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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zündspule, die beispielsweise auf einem Verbrennungsmotor montiert ist und ist konfiguriert, eine Hochspannung einer Zündkerze zuzuführen, um so eine Funkenentladung zu erzeugen.
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Hintergrund
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In einer Zündspule für einen Verbrennungsmotor, wie beispielsweise in Patentliteratur 1 offenbart, sind eine Primärspule und eine Sekundärspule um eine äußere Peripherie des Zentrumkerns gewickelt und ist ein Seitenkern an einer Außenseite der Spulen angeordnet, um einen geschlossenen magnetischen Pfad zu bilden. Jene Komponenten werden in einem isolierenden Gehäuse, das aus einem Polymer hergestellt ist, untergebracht und ein Isoliermaterial, wie etwa ein Epoxypolymer, wird in einen Raum innerhalb des Gehäuses eingefüllt, um die Isolation der Komponenten sicherzustellen. Weiter ist ein Elastomermaterial um den Kern beschichtet, zur Reduktion von kaltem Wärmestress. Jedoch, wenn der gesamte Seitenkern mit dem Elastomermaterial beschichtet ist, steigen die Abmessungen der Zündspule. Im Hinblick darauf wird in der in Patentliteratur 1 offenbarten Zündspule eine äußere Peripherie-Oberfläche des Elastomermaterials, welches auf den Seitenkern beschichtet ist, entfernt, um eine Verkleinerung der Zündspule zu erzielen.
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Zitateliste
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Patentliteratur
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In den letzten Jahren ist ein Fahrzeug entwickelt worden, in dem ein Kompressionsverhältnis eines Verbrennungsmotors erhöht ist, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Wenn das Kompressionsverhältnis erhöht wird, ist es notwendig, eine Ausgangsspannung einer Zündspule anzuheben. Dann wird eine, einer in der Sekundärspule erzeugten Spannung entsprechende Spannung in dem der Sekundärspule gegenüberliegenden Seitenkern der Zündspule erzeugt. Daher, wie in der Patentliteratur 1 offenbarten Zündspule, in einem Fall, in welchem ein Isoliermaterial nicht um eine Hochspannungsseite des Seitenkerns geschichtet ist, wenn die Ausgangsspannung erhöht wird, gibt es die Befürchtung, dass Elektrizität gegenüber Erde in der Umgebung der Zündspule entladen wird.
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Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das oben beschriebene Problem zu lösen und hat als Aufgabe, eine Zündspule zu erhalten, die in der Lage ist, elektrische Entladung nach außen zu unterdrücken, ohne Abmessungen zu steigern, selbst wenn eine Ausgangsspannung gesteigert wird.
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Problemlösung
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Zündspule bereitgestellt, die beinhaltet: einen Zentrumskern; eine um den Zentrumskern gewickelte Primärspule; eine um die Primärspule gewickelte Sekundärspule; einen Seitenkern, der um die Sekundärspule angeordnet ist, und mit dem Zentrumskern gekoppelt ist, um einen geschlossenen magnetischen Pfad zu bilden; ein Gehäuse, das konfiguriert ist, den Zentrumskern, die Primärspule, die Sekundärspule und den Seitenkern aufzunehmen; und ein in das Gehäuse gefülltes isolierendes Polymer, wobei der Seitenkern einen breiten Bereich mit einer größeren Breite in einer Richtung ab dem Zentrumskern zum Seitenkern und einen schmalen Bereich mit einer kleineren Breite als dem breiten Bereich beinhaltet, und wobei der schmale Bereich auf einer Hochspannungsseite des Seitenkerns gebildet ist.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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In der Zündspule gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der schmalere Bereich mit einer in der Richtung ab dem Zentrumskern zum Seitenkern reduzierten Breite auf der Hochspannungsseite des Seitenkerns gebildet. Somit ist es möglich, die Zündspule zu erhalten, die in der Lage ist, elektrische Entladung nach außen zu unterdrücken, ohne die Abmessungen zu vergrößern, selbst wenn die Ausgangsspannung gesteigert wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht zum Illustrieren einer Zündspule gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Schnittansicht der in 1 illustrierten Zündspule, die längs der Linie II-II genommen ist, und eine partiell vergrößerte Ansicht derselben.
- 3 ist eine Schnittansicht der in 1 illustrierten Zündspule, die längs der Linie III-III genommen ist, und eine partiell vergrößerte Ansicht derselben.
- 4 ist eine Ansicht zum Illustrieren einer Zündspule gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine Schnittansicht der in 4 illustrierten Zündspule, die längs der Linie V-V genommen ist.
- 6 ist eine Schnittansicht der in 4 illustrierten Zündspule, die längs der Linie VI-VI genommen ist.
- 7 ist eine Ansicht zum Illustrieren einer Zündspule gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 8 ist eine Ansicht zum Illustrieren einer Zündspule gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nunmehr wird eine Zündspule gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine Konfigurationsansicht zum Illustrieren einer Zündspule gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Schnittansicht, die längs der Linie II-II in 1 genommen ist, und eine partiell vergrößerte Ansicht derselben. 3 ist eine Schnittansicht, die längs der Linie III-III in 1 genommen ist und eine partiell vergrößerte Ansicht derselben.
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Wie in 1 und 2 illustriert, beinhaltet eine Zündspule gemäß der ersten Ausführungsform in einem Gehäuse 50 eine um einen Spulenkörper gewickelte Primärspule 10. Ein Spulenkörper 22 für eine Sekundärspule ist auf einer äußeren Seite der Primärspule 10 vorgesehen und eine Sekundärspule 20 ist um den Spulenkörper 22 für eine Sekundärspule mit Wicklungen gewunden, beispielsweise hundert Mal so viele wie Wicklungen der Primärspule 10. Ein Zentrumskern 30 mit einer I-Form, der magnetisch mit der Primärspule 10 und der Sekundärspule 20 gekoppelt ist, passiert den zylindrischen Spulenkörper 12 für eine Primärspule. Der Zentrumskern 30 bildet einen geschlossenen magnetischen Pfad mit einem Seitenkern 70, der eine C-Form aufweist, welche die Primärspule 10 und die Sekundärspule 20 umgibt. Die Zündspule beinhaltet die Primärspule 10, den Spulenkörper 12 für eine Primärspule, die Sekundärspule 20, den Spulenkörper 22 für eine Sekundärspule, den Zentrumskern 30 und den Seitenkern 70, die oben beschrieben sind. Weiterhin geben die mit den Pfeilen in 1 illustrierten Buchstaben „L“ und „H“ jeweils eine Niederspannungsseite bzw. eine Hochspannungsseite der Zündspule an.
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Wie in 1 illustriert, ist im Gehäuse 50 der Zündspule ein IC 90 zwischen einer Innenwand-Seitenoberfläche des Gehäuses 50 und dem Seitenkern 70 angeordnet. Wie in 2 und 3 illustriert, wird ein isolierendes Polymer 60, das ein thermisch härtendes Epoxypolymer ist, in das Gehäuse 50 gefüllt, um gehärtet zu werden. In 1 wird für das leichte Verständnis einer Konfiguration jeder der innerhalb des Gehäuses 50 angeordneten Komponenten, das in das Gehäuse 50 eingefüllte isolierende Polymer 60 weggelassen.
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In der Zündspule mit der oben erwähnten Konfiguration steuert der IC 90 Zufuhr und Unterbrechung eines durch die Primärspule 10 fließenden Primärstroms, basierend auf einem Antriebssignal aus einer Elektroniksteuereinheit. Wenn der durch die Primärspule 10 fließende Primärstrom zu einem vorbestimmten Zündzeitpunkt eines Verbrennungsmotors, basierend auf dem Antriebssignal, unterbrochen wird, wird eine gegenelektromotorische Kraft in der Primärspule 10 erzeugt und wird eine Hochspannung in der Sekundärspule 20 erzeugt. Die derart erzeugte Hochspannung wird an eine (nicht gezeigte) Zündkerze, die auf der Hochspannungsseite in 1 angeordnet ist, angelegt.
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2 ist eine Schnittansicht der Hochspannungsseite der Zündspule. Der Seitenkern 70 ist aus einer Vielzahl von magnetischen Stahlplatten gebildet, die in einer in 2 angegebenen Y-Richtung laminiert sind. Wie in 2 illustriert, ist ein schmaler Bereich 70a auf einer Hochspannungsseite des Seitenkerns 70 gebildet, um so eine Breite Wa in einer X-Richtung orthogonal zu einer Laminierrichtung aufzuweisen.
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Wie in einer vergrößerten Ansicht von 2 illustriert, ist eine Oberfläche des schmalen Bereichs 70a, der gegenüberliegend der Sekundärspule 20 ist, mit einer Beschichtung 401 abgedeckt, die aus eine elastomeren Material 40 gebildet ist, und sind ein oberer Bereich und ein unterer Bereich in dem schmalen Bereich 70a in der Laminierrichtung jeweils mit Beschichtungen 402 und 403 abgedeckt, die aus dem Elastomermaterial 40 gebildet sind. Eine Oberfläche des schmalen Bereichs 70a auf einer Seite entgegengesetzt der der Sekundärspule 20 gegenüberliegenden Oberfläche wird mit einer Beschichtung 404 abgedeckt, die aus dem Elastomermaterial 40 gebildet ist. Das isolierende Polymer 60 ist weiter zwischen das Gehäuse 50 und den Seitenkern 70, die darum herum mit dem Elastomermaterial 40 beschichtet sind, eingefüllt, wie oben beschrieben.
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3 ist eine Schnittansicht der Niederspannungsseite der Zündspule. Wie in 3 illustriert, ist ein breiter Bereich 70b auf einer Niederspannungsseite des Seitenkerns 70 so gebildet, dass er eine Breite Wb in der X-Richtung orthogonal zu der Laminierrichtung aufweist. In diesem Fall ist eine Beziehung von Wa < Wb erfüllt. Ähnlich zum schmalen Bereich 70a sind eine Oberfläche des Breitenbereichs 70b, der entgegengesetzt der Sekundärspule 20 ist, und ein oberer Bereich und ein unterer Bereich des Breitenbereichs 70b in der Laminierrichtung jeweils mit den Beschichtungen 401, 402 und 403 abgedeckt, die aus dem Elastomermaterial 40 gebildet sind. Anders als die Hochspannungsseite ist die Beschichtung 404 nicht auf eine Oberfläche des Breitenbereichs 70b auf einer Seite entgegengesetzt zu der der Oberfläche der Sekundärspule 20 gegenüberliegenden Oberfläche gebildet, und ist die Oberfläche nur mit dem isolierenden Polymer 60 isoliert. Eine Spannung ist auf der Niederspannungsseite niedrig und daher gibt es keine Befürchtung, dass Elektrizität an die Umgebung abgegeben wird, selbst wenn die Beschichtung 404 nicht gebildet ist.
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Der aus den laminierten Stahlblechen gebildete Seitenkern 70 wird an einem Ab..?bereich 70c in der in 1 illustrierten Breitenrichtung 70b abgedichtet. In diesem Fall wird der breite Bereich 70b abgedichtet, um durch Abdichten eine Degradierung der Leistungsfähigkeit des Seitenkerns 70 aufgrund von Störung zu verhindern, die in den Magnetstahlblechen verursacht wird.
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Wie oben beschrieben, ist in der Zündspule gemäß der ersten Ausführungsform die Breite der Hochspannungsseite des Seitenkerns 70 als dem schmalen Bereich 70a reduziert und wird das Elastomermaterial 40 um den schmalen Bereich 70a herum aufbeschichtet. Weiter ist das isolierende Polymer 60 zwischen das Elastomermaterial 40 und das Gehäuse 50 gefüllt. Daher, selbst wenn eine Hochspannung am Seitenkern 70 induziert wird, wird Elektrizität nicht nach außen abgegeben.
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Weiter gibt es keine Angst, dass Elektrizität an das Äußere auf der Niederspannungsseite des Seitenkerns 70 entladen wird. Daher ist die Gehäuse 50-Seite nicht mit dem Elastomermaterial 40 beschichtet und ist nur mit dem isolierenden Polymer 60, welches zwischen dem Seitenkern 70 und das Gehäuse 50 gefüllt ist, isoliert. Somit steigen die Abmessungen der Niederspannungsseite der Zündspule nicht an.
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Zweite Ausführungsform
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4 ist eine Konfigurationsansicht zum Illustrieren einer Zündspule gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 ist eine Schnittansicht, die längs der Linie V-V in 4 genommen ist. 6 ist eine Schnittansicht, die längs der Linie VI-VI in 4 genommen ist. Wie in 4 bis 6 illustriert, weist die Zündspule gemäß der zweiten Ausführungsform eine ähnliche Konfiguration wie diejenige der ersten Ausführungsform auf, außer dass Formen des Seitenkerns 71 und eines Elastomermaterials 41 anders sind. Ähnlich zu 1, wird in 4 das in das Gehäuse 50 eingefüllte isolierende Polymer 60 für das leichte Verständnis einer Konfiguration jeder der innerhalb des Gehäuses 50 angeordneten Komponenten weggelassen.
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In der zweiten Ausführungsform wird ein Bereich zwischen einem schmalen Bereich 71a und einem breiten Bereich 71b des Seitenkerns 71 so gebildet, dass eine Breite in der X-Richtung sich graduell ändert, wie in 4 illustriert. Weiter, wie in 5 illustriert, ist ein Bereich zwischen dem schmalen Bereich 71a des Seitenkerns 71 und dem Gehäuse 50 mit der verdickten Schicht des isolierenden Polymers 60 isoliert, statt mit einem Elastomermaterial 41 beschichtet zu sein.
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Das Elastomermaterial 41 ist ein thermoplastisches Polymer, das bei hoher Temperatur geschmolzen wird, um in einen flüssigen Zustand gebracht zu werden, und wird zusammen mit der Reduktion bei der Temperatur ausgehärtet. Daher, wenn eine Beschichtung um den Seitenkern 71 herum unter Verwendung des Elastomermaterials auszubilden ist, ist es erforderlich, das Elastomermaterial 71, das bei hoher Temperatur geschmolzen worden ist, in einen Hohlraum einer Form zu gießen, die konform mit einer Form der Beschichtung hergestellt ist, und das Elastomermaterial 41 abzukühlen, so dass es aushärtet.
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Jedoch ist die Fließfähigkeit des Elastomermaterials 41, welches geschmolzen worden ist, schwach. Somit, wenn die Form der Beschichtung dünn ist und der Hohlraum der Form einen unzureichenden Freiraum aufweist, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Elastomermaterial 41 in Ecken des Hohlraums fließt. Daher, wenn eine Beschichtung des Elastomermaterials 41 um den Seitenkern 71 zu gießen ist, ist es erforderlich, dass die Beschichtung eine gewisse Dicke oder mehr aufweist.
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Derweil ist das isolierende Polymer 16, das ein Epoxypolymer ist, ein thermisch härtendes Polymer. Die Flussfähigkeit des isolierenden Polymers 60 ist in einem flüssigen Zustand bei normaler Temperatur exzellent und das isolierende Polymer 60 wird durch Erhitzen bei hoher Temperatur ausgehärtet. Daher kann das isolierende Polymer 60 auf Ecken bei normaler Temperatur selbst in einem engen Raum gegossen werden.
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Daher, wenn eine Distanz zwischen dem Gehäuse 50 und dem Seitenkern 71 kurz ist, und daher ein Freiraum klein ist, so dass die Beschichtung des Elastomermaterials 41 nicht verdickt werden kann, oder wenn die Form der Beschichtung kompliziert ist, kann eine isolierende Schicht effizienter gebildet werden, indem das isolierende Polymer 60 mit exzellenter Fließfähigkeit in einen Freiraum gefüllt wird, als durch Ausbilden der Beschichtung des Elastomermaterials 41. Weiter, wenn eine isolierende Schicht durch Verfüllen des isolierenden Polymers 60 in das Gehäuse 50 zu bilden ist, wird eine isolierende Schicht in Übereinstimmung mit einer Größe eines Raums gebildet, in welchen ein Polymer gefüllt wird. Somit wird die Größe des Raums, in welchen das Polymer gefüllt wird, in Übereinstimmung mit einer in dem Seitenkern 71 erzeugten Spannung eingestellt, so dass eine Isolierschicht mit einer erforderlichen Dicke gebildet werden kann.
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Wie oben beschrieben, kann in der Zündspule gemäß der zweiten Ausführungsform eine Isolierschicht mit einer erforderlichen Dicke zwischen dem schmalen Bereich 71a und dem Gehäuse 50 durch Verwendung des isolierenden Polymers 60 gebildet werden, ohne eine Beschichtung des Elastomermaterials 41 auf dem schmalen Bereich 71a des Seitenkerns 70 zu bilden.
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Dritte Ausführungsform
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7 ist eine Ansicht zum Illustrieren einer Zündspule gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 7 illustriert, ist in der dritten Ausführungsform ein breiter Bereich 72b eines Seitenkerns 72 unterteilt und wird ein plattenförmiger Magnet 80 zwischen den unterteilten Breitenbereichen 72b eingefügt, um die unterteilten Breitenbereiche 72b zu koppeln. Weiter wird eine Schnittfläche eines schmalen Bereichs 72a des Seitenkerns 72 in einer X-Y-Ebene eingestellt, 80% oder mehr einer Schnittfläche des Zentrumskerns 30 in der X-Y-Ebene zu sein. Andere Konfigurationen sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform. Wie oben beschrieben, kann in der Zündspule gemäß der dritten Ausführungsform die Ausgabe der Zündspule durch Verwendung des groß bemessenen Magneten 80 erhöht werden, ohne die Größe der äußeren Form der Zündspule zu vergrößern.
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In der dritten Ausführungsform wird ein Elastomermaterial 42 um den schmalen Bereich 72a des Seitenkerns 72 herum beschichtet. Jedoch kann, wie in der zweiten Ausführungsform, eine Schicht des isolierenden Polymers 60 zwischen dem schmalen Bereich 72a und dem Gehäuse 50 gebildet werden.
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Vierte Ausführungsform
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8 ist eine Ansicht zum Illustrieren einer Zündspule gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 8 illustriert, wird in der vierten Ausführungsform ein plattenförmiger Magnet 81 zwischen einen schmalen Bereich 73a und einen breiten Bereich 73b des Seitenkerns 73 eingefügt, um den schmalen Bereich 73a und den breiten Bereich 73b zu koppeln. Andere Konfigurationen sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform.
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Wie in 8 illustriert, wird in der vierten Ausführungsform der Magnet 81 schräg eingeführt, so dass eine Oberfläche desselben auf einer Niederspannungsseite zu der Gehäuse-50-Seite weist. In 8 ist eine Orientierung eines Magnetflusses, der vom Zentrumskern 30 zum Seitenkern 73 fließt, entgegen dem Uhrzeigersinn. Wie in 8 illustriert, wird der Magnet 81 längs der Orientierung des Magnetflusses so eingeführt, dass der Magnetfluss glatt fließt.
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Wie oben beschrieben, in der vierten Ausführungsform, der zwischen den schmalen Bereich 73a und den breiten Bereich 73b geneigt längs der Richtung des Flusses des Magnetflusses eingeführte plattenförmige Magnet 81, wodurch er in der Lage ist, die Abgabe der Zündspule durch Verwendung des groß bemessenen Magneten 81 zu vergrößern. Weiter sind die Gesamtfront und Rückoberflächen des groß bemessenen Magneten 81 in Anstoß an den Querschnitt des Seitenkerns 73 gehalten, so dass ein Magnetfluss des Magneten 81 auf den Seitenkern 73 effizienter angewendet werden kann.
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In der vierten Ausführungsform wird ein Elastomermaterial 43 um den schmale Bereich 73a des Seitenkerns 73 beschichtet. Jedoch, wie in der zweiten Ausführungsform, kann eine Schicht des isolierenden Polymers 60 zwischen dem schmalen Bereich 73a und dem Gehäuse 50 gebildet sein.
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Weiter, in den ersten bis vierten Ausführungsformen, weisen die Formen der Seitenkerne 70 bis 73 alle eine C-Form auf. Jedoch sind die Formen der Seitenkerne 70 bis 73 nicht darauf beschränkt, und können beispielsweise alle eine O-Form aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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10 Primärspule, 12 Spulenkörper für Primärspule, 20 Sekundärspule, 22 Spulenkörper für Sekundärspule, 30 Zentrumskern, 40 bis 43 Elastomermaterial, 401 bis 404 Beschichtung, 50 Gehäuse, 60 isolierendes Polymer, 70 bis 73 Seitenkern, 70a bis 73a schmaler Bereich, 70b bis 73b breiter Bereich, 70c abgedichteter Bereich, 80, 81 Magnet, 90 IC.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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