CN109935457B - 用于内燃发动机的点火线圈 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种用于内燃发动机的点火线圈，其包括初级线圈、次级线圈、壳体、高压端子、电阻器和填充树脂。壳体具有壳体本体以及从壳体本体向下延伸的高压端子。高压端子压配在高压塔中以封闭其内部。电阻器装配在高压端子中。高压端子包括按压壁和非按压壁。按压壁压靠高压塔。非按压壁未压靠高压塔。电阻器装配在非按压壁中。该结构使施加在电阻器和高压塔上的压力最小化，以确保电阻器和高压塔的所需耐久程度。

Description

用于内燃发动机的点火线圈

技术领域

本公开总体上涉及一种用于内燃发动机的点火线圈。

背景技术

日本专利首次公开No.2006-269613教导了一种用于内燃发动机的点火线圈，其配备有初级线圈、磁性连接到初级线圈的次级线圈、用于消除由火花塞中的放电引起的噪声的电阻器、以及壳体。壳体包括壳体本体和圆柱形高压塔，该壳体本体中设置有初级线圈和次级线圈，该圆柱形高压塔从壳体本体向下延伸。

高压塔具有压配在其中的高压输出端子。高压输出端子在其上端部中形成凹部，电阻器压配在该凹部中。

如上述公开所教导的，点火线圈将整个高压输出端子压配在高压塔中。如上所述，电阻器压配在高压输出端子的凹部中。这可能导致由高压输出端子对电阻器和高压塔两者施加过度压力的风险，这导致关于电阻器和高压塔的耐久性降低的担忧。

发明内容

本公开的目的在于提供一种用于内燃发动机的点火线圈，其构造成减小作用在电阻器和高压塔上的压力。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于内燃发动机的点火线圈，包括：(a)彼此磁性耦合的初级线圈和次级线圈；(b)壳体，其包括壳体本体以及高压塔，在该壳体本体中设置有初级线圈和次级线圈，该高压塔为中空圆柱形状并从壳体本体向下延伸；(c)高压端子，其压配在高压塔中以封闭高压塔的内部，高压端子呈具有底部和面朝向上的上开口的中空圆柱形状；(d)电阻器，其装配在高压端子中；以及(e)填充树脂，其设置在壳体本体内部并气密地密封初级线圈和次级线圈。

高压端子包括按压壁和非按压壁，它们在竖直方向上彼此相邻地设置。按压壁压靠高压塔。非按压壁未压靠高压塔。

电阻器装配在非按压壁中。

如上所述，点火线圈具有高压端子，该高压端子具有占据其沿竖直方向延伸的长度的一部分的按压壁。按压壁压靠高压塔。高压端子在按压壁处压配在高压塔中，使得高压端子由高压塔所牢固地保持。高压端子还具有在竖直方向上与按压壁分立的非按压壁。电阻器4装配在非按压壁中。这使得由于将高压端子压配在高压塔中所引起并且作用在电阻器上的压力最小化。这使得压配在高压塔中的按压壁的长度能够沿竖直方向增加，这导致高压塔和高压端子之间的接触面积增加。因此，具有增大面积的按压壁能够承受由高压塔施加在高压端子上的压力，从而确保高压塔和高压端子的所需机械强度。此外，高压塔和高压端子之间的接触面积增加增强了高压塔和高压端子之间的气密密封程度，从而使填充树脂从壳体的泄漏最小化。

如上所述，电阻器装配在非按压壁中，而不是按压壁中，从而消除了增加高压端子的按压壁和电阻器的结构组合的机械强度的需要，这避免了从按压壁对高压塔施加很大的压力。

从上面的讨论中可以明显看出，点火线圈能够减小作用在电阻器和高压塔上的压力。

在本公开中，括号中的符号表示术语与稍后将讨论的实施例中描述的术语之间的对应关系，但是不仅限于本公开中涉及的部件。

附图说明

从下面给出的详细描述和本发明优选实施例的附图将更全面地理解本发明，然而，不应将本发明限制于特定实施例，而是只用于解释并且理解的目的。

在附图中：

图1是示出了第一实施例的用于内燃发动机的点火线圈的截面图；

图2是示出了图1中的点火线圈的电阻器周围的区域的放大图；

图3是示出了第一实施例中的高压端子和电阻器的局部截面图；

图4是示出了第一实施例中的高压端子和电阻器的平面图；

图5是示出了第一实施例中的高压端子的截面图；

图6是示出了第二实施例中的高压端子和电阻器的局部截面图；

图7是示出了第二实施例中的高压端子和电阻器的平面图；

图8是示出了第三实施例中的高压端子和电阻器的局部截面图；

图9是示出了第三实施例中的高压端子和电阻器的平面图；以及

图10是示出了第四实施例中的高压端子的局部截面图。

具体实施方式

下面将参照图1至图5描述根据第一实施例的用于内燃发动机的点火线圈1。

如图1清楚所示，点火线圈1包括初级线圈11、次级线圈12、壳体2、高压端子3、电阻器4和填充树脂5。初级线圈11和次级线圈12磁性耦合在一起。壳体2包括壳体本体21和中空筒形高压塔22，其中初级线圈11和次级线圈12设置在壳体本体21中，且中空筒形高压塔22从壳体本体21向下突出或延伸。高压端子3压配在高压塔22中以封闭高压塔22的内部。电阻器4装配在高压端子3中。填充树脂5设置在壳体本体21中并气密地密封初级线圈11、次级线圈12以及电阻器4。

如图2清楚所示，高压端子3具有沿竖直方向Z延伸的中空筒形周壁(即，侧壁)。高压端子3的周壁包括按压壁31以及在竖直方向Z上与按压壁31相邻的非按压壁32。这里所说的竖直方向Z是高压塔22的纵向方向。按压壁31占据高压端子3的周壁的一部分并放置成与高压塔22按压接触。非按压壁32占据高压端子3的周壁的另一部分并且没有压靠高压塔22或放置成部高压塔22不接触。电阻器4装配在非按压壁32中。

下面将详细描述点火线圈1的结构。

在本公开中，如上所述，竖直方向Z是高压塔22从壳体本体21突出所沿的方向。高压塔22沿竖直方向Z从壳体本体21突出的区域在下文中也称为下侧。相反侧也将在下文中称为上侧。“上”或“下”是为了方便起见而使用的，并不限于点火线圈1相对于竖直方向的定向。

在使用中，点火线圈1连接到安装在用于机动车辆或热电联产系统的内燃发动机中的火花塞并且用于向火花塞施加高电压。

如图1所示，初级线圈11和次级线圈12彼此同轴设置。初级线圈11沿其径向方向设置在次级线圈12内部。点火线圈1的诸如初级线圈11和次级线圈12的组成部件由填充树脂5气密地密封在壳体本体21中。填充树脂5是由环氧树脂制成。

壳体2由PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)树脂制成。如图1所示，壳体本体21向上开口，使得设置在壳体2内部的填充树脂5的上表面向上暴露至壳体本体21外部。

高压塔22具有中空筒状并且具有在竖直方向Z上延伸穿过其的通孔。高压塔22具有形成在其中的内周表面221。内周表面221包括沿竖直方向Z设置并且内直径彼此不同的部分。具体地，高压塔22的内周表面221包括下内塔表面221b和上内塔表面221a。下内塔表面221b在竖直方向Z上设置在上内塔表面221a下方。上内塔表面221a的内直径大于下内塔表面221b。高压塔22的内周表面221还包括位于下内塔表面221b和上内塔表面221a之间的内塔肩部221c。

如图1和图2所示，高压端子3压配在高压塔22的上内塔表面221a中。如图2、图3和图5清楚所示，高压端子3具有给定长度，其包括上筒部33、下筒部34、底部35以及连接筒部36。上筒部33呈沿竖直方向Z延伸的中空筒状。下筒部34的直径小于上筒部33。下筒部34沿竖直方向Z延伸并位于上筒部33下方。下筒部34呈沿竖直方向Z延伸的中空筒状。底部35封闭下筒部34的下端部。连接筒部36在上筒部33的下端部和下筒部34的上端部之间延伸或连接。连接筒部36向下逐渐变细以具有随着接近下筒部34的上端部而减小的直径。

如图2所示，高压端子3具有压配在高压塔22的上内塔表面221a上的上筒部33。换句话说，上筒部33构成按压壁31。连接筒部36、下筒部34和底部35构成非按压壁32。上筒部33使其整个周向压靠上内塔表面221a。高压端子3用作阻塞件或塞子以阻止填充树脂5从高压塔22向下泄漏。

尽管未示出，但是高压塔22的上内塔表面221a具有接触高压端子3的连接筒部36的定位部。具体地，定位部由突起实现，该突起形成在高压塔22的内表面上并且在高压端子3的下筒部34和上筒部33之间沿高压塔22的径向方向凸出。这种布局避免了当将高压端子3从高压塔22上方压配在高压塔22的上内塔表面221a内部时下筒部34与定位部物理干涉并且还实现了连接筒部36与定位部在竖直方向Z上的机械干涉，从而在竖直方向Z上将高压端子3相对于高压塔22进行定位。定位部可以成形为沿竖直方向Z连续地延伸到高压塔22的内塔肩部221c，但也可以可替代地制成另一种构造。定位部可以形成在高压塔22的内周表面221的周向部分上，或者可替代地成形为沿着高压塔22的内周表面221的整个周向延伸。替代定位部，高压端子3相对于高压塔22在竖直方向Z上的定位可以以另一种方式实现。

如图2至图5所示，构成非按压壁32的下筒部34具有形成在其内周表面上的多个内突起341。内突起341从下筒部34的内周表面向内凸出并且放置成与电阻器4的外周表面接触。内突起341中的每个的横截面为半球形。如图4所示，内突起341在高压端子3的周向方向上彼此远离地设置。具体地，内突起341定位在高压端子3的内周边上的三个位置处并且在高压端子3的周向方向上彼此等间隔地定位。为了简化图示，图5部分地表示内突起341。内突起341在竖直方向Z上全部位于相同水平处，换句话说，在高压端子3的周向方向上彼此对齐。

如图2和图4所示，电阻器4压配在下筒部34中。具体地，如图4所示，电阻器4压配在下筒部34的所有内突起341上。

如图2和图3所示，电阻器4包括电阻器本体41以及设置在电阻器本体41的上端部和下端部上的一对电极帽42。电阻器本体41由筒形陶瓷形成，但是可以设计成另一种构造。例如，电阻器本体41可以由绕线制成。电阻器本体41成形为在竖直方向Z上具有保持恒定的外直径。电极帽42各自通过将金属板压制成杯件而制成。电阻器4具有上端部部分和下端部部分，电极帽42装配在该上端部部分和下端部部分上并且上端部部分和下端部部分的外直径大于其其余部分的外直径。如图2至图4所示，电阻器4在电极帽42中的较低一个电极帽处压配在高压端子3的下筒部34中，使得电阻器4压靠高压端子3的所有内突起341。电阻器4具有底表面，该底表面放置成与高压端子3的底部35的上表面接触。

如图3所示，电阻器4具有主要部分，该主要部分是除去下电极帽42压配在高压端子3的内突起341上的部分及其接触高压端子3的底部35的下端部以外的部分并且该主要部分通过空气间隙面向高压端子3的内周表面。例如，构成按压壁31的上筒部33的内直径大于电阻器4的外直径，从而在电阻器4和按压壁31之间产生空气间隙。

位于电阻器4的主要部分和高压端子3的内周边之间的上述空气间隙用树脂5填充。电阻器4的主要部分的至少整个周向由填充树脂5所覆盖。在该实施例中，包括电极帽42的电阻器4的整个周向被填充树脂5所覆盖。

如图2和图3所示，上筒部33具有在竖直方向Z上位于电阻器4的上电极帽42的下方并且远离电阻器4的上电极帽42的上端部。具体地，上筒部33的上端部在上筒部33的径向方向上位于电阻器本体41的长度的中间部分附近，从而在电阻器4的上电极帽42和高压端子3之间形成空气间隙。

电阻器4的下电极帽42通过高压端子3电连接到火花塞(未示出)。如图1清楚所示，电阻器4的上电极帽42通过连接器端子13电连接到次级线圈12。电阻器4用于使从联接到点火线圈1的火花塞流出的噪声电流最小化。

如图1所示，点火线圈1的组成部件包括中心芯14、外芯15、点火器16、磁体17、初级绕线管18以及次级绕线管19。中心芯14设置在初级线圈11和次级线圈12内部并由软磁材料制成。外芯15在垂直于竖直方向Z的方向上围绕初级线圈11和次级线圈12并且由软磁材料制成。点火器16用于对初级线圈11进行供电或断电。磁体17向中心芯13施加磁偏置以增强来自点火线圈1的输出电压并在初级线圈11断电时增加磁通量的变化以增加在次级线圈12处产生的电压。初级绕线管18具有围绕其缠绕的初级线圈11并由树脂制成。次级绕线管19具有围绕其缠绕的次级线圈12并由树脂制成。

下面将描述该实施例的操作和有益优点。

本实施例中的点火线圈1具有高压端子3，该高压端子3使其长度的一部分(即，按压壁31)压靠高压塔22。高压端子3在按压壁31处压配在高压塔22中，使得高压端子3由高压塔22牢固地保持。高压端子3具有在竖直方向Z上与按压壁31分立的非按压壁32。电阻器4装配在非按压壁32中。这使得由于将高压端子3压配在高压塔22中所产生并作用在电阻器4上的压力最小化。这使得按压壁31压配在高压塔22中的长度能够沿竖直方向Z增加，这导致高压塔22和高压端子3之间的接触面积增加。因此，面积增加的按压壁31能够承受由高压塔22施加在高压端子3上的压力，从而确保高压塔22和高压端子3之间的所需机械强度。此外，高压塔22和高压端子3之间的增加的接触面积提高了高压塔22和高压端子3之间的气密密封程度，从而使填充树脂5从壳体2的泄漏最小化。

如上所述，电阻器4装配在非按压壁32中，而不是按压壁31中，从而消除了增加高压端子3的按压壁31和电阻器4的结构组合的机械强度的需要，从而避免了按压壁31施加在高压塔22上的大程度压力。

按压壁31的内直径大于电阻器4的外直径，从而防止按压壁31与电阻器4物理干涉，该物理干涉将在电阻器4和按压壁31之间产生应力。

如上所述，高压端子3由上筒部33、连接筒部36、下筒部34和底部35构成。上筒部33构成按压壁31。电阻器4装配在下筒部34中。这使得如上所述有助于降低作用在电阻器4和高压塔22上的压力的高压端子3能够成形为简单形式，从而提高高压端子3的生产率。

如上所述，非按压壁32具有形成在其内周边上的内突起341。内突起341向内凸出并且放置成与电阻器4的外周边直接接触，从而减小将电阻器4压配到高压端子3中所需的压力并确保高电压端子3和电阻器4之间的导电稳定性。

从以上讨论中可以明显看出，该实施例中的点火线圈1能够减小作用在电阻器4和高压塔22上的压力。

第二实施例

图6和图7示出了根据第二实施例的高压端子3，其具有在竖直方向Z上彼此偏移的多个内突起341。

具体地，如图7所示，高压端子3具有六个内突起341，这些内突起341在高压端子3的周向方向上彼此等间隔地设置。如图6清楚所示，该实施例的高压端子3具有两个阵列：内突起341的上阵列和下阵列。具体地，上阵列包括三个内突起341，其在下文中也将称为上内突起341a。下阵列包括三个内突起341，其在下文中也将称为下内突起341b。上阵列和下阵列在竖直方向Z上彼此远离地设置。

如图6清楚所示，上内突起341a和下内突起341b在高压端子3的周向方向上交替设置。如图6所示，上内突起341a设置在中心线M的上侧，而下内突起341b设置在中心线M的下侧。中心线M限定为沿垂直于竖直方向Z的方向延伸并穿过高压端子3的中间，该中间位于在竖直方向Z上彼此相反的上端部和下端部之间。

其他设置与第一实施例中的设置相同。

在第二实施例和以下实施例中，除非另有说明，否则与第一或前述实施例中所采用的相同或相似的附图标记表示相同或相似的部分。

第二实施例提供与第一实施例中基本相同的其他有益优点。

如上所述，该实施例的高压端子3配备有多个内突起341阵列，这些内突起341在竖直方向Z上彼此远离地设置，从而使电阻器4相对于电阻器4的不期望移动最小化。换言之，高压端子3在沿竖直方向Z彼此远离定位的多个点处牢固地保持电阻器4，从而确保电阻器4到高压端子3的固定稳定性。

第三实施例

图8和图9示出了根据第三实施例的高压端子3。

高压端子3具有形成在其内周表面上的非接触突起342。非接触突起342在高压端子3的径向方向上向内凸出并且放置成与电阻器4的外周边非接触。

非接触突起342在竖直方向Z上与内突起341中的至少一个偏移。

如图9所示，非接触突起342在高压端子3的周向方向上彼此等间隔地设置在三个位置处。所有非接触突起342在周向方向上与所有内突起341偏移。非接触突起342和内突起341在周向方向上交替设置。所有非接触突起342和所有内突起341在高压端子3的周向方向上彼此等间隔地定位。

如图8所示，内突起341在竖直方向Z上全部设置在高压端子3的中心线M上方。中心线M以与图6中所讨论的相同方式进行定义。内突起341在竖直方向Z上都位于相同水平。换句话说，内突起341全部在高压端子3的周向方向上彼此对齐。非接触突起342在竖直方向Z上全部设置在中心线M下方。非接触突起342在竖直方向Z上都位于相同水平。换句话说，非接触突起342全部在高压端子3的周向方向上彼此对齐。

如图8和图9所示，非接触突起342的形状与内突起341的形状相似，但是，非接触突起342在高压端子3的径向方向上凸出的程度小于内突起341在高压端子3的径向方向上凸出的程度。换言之，非接触突起342在高压端子3的径向方向上具有位于内突起341的内切圆外侧的顶点。

其他设置与第一实施例中的设置相同。

如上所述，该实施例的高压端子3配备有向内凸出并远离电阻器4的外周边定位的非接触突起342。非接触突起342在竖直方向Z上与内突起341中的至少一个偏移。在电阻器4相对于高压端子3倾斜时，非接触突起342用于实现电阻器4的外周边与非接触突起342的物理干涉，从而使电阻器4的这种倾斜最小化。

第三实施例提供与第一实施例中基本相同的有益优点。

第四实施例

图10示出了根据第四实施例的高压端子3，其与第三实施例的非接触突起342的构造不同。

具体地，非接触突起342中的每个形成为细长形状并且从高压端子3的内周边向内凸出。非接触突起342中的每个具有沿竖直方向Z延伸的长度。更具体地，非接触突起342中的每个从高压端子3的底部35沿竖直方向Z延伸到下筒部34的大致中间。

其他设置与第三实施例中的设置相同。

第四实施例提供与第三实施例中基本相同的有益优点。

虽然已经根据优选实施例公开了本发明以便于更好地理解本发明，但是应该理解，在不脱离本发明原理的情况下，本发明可以以各种方式实施。因此，本发明应该被理解为包括对所示实施例的所有可能实施例和修改，这些实施例和修改可以在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的原理的情况下实施。

例如，第一至第四实施例中的内突起341可以与第四实施例中的非接触突起342一样成形为具有在竖直方向Z上伸长的长度。第一至第四实施例中的连接筒部36设计成具有向下减小的直径，但是然而，替代该连接筒部36，高压端子3可以替代地成形为具有连接在上筒部33的下端部和下筒部34的上端部之间并且基本上垂直于竖直方向Z延伸的肩部。在这种情况下，高压塔22可以具有形成在其内周边上可在竖直方向Z上与高压端子3的肩部接触的内肩部，从而使高压端子3相对于高压塔22在竖直方向Z上的位置变化最小化。连接筒部36可替代地为弯曲的。

Claims (6)

1.一种用于内燃发动机的点火线圈，包括：

彼此磁性耦合的初级线圈(11)和次级线圈(12)；

壳体(2)，其包括：壳体本体(21)，其中设置有所述初级线圈和所述次级线圈；以及高压塔(22)，其为中空筒状并从所述壳体本体向下延伸；

高压端子(3)，其压配在所述高压塔中以封闭所述高压塔的内部，所述高压端子呈具有底部以及面朝向上的上开口的中空筒状；

电阻器(4)，其装配在所述高压端子中；以及

填充树脂(5)，其设置在所述壳体本体内部并气密地密封所述初级线圈和所述次级线圈，

其中，所述高压端子包括在竖直方向(Z)上彼此相邻设置的按压壁(31)以及非按压壁(32)，所述按压壁压靠所述高压塔，所述非按压壁不压靠所述高压塔，以及

其中，所述电阻器装配在所述非按压壁中，

其中，所述高压端子具有沿所述竖直方向延伸的长度并包括上筒部(33)、下筒部(34)、底部(35)和连接筒部(36)，所述上筒部是中空筒状，所述下筒部的直径小于所述上筒部并且在所述竖直方向上在下方延伸，所述底部封闭所述下筒部的下端部，所述连接筒部连接在所述上筒部的下端部和所述下筒部的上端部之间，并且其中，所述上筒部构成所述按压壁，所述连接筒部、所述下筒部和所述底部构成所述非按压壁，所述电阻器装配在所述下筒部中。

2.根据权利要求1所述的用于内燃发动机的点火线圈，其中，所述按压壁的内直径大于所述电阻器的外直径。

3.根据权利要求1或2所述的用于内燃发动机的点火线圈，其中，所述非按压壁在其内周表面上形成有内突起(341)，所述内突起向内隆起并放置成与所述电阻器的外周表面接触。

4.根据权利要求3所述的用于内燃发动机的点火线圈，其中，所述高压端子在其内周表面上形成有沿所述高压端子的周向方向设置的所述内突起，并且其中，所述内突起位于所述高压端子的所述内周表面上的多个位置处并且沿所述竖直方向设置。

5.根据权利要求3所述的用于内燃发动机的点火线圈，其中，所述高压端子在其内周表面上形成有非接触突起(342)，所述非接触突起向内隆起并且放置成与所述电阻器的所述外周表面非接触，并且其中，所述非接触突起在所述竖直方向上与所述内突起中的至少一个偏移。

6.根据权利要求4所述的用于内燃发动机的点火线圈，其中，所述高压端子在其内周表面上形成有非接触突起(342)，所述非接触突起向内隆起并且放置成与所述电阻器的所述外周表面非接触，并且其中，所述非接触突起在所述竖直方向上与所述内突起中的至少一个偏移。