JPS61171111A - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関用点火装置に用いる点火コイルに関す
るものである。

［発明の概要］ 本発明は、１次コイルの上に２次コイルを分割巻きした
内燃機関用点火コイルにおいて、２次コイルの巻数Ｎ２
と１次コイルの巻数Ｎ１との比Ｎ　２／Ｎ　１を適値に
調整することにより、点火時期の変動を防止し得ること
を明らかにしたものである。

［従来の技術］ 従来広く用いられていた内燃機関用点火コイルは、ｍ＠
に絶縁紙を挿入して多層巻きされた２次コイルを１次コ
イルの周囲に配置した構造を有していた。

しかしながらこの様な構造では、２次コイルを巻回する
際に層間に絶縁紙を挿入する必要があるため、２次コイ
ルの巻回作業が面倒になるのを避けられなかった。

そこで、最近、分割巻きされた２次コイルを用いた点火
コイルが提案された。この点火コイルにおいては、分割
巻きされてボビンの軸線方向に並冒された多数の単位コ
イルが直列に接続されて２次＝１イルが構成され、１次
コイルの巻数に対する２次コイルの巻数の比（巻数比）
は、２次コイルを多層巻きする従来の点火コイルと同様
に４０程度に設定されている。

このように２次コイルを軸方向に分割巻きすると、２次
コイルを巻回する際に層間絶縁紙を挿入する必要がない
ため、巻線作業を簡単にすることができる。

［発明が解決しようとする問題点］ 内燃機関を安定に動作させるためには、機関の各回転数
において点火時期を一定にする必要がある。しかしなが
ら、２次コイルを分割巻きした構造を有する従来の点火
コイルを内燃機関用点火装置に用いると、点火時期が±
２度程度ばらつくことが明らかになった。このように点
火時期がばらつくと機関の始動性が悪くなったり、機関
の回転の上昇が円滑に行われなくなったり、出力が低下
したりすることがあり、場合によっては機関が失火する
こともある。

本発明の目的は、２次コイルを分割巻きしてしかも点火
時期の変動を防止できるようにした内燃機関用点火コイ
ルを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、その一実施例を示す第１図に見られるように
、軸方向に分割巻きした２次コイル５を１次コイル２の
周囲に配置してなる内燃機関用点火コイルにおいて、２
次コイルの無負荷時誘起電圧の立上りに基本波成分が現
れるように２次コイル５の巻数Ｎ２と１次コイル２の巻
数Ｎ１との比を設定したことを特徴とする。

［発明の作用］ ２次コイルを軸方向に分割巻きした従来の点火　　　Ｊ
コイルにおいては多層巻きの２次コイルを採用した従来
の点火コイルに習って巻数比が４０程度に設定されてい
たが、この場合、２次コイルの誘起電圧波形が実質的に
高調波成分のみとなり、しかも、該高調波成分の振動周
期が不規則に変動するため、点火時期（２次コイルの誘
起電圧が点火プラグの放電開始電圧に達して点火プラグ
に火花が生じる時期）が変動することになる。

これに対し、本発明のように巻数比を設定することによ
り２次誘起電圧の立上り時に安定な基本波成分が発生す
るようにすると、機関の各回転数に対し、点火コイルの
２次誘起電圧が点火プラグの放電開始電圧に達する時期
（点火時期）を一定にして点火時期の変動を防ぐことが
できる。

即ち、本発明は、２次コイルを分割巻きした点火コイル
でも、その巻数比を適値に（無負荷時２次誘起電圧の立
上りに基本波成分が現れるように）調整することにより
、点火時期の変動を抑制し得ることを明らかにしたもの
であり、分割巻きした２次コイルを用いる点火コイルの
適確な設計指針を与えるものである。

本発明によれば、２次コイルの巻回作業が簡単になると
いう、分割巻き形２次コイルを備えた点き形２次コイル
を備えた点火コイルと同様な安定な点火性能を発揮する
点火コイルを提供することが可能になる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の構造を概略的に示したもの
で、同図において１は鉄心、２は鉄心１に取付けられた
ボビン３に絶縁被覆導体を巻回することにより構成され
た１次コイル、４は両端の鍔部４ａ、４ａ・間を隔壁４
ｂ、４ｂ、・・・により多数の周方向に連続したコイル
巻回溝部３１　、３２　。

・・・３１１に区画した樹脂製のボビン、５はボビン４
のコイル巻回溝部８１　、３２　、・・・３１１にそれ
ぞれ分割巻きした単位コイルＮｌ　、　Ｎ２　、・・・
Ｎ１１を直列に接続してなる２次コイルであり、２次コ
イル５の巻数Ｎ２の１次コイル２の巻数Ｎ１に対する比
Ｎ　２／Ｎ　１は５０以上に設定されている。２次コー
／　Ｊｌ／　Ｆｌを先回１７かボビン４は１次コイル９
の弧固に嵌装され、鉄心１．１次コイル２及び２次コイ
ル５により点火コイル６が構成されている。この実施例
では、ボビン４のコイル巻回溝部Ｓ１・・・Ｓ１１の内
、第１番目の溝部Ｓ１と第３乃至第１０番目の溝部とが
同一の深さを有し、第２番目の溝部Ｓ２はこれらの溝部
より浅く形成されている。また第１１番目の溝部８１１
は第２番目の溝部Ｓ２より更に浅く形成されている。そ
して単位コイルＮ２乃至ＮＩＯはそれぞれ溝部Ｓ２乃至
ＳＩＯ内に略一杯に巻回され、両端の単位コイルＮ１及
びＮ１１はそれぞれ溝部Ｓ１及びＳ１１内の底部付近に
のみ巻回されている。

第２図Ａ、Ｂは上記点火コイル６が用いられる内燃機関
用点火装置の回路構成の一例を示したものである。第２
図Ａに示した例では点火コイル６の２次コイル５の一端
が１次コイル２の一端に接続され、２次コイル５の他端
は、機関の気筒に取付けられた点火プラグ７の非接地側
端子に接続されている。１次コイル２の両端には１次電
流制御用スイッチ手段８と、スイッチ１ｍ用のコンデン
サ９とが並列に接続され、１次コイル２の他端が接地さ
れている。１次コイル２及びスイッチ手段８の並列回路
の両端に機関により駆動される発電機内に配置されたエ
キサイタコイル１０の出力が印加されている。

上記の点火装置において、エキサイタコイル１０は機関
の回転に同期して交流電圧を誘起する。

スイッチ手段８は機関と同期回転するカムにより駆動さ
れて点火時期に閉状態から開状態になる断続器や、機関
の点火時期に導通状態から遮断状態になるように制御さ
れる半導体スイッチであり、該スイッチ手段８はエキサ
イタコイル１０が図示の矢印方向の一方の半サイクルの
電圧を誘起する前に、または該電圧が発生すると同時に
閉じるようになっている。エキサイタコイル１０に図示
の矢印方向の極性の電圧が誘起すると、エキサイタコイ
ル１０からスイッチ手段８を通して短絡電流　　　Ｊが
流れ、機関の点火時期にスイッチ手段８が開くとエキサ
イタコイル１０に短絡電流を流し続けようとする方向の
高い電圧が誘起する。この電圧は点火コイル６の１次コ
イル２に印加されるため、点火コイル６の１次コイル２
に急激に電流が流れ込み、該点火コイルの鉄心中で大き
な磁束変化が生じる。従って２次コイル５に高電圧が誘
起ル、該高電圧が点火プラグの火花開始電圧に達すると
点火プラグ７に火花が生じて機関が点火される。

第２図Ｂは点火コイルが機関により駆動される磁石発電
機内に配置される場合の点火装置の回路構成の一例を示
したもので、この回路は第２図Ａにおいてエキサイタコ
イル１０を省略した構成を有している。

第２図Ｂの点火装置においては、点火コイル６の１次コ
イル２がエキサイタコイルを兼ねており、機関の回転に
同期して１次コイル２に交流電圧が誘起する。スイッチ
手段８は１次コイル２に図示の矢印方向の電圧が発生す
る前に、または該電圧が発生すると同時に閉じる。従っ
て１次コイル２に図示の矢印方向の電圧が誘起すると、
１次コイル２からスイッチ手段８を通して短絡電流が流
れる。機関の点火時期にスイッチ手段８が開くと該短絡
電流が遮断されるため、点火コイルの鉄心中で大きな磁
束変化が生じ、２次コイル５に高電圧が誘起する。この
高電圧は点火プラグに印加されるため、該高電圧が点火
プラグの火花開始電圧に達した時点で点火プラグ７に火
花が生じ、機関が点火される。

第２図ＡまはたＢに示したような電流遮断式の内燃機関
用点火装置において、点火コイル６として、２次コイル
５を多層巻きした従来の点火コイルを用い、２次コイル
５の巻数Ｎ２と１次コイルの巻数Ｎ１との比（巻数比）
Ｎ２／Ｎ１を４０に設定した場合、２次コイル５の無負
荷時の誘起電圧波形は第３図Ａのようになり、安定した
（振動周期の変動が無い）基本周波数成分■ｆのみから
なる波形となる。従ってｌ！１ｒＩＡの回転数が一定の
場合、点火コイルの２次誘起電圧が点火プラグの火花開
始電圧に達する位相は常に一定になり、機関の点火時期
は常に一定になる。

これに対し、電流遮断式の点火装置に２次コイルを軸方
向に分割巻きした点火コイル６を用いて該点火コイルの
巻数比を従来のものと同様に４０に設定した場合には、
点火コイルの無負荷時２次誘起電圧波形が第３図Ｂのよ
うに実質的に高調波成分ｖｈのみからなる波形になり、
その振動周期は不規則に変動する。従って点火コイルの
２次誘起電圧が点火プラグの火花開始電圧に達する位相
が変動し、点火時期が変動することになる。

本発明者は、第２図Ａ及びＢの回路を用いて種々の実験
を行った結果、２次コイルを軸方向に分割巻きした場合
でも、巻数比を適値に調整すれば、２次コイルの無負荷
時誘起電圧の立上り時に振動周期の変動が無い、安定な
基本７波成分が現れることを見出した。

すなわち、第１図に示した分割巻き形の２次コイルを用
いた点火コイルにおいて巻数比を５０に設定すると、無
負荷時２次誘起電圧の波形は第４図Ａに示すようになり
、その立上がり時に基本波成分■ｔが現れる。また第４
図Ｂ及びＣはそれぞれ巻数比を６０及び７０とした場合
の無負荷時２次誘起電圧の波形を示したもので、こられ
の波形から明らかなように、巻数比を大きくすればする
ほど無負荷時２次誘起電圧の立上りに基本波成分が顕著
に現れるようになり、該無負荷時２次誘起電圧の立上り
が安定する。

尚この実験においては、第２図Ａの点火回路を用い、１
次コイルの巻数を１７０ターン、２次コイルの分割数を
第１図に示した通りに１１とした。

上記の実験の結果から、分割巻き形の２次コイルを備え
た点火コイルでも、巻数比を適値に調整すれば、点火時
期の変動を少なくすることができることが明らかになっ
た。第５図は従来の点火コイルを用いた場合と、本発明
の点火コイルを用いた場合とについて、点火時期θの変
動を機関の回転数Ｎ（ｒｏｍ）に対して示したもので、
同図の縦軸に記されたｒＢ、Ｔ、Ｄ、ｃ　Ｊは機関の上
死点を零度とし、進角側を正として点火時期（角度）を
測９−Ｃい？、ユ８゜、工い。。　　　　　　　　　Ｊ
第５図においてａは２次コイルを多層巻きした点火コイ
ルを用いた場合の点火時期特性を示しており、この場合
点火時期特性の変動は殆ど見られなかった。また（ｂｌ
、ｂ２）、（ｃ　　１．Ｃ２）及びｄは２次コイルを分
割巻きした点火コイルを用いた場合の点火時期特性で、
ｂｌ及びｂ２はそれぞれ巻数比を４０とした場合の点火
時期特性の上限（多数回の実験において点火時期が最も
進角側に偏った例）及び下限（多数回の実験において点
火時期が最も遅角側に偏った例）を示し、Ｃ１及びＣ２
はそれぞれ巻数比を５０とした場合の点火時期の上限及
び下限を示している。すなわち、分割巻きの２次コイル
を用いた点火コイルでは、従来のように巻数比を４０に
設定すると、点火時期が±２度程度の範囲で変動す、る
ことが分かる。

これに対し、巻数比を５０とした場合には、点火時期の
変動が±１度程度となり、実用上支障が無い範囲となる
。また第５図ｄは巻数比を６０とした場合で、この場合
は点火時期の変動が殆ど見られなかった。

次に、２次コイルの巻き方の影響を調べるために、巻数
比を６０とした場合について、第６図Ａｐ１〒ｎＬ−云
ｌ、た上ろ１９次コイルの券き方を種々変えて無負荷時
２次誘起電圧の波形を観測したところ、第１図のように
２次コイルを巻回した場合に見られた無負荷時２次誘起
電圧波形（第４図Ｂの波形）と略変りがない波形が観測
された。

尚、第４図Ｂの波形を得るために行った実験において、
１次コイルの巻数は前述のように１７０ターンであり、
単位コイルＮ１及びＮ１１の巻数は共に１００ターン、
Ｎ２の巻数は４００ターン、Ｎ３〜Ｎ９の巻数は１３０
０ターン、Ｎ１０の巻数は５００ターン（２次コイルの
巻数は合計１０２００ターン）である。また第６図Ａ乃
至Ｃに示した例においては、１次コイルの巻数を１５０
ターンとし、第６図Ａの例では、単位コイルＮ３“乃至
Ｎ９の巻数を共に１２８５ターン（２次コイルの巻数は
合ｔｔ８９９５ターン）とした。また第６図Ｂに示した
例では、Ｎ１及びＮ１１の巻数を共に１００ターン、Ｎ
２の巻数を６００ターン、Ｎ３〜Ｎ５　、Ｎ８及びＮ９
の巻数を１５００ターン、Ｎ１０の巻数を７００ターン
（２次コイルの巻数は合計９０００ターン）とした。更
に、第６図Ｃに示した例では、中位コイルＮ１及びＮ　
　１１の巻数を１００ターン、Ｎ２の巻数を７００ター
ン、Ｎ４゜Ｎ５．Ｎ？、Ｎ８及びＮ１０の巻数を１６２
０ターン（２次コイルの巻数は合計９０００ターン）と
した。

このように、分割巻き形の２次コイルを備えた点火コイ
ルにおいては、巻数比を大ぎく設定すればするほど点火
時期の変動を少なくすることができ、巻数比を５０以上
に設定すれば点火時期の変動幅を実用上支障が無い範囲
におさえることができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、２次コイルを分割巻き
としてしかも２次コイルの無負荷時誘起電圧の立上りに
安定な基本波成分が現れるようにすることができるので
、２次コイルの巻回が容易でしかも点火時期の変動が少
ない点火コイルを得ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を概略的に示す断面図、第２
図Ａ及びＢはそれぞれ内燃機関用点火装置の異なる回路
例を示した回路図、第３図Ａ及びＢはそれぞれ多層巻き
の２次コイルを備えた従来の点火コイルを用いた点火装
置及び分割巻きの２次コイルを備えた従来の点火コイル
を用いた点火装置において点火コイルの２次コイルに得
られる無負荷誘起電圧の波形を示した波形図、第４図Ａ
乃至Ｃは分割巻きの２次コイルを備えた点火コイルを用
いた点火装置において点火コイルの巻数比を５０．６０
及び７０とした場合に点火コイルの２次コイルに得られ
る無負荷誘起電圧の波形を示した波形図、第５図は内燃
機関用点火装置に従来の点火コイルを用いた場合と本発
明の点火コイルを用いた場合とについて点火時期特性を
測定した結果を示した線図、第６図Ａ乃至Ｃは２次コイ
ル　　Ｊの分割の仕方が無負荷時２次誘起電圧波形に与
える影響を調べるための実験に用いた点火コイルを示し
た断面図である。 １・・・鉄心、２・・・１次コイル、４・・・ボビン、
５・・・２次コイル、６・・・点火コイル。 訴調Ｘぺ介 −一やＮＣｒＰ風） （Ａ）　　第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸方向に分割巻きした２次コイルを１次コイルの
   周囲に配置してなる内燃機関用点火コイルにおいて、前
   記２次コイルの無負荷時誘起電圧の立上りに基本波成分
   が現れるように前記２次コイルの巻数Ｎ２と１次コイル
   の巻数Ｎ１との比を設定したことを特徴とする内燃機関
   用点火コイル。
2. （２）前記２次コイルの巻数Ｎ２と１次コイルの巻数Ｎ
   １との比は５０以上に設定されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関用点火コイル。