专利名称：棒式点火线圈及其接线组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及棒式点火线圈和用于这种点火线圈的接线组件，该棒式点火线圈向内燃机用的火花塞施加高压。
背景技术：
棒式点火线圈具有沿轴向方向配备在中部的线圈部、配备在它的一端(上端部)上的控制部和配备在它的另一端(低端部)的塔部。在线圈部中，中央铁心、初级线圈、次级线圈等都容纳在圆柱形线圈套内部。在控制部中，电子控制电路(点火器)容纳在箱形上部套的内部。线圈套和上部套在单独成型之后彼此联接。点火器通过中断流经初级线圈中的电流而使次级线圈产生高压。
需要抑制导通电压从而通过点火线圈来精确地控制点火时间点。导通电压是在向初级线圈供给的电流从切断状况变化到导通状况时在次级线圈产生的与预定电压方向相反的电压。这个导通电压产生的时间点不同于点火的时间点(关掉初级电流的时间点)。因此，当火花塞产生火花来响应这个导通电压时，发动机就不能正常操作。
可以通过将导通电压的电压电平抑制为小于火花塞用来产生火花的电压电平，来限制由于导通电压而产生的不利作用。在传统的点火线圈中(US6095125、US6032658和JP10-176647A)，例如图5所示，电池电压施加到初级线圈80的一端81上，并且开关功率晶体管82连接它的另一端。齐纳二极管85连接在初级线圈80和连接到火花塞87上的次级线圈的低压侧之间，这样导通电压就变成反向电压。齐纳二极管85和功率晶体管82安装在控制部的点火器的电路板上。
这种传统点火线圈控制部的径向尺寸较大并且因此这个线圈的头部就变大。特别地，由于晶体管和齐纳二极管通常布置在点火器电路板上，所以横向区域(视为平面的平面区域)变得较大。因此，点火器的大小影响上部套即控制部的大小。
线圈部的外径需要减小到能够应付发动机头部中的塞子孔的内径的减少。然而，要减小线圈头部的体积和直径就变得比较困难，因为点火器的大小影响线圈头部的尺寸。因此，在传统的点火线圈中线圈部的体积和直径的减小受到了限制，在传统的点火线圈中导通电压抑制齐纳二极管安装在点火器的电路板上。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种棒式点火线圈，它包括导通电压抑制二极管并且具有尺寸较小的线圈头部和直径减小的线圈主体部，本发明的目的还在于提供一种用于棒形点火线圈的接线组件。
根据本发明的点火线圈包括至少一个线圈部和控制部。线圈部包括中央铁心、沿径向配备在中央铁心外部的初级和次级线圈、沿径向配备在一个卷轴外部的薄膜片等。控制部包括环形套、容纳在环形套内部的点火器、接头等。
点火器中断初级线圈中的电流，这样次级线圈做出响应而产生高压。在初级线圈中，初级绕组缠在绝缘并且为圆柱形的初级卷轴上。类似地，在次级线圈中，次级绕组缠在绝缘并且为圆柱形的次级卷轴上。在点火线圈的径向方向上，次级线圈可以配备在内部并且初级线圈可以配备在外部。相反地，初级线圈也可以配备在内部并且次级线圈配备在外部。连接到次级卷轴上的次级接头具有延伸部，该延伸部夹持次级绕组的一端、在上端部表面上延伸并且连接二极管。
接线组件通常为圆柱形或者环形并且沿轴向方向具有特定的长度。接线组件的内周边表面的形状和尺寸适合于压配合到外部卷轴上。接线组件的外周边表面的形状和尺寸适合于压配合在上部套中。接线组件的外周边表面的外径和内周边表面的内径在整个轴向长度上可以相同或者部分地不同。接线组件在它的低端侧至少具有第一环形部并且在它的上端侧具有第二环形部。第一环形部压配合到在径向外侧配备的卷轴(外部卷轴)的上端部上，第二环形部用于在其上安装接头和二极管。
接线组件具有三种功能。
第一种功能是辅助线圈部的外部卷轴和控制部的上部套的联结。为此，第一环形部的内周边表面压配合到外部卷轴的上端部的外周边表面上，并且控制部的上部套压配合到接线组件的外周边表面上。接线组件是线圈部和控制部之间的中间部并且还是两个部的一部分。
第二种功能是夹持初级绕组的两个端部。为此，接线组件具有一对初级接头，该初级接头夹持经由接线组件的中空部向上延伸的初级绕组的两个端部。每个初级接头具有固定到接线组件上的固定部和用于夹持初级绕组的端部的夹持部。连接到次级卷轴上的次级接头的延伸部暴露在第二环形部的上端部表面上。第一环形部可以经由薄膜片压配合到外部卷轴上，并且配备在第一环形部下侧的第三环形部可以压配合到外部铁心上。
第三种功能是支撑导通电压抑制二极管。二极管具有比导通电压高的耐电压。它以控制导通电压的方向(在与打开时产生电压的方向相反的方向上)布置在初级绕组的一个端部(电池侧)和次级绕组的低电压侧端部之间。二极管具有主体(元件)和从它的两个端延伸的一对引线。主体以切向方向布置在第二环形部的上端部表面上。一根引线和另一根引线呈弓形地分别向一个初级接头和次级接头的延伸部延伸。优选二极管提前连接在接线组件上，然后二极管联接初级接头并且在将初级接头附着到接线组件上的同时连接到彼此之上。
通过阅读下列详细描述并参照附图，本发明的上述和其它目的、特征以及优点将会变得更加显而易见。在附图中图1是使用根据本发明的点火线圈的点火装置的电路图；图2是根据本发明的点火线圈一个实施例的主体的纵向横截面图；图3是剖视图沿着图2中的线III-III剖开的剖视图；图4的剖视图显示了只有端组件装配在图3中的状态；并且图5是传统点火装置的电路图。
具体实施例方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。
用于内燃机的点火装置如图1所示。点火装置使用包括初级线圈17和次级线圈13的棒式点火线圈。初级线圈17具有两端，一端21a连接到电池电压B上，另一端21b连接到开关功率晶体管Tr上。导通电压抑制二极管60连接在初级线圈17的一端21a和次级线圈13的一端16a(低压侧端部)之间，连接的方向是二极管60由导通电压反向偏压。次级线圈13的另一端(高压侧端部)16b连接到火花塞P上。当通过关掉晶体管Tr而关掉供给初级线圈17的电流时，二极管60允许次级线圈13产生较高的火花电压，但是当向初级线圈17供给的电流通过打开晶体管Tr而导通时，二极管60限制次级线圈13产生高压(导通电压)。
图2详细地显示了线圈部10的一部分和点火线圈的控制部50。控制部50包括晶体管Tr并且控制功率晶体管Tr的开与关。线圈部10沿轴向方向位于中部并且插到发动机缸盖的塞孔(未显示)中。配备在上端部处的控制部50位于发动机缸盖罩的上表面上。线圈部10和控制部50经由接线组件40彼此连接，其中该接线组件40为绝缘环形套。
在线圈部10中，中央铁心11、次级线圈13、初级线圈17、薄膜片22和外部铁心23从中央沿径向朝外围部分配置。次级线圈13包括绝缘管状次级卷轴14和缠在卷轴14外围表面上的次级绕组15。初级线圈17包括绝缘管状初级卷轴18和缠在卷轴18外围表面上的初级绕组19。导电的次级接头48(图3)连接到沿径向位于内侧的次级卷轴14的上端部上。这个接头48显示在图3中的右侧并且夹持次级绕组15的一端16a。凸缘部25在沿径向位于外侧的初级卷轴18的上端部形成。
管状薄膜片22盖住初级绕组19。它的上端部延伸超过凸缘部25并且到达初级卷轴18的上端部。薄管状外铁心23在朝向初级绕组19的部分处沿径向置于薄片22的外部。薄片22绝缘并且形成的管状在装配状态下与初级卷轴18的形状相对应。它的厚度优选从0.1毫米到0.3毫米。它可以沿径向置于初级卷轴18的外部或者内部。可以使用例如压缩管的其它管来代替薄片22。从中央铁心11至外铁心23，测量出线圈部的外径大约为从17毫米到19.9毫米。在线圈部10中，初级卷轴18的上端部形成线圈头部27b并且其的另一部形成线圈体部27a。
如图2至4所示，接线组件40绝缘并且形成具有上部41、中间部42和低端部43的环形。上端部41的外径和内径都是最小的。低端部43的外径和内径都是最大的。中间部42的外径和内径分别处于两个端垫的外径和内径之间。
从图4可以理解，上端部41在它的径向内部具有凹部41a。中间部42的内径通常等于凸缘部25的外径。低端部42的内径与外铁心23的外径相对应。中间部42和低端部43的外径通常等于上部套51的连接部的内径。上端部41的内径小于23毫米，并且优选小于19毫米。
初级绕组19的一端21a和另一端21b经过初级卷轴18的凸缘部25和接线组件40上端部41的凹部41a延伸至上端部表面。次级接头48的延伸部48a穿过上端部41的中空部并且在上端部表面暴露出来。
另外，接线组件40具有一对导电初级接头46和47。这些显示在图3中的左侧。一个初级接头46具有U形部46a和固定部46b。部46a夹持初级绕组19的另一端21b并且部46b被固定到接线组件40上。另一个初级接头47具有U形部47a和固定部47b。部47a夹持初级绕组19的一个端21a并且部47b被固定到接线组件40上。
二极管60安装在接线组件40的上端部表面上。二极管60具有主体61和一对从主体61的端部表面延伸的引线62和63。主体61在接线组件40的切向上置于另一个初级接头47和次级接头48的延伸部48a之间。一根引线62呈弓形地沿顺时针方向延伸，并且连接到初级接头47的固定部47b和初级绕组19的一端21a上。另一根引线63呈弓形地沿逆时针方向延伸，由次级接头48的延伸部48a夹持并且连接到次级绕组15的一端16a上。从图2可以理解，二极管60置于点火器56下侧，这样当从点火线圈的顶部观察时它藏在点火器56下方。更具体地说，二极管60沿径向方向置于点火器56的外周内侧。
在次级绕组15和初级卷轴18之间以及初级绕组19和薄膜片22之间等填充了绝缘树脂(未显示)。接线组件的中间部42紧紧地粘附到延伸到初级卷轴18上端部的薄膜片22的径向外表面上，因此对初级绕组19和薄膜片22之间的空间进行了密封。
从图2可以理解，控制部50的环形套61具有箱形调节器部分52、连接器部分53和联结部分54。包括功率晶体管Tr的点火器56置于调节器部分51中。连接器部分53从调节器部分52伸出并且包括接头57，其中点火器56和初级绕组19都连接到接头57上。绝缘树脂(未显示)还填充在调节器部分52中以及围绕着点火器56进行填充。从调节器部分52的底面延伸的联结部分54具有环形形状并且具有的内径通常等于接线组件40上端部41的外径。联结部分54压配合到接线组件40的径向外围表面上，其中接线组件40还压配合到初级卷轴18的径向外围表面上。因此，控制部50与线圈部10紧密地联接在一起。
上述棒式点火线圈以下文中的方式进行装配。线圈部10和控制部50彼此单独进行装配。然后通过使用接线组件40将控制部50装配到线圈部10上。接线组件40压配合到装配在初级线圈17外部上的薄膜片22和外铁心23组成的集成元件上。如图4所示，二极管60提前安装在接线组件40上。当初级接头46和47连接时，引线62压配合到固定部47b上。
接线组件40的低端部43压配合到外铁心23的外表面上，并且中间部42压配合到盖住初级卷轴18的凸缘部25的薄膜片22的外表面上。因此，初级卷轴18和薄膜片22之间的空间由接线组件40密封。在此，初级绕组19的一端21a和另一端21b向上延伸。因此，当接线组件40压配合到初级卷轴18上时，端21a和21b就插入并且夹持在初级接头47和46的保持部47a和46a中。
接着，次级线圈13插入初级线圈17的内侧并且中央铁心11插入次级线圈13的内侧。这时，连接到次级卷轴14上的次级接头48的延伸部48a连接到安装在接线组件40上的二极管60的另一根引线63上。
然后，上部套51的联结部54压配合到上端部41的外部表面上。即，控制部50联接到线圈部10上，其中在控制部50中，点火器56和接头57在环形套51中置于适当的位置上。初级绕组19的另一端21b经由初级接头46连接到控制部50中的点火器56和接头57上。次级绕组15和初级卷轴18之间以及初级绕组19和薄膜片22之间等的空间通过将熔融树脂填充在上部套51内的空间中来填充树脂。
上述实施例具有以下的优点。初级绕组19和次级绕组15之间的二极管可以抑制导通电压。因此，可以精确地控制点火时间点并且可以稳定地操作发动机。能够很容易并且简单地进行引线62和初级接头47之间以及引线63和次级接头48的延伸部48a之间的连接。
线圈部10的外径可以从不同的点减小。首先，线圈部10的外层由置于线圈主体部27a处的薄膜片22来提供。薄膜片22的厚度在传统线圈套的大约一半至三分之一之间。因此这个薄膜片22非常有效地减少了线圈部10的直径。
上部套51即线圈头部27b的径向尺寸被减小。点火器的尺寸大体上确定了上部套51的径向尺寸。由于导通电压抑制二极管60与点火器56独立地安装在接线组件40上，所以点火器56不需要用于安装二极管的空间。因此，上部套51和线圈头部27b可以在径向方向上相应地减小。虽然根据不同的情况，线圈部10的横向区域可以比传统线圈的大小减小大约35％，以及点火线圈的整个重量只能比传统线圈的重量减小大约30％。
初级接头46和47、次级接头48的延伸部以及二极管60安装在接线组件40的上端部41的上端部表面上。因此，即使在接线组件40上配备初级接头46等，接线组件40的外径也不需要扩大。
线圈部10和控制部50可以紧密地联接在一起。这是因为接线组件40压配合到在线圈部10中沿径向置于外侧的初级卷轴18的上端部上，并且上部套51压配合到接线组件40上。初级卷轴18和上部套51紧密联接后，即使在线圈部10的径向外部使用薄膜片22，也不会出现线圈部10和控制部50之间的不充分的联结。接线组件40位于上部套51和覆盖初级卷轴18的薄膜片22之间，并且初级卷轴18和薄膜片22之间以及初级卷轴18和上部套51之间的空间进行了密封，这样环氧树脂将不会发生泄漏。
如上所述，接线组件40非常有利于以下几个方面即减少线圈部10的直径、线圈部10和控制部50的联结、为接头46至48以及二极管60提供安装空间以及初级卷轴18和薄膜片22之间的密封等。
权利要求
1.一种棒式点火线圈，包括包括中央铁心(11)、置于中央铁心(11)径向外侧的初级和次级线圈(17，13)和次级接头(48)的线圈部(10)，其中初级线圈(17)具有初级卷轴(18)和围绕着初级卷轴(18)缠绕的初级绕组(19)，次级线圈(13)具有次级卷轴(14)和围绕着次级卷轴(14)缠绕的次级绕组(15)，并且次级接头(48)连接到次级卷轴(14)上并夹持次级绕组(15)的一端；绝缘环形接线组件(40)，其压配合到外部卷轴(18)的上端部上，其中外部卷轴(18)是初级和次级卷轴(18，14)之一，其配备得比另一个卷轴更向外侧，并且初级接头(46，47)夹持初级线圈(17)的初级绕组(19)的端部(21a，21b)；和控制部(50)，其压配合到接线组件(40)上。
2.如权利要求1所述的棒式点火线圈，其特征在于，接线组件(40)包括连接到初级和次级绕组(19，15)上的导通电压抑制二极管(60)。
3.如权利要求2所述的棒式点火线圈，其特征在于，控制部(50)包括压配合到接线组件(40)上的绝缘上部套(51)；和置于上部套(51)内部的点火器(56)。
4.如权利要求3所述的棒式点火线圈，其特征在于，接线组件(40)包括压配合到外部卷轴(18)上的第一环形部(42)；和其上安装有初级接头(46，47)和二极管(60)的第二环形部(41)。
5.如权利要求4所述的棒式点火线圈，其特征在于初级接头(46，47)和二极管(60)固定在第二环形部(41)的表面上；并且次级接头(48)具有在第二环形部(41)的表面上延伸的延伸部(48a)。
6.如权利要求5所述的棒式点火线圈，其特征在于，二极管(60)沿径向置于点火器(56)的外周内侧。
7.如权利要求4所述的棒式点火线圈，其特征在于线圈部(10)包括覆盖外部卷轴(18)的薄膜片(22)；并且接线组件(40)的第一环形部(42)经由薄膜片(22)压配合到外部卷轴(18)上。
8.一种棒式点火线圈的接线组件(40)，用于联结线圈部(10)和控制部(50)，其中线圈部(10)包括中央铁心(11)、带有初级绕组(19)的初级线圈(17)和带有次级绕组(15)的次级线圈(13)以及次级接头(48)，并且控制部(50)包括点火器(56)，该接线组件(40)包括第一环形部(42)，其压配合到外部线圈的卷轴的上端部上，其中该外部线圈是初级线圈(17)和次级线圈(13)之一，其比另一个线圈配备得更向外侧；并且第二环形部(41)，其包括连接到初级绕组(19)的一对端部上的一对初级接头(46，47)，并且导通电压抑制二极管(60)连接初级绕组(19)和次级绕组(15)，其中，一个初级接头具有一个夹持部，该夹持部固定到第二环形部(41)的上端部表面上并且夹持初级绕组(19)的一个端部，并且另一个初级接头具有另一个夹持部，该夹持部固定到第二环形部(41)的上端部表面上并且夹持初级绕组(19)的另一个端部，其中，次级接头(48)夹持次级绕组(15)的一端并且具有在第二环形部(41)的上端部表面上延伸的延伸部(48a)，并且其中，二极管(60)具有一对引线(62，63)，其中该对引线之一连接初级接头(47)的另一个夹持部并且该对引线中的另一根连接次级接头(48)的延伸部(48a)。
9.如权利要求8所述的接线组件(40)，其特征在于初级接头(46，47)在第二环形部(41)的上端部表面上彼此靠近放置；次级接头(48)的延伸部(48a)远离初级接头(46，47)放置并且在径向方向位于初级接头(46，47)的相对侧上；并且二极管(60)置于另一个初级接头(47)和次级接头(48)的延伸部(48a)之间。
10.如权利要求9所述的接线组件(40)，其特征在于，第一环形部(42)具有小于23毫米的内径。
11.一种棒式点火线圈，包括包括中央铁心(11)、置于中央铁心(11)径向外部的初级和次级线圈(17，13)的线圈部(10)，其中初级线圈(17)具有初级卷轴(18)和围绕着初级卷轴(18)缠绕的初级绕组(19)，次级线圈(13)具有次级卷轴(14)和围绕着次级卷轴(14)缠绕的次级绕组(15)；和绝缘环形接线组件(40)，其压配合到初级卷轴(18)的上端部上并且包括夹持初级线圈(17)的初级绕组(19)的端部的初级接头。
12.如权利要求11所述的棒式点火线圈，其特征在于，还包括压配合到接线组件(40)上的连接器(53)，用于将初级绕组(19)连接到外部电源(B)上。
13.一种棒式点火线圈，包括包括中央铁心(11)、初级绕组(19)和次级绕组(15)的线圈部(10)，其中绕组(19，15)沿径向置于中央铁心(11)外部；绝缘环形接线组件(40)，其压配合到次级卷轴(10)的一个轴端部上，并且包括连接到初级绕组(19)和次级绕组(15)上的导通电压抑制二极管(60)；和控制部(50)，其压配合到接线组件(40)上并且包括用于控制向初级绕组(19)供电的点火器(56)，其中，二极管(60)沿径向位于点火器(56)的外周内侧并且在线圈部(10)的轴向方向上与点火器(56)分开。
全文摘要
一种棒式点火线圈，包括线圈部(10)、绝缘环形接线组件(40)和控制部(50)。线圈部(10)包括中央铁心(11)、初级线圈(17)和次级线圈(13)。接线组件(40)压配合在初级线圈(17)的初级卷轴(18)的上端部上。接线组件(40)具有用于夹持初级线圈(17)的初级绕组(19)的一对端部的初级接头(46，47)和连接在初级和次级绕组(19，15)之间的导通电压抑制二极管(60)。控制部(50)包括压配合在接线组件(40)上的绝缘上部套(51)和置于上部套(51)上的点火器(56)。
文档编号H01F27/04GK1655299SQ200510009420
公开日2005年8月17日 申请日期2005年2月8日 优先权日2004年2月9日
发明者藤山德一 申请人:株式会社电装