BOBINA DE ENCENDIDO DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Y MÉTODO PARA FABRICAR LA MISMA.

Una bobina de encendido que tiene una caja, un núcleo en forma de barra instalado en dicha caja,

un carrete primario cilíndrico dispuesto sustancialmente de manera coaxial alrededor de una circunferencia exterior de dicho núcleo dentro de dicha caja, una bobina primaria que comprende un hilo bobinado alrededor de dicho carrete primario, un carrete secundario cilíndrico dispuesto sustancialmente de manera coaxial alrededor de la circunferencia exterior de dicho núcleo dentro de dicha caja, una bobina secundaria que comprende un hilo bobinado alrededor de dicho carrete secundario y un material de resina aislante que rellena el interior de dicha caja, estando caracterizada la bobina de encendido porque: el carrete de dichos carretes primario y secundario que están dispuestos entre dicha bobina secundaria y dicho núcleo y/o que está dispuesto entre dicha bobina secundaria y dicha bobina primaria, comprende una resina de base que tiene una resistencia adhesiva con dicho material de la resina aislante que es inferior a la que proporciona el tereftalato de polibutileno y una tensión de ruptura del aislamiento que excede del proporcionado por el sulfuro de polifenileno, donde dicha resina base es poliestireno sindiotáctico, donde dicho poliestireno sindiotáctico es un poliestireno sindiotáctico mejorado cuyo coeficiente de dilatación lineal puede ser ajustado, y el coeficiente de dilatación lineal de una parte final del carrete que comprende el poliestireno sindiotáctico mejorado es 135% o inferior, suponiendo que el coeficiente de dilatación lineal del material de la resina aislante es 100% y donde dicho poliestireno sindiotáctico mejorado se forma añadiendo fibras reforzadas en el poliestireno sindiotáctico, y donde dichas fibras reforzadas están orientadas aleatoria o circunferencialmente en dicha parte final de dicho carrete, siendo medida la resistencia adhesiva con el material de la resina aislante y la tensión de ruptura del aislamiento, de acuerdo con el método establecido en la descripción.

Campo técnico La presente invención está relacionada con una bobina de encendido para generar una alta tensión que se aplica a las bujías de un motor de combustión interna.

Antecedentes de la invención Una bobina de encendido para un motor de combustión interna (en adelante denominada simplemente “bobina de encendido”) es un dispositivo para generar una chispa a través de un hueco en una bujía, para producir una alta tensión por medio de acciones de inducción mutua de las bobinas. Hay varios tipos de bobinas de encendido. Por ejemplo, hay una bobina de encendido del tipo de barra adaptada para ser instalada en un orificio de bujía y esta bobina de encendido del tipo de barra tiene un núcleo a modo de barra, un carrete cilíndrico secundario dispuesto alrededor de la circunferencia externa del núcleo, una bobina secundaria devanada alrededor del carrete secundario, un carrete cilíndrico primario dispuesto alrededor de la circunferencia externa de la bobina secundaria y una bobina primaria devanada alrededor del carrete primario. Es decir, el núcleo, el carrete secundario, la bobina secundaria, el carrete primario y la bobina primaria están dispuestos coaxialmente en ese orden desde la circunferencia interna de la bobina de encendido. Estos elementos están acomodados en una caja cilíndrica hueca. Además, con el fin de asegurar al aislamiento eléctrico entre los respectivos miembros y para permitir que los miembros se adhieran entre sí en la caja, se llena la caja con un material aislante de resina.

A este respecto, se ha requerido convencionalmente que una resina de base que constituye, en particular, el elemento de carrete de los carretes primario y secundario que está dispuesto entre la bobina primaria y la bobina secundaria (el carrete primario en el ejemplo convencional antes mencionado), tenga un alto aislamiento eléctrico. Esto es debido a que, en el caso de que ocurra un fallo del aislamiento que permita que el lado de la bobina secundaria, es decir, el lado de alta tensión y el lado de la bobina primaria, o sea, el lado de baja tensión, se comuniquen entre sí, existe el riesgo de que no pueda asegurarse una tensión deseada en el lado de la bobina secundaria.

Además, se ha requerido convencionalmente que la resina base que constituye, en particular, el carrete de los carretes primario y secundario que está dispuesto entre la bobina primaria y la bobina secundaria, tenga una alta adhesión al material aislante de la resina. Esto es debido a que el coeficiente de dilatación lineal de la resina base del carrete es diferente del coeficiente del hilo que constituye la bobina que está devanada alrededor del carrete y, debido a esto, si la adhesión entre el material de la resina aislante que se rellena entre el carrete y el hilo y la resina base del carrete es baja, existe el riesgo de que el carrete y el material de la resina aislante puedan separarse entre sí debido al esfuerzo térmico. Si el carrete se separa del material de la resina aislante se produce una descarga de efecto corona dentro del espacio formado por la separación, conduciendo al riesgo de que el aislamiento eléctrico entre la bobina primaria y la bobina secundaria no pueda asegurarse.

Por tanto, se ha requerido convencionalmente que la resina base que constituye el carrete sea altamente aislante y tenga una alta adhesión al material de la resina aislante.

Con el fin de satisfacer los requisitos antes mencionados, se han utilizado convencionalmente para resina base del carrete el éter-polifenileno (PPE), tereftalato de polibutileno (PBT), tereftalato de polietileno y similares, que son altamente aislantes y tienen una alta adhesión al material de la resina aislante.

Sin embargo, cuando el carrete está formado por una resina base que tiene una alta adhesión al material de la resina aislante, ocurre el problema siguiente. A saber, como el coeficiente de dilatación lineal de la resina base es diferente del coeficiente del hilo que constituye la bobina, si se utiliza la bobina de encendido en un entorno térmico cíclico donde la temperatura se eleva y baja repetidamente, el esfuerzo térmico se produce repetidamente en el carrete debido a la diferencia del coeficiente de dilatación lineal. Este esfuerzo térmico así producido puede ser atenuado solamente si el carrete se separa del material de la resina aislante. Sin embargo, la adhesión entre el carrete y el material de la resina aislante se hace alta con el fin de restringir la separación. Debido a esto, el esfuerzo térmico no puede aliviarse como se desea, y se puede incurrir en el riesgo de que se produzcan fisuras en el carrete. Entonces, si se producen fisuras en el carrete, el lado de alta tensión y el lado de baja tensión pueden comunicarse eléctricamente entre sí, conduciendo al riesgo de que no pueda asegurarse la tensión deseada.

Para resolver esto, por ejemplo, con una bobina de encendido convencional divulgada en la publicación de Patente Japonesa no examinada (de Kokai) con el núm. 11-111545, como se ilustra en las figuras 9A, 9B, se bobinó una cinta 203 de separación entre un carrete 200 y un material 202 de resina aislante que cubre el lado del hilo 201. La generación de esfuerzo térmico atribuida a la diferencia del coeficiente de dilatación lineal entre el carrete 200 y el material 202 de la resina aislante de la figura 9A, y entre los carretes 200 y 206 y el hilo 201 y los materiales 202, 204 de resina aislante de la figura 9B, se restringió separando el carrete 200 del material 202 de la resina aislante con la cinta 203 de separación, por lo que se restringió la generación de fisuras en los carretes 200 y 206.

Además, con la bobina de encendido convencional, con el fin de restringir la generación de fisuras en los carretes, se añadió a una resina base un componente de caucho tal como el estireno etileno buteno estireno (SEBS) para los carretes. Después, se mejoró la dureza de los carretes con el componente de caucho así añadido, para restringir con ello la generación de fisuras en los carretes.

Por tanto, con la bobina de encendido convencional, con el fin de suprimir la generación de fisuras en el carrete, se devanó en el carrete una cinta de separación alrededor del carrete o del componente de caucho, que servía no solamente para aumentar los costes de producción de la bobina de encendido, sino también para complicar el proceso de producción.

A propósito, los problemas anteriormente mencionados son atribuidos a la alta adhesión entre la resina base que constituye el carrete y el material de la resina aislante. Para resolver esto, si se utiliza como resina base una resina tal como el sulfuro de polifenileno (PPS) introducida en la publicación de Patente Japonesa no examinada (de Kokai) con el núm. 8-339928, que tiene una baja adhesión al material de la resina aislante, el riesgo de fisuras producidas en el carretes será reducido.

Sin embargo, cuando se compara con el PPE, PBT y PET, el PPS tiene inferiores propiedades de aislamiento eléctrico. Debido a esto, si se utiliza el PPS como resina base, debido a la baja adhesión inherente al PPS, puede existir el riesgo de que el material de la resina aislante se separe del carrete, y si ocurre esto, puede haber el riesgo de que se pueda facilitar la ruptura del aislamiento entre el lado de alta tensión y el lado de baja tensión.

Es decir, una pequeña separación existente entre el material de la resina aislante y el carrete puede dañar el aislamiento entre ellos. Debido a esto, en la técnica anterior, se dispuso utilizar en las bobinas de encendido, como resina base para construir un carrete, una resina que tiene una alta adhesión al material de la resina aislante, de manera que, si es inevitable, se forma entre el material de la resina aislante y el carrete una separación tan pequeña como sea posible.

Como se ha descrito hasta ahora, se ha requerido convencionalmente que las resinas base para constituir el carrete tengan un aislamiento eléctrico alto y una alta adhesión a la resina aislante. Sin embargo, con adhesión alta se producen fisuras en el carrete. Como contraste, con baja adhesión, el carrete y el material de la resina aislante se separan entre sí fácilmente.

El inventor de la invención estudió la relación entre la combinación de la adhesión de la resina base que constituye el carrete y el material de la resina aislante, y el aislamiento eléctrico de la resina base y el fallo del aislamiento. Como resultado, el inventor determinó que el fallo del aislamiento se puede impedir sin utilizar la cinta de separación, utilizando como resina... [Seguir leyendo]

1. Una bobina de encendido que tiene una caja, un núcleo en forma de barra instalado en dicha caja, un carrete primario cilíndrico dispuesto sustancialmente de manera coaxial alrededor de una circunferencia exterior de dicho núcleo dentro de dicha caja, una bobina primaria que comprende un hilo bobinado alrededor de dicho carrete primario, un carrete secundario cilíndrico dispuesto sustancialmente de manera coaxial alrededor de la circunferencia exterior de dicho núcleo dentro de dicha caja, una bobina secundaria que comprende un hilo bobinado alrededor de dicho carrete secundario y un material de resina aislante que rellena el interior de dicha caja, estando caracterizada la bobina de encendido porque:

el carrete de dichos carretes primario y secundario que están dispuestos entre dicha bobina secundaria y dicho núcleo y/o que está dispuesto entre dicha bobina secundaria y dicha bobina primaria, comprende una resina de base que tiene una resistencia adhesiva con dicho material de la resina aislante que es inferior a la que proporciona el tereftalato de polibutileno y una tensión de ruptura del aislamiento que excede del proporcionado por el sulfuro de polifenileno, donde dicha resina base es poliestireno sindiotáctico, donde dicho poliestireno sindiotáctico es un poliestireno sindiotáctico mejorado cuyo coeficiente de dilatación lineal puede ser ajustado, y el coeficiente de dilatación lineal de una parte final del carrete que comprende el poliestireno sindiotáctico mejorado es 135% o inferior, suponiendo que el coeficiente de dilatación lineal del material de la resina aislante es 100% y donde dicho poliestireno sindiotáctico mejorado se forma añadiendo fibras reforzadas en el poliestireno sindiotáctico, y donde dichas fibras reforzadas están orientadas aleatoria o circunferencialmente en dicha parte final de dicho carrete, siendo medida la resistencia adhesiva con el material de la resina aislante y la tensión de ruptura del aislamiento, de acuerdo con el método establecido en la descripción.

2. La bobina de encendido, como se ha establecido en la reivindicación 1, donde la resina base tiene una resistencia adhesiva con dicho material de resina aislante que es inferior al proporcionado por el tereftalato de polietileno.

3. Una bobina de encendido, como se ha establecido en las reivindicaciones 1 o 2, donde dicha bobina de encendido está instalada en un orificio de bujías de un cilindro.

4. Una bobina de encendido, como se ha establecido en las reivindicaciones 1 o 2, donde dichas fibras reforzadas son fibras de vidrio y dicho material de resina aislante es una resina de epoxi.

5. Una bobina de encendido, como se ha establecido en la reivindicación 1, donde dicha resina base puede mantener una no-conductancia eléctrica si se produce una alta tensión en dicha bobina secundaria, en asociación con la generación de una separación entre dicho material de resina aislante y dicho carrete.