DE19800924C1

DE19800924C1 - Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19800924C1
Application number: DE19800924A
Authority: DE
Inventors: Toshio Maekawa; Mitsuru Koiwa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: US5977856A; DE19800924C5; JPH11111543A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Zündspulenvorrichtung eine offene Magnetkreisstruktur aufweist.

STAND DER TECHNIK

Fig. 8 ist eine Querschnittansicht, die eine konventionelle Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zeigt, wie sie prinzipiell beispielsweise aus der DE 41 32 851 A1 oder der US 5 632 259 A bekannt ist. Fig. 9 ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Ausschnitts der Fig. 8. Die Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die in den Zeichnungen gezeigt ist, ist in einem Kerzenloch 4 vorgesehen, das durch einen Zylinderkopf 1 und einen Ventildeckel 3 gebildet wird; sie weist eine Zündkerze 2 auf, die an ihrem distalen Ende eingesetzt ist.

Die Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist versehen mit: einem zylindrischen Gehäuse 5 mit Boden; einem säulenförmigen Kern 6, der sich entlang der Mittelachse des Gehäuses 5 erstreckt und aus einer Vielzahl von Lagen Siliziumstahlblechstreifen besteht; einer Primärspule 8, die um den Außenumfang des Kerns 6 vorgesehen ist; einer Sekundärspule 9, die um den Außenumfang der Primärspule 8 vorgesehen ist, Magneten 7, die an beiden Enden des Kerns 6 befestigt sind, um zu verhindern, daß magnetische Flüsse, die in der Primärspule 8 erzeugt werden, den Kern 6 sättigen; einer Steuerkreiseinheit 10, die einen (nicht gezeigten) Leistungstransistor zum Steuern der Leistungsversorgung der Primärspule 8 beinhaltet und oberhalb des Kerns 6 vorgesehen ist; einem Verbinder 19, der einen elektrisch mit der Steuerkreiseinheit 10 verbundenen Anschluß 18 aufweist; und einem Isolator 11, der aus einem aushärtbaren Epoxidharz besteht, das in den Raum in dem Gehäuse 5 gefüllt ist.

Die Primärspule 8 weist einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Primärwicklungsträger 12 und eine Primärwicklung 13 auf, die durch einen Leiter gebildet wird, der um den Primärwicklungsträger 12 gewickelt ist. Die Sekundärspule 9 weist einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Sekundärwicklungsträger 14 und eine Sekundärwicklung 15 auf, die durch einen um den Sekundärwicklungsträger 14 gewickelten Leiter gebildet ist.

In der vorgenannten Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine wird der der Primärwicklung 13 der Primärspule 8 zugeführte Primärstrom durch ein Signal von der Steuerkreiseinheit 10 unterbrochen, was bewirkt, daß an der Sekundärwicklung 15 eine hohe Spannung erzeugt wird. Diese Hochspannung wird der Zündkerze 2 über einen Hochspannungsanschluß 16 und eine Feder 17 zugeführt, was an einem Spalt 20 eine Funkenentladung bewirkt.

Bei der konventionellen Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine sind die Primärspule 8, die Sekundärspule 9, der Kern 6, und die Steuerkreiseinheit 10 in dem Gehäuse 5 angeordnet, und der Isolator 11, der später ausgehärtet wird, wird in das Gehäuse 5 gefüllt. Nach dem Füllen wird der Isolator 11 bei einer hohen Temperatur von ungefähr 130°C derart ausgehärtet, daß er die Primärspule 8, die Sekundärspule 9, den Kern 6 und die Steuerkreiseinheit 10 in dem Gehäuse 5 befestigt. Folglich wird beispielsweise nach dem Aushärten durch Hitze während des natürlichen Kühlens die durch das Schrumpfen des Isolators 11 erzeugte Kraft aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Isolator 11 und Kern 6 unerwünschterweise auf den Kern 6 aufgebracht und führt folglich dazu, daß der Kern 6 verformt wird. Dies wiederum führt zu einem Ansteigen von Kernverlusten, was die magnetischen Eigenschaften verschlechtert und verursacht das Problem einer geringeren Ausgangsspannung der Zündspulenvorrichtung für eine geschlossene Brennkraftmaschine.

Weiterhin fließt während des Betriebs eines Fahrzeugs, in dem diese Zündspulenvorrichtung eingebaut ist, der Primärstrom in die Primärwicklung 13 und die Zündspulenvorrichtung wird aufgrund der durch die Primärspule 8, die Sekundärspule 9, etc. erzeugte Hitze aufgeheizt, wohingegen sie natürlichem Kühlen ausgesetzt wird, wenn der Betrieb beendet wird. Folglich treten Wärmespannungen hauptsächlich in dem Kern 6, dem zwischen dem Kern 6 und der Primärspule 8 angeordneten Isolator 11, und dem Primärwicklungsträger 12 auf, wenn das Fahrzeug wiederholt gestartet und gestoppt wird. Als ein Ergebnis bilden sich Risse in Komponenten, wie zum Beispiel dem Isolator 11 und dem Primärwicklungsträger 12, was wiederum eine interne Leckage bewirkt und ein Problem dahingehend bewirkt, daß im schlimmsten Fall keine Ausgangsspannung erzeugt wird.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf eine Lösung der oben genannten Probleme gemacht, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die geeignet ist, eine Verschlechterung ihrer Zuverlässigkeit zu verhindern, wobei die Verschlechterung hauptsächlich durch die Verformung des Kerns aufgrund von Wärmespannung oder durch das Auftreten von Rissen in dem Primärwicklungsträger oder dem Sekundärwicklungsträger verursacht wird.

Diesbezüglich ist erfindungsgemäß eine Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, die ausgerüstet ist mit: einem Gehäuse; einem Kern, der in dem Gehäuse vorgesehen ist; einer Primärspule, die derart vorgesehen ist, daß sie den Kern umgibt und eine Primärwicklung aufweist, durch die ein Primärstrom fließt und die durch einen um einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Primärwicklungsträger gewickelten Leiter gebildet ist; einer Sekundärspule, die derart vorgesehen ist, daß sie die Primärspule umgibt, und in der durch das Unterbrechen des Primärstroms eine Hochspannung erzeugbar ist; einem Anschlag, der an einer Öffnung des Primärwicklungsträgers vorgesehen ist, um die Öffnung des Primärwicklungsträgers zu schließen; und einem Isolator, der aus einem aushärtbaren Harz besteht und in dem Gehäuse vorgesehen ist, um die Primärspule und die Sekundärspule in dem Gehäuse zu befestigen; wobei durch den Anschlag verhinderbar ist, daß der noch nicht thermisch ausgehärtete Isolator bei Einfüllen in das Gehäuse zwischen den Kern und den Primärwicklungsträger fließt.

In einer bevorzugten Form der Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist ein elastisches Isolierelement zwischen dem Kern und dem Primärwicklungsträger vorgesehen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, die ausgerüstet ist mit: einem Gehäuse; einem Kern, der in dem Gehäuse vorgesehen ist; einer Primärspule, die derart vorgesehen ist, daß sie den Kern umgibt und eine Primärwicklung aufweist, durch die ein Primärstrom fließt und die durch einen um einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Primärwicklungsträger gewickelten Leiter gebildet ist; einer Sekundärspule, die derart vorgesehen ist, daß sie die Primärspule umgibt, und in der durch das Unterbrechen des Primärstroms eine Hochspannung erzeugbar ist; und einem elastischen Isolierelement, das zwischen dem Kern und dem Primärwicklungsträger vorgesehen ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine weist die untere Fläche des Primärwicklungsträger eine mit einer Abdeckung geschlossene Öffnung auf.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist die Abdeckung mit einem Anordnungsabschnitt zum Anordnen des Kerns versehen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine weisen die Querschnitte des Kerns und des Primärwicklungsträgers, die durch Schneiden dieser Bauteile rechtwinklig zur Achse des Kerns erzielt werden, ähnliche Formen auf.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, die ausgestattet ist mit: einem Gehäuse; einem Kern, der in dem Gehäuse vorgesehen ist; einer Primärspule, die derart vorgesehen ist, daß sie den Kern umgibt und die eine Primärwicklung aufweist, durch die ein Primärstrom fließt; einer Sekundärspule, die zwischen der Primärspule und dem Kern derart vorgesehen ist, daß sie den Kern umgibt, und die eine Sekundärwicklung aufweist, die aus einem um einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Sekundärwicklungsträger gewickelten Leiter gebildet ist, wobei in der Sekundärwicklung durch das Unterbrechen des Primärstroms eine Hochspannung erzeugbar ist; einem Anschlag, der an einer Öffnung des Sekundärwicklungsträgers vorgesehen ist, um die Öffnung des Sekundärwicklungsträgers zu schließen; und einem Isolator, der aus einem aushärtbaren Harz besteht und in dem Gehäuse vorgesehen ist, um die Primärspule und die Sekundärspule in dem Gehäuse zu befestigen; wobei durch den Anschlag verhinderbar ist, daß der noch nicht thermisch ausgehärtete Isolator bei Einfüllen in das Gehäuse zwischen den Kern und den Sekundärwicklungsträger fließt.

In einer bevorzugten Form der Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine befindet sich ein elastisches Isolierelement zwischen dem Kern und dem Sekundärwicklungsträger.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, die ausgestattet ist mit: einem Gehäuse; einem Kern, der in dem Gehäuse vorgesehen ist; einer Primärspule, die derart vorgesehen ist, daß sie den Kern umgibt und die eine Primärwicklung aufweist, durch die ein Primärstrom fließt; einer Sekundärspule, die zwischen der Primärspule und dem Kern derart vorgesehen ist, daß sie den Kern umgibt, und die eine Sekundärwicklung aufweist, die aus einem um einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Sekundärwicklungsträger gewickelten Leiter gebildet ist, wobei in der Sekundärwicklung durch das Unterbrechen des Primärstroms eine Hochspannung erzeugbar ist; und einem elastischen Isolierelement, das zwischen dem Kern und dem Sekundärwicklungsträger vorgesehen ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine weisen die Querschnitte des Kerns und des Sekundärwicklungsträgers, die durch Schneiden dieser Bauteile rechtwinklig zur Achse des Kerns erzielt werden, ähnliche Formen auf.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist der Anschlag mit einem Raum versehen, in dem das thermisch ausgedehnte elastische Isolierelement aufnehmbar ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, die ausgestattet ist mit: einem Gehäuse; einem Kern, der in dem Gehäuse vorgesehen ist; einer Primärspule, die derart vorgesehen ist, daß sie den Kern umgibt und die eine Primärwicklung aufweist, durch die ein Primärstrom fließt; einer Sekundärspule, die zwischen der Primärspule und dem Kern derart vorgesehen ist, daß sie den Kern umgibt, und die eine Sekundärwicklung aufweist, die aus einem um einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Sekundärwicklungsträger gewickelten Leiter gebildet ist, wobei in der Sekundärwicklung durch das Unterbrechen des Primärstroms eine Hochspannung erzeugbar ist; einer isolierenden Teilung, die sich entlang der Achse des Kerns von der unteren Fläche des Sekundärwicklungsträgers erstreckt, und die den Kern und den Sekundärwicklungsträger trennt; einem Anschlag, der an einer Öffnung der Teilung vorgesehen ist, um die Öffnung zu schließen; und einem Isolator, der aus einem aushärtbaren Harz besteht und in dem Gehäuse vorgesehen ist, um die Primärspule und die Sekundärspule in dem Gehäuse zu befestigen; wobei durch den Anschlag verhinderbar ist, daß der noch nicht thermisch ausgehärtete Isolator bei Einfüllen in das Gehäuse zwischen den Kern und die Teilung fließt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine besteht die Teilung aus einem sehr harten, elastischen Material.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine weist die untere Fläche des Sekundärwicklungsträgers eine mit einer Abdeckung geschlossene Öffnung auf.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist die Abdeckung mit einem Ausrichtungsabschnitt zum Ausrichten des Kerns versehen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine besteht der Isolator aus Epoxidharz.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine besteht der Kern aus einem Siliziumstahlblech, das ein direktionales elektromagnetisches Stahlblech ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist zumindest ein Teil von jeweils dem Gehäuse, dem Kern, der Primärspule, und der Sekundärspule in einem Kerzenloch angeordnet, in dem eine Zündkerze aufnehmbar ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine geschnittene Seitenansicht, die eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen wesentlichen Ausschnitt der Fig. 1 zeigt;

Fig. 4 ist eine geschnittene Seitenansicht, die eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5 ist eine geschnittene Seitenansicht, die eine dritte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 ist eine geschnittene Seitenansicht entlang der Linie VI-VI der Fig. 5;

Fig. 7A und 7B sind geschnittene Seitenansichten, die eine vierte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 8 ist eine geschnittene Seitenansicht, die eine konventionelle Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zeigt; und

Fig. 9 ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Ausschnitts der Fig. 8.

BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN Erste Ausführungsform:

Fig. 1 ist eine geschnittene Seitenansicht, die eine Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie II-II der Fig. 1 genommen ist; und Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen wesentlichen Ausschnitt der Fig. 1 zeigt.

Die Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist in einem Kerzenloch 4 vorgesehen, das durch einen Zylinderkopf 1 und einen Ventildeckel 3 gebildet ist; sie weist eine Zündkerze 2 auf, die an ihrem distalen Ende eingeführt ist.

Die Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist versehen mit: einem zylindrischen Gehäuse 5 mit Boden; einem säulenförmigen Kern 6, der sich entlang der Mittelachse des Gehäuses 5 erstreckt und aus einer Vielzahl von Lagen von Siliziumstahlblechstreifen besteht; einer Primärspule 8, die entlang des Außenumfangs des Kerns 6 vorgesehen ist; einer Sekundärspule 9, die entlang des Außenumfangs der Primärspule 8 vorgesehen ist; Magneten 7, die an beiden Erden des Kerns 6 befestigt sind, um zu verhindern, daß magnetische Flüsse, die in der Primärspule 8 erzeugt werden, den Kern 6 sättigen; einer Steuerkreiseinheit 10, die oberhalb des Kerns 6 vorgesehen ist und einen (nicht gezeigten) Leistungstransistor zum Steuern der Leistungsversorgung der Primärspule 8 beinhaltet; einem Verbinder 19 mit einem Anschluß 18, der elektrisch mit der Steuerkreiseinheit 10 verbunden ist; einem Isolator 11, der aus einem aushärtbaren Epoxidharz besteht, das in das Gehäuse 5 gefüllt ist; einem Anschlag 21, der aus einem elastischen Element besteht, das an dem oberen Ende der Primärspule 8 vorgesehen ist; und einem elastischen Isolierelement 22, das aus zwischen dem Kern 6 und der Primärspule 8 installiertem Silikonharz besteht.

Die Primärspule 8 weist einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Primärwicklungsträger 12 und eine Primärwicklung 13 auf, die durch einen um den Primärwicklungsträger 12 gewickelten Leiter gebildet ist. Die Sekundärspule 9 weist einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Sekundärwicklungsträger 14 und eine Sekundärwicklung 15 auf, die durch einen um den Sekundärwicklungsträger 14 gewickelten Leiter gebildet ist.

Innerhalb des Anschlags 21, der in eine Öffnung 12a des Primärwicklungsträgers 12 eingeführt ist, ist ein Raum 24 ausgebildet, der über eine Öffnung 23 mit dem äußeren Umfangsabschnitt des Kerns 6 kommunizieren kann.

Das elastische Isolierelement 22 verbindet den Kern 6 und den Primärwicklungsträger 12, um den Kern 6 in dem Primärwicklungsträger 12 zu befestigen, so daß verhindert wird, daß der Kern 6 vibriert, der erregt wird, wenn Primärstrom durch die Primärwicklung 13 fließt.

Der Kern 6 besteht aus einem Siliziumstahlblech, was ein direktionales elektromagnetisches Stahlblech ist, um den Wirkungsgrad der Erregung des Kerns 6 zu verbessern.

Im Falle der vorgenannten Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine sind die Primärspule 8, die Sekundärspule 9, der Kern 6, und die Steuerkreiseinheit 10 in dem Gehäuse 5 angeordnet, und das aus Silikonharz bestehende elastische Isolierelement 22 wird zwischen dem Kern 6 und dem Primärwicklungsträger 12 eingefüllt. Nach dem Einfüllen wird die Öffnung 12a des Primärwicklungsträgers 12 mit dem Anschlag 21 geschlossen, wonach der Isolator 11, der bislang noch nicht ausgehärtet wurde, in das Gehäuse 5 eingefüllt wird. Der Isolator 11 wird unter einer hohen Temperatur von ungefähr 130°C derart ausgehärtet, daß die Primärspule 11, die Sekundärspule 9, der Kern 6, und die Steuerkreiseinheit 10 in dem Gehäuse 5 befestigt werden.

In der vorgenannten Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine wird der der Primärwicklung bereits in der Primärspule 8 zugeführte Primärstrom durch ein Signal unterbrochen, was von der Steuerkreiseinheit 10 bereitgestellt wird, und an der Sekundärwicklung 15 wird Hochspannung erzeugt. Die Hochspannung wird der Zündkerze 12 über einen Hochspannungsanschluß 16 und eine Feder 17 zugeführt, um eine Funkenentladung an einem Spalt 20 zu bewirken.

In dieser Ausführungsform ist der Isolator 11, der stark zum Auftreten von Hitzespannung in dem Kern 6 und dem Primärwicklungsträger 12 beiträgt, nicht zwischen dem Kern 6 und dem Primärwicklungsträger 12 angeordnet; stattdessen ist es dem elastischen Isolierelement 22 ermöglicht, sich über die Öffnung 23 in dem Raum 24 thermisch auszudehnen, was folglich in dem Kern 6 und dem Primärwicklungsträger 12 das Auftreten von Wärmespannungen reduziert.

In der vorgenannten Ausführungsform befindet sich das elastische Isolierelement 22 in dem gesamten Raum zwischen dem Kern 6 und dem Primärwicklungsträger 12; das elastische Isolierelement kann jedoch wahlweise in lediglich einem Teil des Raums vorgesehen sein, solange es dazu geeignet ist, zu verhindern, daß der Kern 6 vibriert, wenn dieser erregt wird.

Als eine weitere Alternative kann ein blockförmiger Anschlag benutzt werden, um den Kern fest gegen die Unterfläche des Primärwicklungsträgers zu drücken, damit der Kern in dem Primärwicklungsträger befestigt wird, was es folglich ermöglicht, die Notwendigkeit für das elastische Isolierelement zwischen dem Kern und dem Wicklungsträger zu umgehen.

Wenn das elastische Isolierelement 22 derart vorgesehen ist, daß es den gesamten Raum zwischen dem Kern 6 und dem Primärwicklungsträger 12 auffüllt, wird der Isolator 11 nicht zwischen den Kern 6 und den Primärwicklungsträger 12 eingefüllt, was folglich die Notwendigkeit für den Anschlag 21 ausräumt. In diesem Fall ist der Raum 24 zum Aufnehmen des thermisch ausgedehnten elastischen Isolierelements 22 nicht vorhanden, im Vergleich zu der vorstehenden Ausführungsform; das Auftreten von Wärmespannung in dem Kern 6 und dem Primärwicklungsträger 12 ist jedoch im Vergleich zur konventionellen Ausführungsform durch den Isolator 11 verringert.

Das Versehen des Raums 24 mit einem Lüftungsrohr, das mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, ermöglicht es, daß sich das elastische Isolierelement 22 einfach in den beziehungsweise in dem Raum 24 ausdehnt, was es folglich ermöglicht, die Wärmespannung weiterhin zuverlässig zu verringern, die in dem Kern 6 und dem Primärwicklungsträger 12 auftritt.

Weiterhin weisen alle der folgenden Bauteile, Kern 6, Primärwicklungsträger 12, und Sekundärwicklungsträger 14 kreisförmige Querschnitte auf, und der Kern 6, der Primärwicklungsträger 12, und der Sekundärwicklungsträger 14 weisen alle ähnliche Formen auf. Dies ermöglicht es, zu verhindern, daß Wärmespannung örtlich konzentriert ist, wenn sich diese Bauteile aufgrund von Hitze ausdehnen und zusammenziehen. Die Querschnitte der vorstehenden Komponenten können von anderer Form sein, zum Beispiel quadratisch, solange sie ähnliche Formen aufweisen.

Zweite Ausführungsform:

Fig. 4 ist eine geschnittene Seitenansicht, die eine zweite Ausführungsform zeigt. Eine Sekundärspule 25 ist derart angeordnet, daß sie den Kern 6 umgibt, und eine Primärspule 26 ist derart angeordnet, daß sie die Sekundärspule 25 umgibt. Die Sekundärspule 25 weist einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Sekundärwicklungsträger 27 und eine Sekundärwicklung 29 auf, die aus einem um den Sekundärwicklungsträger 27 gewickelten Leiter gebildet ist. Der Anschlag 21, der ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform ist, ist in eine Öffnung 27a des Sekundärwicklungsträgers 27 eingeführt. Die Primärspule 26 weist einen Primärwicklungsträger 39 und eine Primärwicklung 30 auf, die aus einem um den Primärwicklungsträger 39 gewickelten Leiter besteht.

Wie im Falle der ersten Ausführungsform ist das elastische Isolierelement 22 zwischen dem Kern 6 und dem Sekundärwicklungsträger 27 vorgesehen, um einen Durchschlag des Sekundärwicklungsträgers 27 zu verhindern, der einer Kernentladung zugeschrieben werden kann, die aufgrund der Gegenwart eines Luftspalts zwischen dem Kern 6 und dem Sekundärwicklungsträger 27 dort erzeugt wird.

Der Rest der Konfiguration der zweiten Ausführungsform ist identisch zur Konfiguration der ersten Ausführungsform.

Im allgemeinen wird für den Sekundärwicklungsträger der Sekundärspule, in der eine Hochspannung von einigen Vielfachen von 10 Kilovolt erzeugt wird, ein amorphes Harz verwendet, beispielsweise modifiziertes Polyphenylenoxid (PPO), das eine gute Klebebindung zu Epoxidharz aufweist, was der Werkstoff für den Isolator ist, um die Bindung zwischen dem Sekundärwicklungsträger und dem Isolator zu stärken. Andererseits wird für den Primärwicklungsträger der Primärspule, in der eine geringe Spannung von einigen hundert Volt erzeugt wird, ein kristallines Harz verwendet, beispielsweise Polybutylenterephthalat (PBT), das keine gute Klebebindung an Epoxidharz aufweist, während es kostengünstig ist und eine gute Formbarkeit aufweist. Das für den Sekundärwicklungsträger genutzte amorphe Harz weist einen geringeren Härtegrad als das kristalline Harz auf und neigt dazu, bei Hitzespannung Risse zu bilden. Folglich ist es schwierig, den Sekundärwicklungsträger, der Rißneigung aufweist, auf der Seite des Kerns anzuordnen, auf der das Auftreten eines hohen Grades von Wärmespannung wahrscheinlich ist, da der Kern und der Isolator, die beträchtlich unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, nebeneinander angeordnet sind.

In dieser Ausführungsform ist das elastische Isolierelement 22, dem es ermöglicht ist, sich in den Raum 24 durch die Öffnung 23 thermisch auszudehnen, zwischen dem Kern 6 und dem Sekundärwicklungsträger 27 anstelle des Isolators 11 vorgesehen, der einen sich stark von dem des Kerns 6 unterscheidenden Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Folglich weist der Sekundärwicklungsträger keine Rißneigung auf, die der Wärmespannung in dem Kern 6 zugeschrieben werden kann, sogar wenn die Sekundärspule 25 innerhalb der Primärspule 26 angeordnet ist.

Da es folglich möglich wird, die Sekundärspule 25 innerhalb der Primärspule 26 anzuordnen, kann die Entfernung zwischen der Sekundärspule 25 und einem Hochspannungsanschluß 28 verkürzt werden, der auf der Achse des Kerns 6 eine Verbindung zur Zündkerze 2 vorsieht, was es folglich ermöglicht, daß die Leckage von Hochspannung von dem Hochspannungsanschluß 28 verhindert wird und zu verbesserter Zuverlässigkeit führt. Da darüber hinaus der Wicklungsdurchmesser der Sekundärwicklung 29 verringert wird, ist der Führungsdrahtdurchmesser geringer als der der Primärwicklung 30, so daß die Gesamtlänge der teureren Sekundärwicklung 29 verkürzt wird, was geringere Materialkosten ermöglicht. Zusätzlich ist die Umschlingungsanzahl der Sekundärwicklung 29 ungefähr das einhundertfache von der der Primärwicklung 30 und da der Primärwicklungsdurchmesser der Sekundärwicklung 29 verringert wird, kann die Wicklungsgeschwindigkeit des Leiters auf den Sekundärwicklungsträger 27 gesteigert werden, was es ermöglicht, daß die zum Wickeln des Leiters für die Sekundärwicklung 29 erforderliche Zeit verringert wird.

Weiterhin kann in einem Zustand, in dem zwischen dem Kern und dem Sekundärwicklungsträger keine Kernentladung auftritt, ein blockförmiger Anschlag verwendet werden, um den Kern fest gegen die Unterfläche des Sekundärwicklungsträgers zu drücken, damit der Kern in dem Sekundärwicklungsträger befestigt wird, was folglich die Notwendigkeit umgeht, das elastische Isolierelement zwischen dem Kern und dem Sekundärwicklungsträger anzuordnen.

Wenn das elastische Isolierelement 22 in dem gesamten Raum zwischen dem Kern 6 und dem Sekundärwicklungsträger 27 vorgesehen wird, wird der Isolator 11 nicht zwischen den Kern 6 und den Sekundärwicklungsträger 27 eingefüllt, was folglich die Notwendigkeit für den Anschlag 21 umgeht. Obwohl der Raum 24 zum Aufnehmen des thermisch ausgedehnten elastischen Isolierelements 22 im Vergleich zur vorgenannten Ausführungsform nicht vorgesehen ist, wird in diesem Fall durch den Isolator 11 das Auftreten von Wärmespannung in dem Kern 6 und dem Sekundärwicklungsträger 27 im Vergleich zur konventionellen Ausführungsform verringert.

Dritte Ausführungsform:

Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die die Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine in einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt und Fig. 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI der Fig. 5.

In dieser Ausführungsform ist eine Sekundärspule 31, die eine um einen Sekundärwicklungsträger 33 gewickelte Sekundärwicklung 41 aufweist, derart angeordnet, daß sie den Kern 6 umgibt, und eine Primärspule 32, die eine um einen Primärwicklungsträger 39 gewickelte Primärwicklung 40 aufweist, ist derart angeordnet, daß sie die Sekundärspule 31 umgibt, wie in der zweiten Ausführungsform. Eine zylindrische Teilung 34, die sich entlang der Achse des Sekundärwicklungsträgers 33 erstreckt, ist innerhalb des mit einem Boden versehenen, zylindrischen Sekundärwicklungsträgers 33 vorgesehen. Ein Anschlag 35, der aus einem elastischen Element besteht, ist in einer Öffnung 34a der Teilung 34 eingeführt. Der Anschlag 35 drückt den Kern 6 fest gegen die Unterfläche des Sekundärwicklungsträgers 33, um zu verhindern, daß der Kern 6 vibriert, wenn er aufgrund des durch die Primärwicklung 40 fließenden Primärstroms erregt wird.

Der Rest der Konfiguration der dritten Ausführungsform ist identisch zu der Konfiguration der ersten Ausführungsform.

In der zweiten Ausführungsform ist das elastische Isolierelement 22 zwischen dem Kern 6 und dem Sekundärwicklungsträger 27 vorgesehen, um Durchschlag des Sekundärwicklungsträgers 27 aufgrund der Kernentladung zu verhindern, die zwischen dem Kern 6 und dem Sekundärwicklungsträger 27 auftritt. In der dritten Ausführungsform ist die Teilung 34 zwischen dem Kern 6 und dem Sekundärwicklungsträger 33 vorgesehen, so daß der Durchschlag des Sekundärwicklungsträgers 33, der durch die Kernentladung zwischen dem Kern 6 und dem Sekundärwicklungsträger 33 bewirkt wird, verhindert werden kann, ohne daß das elastische Isolierelement 22 vorgesehen sein muß.

In der vorgenannten Ausführungsform sind der Sekundärwicklungsträger 33 und die Teilung 34 einstückig ausgebildet, indem ein hochfestes Material, beispielsweise ein kristallines Harz verwendet wird; dies ermöglicht es, das Auftreten von Rissen in der Teilung zuverlässiger zu verhindern.

Vierte Ausführungsform:

Fig. 7A ist eine Schnittansicht, die die Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine in einer vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In der vierten Ausführungsform ist die in der Unterfläche eines Sekundärwicklungsträgers 33 gebildete Öffnung durch eine Abdeckung 38 geschlossen; dies unterscheidet sich von dem Sekundärwicklungsträger 27 der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 4 dargestellt ist. Der Rest der Konfiguration der vierten Ausführungsform ist gleich zu der Konfiguration der zweiten Ausführungsform.

Der zylindrische Sekundärwicklungsträger 37 dieser Ausführungsform weist eine Öffnung 37a an einem Ende und eine Öffnung am anderen Ende auf; folglich ermöglicht eine zylindrische Metallform zum Formen der Innenfläche des Sekundärwicklungsträgers 37, daß beide Enden der Metallform zum Zeitpunkt des Formens des Sekundärwicklungsträgers 37 gestützt werden. Dies ermöglicht es, daß die Metallform sicher auf der Mittellinie des Sekundärwicklungsträgers 37 angeordnet werden kann, was es folglich ermöglicht, den Sekundärwicklungsträger 37 mit einer gleichmäßigen Wanddicke einfach zu erzielen.

Zusätzlich kann eine gleichmäßige Beabstandung zwischen dem Kern 6 und dem Sekundärwicklungsträger 37 sichergestellt werden, indem in der Mitte der Fläche der Abdeckung 38 ein Vorsprung 50 ausgebildet wird, der als Ausrichtungsabschnitt dient, und mit dem der Vorsprung 50 mit einem (nicht gezeigten) Ausnehmungsabschnitt in Eingriff gebracht wird, der in der Mitte des Magneten 7 ausgebildet ist.

Der Primärwicklungsträger 12 der ersten Ausführungsform kann ausgebildet werden, so daß er eine gleichmäßige Wanddicke aufweist, indem eine Öffnung in seiner unteren Fläche ausgebildet wird, wie in Fig. 7B gezeigt, und indem die Öffnung mit einer Abdeckung 51 abgedeckt wird.

Darüber hinaus kann gleichmäßige Beabstandung zwischen dem Kern 6 und dem Primärwicklungsträger 12 sichergestellt werden, indem ein Vorsprung 52 in der Mitte der Oberfläche der Abdeckung 51 ausgebildet wird, der als Ausrichtungsabschnitt dient, und in dem der Vorsprung 52 mit einem Ausnehmungsabschnitt 53 in Eingriff gebracht wird, der in der Pötte des Magneten 7 ausgebildet ist.

Alle oben erläuterten Ausführungsformen betrafen die Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die die Versorgung des Primärstroms steuert, indem ein Leistungstransistor verwendet wird. Die vorliegende Erfindung kann jedoch ebenfalls bei einer Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine angewendet werden, die beispielsweise einen Thyristor nutzt.

Claims

1. Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die Zündspulenvorrichtung umfassend:
ein Gehäuse (5);
einen Kern (6), der in dem Gehäuse (5) vorgesehen ist;
eine Primärspule (8), die derart vorgesehen ist, daß sie den Kern (6) umgibt und eine Primärwicklung (30) aufweist, durch die ein Primärstrom fließt und die durch einen um einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Primärwicklungsträger (12) gewickelten Leiter gebildet ist;
eine Sekundärspule (9), die derart vorgesehen ist, daß sie die Primärspule (8) umgibt, und in der durch das Unterbrechen des Primärstroms eine Hochspannung erzeugbar ist;
einen Anschlag (21), der an einer Öffnung des Primärwicklungsträgers (12) vorgesehen ist, um die Öffnung des Primärwicklungsträgers (12) zu schließen; und
einen Isolator (11), der aus einem aushärtbaren Harz besteht und in dem Gehäuse (5) vorgesehen ist, um die Primärspule (8) und die Sekundärspule (9) in dem Gehäuse (5) zu befestigen;
wobei durch den Anschlag (21) verhinderbar ist, daß der noch nicht thermisch ausgehärtete Isolator (11) bei Einfüllen in das Gehäuse (5) zwischen den Kern (6) und den Primärwicklungsträger (12) fließt.

2. Zündspulenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches Isolierelement (22) zwischen dem Kern (6) und dem Primärwicklungsträger (12) vorgesehen ist.

3. Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die Zündspulenvorrichtung umfassend:
ein Gehäuse (5);
einen Kern (6), der in dem Gehäuse (5) vorgesehen ist;
eine Primärspule (8), die derart vorgesehen ist, daß sie den Kern (6) umgibt und eine Primärwicklung (30) aufweist, durch die ein Primärstrom fließt und die durch einen um einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Primärwicklungsträger (12) gewickelten Leiter gebildet ist;
eine Sekundärspule (9), die derart vorgesehen ist, daß sie die Primärspule (8) umgibt, und in der durch das Unterbrechen des Primärstroms eine Hochspannung erzeugbar ist; und
ein elastisches Isolierelement (22), das zwischen dem Kern (6) und dem Primärwicklungsträger (12) vorgesehen ist.

4. Zündspulenvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Fläche des Primärwicklungsträgers (12) eine mit einer Abdeckung (51) geschlossene Öffnung aufweist.

5. Zündspulenvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (51) mit einem Ausrichtungsabschnitt (52) zum Ausrichten des Kerns (6) versehen ist.

6. Zündspulenvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Querschnitte des Kerns (6) des Primärwicklungsträgers (12), die durch das Schneiden dieser Bauteile rechtwinklig zur Achse des Kerns (6) erhalten werden, ähnliche Formen aufweisen.

7. Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die Zündspulenvorrichtung umfassend:
ein Gehäuse (5);
einen Kern (6), der in dem Gehäuse (5) vorgesehen ist;
eine Primärspule (26), die derart vorgesehen ist, daß sie den Kern (6) umgibt und die eine Primärwicklung (30) aufweist, durch die ein Primärstrom fließt;
eine Sekundärspule (25), die zwischen der Primärspule (26) und dem Kern (6) derart vorgesehen ist, daß sie den Kern (6) umgibt, und die eine Sekundärwicklung (29) aufweist, die aus einem um einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Sekundärwicklungsträger (27) gewickelten Leiter gebildet ist, wobei in der Sekundärwicklung (29) durch das Unterbrechen des Primärstroms eine Hochspannung erzeugbar ist;
einen Anschlag (21), der an einer Öffnung des Sekundärwicklungsträgers (27) vorgesehen ist, um die Öffnung des Sekundärwicklungsträgers (27) zu schließen; und
einen Isolator (11), der aus einem aushärtbaren Harz besteht und in dem Gehäuse (5) vorgesehen ist, um die Primärspule (26) und die Sekundärspule (25) in dem Gehäuse (5) zu befestigen;
wobei durch den Anschlag (21) verhinderbar ist, daß der noch nicht thermisch ausgehärtete Isolator (11) bei Einfüllen in das Gehäuse (5) zwischen den Kern (6) und den Sekundärwicklungsträger (27) fließt.

8. Zündspulenvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Kern (6) und dem Sekundärwicklungsträger (27) ein elastisches Isolierelement (22) befindet.

9. Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die Zündspulenvorrichtung umfassend:
ein Gehäuse (5);
einen Kern (6), der in dem Gehäuse (5) vorgesehen ist;
eine Primärspule (8), die derart vorgesehen ist, daß sie den Kern (6) umgibt und die eine Primärwicklung (30) aufweist, durch die ein Primärstrom fließt;
eine Sekundärspule (25), die zwischen der Primärspule (8) und dem Kern (6) derart vorgesehen ist, daß sie den Kern (6) umgibt, und die eine Sekundärwicklung (29) aufweist, die aus einem um einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Sekundärwicklungsträger (27) gewickelten Leiter gebildet ist, wobei in der Sekundärwicklung (29) durch das Unterbrechen des Primärstroms eine Hochspannung erzeugbar ist; und
ein elastisches Isolierelement (22), das zwischen dem Kern (6) und dem Sekundärwicklungsträger (27) vorgesehen ist.

10. Zündspulenvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte des Kerns (6) und des Sekundärwicklungsträgers (27), die durch das Schneiden dieser Bauteile rechtwinklig zur Achse des Kerns (6) erhalten werden, ähnliche Formen aufweisen.

11. Zündspulenvorrichtung nach Anspruch 2, 4, 5, 6, 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (21) mit einem Raum (24) versehen ist, in dem das thermisch ausgedehnte elastische Isolierelement (22) aufnehmbar ist.

12. Zündspulenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die Zündspulenvorrichtung umfassend:
ein Gehäuse (5);
einen Kern (6), der in dem Gehäuse (5) vorgesehen ist;
eine Primärspule (32), die derart vorgesehen ist, daß sie den Kern (6) umgibt und die eine Primärwicklung (40) aufweist, durch die ein Primärstrom fließt;
eine Sekundärspule (31), die zwischen der Primärspule (32) und dem Kern (6) derart vorgesehen ist, daß sie den Kern (6) umgibt, und die eine Sekundärwicklung (41) aufweist, die aus einem um einen mit einem Boden versehenen, zylindrischen Sekundärwicklungsträger (33) gewickelten Leiter gebildet ist, wobei in der Sekundärwicklung (41) durch das Unterbrechen des Primärstroms eine Hochspannung erzeugbar ist;
eine isolierende Teilung (34), die sich entlang der Achse des Kerns (6) von der unteren Fläche des Sekundärwicklungsträgers (33) erstreckt, und die den Kern (6) und den Sekundärwicklungsträger (33) trennt;
einen Anschlag (35), der an einer Öffnung der Teilung (34) vorgesehen ist, um die Öffnung zu schließen; und
einen Isolator (11), der aus einem aushärtbaren Harz besteht und in dem Gehäuse (5) vorgesehen ist, um die Primärspule (32) und die Sekundärspule (31) in dem Gehäuse (5) zu befestigen;
wobei durch den Anschlag (35) verhinderbar ist, daß der noch nicht thermisch ausgehärtete Isolator (11) bei Einfüllen in das Gehäuse (5) zwischen den Kern (6) und die Teilung (34) fließt.

13. Zündspulenvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung (34) aus einem sehr harten Material besteht.

14. Zündspulenvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Fläche des Sekundärwicklungsträgers (37) eine mit einer Abdeckung (38) geschlossene Öffnung aufweist.

15. Zündspulenvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (38) mit einem Ausrichtungsabschnitt (50) zum Ausrichten des Kerns (6) versehen ist.

16. Zündspulenvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (11) aus Epoxidharz besteht.

17. Zündspulenvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (6) aus Siliziumstahlblech besteht, das ein direktionales elektromagnetisches Stahlblech ist.

18. Zündspulenvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil von jeweils dem Gehäuse (5), dem Kern (6), der Primärspule (8), und der Sekundärspule (9) in einem Kerzenloch (4) angeordnet sind, in dem eine Zündkerze (2) aufnehmbar ist.