點(diǎn)火線圈和組裝方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的相互參考
[0002] 本發(fā)明申請(qǐng)要求2013年12月18日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 61/917588的優(yōu) 先權(quán)，其內(nèi)容被全部納入本文作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明公開了一種點(diǎn)火線圈和組裝方法。本發(fā)明涉及產(chǎn)生施加至內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)或 多個(gè)火花塞的火花生成電流的點(diǎn)火線圈。
[0004] 發(fā)明背景
[0005] 點(diǎn)火線圈已知被用于內(nèi)燃機(jī)比如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。點(diǎn)火線圈通常包括被初級(jí)繞組所纏 繞的核心。次級(jí)繞組圍繞次級(jí)繞組軸被纏繞以圍繞所述初級(jí)繞組，從而在被施加給初級(jí)繞 組的電流被停止時(shí)在次級(jí)繞組上引起高電壓。次級(jí)繞組的一端是連接到接地終端的低壓 端，而次級(jí)繞組的另一端是連接與火花塞電聯(lián)通的高壓終端的高壓端，藉此給火花塞輸送 火花生成電流。將次級(jí)繞組的低壓端和高壓端連接到各自的終端可能是復(fù)雜且高成本的。 為了將次級(jí)繞組的低壓端附連至低壓終端，低壓端被纏繞到低壓終端上，然后浸入焊料以 剝?nèi)ル娋€并形成電連接。為了將次級(jí)繞組的高壓端附連至高壓終端，次級(jí)繞組的高壓端被 纏繞到高壓終端上，然后浸入焊料以剝?nèi)ル娋€并形成電連接。由于高壓終端在使用中處于 高壓，它們通常需要被彎曲且形成為以使末梢處的電場密度最小化。在次級(jí)繞組的低壓端 和高壓端的情況下，終端需要被組裝到軸并終結(jié)，然后以某些方式被形成。另外，電阻通常 被添加在次級(jí)繞組和火花塞之間，從而抑制射頻干擾（RFI)。電阻的添加增加了系統(tǒng)的附加 成本。韓國專利No.KR970005493教導(dǎo)使用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂以提供終端引腳和外部終端之間 的電聯(lián)通。但是，終端引腳仍然必須以常規(guī)的方式被連接到次級(jí)繞組的高壓端。需要一種 能最小化或消除前述一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)的點(diǎn)火線圈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 簡要地，提供一種點(diǎn)火線圈用于給火花塞傳送火花生成電流。所述點(diǎn)火線圈包括 可透磁的核心、部署在核心外面的初級(jí)繞組、以及部署在初級(jí)繞組外面并電感地耦合至初 級(jí)繞組的次級(jí)繞組。次級(jí)繞組在其一端終結(jié)為低壓端，在其另外一端終結(jié)為高壓端。次級(jí) 繞組低壓端和次級(jí)繞組高壓端的至少一個(gè)通過導(dǎo)電聚合物被直接地電連接到終端。還提供 一種方法用于組裝給火花塞傳送火花生成電流的點(diǎn)火線圈，其中所述點(diǎn)火線圈包括可透磁 的核心、部署在核心外面的初級(jí)繞組、以及部署在初級(jí)繞組外面并電感地耦合至初級(jí)繞組 的次級(jí)繞組，從而使次級(jí)繞組在其一端終結(jié)為低壓端，在其另外一端終結(jié)為高壓端。該方法 包括提供導(dǎo)電聚合物并使用該導(dǎo)電聚合物以通過該導(dǎo)電聚合物將次級(jí)繞組低壓端和次級(jí) 繞組高壓端的至少一個(gè)直接地電連接到終端。所述點(diǎn)火線圈和組裝點(diǎn)火線圈的方法消除了 對(duì)制備次級(jí)繞組末端和將次級(jí)繞組末端焊接到各自終端的方法步驟的需要。
【附圖說明】
[0007] 本發(fā)明將參考附圖被更詳細(xì)描述，其中：圖1是根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)火線圈沿第一平 面的簡化剖視圖；圖2是圖1的點(diǎn)火線圈沿基本平行于圖1被剖視的第一平面的第二平面 的簡化剖視圖；圖3是圖1和2的點(diǎn)火線圈沿圖1的箭頭B的方向看的平視圖；圖4是圖 1的局部放大，示出次級(jí)繞組的高壓端；圖5是圖2的的局部放大，示出次級(jí)繞組的低壓端； 圖6是根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)火線圈的高壓槽的替換布置。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 首先參見圖1和2,它們示出了點(diǎn)火線圈10的簡化剖視圖，其中圖1和2被平行的 平面所截?cái)?。點(diǎn)火線圈10可以被控制單元12等控制。點(diǎn)火線圈10被配置用于連接到火 花塞14,火花塞14與內(nèi)燃機(jī)（未示出）內(nèi)的火花塞開口（也未示出）通過螺紋接合。點(diǎn)火 線圈10被配置以給火花塞14傳送高壓的火花生成電流，如圖所示。通常，控制單元12提 供總火花定時(shí)（停延（dwell)控制）等。每個(gè)火花塞14可以被提供一個(gè)點(diǎn)火線圈10。點(diǎn) 火線圈10可以包括可透磁核心16、可透磁結(jié)構(gòu)18 (以下稱為高透結(jié)構(gòu)18,且該可透磁結(jié)構(gòu) 18被配置以提供高透過磁返回路徑且具有底座段20和一對(duì)腿部22和24)、初級(jí)繞組軸26、 初級(jí)繞組28、一定量的密封劑30比如環(huán)氧樹脂填充材料、次級(jí)繞組軸32、次級(jí)繞組34、殼體 36、具有初級(jí)終端40a，40b的低壓連接器本體38、高壓塔（tower) 42、以及高壓終端44。核 心16順著核心縱軸線A延伸。核心16可以由層疊鋼板、壓縮模制絕緣鐵顆粒、或其他合適 材料制成。核心16可以是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何截面形狀，僅示例為橢圓形或圓 形。初級(jí)繞組軸26被配置以接收并保持初級(jí)繞組28。初級(jí)繞組軸26部署核心16的附近 且位于核心16徑向外，優(yōu)選與核心成同軸關(guān)系。初級(jí)繞組軸26可以包括本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員已知的多種常規(guī)軸結(jié)構(gòu)的任意一種。在所示實(shí)施例中，初級(jí)繞組軸26被配置以接收一 個(gè)連續(xù)的初級(jí)繞組。初級(jí)繞組軸26大致可以由具有適合在相對(duì)高溫環(huán)境下使用的性質(zhì)的 電絕緣材料形成。例如，初級(jí)繞組軸26可以包括塑料材料，諸如PP0/PS(例如可從通用電 氣獲得的NORYL?)或者聚對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBT)熱塑聚酯。應(yīng)當(dāng)理解，多種替換材 料可以被用于初級(jí)繞組軸26。初級(jí)繞組28,如前所述，被纏繞到初級(jí)繞組軸26上。初級(jí)繞 組28包括連接至低壓連接器本體38上的初級(jí)終端40a，40b的第一和第二端。初級(jí)繞組28 被配置為攜載在控制單元12的控制下給點(diǎn)火線圈10充電的初級(jí)電流IP。初級(jí)繞組28可 以包括銅、絕緣磁線，具有通常在大約20-23AWG之間的尺寸。次級(jí)繞組軸32被配置以接收 并保持次級(jí)繞組34。次級(jí)繞組軸32被部署為鄰近中央組件并位于該中央組件徑向外，優(yōu)選 與其成同軸關(guān)系，該中央組件包括核心16、初級(jí)繞組軸26、和初級(jí)繞組28。次級(jí)繞組軸32 可以包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的多種常規(guī)軸結(jié)構(gòu)的任意一種。在所示實(shí)施例中，次級(jí) 繞組軸32被配置以結(jié)合連續(xù)纏繞策略使用（例如漸進(jìn)繞組），此時(shí)次級(jí)繞組34圍繞次級(jí)繞 組軸32不中斷地纏繞。但是，應(yīng)當(dāng)理解其他已知的結(jié)構(gòu)可以被采用，諸如，僅示例為分段式 纏繞策略，其中在次級(jí)繞組軸32上的多個(gè)軸向間隔的肋部形成了它們之間多個(gè)溝道。次級(jí) 繞組軸32可以總體上由具有適合在相對(duì)高溫環(huán)境下使用的性質(zhì)的電絕緣材料形成。例如， 次級(jí)繞組軸32可以包括塑料材料諸如PP0/PS(例如通用電氣生產(chǎn)的N0RYL)或聚對(duì)苯二甲 酸丁二酯（PBT)熱塑聚酯。應(yīng)當(dāng)理解多種替代材料可被用于次級(jí)繞組軸32。將在下面更 詳細(xì)描述次級(jí)繞組軸32的其他特征。次級(jí)繞組34包括低壓端46 (圖2中示出）和高壓端 48 (圖1中示出）。低壓端46可以通過低壓連接器本體38電連接到低壓終端50,該低壓終 端50位于被接地連接方式連接至地的殼體36內(nèi)。低壓端46和低壓終端50的電連接將在 后面被詳細(xì)描述。高壓端48被電連接到高壓終端44,如后面詳細(xì)所述。次級(jí)繞組34可以 以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的常規(guī)手段和材料（例如銅、絕緣磁線）被實(shí)現(xiàn)。高透結(jié)構(gòu)18 被配置以在點(diǎn)火線圈10的運(yùn)行期間為核心16所產(chǎn)生的磁通提供高透磁返回路徑。高透結(jié) 構(gòu)18可以由一堆硅鋼疊層或其他足量的磁性材料形成。如之前所述，高透結(jié)構(gòu)18包括底 座段20和一對(duì)腿部22和24。核心16被定位在腿部22和24之間，從而使核心縱軸線A穿 過腿部22和24。核心16的一端與腿部22匹配，而核心16的另一端與腿部24形成間隙， 該間隙可以在例如大約〇? 5mm到大約2mm的范圍內(nèi)。高透結(jié)構(gòu)18的其他特征在Skinner 等人的美國專利申請(qǐng)公開此.舊2013/0291844 41中描述，其全部內(nèi)容通過引用納入本文。 將繼續(xù)參見圖1和2,還將參見示出沿圖1所示的箭頭B的方向觀察的殼體36的平視圖的 圖3。殼體36限定具有內(nèi)表面54的殼體內(nèi)部52。核心16、高透結(jié)構(gòu)18、初級(jí)繞組軸26、 初級(jí)繞組28、次級(jí)繞組軸32、次級(jí)繞組34、高壓終端44、以及低壓終端50定位在殼體內(nèi)部 52中，但在圖3中未不出。殼體36的內(nèi)表面54包括其中的低壓槽56。低壓槽56包括第 一低壓槽隔室（compartment) 58和第二低壓槽隔室60,從而第一低壓槽隔室58和第二低壓 槽隔室60通過低壓槽通道62彼此連接。次級(jí)繞組34的低壓端46部署在第一低壓槽隔室 58內(nèi)，而低壓終端50部署在第二低壓槽隔室60內(nèi)。導(dǎo)電聚合物64部署在第一低壓槽隔室 58、第二低壓槽隔室60、和低壓槽通道62內(nèi)，從而使導(dǎo)電聚合物64將次級(jí)繞組34的低壓端 46直接放置為與低壓終端50電聯(lián)通。導(dǎo)電聚合物64可以例如是導(dǎo)電的環(huán)氧樹脂或硅酮， 并可以包含例如大約15%到大約20%體