CN109716460B - 点火线圈 - Google Patents

Abstract

在点火线圈中具有：中央铁芯(30)；初级线圈(10)，初级线圈(10)卷绕于中央铁芯(30)的周围；次级线圈(20)，次级线圈(20)卷绕于初级线圈(10)的周围；侧铁芯(70)，侧铁芯(70)配置于次级线圈(20)的周围，并且与中央铁芯(30)耦合而形成闭合磁路；外壳(50)，外壳(50)收容中央铁芯(30)、初级线圈(10)、次级线圈(20)和侧铁芯(70)；以及绝缘树脂(60)，绝缘树脂(60)填充于外壳(50)内，侧铁芯(70)形成有宽幅部(70b)和窄幅部(70a)，宽幅部(70b)的从中央铁芯(30)朝向侧铁芯(70)的方向的宽度宽，窄幅部(70a)的宽度比宽幅部(70b)的宽度窄，窄幅部(70a)设置于高压侧。

Description

点火线圈

技术领域

本发明涉及一种点火线圈，该点火线圈例如安装于内燃机，将高电压供给至火花塞而产生火花放电。

背景技术

例如，如专利文献1所示的那样，在内燃机用的点火线圈中，在中央铁芯的外周卷绕初级线圈和次级线圈，在初级线圈和次级线圈的外侧配置侧铁芯而构成闭合磁路。上述构件收容于树脂制的绝缘外壳内，进一步地，在外壳内的空间填充有环氧树脂等绝缘材料而保持绝缘。此外，为了缓解冷热应力，通过弹性构件将铁芯的周围包覆。然而，在通过弹性构件包覆整个侧铁芯的情况下，点火线圈的尺寸会变大。因此，在专利文献1所记载的点火线圈中，将包覆侧铁芯的弹性构件的外周面去除以实现点火线圈的小型化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平5-109554号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

近年来，开发了一种增大内燃机的压缩比而实现燃料效率的提高的车辆，在增大压缩比的情况下，需要提高点火线圈的输出电压。此外，在点火线圈的与次级线圈相对的侧铁芯处会产生与次级线圈的产生电压相应的电压。因此，如专利文献1中所记载的点火线圈那样，在侧铁芯的高压侧的周围未设置绝缘材料的包覆件的情况下，若使输出电压高电压化，则可能在点火线圈周边的地面放电。

本发明是为了解决上述技术问题而形成的，其目的在于获得一种点火线圈，即使在使输出电压高电压化的情况下，也能够在不增大尺寸的情况下抑制外部放电。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的点火线圈具有：中央铁芯；初级线圈，所述初级线圈卷绕于中央铁芯的周围；次级线圈，所述次级线圈卷绕于初级线圈的周围；侧铁芯，所述侧铁芯配置于次级线圈的周围，并且与中央铁芯耦合而形成闭合磁路；外壳，所述外壳收容中央铁芯、初级线圈、次级线圈和侧铁芯；以及绝缘树脂，所述绝缘树脂填充于外壳内，在侧铁芯形成有宽幅部和窄幅部，所述宽幅部的从中央铁芯朝向侧铁芯的方向的宽度宽，所述窄幅部的所述宽度比所述宽幅部的所述宽度窄，窄幅部设置于所述侧铁芯的高压侧。

发明效果

根据本发明的点火线圈，能够获得这样一种点火线圈，通过在侧铁芯的高压侧形成从中央铁芯朝向侧铁芯的方向的宽度变窄的窄幅部，即使在使输出电压高电压化的情况下，也能够在不增大尺寸的情况下抑制外部放电。

附图说明

图1是表示本发明实施方式一的点火线圈的图。

图2是沿图1的点火线圈的Ⅱ-Ⅱ线的剖视图和局部放大图。

图3是沿图1的点火线圈的Ⅲ-Ⅲ线的剖视图和局部放大图。

图4是表示本发明实施方式二的点火线圈的图。

图5是沿图4的点火线圈的Ⅴ-Ⅴ线的剖视图。

图6是沿图4的点火线圈的Ⅵ-Ⅵ线的剖视图。

图7是表示本发明实施方式三的点火线圈的图。

图8是表示本发明实施方式四的点火线圈的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的点火线圈的实施方式进行说明。

实施方式一

图1是表示本发明实施方式一的点火线圈的结构图。此外，图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线的剖视图及其局部放大图，图3是沿图1的Ⅲ-Ⅲ线的剖视图及其局部放大图。

如图1和图2所示，在实施方式一的点火线圈中，在外壳50内设置有卷装于初级线圈用绕线管12的初级线圈10。在初级线圈10的外侧设置有次级线圈用绕线管22，在该次级线圈用绕线管22卷装有匝数例如是初级线圈10的匝数的100倍的次级线圈20。在筒状的初级线圈用绕线管12贯穿有与初级线圈10及次级线圈20磁耦合的I型中央铁芯30。该中央铁芯30与围住初级线圈10和次级线圈20的C型侧铁芯70形成闭合磁路。点火线圈由上述初级线圈10、初级线圈用绕线管12、次级线圈20、次级线圈用绕线管22、中央铁芯30以及侧铁芯70构成。此外，在图1中均用箭头标记的L和H分别表示点火线圈的低压侧和高压侧。

如图1所示，在点火线圈的外壳50内，在外壳50的内壁侧面与侧铁芯70之间配置有IC 90。如图2和图3所示，在外壳50内填充并固化有作为热固性环氧树脂的绝缘树脂60，在图1中，为了便于理解配置于外壳50内部的各部件的结构，去除了填充于外壳50内的绝缘树脂60。

在上述结构的点火线圈中，根据来自电子控制单元的驱动信号，IC 90对在初级线圈10中流动的初级电流的通电、切断进行控制。根据上述驱动信号，若在内燃机的规定的点火时期切断在初级线圈10中流动的初级电流，则在初级线圈10产生反电动势，在次级线圈20产生高电压。此外，所产生的高电压被施加至配置于图1的高压侧的、未图示的火花塞。

图2表示点火线圈的高压侧的剖视图。侧铁芯70由多个电磁钢板构成，并且在图2所示的Y方向上层叠。如图2所示，在侧铁芯70的高压侧设置有与层叠方向正交的X方向的宽度形成为Wa的窄幅部70a。

如图2的放大图所示，窄幅部70a的与次级线圈20相对的面由通过弹性构件40形成的包覆件401覆盖，窄幅部70a的层叠方向的上部和下部分别由通过弹性构件40形成的包覆件402和403覆盖。此外，窄幅部70a的位于与次级线圈20相对的面相反一侧的面由通过弹性构件40形成的包覆件404覆盖。这样，在周围被弹性构件40覆盖的侧铁芯70与外壳50之间进一步填充有绝缘树脂60。

图3表示点火线圈的低压侧的剖视图。如图3所示，在侧铁芯70的低压侧设置有与层叠方向正交的X方向的宽度形成为Wb的宽幅部70b。在此，Wa<Wb。与窄幅部70a相同的是，宽幅部70b的与次级线圈20相对的面以及层叠方向的上部和下部分别由通过弹性构件40形成的包覆件401、402和403覆盖。与高压侧不同的是，宽幅部70b的位于与次级线圈20相对的面相反一侧的面未设置有包覆件404，而是仅通过绝缘树脂60绝缘。由于低压侧的电压较低，因此，即使不设置包覆件404，也不会向周围放电。

由层叠钢板构成的侧铁芯70在图1所示的宽幅部70b的铆接部70c处实施了铆接。在此，在宽幅部70b实施铆接是为了通过因铆接而使电磁钢板产生的应变来抑制侧铁芯70的性能降低。

这样，根据实施方式一的点火线圈，将侧铁芯70的高压侧的宽度设得较窄以作为窄幅部70a，通过弹性构件40包覆该窄幅部70a的周围，并进一步在该弹性构件40与外壳50之间填充绝缘树脂60，因此，即使在侧铁芯70引发高电压，也不会向外部放电。此外，对于侧铁芯70的低压侧而言，由于不可能向外部放电，因而未通过弹性构件40包覆外壳50侧，而是仅通过填充于该侧铁芯70的低压侧与外壳50之间的绝缘树脂60绝缘，因此，点火线圈的低压侧的尺寸不会变大。

实施方式二

图4是表示本发明实施方式二的点火线圈的结构图。此外，图5是沿图4的Ⅴ-Ⅴ线的剖视图，图6是沿图4的Ⅵ-Ⅵ线的剖视图。如图4至图6所示，除了侧铁芯71和弹性构件41的形状不同以外，实施方式二的点火线圈与实施方式一的点火线圈具有相同的结构。另外，与图1相同的是，在图4中，为了便于理解配置于外壳50内部的各部件的结构，去除了填充于外壳50内的绝缘树脂60。

在实施方式二中，侧铁芯71的窄幅部71a与宽幅部71b之间如图4所示那样形成为X方向的宽度逐渐变化。此外，如图5所示，作为通过弹性构件41包覆的替代，在侧铁芯71的宽幅部71a与外壳50之间将绝缘树脂60的层设置得较厚并绝缘。

弹性构件41是热塑性树脂，在高温下会融解并变为液体状，并且会在温度降低的同时固化。因此，在利用弹性构件41在侧铁芯71的周围形成包覆件的情况下，需要将在高温下熔融的弹性构件41注入沿包覆件的形状制作而成的模具的腔室内，并使上述熔融的弹性构件41冷却并固化。

然而，由于熔融的弹性构件41的流动性较差，因此，在包覆件的形状较薄且在模具的腔室中不具有充分的间隙的情况下，弹性构件41不容易流动至腔室的角落。因此，在将弹性构件41的包覆件成型于侧铁芯71的周围的情况下，需要使包覆件具有一定以上的厚度。

另一方面，由环氧树脂构成的绝缘树脂60是热固性树脂，在常温下呈现流动性良好的液体状，通过高温加热会固化。因此，即使在较窄的空间中，绝缘树脂60也能够在常温下注入至角落。

因此，由于外壳50与侧铁芯71的距离较短，因而在间隙较窄而无法将弹性构件41的包覆件设置得较厚的情况下或者在包覆件的形状较复杂的情况下，与形成弹性构件41的包覆件相比，将流动性良好的绝缘树脂60填充于间隙能够高效地形成绝缘层。此外，在将绝缘树脂60填充于外壳50内而形成绝缘层的情况下，由于形成有与所填充的空间的大小相应的绝缘层，因此，通过根据侧铁芯71中产生的电压来设定所填充的空间的大小，从而能够形成所需厚度的绝缘层。

这样，根据实施方式二的点火线圈，不在侧铁芯70的窄幅部71a形成弹性构件41的包覆件，而是利用绝缘树脂60，能够在窄幅部71a与外壳50之间形成具有所需厚度的绝缘层。

实施方式三

图7是表示本发明实施方式三的点火线圈的图。如图7所示，在实施方式三中，将侧铁芯72的宽幅部72b分割，在分割后的宽幅部72b之间插入并耦合有板状的磁体80。此外，将侧铁芯72的窄幅部72a的XY平面上的截面积设为中央铁芯30的XY平面上的截面积的80％以上。至于其它的结构，与实施方式一相同。这样，根据实施方式三的点火线圈，能够在不增大点火线圈的外形的情况下利用大型的磁体80来使点火线圈高输出化。

另外，在实施方式三中，通过弹性构件42包覆侧铁芯72的窄幅部72a的周围，不过，如实施方式二所述，也可在窄幅部72a与外壳50之间设置绝缘树脂60的层。

实施方式四

图8是表示本发明实施方式四的点火线圈的图。如图8所示，在实施方式四中，在侧铁芯73的窄幅部73a与宽幅部73b之间插入并耦合有板状的磁体81。至于其它的结构，与实施方式一相同。

如图8所示，在实施方式四中，将磁体81倾斜地插入以使低压侧的面朝向外壳50侧。在图8中，从中央铁芯30流向侧铁芯73的磁通的方向为逆时针，如图8所示，通过沿磁通的方向插入磁体81，磁通的流动会变顺畅。

这样，在实施方式四中，通过将板状的磁体81沿磁通的流动方向倾斜地插入窄幅部73a与宽幅部73b之间，能够利用大型的磁体81使点火线圈高输出化。此外，由于大型的磁体81的正反整个表面与侧铁芯73的截面抵接，因此，能够更有效地将磁体81的磁通施加至侧铁芯73。

另外，在实施方式四中，通过弹性构件43包覆侧铁芯73的窄幅部73a的周围，不过，如实施方式二所述，也可在窄幅部73a与外壳50之间设置绝缘树脂60的层。

此外，在实施方式一～四中，将侧铁芯70～73的形状设为C型，但不限于此，例如也可设为O型。

符号说明

10 初级线圈；

12 初级线圈用绕线管；

20 次级线圈；

22 次级线圈用绕线管；

30 中央铁芯；

40～43 弹性构件；

401～404 包覆件；

50 外壳；

60 绝缘树脂；

70～73 侧铁芯；

70a～73a 窄幅部；

70b～73b 宽幅部；

70c 铆接部；

80、81 磁体；

90 IC。

Claims (14)

1.一种点火线圈，具有：

中央铁芯；

初级线圈，所述初级线圈卷绕于所述中央铁芯的周围；

次级线圈，所述次级线圈卷绕于所述初级线圈的周围；

侧铁芯，所述侧铁芯配置于所述次级线圈的周围，并且与所述中央铁芯耦合而形成闭合磁路；

外壳，所述外壳收容所述中央铁芯、所述初级线圈、所述次级线圈和所述侧铁芯；以及

绝缘树脂，所述绝缘树脂填充于所述外壳内，

所述点火线圈的特征在于，

在所述侧铁芯形成有宽幅部和窄幅部，所述宽幅部的从所述中央铁芯朝向所述侧铁芯的方向的宽度宽，所述窄幅部的所述宽度比所述宽幅部的所述宽度窄，

所述窄幅部设置于所述侧铁芯的高压侧，

所述窄幅部的与所述外壳相对的面位于比所述宽幅部的与所述外壳相对的面更靠所述侧铁芯的与所述次级线圈相对的面的位置处。

2.如权利要求1所述的点火线圈，其特征在于，

在所述窄幅部的面对所述外壳的面与所述外壳之间填充有所述绝缘树脂。

3.如权利要求1所述的点火线圈，其特征在于，

所述侧铁芯的与所述次级线圈相对的面以及与所述次级线圈相对的面的两个侧面通过弹性构件包覆，

所述侧铁芯的所述窄幅部的周围通过所述弹性构件包覆。

4.如权利要求1至3中任一项所述的点火线圈，其特征在于，

所述侧铁芯通过层叠的多个电磁钢板形成，

多个所述电磁钢板通过施加于所述宽幅部的铆接而固接。

5.如权利要求1至3中任一项所述的点火线圈，其特征在于，

所述窄幅部在所述初级线圈的卷绕方向上的截面积是所述中央铁芯在所述初级线圈的卷绕方向上的截面积的80％以上。

6.如权利要求4所述的点火线圈，其特征在于，

所述窄幅部在所述初级线圈的卷绕方向上的截面积是所述中央铁芯在所述初级线圈的卷绕方向上的截面积的80％以上。

7.如权利要求1至3中任一项所述的点火线圈，其特征在于，

所述宽幅部被分割成多个，

分割成所述多个的所述宽幅部通过磁体耦合。

8.如权利要求4所述的点火线圈，其特征在于，

所述宽幅部被分割成多个，

分割成所述多个的所述宽幅部通过磁体耦合。

9.如权利要求5所述的点火线圈，其特征在于，

所述宽幅部被分割成多个，

分割成所述多个的所述宽幅部通过磁体耦合。

10.如权利要求6所述的点火线圈，其特征在于，

所述宽幅部被分割成多个，

分割成所述多个的所述宽幅部通过磁体耦合。

11.如权利要求1至3中任一项所述的点火线圈，其特征在于，

所述侧铁芯被分割成所述窄幅部和所述宽幅部，

所述窄幅部与所述宽幅部通过板状的磁体耦合，

所述板状的磁体在所述窄幅部与所述宽幅部之间以低压侧的面朝向所述外壳一侧的方式倾斜地配置。

12.如权利要求4所述的点火线圈，其特征在于，

所述侧铁芯被分割成所述窄幅部和所述宽幅部，

所述窄幅部与所述宽幅部通过板状的磁体耦合，

所述板状的磁体在所述窄幅部与所述宽幅部之间以低压侧的面朝向所述外壳一侧的方式倾斜地配置。

13.如权利要求5所述的点火线圈，其特征在于，

所述侧铁芯被分割成所述窄幅部和所述宽幅部，

所述窄幅部与所述宽幅部通过板状的磁体耦合，

所述板状的磁体在所述窄幅部与所述宽幅部之间以低压侧的面朝向所述外壳一侧的方式倾斜地配置。

14.如权利要求6所述的点火线圈，其特征在于，

所述侧铁芯被分割成所述窄幅部和所述宽幅部，

所述窄幅部与所述宽幅部通过板状的磁体耦合，

所述板状的磁体在所述窄幅部与所述宽幅部之间以低压侧的面朝向所述外壳一侧的方式倾斜地配置。

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