(57)【要約】ケーシング（１２）と、磁気的に作用するコア（１６，２８；３７）と、供給電圧に接続された第１のコイル（１８）と、高電圧ターミナルに接続された第２のコイル（２４，３６）とが設けられている形式の内燃機関の点火装置のイグニッションコイルを提案する。本発明では、少なくとも１つの導電性の構成部材（２８；３７）が少なくとも部分的に、電気的に作用する表面平滑化手段（３１；３４）を備えている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の点火装置のイグニッションコイルであって、ケーシング（１２）と、磁気的に作用するコア（１６，２８；３７）と、供給電圧に接続された第１のコイル（１８）と、高電圧ターミナルに接続された第２のコイル（２４，３６）とが設けられている形式のものにおいて、
少なくとも１つの導電性の構成部材（２８；３７）が少なくとも部分的に、電気的に作用する表面平滑化手段（３１；３４）を備えていることを特徴とする、イグニッションコイル。
【請求項２】
電気的に作用する表面平滑化手段（３１；３４）が、平滑な表面を有する導電性の被覆から形成されている、請求項１記載のイグニッションコイル。
【請求項３】
前記被覆（３１；３４）が導電性プラスチックから成る層である、請求項２記載のイグニッションコイル。
【請求項４】
被覆（３１；３４）が射出成形されている、請求項２又は３記載のイグニッションコイル。
【請求項５】
導電性の構成部材（２８；３７）が磁気的に作用するコアである、請求項１から４までのいずれか１項記載のイグニッションコイル。
【請求項６】
導電性の構成部材（２８）がコンパクトイグニッションコイルの周面コアである、請求項１から５までのいずれか１項記載のイグニッションコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の内燃機関の点火装置のイグニッションコイルから出発する。
【０００２】
このような形式のイグニッションコイルは実地から公知であり、特にオットー原理に基づいて作動する自動車内燃機関の点火プラグを制御するために働く。イグニッションコイルはエネルギ蓄積装置及び変圧器を形成しており、この変圧器によって、一般に当該自動車の直流電圧搭載電源によって供給される比較的低い供給電圧の電気的なエネルギが磁気エネルギに変換される。この磁気エネルギは、内燃機関の燃焼室内の燃料混合物に点火するために役立つ点火プラグに点火パルスを供給しようとする所望の時点で、高電圧パルスに変換される。
【０００３】
公知のイグニッションコイルはケーシングを有しており、このケーシングには磁気的に作用する、例えば鉄等の強磁性材料から成るコアが配置されている。このコアは、供給電圧に接続された第１のいわゆる一次コイルと、イグニッションコイルの高電圧ターミナルに接続された第２のいわゆる二次コイルとによって包囲されている。両コイルは一般に銅線材から製作されている。
【０００４】
自動車の直流電圧搭載電源から供給される電圧を高電圧に変換するためには、一次コイルを取り囲む、特定の方向を有する閉じられた磁界を発生させる電流が一次コイルを通流する。蓄えられた電気的なエネルギを高電圧パルスの形で供給するためには電流が遮断され、これにより、形成された磁界の方向が強制的に変えられる。その結果、一次コイルの近くに形成され且つこの一次コイルよりもはるかに多い巻線数を有する二次コイルに高電圧が生ぜしめられる。点火プラグにおける電気的なエネルギの変換によって、予め形成された磁界は崩壊する。イグニッションコイルが放電する。内燃機関の燃焼室に供給される燃料混合物の点火に際する高電圧、火花電流及び火花持続時間は、二次コイルの設計に関連して、その都度要求に適合させられる。
【０００５】
イグニッションコイルの機能を保証するためには、このイグニッションコイルで発生される高電圧が、別の導電性の構成部材に対して絶縁されているということが必要である。二次コイル若しくは高電圧コイルの電気的な絶縁は、一般に電気的に絶縁性の材料によって且つ／又は別の導電性の構成部材に対する空隙によって行われる。このような絶縁が不十分な場合は、いわゆる電気的な分流が生じるか、若しくはイグニッションコイルの高電圧コイルから別の導電性の構成部材まで電気的に絶縁破壊される恐れがある。その結果、イグニッションコイルの高電圧ターミナルには低下された高電圧しか供給されず、この低下された高電圧は、一般に点火プラグにおいて確実な点火動作を実施するためには最早十分ではない。
【０００６】
電気的な絶縁破壊に関して重要なイグニッションコイルの構成部材は、巻線及び特に磁気的に作用するコアの構成部材であってよい。このコアは一般にアース上に位置しているので、高電圧にある二次コイルと磁気的に作用するコアとの間には、大きな電位差が生ぜしめられている。
【０００７】
電気的な絶縁破壊の危険は、電位差によってだけでなく、高電圧コイルと導電性の各構成部材との間に印加される電界強度によっても規定されている。電界強度は、得られるジオメトリックな条件に著しく関連している。特に各構成部材の角張った又は尖った表面輪郭は、物理的にやはり電気的な絶縁破壊を助成する、局所的な電界強度増大を生ぜしめる。即ち、高電圧の影響範囲内に配置された導電性の構成部材の角隅部、先端部又は縁部は、イグニッションコイルにおいて電気的な絶縁破壊に関する潜在的な危険を成している。
【０００８】
磁気的に作用するコアは、一般に複数の打ち抜かれた個別金属薄板から成っており、これらの個別金属薄板は、規定された高さの１つのスタックにパッケージされている。これにより、このスタックは特にそのフランクに、イグニッションコイルの作動時に著しい電界の勾配を生ぜしめ、これにより絶縁破壊をもたらす恐れのある多数の角張った若しくは尖った凹凸を有している。電気的な絶縁破壊を防止するためには、従来は適当な大きさの絶縁間隔が保持されたか、又は可能な場合は相応に良好な絶縁材料が使用された。
【０００９】
本発明の課題は、導電性の構成部材の表面が粗くても、電気的な絶縁破壊の危険は少なく且つ小さな構成で実現可能な、冒頭で述べた形式のイグニッションコイルを提供することである。
【００１０】
発明の利点
少なくとも１つの導電性の構成部材が、少なくとも部分的に電気的に作用する表面平滑化手段を備えている、請求項１の上位概念に記載の構成を有する本発明による内燃機関の点火装置のイグニッションコイルは、導電性の構成部材において構造に起因した、電気的な絶縁破壊を助成する角隅部、縁部又はバリ等の凹凸が補償されており且つ電気的な絶縁破壊の危険が最小限にされているという利点を有している。これにより、従来技術と比べて導電性の構成部材と高電圧を通す構成部材との間の電位差が不変の場合は間隔が減少され得、このことはイグニッションコイルのより小さな構成サイズを可能にする。択一的に、間隔が同じ場合でも、高電圧を通す構成部材と、電気的に作用する表面平滑化手段の設けられた構成部材との間に比較的大きな電位差が得られ、このこともやはりイグニッションコイルの性能を改善する。
【００１１】
本発明によるイグニッションコイルの有利な構成では、導電性の構成部材の電気的に作用する表面平滑化手段が、平滑な表面を有する導電性の被覆から形成されている。この被覆は簡単に被着されるべき媒体であり、これにより、導電性の構成部材の粗い表面、即ち凹凸が電気的に作用する形式で隠蔽若しくは遮蔽される。つまり、当該の被覆は導電性の構成部材の凹凸に基づいて発生する電界強度の勾配を著しく減少させる。これにより、高電圧を通す構成部材と、被覆の設けられた構成部材との間の電気的な絶縁破壊の危険も低下されている。
【００１２】
導電性の被覆は、場合によっては導電性の構成部材の凹凸を有し延いては絶縁破壊の危険をはらんでいる領域にのみ形成されている。
【００１３】
前記被覆は、例えば導電性の構成部材に射出成形されているか、又は別個の構成部材として導電性の構成部材に被せ嵌められた導電性プラスチックから成っている。当該の被覆及び導電性の構成部材は互いに接触接続されているということが常に保証されていなければならない。
【００１４】
導電性プラスチックから成る被覆は、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍ、殊に０．５ｍｍの厚さを有している。
【００１５】
特に、導電性の構成部材は、イグニッションコイルの磁気的に作用するコアであり、このコアは、一般に打ち抜かれた複数の個別金属薄板から構成されており且つフランクに角隅部、縁部又はバリ等を有していてよい１つの積層鉄芯から形成されている。
【００１６】
本発明によるイグニッションコイルは、例えばコンパクトイグニッションコイルとして形成されており、このコンパクトイグニッションコイルはいわゆるＩ型コアと、いわゆる周面コア若しくはＯ型コアを有しており、この周面コア若しくはＯ型コアはＩ型コアと一緒に磁気回路を形成し且つ一次コイル及び二次コイルから成る装置を包囲する。この場合、表面平滑化手段の設けられた構成部材は、Ｉ型コア及び／又は周面コアであってよい。
【００１７】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１８】
図１及び図２には、ガソリンエンジンとして設計された自動車の内燃機関の点火装置（その他の点は詳しく図示せず）のイグニッションコイル１０が示されている。このイグニッションコイル１０は、点火プラグ（やはり詳しくは図示せず）に高電圧パルスを供給するために働き、これにより、内燃機関の燃焼室内の空気／燃料混合物が点火され得る。
【００１９】
イグニッションコイル１０は、コンパクトイグニッションコイルを成しており且つ電気的に絶縁性のプラスチックから製作されたケーシング１２を有しており、このケーシング１２の中央の位置には軟磁性で直方体形のＩ型コア１４が配置されている。
【００２０】
磁気作用を有するＩ型コア１４は、注型用樹脂から成る絶縁体１６によって取り囲まれており、この絶縁体１６は、銅線材から形成されたいわゆる一次コイル１８のための巻管として役立ち、この一次コイル１８は、低電圧ターミナル２０を介して自動車の直流電圧回路網に接続されているので、例えば１２Ｖの直流電圧を供給可能である。
【００２１】
一次コイル１８も、やはり巻管２２によって取り囲まれており、この巻管２２はいわゆる二次コイル２４のための支持体として役立ち、この二次コイル２４は、作動中は高電圧状態にあり且つ点火プラグに接続するために役立つ高電圧ターミナル２６と接続されている。
【００２２】
Ｉ型コア１４、巻管１６、一次コイル１８、巻管２２及び二次コイル２４は、ケーシング１２内で位置固定するために詳しくは図示しない形式で注型用樹脂に埋め込まれた１構成ユニットを形成している。
【００２３】
Ｉ型コア１４の高さでケーシング１２はいわゆるＯ型コア若しくは周面コア２８によって取り囲まれており、このＯ型コア若しくは周面コア２８は積層鉄芯、つまり積層された鉄薄板から形成されて、磁気回路を形成するためにＩ型コア１４と接続されている。Ｏ型コアは、低電圧ターミナル２０とは反対の側に、アース接触接続のために役立ついわゆるねじ締結穴３０を有している。
【００２４】
Ｏ型コア２８の内側、つまり二次コイル２４に面した側は射出成形された導電性のプラスチック被覆３１を備えており、このプラスチック被覆３１は平滑な表面を介してケーシング１２と接しており且つ積層鉄芯を成すＯ型コア２８の内側表面の電気的に作用する平滑化手段として役立つ。被覆３１は約０．５ｍｍの厚さを有している。
【００２５】
図３では、本発明によるイグニッションコイル３２における状況の一般的な概略図が示されており、さもなければ鉄芯の縁部によって生ぜしめられる、電気的な絶縁破壊の危険を極めて高くする恐れのある電界の勾配の、プラスチック被覆により生ぜしめられる「電気的な平滑化」が明らかになっている。このようなプラスチック被覆はコンパクトイグニッションコイルにおいて、しかしまた例えばロッド型イグニッションコイルにおいても使用可能である。
【００２６】
イグニッションコイル３２は、積層鉄芯から形成された磁気的に作用する鉄芯３７を有している。この鉄芯３７は、縁部によって形成されたフランク３３を有しており且つ導電性プラスチックから成る被覆３４によって取り囲まれている。この被覆３４は平滑な表面を有しており且つフランク３３の電気的に作用する平滑化手段を成している。鉄芯３７の角隅域では被覆３４が半径を有している。鉄芯３７及び被覆３４もやはり、例えば注型用樹脂から成る絶縁材料３５に埋め込まれている。
【００２７】
鉄芯３７は二次コイル若しくは高電圧コイル３６と協働する。この二次コイル若しくは高電圧コイル３６によって、図３では外部巻成層が成されており且つ当該の二次コイル若しくは高電圧コイル３６は、高電圧ターミナルと、低電圧コイル若しくは一次コイル（図３には図示せず）と、低電圧ターミナルとに接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明によるイグニッションコイルの平面図である。
【図２】図１に示したイグニッションコイルを図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って断面した図である。
【図３】イグニッションコイルの一般的な部分断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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