DE69812350T2

DE69812350T2 - Zündspulenanordnung für einen motor und motor mit einer kopfhaube aus plastik

Info

Publication number: DE69812350T2
Application number: DE69812350T
Authority: DE
Inventors: Yoichi Anzo; Kazutoshi Kobayashi; Eiichiro Kondo; Takahide Kosai; Junichi Shimada; Noboru Sugiura; Toshiaki Ueda
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2018-05-23
Also published as: CN1447023A; US6571784B2; US20060129890A1; EP1878910A3; EP1225605A2; EP1878910B1; EP0984463A1; CN1257603A; KR100418005B1; EP1225604A3; EP1225604A2; EP1225606A3; KR100432460B1; CN1197099C; EP1225606A2; EP1220244A3; KR20010012877A; US6332458B1; WO1998053467A1; US20040069288A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einzelzündungstyp-Zündspule zur Verwendung in einem Motor entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Kürzlich ist eine Einzelzündungsspulentyp-Zündspule zur Verwendung in einem Motor entwickelt worden, derart, daß die Zündspule einzeln und direkt mit jeder der Zündspulen verbunden ist, die in Kerzenlöcher des Motors eingeführt werden. Bei dieser Art der Zündspule wird ein Verteiler überflüssig, demzufolge ist am Verteiler und an einem Hochspannungskabel für den Verteiler usw. kein Abfall der Versorgungsenergie für die Zündspule vorhanden. Außerdem kann die Zündspule ohne Berücksichtigung des Abfalls der Zündenergie ausgelegt werden. Demzufolge kann die Spulenkapazität klein gemacht werden und es kann ein kleinräumiger Aufbau der Zündspule vorgeschlagen werden und es können ferner die Abschaffung des Verteilers und eine Rationalisierung des Raums für die Komponentenanbringung in einem inneren Abschnitt des Motorraums vorgeschlagen werden.
Da bei der obenerwähnten Einzelzündungstyp-Zündspule die Zündspule montiert wird, indem wenigstens ein Teil der Zündspule in ein Kerzenloch eingeführt wird, wird sie als Kerzenloch-Spule bezeichnet. Da ein Spulenabschnitt in das Kerzenloch eingesetzt wird, wird die Zündspule ferner als Bleistifttyp-Zündspule bezeichnet, die in Form eines Bleistifts lang und dünn ist. Diese Bleistifttyp-Zündspule besitzt einen Mittelkern (einen magnetischen Kern, in dem mehrere Siliciumstahlbleche laminiert sind), eine Primärspule und eine Se¬ kundärspule an einem inneren Abschnitt eines langen und schmalen Spulengehäuses mit zylindrischer Form. Die Primärspule und die Sekundärspule sind auf entsprechende Spulenkörper gewickelt und sind am Umfang des Mittelkerns konzentrisch angeordnet. Das Spulengehäuse nimmt die Primärspule und die Sekundärspule auf, wobei ein isolierendes Harz eingefüllt wird und aushärtet und indem ein isolierendes Öl eingefüllt wird, wodurch eine Isolation der Zündspule sichergestellt wird. Als Stand der Technik dienen z. B. die Offenlegungsveröffentlichungen der japanischen Patente Nr. Hei 8-255719, Nr. Hei 9-7860, Nr. Hei 8-97.057, Nr. Hei 8-144910 und Nr. Hei 8-203757. Um bei der Bleistifttyp-Zündspule eine Begrenzung des Verlustflusses zu berücksichtigen, der am äußeren Umfang der Spule fließt, ist am äußeren Umfang des Spulengehäuses ein Seitenkern vorgesehen.
Bei der Bleistifttyp-Zündspule gibt es zwei Typen, wobei bei einem Typ die Primärspule innen und die Sekundärspule außen und bei dem anderen Typ die Sekundärspule innen und die Primärspule außen angeordnet ist. Der zuletzt genannte Typ (eine Sekundärleitungsstruktur ist innerhalb der Primärleitung angeordnet) besitzt im Vergleich zu dem ersten Typ (eine Sekundärleitungsstruktur ist außerhalb der Primärleitung angeordnet) in bezug auf die Ausgangscharakteristik einen Vorteil.
Bei der Bleistifttyp-Zündspule, in die ein isolierendes Harz (z. B. ein Epoxidharz) in die Struktur, bei der die Sekundärleitung außerhalb der Primärleitung angeordnet ist, eingefüllt wird und zu einem Spulenbestandteil härtet, wie in Fig. 7 gezeigt ist, sind die Primärspule, das Epoxidharz, ein Sekundärspulenkörper, die Sekundärspule, das Epoxidharz, ein Spulengehäuse und ein Seitenkern von der Innenseite aus in dieser Reihenfolge vorgesehen. In diesem Aufbau wird eine elektrostatische erdfreie Kapazität zwischen der Sekundärspule und der Primärspule erzeugt, die an der Innenseite der Sekundärspule angeordnet ist und eine Niederspannung besitzt (diese wird im wesentlichen als Massespannung betrachtet), und außerdem wird eine elektrostatische erdfreie Kapazität zwischen der Sekundärspule und dem Seitenkern erzeugt (eine Massespannung). Im Vergleich zu dem Aufbau, bei dem die Sekundärleitung innerhalb der Primärleitung angeordnet ist, ist die elektrostatische erdfreie Kapazität des Seitenkerns überflüssig, demzufolge wird die elektrostatische erdfreie Kapazität des Aufbaus, bei dem die Sekundärleitung außerhalb der Primärleitung angeordnet ist, groß (andererseits wird in dem Aufbau, bei dem die Sekundärleitung innerhalb der Primärleitung angeordnet ist, eine elektrostatische erdfreie Kapazität zwischen der Sekundärspule und der Primärspule erzeugt und zwischen der Primärspule und dem Seitenkern, wobei die Primärspule und der Seitenkern die Massespannungen aufweisen, wird im wesentlichen keine elektrostatische erdfreie Kapazität erzeugt).
Der Ausgang der Sekundärspannung und die Anstiegsgeschwindigkeit der Sekundärspannung werden durch die elektrostatische erdfreie Kapazität beeinflußt und je größer die elektrostatische erdfreie Kapazität wird, desto stärker wird der Ausgang abgesenkt und es wird beim Anstieg eine Verzögerung erzeugt. Folglich wird der Aufbau mit geringer elektrostatischer erdfreier Kapazität, bei dem die Sekundärleitung innerhalb der Primärleitung angeordnet ist, für eine kleinräumige Struktur und eine hohe Ausgangsleistung als geeignet betrachtet.
Bei dem Aufbau, bei dem die Sekundärleitung innerhalb der Primärleitung in der Struktur zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern angeordnet ist, besteht ein wichtiges Problem darin, wie ein Schutz gegen Wärmeschock und eine Verminderung der Konzentration des elektrischen Felds miteinander kompatibel sind.
Der obenerwähnte Sekundärspulenkörper spielt die Rolle einer Isolation der Hochspannung, die in der Sekundärspule erzeugt wird, vom Mittelkern. Wenn ein Spalt zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern vorgesehen ist, wird eine Differenz der elektrischen Feldstärke erzeugt (die elektrische Feldstärke des Spaltabschnitts wird äußerst groß, eine Konzentration des elektrischen Felds), und es bildet sich an dem Spaltabschnitt zwischen der Sekundärspule und dem Mittelkern ein dielektrischer Durchbruch. Um den dielektrischen Durchbruch zu verhindern, ist es erforderlich, ein Isolationselement zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern einzufüllen und die Konzentration des elektrischen Felds zu vermindern.
Wenn jedoch das Harz zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern eingefüllt wird, besteht gemäß der Differenz zwischen dem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten (13 · 10&supmin;&sup6; mm/ºC) des Mittelkerns und dem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Harzes ein Axiom, daß im Harz Risse verursacht werden und der dielektrische Durchbruch erzeugt wird. Als Gegenmaßnahme zur Verhinderung von Rissen ist vorstellbar, daß der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des Harzes dem des Mittelkerns durch Einmischen eines Silika-Füllers usw. angenähert wird. In dem obigen Fall vermindert sich jedoch die Fließfähigkeit des Harzeingusses und es ist insbesondere ein Problem, daß es schwierig ist, das Harz in einen Spalt zwischen dem Mittelkern und dem Sekundärspulenkörper einzufüllen, der ein kleiner Zwischenraum ist (in der Größenordnung von einem Zehntelmillimeter).
Nun haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein flexibles Epoxidharz mit einem Umwandlungspunkt, der niedriger als die Normaltemperatur (20ºC) liegt, und einem Young-Modul von 1 · 10&sup8; (Pa) über der Normaltemperatur zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern eingefüllt wird. (Siehe z. B. die japanischen Patentanmeldungen Nr. Hei 7-326800 und Nr. Hei 8-249733). In dieser Beschreibung ist das flexible Epoxidharz als ein weiches Epoxidharz definiert, das bei Normaltemperatur einen weichen Zustand besitzt. Dieses weiche Epoxidharz wird z. B. unter Unterdruckbedingungen eingespritzt, um äußerst wenig Hohlräume zu erhalten (ein bei Unterdruck einzufüllender Typ).
Das weiche Epoxidharz besitzt eine ausgezeichnete Wirkung zum Schutz gegen Wärmeschock (Wärmeschock-Absorption, Wärmeschock-Verminderung) gegen eine wiederholte Wärmebelastung, da das weiche Epoxidharz eine Elastizität besitzt. Durch die Verwendung des obenerwähnten weichen Epoxidharzes kann der Wärmeschock gegen den Mittelkern und der Wärmeschock gegen den Sekundärspulenkörper vermindert werden und durch eine Verwendung des Materials, das eine ausgezeichnete Haftwirkung besitzt, kann ferner das Auftreten von Zwischenräumen zwischen dem Mittelkern und dem Sekundärspulenkörper verhindert werden, da jedoch andererseits eine Isolationswirkung im Vergleich zu einem Sekundärspulenmaterial gering ist, ist es erwünscht, den Spalt äußerst dünn zu machen, wobei die Dicke des zweiten Spulenkörpers und somit die Isolationswirkung zwischen der Sekundärspule und dem Mittelkern sichergestellt sind.
Das Dokument EP 0 762 445 A2 betrifft eine elektromagnetische Spule mit schräggestellter Wicklung und eine Zündspule für eine Brennkraftmaschine mit einem Sekundärspulenkörper, der sich von einem Sekundärspulenkörper mit gleichförmigem Durchmesser unterscheidet. Dieses Dokument zeigt ferner einen kleinen Spalt zwischen dem Kern und dem Sekundärspulenkörper infolge von Nuten, die an der Innenseite des Sekundärspulenkörpers vorgesehen sind, sowie eine Prüfspule, die eine mit Öl isolierte Zündspule ist.
Das Dokument DE 36 20 826 A1, das eine Zündspule gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 beschreibt, betrifft eine inte¬ grierte Zündspule mit einer festen Isolation zwischen einem Sekundärspulenkörper und einem Mittelkern, wobei eine Sekundärspule, die auf einen Sekundärspulenkörper gewickelt ist, und eine Primärspule, die auf einen Primärspulenkörper gewickelt ist, von der Innenseite eines Spulengehäuses nacheinander konzentrisch installiert sind, wobei die Zündspule mit einer entsprechenden Zündkerze des Motors direkt verbunden ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einzelzündungstyp-Zündspule zu realisieren, bei der ein Schutz gegen Wärmeschock und eine Verminderung der Konzentration des elektrischen Felds (eine isolierende Wirkung) zwischen der sekundären Spule und dem Mittelkern verbessert und die Qualität (Zuverlässigkeit) und die Arbeitsproduktivität bei der Herstellung erhöht werden können.
Die Aufgabe wird erreicht gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Die abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Gemäß der Erfindung sind ein Mittelkern, eine auf einen Sekundärspulenkörper gewickelte Sekundärwicklung und eine auf einen Primärspulenkörper gewickelte Primärwicklung konzentrisch so auf der Innenseite eines Spulengehäuses vorgesehen, daß die Zündspule direkt mit der entsprechenden Zündkerze des Motors verbunden ist, und daß ein isolierendes Harz zwischen den Sekundärspulenkörper und den Mittelkern eingefüllt ist, wobei sich die Dicke des Sekundärspulenkörpers mit einer schrägen Form so ändert, daß der Innendurchmesser des Sekundärspulenkörpers auf der Einfüllseite des isolierendes Harzes größer ausgeformt ist und hin zu der gegenüberliegenden Seite der Einfüllseite kleiner ausgeformt ist.
Es ist erforderlich, das isolierende Harz, das zwischen den Sekundärspulenkörper und den Mittelkern eingefüllt wird, möglichst dünn zu · machen, indem z. B. das obenerwähnte weiche Epoxidharz verwendet wird, um die Dicke des Sekundärspulenkörpers sicherzustellen (um die Isolationswirkung sicherzustellen). Diese Dicke des Sekundärspulenkörpers soll bei dem Minimalwert von 0,1 mm sichergestellt werden, um eine Differenz der linearen Wärmeausdehnung (Verringerung des Wärmeschocks) gegen den Mittelkern und den Sekundärspulenkörper und eine Größenabweichung bei einer Massenproduktion des Spulenkörpermaterials und des Kerns aufzunehmen sowie eine Gleichförmigkeit der Unterdruckeinfüllung zu garantieren.
Um die obenerwähnten Forderungen zu erfüllen, wird der Spalt, der zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern gebildet wird, ein Spalt in der Größenordnung von Zehntelmillimetern (Größenordnung 1/10 mm) und in diesen äußerst schmalen Spalt wird das isolierende Harz eingefüllt und härtet aus. Gemäß der vorliegenden Erfindung, gemäß einem Abschnitt des Innendurchmessers des Sekundärspulenkörpers und weil eine Schräge eine Differenz des Innendurchmessers aufweist, wobei die Einfüllseite groß ausgeformt ist und zu einer gegenüberliegenden Seite kleiner wird, ist in dem Spalt, der zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern gebildet ist, die Einfüllseite des isolierenden Harzes groß ausgeformt und wird zur gegenüberliegenden Seite allmählich kleiner, dementsprechend können durch eine Aufweitung die Breite der Harzeinfüllung und die Gleichförmigkeit der Harzeinfüllung verbessert werden. Selbst wenn die Breite der Harzeinfüllung aufgeweitet wird, verringert sich der Spalt zwischen dem Mittelkern und dem Sekundärspulenkörper allmählich, wobei die dünnschichtige Struktur des isolierenden Harzes möglichst klein gehalten werden kann.
Die Erfindung kann ferner zeigen, daß ein Innendurchmesser des Sekundärspulenkörpers an der Niederspannungsseite der Sekundärspule groß ausgebildet ist und hin zur Hochspannungsseite der Sekundärspule klein ausgebildet ist, und daß der Sekundärspulenkörper eine Spulenkörperstruktur bildet, bei der eine Dicke des Sekundärspulenkörpers an der Niederspannungsseite des Sekundärspulenkörpers dünn ausgeformt ist und hin zur Hochspannungsseite des Sekundärspulenkörpers dick ausgeformt ist.
Bei diesem Aufbau kann eine Kompatibilität der Fließverbesserung des isolierenden Harzes und der Dünnschichtstruktur erreicht werden.
Ein Spulenbereich (ein Bereich, der ein Spulengehäuse, eine im Spulengehäuse aufgenommene Spule und einen Kern usw. enthält) der Zündspule ist direkt mit einer Zündkerze eines Zylinderkopfs verbunden und empfängt eine Wärmewirkung der Motorverbrennung. Bei strengen Betriebsbedingungen bei einer Außentemperatur von 40ºC, bei 55 km/h im zweiten Gang bei einer Steigung von 10% beträgt die Temperatur der äußeren Oberfläche des Spulengehäuses an einem Abschnitt, an dem das Spulengehäuse am nächsten zum Motor gelegen direkt mit der Zündspule verbunden ist, 140ºC, wobei die Temperatur der äußeren Oberfläche in der Nähe einer Hochspannungsseite der Sekundärspule, die nur wenig von der Zündkerze entfernt ist, 130ºC beträgt, die Temperatur der äußeren Oberfläche an einer Niederspannungsseite der Sekundärspule, die an einer Außenseite des Zylinderkopfs vorgesehen ist und bei der eine Entfernung von der Hochspannungsseite der Sekundärspule 80-105 mm beträgt, 110ºC beträgt und die Temperatur der äußeren Oberfläche an einem Gehäuse der Zündschaltung, das in der Nähe der Hochspannungsseite vorgesehen ist, 100ºC beträgt.
Im Ergebnis kann bei dem Sekundärspulenkörper erwartet werden, daß die Hochspannungsseite der Sekundärspule den Zustand einer höheren Temperatur aufweist im Vergleich mit der Niederspannungsseite der Sekundärspule und somit sinkt die Isolationswirkung und die Wärmebelastung wird groß. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch die Dicke des Sekundärspulenkörpers an der Niederspannungsseite der Sekundärspule dünn ausgeformt und die Dicke des Sekundärspulenkörpers ist hin zur Hochspannungsseite der Sekundärspule dick ausgeformt, wobei die Dicke die Isolationswirkung teilweise erhöht und der Schutz gegen Wärmebelastung an der Hochspannungsseite der Sekundärspule wird verbessert und kann demzufolge die obenerwähnte Wärmewirkung infolge der Motorverbrennung aushalten.
Ferner kann das isolierende Harz zum Einfüllen zwischen den Sekundärspulenkörper und den Mittelkern ein isolierendes Harz mit einem Umwandlungspunkt Tg sein, das die folgende Bedingung erfüllt: eine zulässige Belastung des Sekundärspulenkörpers > eine erzeugte Belastung (von -40ºC zu einem Umwandlungspunkt des isolierenden Harzes). Die Gründe für die Aufstellung der oben genannten Bedingung für Tg sind die Folgenden.
Wenn das obenerwähnte isolierende Harz (hier ist das isolierende Harz ein Harz, das zwischen den Sekundärspulenkörper und den Mittelkern eingefüllt wird) die Dünnschichtstruktur bildet und den Wärmeschock vermindert (eine Differenz der Wärmeausdehnung und Kontraktion gemäß der Temperaturänderung im Motorraum; eine Wärmebelastung) gemäß der Differenz des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Mittelkern und dem Sekundärspulenkörper, kann es diesen Belastungen gewachsen sein, indem ihm eine Elastizität (Flexibilität) durch Weichmachen des Harzes verliehen wird.
Um das obenerwähnte isolierende Harz weich zu machen, sind ein Umwandlungspunkt Tg und die Young-Module nach einem Formen (eine Härtung durch Wärme) des Harzes wichtige Faktoren. Mit anderen Worten ist Tg ein Standardwert als Erweichungspunkt des Materials und das Harz wird über Tg hinaus weich gemacht und je kleiner das Young-Modul im erweichten Zustand ist, desto größer ist die Elastizität (die Flexibilität).
Da bei der obenerwähnten Bleistifttyp-Spule die Spule im Motorraum angebracht ist, der eine strenge Umgebungstemperatur (sie liegt im allgemeinen zwischen -40ºC und 130ºC) aufweist, ist es zum Erreichen des Schutzes gegen Wärmeschock erwünscht, daß das obenerwähnte isolierende Harz einen Wert Tg bei der geringen Temperatur und bei dem Temperaturbereich der Verwendungsumgebung des Motors besitzt, damit der weiche Zustand im größtmöglichen Umfang erreicht wird. Es ist jedoch nicht notwendig, Tg auf einen geringeren Wert als -40ºC abzusenken (es ist mit anderen Worten nicht erforderlich, das isolierende Harz bei einem Wert unter -40ºC weich zu machen). Die Gründe werden unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert.
Fig. 8(a) ist eine charakteristische Darstellung, die das Verhalten des zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern befindlichen isolierenden Harzes und des Sekundärspulenkörpers zeigt, wobei erwartet wird, daß die Temperatur des Motorraums, in dem die Sekundärleitung innerhalb der Primärleitungsstruktur der Einzelzündungstyp-Zündspule angeordnet ist, -40ºC bis 30ºC beträgt, wobei diese Charakteristik durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung vollständig ausgewertet worden ist. Fig. 8(b) ist eine erläuternde Darstellung zum Kompensieren der oben festgestellten Verhaltenscharakteristik.
Fig. 8(b) zeigt einen Zustand des Sekundärspulenkörpers, bei dem sich die Sekundärleitung, die innerhalb der Primärleitungsstruktur angeordnet ist, durch die Absenkung der Umgebungstemperatur auf die Mittelkernfläche zusammengezogen hat, wobei es dann, wenn das isolierende Harz zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern den weichen Zustand aufweist (über dem Umwandlungspunkt Tg), möglich ist, daß im wesentlichen keine Belastung (die Wärmebelastung) am Sekundärspulenkörper erzeugt wird, da die Kontraktion (die Verformung zur Mittelkernfläche) während des Temperaturabfalls durch das obenerwähnte isolierende Harz aufgenommen wird.
Der Motor hält an und z. B. in einem kalten Gebiet verschwindet der Temperaturabfall, das obenerwähnte isolierende Harz der Bleistifttyp- Spule wird kleiner als Tg, das isolierende Harz geht in den Umwandlungszustand über, und um die Kontraktion des Sekundärspulenkörpers zu blockieren, wird die Belastung (die Wärmebelastung) am Sekundärspulenkörper erzeugt. Diese Belastung σ wird wie folgt in der Beziehung des Young-Moduls E und einer Belastung &epsi; ausgedrückt.
σ = E · &epsi; = E · α · T
σ ist der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des Sekundärspulenkörpers und T ist die Temperaturänderung (die Temperaturdifferenz).
Bei der Temperaturänderung (-40ºC bis 130ºC), die in Fig. 8(a) gezeigt ist, tritt z. B. dann, wenn der Umwandlungspunkt Tg des isolierenden Harzes zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern auf 130ºC gesetzt ist, die maximale Belastung σmax auf, da die Belastung des Sekundärspulenkörpers in einem Bereich von 130ºC bis -40ºC erzeugt wird. Dann, wenn Tg auf Tg&sub1; gesetzt wird (Tg&sub1; < 130ºC) wird eine Belastung σ&sub1; in einem Bereich (eine Temperaturdifferenz T&sub1;) von Tg&sub1; bis -40ºC erzeugt (bei einem Bereich von 130ºC bis Tg&sub1; erfolgt im wesentlichen keine Belastung, da die Kontraktion des Sekundärspulenkörpers nicht behindert ist). In ähnlicher Weise wird dann, wenn Tg auf Tg&sub2; gesetzt wird (Tg&sub2; > Tg&sub1;), eine Belastung σ&sub2; in einem Bereich (eine Temperaturdifferenz T&sub2;) von Tg&sub2; bis -40ºC erzeugt (bei einem Bereich von 130ºC bis Tg&sub2; erfolgt im wesentlichen keine Belastung, da die Kontraktion des Sekundärspulenkörpers nicht behindert ist).
Dann, wenn z. B. für eine zulässige Belastung σ&sub0; gilt: σ&sub1; < σ&sub0; < σ&sub2;, und wenn Tg des isolierenden Harzes zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern kleiner als Tg&sub1; ist (-40ºC < Tg < Tg&sub1;), ist die erzeugte Belastung σ des Sekundärspulenkörpers kleiner als die zulässige Belastung σ&sub0;, wobei das Hervorrufen einer Beschädigung des Sekundärspulenkörpers behindert werden kann. Selbst wenn in diesem Fall in einem Bereich von -40ºC bis Tg&sub1; das isolierende Harz zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern gehärtet ist und die Operation zur Verminderung des Wärmeschocks ausgeschaltet ist, schwächt der Wärmeschock die Zuverlässigkeit des Sekundärspulenkörpers und der Mittelkern kann gehalten werden, da der Temperaturbereich schmal ist. In Fig. 8(a) liegt der obenerwähnte Wert Tg&sub1; an einer Position von -25ºC, das ist ein Beispiel, bei dem das isolierende Harz ein spezielles Material ist, es besteht jedoch keine Beschränkung auf dieses Beispiel.
Wie oben festgestellt wurde, ist der Umwandlungspunkt, der ein Grenzpunkt für das Erweichen, die Antiwärmeschockwirkung des isolierenden Harzes in Beziehung auf die am Sekundärspulenkörper erzeugte Belastung ist, der Wert Tg, der die folgende Bedingung erfüllt: die zulässige Belastung σ&sub0; des Sekundärspulenkörpers > die erzeugte Belastung σ des Sekundärspulenkörpers bei einem Temperaturbereich von -40ºC bis zum Umwandlungspunkt des isolierenden Harzes, wobei die Kompatibilität zwischen dem Schutz gegen Wärmeschock und der Zuverlässigkeit des Sekundärspulenkörpers gegenüber dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern erreicht werden kann. Dabei wurde in den früheren Anmeldungen der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 7-326800 und Nr. Hei 8-249733 die Elastizität des Epoxidharzes (des isolierenden Harzes zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern) so beschrieben, daß die Elastizität des Epoxidharzes geringer als bei Raumtemperatur ist, die Beziehung zum Sekundärspulenkörper wurde jedoch nicht studiert.
In bezug auf die obenerwähnte Erfindung wird bei dem obenerwähnten Sekundärspulenkörper vorgeschlagen, daß ein thermoplastisches Harz vorhanden ist, das einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 10-45 · 10&supmin;&sup6; in die Strömungsrichtung und eine hierzu senkrechte Richtung während des Formens bei Normaltemperatur (20ºC)- 150ºC aufweist, und daß dieses isolierende Harz das weiche Epoxidharz ist, das oberhalb des Umwandlungspunkts ein Young- Modul der Elastizität aufweist, das kleiner als 1 · 10&sup8; (Pa) aufweist (eine Entsprechung zu Anspruch 8).
Die Erfindung kann ferner zeigen, daß an dem isolierenden Harz (das isolierende weiche Harz), das die Bedingung des Umwandlungspunkts Tg erfüllt, das Formpressen zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern, die oben erwähnt wurden, ausgeführt wird.
Bei den obenerwähnten Verfahren wird das Volumen der in dem Harz enthaltenen Hohlräume auf 1/200 kontrahiert, und die Ausführung ohne Hohlraum wird weiter, wie oben angegeben ist, in dem isolierenden Harz (z. B. in dem weichen Epoxidharz) ausgeführt, was bei der Dünnschichtstruktur erwünscht ist, die eine Größenordnung im Bereich von Zehntelmillimetern besitzt, wobei dieser Zustand ohne Hohlräume in großen Umfang dazu beitragen kann, die isolierende Wirkung sicherzustellen.
Ferner sind der Mittelkern und der Magnet in dem Sekundärspulenkörper in einer axialen Richtung eingesetzt, wobei das obenerwähnte weiche Epoxidharz diese Elemente bedeckt und die Befestigungskraft in der axialen Richtung des Mittelkerns und des Magneten wird durch das Formpressen vergrößert und ferner kann die Wirkung gegen Vibration verbessert werden.
Das Formpressen des isolierenden Harzes wird z. B. wie folgt ausgeführt. Nachdem das obenerwähnte Harz bei Unterdruck eingefüllt wurde, stellt das Harz unter atmosphärischen Bedingungen das thermoplastische Harz dar, das erwärmt wird und unter atmosphärischen Bedingungen aushärtet. Das obenerwähnte Formpressen verwendet den zwischen dem Unterdruck und dem atmosphärischen Druck vorhandenen Differenzdruck.
Die Erfindung kann ferner zeigen, daß bei der Sekundärleitung, die innerhalb der Primärleitungsstruktur der Einzelzündungstyp-Zündspulen zur Verwendung in einem Motor angeordnet ist, bei dem an einem oberen Bereich eines Spulengehäuses ein Schaltungsgehäuse mit einem Verbinder in einer Zündeinheit der Zündspule installiert ist, ein isolierendes Harz zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern eingefüllt ist und an dem isolierenden Harz an einer oberen Endöffnung des Sekundärspulenkörpers ein Formpressen ausgeführt wird, und daß an der oberen Endöffnung des Sekundärspulenkörpers eine Delle ausgebildet ist, wobei in dem Schaltungsgehäuse mit dem Verbinder ein unterer Bereich des Schaltungsgehäuses mit einem oberen Bereich des Spulengehäuses verbunden ist, wobei ein Gießharz eingefüllt ist, das sich zwischen einem inneren Bereich des Schaltungsgehäuses mit dem Verbinder zu der Sekundärspule und dem Primärspulenkörper des Spulengehäuses sowie zwischen der Primärspule und dem Spulengehäuse erstreckt, und wobei die Delle, die an dem isolierenden Harz ausgebildet ist, durch das Epoxidharz bedeckt ist.
Wenn die Sekundärleitung innerhalb der Primärleitungsstruktur der Einzelzündungstyp-Zündspule angeordnet ist, ist der Vorteil (die Unterstützung der Ausführungsform ohne Hohlraum) des Einfüllens des isolierenden Harzes zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern (z. B. das weiche Epoxidharz) durch Formpressen bereits oben erwähnt worden.
In dem Sekundärspulenkörper zur Aufnahme des Mittelkerns wird dann, wenn das obenerwähnte isolierende Harz eingefüllt und das Formpressen ausgeführt wird (z. B. dann, wenn das Harz bei Unterdruck eingefüllt wird und der Unterdruck und der atmosphärische Druck in die Atmosphäre freigegeben werden), durch Trennung anderer Spulenelemente (der Primärspulenkörper, das Spulengehäuse, das Schaltungsgehäuse über dem Spulengehäuse usw.) eine Delle in der Form eines irdenen Mörsers (eine halbkugelförmige Delle) an der Fläche des isolierenden Harzes hinterlassen, die an der oberen Endöffnungsfläche des Sekundärspulenkörpers positioniert ist. Durch das Vorsehen dieses Bereichs mit einer Delle des isolierenden Harzes wirkt die konzentrierte Druckkraft in axialer Richtung auf den Mittelkern, wobei die magnetischen Schwingungen usw., die im Mittelkern erzeugt werden, der durch die laminierten Stahlbleche gebildet wird, wirkungsvoll aufgenommen werden können, wobei im Ergebnis die Wirkung gegen Vibration verbessert werden kann. Insbesondere dann, wenn dieses isolierende Harz das weiche Material ist im Vergleich mit dem hartem Harzmaterial, wird die Beschränkungskraft gegen den Mittelkern geschwächt, wobei es zum Kompensieren des Obengenannte wirkungsvoll ist, daß der obenerwähnte Bereich mit einer Delle an der Position der oberen Endöffnung des obenerwähnten Sekundärspulenkörpers hergestellt wird.
Wenn jedoch die obenerwähnte Delle fehlt und die Zündschaltung an dem oberen Bereich des Spulengehäuses angeordnet ist (der obere Bereich des Spulenabschnitts) wird der folgende Nachteil bewirkt, da zwischen dem Mittelkern und einer. Metallbasis im Schaltungsgehäuse ein Spalt bleibt.
Der umgebende Abschnitt des Mittelkerns wird isoliert, ferner empfängt der Mittelkern eine Wirkung des elektrischen Felds, wie in Fig. 9 gezeigt ist, und es wird eingeschätzt, daß der Mittelkern ein Zwischenpotential zwischen der Niederspannungsseite und der Hochspannungsseite der Sekundärspule besitzt. Wenn z. B. die erzeugte Spannung der Sekundärspule etwa 30 kV beträgt, besitzt der Mittelkern das Zwischenpotential von 15 kV. Da andererseits die an einem oberen Bereich des Mittelkerns positionierte Metallbasis geerdet ist, werden eine Konzentration des elektrischen Felds sowie ferner die Zerstörung der Isolierung bewirkt, wenn zwischen dem Mittelkern und der Metallbasis ein Spalt vorhanden ist.
Da der Bereich mit einer Delle (der Spalt), der gemäß der Erfindung durch das Formpressen des isolierenden Harzes erzeugt wird, von dem Epoxidharz bedeckt ist (das Epoxidharz, das eingefüllt wird, erstreckt sich vom Schaltungsgehäuse zur Sekundärspule, zum Primärspulenkörper, zur Primärspule und zum Spulengehäuse), das nach dem Einfüllen des Harzes eingefüllt wird, kann die oben festgestellte Konzentration des elektrischen Felds weitgehend vermindert werden und im Ergebnis kann die Isolationswirkung zwischen dem Mittelkern und der Metallbasis sichergestellt werden.
Ferner wird die Einfülltätigkeit des Epoxidharzes zum Bedecken des obenerwähnten Bereichs mit einer Delle gemeinsam mit der Einfüll- und Härtetätigkeit des Epoxidharzes ausgeführt, wobei ein unterer Bereich des Schaltungsgehäuses, das einen Verbinder aufweist, mit dem oberen Bereich des obenerwähnten Spulengehäuses verbunden ist und sich zwischen einem inneren Bereich des Schaltungsgehäuses, das einen Verbinder aufweist, und der Sekundärspule und dem Primärspulenkörper des Spulengehäuses sowie zwischen der Primärspule und dem Spulengehäuse erstreckt, wobei die Rationalisierung der Arbeitsleistung erreicht werden kann.
In bezug auf die obengenannte Erfindung wird ferner folgendes vorgeschlagen.
Die Erfindung kann nämlich ferner zeigen, daß ähnlich zu der obigen Primärleitung, die in der Primärleitungsstruktur der Einzelzün¬ dungstyp-Zündspule angeordnet ist, die zur Verwendung in einem Motor vorgesehen ist, in der die Zündspule direkt mit einer entsprechenden Zündkerze des Motors verbunden ist, ein isolierendes Harz zwischen den Sekundärspulenkörper und den Mittelkern eingefüllt wird, an einer oberen Endöffnung des Sekundärspulenkörpers mit dem isolierenden Harz ein Formpressen ausgeführt wird und an der oberen Endöffnung des Sekundärspulenkörpers eine kugelförmige Delle ausgebildet wird, in dem Schaltungsgehäuse mit dem Verbinder ein unterer Bereich des Schaltungsgehäuses mit einem oberen Bereich des Spulengehäuses verbunden ist, ein Epoxidharz eingefüllt wird und sich zwischen einem inneren Abschnitt des Schaltungsgehäuses, das den Verbinder aufweist, und der Sekundärspule und dem Primärspulenkörper des Spulengehäuses sowie zwischen der Primärspule und dem Spulengehäuse erstreckt und die Delle in Kugelform, die an dem isolierenden Harz ausgebildet ist, durch das Gießharz bedeckt wird.
Bei dem obenerwähnten Aufbau kann zusätzlich zu den Operationen und Wirkungen der Erfindung erwartet werden, daß aufgrund der Tatsachen, daß die Delle, die an der oberen Fläche des isolierenden Harzes ausgebildet wird und an der Position der oberen Endöffnung des Sekundärspulenkörpers positioniert ist, eine Kugelform aufweist und am obenerwähnten Spalt (die Delle), in dem, das isolierende Harz bedeckt ist, keine Ecke vorhanden ist, selbst dann, wenn das Gießharz in die Delle eingefüllt wird, als ein Ergebnis des guten Haftvermögens an der Dellengrenzfläche zwischen dem isolierenden Harz und dem eingefüllten Gießharz kaum Hohlräume verbleiben.
Die Erfindung kann ferner zeigen, daß ein Zylinderkopf des Motors durch eine Kunststoff-Kopfabdeckung bedeckt ist; wobei eine entsprechende Zündkerze, die in dem Zylinderkopf angebracht ist, direkt mit einer Einzelzündungstyp-Zündspule verbunden ist, die für jede Zündkerze vorgesehen ist, wobei die Einzelzündungstyp-Zündspule einen Spulenbereich, in dem ein Mittelkern, eine auf einen Sekundärspulenkörper gewickelte Sekundärwicklung und eine auf einen Primärspulenkörper gewickelte Primärwicklung in einem dünnen schmalen zylinderförmigen Spulengehäuse konzentrisch installiert sind, und ein Schaltungsgehäuse mit einem Verbinder umfaßt, das an einem oberen Abschnitt des Spulengehäuses vorgesehen ist und im Inneren eine Zündschaltungseinheit aufweist, wobei der Spulenbereich die Kunststoff-Kopfabdeckung durchdringt und der Schwerpunkt der Zündspule an einer tieferen Position von der Kunststoff-Kopfabdeckung positioniert ist und das Schaltungsgehäuse mit dem Verbinder an einer Außenfläche der Kunststoff-Kopfabdeckung befestigt ist.
Die vorliegende Erfindung kann ferner sowohl bei dem Typ, bei dem die Sekundärleitung in der Primärleitungsstruktur angeordnet ist, als auch bei dem Typ, bei dem die Sekundärleitung außerhalb der Primärleitungsstruktur angeordnet ist, angewendet werden.
Damit sich eine Leichtbaustruktur des Motors ergibt, besteht ein Bedarf an einer Kunststoffstruktur einer Kopfabdeckung zum Abdecken eines Zylinderkopfes des Motors, und um das zu realisieren, erfolgte diese Entwicklung. Wegen dieses Bedarfs sind folgende Verbesserungen erforderlich, wenn die Einzelzündungstyp-Zündspule an einer Kunststoff Kopfabdeckung angebracht ist.
Zum Beispiel ist die Zündspule, die in der Einzelzündungstyp-Zündspule gegenwärtig verwendet wird, eine solche Zündspule, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist. Dieser Zündspulentyp besitzt einen Spulenbereich 150 an einem Spitzenbereich eines Spulenhauptkörpers, der den Spulenbereich 150 (eine Primärspule 153 und eine Sekundärspule 155 sind auf einen Kern 159 mit geschlossenem magnetischen Weg gewickelt) und eine Gummimanschette zum Kombinieren eines Steckers umfaßt, und dieser Spulenbereich 150 ist durch ein Schraubenelement 27 an einer Kopfabdeckung 160 des Motors installiert.
Ein Kerzenloch 161 zum Anbringen einer Zündkerze 22, eine leitende Stange (Aluminiumstange) 156 zum Liefern von Hochspannungsenergie an die Sekundärspule 155, ein Schraubenfederelement 158, das mit der leitenden Stange verbunden ist, und eine Gummimanschette 157 zum Abdecken dieser Komponenten sind innen angebracht. An einem unteren Ende der Gummimanschette 157 ist die Seite des Spitzenabschnitts der Zündkerze 22 eingepaßt und die Zündkerze 22 ist durch die Feder 158 und die leitende Stange 156 mit der Hochspannungsseite der Sekundärspule 155 verbunden. Das Bezugszeichen 100 bezeichnet einen Zylinderkopf des Motors, das Bezugszeichen 151 bezeichnet ein Spulengehäuse, das Bezugszeichen 151a bezeichnet einen Verbinder, das Bezugszeichen 152 bezeichnet einen Primärspulenkörper und das Bezugszeichen 154 bezeichnet einen Sekundärspulenkörper.
Wenn die obenerwähnte Einzelzündungstyp-Zündspule an der Kunststoff-Motorkopfabdeckung installiert ist, vibriert der Spulenbereich gemeinsam mit der Motorvibration und reagiert auf die Schwingoperation, da der Spulenbereich über der Kopfabdeckung positioniert ist und der Schwerpunkt ferner über der Kopfabdeckung positioniert ist (der Schwerpunkt ist hochliegend). Deswegen ist die Kunststoff-Kopfabdeckung stark ausgeformt und vergrößert die Starrheit, wobei die Kopfabdeckung selbst nicht geschützt ist und die Vibration des Spulenbereichs wird nicht eingeschränkt, es ist folglich nicht möglich, die Leichtbaustruktur der Kopfabdeckung (die Leichtbaustruktur des Motors) zu erreichen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die folgenden Notwendigkeiten herausgefunden, damit gemäß den obenerwähnten Fakten eine Belastung der Kunststoff-Kopfabdeckung klein gemacht werden kann und die einzelne Zündspule am Schwerpunkt der Zündungstyp-Zündspule angebracht werden kann und ferner kann die Schwingoperation klein gemacht werden, indem wenigstens zwei Punkte der axialen Richtung des Zündspulen-Hauptkörpers unterstützt werden.
Mit dem oben dargelegten Wissen kann die Kopfabdeckung des Motors aus dem Kunststoffmaterial hergestellt werden und wenn diese Kopfabdeckung an der Einzelzündungstyp-Zündspule installiert wird, kann der Schwerpunkt der Zündspule an einer niedrigen Position der Motorkopfabdeckung positioniert werden und ferner kann das vergleichsweise. Leichtbau-Schaltungsgehäuse mit dem Verbinder in der Bleistifttyp-Spule (z. B. durch Schraubenbefestigung) an der äußeren Fläche der Kunststoff-Kopfabdeckung befestigt werden, und bei diesem Befestigungsabschnitt und der Kerzenlochkombinationsposition des Kerzenlochs kann der Zweipunkt-Unterstützungsmechanismus der axialen Richtung erreicht werden. Folglich wird die Vibration der gesamten Zündspule klein gemacht und ferner kann die Vibration der Zündspule, die an die Kunststoff- Kopfabdeckung geleitet wird, eingeschränkt werden, die Leichtbaustruktur (die Struktur mit dünner Dicke) und die Vereinfachung der Kunststoff-Kopfabdeckung kann erreicht werden, und ferner kann die Anbringung der Einzelzündungstyp-Zündspule realisiert werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht (Schnittansicht längs der Linie B- B von Fig. 3) einer Zündspule der vorliegenden Erfindung und der Teil E ist eine vergrößerte Schnittansicht, in der ein Teil der Zündspule vergrößert ist.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A von Fig. 2.
Fig. 3 ist eine Draufsicht der Zündspule von Fig. 1 sowie eine Ansicht zur Darstellung eines Zustands vor dem Einfüllen eines Harzes in einen inneren Abschnitt eines Spulengehäuses.
Fig. 4 ist eine Zündschaltung zur Verwendung in der ersten Ausführungsform.
Fig. 5 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die Zündspule gemäß der vorliegenden Erfindung an einem Motor installiert ist.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die den inneren Aufbau eines Sekundärspulenkörpers zeigt, der einen schematisch gezeigten Mittelkern aufnimmt.
Fig. 7 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Erzeugungsmechanismus einer elektrostatischen erdfreien Kapazität der Zündspule zeigt.
Fig. 8 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Belastung des Sekundärspulenkörpers und einem Umwandlungspunkt eines weichen Epoxidharzes zeigt.
Fig. 9 ist eine erläuternde Ansicht, die die Potentiale des Sekundärspulenkörpers und des Mittelkerns zeigt.
Fig. 10 ist eine Ansicht, die einen tatsächlichen Montagezustand einer Einzelzündungstyp-Zündspule des Standes der Technik zeigt.
Fig. 11 sind Ansichten, in denen (a) eine Ansicht einer Prinzipschaltung ist, die die Zündspule zeigt, (b) eine erläuternde Ansicht ist, die ein Herstellungsprinzip der Zündspule zeigt, und (c) eine erläuternde Ansicht ist, die ein Herstellungsprinzip der Zündspule nach dem Stand der Technik zeigt.
Fig. 12 ist eine perspektivische Teilansicht, die den Sekundärspulenkörper zur Verwendung in der ersten Ausführungsform zeigt.
Fig. 13 ist eine perspektivische Teilansicht, die einen Montagezu¬ stand eines Primärspulenkörpers und des Sekundärspulenkörpers zur Verwendung in der ersten Ausführungsform zeigt.
Fig. 14 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen einer Zündspulenbaueinheit und einer Schaltungseinheit zur Verwendung in der ersten Ausführungsform zeigt.
Fig. 15 ist eine perspektivische Teilansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem der Primärspulenkörper gemäß der ersten Ausführungsform in den Primärspulenkörper eingesetzt ist.
Fig. 16 sind Ansichten, in denen (a) eine Unteransicht ist, die den Primärspulenkörper der ersten Ausführungsform zeigt, (b) eine Unteransicht ist, die den Sekundärspulenkörper zeigt, (c) eine Schnittansicht längs der Linie C-C der obenerwähnten Ansicht (a) ist, und (d) eine Unteransicht ist, die den Montagezustand des Primärspulenkörpers und des Sekundärspulenkörpers zeigt.
Fig. 17 ist eine Schnittansicht eines Spulengehäuses zur Verwendung in der ersten Ausführungsform.
Fig. 18 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Herstellungsprozeß der Zündspule zeigt.
Fig. 19 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Herstellungsbeispiel der Zündspule zeigt.
Fig. 20 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Installationsbeispiel einer rotierenden Welle zwischen einer Wickelmaschine und dem Primärspulenkörper und dem Sekundärspulenkörper zeigt.
Fig. 21 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die rotierende Welle während des Einsetzens des Sekundärspulenkörpers von einem Motor der Wickelmaschine abgenommen ist.
Fig. 22 ist eine Schnittansicht, die die Zündspule einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt (Schnittansicht längs der Linie D-D von Fig. 23).
Fig. 23 ist eine Ansicht der oberen Fläche der Zündspule von Fig. 22 und eine Ansicht, in der ein Innenabschnitt des Schaltungsgehäuses in dem Zustand vor dem Einfüllen des Harzes dargestellt ist.
Fig. 24 ist eine perspektivische Teilansicht, die den Sekundärspulenkörper zur Verwendung in der zweiten Ausführungsform zeigt.
Fig. 25 ist eine perspektivische Teilansicht, die einen Montagezustand des Primärspulenkörpers und des Sekundärspulenkörpers zur Verwendung in der zweiten Ausführungsform zeigt.
Fig. 26 ist eine Ansicht einer Zündschaltung zur Verwendung in der zweiten Ausführungsform.
Fig. 27 ist eine erläuternde Ansicht, die den eigentlichen Anbringungszustand der Zündspule der zweiten Ausführungsform zeigt.
Fig. 28 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Installationszustand eines Entstörkondensators zur Verwendung in der zweiten Ausführungsform zeigt.
Fig. 29 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Installationszustand des Entstörkondensators zur Verwendung in der zweiten Ausführungsform zeigt.
Es werden nun Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 21 eine erste Ausführungsform einer Zündspule erläutert (eine sogenannte Bleistifttyp-Spule, bei der eine Sekundärleitung in der Primärleitungsstruktur angeordnet ist).
Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht (eine Schnittansicht längs der Linie B-B' von Fig. 3) einer Zündspule 21 und der Abschnitt E ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils davon, Fig. 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A' von Fig. 1. Fig. 3 ist eine Ansicht einer oberen Fläche der Zündspule von Fig. 1 und zeigt einen inneren Abschnitt eines Schaltungsgehäuses 9, wobei der Zustand vor dem Einfüllen eines Harzes (Silicium-Gel) dargestellt ist.
In einem inneren Abschnitt eines langen und schmalen zylinderförmigen Spulengehäuses (ein äußeres Gehäuse) 6, der sich von einem Mittelabschnitt (einer inneren Seite) zu einer äußeren Seite eines Mittelkerns 1 erstreckt, sind ein Sekundärspulenkörper 2, eine Sekundärspule 3, ein Primärspulenkörper 4 und eine Primärspule 5 nacheinander angeordnet. Ferner ist im Sekundärspulenkörper 2 in einem Spalt zwischen dem Mittelkern 1 und dem Sekundärspulenkörper 2 ein sogenanntes weiches Epoxidharz (ein flexibles Epoxidharz) 17 eingefüllt und ferner sind ein Spalt zwischen der Sekundärspule 3 und dem Primärspulenkörper 4 und ein Spalt zwischen der Primärspule 5 und dem Spulengehäuse 6 mit einem Epoxidharz 8 gefüllt.
Der Grund, warum das isolierende Harz zwischen dem Mittelkern 1 und dem Sekundärspulenkörper 2 durch das weiche Epoxidharz 17 gebildet wird, besteht darin, daß zusätzlich zu der Tatsache, daß eine Zündspule des Kerzenlochtyps und des Einzelzündungstyps (die Bleistifttyp-Spule) einer rauhen Umgebung (eine Wärmebelastung von -40ºC bis 130ºC) ausgesetzt ist, die Differenz zwischen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Mittelkerns (13 · 10&supmin;&sup6; mm/ºC) und dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Epoxidharzes (40 · 10&supmin;&sup6; mm/ºC) groß ist, wie oben festgestellt wurde. Wenn ein gewöhnliches isolierendes Epoxidharz verwendet wird (eine Epoxidharz-Zusammensetzung, die härter als das weiche Epoxidharz 17 ist), besteht eine Gefahr, daß infolge des obenerwähnten Wärmeschocks Risse in dem Epoxidharz bewirkt werden und eine Zerstörung der Isolierung hervorgerufen wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, um den obenerwähnten Schutz vor Wärmeschock zu gewährleisten, wird das weiche Epoxidharz 17 verwendet, das ein Körper mit ausgezeichneter Elastizität für die Wärmeschockabsorption ist und eine Isolationswirkung besitzt.
Die Zusammensetzung dieses weichen Epoxidharzes 17 ist z. B. eine Materialmischung aus einem Epoxidharz und einem aliphatischen Polyamin (eine Mischungsrate beträgt 100 Gew.-% des Epoxidharzes und 100 Gew.-% des aliphatischen Polyamins in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1) und der Einfüllprozeß erfolgt folgendermaßen.
Als Beispiel werden nach dem Einsetzen des Mittelkerns 1 in den Sekundärspulenkörper 2 diese Komponenten in eine Unterdruckkammer gelegt und die Kammer wird evakuiert (auf 4 Torr) und bei diesem Unterdruckzustand wird das weiche Epoxidharz 17 in einem flüssigen Zustand vergossen und zwischen dem Sekundärspulenkörper 2 und dem Mittelkern 1 eingefüllt, wobei sie anschließend bei Normaldruck und 120ºC für 1,5 bis 2 Stunden erwärmt und gehärtet werden.
Bei den oben angegebenen Prozessen sind die Komponenten während des Erwärmens und des Härtens unter Normaldruck, obwohl das weiche Epoxidharz 17 im Unterdruckzustand eingefüllt wurde, wobei an dem weichen Epoxidharz 17 zwischen dem Sekundärspulenkörper 2 und dem Mittelkern 1 während des Erwärmens und des Härtens ein Formpressen (eine Druckumwandlung) gemäß der Druckdifferenz zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Unterdruck ausgeführt wird.
Da an dem weichen Epoxidharz 17 das Formpressen ausgeführt wird, wird das Hohlraumvolumen, das in dem Harz enthalten ist, auf 1/200 kontrahiert und der hohlraumlose Zustand kann besser erreicht werden. Die Größe des Hohlraums ist kleiner als 0,5 mm, damit keine Entladung erzeugt wird, wenn eine Isolationsschicht zwischen den Entladeanschlüssen 1,0 mm beträgt, wobei gilt: je dünner die Isolationsschicht ist, desto mehr ist es erforderlich, die Größe des Hohlraums klein zu machen, um die oben genannte Entladung nicht zu erzeugen, deswegen ist das Formpressen wirkungsvoll.
Fig. 6 ist eine Ansicht, die darstellt, daß der Sekundärspulenkörper 2 entnommen ist, wobei zwischen den oben genannten Spulenelementen das oben genannte weiche Epoxidharz 17 eingefüllt ist, und wobei an einem inneren Abschnitt davon ein Längsschnitt ausgeführt ist (in Fig. 6 ist der Aufbau zwischen dem Mittelkern 1 und dem Sekundärspulenkörper 2 übertrieben dargestellt, um den kennzeichnenden Punkt in der Figur deutlich zu machen).
Wie in der vollständigen Darstellung von Fig. 6 in bezug auf das weiche Epoxidharz 17, das in den Sekundärspulenkörper 2 eingefüllt ist, gezeigt ist, ist das Harz so eingefüllt, daß es sich von der Stelle zwischen dem Mittelkern 1 und dem Sekundärspulenkörper 2 zu einer oberen Endöffnung des Sekundärspulenkörpers 2 erstreckt, wobei dann, wenn die Druckdifferenz zwischen dem oben genannten atmosphärischen Druck und dem Unterdruck verwendet wird, um das Formpressen auszuführen, eine Delle 17' mit einer Kurvenfläche in Form eines irdenen Mörsers (eine Halbkugelform) (z. B. mit einer Tiefe von etwa 3-5 mm) an einer Oberfläche des weichen Epoxidharzes hinterlassen wird, die an der Position der oberen Endöffnung des Sekundärspulenkörpers 2 positioniert ist. Diese Delle 17' wird gebildet, indem ein mittlerer Abschnitt eines Öffnungsendes des Sekun¬ därspulenkörpers 2 eingebeult wird und ein umgebender Abschnitt davon wird zu der Form des irdenen Mörsers gebildet, indem der Zustand beibehalten wird, der sie gemäß einer Oberflächenzugkraft unberührt läßt.
Nur wegen des Sekundärspulenkörpers 2, in dem das weiche Epoxidharz 17 individuell eingefüllt wird, wird die Delle 17' an der Oberfläche des Harzes an der Öffnungsseite des Sekundärspulenkörpers 2 erzeugt. Durch den eingedellten Bereich 17' des weichen Epoxidharzes 17 wirkt die Druckkraft, die auf die axiale Richtung des Mittelkerns 1 konzentriert ist, und die magnetische Vibration usw., die durch den Mittelkern 1 bewirkt wird, der durch die laminierten Stahlbleche gebildet wird, wird wirkungsvoll eingeschränkt wobei folglich die Antivibrationswirkung stärker verbessert werden kann. Wenn jedoch die Delle 17' so bleibt wie sie ist, und wenn das Zündschaltungsgehäuse 9 (siehe Fig. 1) an einem oberen Bereich des Spulengehäuses angeordnet ist (ein oberer Bereich des Spulenabschnitts), bleibt ein Spalt zwischen dem Mittelkern 1 und der Metallbasis 37 in dem Zündschaltungsgehäuse 9 und es werden die folgenden Unannehmlichkeiten bewirkt.
Wenn der Mittelkern 1 isoliert ist, wie unter Verwendung von Fig. 9 dargestellt ist, wird angenommen, daß der Mittelkern 1 ein Zwischenpotential besitzt (wenn z. B. die erzeugte Spannung der Sekundärspule etwa 30 kV beträgt, besitzt der Mittelkern das Zwischenpotential von 15 kV). Da andererseits die Metallbasis 37, die an einem oberen Abschnitt des Mittelkerns 1 positioniert ist, geerdet ist, wird eine Konzentration des elektrischen Felds bewirkt und außerdem wird die Zerstörung der Isolierung verursacht, wenn der Spalt am Mittelkern 1 und an der Metallbasis 37 vorhanden ist.
Da in dieser Ausführungsform der Bereich mit einer Delle (der Spalt), der durch das Formpressen des obenerwähnten weichen Epoxidharzes 17 bewirkt wird, durch ein Epoxidharz 8 bedeckt ist, das eine höhere Isolationswirkung besitzt als das weiche Epoxidharz, kann die obenerwähnte Konzentration des elektrischen Felds weitgehend vermindert werden und im Ergebnis kann die Isolationswirkung zwischen dem Mittelkern 1 und der Metallbasis 37 sichergestellt werden.
Da die Delle 17', die an der oberen Fläche des isolierenden Harzes 17 ausgebildet ist, insbesondere eine halbkugelförmige Form aufweist, ist an der Delle 17', die durch das Epoxidharz 8 (das Gießharz) bedeckt ist, keine Ecke vorhanden, und selbst dann, wenn das Gießharz 8 in diese Delle 17' eingefüllt wird, werden als ein Ergebnis der guten Haftwirkung an der Grenzfläche der Delle zwischen dem Epoxidharz 17 und dem eingefüllten Epoxidharz kaum Hohlräume hinterlassen. Die Grenzfläche (die Fläche der halbkugelförmigen Delle 17') zwischen diesem Epoxidharz 8 und dem weichen Epoxidharz 17 besitzt eine gute Haftwirkung, da beides Epoxidsysteme sind.
Übrigens ändert sich die isolierende Wirkung (die Zerstörungsspannung) des weichen Epoxidharzes 17, das in dieser Ausführungsform verwendet wird, mit der Temperatur (bei einem Temperaturanstieg vermindert sich die isolierende Wirkung), sie beträgt jedoch 10-16 kV/mm und die des Epoxidharzes 8 beträgt 16-20 kV/mm.
Das weiche Epoxidharz 17 besitzt den Umwandlungspunkt Tg, der die folgende Bedingung erfüllt: die zulässige Belastung σ&sub0; des Sekundärspulenkörpers 2 > die erzeugte Belastung σ des Sekundärspulenkörpers (im Bereich von -40ºC bis zum Umwandlungspunkt Tg des weichen Epoxidharzes 17). Als ein Beispiel liegt dabei der Umwandlungspunkt für das weiche Epoxidharz 17 beispielsweise bei -25ºC und das entspricht Tg&sub1;, wie in Fig. 8 gezeigt ist.
Wie bereits unter Verwendung von Fig. 8 erläutert wurde, wird der Sekundärspulenkörper 2 dann, wenn der Umwandlungspunkt des weichen Epoxidharzes 17 Tg&sub1; beträgt, in der Umgebung angeordnet, in der sich die Temperatur von 130ºC auf -40ºC ändert und wird nach dem Betriebsstopp gemäß dem Temperaturabfall in einem Bereich von 130ºC bis Tg&sub1; kontrahiert, wobei in dem Sekundärspulenkörper 2 im wesentlichen keine Belastung auftritt, da die Kontraktion des Sekundärspulenkörpers 2 durch das weiche Epoxidharz 17 aufgenommen wird. Bei einem Temperaturbereich von Tg&sub1; bis 40ºC, wird das weiche Epoxidharz 17 in den Umwandlungszustand gebracht und da die Kontraktion des Sekundärspulenkörpers 2 blockiert ist, wird in dem Sekundärspulenkörper 2 die Wärmebelastung erzeugt. Die zulässige Belastung σ&sub0; des Sekundärspulenkörpers 2 ist jedoch größer als die erzeugte Belastung σ&sub1; (σ&sub1; < σ&sub0;), wobei der Sekundärspulenkörper 2 nicht zerstört wird.
In dieser Ausführungsform ist der Sekundärspulenkörper 2 ein thermoplastisches Harz, das einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 10-45 · 10&supmin;&sup6; in die Strömungsrichtung und eine hierzu senkrechte Richtung während des Formens bei Normaltemperatur (20ºC)-150ºC aufweist, und dieses weiche Epoxidharz 17 besitzt ein Young-Modul der Elastizität, das oberhalb des Umwandlungspunktes von -25ºC kleiner als 1 · 10&sup8; (Pa) ist. Unter diesen Bedingungen erfolgte die Temperaturänderung von 130ºC-40ºC wiederholt und als die Erfinder den Sekundärspulenkörper 2 untersuchten, wurde festgestellt, daß am Sekundärspulenkörper 2 keine Beschädigungen erzeugt wurden, und es wurde bestätigt, daß die Zuverlässigkeit aufrechterhalten wurde. Mit anderen Worten, die Erfinder haben unter den oben genannten Bedingungen bestätigt, daß die zulässige Belastung σ&sub0; größer als die erzeugte Belastung σ&sub1; ist.
Nun wird das Epoxidharz 8 in der folgenden Weise eingefüllt.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird im Schaltungsgehäuse 9 mit dem Verbinder, das mit dem Spulengehäuse 6 verbunden ist, wobei ein unterer Bereich 9E davon mit dem oberen Bereich des Spulengehäuses 6 verbunden ist und im inneren Bereich des oben genannten Schaltungsgehäuses 9 mit dem Verbinder, der sich zwischen der Sekundärspule 3 und dem Primärspulenkörper 4 des Spulengehäuses 6 und zwischen der Primärspule 5 und dem Spulengehäuse 6 erstreckt, das Epoxidharz 8 bei Unterdruck eingefüllt und das Harz wird bei atmosphärischem Druck erwärmt und gehärtet.
Die Isolationswirkung zwischen der Sekundärspule 3 und dem Primärspulenkörper 4 sowie zwischen der Primärspule 5 und dem Spulengehäuse 6 wird durch das Epoxidharz 8 sichergestellt. Das Epoxidharz 17 ist, wie bereits erwähnt wurde, das weiche Epoxidmaterial (flexibel) und das Epoxidharz 8, das über dem Harz eingefüllt wird, ist härter als das weiche Epoxidharz 17.
Um beim Epoxidharz 8 die Wärmeschutzbelastung (die wiederholte Belastung von -40ºC und 130ºC) und die Antihochspannungscharakteristik bei der hohen Temperatur zu verbessern, wird das Material so gebildet, daß die Siliciumpulver und Pulver aus geschmolzenem Glas in einem Verhältnis von 50%-70% gemischt werden, wobei der Umwandlungspunkt nach dem Härten bei 120ºC-140ºC liegt und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des Bereichs der Normaltemperatur (20ºC - Umwandlungspunkt) in einem Bereich von 18-30 · 10&supmin;&sup6; liegt, und ferner wird ähnlich zum Primärspulenkörper 4 und zum Sekundärspulenkörper 2 die Differenz des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten zum Metall des Spulenabschnitts möglichst klein gemacht. Da in dem Epoxidharz 8, das eine Stärke von weniger als 0,3 mm besitzt, infolge der Wärmebelastung Risse erzeugt werden, ist es von einem Aspekt der mechanischen Festigkeit erforderlich, das Epoxidharz 8 mit der Dicke von mehr als 0,4 mm zu verwenden. Um die Gegenspannungswirkung auf 30 kV zu halten, ist es ferner erforderlich, die Dicke von 0,9 mm zu verwenden, und in dieser Ausführungsform ist die Schichtdicke des isolierenden Epoxidharzes 8 zwischen der Sekundärspule 3 und dem Primärspulenkörper 4 in einem Bereich von 0,9-1,05 (mm) ausgebildet.
Da in bezug auf das Epoxidharz 8, das zwischen die Primärspule 5 und das Spulengehäuse 6 eingefüllt ist, die Gegenspannungswirkung nicht erforderlich ist und das Entstehen von Rissen zulässig ist, kann eine Schichtdicke von weniger als 0,4 mm zugelassen werden, wobei die Schichtdicke in dieser Ausführungsform im Bereich von 0,15-0,25 mm liegt.
Wie oben festgestellt wurde, ist die Delle 17' des weichen Epoxidharzes 17 durch das Epoxidharz 8 bedeckt.
Der Sekundärspulenkörper 2 ist zwischen dem Mittelkern 1 und der Sekundärspule 3 angeordnet und spielt außerdem eine Rolle für die Isolierung der Hochspannung, die in der Sekundärspule 3 erzeugt wird. Das Material für den Sekundärspulenkörper 2 ist aus einem thermoplastischen Harz hergestellt, das ein Polyphenylen-Sulfid (PPS) und ein modifiziertes Polyphenylen-Oxid (ein modifiziertes PPO) usw. enthält.
Unter der Einschränkung des kleinräumigen Aufbaus der Zündspule (die Struktur mit kleinem Durchmesser) ist es erforderlich, das Harz auszuwählen, das sich an das Spulenkörpermaterial mit der geringen Dicke anformen kann, um die Größe der belegten Fläche des Mittelkerns 1 zu erreichen oder um die Steigerung der Ausgangsgröße zu erreichen. PPS besitzt die folgenden Charakteristiken einer guten Fließfähigkeit während des Formens unter den thermoplastischen synthetischen Harzen und die eingemischte Menge der anorganischen Pulver beträgt sogar mehr als 50 Gew.-%, wobei die Fließfähigkeit nicht eingeschränkt wird und die Struktur mit geringer Dicke wirkungsvoll erreicht wird. Wenn PPS für den Sekundärspulenkörper 2 verwendet wird, werden anorganische Pulver, die Glasfasern und Tarc usw. enthalten, mit 50-70 Gew.-% gemischt (in dieser Beschreibung kann das PPS als ein PPS mit starker Füllwirkung bezeichnet werden), um zu bewirken, daß sich der Unterschied des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten zum Metall des Spulenabschnitts soweit wie möglich ausgleicht, und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient in einem Bereich der Normaltemperatur (20ºC) - 150ºC beträgt 10-45 · 106 während des Formens in der Strömungsrich¬ tung und in einer hierzu senkrechten Richtung.
In bezug auf die Dicke des Sekundärspulenkörpers 2 kann die Dicke dann, wenn PPS mit der obenerwähnten Zusammensetzung verwendet wird, kleiner als die Hälfte des modifizierten PPO sein, da das Young-Modul doppelt so groß ist wie das des modifizierten PPO, folglich kann die Struktur mit geringer Dicke des Spulenkörpers erreicht werden.
Die isolierende Schicht zwischen der Sekundärspule 3 und dem Mittelkern 1 wird durch das weiche Epoxidharz 17 und dem Sekundärspulenkörper 2 gebildet, wobei die Dicke dieser isolierenden Schicht unter Berücksichtigung der folgenden Betrachtungen eingestellt wird.
Da das weiche Epoxidharz 17 eine geringe isolierende Wirkung besitzt im Vergleich mit der des Spulenkörpermaterials, kann die Dicke des Harzes möglichst dünn gemacht werden und es ist erwünscht, die Dicke des Sekundärspulenkörpers 2 mit der großen isolierenden Wirkung zu vergrößern. Um die Differenz beim linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten gegenüber dem Mittelkern 1 zu absorbieren und um ferner die Größenabweichung bei der Massenproduktion des Spulenkörpermaterials und des Kerns klein zu halten und um außerdem die Gleichförmigkeit des Unterdruck-Einfülltyps ohne Hohlraum sicherzustellen, ist es erforderlich, die Dicke des Harzes mit maximal 0,1 mm zu bilden. Die Dicke des Harzes kann z. B. mit 0,1-0,15 ±0,05 (mm) hergestellt werden.
In bezug auf die Dicke des Sekundärspulenkörpers 2 ist es andererseits dann, wenn das Spulenkörpermaterial PPS ist, erforderlich, von den Aspekten des Formungsvermögens und der mechanischen Festigkeit (die Festigkeit, bei der infolge der Wärmebelastung (die thermische Spannung) keine Risse auftreten) einen Wert von mehr als 0,5 mm zu haben. Vom Aspekt der isolierenden Wirkung gesehen, ist die erforderliche Dicke für den Sekundärspulenkörper 2 wie folgt.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, wird z. B. dann, wenn die erzeugte Spannung der Sekundärspule 3 30 kV beträgt (die Spannung der Hochspannungsseite), die Zwischenspannung als 30/2 = 15 kV betrachtet, da der Mittelkern 1 nicht geerdet ist. Aus der Sicht des Mittelkerns 1 zur Niederspannungsseite der Sekundärspule 3 gibt es eine Potentialdifferenz von -15 kV und aus der Sicht des Mittelkerns 1 zur Hochspannungsseite der Sekundärspule 3 ist eine Potentialdifferenz von +15 kV vorhanden. Im Ergebnis wird eingeschätzt, daß etwa 15 kV als die Gegenspannung des Sekundärspulenkörpers vorhanden sein sollen. Andererseits beträgt die isolierende Wirkung dann, wenn PPS als Spulenkörpermaterial verwendet wird, 20 kV/mm, um der obenerwähnten Spannung von 15 kV zu widerstehen, und die Dicke wird größer als 0,75 mm.
Die Gegenspannung des Sekundärspulenkörpers 2 ist gemäß dem Ausgangssignal der Sekundärspule 3 verschieden, wobei in dieser Ausführungsform angenommen wird, daß die Ausgangsspannung der Sekundärspule 3 im Bereich von 25-40 kV liegt, unter der Bedingung des Bereichs, in dem die Forderung der Gegenspannung [(die Ausgangsspannung)/2 der Sekundärspule] erfüllt ist, wobei die Dicke so bestimmt wird, daß sie in einem Bereich von 0,5-1,0 mm liegt.
Ferner beträgt das Young-Modul des PPS mit starker Füllerwirkung das Doppelte von dem des modifizierten PPO. In bezug auf das Material des Sekundärspulenkörpers 2 ist es folglich dann, wenn das modifizierte PPO anstelle des obenerwähnten PPS mit starker Füllerwirkung verwendet wird, zum Erreichen der mechanischen Festigkeit erforderlich, die Dicke gegenüber dem PPS mit starker Füllerwirkung mehr als zu verdoppeln, und es ist erforderlich, daß sie mehr als 1,0 mm beträgt. Die isolierende Wirkung des modifizierten PPO beträgt 16-20 kV/mm.
Mit anderen Worten und vom Aspekt der mechanischen Festigkeit betrachtet, kann die Dicke dann, wenn PPS mit starker Füllerwirkung für den Sekundärspulenkörper 2 verwendet wird, im Vergleich mit der Dicke des modifizierten PPO halb so groß sein.
Ferner ist die Dicke des Sekundärspulenkörpers 2 nicht gleichförmig.
Der Spulenkörperaufbau beinhaltet, daß der Sekundärspulenkörper 2 den unteren Bereich besitzt und durch die Öffnung der Niederspannungsseite des Sekundärspulenkörpers wird eine Einfüllseite des isolierenden Harzes gebildet. Ferner ist bei dem Sekundärspulenkörper 2, wie in Fig. 6 gezeigt ist, in dem Abschnitt des Innendurchmessers eine Neigung vorgesehen, wobei die Neigung eine Differenz des Innendurchmessers besitzt, die zur Niederspannungsseite der Sekundärspule groß ist, und die hin zur Hochspannungsseite der Sekundärspule klein ist. Die Dicke der Sekundärspule an der Niederspannungsseite der Sekundärspule ist dünn und die Dicke des Sekundärspulenkörpers ist hin zur Hochspannungsseite der Sekundärspule dick.
Fig. 6 besitzt den übertrieben dargestellten Abschnitt in der Figur, um die Neigung der Dicke des obenerwähnten Sekundärspulenkörpers 2 leicht zu verstehen. Die Abmessung ist derart, daß dann, wenn ein Außendurchmesser des Sekundärspulenkörpers 10-12 mm beträgt, die Dicke des Sekundärspulenkörpers an der Einfüllseite des weichen Epoxidharzes (die Niederspannungsseite der Sekundärspule) 0,75 ± 0,1 (mm) beträgt, wobei die Dicke der gegenüberliegenden Seite (die Hochspannungsseite der Sekundärspule) der Harzeinfüllseite 0,9 ± 0,1 (mm) beträgt.
Die Spezifikation der Dicke des Sekundärspulenkörpers 2 ist in der obenbeschriebenen Weise eingestellt, so daß die Zündspule die folgenden Vorteile besitzt.
In bezug auf den Spalt des weichen Epoxidharzes 17, das zwischen dem Sekundärspulenkörper 2 und dem Mittelkern 1 aufgefüllt ist, ist es, wie oben festgestellt wurde, erwünscht, diesen Spalt wegen der Forderung zur Sicherstellung der Dicke des Sekundärspulenkörpers 2 so dünn wie möglich zu machen, wobei der maximale Spalt 0,1-0,15 ± 0,05 (mm) beträgt. Dieser Spalt wird als Spalt 11 zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern an der gegenüberliegenden Seite der Einfüllseite des weichen Epoxidharzes angenommen, wobei ein Spalt 12 zwischen dem Sekundärspulenkörper und dem Mittelkern an der Einfüllseite des weichen Epoxidharzes infolge der Dickenneigung des obenerwähnten Sekundärspulenkörpers 0,2-0,4 (mm) beträgt. Folglich kann durch Spreizen der Einfüllbreite die Gleichförmigkeit der Harzeinfüllung erreicht werden, ferner wird die Lücke zwischen dem Mittelkern 2 und dem Sekundärspulenkörper 2 selbst beim Spreizen der Einfüllbreite allmählich schmäler, demzufolge kann die Dünnschichtstruktur des weichen Epoxidharzes 17 auf dem äußersten Wert eingehalten werden.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird bei dem Spulenbereich (der Bereich, der das Spulengehäuse 6, die im Spulengehäuse aufgenommene Spule, den Kern usw. umfaßt) der Zündspule, die Wärmewirkung durch die Motorverbrennung in einfacher Weise direkt aufgenommen, da die Hochspannungsseite der Sekundärspule direkt mit der Zündkerze 22 des Zylinderkopfs 100 verbunden ist (die Temperatur der äußeren Oberfläche des Spulengehäuses 6, wie oben erwähnt wurde). (Bei den rauhen Betriebsbedingungen beträgt die Temperatur der äußeren Oberfläche an dem Bereich, der direkt mit der Zündkerze 22 verbunden ist, 140ºC, in der Nähe der Hochspannungsseite der Sekundärspule beträgt die Temperatur der äußeren Oberfläche 130ºC, in der Nähe der Niederspannungsseite der Sekundärspule beträgt die Temperatur der äußeren Oberfläche 110ºC, denn sie ist an der Außenseite des Zylinderkopfs vorhanden und die Strecke zwischen der Niederspannungsseite der Sekundärspule und der Hochspannungsseite der Sekundärspule beträgt 80-150 mm, und die Temperatur des darüber befindlichen Zündschaltungsgehäuses beträgt 100ºC.)
Im Ergebnis wird insgesamt erwartet, daß bei dem Sekundärspulenkörper 2 die Hochspannungsseite der Sekundärseite einen Zustand mit höherer Temperatur einnimmt als die der Niederspannungsseite der Sekundärseite, und daß die isolierende Wirkung sinkt (z. B. dann, wenn PPS zum Bilden des Materials des Sekundärspulenkörpers 2 verwendet wird), daß die Gegenspannung (die Zerstörungsspannung) bei Normaltemperatur (20ºC) 20 kV/mm, bei 100ºC 18 kV/mm und bei 120ºC 17 kV/mm beträgt und daß außerdem die Wärmebelastung groß wird. Da jedoch in dieser Ausführungsform die Dicke des Sekundärspulenkörpers der Niederspannungsseite der Sekundärspule dünn gemacht ist und die Dicke der Sekundärspule hin zur Hochspannungsseite der Sekundärspule mit dem Dickenvergrößerungsteil dick gemacht ist, können die isolierende Wirkung und die Belastung gegen Wärme der Hochspannungsseite der Sekundärspule vergrößert werden und folglich kann die Wärmewirkung der obenerwähnten Motorverbrennung ausgehalten werden.
Die Sekundärspule 3, die auf den Sekundärspulenkörper 2 gewickelt ist, besitzt 5000-20000 Wicklungen bei Verwendung eines Isolierlackdrahts mit einem Drahtdurchmesser von 0,03-0,1 mm. Der Aufbau des Sekundärspulenkörpers 2 und des Primärspulenkörpers 1 und eine Spulenkörpermontage (eine Spulenmontage) wird in einem späteren Abschnitt unter Bezugnahme auf Fig. 1-3 und Fig. 11-21 genau beschrieben.
Ein Außendurchmesser des Sekundärspulenkörpers 2, auf den die Sekundärspule 3 gewickelt ist, ist kleiner ausgeformt als der Innendurchmesser des Primärspulenkörpers 4 und der Sekundärspulenkörper 2 und die Sekundärspule 3 sind im Primärspulenkörper 4 angeordnet.
Ähnlich wie der Sekundärspulenkörper 2 ist der Primärspulenkörper 4 unter Verwendung des thermoplastischen Kunstharzes geformt, wie etwa PPS, das modifizierte PPO, Polybutylen-Terephthalat (PBT) usw. und die Primärspule 5 ist auf den Primärspulenkörper 4 gewickelt. Wenn PPS verwendet wird, ist es, wie bereits festgestellt wurde, möglich, die dünne Dicke zu formen und die Dicke des Primärspulenkörpers beträgt 0,5-1,5 mm. Ferner sind die anorganischen Pulver, die Glasfasern und Tarc enthalten, mit einem absoluten Gewichtsanteil von 50-70% enthalten und die Differenz des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten zum Metall in der Spule ist äußerst gering gemacht.
Die Primärspule 5 ist unter Verwendung des Isolierlackdrahts mit dem Drahtdurchmesser von 0,3-1,0 mm mit insgesamt 100-300 Windungen gewickelt, die sich über mehrere Schichten erstrecken, wobei sich in einer Schicht mehrere zehn Windungen befinden. Ferner ist im Abschnitt E der vergrößerten Schnittansicht von Fig. 1 die Primärspule 5 schematisch mit einer Schicht dargestellt, die Primärspule 5 ist jedoch mit den obenerwähnten mehreren Schichten gebildet.
Das Spulengehäuse 6 wird durch ein Mischharz gebildet, es wird z. B. geformt unter Verwendung des thermoplastischen Harzes, wie etwa PPS, das modifizierte PPO, PBT usw. oder unter Verwendung eines Mischharzes, bei dem das modifizierte PPO mit etwa 20% absolutem Gewichtsanteil mit PPS als Mischmittel gemischt ist (wobei die Art der Mischung die See-Island-Struktur ist, wobei die See- Struktur PPS ist und die Island-Struktur das modifizierte PPO ist).
Außer dem Obenstehenden besitzt das Spulengehäuse 6, bei dem das modifizierte PPO mit PPS als Mischmittel gemischt ist, eine gute Haftwirkung am Epoxidharz 8 und besitzt eine ausgezeichnete Gegenspannungswirkung und besitzt eine ausgezeichnete Wasserschutzwirkung und eine ausgezeichnete Antiwärmewirkung (PPS ist hervorragend in der Antiwärmewirkung, der Gegenspannungswirkung und der Wasserschutzwirkung, PPS besitzt jedoch allein eine schlechte Haftwirkung am Epoxidharz, und um das zu kompensieren, erfolgt die Mischung mit dem modifizierten PPO, wobei PPO eine gute Haftwirkung am Epoxidharz besitzt, die Haftwirkung kann somit verbessert werden). Die Dicke des Spulengehäuses 6 beträgt 0,5-0,8 mm.
In bezug auf das thermoplastische Harz zum Bilden des Spulengehäuses 6, werden ähnlich wie beim Spulenkörpermaterial die anorganischen Pulver, die Glasfasern und Tarc enthalten, in geeigneter Weise gemischt, um die Differenz des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten so klein wie möglich zu machen. Das Schaltungsgehäuse mit dem Verbinder 9B, das über dem Spulengehäuse (es wird als Gehäuse der Zündsteuereinheit oder als Zündergehäuse bezeichnet) angeordnet ist, wird separat mit dem Spulengehäuse 6 geformt und wird aus PBT oder aus dem ähnlichen Material des Spulengehäuses 6 gebildet.
Das Epoxidharz 8 wird zwischen die Sekundärspule 3 und dem Primärspulenkörper 4 sowie außerdem zwischen der Primärspule 5 und dem Spulengehäuse 6 eingefüllt und im Ergebnis kann die isolierende Wirkung sichergestellt werden.
Um bei dem Epoxidharz 8 die Antiwärmebelastung (die wiederholte Belastung von -40ºC und 130ºC) und die Antihochspannungs- Charakteristik bei der hohen Temperatur zu verbessern, ist das Material so zusammengesetzt, daß die Silikapulver und die Schmelzglaspulver mit einem absoluten Gewichtsanteil von 50-70% gemischt werden und der Umwandlungspunkt nach dem Härten bei 120ºC-140ºC und der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient im Bereich der Normaltemperatur (20ºC) liegt, wobei der Umwandlungspunkt ähnlich wie bei dem Primärspulenkörper 4 und dem Sekundärspulenkörper 2 ein Bereich von 18-30 · 10&supmin;&sup6; ist und die Differenz des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten zum Metall des Spulenabschnitts möglichst klein gemacht ist. In dem Epoxidharz 8 mit einer Dicke von weniger als 0,3 mm ist es vom Aspekt der mechanischen Festigkeit erforderlich, das Epoxidharz 8 mit der Dicke von mehr als 0,4 mm zu verwenden, da infolge der thermischen Spannungen Risse erzeugt werden. Um ferner die Gegenspannungswirkung mit 30 kV einzuhalten, ist es erforderlich, die Dicke 0,9 mm zu verwenden und in dieser Ausführungsform ist die Schichtdicke des isolierenden Epoxidharzes 8 zwischen der Sekundärspule 3 und dem Primärspulenkörper 4 mit 0,9-1,05 (mm) ausgebildet.
Da ferner bei dem Epoxidharz 8, das zwischen die Primärspule 5 und das Spulengehäuse 6 eingefüllt wird, keine Gegenspannungswirkung gefordert ist und die Bildung von Rissen zulässig ist, kann die Schichtdicke des Harzes kleiner als 0,4 mm sein, in dieser Ausführung beträgt die Schichtdicke des Harzes 0,15-0,25 mm.
Das Schaltungsgehäuse 9 enthält eine Einheit 40 einer Treiberschaltung (Zündschaltung) für die Zündsteuerung und ist einteilig mit dem Verbinderabschnitt 9B geformt (das Verbindergehäuse). Das Schaltungsgehäuse 9 und die Verbinderanschlüsse usw. werden in einem späteren Abschnitt beschrieben.
Um die Querschnittsfläche des Mittelkerns 1 zu vergrößern, ist der Mittelkern 1, der z. B. in Fig. 2 gezeigt ist, aus mehreren Silicium- Stahlblechen oder mehreren richtungsorientierten magnetischen Stahlblechen gebildet, bei denen die Breitenabmessungen in verschiedenen Stufen eingestellt sind und die eine Dicke von 0,3-0,5 mm besitzen und die mit einer laminierten Druckstruktur ausgeführt sind und dieser Mittelkern 1 ist in den Abschnitt des Innendurchmessers des Sekundärspulenkörpers 2 eingesetzt.
Der Seitenkern 7, der an einer äußeren Seitenfläche des Spulengehäuses 6 angebracht ist, bildet die magnetischen Wege, indem er mit dem Mittelkern 1 zusammenwirkt, und ist durch Abrunden in einer Rohrform unter Verwendung der dünnen Silicium-Stahlbleche oder der richtungsorientierten magnetischen Stahlbleche mit einer Dicke von 0,3-0,5 mm gebildet. Um einen Kurzschluß des magnetischen Flusses zu verhindern, ist der Seitenkern 7 in einem Umfangsabschnitt des Seitenkerns 7 mit wenigstens einem Kerbenabschnitt an der aalen Richtung versehen. In dieser Ausführungsform ist in dem Seitenkern 7 durch das Überlappen mehrerer Silicium-Stahlbleche (in diesem Beispiel zwei Bleche) der Wirbelstromverlust vermindert und die Verbesserung des Ausgangssignals wird erreicht. Es ist jedoch ein Aufbau möglich, bei dem ein Silicium-Stahlblech oder mehr als zwei Silicium-Stahlbleche verwendet werden, und er kann in geeigneter Weise durch Übereinstimmung mit dem Material (Aluminium, Eisen usw.) des Kerzenlochs usw. abgestimmt werden.
In bezug auf den Spulenabschnitt der Bleistifttyp-Spule dieser Ausführungsform beträgt z. B. der Außendurchmesser des Spulengehäuses 6 22-24 mm und die Fläche des Mittelkerns 1 beträgt 50-80 mm², die Länge (eine Spulenkörperlänge) des Spulenabschnitts beträgt 86-110 mm, der Außendurchmesser des Sekundärspulenkörpers beträgt 10-20 mm und der Außendurchmesser des Primärspulenkörpers beträgt 16-18 mm. Mit den obenerwähnten Spezifikationen wird die Schichtdicke usw. der Bestandteile des obenerwähnten Spulenabschnitts bestimmt. In dieser Ausführungsform ist bei der Dicke des Primärspulenkörpers 4 und des Spulengehäuses 6 eine Dickendifferenz von 0,15 mm vorgesehen, um die Einfüllseite des Harzes dünn auszuformen und um die der Einfüllseite des Harzes gegenüberliegende Seite dick auszuformen.
Am äußeren Umfang des Sekundärspulenkörpers 2 sind viele Flansche 2B für Teilwicklungen der Sekundärspule 2 angeordnet, die in einem vorgegebenen Intervall in der axialen Richtung liegen.
Am oberen Abschnitt des Sekundärspulenkörpers 2 ist einteilig mit dem Sekundärspulenkörper 2 ein Spulenkörperkopf 2A geformt. Der Spulenkörperkopf 2A ist so eingerichtet, daß er vom oberen Ende des Primärspulenkörpers 4 vorsteht.
Fig. 12 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die die Umgebung des Spulenkörperkopfes 2A nach dem Vorgang zeigt, bei dem die Sekundärspule 3 auf den Sekundärspulenkörper 2 gewickelt wird, und Fig. 13 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die die Umgebung des Spulenkörperkopfes 2A in dem Fall zeigt, wenn der in Fig. 12 gezeigte Sekundärspulenkörper 2 in den Primärspulenkörper 4 eingesetzt ist. Ferner ist in Fig. 1 der Spulenkörperkopf 2A teilweise geschnitten ausgeführt und ein nicht geschnittener Teil zeigt einen Teil der äußeren Seitenfläche des Spulenkörperkopfes.
Der Spulenkörperkopf 2A dieser Ausführungsform bildet die Form eines rechtwinkligen Kastens und bildet an der äußeren Seitenfläche des Spulenkörperkopfes 2A einen Eingriffsabschnitt 2D für einen Eingriff an einem Dellenelement 64, wobei der Sekundärspulenkörper 2 während des Herstellungsprozesses der Zündspule eingesetzt wird und an einer rotierenden Welle 62 (siehe Fig. 20) einer Wickelmaschine angebracht wird, wobei ein Sperrenelement, das an einer Seite der rotierenden Welle vorgesehen ist, als Positionierungselement des Spulenkörpers dient.
Der Eingriffsabschnitt 2D besitzt in dieser Ausführungsform einen vorstehenden Streifen, der sich über die axiale Richtung des Spulenkörpers erstreckt, und das Sperrenelement 64 an einer Seite der rotierenden Welle 62 besitzt an einer Stirnfläche einer Kupplung 63 zwei parallel zur axialen Richtung der Welle 62 verlaufende Stifte 64, wobei zwischen diesen Stiften 64 der Eingriffsabschnitt 2D des vorstehenden Streifens eingesetzt ist.
In den Innenabschnitt des Spulenkörperkopfes 2A wird durch den Öffnungsabschnitt des oberen Abschnitts der Magneten 16, wie in Fig. 1 gezeigt ist, das weiche Epoxidharz 17 eingefüllt. Ferner sind unabhängig von der Seite des Sekundärspulenkörpers 2 an der äußeren Seitenfläche des Spulenkörperkopfes 2A ein Spulenanschluß 18, der der Primärspule und der Sekundärspule dient, und eine Primärspule 19 vorgesehen.
Hier entspricht der Anschluß 18, der den Primär- und Sekundärspulen dient, den Betriebsanschlüssen 1 und 3, die in Fig. 11(b) gezeigt sind. Der oben genannte Spulenanschluß 18 spielt nämlich eine Rolle bei den Funktionen, bei denen der Spulenanschluß (dieser entspricht dem Anschluß 3 in der Schaltung von Fig. 11(a)) mit der Stromversorgung verbindet, indem ein Ende 3a der Sekundärspule 3 herausgeführt wird, und der Spulenanschluß (dieser entspricht dem Anschluß 1 in der Schaltung von Fig. 11(a)) mit der Stromversorgung verbindet, indem ein Ende 5a der Primärspule 5 herausgeführt wird.
Andererseits entspricht der Primärspulenanschluß 19 dem Anschluß 2 der Schaltung, die in den Fig. 11(a) und 11(b) gezeigt ist, und ist durch das Herausführen eines weiteren Endes 5b der Primärspule 5 mit einem Kollektor eines Leistungstransistors 39 (ein Zündspulen- Treiberelement) der Zündschaltungseinheit verbunden.
Wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt ist, ist der Anschluß 18, der der Primär- und der Sekundärspule dient, durch eine riemenförmige Metallplatte gebildet und ist durch einen Installationsschenkelabschnitt 18c unter Druck an einer Tasche 20 befestigt, die an einer äußeren Seitenfläche des Sekundär-Spulenkörperkopfes 2A vorgesehen ist. Ein Ende 18' ist mit einem ansteigenden Abschnitt gebildet, der eine L-Form besitzt, und dieser ansteigende Abschnitt 18' ist mit einem Ende 31b einer Verbinderspule 31 durch Schweißen verbunden, damit dieses als Stromversorgungseingang verwendet wird, wie in den Fig. 1 und 14 gezeigt ist. Ferner ist Fig. 14 eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine Kombinationsbeziehung zwischen der Spulenkörperbaueinheit (die Primärspule und die Sekundärspule im zusammengebauten Zustand) aus dem Primärspulenkörper 4, auf den die Primärspule 5 gewickelt wird, und dem Sekundärspulenkörper 2, auf den die Sekundärspule 3 gewickelt wird, indem das Spulengehäuse 6 und das Zündschaltungsgehäuse 9 aus der Zündspule herausgenommen werden, und der Zündschaltungseinheit 40 (die als Zünder bezeichnet wird), die an dem Sekundärspulenkopf 2A vorgesehen ist, zeigt. In dieser Fig. 14 sind die Zündschaltungseinheit 40 und die herausgeführten Anschlüsse 32, 34 und 36 tatsächlich in dem Schaltungsgehäuse 9, das den Verbinder 9B aufweist, aufgenommen, wie in Fig. 3 gezeigt ist, und ferner sind die Teile der Verbinderanschlüsse 31, 33 und 35 in dem Schaltungsgehäuse 9 (Harzgehäuse) bedeckt angeordnet.
Der Anschluß 18, der der Primär- und der Sekundärspule dient, ist als einzelnes Metallformstück gebildet und wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt ist, sind ein Aufwickelabschnitt 28a durch das Herausziehen von dem einen Ende 3a der Sekundärspule 3 und ein Aufwickelabschnitt 18b durch Herausziehen von dem einen Ende 5a der Primärspule A einteilig ausgebildet. Nachdem die einen Enden 3a und 5a der Spule auf die Aufwickelabschnitte 18a und 18b gewickelt wurden, werden sie gelötet. Eine Kerbe 2C ist an einem oberen Flansch 2B' des Sekundärspulenkörpers 2 vorgesehen und führt das eine Ende 3a der Sekundärspule zu dem Metallformstück des Anschlusses 18 und in ähnlicher Weise ist eine Kerbe 4B am oberen Stirnflansch 4A des Primärspulenkörpers 4 vorgesehen und führt das eine Ende 5a der Primärspule zu dem Metallformstück des Anschlusses 18.
Der Primärspulenanschluß 19 ist mit einem riemenförmigen Metallblech gebildet und ist unter Druck an einer (in der Figur nicht gezeigten) Tasche befestigt, die an der äußeren Seitenfläche der Seite vorgesehen ist, die dem Installationsort der oben genannten Tasche 20 gegenüberliegt. Ein Ende 19' des Anschlusses ist mit einem ansteigenden Abschnitt mit L-Form gebildet und ein Armabschnitt 19", der sich horizontal erstreckt, ist zum Anschluß 18, der der Primärspule und der Sekundärspule dient, verlängert, und ferner ist ein Abschnitt 19' mit spitzem Ende in Reihe angeordnet, damit er parallel zu einem Abschnitt 18' mit spitzem Ende des Anschlusses 18 in einer angenäherten Position angeordnet ist. Dieser Primärspulenanschluß 19, der in Fig. 14 gezeigt ist, ist durch Schweißen mit dem herausgeführten Anschluß (der Lötanschluß) 32 der Zündschaltungseinheit 40 verbunden. Der herausgezogene Anschluß 32, der in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, ist mit dem Kollektor des Leistungstransistors 39 der Zündschaltungseinheit 40 über eine Drahtverbindung 42 verbunden.
Wie in Fig. 14 gezeigt ist, sind am Verbinderanschluß (der Verbinderstift) zusätzlich zu dem obenerwähnten Verbinderanschluß 31 die Verbinder 33 und 35 vorgesehen.
In dieser Beschreibung wird eine Beziehung zwischen den Verbinderanschlüssen 31, 33 und 35 und der Ansteuerschaltung für die Zündsteuerung erläutert.
Fig. 4 ist eine Ansicht der elektrischen Verdrahtung, die die Zündschaltung 41, die an dem Schaltungsgehäuse 9 der Zündspule 21 angebracht ist, und die Primärspule 5 und die Sekundärspule 3 zeigt.
Ein Ende 5a der Primärspule 5 und ein Ende 3a der Sekundärspule 3 sind durch den am Sekundärspulenkörper 2 vorgesehenen Anschluß 18, der den Primär- und Sekundärspulen dient, und den Verbinderanschluß 31 mit der +-Seite der Gleichspannungs- Stromversorgung verbunden. Der Anschluß 18, der den Primär- und Sekundärspulen dient, entspricht den den Primär- und Sekundärspulen dienenden Anschlüssen 1 und 3, die im Prinzipschaltplan der Zündspule, der in Fig. 11(a) gezeigt ist, dargestellt sind.
Das andere Ende 5b der Primärspule 5 ist durch den Primärspulenanschluß 19, der am Sekundärspulenkörper vorgesehen ist, und den Lötanschluß 32, der an der Zündschaltungseinheit 40 vorgesehen ist, mit der Kollektorseite des in Darlington-Schaltung geschalteten Leistungstransistors 39 verbunden. Der Primärspulenanschluß 19 entspricht dem obenerwähnten Primärspulenanschluß 2.
Das andere Ende 3b der Sekundärspule 3 ist durch eine Hochspannungsdiode 10 mit der Zündkerze 22 verbunden. Die Hochspannungsdiode 10 dient dazu, eine Vorzündung zu verhindern, wenn die in der Sekundärspule 3 erzeugte Hochspannung durch ein Schraubenfederelement 11, einen Hochspannungsanschluß 12 und ein Federelement 13, das in Fig. 1 gezeigt ist, an die Zündkerze 22 geliefert wird.
Das Zündungssteuersignal, das in einem in der Figur nicht gezeigten Motorsteuermodul erzeugt wird, wird durch den Verbinderanschluß 33 und den Lötanschluß 34, der an der Zündschaltungseinheit 40 vorgesehen ist, in die Basis des Leistungstransistors 39 eingegeben. Gemäß diesem Zündsteuersignal führt der Leistungstransistors eine Ein- und Aus-Steuerung aus und die Primärspule 5 ist stromgesteuert, dementsprechend wird während der Aus-Zeit der Primärspule 5 die Hochspannung für die Zündung zur Sekundärspule 3 induziert.
Die Emitterseite eines Transistors der zweiten Stufe des Leistungstransistors 39 ist durch den Lötanschluß 39, der an der Zündschaltungseinheit 40 vorgesehen ist, und den Verbinderanschluß 35 angeschlossen bzw. geerdet.
Wie oben festgestellt wurde und wie in den Fig. 3 und 14 gezeigt ist, sind ein Ende 18' des Anschlusses 18, der den Primär- und Sekundärspulen dient, und ein Ende 31b des Verbinderanschlusses 31 durch Schweißen angeschlossen und ein Ende 19' des Primärspulenanschlusses 19 und ein Ende des Lötanschlusses 32 der Seite der Zündschaltungseinheit sind durch Schweißen angeschlossen. Ein weiteres Ende des Verbinderanschlusses 33 und ein Ende des Lötanschlusses 34 der Seite der Zündschaltungseinheit sind miteinander durch Schweißen verbunden und ein Ende des Verbinders 35 und ein Ende des Lötanschlusses 36 sind miteinander durch Schweißen verbunden.
Ferner bezeichnet in Fig. 4 das Bezugszeichen 71 einen Entstörkondensator zur Verhinderung der Störungen, die durch die Anwendungssteuerung der Zündspule erzeugt werden, und dieser ist zwischen der Stromversorgungsleitung und Masse angeordnet, in dieser Ausführungsform ist dieser Kondensator an einem äußeren Abschnitt des Gehäuses, das die Zündschaltungseinheit enthält, angeordnet. Der Entstörkondensator 71 ist z. B. an einem Massepunkt einer Verdrahtung (ein Motorkabelbaum) im Motorraum angeordnet.
Ein Widerstand 72, der zwischen dem Zündsignal-Eingangsanschluß 34 und der Basis des Leistungstransistors 39 vorgesehen ist, und ein Kondensator 73, der zwischen dem Widerstand 72 und Masse vorgesehen ist, bilden eine Überspannungsschutzschaltung. Ein Transistor 74, ein Widerstand 76 und eine Zenerdiode 75 bilden eine Strombegrenzungsschaltung des Zündsteuersystems. Das Bezugszeichen 77 bezeichnet eine Begrenzungsdiode der Primärspannung und das Bezugszeichen 78 bezeichnet eine Diode, die eine Rückstrom-Schutzschaltung bildet.
Wie in den Fig. 1, 3 und 14 gezeigt ist, sind die Lötanschlüsse 32, 34 und 36 an der Seite der Zündschaltungseinheit 40 an einem Kunstharz-Anschlußgestell 38 befestigt, das an einer Aluminiumbasis 37 angeklebt ist, die durch ein Formpressen in Kastenform ausgeführt ist. Da bei den obenerwähnten Anschlüssen 18 und 31, den Anschlüssen 19 und 32, den Anschlüssen 33 und 34 und den Anschlüssen 35 und 36 die Verbindungsabschnitte parallel in die gleiche Richtung angeordnet sind, kann an ihnen in einfacher Weise die Schweißverbindung ausgeführt werden.
In der Zündschaltungseinheit 40 umfaßt eine Hybrid-IC-Schaltung 41 den obenerwähnten Widerstand 72, den Kondensator 73, den Transistor 74, die Zenerdiode 75, den Widerstand 76, die Zenerdiode 77 und die Diode 78. Diese Schaltungseinheit und der Leistungstransistor 39 sind in der Metallbasis 37 angeordnet und in die Metallbasis 37 ist ein Silicium-Gel eingefüllt.
Das Schaltungsgehäuse (das Zündergehäuse) 9 zum Aufnehmen der Zündschaltungseinheit 40 ist mit dem Verbindergehäuse 9B zur Aufnahme der obenerwähnten Verbinderanschlüsse 31, 33 und 35 einteilig geformt.
Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, umgibt im Schaltungsgehäuse 9 ein Abschnitt zum Aufnehmen der Zündschaltungseinheit 40 eine Gehäuseseitenwand 9A, ferner ist die Zündschaltungseinheit 40, wie in Fig. 3 gezeigt ist, durch die Führung eines die Position bestimmenden Vorsprungelements 9D auf einer Bodenfläche 9E (in einer Bödenfläche) eines Raums, der von der Seitenwand 9A umgeben ist, angebracht. Ein Mittelabschnitt der Bodenfläche 9E ist geöffnet, indem er zu einer Öffnungsfläche der Seite des Spulengehäuses 6 zeigt.
Das Schaltungsgehäuse 9 ist separat vom Spulengehäuse 6 gebildet und ist durch Einpassen und Kleben mit dem oberen Ende des Spulengehäuses 6 verbunden. In diesem Verbindungszustand ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist, ein Vorsprungelement 6A, das an einem oberen Umfangsabschnitt des Spulengehäuses 6 vorgesehen ist, an einer Dellennut 9F des Schaltungsgehäuses 9 in einem Rasteingriff.
In dem obenerwähnten Verbindungszustand ist die Metallbasis 37 der Zündschaltungseinheit 40, die im Schaltungsgehäuse 9 aufgenommen ist, unmittelbar über dem Kopf 2A des Sekundärspulenkörpers 2 angeordnet. Ein Ende 31' des Verbinderanschlusses 31 des Schaltungsgehäuses 9 und ein Ende des Lötanschlusses 32 sind jeweils so eingerichtet, daß sie den am Sekundärspulenkopf 2A vorgesehenen Anschluß 18, der den Primär- und Sekundärspulen dient, und jeweils ein Ende des Primärspulenanschlusses 19 im Schaltungsgehäuse 19 überlappen, dementsprechend kann die Schweißverbindung der überlappenden Anschlüsse in einfacher Weise ausgeführt werden. Wenn die Zündschaltungseinheit 40 eingesetzt wird, werden die herausgezogenen Anschlüsse 34 und 36 der Zündschaltungseinheit 40 so positioniert, daß sie jeweils zweckmäßig auf die entsprechenden Verbinderanschlüsse 33 und 35 ausgerichtet sind.
Ferner bildet das Schaltungsgehäuse 9 einen Flansch 9C an einem umgebenden Bereich der Seitenwand 9A und an einem Teil dieses Flansches 9C ist ein Schraubenloch 25 vorgesehen und die Zündspule 21 ist an der Motorabdeckung installiert. Der innere Bereich des Schaltungsgehäuses 9 ist durch ein isolierendes Epoxidharz 43 bedeckt.
Nun wird der Aufbau der unteren Bereiche des Sekundärspulenkörpers 2 und des Primärspulenkörpers 4 unter Bezugnahme auf die Fig. 15 und 16 erläutert.
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht, die den unteren Bereich zeigt, wenn der Sekundärspulenkörper 2 und die Sekundärspule 3 in den Primärspulenkörper 4 eingesetzt sind. Fig. 16 ist eine Unteransicht, die den Primärspulenkörper 4 und den Sekundärspulenkörper 2 zeigt, sowie eine Unteransicht, die einen Zustand zeigt, bei dem der Primärspulenkörper und der Sekundärspulenkörper zusammengebaut sind.
Wie in den Fig. 15 und 16 gezeigt ist, ist der Sekundärspulenkörper 2 mit zylindrischer Form gebildet, der einen unteren Bereich besitzt, indem der untere Bereich geschlossen wird, und an einer Außenfläche des unteren Bereichs ist das Vorsprungelement 24 zum Installieren der Hochspannungsdiode 10 vorgesehen. Ein Ende 3b der Sekundärspule 3 ist durch die Hochspannungsdiode 10 und das Blattfederelement 11 mit dem Hochspannungsanschluß 12 verbunden, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Der untere Bereich des Primärspulenkörpers 4 ist geöffnet und wenn der Sekundärspulenkörper 2 in den Primärspulenkörper 4 eingesetzt wird, steht die Hochspannungsdiode 10 an der Öffnung 4' des unteren Bereichs des Primärspulenkörpers 4 vor. Durch das Übereinanderlegen der Öffnung 4' am unteren Bereich des Primärspulenkörpers 4 ist das gegenüberliegende Paar von Aufnahmeabschnitten 4D des Sekundärspulenkörpers so angeordnet, daß sie von dem Flansch 4C des unteren Bereichs nach unten ragen (eine Stirnfläche des unteren Bereichs).
Die Aufnahmebereiche 4D für Sekundärspulenkörper nehmen den Sekundärspulenkörper 2 durch den Flansch 2B (der Flansch am untersten Ende) auf und eine gegenüberliegende Seite der Aufnahmebereiche 4D bildet eine geradlinige Linie und der Umriß des Rests bildet eine kreisförmige Bogenform. Vom Mittelabschnitt der gegenüberliegenden Seite zu einer radialen Richtung ist ein Bereich mit einer Delle (ein Nutenabschnitt 51) vorgesehen. Da dieser Bereich mit einer Delle über eine Verbindung zwischen einer Delle und einem konkaven Bereich mit dem konkaven Bereich 52 verbunden ist, der an dem äußeren Umfang des unteren Bereichs des Sekundärspulenkörpers 2 vorgesehen ist, wird die relative Sperre zwischen dem Sekundärspulenkörper 2 und dem Primärspulenkörper 4 erreicht.
Ferner sind am Flansch 4C des unteren Bereichs des Primärspulenkörpers 4 ein Paar nach unten vorstehende Elemente 53 vorgesehen, und da diese vorstehende Elemente 53, wie in Fig. 15 gezeigt ist, an Nuten 6B in Eingriff sind zum Positionieren des Aufnahmeelements 6A des Primärspulenkörpers, das an einem Teil des inneren Umfangs des Spulengehäuses 6 vorgesehen ist, wird die relative Sperre zwischen dem Spulengehäuse 6 und dem Primärspulenkörper 4 erreicht.
Wie in Fig. 16(b) gezeigt ist, besitzt der untere Bereich 2 des Sekundärspulenkörpers 2 eine im wesentlichen Kreisform und besitzt Schnittflächen 2G, die an den rechten und linken Seiten nahezu ebene Flächen bilden. Wie in Fig. 16(d) gezeigt ist, sind diese Schnittflächen 2G in die gegenüberliegende Seite (die geradlinige Linie) des Aufnahmeelements 4D für Sekundärspulenkörper eingesetzt und sind zur Öffnung 4' des unteren Bereichs des Primärspulenkörpers 4 positioniert. Ferner ist an einer Position der Schnittfläche 2G der obenerwähnte konkave Bereich 52 vorgesehen.
Wie in Fig. 16(c) gezeigt ist, ist an dem Bereich 51 mit einer Delle, der an dem Aufnahmeelement 4D für Sekundärspulenkörper gebildet ist, am oberen Ende ein Konus 51' vorgesehen und durch die Vergrößerung der Breite des Bereichs 51 mit einer Delle wird der Sekundärspulenkörper durch den Konus 51' geführt und in einfacher Weise eingesetzt, selbst wenn während des Einsetzens des Sekundärspulenkörpers 2 der konkave Bereich 52 etwas zum Bereich 51 mit einer Delle verrutscht.
Da das Aufnahmeelement 4D für Sekundärspulenkörper, das am unteren Bereich des Primärspulenkörpers 4 vorgesehen ist, durch Übereinanderlegen der Öffnung 4' des unteren Bereichs gegenüberliegend angeordnet ist, und außerdem vom unteren Bereich des Primärspulenkörpers nach unten ragt, kann ein Raum 4" der Seitenfläche, der kein Aufnahmeelement 2D für Sekundärspulenkörper besitzt, am unteren Bereich des Primärspulenkörpers 4 befestigt werden. Durch den Seitenflächenraum 4", der durch eine Pfeilmarkierung P von Fig. 16(d) gezeigt ist, kann während des Einfüllens des isolierenden Harzes 8' eine gute Verbindung des Harzes zwischen dem Primärspulenkörper 4 und dem Sekundärspulenkörper 2 (der Sekundärspule 3) sowie zwischen dem Spulengehäuse 6 und dem Primärspulenkörper 4 (der Primärspule 5) erreicht werden und die Blasen in dem eingefüllten isolierenden Harz im unteren Bereich des Primärspulenkörpers 4 können entfernt werden.
Am unteren Bereich des Sekundärspulenkörpers 2 sind der Magnet 15 und die Schaumgummis 45 in Form einer laminierten Schicht angeordnet und der Mittelkern 1 ist von oben eingesetzt. Da dieser Magnet 15 und der Magnet 16, der am Sekundärspulenkörperkopf 2A vorgesehen ist, die entgegengesetzten magnetischen Flüsse in den magnetischen Wegen erzeugen (der Mittelkern 1 und der Seitenkern 7), kann die Zündspule unterhalb des Sättigungspunkts der Magnetisierungskurve des Kerns betrieben werden.
Der Schaumgummi 45 absorbiert die Differenz der Wärmeausdehnung des Mittelkerns 1 und des Sekundärspulenkörpers 2, indem er der Temperaturänderung während des Einfüllens und während der Gebrauchsdauer des isolierenden Harzes 8 der Zündspule 21 entspricht (die Verminderung der Wärmebelastung).
Im unteren Ende des Spulengehäuses 6 ist eine zylindrische Wand 6' zum Einsetzen der Zündkerze 22 (siehe Fig. 5) gebildet, die das Federelement 13 umgibt. Diese zylindrische Wand 6' ist einteilig mit dem Spulengehäuse 6 gebildet und an dieser zylindrischen Wand 6' ist eine Manschette zum Isolieren und Anbringen der Zündkerze 22, z. B. eine Gummimanschette 14, installiert.
Fig. 5 zeigt einen Zustand, in dem die Zündspule 21 mit dem obenerwähnten Aufbau am Kerzenloch 23 des Motors angebracht ist.
In der Zündspule 21 ist der Spulenabschnitt zur Kopfabdeckung (die Abdeckung zum Abdecken des Zylinderkopfs) 24 durchbohrt und wird durch ein Kerzenrohr 23A in das Kerzenloch 23B eingesetzt. Die Gummimanschette 14 ist an dem umgebenden Abschnitt der Zündkerze 22 angeheftet und ein Teil der Zündkerze 22 wird in ein Ende der zylindrischen Wand 6' des Spulengehäuses 6 eingeführt und drückt auf das Federelement 13, im Ergebnis ist die Zündspule 21 direkt mit der Zündkerze 22 im Kerzenloch 23B verbunden. In der Zündspule 21 sind das Schraubenloch 25 (siehe Fig. 1), das an dem Spulengehäuse 6 vorgesehen ist, und ein Schraubenloch 26, das an der Motorabdeckung 24 vorgesehen ist, durch Schraubenelemente 27 befestigt und ein Dichtungsgummi 28, der am oberen Bereich des Spulengehäuses 6 vorgesehen ist, ist in einen ringförmigen konkaven Bereich 29 eingepaßt, der an einem Umfang des Einsetzloches der Zündspule der Kopfabdeckung 24 des Motors vorgesehen ist, im Ergebnis ist die Zündspule fest angebracht.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist in der Innenfläche des Dichtungsgummis 28 eine Längsnut 92 vorgesehen. Diese Längsnut 92 besitzt eine Funktion, durch die während der Montage des Dichtungsgummis 28 und der Zündspule 21 ermöglicht wird, daß die Luft in dem Flansch (ein Formstück im Abschnitt zum konkaven Bereich 29 an der Seite der Motorabdeckung) des Abdichtungsgummis entweichen kann, wobei eine Installationsarbeit des Abdichtungsgummis in einfacher Weise erfolgt, und außerdem die Funktion besitzt, eine Verbindung zur Atmosphäre herzustellen, wodurch der Zustand des Normaldrucks eingehalten wird. Die Gründe für die Schaffung der zuletzt erwähnten Funktion bestehen darin, daß dann, wenn die Längsnut 92 nicht vorgesehen ist, der innere Bereich der Motorkopfabdeckung 24, der infolge der Motorwärme eine hohe Temperatur besitzt, das Wasser aufnimmt und abrupt abgekühlt wird und den Unterdruckzustand bewirkt, folglich wird das Wasser, das sich an dem umgebenden Abschnitt des Abdichtungsgummis 28 sammelt, selbst wenn der Abdichtungsgummi vorgesehen ist, infolge der Unterdruckkraft nach innen gezogen, deswegen verhindert die Funktion das Entstehen eines Unterdrucks. Die Lufteinlaßöffnung der Nut 92 ist an einer hohen Position der Motorabdeckung angeordnet, damit das angesammelte Wasser (das Wasser, das auf ein Fahrzeug trifft und eintritt, wie etwa auf der Straße befindliches Wasser) nicht in die Motorabdeckung einströmt.
In dieser Ausführungsform ist die Kopfabdeckung 24 des Motorkopfes 100 (der Zylinderkopf) aus einem Kunststoffmaterial hergestellt (z. B. 6 Nylon, 66 Nylon) und wenn an dieser Kopfabdeckung die Einzelzündungstyp-Zündspule installiert ist, ist der Spulenabschnitt in das Kerzenloch 23A und das Kerzenrohr 23B eingesetzt. Im Ergebnis ist der Schwerpunkt W der Zündspule an einer niedrigeren Position von der Kopfabdeckung 24 angeordnet, in diesem Fall ist der Schwerpunkt in den inneren Bereich des Kerzenrohrs 23B der Zündspule verschoben (wenn die Länge des Spulenabschnitts der Bleistifttyp-Spule 85-100 mm beträgt, ist der Schwerpunkt W an einer niedrigeren Position angeordnet, die 50-70 mm vom oberen Ende des Spulenabschnitts entfernt liegt). Ferner ist bei der Bleistifttyp-Spule das verhältnismäßig leichte Gehäuse 9 mit dem Verbinder (z. B. mit der Schraubenbefestigung 27) an der äußeren Fläche der Kunststoff- Kopfabdeckung 24 befestigt und an der mit der Kerze kombinierten Position zwischen diesem Befestigungsabschnitt und dem Kerzenloch kann die Zweipunkt-Unterstützungsstruktur in der axialen Richtung erreicht werden. Im Ergebnis kann die Vibration der gesamten Zündspule vermindert werden und die Vibration der Zündspule, die sie an die Kunststoff-Kopfabdeckung 24 weitergibt, kann eingeschränkt werden und die leichte Struktur (die dünne Struktur) und die Vereinfachung der Kunststoff-Kopfabdeckung können erreicht werden, es ist deshalb möglich, die Anbringung der Einzelzündungstyp-Zündspule zu realisieren.
Nun wird die Prozedur zur Herstellung der Zündspule 21, die den obenerwähnten Aufbau besitzt, unter Bezugnahme auf die Fig. 18 und 19 erläutert.
Wie in Fig. 18 gezeigt ist, wird zuerst die Sekundärspule 3 um den Sekundärspulenkörper 2 gewickelt und das eine Spulenende 3a der Sekundärspule wird mit dem Anschluß 18 für die Primär- und Sekundärspulen verbunden. Diese Verbindung wird durch Aufwickeln des einen Spulenendes 3a auf den Anschluß 18 sowie durch Löten ausgeführt. Ferner wird das andere Ende 3b der Sekundärspule 3 mit dem Sekundärspulenanschluß an der Hochspannungsseite verbunden (in diesem Fall die Hochspannungsdiode 10). Anschließend wird eine Durchgangsprüfung ausgeführt.
Der Sekundärspulenkörper 2, um den die Sekundärspule 3 gewickelt ist, wird eingesetzt und an dem Primärspulenkörper 4 befestigt, wobei in diesem Zustand (der Primärspulenkörper und der Sekundärspulenkörper überlappen sich) die Primärspule 5 um den Primärspulenkörper 4 gewickelt wird und das eine Ende 5a der Primärspule wird mit dem Anschluß 18 für die Primär- und Sekundärspulen verbunden und das andere Ende der Primärspule wird mit dem Primärspulenanschluß 19 verbunden. Diese Verbindungen werden durch das Aufwickeln der Spule und durch Löten ausgeführt. Da in diesem Fall der Anschluß 18 für die Primär- und Sekundärspulen und der Primärspulenanschluß 19 zusammen mit dem Sekundärspulenkopf 2A an der Seite des Sekundärspulenkörpers 2 vorgesehen sind, sind die Anschlüsse 18 und 19 außerhalb eines Endes des Primärspulenkörpers 4 positioniert, wobei die beiden Enden 5a und 5b der Primärspule 5 einfach zu den Anschlüssen 18 und 19 geführt werden und danach ist es möglich, das Aufwickeln und das Löten auszuführen. Anschließend wird die Durchgangsprüfung für die Primärspule ausgeführt.
Um anschließend das Blattfederelement 11 (siehe Fig. 19) mit der Hochspannungsdiode 10 zu verbinden, werden der Schaumgummi 45, die Magneten 15, der Mittelkern 1 und die Magneten 16 in den Primärspulenkörper 2 eingesetzt, nachdem das Federelement mit dem Lötanschluß der Hochspannungsdiode 10 kombiniert wurde, und anschließend wird das weiche Epoxidharz 17 eingefüllt und in dem Sekundärspulenkörper 2 gehärtet.
In dieser Beschreibung ist die Wickelmaschine, die für den Wickelvorgang der Sekundärspule 3 und den Wickelvorgang der Primärspule 5 verwendet wird, in der Figur weggelassen, der Spulenkörper wird jedoch grundsätzlich an der rotierenden Welle angebracht und durch Drehen des Spulenkörpers wird der Isolierlackdraht aufgewickelt, als Anwendungsbeispiele davon werden die verschiedenen Ausführungsformen betrachtet.
Bei einem von diesen wird angenommen, daß an einer Standwickelmaschine eine Isolierlackdrahthaspel für die Primärspule und eine Isolierlackdrahthaspel für die Sekundärspule vorgesehen sind, wobei ein Handmechanismus vorgesehen ist, durch den der entsprechende Isolierlackdraht von diesen Haspeln abgezogen wird und die hin und hergehende sowie die Drehoperation, die für die Wicklung erforderlich sind, werden in der Nähe der rotierenden Welle ausgeführt, deswegen wird unter Verwendung von lediglich einer Standwickelmaschine die Wicklung für die Primärspule und für die Sekundärspule ausgeführt. Bei der Struktur des Sekundärspulenkörpers, die in dieser Ausführungsform verwendet wird, kann in diesem Fall die gemeinsame Verwendung der rotierenden Welle in der Wickelmaschine erreicht werden.
Fig. 20 zeigt den Drehmechanismus der obenerwähnten Wickelmaschine. Der Drehmechanismus wird grob in eine rotierende Welle 62 und einen Motor 61 unterteilt. Die rotierende Welle 62 ist mit einer Abtriebwelle 62' (siehe Fig. 21) des Motors 61 über eine Verbindung (eine Kupplung) 63 lösbar verbunden, die Teil der Welle 62 ist, und die Verbindungsstruktur, in der sich die rotierende Welle 62 dreht, wird gemeinsam mit der Abtriebswelle verwendet. Die rotierende Welle 62 ist mit einer Splintstiftform gebildet, indem von einem spitzen Ende zu einer mittigen Position ein Schlitz 65 ausgebildet ist. Vor dem Einsetzen des Sekundärspulenkörpers 2 ist wenigstens ein Teil 62A des Splintabschnitts der rotierenden Welle 62 gegenüber dem Innendurchmesser des Sekundärspulenkörpers 2 vergrößert und außerdem ist am spitzen Abschnitt ein Konus 62B zum Führen des Sekundärspulenkörpers 2 vorgesehen. Ferner sind an einem Teil (hier an einer Stirnfläche der Verbindung 63) der rotierenden Welle 62 zwei Stifte 64 zum Positionieren und Sperren des Spulenkörpers vorgesehen und sind mit dem Eingriffabschnitt 2D, der am Sekundärspulenkörperkopf 2A vorgesehen ist, in Eingriff, wobei zwischen den Stiften 64 der Eingriffabschnitt 2D des Sekundärspulenkörperkopfes 2A in Eingriff ist.
Wenn die obenerwähnte gemeinsame Wicklungsmaschine verwendet wird, wird der Sekundärspulenkörper 2, wie in den Fig. 20 (2a), 20 (b) gezeigt ist, auf die rotierende Welle 62 der Wickelmaschine unter Verwendung des Wellenkonus 62B geschoben, der Splintabschnitt 62A der Welle 62 wird elastisch in eine Richtung bewegt, in der der Durchmesser des Splintabschnitts klein wird, und der Sekundärspulenkörper 2 wird an der rotierenden Welle 62 eingesetzt und festgestellt. Zu diesem Zeitpunkt drückt der Splintabschnitt 62A an eine Innenfläche des Spulenkörpers 2 durch die elastische Rückkraft des Splintabschnitts selbst und da außerdem der Eingriffabschnitt 2D, der am Sekundärspulenkörperkopf 2A vorgesehen ist, an der Stelle zwischen den Sperrstiften 64 der rotierenden Welle in Eingriff ist, im Ergebnis sind beide Enden des Sekundärspulenkörpers 2 an der rotierenden Welle 62 fest angebracht.
Folglich wird während der Wicklung der Sekundärspule durch das Bilden einer einseitig eingespannten Struktur der rotierenden Welle 62 der Sekundärspulenkörper 2 gemeinsam mit der rotierenden Welle 62 in eine schnelle Drehung versetzt, da am Sekundärspulenkörper 2 kein Verrutschen oder eine Drehschwingung bewirkt werden, ist es demzufolge möglich, die Wicklung der Sekundärspule 3 auszuführen, wobei die sehr kleinen Wicklungen die benötigte hohe Genauigkeit besitzen.
Nachdem die Wicklung der Sekundärspule 3 und das Aufwickeln (einschließlich Löten) an dem Spulenanschluß 18 des Sekundärspu¬ lenendes ausgeführt wurden, wie in Fig. 20(c) (gezeigt ist), verbleibt die Installation des Sekundärspulenkörpers 2 an der rotierenden Welle 62, an der Außenseite des Sekundärspulenkörpers wird der Primärspulenkörper 4 durch die Sperrelemente 52 und 51 (die in den Fig. 15 und 16 gezeigt sind) der Spulenkörper eingesetzt und durch ein Spulenhaltewerkzeug, das in der Figur nicht gezeigt ist, wird ein Ende (die Seite, an der die Hochspannungsdiode 10 des Sekundärspulenkörpers positioniert ist) des Primärspulenkörpers 4 drehbar gehalten und durch gemeinsames Drehen des Primärspulenkörpers 4 und des Sekundärspulenkörpers 2 wird die Primärspule 5 um den Primärspulenkörper 4 gewickelt.
Zusätzlich zum obenerwähnten Wicklungsverfahren werden die Wickelmaschine für die Sekundärspule und die Wickelmaschine für die Primärspule separat vorgesehen, wobei lediglich die drehbare Welle 62 für das Wickeln, wie in Fig. 21 gezeigt ist, lösbar gebildet ist, und es ist folglich möglich, die Primärspülen-Wickelmaschine und die Sekundärspulen-Wickelmaschine gemeinsam zu benutzen.
In diesem Fall wird zuerst die drehbare Welle 62 an der Wickelmaschine (in diesem Fall ein Motor der Sekundärspulen-Wickelmaschine) in ähnlicher. Weise wie in Fig. 20(a) installiert, bei einer Einstellausführung ähnlich zu Fig. 20(b) wird der Sekundärspulenkörper 2 eingesteckt und durch den Kopf 2A an der rotierenden Welle 62 eingesetzt. Die rotierende Welle 62 und der Sekundärspulenkörper 2 werden gemeinsam gedreht und anschließend wird die Sekundärspule 3 um den Sekundärspulenkörper 2 gewickelt.
Anschließend verbleibt die Installation des Sekundärspulenkörpers 2 in dem Zustand, die rotierende Welle 62 wird von der Sekundärspulen-Wickelmaschine abgenommen (siehe Fig. 21), die rotierende Welle 62 wird an der Primärspulen-Wickelmaschine installiert und an der Außenseite des Sekundärspulenkörpers 2 wird der Primärspulenkörper 4 an die Sperrelemente 51 und 52 der Spulenkörper ähnlich zu der obenerwähnten Fig. 20(c) eingesteckt und durch gemeinsames Drehen des Primärspulenkörpers 4 und des Sekundärspulenkörpers 2 wird die Primärspule auf den Primärspulenkörper 4 gewickelt.
Der Körper der Spulenbaueinheit, der durch die oben genannte Reihe von Prozessen, die in Fig. 18 gezeigt sind, hergestellt ist, wird in der in Fig. 19 gezeigten Weise gemeinsam mit dem Hochspannungsanschluß 12, dem Blattfederelement 11 und der Zündschaltungseinheit 40 in den Montagekörper, der das Spulengehäuse 6 und das Schaltungsgehäuse 9 enthält, eingesetzt. Dabei werden, wie oben festgestellt wurde, der Anschluß 18 für die Primär- und Sekundärspulen und der Verbinderanschluß 31, der Primärspulenanschluß 19 und der Lötanschluß 32 an der Zündschaltungseinheit, der Verbinderanschluß 33 und der Lötanschluß 34 an der Zündschaltungseinheit sowie der Verbinderanschluß 35 und der Lötanschluß 36 jeweils miteinander durch Schweißen verbunden.
Vor dem Einsetzen des obenerwähnten Körpers der Spulenbaueinheit in das Spulengehäuse 6 werden das Schaltungsgehäuse 9 und das Spulengehäuse 6 eingepaßt und angeheftet, außerdem werden nach dem Einsetzen des Körpers der Spulenbaueinheit das Einsetzen unter Druck des Seitenkerns 7 und das Einsetzen unter Druck der Gummimanschette 14 in das Spulengehäuse 6 ausgeführt und ferner werden das Einfüllen und das Härten des Epoxidharzes 8 ausgeführt. Die Hauptoperationen und Wirkungen gemäß dieser Ausführungsform sind die Folgenden.
(1) Da das weiche Harz 17 gleichmäßig in den äußerst schmalen Spalt zwischen dem Mittelkern 1 und dem Sekundärspulenkörper 2 eingefüllt wird, kann bei der Produktherstellung eine Qualitätsverbesserung erreicht werden und der Schutz vor dem Wärmeschock zwischen dem Mittelkern 1 und dem Sekundärspulenkörper 2 gegen die wiederholte Wärmebelastung in der rauhen Temperaturumgebung des Motors kann verbessert werden.
(2) Da die Hochspannungsseite der Sekundärspule des Spulenabschnitts der Zündspule direkt mit der Zündkerze 2 des Zylinderkopfs verbunden ist, nimmt die Hochspannungsseite der Sekundärspule die Wärmewirkung der Motorverbrennung äußerst intensiv auf. Wenn diese Tatsache nicht berücksichtigt wird, weist folglich die Spannungsseite der Sekundärspule des Sekundärspulenkörpers 2 den Zustand einer höheren Temperatur auf als die Niederspannungsseite der Sekundärspule und das wird zur Ursache, warum die isolierende Wirkung abnimmt und die Wärmebelastung groß wird. Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Dicke des Sekundärspulenkörpers an der Niederspannungsseite der Sekundärspule dünn gemacht ist und die Dicke des Sekundärspulenkörpers hin zur Druckseite der Sekundärspule dick gemacht ist, kann bei dem Teil mit ansteigender Dicke die · isolierende Wirkung und die Wirkung gegen die Wärmebelastung an der Hochspannungsseite der Sekundärspule verbessert werden und sie kann die obenerwähnte Wärmewirkung der Motorverbrennung aushalten.
(3) Da PPS als Spulenkörpermaterial verwendet wird, wie etwa der Sekundärspulenkörper 2 usw., kann die Dicke im Vergleich zum Formen dieser Spulenkörper unter Verwendung des modifizierten PPO dünn gemacht werden, da die Dünnschichtstruktur des weichen Epoxidharzes 17 erreicht werden kann. Im Ergebnis kann die Dicke von anderen isolierenden Materialien (das Epoxidharz 8 zwischen der Sekundärspule und dem Primärspulenkörper) stark vergrößert werden, wobei die isolierende Wirkung und die Wirkung gegen Wärmeschock der Spulenform verbessert werden kann. Es ist insbesondere unmöglich, die Spezifikation des Außendurchmessers des Hauptkörpers der Vorrichtung und die Spezifikation der Innen- und Außendurchmesser der Primärspule 5 und der Sekundärspule 3 geringfügig zu ändern, da Raum für die Verbesserung über die Dicke des obenerwähnten Sekundärspulenkörpers 2 und der isolierenden Harzschicht zwischen dem Mittelkern 1 und dem Sekundärspulenkörper 2 bleibt, wobei die Wirkungen im Ergebnis groß sind.
(4) Da der Umwandlungspunkt Tg des weichen Epoxidharzes 17 durch die zulässige Belastung des Sekundärspulenkörpers 2 zusätzlich zur Wirkung gegen Wärmeschock des Harzes 17 bestimmt wird, können die beiden Forderungen der Wirkung gegen Wärmeschock und der Wirkung gegen Belastung des wichtigen Teils (die isolierende Schicht zwischen dem Mittelkern und der Sekundärspule 3) erfüllt werden, wobei die isolierende Wirkung des Spulenabschnitts der Sekundärleitung, die in der Primärleitung angeordnet ist, erforderlich ist.
(5) Wegen der Dicke des weichen Harzes 17 werden der Sekundärspulenkörper 2, der Primärspulenkörper 4 und das Epoxidharz 8 auf vernünftiger Grundlage eingestellt und die belegte Fläche des Mittelkerns der Spule, in der die Größe reguliert wird, kann vergrößert werden und im Ergebnis kann die Verbesserung der Ausgangsgröße erreicht werden.
(6) Durch das Formpressen an dem weichen Epoxidharz 17, das in den Spalt der Spulenbestandteile eingefüllt wird, kann der Zustand ohne Hohlräume erreicht werden und die Zuverlässigkeit der isolierenden Wirkung der Bleistifttyp-Spule kann verbessert werden.
(7) Da die Komponenten des Mittelkerns 1 und der Magneten 15 und 16 usw. des Sekundärspulenkörpers 2 durch die Delle 17' konzentrisch gehalten werden, die durch das Formpressen des weichen Epoxidharzes 17 bewirkt wird, kann die Wirkung gegen Vibration des Mittelkerns usw. verbessert werden. Selbst wenn in dieser Ausführungsform das isolierende Harz 17 das weiche Material ist, ist der Mittelkern 1, da die konzentrische nach oben schiebende Kraft gemäß der Delle 17' durch den Mittelkern 1 auf das elastische Element 55 wirkt, durch die konzentrische nach oben schiebende Kraft gemäß der Delle 17' und die Reaktionskraft gemäß dem elastischen Element 45 dauerhaft befestigt, im Ergebnis kann die Wirkung gegen Vibration, die durch die magnetische Vibration bewirkt wird, die an dem Mittelkern und durch den Motor erzeugt wird, verbessert werden. Da ferner die Delle 17' durch das Epoxidharz 8 bedeckt ist, ist der Spalt zwischen dem Schaltungsgehäuse 9 und dem Mittelkern 1 davon freigemacht, im Ergebnis kann die Zerstörung der Isolierung zwischen der Schaltungsbasis 37 und dem Mittelkern 1 verhindert werden.
(8) Da die Einzelzündungstyp-Zündspule ohne Behinderung an der Kunststoff-Motorkopfabdeckung angebracht werden kann, kann die leichtgewichtige Struktur des Motors erreicht werden.
(9) Ferner kann bei der Bleistifttyp-Spule gemäß dieser Ausführungsform als ein Ergebnis der wiederholten Wärmebelastungsprüfung zwischen -40ºC/1 h (Stunde) und 130ºC/1 h die gute Dauerleistung von mehr als 300 Zyklen bestätigt werden.
Anstelle des weichen Epoxidharzes 17 ist es möglich, das isolierende weiche Harzmaterial zu verwenden, wie etwa Silicium-Gummi und Silicium-Gel usw.
Gemäß dieser Ausführungsform können zusätzlich zum Obengenannten die folgenden Wirkungen erreicht werden.
(10) Wie bei der Sekundärspule 3, die eine sehr kleine Wicklung erfordert, wird an der Spule die Vorwicklung ausgeführt und an der Außenseite des Sekundärspulenkörpers 2, auf die die Sekundärspule gewickelt ist, ist der Primärspulenkörper 4 eingepaßt, indem garantiert wird, daß die Sperrelemente der Spulenkörper gemeinsam vorhanden sind und indem der Sekundärspulenkörper 4 zusammen mit dem Sekundärspulenkörper 2 gedreht wird, wobei die Primärspule 5 auf den Primärspulenkörper 4 gewickelt wird. Da bei der Primärspule 5 im Vergleich zur Sekundärspule 3 eine sehr kleine Wicklung nicht erforderlich ist und die Wicklung einfach ist, gibt es auf diese Weise kein Hindernis. Im Ergebnis ist es möglich, die Arbeit des Spulenwickelns im zusammengebauten (überlappenden) Zustand des Primärspulenkörpers und des Sekundärspulenkörpers auszuführen.
(11) Als ein Ergebnis der Möglichkeit der Wickeltätigkeit im obenerwähnten Zustand der zusammengebauten Spulenkörper kann die gemeinsame Nutzung der Primärspulen- und Sekundärspulen- Wickelmaschine oder die gemeinsam Nutzung der drehenden Welle der Primärspulen- und Sekundärspulen-Wickelmaschine oder die Vereinheitlichung (die Kompatibilität der Welle) des Typs der rotierenden Welle der Primärspulen- und Sekundärspulen-Wickelmaschine erreicht werden.
(12) Da ferner der Anschluß 18 für die Primär- und Sekundärspulen (1 und 3) am Sekundärspulenkörper 2 vorgesehen ist, kann die Notwendigkeit der Verbindung zwischen dem Primäranschluß (1) und dem Sekundäranschluß (3) über eine Querleitung M (siehe Fig. 6(c)), die im Stand der Technik gezeigt wird, beseitigt werden, im Ergebnis kann der Verbindungsvorgang für die Querleitung M weggelassen werden. Ferner kann die Primärspule gemäß der Möglichkeit der Primärwicklung im Zustand der zusammengebauten Spulenkörper direkt mit dem Anschluß 18 für die Primär- und Sekundärspulen, der am Sekundärspulenkörper 2 vorgesehen ist, ohne die vorübergehende Installation der, Primärspule 5 am Primärspulenkörper 4 und an dem Primärspulenanschluß 19 verbunden werden. Ferner zeigt Fig. 6(c) den Montagevorgang der Sekundärleitung, die außerhalb der Primärleitung angeordnet ist, wobei gemäß dem Stand der Technik die Primärspule innen und die Sekundärspule außen ist.
(13) Da der Kopf 2A des Sekundärspulenkörpers 2, der in den Primärspulenkörper 4 eingesetzt ist, aus dem Primärspulenkörper 3 ragt, kann selbst dann, wenn der obenerwähnte Anschluß 18 für die Primär- und Sekundärspulen und der Primärspulenanschluß 19 am Sekundärspulenkörper 2 vorgesehen sind, der Installationsraum vollständig erreicht werden.
(14) Wenn das Schaltungsgehäuse 9 durch Einpassen und Anhaften mit dem oberen Ende des Spulengehäuses 6 verbunden ist, ist das eine Ende 31' des Verbinderanschlusses 31 des Schaltungsgehäuses 9 und das andere Ende des Lötanschlusses 32 jeweils so eingestellt, daß sie im Schaltungsgehäuse 9 jeweils ein Ende des Anschlusses 18 für die Primär- und Sekundärspulen, das an der Seite des Sekundärspulenkörperkopfes 2A vorgesehen ist, und den Primärspulenanschluß 19 überlappen, im Ergebnis kann das Schweißen dieser sich gegenseitig überlappenden Anschlüsse einfach ausgeführt werden. Da die Schaltungseinheit 40 ferner durch das positionsbestimmende Element 9D genau positioniert ist, kann die Positionsbestimmung zwischen dem Lötanschluß 34 am Verbinderanschluß 33 und der Seite der Schaltungseinheit sowie zwischen dem Lötanschluß 36 am Verbinder 34 und der Seite der Schaltungseinheit genau ausgeführt werden. Folglich wird während des Zusammenfügens der Anschlüsse keine Verschiebung in der Position bewirkt und die Arbeitsfähigkeit und die Qualitätsverbesserung können vergrößert werden.
(15) Da der Seitenflächenraum 4", der kein Aufnahmeelement 2D für Sekundärspulenkörper besitzt, am unteren Bereich des Primärspulenkörpers 4 befestigt ist, kann während des Einfüllens des isolierenden Harzes 8 die gute Harzfließfähigkeit im Spalt zwischen dem inneren und dem äußeren Umfang des Primärspulenkörpers 4 und des Sekundärspulenkörpers 2 (die Sekundärspule 3) und in dem Spalt zwischen dem inneren Umfang und dem äußeren Umfang des Gehäuses 6 und des Primärspulenkörpers 4 (die Primärspule 5) erreicht werden und es kann eine gute Blasenfreisetzung in dem eingefüllten isolierenden Harz des unteren Bereichs des Primärspulenkörpers 4 erreicht werden, als Ergebnis kann die isolierende Wirkung der Zündspule verbessert werden.
Nun wird eine zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 22 bis 29 erläutert.
Fig. 22 ist eine teilweise geschnittene Ansicht (längs der Linie D-D' der Schnittansicht von Fig. 23) einer Zündspule gemäß der zweiten Ausführungsform. In dieser Figur geben die gleichen Bezugszeichen, die in der ersten Ausführungsform verwendet wurden, gleiche oder gemeinsame Elemente an. Fig. 18 ist eine Draufsicht der Zündspule von Fig. 17 und stellt einen Zustand vor dem Einfüllen des Harzes in den inneren Bereich des Schaltungsgehäuses dar. Ferner ist die Schnittansicht längs der Linie F-F' von Fig. 22 weggelassen, da diese Ansicht der Fig. 2 ähnlich ist.
Bei dieser Ausführungsform werden die Hauptdifferenzen, die von der ersten Ausführungsform unterscheiden, festgestellt.
Ein Kondensator 71 zur Verhinderung von Zündstörungen (der nachfolgend als Entstörkondensator 71 bezeichnet wird) ist in dieser Ausführungsform in einem inneren Abschnitt des Schaltungsgehäuses 9 angebracht. Folglich ist zusätzlich zu den Metallformstücken der bereits erwähnten Verbinderanschlüsse (die Stromversorgungsverbindung verwendet den Verbinderanschluß 31, die Zündsignaleingabe verwendet den Verbinderanschluß 33, die Zündschaltungsmasse verwendet den Anschluß 35) ein Metallformstück des massefreien Verbinders 72 (ein Anschluß für die Kondensatormasse) des Entstörkondensators 71 hinzugefügt und dieser ist in einem Verbindergehäuse 9B aufgenommen. Der Entstörkondensator 71 ist zwischen diesen Verbinderanschluß 72 und den Verbinderanschluß 31 der Stromversorgungsverbindung (Stromversorgung +) geschaltet.
Da im Schaltungsgehäuse 9 der Raum zum Aufnehmen der Zündschaltungseinheit 40 gegenüber dem der ersten Ausführungsform vergrößert ist, ist der Entstörkondensator 71 in diesem Aufnahmeraum installiert. Die Verbinderanschlüsse 31-35 und der Zwischenabschnitt des Verbinderanschlusses 72 sind vom Harz des Gehäuses 9 bedeckt und der Installationsbereich des Entstörkondensators 71 ist über der Bodenfläche des Gehäuses 9 in der Nähe der bedeckten Position vorgesehen.
Ferner ist am Zwischenabschnitt des Verbinderanschlusses 31 der Stromversorgungsverbindung und an dem einen Ende des Kondensatormasseanschlusses 72 ein Abschnitt des Metallformstücks so gefaltet, daß er sich vertikal (bzw. im wesentlichen vertikal) erhebt und diese gefalteten Abschnitte (die sich erhebenden Abschnitte) 31c und 72' ragen aus der Bodenfläche des Gehäuses 9 und sie sind an beiden Seiten des Entstörkondensators 71 angeordnet. Die beiden Lötleitungen 73 des Entstörkondensators 71 sind mit den gefalteten Abschnitten 31 C bzw. 72' verbunden. In dieser Ausführungsform ist die Lötleitung 73 des Kondensators 71 auf die gefalteten Abschnitte 31C und 72' des Anschlusses gewickelt und gelötet (siehe Fig. 28).
Dabei ist ein Ende (der aufgewickelte Abschnitt) 73' der Lötleitung 73 im voraus vor der Verbindung mit den Anschlüssen 31 und 72 in Schleifenform hergestellt und die Schleife 73' wird in die gefalteten Anschlußabschnitte 31c und 72' von dem oberen Abschnitt eingepaßt. Ein Bezugszeichen 9K, das in Fig. 23 gezeigt ist, bezeichnet ein vorstehendes Element, das an der Bodenfläche (der innere Boden) 9E des Gehäuses 9 vorgesehen ist und dieses vorstehende Element ist benachbart zu den gefalteten Anschlußabschnitten 31c und 72' positioniert und so geformt, daß es vertikal aus der Bodenfläche 9K ragt. Ferner ist eine Seite der gefalteten Anschlußabschnitte 31c und 72' in dieses vorstehende Element 9K gedrückt und somit wird das Formen ausgeführt. Ferner ist die Höhe des vorstehenden Elements 9K geringer als die Höhe des gefalteten Anschlußabschnitts 31c, deswegen kann dann, wenn das eine Ende 73' der obenerwähnten Lötleitung mit Schleifenform in die oberen Enden der gefalteten Anschlußabschnitte 31c und 72' eingepaßt wird und nach unten gedrückt wird, das weitere Herabfallen verhindert werden, da das eine Ende 73' der Lötleitung in der mittleren Position auf das obere Ende des vorstehenden Elements 9K trifft. Auf die obenerwähnte Weise wird die Positionierung der Lötleitung 73 in Höhenrichtung und außerdem die des Entstörkondensators 71 bestimmt.
Ferner bezeichnet ein Bezugszeichen 9J ein vorstehendes Element, das die Positionierung des Entstörkondensators 71 in seitlicher Richtung ausführt, und zwei vorstehende Elemente ragen aus der Bodenfläche 9E des Schaltungsgehäuses 9. Wie in Fig. 29 gezeigt ist, sind in den gefalteten Anschlußabschnitten 31c und 72' Schlitze 80 gebildet und durch Übereinanderlegen des Lötdrahts 73 des Kondensators 71 und der Schlitze 70 wird das Löten ausgeführt. Gemäß diesen Lötdrahtverbindungen kann die Befestigung des Lötdrahts beim Löten in einfacher Weise erfolgen und im Ergebnis kann die Herstellbarkeit verbessert werden.
Da der Entstörkondensator 72 in der obenerwähnten Weise vorgesehen ist, wird beim Aufbau der Zündschaltung 41 im Schaltungsgehäuse 9 ein Entstörkondensator gebildet, der in Fig. 26 gezeigt ist.
Da der Entstörkondensator 71, wie oben festgestellt wurde, im inneren Bereich des Schaltungsgehäuses 9 angebracht ist, können im Vergleich zum Stand der Technik die folgenden Operationen und Wirkungen erwartet werden.
(1) Bei dem Verfahren des Standes der Technik ist der Entstörkondensator 71 separat von der Zündspule (die Bleistifttyp-Spule) 21 installiert, er ist jedoch am Stromversorgungs-Massepunkt im Kabelbaum des Motorraums installiert, da jedoch bei diesem Installationsverfahren die Störungen der Zündspule an den Kabelbaum, der zwischen der Zündspule und dem Kondensator 71 angeordnet ist, übertragen werden, können die Störungen aus der Zündspule kriechen. Im Gegensatz dazu wird die Strecke von der Störungsquelle der Zündspule zum Kondensator 71 äußerst klein gemacht und ferner ist der Entstörkondensator im inneren Bereich des Schaltungsgehäuses 91 angebracht, deshalb kann das Kriechen der Zündstörungen aus der Zündspule 21 verhindert werden und somit kann die Entstörwirkung verbessert werden.
(2) Da bei dem Verfahren des Standes der Technik der Entstörkondensator 71 am Kabelbaum des Motorraums vorgesehen ist, gibt es eine Korrosionsgefahr durch Wasser und Salz usw., die in den Motorraum eintreten. Es ist deswegen erforderlich, daß der Kondensator 71 durch das Harz bedeckt wird, und das verursacht hohe Kosten. Da im Unterschied dazu die Abdichtung des isolierenden Harzes 43 im Schaltungsgehäuse 9 als Harzabdichtung des Kondensators 71 dient, ist es nicht erforderlich, die im Stand der Technik vorhandene Harzabdichtung für den Kondensator zusätzlich zum Schaltungsgehäuse 9 auszuführen, folglich kann beim Kondensator 71 eine Kostenreduzierung erreicht werden.
(3) Da beim Verfahren des Standes der Technik der Entstörkondensator 71 am Kabelbaum des Motorraums vorgesehen ist, ist der Herstellungsvorgang des Kabelbaums im Motorraum umfangreicher. Da im Unterschied dazu die Installationsarbeit für den Entstörkondensator 71 am Kabelbaum nicht erforderlich ist, kann eine Unkostenreduzierung für die Montagearbeit der Komponenten im Maschinenraum der Fahrzeugbaueinheit erreicht werden, wenn die Zündspule 21 im Motorraum angebracht wird, da der Entstörkondensator 71 bereits installiert ist.
Gemäß dieser Ausführungsform ist ferner die Form des Sekundärspulenkopf 2A, wie in den Fig. 24 und 25 gezeigt ist, in zylindrischer Form gebildet, und ferner wird der Eingriffabschnitt 2D', der an dem Sperrelement der Wickelmaschine in Eingriff gelangt, durch ein Paar parallel angeordneter vorstehender Platten gebildet. Die Sperre an der Wickelmaschine ist als ein Stift in Streifenform durch Übereinanderlegen des obenerwähnten Paars aus vorstehenden Platten gebildet (die Figur ist weggelassen).
Da ferner der größte Teil des Federelements 13 in der Zündspule 21 in die eine Stirnwand 6' des Spulengehäuses 6 eingeführt ist, ist das eine Ende (das obere Ende) des Federelements 13 mit dem Hochspannungsanschluß 12 verbunden. Ein unteres Ende (ein Ende, das dem Hochspannungsanschluß 12 gegenüberliegt) des Federelements 13, das wenigstens vor der Verbindung mit der Zündkerze 22 die Steckerverbindungsseite wird, ragt vom unteren Ende des Spulengehäuses 6 nach außen. Im Ergebnis ist die Länge der einen Stirnwand 6' des Spulengehäuses 6 verhältnismäßig kurz gemacht gegenüber der Länge des Federelements 13 im Vergleich mit jenen der ersten Ausführungsform (Fig. 1).
Bei der obenerwähnten Ausführungsform ist die Zündspule 22 nicht mit dem unteren Ende des Federelements 13 in der einen zylindrischen Stirnwand 6' des Spulengehäuses verbunden (angeschlossen) (in der Struktur der ersten Ausführungsform ist der im wesentlichen halb obere Bereich der Zündspule 22 in die eine zylindrische Stirnwand 6' des Spulengehäuses eingeführt und ist mit dem unteren Ende des Federelements 13 verbunden). Die Zündspule ist mit dem unteren Ende des Federelements 13 im wesentlichen auf gleicher Höhe der unteren Stirnöffnung der zylindrischen Wand 6' oder an einer niedrigeren Position verbunden (die Position außerhalb der zylindrischen Wand 6'). Im Ergebnis wird die Gummimanschette 14 länger gemacht als das untere Ende der zylindrischen Wand 6' in der ersten Ausführungsform, um die Kürze der zylindrischen Wand 6' auszugleichen, somit ist die Gummimanschette 14 an der niedrigeren Position der zylindrischen Wand 6' mit der Zündkerze 22 abgedichtet verbunden.
Bei dem obenerwähnten Aufbau, der in Fig. 27 gezeigt ist, können die Zündspule 21 und die Zündkerze 22 unter Ausnutzung der Flexibilität der Gummimanschette 14 abgedichtet und flexibel verbunden werden, selbst wenn die relative Neigung θ an der axialen Linie zwischen der Zündkerze 22 und der Zündspule 21 vorhanden ist, da die Zündkerze 22 an der Spulengehäusewand 7' nicht störend eingreift.
Wenn gemäß dieser Ausführungsform und wie in Fig. 27 gezeigt ist sowohl die Zündkerze 22 als auch das Kerzenloch 23B mit einem Winkel θ zum Motor installiert sind, ohne daß die Zündspule 21 mit der axialen Linie der Zündkerze 22 übereinstimmt, wird die Zündspule in das Kerzenrohr 21 und das Kerzenloch 23 eingeführt und kann mit der Zündkerze 22 verbunden werden. Insbesondere wegen der Begrenzung des Installationsraums der Fahrzeugkomponenten kann die Montageoperation der Bleistifttyp-Spule in ähnlicher Weise wie im Stand der Technik realisiert werden, wenn sowohl die Zündkerze 22 als auch das Kerzenloch 23B bei der Neigung von θ kombiniert sind.
Ferner ist diese Art der Zündspule (die Bleistifttyp-Spule) gemäß dem Stand der Technik ein Typ, bei dem die Zündspule mit der axialen Linie der Zündkerze übereinstimmt und deswegen wird der Fall nicht berücksichtigt, bei dem die Zündspule so kombiniert ist, daß die Zündkerze 22 unter einem Winkel angeordnet ist.
Ferner besitzt die Gummimanschette eine Funktion, bei der eine anschließende Kriechentladung verhindert ist. Wenn die Zündspule 21 in das Kerzenloch 23B eingesetzt ist, ist nämlich der Hochspannungsanschluß 12 der Zündspule 21 in der Nähe des Kerzenlochs 23B angeordnet. Da das Kerzenloch 23B jedoch geerdet ist, besteht eine Gefahr des Auftretens der Kriechentladung zwischen dem Hochspannungsanschluß 12 und dem Kerzenloch 23B durch Risse der zylindrischen Wand 6', wenn Risse an einem Teil der zylindrischen Wand 6' verursacht werden. Wenn jedoch die Gummimanschette 14 an der zylindrischen Wand 6' installiert ist, kann die obenerwähnte Kriechentladung verhindert werden, indem die Kontaktstrecke L groß gehalten wird, da die Strecke L für den Kontakt zwischen dem Hochspannungsanschluß 12 und der Gummimanschette 14 im wesentlichen zu der Strecke zwischen dem Hochspannungsanschluß 12 und dem Kerzenloch 23B addiert wird. Da in dem niedrigeren Ende der zylindrischen Wand 6' des Spulengehäuses die Strecke von dem Ort des Hochspannungsanschlusses 12 zum untersten Ende der zylindrischen Wand 6' des Spulengehäuses verkürzt ist und an der Gummimanschette 14 ein Bereich, der die Außenseite der zylindrischen Wand 6' des Spulengehäuses berührt, von dem untersten Ende der zylindrischen Wand 6' bis in die Nähe des Mittelkerns 1 verlängert ist, kann folglich die Strecke zur Verhinderung der obenerwähnten Kriechentladung sichergestellt werden. Bei der Gummimanschette 14 ist nämlich die Seite, die zur Außenfläche der zylindrischen Wand 6' zeigt, in den Bereich, in dem die Gummimanschette in die zylindrische Wand 6' eingepaßt ist, mehr verlängert als die Seite, die zur Innenfläche der zylindrischen Wand 6' zeigt, folglich kann eine lange Gesamtstrecke zur Verhinderung der Kriechentladung sichergestellt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform ist die zylindrische Wand 6' des niedrigeren Bereichs des Spulengehäuses 6 kurz geformt, um das niedrigere Ende des Federelements 13 aus der niedrigeren Endöffnung des Spulengehäuses 6 zu ziehen, wie oben erwähnt wurde, statt dessen ist die Länge in der axialen Richtung des Spulengehäuses des Hochspannungsanschlusses 12, die in der zylindrischen Wand 6' aufgenommen ist, bis in die Nähe der Position der niedrigeren Endöffnung des Spulengehäuses 6 (mit anderen Worten in den Hochspannungsanschluß 12) verlängert. (Der Hochspannungsanschluß 12 ist zu dem niedrigeren Bereich verlängert, in dem die Länge des Federelements 13 länger ist als die Strecke von dem Abschnitt zum Aufnehmen des Federelements 13 zu dem niedrigsten Ende des Spulengehäuses 6, wobei das niedrigere Ende des Federelements 13 von der niedrigeren Endöffnung des Spulengehäuses 6 nach außen (die niedrigere Seite) herausgezogen werden kann.) Da durch Einstellen der Länge des Hochspannungsanschlusses 12 der Betrag (die Länge) zum Herausziehen des Federelements 13 aus der niedrigeren Endöffnung des Spulengehäuses 6 eingestellt wird, kann folglich die Zündspule 21 in geeigneter Weise mit der Zündkerze kombiniert werden (die Kombination durch die flexible Manschette 14), indem die relative Neigung θ der Zündkerze 22 eingehalten wird.
Wie in Fig. 27 gezeigt ist, ist in dieser Ausführungsform ein 0-Ring 91 in eine ringförmige Nut 90 eingepaßt, die an der niedrigeren Fläche des Schaltungsgehäuses 9 vorgesehen ist und durch diesen 0-Ring 91, der die Dichtwirkung aufrechterhält, kann die Zündspule 21 direkt an der Fläche der Motorabdeckung 24 installiert werden.
Der Bereich 95 mit einer Delle ist im Schaltungsgehäuse 9 vorgesehen und die Verhinderung des Schrumpfens während der Harzformung kann im wesentlichen durch die Verminderung der Dicke des Schaltungsgehäuses 9 erreicht werden.
Bei dieser Ausführungsform können ähnliche Funktionen und Wirkungen erreicht werden, die durch die erste Ausführungsform erreicht wurden.
Ferner werden die Konstruktionsanordnung (der Typ mit innenliegendem Schaltungsgehäuse) des obenerwähnten Entstörkondensators 71 und die Konstruktionsform der Gummimanschette 14 bei der Zündspule der Konstruktionsanordnung angewendet, bei der die Primärspule innen und die Sekundärspule außen liegt.
Wie oben im einzelnen festgestellt wurde, wird gemäß der Erfindung bei der Einzelzündungstyp-Zündspule (der sogenannten Bleistifttyp- Spule) ein Konstruktionsverfahren verwendet, bei dem die Sekundärleitung innerhalb der Primärleitung angeordnet ist, wobei die Spule zum Kerzenloch gebracht wird und die Schichtdicke der isolierenden Schicht zwischen der Sekundärspule und dem Mittelkern (dem isolierenden Harz des Sekundärspulenkörpers, dem weichen Epoxidharz usw.), die Dickenstruktur des Sekundärspulenkörpers, der Umwandlungspunkt des isolierenden Harzes, sowie die Belastung des Sekundärspulenkörpers und die Druckstruktur des Mittelkerns durch das isolierende Harz berücksichtigt werden. Somit können Verbesserungen der Wirkung gegen Wärmeschock und die Verminderung der Konzentration des elektrischen Felds (die isolierende Wirkung) zwischen der Sekundärspule und dem Mittelkern erreicht werden, außerdem können die Qualität (die Zuverlässigkeit) und Herstellbarkeit bei der Fertigung verbessert werden.
Es ist ferner möglich, die Einzelzündungstyp-Zündspule an einen Motor anzupassen, der eine Kunststoff-Kopfabdeckung besitzt, außerdem kann ein Motor mit leichtem Aufbau erhalten werden.

Claims

1. Einzelzündungstyp-Zündspule zur Verwendung in einem Motor, in der ein Mittelkern (1), eine auf einen Sekundärspulenkörper (2) gewickelte Sekundärwicklung (3) und eine auf einen Primärspulenkörper gewickelte Primärwicklung (5) konzentrisch so auf der Innenseite eines Spulengehäuses (6) angeordnet sind, dass die Zündspule (21) direkt mit der entsprechenden Zündkerze (22) des Motors verbunden ist, und dass ein isolierendes Harz (17) zwischen den Sekundärspulenkörper (2) und dem Mittelkern (1) eingefüllt ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Dicke des Sekundärspulenkörpers (2) wird mit einer schrägen Form so geändert, dass der Innendurchmesser des Sekundärspulenkörpers (2) auf der Einfüllseite des isolierenden Harzes (17) größer ausgeformt ist und hin zu der gegenüberliegenden Seite der Einfüllseite kleiner ausgeformt ist.

2. Zündspule nach Anspruch 1, in der im Sekundärspulenkörper (2) eine Niederspannungsseite der Sekundärspule der Einfüllseite des isolierenden Harzes (17) entspricht, der Sekundärspulenkörper eine Schräge mit einer Differenz des Innendurchmessers des Sekundärspulenkörpers (2) dahingehend aufweist, dass der Innendurchmesser des Sekundärspulenkörpers (2) auf der Niederspannungsseite der Sekundärspule größer und hin zu der Hochspannungsseite der Sekundärspule kleiner ausgeformt ist;

und der Sekundärspulenkörper (2) eine Spulenkörperstruktur bildet, in der die Dicke des Sekundärspulenkörpers (2) auf der Niederspannungsseite der Sekundärspule dünner und hin zu der Hochspannungsseite der Sekundärspule dicker ausgeformt ist.

3. Zündspule zur Verwendung in einem Motors nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Harz (17) ein weiches Harz ist, in dem ein Umwandlungspunkt mindestens niedriger als die Normaltemperatur (20ºC) liegt und das eine Elastizität über dem Umwandlungspunkt aufweist.

4. Zündspule zur Verwendung in einem Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärspulenkörper (2) ein thermoplastisches Harz ist, das einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 10-45 · 10&supmin;&sup6; in die Strömungsrichtung und eine hierzu senkrechte Richtung während des Formens bei Normaltemperatur (20ºC-150ºC) aufweist; und dass das isolierende Harz ein weiches Harz ist, das oberhalb des Umwandlungspunktes ein Young-Modul von 1 · 10&sup8; (Pa) aufweist.

5. Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Sekundärspulenkörper (2) aus einem Material besteht, in dem anorganische Pulver wie Glasfaser und Tarc etc., die mit PPS gemischt sind, mit einem absoluten Gewichtsanteil von 50- 70% enthalten sind.

6. Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein Schaltungsgehäuse (9), das einen Treiberschaltkreis für eine Zündsteuerung beinhaltet und eine Stromversorgung und eine Buchse für einen Zündsignaleingabestecker hat, separat von dem Spulengehäuse (6) angeformt ist;

dass das Schaltungsgehäuse (9) an einem unteren Ende des Spulengehäuses (6) durch Einpassen und Anhaften angeordnet ist,

dass im zusammengebauten Zustand ein Metallgehäuse des im Schaltungsgehäuse enthaltenen Treiberschaltkreises direkt über dem Kopf des Sekundärspulenkörpers (2) positioniert ist;

und dass jedes einzelne Ende eines Endes einer Anschlussbuchse (31) des Schaltungsgehäuses und eine herausgezogene Buchse des Treiberschaltkreises die in dem Schaltungsgehäuse (9) einen Spulenanschluss der Primärspulenanschlüsse (19) und der auf dem Sekundärspulenkopf (2A) vorhandenen Sekundärspulenanschlüsse (18) überlappen und dass die überlappenden Anschlüsse zusammengeschweißt sind.

7. Zündspule zur Verwendung in einem Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

dass der Sekundärspulenkörper (2) eine zylindrische Form mit einem unteren Bereich aufweist und dass an dem unteren Bereich eine Hochspannungsdiode (10), die mit dem Ende der Hochspannungsseite der Sekundärspule (3) verbunden ist, vorhanden ist und dass ein konkaver Positionierungsbereich an einem äußeren Umfang in der Nähe des unteren Bereichs angeordnet ist;

dass in dem Primärspulenkörper ein unterer Bereich eine Off¬ nung hat, dass durch diese Öffnung die Hochspannungsdiode (10) von dem unteren Bereich des Primärspulenkörpers herausragt und mit dem Hochspannungsanschluss des Spulengehäuses (6) verbunden ist;

dass an dem unteren Bereich des Primärspulenkörpers durch Übereinanderlegen der Öffnung ein Paar gegenüberliegender Aufnahmebereiche (4D) für Sekundärspulenkörper von dem unteren Bereich des Primärspulenkörpers zu einem niedrigeren Bereich hin ragen; und

dass ein Bereich mit einer Delle mit dem konkaven Bereich, der an dem Aufnahmebereich des Sekundärspulenkörpers (2) vorhanden ist, in Eingriff steht

und dass in Übereinstimmung mit einer Verbindung zwischen einem konkaven Bereich und einer Delle eine relative Sperre zwischen dem Primärspulenkörper (4) und dem Sekundärspulenkörper (2) entsteht.