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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung, die eine Hochspannung an die Zündkerze eines Verbrennungsmotors liefert.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Herkömmlicherweise weist eine Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung einen Mittelkern, eine Primärspule, die an der Außenseite des Mittelkerns angeordnet ist, um um den Mittelkern gewickelt zu sein, eine Sekundärspule, die so angeordnet ist, dass sie um den Mittelkern an der Außenseite der Primärspule gewickelt ist, einen Magnet, der an einer Endfläche des Mittelkerns anliegt, wobei der Magnet in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung eines durch Erregung der Primärspule erzeugten Magnetflusses magnetisiert ist, einen Seitenkern, der an der Außenseite der Primärspule und der Sekundärspule angeordnet ist, wobei ein Ende gegen den Magneten anliegt und das andere Ende gegen den Mittelkern anliegt, wobei der Seitenkern mit dem Magneten zusammenwirkt, um einen geschlossenen magnetischen Pfad zu bilden, ein Gehäuse, in dem diese Elemente untergebracht sind, und ein Isolierharz auf, mit dem das Gehäuse aufgefüllt ist um diese Elemente zu befestigen. In dieser Struktur kann jedoch ein Riss in dem Isolierharz von der Kante des Seitenkerns erzeugt werden. Wenn ein solcher Riss erzeugt wird, konzentriert sich ein elektrisches Feld auf den Riss, die Spannungsfestigkeit zwischen dem Seitenkern und der Sekundärspule wird verringert und die Spannungsfestigkeitsspannung wird reduziert.
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Als Gegenmaßnahme schlägt
JP 2006 294914 A beispielsweise eine Zündspule für einen Verbrennungsmotor vor, bei welcher der Seitenkern mit einer flexiblen Kernabdeckung bedeckt ist. Dies kann die Erzeugung eines Risses in dem Isolierharz unterdrücken und die Verringerung der Spannungsfestigkeitsspannung der Sekundärspule verhindern.
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Weitere bisher bekannte Verbrennungsmotor-Zündvorrichtungen gehen aus
DE 10 2005 042 999 A1 sowie
US 2012/0 299 679 A1 , welche die Merkmale gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 offenbart, hervor.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Da jedoch der gesamte Seitenkern bei der herkömmlichen Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung in der
JP 2006 294914 A mit einer flexiblen Kernabdeckung bedeckt ist, besteht ein Problem darin, dass der Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Seitenkern groß wird, wodurch verursacht wird, dass sich die Wärmeableitung von dem Seitenkern reduziert und die Außenabmessungen der Vorrichtung vergrößert werden.
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Die Erfindung befasst sich angesichts des oben beschriebenen Problems mit der Aufgabe, eine Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung vorzusehen, welche die Wärmeableitung von dem Seitenkern verbessert ohne die Spannungsfestigkeitsspannung der Sekundärspule zu reduzieren, und welche eine geringe Größe aufweist.
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Lösung des Problems
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Um das obige Problem zu lösen, weist eine Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Merkmale von Anspruch 1 auf. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Da die Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgestaltet ist, dass der Teil des Harzes, der zumindest die äußere Umfangsseite des dem Gehäuse zugewandten Seitenkerns abdeckt, geöffnet ist, ist es möglich, die Wärmeableitung von dem Seitenkern zu dem Gehäuse zu verbessern ohne die Spannungsfestigkeitsspannung der Sekundärspule zu reduzieren und es ist möglich die Vorrichtungsgröße zu reduzieren.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht, die eine Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
- 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1.
- 3 ist eine Querschnittsansicht, welche die erfindungsgemäße Struktur der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
- 4 ist eine Querschnittsansicht, welche die Struktur eines weiteren Aspekts der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
- 5 ist eine Draufsicht, welche die Struktur eines ersten Aspekts einer Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt.
- 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 5.
- 7 ist eine Draufsicht, welche die Struktur eines zweiten Aspekts der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt.
- 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in 7.
- 9 ist eine Draufsicht, welche die Struktur eines ersten Aspekts einer Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt.
- 10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie D-D in 9.
- 11 ist eine perspektivische Teilansicht, welche den Abschnitt E in 9 darstellt.
- 12 ist eine Draufsicht, welche die Struktur eines zweiten Aspekts der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt.
- 13 ist eine perspektivische Teilansicht, welche den Abschnitt F in 12 darstellt.
- 14 ist eine Draufsicht, welche die Struktur eines dritten Aspekts der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt.
- 15 ist eine Draufsicht, welche die Struktur eines vierten Aspekts der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt.
- 16 ist eine perspektivische Teilansicht, welche den Schnitt G in 15 zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Details zu Verbrennungsmotor-Zündvorrichtungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 16 beschrieben.
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Ausführungsform 1
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1 ist eine Draufsicht, die eine Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1.
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Wie in 1 dargestellt, weist eine Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung 1 einen Stabmittelkern 2, eine Primärspule 7, die an der Außenseite des Mittelkerns 2 vorgesehen ist, wobei die Primärspule 7 um einen Primärspulenkörper 6 mit Bezug auf die Mittelachse 2c des Mittelkerns 2 herum gewickelt ist, eine Sekundärspule 9, die an der Außenseite der Primärspule 7 vorgesehen ist, wobei die Sekundärspule 9 in Bezug auf die Mittelachse 2c des Mittelkerns 2 um einen Sekundärspulenkörper 8 in einer geteilten Art und Weise herumgewickelt ist, einen Niederspannungsseitenanschluss 11 und einen Hochspannungsseitenanschluss 12, die an der Sekundärspule 9 vorgesehen sind, einen Permanentmagnet 13, der an einem Ende des Mittelkerns 2 anliegt, wobei der Permanentmagnet 13 in der Richtung entgegengesetzt zur Richtung des Magnetflusses, der durch Erregung der Primärspule 7 erzeugt wird, magnetisiert ist, einen U-förmigen Seitenkern 3, der an einer Außenseite der Primärspule 7 und der Sekundärspule 9 angeordnet ist, wobei ein Ende gegen den Permanentmagneten 13 anliegt und das andere Ende gegen den Mittelkern anliegt, wobei der Seitenkern 3 mit dem Permanentmagneten 13 zusammenwirkt, um einen geschlossenen magnetischen Pfad zu bilden, ein hitzebeständiges und elastisches Harz 4, welches die Oberfläche des Seitenkerns 3 bedeckt, ein Gehäuse 10, in dem diese Elemente untergebracht sind, und ein Isolierharz 14 auf, mit dem das Gehäuse 10 gefüllt ist. Das Harz 4 ist mit einem Durchgangsloch 5 versehen, und der Teil des Harzes 4, der eine äußere Umfangsseite 3s des Seitenkerns 3 bedeckt, ist geöffnet. Während des Zusammenbaus sind einzelne Komponenten in dem Gehäuse 10 aufgenommen und das Durchgangsloch 5 des Harzes 4 ist mit dem Isolierharz 14 gefüllt, um den Kontakt mit dem Harz 4 zu verbessern.
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Bei der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung 1 ist der Mittelkern 2 magnetisch mit dem Seitenkern 3 gekoppelt, über den Permanentmagneten 13 wird ein geschlossener magnetischer Pfad erzeugt, um die Ausbildung eines Magnetfelds, welches in der Richtung entgegengesetzt der Richtung des magnetischen Feldes, das durch Erregung der Primärspule 7 erzeugt wird, magnetisiert ist, zu fördern, und eine in der Sekundärspule 9 induzierte Hochspannung wird der Zündkerze des Verbrennungsmotors zugeführt, indem der Primärstrom durch die Primärspule 7 geleitet wird oder der Primärstrom unterbrochen wird.
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Durch Öffnen des Teils des Harzes 4, der die äußere Umfangsseite 3s des Seitenkerns 3 bedeckt, kann der Spalt zwischen dem Seitenkern 3 und dem Gehäuse 10 verringert werden und die äußeren Abmessungen der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung 1 können verringert werden. Zusätzlich kann Wärme, die von der Primärspule 7 und der Sekundärspule 9 erzeugt wird, effizient auf das Gehäuse 10 abgestrahlt werden, indem der Spalt reduziert wird, und die auf das Isolierharz 14 ausgeübte Wärmebelastung kann reduziert werden und das Auftreten eines Risses in dem Isolierharz 14 kann unterdrückt werden, indem das wärmebeständige und elastische Harz 4 zwischen dem Seitenkern 3 und dem Isolierharz 14 eingefügt wird. Dadurch kann die Größe der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung 1 verringert werden, ohne die Spannungsfestigkeitsspannung der Sekundärspule zu verringern, und die Strahlungseffizienz sowie die Zuverlässigkeit der Vorrichtung kann auch verbessert werden.
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Vorzugsweise ist das Harz 4 ein hitzebeständiges Elastomerharz, wie beispielsweise Silikongummi. Zusätzlich kann ein Loch, das zum Befestigen des Seitenkerns 3 verwendet wird, wenn Elastomerharz auf die Oberfläche des Seitenkerns 3 geformt wird, als das Durchgangsloch 5 des Harzes 4 verwendet werden.
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Da die äußere Umfangsseite 3s des Seitenkerns 3 nicht mit dem Harz 4 bedeckt ist, indem die Dicken a und b des Harzes 4 auf der oberen und unteren Oberfläche des Seitenkerns 3 größer als die Dicke c der inneren Umfangsseite des Seitenkerns 3, wie in 2 dargestellt, gemacht werden, ist es möglich, das Abblättern des Harzes 4 von dem Seitenkern 3 aufgrund thermischer Belastung zu unterdrücken. Da außerdem die äußere Umfangsseite 3s des Seitenkerns 3 nicht mit dem Harz 4 bedeckt ist, kommt das Harz 4 während des Zusammenbaus nicht in Kontakt mit dem Gehäuse 10 und ein Abblättern des Harzes 4 von dem Seitenkern 3 kann verhindert werden.
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3 veranschaulicht die erfindungsgemäße Ausführungsform, in welcher das Harz 4 mit einem Durchgangsloch 17 versehen ist, das als Durchgangsloch einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser als der obere Abschnitt aufweist. Dies bewirkt, dass das Isolierharz 14 ausreichend gleichmäßig innerhalb des Durchgangslochs 17 verteilt wird, wenn das Durchgangsloch 17 mit dem Isolierharz 14 gefüllt ist, und verbessert den Kontakt.
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4 veranschaulicht einen weiteren Aspekt der Ausführungsform. Ein Kantenabschnitt 4c des Harzes 4 ist mit einer gekrümmten Oberfläche mit einer Krümmung von R versehen. Dies kann das Abblättern des Harzes 4 von dem Seitenkern 3 aufgrund von Kontakt oder dergleichen unterdrücken, wenn der Seitenkern 3 in das Gehäuse während der Montage eingesetzt wird. Da die Krümmung den Kontakt zwischen dem Harz 4 und dem Seitenkern 3 verbessert, kann der Kantenabschnitt des Harzes 4 konisch sein, anstatt die gekrümmte Oberfläche aufzuweisen.
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Obwohl der Seitenkern 3 in der Beschreibung der obigen Ausführungsform U-förmig ist, kann der Seitenkern 3 eine andere Form wie etwa eine O-Form aufweisen.
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Wie oben beschrieben, kann bei der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der Spalt zwischen dem Seitenkern und dem Gehäuse durch Öffnen der äußeren Umfangsseite des Seitenkerns, der mit dem Harz bedeckt ist, die Größe des Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung reduziert werden, ohne die Spannungsfestigkeitsspannung der Sekundärspule zu verringern, Wärme, die von der Primärspule und der Sekundärspule erzeugt wird, kann effektiv zu dem Gehäuse abgestrahlt werden, indem der Spalt verringert wird und die auf das Isolierharz ausgeübte Wärmebelastung kann reduziert werden und das Auftreten eines Risses kann unterdrückt werden, indem das hitzebeständige und elastische Harz dazwischen angeordnet wird.
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Zweite Ausführungsform
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5 ist eine Draufsicht, welche die Struktur eines ersten Aspekts der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 5. Die Ausführungsform 2 ist die gleiche wie die gemäß der Ausführungsform 1 mit der Ausnahme, dass die Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 ein Schaltmodul 15 in dem Gehäuse 10 aufweist. Da der Aufbau und der Betrieb der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß dem Ausführungsform 2 die gleichen sind wie diejenigen der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 1, werden Beschreibungen weggelassen.
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Wie in 5 und 6 dargestellt, ist das Schaltmodul 15, das eine in der Sekundärspule 9 induzierte Hochspannung an die Zündkerze eines Verbrennungsmotors führt, indem es einen Primärstrom durch die Primärspule 7 leitet oder unterbricht, mit einem elastischen Körper 16 bedeckt und so angeordnet, dass eine Seite 15s des Schaltmoduls 15 der äußeren Umfangsseite 3s des Seitenkerns 3 zugewandt ist. Der elastische Körper 16 entlastet die thermische Belastung, die auf das Schaltmodul 15 von der Primärspule 7 und der Sekundärspule 9 ausgeübt wird. Da das Schaltmodul 15 hier mit dem elastischen Körper 16 bedeckt ist, ist der Teil des Harzes 4 der die äußere Umfangsseite 3s der Seitenkern 3 bedeckt unnötig und der Teil ist geöffnet. Der elastische Körper 16 kann aus Gummi oder dergleichen bestehen, der elastisch ist.
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Zusätzlich ist 7 eine Draufsicht, welche die Struktur des zweiten Aspekts der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in 7. Die äußere Umfangsseite 3s des Seitenkerns 3 nahe der Seite 15s des Schaltmoduls 15 ist mit dem Harz 4 bedeckt, das eine Dicke d aufweist. Da die äußere Umfangsseite 3s des Seitenkerns 3 nahe dem Schaltmodul 15 mit dem Harz 4 versehen ist, wird der elastische Körper 16 des Schaltmoduls 15 zur Messung gegen thermische Beanspruchung überflüssig und die äußeren Abmessungen der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung 1 können reduziert werden. Bei diesem Aspekt kann das Harz 4, das die äußere Umfangsseite 3s des Seitenkerns 3 bedeckt, die auf das Schaltmodul 15 ausgeübte Wärmebelastung abschwächen. Die Dicke d des Harzes 4 muss nur das Schaltmodul 15 vor thermischer Belastung, die auf die Primärspule 7 und Sekundärspule 9 aufgetragen wird, schützen.
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Da diese Maßnahmen gegen Wärmebelastungen, die an das Schaltmodul 15 angelegt werden, wirken und den Bedarf für den elastischen Körper 16 beseitigen, kann die Anzahl der Komponenten ebenfalls reduziert werden.
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Wie oben beschrieben, können in der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 die gleichen Effekte wie in Ausführungsform 1 erhalten werden, selbst wenn das Schaltmodul in das Gehäuse eingebaut ist, und die thermische Belastung, die auf das Schaltmodul ausgeübt wird, kann gelindert werden.
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Ausführungsform 3
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9 ist eine Draufsicht, welche die Struktur des ersten Aspekts der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt, 10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie D-D in 9, und 11 ist eine perspektivische Teilansicht, die den Abschnitt E in 9 darstellt. Diese Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung ist die gleiche wie die Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 1, außer dass eine Rippe 4a auf dem Oberflächenabschnitt des Harzes 4 ausgebildet ist und der Betrieb der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 ist der gleiche wie der der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 1, so dass Beschreibungen weggelassen werden.
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Wie in 9 bis 11 dargestellt, muss die Rippe 4a nur an einer anderen Position als der Position des Durchgangslochs 5, das in dem Harz 4 vorgesehen ist, vorgesehen sein und die Anzahl der Rippen 4a und der Position der Rippen sind nicht besonders beschränkt. Das Vorhandensein der Rippe 4a auf dem Harz 4 erhöht die Festigkeit, kann die Spannung verringern, die ausgeübt wird, wenn das Harz 4 an den Seitenkern 3 geformt wird, und kann das Abblättern des Harzes 4 von dem Seitenkern 3 unterdrücken. Die Rippe 4a kann die thermische Belastung von der Primärspule 7 und der Sekundärspule 9 abbauen und das Abblättern unterdrücken. Dies kann die Dicke eines flachen Abschnitts 4d des Harzes 4 reduzieren und die Menge an verwendetem Harz verringern, verglichen mit dem Fall, in dem das Harz 4 so ausgestaltet ist, dass es eine gleichförmige Dicke aufweist. Es ist anzumerken, dass, wie aus der perspektivischen Teilansicht ersichtlich ist, die den Abschnitt E in 9 darstellt, ein ausreichender Abstand zwischen dem Hochspannungsseitenanschluss 12 der Sekundärspule 9 und der Rippe 4a gewählt wird.
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Zusätzlich ist 12 eine Draufsicht, welche die Struktur des zweiten Aspekts der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt. 13 ist eine perspektivische Teilansicht, die den Abschnitt F in 12 darstellt. Hier ist die Rippe 4a in einer Position entfernt von dem Hochspannungsseitenanschluss 12 vorgesehen, so dass der Hochspannungsseitenanschluss 12 der Sekundärspule 9 dem flachen Abschnitt 4d des Harzes 4 gegenüberliegt. Da die Stehspannung des Isolierharzes 14 höher ist als die des Harzes 4, nimmt die Menge des Isolierharzes 14 um den Hochspannungsseitenanschluss 12 herum zu, indem der flache Abschnitt 4d des Harzes 4 von dem Hochspannungsseitenanschluss 12 weg gehalten wird, so dass die Spannungsfestigkeit der Sekundärspule 9 verbessert werden kann, und die Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung kann eine kleine Größe und eine hohe Stehspannung aufweisen.
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Zusätzlich ist 14 eine Draufsicht, welche die Struktur des dritten Aspekts der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt. Hier ist ein T-förmiges Durchgangsloch 18 in dem Harz 4 zusätzlich zu dem Durchgangsloch 5 vorgesehen. Die Zugspannung, die in der radialen Richtung und der Längsrichtung des Harzes 4 aufgebracht wird, kann durch Vorsehen einer Öffnung verringert werden. Das Durchgangsloch 5 kann T-förmig sein. Es versteht sich natürlich, dass das Harz in Ausführungsform 1, das keinen Steg aufweist, auch anwendbar ist.
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Zusätzlich ist 15 eine Draufsicht, welche die Struktur des vierten Aspekts der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt. 16 ist eine perspektivische Teilansicht, die den Abschnitt G in 15 darstellt. Hier hat eine Seite 4s der auf dem Harz 4 vorgesehenen Rippe 4a eine geneigte Oberfläche, die zwischen einem Endabschnitt und einem Bodenabschnitt ausgebildet ist, der größer als der Endabschnitt ist. Dementsprechend wird das Isolierharz 14 ausreichend auf dem Oberflächenabschnitt des Harzes 4 verteilt, wenn das Durchgangsloch mit dem Isolierharz 14 gefüllt ist, und der Kontakt ist in diesem Aspekt verbessert.
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Wie oben beschrieben, können in der Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 die gleichen Effekte wie in Ausführungsform 1 erhalten werden und das Abblättern des Harzes kann unterdrückt werden, indem eine Rippe auf dem Harz vorgesehen wird, die den Seitenkern bedeckt.
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Zusätzlich stellt das gleiche Bezugszeichen die gleiche Komponente oder eine äquivalente Komponente in den Zeichnungen dar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbrennungsmotor-Zündvorrichtung
- 2
- Mittelkern
- 3
- Seitenkern
- 3s
- äußere Umfangsseite
- 4
- Harz
- 4a
- Rippe
- 4s
- Seite
- 4c
- Kantenabschnitt
- 4d
- flacher Abschnitt
- 5, 17, 18
- Durchgangsloch
- 6
- Primärspulenkörper
- 7
- Primärspule
- 8
- Sekundärspulenkörper
- 9
- Sekundärspule
- 10
- Gehäuse
- 11
- Niederspannungsseitenanschluss
- 12
- Hochspannungsseitenanschluss
- 13
- Permanentmagnet
- 14
- Isolierharz
- 15
- Schaltmodul
- 16
- elastischer Körper
