KR100567286B1 - 수지 조성물 및 이를 사용한 점화 코일 장치 - Google Patents

Abstract

수지 조성물은 열경화성 수지 및 열경화성 수지 중에 분산된 충전재를 포함한다. 충전재 입자 크기 곡선은 소직경 피크, 소직경 피크의 것보다 높은 빈도를 갖는 대직경 피크 및 소직경 피크와 대직경 피크 사이에 위치 설정되고 소직경 피크의 것보다 낮은 빈도를 갖는 밸리를 나타낸다. 점화 코일 장치는 수지 조성물이 코일 와이어의 턴들 사이의 갭으로 유동하는 것을 허용한다.

수지 조성물, 열경화성 수지, 충전재, 입자 크기 곡선, 점화 코일 장치

Description

수지 조성물 및 이를 사용한 점화 코일 장치 {RESIN COMPOSITION AND IGNITION COIL DEVICE USING THE SAME}

도1은 충전재의 입자 크기 곡선을 도시하는 개략도.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 점화 코일 장치의 축방향 단면도.

도3은 제1 실시예에 따른 점화 코일 장치의 2차 코일부 부근의 축방향 단면도.

도4는 제1 실시예에 따른 수지 조성물 중의 충전재의 입자 크기 곡선을 도시하는 개략도.

도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 점화 코일 장치의 축방향 단면도.

도6은 관련 기술 분야의 점화 코일 장치의 2차 코일부 부근의 축방향 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 점화 코일

2 : 하우징

3 : 1차 스풀

4 : 2차 스풀

30 : 1차 코일부

40 : 2차 코일부

본 발명은 수지 조성물 및 이를 사용한 점화 코일 장치에 관한 것으로, 특히 충전재가 배합된 수지 조성물 및 이를 사용한 점화 코일 장치에 관한 것이다.

예를 들면, 플러그 구멍에 직접 장착되는 소위 스틱형 점화 코일 장치는 하우징, 중심 코어, 1차 코일부 및 2차 코일부와 같은 부재들을 포함한다. 이들 부재들 중 하우징은 원통형이다. 중심 코어는 둥근 막대형으로 형성되며 대략 하우징의 중심에 배치된다. 원통형 2차 스풀은 중심 코어의 외측 주연부에 배치된다. 2차 코일부는 2차 스풀 둘레에 부착된다. 2차 코일부는 2차 코일 와이어를 권취함으로써 형성된다. 1차 스풀은 2차 코일부의 외측 주연부에 배치된다. 1차 코일부는 1차 스풀 둘레에 부착된다. 1차 코일부는 1차 코일 와이어를 권취함으로써 형성된다. 하우징 내에 수납된 상술한 부재들 사이에 절연을 확보하고 그리고 부재들을 고정하기 위해서 수지 조성물이 하우징 내로 주입된다. 수지 조성물은 부재들 사이에서 경화된다.

점화 코일 장치는 엔진이 운전 및 정지함에 따른 가열 및 냉각의 주기적인 부하에 기인한 열 응력을 발생시킨다. 즉, 점화 코일 장치를 구성하는 부재들과 수지 조성물의 상이한 선팽창 계수때문이다. 보다 구체적으로, 중심 코어 및 코일 와이어와 같은 부재들의 선팽창 계수는 수지 조성물의 선팽창 계수보다 크다. 선 팽창 계수들 사이의 이 차이는 열 응력을 발생시킨다. 열 응력은, 발생되면, 각 부재 및 수지 조성물 상에 박리 또는 크랙과 같은 결함을 발생시킬 수 있다. 결과적으로, 점화 플러그에 요구되는 높은 전압이 공급될 수 없게 하는 절연 파괴가 점화 코일 장치에 일어날 수도 있다.

예를 들면, 일본 특개평11-111547호 공보는 조정된 선팽창 계수를 갖는 수지 조성물이 주입된 점화 코일 장치를 개시한다. 상기 공보 상에 설명된 점화 코일 장치에 따르면, 수지 조성물의 선팽창 계수는 중심 코어, 1차 코일 와이어 및 2차 코일 와이어의 선팽창 계수에 근접한 값으로 조정된다. 이 때문에, 선팽창 계수의 차이에 기인한 열 응력은 거의 발생하지 않는다.

수지 조성물의 선팽창 계수를 감소시키기 위해서, 수지 조성물에 충전재를 분산시키는 것은 좋은 방법이다. 그러나, 수지 조성물 내에 충전재를 분산시키는 것은 하우징 내에 주입되는 수지 조성물의 유동성을 저하시킨다.

도6은 점화 코일 장치의 2차 코일부 부근의 축방향 단면을 도시한다. 전술한 바와 같이, 2차 코일부(100)는 2차 스풀(101) 둘레에 부착된다. 2차 코일부(100)는 2차 코일 와이어(102)를 권취함에 의해서 형성된다. 2차 코일 와이어(102)의 턴들(turns) 사이에 미세한 갭(108, gap)이 형성된다. 2차 코일 와이어(102)는 도선(103)과 피막(104)을 포함한다.

수지 조성물(105)은 열경화성 수지(106) 및 충전재(107)를 포함한다. 만일 충전재(107)가 포함되지 않는다면, 수지 조성물(105)은 갭(108)을 통해서 2차 코일 와이어(102)의 턴 사이에 매끄럽게 침투한다. 수지 조성물(105)은 2차 코일 와이 어(102)의 턴 사이에서 경화되어 2차 코일 와이어(102)를 위한 절연을 확보한다. 수지 조성물(105)은 2차 코일 와이어(102)가 불규칙적으로 권취되는 것을 억제한다.

그러나, 만일 충전재(107)가 수지 조성물(105) 중에 분산된다면, 충전재(107)는 수지 조성물(105)이 갭(108)을 통해 통과하는 것을 방해한다. 이는 수지 조성물(105)이 2차 코일 와이어(102)의 턴 사이에 침투하는 것을 어렵게 한다. 도6은 이 상태를 도시한다. 따라서, 2차 코일 와이어(102)를 위한 절연을 확보하는 것이 어렵다. 게다가, 2차 코일 와이어(102)는 쉽게 불규칙적으로 권취되게 된다.

이를 고려하여, 일본 특개평4-345640호 공보는 충전재의 크기 분포를 넓게 하고 가장 밀접한 패킹(packing)을 인가함으로써 하우징 내부로 주입되는 수지 조성물의 유동성을 확보하는 코일을 개시한다. 그러나, 이 공보는 입자 크기 곡선(particle size curve)의 구체적인 형태에 대한 설명을 제공하고 있지 않는다.

유동성이 우수한 수지 조성물을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 수지 조성물이 코일 와이어들 사이의 갭들 사이로 용이하게 침투할 수 있는 점화 코일 장치를 제공하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 수지 조성물은 다음과 같이 제공된다. 열경화성 수지 및 열경화성 수지에 분산된 충전재가 포함된다. 여기서, 충전재의 입자 크기 곡선은 소직경 피크, 소직경 피크의 것보다 높은 빈도를 갖는 대직경 피크 및 소직경 피크와 대직경 피크 사이에 위치 설정되고 소직경 피크의 것보다 낮은 빈도를 갖는 밸리(valley)를 갖는다.

도1은 전술된 충전재의 입자 크기 곡선을 도시하는 개략도(반대수 그래프)이다. 충전재는 기재인 열경화성 수지 내에 분산된 특징적인 입자 크기를 갖는다. 충전재의 입자 크기의 조정은 수지 조성물의 유동성을 개선한다.

또한, 다른 목적을 달성하기 위해서, 점화 코일 장치에는 1차 코일부, 2차 코일부 및 전술된 수지 조성물이 제공된다. 1차 코일부는 1차 코일 와이어를 권취함으로써 형성된다. 2차 코일부는 2차 코일 와이어를 권취함으로써 형성된다. 수지 조성물은 1차 코일 와이어 및 2차 코일 와이어의 턴 사이의 갭으로 침투하고 경화된다.

이러한 구조는 1차 코일 와이어 및 2차 코일 와이어의 턴들 사이의 갭으로 수지 조성물이 용이하게 침투하는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 수지 조성물이 유동하는 것을 방해하지 않을 정도의 작은 입자 직경을 갖는 충전재에 의해서 수지 조성물의 선팽창 계수를 감소시키는 것이 가능하다. 이는 코일 와이어의 턴 사이의 절연 파괴 및 코일 와이어의 불규칙적인 권취를 억제한다.

이러한 구조는 또한 충전재가 수지 조성물 중에 분산되는 것을 가능하게 한다. 이러한 이유로, 수지 조성물의 선팽창 계수와 점화 코일 장치를 구성하는 각각의 부재의 선팽창 계수 사이에는 오직 작은 차이만이 있다. 따라서, 크랙과 같은 결점을 유발할 가능성이 거의 없다.

본 발명의 상기 또는 다른 목적, 특징 및 장점이 첨부된 도면을 참조한 후속 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.

본 발명에 따른 점화 코일 장치의 실시예가 설명될 것이다. 다음은 본 발명에 따른 수지 조성물의 실시예도 설명한다.

[제1 실시예]

본 실시예에 따른 점화 코일 장치의 구성이 먼저 설명될 것이다. 도2는 실시예에 따른 점화 코일 장치의 축방향 단면을 도시한다. 소위 스틱형 점화 코일 장치(1)는 엔진 블록의 상부에서 각각의 실린더에 형성된 플러그 구멍(도시 생략) 내에 수용된다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 점화 코일 장치(1)는 도면의 하부에서 점화 플러그(도시 생략)에 연결된다.

점화 코일 장치(1)는 하우징(2)을 갖는다. 하우징(2)은 수지로 만들어지고 상향으로 직경이 넓어지는 단차식 튜브(stepped tube)형으로 형성된다. 하우징(2)은 단차 아래에서 원통형으로, 단차 위로는 장방형으로 형성된다. 하우징(2)의 상단부에는 확개 섹션(20)이 형성된다. 절결 창(21)이 확개 섹션(20)의 측벽의 일부에 형성된다.

하우징(2)의 내부는 중심 코어 섹션(5), 1차 스풀(3), 1차 코일부(30), 2차 스풀(4), 2차 코일부(40), 커넥터(6)의 받침대(61) 및 점화기(9)를 포함한다.

중심 코어 섹션(5)은 중심 코어(54), 탄성 부재(50) 및 열 수축 튜브(52)를 포함한다. 중심 코어(54)는 상이한 폭을 갖는 스트립형 규소 강판(540)을 직경 방향으로 적층함으로써 형성되고 스틱 형상으로 형성된다. 탄성 부재(50)는 단거품 스폰지이고 컬럼(column)형으로 형성된다. 탄성 부재(50)는 중심 코어(54)의 양단부에 제공된다. 열 수축 튜브(52)는 가열에 기인하여 수축하는 수지로 만들어진다. 열 수축 튜브(52)는 외측으로부터 중심 코어(54) 및 탄성 부재(50)를 덮는다.

2차 스풀(4)은 수지로 만들어지고 기부를 갖는 원통형으로 형성된다. 2차 스풀(4)은 중심 코어 섹션(5)에 동축으로 그리고 중심 코어 섹션(5)의 외주연부에 인접하여 배열된다. 2차 코일부(40)는 2차 스풀(4)의 외주연부 주위에 권취된 2차 코일 와이어를 포함한다. 스풀측 결합 네일(41)은 2차 스풀(4)의 상부 표면 상에 수직으로 제공된다. 원주 방향을 따라 서로로부터 각각 90 또는 180 도 이격된 3개의 스풀측 결합 네일(41)이 제공된다.

1차 스풀(3)은 2차 스풀과 동축으로 2차 스풀(4)의 외주연부에 인접하여 배열된다. 1차 코일부(30)는 1차 스풀(3)의 외주연부 둘레로 권취된 1차 코일 와이어를 포함한다. 1차 코일부(30)의 외주연부에는 더 긴 방향으로 꿰뚫는 슬릿을 갖는 단일 규소 강판을 구비하는 원통형 주연 코어(43)가 제공된다.

커넥터(6)는 수지로 만들어지고 커넥터 본체(60) 및 받침대(61)를 포함한다. 커넥터 본체(60)는 정방형 튜브로서 형성되고 절결 창(21)으로부터 하우징(2)의 외측으로 돌출하도록 배치된다. 복수의 커넥터 단자(600)들이 커넥터 본체(60)에 삽입 성형된다. 받침대(61)는 평판형으로 형성된다. 받침대(61)는 확개 섹션(20)의 대략 중심부에 배치된다. 정렬 리브(63) 및 정렬 부재측 결합 네일(66)은 받침대(61)의 바닥 표면으로부터 수직으로 제공된다. 정렬 리브(63)는 링(ring)으로서 형성된다. 정렬 리브(63)는 상부로부터 중심 코어 섹션(5)과 2차 스풀(4) 사 이에 삽입된다. 원주 방향을 따라 서로로부터 90 또는 180 도로 각각 분리된 3개의 정렬 부재측 결합 네일(66)이 제공된다. 정렬 부재측 결합 네일(66)은 스풀측 결합 네일(41)과 결합한다.

점화기(9)는 몰드 수지(mold resin)로 밀봉된 전력 트랜지스터(도시 생략), 하이브리드 직접 회로(도시 생략), 히트 싱크(도시 생략) 등으로부터 형성된다. 점화기(9)는 ECU(엔진 제어 유닛, 도시 생략) 및 1차 코일부(30)에 전기적으로 접속된다.

수지 조성물(8)은 하우징(2) 내에 배치된 전술한 부재들 사이에 충전된다. 수지 조성물(8)은 에폭시 수지, 충전재 및 경화제를 포함한다. 수지 조성물(8)은 확개 섹션(20)으로부터 진공으로된 하우징(2) 내부로 주입되고, 전술된 부재들 사이에 침투한 후 굳어진다. 수지 조성물(8)은 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다.

고 전압 타워(7)는 하우징의 바닥부를 향해서 배치된다. 고 전압 타워(7)는 타워 하우징(70), 고 전압 단자(71), 스프링(72) 및 플러그 캡(73)을 포함한다.

타워 하우징(70)은 수지로 만들어지고 원통형으로 형성된다. 상향 돌출 보스(74)는 타워 하우징(70)의 내주연부의 중간부에 형성된다. 고 전압 단자(71)는 금속으로 만들어지고 하향 개구(76)를 갖는 컵형으로 형성된다. 보스(74)는 하향 개구(76) 내로 삽입된다. 즉, 보스(74)는 고 전압 단자(71)를 지지한다. 고 전압 단자(71)의 상단부의 중심부로부터 상향 돌출 돌출부(75)가 배치된다. 돌출부(75)는 2차 스풀(4)의 하단부 개구(42) 내로 삽입된다. 돌출부(75)는 2차 코일부(40) 에 전기적으로 접속된다.

스프링(72)은 나선형으로 형성된다. 고 전압 단자(71)의 개구(76)는 스프링(72)의 상단부를 정지시킨다. 스프링(72)은 점화 플러그와 연결된다.

플러그 캡(73)은 고무로 만들어지고 원통형으로 형성된다. 플러그 캡(73)은 타워 하우징(70)의 하단부에 환형으로 부착된다. 점화 플러그는 플러그 캡(73)의 내주연부에 가압되고 탄성적으로 연결된다.

다음은 전력이 공급될 때의 본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)의 작동을 설명한다. ECU로부터의 제어 신호는 커넥터(6)를 통해 점화기(9)로 전송된다. 점화기(9)가 전류를 단속한 때, 자기 유도 효과는 1차 코일부(30) 내에 특정 전압을 생성한다. 1차 코일부(30)와 2차 코일부(40) 사이의 상호 유도 효과 때문에 이 전압은 승압된다. 이 승압에 의해 생성된 고전압은 2차 코일부(40)로부터 고압 단자(71) 및 스프링(72)을 거쳐 점화 플러그로 전달된다. 고전압은 점화 플러그의 갭 내에 스파크를 발생시킨다.

다음은 본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)용의 수지 조성물을 설명한다. 도3은 본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)의 2차 코일부 부근에서의 축방향 단면을 도시한다. 도3에서 도시된 바와 같이, 2차 코일부(40)를 구성하는 2차 코일 와이어(45)는 도선(450) 및 피막(451)을 포함한다. 피막을 포함하는 와이어 몸체의 외경은 0.04 내지 0.09 ㎜의 범위에 있다. 2차 코일 와이어(45)는 2차 스풀 둘레에 축방향을 따라 40 내지 100 ㎜의 길이로 5000 내지 25000회 권취된다. 2차 코일 와이어(45)의 턴 사이에는 미세한 갭(46)이 형성된다.

수지 조성물(8)은 에폭시 수지(80), 충전재(81) 및 경화제(도시 생략)를 포함한다. 에폭시 수지(80)는 본 발명에 따른 열경화성 수지 내에 포함된다. 충전재(81)는 2종류의 상이한 직경을 갖는 구형의 실리카로 형성된다. 다시 말해, 충전재(81)는 대직경 입자(810) 및 소직경 입자(811)를 포함한다. 대직경 입자(810)는 40 ㎛의 입자 직경을 갖는다. 소직경 입자(811)는 0.5 ㎛의 입자 직경을 갖는다. 전체 수지 조성물(8)을 100 질량％(mass％)라고 하면, 충전재(81)는 75 질량％가 포함된다. 75 질량％의 충전재(81) 중에서, 소직경 입자(811)가 15 질량％를 차지하고 대직경 입자(810)가 60 질량％를 차지한다.

도4는 본 실시예에 따른 수지 조성물에 사용되는 충전재의 입자 크기 곡선을 도시한다. 이 입자 크기 곡선은 입자 크기 분석기(호리바제작소제, 모델명 LA-700)로 측정된다. 도4에서, 가로 좌표는 입자 직경(㎛)을 나타낸다. 세로 좌표는 빈도(％)를 나타낸다. 도4 및 도1에서 서로 대응하는 부분은 동일한 참조 기호로서 지시된다.

도4에 도시된 바와 같이, 소직경 피크(A)에서 입자 직경(A1)은 1.2 ㎛이다. 밸리에서 입자 직경(C1)은 7 ㎛이다. 대직경 피크(B)에서 입자 직경(B1)은 40 ㎛ 이다. 소직경 피크(A)의 빈도(A2)는 1.3％ 이다. 밸리의 빈도(C2)는 0.4 ％ 이다. 대직경 피크(B)의 빈도(B2)는 8.6 ％ 이다.

본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)의 효과가 설명될 것이다. 본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 수지 조성물(8) 중에 포함된 충전재(81)의 입자 크기를 조정하여 입자 크기 곡선이 소직경 피크(A), 대직경 피크(B) 및 밸리(C)를 형성하 게 한다. 즉, 입자 직경은 A1 < C1 < B1 으로 설정된다. 빈도는 C2 < A2 < B2 로 설정된다. 더욱이, B2:C2의 빈도비는 1:0.0465이다. 즉, B2:C2의 비는 0.08 이하로 설정된다.

본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 충전재(81)를 구성하는 소직경 입자(811) 및 대직경 입자(810)가 거의 구형을 이루도록 구성된다. 따라서, 입자들 사이에 비교적 많은 갭이 형성된다.

본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 충전재(81)의 입자 크기 곡선이 8 ％ 와 9 ％의 범위에서 대직경 피크(B)에 8.6 ％ 빈도를 나타내도록 구성된다. 소직경 피크(A)에서 빈도(A2)는 1 ％와 2 ％ 사이의 범위에서 1.3 ％이다. 밸리(C)에서 빈도(C2)는 0.4 ％, 즉 0.5 ％이하이다.

더욱이, 본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 대직경 피크(B), 소직경 피크(A) 및 밸리(C) 사이에서 B1 : A1 : C1 = 1: 0.03:0.175 의 입자 직경비를 나타내도록 구성된다.

본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 충전재(81)용 입자 크기 곡선이 30 내지 50 ㎛ 사이의 범위 내에서 대직경 피크(B)에 40 ㎛ 입자 직경(B1)을 나타내도록 구성된다. 소직경 피크(A)에서 입자 직경(A1)은 0.7과 3 ㎛ 사이의 범위에서 1.2 ㎛이다. 밸리(C)에서 입자 직경(C1)은 4와 10 ㎛ 사이의 범위 내에서 7 ㎛이다.

더욱이, 본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 충전재(81)의 입자 크기 곡선이 대직경 피크(B)와 소직경 피크(A) 사이에서 B2:A2 = 1:0.15의 빈도비를 나타 내도록 구성된다.

이들 효과는 본 발명에 따른 수지 조성물(8)의 우수한 유동성을 만든다. 수지 조성물(8)은 1차 코일 와이어 및 2차 코일 와이어(45)의 턴들 사이를 완전하게 침투한다. 도3은 수지 조성물(8) 중의 소직경 입자(811)가 에폭시 수지와 함께 2차 코일 와이어의 턴들 사이로 침투한 것을 도시한다. 이 상태는 코일 와이어의 턴들 사이의 절연 파괴의 가능성을 감소시킨다. 코일 와이어의 불규칙적인 권취의 가능성은 거의 없다.

본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 충전재(81)가 수지 조성물(8) 중에서 분산되는 것을 허용한다.

더욱이, 본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 충전재(81)를 구성하는 소직경 입자(811) 및 대직경 입자(810)가 거의 구형이 되도록 구성된다. 따라서, 수지 조성물(8)은 더 많은 양의 충전재(81)를 포함할 수 있다.

이들 효과들은 수지 조성물(8)의 선팽창 계수와 수지 조성물(8)에 인접한 코일 와이어 또는 주연 코어의 선팽창 계수 사이의 작은 차이를 유발한다. 따라서, 크랙과 같은 결함이 발생할 가능성이 거의 없다.

본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 열경화성 수지로서 에폭시 수지(80)를 사용한다. 에폭시 수지(80)는 절연 성능이 우수하고 저렴하다. 이러한 이유로 본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 절연 파괴가 거의 발생하지 않는다. 또한 제조 비용이 감소될 수 있다.

본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 충전재(81)로서 실리카를 사용한다. 실리카는 특히 수지 조성물(8)의 선팽창 계수를 감소시키는 효과가 우수하다. 이에 따라 수지 조성물(8)의 선팽창 계수와 점화 코일 장치(1)를 구성하는 각각의 부재의 선팽창 계수 사이에는 작은 차이가 있다. 충전재(81)로서 사용되는 실리카는 수정을 용융시킴에 의해서 또는 다양한 합성 방법을 통해 제작될 수 있다.

도3은 2차 코일 와이어 내로 침투한 소직경 입자(811)의 예를 도시한다. 그러나, 공극이 생성되는 것을 방지하기 위해서 오직 에폭시 수지만이 2차 코일 와이어 내로 침투할 수 있도록 소직경 입자(811)의 크기를 결정하는 것이 가능하다.

본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 소위 스틱형 점화 코일 장치이다. 본 발명에 따른 점화 코일 장치(1)가 실시예와 같은 스틱형 점화 코일 장치로서 이용될 때, 수지 조성물(8)은 코일 와이어의 턴들 사이로 완전하게 침투한다. 결과적으로 절연 파괴를 억제하는 것이 가능하다.

[제2 실시예]

제2 실시예는 링형 코일 와이어 유지 리브가 축방향을 따라서 특정 간격으로 2차 스풀의 외주연 표면 상에 제공된다는 점에서 제1 실시예와는 상이하다. 제1 실시예에 따른 2차 코일 와이어는 경사 형태로(slantwise) 권취되는 반면에, 제2 실시예에 따른 2차 코일 와이어는 정규적으로 권취된다. 따라서, 아래에서 차이점에 대해서만 설명한다.

도5는 제2 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)의 축방향 단면을 도시한다. 도5 및 도1에서 상호 대응하는 부분들은 동일한 참조 부호에 의해 나타낸다. 도5에 도시된 바와 같이, 코일 와이어 유지 리브(47)가 2차 스풀(4)의 외주연 표면 상 에 일체식으로 제공된다. 전체 7개의 코일 와이어 유지 리브(47)는 2차 스풀(4)의 축방향으로 따라 특정 간격으로 배치된다. 2차 코일 와이어는 2차 코일부(40)를 형성하기 위해 인접 코일 와이어 유지 리브(47) 사이에 규칙적으로 권취된다.

본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 제1 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)의 것과 동일한 효과를 제공한다. 본 실시예에 따른 점화 코일 장치(1)는 2차 코일 와이어가 코일 와이어 유지 리브(47)에 의해 분리된 짧은 섹션들 둘레로 권취되는 것을 허용한다. 이는 2차 코일 와이어가 불규칙적으로 감길 가능성을 더욱 감소시킨다.

[예]

다음은 본 발명에 따른 수지 조성물에 대해 수행된 특성 평가 실험을 설명한다.

<예와 비교예의 조성물>

(1) 예1

예1의 수지 조성물 샘플은 수지 성분 및 충전재 성분을 포함한다. 수지 성분은 에폭시 수지 및 경화제를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％로 가정할 때, 수지 성분은 25 질량％를 차지한다. 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 포함한다. 경화제는 무수 헥사히드로프탈산(hexahydrophthalic acid anhydride)을 포함한다. 여기서, 에폭시 수지와 경화제의 비는 1:0.75-0.95 이다.

충전재는 구형 실리카 및 구형 멀라이트를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량 ％라고 가정하면, 충전재는 75 질량％를 차지한다. 75 질량％ 중, 구형 실리카는 18 질량％를 차지하고 구형 멀라이트는 57 질량％를 포함한다. 구형 실리카는 0.5 ㎛의 입자 직경을 갖는다. 구형 멀라이트는 100 ㎛의 입자 직경을 갖는다.

(2) 예2

예2의 수지 조성물 샘플은 수지 성분 및 충전재 성분을 포함한다. 수지 성분은 에폭시 수지 및 경화제를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％로 가정할 때, 수지 성분은 25 질량％를 차지한다. 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 포함한다. 경화제는 무수 헥사히드로프탈산을 포함한다. 여기서, 에폭시 수지 및 경화제의 비율은 1:0.75-0.95 이다.

충전재는 상이한 입자 직경을 갖는 2형태의 구형 실리카를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％라고 가정하면, 충전재는 75 질량％를 차지한다. 75 질량％ 중, 0.5 ㎛의 입자 직경을 갖는 구형 실리카가 18 질량％를 갖는다. 75 질량％ 중, 40 ㎛의 입자 직경을 갖는 구형 실리카가 57 질량％를 차지한다.

(3) 예3

예3의 수지 조성물 샘플은 수지 성분 및 충전재 성분을 포함한다. 수지 성분은 에폭시 수지 및 경화제를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％로 가정할 때, 수지 성분은 25 질량％를 차지한다. 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 포함한다. 경화제는 무수 헥사히드로프탈산을 포함한다. 여기서, 에폭시 수지와 경화제의 비는 1:0.75-0.95 이다.

충전재는 상이한 입자 직경을 갖는 2형태의 구형 실리카를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％라고 가정하면, 충전재는 75 질량％를 차지한다. 75 질량％ 중, 6 ㎛의 입자 직경을 갖는 구형 실리카가 48 질량％를 차지한다. 75 질량％ 중, 165 ㎛의 입자 직경을 갖는 분쇄된(불규칙적인 형상의) 실리카가 27 질량％를 차지한다.

(4) 예4

예4의 수지 조성물 샘플은 수지 성분 및 충전재 성분을 포함한다. 수지 성분은 에폭시 수지 및 경화제를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％로 가정할 때, 수지 성분은 26 질량％를 차지한다. 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 포함한다. 경화제는 무수 헥사히드로프탈산을 포함한다. 여기서, 에폭시 수지와 경화제의 비는 1:0.75-0.95 이다.

충전재는 구형 실리카 및 구형 멀라이트를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％라고 가정하면, 충전재는 74 질량％를 차지한다. 74 질량％ 중, 구형 실리카는 5.8 질량％를 차지하고, 구형 멀라이트는 68.2 질량％를 차지한다. 구형 실리카는 0.5 ㎛의 입자 직경을 갖는다. 구형 멀라이트는 100 ㎛의 입자 직경을 갖는다.

(5) 예5

예5의 수지 조성물 샘플은 수지 성분 및 충전재 성분을 포함한다. 수지 성분은 에폭시 수지 및 경화제를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％로 가정할 때, 수지 성분은 26.2 질량％를 차지한다. 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 포함한다. 경화제는 무수 헥사히드로프탈산을 포함한다. 여기서, 에폭시 수지와 경화제의 비는 1:0.75-0.95 이다.

충전재는 구형 실리카 및 구형 멀라이트를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％라고 가정하면, 충전재는 73.8 질량％를 차지한다. 73.8 질량％ 중, 구형 실리카는 5 질량％를 차지하고, 구형 멀라이트는 68.8 질량％를 차지한다. 구형 실리카는 0.5 ㎛의 입자 직경을 갖는다. 구형 멀라이트는 100 ㎛의 입자 직경을 갖는다.

(6) 예6

예6의 수지 조성물 샘플은 수지 성분 및 충전재 성분을 포함한다. 수지 성분은 에폭시 수지 및 경화제를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％로 가정할 때, 수지 성분은 26.1 질량％를 차지한다. 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 포함한다. 경화제는 무수 헥사히드로프탈산을 포함한다. 여기서, 에폭시 수지와 경화제의 비는 1:0.75-0.95 이다.

충전재는 구형 실리카 및 구형 멀라이트를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％라고 가정하면, 충전재는 73.9 질량％를 차지한다. 73.9 질량％ 중, 구형 실리카는 11 질량％를 차지하고, 구형 멀라이트는 62.9 질량％를 차지한다. 구형 실리카는 0.5 ㎛의 입자 직경을 갖는다. 구형 멀라이트는 100 ㎛의 입자 직경을 갖는다.

(7) 예7

예7의 수지 조성물 샘플은 수지 성분 및 충전재 성분을 포함한다. 수지 성분은 에폭시 수지 및 경화제를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％로 가정할 때, 수지 성분은 12.7 질량％를 차지한다. 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 포함한다. 경화제는 무수 헥사히드로프탈산을 포함한다. 여기서, 에폭시 수지와 경화제의 비는 1:0.75-0.95 이다.

충전재는 구형 실리카 및 구형 멀라이트를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％라고 가정하면, 충전재는 87.3 질량％를 차지한다. 87.3 질량％ 중, 구형 실리카는 21.7 질량％를 차지하고, 구형 멀라이트는 65.6 질량％를 차지한다. 구형 실리카는 0.5 ㎛의 입자 직경을 갖는다. 구형 멀라이트는 100 ㎛의 입자 직경을 갖는다.

(8) 예8

예8의 수지 조성물 샘플은 수지 성분 및 충전재 성분을 포함한다. 수지 성분은 에폭시 수지 및 경화제를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％로 가정할 때, 수지 성분은 19 질량％를 차지한다. 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 포함한다. 경화제는 무수 헥사히드로프탈산을 포함한다. 여기서, 에폭시 수지와 경화제의 비는 1:0.75-0.95 이다.

충전재는 상이한 입자 직경을 갖는 2형태의 구형 실리카를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％라고 가정하면, 충전재는 81 질량％를 차지한다. 81 질량％ 중, 0.5 ㎛의 입자 직경을 갖는 구형 실리카가 19.8 질량％를 차지한다. 81 질량％ 중, 40 ㎛의 입자 직경을 갖는 구형 실리카가 61.2 질량％를 차지한다.

(9) 예9

예9의 수지 조성물 샘플은 수지 성분 및 충전재 성분을 포함한다. 수지 성분은 에폭시 수지 및 경화제를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％로 가정할 때, 수지 성분은 25 질량％를 차지한다. 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 포함한다. 경화제는 무수 헥사히드로프탈산을 포함한다. 여기서, 에폭시 수지와 경화제의 비는 1:0.75-0.95 이다.

충전재는 상이한 입자 직경을 갖는 2형태의 구형 실리카를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％라고 가정하면, 충전재는 75 질량％를 차지한다. 75 질량％ 중, 0.5 ㎛의 입자 직경을 갖는 구형 실리카가 15 질량％를 차지한다. 75 질량％ 중, 40 ㎛의 입자 직경을 갖는 구형 실리카가 60 질량％를 차지한다. 전술된 실시예들에 따른 점화 코일 장치(1)에는 예9의 것과 동일한 조성물이 수지 조성물로 주입된다.

(10) 예10

예10의 수지 조성물 샘플은 수지 성분 및 충전재 성분을 포함한다. 수지 성분은 에폭시 수지 및 경화제를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％로 가정할 때, 수지 성분은 23 질량％를 차지한다. 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 포함한다. 경화제는 무수 헥사히드로프탈산을 포함한다. 여기서, 에폭시 수지와 경화제의 비는 1:0.75-0.95 이다.

충전재는 상이한 입자 직경을 갖는 2형태의 구형 실리카를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％라고 가정하면, 충전재는 77 질량％를 차지한다. 77 질량％ 중, 0.5 ㎛의 입자 직경을 갖는 구형 실리카가 15.4 질량％를 차지한다. 77 질량％ 중, 40 ㎛의 입자 직경을 갖는 구형 실리카가 61.6 질량％를 차지한다.

(11) 비교예1

비교예1의 수지 조성물 샘플은 수지 성분 및 충전재 성분을 포함한다. 수지 성분은 에폭시 수지 및 경화제를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％로 가정할 때, 수지 성분은 25 질량％를 차지한다. 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 포함한다. 경화제는 무수 헥사히드로프탈산을 포함한다. 여기서, 에폭시 수지와 경화제의 비는 1:0.75-0.95 이다.

충전재는 상이한 입자 직경을 갖는 3형태의 구형 실리카를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％라고 가정하면, 충전재는 75 질량％를 차지한다. 75 질량％ 중, 0.5 ㎛의 입자 직경을 갖는 구형 실리카가 18 질량％를 차지한다. 75 질량％ 중, 6 ㎛의 입자 직경을 갖는 구형 실리카가 19 질량％를 차지한다. 75 질량％ 중, 40 ㎛의 입자 직경을 갖는 구형 실리카가 38 질량％를 차지한다.

(12) 비교예2

비교예2의 수지 조성물 샘플은 수지 성분 및 충전재 성분을 포함한다. 수지 성분은 에폭시 수지 및 경화제를 포함한다. 전체 샘플을 100 질량％로 가정할 때, 수지 성분은 26 질량％를 차지한다. 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 포함한다. 경화제는 무수 헥사히드로프탈산을 포함한다. 여기서, 에폭시 수지와 경화제의 비는 1:0.75-0.95이다.

충전재는 한 종류의 구형 멀라이트를 포함한다. 구형 멀라이트는 100 ㎛의 입자 직경을 갖는다. 전체 샘플을 100 질량％라고 가정하면, 충전재는 74 질량％를 차지한다. 구형 멀라이트는 100 ㎛의 입자 직경을 갖는다.

<특성 평가 방법>

(1) 메쉬 투과율(Mesh transmissivity)

우리는 전술한 예 및 비교예로 사용된 샘플의 유동성을 평가하기 위해서 메쉬 투과율을 측정하였다. 더 양호한 유동성은 더 높은 메쉬 투과율을 나타내는 샘플로부터 기인한다. 우리는 전술한 예 및 비교예로 사용된 각각의 샘플의 5 g의 무게를 재어, 이들을 SUS 메쉬를 통과하도록 함으로써 측정을 수행하였다. 메쉬 폭은 5 ㎜이다. 투과율(％)은 방정식: 메쉬 투과량(g)/5(g)×100에 따라 산출된다.

(2) 코일 와이어 함침성(Coil wire impregnating ability)

우리는 점화 코일 장치(1) 내의 코일 와이어의 턴들 사이에서 전술한 예 및 비교예로 사용된 샘플의 함침성을 평가하기 위하여 코일 와이어 함침성을 측정하였다. 더 높은 고일 와이어 함침성을 가진 샘플이 코일 와이어의 턴들 사이의 갭으로 더 용이하게 함침될 수 있다. 측정을 수행하기 위해서, 우리는 점화 코일 장치(1) 내로 전술한 예들 및 비교예들로 사용된 샘플들을 주입하고, 샘플들을 경화시키고, 그런 후 현미경으로 단면을 관찰하기 위해서 축방향을 따라 점화 코일 장치(1)를 절단하였다.

(3) 충전재 침강성(Filler precipitability)

우리는 전술한 예 및 비교예들로 사용된 샘플들에서 충전재의 분산성을 평가하기 위해서 충전재 침강성을 측정하였다. 낮은 충전재 침강성을 갖는 샘플은 충전재가 샘플 내에서 보다 용이하게 분산되는 것을 허용한다. 측정을 위해, 우리는 전술된 예 및 비교예로 사용된 샘플들을 비이커에 부어서, 10일동안 40 ℃의 일정 온도에서 비이커를 방치해 두었다가, 비이커 바닥을 시각적으로 검사하였다.

<특성 평가 결과>

표1은 전술한 예 및 비교예로 사용된 샘플의 조성과 함께 특성 평가 결과를 나열한다.

(1) 메쉬 투과율

우리는 비교예1이 현저하게 낮은 메쉬 투과율을 나타내는 것을 발견하였다. 더욱이, 우리는 예1, 예4, 예5, 예6, 예9 및 예10 및 비교예2가 높은 투과율을 나타내는 것을 발견하였다. 예5 및 예6은 특히 높은 메쉬 투과율을 나타낸다.

(2) 코일 와이어 함침성

우리는 비교예1이 현저하게 낮은(L) 코일 와이어 함침성을 나타내는 것을 발 견하였다. 더욱이, 우리는 예2, 예7 및 예8이 중간(I)의 코일 와이어 함침성을 나타내는 것을 발견하였다. 더욱이, 우리는 예1, 예3, 예4, 예5, 예6, 예9 및 예10 및 비교예2가 높은(H) 코일 와이어 함침성을 나타내는 것을 발견하였다.

(3) 충전재 침강성

침전성에 대해서는, 예1, 예3, 예4, 예5, 예6 및 예7과, 비교예2가 충전재의 침강(Y)을 보이는 것을 발견하였다. 한편, 예2, 예8, 예9 및 예10과 비교예1이 충전재의 무침강(N)을 나타내는 것을 발견하였다. 결과적으로, 우리는 예2, 예8, 예9 및 예10과 비교예1이 낮은 충전재 침강성을 나타내는 것을 발견하였다.

<결론>

특성 평가 결과에 따라, 우리는 몇 개의 실시예가 실용적인 수준의 메쉬 투과성 및 코일 와이어 함침성에 도달하는 것을 발견하였다. 충전재 침강성을 또한 고려할 때, 우리는 예9 및 예10이 특성 균형에서 특히 탁월하다는 것을 발견하였다.

[부가적인 설명]

(1) 본 발명에 따른 수지 조성물은 기재로서 열경화성 수지 내에서 분산되는 특징적인 입자 크기를 갖는 충전재를 포함한다. 본 발명의 발명자는 충전재의 입자 크기에 주의하였다. 우리는 입자 크기 곡선이 두 개의 피크와 특정 깊이를 갖는 하나의 밸리를 형성하도록 충전재의 입자 크기를 조정함에 의해서 수지 조성물의 유동성이 개선된다는 것을 발견하였다.

도1은 충전재를 위한 입자 크기 곡선을 도시하는 개략도(반대수 그래프)이 다. 도1에서 가로 좌표는 입자 직경을 나타내고 세로 좌표는 빈도를 나타낸다. 입자 직경은 입방 체적(cubic volume)을 참조하여 산출된다. 도1에 도시된 바와 같이, 소직경 피크(A)에서 입자 직경(A1)은 대직경 피크(B)에서 입자 직경(B1)보다 작다. 밸리(C)에서 입자 직경(C1)은 입자 직경(A1)보다 크고 입자 직경(B1)보다 작다. 즉, 입자 직경은 A1 < C1 <B1 으로 설정된다.

대직경 피크(B)에서 빈도(B2)는 소직경 피크(A)에서 빈도(A2)보다 높게 설정된다. 밸리(C)에서 빈도(C2)는 빈도(A2)보다 낮게 설정된다. 즉, 빈도는 C2 < A2 < B2 로 설정된다. C2 < A2 < B2의 목적은 두 개의 피크, 즉 소직경 피크(A)와 대직경 피크(B)를 더욱 뚜렷하게 만드는 것이다. 소직경 피크(A)에서 입자 직경(A1)과 대직경 피크(B)에서 입자 직경(B1)이 전술된 바와 같이 A1 < B1의 관계를 유지하기 때문에 A2 < B2의 관계가 설정된다. 이는 큰 입자 직경을 갖는 충전재 입자가 작은 입자 직경을 갖는 충전재 입자에 의해 형성되는 갭보다 더 큰 갭을 형성하기 때문이다. 열경화성 수지 및 충전재 입자는 이 큰 갭을 통해 잘 유동할 수 있다.

이런 식으로, 본 발명에 따른 수지 조성물은 특징적인 입자 크기를 갖는 충전재를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 수지 조성물은 유동성에서 우수하다. 열경화성 수지의 유동성은 특히 우수하다.

(2) 충전재의 입자가 거의 구형인 것이 바람직하다. 이 구성에 따르면, 수지 조성물은 불규칙적인 형상을 지닌 충전재 입자보다 더 많은 충전재를 포함할 수 있다. 이는 수지 조성물의 선팽창 계수를 조정하는 것을 보다 용이하게 한다. 구 형 충전재 입자는 용이하게 그들 사이에 갭을 형성한다. 이는 열경화성 수지 유동성을 개선한다. 충전재 입자들은 스스로 다른 충전재 입자에 의해 거의 간섭받지 않는다. 이는 또한 충전재 입자 유동성을 개선한다.

(3) 열경화성 수지는 에폭시 수지인 것이 바람직하다. 에폭시 수지는 열 저항성 및 절연 성능이 우수하며 저렴하다. 열경화성 수지로서 에폭시 수지의 사용은 수지 조성물의 절연 신뢰도를 향상시키고 수지 조성물의 제조 비용을 감소시킨다.

(4) 대직경 피크 및 소직경 피크의 빈도비는 1:0.1-0.2 인 것이 바람직하다. 이 구성은 전술된 도1에서의 B2:A2 = 1:0.1-0.2를 정한다. 여기서, 만일 빈도(A2)가 0.1 미만으로 설정된다면 수지 조성물 내의 임계 함유량을 감소시키기 때문에 빈도(A2)는 0.1 이상으로 설정된다.

큰 입자 직경을 갖는 충전재 입자에 비교할 때, 작은 입자 직경을 갖는 충전재 입자는 수지 절연 조성물 내로 보다 밀하고 용이하게 배합될 수 있다. 이러한 이유로, 빈도(A2)는 0.1 미만으로 설정된다면 작은 입자 직경을 갖는 충전재 입자에 대해 낮은 빈도를 유발한다. 이는 수지 조성물 내의 충전재의 임계 함유량을 감소시킨다. 그 결과, 수지 조성물의 선팽창 계수를 조정하는 것이 어려워진다.

빈도(A2)가 0.2를 초과하여 설정된다면, 열경화성 수지 및 충전재의 유동성을 저하시키기 때문에 빈도(A2)는 0.2 이하로 설정된다. 즉, 입자 직경(A1)을 갖는 충전재 입자는 입자 직경(B1)을 갖는 충전재 입자 사이의 갭으로 침투한다. 만일 빈도(A2)가 0.2를 초과하면, 입자 직경(A1)을 갖는 충전재 입자의 빈도는 증가 하여, 열경화성 수지 및 충전재의 유동성을 저하시킨다.

(5) 대직경 피크의 빈도는 8 ％ 내지 9 ％ 이고, 소직경 피크의 빈도는 1 ％ 내지 2 ％이고, 그리고 밸리의 빈도는 0.5 ％ 이하인 것이 바람직하다. 이 구성은 도1에서의 B2를 8 ％ 내지 9 ％의 범위로, 빈도(A2)를 1 ％ 내지 2 ％의 범위로, 그리고 빈도(C2)를 0.5 ％ 이하로 설정한다. 전술한 예들에서 명백한 바와 같이, 이 구성에 따른 입자 크기를 갖는 충전재를 포함하는 수지 조성물은 유동성, 코일 와이어 함침성 및 충전재 침강성 사이의 균형에서 특히 우수하다.

(6) 대직경 피크, 소직경 피크 및 밸리는 1 : 0.01-0.07:0.09-0.25 의 입자 직경비를 나타내는 것이 바람직하다. 이 구성은 도1에서의 B1 : A1 : C1 = 1 : 0.01-0.07 : 0.09-0.25를 정한다. 여기서, 입자 직경(A1)이 다음의 이유 때문에 0.01 이상으로 설정된다. 만일 입자 직경(A1)이 0.01 미만으로 설정된다면, 소직경 피크(A)는 대직경 피크(B)로부터 너무 멀어지게 되어, 수지 조성물 유동성을 저하시킨다. 입자 직경(A1)은 다음의 이유 때문에 0.07 이하로 설정된다. 만일 입자 직경(A1)이 0.07을 초과하면, 소직경 피크(A)는 대직경 피크(B)로 과도하게 접근하여, 또한 수지 조성물 유동성을 저하시킨다.

입자 직경(C1)은 다음의 이유 때문에 0.09 이상으로 설정된다. 만일 입자 직경(C1)이 0.09 미만으로 설정된다면, 밸리(C1)가 소직경 피크(A)에 과도하게 접근하여, 수지 조성물 유동성을 저하시킨다. 입자 직경(C1)은 다음의 이유 때문에 0.25 이하로 설정된다. 만일 입자 직경(C1)이 0.25를 초과하면, 밸리(C)는 대직경 피크(B)에 과도하게 근접하고, 또한 수지 조성물 유동성을 저하시킨다.

(7) 대직경 피크는 30 내지 50 ㎛의 입자 직경을 갖고, 소직경 피크는 0.7 내지 3 ㎛의 입자 직경을 갖고, 그리고 밸리는 4 내지 10 ㎛의 입자 직경을 갖는 것이 바람직하다. 이 구성은 입자 직경(B1)을 30 내지 50 ㎛의 범위로, 입자 직경(A1)을 0.7 내지 3 ㎛의 범위로, 그리고 입자 직경(C1)을 4 내지 10 ㎛의 범위로 설정한다. 전술한 예들로부터 명백한 바와 같이, 이 구성에 따른 입자 크기를 갖는 충전재를 포함하는 수지 조성물은 유동성, 코일 와이어 함침성 및 충전재 침강성 사이의 균형에서 특히 우수하다.

(8) 대직경 피크에 대한 밸리의 빈도비는 0.08 이하가 바람직하다. 이 구성은 도1에서의 대직경 피크(B)에서 빈도(B2) 및 밸리(C)에서의 빈도(C2)를 B2:C2 = 1:0.08이하로 설정한다. 빈도는 다음의 이유 때문에 B2:C2 = 1:0.08이하로 설정된다. 만일 빈도(C2)가 0.08을 초과하면, 빈도는 밸리(C)에서 입자 직경(C1)을 갖는 충전재 입자들에 대해 증가하여, 소직경 피크(A)와 대직경 피크(B) 사이의 곡선을 매끄럽게 한다. 즉, 이는 전체 충전재 입자의 입자 크기를 넓힌다. 만일 입자 크기가 넓어지면, 입자 직경(B1)보다 작은 다양한 입자 직경을 갖는 충전재 입자들이 입자 직경(B1)을 갖는 충전재 입자들 사이의 갭으로 비교적 밀하게 충전된다. 이는 갭 내의 열경화성 수지 및 충전재 입자의 유동성을 저하시킨다. 이러한 이유 때문에, 이 구성은 B2:C2 = 1:0.08이하로 정한다.

(9) 본 발명에 따른 점화 코일 장치는 1차 코일부, 2차 코일부 및 수지 조성물을 포함한다. 1차 코일부는 1차 코일 와이어를 권취함으로써 형성된다. 2차 코일부는 2차 코일 와이어를 권취함으로써 형성된다. 수지 조성물은 1차 코일 와이 어 및 2차 코일 와이어의 턴들 사이의 갭으로 침투하여 경화된다.

본 발명에 따른 점화 코일 장치용으로 사용된 수지 조성물은 상기 구성(1)에서 설명된 바와 같은 특징적인 입자 크기를 갖는 충전재를 포함한다. 보다 구체적으로, 대직경 충전재 사이의 갭들 또는 대직경 충전재와 코일 와이어 사이의 갭들을 막을 정도로 큰 충전재의 낮은 빈도 때문에 수지 조성물은 부드럽게 유동할 수 있다. 따라서, 수지 조성물은 코일 와이어의 외주연부에서부터 코일 와이어의 턴들의 내측으로의 유동성이 우수하다. 수지 조성물은 1차 코일 와이어 및 2차 코일 와이어의 턴들 사이의 갭들로 용이하게 침투할 수 있다. 더욱이, 수지 조성물이 유동하는 것을 방해하지 않을 정도로 작은 입자 직경을 갖는 충전재에 의해서 수지 조성물의 선팽창 계수를 감소시키는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 점화 코일 장치는 수지 조성물이 코일 와이어의 턴들 사이의 모든 갭들 사이로 충분하게 침투하는 것을 허용한다. 따라서, 코일 와이어의 턴들 사이의 절연 파괴의 가능성은 거의 없다. 또한 코일 와이어를 불규칙적으로 권취할 가능성도 거의 없다.

본 발명에 따른 점화 코일 장치는 충전재가 수지 조성물 내에 분산되는 것을 허용한다. 이러한 이유로, 수지 조성물의 선팽창 계수와 점화 코일 장치를 구성하는 각 부재의 선팽창 계수 사이에는 오직 작은 차이만이 있다. 따라서, 크랙과 같은 결함을 유발할 가능성이 거의 없다.

(10) 점화 코일 장치는 전술된 구성(9)에서 엔진의 플러그 구멍 내에 직접 장착되는 것이 바람직하다. 이 구성은 본 발명에 따른 점화 코일 장치가 장착용 플러그 구멍 내로 삽입되는 소위 스틱형 점화 코일 장치로서 사용되는 것을 허용한다.

플러그 구멍의 내경은 스틱형 점화 코일 장치의 외경을 한정한다. 이러한 이유로, 스틱형 점화 코일 장치는 비교적 작은 외경을 갖는다. 상이한 선팽창 계수를 갖는 부재들이 작은 직경으로 조립되기 때문에, 선팽창 계수 차이에 의한 열 응력이 발생한다. 이 열 응력을 감소시키기 위해 선팽창 계수는 조정될 필요가 있다. 그러나, 수지 조성물이 주입될 때 이는 세부까지 완전히 침투될 수 없다. 또한, 주입된 수지 조성물은 박형이기 때문에, 절연 파괴를 용이하게 일으킨다. 반대로, 본 발명에 따른 점화 코일 장치가 스틱형 점화 코일 장치로 사용될 때, 수지 조성물은 코일 와이어의 턴들 사이의 모든 갭으로 완전히 침투한다. 따라서 절연 파괴는 억제될 수 있다.

(11) 전술한 구성(9)에서 2차 코일 와이어의 인접 턴들 사이의 거리는 5 내지 700 ㎛인 것이 바람직하다. 여기서, 다음의 이유 때문에 턴들 사이의 거리는 700 ㎛ 이하로 설정된다. 코일 와이어를 권취하는 크게 2개의 방법, 즉 정규 및 경사 권취 방법이 있다. 정규 권취 방법에 따르면, 코일 와이어는 스풀 축에 거의 직각으로 스풀의 주연 표면 둘레로 권취된다. 한편 경사 권취 방법에 따르면, 스풀 축에 대하여 특정된 각을 유지함에 의해서 코일 와이어가 스풀의 주연 표면 둘레에 경사지게 권취된다. 일반적으로, 경사 권취는 정규 권취에 비해 턴들 사이에 더 긴 거리를 유발한다. 일본 특개평9-69455호 공보에 개시된 바와 같이, 경사 권취는 와이어 직경의 2 내지 10 배인 턴들 사이의 거리를 제공한다. 한편, 2차 코 일 와이어는 일반적으로 40 내지 70 ㎛의 직경을 갖는다. 이들 이유로, 우리는 2차 코일 와이어의 인접 턴들 사이의 거리에 대해 700 ㎛(=70 ㎛×10)의 최대치를 결정했었다. 정규 권취는 턴들 사이의 거리로 5 ㎛의 최대치를 필요로 하기 때문에 턴들 사이의 거리는 5 ㎛ 이상으로 설정하였다. 본 발명에 따른 점화 코일 장치로 사용되는 수지 조성물은 유동성이 우수하고 코일 와이어의 턴들 사이의 갭으로 용이하게 침투한다. 따라서 수지 조성물은 2차 코일 와이어가 정규적으로 또는 경사지게 권취되었는 지에 관계없이 턴들 사이의 임의의 거리를 갖는 2차 코일 와이어의 턴들 사이의 갭으로 용이하게 그리고 완전히 침투한다.

[변형]

본 발명에 따른 점화 코일 장치(1)의 실시예들이 설명되었다. 그러나, 본 발명은 전술한 실시예들로 제한되지 않는다.

에폭시 수지의 종류는 특별히 특정되지 않는다. 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 수소첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 수소첨가 비스페놀 F형 에폭시 수지, 시클로지방족(cycloaliphatic) 에폭시 수지, 노볼락형(novolac type) 에폭시 수지, 다이시클로펜타디엔 골격함유 에폭시 수지, 비페닐 골격함유 에폭시 수지, 나프탈렌 골격함유 에폭시 수지 등을 사용하는 것이 가능하다. 이들 에폭시 수지는 2이상의 종류의 혼합물로 또는 단독으로 사용될 수 있다. 에폭시 수지 이외의 열경화성 수지를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

경화제(hardener)의 종류는 특별히 특정되지 않는다. 예를 들면, 무수 프탈산, 무수 헥사히드로프탈산, 무수 메틸헥사히드로프탈산, 무수 메틸 나딕산, 지방 족 폴리아민 및 그 변성물, 방향족 폴리아민 및 그 변성물, 무수 테트라히드로프탈산, 무수 메틸테트라히드로프탈산 등을 사용하는 것이 가능하다.

충전재의 종류는 특별히 특정되지 않는다. 예를 들면, 실리카, 멀라이트, 유리, 탄화칼슘, 마그네시아, 크레이, 활석, 산화티탄, 산화안티몬, 알루미나, 질화규소, 탄화규소, 질화알루미늄 등을 사용하는 것이 가능하다. 이들 충전재는 단독으로 또는 2가지 이상의 형태의 혼합물로서 사용될 수 있다. 충전재의 형상은 특히 특정되지 않는다. 예를 들면, 충전재는 구형, 스틱형, 판형, 박편(flakes)형으로 형성될 수 있다. 충전재가 구형이 아닐 때, 입자 직경은 구형 직경에 대해 상당치를 의미한다.

수지 조성물은 에폭시 수지, 충전재 및 경화제에 더하여 촉진재와 같은 첨가물을 포함할 수 있다. 촉진재로서, 예를 들면 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-(2-시아노에틸)-2-에틸-4-메틸이미다졸, 벤질디메틸아민, N-벤질디메틸아민, 트리페닐포스핀 등을 사용할 수도 있다.

본 발명의 전술한 실시예에 다양한 변경이 행해질 수 있음은 해당 기술 분야의 숙련자에게는 명백할 것이다. 그러나, 본 발명의 범위는 후속 청구범위에 의해 결정되어야 한다.

본 발명에 의하여, 유동성이 우수한 수지 조성물을 제공된다. 또한, 본 발명에 의하여, 수지 조성물이 코일 와이어들 사이의 갭으로 용이하게 침투할 수 있는 점화 코일 장치가 제공될 수 있다.

Claims (26)

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9. 1차 코일 와이어가 둘레에 권취되고 전압을 발생하는 1차 코일부와,

   2차 코일 와이어가 둘레에 권취되고 1차 코일부에서 발생된 전압을 승압하고 점화 플러그로 전압을 인가하는 2차 코일부와,

   상기 1차 코일 와이어 및 2차 코일 와이어의 갭들 내로 침투하여 경화되어 절연을 확보하는 수지 조성물을 포함하고,

   상기 수지 조성물은 열경화성 수지와 열경화성 수지 중에 분산된 충전재를 구비하고,

   상기 충전재의 입자 크기 곡선은 소직경 피크, 소직경 피크보다 높은 빈도를 갖는 대직경 피크 및 소직경 피크와 대직경 피크 사이에 위치되며 소직경 피크보다 낮은 빈도를 갖는 밸리를 가지며,

   상기 밸리의 대직경 피크에 대한 빈도비가 0.08 이하인 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 충전재의 입자는 거의 구형인 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 대직경 피크와 소직경 피크의 빈도비는 1:0.01 내지 1:0.2인 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
13. 1차 코일 와이어가 둘레에 권취되고 전압을 발생하는 1차 코일부와,

    2차 코일 와이어가 둘레에 권취되고 1차 코일부에서 발생된 전압을 승압하고 점화 플러그로 전압을 인가하는 2차 코일부와,

    상기 1차 코일 와이어 및 2차 코일 와이어의 갭들 내로 침투하여 경화되어 절연을 확보하는 수지 조성물을 포함하고,

    상기 수지 조성물은 열경화성 수지와 열경화성 수지 중에 분산된 충전재를 구비하고,

    상기 충전재의 입자 크기 곡선은 소직경 피크, 소직경 피크보다 높은 빈도를 갖는 대직경 피크 및 소직경 피크와 대직경 피크 사이에 위치되며 소직경 피크보다 낮은 빈도를 갖는 밸리를 가지며,

    상기 대직경 피크의 빈도가 8 ％ 내지 9 ％ 이고, 소직경 피크의 빈도가 1 ％ 내지 2 ％이고, 밸리의 빈도가 0.5 ％이하인 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
14. 1차 코일 와이어가 둘레에 권취되고 전압을 발생하는 1차 코일부와,

    2차 코일 와이어가 둘레에 권취되고 1차 코일부에서 발생된 전압을 승압하고 점화 플러그로 전압을 인가하는 2차 코일부와,

    상기 1차 코일 와이어 및 2차 코일 와이어의 갭들 내로 침투하여 경화되어 절연을 확보하는 수지 조성물을 포함하고,

    상기 수지 조성물은 열경화성 수지와 열경화성 수지 중에 분산된 충전재를 구비하고,

    상기 충전재의 입자 크기 곡선은 소직경 피크, 소직경 피크보다 높은 빈도를 갖는 대직경 피크 및 소직경 피크와 대직경 피크 사이에 위치되며 소직경 피크보다 낮은 빈도를 갖는 밸리를 가지며,

    상기 대직경 피크, 소직경 피크 및 밸리는 1:Y:Z의 입자 직경비를 나타내고, Y는 0.01 내지 0.07이고, Z는 0.09 내지 0.25인 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
15. 1차 코일 와이어가 둘레에 권취되고 전압을 발생하는 1차 코일부와,

    2차 코일 와이어가 둘레에 권취되고 1차 코일부에서 발생된 전압을 승압하고 점화 플러그로 전압을 인가하는 2차 코일부와,

    상기 1차 코일 와이어 및 2차 코일 와이어의 갭들 내로 침투하여 경화되어 절연을 확보하는 수지 조성물을 포함하고,

    상기 수지 조성물은 열경화성 수지와 열경화성 수지 중에 분산된 충전재를 구비하고,

    상기 충전재의 입자 크기 곡선은 소직경 피크, 소직경 피크보다 높은 빈도를 갖는 대직경 피크 및 소직경 피크와 대직경 피크 사이에 위치되며 소직경 피크보다 낮은 빈도를 갖는 밸리를 가지며,

    상기 대직경 피크는 30 내지 50 ㎛의 입자 직경을 갖고, 소직경 피크는 0.7 내지 3 ㎛의 입자 직경을 갖고, 밸리는 4 내지 10 ㎛의 입자 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
16. 삭제
17. 제9항에 있어서, 점화 코일 장치는 엔진의 플러그 구멍에 직접적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
18. 제9항에 있어서, 상기 2차 코일 와이어의 인접 턴들 사이의 거리는 5 내지 700 ㎛의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
19. 제9항, 제13항, 제14항 또는 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 코일 와이어는 외경이 0.04 ㎜ 내지 0.09 ㎜인 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
20. 제9항, 제13항, 제14항 또는 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 코일 와이어의 갭은 경화되어 절연을 확보하는 수지 조성물로 채워지는 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
21. 열경화성 수지와,

    상기 열경화성 수지 중에 분산된 충전재를 포함하고,

    상기 충전재의 입자 크기 곡선은 소직경 피크, 소직경 피크보다 높은 빈도를 갖는 대직경 피크 및 소직경 피크와 대직경 피크 사이에 위치되며 소직경 피크보다 낮은 빈도를 갖는 밸리를 가지고,

    상기 대직경 피크의 빈도가 8 ％ 내지 9 ％ 이고, 상기 소직경 피크의 빈도가 1 ％ 내지 2 ％이고, 상기 밸리의 빈도가 0.5 ％ 이하이며,

    상기 충전재의 입자는 거의 구형인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
22. 열경화성 수지와,

    상기 열경화성 수지 중에 분산된 충전재를 포함하고,

    상기 충전재의 입자 크기 곡선은 소직경 피크, 소직경 피크보다 높은 빈도를 갖는 대직경 피크 및 소직경 피크와 대직경 피크 사이에 위치되며 소직경 피크보다 낮은 빈도를 갖는 밸리를 가지고,

    상기 대직경 피크의 빈도가 8 ％ 내지 9 ％ 이고, 상기 소직경 피크의 빈도가 1 ％ 내지 2 ％이고, 상기 밸리의 빈도가 0.5 ％ 이하이며,

    상기 열경화성 수지는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
23. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전재의 입자는 거의 구형인 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
24. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
25. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점화 코일 장치는 엔진의 플러그 구멍에 직접 설치되는 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.
26. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 코일 와이어의 인접 턴들 사이의 거리는 5 내지 700 ㎛인 것을 특징으로 하는 점화 코일 장치.

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