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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zündspule, die hauptsächlich bei
Brennkraftmaschinen für Fahrzeuge
verwendet wird.
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Eine
derartige Zündspule
weist einen Transformator auf, der durch Anordnen einer Primärwicklung,
einer Sekundärwicklung
außerhalb
der Primärwicklung,
und eines zentralen Kerns im Inneren der Primärwicklung gebildet wird. Ein
Seitenkern, der außerhalb
des zentralen Kerns vorgesehen ist, bildet zusammen mit dem zentralen
Kern eine magnetische Schaltung. Nachdem diese Bauteile in einem
Gehäuse
aufgenommen wurden, und mit inneren Teilen eines Fahrzeugs mit Hilfe
einer Verbinderanordnung zum Anschluss an einen Fahrzeugkabelbaum
verbunden wurden, werden sie durch Isolierharz befestigt und isoliert. Üblicherweise
wird Weicheisenblech zur Herstellung des zentralen Kerns und des
Seitenkerns verwendet, und wird thermisch aushärtendes Harz wie beispielsweise
Epoxyharz als Isolierharz eingesetzt. Das Gehäuse ist mit einer Ausgangsklemme
versehen, die an eine Zündkerze
einer Brennkraftmaschine über
eine Hochspannungsleitung angeschlossen ist.
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Bei
der Zündspule
mit der voranstehend geschilderten Konstruktion wird die Zufuhr
und das Abschalten eines Primärstroms,
der durch die Primärwicklung
fließt,
durch Steuersignale von einer Steuereinheit in der Brennkraftmaschine
gesteuert, über die
Verbinderanordnung. Wenn der durch die Primärwicklung fließende Primärstrom durch
das Steuersignal zu einem bestimmten Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine
abgeschaltet wird, wird in der Primärwicklung eine gegenelektromotorische
Kraft erzeugt, und in der Sekundärwicklung
Hochspannung erzeugt. Die erzeugte Hochspannung wird der Zündkerze
der Brennkraftmaschine zugeführt,
die über
die Hochspannungsleitung angeschlossen ist.
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(Vgl.
das Patentdokument 1, die japanische Patentveröffentlichung Nr. JP-A-6-112069).
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Der
Seitenkern, der aus Weicheisenblech besteht, ist in dem Isolierharz
aufgenommen, das einen unterschiedlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten
aufweist, und es können
Verzerrungen in dem Isolierharz auftreten, wenn eine Wärmebelastung einwirkt.
Falls Wärmebelastungen
wiederholt einwirken, kann ein Abrieb oder ein Riss in dem Isolierharz auftreten.
Unter diesen Umständen
wurde eine Rissbildung im Isolierharz, beginnend vom Seitenkern aus,
durch Anbringung einer Kernabdeckung auf dem Seitenkern verhindert.
Ein Riss im Isolierharz, der im Seitenkern entstanden ist, kann
jedoch einen negativen Einfluss auf jene Bauteile ausüben, die dem
Seitenkern gegenüberliegen.
Es besteht beispielsweise die Möglichkeit,
dass eine Verzerrung in der Sekundärwicklung (insbesondere in
ihrem Wickelkörper)
auftritt, um den Wickelkörper
der Sekundärwicklung
herum, der sich an einem Ort nahe an dem Seitenkern befindet, und
aus einem Material besteht, das ein hohes Haftvermögen an dem
Isolierharz aufweist. Ein Abrieb oder ein Riss, der demzufolge aufgetreten
ist, führt
zu einem internen Kriechstrom, und die Verzerrung kann einen Bruch
der Wicklung hervorrufen. Daher trat die Schwierigkeit auf, dass
dies dazu führen
kann, dass die Ausgangsspannung der Zündvorrichtung für die Brennkraftmaschine
verringert wird, oder überhaupt
nicht erzeugt wird.
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Gemäß der Erfindung
wird eine Zündspule zur
Verfügung
gestellt, die einen Transformator aufweist, der eine Primärwicklung
enthält,
eine Sekundärwicklung,
und einen zentralen Kern, der innerhalb der Primärwicklung vorgesehen ist, einen
Seitenkern, der außerhalb
der Sekundärwicklung
vorgesehen ist, und dazu ausgebildet ist, einen im zentralen Kern
erzeugten magnetischen Fluss zurückzuführen, eine
Abdeckung, die um den Seitenkern herum vorgesehen ist, ein Gehäuse zur
Aufnahme dieser Bauteile, und Isolierharz zur Befestigung der Bauteile
innerhalb des Gehäuses,
und zeichnet sich dadurch aus, dass die Abdeckung eine Kernabdeckung
aufweist, die aus einem Material besteht, das an dem Isolierharz
anhaften kann, sowie eine Kernabdeckung, die aus einem Material
besteht, das von dem Isolierharz gelöst werden kann.
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Da
bei der vorliegenden Erfindung die Abdeckung die Kernabdeckung aus
dem Material aufweist, das an dem Isolierharz anhaften kann, sowie die
Kernabdeckung aus dem Material, das im Gegensatz hierzu von dem
Isolierharz gelöst
werden kann, tritt eine Pufferwirkung durch ein Teil auf, das sich leicht
von dem Isolierharz lösen
lässt,
können
Abrieb oder eine Rissbildung des Isolierharz in einem bestimmten
Teil verhindert werden, kann eine Verzerrung der Bauteile abgemildert
werden, wodurch ermöglicht
wird, eine Zündspule
zur Verfügung
zu stellen, die standfest und äußerst verlässlich ist.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 eine
Schnittansicht des Gesamtaufbaus einer Zündspule gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung;
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2 eine
schematische Ansicht eines wesentlichen Teils der Zündspule
bei der Ausführungsform
1 der Erfindung;
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3 eine
schematische Ansicht eines wesentlichen Teils der Zündspule
bei den Ausführungsformen
1 und 2 der Erfindung; und
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4A–4C schematische
Ansichten eines wesentlichen Teils der Zündspule bei der Ausführungsform
3 der Erfindung.
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Ausführungsform 1
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Nachstehend
wird die Ausführungsform
1 der Erfindung beschrieben. 1 ist eine
Aufsicht auf eine Zündspule,
und 2 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie
A-A in 1. Ein Transformator, der eine Primärwicklung 1 aufweist,
eine Sekundärwicklung 2,
einen zentralen Kern 3, einen Seitenkern 4, und
eine Abdeckung 5, die um den Seitenkern 4 herum
vorgesehen ist, ist in einem Gehäuse 6 eingeschlossen,
das die Form eines Behälters
aufweist, und aus Harz besteht. Diese Bauteile sind jeweils elektrisch
mit Hilfe einer Verbinderanordnung 7 verbunden, und dadurch
befestigt, dass ein Isolierharz 8 aus thermisch aushärtendem
Epoxyharz eingefüllt ist.
Die Verbinderanordnung 7 ist mit Verbindern zum Anschluss
an einen Fahrzeugkabelbaum (nicht gezeigt) versehen, mit Klemmen
zur Verbindung zwischen den Bauteilen, sowie mit einem Schaltmodul 7a,
das einen Primärstrom
liefert oder unterbricht, der durch die Primärwicklung 1 fließt, in Abhängigkeit
von einem Steuersignal von einer Steuereinheit (nicht gezeigt).
Die Abdeckung 5 weist eine Kernabdeckung 5a aus
einem Material auf, das an dem Isolierharz anhaften kann, sowie
eine Kernabdeckung 5b aus einem Material, das von dem Isolierharz 8 lösbar ist.
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Als
Kernabdeckung 5a, die aus dem an dem Isolierharz 8 haftfähigen Material
besteht, wird PBT-Harz eingesetzt, ebenso wie bei den Wickelkörpern 1a, 2a der
Primärwicklung 1 bzw.
der Sekundärwicklung 2.
Die Kernabdeckung 5a ist an dem Wickelkörper 1a der Primärwicklung 1 befestigt,
und haftet in enger Passung an dem Isolierharz 8 an, das zwischen
die Sekundärwicklung 2 und
die Kernabdeckung 5a eingefüllt ist. Die Kernabdeckung 5b,
die aus dem Material besteht, das von dem Isolierharz 8 gelöst werden
kann, besteht aus Silikonharz, und ist zwischen dem Seitenkern 4 und
der Kernabdeckung 5a angeordnet. Das Isolierharz 8 fließt in jeweilige Spalte
zwischen der Kernabdeckung 5b und dem Seitenkern 4,
zwischen der Kernabdeckung 5b und der Kernabdeckung 5a,
und zwischen der Kernabdeckung 5a und der Sekundärwicklung 2,
und bildet dünne
Schichten aus Isolierharz 8 nach dem Aushärten aus.
Wenn bei dieser Anordnung eine Wärmebelastung
einwirkt, dient die Kernabdeckung 5b in Form einer ablösbaren Schicht
als Pufferteil, um eine Rissbildung des Isolierharzes 8,
beginnend von dem Seitenkern 4 aus, einzuschränken. Es
ist ebenfalls möglich,
eine Verzerrung des Bauteils (der Sekundärwicklung 2) abzupuffern,
welches dem Seitenkern 4 gegenüberliegt. Dies führt dazu,
dass ein Erzeugnis mit hoher Verlässlichkeit erzielt werden kann.
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Selbst
wenn die Anordnung des zwischen den Teilen angeordneten Isolierharzes 8 gegenüber einer
derartigen Anordnung des Seitenkerns 4, des Isolierharzes 8,
der Kernabdeckung 5b, des Isolierharzes 8, der
Kernabdeckung 5a, des Isolierharzes 8, und der
Sekundärwicklung 2 geändert wird,
lassen sich die selben Auswirkungen erzielen. Selbst bei einer Anordnung,
bei welcher die Kernabdeckungen 5a und 5b miteinander
in Berührung
stehen, ohne dass dazwischen Isolierharz 8 vorhanden ist,
und selbst bei einer Anordnung, bei welcher der Seitenkern 4 und
die Kernabdeckung 5b in Berührung stehen, können im
wesentlichen die selben Auswirkungen erzielt werden. Anders ausgedrückt sorgt,
unter der Voraussetzung, dass der Seitenkern 4, das lösbare Material,
das haftfähige
Material, und die Sekundärwicklung 2 in
dieser Reihenfolge angeordnet sind, das Isolierharz dafür, dass
eine Rissbildung verhindert wird, obwohl das Isolierharz an irgendeinem
Ort zwischen diesen Teilen vorhanden ist.
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In 2 weist
die Kernabdeckung 5a aus dem Material, das an dem Isolierharz 8 anhaften kann,
im Schnitt im wesentlichen eine C-Form auf, um den Wickelkörper 2a der
Sekundärwicklung 2 abzudecken.
In 3 weist die Kernabdeckung 5b des lösbaren Materials
ebenfalls im wesentlichen eine C-Form auf, und kann ihre Funktion
dadurch noch besser erfüllen,
dass eine ähnliche
Form wie bei dem haftfähigen
Material gewählt
wird. Weiterhin kann die Abdeckung zwischen dem Seitenkern 4 und
dem Gehäuse 6 angeordnet
sein, um die selben Auswirkungen zu erzielen, und kann das Auftreten
eines Risses begrenzen. Obwohl der zentrale Kern 3 und
der Seitenkern 4 im wesentlichen I-förmig bzw. C-förmig sind,
sind sie auf diese Formen nicht beschränkt, sondern können die
Kerne auch zwei C-Formen oder E-Formen aufweisen. Weiterhin müssen die
Kerne nicht notwendigerweise einen Aufbau mit einem geschlossenen
magnetischen Weg aufweisen. Selbstverständlich kann die Erfindung auch
bei einer Zündspule
eingesetzt werden, welche den Aufbau eines offenen magnetischen
Weges aufweist, unter der Voraussetzung, dass die Kerne, die unterschiedliche
lineare Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, um die Sekundärwicklung
herum angeordnet sind, und mit dem Isolierharz bedeckt sind.
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Ausführungsform 2
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Als
nächstes
wird die Ausführungsform
2 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Falls ein Bauteil,
das zwischen dem Gehäuse 6 und
der Sekundärwicklung 2 an
einer Position vorgesehen ist, bei dem es zwischen das Isolierharz 8 eingeschoben ist,
und einen unterschiedlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten als
das Isolierharz 8 aufweist, kann eine Abdeckung um das
Bauteil herum vorgesehen werden. Diese Anordnung kann in weitem Ausmaß beispielsweise
bei einer Abdeckung für
das Schaltmodul 7a eingesetzt werden. Das Bezugszeichen 9a in 3 bezeichnet
eine Abdeckung, die aus einem Material besteht, das an dem Isolierharz anhaften
kann, und das Bezugszeichen 9b bezeichnet eine Abdeckung,
die aus einem hiervon lösbaren Material
besteht. Die Abdeckung 9a aus dem an dem Isolierharz haftfähigen Material
ist in der Nähe
der Sekundärwicklung 2 angeordnet,
und die Abdeckung 9b aus dem lösbaren Material ist in der
Nähe des Schaltmoduls 7a angeordnet.
Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass eine Spaltbildung
bei dem Isolierharz in der Nähe
der Sekundärwicklung verhindert
werden kann, und gleichzeitig die Einwirkung einer mechanischen
Spannung auf das Schaltmodul infolge einer Verzerrung des Isolierharzes
abgemildert werden kann. Darüber
hinaus steht ein Teil der Abdeckung 9a des haftfähigen Materials
im Eingriff mit dem Wickelkörper 1a bei
der vorliegenden Ausführungsform,
unter Berücksichtigung
der Bearbeitbarkeit. Alternativ kann die Abdeckung die Form eines
Beutels aufweisen, der den gesamten Körper des Schaltmoduls abdeckt.
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Ausführungsform 3
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Als
nächstes
wird Ausführungsform
3 unter Bezugnahme auf die 4A bis 4C beschrieben.
In 4A ist eine Abdeckung 15 ebenfalls zwischen
dem Isolierharz benachbart einer Öffnungsoberfläche des
Gehäuses 6 (im
oberen Teil in der Figur) und dem Seitenkern 4 vorgesehen.
Die Abdeckung 15 weist, ebenso wie bei den vorherigen Ausführungsformen,
eine Kernabdeckung 15a auf, die aus einem am Isolierharz
haftfähigen
Material besteht, und eine Kernabdeckung 15b, die aus einem von
dem Isolierharz trennbaren Material besteht.
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Die
Kernabdeckung 15a aus dem haftfähigen Material haftet ebenfalls
an dem Isolierharz in der Nähe
der Öffnungsoberfläche des
Gehäuses 6 an.
Andererseits besteht die Kernabdeckung 15b des von dem
Isolierharz lösbaren
Materials aus Silikonharz, und ist zwischen dem Seitenkern 4 und
der Kernabdeckung 15a aus dem haftfähigen Material angeordnet.
Bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform 1 ist die Kernabdeckung 5 zwischen
dem Seitenkern 4 und der Sekundärwicklung 2 angeordnet
oder zwischen dem Seitenkern 4 und dem Gehäuse 6.
Diese Anordnung wird als vertikale Anordnung bezeichnet, wogegen
die Anordnung bei Ausführungsform
3 als Queranordnung bezeichnet wird, und sich in eine unterschiedliche
Richtung erstreckt.
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In 4A ist
die Kernabdeckung 15a so ausgebildet, dass sie zumindest
zwei Oberflächen
in der Figur abdeckt, nämlich
des Seitenkerns 4, während die
Kernabdeckung 15b aus dem lösbaren Material zwischen der
Kernabdeckung 15a und dem Seitenkern 4 vorgesehen
ist. Mit einer derartigen Anordnung können infolge einer Wärmeeinwirkung
auftretende mechanische Spannungen wegen eines deutlichen Unterschiedes
des linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Materialien des
Seitenkerns 4 und dem Isolierharz 8 abgemildert
werden, und kann eine Spaltbildung bei dem Isolierharz verhindert werden.
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Weiterhin
weist die Kernabdeckung 15b aus dem lösbaren Material die Form einer
Platte auf, und ist zwischen dem Seitenkern 4 und der Kernabdeckung 15a aus
dem haftfähigen
Material angeordnet, bei der vorliegenden Ausführungsform. Allerdings kann
die Kernabdeckung 15b aus dem lösbaren Material auch einstückig mit
der Kernabdeckung 15a aus dem haftfähigen Material oder mit dem
Seitenkern 4 ausgeformt werden, oder kann alternativ mit einem
Eingriffsabschnitt versehen sein, zum Eingriff mit dem Seitenkern 4.
Es ist ebenfalls möglich,
die Kernabdeckung 15b aus dem lösbaren Material so auszubilden,
dass ein Band eingeklebt wird, das mit einer Silikonharzfarbe bestrichen
ist. Das lösbare Material,
das bei der Kernabdeckung 15b aus dem lösbaren Material eingesetzt
werden soll, ist nicht auf Silikonharz beschränkt, sondern kann jedes Material sein,
dass sich einfach von dem Isolierharz 8 abtrennen lässt, beispielsweise
Gummi wie etwa EPDM, Fluorharz, ein thermoplastisches Elastomer,
usw.. Im Gegensatz hierzu kann das haftfähige Material jedes Material
sein, das eine Molekülstruktur
aufweist, die zu einer chemischen Bindung neigt, beispielsweise ein
Harz, das eine Carboxylgruppe aufweist (PET, PBT, UP, usw.), oder
ein mit einer Carboxylgruppe versetztes Harz. Diese Vorgaben für das Material
gelten ebenfalls für
die Ausführungsformen
1 und 2.
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Obwohl
die Kernabdeckung 15b aus dem lösbaren Material in der Nähe der Öffnungsoberfläche des
Gehäuses
angeordnet ist, ist es ebenfalls möglich, die Kernabdeckung 15b an
der zur Öffnungsoberfläche des
Gehäuses
entgegengesetzten Seite anzuordnen, oder an beiden Seiten. 4B zeigt
eine Anordnung, bei welcher die Kernabdeckung 16a aus dem
haftfähigen
Material im wesentlichen C-förmig
ausgebildet ist, und die beiden Kernabdeckungen 16b aus
dem lösbaren
Material an zwei Oberflächen,
einer oberen und einer unteren Oberfläche, des Seitenkerns 4 angeordnet
sind. 4C zeigt eine Anordnung, bei
welcher sowohl die Kernabdeckung 17a aus dem haftfähigen Material als
auch die Kernabdeckung 17b aus dem lösbaren Material im wesentlichen
C-förmig
ausgebildet sind, so dass sie den Seitenkern 4 abdecken.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht nur bei Zündspulen für Brennkraftmaschinen einsetzbar, sondern
auch bei Zündspulen
für Schiffe,
Flugzeuge und dergleichen, die in einer Atmosphäre eingesetzt werden, welche
Wärme,
Wasser, usw. enthält.