JP2007173835A - 内燃機関のための点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関のための点火コイル１０であって、実質的に棒形をしたマグネットコア１２が設けられており、マグネットコアの軸方向で作用する第１の補償エレメント２９が設けられており、互いに同心的に配置された２つのコイルボディ１５，１８が設けられており、マグネットコアおよび補償エレメントが、第１のコイルボディによって包囲されており、第１のコイルボディが、第２のコイルボディの内側に配置されており、マグネットコアと第１のコイルボディとの間に、半径方向で作用する第２の補償エレメントが配置されており、マグネットコアと第１のコイルボディとの間の空間へのコンパウンド４０の進入を回避するための閉鎖エレメントが設けられている形式のものを改良する。
【解決手段】第１の補償エレメント２９が、同時に閉鎖エレメントとして作用するようになっており、第２の補償エレメントが、被覆体３２として形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のための点火コイルであって、実質的に棒形をしたマグネットコアが設けられており、マグネットコアの軸方向で作用する第１の補償エレメントが設けられており、互いに同心的に配置された２つのコイルボディが設けられており、マグネットコアおよび補償エレメントが、第１のコイルボディによって包囲されており、第１のコイルボディが、第２のコイルボディの内側に配置されており、マグネットコアと第１のコイルボディとの間に、半径方向で作用する第２の補償エレメントが配置されており、マグネットコアと第１のコイルボディとの間の空間にコンパウンドが進入するのを回避するための閉鎖エレメントが設けられている形式のものに関する。

このような形式の点火コイルは、米国特許第６２０８２３１号明細書から公知である。公知の点火コイルは、棒形のマグネットコアを備えており、マグネットコアは、少なくとも１端面側でディスク状の緩衝エレメントによってカバーされている（図８、図９）。緩衝エレメントは、様々な構成部材の熱膨張係数がそれぞれ異なることに基づくマグネットコアの軸方向の負荷を補償するのに役立つ。さらにマグネットコアは、フレキシブルなエレメント、たとえば収縮性チューブによって包囲されている。収縮性チューブは、半径方向の負荷を補償するのに役立つ。構成部材は、コイルボディの内側に配置されている。点火コイルの製作時に、点火コイルケーシングは、コンパウンドとして役立つ絶縁樹脂で充填され、絶縁樹脂は、場合によっては存在する点火コイル内室のギャップに充填される。絶縁樹脂を注入する際に、絶縁樹脂が収縮チューブを備えたマグネットコアとコイルボディとの間のリング状の中間室に到達するのを回避するために、追加的な閉鎖エレメントが設けられており、閉鎖エレメントは、内周面に沿ってコイルボディを包囲し、かつマグネットコアもしくは収縮チューブに向かってシールする。この場合の欠点によれば、閉鎖エレメントの取り付けは追加的な作用ステップをもたらし、閉鎖エレメントは点火コイルの縦方向で追加的な構成スペースを必要とする。さらに収縮チューブは、その厚さに基づいて、点火コイルの直径を拡大する構成スペースを必要としている。

さらに米国特許第６２０８２３１号明細書から、外側のコイルボディに被覆体を設けることが公知であり（図１６、図１７）、被覆体は、構成部材との比較的小さな保持力に基づいて、構成部材の相対運動を実現し、ひいては負荷軽減を実現する。

さらにドイツ連邦共和国実用新案登録第２９９１６１４６号明細書から、マグネットコアを、セパレータとして作用する燃料で覆うことが公知であり、その結果マグネットコアは絶縁樹脂と結合しない。この場合絶縁樹脂は、マグネットコアとコイルボディとの間のリング室を充填する。このような構成手段もまた、セパレータをマグネットコアに取り付けることによる追加的な作業ステップをもたらす。
米国特許第６２０８２３１号明細書 ドイツ連邦共和国実用新案登録第２９９１６１４６号明細書

したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の、内燃機関のための点火コイルを改良することである。

この課題を解決するための本発明の装置によれば、第１の補償エレメントが、同時に閉鎖エレメントとして作用するようになっており、第２の補償エレメントが、被覆体として形成されている。

本発明の利点によれば、比較的小さな半径方向の構成スペース損失で、マグネットコアとコイルボディとの間の負荷の補償が実現され、この場合同時に絶縁樹脂の進入に対するコイル内室のシールも得られる。このことは本発明によれば、軸方向の負荷を補償するための補償エレメントが、同時にコイル内室のシールをもたらし、内側のコイルボディが、マグネットコアに向いた側の内面に沿って被覆体を有しており、被覆体が、半径方向の負荷を吸収するための緩衝特性を有している、ことによって達成される。

本発明による、内燃機関のための点火コイルの有利な実施形態は、従属請求項に記載した。

次に本発明の実施の形態を図示の実施例を用いて詳しく説明する。

図１に示した点火コイル１０は、いわゆるスティック形（棒形）点火コイルとして形成されていて、かつ内燃機関の、図示していない点火コイルのダイレクトコンタクトに役立つ。点火コイル１０は、マグネット式に作動するコア１２を備えており、コア１２は、適当な形式で、様々な幅を有する、強磁性材料から成る矩形で多数の金属薄板ストリップ１３から組み合わされているので、実質的に円形の横断面が得られる。

コア１２に対して同心的に、２次コイルボディ１５と２次巻線１６とを備えた２次コイル、ならびに１次コイルボディ１８と１次巻線１９とを備えた１次コイルが配置されている。高電圧を伝達する２次巻線１６は、スリーブ状のコンタクトエレメント２１と電気的に連結されており、コンタクトエレメント２１は、点火プラグのヘッドを収容するのに役立つ。コンタクトエレメント２１および１次コイルは、上位領域でプラスチックから成る点火プラグケーシング２２の内側に配置されており、点火コイルケーシング２２は、点火コイル１０の外側形状を規程する。追加的に点火コイルケーシング２２の内側に、マグネット回路のための、縦長にスリットの形成されたスリーブ状の戻し接続金属薄板２３が配置されている。

１次コイルの、コンタクトエレメント２１とは反対側で、点火コイルケーシング２２の内側に、１次巻線１９と連結された電気回路２４が配置されている。電気回路２４は、接続プラグ２５を介して、自動車の車載電圧と連結されている。記載の点火コイル１０ならびにその機能形式は、既に一般的に公知であり、したがって詳しい説明はしない。

図２から良好に判るように、コア１２の、互いに反対側の端面に、それぞれディスク状のマグネット２７，２８が配置されている。電気回路２４に向いた側で、マグネット２７は、ディスク状で弾性的な緩衝エレメント２９によってカバーされている。緩衝エレメント２９は、有利にはフォーム化されたシリコーンディスクから成っており、シリコーンディスクは、少なくともコア１２とは反対側で独立気泡式に形成されている。コンタクトエレメント２１に向いた側で、別のマグネット２８は、コアカバーディスク３０によってカバーされており、コアカバーディスク３０は使用状況に応じて省略してよい。

コア１２、マグネット２７，２８、緩衝エレメント２９およびコアカバーディスク３０は、２次コイルボディ１５の内側に配置されている。２次コイルボディ１５は、内周面に沿って、少なくとも記載の構成部材の領域で、被覆体３２を備えている。被覆体３２は、特にシリコーンから成っていて、かつ射出成形過程または浸漬過程によって取り付けられている。被覆体３２は、コア１２と結合もしくは付着しない特性を有するのが望ましい。さらに被覆体３２は、望ましくは、コア１２に接触すると、コア１２と２次コイルボディ１５もしくはコア１２を包囲する構成部材とのそれぞれ異なる熱膨張係数に基づくコア１２の半径方向の負荷の補償が達成されるような弾性および層厚さを有している。緩衝エレメント２９は、外周面で被覆体３２に隙間なくもしくは密に接触するような直径を有している。

コア１２、マグネット２７，２８、緩衝エレメント２９および（場合によっては存在する）コアカバーディスク３０は、点火コイル１０の組立中、２次コイルボディ１５に挿入され、この場合構成部材は、２次コイルボディ１５の内壁に接触し得る。ここでは２次コイルボディ１５は、スリーブ状に形成されていて、かつ円形の内側横断面を有している。コンタクトエレメント２１に向いた側で、２次コイルボディ１５は、内径で減じられた、段部３６を有する区分３８を備えている。

コア１２および２次コイルボディ１５もしくは点火コイル１０の、コア１２を包囲する構成部材が、それぞれ異なる熱膨張係数を有しているので、構成部材は、内燃機関の運転時ひいてはこれに起因する温度上昇に際して様々な形式で膨張する。特定の構成部材、たとえばコア１２と２次コイルボディ１５との間の堅固な結合では、負荷に起因して亀裂の生じる恐れがあり、このことは点火コイル１０の機能性を制限する。このような負荷を補償するために、２次コイルボディ１５は、被覆体３２を備えており、被覆体３２は、コア１２の半径方向の負荷の補償を実現する。コア１２の軸方向の負荷の補償は、緩衝エレメント２９によって行われる。

全ての構成部材が点火コイルケーシング２２に挿入されて、電気的なコンタクトが形成されたあとで、点火コイルケーシング２２に、上側から、つまり接続プラグ２５の側から、コンパウンドとして作用するエポキシ樹脂４０が充填される。この場合エポキシ樹脂４０は、少なくとも接続プラグ２５に向いた側で、緩衝エレメント２９まで達している。独立気泡式の構成に基づいて、エポキシ樹脂４０は、緩衝エレメント２９に進入することがない。緩衝エレメント２９と被覆体３２との間の半径方向シールに基づいて、エポキシ樹脂４０は、２次コイルボディ１５の内側ひいてはコア１２の領域に進入することがない。エポキシ樹脂４０は、望ましくは点火コイル１０における空気封入防止を助成し、かつ個々の構成部材を互いに電気的に分離し、かつ同時に機械的に固定する。このために点火コイルケーシング２２は、その内側に存在する構成部材と共に、コンパウンドを導入する際に装置内で真空にさらされ、これによって封入空気の排出が助成され、注入過程が迅速にされる。

図示の実施例において、追加的にコンタクトエレメント２１側から２次コイルボディ１５とコア１２との間のリング状空間へのエポキシ樹脂４０の進入を回避するために、さらにコアカバーディスク３０が、コアカバーディスク３０をシールするような軸方向力で段部３６に押し付けられる。

２次コイルボディ１５に対する構成部材の挿入および位置決めに際して、コア１２と２次コイルボディ１５との間のリング空間に空気の封入される恐れがあり、空気は、後続の排気およびエポキシ樹脂４０による点火コイルケーシング２２の充填に際して、前述のシールに基づいて、そこで封入されたままになる。空気の電気絶縁効果に基づいて、このことは所望されるものであり、かつ有利なものである。この効果は、過圧雰囲気下で２次コイルボディ１５への構成部材の挿入が行われると、追加的に高めることができる。不活性ガス（保護ガス）雰囲気下もしくは絶縁ガス雰囲気下で挿入が行われても、ポジティブな効果を得ることができる。過圧雰囲気下で挿入が行われると、さらに有利には、機械的な押圧力が空気もしくはガスを介して特に良好かつ均等に分散されるので、機械的な圧力ピークが生じない。

さらに補足的に述べると、２次コイルボディがたとえばスリーブではなくポット状に、そこで組み込まれたシールを備えて形成されている場合、コアカバーディスク３０側でシールは不要である。コアカバーディスク３０の代わりに、別のシール手段、たとえば個別的なカバーエレメントも考えられる。さらに２次コイルおよび１次コイルは交換してよく、そうすると１次コイルがコア１２を包囲する。

本発明による、内燃機関のための点火コイルを示す縦断面図である。 図１の点火コイルのマグネットコアの領域を示す部分縦断面図である。

符号の説明

１０ 点火コイル、 １２ コア、 １３ 金属薄板ストリップ、 １５ ２次コイルボディ、 １６ ２次巻線、 １８ １次コイルボディ、 １９ １次巻線、 ２１ コンタクトエレメント、 ２２ 点火コイルケーシング、 ２３ 戻し接続金属薄板、 ２４ 電気回路、 ２５ 接続プラグ、 ２７，２８ マグネット、 ２９ 緩衝エレメント、 ３０ コアカバーディスク、 ３２ 被覆体、 ３６ 段部、 ３８ 減径区分、 ４０ エポキシ樹脂

Claims (9)

1. 内燃機関のための点火コイル（１０）であって、
   実質的に棒形をしたマグネットコア（１２）が設けられており、該マグネットコア（１２）の軸方向で作用する第１の補償エレメント（２９）が設けられており、互いに同心的に配置された２つのコイルボディ（１５，１８）が設けられており、マグネットコア（１２）および補償エレメント（２９）が、第１のコイルボディ（１５）によって包囲されており、該第１のコイルボディ（１５）が、第２のコイルボディ（１８）の内側に配置されており、マグネットコア（１２）と第１のコイルボディ（１５）との間に、半径方向で作用する第２の補償エレメントが配置されており、マグネットコア（１２）と第１のコイルボディ（１５）との間の空間にコンパウンド（４０）が進入するのを回避するための閉鎖エレメントが設けられている形式のものにおいて、
   第１の補償エレメント（２９）が、同時に閉鎖エレメントとして作用するようになっており、第２の補償エレメントが、被覆体（３２）として形成されていることを特徴とする、内燃機関のための点火コイル。
2. 被覆体（３２）が、第１のコイルボディ（１５）の、マグネットコア（１２）に向いた側の内壁に沿って配置されている、請求項１記載の点火コイル。
3. 被覆体（３２）が、弾性的に形成されていて、かつシリコーンから成っている、請求項２記載の点火コイル。
4. 第１のコイルボディ（１５）の内壁に沿った第１の補償エレメント（２９）によるシールが、半径方向の補償エレメント（２９）の弾性変形に基づいて得られるようになっている、請求項１から３までのいずれか１項記載の点火コイル。
5. 第１のコイルボディ（１５）が、スリーブ状に形成されており、第１のコイルボディ（１５）の、補償エレメント（２９）とは反対側も同様にシールされている、請求項１から４までのいずれか１項記載の点火コイル。
6. 第１のコイルボディ（１５）が、内壁で、減径された区分（３８）を有しており、該減径区分（３８）に沿ってシールが得られるようになっている、請求項５記載の点火コイル。
7. 減径区分（３８）に段部（３６）が形成されており、該段部（３６）に、マグネットコア（１２）、またはマグネットコア（１２）に場合によっては軸方向で続くディスク状のマグネット（２８）、またはコアカバーディスク（３０）が押し付けられている、請求項６記載の点火コイル。
8. マグネットコア（１２）と第１のコイルボディ（１５）との間のリング状領域に、空気、保護ガスまたは電気絶縁ガスが存在するようになっている、請求項１から７までのいずれか１項記載の点火コイル。
9. 空気、保護ガスまたは電気絶縁ガスが、圧力下で存在するようになっている、請求項８記載の点火コイル。

Images