ES2275785T3 - Bobina de encendido del tipo de barra que tiene una estructura mejorada para evitar las fisuras o las descargas electricas. - Google Patents
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Abstract
Una bobina de encendido para un motor, que comprende: un núcleo en forma de barra (12); una bobina primaria (24) y una bobina secundaria (21) bobinadas axialmente sobre una circunferencia exterior del núcleo (12); un carrete primario (23) que tiene la bobina primaria (24) bobinadas sobre el mismo, y un carrete secundario (20) que tiene la bobina secundaria (219 bobinada sobre el mismo, con la bobina primaria (24) posicionada fuera de la bobina secundaria (21) en la dirección radial; un núcleo exterior (25) configurado alrededor de las circunferencias exteriores de la bobina primaria (24); un aislante de resina (26) rellenado alrededor del núcleo (12); y un miembro de anillo en ángulo (50a-50c) cubriendo la esquina de la circunferencia interna de una parte extrema longitudinal del núcleo exterior (25).
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 combustión interna, 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.
El documento
EP-A-0827163 como arte anterior bajo
el Artículo 54 (3) EPC muestra una bobina de encendido para un
motor que comprende un núcleo en forma de barra, una bobina primaria
y una bobina secundaria, bobinadas axialmente sobre una
circunferencia exterior del núcleo, un carrete primario que tiene la
bobina primaria bobinada sobre el mismo, un carrete secundario que
tiene la bobina secundaria bobinada sobre el mismo, un núcleo
exterior configurado alrededor de la circunferencia exterior de la
bobina secundaria y un aislante de resina rellenado alrededor del
núcleo.
Es un objeto de la presente invención el
desarrollar además una bobina de encendido de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación 1, de forma tal que se suprima la
aparición de fisuras.
De acuerdo con la invención, este objeto se
consigue mediante una bobina de encendido que tenga las
características de la reivindicación 1.
Los desarrollos adicionales ventajosos se
encuentran expuestos en las reivindicaciones adjuntas.
De acuerdo con la invención, no solo es posible
la supresión de la aparición de fisuras sino también la perforación
del dieléctrico provocada por un cambio en la temperatura
ambiente.
En otra bobina de encendido expuesta en el
documento
JP-U-59-30501,
aunque no siendo del tipo de barra, las esquinas del núcleo están
cubiertas por el recubrimiento de la superficie del núcleo con un
elastómero. Esto previene que las esquinas del núcleo y del
aislante hechas de resina de epoxia puedan llegar a estar con
contacto directo entre sí, y suprimiendo las figuras 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
exterior para que se adapte al diámetro interno del agujero de la
bujía.
De acuerdo con la invención, la bobina de
encendido tiene el miembro en ángulo para cubrir la esquina de la
circunferencia interior del extremo longitudinal del numero externo,
el cual está configurado alrededor de la circunferencia exterior de
la bobina primaria y la bobina secundaria, de forma que el aislante
de resina esté restringido de llegar a entrar en contacto directo
con la esquina de la circunferencia interior del núcleo externo.
Como resultado de ello, incluso aunque el núcleo exterior y el
aislante de resina tengan distintos coeficientes de dilatación, se
repetirán las dilataciones y las contracciones conforme cambie la
temperatura, pudiendo suprimir las fisuras en el aislante de resina
en la proximidad de la esquina de la circunferencia interior del
núcleo externo. Como resultado de ello, la descarga eléctrica puede
ser suprimida, de forma que la caída en el voltaje a aplicar a la
bujía de encendido puede estar restringida. Alternativamente, el
carrete puede tener una brida para configurarse para que cubra la
esquina extrema longitudinal del núcleo exterior, de forma que las
fisuras, en caso de que fueran provocadas en el aislante de resina
en la proximidad de la esquina de la circunferencia interior del
núcleo exterior, apenas se extendería hacia la circunferencia
interior debido a que estaría blindada por el carrete exterior.
Como resultado de ello, las fisuras tendrán menos probabilidad de
alcanzar los cables eléctricos que conectan las bobinas y los
terminales eléctricamente en la bobina de
encendido.
encendido.
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 el primer
ejemplo comparativo;
la figura 2 es una vista en sección que muestra
un miembro cilíndrico utilizado en el primer ejemplo
comparativo;
la figura 3 es una vista en sección ampliada que
muestra una parte extrema de la bobina de encendido de acuerdo con
el primer ejemplo comparativo, 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 el primer ejemplo comparativo, 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 el segundo
ejemplo comparativo;
la figura 6 es una vista en sección ampliada que
muestra una parte extrema de la bobina de encendido de acuerdo con
el tercer ejemplo comparativo;
la figura 7 es una vista en sección ampliada que
muestra la otra parte extrema de la bobina de encendido de acuerdo
con el tercer ejemplo comparativo;
la figura 8 es una vista en sección ampliada que
muestra una parte extrema de una bobina de encendido de acuerdo con
el cuarto ejemplo comparativo;
la figura 9 es una vista en sección ampliada que
muestra la otra parte extrema de la bobina de encendido, de acuerdo
con el cuarto ejemplo comparati-
vo;
vo;
la figura 10 es una vista en sección que muestra
una bobina de encendido de acuerdo con la primera 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 primera 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
primera 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 la segunda realización de la invención.
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 referencias iguales o similares.
Primer ejemplo
comparativo
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.
El conjunto del núcleo central 13 está compuesto por un núcleo 12,
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 el primer ejemplo comparativo, 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.
Segundo ejemplo
comparativo
En el segundo ejemplo comparativo mostrado 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 el segundo ejemplo comparativo 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.
Tercer ejemplo
comparativo
En el tercer ejemplo comparativo mostrado en las
figuras 6 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 el tercer ejemplo comparativo también,
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.
Cuarto ejemplo
comparativo
En el cuarto ejemplo comparativo mostrado 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 el cuarto ejemplo comparativo, 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 dispuesta 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 los anteriores primer a cuarto ejemplos
comparativos, 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.
Primera
realización
En la primera 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 50a en la misma.
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 primera 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.
ensamblado.
Segunda
realización
En la segunda 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 primera realización.
En la primera realización y en el segundo
ejemplo comparativo descritos 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.
Claims (7)
1. Una bobina de encendido para un motor, que
comprende:
un núcleo en forma de barra (12);
una bobina primaria (24) y una bobina secundaria
(21) bobinadas axialmente sobre una circunferencia exterior del
núcleo (12);
un carrete primario (23) que tiene la bobina
primaria (24) bobinadas sobre el mismo, y un carrete secundario
(20) que tiene la bobina secundaria (219 bobinada sobre el mismo,
con la bobina primaria (24) posicionada fuera de la bobina
secundaria (21) en la dirección radial;
un núcleo exterior (25) configurado alrededor de
las circunferencias exteriores de la bobina primaria (24);
un aislante de resina (26) rellenado alrededor
del núcleo (12);
y
un miembro de anillo en ángulo
(50a-50c) cubriendo la esquina de la circunferencia
interna de una parte extrema longitudinal del núcleo exterior
(25).
2. La bobina de encendido de la reivindicación
1, en la que:
el miembro de anillo en ángulo
(50a-50c) cubre la esquina de la circunferencia
interna del extremo longitudinal que está posicionado en un lado de
alto voltaje de la bobina secundaria (21).
3. La bobina de encendido de la reivindicación
1, en la que:
el miembro de anillo en ángulo
(50a-50c) cubre la esquina de la circunferencia
interior del extremo que está posicionado en el lado de bajo
voltaje de la bobina secundaria (21).
4. La bobina de encendido de la reivindicación
3, en la que:
el carrete primario (23) está configurado
alrededor de la circunferencia exterior de la bobina secundaria
(21);
y
el miembro de anillo en ángulo
(50a-50c) está montado en un miembro de montaje
formado en el carrete primario (23).
5. La bobina de encendido tal como se ha
expuesto en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que:
el miembro de anillo en ángulo
(50a-50c) cubre la esquina de la circunferencia
interna de la parte extrema en una sección en forma de L,
ensamblada con el núcleo exterior (25).
6. La bobina de encendido tal como se ha
expuesto en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que:
las partes extremas, situadas en el lado de bajo
voltaje de la bobina secundaria (21), del carrete primario (23) y
el carrete secundario (20), el cual está dispuesto en el lado de la
circunferencia exterior, se extiende en forma más larga en la
dirección longitudinal que la parte extrema del núcleo exterior
(25).
7. La bobina de encendido expuesta en la
reivindicación 6, en la que:
el carrete primario (23) está configurado
alrededor de la circunferencia exterior del carrete secundario
(20).
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