JP4055751B2 - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は内燃機関用の点火装置に係り、特にプラグホール内に収納される円筒形点火装置に関する。 The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine, and more particularly to a cylindrical ignition device housed in a plug hole.
従来の内燃機関用点火装置は、特開昭63−70508 号のように、一次ボビンに巻装された一次コイル,二次ボビンに巻装された二次コイル,センタコア等の構成部品が、内側からセンタコア,一次コイル,二次コイル,サイドコアの順に同心状に配置されていた。 A conventional internal combustion engine ignition device includes a primary coil wound around a primary bobbin, a secondary coil wound around a secondary bobbin, and a center core as shown in JP-A-63-70508. To the center core, the primary coil, the secondary coil, and the side core in this order.
従来技術では、センタコアは、一次コイルの内側に配置され二次コイルの外側にサイドコアが配置されていたため、二次コイルの静電浮遊容量が大きく二次電圧のロスが多かった。又、二次コイルは、センタコア,一次コイルの外側に配置されていたため、二次コイル抵抗が大きくなり二次エネルギーや放電持続時間のロスが多かった。そこで、一次コイル,二次コイル,センタコア,サイドコア等の構成部品を、内側からセンタコア,二次コイル,一次コイル,サイドコアの順に同心状に配置することにより、二次コイルの静電浮遊容量が小さくなり、二次電圧のロスを少なくできる。また、二次コイル抵抗が小さくなることにより、二次エネルギーや放電持続時間のロスが少なくなる。それにより、小形・軽量・高出力な内燃機関用点火装置とすることができる。 In the prior art, since the center core is disposed inside the primary coil and the side core is disposed outside the secondary coil, the electrostatic stray capacitance of the secondary coil is large and the loss of the secondary voltage is large. Further, since the secondary coil is disposed outside the center core and the primary coil, the secondary coil resistance increases, and the secondary energy and the discharge duration time are often lost. Therefore, by arranging the components such as the primary coil, secondary coil, center core, and side core concentrically from the inside in the order of the center core, secondary coil, primary coil, and side core, the electrostatic stray capacitance of the secondary coil is reduced. Thus, the loss of the secondary voltage can be reduced. Further, since the secondary coil resistance is reduced, the loss of secondary energy and discharge duration is reduced. Thereby, it can be set as the ignition device for internal combustion engines of small size, light weight, and high output.
しかし、内側からセンタコア,二次コイルと配置した場合、センタコアと二次コイルの間の電界強度を均一にしないと、部分的に電界集中が起こり絶縁破壊が発生する。 However, when the center core and the secondary coil are arranged from the inside, if the electric field strength between the center core and the secondary coil is not made uniform, electric field concentration partially occurs and dielectric breakdown occurs.
従って、本発明は、小形・高出力化を図りながら、信頼性に優れた内燃機関用点火コイルを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an ignition coil for an internal combustion engine that is excellent in reliability while achieving a small size and high output.
上記目的を達成するため、センタコアの二次コイルボビンに対するセンタリングを行う手段としてセンタコアをゴムモールドして二次ボビンに対してセンタリングを行う構造とした。 In order to achieve the above object, the center core is rubber-molded as a means for performing centering of the center core with respect to the secondary coil bobbin, and the centering of the secondary bobbin is performed.
これにより電界強度の均一化を図ることができ、小形で高出力の信頼性に優れた内燃機関用点火コイルが得られる。 As a result, the electric field strength can be made uniform, and an ignition coil for an internal combustion engine having a small size and high output reliability can be obtained.
以下、本発明による実施の形態について、図面を参照し説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明による一実施例の内燃機関用点火コイルの構成を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an ignition coil for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
一次ボビン1は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)やポリフェニレンオキサイド(変性PPO)等の熱可塑性合成樹脂で形成され、一次コイル2が巻層されている。また、変性ポリフェニレンオキサイド(変性PPO),ポリフェニレンサルファイド(PPS)等の熱可塑性合成樹脂で成形された二次ボビン3には、二次コイル4が巻層されている。
The primary bobbin 1 is formed of a thermoplastic synthetic resin such as polybutylene terephthalate (PBT) or polyphenylene oxide (modified PPO), and a
なお、具体的に記載すれば、一次コイル2は線径0.3〜1.0mm程度のエナメル線を一層あたり数十回から百数十回ずつ、数層にわたり合計100〜300回程度積層巻されており、二次コイル4は線径0.03〜0.1mm程度のエナメル線を用いて合計5000〜
30000回程度分割して巻かれている。
More specifically, the
It is wound about 30000 times.
センタコア7は、板厚0.2〜0.7mmの珪素鋼板をプレス積層しており、二次ボビン3の内側に挿入される。該センタコア7の断面形状は、円形に近づけた多角形状とし、二次ボビン3の内径に対する占積率を向上させている。
The
該センタコア7と二次ボビン3の間には、可とう性エポキシ樹脂16,シリコンゴム等の弾性を持つ絶縁材が充填されている。
Between the
そして、センタコア7の一端もしくは両端には、一次コイル2で発生する磁束と反対方向の磁束を発生させるマグネット12を備えている。マグネット12による磁束は、センタコアにマイナスの磁束を与えるため、コアの磁化曲線の負側から出発して正側まで利用できるため、見かけ上飽和磁束密度の高いコア材料を用いたのと同じ結果となり、コイルの高出力化が期待できる。
A
センタコア7あるいはマグネット12の外側には、ゴムなどの弾性体が設けられており、高圧側の方は、二次ボビン3とマグネット12の間に、低圧側の方は、マグネット12と絶縁用エポキシ樹脂6の間に配置されている。これにより、軸方向の熱ひずみを弾性体で吸収する構造としている。このため、弾性体としては、体積が変化できる独立気泡ゴムが適している。
An elastic body such as rubber is provided on the outside of the
サイドコア8は、板厚0.2〜0.7mmの珪素鋼板を管状に丸めて1〜3枚重ねている。ただし、磁束の1ターンショートを防ぐため、サイドコア8の円周上の少なくとも1ヶ所は切れ目を設けている。
The
ケース5は一次ボビン1と同じような熱可塑性合成樹脂で成形されており、筒部25とコネクタ部24とから構成されている。そのため、別タイプのコネクタが要求された場合は、コネクタ部の変更のみで対応できるようになっており、筒部25は、共用化を図れるようになっている。
The
これらの構成部品は、内側からセンタコア7,二次コイル4,一次コイル2,ケース5,サイドコア8の順に、又は、内側からセンタコア7,二次コイル4,一次コイル2,サイドコア8,ケース5の順に同心状に配置している。
These components are the
そして、それらのコイル部構成部品をケース5の中に圧入し、高電圧を絶縁する絶縁用エポキシ樹脂6などの充填絶縁材を充填させる。絶縁用エポキシ樹脂6は、硬化後のガラス転移点温度Tgが120℃〜162℃で、かつ熱膨張係数が、ガラス転移点温度Tg以下の温度範囲における平均値として10〜50×10〜6℃ 程度の、例えば、25×
10〜6℃ 程度の特性を持つものを用いる。このような高ガラス転移点温度Tgの絶縁用エポキシ樹脂を使用することにより、高温下での電気絶縁特性がいっそう安定する。
Then, those coil part components are press-fitted into the
Use the one with the characteristic of about 10 ~ 6 ℃. By using such an insulating epoxy resin having a high glass transition temperature Tg, electrical insulation characteristics at a high temperature are further stabilized.
二次コイル4で発生した高電圧は、点火装置の長さを少しでも低減するよう長手方向に対して垂直方向に配置された過早着火防止用高圧ダイオード17,高圧端子13,スプリング14を介して点火プラグ10に供給される。点火プラグ10が挿入される部分は、シリコンゴム等のゴムブーツ15で絶縁する。シリンダヘッドカバー22と接する部分にはプラグホール11をシールするシールゴム9が設けられている。コイル上部に設置されるイグナイタユニット20は、箱型にプレス成形された銅またはアルミ製の金属製ベース
21に、パワートランジスタチップとハイブリッドIC回路が内蔵されており、金属製ベース21内にはシリコンゲルが充填されている。
The high voltage generated in the
次に、図2の二次ボビン断面図を用いて本発明の詳細を説明する。 Next, the details of the present invention will be described with reference to the sectional view of the secondary bobbin of FIG.
二次ボビン3の内側には、突起30が数箇所設けられている。突起30の先端部はセンタコアとの接触面積を少なくするため半円形状とし、センタコア7と二次ボビン3間に生じる熱ひずみの影響を互いに与えないようにしている。センタコア7を挿入したときの状態は、図3に示すようになり、この場合は、センタコア7の平面部を突起30で位置決めするようになる。このセンタリング用突起30の長さは、図4に示すようにセンタコアの長さの1/3以上の長さを二次ボビン3の高圧側から設定する。これによりセンタコア7の傾き防止と二次ボビン3とセンタコア7間の空隙をなくすために充填する可とう性エポキシ樹脂16の含浸性向上を両立させている。図5は、センタコア7の平面部で位置決めするのではなく、センタコア7の凹み部に突起30がくるように設定した場合の実施例である。センタコア7の断面形状が円形に近い場合でも、突起30を二次ボビン3の内側に数箇所設けることでセンタリングが可能となる。図6は、図3に示したセンタリング構造において、センタコア7が斜めに挿入される等の誤挿入を防止するため、突起30の周囲部(図中斜線部)も樹脂肉を設けている。
センタリングの別手法として図7に示すようにセンタコア7の一部にテーピング31を施す方法もある。この場合、センタコア7の上部側にテーピング31を施してしまうと二次ボビン3とセンタコア7間の空隙をなくすために充填する可とう性エポキシ樹脂16が上方で遮られ含浸性が悪くなるので、センタコア7の下側のみテーピング31を巻き付ける。また、テープは可とう性エポキシ樹脂16が含浸し易いよう不織布テープを用いる。
As another centering method, there is a method of applying a
さらにセンタリングの別手法としては、図8に示すようにセンタコア7の外周をあらかじめゴムモールド32しておき、それを二次ボビン3に挿入する方法もある。この方法は、二次ボビン3とセンタコア7間の空隙をなくすために充填する可とう性エポキシ樹脂
16を注入する工程を省くことができる。そして、モールドするゴム材を導電性にすることで、センタコア7が円柱状になったのと同様になるため、二次コイル4に対する電界が均一になり、絶縁性の向上が期待できる。
Furthermore, as another method of centering, there is a method in which the outer periphery of the
従来の内燃機関用点火装置は、特開昭63−70508 号のように、一次ボビンに巻装された一次コイル,二次ボビンに巻装された二次コイル,センタコア等の構成部品が、内側からセンタコア,一次コイル,二次コイル,サイドコアの順に同心状に配置され、特にセンタコアのセンタリング構造は採用されていなかった。 A conventional internal combustion engine ignition device includes a primary coil wound around a primary bobbin, a secondary coil wound around a secondary bobbin, and a center core as shown in JP-A-63-70508. The center core, the primary coil, the secondary coil, and the side core are arranged concentrically in this order, and the centering structure of the center core is not particularly employed.
従来技術では、センタコアは、一次コイルの内側に配置され二次コイルの外側にサイドコアが配置されていたため、二次コイルの静電浮遊容量が大きく二次電圧のロスが多かった。又、二次コイルは、センタコア,一次コイルの外側に配置されていたため、二次コイル抵抗が大きくなり二次エネルギーや放電持続時間のロスが多かった。そこで、一次コイル,二次コイル,センタコア,サイドコア等の構成部品を、内側からセンタコア,二次コイル,一次コイル,サイドコアの順に同心状に配置することにより、二次コイルの静電浮遊容量が小さくなり、二次電圧のロスを少なくできる。また、二次コイル抵抗が小さくなることにより、二次エネルギーや放電持続時間のロスが少なくなる。それにより、小形・軽量・高出力な内燃機関用点火装置とすることができる。 In the prior art, since the center core is disposed inside the primary coil and the side core is disposed outside the secondary coil, the electrostatic stray capacitance of the secondary coil is large and the loss of the secondary voltage is large. Further, since the secondary coil is disposed outside the center core and the primary coil, the secondary coil resistance increases, and the secondary energy and the discharge duration time are often lost. Therefore, by arranging the components such as the primary coil, secondary coil, center core, and side core concentrically from the inside in the order of the center core, secondary coil, primary coil, and side core, the electrostatic stray capacitance of the secondary coil is reduced. Thus, the loss of the secondary voltage can be reduced. Further, since the secondary coil resistance is reduced, the loss of secondary energy and discharge duration is reduced. Thereby, it can be set as the ignition device for internal combustion engines of small size, light weight, and high output.
しかし、内側からセンタコア,二次コイルと配置した場合、センタコアと二次コイルの間の電界強度を均一にしないと、部分的に電界集中が起こり絶縁破壊が発生する。 However, when the center core and the secondary coil are arranged from the inside, if the electric field strength between the center core and the secondary coil is not made uniform, electric field concentration partially occurs and dielectric breakdown occurs.
これに対し、上記実施例では、小形・高出力化を図りながら、信頼性に優れた内燃機関用点火コイルを提供できる。 On the other hand, in the above embodiment, it is possible to provide an ignition coil for an internal combustion engine that is excellent in reliability while achieving a small size and high output.
上記実施例ではセンタコアの二次コイルボビンに対するセンタリングを行う位置決め部を設けた。これにより電界強度の均一化を図ることができた。 In the above-described embodiment, the positioning portion that performs centering with respect to the secondary coil bobbin of the center core is provided. As a result, the electric field strength can be made uniform.
実施態様1
点火プラグに直結し、プラグホール内に収納される円筒形点火装置において、一次ボビンに巻装された一次コイル,二次ボビンに巻装された二次コイル,センタコア等の構成部品が、内側からセンタコア,二次コイル,一次コイルの順に同心状に配置され、前記構成部品が熱可塑性合成樹脂で予め成形されたケースに収納されており、かつそのケース内の前記構成部品の周囲には熱硬化性合成樹脂が充填され、さらに一次コイルの外側にサイドコアを配置し、センタコアと二次ボビンの間に絶縁材を充填し、かつセンタコアの両端に弾性体を配置した内燃機関用点火装置において、センタコアを二次コイルに対し、センタリング位置決め部を設けたことを特徴とする内燃機関用点火装置。
Embodiment 1
In the cylindrical ignition device directly connected to the spark plug and housed in the plug hole, components such as the primary coil wound around the primary bobbin, the secondary coil wound around the secondary bobbin, and the center core are A center core, a secondary coil, and a primary coil are arranged concentrically in this order, and the components are housed in a case pre-molded with a thermoplastic synthetic resin, and around the components in the case are thermoset. In an internal combustion engine ignition device, a side core is disposed outside the primary coil, an insulating material is filled between the center core and the secondary bobbin, and an elastic body is disposed at both ends of the center core. An ignition device for an internal combustion engine, wherein a centering positioning portion is provided for the secondary coil.
実施態様2
実施態様1において、センタコアのセンタリングは、二次コイルを巻層,固定する二次ボビンで行うことを特徴とする内燃機関用点火装置。
In the first embodiment, the centering of the center core is performed by a secondary bobbin that fixes and winds the secondary coil.
実施態様3
実施態様2において、二次ボビンの内側に突起を数箇所設けることでセンタコアのセンタリングを行うことを特徴とする内燃機関用点火装置。
In
実施態様4
実施態様3において、二次ボビンの内側の突起形状は、先端を半円形状とすることを特徴とする内燃機関用点火装置。
In the third embodiment, the internal bobbin ignition device is characterized in that the protrusion inside the secondary bobbin has a semicircular tip.
実施態様5
実施態様3において、二次ボビンの内側の突起の長さL1は、センタコアの長さL2の1/3以上とすることを特徴とする内燃機関用点火装置。
In
実施態様6
実施態様1において、二次ボビンのセンタリングはセンタコア外周にテープを巻き付けて行うことを特徴とする内燃機関用点火装置。
In the first embodiment, the centering of the secondary bobbin is performed by winding a tape around the outer periphery of the center core.
実施態様7
実施態様6において、センタリング用のテープはセンタコアの高圧側のみテープを巻き付けることを特徴とする内燃機関用点火装置。
In an
実施態様8
実施態様6において、センタリング用のテープは繊維状の不織布テープであることを特徴とする内燃機関用点火装置。
In
実施態様9
実施態様1において、センタコアをゴムモールドしてセンタリングすることを特徴とする内燃機関用点火装置。
The ignition device for an internal combustion engine according to the first embodiment, wherein the center core is rubber-molded and centered.
実施態様10
実施態様9において、モールドするゴムは導電性ゴムであることを特徴とする内燃機関用点火装置。
In
以上の実施例によれば、小形・高出力でかつ信頼性、特に絶縁性能に優れた内熱機関用点火装置を提供することができる。 According to the above embodiment, it is possible to provide an ignition device for an internal heat engine that is small in size, high in output and excellent in reliability, particularly in insulation performance.
1…一次ボビン、2…一次コイル、3…二次ボビン、4…二次コイル、5…ケース、6…絶縁用エポキシ樹脂、7…センタコア、8…サイドコア、9…プラグホールシール、
10…点火プラグ、11…プラグホール、12…マグネット、13…高圧端子、14…スプリング、15…ゴムブーツ、16…可とう性エポキシ樹脂、17…過早着火防止用高圧ダイオード、18…発泡ゴム、19…空気層、20…イグナイタユニット、21…ベース、22…シリンダヘッドカバー、24…コネクタ部、25…筒部、30…突起、31…テーピング、32…ゴムモールド。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Primary bobbin, 2 ... Primary coil, 3 ... Secondary bobbin, 4 ... Secondary coil, 5 ... Case, 6 ... Insulating epoxy resin, 7 ... Center core, 8 ... Side core, 9 ... Plug hole seal,
DESCRIPTION OF
Claims (4)
て、一次ボビンに巻装された一次コイル,二次ボビンに巻装された二次コイル,鋼板を積層したセンタコア等の構成部品が、内側からセンタコア,二次コイル,一次コイルの順に絶縁樹脂で成形されたケースに収納され、前記絶縁樹脂が前記センタコアの周囲に充填され硬化されたものにおいて、
前記センタコアの外周をゴムモールドし、その外周に前記絶縁樹脂が充填され硬化されるよう構成したことを特徴とする内燃機関用円筒形点火装置。
A cylindrical ignition device for an internal combustion engine housed in a plug hole for attaching a spark plug, wherein a primary coil wound around a primary bobbin, a secondary coil wound around a secondary bobbin, and a steel core are laminated In such a case, components such as a center core , a secondary coil, and a primary coil are housed in a case formed of insulating resin in this order from the inside , and the insulating resin is filled and cured around the center core .
A cylindrical ignition device for an internal combustion engine, wherein an outer periphery of the center core is rubber-molded and the outer periphery is filled with the insulating resin and cured .
センタコアの一端若しくは両端に一次コイルで発生する磁束と反対方向の磁束を発生するマグネットを備えていることを特徴とする内燃機関用円筒形点火装置。 The cylindrical ignition device for an internal combustion engine according to claim 1,
A cylindrical ignition device for an internal combustion engine comprising a magnet that generates a magnetic flux in a direction opposite to a magnetic flux generated by a primary coil at one or both ends of a center core.
前記センタコアの低圧側の端には前記マグネットの外側に弾性体が設けられていることを特徴とする内燃機関用点火装置。 The cylindrical ignition device for an internal combustion engine according to claim 2,
An ignition device for an internal combustion engine, characterized in that an elastic body is provided outside the magnet at the low-pressure end of the center core.
前記弾性体の外側に絶縁用エポキシ樹脂が充填されていることを特徴とする内燃機関用点火装置。
The cylindrical ignition device for an internal combustion engine according to claim 3,
An ignition device for an internal combustion engine, characterized in that an insulating epoxy resin is filled outside the elastic body.
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