DE102004062215A1

DE102004062215A1 - Zündspule mit Sekundärspulenanordnung und zugehöriges Verbindungsverfahren

Info

Publication number: DE102004062215A1
Application number: DE102004062215A
Authority: DE
Inventors: Masami Kariya Kojima; Masahiko Kariya Aoyama; Takanori Kariya Suekane; Shoichi Kariya Takeyama; Hideyuki Kariya Kato
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2005-08-04
Also published as: US7132917B2; CN1637970A; US20050140481A1; CN100527298C

Abstract

Eine Zündspule weist einen zentralen Kern (12), eine Sekundärspule (16), eine Primärspule (17) und einen äußeren Kern (30) auf. Die Sekundärspule (16) und die Primärspule (17) sind im Wesentlichen koaxial an der äußeren umlaufenden Seite des zentralen Kerns (12) angeordnet. Die Sekundärspule (16) weist eine Sekundärwicklung (21) auf, die um einen Sekundärspulenkörper (14) gewickelt ist. Der Sekundärspulenkörper (14) weist eine Hochspannungshalterung (23) auf, die einen Sekundäranschluss (25) aufweist. Die Primärspule (17) weist eine Primärwicklung (19) auf, die um einen Primärspulenkörper (18) gewickelt ist. Der äußere Kern (30) ist an der äußeren umlaufenden Seite der Zündspule angeordnet. Der Sekundäranschluss (25) weist einen ersten Verbindungsabschnitt (26), der eine Birnenform aufweist, in dem spitzen Ende auf. Der erste Verbindungsabschnitt (26) ist mit einem Endabschnitt (22) der Sekundärwicklung (21) verbunden. Der erste Verbindungsabschnitt (26, 58) ist mit einem elektrisch isolierenden Harz (20) bedeckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündspule, die eine zweite Spulenanordnung aufweist und ein Verbindungsverfahren für die zweite Spulenanordnung.
Eine Zündspule wird zum Zünden einer Zündkerze einer Brennkraftmaschine verwendet. Die Zündspule weist einen zentralen Kern, eine Primärspule und eine Sekundärspule auf. Die Primärspule weist eine Primärwicklung auf, die um einen Primärspulenkörper gewickelt ist. Die Sekundärspule weist eine Sekundärwicklung auf, die um einen Sekundärspulenkörper gewickelt ist. Strom, der der Primärspule zugeführt wird, wird abgeschaltet, so dass in der Sekundärspule eine hohe Spannung erzeugt wird. Beide Enden der Primärwicklung und der Sekundärwicklung sind jeweils mit vorbestimmten Anschlüssen durch Schweißen verbunden. Die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung ist wesentlich größer als die Anzahl der Windungen der Primärwicklung. Der Durchmesser der Sekundärwicklung ist wesentlich kleiner als der Durchmesser der Primärwicklung. Dementsprechend ist es schwierig, die Sekundärwicklung, die im Durchmesser signifikant klein ist, mit einem Sekundäranschluss mit kleinem Durchmesser zu verbinden, der auf der Hochspannungsseite angeordnet ist.

Ein herkömmliches Verbindungsverfahren für ein Spulendraht, das in der JP-A-2003-45735 offenbart ist, weist drei Prozesse auf.

Wie es in 8A, 8B und 9 gezeigt ist, wird ein Spulendraht 81, der eine elektrisch isolierende Umhüllung aufweist, um einen Sekundärspulenkörper 80 gewickelt, und ein Drahtende des Spulendrahts 81 wird um einen Spulenanschluss 82 gewickelt, dem in dem ersten Prozess Luft aus Luftdüsen 87 zugeführt wird.

Zwischen dem Spulenanschluss 82 und einer Elektrode 86 eines Brenners (torch) 85 wird ein Bogen erzeugt, so dass in dem Spulenanschluss 82 Wärme erzeugt wird, und die elektrisch isolierende Ummantelung von dem Spulendraht 81 eines Wicklungsabschnitts 83 in dem ersten Erhitzungsschritt des zweiten Prozesses abgebrannt wird.

Zwischen dem Spulenanschluss 82 und der Elektrode 86 des Brenners 85 wird ein Bogen erzeugt, so dass der Spulenanschluss 82 geschweißt wird, und der Spulenanschluss 82 mit dem Spulendraht 81 des Wicklungsabschnitts 83 in den zweiten Erhitzungsschritt des dritten Prozesses verbunden wird.

Ein Ziel des herkömmlichen Verbindungsverfahrens besteht darin, die elektrisch isolierende Umhüllung zu entfernen und den Spulendraht 81 mit dem Spulenanschluss 82 unter Verwendung eines einfachen Verfahrens zu verbinden, bei dem der Spulenanschluss 82 zweimal erhitzt wird. Die elektrisch isolierende Umhüllung wird von dem Spulendraht 81 in dem ersten Erhitzungsschritt, d.h. dem zweiten Prozess entfernt. Der Spulenanschluss 82 wird in dem zweiten Erhitzungsschritt, d.h. den dritten Prozess nach der Entfernung der elektrisch isolierenden Umhüllung des Spulendrahts 81 geschweißt.

Wenn ein Sekundärdraht an einen Sekundäranschluss mit einer signifikant großen Anzahl von Windungen wie 20.000 Windungen gewickelt wird, wird der Sekundäranschluss dünn. In diesem Fall wird der Durchmesser des Sekundärdrahts signifikant klein, wie etwa 50 μm. Das herkömmliche Verbindungsverfahren kann auf den dünnen Sekundäranschluss angewandt werden, an dem der Sekundärdraht mit signifikant kleinem Durchmesser für eine signifikant hohe Anzahl von Windungen gewickelt wird. In diesem Fall steigt das Ausmaß des elektrischen Felds an, und eine Spannungskonzentration tritt aufgrund der spitzen Form des Verbindungsabschnitts auf, bei dem der Sekundäranschluss und der Sekundärdraht geschweißt sind. Dementsprechend kann ein "electrical tree" ("elektrischer Baum") gebildet werden, und können Risse in einem elektrisch isolierenden Harz verursacht werden, der um den Verbindungsabschnitt angeordnet ist, wenn thermische Zyklen, in denen die Sekundärspulenanordnung erhitzt und gekühlt wird, wiederholt werden.

In dem herkömmlichen Verbindungsverfahren weist das spitze Ende des Verbindungsabschnitts eine Birnen- bzw. Knollenform auf, jedoch sind ein Anstieg des elektrischen Feldes und Risse des elektrisch isolierenden Harzes nicht beschrieben. Die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung, der Durchmesser der Sekundärwicklung und das elektrisch isolierende Harz um den Verbindungsabschnitt sind nicht beschrieben. In dem herkömmlichen Verbindungsverfahren kann die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung klein sein und kann der Durchmesser der Sekundärwicklung entsprechend der Beschreibung der Struktur groß sein. In dieser Struktur kann der Sekundäranschluss dick sein, weshalb ein Anstieg des elektrischen Feldes einem spitzen Ende des Verbindungsabschnitts kein ernsthaftes Problem sein kann. Jedoch kann die in der Sekundärspule erzeugte Spannung niedrig sein, wenn die Anzahl der Windungen der Sekundärspule niedrig ist. Weiterhin ist in dem herkömmlichen Verbindungsverfahren der Erhitzungsprozess in zwei Prozesse unterteilt. Dementsprechend benötigt der Verbindungsprozess eine lange Zeit, weshalb die Herstellungskosten bei dem herkömmlichen Verbindungsprozess erhöht sein können.

Im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Probleme liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zündspule mit einer Sekundärspulenanordnung anzugeben, die eine Sekundärwicklung mit einem signifikant kleinem Durchmesser aufweist, die eine signifikant hohe Anzahl von Windungen aufweist, mit einem spitzen Ende eines dünnen Sekundäranschluss verbunden ist, wobei die Erzeugung eines elektrischen Feldes in dem Sekundäranschluss beschränkt ist, und ein elektrisch isolierendes Harz davor geschützt wird, dass ein "electrical tree" und Risse gebildet werden.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zündspule bereitzustellen, bei der ein Anschlussende der Sekundärwicklung leicht zuverlässig mit dem spitzen Ende des Sekundäranschlusses verbunden werden kann, selbst wenn der Durchmesser der Sekundärwicklung signifikant klein ist, die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung signifikant groß ist und der Sekundäranschluss eine dünne Struktur aufweist.

Erfindungsgemäß weist eine Zündspule einen zentralen Kern, eine Sekundärspule, eine Primärspule und einen äußeren Kern auf. Die Sekundärspule ist an der äußeren umlaufenden Seite des zentralen Kerns angeordnet. Die Sekundärspule weist einen Sekundärspulenkörper und eine Sekundärwicklung auf. Der Sekundärspulenkörper weist eine Hochspannungshalterung auf, die an einem Endabschnitt des Sekundärspulenkörpers angeordnet ist. Die Hochspannungshalterung weist einen Sekundäranschluss auf. Die Sekundärwicklung ist um den Sekundärspulenkörper gewickelt. Die Primärspule ist an der äußeren umlaufenden Seite des zentralen Kerns angeordnet. Die Primärspule weist einen Primärspulenkörper und eine Primärwicklung auf. Die Primärwicklung ist um den Primärspulenkörper gewickelt. Die Sekundärspule und die Primärspule sind im Wesentlichen koaxial angeordnet. Der äußere Kern ist an der äußeren umlaufenden Seite derjenigen von der Primärspule und der Sekundärspule angeordnet, die an der äußeren umlaufenden Seite in Bezug auf die andere der Primärspule und der Sekundärspule angeordnet ist. Der Sekundäranschluss weist einen ersten Verbindungsabschnitt, der eine Glühbirnenform aufweist, an einem spitzen Ende davon auf. Der erste Verbindungsabschnitt ist mit einem Endabschnitt der Sekundärwicklung der sekundären Spule verbunden. Der erste Verbindungsabschnitt ist mit einem elektrisch isolierendem Harz abgedeckt.

Eine Sekundärspulenanordnung weist eine Sekundärspule, bei der eine Sekundärwicklung um einen Sekundärspulenkörper gewickelt ist, und eine Hochspannungshalterung auf. Die Hochspannungshalterung ist an einer Endseite des Sekundärspulenkörpers angeordnet. Die Hochspannungshalterung weist einen Sekundäranschluss auf, der einen metallischen spitzen Endabschnitt und einen ersten Abschnitt aufweist. Ein Verbindungsverfahren für eine Sekundärspulenanordnung weist einen Wicklungsprozess und einen Schweißprozess auf.

In dem Wicklungsprozess wird ein Endabschnitt der Sekundärwicklung der Sekundärspule um den ersten Abschnitt gewickelt. Der erste Abschnitt ist an der Seite des Sekundärspulenkörpers in Bezug auf den metallischen spitzen Endabschnitt angeordnet, der im Wesentlichen stabförmig an einer Seite eines spitzen Endes des Sekundäranschlusses angeordnet ist. In dem Schweißprozess wird der metallische spitze Endabschnitt des Sekundäranschlusses derart geschweißt, dass er einen ersten Verbindungsabschnitt in einer im Wesentlichen birnenartigen Form bildet, bei dem der Endabschnitt der Sekundärwicklung der Sekundärspulenanordnung eingebettet ist, wenn der metallische spitze Endabschnitt fest geworden ist.

Die vorstehend beschriebenen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Es zeigen:
1 eine Teil-Querschnittsseitenansicht, die eine Zündspule gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
2 eine Seitenansicht, die eine Sekundärspulenanordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
3 eine vergrößerte Seitenansicht, die den Sekundäranschluss der Sekundärspule gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
4 eine vergrößerte schematische Darstellung eines Verbindungsabschnitts und eines metallischen Spitzenabschnittes des Sekundäranschlusses gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
5 einen Überblick, der ein Bogenschweißgerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
6 einen Graphen, der ein Verhältnis zwischen Strom und Erregungszeit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
7 eine schematische Seitenansicht, die eine Sekundärspulenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
8A einen Überblick, der ein Bogenschweißgerät darstellt und 8B eine vergrößerte Querschnitts-Seitenansicht, die einen um einen Spulenanschluss gewickelten Spulendraht gemäß dem Stand der Technik darstellt, und
9 einen Graphen, der ein Verhältnis zwischen Strom und Erregungszeit gemäß dem Stand der Technik darstellt.
Erstes Ausführungsbeispiel
Eine in 1 gezeigte Zündspule weist einen Spulenabschnitt 10, einen Hochspannungssäulenabschnitt (Hochspannungsstützabschnitt) 35 und einen (nicht gezeigten) Steuerungsabschnitt auf. Der Spulenabschnitt 10 ist ein axialer Zwischenabschnitt der Zündspule. Der Hochspannungssäulenabschnitt 35 ist an dem unteren Ende des Spulenabschnitts 10 angeordnet. Der Steuerungsabschnitt ist an der oberen Seite des Spulenabschnitts 10 angeordnet. Der Spulenabschnitt 10 weist ein Gehäuse 11, einen zentralen Kern 12, eine Sekundärspulenanordnung 13, eine Primärspule 17 und einen äußere Kern 30 auf. Der zentrale Kern 12 ist in dem Gehäuse 11 aufgenommen. Die Sekundärspulenanordnung 13 ist an der radial äußeren Seite des zentralen Kerns 12 angeordnet. Die Primärspule 17 ist an der radial äußeren Seite der Sekundärspulenanordnung 13 angeordnet.
Die Primärspule 17 weist einen Primärspulenkörper 18 und eine Primärwicklung 19 auf. Die Primärwicklung 19 ist um den Primärspulenkörper 18 gewickelt.
Wie es in den 1 bis 3 gezeigt ist, weist die Sekundärspulenanordnung 13 eine Sekundärspule 16 und eine Hochspannungshalterung 23 (2) auf. Die Sekundärspule 16 weist eine Sekundärspule 14 und eine Sekundärwicklung 21 auf. Die Sekundärwicklung 21 ist um den äußeren umlaufenden Umfang des Sekundärspulenkörpers 14 gewickelt. Die Hochspannungshalterung 23 ist mit einem Endabschnitt des Sekundärspulenkörpers 14 verbunden. Ein Sekundäranschluss 25 erstreckt sich von der Hochspannungshalterung 23, und der Sekundäranschluss 25 ist in Umlaufsrichtung des Sekundärspulenkörpers 14 gebogen. Die Sekundärwicklung 21 weist einen Endabschnitt 22 (3) auf, der mit dem Sekundäranschluss 25 verbunden ist. Ein elektrisch isolierendes Harz 20 ist in eine Vielzahl von Lücken wie einer zwischen dem zentralen Kern 12 und der Sekundärspule 14 gebildeten Lücke, einer Lücke um die Sekundärwicklung 21, die zwischen dem Sekundärspulenkörper 14 und dem Primärspulenkörper 18 angeordnet ist, einer Lücke um die Primärwicklung 19, die zwischen dem Primärspulenkörper 18 und dem Gehäuse 11 angeordnet ist, und einem Abschnitt um den Sekundäranschluss 25 gefüllt. Der äußere Kern 30 ist an der äußeren umlaufenden Seite der Primärspule 17 angeordnet.
Wie es in 1 gezeigt ist, weist der Hochspannungssäulenabschnitt 35 eine zylindrische Form auf und weist ein Säulengehäuse 36, eine Feder 37 eine Kerzenabdeckung 38 auf. Das Säulengehäuse 36 ist mit dem unteren Ende des Spulenabschnitts 10 verbunden. Die Feder 37 ist in dem inneren Raum aufgenommen, der in dem Säulengehäuse 36 gebildet ist, so dass die Feder 37 es in einem in dem Säulengehäuse 36 geformten inneren Raum aufgenommen, so dass die Feder 37 elastisch mit einer (nicht gezeigten) Zündkerze verbunden ist. Die Kerzenabdeckung 38 ist aus Gummi hergestellt und ist mit dem unteren Ende des Säulengehäuses 36 derart verbunden, dass die Kerzenabdeckung 38 elektrisch die Zündkerze isoliert.
Gemäß 2 und 3 weist der Sekundärspulenkörper 14 einen zylindrischen Körper 15a auf, der ein Paar Ringabschnitte (Manschettenabschnitte) 15b an beiden axialen Enden aufweist. Die Sekundärwicklung 21 ist aus einem Kupferdraht gebildet, der mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung abgedeckt ist. Die Sekundärwicklung 21 ist um eine Wölbung gewickelt, die axial zwischen den Ringabschnitten 15b geformt ist. Die elektrisch isolierende Umhüllung der Sekundärwicklung 21 ist im Hinblick auf die Verwendungsumstände der Zündspule aus einem wärmestabilen Urethan geformt.
Die Hochspannungshalterung 23 ist einstückig mit einem Endabschnitt des Sekundärspulenhalters 14 geformt. Der Sekundäranschluss 25 erstreckt von der Hochspannungshalterung 23 in im Wesentlichen radialer Richtung. Der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 ist mit einem Teil des spitzen Endes des Sekundäranschlusses 25 verbunden. Der Sekundäranschluss 25 ist aus Phosphorbronze hergestellt und ist mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung bedeckt.
Das spitze Ende des Sekundäranschlusses 25 weist einen Verbindungsabschnitt (ersten Verbindungsabschnitt) 26 mit einer im Wesentlichen birnenartigen Form, einen Hauptwickelabschnitt 29 mit kleinem Durchmesser, einen Abschnitt 31 mit großem Durchmesser und einen Blindwicklungsabschnitt (dead turn portion, Endwicklungsabschnitt) 34 mit kleinem Durchmesser in der Reihenfolge von der Seite des spitzen Endes des Sekundäranschlusses 25 auf. Der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 ist jeweils um einen ersten Abschnitt mit kleinem Durchmesser (ersten Abschnitt) 28 und einem zweiten Abschnitt 33 mit kleinem Durchmesser gewickelt, so dass der Hauptwickelabschnitt 29 und der Blindwicklungsabschnitt 34 gebildet werden. Wie es in 4 gezeigt ist, ist der äußere Durchmesser B des Verbindungsabschnitts 26 im Wesentlichen doppelt so groß wie die Breite A des ersten Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser. Die Sekundärwicklung 21 und der Sekundäranschluss 25 sind elektrisch miteinander in dem Verbindungsabschnitt 26 und dem Hauptwickelabschnitt 29 verbunden. Ein stabförmiger Abschnitt (metallischer spitzer Endabschnitt) 27, der durch eine gestrichelte Linie mit jeweils mit zwei kurzen Strichen dargestellt ist, springt von dem ersten Abschnitt 28 mit kleinem Durchmesser vor. Der stabförmige Abschnitt 27 wird unter Verwendung von Bogenerhitzung (Bogenschweißen) geschweißt, und der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 wird mit dem geschweißten stabförmigen Abschnitt 27 in einem Prozess abgedeckt, bei dem der stabförmige Abschnitt 27 fest wird. Auf diese Weise werden der im Wesentlichen birnenförmige Verbindungsabschnitt 26 und der Hauptwickelabschnitt 29 geformt. Der stabförmige Abschnitt 27 ist in Querschnitt, d.h. Axialschnitt in einer im Wesentlichen quadratischen Form geformt. Jede Seite des quadratförmigen Querschnitts, d.h. des Querabschnitts des stabförmigen Abschnitts 27 beträgt im Wesentlichen 0,3 mm. Der Durchmesser des birnenförmigen Verbindungsabschnitts 26 beträgt im Wesentlichen 0,4 mm.
Nachstehend ist ein Verbindungsprozess, bei dem der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 mit dem Sekundäranschluss 25 in der Sekundärspulenanordnung 13 unter Verwendung eines Bogenschweißgerätes verbunden wird, unter Bezugnahme auf 3 bis 6 beschrieben. Ein in 5 gezeigtes Bogenschweißgerät wird zum TEG-Schweißen verwendet. Das Bogenschweißgerät weist einen Edelgaszufuhrabschnitt 41, eine elektrische Energieversorgung 43, einen Brenner 45 und ein Paar Luftdüsen 47 auf. Argon-Gas wird aus dem Edelgaszufuhrabschnitt 41 dem Brenner 45 zugeführt, der eine aus Wolfram geformte Elektrode 46 aufweist. Die Elektrode 46 ist an dem spitzen Ende des Brenners 45 angeordnet. Der Brenner 45 und die Hochspannungshalterung 23 werden mit elektrische Energie aus der elektrischen Energieversorgung 43 versorgt, so dass ein Bogen zwischen der Elektrode 46 des Brenners 45 und dem Sekundäranschluss 25 der Sekundärspulenanordnung 13 erzeugt wird. Die Luftdüsen 47 führen Luft zum Brennen der elektrisch isolierenden Umhüllung der Sekundärwicklung 21 in dem Verbindungsabschnitt 26 (3) zu.
Zunächst wird die Sekundärwicklung 21 um den Sekundärspulenkörper 14 (2), an dem die Hochspannungshalterung 23 mit dem Sekundäranschluss 25 angebracht ist, für etwa 20.000 Windungen gewickelt. Der Durchmesser der Sekundärwicklung 21 beträgt im Wesentlichen 0,05 mm. Der Endabschnitt 22 (3) der Sekundärwicklung 21 wird um den ersten Abschnitt 28 mit kleinem Durchmesser und dem zweiten Abschnitt 33 mit kleinem Durchmesser der Sekundäranschluss gewickelt, so dass der Hauptwickelabschnitt 29 und der Blindwicklungsabschnitt 34 geformt werden. Die Gesamtvorsprungslänge von sowohl dem stabförmigen Abschnitt 27 als auch dem ersten Abschnitt 28 mit kleinem Durchmesser beträgt im Wesentlichen 2,3 mm. Der Querschnitt des stabförmigen Abschnitts 27 ist im Wesentlichen ein Quadrat mit den Abmessungen wie 0,3 mm × 0,3 mm. Das heißt, dass der stabförmige Abschnitt 27 einen Querschnitt mit im Wesentlichen einem Quadrat mit 0,3 mm Seitenlänge aufweist. Der vorstehend beschriebene Querschnitt und die Vorsprungslänge des stabförmigen Abschnitts 27 werden derart bestimmt, dass die elektrisch isolierende Umhüllung der Sekundärwicklung 21 verbrannt wird, und der Sekundäranschluss 25 durch Bogenerhitzung in dem Schweißabschnitt des stabförmigen Abschnitts 27 geschmolzen wird.
Die Elektrode 46 des Brenners 45 und der Sekundäranschluss 25 der Sekundärspulenanordnung 13 liegen einander derart gegenüber, dass eine Lücke von 0,5 mm bis 1,0 mm dazwischen gebildet ist. Wie es in 6 gezeigt ist, wird dem Brenner 45 ein vorbestimmter Strom I(A) für eine vorbestimmte Zeitdauer T(msec) zugeführt, während die Elektrode 46 abgeschirmt wird, so dass ein Bogen zwischen dem Sekundäranschluss 25 und der Elektrode 46 erzeugt wird. Der vorbestimmte Strom I(A) beträgt vorzugsweise 12 A, und die Zeitdauer T(msec) beträgt vorzugsweise 11 msec.
Gleichzeitig wird Edelgas von dem spitzen Ende des Brenners 45 zugeführt, und eine kleine Luftmenge wird aus den Luftdüsen 47 zu dem Schmelzabschnitt des stabförmigen Abschnitts 27 (Verbindungsabschnitt 26) derart zugeführt, dass die Luft die Elektrode 46 nicht beeinträchtigt. Der Winkel und die Stelle der Luftdüsen 47 sind derart bestimmt, dass eine kleine Luftmenge aus den Luftdüsen 47 lediglich zu dem Verbindungsabschnitt 26 zugeführt wird.
Wärmeenergie des Bogens, der zwischen der Elektrode 46 und dem sekundären Anschluss 25 erzeugt wird, schmilzt den stabförmigen Abschnitt 27 (3), und einen Teil des ersten Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser des Sekundäranschlusses 25, so dass die elektrisch isolierende Umhüllung der Sekundärwicklung 21 aufflammt, d.h. unmittelbar sublimiert (sich verflüchtigt). Der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 wird in das schmelzende Material des stabförmigen Abschnitts 27 eingebracht, so dass der birnenförmige Verbindungsabschnitt 26 in dem Prozess geformt wird, in dem das schmelzende Material wieder fest wird. Darauffolgend wird der Sekundäranschluss 25 in der Umlaufsrichtung des Sekundärspulenkörpers 14 mit einem vorbestimmten inneren Durchmesser derart gebogen, dass die Sekundärspulenanordnung 13 in den zylindrischen inneren Raum der Primärspule 17 eingesetzt werden kann. Das elektrisch isolierende Harz 20 wird in die Sekundärspulenanordnung 13 eingefüllt, und der Verbindungsabschnitt 26 wird mit dem elektrisch isolierenden Harz 20 bedeckt. Auf diese Weise wird die Sekundärspulenanordnung 13 hergestellt.
Der Verbindungsabschnitt 26, bei dem der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 mit dem spitzen Ende (metallischer spitzer Endabschnitt) des Sekundäranschlusses 25 verbunden ist, ist in einer Birnenform in der vorstehend beschriebenen Zündspule geformt, so dass ein Kantenabschnitt in dem Verbindungsabschnitt 26 reduziert werden kann. Ein elektrisches Feld tendiert dazu, in einem Kantenabschnitt (Eckabschnitt) in einem thermischen Zyklus, in dem der Verbindungsabschnitt 26 (der stabförmige Abschnitt 27) erhitzt und abgekühlt wird, anzusteigen, und eine Spannungskonzentration tendiert dazu, in dem Kantenabschnitt aufzutreten. Der Kantenabschnitt kann in den Verbindungsabschnitt 26 reduziert werden, so dass ein Startpunkt für Risse in dem elektrisch isolierenden Harz 20 um den Verbindungsabschnitt 26 herum reduziert werden kann, d.h., dass das elektrisch isolierende Harz 20 gegenüber Rissen geschützt werden kann. Gemäß einem Berechnungsergebnis des elektrischen Feldes wird das Ausmaß des elektrischen Felds in dem birnenförmigen Verbindungsabschnitt 26 gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Vergleich zu einem Verbindungsabschnitt 26 mit einem kantenförmigen spitzen Ende um im Wesentlichen 25% reduziert.
Im Übrigen ist der Querschnitt des stabförmigen Abschnitts 27 im Wesentlichen quadratisch, so dass der birnenförmige Verbindungsabschnitt 26 zuverlässig mit dem Hauptwickelabschnitt 29 verbunden werden kann, und die Form des birnenförmigen Verbindungsabschnitts 26 kann leicht stabil werden. Die Gesamtlänge des Hauptwickelabschnitts 29, der geschmolzen wird und erstarrt, und der Verbindungsabschnitt 26 kann gleichmäßig gering innerhalb von im Wesentlichen 1,2 mm bis 1,4 mm sein.
Wenn der Verbindungsabschnitt 26 abgekühlt wird und fest wird, kann der Verbindungsabschnitt 26 sich zusammenziehen, und kann die Sekundärwicklung 21 zu der Seite des Verbindungsabschnitts 26 gezogen werden. Im Übrigen kann die Sekundärwicklung 21 aufgrund der thermischen Spannung aufgrund der Differenz zwischen dem linearen thermischen Expansionskoeffizienten des Kupferdrahtes und desjenigen der elektrisch isolierenden Umhüllung der Sekundärwicklung 21 ausgedehnt werden. In dieser Situation kann die Sekundärwicklung 21 von dem Verbindungsabschnitt 26 getrennt werden. Im Gegensatz dazu ist in der vorstehend beschriebenen Struktur der Blindwicklungsabschnitt (Endwicklungsabschnitt) 34 auf der Grundseite (root side), d.h. der Seite des Sekundärspulenkörpers 14 im Hinblick auf den Hauptwickelabschnitt 29 in den Sekundäranschluss 25 geformt, so dass die Länge der Sekundärwicklung 25 einen Spielraum, d.h. Flexibilität aufweist. Daher kann der Sekundäranschluss 25 gegenüber einem Trennen (Abreißen) geschützt werden.
In dem vorstehend beschriebenen Verbindungsverfahren kann der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 leicht und zuverlässig mit dem spitzen Ende des Sekundäranschlusses 25 verbunden werden, selbst wenn die Sekundärwicklung 21 einen signifikant kleinen Durchmesser wie 0,05 mm aufweist, und der Sekundäranschluss 25 einen kleinen Querschnitt von 0,3 mm im Quadrat aufweist.
Der Grund dafür ist, dass zunächst der Querschnitt des spitzen Endes des stabförmigen Sekundäranschlusses 25 im Wesentlichen quadratisch ist, und jede Seite des im Wesentlichen quadratförmigen Querschnitts des spitzen Endes des stabförmigen Sekundäranschlusses 25 im Wesentlichen 0,3 mm beträgt.
Zweitens ist das Material der Sekundärwicklung 21 Kupfer, das mit einem elektrisch isolierenden Urethan umhüllt ist. Das Material des Sekundäranschlusses 25 ist Phosphorbronze. In dieser Kombination der Materialien, wird die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur, bei der der Sekundäranschluss 25 geschmolzen wird, und der Temperatur, zu der der Sekundäranschluss 25 fest wird, im Wesentlichen 180°C, so dass der Verbindungsabschnitt 26 dazu tendiert, eine im Wesentlichen birnenartige Form, d.h. eine im Wesentlichen sphärische Form anzunehmen.
Drittens wird die elektrisch isolierende Umhüllung der Sekundärwicklung 21 im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Schmelzen des stabförmigen Abschnitts 27 des Sekundäranschlusses 25 verbrannt (flashed), so dass der Verbindungsprozess in einem Schritt abgeschlossen werden kann. Wie es in 6 gezeigt ist, kann dem Brenner 45 der vorbestimmte Strom I(A) für die vorbestimmte Zeitdauer T(msec) zugeführt werden. Somit kann ein zusätzlicher Prozess und eine zusätzliche Behandlung zur Entfernung der elektrisch isolierenden Umhüllung der Sekundärwicklung 21 reduziert werden.
In dieser Struktur ist die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung 21 der Sekundärspule 16 signifikant groß, ist der Durchmesser der Sekundärwicklung 21 signifikant klein, und ist das spitze Ende des stabförmigen Abschnitts 27 des Sekundäranschlusses 25 dünn. Insbesondere befindet sich die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung 21 in einem Bereich von im Wesentlichen 10.000 bis im Wesentlichen 30.000. Der Durchmesser der Sekundärwicklung 21 befindet sich in einem Bereich von im Wesentlichen 40 μm bis im Wesentlichen 60 μm. Der im Wesentlichen birnenförmige Verbindungsabschnitt 26, bei dem der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 der Sekundärspule 16 zumindest teilweise geschweißt ist, beträgt im Wesentlichen 0,4 mm im Radius. Selbst in dieser Struktur (in diesem Aufbau) kann die Sekundärwicklung 21 stabil mit dem Verbindungsabschnitt 26 ohne Abtrennen der Zündspule verbunden werden.
Der Durchmesser des Verbindungsabschnitts 26 ist vorzugsweise größer als die Breite des spitzen Endes des stabförmigen Abschnitts 27 und der Dicke des spitzen Endes des stabförmigen Abschnitts 27. Das heißt, dass der Durchmesser des Verbindungsabschnitts 26 vorzugsweise größer als die Breite des ersten Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser und die Dicke des ersten Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser ist. Insbesondere ist der Durchmesser des Verbindungsabschnitts 26 vorzugsweise größer als die Breite des Querschnitts des ersten Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser und die Dicke des Querschnitts des ersten Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser.
Der Durchmesser des Verbindungsabschnitts 26 ist groß eingestellt, so dass der Verbindungsabschnitt 26 eine Birnenform annimmt, die größer als die Dicke und die Breite des spitzen Endes des stabförmigen Abschnitts 27, d.h. des ersten Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser annimmt. Somit kann eine Erhöhung des elektrischen Feldes und der Spannungskonzentration in dem Verbindungsabschnitt 26, d.h. dem spitzen Ende des stabförmigen Abschnitts 27 beschränkt werden. Weiterhin ist der äußere Durchmesser des Verbindungsabschnitts 26 vorzugsweise 1,2 bis 2,5 mal der Breite des spitzen Endes des stabförmigen Abschnitts 27 und der Dicke des spitzen Endes des stabförmigen Abschnitts 27.
Das Verbindungsverfahren der Sekundärspulenanordnung 13 weist einen Wicklungsprozess und einen Schmelzprozess auf. Das Verbindungsverfahren der Sekundärspulenanordnung 13 ist signifikant effektiv, wenn das Verbindungsverfahren auf die Hochspannungsseite, d.h., die Zündkerzenseite in der Sekundärspulenanordnung 13 angewandt wird. Das Verbindungsverfahren für die Sekundärspulenanordnung 13 kann auf die Niedrigspannungsseite, d.h. die der Zündkerze in der Sekundärspulenanordnung 13 gegenüberliegende Seite angewandt werden.
Der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 der Sekundärspule 16 wird um das spitze Ende des stabförmigen Abschnitts 27 des Sekundäranschlusses 15 in dem Wicklungsprozess gewickelt. Das spitze Ende des stabförmigen Abschnitts 27 ist aus Metall geformt.
Der stabförmige Abschnitt 27 weist zumindest das zu schweißende spitze Ende und den ersten Abschnitt 28 mit kleinem Durchmesser auf, an den der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 gewickelt wird, bevor das spitze Ende des stabförmigen Abschnitts 27 geschweißt wird und mit der Sekundärwicklung 21 verbunden wird. Die Gesamtlänge des spitzen Endes und des ersten Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser des stabförmigen Abschnitts 27 kann innerhalb von im Wesentlichen 2,0 bis 2,6 mm liegen. Weiterhin kann der zweite Abschnitt 33 mit kleinem Durchmesser auf der Grundseite, d.h. der Seite des Sekundärspulenkörpers 14 im Hinblick auf den ersten Abschnitt 28 mit kleinem Durchmesser in den Sekundäranschluss 25 vorgesehen werden. Ein Abschnitt der Sekundärwicklung 21, der sich von dem Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 zu der Seite des zweiten Spulenkörpers 14 erstreckt, ist um den zweiten Abschnitt 33 mit kleinem Durchmesser gewickelt, um der Blindwicklungsabschnitt (dead turn portion) 34 zu werden.
Das spitze Ende des Sekundäranschlusses 25 wird geschweißt, so dass der Verbindungsabschnitt 26 geformt wird. Alternativ werden ein Teil des spitzen Endes und des ersten Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser des Sekundäranschlusses 25 miteinander verschweißt, so dass der Verbindungsabschnitt 26 geformt wird. Der Querschnitt des spitzen Endes des Sekundäranschlusses 25 und dergleichen wird derart bestimmt, dass ein spitzer Abschnitt nicht in dem Verbindungsabschnitt 26 nach dem Schweißen geformt wird. Der Querschnitt des spitzen Endes des Sekundäranschlusses 25 kann im Wesentlichen in rechteckiger Form wie im Wesentlichen quadratisch und orthogonaler Form, einer im Wesentlichen regulären polygonen Form und einer im Wesentlichen kreisförmigen Form ausgeführt werden. Wenn der Querschnitt des spitzen Endes des Sekundäranschlusses 25 eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist, kann das Seitenverhältnis zwischen der Länge und der Breite des Querschnitts in einem Bereich von im Wesentlichen 1:1 bis zu im Wesentlichen 1:5 sein. Das Seitenverhältnis zwischen der Länge und der Breite des Querschnitts ist vorzugsweise in einem Bereich von im Wesentlichen 1:1 bis zu im Wesentlichen 1:2. In dieser Struktur kann das spitze Ende des stabförmigen Abschnitts 27 und die Sekundärwicklung 21 stabil miteinander in dem Sekundäranschluss 25 verbunden werden. Wenn der Querschnitt des spitzen Endes des Sekundäranschlusses 25 im Wesentlichen quadratisch ist, kann jede Seite des Quadrats im Wesentlichen innerhalb von 0,3 mm bis 0,5 mm liegen.
Das Material der Sekundärwicklung 21 und der Sekundärwicklung 25 der Sekundärspule 16 wird derart bestimmt, dass kein scharfer Abschnitt in dem Verbindungsabschnitt 26 nach dem Schweißen geformt wird. Ein typisches Material für die Sekundärwicklung 21 ist Kupfer, und ein typisches Material für die elektrisch isolierende Umhüllung der Sekundärwicklung 21 ist Urethan. Das Material der elektrisch isolierenden Umhüllung der Sekundärwicklung 21 kann Polyester oder Ester-Imid sein. Das Material des Sekundäranschlusses 25 ist Kupfer (reines Kupfer) oder eine Kupferlegierung, insbesondere Phosphor-Bronze (Cu, Sn oder Phosphor), Bronze (Cu, Al, Ni oder Mn) oder Kupfer-Nickel (Cu oder Ni). Das Material des Sekundäranschlusses 25 kann eine Legierung aus Kupfer und Zink, reinem Kupfer, sauerstofffreiem Kupfer, einem Bronze-Material oder einem Kupfer-Nickel-Material. Der Sekundäranschluss 25 ist vorzugsweise mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung bedeckt. Alternativ dazu kann ein Anschlusskörper, der aus Kupfer und Zink geformt ist, beispielsweise mit Zinn bedeckt werden.
Das spitze Ende des Sekundäranschlusses 25 wird unter Verwendung eines Bogenschweißens oder dergleichen geschweißt, so dass der Verbindungsabschnitt 26 in dem Schweißprozess geformt wird. Alternativ dazu werden ein Teil des spitzen Endes und des ersten Abschnitts 28 mit kleinem Durchmesser des Sekundäranschlusses 25 unter Verwendung von Bogenschweißen oder dergleichen miteinander verschweißt, so dass der Verbindungsabschnitt 26 in dem Schweißprozess geformt wird. Der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 der Sekundärspule 16 wird in dem Prozess, in dem der geschweißte Abschnitt fest wird, in dem im Wesentlichen birnenförmigen Verbindungsabschnitt 26 während des Schweißprozesses eingebettet. Das Bogenschweißgerät weist den Edelgaszufuhrabschnitt 41, den Brenner 45, die Luftdüsen 47 und dergleichen auf.
TIG-Schweißen (Wolfram-Edelgas-Schweißen), bei dem ein Bogen zwischen der Elektrode 46 und dem Sekundäranschluss 25 in einer Edelgasatmosphäre wie Argon-Gas-Atmosphäre erzeugt wird, kann als typisches Bogenschweißen verwendet werden.
Das metallische spitze Ende des Sekundäranschlusses 25 wird derart geschweißt, dass das metallische spitze Ende keinen scharfen Abschnitt formt. Eine typische Form für das metallische spitze Ende ist eine im Wesentlichen birnenartige Form, d.h. eine im Wesentlichen sphärische Form oder eine im Wesentlichen kugelartige Form. Jedoch ist die Form des metallischen spitzen Endes nicht auf die im Wesentlichen birnenartige Form beschränkt, und die Form des metallischen spitzen Endes kann eine Form sein, die ähnlich zu der im Wesentlichen birnenartigen Form wie eine runde Form oder eine im Wesentlichen ovale Form sein. Die Länge des Verbindungsabschnitts 26, die an dem spitzen Ende des Sekundäranschlusses 25 geformt ist, kann im Wesentlichen 1,2 mm bis 1,4 mm betragen.
Variationen
Zumindest ein Abschnitt der Anfangswindungen in dem Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 wird vorzugsweise unvollständig in dem Verbindungsabschnitt 26 geschmolzen, anstelle der vorstehend beschriebenen Struktur, bei der alle Windungen des Endabschnitts 22 der Sekundärwicklung 21 vollständig in dem Verbindungsabschnitt 26 geschmolzen werden. Insbesondere weist der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 ein spitzes Ende auf, das in den Verbindungsabschnitt 26 eingebettet wird, und das spitze Ende des Endabschnitts 22 wird zumindest teilweise in der Mitte in dem Verbindungsabschnitt 26 geschweißt. Alternativ dazu wird das spitze Ende des Endabschnitts 22 zumindest teilweise in dem Verbindungsabschnitt 26 nicht geschweißt. Insbesondere werden der vorbestimmte Strom I(A) und die Zeitdauer T(msec) in dem Schweißprozess gesteuert, so dass die Schweißbedingung der Sekundärwicklung 21 in dem Verbindungsabschnitt gesteuert werden können.
Wenn ein Abschnitt der anfänglichen Windungen, d.h. ein eingebetteter Abschnitt in dem Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 nicht vollständig in dem Verbindungsabschnitt 26 geschmolzen wird, weist der Abschnitt der anfänglichen Windungen in der Sekundärwicklung 21 eine gegenüber dem anderen Abschnitt des Verbindungsabschnitts 26 unterschiedliche Struktur auf. In dieser Struktur wird eine Grenzfläche zwischen einem Abschnitt der Sekundärwicklung 21, in dem die Sekundärwicklung 21 unvollständig geschmolzen ist, und dem Verbindungsabschnitt 26 geformt, so dass eine Verspannung der Sekundärwicklung 21 in dem Verbindungsabschnitt 26 gelöst werden kann und die Sekundärwicklung 21 vor einer Abtrennung geschützt werden kann. Als Ergebnis tendiert die Sekundärwicklung 21 nicht dazu, gerissen zu werden, selbst wenn eine hohe mechanische Spannung dem Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 beaufschlagt wird.
Die Hauptkomponente des Endabschnitts 22 der Sekundärwicklung 21 ist Kupfer, und das Kupfer wird nicht diffundiert, d.h., nicht in der Oberfläche des Verbindungsabschnitts 26 in der vorstehend beschriebenen Struktur abgelagert. Alternativ dazu können die Sekundärwicklung 21 und der Verbindungsabschnitt 26 geschweißt werden, so dass Kupfer, d.h. der Kupferinhalt der Sekundärwicklung 21 um im Wesentlichen 50% bis 70% in der Oberfläche des Verbindungsabschnitts 26 abgelagert wird. Die Hauptkomponente (Inhalt), d.h. das Kupfer der Sekundärwicklung 21 wird vorzugsweise in der Oberfläche des Verbindungsabschnitts 26 abgelagert, so dass das spitze Ende des stabförmigen Abschnitts 27 und die Sekundärwicklung 21 stabil miteinander in den Sekundäranschluss 25 verbunden werden kann. Im Übrigen ist die Farbe der Hauptkomponente, d.h. des Kupfers, gegenüber der Farbe des Verbindungsabschnitts 26 unterschiedlich, so dass das Vorhandensein, d.h, das Schweißen von Kupfer visuell bestätigt werden kann.
Insbesondere werden der vorbestimmte Strom I(A) und die Zeitdauer T(msec) in dem Schweißprozess gesteuert, so dass die Schweißbedingung der Sekundärwicklung 21 in dem Verbindungsabschnitt 26 gesteuert werden kann.
Die isolierende Umhüllung der Sekundärwicklung 21 wird verbrannt, und Verbrennungsgas wird in dem Schweißprozess erzeugt. Die Anzahl der Windungen der Wicklungen in den birnenförmigen Verbindungsabschnitt 26, d.h, die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung 21, die um den stabförmigen Abschnitt 27 gewickelt sind, der geformt wird, um der Verbindungsabschnitt 26 zu werden, kann groß sein. Wenn jedoch die Anzahl der Windungen der Wicklungen groß ist, wird die Menge der Verbrennungsgases der isolierenden Umhüllung der Sekundärwicklung 21 in dem Schweißprozess groß. Das Verbrennungsgas kann Schweißmetall wegblasen, und das Verbrennungsgas kann eine Anzahl von Lunkern (blow holes) in dem birnenförmigen Verbindungsabschnitt 26 formen. In diesem Fall können sowohl die Struktur als auch die Form des birnenförmigen Verbindungsabschnitts 26 ungeeignet sein. Daher ist die Anzahl der Windungen der Wicklung in dem Verbindungsabschnitt 26 vorzugsweise gleich oder größer als eins und ist vorzugsweise gleich oder kleiner als zehn. Die Anzahl der Windungen der Wicklung in dem Verbindungsabschnitt 26 ist weiter vorzugsweise gleich oder größer als zwei und weiter vorzugsweise gleich oder kleiner als fünf.
Die Primärspule 17 oder die Sekundärspule 16 können an der inneren Seite angeordnet sein, und die jeweils andere der Primärspule 17 und der Sekundärspule 16 können auf der äußeren Seite angeordnet sein.
Zweites Ausführungsbeispiel
Die in 7 gezeigte Zündspule weist eine Hochspannungsdiode 50 zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Struktur der Sekundärspulenanordnung 13 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf. Die Hochspannungsdiode 50 ist auf der Hochspannungsseite zwischen dem Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 und dem Sekundäranschluss 25 zum Beschränken der Ein-Spannung angeordnet. Insbesondere ist ein Leitungsdrahtpaar 51 und 52 der Hochspannungsdiode 50 entlang von zwei Vorsprüngen 54 und 55 positioniert, die an dem Ringabschnitt 15b des Sekundärspulenkörpers 14 vorgesehen sind.
Der Leitungsdraht (erster Leitungsdraht) 51 der Hochspannungsdiode 50 ist mit dem Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 über einen Verbindungsabschnitt (zweiten Verbindungsabschnitt) 57 unter Verbindung von Bogenschweißen verbunden. Der Leitungsdraht (zweiter Leitungsdraht) 52 der Hochspannungsdiode 50, der an der gegenüberliegenden Seite wie der Leitungsdraht 51 in Bezug auf die Hochspannungsdiode 50 angeordnet ist, wird mit dem Sekundäranschluss 25, insbesondere dem spitzen Ende (stabförmigen Abschnitt 27) des Sekundäranschlusses unter Verwendung von Bogenschweißen verbunden.
Der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 der Sekundärspule 16 weist einen Durchmesser von D1 auf. Das spitze Ende des Sekundäranschlusses 25 weist einen Durchmesser von D2 auf. Die Leitungsdrähte 51 und 52 der Hochspannungsdiode 50 weisen jeweils einen Durchmesser von D3 auf. Wenn die Durchmesser D1, D2 und D3 verglichen werden, ist der Durchmesser D1 des Endabschnitts 22 der Sekundärwicklung 21 der kleinste der Durchmesser D1, D2 und D3. Der Durchmesser D2 des spitzen Endes des Sekundäranschlusses 25 und der Durchmesser D3 der Leitungsdrähte 51 und 52 der Hochspannungsdiode 50 sind im Allgemeinen äquivalent zueinander. Daher kann der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 mit dem Leitungsdraht 51 der Hochspannungsdiode 50 über den Verbindungsabschnitt 57 in einer Birnenform verbunden werden. Im Übrigen kann der Leitungsdraht 52 der Hochspannungsdiode 50 mit dem spitzen Ende des Sekundäranschlusses 25 über einen birnenförmigen Verbindungsabschnitt (ersten Verbindungsabschnitt) 58 verbunden werden.
Nachstehend ist das Verbindungsverfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Hochspannungshalterung 23 mit dem Sekundäranschluss 25 wird an den Sekundärspulenkörper 14 angebracht. Die Sekundärwicklung 21, die einen Durchmesser von im Wesentlichen 0,05 mm aufweist, wird um den Sekundärspulenkörper 14 mit im Wesentlichen 20.000 Windungen gewickelt. Die Leitungsdrähte 51 und 52 der Hochspannungsdiode 50 werden in die zwei Vorsprünge 54 und 55 angebracht, die an dem Ringabschnitt 15b des Sekundärspulenkörpers 14 vorgesehen sind. In dieser Situation werden ein Hauptwickelabschnitt und ein Blindwicklungsabschnitt in dem Leitungsdraht 51 geformt, so dass die Sekundärwicklung 21 um den Hauptwickelabschnitt und dem Blindwicklungsabschnitt in derselben Weise wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gewickelt werden können. Der Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 wird um den Leitungsdraht 51 der Hochspannungsdiode 50 gewickelt, und darauffolgend wird der Verbindungsabschnitt 57 unter Verwendung von Bogenschweißen geformt, so dass die Sekundärwicklung 21 und der Leitungsdraht 51 miteinander verbunden werden. Der Leitungsdraht 52 der Hochspannungsdiode 50 wird um den Sekundäranschluss 25 gewickelt, und darauffolgend wird der Verbindungsabschnitt 58 unter Verwendung von Bogenschweißen geformt, so dass der Leitungsdraht 52 und der Sekundäranschluss 25 miteinander verbunden werden.
Der Brenner 45 wird mit einem vorbestimmten Strom für eine vorbestimmte Zeitdauer versorgt, während die Diode 46 abgeschirmt wird. Gleichzeitig wird Edelgas aus dem spitzen Ende des Brenners 45 zugeführt, und eine geringe Luftmenge wird aus den Luftdüsen 47 zu dem Schmelzabschnitt der Verbindungsabschnitte 57 und 58 beim Bogenschweißen in derselben Weise wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zugeführt. Darauffolgend werden die Leitungsdrähte 51 und 52 der Hochspannungsdiode 50 und der Sekundäranschluss 25 jeweils in Umlaufsrichtung des Sekundärspulenkörpers 14 innerhalb des vorbestimmten inneren Durchmessers gebogen, so dass die Sekundärspulenanordnung 13 in den zylindrischen inneren Raum der Primärspule 17 eingesetzt werden kann. Auf diese Weise wird die Sekundärspulenanordnung 13 hergestellt.
Die Hochspannungsdiode 50 kann auf der Niedrigspannungsseite der Sekundärspulenanordnung 13 angeordnet werden. Selbst bei dieser Struktur kann dieselbe Wirkung erzeugt werden.
Wenn die Primärspule 17 erregt wird, wird in der Sekundärspule 16 eine Einschaltspannung induziert. In dieser Situation besteht eine Tendenz, dass eine Vor-Zündung in der Brennkraftmaschine bewirkt wird. Jedoch ist die Hochspannungsdiode 50 zwischen dem Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 und dem Sekundäranschluss 25 angeordnet, so dass die Einschaltspannung eingeschränkt werden kann, oder es verhindert werden kann, dass diese in der Sekundärspule 16 induziert wird, weshalb das Auftreten einer Vor-Zündung in der Brennkraftmaschine beschränkt werden kann.
Im Übrigen kann der Leitungsdraht 51 der Hochspannungsdiode 50 leicht mit dem Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 zuverlässig über den Verbindungsabschnitt 57 verbunden werden, der eine im Wesentlichen kugelartige Form aufweist. Der Leitungsdraht 52 der Hochspannungsdiode 50 kann leicht mit dem spitzen Ende des Sekundäranschlusses 25 zuverlässig über den Verbindungsabschnitt 58 verbunden werden, der eine im Wesentlichen kugelartige Form aufweist. Die vorstehend beschriebene Wirkung wird unter Verwendung einer Durchmesserdifferenz und Unterschiede der Materialien von dem Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21, der Leitungsdrähte 51 und 52 der Hochspannungsdiode 50 sowie des stabförmigen Abschnitts 27, d.h. dem spitzen Ende des Sekundäranschlusses 25 erzielt.
Auf diese Weise schränkt oder verhindert die zwischen der Sekundärwicklung 21 und dem Sekundäranschluss 25 eingesetzte Hochspannungsdiode 50 ein Induzieren einer Einschaltspannung in der Sekundärspule 16, wenn die Erregung der Primärspule 17 gestoppt wird, so dass ein Verursachen einer Vor-Zündung in der Brennkraftmaschine beschränkt werden kann.
Verschiedene Modifikationen und Veränderungen können verschiedenartig an den Ausführungsbeispielen ohne Verlassen des Umfangs der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
Eine Zündspule weist einen zentralen Kern 12, eine Sekundärspule 16, eine Primärspule 17 und einen äußeren Kern 30 auf. Die Sekundärspule 16 und die Primärspule 17 sind im Wesentlichen koaxial an der äußeren umlaufenden Seite des zentralen Kerns 12 angeordnet. Die Sekundärspule 16 weist eine Sekundärwicklung 21 auf, die um einen Sekundärspulenkörper 14 gewickelt ist. Der Sekundärspulenkörper 14 weist eine Hochspannungshalterung 23 auf, die einen Sekundäranschluss 25 aufweist. Die Primärspule 17 weist eine Primärwicklung 19 auf, die um einen Primärspulenkörper 18 gewickelt ist. Der äußere Kern 30 ist an der äußeren umlaufenden Seite der Zündspule angeordnet. Der Sekundäranschluss 25 weist einen ersten Verbindungsabschnitt 26, der eine Birnenform aufweist, in dem spitzen Ende auf. Der erste Verbindungsabschnitt 26 ist mit einem Endabschnitt 22 der Sekundärwicklung 21 verbunden. Der erste Verbindungsabschnitt 26, 58 ist mit einem elektrisch isolierenden Harz 20 bedeckt.

Claims

Zündspule mit einem zentralen Kern (12), einer Sekundärspule (16), die an einer äußeren umlaufenden Seite des zentralen Kerns (12) angeordnet ist, wobei die Sekundärspule (16) einen Sekundärspulenkörper (14) mit einer Hochspannungshalterung (23), die an einem Endabschnitt des Sekundärspulenkörpers (14) angeordnet ist, wobei die Hochspannungshalterung (23) einen Sekundäranschluss (25) aufweist, und eine Sekundärwicklung (21) aufweist, die um den Sekundärspulenkörper (14) gewickelt ist, einer Primärspule (17), die an einer äußeren umlaufenden Seite des zentralen Kerns (12) angeordnet ist, wobei die Primärspule (17) einen Primärspulenkörper (18), und eine Primärwicklung (19) aufweist, die um den Primärspulenkörper (18) gewickelt ist, wobei die Sekundärspule (16) und die Primärspule (17) im Wesentlichen koaxial angeordnet sind, und einem äußeren Kern (30), der an einer äußeren umlaufenden Seite derjenigen der Primärspule (17) oder der Sekundärspule (16) angeordnet ist, die an einer äußeren umlaufenden Seite in Bezug auf die andere der Primärspule (17) und der Sekundärspule (16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundäranschluss (25) einen ersten Verbindungsabschnitt (26, 58), der eine Birnenform aufweist, in einem spitzen Ende davon aufweist, der erste Verbindungsabschnitt (26, 58) mit einem Endabschnitt (22) der Sekundärwicklung (21) der Sekundärspule (16) verbunden ist, und der erste Verbindungsabschnitt (26, 58) mit einem elektrisch isolierenden Harz (20) bedeckt ist.
Zündspule nach Anspruch 1, wobei der Sekundäranschluss (25) weiterhin einen ersten Abschnitt (28) aufweist, der mit dem ersten Verbindungsabschnitt (26, 58) verbunden ist, wobei der erste Abschnitt (28) an einer Seite des Sekundärspulenkörpers (14) in Bezug auf den ersten Verbindungsabschnitt (26, 58) angeordnet ist, der erste Verbindungsabschnitt (26, 58) einen Durchmesser aufweist, der größer als eine Breite eines Querschnitts des ersten Abschnitts (28) ist, und der Durchmesser des ersten Verbindungsabschnitts (26, 58) größer als die Dicke des Querschnitts des ersten Abschnitts (28) ist.
Zündspule nach Anspruch 2, wobei der Durchmesser des ersten Verbindungsabschnitts (26, 58) im Wesentlichen doppelt so groß wie die Breite des Querschnitts des ersten Abschnitts (28) ist, und der Durchmesser des ersten Verbindungsabschnitts (26, 58) im Wesentlichen doppelt so groß wie die Dicke des Querschnitts des ersten Abschnitts (28) ist.
Zündspule nach Anspruch 3, wobei der Durchmesser des ersten Verbindungsabschnitts (26, 58) im Wesentlichen 0,4 mm beträgt.
Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Endabschnitt (22) der Sekundärwicklung (21) ein spitzes Ende aufweist, das in dem ersten Verbindungsabschnitt (26, 58) eingebettet ist, und das spitze Ende des Endabschnitts (22) der Sekundärwicklung (21) zumindest teilweise in der Mitte in dem ersten Verbindungsabschnitt (26, 58) geschweißt ist.
Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Endabschnitt (22) der Sekundärwicklung (21) ein spitzes Ende aufweist, das in dem ersten Verbindungsabschnitt (26, 58) eingebettet ist, und das spitze Ende des Endabschnitts (22) der Sekundärwicklung (21) zumindest teilweise in dem ersten Verbindungsabschnitt (26, 58) nicht geschweißt ist.
Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Sekundärwicklung (21) um den Sekundärspulenkörper (14) mit einer Anzahl von Windungen gewickelt ist, die gleich oder größer als 10.000 ist und gleich oder niedriger als 30.000 ist, und die Sekundärwicklung (21) einen Durchmesser aufweist, der gleich oder größer als 40 μm ist und gleich oder kleiner als 60 μm ist.
Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin mit einer Diode (50), die einen ersten Leitungsdraht (51) mit einem zweiten Verbindungsabschnitt (57) aufweist, der eine im Wesentlichen birnenartige Form aufweist, wobei der Endabschnitt (22) der Sekundärwicklung (21) der Sekundärspule (16) mit dem ersten Verbindungsabschnitt (58) des Sekundäranschlusses (25) über die Diode (50) verbunden ist, und der Endabschnitt (22) der Sekundärwicklung (21) der Sekundärspule (16) mit dem zweiten Verbindungsabschnitt (57) des ersten Leitungsdrahtes (51) der Diode (50) verbunden ist.
Zündspule nach Anspruch 8, wobei die Diode (50) einen zweiten Leitungsdraht (52) aufweist, der mit dem ersten Verbindungsabschnitt (58) des Sekundäranschlusses (25) verbunden ist.
Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Sekundärwicklung (21) der Sekundärspule (16) aus einem Kupferdraht gebildet ist, der mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung bedeckt ist.
Zündspule nach Anspruch 10, wobei der Kupferdraht der Sekundärwicklung (21) einen Kupferinhalt enthält, der mit im Wesentlichen 50% bis 70% in einer Oberfläche des Verbindungsabschnitts (26, 58) abgelagert ist.
Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Sekundäranschluss (25) entweder aus reinem Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet ist.
Zündspule nach Anspruch 12, wobei der Sekundäranschluss (25) aus Phosphor-Bronze, Bronze, Kupfer-Nickel, eine Legierung von Kupfer und Zink, reinem Kupfer oder sauerstofffreiem Kupfer gebildet ist, und die elektrisch isolierende Umhüllung der Sekundärwicklung (21) aus Urethan, Polyester oder Ester-Imid geformt ist.
Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der erste Abschnitt (28) des Sekundäranschlusses (25) einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, der ein Seitenverhältnis in einem Bereich von im Wesentlichen 1:1 bis zu im Wesentlichen 1:5 aufweist.
Zündspule nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Sekundäranschluss (25) weiterhin einen zweiten Abschnitt (33) aufweist, der in Bezug auf den ersten Abschnitt (28) an der Seite des Sekundärspulenkörpers (14) angeordnet ist, die Sekundärwicklung (21) der Sekundärspule (16) einen Abschnitt aufweist, der sich von dem Endabschnitt (22) der Sekundärwicklung (21) zu einer Seite des Sekundärspulenkörpers (14) erstreckt, und der Abschnitt der Sekundärwicklung (21), der sich von dem Endabschnitt (22) zu der Seite des Sekundärspulenkörpers (14) erstreckt, um den zweiten Abschnitt (33) gewickelt ist.
Verbindungsverfahren einer Sekundärspulenanordnung (13), wobei die Sekundärspulenanordnung (13) eine Sekundärspule (16), bei der eine Sekundärwicklung (21) um einen Sekundärspulenkörper (14) gewickelt ist, und eine Hochspannungshalterung (23) aufweist, wobei die Hochspannungshalterung (23) an einer Seite eines Endabschnitts des Sekundärspulenkörpers (14) angeordnet ist, die Hochspannungshalterung (23) einen Sekundäranschluss (25) aufweist, der einen metallischen Spitzendabschnitt (27) und einen ersten Abschnitt (28) aufweist, wobei das Verbindungsverfahren durch die Schritte gekennzeichnet ist: Wickeln eines Endabschnitts (22) der Sekundärwicklung (21) der Sekundärspule (16) um den ersten Abschnitt (28), der auf Seiten des Sekundärspulenkörpers (14) in Bezug auf den metallischen Spitzendabschnitt (27) angeordnet ist, der im Wesentlichen stabförmig auf Seiten eines spitzen Endes des Sekundäranschlusses (25) angeordnet ist, in einem Wicklungsprozess, und Schweißen des metallischen spitzen Endabschnitts (27) des Sekundäranschlusses (25) zur Bildung eines ersten Verbindungsabschnitts (26) in einer im Wesentlichen birnenförmigen Form, in der der Endabschnitt (22) der Sekundärwicklung (21) der Sekundärspulenanordnung (13) eingebettet ist, wenn der metallische spitze Endabschnitt (27) fest wird, in einem Schweißprozess.
Verbindungsverfahren Anspruch 16, wobei in dem Wicklungsprozess die Sekundärwicklung (21) der Sekundärspule (16) aus einem Kupferdraht gebildet wird, der mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung bedeckt ist.
Verbindungsverfahren nach Anspruch 17, wobei der Kupferdraht der Sekundärwicklung (21) einen Kupferinhalt enthält, der in dem Schweißprozess mit im Wesentlichen 50% bis 70% in einer Oberfläche des Verbindungsabschnitts (26, 58) abgelagert wird.
Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei in dem Wicklungsprozess der Sekundäranschluss (25) entweder aus reinem Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet wird.
Verbindungsverfahren nach Anspruch 19, wobei in dem Wicklungsprozess der Sekundäranschluss (25) aus Phosphor-Bronze, Bronze, Kupfer-Nickel, eine Legierung von Kupfer und Zink, reinem Kupfer oder sauerstofffreiem Kupfer gebildet wird, und in dem Wicklungsprozess die elektrisch isolierende Umhüllung der Sekundärwicklung (21) aus Urethan, Polyester oder Ester-Imid geformt wird.
Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei in dem Wicklungsprozess metallische spitze Endabschnitt (27) des Sekundäranschlusses (25) einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, der ein Seitenverhältnis in einem Bereich von im Wesentlichen 1:1 bis zu im Wesentlichen 1:5 aufweist.
Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei der Sekundäranschluss (25) weiterhin einen zweiten Abschnitt (33) aufweist, der in Bezug auf den ersten Abschnitt (28) an der Seite des Sekundärspulenkörpers (14) angeordnet ist, die Sekundärwicklung (21) der Sekundärspule (16) einen Abschnitt aufweist, der sich von dem Endabschnitt (22) der Sekundärwicklung (21) zu einer Seite des Sekundärspulenkörpers (14) erstreckt, und in dem Wicklungsprozess der Abschnitt der Sekundärwicklung (21), der sich von dem Endabschnitt (22) zu der Seite des Sekundärspulenkörpers (14) erstreckt, um den zweiten Abschnitt (33) gewickelt wird.
Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei der Endabschnitt (22) der Sekundärwicklung (21) ein spitzes Ende aufweist, das in dem ersten Verbindungsabschnitt (26) eingebettet ist, und in dem Schweißprozess das spitze Ende des Endabschnitts (22) der Sekundärwicklung (21) zumindest teilweise in der Mitte in dem ersten Verbindungsabschnitt (26, 58) geschweißt wird.
Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei der Endabschnitt (22) der Sekundärwicklung (21) ein spitzes Ende aufweist, das in dem ersten Verbindungsabschnitt (26) eingebettet ist, und in dem Schweißprozess das spitze Ende des Endabschnitts (22) der Sekundärwicklung (21) zumindest teilweise in dem ersten Verbindungsabschnitt (26, 58) nicht geschweißt wird.
Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, wobei die elektrisch isolierende Umhüllung der Sekundärwicklung (21) zumindest teilweise verbrannt wird, wenn der metallische spitze Endabschnitt (27) des Sekundäranschlusses (25) in den Schweißprozess geschweißt wird.
Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 25, wobei in dem Schweißprozess der erste Abschnitt (28) mit dem ersten Verbindungsabschnitt (26) verbunden wird, der erste Abschnitt (28) in Bezug auf den ersten Verbindungsabschnitt (26) an einer Seite des Sekundärspulenkörpers (14) angeordnet wird, der erste Verbindungsabschnitt (26) einen Durchmesser aufweist, der größer als eine Breite eines Querschnitts des ersten Abschnitts (28) ist, und der Durchmesser des ersten Verbindungsabschnitts (26) größer als die Dicke des Querschnitts des ersten Abschnitts (28) ist.
Verbindungsprozess nach Anspruch 26, wobei in dem Schweißprozess der Durchmesser des ersten Verbindungsabschnitts (26) im Wesentlichen doppelt so groß wie die Breite des Querschnitts des ersten Abschnitts (28) ist, und der Durchmesser des ersten Verbindungsabschnitts (26) im Wesentlichen doppelt so groß wie die Dicke des Querschnitts des ersten Abschnitts (28) ist.
Verbindungsverfahren nach Anspruch 27, wobei in dem Schweißprozess der Durchmesser des ersten Verbindungsabschnitts (26) im Wesentlichen 0,4 mm beträgt.
Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 28, wobei die Sekundärwicklung (21) um den Sekundärspulenkörper (14) mit einer Anzahl von Windungen gewickelt wird, die gleich oder größer als 10.000 ist und gleich oder kleiner als 30.000 ist, und die Sekundärwicklung (21) einen Durchmesser aufweist, der gleich oder größer als 40 μm ist und gleich oder kleiner als 60 μm ist.