JPH09502052A - 点火コイル組立体 - Google Patents

点火コイル組立体

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JPH09502052A JP7507394A JP50739494A JPH09502052A JP H09502052 A JPH09502052 A JP H09502052A JP 7507394 A JP7507394 A JP 7507394A JP 50739494 A JP50739494 A JP 50739494A JP H09502052 A JPH09502052 A JP H09502052A
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Abstract

(57)【要約】 中に複数のスロット(406、408、410)を備えるボビンの周りに2次点火コイル(412)が巻いてある。これらのスロットは、このボビン(400)の円筒形壁の周りに離間していて、樹脂注封材料がこの円筒形壁にあるスロットを通ってコイルの中へ迅速且つ均一に流れるようにする。樹脂は、また、コイル巻線(412)の外部から上記コイル巻線の中へも流入する。

Description

【発明の詳細な説明】 点火コイル組立体 この発明は、一般的には、特に内燃機関、および車両の点火システム用の点火 コイルに関し、更に詳しくは、この点火コイルのボビン組立体に関する。 マイクロプロセッサおよび関連する精巧な電子制御装置の出現で、車両の点火 システムおよび点火システム技術は、かなり改善されてきている。これらの新し いシステムおよび技術の組み込みによって、点火タイミングの改善、および信頼 性の改善などの効果が挙げられる。燃焼プロセスの改善の一つの成果は、排気ガ ス再循環割合の拡大を可能としたことである。また放出物、出力、およびその他 の性能特性が改善されている。 点火コイル設計が変向されたのも、この点火システム全体の改善の一部であっ た。各点火装置、即ち点火栓に対し一つの点火コイルを使用することは、各燃焼 室内で点火特性をより精密な制御を可能としている。内燃機関用のある点火シス テムは、非導電性ハウジングの中にC形鉄心を有し、1次および2次巻線が、相 互に入れ子になってこのC形鉄心の境界内にある個々のボビンの上に巻かれてい る点火コイルを使用する。このコイルは、このプロセスの最終工程で、エポキシ 注封材料またはその他の絶縁材料で充填する。このエポキシ材料は、これらの巻 線が作動中に受ける捩り力の影響を防止する。捩り力の影響の一つは、巻線の絶 縁が急速に疲労することである。 巻線をエポキシで充填する既知の方法の一つは、巻線の周囲を減圧雰囲気とし 、エポキシをコイルの外側から内側へ含浸させることである。そのような方法の 欠点の一つは、このエポキシがコイル巻線に浸透するためには多くの時間がかか ることである。他の欠点は、もし、完全に浸透しないと、この装置の効率が低下 することである。事実、完全な含浸を達成するための要因、即ちエポキシの化学 反応時間、巻線張力、減圧レベル、および処理温度の間に微妙なバランスがある 。理想的な状態は、巻線が最少時間で均一に含浸し、硬化したエポキシが所望の 物理的特性を示すときに生ずる。幾つかの製造プロセスパラメータを変えること は 勿論、エポキシ配合のある成分を変えることによって、含浸時間を減少するため の試みがなされている。しかし、これらの方法のどれも、含浸時間を有意義に減 少することはなかった。 米国特許第3,377,692号は、コイルを樹脂質で含浸するもう一つの方 法を記載している。その特許では、樹脂質を、線が巻かれている二体極部の内部 の1本の円周溝から正圧で押し込む。この特許は、減圧環境を利用したものでな い。巻線に残っている油や水分は、樹脂質の分布を阻止し、その結果、この巻線 の中の樹脂質の分布が不均一になるだろう。この巻線を固定する方法は、フエル ト部材を使用し、この巻線を保持するためには、これもエポキシで飽和しなけれ ばならない。 従って、コイル巻線を比較的短時間にその全断面にわたりエポキシで含浸する 方法を提供することが望ましいだろう。 好ましい実施例は、所与の厚さの内管状壁部を有するボビン部を含み、このボ ビン部に離間して配置し且つその厚みを貫通する複数のスロットを備える。複数 の巻線が、この内管状壁部の周りに巻かれている。エポキシ薬剤を、この巻線の 外側から内側へおよびその逆に、この巻線に同時に含浸する。この内壁部のスロ ットを通して、エポキシが、内壁部から巻線の外側の方へと巻線に含浸すること が可能となる。 さて、この発明を、例として、添付の図面を参照して、更に詳しく説明する。 これらの図面で: 第1図は、注封材料を除去し、1次コネクタを部分断面で示す、点火コイル組 立体の全体透視図であり; 第2図は、第1図に示す点火コイル組立体の透視、分解図であり; 第3図は、2次ボビンおよび巻線組立体の立面図であり; 第4図は、第3図に示す2次ボビンおよび巻線組立体の、その上端から見た平 面図であり; 第5図は、第3図に示す2次ボビンおよび巻線組立体の、その底から見た平面 図である; 第1図に、この発明による点火コイル組立体全体を示す。この点火コイル組立 体は、仮想線で示すように、典型的な点火栓に取付けられ、電気的に接続された 、1点火栓1コイル式点火コイル組立体である。それには、全体として環状のハ ウジング10があり、その中に鋼成層C形鉄心部材100が入れ子になっていて 、その部材がその終末先端間に開放空洞部またはエアギャップをなし、1次およ び2次ボビン組立体200、400がこのC形鉄心部材100の終末先端間の開 放空洞部内にある。1次コイル部材200には、1次ボビンを通って軸方向に伸 びるT形鋼成層鉄心部材(図示せず)がある。 1次ボビンには、1対の1次端子レセプタクル202、204があり、その中 に無はんだ、ばね保持、絶縁変位端子がある。 一部のみ示す1次コネクタ組立体12は、ハウジングの上にクリップで留まる ようにされ、この1次および2次コイルを電気接続するリード線をレセプタクル 部14中に含む。 2次ボビン400には、入力端子402と対応する2次ボビン出力端子(第1 図には図示せず)があり、その出力端子は、このハウジングの端子ステム部16 の領域内の2次ボビンの下端にある。この端子ステム部16の上に滑り嵌めされ ているのは、柔軟なゴムブーツ18で、このブーツ18は、ステム部16を掴む カラー20と、点火栓を掴んで、以下に説明するように電気接続をする胴部22 を有する。 さて、第2図を参照すると、1次ボビンサブ組立体200には、1次ボビン2 06があり、その縦軸周りに1次コイル208が巻かれている。ボビン206に は、上チャンネル形ヘッド部210と下環状部212がある。このボビンには、 その縦軸に沿って一端から他端まで伸び、T形鋼成層鉄心部材300を、滑り嵌 めで、受けるような大きさの矩形内腔228がある。このボビンの上チャンネル 部には、1対の離間した側壁214および、その一端にこれらの側壁間に伸びる 止め壁216がある。この上チャンネル部には、三つの位置決めラグ218、2 20、222(218および222は、この図には示さず)がある。これらの二 つ(218、220)は、それぞれの端子レセプタクル202、204の底にあ る。1次ボビンの底に環状カラー224があり、このカラーから半径方向に、こ のボビンの上部の端子部202、204から伸びるものと軸方向に整列された、 1対の類似の位置決めラグ226が突出している。 1次ボビン組立体200の中に滑動するように受けられているT形鉄心部材3 00には、一端に下側302がテーパ付きで、他端がテーパ付きの端またはラン プ304であるクロスバー部材308がある。このT形鉄心部材は、一連の鋼層 をポンチまたは打込み306によって互いに固着したものである。 クロスバー部材308に磁気的に取付けられているのは、板状永久磁石310 である。磁石310の上面に複数の突起312がある。各突起312の高さまた は長さは均等でまたC形鉄心部材の終末先端間の距離をT形鉄心部材と永久磁石 で渡すようにするための積み重ね公差の最大差をわずかに越えるものである。こ の磁石部材は、充密でない、樹脂で固めた磁性材料から成る。すなわちこの材料 は、プラスチックまたはエポキシ母材のような結合剤中に均一に分散した、ネオ ジムおよびサマリウムのような希土類、高エネルギー材料の粒子から成る。好ま しい例では、ナイロン母材中にネオジム粒子を分散させ、その結果複合材料の磁 束密度は、充密の磁石の磁束密度が12キロガウスであるのに対し、4.2キロ ガウスとなる。 1次コイルボビン組立体200は、円筒形の2次コイルボビン組立体400の 中に受けられるようにされている。2次コイルボビン組立体400には、一体の 2次端子部402および404がある。各端子部の端の中には、類似の無はんだ 、ばね保持、絶縁端子がある。この2次ボビン400の内円筒形面の周りに、三 つの縦に伸びるスロット406、408、410が設けられている。各スロット は、この円筒形面を通る開口部として作られている。2次コイルボビン部材40 0の外周に巻かれたコイル巻線412の一部が、この円筒形2次ボビンの内部に 露出されている。コイル巻線412は、そのそれぞれの端の周りで、入力および 出力2次端子部402、404に接続されている。スロット406、408、4 10は、それぞれ1次ボビン組立体の位置決めラグ218、220、222を受 けるような大きさになっている。よって、1次ボビン組立体を2次ボビンに挿入 すると、各位置決めラグの円周位置をキー止めすることによって、一次ボビン組 立体は2次ボビン内の特定の位置に配置される。また、相対縦方向位置は、2次 ボビンの縁またはリップ上に乗るようになった、このボビンの上チャンネル部の テー パ付き下側によって決定される。更に、2次ボビンのスロット406、410は 、このボビンの下側にタブ418を有する。1次ボビンの上チャンネル部が2次 ボビンのこのリップ上に乗ると、位置決めラグ226の突起232がタブ418 と係合し、それによって1次ボビンを然るべき位置にスナップ嵌めする。 10%の充填剤を入れた改質ポリプロピレン、またはその他の適当な材料でで きた、プラスチック絶縁クリップ部材102は、C形鉄心部材100の開放空洞 内に滑動可能に係合する。このクリップは、図示し、以下に説明するように、そ の側壁がC形鉄心部材の外壁をしっかりと掴むような大きさになっている。それ がこのボビンと鉄心の間に介入して、鉄心の熱膨張の影響を緩和している。 C形鉄心部材100は、クリップ102と共に1次ボビンのチャンネル形上ヘ ッド部に、その開放端から挿入し、このC形鉄心部材の上終末先端104が1次 ボビンの止め壁216に当接するようにする。同時に、1次ボビン組立体内のT 形鉄心部材のランプまたは傾斜端部304が、このC形鉄心部材の他の終末先端 108の、対応するランプ端部106に沿って線対線で係合する。T形鉄心部材 がC形鉄心部材の止め肩110に当接するまで組込まれる。更に、この傾斜ラン プにより得られるリフトは、T形鉄心部材300と永久磁石310をC形鉄心部 材100を押しつけ他方の末端と完全に接触するようにする程度とし、それによ って、C形鉄心部材とT形鉄心部材の間のエアギャップを実質的に無くすように する。 永久磁石から伸びる突起312によって、この永久磁石とT形鉄心部材あるい はC形鉄心部材の先端104との間のある程度の物理的接触が常に保証される。 次でこれは、他端において、それぞれ鉄心部材300、100の相互係合するラ ンプ面304、106の全域で線接触が常に存在することを保証する。 この鉄心および1次ボビンおよび2次ボビンのサブ組立体は、ハウジング10 内に滑動可能に係合する。その後、保持ばね24を含むブーツ組立体をこのハウ ジングの一端に滑り嵌めし、1次コネクタ組立体12をハウジングの反対端にク リップ留めする。これで、第1図および第2図に示すような鉄心組立を終わる。 第3図−第5図を見ると、2次ボビン400および巻線組立体の詳細が示され ている。1次コイルボビンと同様に、この2次コイルボビンは、好ましくはナイ ロンまたは類似の材料製の一体の射出成形プラスチック部材である。全体として 円筒形または管状で、その内径は、1次ボビン組立体を密接して受けるような大 きさであり、複数の長いスロット406、408、410がある。スロット40 6、408、410は、ボビンのこの側壁を完全に貫通する開口部を形成してい る。スロット406、408、410は、このボビン400の全長に亙って縦に 伸びてもよい。入力および出力端子部402、404は、このボビンのそれぞれ の端に位置する。このボビンには、コイル線をこのボビンの上に環状に巻いたと き、それの位置を維持するための小区画に区分する複数の環状リブ414がある 。スロット406、408、410は、先に説明したように、それぞれ、1次ボ ビン組立体の位置決めラグ218、220、222を受けるようにされている。 全ての部品を組み立てた後、この点火コイル組立体を減圧環境下に置く。巻線 中に閉じ込められた水分、空気および油を取り除くために、これらのコイルを2 ないし2.5時間、120℃で加熱する。水分または油のような汚染物質は、注 封材料が巻線中に含浸するのを阻止することがある。この減圧環境下で、この点 火コイル組立体は、注封材料で満たされる。減圧により、汚染物質または空気が コイルに再び入るのを防止できる。 注封材料は、2次巻線412中に2方向から;即ち、2次コイルボビン400 の外側から巻線412の中へおよび2次コイルボビン400の内側から巻線41 2の外側へ流れる。これらの長いスロットは、注封材料が2次ボビン組立体の内 部から流れる通路を提供する。この組立体が注封材料で満たされると、この注封 材料は、中心の方へ半径方向におよび中心から半径方向に外方に流れ、2次巻線 412の個々の巻線の間の空間が注封材料で満たされ、巻線を互いに更によく保 持するようになる。この注封材料は、エポキシのような樹脂材料でもよい。この 方法を使った巻線の含浸は、非常に均一で、含浸を容易にするために巻線とボビ ンの間に付加的密着手段(即ち、フエルト)を必要とすることがない。2次巻線 412を注封材料で充填するこの方法は、エポキシおよびエポキシの成分(例え ば、充填剤)を、既存の方法の粘度または温度を変えることなく、かなり少ない 時間で、巻線の外面の周りは勿論、中にもはるかに均一に分布する。この新規の 方法で、浸透時間が約8時間に減った。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1995年6月23日 【補正内容】 勿論、エポキシ配合のある成分を変えることによって、含浸時間を減少するため の試みがなされている。しかし、これらの方法のどれも、含浸時間を有意義に減 少することはなかった。 米国特許第3,377,692号は、コイルを樹脂質で含浸するもう一つの方 法を記載している。その特許では、樹脂質を、線が巻かれている二体極部の内部 の1本の円周溝から正圧で押し込む。この特許は、減圧環境を利用したものでな い。巻線に残っている油や水分は、樹脂質の分布を阻止し、その結果、この巻線 の中の樹脂質の分布が不均一になるだろう。この巻線を固定する方法は、フエル ト部材を使用し、この巻線を保持するためには、これもエポキシで飽和しなけれ ばならない。 DE−A−3308685(ロバート ボッシュ)は、二つのフランジ間に伸 びる管状断面の絶縁本体を有する2次巻線組立体を含む点火コイル組立体を記載 している。コイルをこの管状絶縁本体の周りに巻き、樹脂成形によって密閉する 。この絶縁本体にチャンネルおよび孔を設け、注封材料が絶縁本体の周りに巻い たコイルに含浸できるようにする。1次コイル組立体を2次コイル組立体と組み 立てることについての記述はなく、特に、この1次コイル組立体と2次コイル組 立体を互いに対して位置づける方法についての記述はない。 コイル巻線を比較的短時間にその全断面にわたりエポキシで含浸する方法を提 供することが望ましいだろう。 この発明によれば、点火コイル組立体であって: 1次巻線組立体と管状壁と、上記管状壁によって区画される内部および外部を 有するボビン、および上記管状壁の外部に巻かれた複数のコイル巻線を含む2次 巻線組立体とを含む点火コイル組立体において、 この1次巻線組立体が複数の位置決めラグを有し、 この管状壁が、周方向に離間し且つその厚みを貫通する複数の縦に伸びるスロ ットを有し、上記スロットが上記位置決めラグを受けるように作られていて、 上記複数のコイル巻線が上記スロットと並置されていて、および 注封材料が上記2次巻線を充填し、上記管状壁の上記スロットは、上記注封材 料が上記管状壁を通って上記2次巻線に含浸できるようにすることを特徴とする 点火コイル組立体が提供される。 さて、この発明を、例として、添付の図面を参照して、更に詳しく説明する。 これらの図面で: 第1図は、注封材料を除去し、1次コネクタを部分断面で示す、点火コイル組 立体の全体透視図であり; 第2図は、第1図に示す点火コイル組立体の透視、分解図であり; 第3図は、2次ボビンおよび巻線組立体の立面図であり; 第4図は、第3図に示す2次ボビンおよび巻線組立体の、その上端から見た平 面図であり; 第5図は、第3図に示す2次ボビンおよび巻線組立体の、その底から見た平面 図である; 第1図に、この発明による点火コイル組立体全体を示す。この点火コイル組立 請求の範囲 1.点火コイル組立体であって: 1次巻線組立体(200)と 管状壁を有し、上記管状壁によって区画される内部および外部を有するボビン (400)、および 上記管状壁の外部に巻かれた複数のコイル巻線(412)を含む2次巻線組立 体とを含む点火コイル組立体において、 前記1次巻線組立体が複数の位置決めラグ(218、220、222)を有し 、 前記管状壁が、周方向に離間し且つその厚みを貫通する複数の縦に伸びるスロ ット(406、408、410)を有し、前記スロット(406、408、41 0)が前記位置決めラグ(218、220、222)を受けるように作られてい て、 前記複数のコイル巻線(412)が前記スロットと並置されていて、および 注封材料が前記2次巻線を充填し、前記管状壁の上記スロットは、前記注封材 料が前記管状壁を通って前記2次巻線に含浸できるようにすることを特徴とする 点火コイル組立体。 2.請求項1に記載する点火コイル組立体において、前記スロット(406、 408、410)が前記1次巻線組立体(200)を前記2次巻線ボビン(40 0)内に特定して配置するように作られている組立体。 3.請求項1または請求項2に記載する点火コイル組立体において、前記ボビ ン(400)の外部が、複数の区分された小区画を含む組立体。 4.請求項3に記載する点火コイル組立体において、このボビン(400)の 外部の区分された小区画が複数の環状リブ(414)によって作られている組立 体。 5.請求項3または請求項4に記載する点火コイル組立体において、このコイ ル巻線(412)がこれらの区分された小区画に巻かれている組立体。 6.請求項1から請求項5の何れか一つに記載する点火コイル組立体において 、これらのスロット(406、408、410)がこのボビン(400)の外周 に 均一に離間している組立体。 7.請求項6に記載する点火コイル組立体において、三つのスロット(406 、408、410)がある組立体。 8.請求項1から請求項7の何れか一つに記載する点火コイル組立体において 、このボビン(400)が単品から成る組立体。 9.請求項1から請求項8の何れか一つに記載する点火コイル組立体において 、この注封材料がエポキシを含む組立体。 10.請求項1から請求項9の何れか一つに記載する点火コイル組立体を形成す る方法であって; このボビン(400)の外部上に線の層を所定の厚さに巻いてコイル巻線(4 12)を作る段階、 コイル巻線(412)を有するこのボビンを減圧環境に置き、それによってこ れらのコイル巻線から汚染物質を除去する段階、 コイル巻線(412)を有するボビン(400)の上に注封材料を充填する段 階、 前記注封材料を、前記コイル巻線の外部から前記管状壁にある前記スロット( 406、408、410)を通してこのコイル巻線(412)の中へと、前記コ イル巻線へ流し込む段階、および この1次巻線組立体(200)を2次巻線組立体の中にラグ(218、220 、222)およびスロット(406、408、410)によって位置決めする段 階とを含む方法。 11.請求項10に記載する方法であって、更に、前記注封材料を前記巻線を通 して均一に分布するために、コイル巻線(412)が巻かれた前記ボビン(40 0)を前記減圧環境下で所定の温度に加熱する工程を含む方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 9375−5E H01F 31/00 501G

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.コイル組立体であって: 所与の厚さの管状壁を有し、上記壁の上記厚さの周りに離間し且つそれを貫通 する複数のスロット(406、408、410)を備え、上記管状壁が区画する 内部および外部を有するボビン(400);並びに 上記管状壁の上記外部の周りに上記スロット(406、408、410)と並 べて巻かれた複数のコイル巻線(412)を含み、上記スロットは、注封材料が 上記ボビンの上記内部から半径方向に含浸できるように位置し、それによって、 上記ボビンの外部からの注封材料の流れに関連して、上記コイル巻線(412) に上記注封材料が均一に分布される組立体。 2.請求項1に記載するコイル組立体において、上記スロットが上記管状壁部 の中を縦に伸びる組立体。 3.請求項2に記載するコイル組立体において、上記スロットが上記巻線の長 さに亙って伸びる組立体。 4.請求項1に記載するコイル組立体において、上記ボビンの上記部の外面が 、小区画に区分するために軸方向に伸びる複数の壁を含む組立体。 5.請求項4に記載するコイル組立体において、上記複数のコイル巻線が上記 区分された小区画に巻かれている組立体。 6.請求項1に記載するコイル組立体であって、更に上記コイル巻線内に均一 に分布され、それによってしっかりと支持するための注封材料を含む組立体。 7.請求項6に記載するコイル組立体において、上記注封材料がエポキシを含 む組立体。 8.請求項1に記載するコイル組立体において、上記ボビンが単品から成る組 立体。 9.請求項1に記載するコイル組立体において、上記スロットが上記ボビンの 外周に均一に離間している組立体。 10.請求項9に記載するコイル組立体において、上記ボビンに三つのスロット が作られている組立体。 11.点火コイル組立体であって: 1次巻線組立体; 2次巻線組立体で; 管状壁を有し、上記管状壁部の全厚さの周りに離間し且つそれを貫通する複数 のスロットを備え、上記スロットが上記2次巻線内に上記1次巻線を受けるよう に作られ、上記管状壁が区画する内部および外部を有するボビン(400); 上記管状壁部の上記外部に上記スロットと並べて巻かれた複数のコイル巻線; および 上記2次巻線を充填する注封材料を含み、上記内壁部の上記スロットは、上記 注封材料が上記管状壁を通って上記2次巻線に含浸できるようにする2次巻線組 立体を含む点火コイル組立体。 12.請求項11に記載する点火コイル組立体において、上記スロットが上記1 次巻線を上記2次巻線内に特有に配置するように作られている組立体。 13.請求項12に記載する点火コイル組立体において、上記1次コイルが上記 1次コイルを上記2次コイル内にキー止めするための位置決めラグを有し、それ によって上記1次コイルがその中に特有に配置される組立体。 14.請求項11に記載する点火コイル組立体において、上記内壁の上記外部が 複数の区分された小区画を含む組立体。 15.請求項14に記載する点火コイル組立体において、上記複数の線が上記区 分された小区画内に巻かれている組立体。 16.請求項11に記載する点火コイル組立体において、上記注封材料がエポキ シを含む組立体。 17.請求項11に記載する点火コイル組立体において、上記ボビンが単品から 成る組立体。 18.内部と外部を画定する管状壁を有するボビン上に巻線を形成する方法であ って、上記管状壁が、この外部の周りに離間してその上に位置する複数の区分さ れた小区画、および上記ボビンの上記内壁にあって上記内壁部の厚さ全体に亙っ て伸びる複数の離間したスロットを有し、上記方法が: 上記ボビンの上記外部上の上記区分された小区画に線の層を所定の厚さに巻い て、上記ボビン上に複数の巻線を作る工程; 上記巻線を有する上記ボビンを減圧環境に置き、それによって上記巻線から汚 染物質を除去する工程; 上記巻線を有する上記ボビンの上に注封材料を充填する工程;および 上記注封材料を、上記コイル巻線の外部から上記内壁部にある上記スロットを 通して上記コイル巻線の中へと、上記巻線へ流し込む工程を含む方法。 19.請求項18に記載する方法であって、更に、上記巻線に上記注封材料を上 記外部から上記スロットを通って上記内部へ均一に工程を含む方法。 20.請求項18に記載する方法であって、更に、上記注封材料を上記巻線を通 して均一に分布するために、上記巻線を有する上記ボビンを上記減圧環境下で所 定の温度に加熱する工程を含む方法。
JP7507394A 1993-08-26 1994-07-20 点火コイル組立体 Pending JPH09502052A (ja)

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