CN1084521C - 用树脂材料填充的点火线圈 - Google Patents

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Abstract

一种次级点火线圈围着在其上具有多条缝隙。缝隙是围着线轴的筒形壁间隔的以提供树脂填封材料穿过筒形壁中的缝隙快捷均匀地流进到线圈中。树脂还从线圈组的外部流进所述线圈绕组中。

Description

用树脂材料填充的点火线圈
发明背景
本发明一般地涉及点火线圈，特别是用于内燃机及车辆的点火系统，尤其涉及点火线圈的线轴组件。
随着微信息处理机和涉及尖端电子控制技术的出现，车辆点火系统以及点火系统的对策方案已经历了极大的改进。通过这些新装置的结合，某些效益现已获得，并且，这些对策方案包括改进火花正时和可靠性的改善。结果之一是燃烧过程更有效，即可允许扩大排气回流的百分率。结果是在排放、动力以及其它性能特征方面得到改善。
在点火线圈设计方面的改变也是这些整体改善的一部分。对于每个点火装置是用单个点火线圈，也就是对火花塞用单个点火线圈，是有机会在每个燃烧室内更精确地控制点火特性。用于内燃机的一些点火系统采用点火线圈或线圈是具有在非传导壳体内的C形铁芯的，而初级和次级绕组是围绕在相互内套入的独立的线轴上的，并且是置于C形铁芯的边界之内。在工艺过程中的最终阶段用环氧树脂填封材料或其它绝缘材料填充线圈。环氧树脂防止扭力效应，该扭力效应是在运行中绕组所遭受到的。一种扭力作用会使绕组上的绝缘很快被磨损。
一种已知的以环氧树脂充填绕组的方法是将绕组置于真空氛围中，氧树脂渗透到线圈绕组中要有许多小时。另一个缺点是只要没有达到完全渗透，装置的效率就下降。事实上，为了达到理想的浸渍，要精巧地权衡许多因素，即所谓的环氧树脂的化学反应时间，绕组张紧的稀疏程度以及处理过程的温度，理想的状态出现在当绕组在最短的时间内均匀地浸渍而凝固的环氧树脂呈现要求的物理性能。已做出过借助于各种确定的环氧树脂配方的组成以及确定的制造工艺因素来减少浸渍时间的尝试，然而没有一种方法可充分满意地减少浸渍时间。
美国专利3377602描述另一种以树脂材料浸渍线圈的方法，在该方法中，树脂材料以正压力迫使其穿过两-件极杆(two-piece pole)内部的单一圆环槽，该槽上是绕圈有线的。该专利指出避开采用真空环境保留在绕组中的油和湿气将阻止树脂材料的分布，这就导致穿过绕组的不均匀的材料分布。这种紧固绕组的方法采用一个粘接件，该粘接件也必须在环氧树脂中饱和浸渍以使之为了握持绕组。
DE-A-3308685罗伯特博施(Robert Bosch)的专利描述一种点火线圈组件包含次级绕组组件，该次级绕组组件具有延伸的两个凸缘之间的管形断面的隔离体。线圈围着管形隔离体卷绕并用树脂模注包封，隔离体上设有沟道和孔以使之允许填封物浸渍到绕在隔离体的线圈中。这里没有说明初级线圈组件与次级线圈组件的组装，并且特别是没有说明初级和次级线圈组件是相互间如何组装的。
因此，要求提出一种以环氧树脂在相对短的时间内均匀地穿过线圈绕组整个断面上的浸渍线圈绕组的方法。
所以，根据本发明提出一种点火线圈组件，该点火线圈组件包含：
初级绕组组件
次级绕组组件，它包含，
具有管形壁的线轴，所述线轴具有由所述管形壁划定的内部和外部；
多个线圈绕组(412)卷绕在所述管形壁的外部；其特征是，
初级绕组组件具有多个定位凸起，
管形壁具有多条纵向延伸的缝隙，该缝隙围着间隔开并延伸穿过管形壁的厚度，所述缝隙被形成为使之容纳所述定位凸起，
所述多个线圈绕组是对所述缝隙并置的，
填充到所述次级绕组的填封材料，在所述管形壁中的所述缝隙允许所述填封材料穿过所述管形壁浸渍到所述次级绕组中。
本发明现将以实施例并结合附图作进一步描述。
图1是点火线圈组件的一般立体示图，填封材料被移去并且初级连接组件是局部剖的；
图2是示于图1中的点火线圈组件的立体分解示图；
图3是次级线轴的绕组组件的前视图；
图4是示于图3中的次级线轴和绕组组件的平面视图，是从其上端观察的；
图5是示于图3中的次级线轴和绕线组件的平面视图，是从其底上观察的。
本发明的点火线圈组件的整体组装示于图1中。这点火线圈是每个线圈用于一个火花塞型的点火线圈组件，是被安装在并电连接到一个一般的点火火花塞(如图中虚线所示)上。该组件包含一般环形壳体10，壳体10内嵌套着钢层叠C形芯件100，该芯件在其终端之间设置有敞开的凹处部分或者空气凹口，而初级和次级线轴组件100，400是保存在C形芯件100的终端之间的凹口部内。初级线圈件200包含钢T形层叠芯件(没示出)，该T形芯件轴向延伸穿过初级线轴。
初级线轴包含一对初级接线端插座202，204，非焊接的，弹性维持的绝缘沉降接线端位于其中。
初级连接件12合适于卡在壳体上并包含在插座部14内的引线。该引线越过初级和次级线圈建立电连接。
次级线轴400包含输入接线端402和相应的次级线轴输出接线端(图1中没示出)，该输出接线端位于次级线轴的下端处，在壳体的接线端套筒部16的区域内。在接线端套筒部16上滑动装配柔性橡胶防护罩18，该防护罩具有环圈20，该环圈将套筒部16卡夹住，桶部22适合于卡夹火花塞并与火花塞头以下述方式建立电连接。
现请参考图2，初级线轴的分总成200包含初级线轴206，该初级线轴具有围着其纵长轴线卷绕的初级线圈208。线轴206包含上沟道形头部210和下环部212。线轴包含矩形腔孔228，该矩形腔孔沿其纵轴线从一端到另一端延伸，并且其尺寸是可滑动装配T形钢层叠芯件300。线轴的上沟道部包含一对间隔开的侧壁214和在其一端的止挡壁216，该止挡壁延伸于侧壁之间。上沟道部包含三个定位凸起218，220，222(218和222没有示于此图中)。这些凸起的两个(218，220)位于各自的接线端插座202、204的底部。环形环224位于初级线轴的底处并且径向地从环凸伸一对相似的定位凸起226，该凸起226轴向地与线轴上部的接线端部202、204对齐。
滑动地接纳到初级线轴组件100内的T形芯件300包含在其一端的横杆件308，该横杆件在其下侧302斜削并且T形件另一端具有一斜削端或者斜面304。T形芯件是用冲压或模压杆柱306将一系列钢层片固定在一起。
磁性地装接到横杆部分上的是类似板状的永磁体310，永磁体在其上表面包含多个隆起312。每个隆起的高度或者长度等于或稍为超过由T形芯件和永久磁体填入C形芯件终端之间距离所决定的最大差别的积累间隙。由粘结结合的磁性材料实质上是低于充分密集的，它由稀土高能材料颗粒制成，诸如均匀地分散在粘合剂中的钕和钐，粘合剂诸如塑料或环氧树脂基体，在我们推荐的实施例中，钕颗粒分散在尼龙基体中，所以，得到的组成材料具有的磁通密度为4.2千高斯，而充分密集磁体具有的磁通密度为12千高斯。
初级线圈线轴200适合于容纳在筒形次级线圈的线轴400内。次级线圈线轴组件400包含一体的次级接线端部402和404，相似于非焊接的弹簧保持的绝缘接线端位于每个接线端部的端头内。三条纵向延伸的缝隙406、408、410围着次级线轴400的内圆筒表面设置。每条缝隙形成为开口而穿过圆筒面，围着次级线圈线轴件400的外圆周面上卷绕的线圈绕组412的一部分是暴露于筒形次级线轴的内部，线圈绕组412以其相应的端头连接到次级接线端部402、404的输入和输出上。缝隙406、408、410的尺寸以便分别接纳初级线轴组件的定位凸起218、220、222。于是，当初级线轴插入次级线轴中时，借助于每个定位凸起销入到限定位置，在次级线轴上初级线轴被唯一地定位。依靠线轴的上沟槽部倾斜的下侧进入到座落在次级线轴的边缘或唇部上，相对纵向定位被固定了。此外，次级线轴上的缝隙406、410在线轴的下侧处具有凸舌片418。当初级线轴的上沟槽部进入座落到次级线轴的唇上时，定位凸起226上的凸起232啮接凸舌片418，于是，初级线轴卡扣而定位。
塑料绝缘夹件102滑动地啮接到C形芯件100的敞口腔中，该夹件是由带有10％填充料的改良聚丙烯制成的，或者以其它合适材料制成。夹件的尺寸是使其侧壁紧紧地卡住C形芯件的外壁，如所示和下述那样。夹件的在线轴和芯之间夹件的介入缓和了芯的任何热膨胀效果。
带有夹件102的C形芯件100是从初级线轴沟槽形上头部内的敞开端插入的，这样，C形芯件的上终端104将进入到抵靠初级线轴的止挡壁216。同时，初级线轴组件内的T形芯件的斜面或倾斜端部304在C形件的另一终端108处沿相应C形芯件的斜面端部106线对线地接触。继续组装直到T形芯件抵靠C形芯件的止挡肩110为止。此外，设计的进入倾斜的斜面的提升程度还是被做成迫使T形芯件300和永磁体310进入与C形芯件100的另一终端部完全充分地接触，因此，实际上消除了在其它情况下可以存在于C形芯件和T形芯件之间的任何空气间隙。
依靠从永磁体上延伸的凸起312，在永磁体和T形芯件之间于一方面和C形芯件的端104上，某种程度的实质性接触经常能保证。这反过来又分别地保证了在另一端处，芯件300、100的越过内啮接斜面表面304、106的线接触。
芯以及初级和次级线轴是实质上滑动地啮接到壳体10中的，此后，包含维持弹簧24的套筒组件滑装到壳体的一端上，并且，初级连接件组件夹卡到壳体的相对端，这样，就如图1和2所示完成了芯组装件。
请见图3到图5，这里详示了次级线轴400和绕组组件。如同初级轴线，次级线轴是一体的模注塑料件，最好是用尼龙(nylon)或相似的材料制成。这是一般的筒形或管形，而内径尺寸是紧密地容纳初级线圈组件，并且包含多个长缝隙406、408、410。缝隙406、408、410能纵向地延伸穿过线轴400的长度，入口和出口端部402、404位于线轴的相应端处。线轴包含多条环形肋414形成分段凹槽以用来当线圈绕匝环圈地绕在线轴上时保持线圈线的定位。槽406、408、410适合于分别容纳初级线轴组件的定位凸起218、220、222，这是如前所解释的。
在组装所有元件之后，点火线圈组件置于真空环境中，线圈在2到2.5小时内被加热到120℃，以便清除捕集在绕线中的任何湿气，空气和油。诸如湿气或油的杂物会阻止进入绕线的包封材料的浸渍。当静止于真空环境中时，点火线圈组件是以包封材料充填的，真空防止了任何杂物或空气再次进入线圈。
填封材料从两个方向流入次级绕线412中，即从次级线轴400的外侧流入绕线412中和从次级线轴400的内侧朝向绕线412的外侧而流入。纵向缝隙提供了填封材料从次级线轴组件内侧流动的通路。当组件以填封材料充填时，填封材料径向地朝向中心流动，并且径向地从中心朝外流动，所以，次级绕线412的独立的绕线之间的空间间隔以填封材料充填了以便使其更好地握持在一起。填封材料可以是如环氧树脂的树脂材料。用这种方法浸渍绕线是如此之均匀不需要在绕线之间有附加的粘合手段(即粘接)并且线轴被方便地浸渍。这种以填封材料充填次级绕线412的方法粘附非常均匀分布的环氧树脂并使环氧树脂连续于绕线之内以及围着其外表面，而时间大为减少并且在该工艺过程中没有粘性或湿度的变化。这种新工艺的渗透时间被减小大约8小时。上述本发明中的缝隙尺寸，缝隙定位以及其它变化均没有超出本发明的范畴。这些变化都是本发明技术领域的技术人员能做到的。

Claims (11)

1、一种点火线圈组件，该点火线圈组件包含：
初级绕组组件(200)
次级绕组组件，它包含，
具有管形壁的线轴(400)，所述线轴具有由所述管形壁划定的内部和外部；
多个线圈绕组(412)卷绕在所述管形壁的外部；其特征是，初级绕组组件具有多个定位凸起(218，220，222)，
管形壁具有多条纵向延伸的缝隙(406，408，410)，该缝隙围着间隔开并延伸穿过管形壁的厚度，所述缝隙(406，408，410)被形成为使之容纳所述定位凸起(218，220，222)，
所述多个线圈绕组(412)是对所述缝隙并置的，
填充到所述次级绕组的填封材料，在所述管形壁中的所述缝隙允许所述填封材料穿过所述管形壁浸渍到所述次级绕组中。
2、如权利要求1所述点火线圈组件，其特征在于，其中，所述缝隙(406，408，410)被形成为使之唯一地定位所述初级绕组组件(200)于所述次级绕组组件(400)内。
3、如权利要求1或2所述线圈组件，其特征在于，其中，所述轴线(400)的外部包含多个分段的山凹。
4、如权利要求3所述线圈组件，其特征在于，其中，在线轴(400)的外部中的分段的山凹是由多条环形肋(414)形成的。
5、如权利要求3所述线圈组件，其特征在于，其中，线圈绕组(412)卷绕在分段的山凹内。
6、如权利要求1所述线圈组件，其特征在于，其中，缝隙(406，408，410)是围着线轴(400)的圆周均匀地间隔开的。
7、如权利要求1所述线圈组件，其特征在于，其中，有三条缝隙(406，408，410)。
8、如权利要求1所述线圈组件，其特征在于，其中，线轴(400)被形成为一整体件。
9、如权利要求1所述线圈组件，其特征在于，其中，填封材料包含环氧树脂。
10、一种形成如权利要求1所述线圈的方法，该方法包含的步骤为：
在线轴(400)的外部上的线绕组层以预定的厚度而产生线圈绕组(412)，
将具有线圈绕组(412)的线轴置于真空环境中以使之从线圈绕组中除去污物杂质，
以填封材料填充具有线圈绕组(412)的线轴(400)，
使填封材料穿过所述管形壁中的所述缝隙(406，408，410)从所述线圈绕组的外部流入线圈绕组(412)中，
借助于凸起(218，220，222)和缝隙(406，408，410)而将初级绕组组件(200)定位到次级绕组组件中。
11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包含加热具有线圈组件(412)的所述线轴(400)的步骤，在真空环境中加热所述具有线圈绕组(412)的所述线轴(400)到预定温度以使所述填封材料穿过所述绕组而均匀地分布。
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