CN1051138C - 内燃机的点火装置 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机点火装置，它可以缩小装置尺寸并且改善安装该装置时的布局性能和散热性能，原边线圈2和负边线圈4被同心地绕在一个闭合磁路磁心6的中心磁心6a上，并被接纳在一个外壳15内。外壳15内设有组件接纳部分15a，它布置在这样的位置上，从垂直于磁心6构成的闭合磁路表面的方向(即磁心6的轴线方向)看是与磁心6的侧磁心6b重叠的。另外，一个从外部电源向原边线圈2提供原边电流的连接器8与外壳15构成一个整体，其布置位置在磁心6的轴线方向上与中心磁心6a是重叠的，而在垂直于磁心6轴线方向的方向上与组件接纳部分15a是重叠的。

Description

内燃机的点火装置
本发明涉及内燃机的点火装置，用于向采用开关组件的火花塞提供一个高电压，按照点火定时来控制间歇提供的原边电流。
图9是常规内燃机点火装置的正视图，例如日本实用新型申请公开4-59118号中所述的除去了模压树脂的点火装置，图10是图9所示常规内燃机点火装置的侧视图。
在这些图中，采用例如PBT(聚对苯二甲酸丁二脂)的树脂材料制成筒形的原边线圈架1。原边线圈2是把导线围绕原边线圈架的外圆周面绕制而成的。另外，用例如PBT(聚对苯二甲酸丁二脂)的树脂材料制成的筒形的副边线圈架3同轴地设置在原边线圈架1的外部。在副边线圈架3的外圆周面上设有梳齿状的不规则部，把导线绕在不规则部的槽中就制成了副边线圈4。副边线圈4的匝数被定为原边线圈2匝数的大约一百倍。原边线圈2和副边线圈4与同轴设置的原边线圈架1及副边线圈架3一道被接纳在用PBT制成的外壳5内。
如图11所示，一个闭合磁路的磁心6是由彼此平行布置成环形的中心磁心6a和侧磁心6b构成的，采用连接磁心6c，6c把中心磁心6a和侧磁心6b的两端彼此连接。磁心6的布置方式使中心磁心6a穿过原边线圈架1和外壳5，使原边线圈2与副边线圈4形成磁耦合。外壳5有一个设在副边线圈架3外部的组件接纳部7以及设在组件接纳部7外部的连接器8，这些组件接纳部7和连接器8被设在与磁心6形成的闭合磁路平面相垂直的方向上(以下称为磁心6的轴线方向)，从而与中心磁心6重叠。外壳5的组件接纳部7接纳开关组件9，后者按照点火定时间歇地向原边线圈2提供原边电流。高压柱10和外壳5一体地装在连接器8的另一侧，横跨磁心6的中心磁心6a。接纳了原边线圈架1、副边线圈架3、开关组件9等等的外壳5内部被填满由诸如环氧树脂的绝缘树脂构成的模压树脂11。
原边线圈2的一端被连接到开关组件9，其另一端连接到副边线圈4的一端和连接器8的外部端子8a。此外，副边线圈4的另一端连接到高压柱10的高压端子10a。
开关组件9，连接器8，以及高压柱10被重叠地装在磁心6的轴线方向，横跨磁心6的中心磁心6a。开关组件9位于副边线圈4与连接器8之间的中间位置，并且开关组件9的大约一半表面面积是沿着外壳5的周边设置的。
以下要说明常规的内燃机点火装置的工作原理。
当原边电流通过连接器8的外部端子8a从外部电源(未示出)被提供给原边线圈2时，在磁心6中产生磁通。如果用开关组件9按照内燃机的点火定时来中断提供给原边线圈2的原边电流，根据原边线圈2与副边线圈4的匝数比，利用磁感应现象使副边线圈4产生高电压。副边线圈4产生的高电压通过高压柱10的高压端子10a输出。然后，连接到高压柱10的高压端子10a的火花塞发生放电，启动内燃机。
通过这一系列的操作，诸如原边线圈2、副边线圈4及开关组件9等电流输送元件会发热。尽管发出的热量会通过电流输送元件周围的模压树脂11和外壳5散发到外部，但在电流输送元件彼此相对的部位仍会积累热量。
另外，利用模压树脂11使副边线圈4和高压柱10的高压端子10a等高压元件与原边线圈2及磁心6等低压元件绝缘。
如上所述，由于常规内燃机点火装置的结构是横跨着磁心6的中心磁心6a把开关组件9、连接器8和高压柱10重叠布置在磁心6的轴线方向上，该装置的外形在一个方向上过于突出。另外，由于在作为发热元件的开关组件9和线圈元件之间必须设置较大的空间才能保证热量的正常散发，装置的外形也会相应增大。因此，常规内燃机点火装置的一个问题就是容易受到该装置的安装部位对外形的限制，并且会使设备安装的布局性能下降。
此外，如果需要缩小这种装置的尺寸，作为发热元件的原边线圈2、副边线圈4及开关组件9的相对位置必须靠近。另外还会出现一个问题，那就是因为开关组件9处于副边线圈4与连接器8之间的中间位置，并且开关组件9的表面面积只有大约一半是靠近外壳5的外壁的，紧靠着其他元件的面积就会增加，很难使这些发热元件产生的热量散发到外部。
本发明的目的就是解决上述问题，以便提供一种内燃机的点火装置，其中缩小了装置的尺寸，并且改善了该装置在布局上的自由度，以及获得良好的散热性能。
为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种内燃机的点火装置，它包括一个闭合磁路的磁心，其用位于中心磁心两端的连接磁心将中心磁心连接到侧磁心，从而构成一个环形，绕在磁心的中心磁心上的原边线圈，同心地绕在原边线圈外部的副边线圈，其用于接纳中心磁心，原边线圈及副边线圈的外壳，填充在外壳内的模压树脂，一个连接器，其外部端子电连接到原边线圈，从外部电源向原边线圈提供原边电流，一个开关组件用于按照点火定时间歇地提供原边电流，该开关组件被设在从磁心的轴线方向看与磁心的侧磁心相重叠的位置，以及一个高压柱，其高压端子电连接到副边线圈上，并且输出一个高电压。
图1是除掉了模压树脂的本发明实施例1的内燃机点火装置的正视图；
图2是本发明实施例1的内燃机点火装置的背侧视图；
图3是本发明实施例1的内燃机点火装置的顶视图；
图4是除掉了模压树脂的本发明实施例2的内燃机点火装置的正视图；
图5是本发明实施例2的内燃机点火装置的背侧视图；
图6是本发明实施例2的内燃机点火装置的顶视图；
图7是本发明实施例3的内燃机点火装置的背侧视图；
图8是本发明实施例3的内燃机点火装置的顶视图；
图9是除掉了模压树脂的常规内燃机点火装置的正视图；
图10是除掉了模压树脂的常规内燃机点火装置的侧截面图；以及
图11是用在内燃机点火装置中的一种闭合磁路磁心的投影图。
实施例1
图1是除掉了模压树脂的本发明实施例1的内燃机点火装置的正视图，图2是本发明实施例1的内燃机点火装置的背侧视图，而图3是本发明实施例1的内燃机点火装置的顶视图。在这些图中用与图9和10中相同的标号表示用在常规内燃机点火装置中的相同或对应的部分，并且省去对了这些部件的描述。
在上述图中，外壳15是由诸如PBT的树脂材料构成的，并且设有接纳开关组件9的组件接纳部分15a和用于接纳原边线圈2，副边线圈4以及磁心6的中心磁心6a的主壳体部分15b。从磁心6的轴线方向看，组件接纳部分15a是与磁心6的侧磁心6b重叠设置的。一个连接器8与外壳15制成一个整体，因此它位于副边线圈架3外部，并且从磁心6的轴线方向看去是与磁心6的中心磁心6a重叠，并且从垂直于磁心6轴线方向的方向上看是与组件接纳部分15a重叠的。也就是说，连接器8处于与副边线圈4和开关组件9相接触的空隙中。另外，高压柱10与外壳15制成一个整体，因此它横跨着磁心6的中心磁心6a面对或背对着连接器8。
应该指出，实施例1的其他结构与上述常规的内燃机点火装置相同。
在上述结构的内燃机点火装置中，由原边线圈2和副边线圈4构成的线圈单元与开关组件9不是彼此面对地布置的。因此，开关组件9至少有四分之三的表面面积紧靠着外壳5的外壁延伸。从而使线圈单元和开关组件9因输送电流而产生的热量能通过模压树脂11的表面散发到外部，并且通过模压树脂11传导到外壳15，再从外壳15散发到外部。结果就能迅速地散发线圈单元和开关组件9产生的热量，而不会使热量积累在装置内部。
再有，由于开关组件9可以设在磁心6的侧磁心6b近旁，就可以缩小装置的尺寸。此外，由于连接器8处在与副边线圈4和开关组件9相接触的空隙中，与常规的内燃机点火装置相反，从磁心6的轴线方向看去，开关组件9，连接器8以及高压柱10不是横跨着磁心6的中心磁心6a彼此重叠地布置的。因此，装置的外形不会在一个方向上很突出，并且可以相应地缩小装置的尺寸。从而就改善了安装该装置时的布局性能，即使是在这样一种安装环境中，即装置安装部位的外形尺寸非常苛刻，不允许装置在高度和宽度方向上突出的安装环境中仍然能安装该装置。
应该指出，尽管在实施例1中所述的组件接纳部分15a具有外壳15并且把开关组件9接纳在组件接纳部分15a中，只要在安装时能满足上述位置关系，开关组件9不一定要接纳在外壳15内，并且可以把开关组件9装在外壳15外侧的壁上。
此外，尽管在实施例1中所述的作为发热单元的开关组件9是被接纳在外壳15之内，即使把装有一个ON电压禁止二极管和一个发热元件的另一电路基片作为电流输送单元，也能获得同样的优点。实施例2
图4是除掉了模压树脂的本发明实施例2的内燃机点火装置的正视图，图5是本发明实施例2的内燃机点火装置的背侧视图，而图6是本发明实施例2的内燃机点火装置的顶视图。
在上述图中，外壳16是由诸如PbT的树脂材料构成的，并且设有接纳开关组件9的组件接纳部分16a和用于接纳原边线圈2、副边线圈4以及磁心6的中心磁心6a的主壳体部分16b。从磁心6的轴线方向看，组件接纳部分16a是与磁心6的侧磁心6b重叠设置的。一个连接器8与外壳16制成一个整体，使得连接器8能用导线连接到装在组件接纳部分16a中的开关组件9，然后压制模压树脂11。另外，高压柱10与外壳16制成一个整体，使它横跨磁心6的中心磁心6a面对着连接器8。还有另一个高压柱17与外壳16制成一个整体，因此，它位于副边线圈架3外部，并且从磁心6的轴线方向看去是与磁心6的中心磁心6a重叠的，并且从垂直于磁心6轴线方向的方向上看，它是与组件接纳部分16a重叠的。这样，高压柱17就处于与副边线圈4和开关组件9相接触的空隙中。
请注意，实施例2的其他结构与上述实施例1是相同的。
在上述结构的内燃机点火装置中，由原边线圈2和副边线圈4构成的线圈单元与开关组件9不是彼此面对地布置的，象上述实施例1一样可以缩小装置的尺寸，同样能改善散热性能。
另外，与常规的内燃机点火装置相反，由于从磁心6的轴线方向看去，开关组件9、连接器8以及高压柱10不是横跨着磁心6的中心磁心6a彼此重叠地布置的，装置的外形就不会在一个方向上很突出，并且可以缩小装置的尺寸。并且象上述实施例1一样改善了安装该装置时的布局性能。
还有，由于高压柱17可以装在与副边线圈4和开关组件9相接触的空隙中，即使在一台装有两个高压柱10和17的内燃机中仍可以缩小装置的尺寸。
应该指出，尽管上述实施例2所述的是具有两个高压柱10和17的内燃机点火装置，若把实施例2用于具有三个以上高压柱的内燃机点火装置，也可以获得同样的优点。
再有，当内燃机点火装置具有单个高压柱时，只要把高压柱和外壳16构成一个整体就足够了，使高压柱的位置从磁心6的轴线方向看去是与磁心6的中心磁心6a重叠的，并且从垂直于磁心6轴线方向的方向上看，是与组件接纳部分16a重叠的。
实施例3
尽管上述实施例2是把组件接纳部分16a设在从外壳16上磁心6b的轴线方向看与磁心6的侧磁心6b重叠的位置，并把开关组件9接纳在组件接纳部分16a中，而实施例3也能获得相同的优点，它是把接纳开关组件9的开关组件接纳部件18装在这样的位置，如图7和8中所示，从外壳16外侧壁上的磁心6的轴线方向看，开关组件接纳部件18与磁心6的侧磁心6b重叠。
由于本发明采用了上述的布置方式，可以获得以下优点。
按照本发明，由于开关组件被设在从磁心的轴线方向看与侧磁心重叠的位置，开关组件可以被设在磁心的侧磁心近旁，并且开关组件和线圈单元产生的热量不会相互作用，因此可以获得小尺寸的内燃机点火装置，并且散热性能很好。
按照本发明，连接器8的位置从磁心的轴线方向看是与中心磁心重叠的，而从垂直于磁心轴线方向的方向上看是与开关组件重叠的，因此就能缩小磁心轴线方向上的外形尺寸，从而缩小了装置的尺寸。
另外，按照本发明，高压柱的位置从磁心的轴线方向看是与中心磁心重叠的，而从垂直于磁心轴线方向的方向上看是与开关组件重叠的，因此就能缩小磁心轴线方向上的外形尺寸，从而缩小了装置的尺寸。

Claims (6)

1.一种内燃机的点火装置，包括：
一闭合磁路的磁心，用两个连接磁心在所述连接磁心的两端将一中心磁心与一侧磁心相连接，构成一个环形；
一绕在所述中心磁心上的原边线圈；
一同心地绕在所述原边线圈外部的副边线圈，与所述侧磁心相邻；
一用于容纳所述中心磁心、所述原边线圈及所述副边线圈的外壳；
填充在所述外壳内的模压树脂；
一连接器，其外部端子电连接到所述原边线圈，从外部电源向原边线圈提供原边电流；
一开关组件，用于按照点火定时间歇地提供所述原边电流，所述开关组件被设置在从所述磁心的轴线方向看与所述侧磁心相重叠的位置；以及
一高压柱，其高压端子电连接到所述副边线圈，并且输出高电压；
其特征在于，所述高压柱的位置，从所述磁心的轴线方向看是与所述中心磁心重叠的，而从垂直于所述磁心轴线方向的方向上看是与所述开关组件重叠的。
2.根据权利要求1所述的内燃机点火装置，其特征在于，所述开关组件是设置在所述外壳的外侧。
3.一种内燃机的点火装置，包括：
一闭合磁路的磁心，用两个连接磁心在所述连接磁心的两端将一中心磁心与一侧磁心相连接，构成一个环形；
一绕在所述中心磁心上的原边线圈；
一同心地绕在所述原边线圈外部的副边线圈；
一用于容纳所述中心磁心、所述原边线圈及所述副边线圈的外壳；
填充在所述外壳内的模压树脂；
一连接器，其外部端子电连接到所述原边线圈，从外部电源向原边线圈提供原边电流；
一开关组件，用于按照点火定时间歇地提供所述原边电流；以及
一高压柱，其高压端子电连接到所述副边线圈，并且输出高电压；
其特征在于，所述开关组件设置在所述外壳内，其位置从所述磁心的轴线方向看是与所述侧磁心重叠的，所述高压柱的位置，从所述磁心的轴线方向看是与所述中心磁心重叠的，而从垂直于所述磁心轴线方向的方向上看是与所述开关组件重叠的。
4.一种内燃机的点火装置，包括：
一闭合磁路的磁心，用两个连接磁心在所述连接磁心的两端将一中心磁心与一侧磁心相连接，构成一个环形；
一绕在所述中心磁心上的原边线圈；
一同心地绕在所述原边线圈外部的副边线圈；
一用于容纳所述中心磁心、所述原边线圈及所述副边线圈的外壳；
填充在所述外壳内的模压树脂；
一连接器，其外部端子电连接到所述原边线圈，从外部电源向原边线圈提供原边电流；
一开关组件，用于按照点火定时间歇地提供所述原边电流；以及
一高压柱，其高压端子电连接到所述副边线圈，并且输出高电压；
其特征在于，所述开关组件设置在从所述磁心的轴线方向看与所述侧磁心重叠的位置，使所述开关组件的至少四份之三表面积沿着所述外壳延伸，所述高压柱的位置，从所述磁心的轴线方向看是与所述中心磁心重叠的，而从垂直于所述磁心轴线方向的方向上看是与所述开关组件重叠的。
5.一种内燃机的点火装置，包括：
一闭合磁路的磁心，用两个连接磁心在所述连接磁心的两端将一中心磁心与一侧磁心相连接，构成一个环形；
一绕在所述中心磁心上的原边线圈；
一同心地绕在所述原边线圈外部的副边线圈；
一用于容纳所述中心磁心、所述原边线圈及所述副边线圈的外壳；
填充在所述外壳内的模压树脂；
一连接器，其外部端子电连接到所述原边线圈，从外部电源向原边线圈提供原边电流；
一开关组件，用于按照点火定时间歇地提供所述原边电流；以及
一高压柱，其高压端子电连接到所述副边线圈，并且输出高电压；
其特征在于，所述开关组件设置在从所述磁心的轴线方向看与所述侧磁心基本上完全重叠的位置，所述高压柱的位置，从所述磁心的轴线方向看是与所述中心磁心重叠的，而从垂直于所述磁心轴线方向的方向上看是与所述开关组件重叠的。
6.一种内燃机的点火装置，包括：
一闭合磁路的磁心，用两个连接磁心在所述连接磁心的两端将一中心磁心与一侧磁心相连接，构成一个环形；
一绕在所述中心磁心上的原边线圈；
一同心地绕在所述原边线圈外部的副边线圈；
一用于容纳所述中心磁心、所述原边线圈及所述副边线圈的外壳；
填充在所述外壳内的模压树脂；
一连接器，其外部端子电连接到所述原边线圈，从外部电源向原边线圈提供原边电流；
一开关组件，用于按照点火定时间歇地提供所述原边电流；以及
一高压柱，其高压端子电连接到所述副边线圈，并且输出高电压；
其特征在于，所述开关组件设置在从所述磁心的轴线方向看与所述侧磁心从重叠但不与所述线圈重叠的位置，所述高压柱的位置，从所述磁心的轴线方向看是与所述中心磁心重叠的，而从垂直于所述磁心轴线方向的方向上看是与所述开关组件重叠的。
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