JP2005175470A - 点火コイル - Google Patents

Abstract

【課題】十分な持続運転耐性が保証される点火コイルを提供する。
【解決手段】コイルケーシング１２と周囲コア２６との間で少なくとも部分的に、少なくとも１つの導電性のプラスチック区分２８が配置されており、該プラスチック区分２８が周囲コアに電気的に接続されていて、ほぼ空気ギャップなしにコイルケーシング１２に隣接しているようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の点火装置の点火コイルであって、絶縁性のプラスチックから製作されたコイルケーシングが設けられており、磁気的に働くＩコアが設けられており、該Ｉコアが、供給電圧に接続された第１のコイル巻線と、高電圧接続部に接続された第２のコイル巻線とによって包囲されており、Ｉコアと一緒に磁気的な回路を形成していて、第１のコイル巻線と第２のコイル巻線とから成る装置を包囲している周囲コアが設けられている形式のものに関する。

前記形式の点火コイルは実際に公知であって、特に、オットー原理に従って作業する自動車内燃機関の１つの点火プラグを制御するためのコンパクト点火コイル（Kompaktzuendspule）または少なくとも２つの点火プラグを制御するための多火花コイル（Mehrfunkenspule）も形成している。前記点火コイルはエネルギ蓄え器兼変圧器を形成している。このエネルギ蓄え器兼変圧器によって、通常関連した自動車の直流電圧搭載電源によって提供される比較的に低い供給電圧の電気的なエネルギが、磁気的なエネルギに変換される。この磁気的なエネルギは、内燃機関の燃焼室内の燃料混合気に点火するために働く点火プラグに点火パルスが送出されるようにしたい所望の時点に、高電圧パルスに変えられる。

公知のコンパクト点火コイルは、通常プラスチックから製作されたコイルケーシングを有している。このコイルケーシング内には、強磁性の材料例えば鉄から成る、磁気的に働くいわゆるＩコア（I-Kern）が配置されている。このＩコアは例えば直方体形もしくは棒形に形成されていてよく、直流電圧搭載電源すなわち供給電圧に接続された、第１のいわゆる一次巻線と、点火プラグに接続された、第２のいわゆる二次巻線とによって包囲されている。両巻線は一般的には銅線から製作されている。公知のコンパクト点火コイルは、さらに、やはり強誘電性の材料から形成された、いわゆる周囲コア（Umfangskern）もしくはＯコア（O-Kern）を有している。この周囲コアもしくはＯコアはＩコアと一緒に磁気的な回路を形成していて、一次巻線と二次巻線とから成る装置を包囲している。

自動車の直流電圧搭載電源によって供給された電圧を高電圧に変換することは、一次巻線を電流が流れ、これにより一次巻線の周囲に、所定の方向を有していてそれ自体において閉じている磁界が生ぜしめられるように行われる。蓄えられた電気的なエネルギを高電圧パルスとして放出するために、形成された磁界は、電流の遮断によって強制的に方向変化させられる。このことによって、一次巻線の近くに形成されていて極めてはるかに多い巻線数を有している二次巻線中に、高電圧が生ぜしめられる。点火プラグにおける電気的なエネルギの変換によって、前もって形成された磁界は崩壊する。点火コイルは放電させられる。内燃機関の燃焼室内に供給された燃料混合気の点火に際しての高電圧、火花電流および火花持続時間は、二次巻線の設計次第で、その都度の要求に適合されることができる。

特にコンパクト点火コイルの場合、点火コイルケーシングの、互いに反対の側に位置する面において、Ｏコアと点火コイルケーシングとの間にそれぞれ空気ギャップが存在する。この空気ギャップを介して、Ｏコアの部分放電が生じることがあり得る。この部分放電は、Ｏコアと点火コイルケーシングとの間に生ぜしめられた電界によって惹起されている。前記空気ギャップが狭幅であれば狭幅であるほど、支配的な電界は一層大きくなる。このことも、より強い部分放電と、点火コイルの点火コイルケーシングもしくは他の隣接する構成部材の材料消耗すなわち材料の減り（Materialabbau）とを招くことがあり得る。したがって従来、部分放電を防止するためにＯコアと点火コイルケーシングとの間の空気ギャップをできるだけ大きく構成する努力が常時なされている。

特に小さいコンパクト点火コイルの設計に際して、Ｏコアと点火コイルケーシングとの間の空気ギャップを点火コイルの十分な持続運転耐性（Dauerlaufbestaendigkeit）が保証されるほどに大きく構成することが、設計上の理由からもはや可能ではないことがあり得る。このことは、射出成形によって埋設されていない（nicht umspritzt）Ｏコアとコイルケーシングとの間の最小の空気ギャップに起因する。この空気ギャップは、プラスチックから製作されたケーシングへの、Ｏコアの十分ではない付着によって生じる。このことも、高い電位差とこれに伴うＯコアの部分放電とを生ぜしめる。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の点火コイルを改良して、十分な持続運転耐性が保証されるようなものを提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、コイルケーシングと周囲コアとの間で少なくとも部分的に、少なくとも１つの導電性のプラスチック区分が配置されており、該プラスチック区分が周囲コアに電気的に接続されていて、ほぼ空気ギャップなしにコイルケーシングに隣接しているようにした。

請求項１の上位概念部に記載した形式の、内燃機関の点火装置の本発明による点火コイルであって、コイルケーシングと周囲コアとの間で少なくとも部分的に、少なくとも１つの導電性のプラスチック区分が配置されており、該プラスチック区分が周囲コアに電気的に接続されていて、空気ギャップなしにコイルケーシングに隣接している点火コイルは、次のような利点を有している。すなわち、少なくとも、前記少なくとも１つのプラスチック区分が配置されている領域では、周囲コアもしくはＯコアとコイルケーシングとの間に、空気を介して働く電界が形成されることは起こり得ず、したがって前記領域では、コイルケーシングを介したＯコアの部分放電も、ひいては材料の減りも生じない。むしろ、Ｏコアとコイルケーシングとの間に提供されている最短の空気区間を介して、減少された部分放電しか生じない。しかも前記空気区間は、導電性のプラスチック区分によって、Ｏコアとコイルケーシングとの間に所定の空気ギャップが存在する先述の公知先行技術による点火コイルに比べて伸長されかつ外側へ移動させられて構成されている。Ｏコアもしくは周囲コアと導電性のプラスチック区分とは、同じ電位にある。

導電性のプラスチック区分は、射出成形方法の使用によって、プラスチックから製作されたコイルケーシングに結合されていてよい。この結果、前記両構成部材間に空気ギャップは形成されていない。この結合部は例えば、まず、前記少なくとも１つの導電性のプラスチック区分が周囲コアにおいて射出成形によって固着され（angespritzt）、次いで、導電性のプラスチック区分を備えた周囲コアがコイルケーシングに射出成形によって埋設される（eingespritzt）ように、形成されることができる。

つまり、導電性のプラスチック区分によって、点火コイルの周囲コアと絶縁性のプラスチック構成部材、特にコイルケーシングとの間の空気ギャップが電気的に除去される。

本発明による点火コイルの有利な実施態様では、導電性のプラスチック区分は、周囲コアの内面を少なくとも部分的に覆っている、しかも有利には少なくとも、過度の材料消耗が点火コイルの故障を招く恐れのある箇所で覆っている。

導電性のプラスチック区分は、例えば０．１ｍｍ〜２．５ｍｍの厚さ、有利には約０．５ｍｍの厚さを有している。しかしながら、導電性のプラスチック区分をより薄く形成することおよび、場合によっては部分的に形成された導電性の薄いプラスチック層の形状で周囲コアまたはケーシングに被着することも、可能である。

本発明による点火コイルの特別な実施態様では、導電性のプラスチック区分は、ほぼＵ字形の横断面を有している。プラスチック区分を備えた周囲コアをコイルケーシング内に射出成形によって埋設した後、導電性のプラスチック区分のベース領域は、生産技術に起因して、最小の空気ギャップを介して周囲コアに対して間隔を置いて配置されていてよい。これに対して、プラスチック区分の側面は周囲コアに接触していて、電位補償に必要な電気的な接続部を形成している。つまり、導電性のプラスチック区分は、この事例ではクリップ状に周囲コアの内面に配置されていて、プラスチック体として形成されている。

本発明による対象のさらなる利点および有利な構成は、明細書、図面および特許請求の範囲に示されている。

本発明による点火コイルの実施の形態は、図面に概略的に簡単に示されていて、以下に詳しく説明される。

図面には、自動車のオットーエンジンとして設計された内燃機関の点火装置（この他の点では図示せず）の点火コイル１０が示されている。この点火コイル１０は、点火プラグ（図示せず）に高電圧パルスを供給するために働く。これにより、内燃機関の燃焼室内に含まれた空気／燃料・混合気が点火されることができる。

コンパクト点火コイルとして構成された点火コイル１０は、ケーシング１２を有している。このケーシング１２は、電気絶縁性のプラスチック１２から製作されている。このケーシング１２内で中央の位置に、軟磁性の、直方体形のＩコア１４が配置されている。このＩコア１４は、括束された（paketiert）金属薄板もしくは積層された電気金属薄板から成っている。

磁気的に働くＩコア１４の周囲には、プラスチックから成っている絶縁体１６が配置されている。この絶縁体１６は、銅線から形成されたいわゆる一次巻線１８のためのコイル体として働く。一次巻線１８は低電圧接続部２０を介して、自動車の直流電圧搭載電源に接続されている。したがって、一次巻線１８には例えば１２Ｖの直流電圧が供給されることができる。

一次巻線１８は、同心的に配置された第２のコイル体２１によって包囲されている。このコイル体２１には、銅線から形成されたいわゆる二次巻線２２が巻き付けられている。この二次巻線２２は、点火コイル１０の、関連した点火プラグに接続可能な高電圧接続部２４に接続されている。

Ｉコア１４と一次巻線１８とコイル体２１と二次巻線２２とは、１つの構成ユニットを形成している。この構成ユニットは、注型樹脂製品（図示せず）内に注型によって埋設され（eingegossen）、これによりケーシング１２内に位置固定されている。

ケーシング１２は、さらに、Ｉコア１４の高さでいわゆる周囲コアもしくはＯコア２６によって包囲されている。このＯコア２６も、括束された金属薄板もしくは積層された電気金属薄板から製作されていて、磁気的な回路を形成するためにＩコア１４に接続されている。低電圧接続部２０とは逆の側に、Ｏコア２６はねじ留めアイ２７を有している。このねじ留めアイ２７はアース接続のために働く。

Ｏコア２６はほぼ方形の輪郭を有していて、その内面に、導電性のプラスチックから形成されたプラスチック区分２８を有している。このプラスチック区分２８は、ほぼＵ字形の輪郭とほぼＵ字形の横断面とを有している。プラスチック区分２８の側面は、形状接続的に（形状による束縛によって；formschluessig）Ｏコア２６に結合されている。これにより、Ｏコア２６とプラスチック区分２８との間の電気的な接触接続が保証される。プラスチック区分２８はそのベースの領域において、すなわちＯコア２６の内面において、製作に起因して、最小の空気ギャップを介してＯコア２６に対して間隔を置いて配置されている。

Ｏコア２６に射出成形によって固着されたプラスチック区分２８は、例えば約０．５ｍｍの厚さを有していて、ケーシング１２に形状接続的に、すなわち空気ギャップなしに結合されている。

択一的に、導電性のプラスチック区分２８は、独立したプラスチック体として形成されていてもよく、例えば前製作されたクリップとしてＯコア２６の内面に係止されていてもよい。

同じくプラスチック区分２８は、プラスチック層として例えば蒸着または電気めっきによる手段で製作され、ケーシングまたは周囲コアに形成されていてよい。

本発明による点火コイルの平面図である。

図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った、図１による点火コイルの断面図である。

導電性のプラスチック区分を備えた、点火コイルのＯコアの斜視図的な平面図である。

符号の説明

１０ 点火コイル、 １２ ケーシング、 １４ Ｉコア、 １６ 絶縁体、 １８ 一次巻線、 ２０ 低電圧接続部、 ２１ コイル体、 ２２ 二次巻線、 ２４ 高電圧接続部、 ２６ Ｏコア、 ２７ ねじ留めアイ、 ２８ プラスチック区分

Claims (8)

1. 内燃機関の点火装置の点火コイルであって、絶縁性のプラスチックから製作されたコイルケーシング（１２）が設けられており、磁気的に働くＩコア（１４）が設けられており、該Ｉコア（１４）が、供給電圧に接続された第１のコイル巻線（１８）と、高電圧接続部に接続された第２のコイル巻線（２２）とによって包囲されており、Ｉコア（１４）と一緒に磁気的な回路を形成していて、第１のコイル巻線（１８）と第２のコイル巻線（２２）とから成る装置を包囲している周囲コア（２６）が設けられている形式のものにおいて、コイルケーシング（１２）と周囲コア（２６）との間で少なくとも部分的に、少なくとも１つの導電性のプラスチック区分（２８）が配置されており、該プラスチック区分（２８）が周囲コアに電気的に接続されていて、ほぼ空気ギャップなしにコイルケーシング（１２）に隣接していることを特徴とする、点火コイル。
2. 導電性のプラスチック区分（２８）が、周囲コア（２６）の内面を少なくとも部分的に覆っている、請求項１記載の点火コイル。
3. 導電性のプラスチック区分（２８）が、ほぼＵ字形の横断面を有しており、その側面が形状接続的に周囲コアに結合されている、請求項１または２記載の点火コイル。
4. 導電性のプラスチック区分（２８）が、周囲コア（２６）に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の点火コイル。
5. 導電性のプラスチック区分（２８）が、ケーシング（１２）に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の点火コイル。
6. 導電性のプラスチック区分（２８）が、０．１ｍｍ〜２．５ｍｍの厚さを有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の点火コイル。
7. 導電性のプラスチック区分（２８）が、プラスチック体として形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の点火コイル。
8. 導電性のプラスチック区分（２８）が、プラスチック層として形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の点火コイル。

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