ES2221085T3 - Bobina de encendido del tipo de barra que tiene una estructura mejorada para evitar las fisuras o las descargas electricas. - Google Patents
Bobina de encendido del tipo de barra que tiene una estructura mejorada para evitar las fisuras o las descargas electricas.Info
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Abstract
BOBINA DE ENCENDIDO DE PALANCA (10) QUE TIENE UN NUCLEO CENTRAL (12), UN ELEMENTO CILINDRICO (17), UN CARRETE PRIMARIO (23), UNA BOBINA PRIMARIA (24), UN CARRETE SECUNDARIO (20), UNA BOBINA SECUNDARIA (21), UN NUCLEO EXTERIOR (25) Y UN AISLADOR DE RESINA (26). LAS DOS ESQUINAS Y CARAS EXTREMAS LONGITUDINALES DEL NUCLEO (12) ESTAN CUBIERTAS POR ELEMENTOS AMORTIGUADORES RESPECTIVOS (17B, 17C). LAS ESQUINAS CIRCUNFERENCIALES INTERIORES DEL NUCLEO EXTERIOR (25) SE APOYAN EN ELEMENTOS ANULARES (50A, 50B). ALGUNOS DE LOS ELEMENTOS DISPUESTOS RADIALMENTE EN EL INTERIOR Y OTROS ELEMENTOS DISPUESTOS RADIALMENTE EN EL EXTERIOR DE LOS ELEMENTOS INTERIORES SE SUJETAN DE MANERA DESLIZANTE UNOS A OTROS EN LA BOBINA DE ENCENDIDO (10). LOS CARRETES (20, 23) ESTAN HECHOS DE RESINA QUE CONTIENE MAS DE UN 5 % DE CAUCHO Y MATERIALES DE REFUERZO. EL AISLADOR DE RESINA (26) CONTIENE UN MATERIAL FLEXIBLE.
Description
Bobina de encendido del tipo de barra que tiene
una estructura mejorada para evitar las fisuras o las descargas
eléctricas.
La presente invención está relacionada con una
bobina de encendido para un motor de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1, y más particularmente con una bobina de encendido
del tipo de barra para acoplar directamente en el agujero de la
bujía de un motor de combustión interna.
Como bobina de encendido es conocida la bobina de
encendido del tipo de barra. Tiene un núcleo central en forma de
barra dispuesto en una carcasa, y una bobina primaria y una bobina
secundaria bobinadas respectivamente en un carrete primario y un
carrete secundario hechos de resina. La resina está rellenada en la
carcasa de la bobina de encendido como un aislante eléctrico. El
aislante no solo proporciona aislamiento eléctrico entre los
miembros individuales en la carcasa, sino rellena también espacios
libres entre los cables de las bobinas, restringiendo por tanto los
movimientos o la rotura de las bobinas, que pueden surgir a partir
de las vibraciones del motor. Como aislante, la resina autoestable
tal como la epoxia se utiliza en consideración a la resistencia
térmica. La bobina de encendido tiene además un imán permanente
fijado al menos a uno de los dos extremos longitudinales del núcleo
central, para elevar el voltaje a suministrar a la bujía de
encendido.
En este tipo de bobina de encendido, el núcleo
central contacta no solo con el aislante de resina sino también con
un miembro de funda, tal como una bobina que encierra a la
circunferencia exterior del núcleo central. El núcleo central y el
aislante de resina o el miembro de funda, que tienen diferentes
coeficientes de dilatación térmica, pueden repetir dilataciones y
contracciones conforme la temperatura que les rodea se eleva y
desciende. A continuación, el aislante de resina o el miembro de
funda, conforme hace contacto con el núcleo central, especialmente
el aislante de resina o el miembro de funda en contacto con las
esquinas extremas longitudinales del núcleo central, pueden tener
fisuras lo cual da lugar a un aislamiento eléctrico defectuoso.
Cuando se producen fisuras en el aislante de
resina o el miembro de funda alrededor del núcleo central, puede
tener lugar una descarga eléctrica a través de las fisuras entre la
bobina secundaria o un terminal de alto voltaje (lado de alto
voltaje) y el núcleo central (lado de bajo voltaje). Si la descarga
tiene lugar entre el lado de alto voltaje y el núcleo central, el
aislamiento eléctrico entre el lado de alto voltaje y el núcleo
central se rompe para hacer descender el voltaje a generar en el
secundario, inhabilitando así la generación de un alto voltaje
deseado.
Si el núcleo central y el aislante de resina o el
miembro de funda repiten las dilataciones y las contracciones por el
cambio de la temperatura, se hace que el núcleo central reciba una
carga en la dirección radial y en la dirección longitudinal desde el
aislante de reina y el miembro de funda, por la diferencia en el
coeficiente de dilatación térmica. Especialmente, cuando el núcleo
central recibe la carga en la dirección longitudinal, la
permeabilidad magnética del núcleo puede caer provocando la
magneto-estricción que inhabilite la generación del
alto voltaje requerido.
Se desea en una bobina de encendido del tipo de
barra el poder disponer de un núcleo exterior alrededor de la
periferia exterior de la bobina primaria y de la bobina secundaria.
Puesto que este núcleo exterior hace contacto directamente con el
aislante en la carcasa, el núcleo exterior y el aislante tienen
diferentes coeficientes de dilatación térmica, pueden repetir las
dilataciones y contracciones conforme cambie la temperatura. Como
resultado de ello, el aislante en contacto con el núcleo exterior
puede tener fisuras provocando una descarga eléctrica entre la
bobina secundaria y o un terminal de alto voltaje del núcleo
exterior. Esta descarga disminuirá el alto voltaje a aplicar a la
bujía de encendido.
En otra bobina de encendido expuesta en el
documento
JP-U-459-30501,
aunque no es del tipo de barra, las esquinas del núcleo están
cubiertas mediante el recubrimiento de la superficie del núcleo con
un elastómero. Esto impide que las esquinas del núcleo y el aislante
hecho de epoxia puedan entrar en contacto directo entre sí, y que
supriman las fisuras en la resina de epoxia en la proximidad de las
esquinas del núcleo. Este recubrimiento no es aplicable a la bobina
de encendido del tipo de barra, porque el tipo de barra está
regulado en su diámetro externo para que se acople con el diámetro
interno del agujero de la bujía.
El documento
EP-A-0827163 como arte anterior bajo
el Articulo 54 (3) EPC muestra una bobina de encendido para un motor
que comprende un conjunto de núcleo central que incluye un núcleo en
forma de una barra. Se encuentran dispuestos un carrete primario y
un carrete secundario alrededor de una circunferencia exterior del
conjunto del núcleo central. La bobina primaria está bobinada sobre
el carrete primario y la bobina secundaria está bobinada sobre el
carrete secundario. Una de las bobinas está dispuesta radialmente
dentro de la otra de las bobinas. Un miembro de resina aislante está
rellenado alrededor del núcleo. Esta referencia adolece de poder
mostrar un miembro de separación dispuesto entre el conjunto del
núcleo central y el carrete interno.
De acuerdo con el documento
JP-A-08086267, las dos bobinas de
la bobina de encendido están dispuestas lado con lado en una
dirección axial sin miembro de separación que se extiende en una
dirección axial y cubriendo dos esquinas extremas longitudinales y
el conjunto del núcleo central.
El documento
JP-A-98-017662
muestra que está provisto un miembro separador solo en la parte
superior del conjunto del núcleo central.
El documento
DE-A-3113743 muestra que el material
aislante rellenado alrededor del núcleo es aceite. El carrete de la
bobina interna rodea directamente el conjunto del núcleo
central.
Es un objeto de la presente invención el
proporcionar una bobina de encendido capaz de eliminar los
inconvenientes provocados por un cambio en la temperatura
ambiente.
Este objeto se consigue mediante una bobina de
encendido para un motor que tenga las características de la
reivindicación 1.
Los desarrollos ventajosos adicionales se
encuentran expuestos en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con la invención, la bobina de
encendido es capaz de suprimir la aparición de fisuras en la
proximidad de las esquinas extremas longitudinales de un núcleo
central y/o un núcleo exterior.
De acuerdo además con la invención, la bobina de
encendido es capaz de suprimir la perforación del dieléctrico
provocada por un cambio en la temperatura ambiente.
De acuerdo con la invención, la bobina de
encendido tiene un miembro separador elástico en las esquinas
extremas longitudinales de un núcleo central para absorber la
diferencia en los coeficientes de dilatación térmica entre el núcleo
central y el aislante de resina o el miembro de funda tal como un
carrete. Como resultado de ello, incluso si el aislante de resina o
el miembro de funda tuvieran el coeficiente de dilatación térmica
distinto del correspondiente al núcleo central se repetirían las
dilataciones y contracciones conjuntamente con el núcleo central al
cambiar la temperatura, podrían evitarse las fisuras en el aislante
de resina y el miembro de funda en la proximidad de las esquinas
extremas longitudinales del núcleo central. Preferiblemente, al
menos una de las dos esquinas extremas del núcleo central puede
estar rodeada por un espacio, de forma que un miembro de funda tal
como un carrete o un aislante de resina que encierre la
circunferencia exterior del núcleo central no se encuentre en
contacto con las esquinas extremas longitudinales del núcleo
central.
Preferiblemente, la bobina de encendido tiene un
aislante hecho de un material flexible para retener los miembros
individuales adheridos entre sí, incluso si los miembros que tienen
distintos coeficientes de dilatación térmica se expanden y se
contraen conforme cambie la temperatura. Preferiblemente, se fija
un promedio del coeficiente de dilatación térmica en -40ºC a 130ºC
dentro de un rango de 10 a 30 ppm en un método de prueba
correspondiente a la norma ASTMD790, de forma que un coeficiente de
dilatación térmica del aislante llegue a estar cercano al del hierro
o cobre utilizados para el núcleo o para las bobinas, restringiendo
así la distorsión de los carretes y el aislan-
te.
te.
El objeto, características y ventajas de la
presente invención llegarán a ser más evidentes a partir de la
siguiente descripción detallada, con referencia a las realizaciones
mostradas en los dibujos adjuntos. En los dibujos:
La figura 1 es una vista en sección longitudinal
que muestra una bobina de encendido de acuerdo con la primera
realización de la invención;
la figura 2 es una vista en sección que muestra
un miembro cilíndrico utilizado en la primera realización;
la figura 3 es una vista en sección ampliada que
muestra una parte de la bobina de encendido de acuerdo con la
primera realización, en cuanto a la parte que está designada por un
círculo III en la figura 1;
la figura 4 es una vista en sección ampliada que
muestra la otra parte extrema de la bobina de encendido de acuerdo
con la primera realización, estando designada la otra parte por un
círculo IV en la figura 1;
la figura 5 es una vista en sección longitudinal
que muestra una bobina de encendido de acuerdo con la segunda
realización de la invención;
la figura 6 es una vista en sección ampliada que
muestra una parte extrema de la bobina de encendido de acuerdo con
la tercera realización;
la figura 7 es una vista en sección ampliada que
muestra la otra parte extrema de la bobina de encendido de acuerdo
con la tercera realización;
la figura 8 es una vista en sección ampliada que
muestra una parte extrema de una bobina de encendido de acuerdo con
la cuarta realización;
la figura 9 es una vista en sección ampliada que
muestra la otra parte extrema de la bobina de encendido, de acuerdo
con la cuarta realización;
la figura 10 es una vista en sección que muestra
una bobina de encendido de acuerdo con la quinta realización de la
invención;
la figura 11 es una vista en sección ampliada que
muestra una parte de bajo voltaje de la bobina de encendido de
acuerdo con la quinta realización;
la figura 12 es una vista en sección que muestra
un lado de alto voltaje de la bobina de encendido de acuerdo con la
quinta realización;
la figura 13 es una vista en sección ampliada que
muestra el lado de bajo voltaje de una bobina de encendido de
acuerdo con una sexta realización de la invención;
la figura 14 es una vista en sección ampliada que
muestra el lado de bajo voltaje de una bobina de encendido de
acuerdo con una séptima realización de la invención;
la figura 15 es una vista en sección ampliada que
muestra el lado de bajo voltaje de una bobina de encendido de
acuerdo con una modificación de la séptima invención;
la figura 16 es una vista en sección transversal
que muestra una bobina de encendido de acuerdo con la octava
realización de la invención;
la figura 17 es una vista en sección ampliada de
una parte de la bobina de encendido de acuerdo con la octava
realización, estando tomada la vista a lo largo de la línea
XVII-XVII en la figura 16;
la figura 18 es una vista frontal que muestra un
carrete primario utilizado en la octava realización;
la figura 19 es una vista en perspectiva que
muestra una película sobre el carrete primario utilizado de acuerdo
con una variación de la octava realización;
la figura 20 es una vista en perspectiva que
muestra la película sobre el carrete primario de acuerdo con otra
variación de la octava realización;
la figura 21 es una vista en sección transversal
que muestra una bobina de encendido de acuerdo con la novena
realización de la invención;
la figura 22 es una vista en sección ampliada que
muestra una parte de la bobina de encendido de acuerdo con la novena
realización, estando la vista tomada a lo largo de la línea
XXII-XXII en la figura 21;
la figura 23 es una vista en sección longitudinal
que muestra una bobina de encendido de acuerdo con la décima
realización de la invención;
la figura 24 es una vista en sección transversal
que muestra un hilo de la bobina de una bobina primaria antes del
bobinado de acuerdo con la décima realización;
la figura 25 es una vista en sección longitudinal
que muestra una bobina de encendido de acuerdo con la undécima
realización de la invención;
la figura 26 es una vista en sección ampliada que
muestra una parte de la undécima realización en la figura 25;
la figura 27 es una vista en perspectiva que
muestra un troquel de molde para moldear el carrete en la undécima
realización;
la figura 28 es una vista esquemática que muestra
un flujo de resina dentro del troquel del molde mostrado en la
figura 27;
la figura 29 es un gráfico característico que
muestra un efecto de la undécima realización;
la figura 30 es una vista en sección transversal
que muestra una bobina de encendido de acuerdo con un ejemplo
comparativo no reivindicado;
la figura 31 es una vista en sección que muestra
una parte mostrada en la figura 30;
la figura 32 es una vista en sección transversal
que muestra una bobina de encendido de acuerdo con un ejemplo
comparativo adicional;
la figura 33 es una vista en sección que muestra
una parte mostrada en la figura 32;
la figura 34 es un gráfico característico que
muestra un efecto del ejemplo comparativo adicional;
la figura 35 es una vista en sección longitudinal
que muestra una bobina de encendido de acuerdo con un ejemplo
comparativo adicional;
la figura 36 es un gráfico que muestra una
distorsión en frío del carrete secundario contra el cambio
característico del aislante;
la figura 37 es un gráfico que muestra una
relación entre la temperatura y la dilatación del aislante; y
la figura 38 es una vista en sección longitudinal
que muestra una bobina de encendido de acuerdo con un ejemplo
comparativo adicional.
La presente invención se describirá con
referencia a varias realizaciones preferidas a través de las cuales
las partes iguales o similares están designadas mediante numerales
de referencia iguales o similares.
Primera
realización
Se encuentra montada una bobina de encendido 10,
tal como se muestra en la figura 1, en el agujero de la bujía (no
mostrada), el cual está formado en cada cabezal de los cilindros en
un motor de combustión interna, y siendo conectable eléctricamente a
una bujía.
La bobina de encendido 10 tiene una carcasa
cilíndrica 11 hecha de resina, en la que una cámara 11a de
alojamiento se encuentra formada para alojar un conjunto del núcleo
central 13, un carrete secundario 20, una bobina secundaria 21, un
carrete primario 23, una bobina primaria 24 y un núcleo exterior 25.
y los imanes permanentes 14 y 15 dispuestos en dos extremos
longitudinales (superior e inferior)del núcleo 12. La resina
de epoxia 26 rellenada en la cámara de alojamiento 11a se infiltra
entre los miembros individuales de la bobina de encendido 10, para
asegurar los aislamientos eléctricos entre los miembros como
material aislante de resina.
El núcleo 12 que tiene una forma de columna está
provisto mediante la laminación de una hoja de acero de silicio
delgada (SI) radialmente, para tener una sección transversal
generalmente circular. Los imanes permanentes 14 y 15 están
magnetizados para que tengan una polaridad magnética en la dirección
opuesta a la dirección del flujo magnético, el cual se genera
mediante la magnetización de las bobinas. Por el contrario, la
circunferencia exterior del núcleo 12 está recubierta con un miembro
cilíndrico 17 hecho de goma que actúa como un primer miembro
separador. Sobre el imán permanente 14 recubierto con el miembro
cilíndrico 17, adicionalmente, se encuentra montada una tapa 19 que
tiene un agujero pasante. La tapa 19 y el carrete secundario 20
conforman un miembro de funda que encierra a la circunferencia
exterior del conjunto del núcleo central 13.
El miembro cilíndrico 17 está formado
integralmente en forma de tubo cilíndrico, tal como se muestra en la
figura 2. El miembro cilíndrico 17 está compuesto por una parte
cilíndrica 17a, y las partes anulares o de anillo 17b y 17c en dos
extremos longitudinales (superior e inferior) de la parte cilíndrica
17a y teniendo los agujeros pasantes 18, formados en sus centros, y
las partes en forma de ángulo 17d formadas en las esquinas entre la
parte cilíndrica 17a y las partes anulares 17b y 17c. Tal como se
muestra en las figuras 3 y 4, la parte cilíndrica 17a cubre la
circunferencia exterior del conjunto del núcleo central 13, en que
partes anulares 17b y 17c cubren las partes de las dos caras
extremas longitudinales del conjunto del núcleo central 13, y en el
que las partes en ángulo 17d cubren las esquinas extremas de los
imanes permanentes 14 y 15, o las dos esquinas extremas del conjunto
del núcleo central 13. Las partes anulares 17b y 17c se hacen más
gruesas que la parte cilíndrica 17a para que funcionen como un
segundo miembro de separación. Los agujeros pasantes 18 se hacen
diametralmente menores que los imanes permanentes 14 y 15, de forma
que el núcleo 12 y los imanes permanentes 14 y 15 puedan montarse en
el miembro cilíndrico 17 mediante la expansión diametral de los
agujeros pasante 18.
Tal como se muestra en las figuras 1 y 3, el
carrete secundario 20 está dispuesto sobre la circunferencia
exterior del miembro cilíndrico 17, y está moldeado con un material
de resina en forma de cilindro con fondo, conforme se cierra en el
lado extremo longitudinal del imán permanente 15. La bobina
secundaria 21 está bobinada sobre la circunferencia exterior del
carrete secundario 20, y la bobina artificial 22 está bobinada
además mediante una espira sobre el lado de voltaje más alto de la
bobina secundaria 21. La bobina artificial 22 conecta eléctricamente
la bobina secundaria 21 y una placa terminal 40. Puesto que la
bobina secundaria 21 y la placa terminal 40 están conectadas
eléctricamente a través sino de la bobina artificial 22, el área
superficial de la parte conectada eléctricamente entre la bobina
secundaria 21 y la placa terminal 40 se amplia para evitar la
concentración de campo eléctrico en la parte conectada
eléctricamente.
El carrete primario 23 está dispuesto sobre la
circunferencia más exterior de la bobina secundaria 21, y está
moldeado con un material de resina. La bobina primaria 24 está
bobinada sobre la circunferencia más exterior del carrete primario
23. El circuito de conmutación (no mostrado) para suministrar una
señal de control a la bobina primaria 24 se encuentra dispuesto
fuera de la bobina de encendido 10, y la bobina primaria 24 está
conectada eléctricamente al circuito de conmutación a través de un
terminal, el cual está insertado en forma moldeada en un conector
30.
El núcleo exterior 25 está montado sobre el lado
de la circunferencia más exterior de la bobina primaria 24. El
núcleo exterior 25 está provisto mediante el devanado de una hoja de
acero de silicio delgada (Si) en una forma cilíndrica, pero no se
conecta con el extremo del inicio y el extremo del terminal del
devanado para dejar un espacio libre en la dirección longitudinal.
El núcleo exterior 25 tiene una longitud longitudinal desde la
posición de la circunferencia exterior del imán permanente 14 con
respecto a la posición de la circunferencia exterior del imán
permanente 15, para formar un circuito magnético.
El terminal de alto voltaje 41 está insertado en
forma moldeada por debajo de la carcasa 11. La parte central de la
placa terminal 40 está doblada en la dirección de inserción del
terminal de alto voltaje 41 para formar un trinquete. El terminal de
alto voltaje 41 está conectado eléctricamente a la placa terminal 40
mediante la inserción del extremo delantero del terminal de alto
voltaje 41 en el trinquete. El hilo de la bobina artificial 22 en
el extremo de alto voltaje está conectado eléctricamente a la placa
terminal 40 por fusión o soldadura. El resorte conductor 42 está
conectado eléctricamente al terminal de alto voltaje 41 y a la bujía
de encendido cuando la bobina de encendido 10 se inserte en el
agujero de la bujía. En el extremo abierto de la carcasa 11 en el
lado de alto voltaje, se encuentra montada una tapa de bujía 43
hecha de goma, dentro de la cual se inserta la bujía de encendido.
Cuando se suministra la señal de control desde el circuito de
conmutación a la bobina primaria 21, se genera un alto voltaje y se
aplica a la bujía de encendido a través de la bobina artificial 22,
a la placa del terminal 40, al terminal de alto voltaje 41 y al
resorte 42.
En la bobina de encendido 10, el carrete
secundario 20, y la resina de epoxia, que encierran al conjunto del
núcleo central 13, tienen un coeficiente de dilatación térmica
diferente del correspondiente al núcleo 12 y los imanes permanentes
14 y 15, que conforman el conjunto del núcleo central 13.
Usualmente, el coeficiente de dilatación térmica del carrete
secundario 20 y la resina de epoxia es mayor que el conjunto del
núcleo central 13. Como resultado de ello, si el conjunto del
núcleo central 13 no está cubierto con el miembro cilíndrico 17 y si
el carrete secundario 20 y la resina de epoxia 26 se encuentran en
contacto directo con el conjunto del núcleo central 13, el carrete
secundario 20 en contacto con el conjunto del núcleo central 13, y
la resina de epoxia 26 pueden tener fisuras debido a las repetidas
expansiones y contracción del conjunto del núcleo central 13, del
carrete secundario 20 y de la resina de epoxia 26, de acuerdo con el
cambio de temperatura. Especialmente el carrete secundario 20 en
contacto con las esquinas extremas de los imanes permanentes 14 y 15
y la resina de epoxia están sujetos a las fisuras. Cuando el
carrete secundario 20 en contacto con las esquinas extremas de los
imanes permanentes 14 y 15 y la resina de epoxia se agrietan
apareciendo fisuras, puede tener lugar una descarga eléctrica a
través de las fisuras entre la bobina artificial 22, la placa
terminal 40 o el terminal de alto voltaje 41 en el lado de alto
voltaje de la bobina secundaria 21 o en el lado de alto voltaje y
el conjunto del núcleo central 13 o lado de bajo voltaje. Si esta
descarga tiene lugar entre el lado de alto voltaje y el conjunto del
núcleo central 13, el aislamiento entre el lado de alto voltaje y el
conjunto del núcleo central 13 se perfora para reducir el voltaje a
generar en la bobina secundaria, de forma que el alto voltaje
deseado no pueda ser aplicado a la bujía.
En la primera realización, no obstante, la
circunferencia más exterior del conjunto del núcleo central 13 y las
esquinas extremas de los imanes permanentes 14 y 15 están cubiertas
con el miembro cilíndrico 17, el cual es un miembro elástico, de
forma que la circunferencia exterior del conjunto del núcleo central
13 y las esquinas extremas de los imanes permanentes 14 y 15 queden
impedidas de poder entrar en contacto directo con el carrete
secundario 20 y la resina de epoxia 26. Incluso si el conjunto del
núcleo central 13 y el carrete secundario 20 o la resina de epoxia
26 tienen diferentes coeficientes de dilatación térmica, las
repetidas expansiones y contracciones de acuerdo con el cambio de la
temperatura, no obstante, el miembro cilíndrico 17 puede deformarse
elásticamente para absorber la diferencia en los coeficientes de
dilatación térmica. Como resultado de ello, se impiden las fisuras
alrededor de la circunferencia exterior del conjunto del núcleo
central 13 y especialmente en el carrete secundario 20 y la resina
de epoxia 26 en la proximidad de las dos esquinas extremas del
conjunto del núcleo central 13, en donde las fisuras podrían tener
probabilidad de ser generadas, de forma que pueda evitarse la
descarga eléctrica entre el lado de alto voltaje y el conjunto del
núcleo central 13. Esto hace posible la aplicación de un alto
voltaje a la bujía de encendido.
El coeficiente de dilatación térmica de la tapa
19, del carrete secundario 20 y la resina de epoxia 26 es diferente
del correspondiente al conjunto del núcleo central 13, compuesto por
el conducto 12 y los imanes permanentes 14 y 15. Conforme disminuye
la temperatura, por tanto, el carrete secundario 20 y la resina de
epoxia 26 entran en contacto para activar una fuerza para contraer
el conjunto del núcleo central 13 en la dirección radial y en la
dirección longitudinal. Especialmente cuando la fuerza se aplica en
la dirección longitudinal del conjunto del núcleo central 13, puede
tener lugar una magneto-estricción para disminuir la
permeabilidad magnética del núcleo 12, para disminuir el voltaje a
generar en la bobina secundaria 21. Puesto que el conjunto del
núcleo central 13 está cubierto en su circunferencia exterior con la
parte cilíndrica 17a y parcialmente en sus dos extremos
longitudinales con las partes anulares 17b y 17c más gruesas que el
miembro cilíndrico 17, no obstante, este miembro cilíndrico está
deformado elásticamente para separar las fuerzas a recibir por el
conjunto del núcleo central 13 en la dirección radial y en la
dirección longitudinal, de forma que no tenga lugar
magneto-estricción en el núcleo 12. Como resultado
de ello, puede ser aplicado el alto voltaje deseado a la bujía de
encendido.
Los imanes permanentes 14 y 15 están dispuestos
en la primera realización en los dos extremos longitudinales del
núcleo 12, pero el imán permanente puede estar dispuesto en solo un
extremo del núcleo 12.
Segunda
realización
En la realización mostrada en la figura 5, no se
encuentran dispuestos imanes permanentes en los dos extremos
longitudinales del núcleo 12, pero el propio núcleo 12 proporciona
el conjunto del núcleo central 13. El núcleo 12 está recubierto
parcialmente en la circunferencia exterior, en las dos esquinas
extremas y en las dos caras extremas longitudinales con el miembro
cilíndrico 17.
En la segunda realización también las fisuras
pueden ser evitadas alrededor de la circunferencia exterior del
núcleo 12, y especialmente en el carrete secundario 20 y la resina
de epoxia 26 en la proximidad de las dos esquinas extremas del
núcleo 12, en donde por el contrario las fisuras podrían producirse,
de forma que pueda evitarse la descarga eléctrica entre el lado del
alto voltaje y el conjunto del núcleo central 13. Como resultado de
ello, puede ser aplicado un alto voltaje deseado a la bujía de
encendido.
Como resultado de la deformación elástica del
miembro cilíndrico 17, además, las fuerzas en el núcleo 12 a recibir
en la dirección radial y en la dirección longitudinal están
separadas para que no se establezca la
magneto-estricción en el núcleo 12. Así pues, el
alto voltaje deseado puede ser aplicado a la bujía de encendido.
Tercera
realización
En la tercera realización mostrada en las figuras
8 y 7, el miembro cilíndrico 17 está hecho de goma para actuar como
el primer miembro separador, y comprende la parte cilíndrica 17a,
una parte en ángulo 17b y una parte de disco inferior 17c actuando
como un segundo miembro separador, y estando conformado con una
forma cilíndrica con fondo, cerrado en el lado extremo longitudinal
inferior del imán permanente 15. La parte cilíndrica 17a cubre la
circunferencia exterior del conjunto del núcleo central 13, la parte
en ángulo anular 17b cubre la esquina extrema del imán permanente
15, y la parte de disco 17c cubre la cara extrema inferior del imán
permanente 15. El miembro cilíndrico 17 se extiende hacia arriba en
el lado del imán permanente 14 sobre la cara extrema del imán
permanente 14. El miembro de placa 17e hecho de goma para actuar
como el primer miembro separador y el segundo miembro separador está
formado con una forma de disco independiente del miembro cilíndrico
17, y tiene un diámetro mayor que el imán permanente 14. La
esquina extrema del imán permanente 14 está cubierta con el miembro
cilíndrico 17 y el miembro de la placa 17e, y la cara extrema
longitudinal del imán permanente 14 está cubierta con el miembro de
placa 17e. Adicionalmente, este miembro de placa 17e efectúa un
sellado hermético entre la tapa 19 que actúa como miembro de funda y
el imán permanente 14, con el fin de que la resina de epoxia 26 no
penetre en el conjunto del núcleo central 13.
También en la tercera realización, las fisuras
pueden evitarse alrededor de la circunferencia exterior del conjunto
del núcleo central 13, y especialmente en el carrete secundario 20
y en la resina de epoxia 26, en la proximidad de las dos esquinas
extremas del conjunto del núcleo central 13, en donde por el
contrario están sujetas a generarse fisuras, de forma que pueda
evitarse la descarga eléctrica entre el lado de alto voltaje y el
conjunto del núcleo central 13. Como resultado de ello, el alto
voltaje deseado puede ser aplicado a la bujía de encendido.
Como resultado de las deformaciones elásticas del
miembro cilíndrico 17e, además, las fuerzas del conjunto del núcleo
central 13 a recibir en la dirección radial y en la dirección
longitudinal se encuentran separadas para que no se establezca
ninguna magneto-estricción en el conjunto del
núcleo central 13. Como resultado de ello, el alto voltaje deseado
puede ser aplicado a la bujía de encendido.
El primer miembro de separación está compuesto
por el miembro cilíndrico 17 y el miembro de la placa 17e, y el
miembro cilíndrico 17 está formado con la forma cilíndrica con
fondo, no teniendo cara extrema longitudinal en su extremo superior
longitudinal, de forma que puede proporcionar fácilmente el primer
miembro separador.
Cuarta
realización
En la cuarta realización mostrada en las figuras
8 y 9, el miembro cilíndrico 17, como está hecho con goma actúa
como el primer miembro separador, está compuesto por la parte
cilíndrica 17a, la parte en ángulo 17b y la parte anular 17c, y está
formado con un perfil de tubo cilíndrico. La parte cilíndrica 17a
cubre la circunferencia exterior del conjunto del núcleo central 13,
la parte en ángulo anular 17b cubre la esquina extrema del imán
permanente 15, y la parte anular 17c cubre una parte de la cara
extrema inferior longitudinal del imán permanente 15. La parte
cilíndrica 17a se extiende hacia el lado circunferencial del imán
permanente 14, pero su parte extrema cae corta en la cara extrema
superior del imán permanente 14.
Los miembros de placa 17f y 17g hechos de goma
actúan como un segundo miembro separador formados en una forma
circular independiente del miembro cilíndrico 17. Los miembros de
placa 17f y 17g se hacen radialmente más pequeños que los imanes
permanentes 14 y 15, y se encuentran en contacto con las caras
extremas longitudinales de los imanes permanentes 14 y 15,
respectivamente.
Tal como se muestra en la figura 8, la esquina
extrema del imán permanente 14 está rodeada por un espacio 100 y se
mantiene fuera del contacto con ningún miembro. Adicionalmente, el
miembro de placa 17f efectúa un sellado hermético entre la tapa 19
como miembro de funda y el imán permanente 14 de forma que la resina
de epoxia 26 no penetre en el conjunto del núcleo central 13.
En la cuarta realización, la esquina extrema del
imán permanente 14 confronta con el espacio 100, y la esquina
extrema del imán permanente 15 está recubierta con el miembro
cilíndrico 17, de forma que las dos esquinas extremas longitudinales
del conjunto del núcleo central 13 estén fuera de contacto con el
carrete secundario 20 y con la resina de epoxia 26. Puesto que la
circunferencia exterior del conjunto del núcleo central 13 está
recubierta con la parte cilíndrica 17a, adicionalmente, incluso si
el conjunto del núcleo central 13 y el carrete secundario 20 o la
resina de epoxia 26 tengan diferentes coeficientes de dilatación
térmica, las repetidas expansiones y contracciones de acuerdo con el
cambio de temperatura, se evitan las fisuras alrededor de la
circunferencia exterior del conjunto del núcleo central 13, y
especialmente en el carrete secundario 20, y en la resina de epoxia
26 en la proximidad de las dos esquinas extremas del conjunto del
núcleo central 13, en donde las fisuras podrían están ser generadas,
de forma que pueda evitarse la descarga entre el lado de alto
voltaje y el conjunto del núcleo central 13. Esto hace posible el
aplicar el alto voltaje deseado a la bujía de encendido.
Como resultado de las deformaciones elásticas de
los miembros de placa 17f y 17g, además, las fuerzas del conjunto
del núcleo central 13 para recibir en la dirección radial y en la
dirección longitudinal están separadas de forma que no tenga lugar
ninguna magneto-estricción en el conjunto del núcleo
central 13. Así pues, el alto voltaje puede ser aplicado a la bujía
de encendido. Adicionalmente, el miembro de placa 17f como segundo
miembro separador actúa como miembro de sellado hermético entre la
cara extrema del imán permanente 14 y la tapa 19, de forma que el
número de partes y el número de etapas de ensamblaje queden
reducidas.
Solo la esquina extrema en el lado del imán
permanente 14 se encuentra dispuesto en el espacio 100 y
manteniéndose fuera del contacto con otros miembros. No obstante,
solo la esquina extrema del imán permanente 15 puede ser rodeada por
un espacio de ambas esquinas de los imanes permanentes 14 y 15
mediante los espacios respectivos.
En las anteriores realizaciones, de la primera a
la cuarta, al menos una circunferencia exterior y dos esquinas
extremas longitudinales del conjunto del núcleo central 13 está
recubierta con el miembro separador de forma tal como el miembro
cilíndrico 17, y el otro está recubierto con el miembro cilíndrico
17 o bien estar hecho para estar rodeado por el espacio. Como
resultado de ello, el carrete secundario 20 y la resina de epoxia 26
que tienen un coeficiente de dilatación térmica distinto del
conjunto del núcleo central 13, quedan impedidos para que entren en
contacto con la circunferencia exterior y las dos esquinas extremas
del conjunto del núcleo central 13, y la diferencia de los
coeficientes de dilatación térmica queda absorbida por la
deformación elástica del miembro separador. Como resultado de ello,
incluso aunque el núcleo central y el carrete secundario 20 o la
resina de epoxia 20 tengan coeficientes de dilatación distintos, las
repetidas expansiones y contracciones de acuerdo con el cambio de
temperatura, se evitan las fisuras alrededor de la circunferencia
exterior del núcleo central, y especialmente en el carrete
secundario 20 y en la resina de epoxia 26, en la proximidad de las
dos esquinas extremas longitudinales del núcleo central, en donde
las fisuras podrían tender a ser generadas. Así pues, puede evitarse
la descarga entre el lado de alto voltaje en la bobina de encendido
y el núcleo central o lado de bajo voltaje, tal como podría tener
lugar a lo largo de las fisuras, de forma que el alto voltaje
deseado no pueda ser aplicado a la bujía de encendido.
Adicionalmente, la circunferencia exterior del
conjunto del núcleo central 13 está recubierta con el miembro
cilíndrico 17, y las dos caras extremas longitudinales del conjunto
del núcleo central 13, están recubiertas con el miembro cilíndrico
17 o los miembros de placa 17e, 17f, 17g que actúan como miembro
separador. Incluso aunque el carrete secundario 20 o la resina de
epoxia 26, que tienen un coeficiente de dilatación distinto del
correspondiente al núcleo central, se expandan o se contraigan
conjuntamente con el conjunto del núcleo central 13 conforme cambie
la temperatura, el miembro cilíndrico 17 y los miembros de placa
17e, 17f, 17g se deforman elásticamente para separar las fuerzas a
recibir por el conjunto del núcleo central 13 en la dirección radial
y en la dirección longitudinal estando separados entre sí. Como
resultado de ello, no se generará ninguna
magneto-estricción en el conjunto del núcleo central
13, de forma que pueda ser aplicado el alto voltaje deseado en la
bujía de encendido.
Aunque el miembro cilíndrico 17 que actúa como
miembro separador se extienda en la dirección longitudinal del
conjunto del núcleo central 13, y conformado para cubrir al menos
una esquina extrema y la circunferencia exterior del conjunto del
núcleo central 13, el miembro separador puede estar compuesto por
una pluralidad de miembros para cubrir solo las esquinas del extremo
longitudinal del conjunto del núcleo central 13.
Aunque el miembro cilíndrico 17 y los miembros de
placa 17e, 17f, 17g estén moldeados en goma, el miembro cilíndrico
17 y los miembros de placa 17e, 17f, 17g pueden ser moldeados con
una resina de un elastómero, y el miembro cilíndrico 17 puede ser
insertado-moldeado para que tenga integral con el
mismo el conjunto del núcleo central 13. Alternativamente, el
conjunto del núcleo central 13 puede ser insertado en el miembro
cilíndrico 12, el cual está moldeado con una resina de
elastómero.
Adicionalmente, el miembro cilíndrico 17 como
miembro separador puede ser provisto mediante el recubrimiento de la
superficie del conjunto del núcleo central 13, con un miembro
elástico de una resina o goma elastomérica, mediante el método de
moldeado integral, de forma tal como mediante un método de moldeado,
cocción, horneado o inmersión. En este caso, el miembro cilíndrico
puede cubrir la superficie completa del conjunto del núcleo central
13, o bien puede tener un agujero pequeño pasante formado en una
parte del extremo longitudinal, para discriminar la parte extrema
especificada del conjunto del núcleo central 13. Mediante el moldeo
del conjunto del núcleo central 13 y el miembro cilíndrico 17 en
forma integral, el miembro cilíndrico no se sale del conjunto del
núcleo central 13 durante el proceso de ensamblado.
Alternativamente, el miembro cilíndrico 17 puede
estar provisto mediante el montaje de los imanes permanentes 14 y 15
por adelanto sobre el núcleo 12 para construir el conjunto del
núcleo central 13, y mediante el recubrimiento del conjunto del
núcleo central 13 con un tubo de contracción térmica para contraer
térmicamente este tubo.
Adicionalmente, se puede evitar que el miembro
cilíndrico 17 en contacto con las esquinas extremas del conjunto del
núcleo central 13 pueda ser dañado mediante el biselado de las
esquinas extremas del conjunto del núcleo central 13, es decir, de
las esquinas extremas de los imanes permanentes 14 y 15 mediante el
pulido o similar.
\newpage
Quinta
realización
En la quinta realización mostrada en las figuras
11 y 12, la parte extrema del carrete primario 23, según está
situada en el lado de bajo voltaje de la bobina secundaria 21, se
encuentra formada una brida 23a, la cual está abultada radialmente
hacia fuera, y que tiene una parte de fijación 23b formada para que
tenga una sección en forma de L para montar un miembro de anillo 5a
en la misma. El miembro separador está formado como en las
realizaciones 1 a 4.
Las esquinas de la circunferencia interna de las
dos partes extremas longitudinales del núcleo exterior 25 están
recubiertas con los miembros de anillo 50b y 50a, que están hechos
de goma para actuar como miembros en forma de ángulo. La
circunferencia interna de la parte extrema del número exterior 25,
según se encuentra situada en el lado de alto voltaje de la bobina
secundaria 21, está recubierta con el miembro de anillo 50, mientras
que la esquina de la circunferencia interior de la parte extrema del
núcleo exterior 25, según está situada en el lado de bajo voltaje
de la bobina secundaria 21, está recubierta con el miembro de anillo
50a. Tal como se muestra en la figura 11, el miembro de anillo 50a
está montado en la parte de montaje 23b, la cual está formada en la
brida 23a. Antes de que el miembro de anillo 50a se monte en la
parte de montaje 23b, el diámetro interno del miembro de anillo 50a
se ajusta para que sea ligeramente más pequeño que el diámetro
externo de la circunferencia exterior de la parte de montaje 23b.
Como resultado de ello, la fuerza elástica del miembro de anillo 50a
actúa sobre la parte de montaje 23b hacia dentro en la dirección
radial.
La bobina de encendido 10 está montada de la
forma siguiente.
- (1)
- El miembro de anillo 50b está montado en una parte extrema del núcleo exterior 25, y este núcleo exterior 25 está insertado desde el lado del miembro de anillo 50b en la zona del transformador 11b que tiene el terminal 41 de alto voltaje y el resorte 42. El miembro de anillo 50b está retenido por la parte de retención 13a de la parte del transformador 11b, tal como se muestra en la figura 12, para regular el desplazamiento de la inserción del núcleo exterior 25.
- (2)
- El conjunto de la bobina, según está construido en el conjunto del núcleo central 13, imanes permanentes 14 y 15, carrete secundario 20, bobina secundaria 21, carrete primario 23 teniendo el miembro de anillo 50a montado en la parte de montaje 223b, y la bobina primaria 24, se encuentra insertado en el núcleo exterior 25. El miembro de anillo 50a está montado en la parte de montaje 23b mediante la fuerza elástica radialmente hacia dentro, de forma que tenga poca probabilidad de salirse de la parte de montaje 23b. El miembro de anillo 50a está retenido sobre la esquina de la circunferencia interna de la parte extrema del núcleo exterior 25, de forma que se regule el desplazamiento de la inserción del conjunto de la bobina.
- (3)
- La tapa está montada sobre la parte del transformador 11b, y la resina de epoxia se vierte desde la abertura 12a de una tapa 31.
En el procedimiento de montaje anteriormente
descrito, el conjunto de la bobina que incluye el núcleo exterior 25
puede ser insertado en la parte del transformador 11b mediante el
ensamblado del núcleo exterior 25 con el conjunto de la bobina, y
después mediante el recubrimiento de la esquina de la circunferencia
interior de la parte extrema del núcleo exterior 25 en el lado de
bajo voltaje por adelantado con el miembro de anillo 51.
En este caso, la resina de epoxia 26 tiene un
coeficiente de dilatación térmica mayor que el núcleo exterior 25
hecho de una hoja de acero de silicio. Si las esquinas de la
circunferencia interior de las dos partes extremas del núcleo
exterior 25 no están recubiertas con los miembros de anillo 50b y
50a sino en contacto directo con la resina de epoxia 26, los
miembros de anillo 50b y 50a y la resina de epoxia 26 repiten las
expansiones y las contracciones según cambie la temperatura, de
forma que se producirán fisuras en la resina de epoxia 26 en
contacto con las esquinas de la circunferencia interior de las dos
partes extremas del núcleo exterior 25. Si se producen fisuras en la
resina de epoxia 26 en contacto con las esquinas de la
circunferencia interna de las dos partes extremas del núcleo
exterior 25, puede tener una descarga a través de las fisuras entre
la bobina artificial 22, la placa de terminal 40 o el terminal 41 de
alto voltaje en el lado de alto voltaje de la bobina secundaria 21 o
lado de alto voltaje y el núcleo exterior 25 o lado de bajo voltaje.
Con esta descarga entre la parte de alto voltaje y la parte de bajo
voltaje, caerá el voltaje a aplicar a la bujía de encendido, de
forma que el alto voltaje deseado no podrá ser aplicado a la bujía
de encendido.
En la quinta realización, no obstante, las
esquinas de la circunferencia interior de las dos partes extremas
del núcleo exterior 25 están recubiertas con los miembros de anillo
50b y 50a hechos con goma, de forma que se evite el contacto directo
con la resina de epoxia 26. Adicionalmente, la diferencia en el
coeficiente de dilatación entre el núcleo exterior 25 y la resina de
epoxia 26 puede ser absorbida por las deformaciones elásticas de los
miembros de anillo 50b y 51. Como resultado de ello, no tendrá lugar
fisura alguna en la resina de epoxia 26 en la proximidad de las
esquinas de la circunferencia interior de las dos partes extremas
del núcleo exterior 25, de forma que la descarga puede ser suprimida
entre el lado de alto voltaje de la bobina secundaria 21, es decir,
la bobina artificial 22, la placa terminal 40 o el terminal de alto
voltaje 41 y el núcleo exterior 25. Como resultado de ello, el alto
voltaje deseado puede ser aplicado a la bujía de encendido.
Adicionalmente, el miembro de anillo 50a puede
montarse en la parte de montaje 23b del carrete primario 23, de
forma que el miembro de anillo 50a tenga poca probabilidad de
salirse del carrete primario 23, cuando el carrete primario 23 se
inserte dentro del núcleo exterior 25. Como resultado de ello, se
mejora la capacidad de ensamblado del miembro de anillo 50a para
reducir el número de las etapas de ensamblado.
Sexta
realización
En la sexta realización, en la parte extrema del
carrete primario 27, situada en el lado de bajo voltaje de la bobina
secundaria 21, se encuentra la brida 23a, en la cual se forma una
ranura anular 27b, como parte de montaje para insertar el miembro de
anillo 50c como miembro en ángulo. Cuando el miembro de anillo 50c
está montado en la ranura anular 27b, su movimiento longitudinal
está regulado de forma que el miembro de anillo 50c tenga menos
probabilidad de salirse de la posición cuando el carrete primario
27 sea insertado en el núcleo exterior 25. Como resultado de ello,
el ensamblado del carrete primario 27 que tiene el miembro de anillo
50c montado en el mismo se facilita adicionalmente para reducir el
número de etapas de ensamblado. La esquina de la circunferencia
interior, según está situada en el lado de alto voltaje de la bobina
secundaria 21, de las partes extremas del núcleo externo 25, está
recubierta con el miembro de anillo 50b como en la quinta
realización.
En la quinta realización y en la segunda
realización descritas anteriormente, el miembro de anillo como
miembro en ángulo recubre las esquinas de la circunferencia interna
de las dos partes extremas longitudinales del núcleo exterior 25,
para impedir por tanto que la resina de epoxia 28 entre en contacto
directo con las esquinas de la circunferencia interna de las dos
partes extremas del núcleo exterior 25. Como resultado de ello, se
suprimen las fisuras en la resina de epoxia 26 en la proximidad de
las esquinas de la circunferencia interior de las dos partes
extremas del núcleo exterior 25 debidas al cambio de la temperatura.
Fabricando los miembros de anillo con un material elástico tal como
la goma, adicionalmente, la diferencia en el coeficiente de
dilatación entre el núcleo exterior 25 y la resina de epoxia 26
queda absorbida por la deformación elástica de los miembros de
anillo, de forma que las fisuras tengan además menos probabilidad de
producirse. Como resultado de ello, puede suprimirse la descarga
entre el lado de alto voltaje de la bobina secundaria 21 o parte de
alto voltaje tal como la bobina artificial 22, la placa terminal 40
o el terminal de alto voltaje 41 y el núcleo exterior 25 o parte de
bajo voltaje, para aplicar el alto voltaje deseado a la bujía de
encendido. Por el contrario, no la superficie completa del núcleo
exterior 25 sino solo la esquina de la circunferencia interna de su
parte extrema está recubierta con el miembro de anillo, de forma que
el radio de la bobina de encendido no se amplíe.
El miembro de anillo como miembro en ángulo está
hecho de goma en la quinta realización y en la sexta realización,
aunque la goma puede ser reemplazada por una resina de un
elastómero. Adicionalmente, el miembro de anillo puede estar hecho
con una resina dura o similar en lugar del material elástico si la
esquina de la circunferencia interior de la parte extrema del núcleo
externo puede recubrirse con una cara vulcanizada.
Si el miembro en ángulo está hecho con un
material encogible volumétricamente, tal como una esponja
independiente, esta esponja será fácilmente deformable, de forma
que la esponja en contacto contra el núcleo exterior pueda ser
deformada en su sección en una forma en L, adaptándose a la forma de
la esquina de la circunferencia interna de la parte extrema del
núcleo exterior, mediante la aplicación del núcleo exterior a la
esponja independiente, para cubrir por tanto la esquina de la
circunferencia interior de la parte extrema del núcleo exterior.
Como resultado de ello, el miembro en ángulo puede ser formado en su
forma seccional no en la forma en L por adelantado, sino en la forma
más simple de forma que pueda ser trabajado fácilmente.
Los miembros de anillo cubren las esquinas de la
circunferencia interna de las dos partes extremas del núcleo
exterior 25 en las realizaciones, pero pueden cubrir solamente la
esquina de la circunferencia interior de una parte extrema del
núcleo exterior 25. Adicionalmente, sin restricción radial, la parte
extrema del núcleo exterior, según se sitúa en el lado de bajo
voltaje de la bobina secundaria, por ejemplo, puede ser recubierta
con un miembro de anillo que tenga una sección en forma de C.
Séptima
realización
En la séptima realización, la esquina de la
circunferencia interior de la parte extrema del núcleo exterior 25
no está cubierta con el miembro de anillo, sino la parte extrema del
carrete primario 23, según está situada en el lado de bajo voltaje
de la bobina secundaria 21, extendiéndose más en la dirección
longitudinal que el núcleo exterior 25. Adicionalmente, la brida
23a, formada en la parte extrema del carrete primario 23 en el lado
de bajo voltaje de la bobina secundaria 21, se encuentra más
prolongada en la dirección radial que la parte extrema del núcleo
exterior 25, para cubrir por tanto la parte extrema del núcleo
exterior 25. La esquina de la circunferencia interior de la parte
extrema del núcleo exterior 25, según está situada en el lado de
alto voltaje de la bobina secundaria 21, está recubierta con el
miembro de anillo 50b (no mostrado) como en la quinta
realización.
En la séptima realización, las fisuras en caso de
estar provocadas en la resina de epoxia 26 en la proximidad de la
esquina de la parte extrema del núcleo exterior 25, están blindadas
por la brida 23a de forma que tengan menos probabilidad de que se
extiendan. Como resultado de ello, las fisuras no alcanzan a los
cables eléctricos que se conectan a la bobina secundaria 21 y a la
bobina primaria 24, y a los terminales que se encuentran dispuestos
en la bobina de encendido, de forma que pueda evitarse la rotura de
los cables eléctricos por las fisuras. Adicionalmente, queda
suprimida la descarga a través de las fisuras entre el lado de alto
voltaje de la bobina secundaria o el terminal de alto voltaje y el
núcleo exterior 25, de forma que pueda aplicarse el alto voltaje
deseado a la bujía de encendido.
Si el carrete primario se extiende en su brida
con una distancia corta como el lado interno radial del núcleo
exterior 25 pero en su parte extrema en el lado de bajo voltaje de
la bobina secundaria con más longitud en la dirección longitudinal
que el núcleo exterior 25, puede evitarse que las fisuras se
extiendan al lado circunferencial interno del carrete primario. Como
resultado de ello, puede evitarse la rotura de los cables eléctricos
para suprimir la descarga.
En una modificación de lo mostrado en la figura
15, la parte extrema del núcleo exterior 25 se mantiene en contacto
y recubierta con la brida 23a del carrete primario 23. Puesto que la
esquina de la circunferencia interior de la parte extrema del núcleo
exterior 25 apenas hace contactos con la resina de epoxia 26, se
evita que las fisuras tengan lugar en la resina de epoxia 26, e
impidiendo así que se extiendan las fisuras en caso de que aparezcan
en la resina de epoxia 26 en la proximidad de la esquina de la
circunferencia interior de la parte extrema del núcleo exterior
25.
En la séptima realización y su modificación, la
esquina de la circunferencia interior de la parte extrema del núcleo
exterior 25, según está cubierta con el carrete primario, no está
recubierta con el miembro de anillo. No obstante, la parte extrema
del núcleo exterior 25, según está recubierta con el miembro de
anillo, está recubierta además con el miembro de anillo, el cual
está cubierto con la brida del carrete primario.
Por el contrario, la circunferencia interna de la
parte extrema del núcleo exterior 25 en el lado de alto voltaje de
la bobina secundaria no está cubierta con el miembro de anillo 50b,
pero puede estar cubierta con la brida del carrete primario o del
carrete exterior. Cuando la bobina secundaria 21 está dispuesta
alrededor de la circunferencia exterior de la bobina primaria 24,
además, las esquinas de la circunferencia interna de las partes
extremas del núcleo exterior 25 en el lado de bajo voltaje y el lado
de alto voltaje de la bobina secundaria no están cubiertas con los
miembros de anillo, sino que pueden cubrirse con la brida del
carrete secundario. Si la esquina de la circunferencia interna de la
parte extrema del núcleo exterior 25 en el lado de alto voltaje de
la bobina secundaria no está cubierta con el miembro de anillo,
pueden tener lugar fisuras en la resina de epoxia 26 en la
proximidad de la esquina de la circunferencia interna de la parte
extrema del núcleo exterior 25, para establecer por tanto la
descarga entre el lado de alto voltaje de la bobina secundaria 21 y
el núcleo exterior 25. No obstante, las fisuras, si las hubiere,
están blindadas por la brida del carrete secundario o el carrete
primario, y siendo suprimidas impidiendo su extensión, de forma que
la descarga pueda ser suprimida entre otra parte de alto voltaje y
el núcleo exterior 25. Adicionalmente, puede evitarse que se rompan
los cables eléctricos en caso de que existan en el lado de alto
voltaje de la bobina secundaria.
En las distintas realizaciones anteriores de la
invención hasta aquí descritas, puede evitarse que el miembro de
anillo que entra en contacto con la esquina de la parte extrema del
núcleo exterior 25 pueda sufrir daños, redondeando la misma parte
extrema mediante su biselado mediante el método de indentado o
mecanizado. Cuando la parte extrema de la esquina del núcleo
exterior 25 no está cubierta con el miembro de anillo, además,
pueden ser suprimidas las fisuras en la resina de epoxia 26 en la
proximidad de la esquina de la parte extrema del núcleo exterior
25.
La bobina primaria 24 está dispuesta alrededor de
la circunferencia exterior de la bobina secundaria 21 en las
anteriores realizaciones, pero la bobina secundaria 21 puede estar
dispuesta alrededor de la circunferencia exterior de la bobina
primaria 24.
Octava
realización
En la octava realización mostrada en las figuras
16 y 17, el carrete primario 23 está dispuesto sobre la periferia
exterior de la bobina secundaria 21 y está formado con un material
de resina. Una película delgada 51 como miembro separador hecho de
PET (tereftalato de polietileno), por ejemplo, se encuentra
arrollada alrededor de la periferia exterior del carrete primario 23
mostrado en la figura 18. La bobina primaria 24 está arrollada
alrededor de la periferia exterior de la película delgada 51. La
película delgada 51 puede arrollarse mediante el solapado de un
extremo de envoltura 51a, tal como se muestra en la figura 19, o
dejando un espacio libre 51b tal como se muestra en la figura 20. La
película delgada 51 formada con PET se adhiere al carrete primario
23 y a la resina de epoxia 26. En consecuencia, el carrete primario
23 y la bobina primaria 24 pueden expandirse/contraerse
independientemente sin restringirse entre sí, cuando el carrete
primario 23 y la bobina primaria 24 cuyos coeficientes de dilatación
térmica difieren, se expanden y se contraen conforme cambie la
temperatura que les rodea.
El núcleo exterior 25 está fijado alrededor de la
periferia exterior de la bobina primaria 24. Debido a que el núcleo
exterior 25 está formado por el arrollamiento de una placa de acero
de silicio delgada cilíndricamente alrededor de la bobina primaria
24, de forma que su extremo de inicio del arrollamiento no esté
conectado con su extremo final del arrollamiento, proporcionándose
un espacio libre en la dirección longitudinal. El núcleo exterior
25 se extiende desde la posición periférica del imán permanente 14
(figura 1) a la posición periférica del imán permanente 15 en la
dirección longitudinal.
En la anterior octava realización, la película
delgada 51 interpuesta entre el carrete primario 23 y la bobina
primaria 24 se adhiere con la resina de epoxia 26, la cual se ha
infiltrado entre los cables de la bobina primaria 24 y el carrete
primario 23. En consecuencia, cuando cada miembro de la bobina de
encendido 10 se expande/contrae conforme cambia la temperatura
ambiente, (1) los miembros en el lado de la periferia interior de la
película delgada 51, es decir, el carrete primario 23, la bobina
secundaria 21, el carrete secundario 20, el conjunto del núcleo
central 13, y la resina de epoxia 26 en el lado de la periferia
interna de la película delgada 51 y (2) los miembros en el lado de
la periferia externa de la película delgada 51, es decir, la bobina
primaria 24, el núcleo exterior 25, la carcasa 11 y la resina de
epoxia 26 en el lado de la periferia exterior de la película delgada
51 se expanden/contraen independientemente entre sí en el límite de
la película delgada 51. En consecuencia, la fuerza que actúa entre
sí cuando las partes periféricas interior y exterior de la película
delgada 51 se expanden / contraen está dividida por la película
delgada 51. En consecuencia, queda reducida la fuerza que actúa
sobre la parte periférica interna, la cual por otra parte está
sujeta a recibir una fuerza mayor que la parte periférica externa
cuando se expanden/contraen, de forma que se reduce la distorsión de
la parte periférica interna. Por ejemplo, debido a que se reduce la
distorsión del carrete secundario 20 como miembro que compone la
parte periférica interna, es posible impedir que se aparezcan
fisuras en el carrete secundario 20 a baja temperatura cuando cae la
rigidez del carrete secundario 20. En consecuencia, es posible
evitar la descarga eléctrica entre los hilos de las bobinas que
componen la bobina secundaria 21 a lo largo de la fisura que podría
estar provocada en el carrete secundario 20, y evitando la descarga
eléctrica entre la bobina secundaria 21 y el conjunto del núcleo
central 13, así como también evitar la perforación del dieléctrico
entre la bobina secundaria 21 y el conjunto del núcleo central 13.
En consecuencia, el alto voltaje deseado se genera por la bobina
secundaria 21 y en el que alto voltaje origina que la bujía de
encendido genere una chispa correcta.
Debido a que es posible reducir la distorsión no
solo del carrete secundario 20, sino también de la resina de epoxia
26 como parte periférica interna rellenada entre el carrete
secundario 20 y el núcleo 12 provocada por la expansión /
contracción y evitar así que surjan fisuras en la superficie de
contacto con el núcleo 12, es posible evitar que se perfore el
aislamiento entre la bobina secundaria 21 y el núcleo 12.
Novena
realización
En la novena realización mostrada en las figuras
21 y 22, la película delgada 51 está interpuesta entre la bobina
primaria 24 y el núcleo exterior 25. Aunque la posición de la
película delgada 51 es diferente de la correspondiente a la octava
realización, la fuerza que actúa en cada una cuando las partes
periféricas interiores y exteriores se expanden/contraen sobre el
limite con la película delgada 51 está divida por la película
delgada 51 de la misma forma que en la octava realización. En
consecuencia, es posible evitar que se produzcan fisuras en el
miembro, por ejemplo, en el carrete secundario 20, que compone la
parte periférica interna, y evitar la perforación del dieléctrico
dentro de la bobina de encendido 10.
Aunque la película delgada de PET 51 se utiliza
como miembro separador en la octava y novena realizaciones, es
posible formar un miembro separador mediante la aplicación de PET
como material separador sobre el carrete primario 23. En lugar de
PET, pueden utilizarse silicona, cera o similar como material
separador a utilizar sobre el carrete primario 23. Puede envolverse
también un miembro de goma alrededor del carrete primario 23 o
similar, o un miembro de goma con forma de un tubo montado por
adelantado sobre el carrete primario 23 o similar. Adicionalmente,
pueden disponerse una pluralidad de películas delgadas en una
pluralidad de secciones.
Aunque la película delgada 51 se adhiere menos en
el carrete y a la resina de epoxia 26 se ha utilizado como miembro
separador en las realizaciones anteriores, el uso de un miembro
separador que se adhiera menos en al menos uno de los carretes y en
la resina de epoxia 26 permite también que se separen las partes
periféricas exteriores de la bobina de encendido 10, de forma que
puedan expandirse en forma separada entre sí en el límite del
miembro separador.
Aunque las partes periféricas interior y exterior
de la bobina de encendido han sido separadas mediante el uso de la
película delgada 51 en las realizaciones anteriores, el carrete en
sí puede ser utilizado como miembro separador, mediante la formación
del carrete con PPS (sulfuro de polifenileno) o PET conformando la
película delgada 51. En consecuencia, debido a que no es necesario
el miembro separador, puede reducirse el numero de partes y el
numero de etapas de fabricación.
Adicionalmente, es posible aplicar PET, silicona,
cera o similar como material de separación en la bobina primaria 24,
de forma que la resina de epoxia 26 no entre en contacto con el
carrete primario 23. Llega a ser posible evitar que el aislante de
resina en contacto con la bobina primaria 24 pueda tener fisuras
mediante la aplicación del material separador sobre la bobina
primaria 24.
En lugar de aplicar el material separador sobre
la bobina primaria 24, los hilos de la bobina primaria 24 pueden
estar recubiertos con un material, por ejemplo, nylon o flúor, que
no se adhiera a la resina de epoxia 26. En consecuencia, la bobina
primaria 24 y el aislante de resina 26 puede expandirse/contraerse
por separado, de forma que se reduzca la restricción añadida al
carrete primario 23 a través del aislante de resina 28 desde la
bobina primaria 24 cuando se produzca la expansión/contracción. En
consecuencia, es posible evitar las fisuras en la bobina primaria 23
y en el aislante de resina 26 en contacto con el carrete primario
23.
Décima
realización
En la décima realización mostrada en la figura
23, la carcasa 11 de la bobina de encendido 10 tiene una primera
carcasa (parte del transformador) 11a y una segunda carcasa (parte
de la bujía de encendido)11c, y el conector 30 formado por
la inserción de una pluralidad de terminales 30a provistos en una
abertura en el lado de bajo voltaje de la primera carcasa 11b. El
circuito de encendido electrónico 66 al igual que el circuito de
conmutación se proporciona con la bobina de encendido 10.
La bobina primaria 24 está hecha de hilo de
bobina 71, que está construida tal como se muestra en la figura 24
antes de bobinarse. El hilo 71 es de tipo de autofusión. La capa
aislante 73 está formada sobre la periferia exterior de un material
de hilo de cobre 72, el cual forma el cuerpo principal del hilo 71,
la capa de separación 74 de nylon o flúor está formada sobre la
periferia exterior de la capa aislante 73 como material separador y
una capa de fusión 75 de material fundible que está formada sobre la
periferia exterior de la capa separadora 74.
La capa de fusión 75 se funde y el hilo 71 se
adhiere entre sí mediante el calentamiento después del bobinado del
hilo 71 alrededor de un miembro de núcleo provisional en una bobina.
Cuando se haya enfriado en ese estado, el material de fusión
fundido se solidifica y el hilo 71 se combina entre sí
longitudinalmente, manteniendo la forma de la bobina tubular,
incluso aunque se extraiga del miembro del núcleo provisional. En
consecuencia, la bobina primaria 24 puede ser ensamblada utilizando
un carrete primario para la bobina primaria 24.
La bobina primaria 24 así formada puede
considerarse que tiene la misma estructura que una bobina que esté
revestida por el material fundible por sus lados periféricos
exterior e interior, y que se aplica mediante el material separador
dentro del material de fusión. Cuando la bobina primaria 24 y la
resina de epoxia 26 en los lados periféricos interior y exterior de
la bobina primaria 24, cuyos coeficientes de dilatación térmica son
distintos, se expanden/contraen con los cambios de la temperatura,
el material de fusión se expande/contrae conjuntamente con la resina
de epoxia 26 porque el material de fusión se adhiere fuertemente en
la resina de epoxia 26. El material separador se adhiere menos con
el material de fusión, de forma que la bobina primaria 24 se separa
de la resina de epoxia 26 en los lados periféricos interno y externo
de la bobina primaria 24 limitando con el material separador y
pudiendo contraerse/expandirse entre si en forma separada.
Debido a que la forma de la bobina 24 puede
mantenerse sin estar devanada alrededor del carrete, el carrete
primario puede ser omitido, y pudiendo reducir el diámetro de la
bobina de encendido 10 en el grosor radial. Adicionalmente, debido a
que puede omitirse el carrete primario, pueden reducirse el numero
de partes y el coste de fabricación.
Aunque la capa separadora 74 está formada sobre
el lado periférico interior y la capa de fusión 75 se forma sobre el
lado periférico exterior, la capa separadora 74 puede estar formada
sobre el lado periférico exterior y la capa de fusión 75 puede
formarse sobre el lado periférico interior. Adicionalmente, una capa
de revestimiento que tenga ambas calidades de separación y de fusión
puede formarse mediante la mezcla del material separador y el
material de fusión. Es posible también formar una capa de
revestimiento que tenga ambas calidades mediante un material, con la
utilización de un material separador que tenga la calidad de fusión
o un material de fusión que tenga la calidad separadora. El miembro
separador puede disponerse sobre el lado periférico interior o
exterior de las bobinas en combinación mediante la fusión del
material sin formar la capa separadora en el hilo.
Aunque la capa de fusión 75 está formada solo
sobre la bobina primaria 24 y omitiendo el carrete primario, la capa
de fusión puede formarse solamente sobre la bobina secundaria o
puede formarse sobre las bobinas primaria y secundaria 24 y 21. En
este caso, la capa separadora está formada sobre la bobina en la
cual se forme la capa de fusión.
Aunque la bobina secundaria 21 está provista
sobre el lado periférico interno de la bobina primaria 24 en las
realizaciones anteriores, es posible también invertir la posición de
la bobina primaria 24 y la bobina secundaria 21, disponiendo la
bobina secundaria 21 sobre el lado periférico exterior y la bobina
primaria 24 sobre el lado periférico interior.
Undécima
realización
En la undécima realización mostrada en las
figuras 25 y 26, el carrete secundario 20 está dispuesto sobre la
periferia exterior del miembro de goma cilíndrico 17 y está formado
con un material de resina. La bobina secundaria 21 está dispuesta
alrededor de la periferia exterior del carrete secundario 20 y está
conectada eléctricamente al terminal de alto voltaje 41. El carrete
primario 23 está dispuesto alrededor de la periferia exterior de la
bobina secundaria 21 y está formado con un material de resina. La
bobina primaria 24 está bobinada alrededor de la periferia exterior
del carrete primario 23.
Cada uno de los carretes primario y secundario 23
y 20 están moldeados con material de resina que contiene al menos
PPE, PS y PBT, y cuya viscosidad de la solución se mantiene inferior
a 0,5 y conteniendo más del 5% en peso de goma SEBS
(estireno-etileno-buteno-estireno),
por ejemplo, como componente de goma, cuya temperatura del punto de
transición de vidrio Tg sea de -30º o inferior, y fibras de vidrio
como material de refuerzo para evitar la deformación plástica del
carrete.
Tal como se muestra en las figuras 27 y 28, el
troquel de moldeado de los carretes 100 comprende un cuerpo
principal 101, un puerto de entrada 102, un puerto de salida 103 y
una placa de alineamiento 105. En las figuras 27 y 28, las flechas
indican la dirección del flujo de la resina.
El puerto de entrada 102, el puerto de salida 103
y la placa de alineamiento 105 que forman el recorrido de la resina
se conforman extendiéndose en la dirección axial del cuerpo
principal 101, el cual es el troquel de moldeado del carrete en sí,
de forma que la orientación de las fibras de vidrio dentro de la
resina se uniformen a través de la longitud axial del cuerpo
principal 101. El ancho del recorrido de la resina formada dentro
de la placa de alineamiento 105 es estrecho, de forma que la
orientación de las fibras de vidrio esté sujeta a pasar a lo largo
de la dirección del flujo de la resina.
Cuando se inyecta la resina desde el puerto de
entrada 102, las fibras de vidrio que están orientadas casi
uniformemente a lo largo de la dirección del flujo de la resina
dentro de la placa de alineamiento 105 se orientan uniformemente a
lo largo del flujo de la resina dentro del cuerpo principal 101, es
decir, a lo largo de la dirección circunferencial del mismo, y
circulando fuera del puerto de salida 103 a través de la placa de
alineamiento 105.
Debido a que cada carrete está moldeado con el
material de resina que contiene al menos un material de PPE, PS y
PBT y más del 5% en peso del componente de goma, cuya
temperatura del punto de transición de vidrio Tg es de -30º o
inferior para realzar la rigidez del carrete a baja temperatura, el
carrete repite la expansión/contracción sin tener fisuras mientras
que se adhiere a la bobina mediante la resina de epoxia 26 que se
infiltra entre las varillas del hilo que componen cada bobina
incluso aunque cambie la temperatura ambiente. En particular,
debido a la rigidez de cada carrete que puede mantenerse a baja
temperatura, es posible evitar las figuras en los carretes a baja
temperatura durante la cual la tenacidad tiende a caer. En
consecuencia, es posible evitar que se produzca la descarga
eléctrica a lo largo de una fisura del carrete entre los hilos de
la bobina que componen la misma. Además de ello, es posible evitar
la descarga eléctrica entre la bobina secundaria 21 que está situada
en la proximidad del núcleo 12, y que genera un alto voltaje, y el
núcleo 12, y evitando la perforación del dieléctrico entre la
bobina secundaria 21 y el núcleo 12.
Adicionalmente, debido al descenso en la fluidez
de la resina, y debido a que llega a ser difícil moldear el carrete
cuando se añade el componente de goma para realzar la rigidez del
carrete, la caída en la fluidez se suprime mediante la configuración
de la viscosidad de la goma del material de resina al valor de 0,5 o
inferior.
Adicionalmente incluso, se reduce el coeficiente
de dilatación térmica del carrete en la dirección radial, y se hace
que esté más cerca del correspondiente a la bobina, mediante el
alineamiento de la orientación de las fibras de vidrio contenidas en
el material de la resina que moldean el carrete a lo largo de la
dirección circunferencial. Debido a que esto permite la reducción de
la diferencia del coeficiente de dilatación térmica del carrete con
el de la bobina, para la expansion/reducción del carrete adaptándose
a la bobina, se reduce la distorsión del carrete durante la
expansión/contracción, y se evita que el carrete tenga fisuras.
Adicionalmente, la alteración de la orientación de las fibras de
vidrio puede ser suprimida en la sección de confluencia de la resina
inyectada, mediante el suministro del puerto de salida 103 en el
troquel de moldeado del carrete, de forma que la orientación de las
fibras de vidrio pueda ser uniformada a lo largo de la dirección
circunferencial del carrete.
La figura 29 es un gráfico característico que
muestra un efecto de la presente realización. En la figura 29, el
eje horizontal representa los valores promedio \alpha\Theta
(ppm) del coeficiente de dilatación térmica del carrete secundario
20 en la dirección circunferencial a -40ºC a 130ºC en un método de
prueba de acuerdo con la norma ASTM-D696, y el eje
vertical representa las extensiones de ruptura \varepsilonf (%) a
-40ºC.
En la figura 29, el punto A representa un
producto que utiliza un material en el cual el 20% en peso de las
fibras de vidrio GF se añaden al PPE y PS como material de los
carretes. Esto es el resultado a partir de un moldeado conseguido
haciendo circular el material del carrete en la dirección axial.
Puede observarse a partir de este gráfico característico que el
carrete de este producto se agrieta porque no contiene ningún
componente de goma, la extensión de la ruptura \varepsilonf es
pequeña, y siendo grande el coeficiente de dilatación térmica
\alpha\Theta. Se observa que la línea limite que decide si el
carrete se agrieta o no es lo que se encontró mediante los
experimentos, y expresándose como \varepsilonf =
27800\alpha\Theta - 0,349.
El punto B muestra las características en que un
valor del 5% en peso de un componente de goma es añadido al producto
anterior. Puede observarse que la extensión de la ruptura
\varepsilonf se incrementa, y que se evita que el carrete pueda
agrietarse con fisuras mediante la adición del componente de goma al
material del carrete del arte anterior. El punto C muestra también
las características del carrete. Es decir, aunque se utiliza el
mismo material del carrete que con respecto al producto del arte
anterior, el carrete se ha moldeado mediante el método anteriormente
mencionado que se muestra en las figuras 27 y 28. Debido a que las
fibras de vidrio están orientadas a lo largo de la dirección
circunferencial mediante el moldeo del carrete mediante el método
mostrado en las figuras 27 y 28, el coeficiente de dilatación
térmica \alpha\Theta en la dirección circunferencial es pequeño
(\alpha = 30 ppm en la presente realización), evitando así que se
agriete el carrete con fisuras.
El punto D muestra las características de la
realización presente. Es decir, el coeficiente de dilatación térmica
\alpha\Theta en la dirección circunferencial queda reducido, y
la extensión de la ruptura \varepsilonf se incrementa mediante la
adición del 5% en peso de un componente de goma al producto anterior
denotado por A, y por la orientación de las fibras de vidrio en la
dirección circunferencial por el método mostrado en las figuras 27 y
28. Puede observarse desde este punto de vista que es posible
suprimir el agrietamiento del carrete adoptando el método de añadir
el 5% en peso de un componente de goma, o bien orientando las fibras
de vidrio en la dirección circunferencial.
Aunque las fibras de vidrio están contenidas en
el material de resina con el fin de evitar la deformación plástica
de cada carrete en la realización, es posible que pueda contener
perlas de vidrio o mica, en lugar de fibra de vidrio.
Ejemplo
comparativo
En el ejemplo comparativo mostrado en las figuras
30 y 31, la resina de epoxia 26 está rellenada alrededor del núcleo
12, y no se utiliza ningún miembro de goma cilíndrico. El material
de moldeo y el método de moldeo de cada carrete son los mismos que
en la undécima realización.
Ello permite que no tenga fisuras el carrete con
el cambio en las temperaturas, de la misma forma que en la undécima
realización, reduciendo así el numero de partes así como también
reduciendo el numero de etapas de fabricación.
Ejemplo comparativo
adicional
En el ejemplo comparativo adicional mostrado en
las figuras 32 y 33, la resina de epoxia 26 está rellenada entre el
núcleo 12 y el carrete secundario 20 y un hilo 12a está bobinado
alrededor de la periferia exterior del núcleo 12 a través de la
dirección axial. En consecuencia, el coeficiente de dilatación
térmica de la resina de epoxia 26 que es mayor que el
correspondiente al núcleo 12 se reduce evidentemente alrededor de la
periferia exterior del núcleo 12. En consecuencia, se reduce la
distorsión de la resina de epoxia 26 provocada en la cara de
contacto con el núcleo 12 con el cambio de las temperaturas, y
pudiendo prevenir el agrietamiento de la resina de epoxia 26.
Adicionalmente, debido a que una sección de
esquina en una parte escalonada de la periferia exterior del núcleo
12 tiene una estructura laminada se encuentra recubierta por el hilo
12a, es posible evitar el agrietamiento con fisuras de la resina de
epoxia 26 rellenada entre el núcleo 12 y el carrete secundario 20 en
el lado del núcleo 12.
Aunque el hilo 12a ha sido bobinado alrededor de
la periferia exterior del núcleo 12, es posible bobinar un hilo
formado por una fibra de vidrio alrededor del núcleo 12, o cubrir el
núcleo 12 mediante un tubo trenzado con fibras de vidrio.
Adicionalmente, es posible añadir un aditivo que reduzca el
coeficiente de dilatación térmica de la resina de epoxia 26
rellenada entre el núcleo 12 y el carrete secundario 20 al menos en
la proximidad y a través de la totalidad del núcleo 12.
Adicionalmente incluso, aunque la resina de
epoxia 26 que está rellenada dentro de la carcasa 11 como aislante
de resina se encuentra rellenada también entre el núcleo 12 y el
carrete secundario 20, la resina de epoxia 26 que tiene que
solidificarse como aislante de resina puede ser rellenada solo entre
el núcleo 12 y el carrete secundario 20, y pudiendo utilizar un
fluido tal como un aceite aislante como aislamiento entre los demás
miembros.
Aunque el componente de goma ha sido incluido en
el material de resina del carrete secundario 20 y el carrete
primario 23, el carrete primario 20 en el lado de la periferia
exterior puede ser moldeado sin incluir el componente de goma.
Adicionalmente, es posible invertir la posición del carrete
secundario 20 y el carrete primario 23 y disponer el carrete
secundario 20 sobre el lado de la periferia exterior y el carrete
primario 23 sobre el lado de la periferia interior. Tanto el carrete
secundario 20 como el carrete primario 23 pueden ser moldeados
mediante la inclusión de un componente de goma dentro del material
de la resina, y el carrete secundario sobre el lado de la periferia
exterior puede ser moldeado sin incluir el componente de goma.
Adicionalmente incluso, aunque se puede evitar el
agrietamiento del carrete mediante el realzado de la rigidez del
carrete y por la reducción del coeficiente de dilatación térmica, es
posible suprimir que se agriete el carrete mediante la reducción
del modulo elástico del carrete en la dirección circunferencial. Es
decir, es posible evitar que se agriete el carrete por la absorción
de la distorsión y por el ablandamiento del carrete en sí,
haciéndole que sea extensible. Por ejemplo, es posible evitar el
agrietamiento del carrete mediante la adopción de un material que
contenga al menos un componente de silicio, epoxia flexible y un
elastómero que tenga un modulo elástico pequeño como material para
moldear el carrete y por la reducción del módulo elástico en un
método de prueba según la norma ASTM-D790 con 1 MPa
a 1000 MPa. En este caso, el carrete llega a ser demasiado blando
y la capacidad para bobinar un devanado alrededor del carrete
desciende cuando se reduce el modulo elástico por debajo de 1 MPa.
Adicionalmente, la distorsión no puede ser absorbida totalmente
cuando sea superior a 1000 MPa.
Aunque el coeficiente de dilatación térmica
\alpha\theta del carrete en la dirección circunferencial fue
reducido mediante la orientación de las fibras de vidrio en la
dirección circunferencial, es posible también reducir el coeficiente
de dilatación térmica \alpha\theta en la dirección
circunferencial, mediante la adopción de un material que contenga al
menos uno de los materiales de PPS, PET, polímero de cristal líquido
y una epoxia, como material para moldear el carrete.
Específicamente, el coeficiente de dilatación térmica
\alpha\theta en la dirección circunferencial en el método de
prueba según la norma ASTM-D696 puede ser reducido
de 10 ppm a 50 ppm. Ello permite el mismo efecto de orientación de
las fibras de vidrio en la dirección circunferencial. En este
instante, el coeficiente de dilatación térmica \alpha\theta en
la dirección circunferencial puede reducirse más fácilmente con la
utilización del método mostrado en las figuras 27 y 28 en
combinación.
La figura 34 es un gráfico característico que
muestra el efecto correspondiente. En la figura 34, el eje
horizontal representa los valores promedio del coeficiente de
dilatación térmica en la dirección circunferencial en -40ºC 130ºC y
los coeficientes de expansión en el método de prueba según la norma
ASTM-D696, y el eje vertical representa la
distorsión térmica. Puede observarse también a partir de este
gráfico que la distorsión térmica puede ser reducida
considerablemente en comparación con un carrete que tenga un
coeficiente de dilatación térmica (72 ppm) mediante la reducción del
coeficiente de dilatación térmica de 10 ppm a 50 ppm.
Ejemplo comparativo
adicional
En los ejemplos comparativos adicionales
mostrados en la figura 35, al igual que en las realizaciones
anteriores, los espacios libres entre los componentes individuales,
es decir, el núcleo central 12, carrete secundario 20, bobina
secundaria 21, carrete primario 23, bobina primaria 24, núcleo
exterior 25 y la carcasa 11, se rellenan al vacío con el aislante de
resina 26 en la bobina de encendido 10, para asegurar los
aislamientos eléctricos entre los miembros y para la fijación de los
miembros, para limitar por tanto las desconexiones o las fisuras
debidas a las vibraciones.
El aislante 26, en caso de estar hecho con
resina, tiene un modulo en frío de elasticidad E (medido mediante un
método de prueba correspondiente a la norma ASTMD790) de
aproximadamente 8400 MPa y un coeficiente de dilatación térmica
\alpha (un promedio a temperatura ambiente hasta 70ºC en un método
de prueba correspondiente a la norma ASTMD696) de aproximadamente 40
ppm. Tal como se muestra en la figura 38, el carrete secundario 20
está hecho de resina de epoxia que tiene una distorsión máxima de
calor-frío. Así pues, el aislante 26 si está hecho
de resina adquiere la máxima distorsión de
calor-frío del carrete secundario 20. En
consecuencia, para restringir la perforación de los miembros
individuales necesita un miembro separador (por ejemplo, una
película) o miembro separador (por ejemplo, el miembro cilíndrico de
goma).
De acuerdo con los distintos experimentos
llevados a cabo sobre la base de la relación entre las
características del aislante 26 y la distorsión de
frío-caliente que tiene lugar en el carrete
secundario 20, se dedujo que la perforación de los miembros
individuales en la carcasa 11 puede estar restringida mediante el
empleo de un aislante flexible hecho de una resina de silicona,
resina de uretano, resina de epoxia flexible o similar.
Específicamente, se dedujo que la perforación de
los miembros individuales en la carcasa 11 puede estar restringida
mediante la configuración del módulo en frío de elasticidad del
aislante 26 en un valor no superior a 5000 MPa, y que la perforación
de los miembros alrededor del núcleo central 12 puede estar
restringida mediante la configuración del módulo en frío de
elasticidad E del aislante 26 en un valor no superior a 10 MPa.
Se dedujo también que el modulo en frío de la
elasticidad E del aislante 26 se prefiere que sea no inferior a 0,1
MPa porque caen las fuerzas de fijación de los miembros
individuales, si el módulo en frío de la elasticidad E del aislante
26 es inferior a 0,1 MPa, de forma que puedan eliminarse roturas
tales como las desconexiones o las fisuras.
Por el contrario, se determinó también que el
aislamiento se degenera, según se expone en la siguiente Tabla 1, sí
el módulo frío de elasticidad E del aislante 26 queda reducido. En
caso de que el aislamiento no provoque ningún problema serio, según
se expone a modo de ejemplo por la bobina de encendido que tiene una
generación de un voltaje relativamente bajo o en que el aislador 26
es capaz de retener una distancia de aislamiento suficiente, se
prefiere que el modulo frío de elasticidad E sea menor. En otro caso
(en el cual el aislamiento suficiente tiene que ser retenido por el
aislante 26), se prefiere que el modulo en frío de elasticidad E no
sea inferior a 10 MPa.
| Aislante: Resina de epoxia. | |
| E: Modulo frío de elasticidad a temperatura normal | |
| \alpha: Coeficiente de dilatación térmica | |
| VD: voltaje de perforación del dieléctrico | |
| Tg: temperatura de transición del vidrio | |
| T0: Temperatura ambiente. |
En este caso en la Tabla 1, *1) está de acuerdo
con el método de prueba JIS-C-2105
con los electrodos de 40 agujas enterrados.
Se determinó que la distorsión de
frío-calor del carrete secundario 20 puede reducirse
al contrario que en los experimentos anteriores, mediante la
reducción del coeficiente de dilatación térmica \alpha del
aislante 26, de forma que la perforación de los miembros
individuales en la carcasa 11 pueda estar restringida sin utilizar
ningún miembro separador o similar.
Mediante la configuración del coeficiente de
dilatación térmica \alpha del aislante 26 para que esté dentro de
un rango de 10 a 30 ppm, puede suprimirse la perforación de los
miembros individuales en la carcasa 11, sin utilizar ninguno de los
miembros de separación. Destacando en especial que el hierro
utilizado para el núcleo central 12 tiene un coeficiente de
dilatación térmica \alpha de 11 ppm y que el cobre utilizado para
la bobina secundaria 21 tiene un coeficiente de dilatación térmica
\alpha de 17 ppm, se ha determinado que la perforación de los
miembros individuales en la carcasa 11 está más restringida mediante
la configuración del coeficiente de dilatación térmica \alpha del
aislante 26 para que esté dentro de un rango de 11 a 17 ppm.
Mediante la configuración del coeficiente de
dilatación térmica \alpha del carrete secundario 20 dentro de un
rango de 10 a 50 ppm, por el contrario, los coeficientes de
dilatación térmica \alpha del núcleo central 12, carrete
secundario 20 y la bobina secundaria 21 se aproximan más entre sí,
para suprimir la aparición de la distorsión
frío-calor, debida al cambio de temperatura,
mejorando por tanto la duración de la vida útil de la bobina de
encendido 10.
Así pues, se prefiere que el aislante 26 tenga un
modulo frío de elasticidad E no superior a 5000 MPa o que tenga un
coeficiente de dilatación térmica \alpha no superior a 30, según
se ha descrito anteriormente.
Mediante la utilización del aislante 26, el cual
tenga un modulo frío de elasticidad E no superior a 10 MPa, por el
contrario, la perforación de los miembros alrededor del núcleo
central 12 puede estar restringida sin montar el miembro separador
en el núcleo central 12, aunque el aislamiento del aislante 26 se
disminuya ligeramente. Así pues, mediante la
no-utilización de ningún miembro separador, los
costos para preparar y montar los medios de separación pueden ser
eliminados para suprimir además el costo de la bobina de encendido
1.
Cuando se tiene que determinar el coeficiente de
dilatación térmica \alpha del aislante 26, su promedio a un rango
de temperaturas de la temperatura ambiente hasta los 70ºC fue
determinado en un método de prueba correspondiente a la norma
ASTMD696. Así pues, el promedio del coeficiente de dilatación
térmica \alpha puede ser determinado fácilmente porque el
coeficiente de dilatación térmica \alpha se determina en términos
del promedio a una temperatura ambiente a partir de la temperatura
ambiente hasta la temperatura de transición del vidrio de 70ºC.
Es decir, puesto que el aislante 26 tiene una
temperatura de transición de vidrio Tg, según se muestra en la
figura 37, el promedio del coeficiente de dilatación térmica
\alpha es difícil de determinar si la temperatura de transición de
vidrio Tg está presente en la temperatura a promediar. Esta
temperatura de transición del vidrio Tg del aislante 26 no está
presente en el rango de temperaturas a partir de la temperatura
ambiente hasta 70ºC, de forma que el promedio del coeficiente de
dilatación térmica \alpha pueda ser determinado fácilmente.
Ejemplo comparativo
adicional
En el ejemplo comparativo adicional mostrado en
la figura 38, el aislante de resina está dividido en los aislantes
interiores y exteriores 26a y 26b. El aislante interior 26a (por
ejemplo, una resina de silicona, una resina de uretano, o una resina
de epoxia flexible) hace contacto directo con el núcleo central 12 y
tiene un modulo frío de elasticidad E dentro del rango de 0,1 a 10
MPa. El aislante exterior 26b (por ejemplo, una resina de silicona,
una resina de uretano, una resina de epoxia flexible, o una resina
de epoxia dura que no tenga flexibilidad) provisto radialmente fuera
del aislante interno 26a tiene un modulo frío de elasticidad E no
inferior a 10 MPa.
En este caso, el aislante interior 26a y el
aislante interno 26b pueden estar preparados bien mediante la carga
del interior de la carcasa 11 en forma separada con dichos
respectivos materiales, o mediante el recubrimiento de la
circunferencia exterior del núcleo central 12, tal como teniendo los
imanes 14 y 15 montados sobre el mismo por adelantado con el
aislante interior 26a y montándolo en la carcasa 11 y
subsiguientemente mediante la carga del interior de la carcasa 11
con el aislante exterior 26b.
Así pues, mediante la configuración del modulo
frío de elasticidad E del aislante interior 26a con un valor no
superior a 10 MPa y el modulo frío de elasticidad E del aislante
exterior 26b con un valor no superior a 10 MPa, puede suprimirse la
perforación de los miembros alrededor del núcleo central 12 sin
montar ningún miembro separador tal que como el miembro cilíndrico
de goma alrededor del núcleo central 12, y la fuerza de fijación de
su circunferencia exterior puede ser reforzada mediante la
restricción de las roturas tales como las desconexiones debidas a la
vibración. Puede ser eliminado el miembro separador mediante la
configuración del modulo frío de elasticidad E del aislante exterior
26b con un valor no superior a 5000 MPa.
Lo anteriormente expuesto puede ser modificado
mediante la configuración del coeficiente de dilatación térmica
\alpha del aislante interior 26a dentro de un rango de 10 a 30
ppm, y el coeficiente de dilatación térmica \alpha del aislante
exterior 26b en no más de 17 ppm. Mediante la configuración del
coeficiente de dilatación térmica \alpha del aislante interior 26a
dentro de un rango de 11 a 18 ppm, por el contrario, el coeficiente
de dilatación térmica \alpha del aislante interno 26a puede ser
llevado cerca del correspondiente al hierro del núcleo central 12 o
del hilo de cobre de las bobinas 21 y 24, para restringir por tanto
las perforaciones de los miembros internos de la bobina de encendido
10 debidas a la distorsión térmica en forma más fiable.
Aunque las realizaciones anteriores se han
expuesto a modo de ejemplo mediante el montaje de la carcasa 11
sobre la circunferencia exterior del núcleo externo 25, la carcasa
12 puede no utilizarse pero ser utilizado el núcleo externo 8, para
funcionar como la carcasa. En esta modificación, el núcleo exterior
25 se sella herméticamente en su interior mediante la vulcanización
de goma en su abertura.
Claims (21)
1. Una bobina de encendido para un motor que
comprende:
un conjunto de núcleo central (13) que incluye un
núcleo en forma de barra (12);
un carrete primario (22) y un carrete secundario
(20) dispuestos alrededor de una circunferencia exterior del
conjunto del núcleo central (13);
una bobina primaria (24) bobinada sobre el
carrete primario (23) y una bobina secundaria (21) bobinada
alrededor del carrete secundario (20), en la que las bobinas están
dispuestas radialmente dentro de la otra bobina de las mismas;
un miembro de resina aislante (26) rellenada
alrededor del núcleo (12); y
un primer miembro separador (17) que se extiende
en una dirección axial entre el conjunto del núcleo central (13) y
uno de los carretes (20, 23), que está dispuesto radialmente dentro
del otro carrete (20, 23), y cubriendo dos esquinas extremas
longitudinales del conjunto del núcleo central (13).
2. La bobina de encendido de la reivindicación 1,
que comprende además:
un segundo miembro separador (17f, 17g) dispuesto
en al menos uno de los extremos longitudinales del conjunto del
núcleo central (13).
3. La bobina de encendido de la reivindicación 1
ó 2, en la que:
el primer miembro separador (17) está formado con
una forma de tubo y teniendo un agujero (18) en al menos uno de los
dos extremos longitudinales del conjunto del núcleo central (13;
y
el agujero (18) es menor en diámetro que el
conjunto del núcleo central (13).
4. La bobina de encendido de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en la que al menos una de las dos esquinas
extremas longitudinales del conjunto del núcleo central (13) está
rodeada por un espacio (100).
5. La bobina de encendido de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, que comprende además:
un núcleo exterior (25) dispuesto alrededor de
las circunferencias exteriores de la bobina primaria (24) y la
bobina secundaria (21), en el que al menos el carrete primario (23)
y el carrete secundario (20) tienen una brida (23a) formada en una
parte extrema longitudinal de la misma, y extendiéndose radialmente
para cubrir la parte extrema longitudinal del núcleo exterior
(25).
6. La bobina de encendido de la reivindicación 5,
en la que:
el carrete primario (23) está dispuesto alrededor
de una circunferencia exterior del carrete secundario (20), y en la
que la brida (23a) está formada en el carrete primario (23) en el
lado de bajo voltaje de la bobina secundaria (21).
7. La bobina de encendido de la reivindicación 5,
en la que al menos una bobina de la bobina primaria (24) y la bobina
secundaria (21) tiene un hilo (72) revestido por un material de
separación (74), el cual es separable del aislante de resina
(26).
8. La bobina de encendido de la reivindicación 7,
en la que:
una bobina de la bobina primaria (24) y la bobina
secundaria (21) dispuestas radialmente fuera tiene el hilo (72)
revestido con el material de separación (74).
9. La bobina de encendido de la reivindicación 7,
en la que:
la bobina primaria (24) está dispuesta en un lado
radialmente interno y la bobina secundaria (21) está dispuesta en un
lado radialmente exterior.
10. La bobina de encendido de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en la que el aislante (26) tiene un promedio
del valor del coeficiente de dilatación térmica dentro de un rango
de 10 a 30 ppm a -40ºC a 130ºC en un método de prueba
correspondiente a la norma ASTMD790.
11. La bobina de encendido de la reivindicación
10, en la que:
el aislante (26) tiene un promedio de los valores
del coeficiente de dilatación térmica de 10 a 30 ppm a la
temperatura ambiente hasta 70ºC en el método de prueba
correspondiente a la norma ASTMD696.
12. La bobina de encendido de la reivindicación
10 a 11, en la que:
el aislante (26) tiene un promedio de valores del
coeficiente de dilatación térmica dentro de los valores de 10 a 30
ppm.
13. La bobina de encendido de la reivindicación
10, en la que:
el aislante (26) incluye un aislante interno
(26a) y un aislante externo (26b);
el aislante interno (26a) tiene un promedio de
valores del coeficiente de dilatación térmica dentro de un rango de
10 a 30 ppm a la temperatura ambiente hasta 70ºC en el método de
prueba correspondiente a la norma ASTMD696, y estando montado para
contactar directamente con el núcleo central (12); y
el aislante externo (26b) que tiene un promedio
de los valores del coeficiente de dilatación térmica mayor de 17 ppm
a la temperatura ambiente hasta 70ºC en el método de prueba
correspondiente a la norma ASTMD696, y estando montado alrededor del
aislante interno (26a).
14. La bobina de encendido de la reivindicación
13, en la que:
el aislante interno (26a) tiene un valor promedio
del coeficiente de dilatación térmica dentro de un rango de 11 a 17
ppm a la temperatura ambiente hasta 70ºC en el método de prueba
correspondiente a la norma ASTMD696.
15. La bobina de encendido de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 14, en la que un material que tiene un
coeficiente de dilatación térmica inferior al correspondiente al
aislante de resina (26) se encuentra dispuesto al menos en la
proximidad de casi toda la periferia redonda exterior del núcleo
(12).
16. La bobina de encendido de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, en la que el aislante flexible (26) está
rellenado alrededor del núcleo (12).
17. La bobina de encendido de la reivindicación
16, en la que
el aislante (26) tiene un modulo en frío de
elasticidad dentro de un rango de 0,1 a 5000 MPa en un método de
prueba correspondiente a la norma ASTMD790.
18. La bobina de encendido de la reivindicación
17, en la que:
el aislante (26) tiene un modulo en frío de
elasticidad dentro de un rango de 10 a 5000 MPa en el método de
prueba correspondiente a la norma ASTMD790.
19. La bobina de encendido de la reivindicación
16, en la que:
el aislante (26) incluye un aislante interno
(26a) y un aislante externo (26b);
el aislante interno (26a) tiene un modulo en frío
de elasticidad dentro de un rango de 0,1 a 10 MPa en el método de
prueba correspondiente a la norma ASTMD790 y estando montado para
contactar directamente con el núcleo central (12); y
el aislante exterior (26b) tiene un modulo en
frío de elasticidad mayor de 10 MPa en el método de prueba
correspondiente a la norma ASTMD790 y estando rellenado alrededor
del aislante interno (26a).
20. La bobina de encendido de la reivindicación
19, en la que:
el aislante exterior (26b) tiene un módulo en
frío de elasticidad mayor de 3000 MPa en el método de prueba
correspondiente a la norma ASTMD790.
21. La bobina de encendido de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 20, en la que el primer miembro separador (17)
cubre una superficie periférica completa del núcleo (12) en la
dirección axial.
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