JP6424689B2 - Ignition coil for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関用の点火コイルに関する。 The present invention relates to an ignition coil for an internal combustion engine.
内燃機関用の点火コイルとして、互いに磁気的に結合された一次コイル及び二次コイルと、一次コイル及び二次コイルの内側に配置された中心コアと、一次コイル及び二次コイルの外周に配された外周コアとを有するものがある。 As an ignition coil for an internal combustion engine, a primary coil and a secondary coil magnetically coupled to each other, a central core disposed inside the primary coil and the secondary coil, and an outer periphery of the primary coil and the secondary coil And an outer peripheral core.
そして、特許文献1には、一次コイルへの通電及びその遮断を行うためのイグナイタを備えた点火コイルが開示されている。そして、特許文献1に記載の点火コイルは、イグナイタの熱を外周コアに効率よく放熱すべく、イグナイタを外周コアの外周面に対向配置している。また、イグナイタは、一次コイルへの接続のしやすさ等の観点から、軸方向において中心コアと軸方向に重なる位置に配されている。
しかしながら、中心コア、外周コアの一部、及びイグナイタは、軸方向に並んで配されているため、上記点火コイルは、軸方向に大型化しやすいという問題がある。エンジンへの点火コイルの搭載性等の観点から、点火コイルは、軸方向の寸法を小さくすることが望まれる。 However, since the central core, a part of the outer peripheral core, and the igniter are arranged in the axial direction, there is a problem that the ignition coil tends to be enlarged in the axial direction. From the viewpoint of the mountability of the ignition coil to the engine, etc., it is desirable that the ignition coil be reduced in axial dimension.
そこで、イグナイタを、外周コアの外周面に対向しない位置や、中心コアと軸方向に重ならない位置に配置することも考えられるが、イグナイタの放熱性、イグナイタと一次コイルとの接続性等の観点から問題がある。 Therefore, it is conceivable to dispose the igniter at a position not facing the outer peripheral surface of the outer peripheral core or at a position not overlapping the central core in the axial direction. However, the heat dissipation of the igniter, connectivity between the igniter and the primary coil, etc. There is a problem from
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、巻回軸方向の小型化、及び、イグナイタの放熱性の向上を実現することができる内燃機関用の点火コイルを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such background, and an object of the present invention is to provide an ignition coil for an internal combustion engine which can realize downsizing in the winding axial direction and improvement of the heat dissipation of the igniter. is there.
本発明の一態様は、互いに磁気的に結合された一次コイル及び二次コイルと、
上記一次コイル及び二次コイルの内周側に配置された中心コアと、
上記一次コイル及び二次コイルの外側に配されて、上記中心コアと共に磁気回路を形成する外周コアと、
上記一次コイルへの通電及びその遮断を行うイグナイタと、を有し、
上記外周コアは、巻回軸方向における上記中心コアの両端面とそれぞれ対向する一対の対向部を有し、
上記一対の対向部のうちの一方は、外側へ向って開口した切欠部を有し、
上記イグナイタの少なくとも一部分は、上記切欠部に配されていることを特徴とする内燃機関用の点火コイルにある。
One aspect of the present invention relates to a primary coil and a secondary coil magnetically coupled to each other;
A central core disposed on the inner circumferential side of the primary coil and the secondary coil;
An outer peripheral core disposed outside the primary coil and the secondary coil to form a magnetic circuit with the central core;
And an igniter for energizing and interrupting the primary coil.
The outer peripheral core has a pair of opposing parts respectively facing the both end faces of the central core in the winding axis direction,
One of the pair of facing parts has a notch that opens outward,
At least a portion of the igniter is an ignition coil for an internal combustion engine, which is disposed in the notch.
上記内燃機関用の点火コイルにおいて、イグナイタの少なくとも一部分は、切欠部に配されている。それゆえ、イグナイタが切欠部に配された分、巻回軸方向における点火コイルの小型化を実現することができる。 In the ignition coil for the internal combustion engine, at least a portion of the igniter is disposed in the notch. Therefore, since the igniter is disposed at the notch, the miniaturization of the ignition coil in the winding axial direction can be realized.
また、イグナイタの周囲には外周コアの切欠部が配されることとなるため、イグナイタから外周コアまでの伝熱距離を短くすることができ、放熱性の向上も実現することができる。 Moreover, since the notch part of an outer periphery core will be arrange | positioned around an igniter, the heat transfer distance from an igniter to an outer periphery core can be shortened, and the improvement of heat dissipation can also be implement | achieved.
以上のごとく、本発明によれば、巻回軸方向の小型化、及び、イグナイタの放熱性の向上を実現することができる内燃機関用の点火コイルを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ignition coil for an internal combustion engine that can realize downsizing in the winding axial direction and improvement of the heat dissipation of the igniter.
上記内燃機関用の点火コイルは、例えば、自動車、コージェネレーション等の内燃機関に用いることができる。
また、本明細書においては、一次コイル及び二次コイルの巻回軸方向を、単に軸方向ということもある。
The ignition coil for an internal combustion engine can be used, for example, in an internal combustion engine such as a car or a cogeneration.
Moreover, in the present specification, the winding axis direction of the primary coil and the secondary coil may be simply referred to as the axial direction.
(実施例1)
内燃機関用の点火コイルの実施例につき、図1〜図5を用いて説明する。
本例の内燃機関用の点火コイル1は、図2〜図4に示すごとく、互いに磁気的に結合された一次コイル21及び二次コイル22と、中心コア3と外周コア4とイグナイタ5とを有する。図2に示すごとく、中心コア3は、一次コイル21及び二次コイル22の内周側に配置されている。外周コア4は、一次コイル21及び二次コイル22の外側に配されて、中心コア3と共に磁気回路を形成する。イグナイタ5は、一次コイル21への通電及びその遮断を行う。
図2、図4に示すごとく、外周コア4は、軸方向Xにおける中心コア3の両端面31、32とそれぞれ対向する一対の対向部41、42を有する。図2〜図5に示すごとく、一対の対向部41、42のうちの一方は、外側へ向って開口した切欠部43を有する。図1〜図4に示すごとく、イグナイタ5の少なくとも一部分は、切欠部43に配されている。
Example 1
An embodiment of an ignition coil for an internal combustion engine will be described using FIGS. 1 to 5.
The
As shown in FIG. 2 and FIG. 4, the outer
図2に示すごとく、一次コイル21及び二次コイル22は、同心状に内外周に配置されている。一次コイル21は、中心コア3の周囲に巻回されており、二次コイル22は、一次コイル21の外周側に配されたボビン11に巻回されている。
As shown in FIG. 2, the
図1、図3、図5に示すごとく、中心コア3及び外周コア4は、軟磁性材料からなる平板状の電磁鋼板100を軸方向Xに直交する方向であって、電磁鋼板100の厚み方向に複数積層してなる。以下においては、中心コア3及び外周コア4における複数の電磁鋼板100の積層方向を、積層方向Zといい、軸方向Xと積層方向Zとの双方に直交する方向を横方向Yという。
As shown in FIGS. 1, 3 and 5, the
イグナイタ5が配された側の対向部41に対向する中心コア3の端面31は、中心コア3のうち一次コイル21及び二次コイル22の内側に配された部位の軸方向Xに直交する断面よりも面積が大きい。すなわち、図3〜図5に示すごとく、中心コア3は、対向部41側に、他の部位よりも横方向Yに広がったコア突出部302を有する。具体的には、中心コア3は、略直方体形状を有するコア本体部301と、イグナイタ5が配された側の端部においてコア本体部301よりも横方向Yの両側に突出したコア突出部302とからなる。図2に示すごとく、一次コイル21は、コア本体部301の周囲に巻回されている。図4に示すごとく、中心コア3の端面31は、切欠部43よりも横方向Yの両側に突出するように形成されている。換言すると、横方向Yにおいて、切欠部43は、中心コア3の端面31の内側に位置している。
The
図3〜図5に示すごとく、外周コア4は、中心コア3を軸方向Xの両側及び横方向Yの両側から取り囲むように配されている。つまり、外周コア4は、積層方向Zの両側が開口した略矩形状の枠体であり、2辺が横方向Y、他の2辺が軸方向Xに延びるように形成されている。図2、図4に示すごとく、外周コア4において横方向Yに延びた2辺が、それぞれ、軸方向Xにおける中心コア3の両端面31、32と対向する対向部41、42を有する。なお、図1においては、外周コア4における、軸方向Xに延びた2辺の図示を省略している。
As shown in FIGS. 3 to 5, the outer
図3〜図5に示すごとく、外周コア4の一対の対向部41、42のうちの一方(対向部41)に、切欠部43が形成されている。図4に示すごとく、外周コア4は、軸方向Xにおける中心コア3のコア突出部302側の端面31に対向する対向部41に、切欠部43を形成してなる。図3〜図5に示すごとく、本例において、切欠部43は、対向部41の外側面から内側へ窪んだ凹状を呈している。すなわち、本例において、切欠部43は、外側へ向って開口しているが、内側に向っては開口していない。切欠部43は、対向部41において、積層方向Zの全領域にわたって形成されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, a
図2〜図4に示すごとく、イグナイタ5は、少なくとも一部が対向部41における切欠部43の内壁面に対向するように、切欠部43に配置されている。本例において、イグナイタ5は、略直方体形状を有し、軸方向Xを向く一対の主面が、他の端面よりも広い形状を有する。そして、イグナイタ5は、一方の主面と、横方向Yにおける一対の端面の一部とが、切欠部43の内壁面と対向している。イグナイタ5は、一部分が、外周コア4と横方向Yに重なっている。つまり、図1に示すごとく、横方向Yから見たとき、イグナイタ5は、一部分が外周コア4の内側に納まっている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
図1〜図3に示すごとく、イグナイタ5は、一次コイル21への通電及び通電の遮断を行うスイッチング制御回路等を樹脂モールドしてなる本体部51から積層方向Zに突出した端子部52を有する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図2〜図4に示すごとく、中心コア3と、外周コア4の対向部41、42と、イグナイタ5とは、互いに軸方向Xに並んで配されている。図2、図4に示すごとく、イグナイタ5が配された側の対向部41と、中心コア3の端面31との間には、ギャップ6が形成されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
図1、図2に示すごとく、一次コイル21及び二次コイル22、中心コア3、外周コア4、イグナイタ5は、絶縁性を有するケース12内に収容されている。ケース12には、内部に高圧出力端子13が挿入された筒状の高圧タワー部14が突出して形成されている。二次コイル22における一次コイル21と反対側は、高圧出力端子13等を介してスパークプラグ(図示略)に電気的に接続される。ケース12内における高圧出力端子13よりも、高圧タワー部14の突出側と反対側の領域は、絶縁性を有する充填樹脂15が充填されている。また、ケース12は、点火コイル1を外部機器に電気的に接続するためのコネクタ部16を有する。コネクタ部16には、イグナイタ5内のスイッチング素子のオン・オフを制御する外部制御装置と電気的に接続するための制御信号伝送用端子17が配されており、該制御信号伝送用端子17にイグナイタ5の端子部52が接続されている。なお、図1においては、充填樹脂の図示を省略している。また、図4、図6、図9、図12においては、イグナイタの端子部の図示を省略している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
次に、本例の作用効果につき説明する。
内燃機関用の点火コイル1において、イグナイタ5の少なくとも一部分は、切欠部43に配されている。それゆえ、イグナイタ5が切欠部43に配された分、軸方向Xにおける点火コイル1の小型化を実現することができる。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
In the
また、イグナイタ5の周囲には外周コア4の切欠部43が配されることとなるため、イグナイタ5から外周コア4までの伝熱距離を短くすることができ、放熱性の向上も実現することができる。
Further, since the
また、切欠部43は、対向部41の外側面から内側へ窪んだ凹状を呈している。すなわち、切欠部43は中心コア3側には開口しておらず、切欠部43の中心コア3側には対向部41の一部が形成されている。それゆえ、対向部41の断面積を大きくすることができ、磁気性能を向上させることができる。
In addition, the
また、イグナイタ5が配された側の対向部41と、中心コア3の端面31との間には、ギャップ6が形成されている。これにより、ギャップ6の外側に漏れ磁束が発生する。それゆえ、ギャップ6を形成することにより、対向部41に形成される磁束密度は減少する。例えば、対向部41に形成される磁束密度は、最大磁束密度の略半分となる。これにより、対向部41に切欠部43を形成しても、磁気性能が低下することを抑制することができる。
Further, a
また、イグナイタ5が配された側の対向部41に対向する中心コア3の端面31は、中心コア3のうち一次コイル21及び二次コイル22の内側に配された部位の軸方向Xに直交する断面よりも面積が大きい。ここで、中心コア3及び外周コア4には、磁束が、磁気的に最短経路を通るように形成される。それゆえ、中心コア3の端面31には、形成される磁束の密度が高くなる箇所と低くなる箇所とが形成され得る。例えば本例においては、中心コア3の端面31における横方向Yの両端部に磁束が集中しやすい一方、中央部には磁束が集中し難い。そこで、中心コア3の端面31を横方向Yに大きくすることにより、中心コア3の端面31における磁束密度が高くなる箇所を、横方向Yのより外側に形成することができる。これに伴い、横方向Yにおける対向部41の中央部に、磁束密度が低くなる領域を増やすことができる。そして、切欠部43を形成する位置を、対向部41における上記領域とすることにより、磁気性能が低下することを抑制することができる。
Further, the
以上のごとく、本例によれば、軸方向の小型化、及び、イグナイタの放熱性の向上を実現することができる内燃機関用の点火コイルを提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide an ignition coil for an internal combustion engine that can realize downsizing in the axial direction and improvement of the heat dissipation of the igniter.
(実施例2)
本例は、図6、図7に示すごとく、イグナイタ5が配された側の対向部41と、中心コア3の端面31との間に形成されたギャップ6に、磁石体7を配した例である。図6に示すごとく、磁石体7は、切欠部43よりも横方向Yの両側に突出している。磁石体7は、磁石体7から生じる磁界の向きが、一次コイル21に電流を流したときに中心コア3に生じる磁界の向きに対して逆向きとなるように配されている。磁石体7は、点火コイル1の出力電圧の向上のため、中心コア3に磁気バイアスをかけ、一次コイル21への通電の遮断時の磁束の変化量を大きくして二次コイル22に誘起される電圧を高めている。
(Example 2)
In this example, as shown in FIGS. 6 and 7, an example in which the
その他は、実施例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。 Others are the same as in the first embodiment. Among the reference numerals used in the present example or the drawings relating to the present example, the same reference numerals as those used in the first example represent the same constituent elements as those of the first example unless otherwise indicated.
本例において、一次コイル21への通電によって形成される磁束は、磁石体7が形成する磁気バイアスに影響されるため、ギャップ6のより外側に漏れ磁束が発生しやすい。それゆえ、ギャップ6に切欠部43より横方向Yの両側に突出した磁石体7を配することにより、ギャップ6に隣接する側の対向部41(切欠部43)に生じる磁束密度はより減少する。これにより、対向部41に切欠部43を形成しても、磁気性能が低下することを一層抑制することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the present embodiment, the magnetic flux formed by the energization of the
In addition, the same effect as that of the first embodiment is obtained.
(実施例3)
本例は、図8〜図10に示すごとく、切欠部43が、外側へ向って開口していると共に、内側に向っても開口している例である。すなわち、切欠部43は、イグナイタ5が配された側の対向部41を軸方向Xに貫通するように形成されている。本例においても、切欠部43は、横方向Yにおける中心コア3の内側に位置するように形成されている。
(Example 3)
In this example, as shown in FIGS. 8 to 10, the
図8、図9に示すごとく、イグナイタ5は、横方向Yにおける両端面が、切欠部43の内壁面と対向している。そして、図9に示すごとく、イグナイタ5の一方の主面は、中心コア3の端面31と対向している。本例において、横方向Yから見たとき、イグナイタ5は、全体が外周コア4の外周面より内側に納まっている。
As shown in FIGS. 8 and 9, in the
その他は、実施例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。 Others are the same as in the first embodiment. Among the reference numerals used in the present example or the drawings relating to the present example, the same reference numerals as those used in the first example represent the same constituent elements as those of the first example unless otherwise indicated.
本例においては、イグナイタ5を外周コア4の外周面より内側に配することができるため、点火コイル1の軸方向Xの小型化を、一層図ることができる。また、イグナイタ5の熱を、外周コア4に放熱することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the present embodiment, since the
In addition, the same effect as that of the first embodiment is obtained.
(実施例4)
本例は、図11、図12に示すごとく、実施例1に対して、外周コア4を変形した例である。外周コア4は、中心コア3を軸方向Xの両側及び横方向Yの一方から覆うように配されている。図12に示すごとく、外周コア4は、積層方向Zから見た形状が、略U字状を有する。外周コア4は、2辺が横方向Y、他の1辺が軸方向Xに延びるように形成されている。外周コア4において横方向Yに延びた2辺が、それぞれ、軸方向Xにおける中心コア3の両端面31、32と対向する対向部41、42を有する。
(Example 4)
This example is an example in which the outer
その他は、実施例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
本例においても、実施例1と同様の作用効果を有する。
Others are the same as in the first embodiment. Among the reference numerals used in the present example or the drawings relating to the present example, the same reference numerals as those used in the first example represent the same constituent elements as those of the first example unless otherwise indicated.
Also in this example, the same effect as that of the first embodiment is obtained.
なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、実施例2と、実施例3又は実施例4と、を組み合わすこと等が可能である。例えば、実施例3におけるイグナイタと中心コアとの間のギャップに、磁石体を配置し、イグナイタにおける中心コア側の端面を、磁石体に対向させて配置することにより、イグナイタの熱を、磁石体を介して中心コアに放熱することも可能である。また、例えば、中心コア及び外周コアは、軟磁性材料を圧粉成形することにより構成すること等もできる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, it is possible to combine Example 2 with Example 3 or Example 4, and the like. For example, the magnet body is disposed in the gap between the igniter and the central core in the third embodiment, and the end face on the central core side of the igniter is disposed opposite to the magnet body to heat the igniter It is also possible to dissipate heat to the central core via Also, for example, the central core and the outer peripheral core can be configured by compacting a soft magnetic material.
1 内燃機関用の点火コイル
21 一次コイル
22 二次コイル
3 中心コア
31、32 中心コアの端面
4 外周コア
41、42 一対の対向部
43 切欠部
5 イグナイタ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記一次コイル(21)及び二次コイル(22)の内周側に配置された中心コア(3)と、
上記一次コイル(21)及び二次コイル(22)の外側に配されて、上記中心コア(3)と共に磁気回路を形成する外周コア(4)と、
上記一次コイル(21)への通電及びその遮断を行うイグナイタ(5)と、を有し、
上記外周コア(4)は、巻回軸方向(X)における上記中心コア(3)の両端面(31、32)とそれぞれ対向する一対の対向部(41、42)を有し、
上記一対の対向部(41、42)のうちの一方は、外側へ向って開口した切欠部(43)を有し、
上記イグナイタ(5)の少なくとも一部分は、上記切欠部(43)に配されていることを特徴とする内燃機関用の点火コイル(1)。 A primary coil (21) and a secondary coil (22) magnetically coupled to each other;
A central core (3) disposed on the inner peripheral side of the primary coil (21) and the secondary coil (22);
An outer peripheral core (4) disposed outside the primary coil (21) and the secondary coil (22) and forming a magnetic circuit with the central core (3);
An igniter (5) for energizing the primary coil (21) and interrupting the energization of the primary coil (21);
The outer peripheral core (4) has a pair of opposing parts (41, 42) that respectively oppose the both end faces (31, 32) of the central core (3) in the winding axial direction (X),
One of the pair of facing portions (41, 42) has a notch (43) opened to the outside,
An ignition coil (1) for an internal combustion engine, wherein at least a portion of the igniter (5) is disposed in the notch (43).
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