KR100561149B1 - 내연 기관용 점화 코일 - Google Patents

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KR100561149B1
KR100561149B1 KR1020030007653A KR20030007653A KR100561149B1 KR 100561149 B1 KR100561149 B1 KR 100561149B1 KR 1020030007653 A KR1020030007653 A KR 1020030007653A KR 20030007653 A KR20030007653 A KR 20030007653A KR 100561149 B1 KR100561149 B1 KR 100561149B1
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Abstract

외측 코일 유닛(21, 23), 내측 코일 유닛(22, 24), 외측 및 내측 코일 유닛을 그 내부에 수납하는 코일 케이스(20), 및 외측 및 내측 스풀(21, 22)의 하부를 수용하는 타워 케이스(30)를 갖춘 점화 코일에서, 외측 스풀은 타워 케이스가 충진되는 수지 절연 재료(5)에 대한 접착 강도가 약한 수지 재료로 만들어지고, 외측 스풀의 축방향 선단부는 기준 위치로부터 기준 길이(l0)의 60 ％ 이하의 거리 또는 기준 길이(l0)의 90 ％ 이상의 거리만큼 축방향으로 이격되어 위치 설정된다. 이러한 점화 코일은 외측 스풀의 축방향 선단부에 대향된 수지 절연 재료 상에 열 응력에 의한 크랙이 거의 발생하지 않는다.
점화 코일, 점화 플러그, 내연 기관, 열 응력, 수지 절연 재료

Description

내연 기관용 점화 코일 {IGNITION COIL FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
도1은 제1 실시예에 따른 점화 코일의 단면도.
도2는 도1에 도시된 점화 코일의 일 부분의 확대 단면도.
도3은 제1 실시예에 따른 수지 절연 재료의 응력 변형과 1차 스풀의 축방향 선단부의 위치 사이의 관계를 나타내는 도표.
도4는 제2 실시예에 따른 점화 코일의 일 부분의 확대 단면도.
도5는 제3 실시예에 따른 점화 코일의 일 부분의 확대 단면도.
도6은 제4 실시예에 따른 점화 코일의 일 부분의 확대 단면도.
도7은 제5 실시예에 따른 점화 코일의 일 부분의 확대 단면도.
도8은 제6 실시예에 따른 점화 코일의 일 부분의 확대 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
5 : 수지 절연 재료
20 : 코일 케이스
21 : 1차 스풀(외측 스풀)
21b : 스커트부
22 : 2차 스풀(내측 스풀)
23 : 1차 코일(외측 코일)
24 : 2차 코일(내측 코일)
26 : 중심 코어
32 : 2차측 단자
31 : 고압 금속 피팅
본 발명은 내연 기관용 점화 코일(이하, 점화 코일)에 관한 것이다.
종래에는, 기계식 배전기를 통해 고전압 코드를 통해 고전압이 점화 플러그로 인가되었다. 그러나, 일본 특허 출원 공개 소63-70508호에 개시된 바와 같이, 내연 기관의 각각의 실린더에 개별적으로 제공된 독립형 점화 코일로부터 각각의 점화 플러그로 직접 고전압을 인가하는 것이 현재의 경향이다.
독립형 점화 코일에서, 이의 케이스(하우징)의 내부는 점화 코일을 구성하는 구성 부품들 사이의 더 양호한 전기 절연 뿐만 아니라 구성 부품들을 안정적으로 유지하기 위하여 에폭시 수지와 같은 수지 절연 재료로 충진된다.
독립형 점화 코일은 엔진의 플러그 구멍 내에 설치되고 엔진으로부터의 열 또는 진동에 의해 영향을 받기 쉽기 때문에 점화 코일 내의 수지 절연 재료는 냉각 및 가열 사이클에 기인한 열 응력(thermal stress)의 영향으로 크랙(crack)이 발생되기 쉽다. 수지 절연 재료의 크랙은 절연 거리를 단축시키고, 이는 절연 파괴를 유발하는 문제점이 있다.
종래의 점화 코일에서는 수지 절연 재료에 크랙이 발생되는 것을 방지하기 위하여, 일본 특허 출원 공개 평10-241974호에 개시된 바와 같이, 수지 절연 재료에 대한 접착력이 약한 분리 테이프 또는 수지 탄성층이 수지 절연 재료에 작용하는 열 응력을 완화시키기 위하여 1차 스풀의 외주에 사용되었다.
그러나, 분리 테이프 또는 수지 탄성층의 사용은 구성 부품의 수와 이들의 조립에 필요한 시간을 증가시켜서 점화 코일이 비싸게 되었다.
저렴한 점화 코일을 이루기 위해, 1차 스풀(외측 스풀)이 수지 절연 재료로부터 용이하게 분리 가능한 수지 재료로 만들어지는 것이 동일한 출원인에 의해 2002년 5월 20일자로 출원된 선원 일본 특허 출원 번호 제2002-144902호에서 제안되었다. 그러나, 본 발명자의 실험적인 시험 결과 및 분석은 1차 스풀의 축방향 선단부가 위치되는 위치에서 수지 절연 재료에 크랙이 발생하기 쉽다는 단점을 밝혀냈다. 이는 1차 스풀에 대한 이의 접착 강도가 약한 수지 절연 재료가 1차 스풀의 축방향 선단부에 대향되는 위치에서 수지 절연 재료의 에지 코너부를 유발하는 냉각 및 가열 사이클에 의한 열 응력에 의해 1차 스풀로부터 분리되기 때문이다. 한편, 1차 스풀에 사용된 수지 재료가 수지 절연 재료에 대해 강한 접착 강도를 갖고 분리 테이프가 1차 코일이 1차 스풀에 권취된 위치에만 사용되는 종래의 점화 코일에서는, 수지 절연 재료는 1차 스풀의 축방향 선단부에 견고하게 부착되어 이로부터 분리되지 않는다.
본 발명은 크랙이 1차 코일의 축방향 선단부가 중심 코어 및 고압 금속 피팅 부(high voltage metal fitting) 사이의 어떤 위치에 있게 되면 수지 절연 재료의 에지 코너부 상에 발생하기 쉽다는 것을 밝힌 본 발명자의 실험적인 시험의 결과에 의해서 행해졌다.
본 발명의 목적은 외측 스풀이 수지 절연 재료에 대한 접착 강도가 약한 수지 재료로 만들어진 경우에도, 냉각 및 가열 사이클에 기인한 열 응력에 의해 외측 스풀의 축방향 선단부에 대향되는 수지 절연 재료 상에 크랙이 발생되지 않는 내연 기관용 점화 코일을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 점화 플러그의 플러그 단자에 직접 연결될 점화 코일은 내측 코일 유닛, 외측 코일 유닛, 2차측 단자, 내측 및 외측 코일 유닛의 주요 부분을 수용하는 코일 케이스, 점화 플러그와 결합되는 관형 타워 케이스와 회로에서 2차측 단자를 플러그 단자와 결합시키기 위해 관형 타워 케이스 내부의 중앙에 배치된 금속 피팅부를 구비하는 고압 타워 케이스 및 수지 절연 재료를 포함한다.
내측 코일 유닛은 내측 스풀, 내측 스풀에 권취된 내측 코일, 자성 재료로 만들어지고 내측 스풀 내부 중앙에 수납된 중심 코어로 구성된다. 외측 코일 유닛은 내측 코일 유닛 반경 방향 외측에 위치되는 외측 스풀과 외측 스풀 상에 권취된 외측 코일로 구성된다. 내측 및 외측 코일 유닛은 동심으로 배치된다. 내측 및 외측 코일 중 하나에서 유도된 고전압은 내측 및 외측 코일 중 다른 하나에 전류가 공급될 때 2차측 단자로 인가된다. 점화 플러그에 축방향으로 대향되는 측의 관형 타워 케이스는 코일 케이스의 축방향 단부와 연결되고 금속 피팅부에는 관형 타워 케이스의 코일 케이스로의 개구를 차단하는 주 몸체가 제공되어, 코일 케이스 및 관형 타워 케이스가 점화 플러그측 상에서 내측 및 외측 스풀의 축방향 선단부를 수용하는 내측 공간을 형성한다. 내측 공간은 수지 절연 재료로 충진된다.
전술된 점화 코일에서, 외측 스풀은 수지 절연 재료에 대한 접착 강도가 약한 수지 재료로 만들어지고 외측 스풀의 축방향 선단부는 기준 위치로부터 기준 길이의 60 ％ 이하의 거리 또는 기준 길이의 90 ％ 이상의 거리만큼 축방향으로 이격되어 위치 설정되고, 기준 위치는 점화 플러그측의 중심 코어의 축방향 단부이고 기준 길이는 기준 위치와 점화 플러그에 대향되는 측의 금속 피팅부의 주 몸체의 축방향 단부 사이의 축방향 길이이다.
내측 스풀에는 점화 플러그측의 내측 코일의 축방향 단부를 유지하기 위해 반경 방향 외향으로 돌출하는 링형(ring-shaped) 내측 플랜지가 제공되고, 외측 스풀의 축방향 선단부는 기준 위치로부터 내측 코일의 축방향 단부를 유지하는 링형 내측 플랜지의 표면보다 길거나 또는 동일한 거리만큼 축방향으로 이격되어 위치 설정된다. 이 구조는 내측 및 외측 코일 사이의 크리핑 방전(creeping discharge) 또는 단락을 방지하는 역할을 한다.
바람직하게는, 외측 스풀에는 점화 플러그 측의 외측 코일의 축방향 단부를 유지하기 위해 반경 방향 외향으로 돌출하는 링형 외측 플랜지 및 링형 외측 플랜지로부터 점화 플러그를 향해 연장하는 원통형 외측 스커트부가 제공되어 외측 스풀의 축방향 선단부가 점화 플러그측의 원통형 외측 스커트부의 축방향 단부가 되도록 한다.
링형 외측 플랜지는 링형 내측 플랜지와 축방향으로 동일한 위치에 위치 설정되거나, 링형 내측 플랜지에 대해 점화 플러그에 축방향으로 대향되는 측에 위치 설정되거나 또는 링형 내측 플랜지에 대해 점화 플러그측 상에 위치 설정될 수 있다.
링형 외측 플랜지가 링형 내측 플랜지에 대하여 점화 플러그에 축방향으로 대향되는 측에 위치 설정될 때, 점화 플러그측의 원통형 외측 스커트부의 축방향 단부는 기준 위치로부터 내측 코일의 축방향 단부를 유지하는 링형 내측 플랜지의 표면과 동일한 또는 그보다 더 이격된 위치에 있는 것이 바람직하다.
외측 스풀의 축방향 선단부가 점화 플러그측의 링형 외측 플랜지의 표면이 되도록 외측 스풀은 링형 외측 플랜지로부터 점화 플러그를 향해 연장하는 원통형 외측 스커트부 없는 링형 외측 플랜지를 가질 수 있다. 이 경우, 점화 플러그측의 링형 외측 플랜지의 표면이 기준 위치로부터 내측 코일의 축방향 단부를 유지하는 링형 내측 플랜지의 표면보다 더 이격된 위치에 있는 것이 바람직하다.
관련 부품들의 작동 방법 및 기능 뿐만 아니라 본 발명의 다른 특징 및 장점들이 본 출원의 일부를 형성하는 후속하는 상세한 설명, 첨부된 특허청구범위 및 도면으로부터 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예가 도면을 참조하여 설명된다.
(제1 실시예)
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔진용 점화 코일(100)[이하, 점화 코일(100)]을 도시한다. 점화 코일(100)은 엔진의 각 실린더에 대해 개별적으로 제공되는 엔진 블록의 플러그 구멍 내에 설치되는 스틱형(stick-type) 점화 코일이다. 점화 코일(100)은 크게 제어부(1), 코일부(2) 및 고압 타워부(3)로 구성된다.
제어부(1)는 삽입 사출 성형에 의해 커넥터(13) 내에 형성된 단자(12)와 단자(12)와 연결된 점화기(11)를 갖는다. 점화기(11)는 단자(12)를 통해 ECU(도시 생략)로부터의 점화 신호를 수신한다. 점화 신호의 수신 시, 점화기(11)는 온(on)으로 절환되어 1차 전류를 1차 코일(23)로 공급하여 점화 플러그가 간헐적으로 방전되게 한다.
코일부(2)는 외부 하우징을 구성하는 코일 케이스(20), 코일 케이스(20)의 내부에 배치된 외주 코어(25), 외주 코어(25) 내부에 배열되고 1차 코일(23, 외측 코일)이 1차 스풀(21, 외측 스풀) 상에 권취된 1차 코일 유닛(외측 코일 유닛), 1차 코일 유닛 내부에 배치되고 2차 코일(24, 내측 코일)이 2차 스풀(22, 내측 스풀) 상에 권취된 2차 코일 유닛(내측 코일 유닛) 및 2차 코일 유닛 내부 및 코일 케이스(20)의 중앙에 배치된 중심 코어(26)를 포함한다. 이들 구성 부품은 1차 코일 유닛으로 공급된 전지 전압(약 12 V)이 2차 코일 유닛에서 점화 플러그가 방전되는 데 요구되는 고전압(약 30 kV)으로 증가되도록 밀폐된 자기 경로를 형성한다.
고압 타워부(3)는 단차를 갖고 코일 케이스(20)의 하단부에 고정된 원통형으로 형성된 타워 케이스(30), 타워 케이스(30)의 하단부에 고정되고 이의 중심부에 위치 설정되는 점화 플러그와 긴밀하게 접촉하여 유지(결합)하는 고무 플러그 캡(36), 2차 코일(24)의 단부와 연결된 2차측 단자(32), 회로에서 2차측 단자(32)와 결합하도록 타워 케이스(30)의 중앙에 배치되는 고압 금속 피팅부(31) 및 고압 금속 피팅부(31) 및 점화 플러그의 플러그 단자(도시 생략)에 의해 탄성적으로 접촉하여 그에 의해 보유되는 고압 스프링(33, 탄성 금속 피팅부)로 구성된다.
도2에 도시된 바와 같이, 타워 케이스(30)는 내부에 단차가 제공된 원통의 형상으로 형성된다. 타워 케이스(30)는 이의 내측 공간이 제1 및 2차 스풀(21, 22)의 하단부를 수납하고 수지 절연 재료(5)로 충진되는 상부 원통부(30a)와 상부 원통부의 하단부에 연결되고 이의 내경이 상부 원통부(30a)의 것보다 작고 플러그 단자를 수납하는 하부 원통부(30b)를 갖는다.
1차 스풀(21)에은 이의 하단부에 1차 코일(23)의 하단부를 보유하고 외주 코어(25) 내부에서 제위치에 위치 설정하는 역할을 하는 링형 외측 플랜지(21a, 외측 플랜지)가 제공된다. 또한, 1차 스풀(21)에는 링형 외측 플랜지(21a)로부터 하향으로 연장하는 원통형 스커트부(21b)가 제공된다. 스커트부(21b)의 내경 및 외경은 1차 코일(23)이 권취되는 1차 스풀(21) 부분의 것들과 동일하다. 스커트부(21b)는 2차 스풀(22)의 하단부의 전체 외주를 덮는다. 스커트부(21b)의 길이는 후에 설명된다.
2차 스풀(22)에는 제1 스풀(21)과 마찬가지로, 이의 하단부에 2차 코일(24)의 하단부를 보유하고 1차 스풀(21) 내부에서 제 위치에 위치설정하는 역할을 하는 링형 내측 플랜지(22a)가 제공된다. 2차 스풀(22)의 링형 내측 플랜지(22a)는 1차 스풀(21)의 링형 외측 플랜지(21a) 축방향 아래에 위치 설정된다.
또한, 2차 스풀(22)에는 링형 내측 플랜지(22a)의 하부측에 단차 플랜지(22b)가 제공되고 이의 중앙에 축방향으로 연장되어 이의 내부 및 외부를 서로 연통하는 연통 보어(22c)가 제공된다. 단차 플랜지(22b)는 수지 절연 재료(5)가 이로부터 연통 보어(22)를 거쳐 2차 스풀(22)의 내부로 도입되어 중심 코어(26)가 수지 절연 재료(5)에 의해 절연되고 고정되는 측방향 보어(도시 생략)를 갖는다.
1차 스풀(21) 및 2차 스풀(22)은 각각 수지 사출 성형에 의해 일편으로 형성된다. 1차 스풀(21)은 이의 재료로서 SPS(Syndyotactic Poly Styrene)으로 형성되고 2차 스풀(22)은 이의 재료로서 SPS보다 강한 수지 절연 재료(5)에 대한 접착 강도를 갖춘 PPE(Poly Phenylene Ehter)로 형성된다.
2차측 단자(32)인 링형 금속 피팅부는 단차 플랜지(22b)의 하단부 표면 상에 장착된다. 2차측 단자(32)의 내주연부는 연통 보어(22c) 내로 절곡된다. 고압 금속 피팅부(31)에는 이의 상부측에 2차 스풀(22)의 연통 보어(22c) 내로 삽입되고 2차측 단자(32)의 내주연부와 접촉하는 필러형 돌기(31a)가 제공된다. 고압 금속 피팅부(31)에는 이의 하부측에 바닥부를 갖춘 원통 형상으로 형성된 컵(31b, cup)이 제공된다. 컵(31b)은 타워 케이스(30)의 하부 원통부(30b)의 상단 개구의 내주에 가압 끼움된다. 하부 원통부(31b)와 컵(31b)의 억지 끼움면은 타워 케이스(30)의 상부 공간을 충진하는 수지 절연 재료(5)가 이를 통해 외부로 누설되는 것이 방지되는 밀봉 표면을 형성한다.
본 발명의 요지가 도2 및 도3을 참조하여 설명된다.
중심 코어(26)의 축방향 하단부(기준 위치)와 고압 금속 피팅부(31)의 외주의 상단부(주 몸체 위치) 사이의 길이가 기준 길이인 l0 로 정의한다. 기준 위치와 스커트부(21b)의 축방향 하단부 위치 사이의 길이는 l 로 정의한다. 제1 실시예에 따른 제1 스풀(21)의 링형 외측 플랜지(21a)의 하부면 위치는 중심 코어(26)의 축방향 하단부 위치(기준 위치)와 축방향으로 동일한 위치이기 때문에 스커트부(21b)의 길이는 실질적으로 l과 동일하다.
응력 변형(ε)은 스커트부(21b)의 하단부 내주에서 수지 절연 재료(5, 에폭시 수지) 상에 발생한다. 특히, 냉각 및 가열 사이클에 따른 열 응력인 응력 변형(ε)은 수지 절연 재료(5)와 1차 스풀(21) 사이의 접착력이 약해서 스커트부(21b)에 밀접하게 접착되지 않은 수지 절연 재료(5)의 에지 코너부가 냉각 및 가열 사이클에 기인한 열 응력에 의해 변형되기 때문에, 스커트부(21b)의 하단부 내주의 코너에 대향되는 수지 절연 재료(5)의 에지 코너부 상에 집중되는 경향이 있어 에지 코너부 상에 크랙이 발생하기 쉽다.
실험적인 시험은 각각 상이한 1차 스풀(21)의 스커트부(21b)의 길이를 갖는 점화 코일(100)의 복수의 샘플을 사용하여 수행되었다. 도3은 시험 결과를 도시한다.
도3의 세로축은 에폭시 수지의 파괴 응력 변형(ε0)에 대한 에폭시 수지 내에 발생되는 실제 응력 변형(ε)의 비(ε/ε0)를 도시한다. 가로축은 기준 길이(l0)에 대한 스커트부(21b)의 축방향 하단부 위치와 기준 위치 사이의 실제 길이(l)[스커트부(21b)의 길이]의 비(l/l0)를 도시한다. 제1 실시예에 따르면, l0 = 14 mm이다.
만일 에폭시 수지 내에서 발생된 실제 응력 변형(ε)이 파괴 응력 변형(ε0) 이하이면, 에폭시 수지는 크랙 없이 실제 사용을 견딜수 있다는 것이 다양한 실험적인 시험으로부터 알려져 있다. 따라서, 스커트부(21b)의 길이는 스커트부(21b)의 하단부 내주에서 수지 절연 재료(5)(에폭시 수지) 내에 발생된 응력 변형(ε)이 이의 파괴 응력 변형(ε0) 이하라는 조건을 만족시키도록 정해진다.
도3에 도시된 시험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 만일 비(l/l0)가 60 ％ 내지 85 ％의 범위 내에 있지 않다면 수지 절연 재료(5)에 발생되는 응력 변형(ε)이 항상 파괴 응력 변형(ε0) 아래에 있기 때문에 수지 절연 재료(5) 내에 크랙은 발생되지 않는다. 스커트부(21b)의 축방향 하단부가 중심 코어(26)의 축방향 하단부로부터 기준 길이(l0)의 60 ％이하인 거리만큼 또는 기준 길이(l0)의 90 ％이상인 거리만큼 축방향으로 이격되어 위치 설정되는 것이 바람직하다.
시험 결과로부터 얻어진 결론은 다음과 같다.
수지 절연 재료(5)의 것보다 작은 열 변형을 각각 갖는 2차 코일(24) 및 중심 코어(26)는 1차 스풀(21) 내부에 위치 설정된다. 따라서, 2차 코일(24) 및 중심 코어(26)는 1차 스풀(21) 내부에서 수지 절연 재료(5)의 반경방향 열 수축 변형을 제한한다. 만일 스커트부(21b)의 축방향 하단부가 수지 절연 재료(5)의 반경방향 열 수축 변형이 특히 중심 코어(26)에 의해 실질적으로 제한되는 제1 범위 내부에 위치 설정된다면, 즉 만일 스커트부(21b)의 축방향 하단부가 중심 코어(26)의 축방향 하단부로부터 멀리 이격되지 않은 위치에 있게 된다면, 수지 절연 재료(5)의 에지부의 열 변형은 에지 코너부 상에 집중되는 응력 변형(ε)이 상대적으로 작은 범위로 제한되어, 그 상에 크랙이 발생되지 않는다.
만일 스커트부(21b)의 축방향 하단부가 수지 절연 재료(5)의 반경방향 열 수축 변형이 중심 코어(26)에 의해 충분하게 제한되지 않는 제2 범위 내부에 위치설정된다면, 즉 스커트부(21b)의 축방향 하단부가 중심 코어(26)의 축방향 하단부로부터 기준 길이(l0)의 60 ％를 초과하는 거리만큼 이격된 위치에 있다면, 수지 절연 재료(5)의 에지부의 열 변형은 충분하게 제한되지 못하여 냉각 및 가열 사이클에 기인한 크랙이 에지 코너부 상에 발생하기 쉽다.
또한, 만일 스커트부(21b)의 축방향 하단부가 수지 절연 재료(5)의 반경방향 열 수축 변형이 중심 코어(26)에 의해 실질적으로 제한되지 않지만 수지 절연 재료(5)의 것보다 작은 열 변형을 갖는 고압 금속 피팅부(31)의 주 몸체에 의해 제한되는 제3 범위 내부에 위치 설정된다면, 즉, 만일 스커트부(21b)의 하단부가 중심 코어(26)의 축방향 하단부로부터 기준 길이(l0)의 90 ％ 이상인 길이만큼 이격된 위치에 있다면, 수지 절연 재료(5)의 에지 코너부의 열 변형이 에지 코너부에 집중된 응력 변형(ε)이 비교적 작아 그 상에 크랙을 일으키지 않는 범위 내로 제한된다.
제1 실시예에 따르면, 고압 금속 피팅부(31)의 주 몸체는 컵(31b)의 형상으로 형성된 몸체이다. 그러나, 고압 금속 피팅부(31)의 주 몸체는, 몸체가 수지 절 연 재료(5)의 에지 코너부의 열 변형을 제한하기에 충분한 체적을 갖는다면, 임의의 형상으로 형성된 몸체일 수 있다.
또한, 제1 실시예에 따른 1차 스풀(21)의 링형 외측 플랜지(21a)는 2차 스풀(22)의 링형 내측 플랜지(22a) 축방향 위에 위치 설정된다. 스커트부(21b)는 링형 외측 플랜지(21a)의 하단부로부터 고압 금속 피팅부(31)를 향해 축방향으로 연장한다. 스커트부(21b)는 1차 코일(23) 및 2차 코일(24) 사이의 단락 또는 크리핑 방전을 방지하기 위한 목적으로 제공된다. 따라서, 스커트부(21b)의 축방향 하단부는 링형 내측 플랜지(22a)의 축방향 하단부보다 축방향 위에 또는 그와 동일한 축방향 위치에 있는 것이 바람직하다.
(제2 실시예)
제2 실시예에 따른 점화 코일(200)이 도4를 참조하여 설명된다.
제2 실시예에 따르면, 오직 1차 스풀(221)의 형상이 제1 실시예에 따른 1차 스풀(21)의 형상과 상이하다. 1차 스풀(221)의 링형 외측 플랜지(221a)는 2차 스풀(22)의 링형 내측 플랜지(22a)와 축방향으로 동일한 위치에 위치한다. 스커트부(221b)는 링형 외측 플랜지(221a)의 하단부로부터 고압 금속 피팅부(31)를 향해 축방향으로 연장된다. 스커트부(221b)의 축방향 하단부는 중심 코어(26)의 축방향 하단부(기준 위치)로부터 기준 길이(l0)의 60 ％ 이하의 거리 또는 기준 길이(l0)의 90 ％ 이상의 거리만큼 축방향으로 이격되어 위치 설정된다. 냉각 및 가열 사이클에 기인한 수지 절연 재료(5)의 크랙을 방지하기 위하여 제2 실시예에 따른 점화 코일(200)은 제1 실시예에 따른 점화 코일(100)과 동일한 장점을 갖는다.
(제3 실시예)
제3 실시예에 따른 점화 코일(300)이 도5를 참조하여 설명된다.
제3 실시예에 따르면 오직 1차 스풀(321)의 형상만이 제1 실시예에 따른 1차 스풀(21)의 형상과 상이하다. 1차 스풀(321)의 링형 외측 플랜지(321a)는 2차 스풀(22)의 링형 내측 플랜지(22a) 축방향 아래의 위치에 위치한다. 스커트부(321b)는 링형 외측 플랜지(321a)의 하단부로부터 고압 금속 피팅부(31)를 향해 축방향으로 연장한다. 스커트부(321b)의 축방향 하단부는 중심 코어(26)의 축방향 하단부로부터 기준 길이(l0)의 60 ％ 이하의 거리 또는 기준 길이(l0)의 90 ％ 이상의 거리만큼 축방향으로 이격되어 위치 설정된다. 냉각 및 가열 사이클에 기인한 수지 절연 재료(5)의 크랙을 방지하기 위하여, 제3 실시예에 따른 점화 코일(300)은 제1 실시예에 따른 점화 코일(100)과 동일한 장점을 갖는다.
(제4 실시예)
제4 실시예에 따른 점화 코일(400)이 도6을 참조하여 설명된다.
제4 실시예에 따르면, 오직 1차 스풀(421)의 형상만이 제1 실시예에 따른 1차 스풀(21)의 형상과 상이하다. 1차 스풀(421)의 링형 외측 플랜지(421a)는 2차 스풀(22)의 링형 내측 플랜지(22a) 축방향 아래의 위치에 위치한다. 제1 실시예에 따른 1차 스풀(21)이 스커트부(21b)를 갖지만 제4 실시예에 따른 1차 스풀(421)은 스커트부를 갖지 않는다. 링형 외측 플랜지(421a)의 하단부는 중심 코어(26)의 축방향 하단부로부터 기준 길이(l0)의 60 ％ 이하의 거리 또는 기준 길이(l0)의 90 ％ 이상의 거리만큼 축방향으로 이격되어 위치 설정된다. 냉각 및 가열 사이클에 기인한 수지 절연 재료(5)의 크랙을 방지하기 위하여, 제4 실시예에 따른 점화 코일(400)은 제1 실시예에 따른 점화 코일(100)과 동일한 장점을 갖는다.
(제5 실시예)
제5 실시예에 따른 점화 코일(500)이 도7을 참조하여 설명된다.
제5 실시예에 따르면, 오직 고압 금속 피팅부(531)의 형상만이 제1 실시예의 고압 금속 피팅부(31)의 형상과 상이하다. 고압 금속 피팅부(531)는 제1 실시예의 컵(31b) 대신에 이의 주 몸체를 구성하는 짧은 길이의 컬럼의 형상으로 형성된다. 고압 금속 피팅부(531)에는 이의 상부측에 제1 실시예의 필러형 돌출부(31a)와 유사하며, 2차측 단자(32)를 향해 연장하는 필러형 돌출부(531a)가 제공된다. 고압 금속 피팅부(531)에는 이의 하단부에 고압 스프링(33)을 보유하기 위한 보유편(531c)이 제공된다. 고압 금속 피팅부(531)는 제1 실시예에 따른 고압 금속 피팅부(31)와 동일한 기능 및 장점을 갖는다.
(제6 실시예)
제6 실시예에 따른 점화 코일(600)이 도8을 참조하여 설명된다.
제6 실시예에 따른 고압 금속 피팅부(631) 및 2차측 단자(632)의 형상은 제1 실시예의 고압 금속 피팅부(31) 및 2차측 단자(32)의 것과는 상이하다.
고압 금속 피팅부(631)는 이의 상부측 상에 수용 표면(631a)이 제공되고 이의 하부측 상에 고압 스프링(33)을 보유하기 위한 보유편(631c)이 제공되는 역전된 컵의 형상으로 형성된다.
2차측 단자(632)는 구리판으로 만들어지고 이의 일면이 부분적으로 개방된 실질적으로 정사각형 또는 직사각형의 형상으로 형성된다. 2차측 단자(632)에는 이의 상부측 상에 단차 플랜지(22b)의 하단부에 고정되는 장착 표면(632a)이 제공되고 이의 하부측 상에 고압 금속 피팅부(631)의 수용 표면(631a)에 의해 탄성적으로 접촉하고 이에 의해 보유되는 접촉 표면(632)이 제공된다. 주 몸체 기준 위치는 수용 표면(631a)의 링형 상단부이다. 고압 금속 피팅부(631) 및 2차측 단자(632)는 제1 실시예의 고압 금속 피팅부(31) 및 2차측 단자(32)의 것과 동일한 기능 및 장점을 갖는다.
전술된 제1 내지 제5 실시예에서, 코일 케이스(20) 내부에 외주 코어(25)를 배치하는 대신에, 외주 코어(25)는 코일 케이스(20) 외부에 배치될 수 있다.
또한, 제1 내지 제6 실시예에서는 코일 케이스(20) 및 타워 케이스(30)는 별개로 형성된 후 서로 연결되지만, 코일 케이스(20) 및 타워 케이스(30)는 일체로 형성될 수 있다.
더욱이, 제1 내지 제6 실시예에서 1차 코일 유닛이 외측 코일 유닛이고 2차 코일 유닛이 내측 코일 유닛이지만, 1차 코일 유닛은 내측 코일 유닛으로 배치될 수 있고 2차 코일 유닛은 외측 코일 유닛으로 배치될 수 있다. 따라서, 2차측 단자는 회로에서 고전압을 유도하기 위하여 외측 코일 유닛의 2차 스풀 상에 권취된 2차 코일과 연결된다. 이 경우, 2차 스풀의 축방향 단부는 중심 코어(26)의 축방향 단부(기준 위치)로부터 기준 길이(l0)의 60 ％ 이하의 거리 또는 기준 길이(l0) 의 90 ％ 이상의 거리만큼 이격되어 위치 설정되어야 한다.
더욱이, 상세한 설명에서 설명된 상부 및 하부 위치적인 관계는 편의를 위해 도면에서 도시된 바와 같이 점화 코일이 상부측에 위치 설정되고 점화 플러그가 하부측에 위치 설정된다는 전제에 기초하여 정의되었고 점화 코일이 엔진 상에 실제로 장착되어 있다는 전제에 기초하여 정의된 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 외측 스풀이 수지 절연 재료에 대한 접착 강도가 약한 수지 재료로 만들어진 경우에도, 냉각 및 가열 사이클에 기인한 열 응력에 의해 외측 스풀의 축방향 선단부에 대향되는 수지 절연 재료 상에 크랙이 발생되지 않는 내연 기관용 점화 코일을 제공될 수 있다.

Claims (10)

  1. 내연 기관용 점화 플러그의 플러그 단자와 직접 연결되는 점화 코일이며,
    내측 스풀(22), 내측 스풀에 권취된 내측 코일(24) 및 자성 재료로 형성되고 내측 스풀 내부 중앙에 수납된 중심 코어(26)를 구비한 내측 코일 유닛과,
    내측 코일 유닛의 반경 방향 외부에 위치 설정된 외측 스풀(21, 221, 321, 421) 및 외측 스풀 상에 권취된 외측 코일(23)을 구비하고 내측 코일 유닛과 동심으로 배치되는 외측 코일 유닛과,
    내측 및 외측 코일 중 하나에 유도된 고전압이 내측 및 외측 코일 중 다른 하나에 전류가 공급될 때 인가되는 2차측 단자(32, 632)와,
    내측 및 외측 코일 유닛의 주요 부분을 수납하는 코일 케이스(20)와,
    점화 플러그와 결합되기 위한 관형 타워 케이스(30)와 회로에서 2차측 단자와 플러그 단자를 연결하기 위해 관형 타워 케이스 내부 중앙에 배치된 금속 피팅부(31, 531)를 구비하고, 점화 플러그에 축방향으로 대향되는 측의 관형 타워 케이스는 코일 케이스의 축방향 단부와 연결되고, 금속 피팅부에는 코일 케이스 및 관형 타워 케이스가 점화 플러그측의 내측 및 외측 스풀의 축방향 선단부를 수용하는 내측 공간을 형성하도록 코일 케이스로의 관형 타워 케이스의 개구를 차단하는 주 몸체가 제공된 고압 타워 케이스(3)와,
    상기 내측 공간을 충진하는 수지 절연 재료(5)를 포함하고,
    상기 외측 스풀은 수지 절연 재료에 대한 이의 접착 강도가 약한 수지 재료 로 만들어지고 외측 스풀의 축방향 선단부는 기준 위치로부터 기준 길이(l0)의 60 ％ 이하의 거리 또는 기준 길이(l0)의 90 ％ 이상의 거리만큼 축방향으로 이격되어 위치 설정되고, 상기 기준 위치는 점화 플러그측의 중심 코어의 축방향 단부이고 기준 길이(l0)는 기준 위치와 점화 플러그 대향 측의 금속 피팅부의 주 몸체의 축방향 단부 사이의 축방향 길이인 것을 특징으로 하는 점화 코일.
  2. 제1항에 있어서, 내측 스풀에는 점화 플러그측의 내측 코일의 축방향 단부를 유지하기 위해 반경 방향 외향으로 돌출하는 링형 내측 플랜지(22a)가 제공되고, 외측 스풀의 축방향 선단부는 기준 위치로부터 내측 코일의 축방향 단부를 유지하는 링형 내측 플랜지의 표면보다 길거나 또는 같은 길이만큼 축방향으로 이격되어 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 점화 코일.
  3. 제1항에 있어서, 외측 스풀(21, 221, 321)에는 점화 플러그 측 상의 외측 코일의 축방향 단부를 유지하기 위해 반경 방향 외향으로 돌출하는 링형 외측 플랜지(21a, 221a, 321a) 및 외측 스풀의 축방향 선단부가 점화 플러그측의 원통형 외측 스커트부의 축방향 단부이도록 점화 플러그를 향해 링형 외측 플랜지로부터 연장하는 원통형 외측 스커트부(21b, 221b, 321b)가 제공되는 것을 특징으로 하는 점화 코일.
  4. 제3항에 있어서, 내측 스풀(22)에는 점화 플러그측의 내측 코일(24)의 축방향 단부를 유지하기 위해 반경 방향 외향으로 돌출하는 링형 내측 플랜지(22a)가 제공되고, 링형 외측 플랜지(21a)는 링형 내측 플랜지(22a)에 대하여 점화 플러그에 축방향으로 대향되는 측에 위치 설정되고, 점화 플러그측의 원통형 외측 스커트부(21b)의 축방향 단부는 내측 코일(24)의 축방향 단부를 유지하는 링형 내측 플랜지의 표면보다 기준 위치로부터 축방향으로 동일하거나 먼 위치에 있는 것을 특징으로 하는 점화 코일.
  5. 제4항에 있어서, 링형 외측 플랜지(21a)측의 원통형 외측 스커트부(21b)의 축방향 단부는 기준 위치와 축방향으로 동일한 위치에 있는 것을 특징으로 하는 점화 코일.
  6. 제3항에 있어서, 내측 스풀(22)에는 점화 플러그측의 내측 코일(24)의 축방향 단부를 유지하기 위해 반경 방향 외향으로 돌출하는 링형 내측 플랜지(22a)가 제공되고, 링형 외측 플랜지(221a)는 링형 내측 플랜지와 축방향으로 동일한 위치에 있는 것을 특징으로 하는 점화 코일.
  7. 제3항에 있어서, 내측 스풀(22)에는 점화 플러그측의 내측 코일(24)의 축방향 단부를 유지하기 위해 반경 방향 외향으로 돌출하는 링형 내측 플랜지(22a)가 제공되고, 링형 외측 플랜지(321a)는 링형 내측 플랜지에 대하여 점화 플러그측에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 점화 코일.
  8. 제1항에 있어서, 외측 스풀(421)에는 외측 스풀의 축방향 선단부가 점화 플러그측의 링형 외측 플랜지의 표면이 되도록 점화 플러그 측의 외측 코일(23)의 축방향 단부를 유지하기 위해 반경 방향 외향으로 돌출하는 링형 외측 플랜지(421a)가 제공되는 것을 특징으로 하는 점화 코일.
  9. 제8항에 있어서, 내측 스풀(22)에는 점화 플러그측의 내측 코일의 축방향 단부를 유지하기 위해 반경 방향 외향으로 돌출하는 링형 내측 플랜지(22a)가 제공되고, 점화 플러그측의 링형 외측 플랜지(421a)의 표면은 내측 코일의 축방향 단부를 유지하는 링형 내측 플랜지의 표면보다 기준 위치로부터 더 이격된 위치에 있는 것을 특징으로 하는 점화 코일.
  10. 제1항에 있어서, 외측 스풀(21, 221, 321,421) 및 외측 코일(23)은 각각 1차 스풀 및 1차 코일이며, 내측 스풀(22) 및 내측 코일(24)은 각각 2차 스풀 및 회로에서 2차측 단자(32, 632)와 연결되는 2차 코일인 것을 특징으로 하는 점화 코일.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4042045B2 (ja) * 2002-02-08 2008-02-06 株式会社デンソー 内燃機関用点火コイル
US7049923B2 (en) * 2004-06-03 2006-05-23 Delphi Technologies, Inc. Ignition coil assembly utilizing a single internal floating shield buffered at one end
US7332991B2 (en) * 2005-01-24 2008-02-19 Delphi Technologies, Inc. Twin spark ignition coil with provisions to balance load capacitance
JP4470879B2 (ja) 2005-12-26 2010-06-02 株式会社デンソー 車両用発電機の発電制御装置
JP4410198B2 (ja) * 2006-02-07 2010-02-03 三菱電機株式会社 内燃機関用点火装置
JP2008053677A (ja) * 2006-07-26 2008-03-06 Denso Corp 点火コイル
CN101479016B (zh) 2006-12-28 2011-09-21 韩国生产技术研究院 使用泡沫涂覆技术制备用于介质和高温废气的过滤介质的方法和由此制备的过滤介质
JP5504962B2 (ja) * 2010-02-22 2014-05-28 株式会社デンソー 点火コイル
JP6519116B2 (ja) * 2014-07-31 2019-05-29 株式会社デンソー 内燃機関用点火コイル
RU2764648C1 (ru) 2021-07-08 2022-01-19 Габлия Юрий Александрович Малогабаритный высоковольтный импульсный трансформатор и способ его изготовления

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07111928B2 (ja) 1986-09-12 1995-11-29 株式会社日立製作所 内燃機関用点火コイル
FR2751379B1 (fr) * 1996-07-17 1998-10-09 Sagem Bobine d'allumage
DE69824215T8 (de) * 1997-02-14 2006-06-22 Denso Corp., Kariya Stiftförmige Zündspule mit verbesserter Struktur zur Vermeidung von Rissen oder dielektrischer Entladung
JPH10241974A (ja) 1997-02-21 1998-09-11 Aisan Ind Co Ltd 内燃機関用点火コイル
JP3953667B2 (ja) * 1999-01-11 2007-08-08 株式会社デンソー 点火コイル
JP2000228322A (ja) * 1999-02-08 2000-08-15 Hitachi Ltd 内燃機関用点火コイル
JP2002144902A (ja) 2000-11-07 2002-05-22 Yanmar Agricult Equip Co Ltd トラクタ
JP2003051416A (ja) * 2001-05-31 2003-02-21 Denso Corp 内燃機関用点火コイル
EP1391901B1 (en) * 2001-05-31 2011-05-25 Denso Corporation Internal combustion engine ignition coil, and method of producing the same
JP4042045B2 (ja) * 2002-02-08 2008-02-06 株式会社デンソー 内燃機関用点火コイル
JP3975824B2 (ja) * 2002-05-15 2007-09-12 株式会社デンソー 点火コイル

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