专利名称：带有次级线圈组件的点火线圈及次级线圈组件连接方法
技术领域：
本发明涉及一种带有次级线圈组件的点火线圈，及一种次级线圈组件的连接方法。
背景技术：
点火线圈用于点燃内燃机的点火塞。点火线圈包括中央芯部、初级线圈和次级线圈。初级线圈包括缠绕在初级绕线管周围的初级绕组。次级线圈包括缠绕在次级绕线管周围的次级绕组。供应给初级线圈的电流断路，以使得在次级线圈中产生高电压。通过焊接，将初级绕组和次级绕组的两端分别连接到预定端子上。次级绕组的线匝数目远大于初级绕组的线匝数目。次级绕组的直径远小于初级绕组的直径。因此，直径相当小的次级绕组，很难和布置在高压侧的小直径次级端子相连接。
在日本专利申请JP-A-2003-45735中公开了一种线圈金属丝的传统连接方法，其包括三个过程。
如图8A、8B和9所示，具有电绝缘包层的线圈金属丝81，缠绕在次级绕线管80周围，且线圈金属丝81的金属丝端缠绕在线圈端子82周围，其中在第一过程中空气从空气喷嘴87供应到该线圈端子82。
在线圈端子82和焊炬85的电极86之间产生电弧，以使得在线圈端子82中产生热，且在第二过程的第一加热步骤中，电绝缘包层从绕组部分83的线圈金属线18处闪蒸。
在线圈端子82和焊炬85的电极86之间产生电弧，以使得线圈端子82被焊接，且在第三过程的第二加热步骤中，线圈端子82和绕组部分83的线圈金属线18相连接。
该传统连接方法的目的在于，去除电绝缘包层且使用简单的方法使线圈金属线81和线圈端子82相连接，其中在该方法中线圈端子82被加热两次。电绝缘包层在第一加热步骤(即第二过程)中从线圈金属线81处去除。在去除线圈金属线81的电绝缘包层之后，在第二加热步骤(即第三过程)中焊接线圈端子82。
当次级金属线在次级端子上缠绕非常多的匝数(例如20000匝)时，次级端子变得很细。在这种情况下，次级金属线的直径会变得非常小，例如50μm。这种传统的连接方法可以应用于细的次级端子，其中非常小直径的次级金属线在该细的次级端子上缠绕非常多的匝数。在这种情况下，电场的强度会增加，并且会因次级端子和次级金属线被焊接的连接部分的尖锐形状而产生应力集中。因此，可能形成电树(electric tree)，且由于热循环的重复进行，使得位于连接部分周围的电绝缘树脂中可能产生破裂，其中在该热循环中，加热和冷却次级线圈组件。
在该传统连接方法中，连接方法的末端是灯泡形；但是，没有描述电场的增加和电绝缘树脂的破裂。此外，也没有描述次级绕组的匝数、次级绕组的直径和连接部分周围的电绝缘树脂。在该传统连接方法中，根据对结构的描述，次级绕组的匝数可能较小，次级绕组的直径可能较大。在这种结构中，次级端子可能较厚，在连接部分的末端中的电场的增加可能并不是一个严重的问题。但是，当次级线圈的绕组的数量很小时，在次级线圈中产生的电压可能会很低。此外，在这种传统的连接方法中，加热方法被分成两个过程。因此，在该传统连接方法中，连接过程较长，且制造费用会增加。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明的目的是生产一种点火线圈，该点火线圈包括带有非常小直径的次级绕组的次级线圈组件，其中该次级绕组可以缠绕非常多的匝数，且和较细的次级端子的末端相连接，同时可以限制在次级端子中的电场，防止电绝缘树脂形成电树和产生破裂。
本发明的另一个目的是生产一种点火线圈，其中次级绕组的端子端可以容易地和次级端子的末端稳固地相连接；甚至当次级绕组的直径非常小、次级绕组的匝数非常多、次级端子是很细的结构时，也是如此。
根据本发明的点火线圈，包括中央芯部、次级线圈、初级线圈和外芯部。该次级线圈布置在中央芯部的外周侧。该次级线圈包括次级绕线管和次级绕组。该次级绕线管具有布置在次级绕线管的端部上的高压支架。该高压支架具有次级端子。该次级绕组缠绕在次级绕线管的周围。该初级线圈布置在中央芯部的外周侧。该初级线圈包括初级绕线管和初级绕组。该初级绕组缠绕在初级绕线管的周围。该次级线圈和该初级线圈大致同轴布置。该外芯部布置在次级线圈和初级线圈这两个元件中的一个元件的外周侧。该元件布置在次级线圈和初级线圈这两个元件中的另一个元件的外周侧。该次级端子在其末端包括灯泡形的第一连接部分。该第一连接部分和次级线圈的次级绕组的端部相连接。该第一连接部分覆盖有电绝缘树脂。
次级线圈组件包括次级线圈和高压支架，其中在该次级线圈中，次级绕组缠绕在次级绕线管周围。该高压支架布置在次级绕线管的端侧。该高压支架包括次级端子，该次级端子包括金属末端部分和第一部分。次级线圈组件的连接方法包括缠绕过程和焊接过程。
在缠绕过程中，次级线圈的次级绕组的端部缠绕在第一部分周围。该第一部分布置在相对于金属末端部分的次级绕线管一侧，其中该金属末端部分是大致的棒形，且布置在次级端子的末端一侧。在焊接过程中，焊接次级端子的金属末端部分，以形成大致灯泡形的第一连接部分，其中当金属末端部分凝固时，次级线圈组件的次级绕组的端部嵌入该第一连接部分中。
通过以下参考附图的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征及优点将变得更加清楚。其中图1是一个局部剖切侧视图，显示根据本发明第一实施例的点火线圈；图2是一个侧视图，显示根据本发明第一实施例的次级线圈组件；图3是一个放大侧视图，显示根据本发明第一实施例的次级线圈的次级端子；图4是一个放大示意图，显示根据本发明第一实施例的次级端子的连接部分和金属末端部分；图5是一个总体图，显示根据本发明第一实施例的电弧焊装置；图6是一个图表，显示根据本发明第一实施例的电流和通电时间之间的关系；
图7是一个示意性侧视图，显示根据本发明第二实施例的次级线圈组件；图8A是一个总体图，显示根据现有技术的电弧焊装置；图8B是一个剖面放大侧视图，显示根据现有技术、缠绕在线圈端子周围的线圈金属线；以及图9是一个图表，显示根据现有技术的电流和通电时间之间的关系。
具体实施例方式
(第一实施例)如图1所示的点火线圈，包括线圈部分10、高压塔部(towerportion)35和控制部分(未示)。线圈部分10是点火线圈的轴向中间部分。高压塔部35位于线圈部分10的下端侧。控制部分位于线圈部分10的上端侧。线圈部分10包括壳体11、中央芯部12、次级线圈组件13、初级线圈17和外芯部30。中央芯部12容置在壳体11中。次级线圈组件13位于中央芯部12的径向外侧。初级线圈17位于次级线圈组件13的径向外侧。初级线圈17包括初级绕线管18和初级绕组19。初级绕组19缠绕在初级绕线管18的周围。
如图1-3所示，次级线圈组件13包括次级线圈16和高压支架23(图2)。该次级线圈16包括次级绕线管14和次级绕组21。该次级绕组21缠绕在次级绕线管14的外周边的周围。高压支架23和次级绕线管14的一个端部相连接。次级端子25从高压支架23延伸出来，且次级端子25沿次级绕线管14的周向弯曲。次级绕组21具有端部22(图3)，该端部22和次级端子25相连接。电绝缘树脂20填充到多个间隙内，例如在中央芯部12和次级绕线管14之间形成的间隙、布置在次级绕线管14和初级绕线管18之间的次级绕组21周围的间隙、布置在初级绕线管18和壳体11之间的初级绕组19周围的间隙以及次级端子25周围的部分。外芯部30布置在初级线圈17的外周侧。
如图1所示，高压塔部35具有圆筒形形状，且包括塔形壳体36、弹簧37和插塞盖38。塔形壳体36和线圈部分10的下端相连接。弹簧37容置在形成于塔形壳体36中的内部空间中，使得弹簧37和点火塞(未示)弹性地连接。插塞盖38由橡胶制成，且和塔形壳体36的下端相连接，以使得插塞盖38和点火塞相电绝缘。
参看图2-3，次级绕线管14包括圆柱体15a，该圆柱体15a在两个轴端侧具有一对套环部分15b。次级绕组21由铜线形成，该铜线覆盖有电绝缘包层。次级绕组21缠绕在沿轴向形成于在套环部分15b之间的凹形区的周围。考虑到点火线圈的使用情况，次级绕组21的电绝缘包层由热稳定的氨基甲酸酯制成。
高压支架23与次级绕线管14的端部形成一体。次级端子25从高压支架23开始在大致径向上延伸。次级绕组21的端部22与次级端子25的末端的一部分相连接。次级端子25由磷青铜制成，且覆盖有电绝缘包层。
该次级端子25的末端，从该次级端子25的末端的一侧开始，依次具有大致灯泡形的连接部分(第一连接部分)26、小径的主线匝部分29、大径部分31和小径的无效线匝(dead turn)部分34。次级绕组21的端部22分别缠绕在第一小径部分(第一部分)28和第二小径部分33周围，以使得形成主线匝部分29和无效线匝部分34。如图4所示，连接部分26的外径B大致是第一小径部分28的宽度A的两倍。次级绕组21和次级端子25在连接部分26和主线匝部分29中彼此电连接。棒形部分(金属末端部分)27，由双点划线来表示，且从第一小径部分28突伸出来。使用电弧加热来焊接棒形部分27，且在棒形部分27凝固的过程中，次级绕组21的端部22被覆盖上焊接的棒形部分27。这样，就形成了大致灯泡形的连接部分26和主线匝部分29。从横截面(即轴截面)来看，棒形部分27形成为大致正方形的形状。正方形形状的横截面(即棒形部分27的横切断面)的每一侧边长为大致0.3mm。灯泡形的连接部分26的直径为大致0.4mm。
以下参看图3-6，来描述使用电弧焊接装置将次级线组21的端部22和次级线圈组件13中的次级端子25相连接的连接过程。如图5所示的电弧焊接装置用于TIG焊接。电弧焊接装置包括惰性气体供应部分41、电源43、焊炬45和一对空气喷嘴47。氩气从惰性气体供应部分41供应到焊炬45中，其中该焊炬45具有一个由钨制成的电极46。电极46布置在焊炬45的末端上。焊炬45和高压支架23都由电源43来供应电能，从而在焊炬45的电极46和次级线圈组件13的次级端子25之间产生电弧。空气喷嘴47供应空气，用于在连接部分26(图3)中点燃次级绕组21的电绝缘包层。
首先，次级绕组21缠绕在次级绕线管14(图2)的周围，其中匝数大致为20000匝，且具有次级端子25的高压支架23组装到该次级绕线管14上。次级绕组21的直径大致为0.05mm。次级绕组21的端部22(图3)缠绕在次级端子25的第一小径部分28和第二小径部分33周围，以使得形成主线匝部分29和无效线匝部分34。棒形部分27和第一小径部分28的总突伸长度大致为2.3mm。棒形部分27的横截面大致为正方形，其尺寸例如是0.3mm×0.3mm。也就是说，棒形部分27具有边长大致为0.3mm的正方形横截面。棒形部分27的上述横截面和突伸长度是这样确定的，即能够燃烧次级绕组21的电绝缘包层，且通过在棒形部分27的焊接部分中的电弧加热来熔化次级端子25。
焊炬45的电极46和次级线圈组件13的次级端子25彼此相对，以形成之间距离为0.5mm-1.0mm的间隙。如图6所示，焊炬45被通有预定电流I(A)，且持续预定时段t(毫秒)，同时电极46被遮蔽，以使得在次级端子25和电极46之间产生电弧。与此同时，从焊炬45的末端供应惰性气体，且从空气喷嘴47向棒形部分27的熔化部分(连接部分26)供应少量的空气，使得空气不影响电极46。预先确定空气喷嘴47的角度和位置，使得从空气喷嘴47仅向连接部分26供应少量的空气。
在电极46和次级端子25之间产生的热能，熔化了棒形部分27(图3)和次级端子25的第一小径部分28的一部分，使得次级绕组21的电绝缘包层闪蒸，即瞬时升华。次级绕组21的端部22被包藏到棒形部分27的熔化材料中，使得灯泡形连接部分26形成于熔化材料凝固过程中。随后，次级端子25在次级绕线管14的周向在预定的内径范围内弯曲，使得次级线圈组件13可以插入到初级线圈17的圆筒形内部空间。电绝缘树脂20填充在次级线圈组件13中，且连接部分26覆盖有电绝缘树脂20。这样，制成了次级线圈组件13。
次级绕组21的端部22和次级端子25的末端即金属末端部分在连接部分26中相连接，其中连接部分26在上述点火线圈中形成为灯泡形，从而使得可以在连接部分26中缩减边缘部分。在连接部分26(棒形部分27)被加热和冷却的一个热循环中，电场易于在该边缘部分中增加，且在该边缘部分中易于出现应力集中。在连接部分26中可以缩减边缘部分，使得连接部分26周围的电绝缘树脂20中的破裂开始点可以减少，即可以防止电绝缘树脂20的破裂。根据电场的计算结果，与具有棱边形状的末端的连接部分26相比，在该实施例中的灯泡形连接部分26中的电场强度大致减少了25％。
此外，棒形部分27的横截面是大致正方形，使得灯泡形连接部分26可以稳固地与主线匝部分29相连接，且灯泡形连接部分26的形状很容易变得稳定。可以均匀地降低熔化且凝固的主线匝部分29和连接部分26的总长度，大致在1.2mm-1.4mm范围内。
当连接部分26冷却和凝固时，连接部分26可能收缩，且次级绕组21可能被拖拉到连接部分26的一侧。此外，由于铜线的线性热膨胀系数和次级绕组21的电绝缘包层的线性热膨胀系数之间的不同所引起的热应力，次级绕组21可能会因为热应力而被拉伸。在这种环境下，次级绕组21可能会与连接部分26断开连接。相反在上述结构中，无效线匝部分34形成于根侧，即在次级端子25中相对于主线匝部分29的次级绕线管14一侧，以使得次级绕组21的长度有一个富余，即顺应性。因此，可以防止次级端子25断开连接。
在上述连接方法中，次级绕组21的端部22可以容易和稳固地和次级端子25的末端相连接，甚至次级绕组21具有相当小的直径，例如0.05mm，且次级端子25具有小的横截面，例如0.3mm边长的正方形。
其原因在于，首先棒形次级端子25的末端横截面是大致的正方形，且棒形次级端子25的末端大致正方形横截面的每一侧边长是大致0.3mm。
其次，次级绕组21的材料是铜，其包覆有电绝缘的氨基甲酸酯。次级端子25的材料是磷青铜。在这种材料的组合当中，次级端子25熔化的温度和次级端子25凝固的温度之差变成大致为180℃，使得连接部分26易于成形为大致的灯泡形，即大致的球形。
第三，次级绕组21的电绝缘包层几乎在次级端子25的棒形部分27熔化的同时瞬时闪蒸，使得可以在一个步骤中完成连接过程。如图6所示，焊炬45被通有预定电流I(A)，且持续预定时段t(ms)。这样，可以减少除去次级绕组21的电绝缘包层的额外过程和额外处理。预定电流I(A)优选为12(A)，预定时段t(ms)优选为11(ms)。
在该结构中，次级线圈16的次级绕组21的线匝的数目相当大，次级绕组21的直径相当小，且次级端子25的棒形部分27的末端较细。具体而言，次级绕组21的线匝的数目的范围是从大致10000到大致30000。次级绕组21的直径的范围是从大致40μm到大致60μm。大致灯泡形的连接部分26的半径是大致0.4mm，其中在该连接部分26中，次级线圈16的次级绕组21的端部22至少被局部地焊接。甚至在这种结构中，次级绕组21可以稳定地和连接部分26相连接，而不会在点火线圈中断开连接。
连接部分26的直径优选大于棒形部分27的末端的宽度和棒形部分27的末端的厚度。也就是说，连接部分26的直径优选大于第一小径部分28的宽度和第一小径部分28的厚度。具体而言，连接部分26的直径优选大于第一小径部分28的横截面的宽度和第一小径部分28的横截面的厚度。
连接部分26的直径设置成较大，使得连接部分26变成灯泡形，且大于棒形部分27的末端(即第一小径部分28)的厚度和宽度。这样，可以限制连接部分26(即棒形部分27的末端)中的电场和应力集中的增加。此外，连接部分26的外径优选是棒形部分27的末端的宽度的1.2-2.5倍和棒形部分27的末端的厚度的1.2-2.5倍。
次级线圈组件13的连接方法包括缠绕过程和焊接过程。当连接方法应用在高压侧(即次级线圈组件13中的点火塞一侧)时，这种次级线圈组件13的连接方法特别有效。这种次级线圈组件13的连接方法可应用在低压侧，即次级线圈组件13的点火塞一侧的相反侧。
次级线圈16的次级绕组21的端部22，在缠绕过程中缠绕在次级端子25的棒形部分27的末端的周围。棒形部分27的末端由金属制成。
在棒形部分27的末端与次级绕组21焊接和连接之前，棒形部分27至少具有将要被焊接的末端和第一小径部分28，其中次级绕组21的端部22缠绕到该第一小径部分28上。棒形部分27的末端和第一小径部分28的总长度在大致2.0mm-2.6mm的范围内。此外，第二小径部分33可设置于根侧(即在次级端子25中相对于第一小径部分28而言位于次级绕线管14一侧)。从次级绕组21的端部22延伸到次级绕线管14一侧的次级绕组21的部分，缠绕在第二小径部分33的周围，以成为无效线匝部分34。
次级端子25的末端被焊接，使得形成连接部分26。或者，次级端子25的末端的一部分和第一小径部分28彼此焊接在一起，从而形成连接部分26。次级端子25的末端和类似部分的横截面是这样确定的，即可使得焊接之后在连接部分26中不形成尖锐部分。次级端子25的末端的横截面可以是大致的矩形形状(例如大致正方形和正交形状)、大致正多边形和大致圆形。当次级端子25的末端的横截面具有大致矩形形状时，横截面的长度和宽度之间的长宽比可以在大致1∶1到大致1∶5的范围内。横截面的长度和宽度之间的长宽比优选在大致1∶1到大致1∶2的范围内。在该结构中，棒形部分27的末端和次级绕组21在次级端子25中彼此稳定连接在一起。当次级端子25的末端的横截面是大致的正方形时，大致正方形的每一侧边长大致在0.3-0.5mm之间的范围内。
次级线圈16的次级绕组21和次级端子25的材料是这样确定的，即可使得焊接后在连接部分26中不形成尖锐部分。次级绕组21的典型材料是铜，次级绕组21的电绝缘包层的典型材料是氨基甲酸酯。次级绕组21的电绝缘包层的材料可以是聚酯或酯化酰亚胺。次级端子25的材料是铜(纯铜)或铜合金，具体而言是磷青铜(Cu、Sn或磷化物)、青铜(Cu、Al、Ni或Mn)，或白铜(Cu或Ni)。次级端子25的材料可以是铜锌合金、纯铜、无氧铜、青铜类材料或白铜类材料。次级端子25优选覆盖有电绝缘包层。可选择地，由铜和锌制成的端子主体可以例如覆盖有锡。
次级端子25的末端使用电弧焊或类似方法来焊接，使得在焊接过程中形成连接部分26。可选择地，次级端子25的末端的一部分和第一小径部分28使用电弧焊或类似方法彼此焊接在一起，使得在焊接过程中形成连接部分26。次级线圈16的次级绕组21的端部22，在焊接过程中在焊接部分凝固的过程中嵌入到大致灯泡形连接部分26中。电弧焊装置包括惰性气体供应部分41、焊炬45和空气喷嘴47及类似物。
TIG(钨丝惰性气体)焊接可以用作一种典型的电弧焊，其中在该钨丝惰性气体焊接过程中，在惰性气体(例如氩气)气氛内在电极46和次级端子25之间产生电弧。
次级端子25的金属末端被焊接，使得该金属末端不形成任何尖锐部分。该金属末端的典型形状是大致的灯泡形，即大致的球形或大致的球体形。但是，金属末端的形状不限于大致的灯泡形，且金属末端的形状可以是类似于大致灯泡形的一个形状，例如圆弧形或大致的卵形。形成于次级端子25的末端上的连接部分的长度，可以在大致1.2mm-1.4mm的范围内。
(变型)次级绕组21的端部22中的初始线匝的至少一部分，优选不完全地在连接部分26中熔化；与此相反地，在上述的结构中，次级绕组21的端部22的全部线匝在连接部分26中完全熔化。具体而言，次级绕组21的端部22具有一个末端，其嵌入连接部分26中，且端部22的末端至少局部地在中间焊接在连接部分26中。可选择地，端部22的末端至少局部未焊接在连接部分26中。具体而言，在焊接过程中预定电流I(A)和预定时段t(ms)被控制，从而控制次级绕组21在连接部分26中的焊接条件。
当初始线匝的一部分(即次级绕组21的端部22中的嵌入部分)没有在连接部分26中完全熔化时，次级绕组21的初始线匝的该部分具有与该连接部分26的其他部分不同的结构。在该结构中，在次级绕组21的一部分(其中，次级绕组21在该部分中没有完全熔化)和连接部分26之间形成有边界面，使得可以在连接部分26中松弛次级绕组21的张紧度，且可以防止次级绕组21断开连接。结果使得，即使在次级绕组21的端部22上作用有高的张力时，次级绕组21也不会撕断。
次级绕组21的端部22的主要成分是铜，且铜不扩散，即不在上述结构中在连接部分26的表面中沉积。或者，可以这样焊接次级绕组21和连接部分26，即能够使得铜(即次级绕组21的铜成分)以大致50％-70％的比例沉积在连接部分26的表面中。次级绕组21的主要成分(内含物，即铜)优选这样沉积在连接部分26的表面中，即能够使得棒形部分27的末端和次级绕组21可以在次级端子25中稳定地彼此连接在一起。此外，该主要成分(即铜)的颜色不同于连接部分26的颜色，使得可以从视觉上确认铜焊接的存在。
具体而言，在焊接过程中预定电流I(A)和预定时段t(ms)被控制，从而控制次级绕组21在连接部分26中的焊接条件。
在焊接过程中，次级绕组21的电绝缘包层被燃烧，并且会产生燃烧气体。灯泡形的连接部分26中的缠绕匝数，也就是次级绕组21在将要形成连接部分26的棒形部分27上的缠绕匝数，可以较大。然而，当缠绕匝数较大时，焊接过程中次级绕组21的电绝缘包层的燃烧气体量变大。燃烧气体可能会将焊接金属吹走，而且燃烧气体可能会在灯泡形的连接部分26中形成多个吹孔。在这种情况下，灯泡形的连接部分26的结构和形状均不佳。因此，连接部分26中的缠绕匝数优选等于或大于1，并且优选等于或小于10。连接部分26中的缠绕匝数更优选等于或大于2，并且更优选等于或小于5。
初级线圈17和次级线圈16中的一个可以布置在内侧，初级线圈17和次级线圈16中的另一个可以布置在外侧。
(第二实施例)如图7所示的点火线圈，除了在第一实施例中的次级线圈组件13的上述结构外，还具有高压二极管50。高压二极管50布置在次级绕组21的端部22和次级端子25之间的高压侧，用于限制接通电压(ON-voltage)。具体而言，高压二极管50的一对导线51、52沿两个突起54、55而布置，该两个突起54、55设置于次级绕线管14的套环部分15b上。
高压二极管50的导线(第一导线)51使用电弧焊通过连接部分(第二连接部分)57而和次级绕组21的端部22相连接。高压二极管50的导线(第二导线)52和次级端子25相连接，其中该导线52相对于高压二极管50布置在导线51的相反侧；具体而言，使用电弧焊，该导线52和次级端子25的末端(棒形部分27)相连接。
次级线圈16的次级绕组21的端部22的直径是D1。次级端子25的末端的直径是D2。高压二极管50的每个导线51、52的直径是D3。当直径D1、D2和D3相比较时，次级绕组21的端部22的直径D1是直径D1、D2和D3中最小的。次级端子25的末端的直径D2和高压二极管50的导线51、52的直径D3大体相等。因此，次级绕组21的端部22通过灯泡形的连接部分57和高压二极管50的导线51相连接。此外，高压二极管50的导线52通过灯泡形的连接部分(第一连接部分)58和次级端子25的末端相连接。
以下，描述连接方法的第二实施例。具有次级端子25的高压支架23组装到次级绕线管14上。直径大致是0.05mm的次级绕组21缠绕在次级绕线管14的周围，且大致是20000匝。高压二极管50的导线51、52附着到设置于次级绕线管14的套环部分15b上的两个突起54、55内。在这种情况下，在导线51中形成主线匝部分和无效线匝部分，使得次级绕组21能够以与第一实施例相同的方式缠绕在主线匝部分和无效线匝部分的周围。次级绕组21的端部22缠绕在高压二极管50的导线51周围，随后使用电弧焊形成连接部分57，以使得次级绕组21和导线51彼此相连接。高压二极管50的导线52缠绕在次级端子25的周围，随后使用电弧焊形成连接部分58，以使得次级端子25和导线52彼此相连接。
焊炬45通有预定电流，且持续预定时段，同时电极46被遮蔽。与此同时，从焊炬45的末端供应惰性气体，且在电弧焊过程中从空气喷嘴47向连接部分57、58的熔化部分供应少量的空气，其方式与第一实施例相同。随后，高压二极管50的导线51、52和次级端子25分别在预定的内径范围内在次级绕线管14的周向弯曲，使得次级线圈组件13可以插入到初级线圈17的圆筒形内部空间。这样，就制成了次级线圈组件13。
高压二极管50可以布置在次级线圈组件13的低压侧。甚至在这种结构中，也可以产生相同的效果。
当初级线圈17通电时，在次级线圈16中感应出接通电压。在这种情况下，在发动机中容易导致提前点火。然而，高压二极管50布置在次级绕组21的端部22和次级端子25之间，使得可以限制或防止在次级线圈16中感应出接通电压，且限制了在发动机中出现提前点火。
此外，高压二极管50的导线51通过大致灯泡形的连接部分57而很容易地和次级绕组21的端部22稳固连接。此外，高压二极管50的导线52稳固地通过大致为灯泡形的连接部分58而很容易地和次级端子25的末端相连接。通过利用次级绕组21的端部22、高压二极管50的导线51、52和棒形部分27(即次级端子25的末端)之间的直径差异和材料差异，可以获得上述的效果。
这样，在初级线圈17停止通电时，插入于次级绕组21和次级端子25之间的高压二极管50，可以限制或防止在次级线圈16中感应接通电压，以使得可以在发动机中限制产生提前点火。
不偏离本发明的主旨，可以对上述实施例进行各种的改变和替换。
权利要求
1.一种点火线圈，包括中央芯部(12)；次级线圈(16)，其布置在中央芯部(12)的外周侧，该次级线圈(16)包括次级绕线管(14)，其具有布置在次级绕线管(14)的端部上的高压支架(23)，该高压支架(23)具有次级端子(25)；次级绕组(21)，其缠绕在次级绕线管(14)的周围；初级线圈(17)，其布置在中央芯部(12)的外周侧，该初级线圈(17)包括初级绕线管(18)；初级绕组(19)，其缠绕在初级绕线管(18)的周围，其中次级线圈(16)和初级线圈(17)大致同轴布置；以及外芯部(30)，其布置在次级线圈(16)和初级线圈(17)这两个元件中的一个元件的外周侧，该元件布置在次级线圈(16)和初级线圈(17)这两个元件中的另一个元件的外周侧；其特征在于次级端子(25)在其末端包括灯泡形的第一连接部分(26、58)；第一连接部分(26、58)和次级线圈(16)的次级绕组(21)的端部(22)相连接；以及第一连接部分(26、58)覆盖有电绝缘树脂(20)。
2.如权利要求1所述的点火线圈，其特征在于该次级端子(25)还包括和第一连接部分(26、58)相连接的第一部分(28)，该第一部分(28)相对于第一连接部分(26、58)布置在次级绕线管(14)所在一侧；第一连接部分(26、58)的直径大于第一部分(28)的横截面的宽度；以及第一连接部分(26、58)的直径大于第一部分(28)的横截面的厚度。
3.如权利要求2所述的点火线圈，其特征在于第一连接部分(26、58)的直径大致是第一部分(28)的横截面的宽度的两倍；以及第一连接部分(26、58)的直径大致是第一部分(28)的横截面的厚度的两倍。
4.如权利要求3所述的点火线圈，其特征在于第一连接部分(26、58)的直径大致是0.4mm。
5.如权利要求1-4中任一所述的点火线圈，其特征在于次级绕组(21)的端部(22)具有一个末端，其嵌入第一连接部分(26、58)中；以及次级绕组(21)的端部(22)的末端至少局部地在中间焊接在第一连接部分(26、58)中。
6.如权利要求1-4中任一所述的点火线圈，其特征在于次级绕组(21)的端部(22)具有一个末端，其嵌入第一连接部分(26、58)中；以及次级绕组(21)的端部(22)的末端至少局部未焊接在第一连接部分(26、58)中。
7.如权利要求1-4中任一所述的点火线圈，其特征在于次级绕组(21)缠绕在次级绕线管(14)的周围，其中缠绕了多匝，匝数等于或大于10000，且等于或小于30000；以及次级绕组(21)的直径等于或大于40μm，且等于或小于60μm。
8.如权利要求1-4中任一所述的点火线圈，其特征在于还包括二极管(50)，其包括具有第二连接部分(57)的第一导线(51)，该第二连接部分(57)是大致的灯泡形；其中次级线圈(16)的次级绕组(21)的端部(22)通过二极管(50)而和次级端子(25)的第一连接部分(58)相连接；以及次级线圈(16)的次级绕组(21)的端部(22)和二极管(50)的第一导线(51)的第二连接部分(57)相连接。
9.如权利要求8所述的点火线圈，其特征在于，该二极管(50)包括第二导线(52)，其和次级端子(25)的第一连接部分(58)相连接。
10.如权利要求1-4中任一所述的点火线圈，其特征在于，次级线圈(16)的次级绕组(21)由铜线制成，该铜线包覆有电绝缘包层。
11.如权利要求10所述的点火线圈，其特征在于，次级绕组(21)的铜线含有铜成分，该铜成分以大致50％-70％的比例沉积在连接部分(26、58)的表面中。
12.如权利要求1-4中任一所述的点火线圈，其特征在于，次级端子(25)由纯铜和铜合金中之一制成。
13.如权利要求12所述的点火线圈，其特征在于，次级端子(25)由磷青铜、青铜、白铜、铜锌合金、纯铜和无氧铜中之一制成；且次级绕组(21)的电绝缘包层由氨基甲酸酯、聚酯和酯化酰亚胺中之一制成。
14.如权利要求1-4中任一所述的点火线圈，其特征在于，次级端子(25)的第一部分(28)的横截面具有大致矩形形状，该横截面的长度和宽度之间的长宽比在大致1∶1到大致1∶5的范围内。
15.如权利要求1-4中任一所述的点火线圈，其特征在于次级端子(25)还包括第二部分(33)，其相对于第一部分(28)布置在次级绕线管(14)所在一侧；次级线圈(16)的次级绕组(21)具有一个从次级绕组(21)的端部(22)延伸到次级绕线管(14)所在一侧的部分；所述次级绕组(21)的所述从端部(22)延伸到次级绕线管(14)所在一侧的部分缠绕在第二部分(33)周围。
16.一种次级线圈组件(13)的连接方法，该次级线圈组件(13)包括次级线圈(16)和高压支架(23)，其中次级绕组(21)在该次级线圈(16)中缠绕在次级绕线管(14)周围，该高压支架(23)布置在次级绕线管(14)的端部所在一侧，且该高压支架(23)包括次级端子(25)，该次级端子(25)包括金属末端部分(27)和第一部分(28)，该连接方法包括以下步骤将次级线圈(16)的次级绕组(21)的端部(22)缠绕在第一部分(28)周围，其中该第一部分(28)相对于金属末端部分(27)布置在次级绕线管(14)所在一侧，该金属末端部分(27)是大致的棒形，且在缠绕过程中布置在次级端子(25)的末端所在一侧；和焊接次级端子(25)的金属末端部分(27)，以形成大致灯泡形的第一连接部分(26)，其中当金属末端部分(27)在焊接过程中凝固时，次级线圈组件(13)的次级绕组(21)的端部(22)嵌入该第一连接部分(26)中。
17.如权利要求16所述的连接方法，其特征在于，在缠绕过程中，次级线圈(16)的次级绕组(21)由铜线制成，其中该铜线覆盖有电绝缘包层。
18.如权利要求17所述的连接方法，其特征在于，次级绕组(21)的铜线含有铜成分，其中在焊接过程中，该铜成分以大致50％-70％的比例沉积在连接部分(26)的表面中。
19.如权利要求16-18中任一所述的连接方法，其特征在于，在缠绕过程中，次级端子(25)由纯铜和铜合金中之一制成。
20.如权利要求19所述的连接方法，其特征在于在缠绕过程中，次级端子(25)由磷青铜、青铜、白铜、铜锌合金、纯铜和无氧铜中之一制成；在缠绕过程中，次级绕组(21)的电绝缘包层由氨基甲酸酯、聚酯和酯化酰亚胺中之一制成。
21.如权利要求16-18中任一所述的连接方法，其特征在于在缠绕过程中，次级端子(25)的金属末端部分(27)的横截面具有大致矩形形状，该横截面的长度和宽度之间的长宽比可以在大致1∶1到大致1∶5的范围内。
22.如权利要求16-18中任一所述的连接方法，其特征在于在缠绕过程中，次级端子(25)还包括第二部分(33)，其相对于第一部分(28)布置在次级绕线管(14)所在一侧；次级线圈(16)的次级绕组(21)具有一个从次级绕组(21)的端部(22)延伸到次级绕线管(14)所在一侧的部分；所述次级绕组(21)的所述从端部(22)延伸到次级绕线管(14)所在一侧的部分缠绕在第二部分(33)周围。
23.如权利要求16-18中任一所述的连接方法，其特征在于次级绕组(21)的端部(22)具有一个末端，其在焊接过程中嵌入第一连接部分(26)中；次级绕组(21)的端部(22)的末端至少局部地在中间焊接在第一连接部分(26)中。
24.如权利要求16-18中任一所述的连接方法，其特征在于次级绕组(21)的端部(22)具有一个末端，其在焊接过程中嵌入第一连接部分(26)中；以及次级绕组(21)的端部(22)的末端至少局部未焊接在第一连接部分(26)中。
25.如权利要求16-18中任一所述的连接方法，其特征在于在焊接过程中，当次级端子(25)的金属末端部分(27)焊接时，次级绕组(21)的电绝缘包层至少局部地闪蒸。
26.如权利要求16-18中任一所述的连接方法，其特征在于在焊接过程中，第一部分(28)和第一连接部分(26)相连接；第一部分(28)相对于第一连接部分(26)布置在次级绕线管(14)所在一侧；第一连接部分(26)的直径大于第一部分(28)的横截面的宽度；以及第一连接部分(26)的直径大于第一部分(28)的横截面的厚度。
27.如权利要求26所述的连接方法，其特征在于在焊接过程中，第一连接部分(26)的直径大致是第一部分(28)的横截面的宽度的两倍；以及第一连接部分(26)的直径大致是第一部分(28)的横截面的厚度的两倍。
28.如权利要求27所述的连接方法，其特征在于在焊接过程中，第一连接部分(26)的直径大致是0.4mm。
29.如权利要求16-18中任一所述的连接方法，其特征在于次级绕组(21)缠绕在次级绕线管(14)的周围，其中缠绕了多匝，匝数等于或大于10000，且等于或小于30000；以及次级绕组(21)的直径等于或大于40μm，且等于或小于60μm。
全文摘要
一种点火线圈，包括中央芯部(12)、次级线圈(16)、初级线圈(17)和外芯部(30)。该次级线圈(16)和该初级线圈(17)大致同轴地布置在中央芯部(12)的外周侧。该次级线圈(16)包括次级绕组(21)，该次级绕组(21)缠绕在次级绕线管(14)的周围。该次级绕线管(14)具有高压支架(23)，该高压支架(23)包括次级端子(25)。该初级线圈(17)包括缠绕在初级绕线管(18)周围的初级绕组(19)。该外芯部(30)布置在点火线圈中的外周侧。该次级端子(25)在其末端包括灯泡形的第一连接部分(26)。该第一连接部分(26)和次级绕组(21)的端部(22)相连接。该第一连接部分(26、58)覆盖有电绝缘树脂(20)。
文档编号H01F38/12GK1637970SQ200410103680
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者小岛政美, 青山雅彦, 末金贵典, 武山正一, 加藤秀幸 申请人:株式会社电装