JP4844581B2 - Ignition coil and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関において点火プラグに印加する電圧を発生させる点火コイルと、その製造方法に関し、特に加圧工程において用いられる成形型に関する。 The present invention relates to an ignition coil that generates a voltage to be applied to an ignition plug in an internal combustion engine, and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a mold used in a pressurizing process.
従来、点火コイルには、一次コイル、二次コイルによる相互誘導作用の効果を高めるために、これらコイルの内側に中心コアが配設されている。中心コアには、珪素鋼板を積層してなる積層コアと、磁性粉末を加圧成形した圧粉コアとがある。圧粉コアは、積層コアに比べて表面が滑らかであることから、近年、点火コイルの小型化のため、一次コイルを圧粉コアにスプールを介さず直接巻回したものが点火コイルに用いられている。 Conventionally, in an ignition coil, a central core is disposed inside these coils in order to enhance the effect of mutual induction by the primary coil and the secondary coil. The central core includes a laminated core formed by laminating silicon steel plates and a dust core obtained by press-molding magnetic powder. Since the surface of the dust core is smoother than that of the laminated core, recently, in order to reduce the size of the ignition coil, a primary coil wound directly around the dust core without using a spool is used for the ignition coil. ing.
上記圧粉コアの製造方法として、水アトマイズにより製造された磁性粉末を焼鈍した後に成形型を用いて加圧成形する製造方法が知られている。上述のように、圧粉コアに一次コイルを直接巻回する場合、圧粉コアにはスプール同様、鍔部が設けられて、軸方向に段付き形状を呈している。このように段付き形状の圧粉コアを成形する際、一の成形型では圧粉コアを離型することができないため、圧粉コアを成形型から離型できるよう、通常二つの分割型よりなる成形型が用いられる。(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に示されるような複数の分割型よりなる成形型を用いて圧粉コアを成形した場合、各分割型が当接する当接面には、微小な段差や隙間が存在するため、そこに磁性粉末が侵入して加圧されることによって、圧粉コアの外周面にバリが発生する。バリのある圧粉コアに一次コイルを巻装した場合には、一次コイルを構成する一次巻線がバリと接触することで、一次巻線の絶縁被膜が傷つき、一次コイルが短絡しやすくなるという問題が発生する。 However, when a dust core is molded using a molding die composed of a plurality of split molds as shown in Patent Document 1, there are minute steps or gaps on the contact surface with which each split mold abuts. When the magnetic powder enters and is pressed there, burrs are generated on the outer peripheral surface of the powder core. When a primary coil is wound around a dust core with burrs, the primary winding that makes up the primary coil comes into contact with the burrs, and the insulating coating of the primary winding is damaged, and the primary coil is likely to be short-circuited. A problem occurs.
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、点火コイルの信頼性向上を実現する圧粉コアおよびその製造方法を実現することにある。 This invention is made | formed in view of such a problem, The objective is to implement | achieve the dust core which implement | achieves the reliability improvement of an ignition coil, and its manufacturing method.
上記課題を解決するために、本発明は、磁性粉末を加圧成形してなり、段付き円柱状を呈する圧粉コアと、圧粉コアの外周面に巻装される巻線体とを備える点火コイルの製造方法であって、磁性粉末を充填するキャビティを形成する三つ以上の分割型から成り、分割型は、各分割型が当接する各当接面を跨ぎキャビティ側に突出する突出部を有する成形型を準備し、キャビティ内に充填された磁性粉末を加圧して突出部に対応して凹んだ溝部を有する圧粉コアを成形する加圧工程と、成形型から圧粉コアを離型する離型工程と、圧粉コアの外周面に巻線体を巻装する巻装工程とを有し、巻装工程において巻装される巻線体の内周面のうち、圧粉コアと当接しない溝部に対向する部分が圧粉コアの中心線に対して平行で且つ平面状であって、突出部の先端に対応し且つ当接面に沿って形成される溝部の底面は、平面状の巻線体の内周面よりも圧粉コアの径方向内側で且つ圧粉コアの径が最小となる部分に位置することを特徴とする点火コイルの製造方法である。 In order to solve the above-described problems, the present invention includes a powder core formed by press-molding magnetic powder and having a stepped columnar shape, and a winding body wound around the outer peripheral surface of the powder core. An ignition coil manufacturing method comprising three or more split molds forming a cavity filled with magnetic powder, the split mold straddling each abutment surface with which each split mold abuts and protruding to the cavity side A pressing step of pressing the magnetic powder filled in the cavity to form a dust core having a recessed groove corresponding to the protrusion , and separating the dust core from the mold. and a release step of the mold, possess a winding step of winding the winding body on an outer peripheral surface of the dust core, of the inner peripheral surface of the winding body is wound in the winding step, the dust core The portion facing the groove that does not come into contact with the groove is parallel to the center line of the dust core and is planar, The bottom surface of the groove portion corresponding to the tip of the portion and formed along the contact surface is radially inward of the dust core with respect to the inner peripheral surface of the planar winding body, and the dust core has the smallest diameter. It is located in the part which becomes , The manufacturing method of the ignition coil characterized by the above-mentioned.
三つ以上の分割型よりなり、突出部を有する成形型を用いて圧粉コアを成形することによって、離型工程を経て製造された圧粉コアの軸方向には、突出部と略同一の形状に凹んだ溝部が形成される。また、圧粉コアの外周面のうち、各分割型の当接面と圧粉コアの外周面とが交わる部分にはバリが発生しやすいことが知られている。 It consists of three or more divided molds, and by molding the dust core using a mold having a protrusion, the axial direction of the dust core manufactured through the mold release step is substantially the same as the protrusion. A groove that is recessed in shape is formed. Moreover, it is known that a burr | flash tends to generate | occur | produce in the part where the contact surface of each division type and the outer peripheral surface of a dust core among the outer peripheral surfaces of a dust core.
本発明では発生不可避なバリを意図的に溝部に発生させることで、圧粉コアの外周面に巻装される一次コイルの内周面にバリが接触することを防止することができる。その結果、巻線体を構成する巻線がバリによって傷つき、巻線体が短絡することを有効に防止できる。 In the present invention, the burrs that are unavoidable to be generated are intentionally generated in the groove portions, so that the burrs can be prevented from coming into contact with the inner peripheral surface of the primary coil wound around the outer peripheral surface of the dust core. As a result, it is possible to effectively prevent the windings constituting the winding body from being damaged by burrs and short-circuiting the winding body.
上記のように圧粉コアの溝部に発生するバリは、圧粉コアの径方向外側に向かって発生する。 As described above, the burr generated in the groove portion of the dust core is generated toward the radially outer side of the dust core.
また、溝部の外周面から径方向外側に発生するバリは、0.1mmよりも小さいことが実験から分かっている。そこで、キャビティを形成する分割型の内周面からキャビティの中心線までの最大距離と、上記当接面と分割型の内周面から中心線までの最大距離との差は0.1mmよりも大きくすることが好ましい。これにより、0.1mmに満たない高さで発生するバリが、溝部の外側に巻装される一次コイルの内周面に接触することはなく、巻線体の短絡が有効に防止される。ここで、キャビティの中心線とは、キャビティの内周面のうち、最大径となる内周面の径で描かれる仮想円をキャビティの軸方向に連続的に結んだ直線を指す。 Moreover, it has been found from experiments that burrs generated radially outward from the outer peripheral surface of the groove are smaller than 0.1 mm. Therefore, the difference between the maximum distance from the inner peripheral surface of the split mold forming the cavity to the center line of the cavity and the maximum distance from the contact surface and the inner peripheral surface of the split mold to the center line is more than 0.1 mm. It is preferable to enlarge it. Thereby, the burr | flash which generate | occur | produces in the height which is less than 0.1 mm does not contact the internal peripheral surface of the primary coil wound by the outer side of a groove part, and the short circuit of a winding body is prevented effectively. Here, the center line of the cavity refers to a straight line continuously connecting in the axial direction of the cavity an imaginary circle drawn with the diameter of the inner peripheral surface that is the maximum diameter among the inner peripheral surfaces of the cavity.
圧粉コアは段付き円柱状を呈することから、少なくとも一つの異径境界面を備える。上記バリは圧粉コアの軸方向に沿ってのみならず、当該異径境界面にも発生する。そこで、突出部を成形型の長手方向に沿って連続して設けることが好ましい。つまり、突出部を圧粉コアの軸方向に沿ってのみならず、異径境界面にも設けるのである。これにより、巻線体を構成する巻線が上記異径境界面に接する場合においても、異径境界面における溝部に発生するバリが巻線体の内周面に接触することはなく、巻線体の短絡を有効に防止できる。 Since the dust core has a stepped columnar shape, it has at least one interface with different diameters. The burrs are generated not only along the axial direction of the dust core, but also at the boundary surface with different diameters. Therefore, it is preferable to provide the protrusions continuously along the longitudinal direction of the mold. That is, the projecting portion is provided not only along the axial direction of the dust core, but also on the different diameter boundary surface. As a result, even when the winding constituting the winding body is in contact with the boundary surface with the different diameter, the burr generated in the groove on the boundary surface with the different diameter does not contact the inner peripheral surface of the winding body. Effectively prevent body short circuit.
圧粉コアの長手方向の長さは、35mm以下である。これにより、圧粉コアの密度はその長手方向に略均一となり所望の磁気性能が得られる。ここで、所望の磁気性能とは、相互誘導作用により、点火コイルの高電圧側に30〜35kVを発生させることを可能とするために必要な磁気性能のことである。 The length of the powder core in the longitudinal direction is 35 mm or less. Thereby, the density of the dust core becomes substantially uniform in the longitudinal direction, and a desired magnetic performance is obtained. Here, the desired magnetic performance refers to magnetic performance necessary for enabling 30 to 35 kV to be generated on the high voltage side of the ignition coil by mutual induction.
加圧工程において成形型は、長手方向に沿って順に、巻線体が巻回される第一巻胴部と、巻線体が巻回され、第一巻胴部よりも小径の第二巻胴部と、第二巻胴部よりも大径の鍔部とから構成される圧粉コアを成形する。つまり、鍔部に加えて、第一巻胴部よりも小径の第二巻胴部を設けることによって、第二巻胴部に巻回される巻線の層数は第一巻胴部に巻回される巻線の層数よりも多くなる。これにより、第一巻胴部と鍔部とだけが設けられる圧粉コアに比べて、本発明によって製造される圧粉コアは、巻線体の巻数が増加する、または、巻数は同じでも巻線体の体格を小さくすることが可能となる。 In the pressurizing step, the forming die has a first winding body portion around which the winding body is wound in order along the longitudinal direction, and a second winding having a smaller diameter than the first winding body portion around which the winding body is wound. A dust core composed of a body part and a collar part having a diameter larger than that of the second winding body part is formed. That is, by providing a second winding drum portion having a smaller diameter than the first winding drum portion in addition to the flange portion, the number of winding layers wound around the second winding drum portion is wound around the first winding drum portion. More than the number of layers of windings to be turned. As a result, the dust core produced according to the present invention has an increased number of turns of the winding body or the same number of turns compared to the dust core provided with only the first winding body and the collar. It is possible to reduce the size of the linear body.
本発明の点火コイルの製造方法にて製造される圧粉コアを有する点火コイルである。つまり、圧粉コアには突出部に対応した溝部が設けられており、当該溝部に発生するバリは巻線体の内周面に接触することがない。よってバリによって巻線が傷つくことはなく、絶縁性が確保された点火コイルを製造することが可能となる。 It is an ignition coil which has a dust core manufactured with the manufacturing method of an ignition coil of the present invention. That is, the dust core has a groove corresponding to the protruding portion, and the burr generated in the groove does not contact the inner peripheral surface of the winding body. Therefore, the winding is not damaged by the burrs, and it is possible to manufacture an ignition coil that ensures insulation.
巻線体の内周面から圧粉コアの外周面までの最大距離と最小距離との差を0.1mm以上とすることにより、上記バリが巻線体の内周面に接触することはなく、巻線体の短絡を確実に防止することができる。 By setting the difference between the maximum distance and the minimum distance from the inner peripheral surface of the winding body to the outer peripheral surface of the dust core to be 0.1 mm or more, the burr does not contact the inner peripheral surface of the winding body. The short circuit of the winding body can be surely prevented.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態における点火コイル100の縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an
図1に示すように、本願発明の点火コイル100は、プラグホール2の外部に配置された絶縁性の樹脂20からなる矩形ブロック状のモールド成形体10を備える。このモールド成形体10中には、中心コア13、一次コイル14、二次コイル16、二次スプール17、外周コア18およびイグナイタ19等が埋設されてなるモールド成形体10を有している。モールド成形体10は全体として矩形ブロック状を呈し、プラグホール2の外部に配置されている。ここで、中心コア13は、請求項に記載の圧粉コアに相当し、また、一次コイル14は、請求項に記載の巻線体に相当するものである。
As shown in FIG. 1, the
モールド成形体10の側壁には、固定部11が一体に形成されている。固定部11には、筒状の金属ブッシュ12が埋設されており、この金属ブッシュ12に螺合するボルト(図示せず)によって、固定部11がエンジンヘッド1のエンジンヘッド1に固定されている。モールド成形体10の側壁にはさらに、外部電源(図示せず)とイグナイタ19とを電気的に接続するためのターミナル28を埋設したコネクタ29が設けられている。
A
モールド成形体10の底壁には、高圧タワー部10aが一体に形成されている。高圧タワー部10aの内部には、二次コイル16と電気的に接続される高圧ターミナル21が埋設されている。ポール26は、PBT、PPS、不飽和ポリエステル等の樹脂からなり、高圧タワー部10aに嵌合固定されてプラグホール2内に同心上に挿入されている。高圧タワー部10aとエンジンヘッド1との間には、ゴムよりなるシール部材24が取り付けられており、当該シール部材24によってプラグホール2の開口側が水密にシールされている。
A high-
上記構成において、コネクタ29のターミナル28を通じてエンジンコントロールユニット(図示せず)からの信号や電源が供給され、一次コイル14に流れる電流をイグナイタ19で遮断すると、一次および二次コイル14,16間の相互誘導作用により、例えば30〜35kVの高電圧が二次コイル16に発生する。こうして二次コイル16に発生した高電圧は、高圧ターミナル21および導電スプリング(図示せず)等を介して、点火プラグ(図示せず)に導かれ、点火プラグの先端で火花放電を発生させる。
In the above configuration, when a signal or power from an engine control unit (not shown) is supplied through the
図1に示す二次スプール17は、樹脂材料からなり、全体として筒状を呈している。また、二次スプール17は、中心コア13および一次コイル14を内包する。
The
二次スプール17には、二次巻線を巻回してなる二次コイル16が巻装され、全体として筒状を呈しており、一次コイル14の外周側に配置されてモールド成形体10内に埋設されている。
A
また、二次コイル16は、上記所望の高電圧を発生するために、例えば直径が40〜50μmの二次巻線を10000〜20000ターン巻回することによって、形成することが好ましい。二次コイル16の二次巻線間の電圧、いわゆる層間電圧に起因する二次巻線の絶縁破壊を回避するため、二次コイル16は、斜向巻きにより形成することがより好ましい。
In order to generate the desired high voltage, the
図1に示すように、外周コア18は磁性板材からなり、モールド成形体10内に埋設されてエンジンヘッド1側に向かって開口する有底角筒状を呈している。具体的に、外周コア18は、矩形の底部18aと、この底部18aに垂直な四つの側部18bとからなる。中心コア13の軸方向において互いに対向する側部18bの内周面間距離は、中心コア13の軸方向長さと略同等であり、中心コア13は、その軸方向において対向する側部18b間に挟持されている。また、外周コア18は、アースバー(図示せず)を介して接地されている。
As shown in FIG. 1, the outer
図1に示すように中心コア13は、その軸方向がプラグホール2の軸方向に対して略垂直となるように、一次コイル14が巻装された状態でモールド成形体10内に埋設されている。本実施形態において中心コア13は、後述する製造方法によって、磁性粉末に所定の圧力が加えられて成形される。ここで、中心コア13の形成材料である磁性粉末には、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の軟磁性金属単体、またはこれら金属単体を主とする軟磁性合金が用いられる。このような磁性粉末を加圧成形して得られる中心コア13は、珪素鋼板等の電磁鋼板を積層して形成した従来の積層コアとは異なり、外周面にエッジ部が存在せず、全体に亘って滑らかな外周面を有する。
As shown in FIG. 1, the
ここで、本実施形態に係る点火コイル100の特徴部分である中心コア13の具体的な形状を、図1中の中心コア13および一次コイル14を拡大した模式図である図2を用いて以下説明する。
Here, the specific shape of the
図2に示すように、中心コア13は、その軸方向に鍔部13aと巻胴部13bとを備えている。鍔部13aは矩形状を呈し、中心コア13の一端に設けられている。鍔部13aは、一次コイル14の巻崩れを防止するストッパの役割を果たし、尚且つ、巻胴部13bよりも径が大きければその形状に特に制限はない。巻胴部13bは、中心コア13の軸方向に段階的に拡径する円柱状を呈している。ここで、巻胴部13bの外周面は一段の段付円柱状であり、鍔部13aの反対側端部に形成される第一巻胴部131bと、第一巻胴部131bよりも外径の小さい第二巻胴部132bとが軸方向に連成している。また、第二巻胴部132bは鍔部13aに連成している。なお、図2に示すように、中心コア13の軸方向断面は、ドッグボーン形状を呈し、図2において、第一巻胴部131bの断面積および第二巻胴部132bの断面積が最大となる時にこれら断面積の二等分線を、中心コア13の軸心L1と定義する。
As shown in FIG. 2, the
一次コイル14は、各巻胴部131b、132b上に一次巻線114をそれぞれ異数且つ偶数層ずつ巻回することで形成され、全体として円筒状を呈している。具体的に本実施形態では、巻胴部13bの外周面のうち、第一巻胴部131b上には一次巻線114がその径方向に二層巻回され、第二巻胴部132b上には一次巻線114がその径方向に四層巻回されている。このように、中心コア13に一次コイル14を直接巻装することにより、従来、一次スプールを介した積層コアへのコイル巻装の場合と比べて、一次スプールの径方向の厚さ分、一次コイル14を径方向に大幅に小型化することができる。さらには、一次スプールを不要とする構造であるため、点火コイル100全体の製造コストも削減することができる。またさらに、従来一次スプールの製造に要していた時間分、点火コイル100の製造に要する時間を短縮することができる。これらは、滑らかな外周面を有する中心コア13に一次コイル14を巻装するという発想によって初めて達成可能となったのである。
The
一次コイル14は、例えば直径が0.3〜0.8mmの一次巻線114を100〜230ターン巻回することにより形成されるが、特に直径が0.5mmの一次巻線114を120ターン巻回して形成することが好ましい。また、一次巻線114としては、エナメル電線を用いることが好ましいが、隣接する一次巻線114同士の電気的絶縁が確保されるのであれば、特に制限は無い。
The
上述した中心コア13、一次コイル14、二次コイル16、二次スプール17、外周コア18およびイグナイタ19が樹脂20内に埋設されたモールド成形体10は、インサート成形によって形成することができる。
The molded
このインサート成形時においては、樹脂20が溶融状態にて各要素13,14,16,17,18,19の周囲の隅々にまで行き渡ることで、それら要素の全てがモールド成形体10内にて確実に固定される。また、樹脂20は、二次コイル16の外周面と外周コア18の内周面との間に導入されることで、それら二次コイル16と外周コア18とを電気的に絶縁している。
At the time of this insert molding, the
なお、本実施形態では、樹脂20としてエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられるが、電気的絶縁作用を発揮し得る他の樹脂を用いてもよい。
In the present embodiment, a thermosetting resin such as an epoxy resin is used as the
以下、本実施形態の特徴部分である中心コア13およびその製造方法について図3、図4および図5を用いて詳細に説明する。
Hereinafter, the
図3は、中心コア13のうち、第一巻胴部131bを成形する成形型40の模式断面図であり、図4は、図3に示す成形型40を用いて磁性粉末を加圧成形する加圧工程を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a forming
なお、第二巻胴部132bおよび鍔部13aも第一巻胴部131bと同時に成形型40によって形成される。よって、以下、第一巻胴部131bの中心コア13の製造方法を説明し、第二巻胴部132bおよび鍔部13aの製造方法に関する説明は省略する。
In addition, the 2nd winding trunk | drum 132b and the
図3に示すように、本発明の製造方法に用いられる成形型40は、鋳鉄などの金属からなり、柱状の三つの分割型40a,40b,40cで構成される。成形型40の内部には中心コア13を構成する上述した磁性粉末を充填するキャビティ41を有し、このキャビティ41は上述の中心コア13と略同一の形状を備える。
As shown in FIG. 3, the forming
成形型40の内周面には、隣接する各分割型40a,40b,40cがそれぞれ当接する各当接面を跨ぐようにして、前記キャビティ41側に突出する突出部401,402,403が設けられている。ここで、図3において、成形型40の周方向内周面のうち、突出部401〜403を除いた曲面で近似的に描かれる円筒の軸心をキャビティ41の中心線L2として定義する。なお、中心線L2は請求項記載の中心線に相当し、本実施形態において上述の中心コア13の軸心L1は、当該中心線L2と同一の直線を指す。
突出部401は分割型40aと分割型40bとの当接面を跨いで、突出部402は分割型40bと分割型40cとの当接面を跨いで、突出部403は分割型40aと分割型40cとの当接面を跨いで、それぞれ形成されている。これら突出部401,402,403は、全て略V字状の同一形状を呈している。なお、突出部401〜403の径方向における断面形状は、略V字状でなくとも、突出部401〜403の先端から基端に向かって縮小することなく拡大する形状、または縮小も拡大もしない形状、すなわち、離型工程が円滑に実施可能な形状であればよい。具体的には、U字形状や台形状、または矩形状等でもよい。
The
突出部401〜403は、それぞれ成形型40の内周面の周方向において、中心線L2に関して120°の角度を以って等間隔に設けられている。なお、突出部401〜403は、等間隔でなくとも、各突出部が互いに、中心線L2を中心に180°よりも小さい間隔で設けてもよいが、加圧する磁性粉末に均一に加圧力がかかるよう、突出部401〜403は成形型40の内周面に等間隔で設けることが好ましい。
The
分割型40aと分割型40bとが当接する当接面、分割型40bと40cとが当接する面、分割型40aと40cとが当接する面それぞれとキャビティ41の内周面との境界となる境界線401a,402a,403aから中心線L2までの距離Aと、分割型40a、40bまたは40cの内周面から中心線L2までの最大距離Bとの差分X1は0.1mmよりも大きくすることが好ましい。
Boundary between the abutment surface where the
これは、加圧工程、離型工程を経て得られた中心コア13に発生するバリの大きさに起因するものであり、詳細は後述する。
This is due to the size of burrs generated in the
図4に加圧工程時の模式断面図を示す。加圧工程では、成形型40のキャビティ41に充填された磁性粉末を、キャビティ41の中心線L2に沿って(図4中、紙面に対して垂直な方向に)所定の圧力を磁性粉末に加えることによってキャビティ41の形状に対応した中心コア13が成形される。成形後の中心コア13の外周面には、成形型の突出部401〜403の形状に対応して凹んだ溝部130a,130b,130cが形成される。
FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view during the pressing step. In the pressing step, a predetermined pressure is applied to the magnetic powder filled in the
また、加圧工程において磁性粉末に加える所定の圧力とは、充填された磁性粉末が中心線L2に沿って略均一な密度となる程度の圧力のことであり、たとえば800MPa程度である。しかし、軸方向長さが35mmよりも大きい中心コア13を成形しようとする場合には、中心コア13の中央部の密度が周囲に比べて疎になり、中心コア13が十分な磁気性能を発揮できないおそれがある。そのため、中心コア13が軸方向に亘って密度が均一となって、十分な磁気性能を発揮できるよう、中心コア13の軸方向長さは35mm以下とすることが好ましい。本実施形態においては、軸方向長さが34mmの中心コア13を用いた。
Further, the predetermined pressure applied to the magnetic powder in the pressurizing step is a pressure at which the filled magnetic powder has a substantially uniform density along the center line L2, and is, for example, about 800 MPa. However, when trying to mold the
次いで、加圧工程により成形された中心コア13を成形型40から離型する離型工程について図5を用いて説明する。離型工程は、分割型40cを固定型として固定した状態とし、分割型40a,40bを可動型として中心線L2を基準として径方向外側(図5中の矢印の方向)に移動させることにより、成形型40を中心コア13から離型する。
Next, a mold release process for releasing the
上述の加圧工程、離型工程を経て得られた中心コア13の外周面には、図4、5に示すように、成形型40の突出部401〜403の形状に対応して凹んだ溝部130a,130b,130cが形成される。
On the outer peripheral surface of the
ここで、成形された中心コア13の第一巻胴部131bの最大径をR1、第二巻胴部132bの最大径をR2としたとき、半径R1で描かれる仮想的な円を仮想円C1、半径R2で描かれる仮想的な円を仮想円C2(図示せず)とする。仮想円C1、C2は径の異なる同心円であり、仮想円C1の中心と仮想円C2の中心とを結んだ直線が上述の軸心L1でもある。
Here, when the maximum diameter of the first winding
溝部130a〜130cの表面には、各分割型40a〜40cの当接面の境界線401a,402a,403a近傍に存在する微小な隙間に磁性粉末が侵入するため、バリが発生する。このバリの底面から頂点までの長さ、すなわちバリの突き出し長さYは、実験的に0mm≦Y<0.1mmとなることが分かっている。そこで、加圧工程において上述した分割型40における差分X1を0.1mmよりも大きい成形型40を用いて成形することで、中心コア13の外周面に形成された溝部130a〜130cは、バリが中心コア13の上記仮想円C1,C2から外側にはみ出すことを確実に防止することができる。したがって、前記成形型40における差分X1は、0.1mmよりも大きくすることが好ましい。
Since the magnetic powder enters the minute gaps existing in the vicinity of the
中心コア13に発生するバリによって、成形型40を成す各分割型40a〜40cの当接面の位置は、得られる中心コア13の径が最小となる部分とすることが好ましい。これにより、成形後、中心コア13の各溝部130a〜130cの底面近傍にバリを発生させることが可能となり、より確実にバリを仮想円C1,C2から外側にはみ出すことを防止できるとともに、図3に示した境界線401a〜403aから中心線L2までの距離Aを最小として中心コア13の容積を確保することができる。
By burrs generated in the centered
離型工程後の中心コア13の図2における上面図を図6に示す。
FIG. 6 shows a top view of the
溝部130aは、第一巻胴部131b、第二巻胴部132b、第一巻胴部131bと第二巻胴部132bとの異径境界面103、および第二巻胴部132bと鍔部13aとの異径境界面104に亘って連続的に設けられている。図示はしていないが、溝部130b,130cも溝部130aと同様である。
The
次いで、上述の加圧工程、離型工程にて形成された中心コア13に、一次コイル14を巻装する巻装工程を実施する。
Next, a winding step of winding the
巻装工程では、中心コア13の外周面に一次巻線114を巻回して一次コイル14を形成する。図7は、巻装工程後の中心コア13および一次コイル14を示す上面図である。また、図8は図7中のVIII−VIII断面図である。図8に示すように、中心コア13に巻装された一次コイル14の内周面のうち、溝部130a〜130cに対向する部分は、一次コイル14が中心コア13の外周面と接触することがないため、溝部130a〜130cを覆うようにして略平面状を呈する。ここで、軸心L1から一次コイル14の内周面までの最小距離Dと、軸心L1からバリの底面までの最小距離Eとの差分X2をパラメータとして設定する。たとえば、差分X2が0.1mmとして、突き出し長さYが0.1mm程度のバリが発生した場合には、バリが一次コイル14の内周面に接触し、一次コイル14が短絡するおそれがある。そこで、当該差分X2が常に0.1mm以上とすることによって、上記の一次コイル14の内周面とバリとの接触が回避される。これにより、一次コイル14の内周面がバリによって傷つき、その絶縁被膜が剥がれることはなく、一次コイル14の短絡を防止することができる。つまり、X1>X2≧0.1mmとなるように、中心コア13を成形することが最適であり、本実施形態では、X1=0.15mm、X2=0.1mmとしている。
In the winding process, the
また、X2≧0.1mmとなる中心コア13において、第一巻胴部131b、第二巻胴部132bと同様に、溝部130aが設けられる異径境界面103,104に関しても、バリが平坦な異径境界面103,104からはみ出すことはない。よって、第二巻胴部132bに巻回される一次巻線114が異径境界面103,104の溝部130aに発生するバリに接触することはなく、一次コイル14の短絡が防止される。ここで、バリの底面とは、バリが発生しないと仮定した場合に溝部130aが呈する曲面または平面を指す。また、差分X2が大きければ大きいほど中心コア13の容積が減少し、磁気性能が低下してしまうことから、X2は、その下限値である0.1mmを採用することが好ましい。
Further, in the
なお、溝部130a〜130cの幅、すなわち仮想円C1の円周または仮想円C2の円周に占める溝部130a〜130cの周方向長さに特に制限はないが、中心コア13の容積および磁気性能を確保するために、上述の離型工程が円滑に実施できる範囲において、溝部130a〜130cの幅は狭い方がよい。
The width of the
複数の分割型40a〜40cで構成される成形型40を用いて中心コア13を成形する場合、バリの発生は不可避であるため、本実施形態では意図的に溝部130a〜130cにバリを発生させて、バリが一次コイル14の内周面に接触することを防止した点に本発明の特徴がある。これにより、従来のように、サンドブラスト等によって、中心コア13のバリを除去する工程が不要となり、製造時間およびコストを削減することも可能となる。
When the
(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明は、説明の実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
(Other embodiments)
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not construed as being limited to the embodiment described, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the present invention. it can.
例えば上述の実施形態では、三つの分割型40a〜40cにより、三つの突出部401〜403を備えた成形型40を用いて中心コア13を成形したが、四つ以上の分割型、たとえば図9に示すように四つの分割型410a,410b,410c,410dにより、四つの突出部404,405,406,407を備える成形型400を用いて中心コア213を製造してもよい。しかし、成形型40の分割型数を増やせば増やすほど成形型の型費が嵩むことこから、成形型40の型分割数は上記実施形態の3つとすることが最適である。
For example, in the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、鍔部13aと第二巻胴部132bとの異径境界面104にも溝部130a〜130cを設けたが、たとえば、異径境界面104に溝部130a〜130cを設けずに、図10に示すようにして、鍔部13aと第二巻胴部132bとの間に肉盛部13cを設けて、巻装工程後に一次コイル14の内周面がバリに接触することを防止してもよい。具体的に、肉盛部13cには、第二巻胴部132bの外周面に設けられた溝部130a〜130cが連成されるとともに、肉盛部13cは、軸方向の厚みが0.1mm(バリの突き出し長さYの最大値)以上で、尚且つ径方向長さが仮想円C2に比べて0.25mm(一次巻線114の線径の半分)よりも長ければ肉盛部13cの形状にその他の制限はない。これにより、異径境界面103,104に発生するバリが第二巻胴部132bに巻回される一次巻線114に接触することはなく、また、径が0.5mmの一次巻線114が肉盛部13cによって確実に係止される。
In the above-described embodiment, the
またさらに、上述の実施形態では、モールド成形体10、高圧タワー部10a、固定部11を全てエポキシ樹脂で形成したが、たとえば、高圧タワー部10aおよび固定部11を備えたケーシング(図示せず)をPBT等の比較的安価な樹脂で形成し、当該ケーシング内にエポキシ樹脂を注入、固化させることによって、モールド成形体10を形成してもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the molded
1…エンジンヘッド
2…プラグホール
10…モールド成形体
10a…高圧タワー部
11…固定部
12…金属ブッシュ
13…中心コア
13a…鍔部
13b…巻胴部
103…異径境界面
104…異径境界面
130a,130b,130c…溝部
131b…第一巻胴部
132b…第二巻胴部
14…一次コイル
114…一次巻線
16…二次コイル
17…二次スプール
18…外周コア
18a…底部
18b…側部
19…イグナイタ
20…樹脂
21…高圧ターミナル
24…シール部材
26…ポール
28…ターミナル
29…コネクタ
40…成形型
40a,40b,40c…分割型
401,402,403…突出部
401a,402a,403a…境界線
41…キャビティ
100…点火コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (7)
前記圧粉コアの外周面に巻装される巻線体と
を備える点火コイルの製造方法であって、
前記磁性粉末を充填するキャビティを形成する三つ以上の分割型から成り、前記分割型は、各分割型が当接する各当接面を跨ぎ前記キャビティ側に突出する突出部を有する成形型を準備し、前記キャビティ内に充填された磁性粉末を加圧して前記突出部に対応して凹んだ溝部を有する前記圧粉コアを成形する加圧工程と、
前記成形型から前記圧粉コアを離型する離型工程と、
前記圧粉コアの外周面に前記巻線体を巻装する巻装工程と
を有し、
前記巻装工程において巻装される前記巻線体の内周面のうち、前記圧粉コアと当接しない前記溝部に対向する部分が前記圧粉コアの中心線に対して平行で且つ平面状であって、前記突出部の先端に対応し且つ前記当接面に沿って形成される前記溝部の底面は、前記平面状の前記巻線体の前記内周面よりも前記圧粉コアの径方向内側で且つ前記圧粉コアの径が最小となる部分に位置することを特徴とする点火コイルの製造方法。 A powder core formed by pressing magnetic powder and having a stepped cylindrical shape;
A method of manufacturing an ignition coil comprising a winding wound around an outer peripheral surface of the dust core,
Comprising three or more split molds that form a cavity filled with the magnetic powder, and the split mold prepares a mold having a projecting portion projecting toward the cavity side across each contact surface with which each split mold contacts. And pressurizing the magnetic powder filled in the cavity to form the dust core having a recessed groove corresponding to the protrusion , and
A mold release step of releasing the powder core from the mold;
Possess a winding step of winding the winding body on an outer peripheral surface of the dust core,
Of the inner peripheral surface of the winding body wound in the winding step, the portion facing the groove that does not contact the dust core is parallel to the center line of the dust core and is planar. The bottom surface of the groove portion corresponding to the tip of the protruding portion and formed along the contact surface has a diameter of the dust core larger than that of the inner peripheral surface of the planar winding body. A method for producing an ignition coil, wherein the method is located in a direction inner side and a portion where the diameter of the dust core is minimized .
該分割型の内周面から前記キャビティの中心線までの最大距離と、
前記各当接面と前記内周面との境界線から前記中心線までの最大距離との差が0.1mmよりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の点火コイルの製造方法。 The split mold of the mold is
The maximum distance from the inner peripheral surface of the split mold to the center line of the cavity;
2. The method for manufacturing an ignition coil according to claim 1, wherein a difference between a maximum distance from a boundary line between each contact surface and the inner peripheral surface to the center line is greater than 0.1 mm.
前記巻線体が巻装される第一巻胴部と、
前記巻線体が巻装され、前記第一巻胴部よりも小径の第二巻胴部と、
前記第二巻胴部よりも大径の鍔部とを備え、
前記成形型は前記圧粉コアに対応する形状の前記キャビティを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の点火コイルの製造方法。 The dust cores exhibiting a stepped columnar shape in order along the longitudinal direction,
A first winding body around which the winding body is wound;
The winding body is wound, a second winding body portion having a smaller diameter than the first winding body portion, and
Including a flange having a diameter larger than that of the second winding body,
5. The method for manufacturing an ignition coil according to claim 1, wherein the mold has the cavity having a shape corresponding to the dust core. 6.
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