JPH03184213A

JPH03184213A - 雑音防止用高圧抵抗電線

Info

Publication number: JPH03184213A
Application number: JP1296175A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Yugawa; 湯川　吉美; Toshio Inada; 稔雄稲田; Akira Iketani; 池谷　彰
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1989-11-16
Filing date: 1989-11-16
Publication date: 1991-08-12
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: DE4034197C2; US5057812A; DE4034197A1; JPH0770249B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、自動車等の内燃機関において電気点火に起因
して発生する雑音電波が電線を介して空中に伝播するこ
とにより生じる雑音障害を抑制するための雑音防止用高
圧抵抗電線（以下、点火ケーブルと略記する）に関する
。

〔従来の技術〕

点火ケーブルは従来電波障害の防止および破水時等にお
ける電圧低下の防止の面から芯線の抵抗値として１６に
Ω／ｍ程度、静電容量８０　ｐ　Ｆ／ｍ以下であること
が要請され、外径７ｍ又は８ｍｍのものが一般に使用さ
れている。

このような要請を満足するものとして、特開昭５６−１
０７４１０号公報には第６図に示すようなものが開示さ
れている。

これは、抵抗導体芯線ａの外径が１．２　ｍｍ以下で、
アラミド繊維束よりなるテンションメンバーｂの外周に
内層半導電層Ｃ１剥離層ｄ、外層半導電層ｅから成る半
導電層を有し、外側の絶縁体層ｒにポリエチレン又はポ
リエチレンを含むブレンド物を架橋したものを使用する
ことにより、静電容量８０ｐＦ／ｍ以下としたものであ
る。図中、ｇは補強層、ｈは保護シース層を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

第６図に示す構造の点火ケーブルは、従来の電４１　外
径７　ｍｍ又は８　ｍｍ品については、その静電容量８
０　ｐ　Ｆ　／　ｍ以下を満足する。

しかし、近年の点火ケーブルの軽量化、細径化の要請に
よる外径５ｍΦ以下の点火ケーブルには適合しなくなっ
て来ている。

また、欧州向は車両を始めとし、各国での雑音防止規制
が厳しくなって行く中で、内外層半導電層ｃ、ｅをソリ
ッド方式或いはカーボン塗料浸漬方式で形成するだけで
は十分な雑音防止効果が得られない。

さらに、抵抗導体芯線ａの製法に関連して、高温雰囲気
、冷熱サイクルの実車走行時の熱もしくは振動、屈曲と
いった物理的変化による抵抗値変化の少ないものが要請
されている。

本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、破
水時の分布静電容量を８０ｐＦ／ｍ以下に押え、雑音防
止特性にすぐれ、実車での抵抗値変化を±５％以内に抑
えることができる外径５ｍ＋ｌｌΦ以下の点火ケーブル
を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記の課題を達成するため、本発明にあっては、請求項
（１）に記載のように、抵抗導体芯線、絶縁層および保
護シース層を有する電線において、抵抗導体芯線を補強
芯、フェライトコアおよび金属巻線層とにより外径０．
８閣Φ以下に形成して静電容量を８０ｐＦ／ｍ以下にす
ると共に、電線外径を５　＋ｎ＋ｎΦ以下に形成したこ
とを特徴とする。

絶縁層は、点火ケーブルの難燃化と静電容量を小さくす
るうえで、請求項（２）に記載のように、難燃化処理を
した比誘導率の小さなエチレンプロピレン共重合体（エ
チレンプロビレンジエンミクスチャＥＰＤＭ）を用いる
のが好ましい。

フェライトコア（芯磁性材料）は、点火ケーブルの雑音
防止効果を高めるうえで、透磁率μが大きく、体積固有
抵抗が小さく、かつ耐寒性などの耐久性にすぐれたもの
が望ましい。

このような観点から、フェライトコアのベース材料とし
て、請求項（３）に記載のように、磁性粉体との混和成
形性がよく、柔軟性に冨み、耐熱性、耐寒性にすぐれた
シリコーンゴムとフッ素ゴムを４二６〜１：９の重量比
で配合したものが推奨される。

磁性材料としては、点火スパーク時に生じる放射電力を
小さくし、ジュール熱交換（損失）を支配する渦電流損
失などを大きくすることにより雑音防止効果を高めるう
えで、高透磁率、最高磁束密度、高ヒステリシス損失係
数および高相対損失係数を有するものが望ましい。

そこで請求項（５）に記載のように、前記ベース材料１
００重量部に対して、粒子径１００μｍ以下、初期透磁
率２５００μ、実効飽和磁束密度４０００Ｇａｕｓｓ以
下、相対損失係数４Ｘ１０−６をもつＭｎ−Ｚｎ系のフ
ェライト粉体を単独または２種以上混合したものを２０
０〜４００重量部添加したものを使用する。

さらに、芯磁性材料の体積固有抵抗値を小さくするには
、請求項（４）に記載のように、ベース材料１００重量
部に対して２０重量部以下のカーボン繊維、とくに気相
成長法カーボン繊維が添加される。

以下、上記構成を実施例を示す図面を参照して具体的に
説明する。

〔実施例〕

第１図に本発明による点火ケーブルの一部切欠斜視図、
第２図に同上の断面図を示した。

１は抵抗導体芯線であり、その補強芯２には、４００（
デニール）０４本を編組もしくはＳ−Ｚ方式で撚り込み
、外装に接着性アクリル樹脂をコートし、外径０．４〜
０．４５ｍｍに成形したものを使用する。

この補強芯２の上に、表−２（後掲）に示すフェライト
粉体（１）４００重量部をシリコーンゴム：フッ素ゴム
−７：３のブレンドヘース材料１００重量部に添加した
ものを押出加硫し、フェライトコア層３を形成する。こ
の際、点火ケーブルの静電容量を８０ｐＦ／ｍ以下にす
るために、フェライトコア層３の外径を０．６５〜０．
７　ｍｍ中にする。

この上に、外径０．０４〜０．０４５ｗΦのＮｉＣｒ合
金線（ＪＩＳ規定、ＮＣＷ−１種）を１　ｃｍ当り９１
〜１１５回横巻きして金属巻線層４を形成する。合金線
の横ずれ防止のため、外径の約ｌ／３をフェライトコア
層３に喰い込ませるのが好ましい。

このようにして、外径０．８　ｍｍΦ以下、抵抗値１６
に０７ｍの金属巻線式抵抗導体芯線１を形成する。

この抵抗導体芯線１の上に、誘導率２．５４以下のＥＰ
ＤＭ又は難燃性のＥＰＤＭ被覆材料を外径３．８閣以下
に押出被覆する。

更に、端子（図示せず）をかしめる際の端子〜電線間の
固着力と電線破断強度を増すために、ガラス繊維を５〜
９目／インチの密度で編組した補強Ｎ６を設ける。

この補強層６の上に、シリコーンゴム或いは難燃性ＥＰ
ＤＭ等の保護機能を有するシース材料を押出加硫し、シ
ース層７を形威し、外径５ｍΦの点火ケーブルとする。

なお補強層６とシース層７との密着性をよくするため、
補強層６にはブライマーを施すことが好ましい。

次に、抵抗導体芯線１の外径を０．８　ｍｍΦ以下と限
定した理由について説明する。

第３図に示される電線の静電容量は、一般に（１）式で
表される。

式中、ｄ、、ｄ２　、ｄ、はそれぞれ導体、絶縁体、シ
ースの外径を、またε１　、ε２は絶縁体、シースの比
誘電率を示す。

（１）式において、静電容量Ｃを下げるためには、材料
の比誘電率を下げ、導体外径を細くし、逆に絶縁体とシ
ースの外径を太くすることが有効である。

ここで、点火ケーブルの外径を５ＭΦに限定し、かつ−
船待性（耐電圧、耐熱性等）を満足するためには、導体
外径（ｄｌ）と絶縁体の比誘導率（εｌ）を如何に下げ
るかが要点となる。

第４図は式（１）において絶縁体の比誘導率（ε、）を
パラメータとした導体外径（ｄ、）と静電容量との関係
を示すグラフである。

ここで、絶縁体の外径は３．８鴫、シースの比誘電率を
３．２とし、ガラス編組入りの構造とした。

この計算結果より、８０ｐＦ／ｍの静電容量を得るため
には、点線以下の導体外径と絶縁体比誘電率の組み合わ
せが必要である。雑音防止特性面からはできる限り外径
の大きいことが望ましい。

一方、絶縁体の比誘電率は一般に２．２〜２．３が最低
である。

以上の関係より、絶縁体の実質比誘電率を２．５とし導
体の外径をΦ０．８閣以下と設定した。

次に、点火ケーブルの燃焼性を考えると、従来の非難燃
絶縁体より難燃化絶縁体に変更すべき要求があり、実質
比誘電率を２．５以下で一般物性も具備しているＥＰＤ
Ｍ系絶縁材料の使用に至った。

この難燃化ＥＰＤＭ系絶縁材料の物性値を表＝１に示す
。比誘電率を２．５以下におさえるために難燃効果の高
い臭素系難燃剤と三酸化アンチモンと酸化ジルコニウム
を併用し、その添加量を５〜２０重量部におさえた所に
特徴をもっている。

次に高圧抵抗電線の雑音防止特性について述べる。雑音
防止特性を左右する要因として、（ｉ）電気回路（ｉｉ　）　Ｍ１気回路がある。

（ｉ）電気回路については、スパークプラグで点火した
ときに発生する雑音電波の大きさは（２）式の放射電力
Ｐで表される。

〔Ｉ：電流、Ｅ：印加電圧、Ｚ：インピーダンス〕（２
）式において、印加電圧（Ｅ）は年々高まっていくため
、インピーダンス（Ｚ）を大きくすることが放射電力Ｐ
を小さくさせることになる。このインピーダンス（Ｚ）
は（３）式で表される。

〔Ｒ：抵抗、：インダクタンス、：静電容量、 ω：周波数］Ｒ，Ｃ，ωは、制約要素となるから、インダクタンス（
Ｌ）を大きくする必要がある。このインダクタンス（Ｌ
）は（４）式で表される。

〔α：長量関係数μ：芯磁性材の透磁率、ａ：芯磁性材の半径、Ｎ：単位長さ当りの金属抵抗線の巻き数〕

電線構造上、先に述べたようにａ及びＮは、制約を受け
るから、芯磁性材の透磁率μの大きいものを使用するこ
とが雑音源である放射電力（Ｐ）を小さくすることにな
る。

一方、（ｉｉ　）磁気回路による雑音防止については、
電気エネルギーを熱エネルギーに変えるというジュール
熱交換（損失）に支配される。これは渦電流損失（Ｐｅ
）、ヒステリシス損失（ｐｈ）及び磁性材固有の鉄損失
（相対損失係数）の総和としてとらえることができる。

雑音防止を行うには（５）　、　（６）　、　（７）式
で表される各々の因子が大きくなることか有効である。

渦電流損失ヒステリシス損失Ｐ　ｈ　＝　ｆ　−η・Ｂｍ”　　　　　　　　　＝（
６）相対損失係数　　Ｔａｎδ／μｉ　　　　・・・（
７）〔ｔ：芯磁性材の厚さ、ρ：芯磁性材の固有抵抗、
Ｂｍ：最大磁束密度、ｆ：周波数、ｈ：ヒステリシス損
失係数］以上のことより、限られたスペースに添加される磁性粉
体の望ましい条件として、 ■　高透磁率 ■　高最高磁束密度（高実効飽和磁束密度）■　高ヒス
テリシス損失係数 ■　高相対損失係数を持つことがあげられる。

表−２に今回検討した磁性粉体の緒特性を示す。

フェライトコアで重要なことは、先に示した高透磁率磁
性粉体と、それを多部数添加できるベースポリマーの組
み合わせにある。

表−３に、シリコーンゴム、フッ素ゴムに磁性材料を適
宜添加し、ケブラー繊維上に押出加硫し外径０．８□の
フェライトコアを作威し、種々の試験結果を表した。

この結果、耐熱性から見るとフッ素ゴムフェライトが２
７９°Ｃにおいても柔軟性をもち、又不燃であるといっ
た長所があるが、逆に０°Ｃ程度の耐寒巻付けにおいて
割れが発生する欠点をもっている。

この為、耐寒性に優れたシリコーンゴムをブレンドする
ことが有効な手段であり、合わせて磁性粉体を多量に添
加することができるのもシリコーンゴムの特徴である。

この結果、フェライトコアのヘース材料としては、シリ
コーンゴム（トート：５Ｈ４３２）とフッ素ゴム（ＪＳ
Ｒニアクラス）を重量比で４：６〜１：９にブレンドし
、これに磁性粉体としては粒子径１０μｍ以下、初期透
磁率２５００以上、実効飽和磁束密度４０００Ｇａｕｓ
ｓ以上のＭｎ−Ｚｎフェライトを２００〜４００重量部
添加し、若干量の加硫剤を入れたものが、特性面および
加工面でも優れていることがわかった。

次に雑音防止特性に起因する要因としてフェライトコア
の体積固有抵抗値があげられる。

表−４に、フェライトコアに種々の導電性カーボンを添
加して、体積固有抵抗値と磁性効果を調べた結果を示し
た。

この結果、導電性カーボンとしては、気相成長法炭素繊
維（Ｖａｐｅｒ　Ｇｒｏｗｎ　Ｃｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ
）を５〜２０重量部添加することにより、体積固有抵抗
値を下げることができる。また、渦電流損失（Ｐｅ）を
下げる効果も大きく、線状繊維の持つ熱伝導率の良さが
、雑音防止特性の（１１）ジュール熱交換を容易にし、
総体的に雑音防止特性をよくする結果となる。

すなわち、本発明による点火ケーブルの特徴の１つは、
単に体積固有抵抗のみを低下させるのではなく熱伝導率
に優れた導電性カーボンを使用する点にある。

表−５及び第５図には、本発明による点火ケーブルと従
来品との特性値と、卓上電界強度とをそれぞれ対比して
示した。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、外径５ｍｍΦの
点火ケーブルにおいて、電線の難燃化を果たすと共に、
静電容量が８０ｐＦ／ｍ以下で、しかも雑音防止特性の
すぐれたものが得られる。この点火ケーブルは、長期火
花耐久試験においても、抵抗値が±５％以内であり、安
定した耐久性をもつ。

また、通常の押出成形法により容易に製造できるので、
コストパフォーマンスにもすぐれている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による雑音防止用高圧抵抗電線（点火ケ
ーブル）の一実施例を示す一部切欠斜視図、第２図は同上の断面図、第３図は電線の静電容量を算出するための説明図、第４図は絶縁体の比誘電率をパラメータとする導体外径
と静電容量との関係を示すグラフ、第５図は本発明による点火ケーブルと従来品の周波数と
電界強度との関係を示すグラフ、第６図は従来の点火ケ
ーブルを示す断面図である。１・・・抵抗導体芯線、２・・・補強芯、３・・・フェ
ライトコア層、４・・・金属巻線層、５・・・絶縁層、
６・・・補強層、７・・・シース層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）抵抗導体芯線、絶縁層および保護シース層を有す
る電線において、抵抗導体芯線を補強芯、フェライトコ
アおよび金属巻線層とにより外径０．８ｍｍΦ以下に形
成して静電容量を８０ｐＦ／ｍ以下にすると共に、電線
外径を５ｍｍΦ以下に形成したことを特徴とする雑音防
止用高圧抵抗電線。
（２）絶縁層が難燃性のエチレンプロピレン共重合体で
ある請求項（１）の雑音防止用高圧抵抗電線。
（３）フェライトコアのベース材料がシリコーンゴムと
フッ素ゴムを４：６〜１：９の重量比で配合したもので
ある請求項（１）の雑音防止用高圧抵抗電線。
（４）フェライトコアがベース材料１００重量部に対し
て２０重量部以下のカーボン繊維、好ましくは気相成長
法カーボン繊維を添加したものである請求項（３）の雑
音防止用高圧抵抗電線。
（５）フェライトコアがベース材料１００重量部に対し
て、粒子径１００μｍ以下、初期透磁率２５００μ、実
効飽和磁束密度４０００Ｇａｕｓｓ以下、相対損失係数
４×１０＾−＾６をもつＭｎ−Ｚｎ系のフェライト粉体
を単独または２種以上混合したものを２００〜４００重
量部添加したものである請求項（３）の雑音防止用高圧
抵抗電線。