Ａが配設されている方の断面積の８０％程度に設定してある。
【０００４】
尚、コイル本体１Ａ内の磁気回路には、磁気逆バイアス用に板状の永久磁石１２Ａを鉄心１０Ａ，１１Ａの間に挟み込むように配設し、接着剤を用いて後述する一次コイルボビン２内で接着して該一次コイルボビン２に固定している。
【０００５】
更に鉄心１０Ａ，１１Ａの一方の接合部１５Ａを溶接などによって接合している（以下、上記のようなコイル本体１Ａ内の磁気回路中に永久磁石を配設したものを内磁石形と記載する）。
【０００６】
一次コイルボビン２は、例えば合成樹脂等の電気的絶縁材にて一体的に形成してあり、その内周面には積層鉄心１０Ａ，１１Ａの外周が密接に嵌合すると共に、その外周には一次コイル３が巻回されている。
【０００７】
また、二次コイルボビン４が、例えば合成樹脂等の電気的絶縁材にて構成され、一次コイル３の外周に同心状に配設されている。この二次コイルボビン４には、二次コイル５を分割巻するための仕切りとして機能する複数個の鍔部４１…が一体的に成型してあり、一次コイル３と巻線比にして例えばほぼ１：１００となる二次コイル５が、各鍔部４１を仕切りとして分割巻にて巻回されている。
【０００８】
二次コイル５の更に外周には、合成樹脂等の絶縁部材にて成型された絶縁ケース６が配設されている。該絶縁ケース６の一端には一次端子７が配設され、しかも絶縁ケース６の使用時に底部となる部分に高圧端子８が配設される。そして、絶縁ケース６の内部には例えばエポキシ樹脂等の絶縁部材９を充填した後に、該絶縁部材９を硬化させ、絶縁ケース６の内部の各部材を絶縁した状態で固定している。
【０００９】
また、一次コイル３と一次端子７、及び二次コイル５と高圧端子８はそれぞれ電気的に接続され、一次コイル３に所定の電流を通電した後に遮断すると、二次コイル５に発生した高電圧の電流は、高圧端子８からここでは図示していないハイテンションコードを介して点火プラグに供給される。
【００１０】
以上のように構成した内磁石形の内燃機関用点火コイル（所謂モールドコイル）は、永久磁石１２Ａを用いて鉄心１０Ａ，１１Ａに磁気逆バイアスをかけることにより、一次コイル電流遮断時の鉄心１０Ａ，１１Ａにおける磁束の変化量を大きくしてモールドコイルの小型化及び高出力化が図られていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の内燃機関用点火コイルでは、鉄心部１００Ａがコイル本体１Ａに沿って外部に突き出しているため、狭小なスペースに取付けるのが困難であるという問題を生じていた。
また、出力をさらに上げて十分な点火エネルギを確保したいという要請もあった。
【００１２】
本発明は、このような欠点を解消するものであり、永久磁石を使用した内燃機関用点火コイルの小型化、および高出力化を実現することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、同心筒状に配設した一次コイルと二次コイルとを絶縁部材により一体的にモールドして形成し、絶縁ケース内に収容したコイル本体と、一部が上記絶縁ケース内の一次コイルの筒内周に臨み、上記絶縁ケースの内部と外部とで閉磁路を成す積層鉄心と、を有する内燃機関用点火コイルであって、上記絶縁ケース内部の積層鉄心部分と平行な上記絶縁ケース外部の積層鉄心部分の積厚を上記絶縁ケース内部の積層鉄心部分の積厚よりも厚くして側面視で上記絶縁ケース外部の積層鉄心部分が９０度回転させたＴ字状となるようにし、且つ上記絶縁ケース内部の積層鉄心部分と平行な上記絶縁ケース外部の積層鉄心部分の幅を上記絶縁ケース内部の積層鉄心部分の幅よりも薄くし、上記絶縁ケース外部の積層鉄心の積厚と幅とを変更した部分に、その部分の積層鉄心の断面積より小さい断面積を有する永久磁石を積厚方向の辺を合わせるように積層鉄心と磁気的に直列に介在させた、ことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態における内燃機関用点火コイルの側面を概略的に示す図、図２は図１のＸ−Ｘ断面図、図３は図１のＹ−Ｙ断面図、図４は永久磁石部分を正面から見たときの積層鉄心の端面と永久磁石を示す図である。
なお、従来例の図５〜図７と同一または相当部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００１６】
この実施形態では、永久磁石１２をサマリウム・コバルト系やネオジウム系等の板状の磁石とし、磁路に対して角度θだけ傾斜して配設し、しかも閉磁路を成す積層鉄心１０，１１が磁気飽和を起こさないように空隙１３を永久磁石１２に隣接して設けている。
【００１７】
内燃機関用点火コイルは、コイル本体１と積層鉄心（鉄心部）１００とを有している。鉄心部１００を構成する２つの積層鉄心１０，１１は、方向性珪素鋼板を積層してほぼＵ字状に形成したものであり、この積層鉄心１０，１１を一次コイルボビン２及び絶縁ケース６に設けた鉄心固定鞘６ａ内に挿入し、一次コイルボビン２内において接合して接合部１５を形成することで、２つの積層鉄心１０，１１は、閉磁路を成す磁気回路を構成している。
絶縁ケース６及び一次コイルボビン２内に挿入された、コイル本体１内部の積層鉄心１０，１１の断面形状は正方形であり、絶縁ケース６内の積層鉄心１０，１１と平行な絶縁ケース６外の積層鉄心１０，１１、即ち、絶縁ケース６に設けた鉄心固定鞘６ａ内に挿入された積層鉄心１０，１１及びその延長部分の積層鉄心１０，１１の断面形状は、コイル本体１内部の積層鉄心１０，１１に対して幅で５０％減、積厚で３０％増の長方形である。
【００１８】
一方、鉄心固定鞘６ａ内においては、磁路に対して配設角度θ＝４０°の傾きで積層鉄心１０，１１の端面が形成されると共に、図４に示すように、積層鉄心１０の端面には永久磁石１２が接着してある。この永久磁石１２は、大きさが積層鉄心１０，１１の端面の表面積の７０％程度で、材料がサマリウム・コバルト系である長方形板状のものであり、端面への接着は、積層鉄心１０の端面の積厚方向に永久磁石１２の長辺を合わせるようにして成されている。
この永久磁石１２と、積層鉄心１１の端面との間には、空気またはプラスチック等から成る空隙１３が保持されており、永久磁石１２に長辺を設けて表面積を十分に確保するようにしたことと相俟って、積層鉄心１０，１１が磁気飽和を起こすことを防止している。
【００１９】
一次コイル３と二次コイル５は巻数比で１：８０〜１２０となる巻数を有し、絶縁耐圧を確保するために、二次コイルボビン４に設けられた鍔部４１…で仕切った状態で分割巻されている。
【００２０】
以上のような構成の内燃機関用点火コイルでは、従来の内磁石形の場合に比ベ、コイル本体１の外表面に沿った積層鉄心１０，１１の積厚を増して、幅を薄くすることで、全体をコンパクト化でき、コイルの性能を落とさずに狭小な場所への取付けも可能となる。
【００２１】
更に、一次コイル３に貫通する部分の積層鉄心１０，１１には、永久磁石を入れていないので、その部分での磁気抵抗が極めて小さい構造となって、同一の起磁力である場合には一次コイル３に鎖交する磁束の変化量が増大することから、点火コイルを高出力化し高い点火エネルギを出せるようにすることができる。
【００２２】
また、一次コイル３に貫通する部分の積層鉄心１０，１１に永久磁石を入れる従来の磁石位置では、永久磁石からの漏れ磁束が一次コイル３と鎖交し、一次コイル３の磁束を弱めて出力低下を引き起こしていたが、永久磁石１２の位置を一次コイル３の外に配置したので、一次コイル３との磁束鎖交による出力低下を大幅に改善することができ、この点からも出力を向上させることができる。
【００２３】
また、永久磁石１２の表面積に関しては、配設角度θを小さくとるほど表面積が大きくとれるため、通常配設角度θを小さくして表面積を確保するが、この実施形態では、積層鉄心１０，１１の積厚を厚くしその積厚方向で永久磁石１２の長辺を合わせるようにしたので、積厚方向で表面積を十分に確保することができ、その結果配設角度θを比較的大きく設定しても表面積を確保できるようになった。
【００２４】
したがって、積層鉄心１０，１１の端面を鋭角にする必要がなく、積層鉄心１０，１１製造時の金型も鋭角にしなくてよいので、金型の欠け等の不良発生が低減し、それだけ寿命が長くなり、信頼性を向上させることができる。
【００２５】
さらに、積層鉄心１０の断面積に対する永久磁石１２の表面積の割合を小さくしたため、永久磁石１２の装着性（接着性）を良くすることができる。
【００２６】
また、永久磁石１２の配設角度θを大きくとれる、すなわち図３で永久磁石１２をより平たく配置でき磁石下端を浅い位置に留めることができるので、磁石下端が深い位置となっていた従来と比較して、永久磁石１２からの漏れ磁束は一次コイル３と鎖交しにくくなり、この点からも一次コイル３との磁束鎖交による出力低下を改善することができ、出力を向上させることができる。
【００２７】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限り、どのようにでも実施できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明における内燃機関点火コイルは、コイル本体の外表面に沿った積層鉄心の積厚を増して、幅を狭くすることで、全体をコンパクト化でき、コイルの性能を落とさずに狭小な場所への取付けも可能となる。
【００２９】
また、一次コイルに貫通する部分の積層鉄心には、永久磁石を入れていないので、その部分での磁気抵抗が極めて小さい構造となって、同一の起磁力である場合には一次コイルに鎖交する磁束の変化量が増大することから、点火コイルを高出力化することができる。
【００３０】
また、一次コイルに貫通する部分の積層鉄心に永久磁石を入れる従来の磁石位置では、永久磁石からの漏れ磁束が一次コイルと鎖交し、一次コイルの磁束を弱めて出力低下を引き起こしていたが、永久磁石の位置を一次コイルの外に配置したので、一次コイルとの磁束鎖交による出力低下を大幅に改善することができ、この点からも出力を向上させることができる。
【００３１】
さらに、永久磁石の配設角度を大きくとれる、すなわち永久磁石をより平たく配置でき磁石下端を浅い位置に留めることができるので、磁石下端が深い位置となっていた従来と比較して、永久磁石からの漏れ磁束は一次コイルと鎖交しにくくなり、この点からも一次コイルとの磁束鎖交による出力低下を改善することができ、出力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関用点火コイルの側面を概略的に示す図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ断面図である。
【図４】正面から見た積層鉄心の端面と永久磁石を示す図である。
【図５】従来の内燃機関用点火コイルの側面を概略的に示す図である。
【図６】図５のＸ１−Ｘ１断面図である。
【図７】図５のＹ１−Ｙ１断面図である。
【符号の説明】
１        コイル本体
２        一次コイルボビン
３        一次コイル
４        二次コイルボビン
５        二次コイル
６        絶縁ケース
６ａ      鉄心固定鞘
７        一次端子
８        高圧端子
９        絶縁部材
１０，１１  積層鉄心
１２        永久磁石
１３        空隙
１５        接合部
１００        積層鉄心（鉄心部）
θ        永久磁石配設角度
【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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