点火线圈和组装方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的相互参考
[0002] 本发明申请要求2013年12月18日提交的美国临时专利申请No. 61/917588的优 先权，其内容被全部纳入本文作为参考。
技术领域
[0003] 本发明公开了一种点火线圈和组装方法。本发明涉及产生施加至内燃机的一个或 多个火花塞的火花生成电流的点火线圈。
[0004] 发明背景
[0005] 点火线圈已知被用于内燃机比如汽车发动机。点火线圈通常包括被初级绕组所缠 绕的核心。次级绕组围绕次级绕组轴被缠绕以围绕所述初级绕组，从而在被施加给初级绕 组的电流被停止时在次级绕组上引起高电压。次级绕组的一端是连接到接地终端的低压 端，而次级绕组的另一端是连接与火花塞电联通的高压终端的高压端，藉此给火花塞输送 火花生成电流。将次级绕组的低压端和高压端连接到各自的终端可能是复杂且高成本的。 为了将次级绕组的低压端附连至低压终端，低压端被缠绕到低压终端上，然后浸入焊料以 剥去电线并形成电连接。为了将次级绕组的高压端附连至高压终端，次级绕组的高压端被 缠绕到高压终端上，然后浸入焊料以剥去电线并形成电连接。由于高压终端在使用中处于 高压，它们通常需要被弯曲且形成为以使末梢处的电场密度最小化。在次级绕组的低压端 和高压端的情况下，终端需要被组装到轴并终结，然后以某些方式被形成。另外，电阻通常 被添加在次级绕组和火花塞之间，从而抑制射频干扰（RFI)。电阻的添加增加了系统的附加 成本。韩国专利No.KR970005493教导使用导电环氧树脂以提供终端引脚和外部终端之间 的电联通。但是，终端引脚仍然必须以常规的方式被连接到次级绕组的高压端。需要一种 能最小化或消除前述一个或多个缺点的点火线圈。
【发明内容】
[0006] 简要地，提供一种点火线圈用于给火花塞传送火花生成电流。所述点火线圈包括 可透磁的核心、部署在核心外面的初级绕组、以及部署在初级绕组外面并电感地耦合至初 级绕组的次级绕组。次级绕组在其一端终结为低压端，在其另外一端终结为高压端。次级 绕组低压端和次级绕组高压端的至少一个通过导电聚合物被直接地电连接到终端。还提供 一种方法用于组装给火花塞传送火花生成电流的点火线圈，其中所述点火线圈包括可透磁 的核心、部署在核心外面的初级绕组、以及部署在初级绕组外面并电感地耦合至初级绕组 的次级绕组，从而使次级绕组在其一端终结为低压端，在其另外一端终结为高压端。该方法 包括提供导电聚合物并使用该导电聚合物以通过该导电聚合物将次级绕组低压端和次级 绕组高压端的至少一个直接地电连接到终端。所述点火线圈和组装点火线圈的方法消除了 对制备次级绕组末端和将次级绕组末端焊接到各自终端的方法步骤的需要。
【附图说明】
[0007] 本发明将参考附图被更详细描述，其中：图1是根据本发明的点火线圈沿第一平 面的简化剖视图；图2是图1的点火线圈沿基本平行于图1被剖视的第一平面的第二平面 的简化剖视图；图3是图1和2的点火线圈沿图1的箭头B的方向看的平视图；图4是图 1的局部放大，示出次级绕组的高压端；图5是图2的的局部放大，示出次级绕组的低压端； 图6是根据本发明的点火线圈的高压槽的替换布置。
【具体实施方式】
[0008] 首先参见图1和2,它们示出了点火线圈10的简化剖视图，其中图1和2被平行的 平面所截断。点火线圈10可以被控制单元12等控制。点火线圈10被配置用于连接到火 花塞14,火花塞14与内燃机（未示出）内的火花塞开口（也未示出）通过螺纹接合。点火 线圈10被配置以给火花塞14传送高压的火花生成电流，如图所示。通常，控制单元12提 供总火花定时（停延（dwell)控制）等。每个火花塞14可以被提供一个点火线圈10。点 火线圈10可以包括可透磁核心16、可透磁结构18 (以下称为高透结构18,且该可透磁结构 18被配置以提供高透过磁返回路径且具有底座段20和一对腿部22和24)、初级绕组轴26、 初级绕组28、一定量的密封剂30比如环氧树脂填充材料、次级绕组轴32、次级绕组34、壳体 36、具有初级终端40a，40b的低压连接器本体38、高压塔（tower) 42、以及高压终端44。核 心16顺着核心纵轴线A延伸。核心16可以由层叠钢板、压缩模制绝缘铁颗粒、或其他合适 材料制成。核心16可以是本领域普通技术人员已知的任何截面形状，仅示例为椭圆形或圆 形。初级绕组轴26被配置以接收并保持初级绕组28。初级绕组轴26部署核心16的附近 且位于核心16径向外，优选与核心成同轴关系。初级绕组轴26可以包括本领域普通技术 人员已知的多种常规轴结构的任意一种。在所示实施例中，初级绕组轴26被配置以接收一 个连续的初级绕组。初级绕组轴26大致可以由具有适合在相对高温环境下使用的性质的 电绝缘材料形成。例如，初级绕组轴26可以包括塑料材料，诸如PP0/PS(例如可从通用电 气获得的NORYL?)或者聚对苯二甲酸丁二酯（PBT)热塑聚酯。应当理解，多种替换材 料可以被用于初级绕组轴26。初级绕组28,如前所述，被缠绕到初级绕组轴26上。初级绕 组28包括连接至低压连接器本体38上的初级终端40a，40b的第一和第二端。初级绕组28 被配置为携载在控制单元12的控制下给点火线圈10充电的初级电流IP。初级绕组28可 以包括铜、绝缘磁线，具有通常在大约20-23AWG之间的尺寸。次级绕组轴32被配置以接收 并保持次级绕组34。次级绕组轴32被部署为邻近中央组件并位于该中央组件径向外，优选 与其成同轴关系，该中央组件包括核心16、初级绕组轴26、和初级绕组28。次级绕组轴32 可以包括本领域普通技术人员已知的多种常规轴结构的任意一种。在所示实施例中，次级 绕组轴32被配置以结合连续缠绕策略使用（例如渐进绕组），此时次级绕组34围绕次级绕 组轴32不中断地缠绕。但是，应当理解其他已知的结构可以被采用，诸如，仅示例为分段式 缠绕策略，其中在次级绕组轴32上的多个轴向间隔的肋部形成了它们之间多个沟道。次级 绕组轴32可以总体上由具有适合在相对高温环境下使用的性质的电绝缘材料形成。例如， 次级绕组轴32可以包括塑料材料诸如PP0/PS(例如通用电气生产的N0RYL)或聚对苯二甲 酸丁二酯（PBT)热塑聚酯。应当理解多种替代材料可被用于次级绕组轴32。将在下面更 详细描述次级绕组轴32的其他特征。次级绕组34包括低压端46 (图2中示出）和高压端 48 (图1中示出）。低压端46可以通过低压连接器本体38电连接到低压终端50,该低压终 端50位于被接地连接方式连接至地的壳体36内。低压端46和低压终端50的电连接将在 后面被详细描述。高压端48被电连接到高压终端44,如后面详细所述。次级绕组34可以 以本领域普通技术人员已知的常规手段和材料（例如铜、绝缘磁线）被实现。高透结构18 被配置以在点火线圈10的运行期间为核心16所产生的磁通提供高透磁返回路径。高透结 构18可以由一堆硅钢叠层或其他足量的磁性材料形成。如之前所述，高透结构18包括底 座段20和一对腿部22和24。核心16被定位在腿部22和24之间，从而使核心纵轴线A穿 过腿部22和24。核心16的一端与腿部22匹配，而核心16的另一端与腿部24形成间隙， 该间隙可以在例如大约〇? 5mm到大约2mm的范围内。高透结构18的其他特征在Skinner 等人的美国专利申请公开此.旧2013/0291844 41中描述，其全部内容通过引用纳入本文。 将继续参见图1和2,还将参见示出沿图1所示的箭头B的方向观察的壳体36的平视图的 图3。壳体36限定具有内表面54的壳体内部52。核心16、高透结构18、初级绕组轴26、 初级绕组28、次级绕组轴32、次级绕组34、高压终端44、以及低压终端50定位在壳体内部 52中，但在图3中未不出。壳体36的内表面54包括其中的低压槽56。低压槽56包括第 一低压槽隔室（compartment) 58和第二低压槽隔室60,从而第一低压槽隔室58和第二低压 槽隔室60通过低压槽通道62彼此连接。次级绕组34的低压端46部署在第一低压槽隔室 58内，而低压终端50部署在第二低压槽隔室60内。导电聚合物64部署在第一低压槽隔室 58、第二低压槽隔室60、和低压槽通道62内，从而使导电聚合物64将次级绕组34的低压端 46直接放置为与低压终端50电联通。导电聚合物64可以例如是导电的环氧树脂或硅酮， 并可以包含例如大约15%到大约20%体