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D 5121 : 1998

(1) 

まえがき

この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,通商産業大臣が改正した日

本工業規格である。これによって JIS D 5121 : 1980 は改正され,この規格に置き換えられる。

今回の改正によって,

この規格は ISO/DIS 13476, Road vehicles−Ignition coils−Electrical characteristics and

test methods

を基礎とする点火コイルの試験方法規格となり,点火コイルの仕様についての規定は削除され

た。

この規格には,次に示す附属書がある。

附属書(規定)  自動車部品−点火コイル−信頼性試験方法


日本工業規格

JIS

 D

5121

: 1998

自動車部品−点火コイル−試験方法

Automotive parts

−Ignition coils−Test methods

序文  この規格は,本体には,1996 年 9 月に ISO/DIS として国際投票にかけられた ISO/DIS 13476,Road

vehicles

−Ignition coils−Electrical characteristics and test methods を翻訳し,技術的内容を変更することなく

規定し,附属書には,従来日本工業規格で規定していた試験項目(国際規格原案で規定している試験項目

を除く。

)を規定し作成した日本工業規格である。

なお,この規格の本体で点線の下線を施してある部分は,対応国際規格原案にはない事項である。

1.

適用範囲  この規格は、誘導エネルギー蓄積形の点火コイル(以下,コイルという。)に適用する。火

花点火式内燃機関の半導体スイッチング構造を用いた点火装置で使用するコイルについて,試験方法を規

定する。

備考  この規格の対応国際規格(原案)を次に示す。

ISO/DIS 13476

,Road vehicles−Ignition coils−Electrical characteristics and test methods

2.

定義・記号(パラメータ)  コイルの性能は,次に示す主要な 3 組のパラメータに影響される。

a)

コイルに固有のパラメータ

b)

コイルの一次側に影響を与える外部条件に伴うパラメータ

c)

コイルの出力又は二次側に影響するパラメータ

低電圧端子側のコイル特性は,断続機構の供給者に知らせておかなければならない。同様に高電圧端子

の出力は,所要の点火プラグ,及び高電圧出力回路の仕様決定者に知らせておかなければならない。幾つ

かのパラメータは関連事項であるが,完全な組合せセットで示さなければならない。

2.1

2.3 に示すパラメータは,コイルの作動による温度上昇を含まない。

2.1

コイル構造パラメータ

a)

一次抵抗  (Rp) Primary

resistance

b)

一次インダクタンス  (L

p

) Primary

inductance

(参考としてだけ)

c)

巻数比 Turns

ratio

(参考としてだけ)

d)

二次抵抗  (R

s

) Secondary

resistance

(参考としてだけ)

e)

一次電流立ち上がり基準時間  (t

ref

)

Primary current reference time

f)

一次漏えい(洩)インダクタンス  (L

pt

)

Primary leakage inductance

2.2

一次側パラメータ(スイッチング)

a)

公称一次遮断電流  (I

Np

)

Nominal primary interruption current

b)

一次クランプ電圧  (U

plim

) Primary

clamp

voltage


2

D 5121 : 1998

2.3

コイル構造及びスイッチングによって制御される出力パラメータ

a)

最大二次出力電圧  (U

sm

)

Maximum secondary output voltage

b)

点火限界負荷抵抗  (R

15kV

)

Ignition limiting load resistance

c)

二次電圧立ち上がり時間  (t

sur

)

Secondary voltage rise time

d)

ゼナー放電エネルギー  (E

Zd

)

Zener discharge energy

e)

ゼナー放電持続時間  (t

tZd

)

Zener discharge duration

f)

最大ゼナー放電電流  (I

Zdm

)

Maximum zener discharge current

3.

試験条件  すべての試験は,周囲温度が 23±5℃,及び相対湿度が 45%∼75%の間で行う。

抵抗値を測定する前に,コイルの温度が一定であることを確認する。

すべての機器は,測定を始める前に校正しておかなければならない。

4.

試験装置  試験の目的に応じて,コイルは,図 及び図 に示すとおりに接続する。同時点火コイル

の場合には,排気工程中の放電が模擬できるように,高電圧端子は 0.5kV ゼナーダイオードを通して接地

する。

備考  放電エネルギーが R2,C2 及び P5(試験評価 B1 を参照)で測定できない場合には,これらの構成部品を用

いず,ゼナー放電電流を電流プローブ P6 で測定する方法を用いてもよい(試験評価 B2 を参照)

図 1  点火コイルの試験回路


3

D 5121 : 1998

備考1. D3は,排気行程中の放電を模擬するものである。放電エネルギーが R2,C2及び P5(試験評価 B1を参照)

で測定できない場合には,これらの構成部品を用いず,ゼナー放電電流を電流プローブ P6で測定する方法
を用いてもよい(試験評価 B2を参照)

2.

二次側の極性に注意しなければならない。

図 2  同時点火コイルの試験回路

4.1

直流電源  直流電源は,使用中の負荷範囲に対して,10%∼90%の復帰時間が 50

µs 以下のもの,ま

た,無負荷から点火装置の全負荷までの範囲において,変動が平均電圧で 50mV 以下,ピーク間リップル

が 100mV 以下のものでなければならない。電源供給は,試験するシステムへの配線を極力短くして配置し

なければならない。

この直流電源は,次のとおりに調整しておく。

− 12V システムでは,13.5±0.1V

− 24V システムでは,27±0.2V

4.2

オシロスコープ  オシロスコープは,最大立ち上がり時間が 35ns で,最小バンドパスは 10MHz の

ものを使用する  (P1, P2, P3, P4)。全体の測定誤差は,補正及び校正電圧,並びに電圧及び電流プローブ(4.3

及び 4.4 参照)を含めて,次に示す値未満でなければならない。

− 1

500V

以下の電圧に対して,1%

− 1

500V

を超える電圧に対して,3%

−  電流測定値に対して,1%

4.3

電圧プローブ


4

D 5121 : 1998

4.3.1

高電圧プローブ P2 は,入力容量が 5pF 以下であり,また,入力抵抗は 100M

Ω以上のものを使用す

る。

4.3.2

電圧プローブ P3 及び P4 は,最小バンドパスが 10MHz のものを使用する。

4.4

電流プローブ  電流プローブ P1 は,直流から 10MHz までに適用できるものを使用する。

4.5

遮断システム  電流遮断周波数は,50±0.5Hz にセットしたものを使用する。

4.6

試験装置 A  抵抗なしの高圧電線及び,自動車用低圧電線だけを用いる。

4.6.1

キャパシタンス C

total

は,エンジンで電線及び点火プラグに通常,発生するキャパシタンスに相当

した値とする。このキャパシタンスは,低誘電損失  (low dissipation factor)  のケーブル容量(1kHz のとき

に 3%以下)とコンデンサ C1 及び高電圧プローブ P2 とから成り,全キャパシタンスが次の値になるよう

にする。

−  一般的には,50∼55pF

−  高圧電線を使用しない点火装置では,25∼30pF

備考1.  用途に応じて,他のキャパシタンスの値を用いてもよい。

2.

試験装置 A を用いたカット周波数法 (cut-frequency method) による全キャパシタンスの測定

例は,次のとおりである(これは,キャパシタンスの誘電損失を確定するものではない。

カット周波数法は,例えば R=10k

Ωのような,直流抵抗を通した正弦波発生器から負荷に

電力を供給する。特に低い周波数では,C1 (V

0

)

電圧の値に注意し,次に周波数を上げて,こ

の電圧が V

0

=0.7 (−0.3dB)  に等しくなるときの周波数を測定する。キャパシタンスを,次の

式によって計算する。

C

total

=1/ (2×

π×f

3dB

×R)

この測定の間,正弦波発生器の出力電圧は,一定に保持しなければならない。

4.6.2

抵抗値 R1 は,点火プラグのカーボンなどの汚れを模擬したものである。使用する各抵抗は,低い

電圧係数 (0.000 5%/V

max

)

のもので,非誘導性で,かつ 20kV において約 10W 及び 1M

Ω±5%とする。これ

らは安定コンデンサ C1 と並列に接続し,点火限界負荷抵抗 R

15kV

の測定(5.5 参照)に用いる。

4.7

試験装置 B

4.7.1

図 点火コイルには 1kV のゼナーダイオードを使用し,また,図 同時点火コイルには 1kV と 0.5kV

との二つのゼナーダイオードを使用し,いずれも試験条件下で±5%のゼナー電圧許容差で使用する。

4.7.2 5kV

以上の高電圧ダイオード D2 を使用する。

4.7.3

構成部品は,エネルギーを評価するために,一例として次のようにする。

4.7.3.1

直流電圧計 P5 は,少なくとも 10M

Ωの入力抵抗をもち,1mV の測定が容易なもの。

4.7.3.2

フィルター回路は,抵抗 R2=10k

Ω(公称),容量 C2=47µF(公称)で 1µA/V 未満の漏えい特性

をもつもの。

4.7.3.3

非誘導性の抵抗 R3(シャント抵抗)は,100

Ω±1%。

備考3.  4.7.1及び4.7.2に示す構成部品は,必ず必要である。4.7.3に示す構成部品は任意のものであっ

て,エネルギー評価用の一例である(5.6

1及び図2を参照)。

5.

電気的特性

5.1

一次抵抗  (R

p

  4 端子法又はそれに準じる方法,

例えば修正 2 端子法  (corrected 2 points methods)  で

測定し,次いで 20℃への補正を行う。銅巻線では次の式によって計算する。


5

D 5121 : 1998

x

x

p

T

R

R

×

×

=

5

.

234

5

.

254

ここに,

R

x

温度

T

x

で測定した抵抗

R

p

温度補正後の一次抵抗値

5.2

二次抵抗  (R

s

(参考としてだけ)  公称二次抵抗は,コイル製造業者が供給する。

5.3

一次電流の立ち上がり基準時間  (t

ref

  この測定で,遮断システムのスイッチ素子は,公称一次遮断

電流

  (I

Np

)

において通常の飽和領域で動作するものを使用する。すなわちこの遮断システムは,電流制限

機能が動作するものであってはならない。

設計者は,一次電流立ち上がり基準時間を用いて,点火装置の要件と特性とを計算できる。

構成部品は,

図 及び図 に示すとおりに試験装置

B

として接続されていなければならない。試験手順

は,次による。

電流が

0

から公称一次遮断電流

  (I

Np

)

まで上がる時間

t

1

を測定する。

電圧プローブ

P3

を,コイルの一次側に接続し,

図 によって

V

ce0

V

ce1

及び

t

1

を測定する。

配線抵抗

R

w

を測定する。

スイッチの抵抗

R

c

を計算する。

Np

ce

ce

c

I

V

V

R

)

(

0

1

=

一次電流立ち上がり基準時間  (t

ref

)

を計算する。

ïþ

ï

ý

ü

ïî

ï

í

ì

×

+

+

ïþ

ï

ý

ü

ïî

ï

í

ì

×

+

+

×

+

+

+

+

×

=

0

sup

0

sup

1

)

(

1

ln

)

(

1

ln

)

(

)

(

ce

Np

c

w

x

ref

ce

Np

cref

wref

p

cref

wref

p

c

w

x

ref

V

U

I

R

R

R

V

U

I

R

R

R

R

R

R

R

R

R

t

t

ここに,

 1n

自然対数

 

V

ce0ref

1V

 

R

cref

0.2

 

R

wref

0.1

図 3  一次側の波形

5.4

一次漏えいインダクタンス  (L

pf

  試験手順は,次による。

コイルの二次側巻線を短絡する。

一次インダクタンスを,

LCR

ブリッジ(測定周波数は

1kHz

)を用いて測定する。


6

D 5121 : 1998

二次高電圧ダイオードを付けたコイルでは,この値はコイル製造者が提供しなければならない。

5.5

最大二次出力電圧,点火限界負荷抵抗,及び二次電圧立ち上がり時間

5.5.1

調整  図 に示した遮断システムと,全キャパシタンス

  (C

total

)

を負荷したコイルとを使って,遮

断電流を最大

1%

の偏差で公称電流

I

Np

に調整する(

図 参照)。

一次クランプを所定の公称電圧

  (U

plim

)

に最大

3%

の偏差で調整する(

図 参照)。

最大二次出力電圧

U

sm

を測定する。

5.5.2

測定  図 のとおりに接続した回路で,試験装置

A

,及び全キャパシタンス

  (C

total

)

を負荷とした

コイル(4.6.1 参照)

,並びに

1M

にセットした抵抗

R1

4.6.2 参照)を備えて,次に示す測定をする(

5

参照)

a)

二次電圧立ち上がり時間を,−

1.5kV

と−

15kV

との間で測定する

  (t

sur

)

b)

 R1

の値を様々に選ぶことによって,点火限界負荷抵抗

  (R

15kV

)

を−

15kV

の最大二次出力電圧から電

圧として決定できる。もし,抵抗の調整によって−

15kV

の出力を正確に出せない場合には,複数の可

能な値を用いてもよい。

備考4.

同時点火コイルの場合には,この試験は正及び負の両極に対して行わなければならない。

5.

全キャパシタンス及び

1M

の抵抗

R1

を負荷として,最大二次出力電圧が−

15kV

を超えない

コイルの場合には,これらのコイルの

R1

を取り除いて試験する。

図 4  一次クランプ電圧  (U

plim

)

図 5  二次出力電圧

5.6

ゼナー放電エネルギー  (E

Zd

)

,ゼナー放電持続時間  (t

tZd

及び最大ゼナー放電電流  (I

Zdm

  この測

定では,遮断電流の値は,公称一次遮断電流

  (I

Np

)

に調整する。

ゼナー放電エネルギーは,ゼナー放電電流とゼナー放電電圧との積を定積分することによって計算でき

る。


7

D 5121 : 1998

図 1,評価

B1

及び

B2

,評価

B1

並びに次に示すものは,積分を得るために取り得る方法の一つである(

6

参照)

安定状態を読み取った後,

P5

の値

  (U

mean

)

を記録する。

プローブ

P2

を用いて(

図 参照),オシロスコープ上のゼナー放電電圧

  (U

Zd

)

をゼナー放電持続

時間

t

tZd

中に記録する(

図 参照)。

ジュールで表したゼナー放電エネルギー

  (E

Zd

)

は,次の式によって計算する。

3

R

U

U

E

Zd

mean

Zd

×

×

=

周波数

ゼナー放電持続時間及び,最大ゼナー放電電流

  (

I

Zdm

)

をオシロスコープ上で記録し,

図 のよう

に示す。

図 6  二次側の波形

6.

試験報告書  試験報告書には,次に示す電気的特性を含める。

a)

一次抵抗 

(

R

p

)

b)

二次抵抗 

(

R

s

)

c)

一次電流立ち上がり基準時間 

(

t

ref

)

d)

一次漏えいインダクタンス 

(

L

pt

)

e)

最大二次出力電圧 

(

U

sm

)

f)

点火限界負荷抵抗 

(

R

15kV

)

g)

二次電圧立ち上がり時間 

(

t

sur

)

h)

ゼナー放電エネルギー 

(

E

Zd

)

i)

ゼナー放電持続時間 

(

t

tZd

)

j)

最大ゼナー放電電流 

(

I

Zd

m)

k)

ゼナー放電電圧 

(

U

Zd

)


8

D 5121 : 1998

この報告書にはまた,試験条件,試験回路,供給電圧

  (

U

sup

)

,公称一次遮断電流

  (

I

Np

)

,及び一次クラン

プ電圧

  (

U

plim

)

を含める。


9

D 5121 : 1998

附属書(規定)  自動車部品−点火コイル−信頼性試験方法 

Automotive parts

−Ignition coils−Reliability test methods

1.

適用範囲  この附属書は,誘導エネルギー蓄積形の点火コイル(以下,コイルという。)に適用する。

火花点火式内燃機関の半導体スイッチング構造を用いた点火装置で使用するコイルについて信頼性試験方

法を規定する。

2.

引用規格  次に掲げる規格は,この附属書に引用されることによってこの附属書の規定の一部を構成

する。これらの引用規格は,その最新版を適用する。

JIS C 1302

  絶縁抵抗計

JIS D 0203

  自動車部品の耐湿及び耐水試験方法

JIS D 1601

  自動車部品振動試験方法

3.

信頼性試験の種類  コイルの信頼性試験の種類を,次に示す。

a)

絶縁抵抗試験

b)

耐電圧試験

c)

温度サイクル試験

d)

耐湿試験

e)

耐振試験

f)

耐久試験

4.

信頼性試験方法

4.1

絶縁抵抗試験  コイルを

80

±

5

℃の気中に

1

時間保持した後,常温常湿に取り出し,直ちに高圧端子

又は一次端子とコイルケース(乾式コイルの場合は鉄心とする。

)との間の絶縁抵抗を JIS C 1302 に規定

する

500V

絶縁抵抗計を用いて測定する。

4.2

耐電圧試験  湿式コイルでは

80

±

5

℃の気中に,また乾式コイルでは

100

±

5

℃の気中に

1

時間保持

した後,常温常湿に取り出し,次の条件で

1

分間,耐電圧の試験を行う。

a)

試験電圧は,

12V

用は

14V

とする。

b)

測定時の断続周波数は

50Hz

とし,

20

又は

35kV

無声放電を

1

分間行う。

4.3

温度サイクル試験  コイルに附属書図 に示す温度変化を

1

サイクルとして,湿式コイルでは

4

イクル,乾式コイルでは

50

サイクルを加えた後,常温常湿に

1

時間放置してから,本体の 5.5 による最大

二次側出力電圧の測定,及びこの附属書の 4.1 の試験を行う。

断続機構の種類によって連続通電となるおそれがあるコイルの場合,コイルの一次回路に公称電圧を連

3

時間,通電する。


10

D 5121 : 1998

a)

  湿式コイルの場合

b)

  乾式コイルの場合

(

1

)

最初の1サイクルを始める前に110℃で2時間加温する。

附属書図 1  温度サイクル試験の試験条件(サイクル分)

4.4

耐湿試験  コイルを JIS D 0203 

M2

の規定によって試験を行い,常温常湿に取り出してから外面

の水分をふき取った後,

本体の 5.5 による最大二次側出力電圧の測定,

及びこの附属書の 4.1 の試験を行う。

4.5

耐振試験  コイルを振動試験機台上に取り付け,JIS D 1601 の 5.3(振動耐久試験方法)の(1)共振が

ない場合によって,次のとおりに試験を行い,その後,本体の 5.5 による最大二次側出力電圧の測定,及

びこの

附属書の 4.1 の試験を行う。

a)

車体取付けコイルの場合:JIS D 1601 の 5.3(1)の段階

45

b)

エンジン取付けコイルの場合:JIS D 1601 の 5.3(1)の段階

200

4.6

耐久試験  湿式コイルでは

60

±

5

℃の気中に,乾式コイルでは

100

±

5

℃の気中に保持した状態で,

次の条件で試験を行った後,本体の 5.5 による最大二次側出力電圧の測定,及びこの附属書の 4.1 の試験を

行う。ただし,コイルの使用条件に応じて,受渡当事者間で試験条件を別に指定してもよい。

a)

試験電圧は,公称電圧

12V

用は

14V

とする。

b)

断続機構の断続回数は,エンジン

3 000rpm

相当の断続回数とする。

c)

放電条件は,電圧

20kV

の放電を連続

300

時間行う。


11

D 5121 : 1998

電装品

JIS

改正原案作成委員会  構成表

氏名

所属

(委員長)

三  橋  英  夫

東海大学

(幹事)

才  田  敏  和

三菱電機株式会社

高  見      悟

阪神エレクトリック株式会社

(委員)

中  込  常  雄

日本工業標準調査会

浦  田  益太郎

通商産業省

市  川  英  雄

通商産業省工業技術院

照  山      勝

社団法人自動車技術会

橋  本  繁  晴

財団法人日本規格協会

坂  本  照  男

社団法人日本自動車整備振興会連合会

佐久間      浩

いすゞ自動車株式会社

稲  津  雅  弘

トヨタ自動車株式会社

富  田  公  夫

日産自動車株式会社

久  保  陽  二

日野自動車工業株式会社

古  山  雅  章

富士重工業株式会社

高  木  昭  宣

株式会社本田技術研究所

横  山  高  尚

三菱自動車工業株式会社

泉      壽  雄

澤藤電機株式会社

土  屋  正  文

ダイヤモンド電機株式会社

岩  田  頼  明

株式会社デンソー

橋  本  克  彦

株式会社日立製作所

木  村  栄  一

株式会社ミツバ

(関係者)

三  塚  隆  正

財団法人日本規格協会

海  野  裕  二

日産自動車株式会社

金  子  則  保

富士重工業株式会社

門  谷  重  夫

三菱自動車工業株式会社

長  岡  昭  宏

ダイヤモンド電機株式会社

中  村  明  浩

ダイヤモンド電機株式会社

都  筑  康  雄

株式会社デンソー

山  口  正  幸

株式会社デンソー

鎌  田  隆  博

阪神エレクトリック株式会社

(事務局)

村  岡  良  三

社団法人日本自動車部品工業会

宮  田      圭

社団法人日本自動車部品工業会