CN203588829U - 一种卷绕成型笔式点火线圈铁芯 - Google Patents

Abstract

本专利是用卷绕成型方式生产的笔杆式铁芯，包括有无芯轴卷绕和有芯轴卷绕两种结构型式，本专利结构与现有多片叠装式铁芯结构对比，有如下的优点：现有叠装结构的每个叠片都由冲裁而成，冲裁面有冷作硬化，降低导磁性能。本专利铁芯由整片卷绕，无冷作硬化。可提高点火线圈性能。导磁的有效截面大，现有叠装结构的每个叠片为矩形，与外接圆之间有缝隙。此例铁芯有效导磁截面为92.86％。本专利中，有芯轴卷绕成型铁芯的有效导磁面积100％，无芯轴卷绕成型铁芯有效导磁面积为94％。可提高点火线圈性能。材料利用率提高，现有叠装结构材料利用率为61.4％左右，本专利铁芯生产无切下的废料，材料利用率为100％。

Description

一种卷绕成型笔式点火线圈铁芯

技术领域

本实用新型涉及一种笔杆式点火线圈铁芯的成型结构，属于汽车发动机技术领域。

背景技术

内燃机点火系统所用的电感储能式笔式点火线圈，线圈由电路和磁路两部分组成。电路有初级和次级绕组。在线圈的磁路中，有一个细长笔杆式的铁芯。初级绕组通以电流后在磁路中储存磁能，磁能在瞬间释放时，在次级绕组(次级匝数>>初级匝数)中产生高电压，通过火花塞，给内燃机气缸点火。笔杆式铁芯目前的制造方式为用相同长度，不同宽度的硅钢片，叠装铆合组成圆棒形笔杆式铁芯。如附图1和2所示。此种铁芯大多用级进模冲制。铁芯冲制时，材料排样见附图3，封闭图形为冲下构成成品的部分，其余为冲裁废料。材料利用率为61.4％。此例铁芯由22冲片组成，每冲裁22次，才能生产一只铁芯。现代汽车用内燃机所用点火线圈，有多种结构型式，采用笔式线圈已成为主流。我国年产1000多万辆汽车，如果都按4缸机计算，就需4000万只笔式点火线圈。再加上维修市场，所需量就更大了。因此，提高笔杆式铁芯的生产技术，提高材料利用率和生产效率，就十分必要了。

发明内容

本专利是用卷绕成型方式生产新型笔杆式铁芯结构，将硅钢片裁成宽等于铁芯长度，长等于卷绕铁芯展开长度的方片。有两种卷绕结构。一种是加一个φ3的细芯轴，芯轴材料用08钢，芯轴长度等于铁芯长度。将芯轴与裁好的硅钢片一端，用激光焊接，然后滚动卷绕。第二种方式是将裁好的硅钢片一端用冲压卷圆的方式卷成圆筒，以此圆筒为基础滚动卷绕。

本专利结构与现有叠装结构铁芯对比，有如下的优点：

1)改善导磁性能

现有叠装结构的铁芯每个叠片都由冲裁而成，冲裁面有冷作硬化，降低导磁性能大约5％左右。本专利笔杆式铁芯由整片卷绕成型，无冷作硬化。可提高点火线圈性能。

2)导磁的有效截面大

现有叠装结构的铁芯每个叠片为矩形，与外接圆之间有缝隙。此例铁芯有效导磁截面为92.86％。本专利中，有芯轴卷绕成型笔杆式铁芯的有效导磁面积100％，无芯轴卷绕成型笔杆式铁芯有效导磁面积为94％。可提高点火线圈性能。

3)材料利用率提高

现有叠装结构铁芯的材料利用率为61.4％左右，本专利笔杆式铁芯生产无切下的废料，材料利用率为100％。按此例铁芯，每只净重27.3克，废料17.1克。按年产4000万只计算，用本专利制造铁芯，每年可节省钢材684吨。

附图说明

图1是现有技术中笔杆式铁芯为叠装结构的铁芯截面图；

图2是现有技术中笔杆式铁芯为叠装结构的铁芯外形图；

图3是现有技术中笔杆式铁芯用级进模冲裁时的材料排样图；

图4为有芯卷绕成型笔杆式铁芯(左侧)和无芯卷绕成型笔杆式铁芯(右侧)示意图；

图5为卷绕成型笔杆式铁芯外形图；

图6为有芯卷绕成型笔杆式铁芯加工步序示意图。

图7为无芯卷绕成型笔杆式铁芯加工步序示意图。

具体实施方式

图1是现有技术中笔杆式铁芯为叠装结构的铁芯截面图；它是由长度相同，不同宽度的硅钢片，叠装成笔杆形，中间有三点铆合成整体。图2是现有技术中笔杆式铁芯为叠装结构的铁芯外形图；图3是现有技术中的笔杆式铁芯用级进模冲裁时的材料排样图；此例铁芯由22片组成，冲裁22次，叠装成一个成品。级进模每一次进距是相同的，对于窄条冲片，中间的搭边很宽，因此材料利用率低。从图1-3可知，笔杆式铁芯目前的制造方式为用相同长度，不同宽度的硅钢片，叠装铆合组成圆棒形笔杆式铁芯。此种铁芯大多用级进模冲制。铁芯冲制时，材料排样见附图3，封闭图形为冲下构成成品的部分，其余为冲裁废料。材料利用率为61.4％。此例铁芯由22冲片组成，每冲裁22次，才能生产一只铁芯。

图4为有芯卷绕成型笔杆式铁芯(左侧)和无芯卷绕成型笔杆式铁芯(右侧)示意图；本发明的有芯卷绕成型笔杆式铁芯，用宽度为铁芯长度，长度为卷绕铁芯展开长度，0.15～0.25mm厚的硅钢片钢带，加φ3芯轴卷绕成型。有芯卷绕成型笔杆式铁芯，其具有外部包裹的硅钢片，所述硅钢片钢带的宽度为铁芯长度，长度为卷绕铁芯展开长度，还具有0.15～0.25mm的厚度，其内部包裹直径为φ3mm的芯轴，其结构特征是：在其横截面上具有线间距为硅钢片厚度的阿基米德螺线。与现有技术逐片叠装成圆形的结构完全不同。由于硅钢片表面有绝缘涂层，阿基米德螺线的断面首尾渐远，卷绕的末端与基体用树脂粘接，没有封闭的电流通道。笔杆式铁芯磁通是沿长度方向导通，因此，当点火线圈的脉冲磁通穿过截面时，不会造成涡流损耗；硅钢片在轧制方向上导磁率高，因此，在下坯料时，要求宽度方向与硅钢片钢带轧制方向一致，以提高导磁率；由于材料全部构成成品，此结构特征的笔杆式铁芯材料利用率为100％；由于卷绕圆弧半径>>料厚，卷绕成型冷作硬化可以忽略不计，因此，此结构特征的笔杆式铁芯不会因冷作硬化造成导磁率降低。

无芯卷绕成型笔杆式铁芯材料及结构特征与有芯卷绕成型笔杆式铁芯相同。只是用在始端用坯料卷成圆筒，代替芯轴。由于中间有φ2.5mm的空心，其有效导磁截面略小(94％)。

图5为卷绕成型笔杆式铁芯外形图；图6为有芯卷绕成型笔杆式铁芯加工步序示意图。具体步骤如下：步序1，备料。用硅钢片冷轧钢带。坯料的长度(卷绕前的展开长度)等于冷轧钢带的宽度，用剪板机裁出坯料宽度(笔杆式铁芯的长度)。这样备料，使笔杆式铁芯导磁方向与钢带的轧制方向一致，有利于导磁。步序2，为了使端部与圆贴敷，两端必须压弯；步序3，搓卷成型；步序4，完成成型，用高频加热固化环氧树脂，粘结尾部。

图7所示为无芯卷绕成型笔杆式铁芯加工步序示意图，其与有芯卷绕成型笔杆式铁芯加工步序不同在于步序2不同，该步序2为：一端压弯，另一端用冲压成型的方法卷圆，作为搓卷的基础，其余步序与图6所示相同。总言之，一种是加一个φ3mm的细芯轴，芯轴材料用08钢，芯轴长度等于铁芯长度。将芯轴与裁好的硅钢片一端，用激光焊焊两点，然后搓动卷绕，在硅钢片的末端涂热固性的环氧树脂，用高频加热方式，快速固化，使卷绕末端粘牢。第二种方式是将裁好的硅钢片一端用冲压卷圆的方式卷成圆筒，以此圆筒为基础搓动卷绕，末端与上述相同的方式粘牢。

Claims (2)

1.一种有芯卷绕成型笔杆式点火线圈铁芯，其具有外部包裹的硅钢片，所述硅钢片钢带的宽度为铁芯长度，长度为卷绕铁芯展开长度，还具有0.15～0.25mm的厚度，其内部包裹直径为φ3mm的芯轴，其结构特征在于：在点火线圈铁芯横截面上具有线间距为硅钢片厚度的阿基米德螺线，所述阿基米德螺线的断面首尾渐远，且卷绕的末端与基体用树脂粘接，没有封闭的电流通道。

2.一种无芯卷绕成型笔杆式点火线圈铁芯，其特征在于，仅是将权利要求1的中间包裹的芯轴去掉，替换为直径φ2.5mm的空心结构。

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