DE102007000876A1 - Zündspule und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

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Abstract

Eine Zündspule hat eine Primärspule (21) und eine Sekundärspule (22), ein magnetisches Bauteil (3), durch das ein magnetischer Fluss läuft, der durch die Primärspule und die Sekundärspule erzeugt wird, ein Harzgehäuse (4) zum Aufnehmen des magnetischen Bauteils (3), der Primärspule (21) und der Sekundärspule (22) in sich und ein Isolationsharz (5) zum Verfüllen des Harzgehäuses. Das magnetische Bauteil (3) ist durch Formpressen aus einem grünen Pressmaterial ausgebildet, das ein eisenbasiertes Pulver mit einer Isolationsbeschichtung verwendet. Bei der Zündspule enthält das grüne Pressmaterial 50 Gew.-% oder mehr des eisenbasierten Pulvers, das eine Partikelgröße etwa in einem Bereich von 150 µm bis 300 µm hat. Alternativ dazu hat das grüne Pressmaterial einen Gehalt eines Bindemittels, der 0,15 Gew.-% oder weniger beträgt.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zündspule für eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In einer Zündspule, die in einer Brennkraftmaschine verwendet wird, ist ein magnetisches Bauteil (ein Spulenkern), durch das magnetischer Fluss läuft, der durch eine Primärspule und eine Sekundärspule erzeugt wird, im Allgemeinen durch Stapeln mehrerer Siliziumstahlplatten ausgebildet. Im Gegensatz dazu ist eine andere Zündspule vorgeschlagen, bei der ein Mittelkern, der an der Mittelseite der Primärspule und der Sekundärspule angeordnet ist, ein pulvergepresster Kern, der aus einem Pulverpressmaterial (das heißt einem grünen Pressmaterial) gemacht ist, wie dies zum Beispiel in dem Dokument JP-A-2006-278499 offenbart ist. In diesem Dokument ist der pulvergepresste Kern durch die Verwendung eines ersten weichen magnetischen Materials, das aus eisenbasiertem Pulver gemacht ist, und eines zweiten weichen magnetischen Materials ausgebildet, das aus Permendur gemacht ist, was eine Legierung aus Eisen und Kobalt ist. Zudem hat das zweite weiche magnetische Material eine magnetische Sättigungsflussdichte von 2,0 (T) oder mehr, so dass die Abgabecharakteristiken der Zündspule verbessert werden.
  • Allerdings sind weitere Anstrengungen erforderlich, um die magnetische Flussdichte des Spulenkerns durch die Verwendung des eisenbasierten Pulvers zu verbessern, ohne Permendur zu verwenden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Probleme gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zündspule vorzusehen, die die Festigkeit eines magnetischen Bauteils unter Verwendung von eisenbasiertem Pulver verstärken kann, während die magnetische Flussdichte des magnetischen Bauteils effektiv verbessert wird.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung der Zündspule vorzusehen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Zündspule eine Primärspule und eine Sekundärspule, ein magnetisches Bauteil, durch das ein magnetischer Fluss läuft, der durch die Primärspule und die Sekundärspule erzeugt wird, ein Harzgehäuse zum Aufnehmen des magnetischen Bauteils, der Primärspule und der Sekundärspule in sich und ein Isolationsharz zum Verfüllen des Harzgehäuses. Zudem ist das magnetische Bauteil durch Formpressen eines grünen Pressmaterials unter Verwendung von eisenbasiertem Pulver inklusive einer Isolationsbeschichtung ausgebildet. Bei der Zündspule enthält das grüne Pressmaterial 50 Gew.-% oder mehr des eisenbasierten Pulvers, das eine Partikelgröße etwa in einem Bereich von 150 μm bis 300 μm hat.
  • Das magnetische Bauteil ist durch Formpressen des grünen Pressmaterials hauptsächlich mit dem eisenbasierten Pulver (in einer Menge von etwa 99 Gew.-% oder mehr), das mit der Isolationsbeschichtung beschichtet ist, ausgebildet. Zum Beispiel kann ein Fe-Si-Legierungspulver, dessen Oberfläche mit einer Isolationsharzbeschichtung abgedeckt ist, als das eisenbasierte Pulver verwendet werden.
  • Bei der Zündspule enthält das grüne Pressmaterial 50 Gew.-% oder mehr des eisenbasierten Pulvers, das die Partikelgröße von 150 bis 300 μm hat. Dies kann den Anteil des eisenbasierten Pulvers in dem magnetischen Bauteil effektiv erhöhen. Auch wenn das eisenbasierte Pulver als das grüne Pressmaterial verwendet wird, kann die magnetische Flussdichte des magnetischen Bauteils effektiv verbessert werden. Zudem kann ein Spalt in dem Harzgehäuse, das das magnetische Bauteil in sich hat, mit einem Isolationsharz verfüllt werden. Somit kann das Isolationsharz das magnetische Bauteil in der bei dem Formpressen ausgebildeten Form halten, wodurch das magnetische Bauteil verstärkt wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das grüne Pressmaterial einen Gehalt eines Bindemittels haben, der 0,15 Gew.-% oder geringer beträgt. Daher kann der Anteil des eisenbasierten Pulvers in dem magnetischen Bauteil relativ erhöht werden. Sogar in diesem Fall kann die magnetische Flussdichte des magnetischen Bauteils effektiv verbessert werden.
  • Der Bindemittelgehalt kann zum Beispiel 0 Gew.-% betragen. Das heißt, das grüne Pressmaterial kann nur aus dem eisenbasierten Pulver gemacht sein, ohne das Bindemittel zu enthalten. Sogar in diesem Fall kann der Spalt in dem Harzgehäuse, das das magnetische Bauteil in sich hat, mit dem Isolationsharz verfüllt werden. Dies kann das magnetische Bauteil durch das Isolationsharz in der bei dem Formpressen ausgebildeten Form halten, wodurch das magnetische Bauteil verstärkt wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung einer Zündspule einen Schritt des Anordnens einer Primärspule und einer Sekundärspule in einem Harzgehäuse, einen Schritt des Ausbildens eines magnetischen Bauteils in dem Harzgehäuse derart, dass ein magnetischer Fluss, der durch die Primärspule und die Sekundärspule erzeugt wird, durch das magnetische Bauteil läuft; und einen Schritt des Verfüllens eines Spalts in dem Harzgehäuse nach dem Anordnen und dem Ausbilden. Zudem beinhaltet der Schritt des Ausbildens einen Schritt des Formpressens eines grünen Pressmaterials unter Verwendung eines eisenbasierten Pulvers, das eine Isolationsbeschichtung hat. Zudem enthält das grüne Pressmaterial 50 Gew.-% oder mehr des eisenbasierten Pulvers, das eine Partikelgröße etwa in einem Bereich von 150 μm bis 300 μm hat, oder das grüne Pressmaterial hat einen Gehalt eines Bindemittels, der 0,15 Gew.-% oder weniger beträgt. Dementsprechend kann durch das Verfahren der Zündspule das magnetische Bauteil mit der sichergestellten Festigkeit und mit der verbesserten magnetischen Flussdichte unter Verwendung des eisenbasierten Pulvers vorgesehen werden.
  • Zum Beispiel kann das magnetische Bauteil eine magnetische Flussdichte von 1,7 T (Tesla) oder mehr haben und vorzugsweise eine magnetische Flussdichte von 1,8 T (Tesla) oder mehr haben, wenn eine magnetische Kraft von 10 kA/m auf das magnetische Bauteil aufgebracht wird. Alternativ dazu kann ein spezifischer Widerstand des magnetischen Bauteils 10 μΩm oder mehr betragen und eine Dichte des magnetischen Elements ist 7,7 g/cm3 oder mehr. Weiter vorzugsweise kann der spezifische Widerstand des magnetischen Bauteils 20 μΩm oder mehr betragen.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung der Zündspule kann das Formpressen derart durchgeführt werden, dass die Partikelgröße des eisenbasierten Pulvers in dem magnetischen Bauteil im Wesentlichen nicht verändert wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verständlich.
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Zündspule eines ersten Beispiels in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Zündspule eines zweiten Beispiels in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 3 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Zündspule eines dritten Beispiels in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung typischer Weise für Zündspulen von drei Beispielen verwendet, die in den 1 bis 3 gezeigt sind.
  • Eine Zündspule 1 des ersten Beispiels, das in der 1 gezeigt ist, ist im Folgenden beschrieben. Die Zündspule 1 dient zum Beispiel der Erzeugung eines Funkens zwischen einem Paar von Elektroden einer Zündkerze in einer Brennkraftmaschine.
  • Wie dies in der 1 gezeigt ist, hat die Zündspule 1 bei dem ersten Beispiel eine Primärspule 21, eine Sekundärspule 22, ein magnetisches Bauteil 3, durch das ein magnetischer Fluss läuft, der durch die Primärspule 21 und die Sekundärspule 22 erzeugt wird, ein Harzgehäuse 4 zum Aufnehmen des magnetischen Bauteils 3, der Primärspule 21 und der Sekundärspule 22 in sich und ein Isolationsharz 5, das das Harzgehäuse 4 verfüllt.
  • Das magnetische Bauteil 3 ist durch Formpressen aus einem grünen Pressmaterial (das heißt einem Pulverpressmaterial) unter Verwendung eines eisenbasierten Pulvers inklusive Isolationsbeschichtungen ausgebildet. Das grüne Pressmaterial enthält 50 Gew.-% oder mehr des eisenbasierten Pulvers, das die Partikelgröße von 150 bis 300 μm hat. Ein Bindemittelgehalt in dem grünen Pressmaterial beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 0,15 Gew.-% oder weniger.
  • Die Zündspule 1 bei dem ersten Beispiel ist, wie dies in der 1 gezeigt ist, von der Art eines Stabes in dem ein Spulenabschnitt mit der Primärspule 21 und der Sekundärspule 22 in einem Zündkerzenloch 81 in einer Maschine 8 angeordnet ist. Ein Mittelkern 31, der aus einem weichen magnetischen Material gemacht ist, ist an der Innenumfangsseite der Primärspule 21 und der Sekundärspule 22 angeordnet, während ein Umfangskern 32, der aus einem weichen magnetischen Material gemacht ist, an der Außenumfangsseite der Primärspule 21 und der Sekundärspule 22 angeordnet ist.
  • Die Primärspule 21, die Sekundärspule 22, der Mittelkern 31 und der Umfangskern 32 sind in dem Harzgehäuse 4 (dem Spulengehäuse) angeordnet, das aus einem thermoplastischen Harz gemacht ist. Dann wird ein Spalt in dem Harzgehäuse 4 mit Epoxydharz als dem Isolationsharz 5 verfüllt.
  • Eine Zündvorrichtung 7 zur Energiebeaufschlagung der Primärspule 21 oder zur Unterbrechung der Energiebeaufschlagung von dieser ist an dem oberen Ende der Zündspule 1 angeordnet. Eine Zündkerze 6 ist an dem unteren Ende der Zündspule 1 zur Erzeugung eines Funkens unter Verwendung eines Hochspannungsstroms angebracht, der durch die Sekundärspule 22 erzeugt wird.
  • Ein leitender Stift, der von der Zündvorrichtung 7 abgeleitet wird, ist über einen Kabelstrang elektrisch mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) der Maschine 8 verbunden.
  • Wie dies in der 1 gezeigt ist, ist die Primärspule 21 durch Wickeln eines Primärdrahts, der mit einer Isolationsbeschichtung abgedeckt ist, um einen Primärspulenkörper herum in einer ringförmigen Querschnittsform ausgebildet. Die Sekundärspule 22 ist durch Wickeln eines Sekundärdrahts, der mit einer Isolationsbeschichtung abgedeckt ist, um einen Sekundärspulenkörper herum in einer ringförmigen Querschnittsform ausgebildet. Der Primärspulenkörper und der Sekundärspulenkörper können zum Beispiel aus einem thermoplastischen Harzmaterial gemacht sein. Der Sekundärdraht hat einen kleineren Durchmesser als den des Primärdrahts und somit ist der Sekundärdraht häufiger um den Sekundärspulenkörper gewickelt als der Primärdraht.
  • Bei dem ersten Beispiel der 1 wird das magnetische Bauteil 3, das durch Formpressen des vorstehend genannten grünen Pressmaterials ausgebildet ist, für den vorstehend beschriebenen Mittelkern 31 verwendet. Der Mittelkern 31 ist durch das Formpressen in einer zylindrischen Form ausgebildet. Alternativ dazu kann das magnetische Bauteil 3, das durch das Formpressen des vorstehend genannten grünen Pressmaterials ausgebildet ist, für den Umfangskern 32 verwendet werden. Das magnetische Bauteil 3, das durch das Formpressen des vorstehend genannten grünen Pressmaterials ausgebildet ist, kann auch für einen Weiterleitungskern (nicht gezeigt) zur Weiterleitung eines Endes in der axialen Richtung des Mittelkerns 31 zu einem Ende in der axialen Richtung des Umfangskerns 32 verwendet werden.
  • Das grüne Pressmaterial als ein Beispiel muss kein Bindemittel enthalten. In diesem Fall kann das grüne Pressmaterial nur aus dem eisenbasierten Pulver ausgebildet sein, das mit den Isolationsbeschichtungen abgedeckt ist.
  • Das magnetische Bauteil 3 bei dem ersten Beispiel der 1 ist durch Formpressen des grünen Pressmaterials hergestellt, das 50 Gew.-% oder mehr des eisenbasierten Pulvers enthält, das die Partikelgröße von 150 bis 300 μm und 0,15 Gew.-% oder weniger des Bindemittels hat. Sogar nach dem Formpressen ist die Partikelgröße des eisenbasierten Pulvers nicht wesentlich verändert, so dass sich der Gehalt des eisenbasierten Pulvers, das die Partikelgröße von 150 bis 300 μm hat, in dem magnetischen Bauteil 3 zu 50 Gew.-% oder mehr ergibt.
  • Wenn in der Zündspule 1 Strom von der ECU auf die Primärspule 21 im Ansprechen auf ein impulsartiges Signal zur Erzeugung eines Funkens aufgebracht wird, wird ein magnetisches Feld ausgebildet, das durch den Mittelkern 31 und den Umfangskern 32 geht. Wenn der auf die Primärspule 21 aufgebrachte Strom unterbrochen wird, wird in der Primärspule 21 durch einen Selbstinduktionseffekt eine Spannung erzeugt, während durch einen wechselseitigen Induktionseffekt eine hochspannungsinduzierte elektromotorische Kraft in der Sekundärspule 22 erzeugt wird, so dass der Funke zwischen einem Paar von Elektroden in der Zündkerze 6 erzeugt werden kann, die an der Zündspule 1 angebracht ist.
  • In der Zündspule 1 bei diesem Beispiel der 1 wird das magnetische Bauteil 3, das als der Mittelkern 31 verwendet wird, durch Formpressen des grünen Pressmaterials ausgebildet, das hauptsächlich das Eisenpulver (in einer Menge von 99 Gew.-% oder mehr) inklusive der Isolationsbeschichtungen enthält. Der Gehalt des eisenbasierten Pulvers, das eine Partikelgröße von 150 bis 300 μm hat, in dem grünen Pressmaterial beträgt 50 Gew.-% oder mehr und der Gehalt des Bindemittels in dem grünen Pressmaterial beträgt 0,15 Gew.-% oder weniger. Dies kann den Anteil des eisenbasierten Pulvers, das eine Magnetisierungskraft in dem magnetischen Bauteil 3 zeigt, effektiv vergrößern. Sogar dann, wenn das eisenbasierte Pulver als das grüne Pressmaterial verwendet wird, kann die magnetische Flussdichte des magnetischen Bauteils 3 effektiver verbessert werden.
  • Der extrem geringe Gehalt des Bindemittels, wie dies vorstehend angemerkt ist, kann die Festigkeit der Bindung zwischen den Pulverpartikeln verringern, was zu einer verringerten Festigkeit des magnetischen Bauteils 3 führt. Im Gegensatz dazu wird bei diesem Beispiel der 1 der Spalt in dem Harzgehäuse 4 mit dem Isolationsharz 5 verfüllt, nachdem die Primärspule 21, die Sekundärspule 22 und das magnetische Bauteil 3 in dem Harzgehäuse 4 aufgenommen sind. Dies kann das magnetische Bauteil 3 durch das Isolationsharz 5 in der bei dem Formpressen ausgebildeten Form halten, wodurch das magnetische Bauteil 3 verstärkt wird.
  • Dementsprechend können die Zündspule 1 und das Herstellungsverfahren bei dem ersten Beispiel die Verringerung der Festigkeit des magnetischen Bauteils 3 kompensieren, wenn das magnetische Bauteil 3 hauptsächlich unter Verwendung des eisenbasierten Pulvers ausgebildet ist, wodurch die magnetische Flussdichte des magnetischen Bauteils 3 effektiv verbessert wird.
  • Das magnetische Bauteil 3, das unter Verwendung des vorstehend genannten grünen Pressmaterials ausgebildet ist, kann bei der Zündspule 1 der Stiftart für Kerne wie beispielsweise den Mittelkern 31, den Umfangskern 32 und einen Weiterleitungskern verwendet werden, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die 2 zeigt eine Zündspule 1A des zweiten Beispiels, für die das magnetische Bauteil 3 der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Wie dies in der 2 gezeigt ist, kann das magnetische Bauteil 3 auch für die Zündspule 1A einer rechteckigen Art verwendet werden, die eine Primärspule 21 und eine Sekundärspule 22 hat, die außerhalb des Zündkerzenlochs 81 der Maschine 8 angeordnet sind. Bei dem zweiten Beispiel der 2 sind die Teile, die dieselben Funktionen wie die des ersten Beispiels haben, durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet und auf eine detaillierte Beschreibung von diesen wird verzichtet.
  • Zudem kann das magnetische Bauteil 3, das unter Verwendung des vorstehend genannten grünen Pressmaterials ausgebildet ist, auch für eine Zündspule 1B verwendet werden, die in der 3 gezeigt ist. Die Zündspule 1B hat eine Primärspule 21, eine Sekundärspule 22 und einen geschlossenen magnetischen Ringkern. Der geschlossene magnetische Ringkern, der aus dem magnetischen Bauteil 3 ausgebildet ist, verbindet die Innenumfangsseite, beide Endseiten in der axialen Richtung und die Außenumfangsseite der Primärspule 21 und der Sekundärspule 22, wie dies in der 3 gezeigt ist. Bei dem dritten Beispiel der 3 sind die Teile, die dieselbe Funktion wie die des ersten Beispiels haben, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und auf eine detaillierte Beschreibung von diesen wird verzichtet.
  • (Magnetische Eigenschaften)
  • Im Folgenden sind die magnetischen Eigenschaften des magnetischen Bauteils 3 beschrieben, das für die Zündspule 1, 1A, 1B verwendet wird.
  • Als ein Beispiel der vorliegenden Erfindung ist das magnetische Bauteil 3 unter Verwendung eines grünen Pressmaterials hergestellt, bei dem der Gehalt von eisenbasiertem Pulver, das eine Partikelgröße von 150 bis 300 μm hat, 50 Gew.-% oder mehr betragen hat, und der Gehalt eines Bindemittels 0 Gew.-% be betragen hat trug. Die durchschnittliche Partikelgröße des eisenbasierten Pulvers, das das grüne Pressmaterial des einen Beispiels bildet, wurde als etwa 200 μm bestimmt. In diesem Zustand werden die magnetischen Eigenschaften des magnetischen Bauteils 3 gemessen. Zum Vergleich werden magnetische Eigenschaften eines magnetischen Bauteils in einem Vergleichsbeispiel gemessen. Bei dem Vergleichsbeispiel ist das magnetische Bauteil unter Verwendung eines grünen Pressmaterials hergestellt, bei dem der Gehalt des eisenbasierten Pulvers, das die Partikelgröße von 50 bis 150 μm hat, 50 Gew.-% oder mehr betragen hat und der Gehalt des Bindemittels 0,6 Gew.-% betragen hat. Die durchschnittliche Partikelgröße der eisenbasierten Pulverpartikel, die das grüne Pressmaterial bei dem Vergleichsbeispiel bilden, wurde als etwa 100 μm bestimmt.
  • Bei dem einen Beispiel der vorliegenden Erfindung und bei dem Vergleichsbeispiel wurde Fi-Si-Legierungspulverpartikel, die mit isolierenden Harzbeschichtungen beschichtet waren, als das eisenbasierte Pulver verwendet.
  • Die magnetischen Eigenschaften sind bei dem einen Beispiel der vorliegenden Erfindung und im Vergleichsbeispiel wie in der Tabelle 1 exemplarisch dargestellt. Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der magnetischen Eigenschaften inklusive magnetischen Gleichstromeigenschaften und einer magnetischen Wechselstromeigenschaft. Die magnetischen Gleichstromeigenschaften beinhalten: eine Dichte des magnetischen Bauteils (g/cm3); einen spezifischen Widerstand des magnetischen Bauteils (μΩm); eine magnetische Flussdichte (T) (B10k) des magnetischen Bauteils, wenn eine Haltekraft von 10 kA/m (magnetisches Feld) aufgebracht wird; und eine maximale dielektrische Konstante (μm). Die magnetische Wechselstromeigenschaft beinhaltet einen Kernverlust (einen Eisenverlust) des magnetischen Bauteils (W/kg) unter der Bedingung einer Frequenz von 400 Hz und bei einer magnetischen Flussdichte von 1 T. (Tabelle 1)
    Magnetische Gleichstromeigenschaften Magnetische Wechselstromeigenschaft
    Dichte (g/cm3) spezifischer Widerstand (μΩm) magnetische Flussdichte B10k (T) maximale dielektrische Konstante (μm) Kernverlust (W/kg) (1T/400Hz)
    Beispiel der Erfindung 7,75 20 1,8 900 58
    Vergleichsbeispiel 7,5 1200 1,64 410 68
  • Wie dies in Tabelle 1 gezeigt ist, wurde bestätigt, dass bei dem einen Beispiel der vorliegenden Erfindung die Dichte des magnetischen Bauteils 7,7 g/cm3 oder mehr betragen kann und die magnetische Flussdichte von diesem 1,8 T oder mehr betragen kann, was größer als diejenigen bei dem Vergleichsbeispiel sein kann. Die maximale dielektrische Konstante des magnetischen Bauteils bei dem einen Beispiel der vorliegenden Erfindung kann auch größer als die bei dem Vergleichsbeispiel sein.
  • Es wurde herausgefunden, dass der spezifische Widerstand des magnetischen Bauteils bei dem einen Beispiel der vorliegenden Erfindung 20 μΩm betragen hat, was im Vergleich zu dem bei dem Vergleichsbeispiel klein war, aber ausreichend ist, um den Kernverlust (den Hystereseverlust und den Überstromverlust) zu verringern.
  • Zu der magnetischen Wechselstromeigenschaft wurde bestätigt, dass das eine Beispiel bei der vorliegenden Erfindung dem Vergleichsbeispiel überlegen war.
  • Bei dem einen Beispiel der vorliegenden Erfindung ist das magnetische Bauteil 3 unter Verwendung des grünen Pressmaterials ausgebildet, in dem der Gehalt des eisenbasierten Pulvers, das die Partikelgröße von 150 bis 300 μm hat, 50 Gew.-% oder mehr beträgt und der Gehalt des Bindemittels 0 Gew.-% beträgt. In diesem Fall kann es die magnetische Flussdichte des magnetischen Bauteils im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel, das in Tabelle 1 gezeigt ist, effektiv verbessern.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig in Verbindung mit der Zündspule 1, 1A und 1B der ersten bis dritten Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten 1 bis 3 beschrieben wurde, wird angemerkt, dass dem Fachmann zahlreiche Änderungen und Abwandlungen klar sind.
  • Die vorliegende Erfindung kann für jede Zündspule verwendet werden, die Folgendes aufweist: eine Primärspule 21 und eine Sekundärspule 22; ein magnetisches Bauteil 3, durch das ein magnetischer Fluss läuft, der durch die Primärspule 21 und durch die Sekundärspule 22 erzeugt wird; ein Harzgehäuse 4 zum Aufnehmen des magnetischen Elements, der Primärspule 21 und der Sekundärspule 22 in sich; und ein Isolationsharz 5 zum Verfüllen des Harzgehäuses 4. Bei der Zündspule kann das magnetische Bauteil 3 durch Formpressen eines grünen Pressmaterials unter Verwendung von eisenbasiertem Pulver inklusive einer Isolationsbeschichtung ausgebildet sein. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das grüne Pressmaterial 50 Gew.-% oder mehr des eisenbasierten Pulvers, das eine Partikelgröße etwa in einem Bereich von 150 μm bis 300 μm hat. Daher kann es effektiv den Anteil des eisenbasierten Pulvers in dem magnetischen Bauteil 3 erhöhen. Auch da das eisenbasierte Pulver als das grüne Pressmaterial verwendet wird, kann die magnetische Flussdichte des magnetischen Bauteils 3 verbessert werden.
  • Das vorstehend genannte magnetische Bauteil 3 ist durch Formpressen des grünen Pressmaterials ausgebildet, das hauptsächlich eisenbasiertes Pulver (in einer Menge von 99 Gew.-% oder mehr) beinhaltet, das mit der Isolationsbeschichtung abgedeckt ist. Zum Beispiel kann ein Fe-Si-Legierungspulver, dessen Oberfläche mit einer Isolationsharzbeschichtung abgedeckt ist, als das eisenbasierte Pulver verwendet werden.
  • Da ein Spalt in dem Harzgehäuse 4 mit einem Isolationsharz 5 verfüllt wird, wobei das magnetische Bauteil in dem Harzgehäuse 4 aufgenommen ist, kann das Isolationsharz 5 das magnetische Bauteil 3 in der Form halten, die beim Formpressen ausgebildet wurde, wodurch das magnetische Bauteil 3 verstärkt wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt der Bindemittelgehalt des grünen Pressmaterials 0,15 Gew.-% oder weniger. Der Bindemittelgehalt kann zum Beispiel 0 Gew.-% betragen. Dies kann den Anteil des eisenbasierten Pulvers in dem magnetischen Bauteil 3 relativ erhöhen. Auch wenn das eisenbasierte Pulver als das grüne Pressmaterial verwendet wird, kann die magnetische Flussdichte des magnetischen Bauteils 3 effektiv verbessert werden.
  • Der extrem geringe Gehalt des Bindemittels, wie dies vorstehend angemerkt ist, kann die Festigkeit der Bindung zwischen den Pulverpartikeln verringern, was zu einer verringerten Festigkeit des magnetischen Bauteils führt. Allerdings wird der Spalt in dem Harzgehäuse 4 bei der vorliegenden Erfindung mit dem Isolationsharz 5 verfüllt, nachdem das magnetische Bauteil 3 in dem Harzgehäuse 4 aufgenommen ist. Dies kann das magnetische Bauteil 3 durch das Isolationsharz 5 in der bei dem Formpressen ausgebildeten Form halten, wodurch das magnetische Bauteil 3 verstärkt wird.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Gehalt von eisenbasiertem Pulver, das eine Partikelgröße von 150 bis 300 μm hat, in dem magnetischen Bauteil 3 im Wesentlichen derselbe wie der des eisenbasierten Pulvers, das eine Partikelgröße von 150 bis 300 μm hat, in einem grünen Pressmaterial vor dem Formpressen. Das Formpressen wird unter Verwendung des grünen Pressmaterials durchgeführt, das 50 Gew.-% des eisenbasierten Pulvers enthält, das eine Partikelgröße von 150 bis 300 μm hat, um das vorstehend genannte magnetische Bauteil 3 herzustellen. Die Partikelgröße des eisenbasierten Pulvers des grünen Pressmaterials, das beim Herstellen des magnetischen Bauteils 3 verwendet wird, kann durch ein Klassifikationsgewicht eines Siebs bei einer normalen Massenproduktionskontrolle bestimmt werden.
  • Die Partikelgröße des eisenbasierten Pulvers, das in dem magnetischen Bauteil 3 enthalten ist, kann durch Beobachten eines Querschnitts des magnetischen Bauteils 3 bestimmt werden. Insbesondere wird das magnetische Bauteil 3 geschnitten und die Schnittfläche wird poliert (auf Hochglanz poliert). Dann wird die Schnittfläche in Sichtfeldern mit einem Mikroskop beobachtet und eine Bildverarbeitung (ausgeführt unter Verwendung von Software oder desgleichen) wird durchgeführt, wodurch die Messung (die Bestimmung) einer Partikelgröße des eisenbasierten Pulvers in dem magnetischen Bauteil 3 ermöglicht wird.
  • Es wird vorgeschlagen, dass, da alle eisenbasierten Pulverpartikel nicht in den Mittelpositionen geschnitten sind und einige eisenbasierte Pulverpartikel an ihren Enden geschnitten sein können, eine Partikelgröße des eisenbasierten Pulvers an der Schnittfläche so gemessen werden kann, dass er geringfügig kleiner als der tatsächliche Durchmesser des Pulvers ist. Aus diesem Grund werden insbesondere eisenbasierte Pulverpartikel, die eine Partikelgröße in zahlreichen Bereichen haben, zusammengepresst und geformt, um das magnetische Bauteil 3 auszubilden. Dann wird das magnetische Bauteil 3 geschnitten und der Verteilungszustand der Partikelgrößen der eisenbasierten Pulverpartikel wird gemessen, um einen Korrekturkoeffizienten zu bestimmen. Die Verwendung des Korrekturkoeffizienten kann die Verteilung der tatsächlichen Partikelgrößen der eisenbasierten Pulverpartikel des magnetischen Bauteils 3 bestimmen.
  • Bei der Zündspule 1, 1A, 1B kann das magnetische Bauteil 3 eingestellt sein, um eine magnetische Flussdichte von 1,7 T (Tesla) oder mehr zu haben, wenn eine magnetische Kraft von 10 kA/m auf das magnetische Bauteil 3 aufgebracht wird. Zudem kann das magnetische Bauteil 3 eingestellt sein, um eine magnetische Flussdichte von 1,8 T (Tesla) oder mehr zu haben, wenn die magnetische Kraft von 10 kA/m auf das magnetische Bauteil 3 aufgebracht wird.
  • Bei der Zündspule 1, 1A, 1B kann das grüne Pressmaterial nur aus dem eisenbasierten Pulver gemacht sein, ohne das Bindemittel zu enthalten. Sogar in diesem Fall kann der Effekt einer Ermöglichung einer Verstärkung des magnetischen Bauteils 3 durch das vorstehend genannte Isolationsharz 5 verhindern, dass das magnetische Bauteil 3 bricht, und das magnetische Bauteil 3 sogar dann in einer Form halten, die bei dem Formpressen ausgebildet wurde, wenn das grüne Pressmaterial nur aus dem vorstehend genannten eisenbasierten Pulver hergestellt ist. In diesem Fall kann die magnetische Flussdichte des magnetischen Bauteils 3 effektiver verbessert werden.
  • Bei der Zündspule 1, 1A, 1B der vorstehend beschriebenen Beispiele kann ein spezifischer Widerstand des magnetischen Bauteils 3 bei 10 μΩm oder mehr eingestellt sein und eine Dichte des magnetischen Bauteils 3 kann bei 7,7 g/cm3 oder mehr eingestellt sein, wenn das grüne Pressmaterial 50 Gew.-% des eisenbasierten Pulvers enthält, das eine Partikelgröße etwa in dem Bereich von 150 μm bis 300 μm hat, oder das grüne Pressmaterial einen Gehalt eines Bindemittels hat, der 0,15 Gew.-% oder weniger beträgt. Weiter vorzugsweise kann der spezifische Widerstand des magnetischen Bauteils 3 bei 20 μΩm oder mehr eingestellt sein. Die Dichte von Eisen beträgt 7,86 g/cm3, so dass die Dichte des magnetischen Bauteils 3 so nahe wie möglich an der Dichte des Eisens eingestellt sein kann.
  • Solche Veränderungen und Abwandlungen befinden sich im Umfang der vorliegenden Erfindung, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
  • Die Zündspule hat die Primärspule 21 und die Sekundärspule 22, das magnetische Bauteil 3, durch das ein magnetischer Fluss läuft, der durch die Primärspule und die Sekundärspule erzeugt wird, das Harzgehäuse 4 zum Aufnehmen des magnetischen Bauteils 3, der Primärspule 21 und der Sekundärspule 22 in sich und das Isolationsharz 5 zum Verfüllen des Harzgehäuses. Das magnetische Bauteil 3 ist durch Formpressen aus einem grünen Pressmaterial ausgebildet, das ein eisenbasiertes Pulver mit einer Isolationsbeschichtung verwendet. Bei der Zündspule enthält das grüne Pressmaterial 50 Gew.-% oder mehr des eisenbasierten Pulvers, das eine Partikelgröße etwa in einem Bereich von 150 μm bis 300 μm hat. Alternativ dazu hat das grüne Pressmaterial einen Gehalt eines Bindemittels, der 0,15 Gew.-% oder weniger beträgt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2006-278499 A [0002]

Claims (15)

  1. Zündspule mit: einer Primärspule (21) und einer Sekundärspule (22); einem magnetischen Bauteil (3), durch das ein magnetischer Fluss läuft, der durch die Primärspule und die Sekundärspule erzeugt wird; einem Harzgehäuse (4) zum Aufnehmen des magnetischen Bauteils (3), der Primärspule (21) und der Sekundärspule (22) in sich; und einem Isolationsharz (5) zum Verfüllen des Harzgehäuses; wobei das magnetische Bauteil (3) durch Formpressen aus einem grünen Pressmaterial ausgebildet ist, das ein eisenbasiertes Pulver mit einer Isolationsbeschichtung verwendet, und wobei das grüne Pressmaterial 50 Gew.-% oder mehr des eisenbasierten Pulvers enthält, das eine Partikelgröße etwa in einem Bereich von 150 μm bis 300 μm hat.
  2. Zündspule mit: einer Primärspule (21) und einer Sekundärspule (22); einem magnetischen Bauteil (3), durch das ein magnetischer Fluss läuft, der durch die Primärspule und die Sekundärspule erzeugt wird; einem Harzgehäuse (4) zum Aufnehmen des magnetischen Bauteils (3), der Primärspule (21) und der Sekundärspule (22) in sich; und einem Isolationsharz (5) zum Verfüllen des Harzgehäuses; wobei das magnetische Bauteil (3) durch Formpressen aus einem grünen Pressmaterial ausgebildet ist, das ein auf eisenbasiertes Pulver mit einer Isolationsbeschichtung verwendet, und wobei das grüne Pressmaterial einen Gehalt eines Bindemittels hat, der 0,15 Gew.-% oder weniger beträgt.
  3. Zündspule gemäß Anspruch 1, wobei das grüne Pressmaterial einen Gehalt eines Bindemittels hat, der 0,15 Gew.-% oder weniger beträgt.
  4. Zündspule gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das magnetische Bauteil (3) eine magnetische Flussdichte von 1,7 T (Tesla) oder mehr hat, wenn eine magnetische Kraft von 10 kA/m auf das magnetische Bauteil aufgebracht wird.
  5. Zündspule gemäß Anspruch 3, wobei das magnetische Bauteil eine magnetische Flussdichte von 1,8 T (Tesla) oder mehr hat, wenn die magnetische Kraft von 10 kA/m auf das magnetische Bauteil aufgebracht wird.
  6. Zündspule gemäß Anspruch 1, wobei das grüne Pressmaterial nur aus dem eisenbasierten Pulver gemacht ist, ohne das Bindemittel zu enthalten.
  7. Zündspule gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein spezifischer Widerstand des magnetischen Bauteils 10 μΩm oder mehr beträgt und eine Dichte des magnetischen Bauteils 7,7 g/cm3 oder mehr beträgt.
  8. Verfahren zur Herstellung einer Zündspule mit: Anordnen einer Primärspule (21) und einer Sekundärspule (22) in einem Harzgehäuse (4); Ausbilden eines magnetischen Bauteils (3) in dem Harzgehäuse (4) derart, dass ein magnetischer Fluss, der durch die Primärspule und die Sekundärspule erzeugt wird, durch das magnetische Bauteil läuft; und Verfüllen eines Spalts in dem Harzgehäuse mit einem Isolationsharz (5) nach dem Anordnen und dem Ausbilden, wobei das Ausbilden das Formpressen eines grünen Pressmaterials beinhaltet, das eisenbasiertes Pulver verwendet, das eine Isolationsbeschichtung hat, wobei das grüne Pressmaterial 50 Gew.-% des eisenbasierten Pulvers enthält, das eine Partikelgröße etwa in einem Bereich von 150 μm bis 300 μm hat.
  9. Verfahren zur Herstellung einer Zündspule mit: Anordnen einer Primärspule (21) und einer Sekundärspule (22) in einem Harzgehäuse (4); Ausbilden eines magnetischen Bauteils (3) in dem Harzgehäuse derart, dass ein magnetischer Fluss, der durch die Primärspule und die Sekundärspule erzeugt wird, durch das magnetische Bauteil (3) läuft; und Verfüllen eines Spalts in dem Harzgehäuse mit einem Isolationsharz (5) nach dem Anordnen und dem Ausbilden, wobei das Ausbilden das Formpressen eines grünen Pressmaterials beinhaltet, das eisenbasiertes Pulver verwendet, das eine Isolationsbeschichtung hat, und wobei das grüne Pressmaterial einen Gehalt eines Bindemittels hat, der 0,15 Gew.-% oder weniger beträgt.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei das Formpressen derart durchgeführt wird, dass die Partikelgröße des eisenbasierten Pulvers in dem magnetischen Bauteil nicht wesentlich verändert wird.
  11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das magnetische Bauteil derart ausgebildet wird, dass das magnetische Bauteil eine magnetische Flussdichte von 1,7 T (Tesla) oder mehr hat, wenn eine magnetische Kraft von 10 kA/m auf das magnetische Bauteil aufgebracht wird.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das magnetische Bauteil derart ausgebildet wird, dass das magnetische Bauteil eine magnetische Flussdichte von 1,8 T (Tesla) oder mehr hat, wenn die magnetische Kraft von 10 kA/m auf das magnetische Bauteil aufgebracht wird.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das magnetische Bauteil unter Verwendung des grünen Pressmaterial ausgebildet wird, das aus nur dem eisenbasierten Pulver gemacht ist, ohne das Bindemittel zu enthalten.
  14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das magnetische Bauteil derart ausgebildet wird, dass ein spezifischer Widerstand des magnetischen Bauteils 10 μΩm oder mehr beträgt und eine Dichte des magnetischen Bauteils 7,7 g/cm3 oder mehr beträgt.
  15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das magnetische Bauteil derart ausgebildet wird, dass ein spezifischer Widerstand des magnetischen Bauteils 20 μΩm oder mehr beträgt und eine Dichte des magnetischen Bauteils 7,7 g/cm3 oder mehr beträgt.
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