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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zündspule für einen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und betrifft insbesondere eine stiftförmige Zündspule,
die direkt in der Zündkerzenöffnung einer
internen Verbrennungskraftmaschine eingesetzt wird.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Eine
Zündspule
in Form einer stiftförmigen Zündspule
ist bekannt. Sie weist einen stangenförmigen mittleren Kern auf,
der in einem Gehäuse
angeordnet ist, und weist weiter eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung
auf, die entsprechend auf eine Primärspule und eine Sekundärspule aus
Kunststoff gewickelt sind. Kunststoff wird in das Gehäuse der
Zündspule
als elektrischer Isolator gefüllt.
Der Isolator dient nicht nur zur elektrischen Isolierung zwischen
den einzelnen Teilen in dem Gehäuse,
sondern füllt
ebenfalls die Zwischenräume
zwischen den Drähten
der Spulen aus, um dadurch Bewegungen oder Brüche der Spulen zu verhindern,
die aufgrund der Motorschwingungen auftreten können. Als Isolator wird ein
wärmeaushärtbares
Harz, wie z. B. Epoxidharz in Anbetracht des Wärmewiderstandes verwendet.
Die Zündspule
weist weiter einen mindestens an einem der zwei longitudinalen Enden
des mittleren Kerns angebrachten Permanentmagneten auf, um eine
einer Zündkerze
zugeführte
Spannung zu erhöhen.
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Bei
dieser Zündspule
berührt
der mittlere Kern nicht nur den Kunststoffisolator, sondern ebenfalls
ein Gehäuseteil,
wie z.B. eine den äußeren Umfang
des mittleren Kerns umgebende Spule. Der mittlere Kern und der Kunststoffisolator
und das Gehäuseteil
können,
da sie unterschiedliche thermische Expansionskoeffizienten aufweisen,
wiederholte Expansionen und Kontraktionen ausführen, da die Umgebungstemperatur
ansteigt und abfällt.
Hierdurch können
der Kunststoffisolator oder die Gehäuseteile, da sie den mittleren
Kern berühren,
insbesondere der Kunststoffisolator oder das Gehäuseteil, das die longitudinalen
Endecken des mittleren Kerns berührt, rissig
werden, was zu einer fehlerhaften elektrischen Isolation führt.
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Wenn
der Kunststoffisolator oder das Gehäuseteil rings um den mittleren
Kern rissig wird, kann eine elektrische Entladung durch die Risse
zwischen der Sekundärwicklung
oder einem Hochspannungsanschluss (Hochspannungsseite) und dem mittleren
Kern (Niederspannungsseite) auftreten. Wenn die Entladung zwischen
der Hochspannungsleitung und dem mittleren Kern auftritt, ist die
elektrische Isolierung zwischen der Hochspannungsseite und dem mittleren
Kern gebrochen, wodurch die von der Sekundärspule erzeugte Spannung erniedrigt
ist, sodass eine Erzeugung der gewünschten Hochspannung verschlechtert
wird.
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Wenn
der mittlere Kern und der Kunststoffisolator oder das Gehäuseteil
wiederholte Expansionen und Kontraktionen durch die Temperaturänderung
durchführen,
nimmt der mittlere Kern eine Last in radialer Richtung und in 1ongitudinaler
Richtung von dem Kunststoffisolator und dem Gehäuseteil durch die Unterschiede
in den thermischen Expansionskoeffizienten auf. Insbesondere, wenn
der mittlere Kern eine Last in longitudinaler Richtung aufnimmt,
kann die magnetische Permeabilität
des Kerns absinken, wodurch eine Magnetostriktion bewirkt wird,
die die Erzeugung einer gewünschten Hochspannung
verschlechtert.
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Es
wird bei einer stiftförmigen
Zündspule
angestrebt, einen äußeren Kern
rings um den äußeren Umfang
der Primärspule
und der Sekundärspule
anzuordnen. Da dieser äußere Kern
direkt den Isolator in dem Gehäuse
berührt,
der äußere Kern
und der Isolator unterschiedliche thermische Expansionskoeffizienten
aufweisen, können
wiederholte Expansionen und Kontraktionen auftreten, wenn sich die
Temperatur ändert.
Hierdurch kann der den äußeren Kern berührende Isolator
rissig werden, wodurch eine elektrische Entladung zwischen der Sekundärwicklung
und einem Hochspannungsanschluss de äußeren Kerns auftritt. Diese
Entladung erniedrigt die der Zündkerze
zuzuführende
Hochspannung.
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Wenn
der Kunststoffisolator oder das Gehäuseteil rings um den mittleren
Kern rissig wird, kann eine elektrische Entladung durch die Risse
zwischen der Sekundärwicklung
oder einem Hochspannungsanschluss (Hochspannungsseite) und dem mittleren
Kern (Niederspannungsseite) auftreten. Wenn die Entladung zwischen
der Hochspannungsleitung und dem mittleren Kern auftritt, ist die
elektrische Isolierung zwischen der Hochspannungsseite und dem mittleren
Kern gebrochen, wodurch die von der Sekundärspule erzeugte Spannung erniedrigt
ist, sodass eine Erzeugung der gewünschten Hochspannung verschlechtert
wird.
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Eine
weitere in der JP-U-59-30501 beschriebene Zündspule weist, obwohl sie nicht
stiftförmig
ist, Ecken des Kerns auf, die mittels Beschichten der Oberfläche des
Kerns mit einem Elastomer beschichtet sind. Dies verhindert, dass
die Ecken des Kerns und des Isolators aus Epoxidharz direkt miteinander in
Berührung
kommen und unterdrückt
Risse in dem Epoxidharz in der Nähe
der Ecken des Kerns. Diese Beschichtung ist bei stiftförmigen Zündspulen
nicht anwendbar, da die stiftförmige
Zündspule
so ausgelegt ist, dass ihr äußerer Durchmesser
mit dem Innendurchmesser der Zündkerzenöffnung zusammenpasst.
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Eine
weitere Zündspule
ist in JP-A-58 122 713 offenbart.
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Eine
gattungsbildende Zündspule
ist aus EP-A-0 388 146 bekannt. Die Zündspule weist einen zylindrischen
Kern, eine Primärwicklung
und eine Sekundärwicklung,
die koaxial um einen äußeren Umfang
des Kerns gewickelt sind, eine Primärspule, um die die Primärwicklung
gewickelt ist, eine Sekundärspule
auf, um die die Sekundärwicklung
gewickelt ist, und einen Harzisolator, der rings um den Kern gefüllt ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zündspule
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 weiter zu entwickeln, so dass das Auftreten von Rissen
vermieden wird.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe durch eine Zündspule
mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung
ist es nicht nur möglich,
ein Auftreten von Rissen zu vermeiden, sondern auch einen dielektrischen
Durchschlag zu verhindern, der durch eine Veränderung in der Umgebungstemperatur
verursacht wird.
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Gemäß der Erfindung
beinhaltet ein Harzmaterial, das für zumindest eine von einer
Primärspule und
einer Sekundärspule,
die radial innerhalb der anderen Spule angeordnet ist, verwendet
wird, mehr als fünf
Gewichtsprozent einer Gummikomponente. Demgemäß kann, selbst wenn verhindert
wird, dass sich die innere Spule mehr als eine um Wicklung nach
innen zusammenzieht, die bei einer niedrigen Temperatur durch Adhäsion um
diese gewickelt wird, die Verformung reduziert werden und sie kann
sich ausdehnen, indem die Adhäsion
mit der Wicklung erhalten wird, wodurch verhindert wird, dass die
innere Spule Risse bildet.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
Aufgabe, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die
in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen ersichtlich. Es
zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
zur Darstellung einer Zündspule
gemäß dem ersten
Vergleichsbeispiel;
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2 eine
Schnittansicht zur Darstellung eines bei dem ersten Vergleichsbeispiel
verwendeten zylindrischen Teils;
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3 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung eines Endabschnitts der Zündspule gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel,
wobei der eine Abschnitt in 1 durch
einen Kreis III gekennzeichnet ist;
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4 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung des anderen Endabschnitts der Zündspule gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel,
wobei der andere Abschnitt in 1 mit einem
Kreis IV gekennzeichnet ist;
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5 einen
Längsschnitt
zur Darstellung einer Zündspule
gemäß dem zweiten
Vergleichsbeispiel;
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6 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung eines Endabschnitts der Zündspule gemäß dem dritten Vergleichsbeispiel;
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7 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung des anderen Endabschnitts der Zündspule gemäß dem dritten Vergleichsbeispiel;
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8 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung eines Endabschnitts einer Zündspule gemäß dem vierten Vergleichsbeispiel;
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9 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung des anderen Endabschnitts der Zündspule gemäß dem vierten Vergleichsbeispiel;
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10 eine
Schnittansicht zur Darstellung einer Zündspule gemäß dem fünften Vergleichsbeispiel;
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11 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung einer Niederspannungsseite der Zündspule gemäß dem fünften Vergleichsbeispiel;
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12 eine
Schnittansicht zur Darstellung einer Hochspannungsseite der Zündspule
gemäß dem fünften Vergleichsbeispiel;
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13 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung der Niederspannungsseite einer Zündspule gemäß einem sechsten Vergleichsbeispiel;
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14 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung der Niederspannungsseite einer Zündspule gemäß einem siebten Vergleichsbeispiel;
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15 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung der Niederspannungsseite einer Zündspule gemäß einer Änderung des siebten Vergleichsbeispiels;
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16 einen
Querschnitt zur Darstellung einer Zündspule gemäß dem achten Vergleichsbeispiel;
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17 eine
vergrößerte Schnittansicht
eines Teils der Zündspule
gemäß dem achten
Vergleichsbeispiel, gesehen längs
der Linie XVII–XVII
in 16;
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18 eine
Vorderansicht zur Darstellung einer in dem achten Vergleichsbeispiel
verwendeten Primärspule;
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19 eine
perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Films auf der Primärspule,
der gemäß einer
Abänderung
des achten Vergleichsbeispiels;
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20 eine
perspektivische Ansicht zur Darstellung des Films auf der Primärspule gemäß einer weiteren
Abänderung
des achten Vergleichsbeispiels;
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21 einen
Querschnitt zur Darstellung einer Zündspule gemäß dem neunten Vergleichsbeispiel;
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22 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung eines Teils der Zündspule gemäß dem neunten Vergleichsbeispiel,
gesehen längs
der Linie XXII–XXII
in 21;
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23 einen
Längsschnitt
zur Darstellung einer Zündspule
gemäß dem zehnten
Vergleichsbeispiel;
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24 einen
Querschnitt zur Darstellung eines Spulendrahts einer Primärwicklung
vor dem Aufwickeln gemäß dem zehnten
Vergleichsbeispiel;
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25 einen
Längsschnitt
zur Darstellung einer Zündspule
gemäß der ersten
Ausführungsform der
Erfindung;
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26 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung eines Teils der ersten Ausführungsform gemäß 25;
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27 eine
perspektivische Ansicht zur Darstellung einer Gießform zum
Gießen
der Spule gemäß der ersten
Ausführungsform;
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28 ein
Diagramm zur Darstellung einer Kunstharzströmung innerhalb der Gießform gemäß 27;
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29 ein
Kennliniendiagramm zur Darstellung einer Wirkung der ersten Ausführungsform;
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30 einen
Querschnitt zur Darstellung einer Zündspule gemäß der zweiten Ausführungsform der
Erfindung;
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31 eine
Schnittansicht zur Darstellung eines in 30 dargestellten
Teils der zweiten Ausführungsform;
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32 einen
Querschnitt zur Darstellung einer Zündspule gemäß der dritten Ausführungsform der
Erfindung;
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33 eine
Schnittansicht zur Darstellung eines in 32 dargestellten
Teils der dritten Ausführungsform;
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34 ein
Kennwertdiagramm zur Darstellung einer Wirkung der dritten Ausführungsform.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf verschiedene
Ausführungsformen
beschrieben, bei denen gleiche oder ähnliche Teile mit gleichen
oder ähnlichen
Bezugszeichen versehen sind.
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ERSTES VERGLEICHSBEISPIEL
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Eine
Zündspule 10 ist,
wie in 1 dargestellt, in eine Zündkerzenöffnung (nicht dargestellt) eingesetzt,
die in jedem Zylinderkopf einer internen Verbrennungskraftmaschine
ausgebildet ist, und ist elektrisch mit einer Zündkerze verbindbar.
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Die
Zündspule 10 weist
ein zylindrisches Gehäuse 11 aus
Kunststoff auf, in der eine Aufnahmekammer 11a zur Aufnahme
einer mittleren Kernanordnung 13, einer Sekundärspule 20,
einer Sekundärwicklung 21,
einer Primärspule 23,
einer Primärwicklung 24 und
eines äußeren Kerns 25 ausgebildet ist.
Die mittlere Kernanordnung 13 besteht aus einem Kern 12 und
an den zwei longitudinalen Enden (Ober- und Unterseite) des Kerns 12 angeordneten
Permanentmagneten 14 und 15. Ein in die Aufnahmekammer 11a eingefülltes Epoxidharz 26 ist
zwischen den einzelnen Teilen der Zündspule 10 zur Sicherstellung
der elektrischen Isolation zwischen den Teilen als ein Kunststoffisoliermaterial
eingebracht.
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Der
stangenförmige
Kern 12 ist mit einem dünnen
Silikon (Si) Stahlblech in radialer Richtung beschichtet und weist
einen allgemein kreisförmigen Querschnitt
auf. Die Permanentmagneten 14 und 15 sind so magnetisiert,
dass sie eine magnetische Polarität in einer entgegengesetzten
Richtung zur Richtung des magnetischen Feldes, das durch Magnetisierung
der Wicklungen erzeugt wird, aufweisen. Andererseits ist der äußere Umfang
des Kerns 12 mit einem zylindrischen Teil 17 aus
Gummi überdeckt,
das als ein erstes Dämpfungsteil
wirkt. Auf dem mit dem zylindrischen Teil 17 überdeckten
Permanentmagneten 14 ist weiter eine Kappe 19 mit
einer durchgehenden Öffnung
aufgesetzt. Die Kappe 19 und die Sekundärspule 20 bilden ein
den äußeren Umfang
der mittleren Kernanordnung 13 umschließendes Kammerteil.
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Das
zylindrische Teil 17 ist einstückig in Form eines zylindrischen
Rohres ausgebildet, wie in 2 dargestellt.
Das zylindrische Teil 17 umfasst einen zylindrischen Abschnitt 17a,
Ringabschnitte 17b und 17c an den zwei longitudinalen
Enden (Oberseite und Unterseite) des zylindrischen Teils 17a mit
durchgehenden Öffnungen 18 an
ihren Mittelpunkten und an den Ecken zwischen dem zylindrischen
Abschnitt 17a und den ringförmigen Abschnitten 17b und 17c ausgebildeten winkligen
Abschnitten 17d. Wie in den 3 und 4 dargestellt, überdeckt
der zylindrische Abschnitt 17a den äußeren Umfang der mittleren
Kernanordnung 13, die ringförmigen Abschnitte 17b und 17c überdecken
die Abschnitte der zwei longitudinalen Endflächen der mittleren Kernanordnung 13,
und die winkligen Abschnitte 17d überdecken die Endecken der
Permanentmagneten 14 und 15 oder die zwei Endecken
der mittleren Kernanordnung 13. Die ringförmigen Abschnitte 17b und 17c sind
dicker als der zylindrische Abschnitt 17a ausgebildet,
um als ein zweites Dämpfungsteil
zu wirken. Die durchgehenden Öffnungen 18 sind
im Umfang kleiner als die Permanentmagneten 14 und 15,
sodass der Kern 12 und die Permanentmagnete 14 und 15 in
das zylindrische Teil 17 durch umfangsmäßiges Dehnen der durchgehenden Öffnung 18 eingesetzt
sind.
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Wie
in den 1 und 3 dargestellt, ist die Sekundärspule 20 auf
dem äußeren Umfang
des zylindrischen Teils 17 angeordnet und aus einem Kunststoffmaterial
in einen mit Böden
versehenen Zylinder geformt, sodass er an den longitudinalen Endseiten
des Permanentmagneten 15 geschlossen ist. Die Sekundärwicklung 21 ist
auf den äußeren Umfang
der Sekundärspule 20 gewickelt,
und eine Blindwicklung 22 ist weiter mit einer Wicklung
auf der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung 21 gewickelt.
Die Blindwicklung 22 verbindet die Sekundärwicklung 21 elektrisch
mit einem Anschlussblech 40. Da die Sekundärwicklung 21 und
das Anschlussblech 40 nicht einfach, sondern durch eine
Blindwicklung 22 verbunden sind, ist die Oberfläche des
elektrisch verbundenen Abschnitts zwischen der Sekundärwicklung 21 und
der Anschlussplatte 40 vergrößert, um die Konzentration
des elektrischen Feldes an dem elektrisch verbundenen Abschnitt
zu vermeiden.
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Die
Primärspule 23 ist
auf dem äußeren Umfang
der Sekundärspule 21 angeordnet
und aus einem Kunststoffmaterial geformt. Die Primärwicklung 24 ist
auf den äußeren Umfang
der Primärspule 23 gewickelt.
Ein Schaltkreis (nicht dargestellt) zur Zuführung eines Steuersignals zur
Primärwicklung 24 ist
außerhalb
der Zündspule 10 angeordnet
und die Primärwicklung 24 ist
elektrisch mit dem Schaltkreis durch einen Anschluss verbunden,
der in einem Verbinder 30 eingesetzt ausgebildet ist.
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Der äußere Kern 25 ist
auf dem äußeren Umfang
der Primarwicklung 24 montiert. Der äußere Kern 25 ist mit
einer Wicklung eines dünnen
Silikon (Si) Stahlblechs in einer zylindrischen Form versehen, verbindet
jedoch nicht das Anfangsende und das Abschlussende der Wicklung,
um so einen Spalt in der longitudinalen Richtung auszubilden. Der äußere Kern 25 weist
eine longitudinale Länge
von der äußeren Umfangsposition
des Permanentmagneten 14 zur äußeren Umfangsposition des Permanentmagneten 15 auf,
um einen magnetischen Kreis zu bilden.
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Ein
Hochspannungsanschluss 41 ist eingesetzt unter dem Gehäuse 11 ausgebildet.
Der mittlere Abschnitt der Anschlussplatte 40 ist in Einsetzrichtung
des Hochspannungsanschlusses 41 zur Ausbildung einer Klinke
gebogen. Der Hochspannungsanschluss 41 ist elektrisch mit
der Anschlussplatte 40 durch Einsetzen des vorderen Endes
des Hochspannungsanschlusses 41 in die Klinke verbunden.
Der Draht der Blindwicklung 22 am Hochspannungsende ist elektrisch
mit der Anschlussplatte 40 durch Schweißen oder Löten verbunden. Eine Leiterfeder 42 ist
elektrisch mit dem Hochspannungsanschluss 41 und mit der
Zündkerze
verbunden, wenn die Zündspule 10 in
die Zündkerzenöffnung eingesetzt ist.
In dem offenen Ende des Gehäuses 11 an
der Hochspannungsseite ist eine Zündkerzenkappe 43 aus
Gummi montiert, in die die Zündkerze
eingesetzt ist. Wenn von dem Schaltkreis der Primärwicklung 24 das
Steuersignal zugeführt
wird, wird eine Hochspannung erzeugt und der Zündkerze durch die Blindwicklung 22,
der Anschlussplatte 40, dem Hochspannungsanschluss 41 und
der Feder 42 zugeführt.
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In
der Zündspule 10 weisen
die Sekundärspule 20 und
das Epoxidharz 26, die die mittlere Kernanordnung 13 umschließen, einen
von dem des Kerns 12 und den Permanentmagneten 14 und 15, die
die mittlere Kernanordnung 13 bilden, unterschiedlichen
thermischen Expansionskoeffizienten auf. Gewöhnlich ist der thermische Expansionskoeffizient
der Sekundärspule 20 und
des Epoxidharzes 26 größer als
der der mittleren Kernanordnung 13. Hierdurch können, wenn
die mittlere Kernanordnung 13 nicht mit dem zylindrischen
Teil 17 überdeckt
ist, und wenn die Sekundärspule 20 und
das Epoxidharz 26 in direkter Berührung mit der mittleren Kernanordnung 13 stehen,
die mit der mittleren Kernanordnung 13 in Berührung stehende
Sekundärspule 20 und
das Epoxidharz 26 durch wiederholte Ausdehnungen und Zusammenziehungen
der mittleren Kernanordnung 13 entsprechend der Temperaturänderung
Risse bilden. Insbesondere neigt die Sekundärspule 20, die mit
den Endecken der Permanentmagneten 14 und 15 in
Berührung
steht, und das Epoxidharz 26 dazu, Risse zu bilden. Wenn
die mit den Endecken der Permanentmagneten 14 und 15 in
Berührung
stehende Sekundärspule 20 und
das Epoxidharz 26 Risse bilden, kann eine elektrische Entladung
durch die Risse zwischen der Blindspule 22, der Anschlussplatte 40 oder
dem Hochspannungsanschluss 41 an der Hochspannungsseite
der Sekundärwicklung 21 oder
der Hochspannungsseite und der mittleren Kernanordnung 13 oder
der Niedrigspannungsseite auftreten. Wenn diese Entladung zwischen
der Hochspannungsseite und der mittleren Kernanordnung 13 auftritt,
ist die Isolation zwischen der Hochspannungsseite und der mittleren
Kernanordnung 13 gebrochen, wodurch die von der Sekundärwicklung
erzeugte Spannung erniedrigt wird, sodass die angestrebte Hochspannung
nicht der Zündkerze
zugeführt
werden kann.
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Bei
dem ersten Vergleichsbeispiel sind jedoch der Außenumfang der mittleren Kernanordnung 13 und
die Endecken der Permanentmagneten 14 und 15 mit
dem zylindrischen Teil 17, das ein elastisches Teil ist, überdeckt,
sodass der äußere Umfang der
mittleren Kernanordnung 13 und die Endecken der Permanentmagneten 14 und 15 nicht
in direkte Berührung
mit der Sekundärspule 20 und
dem Epoxidharz 26 treten. Auch wenn die mittlere Kernanordnung 13 und
die Sekundärspule 20 oder
das Epoxidharz 26 mit unterschiedlichen thermischen Expansionskoeffizienten
sich entsprechend der Temperaturänderung
wiederholt ausdehnen und zusammenziehen, kann sich das zylindrische
Teil 17 elastisch verformen, um den Unterschied in den
thermischen Expansionskoeffizienten aufzunehmen. Hierdurch werden
rings um den äußeren Umfang
der mittleren Kernanordnung 13 und insbesondere an der
Sekundärspule 20 und
dem Epoxidharz 26 in der Nähe der zwei Endecken der mittleren
Kernanordnung 13 Risse vermieden, die andererseits auftreten
könnten, sodass
die elektrische Entladung zwischen der Hochspannungsseite und der
mittleren Kernanordnung 13 verhindert werden kann. Hierdurch
ist es möglich,
die angestrebte Hochspannung der Zündkerze zuzuführen.
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Der
thermische Expansionskoeffizient der Kappe 19, der Sekundärspule 20 und
des Epoxidharzes 26 ist unterschiedlich oder größer als
der der mittleren Kernanordnung 13, bestehend aus dem Kern 12 und
den Permanentmagneten 14 und 15. Wenn die Temperatur
abnimmt und dadurch die Kappe 19, die Sekundärspule 20 und
das Epoxidharz 26 in Berührung treten, wird eine Kraft
zum Zusammenziehen der mittleren Kernanordnung 13 in radialer Richtung
und in longitudionaler Richtung bewirkt. Insbesondere, wenn die
Kraft in longitudinaler Richtung der mittleren Kernanordnung 13 aufgebracht
wird, kann eine Magnetostriktion zur Abnahme der magnetischen Permeabilität des Kerns 12 auftreten,
wodurch die in der Sekundärwicklung 21 erzeugte Spannung
abnimmt. Da die mittlere Kernanordnung 13 an ihrem äußeren Umfang
mit dem zylindrischen Abschnitt 17a überdeckt ist, und teilweise
an ihren zwei longitudinalen Enden mit den ringförmigen Abschnitten 17b und 17c,
die dicker als das zylindrische Teil 17 sind, überdeckt
ist, wird dieses zylindrische Teil 17 jedoch verformt,
um die auf die mittlere Kernanordnung 13 in radialer Richtung
und in longitudinaler Richtung einwirkenden Kräfte zu dämpfen, sodass in dem Kern 12 keine
Magnetostriktion auftritt. Hierdurch kann die angestrebte Hochspannung
der Zündkerze
zugeführt
werden.
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Die
Permanentmagneten 14 und 15 sind in dem ersten
Vergleichsbeispiel an den zwei longitudinalen Enden des Kerns 12 angeordnet,
jedoch kann der Permanentmagnet nur an einem Ende des Kerns 12 angeordnet
sein.
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ZWEITES VERGLEICHSBEISPIEL
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Bei
dem in 5 dargestellten zweiten Vergleichsbeispiel sind
keine Permanentmagnete an den zwei longitudinalen Enden des Kerns 12 angeordnet,
sodass der Kern 12 selbst die mittlere Kernanordnung 13 darstellt.
Der Kern 12 ist teilweise am äußeren Umfang, an den zwei Endecken
und an den zwei longitudinalen Endflächen mit dem zylindrischen
Teil 17 überdeckt.
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Bei
dem zweiten Vergleichsbeispiel können ebenfalls
um den äußeren Umfang
des Kerns 12 und insbesondere an der Sekundärspule 20 und
dem Epoxidharz 26 in der Nähe der zwei Endecken des Kerns 12,
wo sonst möglicherweise
Risse auftreten, das Auftreten von Rissen verhindert werden, sodass die
elektrische Entladung zwischen der Hochspannungsseite und der mittleren
Kernanordnung 13 verhindert werden kann. Hierdurch kann
die angestrebte Hochspannung der Zündkerze zugeführt werden.
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Entsprechend
der elastischen Verformung des zylindrischen Teils 17 werden
weiter die auf den Kern 12 in radialer und longitudinaler
Richtung einwirkenden Kräfte
gedämpft,
sodass keine Magnetostriktion in dem Kern 12 auftritt.
Auf diese Weise kann die angestrebte Hochspannung der Zündkerze
zugeführt
werden.
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DRITTES VERGLEICHSBEISPIEL
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Bei
dem in den 6 und 7 dargestellten
dritten Vergleichsbeispiel besteht das zylindrische Teil 17 aus
Gummi und wirkt als erstes Dämpfungsteil
und umfasst den zylindrischen Abschnitt 12a, einen winkligen
Abschnitt 12b und einen Bodenscheibenabschnitt 12c,
der als ein zweites Dämpfungsteil
wirkt, und ist in Form eines Zylinders mit einem Boden ausgebildet
und am unteren longitudinalen Ende des Permanentmagneten 15 geschlossen. Der
zylindrische Abschnitt 17a überdeckt den Außenumfang
der mittleren Kernanordnung 13, der winklige Abschnitt 17b überdeckt
die Endecken des Permanentmagneten 15 und der Scheibenabschnitt 17c überdeckt
die untere Endfläche
des Permanentmagneten 15. Das zylindrische Teil 17 erstreckt
sich nach oben in Richtung des Permanentmagneten 14 über die
Endfläche
des Permanentmagneten 14. Ein Plattenteil 17e aus
Gummi wirkt als erstes Dämpfungsteil und
das zweite Dämpfungsteil
ist scheibenförmig
von dem zylindrischen Teil 17 getrennt ausgebildet und weist
einen größeren Durchmesser
als der des Permanentmagneten 14 auf. Die Endecken des
Permanentmagneten 14 sind mit dem zylindrischen Teil 17 und
dem Plattenteil 17e überdeckt
und die longitudinale obere Endfläche des Permanentmagneten 14 ist mit
dem Plattenteil 17e überdeckt.
Das Plattenteil 17e wirkt weiter als eine Abdichtung zwischen
der als Gehäuseteil
wirkenden Kappe 19 und dem Permanentmagneten 14,
sodass das Epoxidharz 26 nicht in die mittlere Kernanordnung 13 eintritt.
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Bei
dem dritten Vergleichsbeispiel können ebenfalls
Risse rings um den äußeren Umfang
der Kernanordnung 13 und insbesondere an der Sekundärspule 20 und
dem Epoxidharz 26 in der Nähe der zwei Endecken der mittleren
Kernanordnung 13, wo möglicherweise
Risse auftreten können,
vermieden werden, sodass die elektrische Entladung zwischen der
Hochspannungsseite und der mittleren Kernanordnung 13 verhindert
werden kann. Hierdurch kann die angestrebte Hochspannung der Zündkerze
zugeführt
werden.
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Aufgrund
der elastischen Verformung des zylindrischen Teils 17 und
dem Plattenteil 17e werden weiter die auf die mittlere
Kernanordnung 13 in radialer Richtung und in 1ongitudinaler
Richtung einwirkenden Kräfte
gedämpft,
sodass keine Magnetostriktion in der mittleren Kernanordnung 13 auftritt. Hierdurch
kann die angestrebte Hochspannung der Zündkerze zugeführt werden.
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Das
erste Dämpfungsteil
besteht aus dem zylindrischen Teil 17 und dem Plattenteil 17e,
und das zylindrische Teil 17 ist zylindrisch mit einem
Boden ausgebildet und weist keine longitudinale Endfläche an seinem
longitudinalen oberen Ende auf, sodass das erste Dämpfungsteil
einfach vorgesehen werden kann.
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VIERTES VERGLEICHSBEISPIEL
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Bei
dem in den 8 und 9 dargestellten
vierten Vergleichsbeispiel besteht das zylindrische Teil 17 aus
Gummi und wirkt als erstes Dämpfungsteil,
und umfasst den zylindrischen Abschnitt 17a, den winkligen
Abschnitt 17b und den ringförmigen Abschnitt 17c und
ist als zylindrisches Rohr ausgebildet. Der zylindrische Abschnitt 17a überdeckt den äußeren Umfang
der mittleren Kernanordnung 13, der winklige Abschnitt 17b überdeckt
die Endecken des Permanentmagneten 15, und der ringförmige Abschnitt 17c überdeckt
einen Abschnitt der longitudinalen unteren Endfläche des Permanentmagneten 15.
Der zylindrische Abschnitt 17a erstreckt sich um den Umfang
des Permanentmagneten 14, ist jedoch am Endabschnitt kürzer als
die obere Endfläche
des Permanentmagneten 14.
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Plattenteile 17f und 17g aus
Gummi wirken als zweites Dämpfungsteil
und sind kreisförmig
getrennt von dem zylindrischen Teil 17 ausgebildet. Die Plattenteile 17f und 17g sind
radial kleiner als die Permanentmagneten 14 und 15 und
liegen gegen die longitudinalen Endflächen der Permanentmagneten 14 bzw. 15 an.
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Wie
in 8 dargestellt, werden die Endecken des Permanentmagneten 14 von
einem Raum 100 umgeben und berührungsfrei gegen irgendein Teil
gehalten. Weiter wirkt das Plattenteil 17f als Dichtung
zwischen der Kappe 19 als Gehäuseteil und dem Permanentmagneten 14,
sodass kein Epoxidharz 26 in die mittlere Kernanordnung 13 eintritt.
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Bei
dem vierten Vergleichsbeispiel liegen die Endecken des Permanentmagneten 14 dem
Raum 100 gegenüber
und die Endecken des Permanentmagneten 15 sind von dem
zylindrischen Teil 17 überdeckt,
sodass die zwei longitudinalen Endecken der mittleren Kernanordnung 13 nicht
mit der Sekundärspule 20 und
dem Epoxidharz 26 in Berührung stehen. Da der äußere Umfang
der mittleren Kernanordnung von dem zylindrischen Abschnitt 17a überdeckt
ist, treten weiter, auch wenn die mittlere Kernanordnung 13 und
die Sekundärspule 20 oder
das Epoxidharz 26 mit den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten
aufgrund der Temperaturänderung
sich wiederholt ausdehnen und zusammenziehen, keine Risse rings
um den äußeren Umfang
der mittleren Kernanordnung 13 auf und besonders treten
an der Sekundärspule 20 und
dem Epoxidharz 26 in der Nähe der zwei Endecken der mittleren
Kernanordnung 13 keine Risse auf, die sonst möglicherweise auftreten,
sodass die Entladung zwischen der Hochspannungsseite und der mittleren
Kernanordnung 13 verhindert werden kann. Hierdurch ist
es möglich,
die angestrebte Hochspannung der Zündkerze zuzuführen.
-
Durch
die elastischen Verformungen der Plattenteile 17f und 17g werden
weiter die auf die mittlere Kernanordnung 13 in radialer
Richtung und in longitudinaler Richtung einwirkenden Kräfte gedämpft, sodass
keine Magnetostriktion in der mittleren Kernanordnung 13 auftritt.
Somit kann die angestrebte Hochspannung der Zündkerze zugeführt werden.
Weiter wirkt das Plattenteil 17f als zweites Dämpfungsteil
als Dichtungsteil zwischen der Endfläche des Permanentmagneten 14 und
der Kappe 19, sodass die Anzahl der Teile und die Anzahl
der Montageschritte vermindert wird.
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Nur
die Endecke an der Seite des Permanentmagneten 14 ist in
dem Raum 100 angeordnet und berührt nicht die anderen Teile.
Es können
jedoch nur die Endecken des Permanentmagneten 15 von einem
Raum oder die Endecken der Permanentmagneten 14 und 15 von
entsprechenden Räumen umgeben
sein.
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Bei
den oben beschriebenen ersten bis vierten Vergleichsbeispielen sind
mindestens der äußere Umfang
oder die zwei longitudinalen Endecken der mittleren Kernanordnung 13 mit
dem Dämpfungsteil, wie
z.B. das zylindrische Teil 17 überdeckt und die anderen Teile
sind entweder mit dem zylindrischen Teil 17 überdeckt
oder von dem Raum umgeben. Hierdurch wird verhindert, dass die Sekundärspule 20 und
das Epoxidharz 26 mit den von der mittleren Kernanordnung 13 unterschiedlichen
thermischen Expansionskoeffizienten den äußeren Umfang und die zwei Endecken
der mittleren Kernanordnung 13 berühren, und die Unterschiede
der thermischen Expansionskoeffizienten werden von der elastischen Verformung
des Dämpfungsteils
aufgenommen. Hierdurch werden, auch wenn der mittlerer Kern und die
Sekundärspule 20 oder
das Epoxidharz 26 aufgrund der unterschiedlichen Expansionskoeffizienten mit
der Temperaturänderung
sich wiederholt ausdehnen und zusammenziehen, das Auftreten von
Rissen rings um den äußeren Umfang
des mittleren Kerns und insbesondere an der Sekundärspule und
dem Epoxidharz 26 in der Nähe der zwei longitudinalen Endecken
des mittleren Kerns, wo sonst möglicherweise
Risse auftreten, verhindert. Somit wird die Entladung zwischen der
Hochspannungsseite der Zündspule
und dem mittleren Kern oder der Niedrigspannungsseite verhindert,
die sonst möglicherweise längs der
Risse auftritt, sodass die angestrebte Hochspannung der Zündkerze
zugeführt
werden kann.
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Weiter
ist der äußere Umfang
der mittleren Kernanordnung 13 mit dem zylindrischen Teil 17 abgedeckt
und die zwei longitudinalen Endflächen der mittleren Kernanordnung 13 sind
entweder mit dem zylindrischen Teil 17 oder den Plattenteilen 17e, 17f, 17g abgedeckt,
die als das Dämpfungsteil
wirken. Auch wenn sich die Sekundärspule 20 oder das
Epoxidharz 26 mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
gegenüber
dem mittleren Kern zusammen mit der mittleren Kernanordnung 13 aufgrund
der Temperaturänderung
zusammenziehen oder ausdehnen, werden das zylindrische Teil 17 und die
Plattenteile 17e, 17f, 17g elastisch
verformt, um die auf die mittlere Kernanordnung 13 in radialer Richtung
und in longitudinaler Richtung einwirkenden Kräfte zu dämpfen. Hierdurch wird keine
Magnetostriktion in der mittleren Kernanordnung 13 bewirkt, sodass
die angestrebte Hochspannung auf die Zündkerze aufgebracht werden
kann.
-
Obwohl
das als Dämpfungsteil
wirkende zylindrische Teil 17 in longitudinaler Richtung
der mittleren Kernanordnung 13 ausgedehnt wird und so geformt
ist, dass es mindestens eine Endecke und den äußeren Umfang der mittleren
Kernanordnung 13 überdeckt,
kann das Dämpfungsteil
aus mehreren Teilen bestehen, um nur die longitudinalen Endecken der
mittleren Kernanordnung 13 abzudecken.
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Obwohl
das zylindrische Teil 17 und die Plattenteile 17e, 17f, 17q aus
Gummi geformt sind, können
das zylindrische Teil 17 und die Plattenteile 17e, 17f, 17g aus
einem elastomeren Harz geformt sein, und das zylindrische Teil 17 kann
ein Spritzgussteil mit der darin integral angeordneten mittleren
Kernanordnung 13 sein. Alternativ kann die mittlere Kernanordnung 13 in
das zylindrische Teil 12, das aus dem elastomeren Harz
geformt ist, eingesetzt sein.
-
Weiter
kann das als Dämpfungsteil
wirkende zylindrische Teil 17 durch Überdecken der Oberfläche der
mittleren Kernanordnung 13 mit einem elastischen Teil eines
elastomeren Harzes oder Gummimittel mittels des integralen Formverfahrens,
wie z.B. Spritzgießen,
Einbrennen oder Tauchverfahren versehen sein. In diesem Fall kann
das zylindrische Teil die gesamte Oberfläche der mittleren Kernanordnung 13 überdecken,
oder kann an einen longitudinalen Endabschnitt eine kleine durchgehende Öffnung aufweisen,
um den von einem Endabschnitt der mittleren Kernanordnung 13 spezifizierten
Endabschnitt zu trennen. Durch integrales Ausbilden der mittleren Kernanordnung 13 und
des zylindrischen Teils 17 gelangt das zylindrische Teil
bei der Montage nicht aus der mittleren Kernanordnung 13.
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Alternativ
kann das zylindrische Teil 17 durch vorherige Montage der
Permanentmagneten 14 und 15 am Kern 12 ausgebildet
werden, um die mittlere Kernanordnung 13 zusammenzubauen
und weiter durch Überdecken
der mittleren Kernanordnung 13 mit einem thermisch schrumpfenden
Rohr ausgebildet werden, um dieses Rohr thermisch zu schrumpfen.
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Weiter
können
das die Endecken der mittleren Kernanordnung 13 berührende zylindrische
Teil 17 gegen irgendeine Beschädigung geschützt werden,
indem die Endecken der mittleren Kernanordnung 13 abgerundet
werden, d.h. die Endecken der Permanentmagneten 14 und 15 werden
durch Polieren oder ähnlichem
abgerundet.
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FÜNFTES VERGLEICHSBEISPIEL
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Bei
dem in den 10, 11 und 12 dargestellten
fünften
Vergleichsbeispiel ist an dem Endabschnitt der Primärspule 23 an
der Niederspannungsseite der Sekundärwicklung 21 ein Flansch 23a ausgebildet,
der radial nach außen
gewölbt
ist, und der einen Einsetzabschnitt 23b aufweist, der einen
L-förmigen
Querschnitt zum Einsetzen eines Ringteils 50a aufweist.
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Die
inneren Umfangsecken der zwei longitudinalen Endabschnitte des äußeren Kerns 25 sind
mit Ringteilen 50b und 50a abgedeckt, die aus
Gummi bestehen und als Winkelteile dienen. Der innere Umfang des
Endabschnitts des äußeren Kerns 25 an
der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung 21 ist mit
dem Ringteil 50b abgedeckt, während die innere Umfangsecke
des Endabschnitts des äußeren Kerns 25 an
der Niederspannungsseite der Sekundärwicklung 21 mit dem
Ringteil 50a abgedeckt ist. Wie in 11 dargestellt,
ist das Ringteil 50a in den Einsetzabschnitt 23b,
der in dem Flansch 23a ausgebildet ist, eingesetzt. Bevor
das Ringteil 50a in den Einsetzabschnitt 23b eingesetzt
ist, wird der Innendurchmesser des Ringteils 50a so bemessen,
dass er ein wenig kleiner als der Außendurchmesser des äußeren Umfangs
des Einsetzabschnitts 23b ist. Hierdurch wirkt die elastische
Kraft des Ringteils 50a auf den Einsetzabschnitt 23b in
radialer Richtung nach innen.
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Die
Zündspule 10 wird
wie folgt montiert.
- 1. Das Ringteil 50b wird
in einen Endabschnitt des äußeren Kerns 25 eingesetzt,
und dieser äußere Kern 25 wird
von der Seite des Ringteils 50b in den Transformatorabschnitt 11b mit
dem Hochspannungsanschluss 41 und der Feder 42 eingesetzt.
Das Ringteil 50b wird mittels des Halterabschnitts 13a des
Transformatorabschnitts 11b, wie in 12 dargestellt,
gehalten, um den Einsetzweg des äußeren Kerns 25 einzustellen.
- 2. Die Wicklungsanordnung, bestehend aus der mittleren Kernanordnung 13,
den Permanentmagneten 14 und 15, der Sekundärspule 20,
der Sekundärwicklung 21,
der Primärspule 23 mit
dem in den Einsetzabschnitt 23b eingesetzten Ringteil 50a,
und die Primärwicklung 23 wird
in den äußeren Kern 25 eingesetzt.
Das Ringteil 50a ist in dem Einsetzabschnitt 23b durch
die radial nach innen wirkende elastische Kraft so eingesetzt, dass
es sich nicht aus dem Einsetzabschnitt 23b herausbewegt.
Das Ringteil 50a wird auf der inneren Umfangsecke des Endabschnitts
des äußeren Kerns 25 so
gehalten, dass der Einsetzweg der Wicklungsanordnung reguliert ist.
- 3. Die Kappe ist auf den Transformatorabschnitt 11b aufgesetzt
und das Epoxidharz wird von der Öffnung 12a einer
Kappe 31 eingefüllt.
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Bei
dem oben beschriebenen Montageverfahren kann die Wicklungsanordnung
mit dem äußeren Kern 25 in
den Transformatorabschnitt 11b durch Zusammenbau des äußeren Kerns 25 mit
der Wicklungsanordnung eingesetzt werden, woraufhin dann die innere
Umfangsecke des Endabschnitts des äußeren Kerns 25 an
der Niederspannungsseite vorher mit dem Ringteil 50a abgedeckt
wird.
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In
diesem Fall hat das Epoxidharz 26 einen größeren thermischen
Expansionskoeffizienten als der äußere Kern 25 aus
einem Silikonstahlblech. Wenn die inneren Umfangsecken der zwei
Endabschnitte des äußeren Kerns 25 nicht
mit den Ringteilen 50b und 50a abgedeckt sind,
sondern mit dem Epoxidharz 2b in direkter Berührung stehen,
unterliegen die Ringteile 50b und 50a und das
Epoxidharz 26 aufgrund der Temperaturänderungen wiederholten Ausdehnungen
und Zusammenziehungen, sodass in dem Epoxidharz 26, das
mit den inneren Umfangsecken der zwei Endabschnitte des äußeren Kerns 25 in
Berührung
steht, Risse auftreten. Wenn die Risse in dem die inneren Umfangsecken
der zwei Endabschnitte des äußeren Kerns 25 berührenden Epoxidharz 26 auftreten,
kann durch die Risse zwischen der Blindwicklung 22, der
Anschlussplatte 40 oder dem Hochspannungsanschluss 41 an
der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung 21 oder
der Hochspannungsseite und dem äußeren Kern 25 oder dem
Niederspannungsabschnitt eine Entladung auftreten. Mit dieser Entladung
zwischen dem Hochspannungsabschnitt und dem Niederspannungsabschnitt
nimmt die der Zündkerze
zuzuführende
Spannung ab, sodass die angestrebte Hochspannung der Zündkerze
nicht zugeführt
werden kann.
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Bei
dem fünften
Vergleichsbeispiel sind jedoch die inneren Umfangsecken der zwei
Endabschnitte des äußeren Kerns 25 mit
den Ringteilen 50b und 50a aus Gummi abgedeckt,
sodass sie das Epoxidharz 26 nicht direkt berühren. Weiter
kann der Unterschied in den Expansionskoeffizienten zwischen dem äußeren Kern 25 und
dem Epoxidharz 26 durch die elastischen Verformungen der
Ringteile 50b und 50a ausgeglichen werden. Hierdurch treten in
dem Epoxidharz 26 in der Nähe der inneren Umfangsecken
der zwei Endabschnitte des äußeren Kerns 25 keine
Risse auf, sodass die Entladung zwischen der Hochspannungsseite
der Sekundärwicklung 21,
d.h. der Blindwicklung 22, der Anschlussplatte 40 oder
dem Hochspannungsanschluss 41 und dem äußeren Kern 25 nicht
auftritt. Hierdurch kann die angestrebte Hochspannung der Zündkerze
zugeführt
werden.
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Weiter
kann das Ringteil 50a in den Einsetzabschnitt 23b der
Primärspule 23 eingesetzt
werden, sodass sich das Ringteil 50a nicht von der Primärspule 23 löst, wenn
diese Primärspule 23 in
den äußeren Kern 25 eingesetzt
wird. Hierdurch wird die Montage des Ringteils 50a verbessert
und die Anzahl der Montageschritte vermindert.
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SECHSTES VERGLEICHSBEISPIEL
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Bei
dem sechsten Vergleichsbeispiel ist an dem Endabschnitt einer Primärspule 27 an
der Niederspannungsseite der Sekundärspule 21 ein Flansch 23a ausgebildet,
in dem eine Ringnut 27b als Einsetzabschnitt zum Einsetzen
des Ringteils 50c als winkliges Teil ausgebildet ist. Wenn
das Ringteil 50c in die Ringnut 27b eingesetzt
ist, wird die longitudinale Bewegung so reguliert, dass sich das
Ringteil 50c nicht von der Position löst, wenn die Primärspule 27 in
den äußeren Kern 25 eingesetzt
wird. Hierdurch wird die Montage der Primärspule 27 mit dem
darin eingesetzten Ringteil 50c weiter erleichtert, wodurch
die Montageschritte vermindert werden. Die innere Umfangsecke an
der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung 21 der Endabschnitte
des äußeren Kerns 25 ist
mit dem Ringteil 50b in dem fünften Vergleichsbeispiel abgedeckt.
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Bei
dem fünften
Vergleichsbeispiel und dem oben beschriebenen zweiten Vergleichsbeispiel deckt
das Ringteil als winkliges Teil die inneren Umfangsecken der zwei
longitudinalen Endabschnitte des äußeren Kerns 25 ab,
wodurch eine direkte Berührung
des Epoxidharzes 26 mit den inneren Umfangsecken der zwei
Endabschnitte des äußeren Kerns 25 verhindert
wird. Hierdurch treten in dem Epoxidharz 26 in der Nähe der inneren
Umfangsecken der zwei Endabschnitte des äußeren Kerns 25 infolge von
Temperaturänderungen
keine Risse auf. Weiter wird durch das Ringteil aus einem elastischen
Material, wie z.B. Gummi, der Unterschied in den Expansionskoeffizienten
zwischen dem äußeren Kern 25 und
dem Epoxidharz 26 durch die elastische Verformung der Ringteile
so absorbiert, dass das mögliche Auftreten
von Rissen weiter vermindert wird. Hierdurch wird die Entladung
zwischen der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung 21 oder
dem Hochspannungsabschnitt, wie z.B. der Blindspule 22, der
Anschlussplatte 40 oder dem Hochspannungsanschluss 41 und
dem äußeren Kern 25 oder
dem Niederspannungsabschnitt verhindert, sodass die angestrebte
Hochspannung der Zündspule
zugeführt
wird. Andererseits ist nicht die gesamte Oberfläche des äußeren Kerns 25, sondern
nur die innere Umfangsecke seines Endabschnitts mit dem Ringteil
abgedeckt, sodass der Radius der Zündspule nicht vergrößert wird.
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Das
Ringteil als winkliges Teil besteht bei der fünften und sechsten Ausführungsform
aus Gummi, wobei jedoch statt Gummi ein Elastomer oder Kunststoff
verwendet werden kann. Das Ringteil kann aus einem harten Kunststoff
oder ähnlichem
statt dem elastischen Material bestehen, wenn die innere Umfangsecke
des Endabschnitts des äußeren Kerns
mit einer ausgehärteten
Fläche
abgedeckt werden kann.
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Wenn
das winklige Teil aus einem volumenmäßig schrumpfenden Material,
wie z.B. Schaumstoff besteht, ist der Schaumstoff andererseits leicht verformbar,
sodass der gegen den äußeren Kern
anliegende Schaumstoff in seinem Querschnitt L-förmig entsprechend der Form
der inneren Umfangsecke des Endabschnitts des äußeren Kerns verformbar ist, wenn
man den äußeren Kern
an dem Schaumstoff anbringt, um so die innere Umfangsecke des Endabschnitts
des äußeren Kerns
abzudecken. Hierdurch wird das winklige Teil in seinem Querschnitt nicht
vorher L-förmig,
sondern als einfache Platte ausgebildet, sodass es leicht bearbeitet
werden kann.
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Die
die inneren Umfangsecken des Endabschnitts des äußeren Kerns 25 bei
den Ausführungsformen
abdeckenden Ringteile können
jedoch nur die innere Umfangsecke eines Endabschnitts eines äußeren Kerns 25 abdecken.
Weiter kann der Endabschnitt des äußeren Kerns an der Niederspannungsseite
der Sekundärwicklung
ohne radiale Begrenzung beispielsweise mit einem Ringteil abgedeckt
werden, das einen C-förmigen
Querschnitt aufweist.
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SIEBTES VERGLEICHSBEISPIEL
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Bei
dem siebten Vergleichsbeispiel ist die innere Umfangsecke des Endabschnitts
des äußeren Kerns 25 nicht
mit dem Ringteil abgedeckt, sondern der Endabschnitt der Primärspule 23 an
der Niederspannungsseite der Sekundärwicklung 21 ist in Längsrichtung über den äußeren Kern 25 hinaus
verlängert.
Weiter ist der Flansch 23a am Endabschnitt der Primärspule 23 an
der Niederspannungsseite der Sekundärwicklung 21 in radialer
Richtung über
den Endabschnitt des äußeren Kerns 25 hinaus
verlängert,
um so den Endabschnitt des äußeren Kerns 25 abzudecken.
Die innere Umfangsecke des Endabschnitts des äußeren Kerns 25 an
der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung 21 ist mit
dem Ringteil 50b (nicht dargestellt) wie bei dem fünften Vergleichsbeispiel
abgedeckt.
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Bei
dem siebten Vergleichsbeispiel werden die Risse, wenn sie in dem
Epoxidharz 26 in der Nähe
der Ecke des Endabschnitts des äußeren Kerns 25 auftreten,
von dem Flansch 23a abgedeckt, sodass sie sich nicht weiter
ausdehnen. Hierdurch können
die Risse nicht die die Sekundärwicklung 21 und
die Primärwicklung 24 verbindenden
Drähte
und die in der Zündspule
angeordneten Anschlüsse
erreichen, sodass verhindert wird, dass die elektrischen Drähte von
den Rissen zerbrechen. Weiter wird die Entladung durch die Risse
zwischen der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung oder dem Hochspannungsanschluss
und dem äußeren Kern 25 verhindert,
sodass die angestrebte Hochspannung der Zündkerze zugeführt werden
kann.
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Wenn
sich die Primärspule
an ihrem Flansch bis zur radialen inneren Seite des äußeren Kerns 25 erstreckt,
aber an ihren Enden an der Niederspannungsseite der Sekundärwicklung
in Längsrichtung länger als
der äußere Kern 25 ist,
wird verhindert, dass sich die Risse bis zur inneren Umfangsseite
der Primärspule
ausdehnen. Hierdurch kann ein Bruch der elektrischen Drähte und
eine Entladung verhindert werden.
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Bei
der in 15 dargestellten Änderung steht
der Endabschnitt des äußeren Kerns 25 mit dem
Flansch 23a der Primärspule 23 in
Berührung und überdeckt
diesen. Da die innere Umfangsecke des Endabschnitts des äußeren Kerns
25 kaum mit dem Epoxidharz 26 in Verbindung steht, wird
das Auftreten von Rissen in dem Epoxidharz 26 verhindert,
und wenn in dem Epoxidharz 26 in der Nähe der inneren Umfangsecke
des Endabschnitts des äußeren Kerns 25 Risse
auftreten sollten, kann verhindert werden, dass diese sich ausdehnen.
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Bei
dem siebten Vergleichsbeispiel und ihrer Änderung ist die innere Umfangsecke
des Endabschnitts des äußeren Kerns 25,
die mit der Primärspule überdeckt
ist, nicht mit dem Ringteil überdeckt.
Der Endabschnitt des äußeren Kerns 25,
der mit dem Ringteil überdeckt
ist, ist jedoch weiter mit dem Ringteil überdeckt, welches mit dem Flansch
der Primärspule überdeckt
ist.
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Andererseits
ist der innere Umfang des Endabschnitts des äußeren Kerns 25 an
der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung nicht mit dem Ringteil 50b abgedeckt,
kann jedoch mit dem Flansch der Primärspule oder der äußeren Spule
abgedeckt werden. Wenn die Sekundärwicklung 21 rings
um den äußeren Umfang
der Primärwicklung 24 angeordnet
ist, sind ebenfalls die inneren Umfangsecken der Endabschnitte des äußeren Kerns 25 an
der Niederspannungsseite und der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung
nicht mit den Ringteilen, sondern mit dem Flansch der Sekundärspule abgedeckt. Wenn
die innere Umfangsecke des Endabschnitts des äußeren Kerns 25 an
der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung nicht mit dem Ringteil
abgedeckt ist, können
in dem Epoxidharz 26 in der Nähe der inneren Umfangsecke
des Endabschnitts des äußeren Kerns 25 Risse
auftreten, wodurch die Entladung zwischen der Hochspannungsseite
der Sekundärwicklung 21 und
dem äußeren Kern 25 stattfindet. Die
Risse, wenn welche vorhanden sein sollten, werden jedoch von dem
Flansch der Sekundärspule
oder der äußeren Spule
abgeschirmt und können
sich nicht weiter ausdehnen, sodass die Entladung zwischen einem
anderen Hochspannungsabschnitt und dem äußeren Kern 25 verhindert
wird. Weiter wird verhindert, dass die elektrischen Drähte, wenn
an der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung welche vorhanden
sind, zerbrechen.
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In
den oben beschriebenen Vergleichsbeispielen wird verhindert, dass
das mit der Ecke des Endabschnitts des äußeren Kerns 25 in
Berührung stehende
Ringteil beschädigt
wird, indem die gleiche Endabschnittsecke abgerundet wird, in dem
man sie mittels Eindrücken
oder Bearbeiten abschrägt.
Wenn der Endabschnitt der Ecke des äußeren Kerns 25 nicht
mit dem Ringteil abgedeckt ist, können ebenfalls Risse in dem
Epoxidharz 26 in der Nähe
der Endabschnittsecke des äußeren Kerns 25 verhindert werden.
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Die äußere Wicklung 24 ist
rings um den äußeren Umfang
der Sekundärwicklung 21 bei
den obigen Ausführungsformen
angeordnet, jedoch kann die Sekundärwicklung 21 um den äußeren Umfang
der Primärwicklung 24 angeordnet
sein.
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ACHTES VERGLEICHSBEISPIEL
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Bei
dem in den 16 und 17 dargestellten
achten Vergleichsbeispiel ist die Primärspule 23 auf dem äußeren Umfang
der Sekundärwicklung 21 angeordnet
und aus einem Kunststoff ausgebildet. Ein dünner Film 51, der
als ein Trennteil dient und aus z.B. PET (Polyethylenterephthalat)
besteht, ist rings um den äußeren Umfang
der Primärspule 23 gewickelt,
wie in 18 dargestellt. Die Primärwicklung 24 ist
rings um den äußeren Umfang
des dünnen
Films 51 gewickelt. Der dünne Film 51 kann überlappend
mit einem Überlappungsende 51a,
wie in 19 dargestellt, oder mit einem
Spalt 51b, wie in 20 dargestellt,
herumgewickelt sein. Der dünne
Film 51 aus PET haftet weniger an der Primärspule 23 und
dem Epoxidharz 26. Entsprechend kann sich die Primärspule 23 und
die Primärwicklung 24 getrennt
ausdehnen und zusammenziehen, ohne dass sich die Primärspule 23 und
die Primärwicklung 24,
deren thermische Expansionskoeffizienten sich unterscheiden, unterschiedlich
ausdehnen, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert.
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Der äußere Kern 25 ist
rings um den äußeren Umfang
der Primärspule 24 angeordnet.
Da der äußere Kern 25 durch
zylindrisches Umwickeln mit einer dünnen Silikonstahlplatte rings
um die Primärspule 24 ausgebildet
ist, sodass das vordere Ende nicht das hintere Ende berührt, wird
in Längsrichtung ein
Spalt vorgesehen. Der äußere Kern 25 erstreckt sich
von der Umfangsposition des Permanentmagneten 14 (1)
bis zur Umfangsposition des Permanentmagneten 15 in Längsrichtung.
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Bei
dem oben beschriebenen achten Vergleichsbeispiel ist der dünne Film 51 zwischen
der Primärspule 23 und
der Primärwicklung 24 angeordnet
und haftet weniger an dem Epoxidharz 26, das zwischen die
Wicklungsdrähte
der Primärwicklung 24 und
der Primärspule 23 eingebracht
wurde. Wenn sich jedes Teil der Zündspule 10 ausdehnt/zusammenzieht,
wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, dehnen sich (1) die
Teile auf der inneren Umfangsseite des dünnen Films 51, d.h.
die Primärspule 23,
die Sekundärwicklung 21,
die Sekundärspule 20, die
mittlere Kernanordnung 13 und das Epoxidharz 26 auf
der inneren Umfangsseite des dünnen
Films 51 und (2) die Teile auf der äußeren Umfangsseite des dünnen Films 51,
d.h. die Primärwicklung 24,
der äußere Kern 25,
das Gehäuse 11 und
das Epoxidharz 26 auf der äußeren Umfangsseite des dünnen Films 51 getrennt
voneinander angrenzend an dem dünnen
Film 51 aus und ziehen sich zusammen. Hierdurch wird die
auf die Teile einwirkende Kraft durch den dünnen Film 51 aufgeteilt,
wenn sich die inneren und die äußeren Umfangsteile
des dünnen Films 51 ausdehnen/zusammenziehen.
Entsprechend wird die Kraft, die auf das innere Umfangsteil einwirkt,
das sonst eine größere Kraft
aufnehmen muss als das äußere Umfangsteil,
wenn sie sich ausdehnen/zusammenziehen, vermindert, sodass eine Beschädigung des
inneren Umfangsteils vermindert wird. Da die Verdrehung der Sekundärspule 20 als ein
Teil des inneren Umfangsteils vermindert wird, ist es möglich zu
verhindern, dass die Sekundärspule 20 bei
einer niedrigen Temperatur Risse bildet, wenn die Zähigkeit
der Sekundärspule 20 abnimmt.
Hierdurch kann verhindert werden, dass die elektrische Entladung
zwischen den Wicklungsdrähten
der Sekundärspule 21 längs eines
Risses auftritt, was sonst möglicherweise
bei der Sekundärspule 20 auftritt,
und es kann verhindert werden, dass die elektrische Entladung zwischen
der Sekundärwicklung 21 und
der mittleren Kernanordnung 13 als auch der dielektrische
Durchschlag zwischen der Sekundärwicklung 21 und
der mittleren Kernanordnung 13 auftritt. Entsprechend kann
die von der Sekundärwicklung 21 erzeugte
angestrebte Hochspannung erzeugt werden, und die Hochspannung bewirkt
bei der Zündkerze
die Erzeugung eines guten Funkens.
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Da
es möglich
ist, die Verdrehung nicht nur der Sekundärspule 20, sondern
ebenfalls des Epoxidharzes 26 als dem inneren Umfangsteil,
das zwischen der Sekundärspule 20 und
dem Kern 12 eingebracht ist, aufgrund des Ausdehnens/Zusammenziehens
zu verhindern, und weiter das Auftreten von Rissen an der Berührungsfläche mit
dem Kern 12 zu verhindern, kann man verhindern, dass die
Isolierung zwischen der Sekundärwicklung 21 und
dem Kern 12 bricht.
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NEUNTES VERLEICHSBEISPIEL
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Bei
dem in den 21 und 22 dargestellten
neunten Vergleichsbeispiel ist der dünne Film 51 zwischen
der Primärwicklung 24 und
dem äußeren Kern 25 angeordnet.
Obwohl sich die Position des dünnen
Films 51 von der des achten Vergleichsbeispiels unterscheidet,
wird die aufeinander einwirkende Kraft, wenn sich die an den dünnen Film 51 angrenzenden
inneren und äußeren Umfangsteile ausdehnen/zusammenziehen,
durch den dünnen Film 51 in
der gleichen Weise wie bei dem achten Vergleichsbeispiel geteilt.
Entsprechend ist es möglich
zu verhindern, dass z.B. die Sekundärspule 20, die den
inneren Umfangsteil darstellt, Risse bildet, und es wird ein dielektrischer
Durchschlag in der Zündspule 10 verhindert.
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Obwohl
der dünne
Film 51 aus PET als Trennteil bei den achten und neunten
Vergleichsbeispielen verwendet wird, ist es möglich, ein Trennteil auszubilden,
indem man PET als Trennmaterial auf die Primärspule 23 aufbringt.
Statt PET kann man Silikon, Wachs oder ähnliches als auf die Primärspule 23 aufgebrachtes
Trennmaterial verwenden. Mehrere dünne Filme können an mehreren Abschnitten
angeordnet werden.
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Obwohl
der dünne
Film 51, der geringer an der Spule haftet, und das Epoxidharz 26 als
Trennteil bei den obigen Ausführungsformen
verwendet wird, ist die Verwendung eines Trennteils möglich, das
weniger an mindestens entweder der Spule oder dem Epoxidharz 26 haftet,
und das ebenfalls ermöglicht, dass
die inneren und äußeren Umfangseile
der Zündspule 10 so
getrennt werden, dass sich die Teile, die an das Trennteil angrenzen,
getrennt voneinander ausdehnen/zusammenziehen können.
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Obwohl
die inneren und äußeren Umfangsteile
der Zündspule
durch die Verwendung des dünnen
Films 51 bei den obigen Ausführungsformen getrennt sind,
kann die Spule selbst als ein Trennteil verwendet werden, wenn man
die Spule aus PPS (Polyphenylsulfid) oder PET, das den dünnen Trennfilm 51 bildet,
ausbildet. Da hierdurch kein neues Trennteil erforderlich ist, können die
Anzahl der Teile und die Herstellungsschritte vermindert werden.
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Weiter
ist es möglich,
PET, Silikon, Wachs oder ähnliches
als Trennmaterial auf die Primärwicklung 24 aufzubringen,
sodass das Epoxidharz 26 nicht mit der Primärspule 23 in
Berührung
tritt. Hierdurch kann man verhindern, dass der mit der Primärwicklung 24 in
Berührung
stehende Harzisolator Risse bildet, indem man das Trennmaterial
auf die Primärwicklung 24 aufbringt.
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Statt
das Trennmaterial auf die Primärwicklung 24 aufzubringen,
können
die Wicklungsdrähte der
Primärwicklung 24 mit
einem Material beschichtet werden, wie z.B. Nylon oder Fluorit,
das nicht an dem Epoxidharz 26 haftet. Da sich die Primärwicklung 24 und
der Harzisolator 26 getrennt ausdehnen/zusammenziehen können, wird
die auf die Primärspule 23 über den
Harzisolator 26 von der Primärwicklung 24 aufgebrachte
mechanische Spannung beim Ausdehnen/Zusammenziehen vermindert. Somit
kann man verhindern, dass die Primärspule 23 und der
mit der Primärspule 23 in
Berührung
stehende Harzisolator 26 Risse bildet.
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ZEHNTES VERGLEICHSBEISPIEL
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Bei
dem in 23 dargestellten zehnten Vergleichsbeispiel
weist das Gehäuse 11 der
Zündspule 10 ein
erstes Gehäuse
(Transformatorabschnitt) 11a und ein zweites Gehäuse (Zündkerzenabschnitt) 11c auf,
und der Verbinder 30 wird durch Einsetzen mehrerer Anschlüsse 30a an
einer Öffnung
an der Niederspannungsseite des Gehäuses 11b ausgebildet.
Ein elektronischer Zündschaltkreis 66 ist
in der Zündspule 10 als
Schalt-Schaltkreis vorgesehen.
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Die
Primärwicklung 24 besteht
aus einem Wicklungsdraht 71, der vor dem Aufwickeln, wie
in 24 dargestellt, ausgebildet ist. Der Draht 71 ist ein
selbstverschweißender
Draht. Auf dem äußeren Umfang
eines Kupferdrahtmaterials 72, das den Hauptkörper des
Drahtes 71 bildet, ist eine Isolierschicht 73 ausgebildet,
und eine Trennschicht 74 aus Nylon oder Fluorit ist auf
dem äußeren Umfang
der Isolierschicht 73 als Trennmaterial ausgebildet, und eine
Schweißschicht 75 aus
einem Schweißmaterial ist
auf dem äußeren Umfang
der Trennschicht 74 ausgebildet.
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Die
Schweißschicht 75 schmilzt
und die Drahtwicklungen 71 haften aneinander, wenn die rings
auf einem Hilfskern zu einer Wicklung aufgewickelte Drahtwicklung 71 erhitzt
wird. Wenn sie in diesem Zustand abgekühlt wird, verfestigt sich das
geschmolzene Schweißmaterial,
und der Draht 71 ist in Längsrichtung miteinander verbunden,
wodurch er die Form der rohrförmigen
Spule beibehält,
auch wenn er von dem Hilfskern entfernt wird. Entsprechend kann
die Primärwicklung 24 ohne
Verwendung einer Primärspule
für die
Primärwicklung 24 montiert werden.
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Die
so ausgebildete Primärwicklung 24 kann die
gleiche Struktur wie eine Wicklung aufweisen, die mittels des Schweißmaterials
an ihren äußeren und inneren
Umfangsseiten beschichtet ist, und die mit dem Trennmaterial in
dem Schweißmaterial
versehen ist. Wenn die Primärwicklung 24 und
das Epoxidharz 26 auf der inneren und äußeren Umfangsseite der Primärwicklung 24,
deren thermische Expansionskoeffizienten sich beim wiederholten
Ausdehnen/Zusammenziehen bei einer Temperaturänderung unterscheiden, dehnt
sich das Schmelzmaterial zusammen mit dem Epoxidharz 26 aus,
bzw. zieht sich zusammen damit zusammen, da das Schmelzmaterial
fest an dem Epoxidharz 26 haftet. Das Trennmaterial haftet
weniger an dem Schweißmaterial,
sodass die Primärwicklung 24 von
dem Epoxidharz 26 an der inneren und äußeren Umfangsseite der Primärwicklung 24,
die an das Trennmaterial angrenzt, getrennt ist, und kann sich getrennt
davon ausdehnen/zusammenziehen.
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Da
die Form der Primärwicklung 24 ohne Umwickeln
der Spule gehalten wird, kann die Primärspule entfallen, und der Durchmesser
der Zündspule 10 kann
in radialer Richtung vermindert werden. Da weiter die Primärspule entfallen
kann, wird die Anzahl der Teile geringer und die Produktionskosten
können vermindert
werden.
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Obwohl
die Trennschicht 74 auf der inneren Umfangsseite und die
Schweißschicht 75 auf
der äußeren Umfangsseite
ausgebildet ist, kann die Trennschicht 74 auf der äußeren Umfangsseite
ausgebildet werden, und die Schweißschicht 75 kann auf
der inneren Umfangsseite ausgebildet werden. Eine Beschichtung,
die sowohl Trenn- als auch Schweißeigenschaften aufweist, kann
durch Vermischen des Trennmaterials und des Schweißmaterials
ausgebildet werden. Es ist ebenfalls möglich, eine Beschichtung zu
bilden, die aus einem Material besteht, das beide Eigenschaften
aufweist, indem man ein Trennmaterial mit Schweißeigenschaften oder ein Schweißmaterial
mit Trenneigenschaften verwendet. Das Trennteil kann auf der inneren
oder äußeren Umfangsseite
der Spule verbunden durch das Schweißmaterial ohne Ausbilden der
Trennschicht auf dem Draht angeordnet sein.
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Obwohl
die Schweißschicht 75 nur
auf der Primärwicklung 24 ausgebildet
ist, und die Primärspule
entfällt,
kann die Schweißschicht
ebenfalls nur auf der Sekundärwicklung
ausgebildet sein oder kann sowohl auf der Primär- als auch der Sekundärwicklung 24 und 21 ausgebildet
sein. In diesem Fall wird die Trennschicht auf der Wicklung ausgebildet, auf
der die Schweißschicht
ausgebildet ist.
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Obwohl
die Sekundärwicklung 21 auf
der inneren Umfangsseite der Primärwicklung 24 bei den obigen
Ausführungsformen
ausgebildet ist, ist es ebenfalls möglich, die Positionen der Primärwicklung 24 und
der Sekundärwicklung 21 umzukehren,
indem man die Sekundärwicklung 21 auf
der äußeren Umfangsseite
und die Primärwicklung 24 auf
der inneren Umfangsseite anordnet.
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ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Bei
der in den 25 und 26 dargestellten
ersten Ausführungsform
ist die Sekundärspule 20 auf
dem äußeren Umfang
des zylindrischen Gummiteils 17 angeordnet und besteht
aus einem Harzmaterial. Die Sekundärwicklung 21 ist rings
um den äußeren Umfang
der Sekundärspule 20 angeordnet und
elektrisch mit dem Hochspannungsanschluss 41 verbunden.
Die Primärspule 23 ist
rings um den äußeren Umfang
der Sekundärwicklung 21 angeordnet und
besteht aus einem Harzmaterial. Die Primärwicklung 24 ist rings
um den äußeren Umfang
der Primärspule 23 angeordnet.
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Jede
der Primär-
und Sekundärspulen 23 und 20 ist
aus Kunststoffmaterial gegossen und enthält mindestens einen der Kunststoffe
PPE, PS und PBT, deren Lösungsviskosität unterhalb
0,5 liegt und denen mehr als 5 Gew.% von SEBS (Styrol-Ethylen-Buten-Styrol)
Gummi, beispielsweise als Gummibestandteil, beigegeben wird, dessen
Einfrierpunkttemperatur Tg –30°C oder weniger
beträgt,
und das Glasfasern als Verstärkungsmaterial,
um eine plastische Verformung der Spule zu verhindern, enthält.
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Wie
in den 27 und 28 dargestellt, umfasst
eine Gussform 100 einen Hauptkörper 101, eine Einlassöffnung 102,
eine Auslassöffnung 103 und
eine Ausrichtplatte 105. In 27 und 28 zeigen
die Pfeile die Fließrichtung
des Kunststoffs.
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Die
Einlassöffnung 102,
die Auslassöffnung 103 und
die Ausrichtplatte 105 bilden den Fließweg des Kunststoffs und erstrecken
sich in axialer Richtung des Hauptkörpers 101, der die
Gießform
der Spule darstellt, sodass die Ausrichtung der Glasfasern in dem
Kunststoff gleichförmig
in axialer Richtung des Hauptkörpers 101 verläuft. Da
die Breite des Fließwegs
des Kunststoffs in der Ausrichtplatte 105 schmal ist, neigt
die Ausrichtung der Glasfasern dazu, sich in Strömungsrichtung des Kunststoffs
auszurichten.
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Wenn
der Kunststoff von der Einlassöffnung 102 eingespritzt
wird, werden die Glasfasern, die gleichförmig längs der Strömungsrichtung des Kunststoffs mit
der Ausrichtplatte 105 ausgerichtet sind, längs des
Strömungsweges
des Kunststoffs innerhalb des Hauptkörpers 101 ausgerichtet,
d.h. längs der
Umfangsrichtung, und strömen
aus der Auslassöffnung 103 über die
Ausrichtplatte 105.
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Da
jede Spule aus dem Kunststoffmaterial, das mindestens einen der
Bestandteile PPE, PS und PBT und mehr als 5 Gew.% des Gummibestandteils enthält, dessen
Einfrierpunkttemperatur Tg –30°C oder weniger
beträgt,
um die Zähigkeit
der Spule bei niedriger Temperatur zu erhöhen, gegossen wird, kann die
Spule sich wiederholt ausdehnen/zusammenziehen, ohne dass Risse
auftreten, während
die Wicklung durch das Epoxidharz 26, das zwischen die Drähte jeder
Wicklung eingebracht wurde, an der Spule haftet, wenn sich die Temperatur ändert. Da die
Zähigkeit
jeder Spule bei niedriger Temperatur aufrechterhalten wird, ist
es möglich,
eine Rissbildung jeder Spule bei niedriger Temperatur zu verhindern,
wenn die Zähigkeit
stärker
abnimmt. Entsprechend werden mögliche
elektrische Entladungen längs
eines Risses der Spule zwischen den Wicklungsdrähten der Wicklung verhindert.
Weiter ist es möglich,
das Auftreten einer elektrischen Entladung zwischen der Sekundärwicklung 21,
die in der Nähe des
Kerns 12 angeordnet ist und eine Hochspannung erzeugt,
und dem Kern 12 zu verhindern, und einen dielektrischen
Durchschlag zwischen der Sekundärwicklung 21 und
dem Kern 12 zu verhindern.
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Da
die Fließfähigkeit
des Kunststoffmaterials abnimmt, und es schwierig wird, die Spule
zu gießen, wenn
der Gummibestandteil, um die Zähigkeit
der Spule zu erhöhen,
hinzugefügt
wird, wird die Viskosität
des Kunststoffmaterials auf 0,5 oder weniger eingestellt, um einen
Abfall der Strömungsfähigkeit
zu verhindern.
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Ein
thermischer Expansionskoeffizient der Spule in radialer Richtung
wird vermindert und an den der Wicklung angenähert, indem man die Ausrichtung
der Glasfasern in dem Kunststoffmaterial der Spule längs der
Umfangsrichtung ausrichtet. Da hierdurch der Unterschied zwischen
den thermischen Expansionskoeffizienten der Spule und dem der Wicklung
vermindert wird, und sich die Spule zusammen mit der Wicklung ausdehnt/zusammenzieht, wird
die Verformung der Spule während
des Ausziehens/Zusammenziehens vermindert, und das Auftreten von
Rissen unterbunden. Eine Störung
der Ausrichtung der Glasfaser kann bei den Zusammenfließabschnitten
des eingespritzten Kunststoffs verhindert werden, indem die Auslassöffnung 103 in
der Gießform
der Spule vorgesehen wird, sodass die Ausrichtung der Glasfasern
gleichförmig
längs der
Umfangsrichtung der Spule ist.
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29 ist
ein Diagramm zur Darstellung der Wirkung der vorliegenden Erfindung.
In 29 stellt die horizontale Achse die mittleren
Werte αθ(ppm) des
thermischen Expansionskoeffizienten der Sekundärspule 20 in Umfangsrichtung
bei –40°C bis 130°C in einem
Prüfverfahren
entsprechend ASTM·D696
und die vertikale Achse die Ausdehnungen der Brüche εf (%) bei –40°C dar.
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In 29 stellt
der Punkt A ein Produkt aus einem Material dar, bei dem 20 Gew.%
Glasfasern GF, PPE und PS als Spulenmaterial hinzugefügt wurden.
Hierbei wurde das Spulenmaterial in axialer Richtung eingespritzt.
Man sieht aus diesem Diagramm, dass die Spule dieses Produkts Risse
bildet, da es keinen Gummibestandteil enthält, wobei die Ausdehnung des
Bruchs εf
klein und der thermische Expansionskoeffizient αθ groß ist. Es wird darauf hingewiesen,
dass die Grenzlinie, die entscheidet, ob die Spule Risse bildet
oder nicht, aus Versuchen abgeleitet wurde und als εf = 27800αθ – 0,349
ausgedrückt
wird.
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Punkt
B zeigt Kennwerte eines Produkts, bei dem zu dem obigen Produkt
5 Gew.% eines Gummibestandteils hinzugefügt wurden. Man sieht, dass
die Ausdehnung des Bruchs εf
zunimmt und die Spule keine Risse bildet, wenn man den Gummibestandteil zu
dem bekannten Spulenmaterial hinzufügt. Punkt C zeigt weiter Kennwerte
der Spule. D.h., obwohl das gleiche Spulenmaterial wie beim Stand
der Technik verwendet wird, wurde die Spule nach dem oben beschriebenen
in den 27 und 28 dargestellten Verfahren
gegossen. Da die Glasfasern längs
der Umfangsrichtung durch das in den 27 und 28 dargestellten
Verfahren ausgerichtet sind, ist der thermische Expansionskoeffizient αθ in Umfangsrichtung
gering (α =
30 ppm bei der vorliegenden Ausführungsform),
wodurch die Rissbildung der Spule verhindert wird.
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Punkt
D zeigt Kennwerte der vorliegenden Ausführungsform. D.h., der thermische
Expansionskoeffizient αθ in Umfangsrichtung
wird vermindert und das Ausmaß von
Brüchen εf wird durch
Hinzufügen
von 5 Gew.% des Gummibestandteils erhöht, sodass man das durch A
bezeichnete Produkt erhält,
indem man die Glasfasern in Umfangsrichtung durch das in den 27 und 28 dargestellte
Verfahren ausrichtet. Man sieht, dass es möglich ist, das Auftreten von
Rissen bei der Spule zu verhindern, indem man entweder das Verfahren
verwendet, bei dem 5 Gew.% einer Gummikomponente hinzugefügt werden
oder indem man Glasfasern in Umfangsrichtung ausrichtet.
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Obwohl
die Glasfasern in dem Kunststoff enthalten sind, um die plastische
Verformung jeder Spule zu verhindern, ist es möglich, Glasperlen oder Mika
statt der Glasfasern zu verwenden.
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ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
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Bei
der in den 30 und 31 dargestellten
zweiten Ausführungsform
wird das Epoxidharz 26 rings um den Kern 12 gefüllt und
kein zylindrisches Gummiteil verwendet. Das Gießmaterial und das Gießverfahren
jeder Spule sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
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Eine
Rissbildung der Spule bei einer Temperaturänderung wird in der gleichen
Weise wie bei der ersten Ausführungsform
verhindert und die Anzahl der Teile als auch die Anzahl der Montageschritte wird
vermindert.
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DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Bei
der in den 32 und 33 dargestellten
dritten Ausführungsform
wird das Epoxidharz 26 zwischen den Kern 12 und
die Sekundärspule 20 gefüllt, und
ein Draht 12a ist rings um den äußeren Umfang des Kerns 12 über die
axiale Richtung gewickelt. Hierdurch wird der thermische Expansionskoeffizient des
Epoxidharz 26, der größer als
der der Spule 12 ist, vermindert, offensichtlich nur rings
des äußeren Umfangs
des Kerns 12. Entsprechend wird die Verformung des Epoxidharzes 26 an
der Berührungsfläche mit
dem Kern 12 bei einer Temperaturänderung vermindert, und die
Rissbildung des Epoxidharzes 26 verhindert.
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Da
ein Eckenabschnitt an einem abgestuften Abschnitt des äußeren Umfangs
des Kerns 12 mit einer Laminatstruktur von dem Draht 12a abgedeckt ist,
ist es möglich,
dass das Epoxidharz 26 zwischen dem Kern 12 und
der Sekundärspule 20 auf
der Seite des Kerns 12 Risse bildet.
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Obwohl
der Draht 12a rings um den äußeren Umfang des Kerns 12 gewickelt
ist, ist es möglich,
einen Draht aus einer Glasfaser rings um den Kern 12 zu
wickeln oder den Kern 12 durch ein Rohr aus gewirkten Glasfasern
abzudecken. Weiter ist es möglich,
ein Additiv hinzuzufügen,
das den thermischen Expansionskoeffizienten des Epoxidharzes 26 zwischen
dem Kern 12 und der Sekundärspule 20 zumindest
in der Nähe
und rings um den Kern 12 vermindert.
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Obwohl
das Epoxidharz 26 in das Gehäuse 11 als Harzisolator
eingefüllt
wird und ebenfalls zwischen den Kern 12 und der Sekundärspule 20 gelangt,
kann das Epoxidharz 26, das als Harzisolator verfestigt
ist, nur zwischen den Kern 12 und die Sekundärspule 20 gefüllt werden,
und ein Fluid, wie z.B. Isolieröl,
kann als Isolierung zwischen den anderen Teilen verwendet werden.
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Obwohl
der Gummibestandteil in das Kunststoffmaterial der Sekundärspule 20 und
der Primärspule 23 eingebracht
wurde, kann die Primärspule 20 auf
dem äußeren Umfang
ohne den Gummibestandteil gegossen werden. Weiter ist es möglich, die
Position der Sekundärspule 20 und
der Primärspule 23 umzukehren,
und die Sekundärspule 20 auf
der äußeren Umfangsseite
und die Primärspule 23 auf
der inneren Umfangsseite anzuordnen. Sowohl die Sekundärspule 20 als
auch die Primärspule 23 können mit
dem Gummibestandteil in dem Kunststoffmaterial gegossen werden,
und die Sekundärspule
auf der äußeren Umfangsseite
kann ohne den Gummibestandteil gegossen werden.
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Obwohl
die Spule durch Erhöhen
der Zähigkeit
der Spule und durch Vermindern ihres thermischen Expansionskoeffizienten
keine Risse bildet, ist es möglich,
die Rissbildung der Spule zu vermeiden, indem man den Elastizitätsmodul
der Spule in Umfangsrichtung vermindert. D.h., es ist möglich, die Rissbildung
der Spule zu vermeiden, in dem die Verformung durch Erweichen der
Spule selbst absorbiert, und indem man sie dehnbar macht. Beispielsweise
ist es möglich,
die Rissbildung der Spule dadurch zu vermeiden, indem man ein Material,
das mindestens einen Bestandteil von Silikon, einem flexiblen Epoxid
und einem Elastomer mit geringem Elastizitätsmodul enthält, als
Gießmaterial
der Spule verwendet, und indem man den Elastizitätsmodul gemäß einem Prüfverfahren entsprechend ASTM·D970 auf
1 MPa bis 1000 MPa vermindert. Hier wird die Spule jedoch zu weich,
und die Wickelbarkeit beim Wickeln einer Wicklung rings um die Spule
nimmt ab, wenn der Elastizitätsmodul
unter 1 MPa vermindert wird. Weiter kann die Verformung nicht vollständig absorbiert
werden, wenn er größer als
1000 MPa ist.
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Obwohl
der thermische Expansionskoeffizient αθ der Spule in Umfangsrichtung
durch Ausrichten der Glasfasern in Umfangsrichtung vermindert wurde,
ist es ebenfalls möglich,
den thermischen Expansionskoeffizienten αθ in Umfangsrichtung zu vermindern,
indem man ein Material, das mindestens einen Bestandteil von PPS,
PET, ein Flüssigkristallpolymer
und Epoxid enthält,
als Gießmaterial
für die Spule
verwendet. Insbesondere kann der thermische Expansionskoeffizient αθ in Umfangsrichtung
gemäß dem Prüfverfahren
entsprechend ASTM·D696
auf 10 ppm bis 50 ppm vermindert werden. Mit der Ausrichtung der
Glasfasern in Umfangsrichtung erhält man die gleiche Wirkung.
Hierbei kann der thermische Expansionskoeffizient α8 in Umfangsrichtung
weiter leicht vermindert werden, indem man das Verfahren gemäß 27 und 28 in
Kombination verwendet.
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34 ist
ein Diagramm zur Darstellung der Wirkung zu dieser Zeit. In 34 stellt
die horizontale Achse die mittleren Werte des thermischen Expansionskoeffizienten
in Umfangsrichtung bei –40°C bis 130°C und Expansionskoeffizienten
bei dem Prüfverfahren
entsprechend ASTM·D696
dar, und die vertikale Achse stellt die thermische Verformung dar.
Man sieht aus diesem Diagramm, dass die thermische Verformung beträchtlich
vermindert werden kann, verglichen mit einer Spule, die einen thermischen
Expansionskoeffizienten (72 ppm) aufweist, indem man den thermischen
Expansionskoeffizienten auf 10 ppm bis 50 ppm vermindert.