(57)【要約】本発明は、オット機関に用いられる点火コイルであって、コイルコアが設けられており、該コイルコアに一次巻線の少なくとも１つの巻き層が巻き付けられており、さらに、該巻き層に二次巻線の少なくとも１つの巻き層が巻き付けられている形式のものに関する。本発明によれば、一次巻線の少なくとも１つの巻き層と、二次巻線の少なくとも１つの巻き層との間に、遮蔽巻線の少なくとも１つの巻き層が配置されている。  さらに、本発明は、このような形式の点火コイルを製作するための方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オット機関に用いられる点火コイル（１０）であって、コイルコア（１２）が設けられており、該コイルコア（１２）に一次巻線（１４）の少なくとも１つの巻き層（１４．１，１４．２）が巻き付けられており、該巻き層（１４．１，１４．２）に二次巻線（１６）の少なくとも１つの巻き層（１６．１〜１６．６）が巻き付けられている形式のものにおいて、一次巻線（１４）の少なくとも１つの巻き層（１４．１，１４．２）と、二次巻線（１６）の少なくとも１つの巻き層（１６．１〜１６．６）との間に、遮蔽巻線（１８）の少なくとも１つの巻き層（１４．３）が配置されていることを特徴とする、オット機関に用いられる点火コイル。
【請求項２】
一次巻線（１４）が、少なくとも２つの巻き層を有しており、一次巻線（１４）の、二次巻線（１６）に面した一番上側の巻き層が、遮蔽巻線（１８）の１つの巻き層（１４．３）を形成している、請求項１記載の点火コイル。
【請求項３】
二次巻線が、少なくとも２つの巻き層を有しており、二次巻線の、一次巻線に面した一番下側の巻き層が、遮蔽巻線の１つの巻き層を形成している、請求項１または２記載の点火コイル。
【請求項４】
オット機関に用いられる点火コイルであって、コイルコアが設けられており、該コイルコアに二次巻線の少なくとも１つの巻き層が巻き付けられており、該巻き層に一次巻線の少なくとも１つの巻き層が巻き付けられている形式のものにおいて、二次巻線の少なくとも１つの巻き層と、一次巻線の少なくとも１つの巻き層との間に、遮蔽巻線の少なくとも１つの巻き層が配置されていることを特徴とする、オット機関に用いられる点火コイル。
【請求項５】
一次巻線が、少なくとも２つの巻き層を有しており、一次巻線の、二次巻線に面した一番下側の巻き層が、遮蔽巻線の１つの巻き層を形成している、請求項４記載の点火コイル。
【請求項６】
二次巻線が、少なくとも２つの巻き層を有しており、二次巻線の、一次巻線に面した一番上側の巻き層が、遮蔽巻線の１つの巻き層を形成している、請求項４または５記載の点火コイル。
【請求項７】
遮蔽巻線（１８）が、アース電位（ＧＮＤ）に接続されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の点火コイル。
【請求項８】
以下の方法ステップ：すなわち、
−絶縁された導電性の線材の第１の巻き層（１４．１）をコイルコア（１２）に第１の巻き方向（Ａ）で巻き付け、
−線材の少なくとも１つの別の巻き層（１４．２，１４．３）を、該巻き層（１４．２，１４．３）の下方に位置するようになっている巻き層（１４．１）に該巻き層（１４．１）の巻き方向（Ａ）と逆方向の巻き方向（Ｂ）で巻き付ける
を有する、オット機関に用いられる点火コイル（１０）を製作するための方法において、
−一番上側の巻き層（１４．３）の始端部で線材を分離して（分離箇所１９）、一番上側の巻き層（１４．３）の２つの自由線材端部（２０，２１）を形成し、
−既存の巻き層（１４．１，１４．２，１４．３）から分離された、少なくとも１つの巻き層（１６．１）を備えた別個のコイル巻線（１６）を巻き付ける
ことを特徴とする、オット機関に用いられる点火コイルを製作するための方法。
【請求項９】
以下の方法ステップ：すなわち、
−絶縁された導電性の線材の第１の巻き層を第１の巻き方向で、少なくとも１つの巻き層を備えた別個のコイル巻線に巻き付る
を有する、オット機関に用いられる点火コイルを製作するための方法において、
−線材の少なくとも１つの別の巻き層を第１の巻き層に第１の巻き方向と逆方向の第２の巻き方向で巻き付け、
−第１の巻き層の始端部で線材を分離して、第１の巻き層の２つの自由線材端部を形成する
ことを特徴とする、オット機関に用いられる点火コイルを製作するための方法。
【請求項１０】
２つの自由線材端部（２０，２１）の一方の線材端部（２０）をアース電位（ＧＮＤ）に接続する、請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
１つの別の巻き層への移行部での巻き方向の変化時に線材を保持装置（２４）内に位置固定する、請求項８から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
保持装置（２４）が、圧接コンタクティング部を有している、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
２つの自由線材端部（２０，２１）の一方を保持装置（２４）内に位置固定しかつアース電位に接続する、請求項１１または１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、オット機関に用いられる点火コイルであって、コイルコアが設けられており、該コイルコアに一次巻線の少なくとも１つの巻き層が巻き付けられている形式のものに関する。一次巻線の少なくとも１つの巻き層には、二次巻線の少なくとも１つの巻き層が巻き付けられている。
【０００２】
さらに、本発明は、オット機関に用いられる点火コイルであって、コイルコアが設けられており、該コイルコアに二次巻線の少なくとも１つの巻き層が巻き付けられている形式のものに関する。二次巻線の少なくとも１つの巻き層には、一次巻線の少なくとも１つの巻き層が巻き付けられている。
【０００３】
さらに、本発明は、オット機関に用いられる点火コイルを製作するための方法に関する。
【０００４】
このような形式の点火コイルは、エネルギを伝達する高電圧源を成していて、オット機関で点火プラグを制御するために働く。この点火プラグ自体は燃料混合物に機関の燃焼室内で点火し、したがって、ピストンの運動ひいてはクランクシャフトの運動を生ぜしめる。
【０００５】
点火コイルは、原理的には、互いに異なる巻き数の２つの巻線から成っている。両巻線は、鉄心またはこれに類するコイルコアによって支持されて磁気的に互いに結合されている。この場合、小さい方の巻き数を備えた巻線が一次巻線と呼ばれ、高い方の巻き数を備えた巻線は二次巻線と呼ばれる。一次巻線は励起巻線として働き、そのエネルギを自動車バッテリから受け取る。この場合、一次巻線は電子的なスイッチを介して機関制御部から制御される。
【０００６】
その後、二次巻線に一次回路における適切な遮断によって高電圧が発生させられる。この高電圧は点火プラグに伝達され、そこに火花を生ぜしめる。
【０００７】
一次巻線と二次巻線とは、一般的に同心的に重なり合って配置されている。この場合、二次巻線は一方の端部で点火プラグの高電圧接続部に通じていてよい。他方の端部はアース電位に位置している。
【０００８】
実地から、二次巻線の両端部がそれぞれ１つの高電圧出口に通じている、すなわち、１つの点火コイルが同時に２つの点火プラグを運転することも知られている。この事例では、二点点火コイルまたはデュアルイグニッションコイルも考慮される。
【０００９】
点火プラグはその電極の間の火花形成によってＥＭＶ（電磁適合性）の意味での妨害源を成していて、したがって、自動車搭載電源によって形成されたシステムにおける別のコンポーネントにネガティブな影響を与え得る。この妨害は出力だけでなく放射線に関連して拡大し得る。この場合、今日では、たいてい出力に関連した部分がより重要である。したがって、たとえば火花形成によって生ぜしめられた電気的な妨害信号が、点火プラグから点火コイルを介して搭載電源に到達し得る。この信号は誘導的にも容量的にも点火コイルの二次回路から一次回路に入力結合し、したがって、搭載電源に到達する。いわゆる「寄生容量」が一次巻線と二次巻線との間に形成される。
【００１０】
一点点火コイルの場合には、二次巻線の低電圧側の極めて良好なアース接続、すなわち、低インピーダンスのアース接続を介して妨害をアース電位に「導出」し、これによって、無害にすることが可能である。さらに、妨害防止をなお妨害防止抵抗、妨害防止インダクタンスおよび妨害防止キャパシタンスの使用によって実現することができる。
【００１１】
しかし、二点点火コイルの場合には、二次的なアース接続の可能性が省略されており、妨害防止抵抗および／または妨害防止インダクタンスおよび／または妨害防止キャパシタンスしか妨害防止可能性として残されない。
【００１２】
妨害防止のための別の手段は、たとえば電源変圧器において知られているように、一次巻線と二次巻線との間の電気的な遮蔽である。この場合、この遮蔽は導電性のシートによって得られる。しかし、このシートは、不利には、高い製造技術的な手間でしか両巻線の間に挿入することができない。
【００１３】
アースへのシートの電気的な接続はさらに問題である。
【００１４】
本発明の課題は、オット機関に用いられる点火コイルおよび該点火コイルを製作するための方法を改良して、主として、付加的な妨害防止コンポーネントなしに、二点点火コイルとしての運転時でも、公知の点火コイルに比べて改善された遮蔽が保証されているようにすることである。
【００１５】
さらに、本発明による点火コイルを製造技術的に容易に製作することができ、本発明による製作法を容易に実施することができることが望ましい。
【００１６】
発明の利点
本発明による点火コイルでは、一次巻線の少なくとも１つの巻き層と、二次巻線の少なくとも１つの巻き層との間に、遮蔽巻線の少なくとも１つの巻き層が配置されている。遮蔽巻線は、効率のよい妨害防止を保証していて、実地から知られている所要の妨害防止コンポーネントの使用を減少させる。
【００１７】
さらに、遮蔽巻線の被着は、一次巻線と二次巻線との間への遮蔽シートの既知の挿入よりも僅かな手間で行われる。
【００１８】
一次巻線の製造プロセスへの遮蔽巻線の特に良好な組込みは、一次巻線が、少なくとも２つの巻き層を有しており、一次巻線の、二次巻線に面した一番上側の巻き層が、遮蔽巻線の１つの巻き層を形成している場合に達成される。
【００１９】
オット機関に用いられるこのような形式の点火コイルは、第１のステップで、絶縁された導電性の線材の、たとえば一次巻線の第１の巻き層がコイルコアに第１の巻き方向で巻き付けられることによって簡単に製作することができる。第２のステップでは、線材の、たとえば一次巻線の少なくとも１つの別の巻き層が第１の巻き層に、第１の巻き方向と逆方向の第２の巻き方向で巻き付けられる。線材は一番上側の巻き層の始端部で１回の切断によって切断される。この場合、いまや遮蔽巻線の１つの巻き層を成す一番上側の巻き層の２つの自由線材端部が形成される。次いで、たとえば一次巻線の既存の巻き層から分離された、少なくとも１つの巻き層を備えた、たとえば二次巻線の別個のコイル巻線が巻き付けられる。
【００２０】
この構造に対して択一的には、二次巻線が、少なくとも２つの巻き層を有しており、二次巻線の、一次巻線に面した一番下側の巻き層が、遮蔽巻線の１つの巻き層を形成していてもよい。
【００２１】
コイルコアに二次巻線の少なくとも１つの巻き層が巻き付けられており、この巻き層にさらに一次巻線の少なくとも１つの巻き層が巻き付けられた点火コイルでも、二次巻線の少なくとも１つの巻き層と、一次巻線の少なくとも１つの巻き層との間に、遮蔽巻線の少なくとも１つの巻き層を配置することができる。
【００２２】
この構造に対して、一次巻線の製造プロセスへの遮蔽巻線の良好な組込みは、一次巻線が、少なくとも２つの巻き層を有しており、一次巻線の、二次巻線に面した一番下側の巻き層が、遮蔽巻線の１つの巻き層を形成している場合に達成可能である。
【００２３】
このような形式の点火コイルは、たとえば一次巻線の、絶縁された導電性の線材の第１の巻き層が第１の巻き方向で、少なくとも１つの巻き層を備えた、たとえば二次巻線の別個のコイル巻線に巻き付けられることによって簡単に製作することができる。たとえば一次巻線の線材の少なくとも１つの別の巻き層は第１の巻き層に、第１の巻き方向と逆方向の第２の巻き方向で巻き付けられる。線材は、第１の巻き層の２つの自由線材端部を形成するために、たとえば一次巻線の第１の巻き層の始端部で切断される。この場合、別個の遮蔽巻線が二次巻線と一次巻線との間に形成される。
【００２４】
択一的には、二次巻線が、少なくとも２つの巻き層を有しており、二次巻線の、一次巻線に面した一番上側の巻き層が、遮蔽巻線の１つの巻き層を形成していてよい。
【００２５】
確実な妨害防止のためには、遮蔽巻線が、少なくとも一方の自由端部でアース電位に接続されている。他方の自由端部は点火コイルに電気的に絶縁されて位置固定されていてよい。
【００２６】
１つの別の巻き層への移行部での巻き方向の変化時に線材を保持装置内に位置固定することができることが、製造プロセスに対して特に有利である。これによって、特に遮蔽層の形成時の線材の切断時にハンドリングおよび続くコンタクティングが容易になる。遮蔽巻線の２つの自由線材端部の一方は簡単に保持装置内に位置固定することができ、アースに接続することができる。
【００２７】
この場合、保持装置はコイルボディの両端部に配置されていてよく、これによって、一次巻線だけでなく二次巻線の、巻き付けられた線材も保持装置内に保持することができる。
【００２８】
この場合、保持装置が、有利には圧接コンタクティング部を有していてよい。この圧接コンタクティング部によってコンタクティングが容易になる。
【００２９】
ここで念のために付言しておくと、点火コイルの製作時には、「一次巻線」および「二次巻線」という概念が基本的に互いに交換されてよい。というのも、点火回路への点火コイルの接続によって初めて、巻線に「一次巻線」および「二次巻線」の機能が割り当てられるからである。確かに、一次巻線は二次巻線としばしばその巻き数によって互いに異なっているが、しかし、点火コイルの製作時には、巻条の数が常に可変であり、特に線材太さにも関連している。
【００３０】
本発明による点火コイルと、この点火コイルの製作法とによって、点火コイル内への遮蔽体のより良好な組込みが達成される。こうして、点火コイル、特に二点点火コイルまたはデュアルイグニッションコイが妨害防止の有効な可能性を獲得する。この可能性は、事情によっては、付加的な妨害防止構成素子なしで十分であり、より大きな介入なしに点火コイルの通常の製造プロセスに組み込むことができる。
【００３１】
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。
【００３２】
図１に関して概略的な回路図が示してある。この回路図につき、本発明により形成された点火コイル１０を備えた点火システム１の原理的な構造が明確となる。
【００３３】
点火システム１は、一次回路と呼ばれる制御回路２と、いわゆる「二次回路」を成す点火回路３とから形成されている。一次回路２と二次回路３とは、二点点火コイルとして形成された点火コイル１０を介して互いに接続されている。この場合、一次回路２は給電線路４を有している。この給電線路４は、自動車のバッテリ６の接続部５を点火コイル１０の一次巻線１４の一方の端部に接続している。
【００３４】
バッテリ６もしくはバッテリ６の接続部５と、点火コイル１０の一次巻線１４との間では、給電線路４に、図示の構成では、妨害防止コンデンサ７がアースＧＮＤに対して接続されている。この妨害防止コンデンサ７は、択一的な構成では、適宜に遮蔽された点火コイルの使用時には事情によって省略されてよい。
【００３５】
さらに、一次回路２はトランジスタ８を有している。このトランジスタ８は接続部９を介して一次巻線１４の第２の端部に接続されていて、ベースで自動車の原動機の機関制御部１１を介して制御される。
【００３６】
一次巻線１４は、たとえば鉄から形成されていてよい同軸的なコイルコア１２に巻き付けられている。これに続いて、点火コイル１０の二次巻線１６が巻き付けられている。この二次巻線１６は二次回路３の構成要素であり、公知の形式で一方の端部で第１の点火プラグ１３にコンタクティングしている。この第１の点火プラグ１３は二次回路３で二次巻線１６とアースＧＮＤとの間に配置されている。二次巻線１６の第２の端部は、オット機関（火花点火機関）を成す原動機の第２の点火プラグ１５に接続されている。この場合、二次巻線１６と第２の点火プラグ１５との間には、妨害防止抵抗１７と、有利には妨害防止インダクタンス２２とが二次回路３で配置されている。第２の点火プラグ１５と第１の点火プラグ１３とは一方のコンタクト接続部でアース電位ＧＮＤに接続されている。
【００３７】
１つの構成変化形では、適宜に強く遮蔽された点火コイルの使用時には場合によって妨害防止抵抗１７および／または妨害防止インダクタンス２２が省略されてよい。
【００３８】
図２には、概略的な側面図でかつ半割断面図で、点火コイル１０の一次巻線１４の層巻線を形成するための第１のステップが示してある。この層巻線は、図２に示した対称線Ｓに対してほぼ同心的に対称的に形成されている。
【００３９】
層巻線では、まず、導電性の線材が、コイルコア１２を成す巻き体に巻き付けられる。この場合、第１の巻き層１４．１は、線材が、巻き体１２の、図２に示した左側の端部から巻き体１２の右側の端部にまで第１の巻き方向Ａで巻かれることによって形成される。
【００４０】
巻き体１２の、図２に示した右側の端部から、線材が、第１の巻き層１４．１の上方に配置された第２の巻き層１４．２において、逆方向の第２の巻き方向Ｂで左側の端部にまで巻き戻される。
【００４１】
次いで、巻き体１２の、図２に示した左側の端部から、線材が、第２の巻き層１４．２の上方に配置された第３の巻き層１４．３において、第１の巻き方向に相当する巻き方向Ｃで巻き体の右側の端部にまで巻かれる。したがって、原理的に任意に多数の層を形成して、１つの層巻線を形成することができる。
【００４２】
図３には、概略的な側面図でかつ断面図で点火コイル１０における遮蔽巻線１８の構造が示してある。点火コイル１０のコイルコア１２には、すでに図２につき説明したように、一次巻線１４の巻き層１４．１，１４．２，１４．３が被着されている。
【００４３】
遮蔽巻線１８は、点火コイル１０の一次巻線１４と二次巻線１６との間に配置することができる。この場合、この二次巻線１６は、本実施例では、６つの巻き層１６．１〜１６．６を備えて一次巻線１４に巻き付けられる。遮蔽巻線１８を形成するためには、一次巻線１４の一番上側の層１４．３が遮蔽巻線１８の層として使用される。このためには、一次巻線１４の一番上側の巻き層１４．３が、本来の一次巻線１４を形成する下側の層１４．２，１４．１から、図３に示した分離箇所１９で１回の切断によって電気的に分離される。この場合、いまや遮蔽層を成す巻き層１４．３の２つの自由端部２０，２１が形成される。この場合、遮蔽層１４．３の第１の自由端部２０はアース電位ＧＮＤに接続される。
【００４４】
一次巻線１４の第２の巻き層１４．２の、分離箇所１９によって同様に形成された自由端部は、図１によれば、トランジスタ８に対する接続を形成する接続部９に接続される。一次巻線１４の第１の巻線１４．１の自由端部もしくは線材始端部は、図１によれば、接続部５を介して自動車のバッテリ６に接続される。
【００４５】
この構造は、一次巻線１４と遮蔽巻線１８との一貫した製造を可能にする。層変化の間、線材は、ここでは圧接コンタクティング収容部を有する保持装置２４内に保持される。この場合、一番上側の巻線１４．３の分離箇所１９での線材の分離と、コンタクティングとは、完了された巻き過程後に行われる。
【００４６】
遮蔽巻線１８の、分離箇所１９に形成された第１の自由線材端部２０がアースＧＮＤに接続されるのに対して、遮蔽巻線１８の他方の線材端部２１は点火コイル１０に絶縁されて位置固定される。有効な遮蔽のためには、遮蔽巻線１８の片側のアース接続で一般的に十分である。
【００４７】
択一的には、一次巻線に、遮蔽巻線として使用される付加的な一番上側の巻き層が形成されてもよい。
【００４８】
本来の一次巻線が偶数の数のまたは奇数の数の巻き層を有しているかどうかは重要ではない。奇数の数の層の場合には、線材が、まず、コイルボディに沿って、このコイルボディの一方の端部から真っ直ぐに、本来の巻線がいま再び線材始端部の方向で始まる他方の端部に案内される。この場合、後方に案内された線材にわたって巻かれる。
【００４９】
前述した製作法による遮蔽巻線は、一次巻線が外側でもしくは同心的に二次巻線の上方に位置する場合にも実現することができる。この場合、まず真っ直ぐに後方に案内された線材が、一次巻線の第１の巻き層と一緒に遮蔽巻線を形成する。第１の層の巻付け後、線材が切断され、これによって、第１の層にわたって被着される後続の巻き層が再び本来の一次巻線を形成する。
【００５０】
原理的には、本発明による製作法によって、点火コイル内の付加的な巻線の実現可能性が提供される。付加的な巻線の前述した構成は、必ずしも遮蔽巻線にのみ関連している必要はない。また、同一の原理で別の付加巻線、たとえば点火コイルの前磁化のための巻線を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】二点点火コイルと妨害防止コンポーネントとを備えた点火システムの原理的な構造を明確にする概略的な回路図である。
【図２】一次巻線の層巻線の構造の概略的な側面図および半割断面図である。
【図３】遮蔽巻線の構造の概略的な側面図および半割断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  点火システム、  ２  一次回路、  ３  二次回路、  ４  給電線路、  ５  接続部、  ６  バッテリ、  ７  妨害防止コンデンサ、  ８  トランジスタ、  ９  接続部、  １０  点火コイル、  １１  機関制御部、  １２  コイルコア、  １３  点火プラグ、  １４  一次巻線、  １４．１，１４．２，１４．３  巻き層、  １５  点火プラグ、  １６  二次巻線、  １６．１〜１６．６  巻き層、  １７  妨害防止抵抗、  １８  遮蔽巻線、  １９  分離箇所、  ２０，２１  自由端部、  ２２  妨害防止インダクタンス、  ２４  保持装置、  Ａ，Ｂ，Ｃ  巻き方向、  ＧＮＤ  アース、  Ｓ  対称線
【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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2006515957.tif 000007
2006515957.tif 000008
2006515957.tif 000009
2006515957.tif 000010
2006515957.tif 000011