JPH09507112A - 改良された多芯の電気点火系統用ケーブル - Google Patents

改良された多芯の電気点火系統用ケーブル

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JPH09507112A JP7512802A JP51280295A JPH09507112A JP H09507112 A JPH09507112 A JP H09507112A JP 7512802 A JP7512802 A JP 7512802A JP 51280295 A JP51280295 A JP 51280295A JP H09507112 A JPH09507112 A JP H09507112A
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Abstract

(57)【要約】 欠陥に耐える電気点火系統用ケーブル(10)は、点火パルスのソースに接触すると共にこれらパルスの所定の行先に接触する各々第1及び第2の端子接点(28,30)と、これら第1と第2の端子接点の間に接続された複数の柔軟な点火導体(16,18)とを備え、各々の点火導体は、これら端子接点間に点火パルスを電気的に通信することができ、各々の点火導体は、電気的に不活性の中心材(20)と、実質的に全長にわたりこの中心材の周りに螺旋的及び介在的に巻かれた細長い導電性ワイヤ(22)とを含み、点火導体の各々は、互いにねじれていて、その各々の導電性ワイヤが繰り返し電気的に接触するようにし、これにより、1つ以上の電気的な不連続部が生じたとしても端子接点間に電気的な連続性が維持されるようにし、上記ねじれた点火導体の露出外面は、柔軟な絶縁媒体(26)によって電気的に絶縁される。このケーブルは、任意であるが、その点火系統用ケーブルの点火導体と外面との中間に同心的な強化編組(32)を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 改良された多芯の電気点火系統用ケーブル発明の分野 本発明は、種々の電気点火系統用のケーブルに関する。特に、本発明は、電磁 放射抑制特性を有する電気パルス搬送ケーブルであって、従来技術を用いて効率 的に製造でき、欠陥に耐え且つ改善された動作特性を有する改良された電気パル ス搬送ケーブルに係る。本発明は、主として、自動車の点火系統への適用性に関 連して説明するが、これに限定されるものでないことが当業者に容易に明らかで あろう。先行技術の説明 パルス電流を搬送する電気ケーブルは、電気パルスが発生される場所、例えば 自動車の点火コイルから、それが使用される場所、例えば内燃機関のスパークプ ラグへ電気パルスを確実に供給することを含む時には矛盾する多数の要件を満た さねばならない。しかしながら、長年認識されているように、電気パルスにより 発生される電磁界を抑制して、例えば、無線及び電話通信システムだけでなく、 特に自動車搭載機器も含む他の一般的に遭遇する電子機器に障害を及ぼさないよ うにしなければならない。 公知の電磁抑制ケーブルは、電磁放射問題に首尾良く対処するが、劣化や疲労 や振動や機械的なストレス等によってケーブルの欠陥又は非遮蔽の火花或いはそ の両方を招くために多くのこのようなケーブルに使用される長い螺旋巻きの金属 導体が時々切断する。従って、ケーブルは、電気パルスを導通するという基本的 な機能を実行できないか、又はこのような導通に伴い受け入れられない電磁障害 が生じることがある。自動車の点火ケーブルの場合には、当業者に明らかなよう に、ワイヤの切断により、スパークプラグが点火しなかったり、関連シリンダを 不作動にしたり、又は火花発生を非抑制状態にして、不所望な干渉を生じさせた りする。 抑制特性を有する公知の点火ケーブルの定期的なルーチンチェックは、初期の ワイヤ欠陥の潜在性を必ずしも明らかにしない。その結果、自動車の場合には、 ワイヤ欠陥の最初の兆候は、シリンダの点火故障又は欠陥或いは過剰な電磁障害 となる。このような欠陥は、不都合な時間又は不都合な場所で生じ、計画にない 経費高の不意の保守が必要になる。発明の要旨 そこで、本発明の一般的な目的は、公知の点火ケーブルのこれらの欠点に対処 することである。 別の一般的な目的は、耐欠陥性を改善した改良された点火系統ケーブルを提供 することである。 更に別の目的は、多数の不連続部を含むワイヤ不連続が生じた場合にも満足に 作用し続ける電磁抑制特性を有する点火ケーブルを提供することである。 更に別の目的は、電磁抑制特性が不作用又は失われる前に初期欠陥をルーチン チェックできる信頼性の向上した点火ケーブルを提供することである。 本発明の特定の目的は、多面柔軟性を含む柔軟性を不当に犠牲にせずに優れた 強度を有した点火ケーブルであって、未熟な設置作業者でも不当な懸念や当惑を 抱くことなく公知のケーブルのような見掛けをした点火ケーブルを提供すること である。 更に別の目的は、従来の技術で製造するのに適しており、従来の端末コネクタ と共に使用でき、そして公知の点火ケーブルと同様に設置及び使用できる改良さ れた点火ケーブルを提供することである。 本発明のこれら及び他の目的は、以下の説明から明らかとなろう。 上記の目的は、使用された導電性ワイヤに1つ以上の不連続部が存在しても、 受け入れられる性能の継続を確保するように多数のコア(芯)が配置された多芯 電気点火系統によって達成される。この改良された耐欠陥性の電気系統ケーブル は、点火パルスのソース及びその所定の行先の両方に各々電気的に接触する第1 及び第2の端子接点を備えている。この第1と第2の端子接点の間に複数の柔軟 な点火導体が接続され、これら導体は、以下に述べるように、単なる2つの並列 経路以上の信頼性を達成するように互いに配置される。 点火導体の各々は、第1と第2の端子接点の間に個々に点火パルスを電気的に 通信することができ、そして各点火導体は、電磁放射抑制特性を有する。各々の 点火導体は、電気的に不活性の中心材と、実質的に全長にわたりこの中心材の周 りに螺旋的及び介在的に巻かれて第1と第2の端子接点の間に点火パルスを電気 的に通信する連続的な電気経路を形成する細長い導電性ワイヤとを備えている。 当業者に明らかなように、細長い導電性ワイヤの螺旋巻線と固有の電気的抵抗と の組み合わせは、点火導体に所望の電磁抑制特性を与えるように設計される。 第1と第2の端子接点間に並列関係で配置された複数の柔軟な点火導体を単に 有することに関連したもの以上のレベルの信頼性を達成するために、点火導体の 各々は、互いに対して一般的に螺旋状にねじれていて、各々の細長い導電性ワイ ヤがその各々の長さに沿って、もし連続的でなくても互いに少なくとも繰り返し 電気的接触するようにされる。これは、1つ以上の点火導体の細長い導電性ワイ ヤに沿って1つ以上の電気的な不連続部が不所望に生じたとしても端子接点間の 電気的連続性の確率を相当に高める。 明らかなように、全ての点火導体の螺旋巻きされた導電性ワイヤの電気的な不 連続性即ち切断は、各々の導電性ワイヤに沿った同じ電気的な位置にこのような 切断が生じない限り、必ずしもケーブルの電気的な欠陥を生じない。更に、この ような完全な欠陥は存在しなくても、いずれかの導電性ワイヤに切断が存在する 場合には、端子接点間の抵抗値の変化によってそれを検出することができる。各 ワイヤは、互いに他のワイヤと電気的な並列関係にあり、それらの1つが切断す ると、端子接点間の測定抵抗値が増加する。従って、ルーチン保守チェックの間 に潜在的な問題を検知しそして補修することができる(通常はケーブルの交換に より)。これに対し、公知のケーブルは、このような早期警報を与えず、最初の 指示は、導通の欠陥又は電磁抑制の欠陥であり、このような欠陥は容易に補修で きないことがしばしばある。 螺旋状にねじれた点火導体は、もちろん、同等の長さの公知の点火ケーブルの 単一導体よりも若干長くなる。このねじれ配置は、大きな電気的な一体性の上記 効果に加えて、導体に長手方向の弾力性(ひいては小さな破壊傾向)を与える。 又、ワイヤの螺旋状のねじれは、単一平面の柔軟性又は限定された柔軟性を有す る平行導体の非ねじれ組み合わせとは対照的に、全ての平面において柔軟である 組み合わせを効果的に生じさせる。 端子接点間において、本発明のねじれ点火導体は、柔軟な絶縁媒体内に包囲さ れ、この絶縁媒体は、ねじれた点火導体の露出外面を実質的にその全長にわたり 電気的に絶縁する。実際に、この柔軟な絶縁媒体は、点火導体の周りに押出し成 形される。これにより、外部の見掛けは本質的に従来通りであるが大きな柔軟性 をもつ一体的な点火系統ケーブルが得られる。 柔軟な絶縁媒体は、不透明であって、いかなる所望の色でもよい。又、柔軟な 絶縁媒体は、半透明又は透明であって、複数の螺旋状にねじれた点火導体が目に 見えるようにするのも任意である。これは、購入者又は設置者がケーブルの形式 を容易に識別できるという利点がある。導体のカラーコードも、見掛け及び市場 性を向上させる。 本発明の特徴は、複数の点火導体の各々が本質的に従来設計のものであり、従 って、従来の製造技術に適していることである。本発明の実施形態では3本以上 の柔軟な点火導体を使用できるが、現在好ましいと考えられる自動車のスパーク プラグケーブルの実施形態では2本が必要とされるに過ぎない。 ここに示すように、点火導体の各々は、従来設計のものでよく、即ち公知ケー ブルの単一点火導体でよい。好ましい実施形態では、その各々は、例えば、ファ イバガラス又はKevlar(デュポン社のアラミドファイバ)或いはその両方 の組合わせの細長い素線より成る電気的に不活性な中心材を備えている。Kev larは、中心材の強度を向上し、従って、ケーブル全体の強度を向上させる。 自動車のスパークプラグケーブルの実施形態では、このような不活性のコアは、 一般的に円形の断面であり、通常は、直径が約0.02インチないし0.10イン チであり、例えば、0.05インチである。 通常は1インチ当たり約50ないし150螺旋で電気的に不活性な中心材の周 りに螺旋的及び介在的に巻かれた細長い導電性ワイヤは、例えば、当業者に良く 知られたステンレススチール又はニッケル銅合金より成る。特定の自動車スパー クプラグケーブル実施形態では、ワイヤは、通常、約39AWGに対応する直径 を有する403ステンレススチールワイヤより成る。 好ましい実施形態では、上記点火導体の少なくとも1つの導電性ワイヤは、導 電性アクリル又は導電性ラテックスで少なくとも部分的にそして好ましくは完全 に被覆される。このような被覆は、製造プロセスの更に別の段階中に導電性ワイ ヤを不活性な中心材の周りに位置固定する傾向がある。通常、アクリル又はラテ ックス被覆の導電率は、そのカーボンブラック含有量によって与えられ、これに より、被覆は、必要に応じて電気回路の一部分になり得る。被覆は、製造中にケ ーブルを終端する際に、例えば、絶縁材を切断及び剥離する間に助けとなる成分 を任意に含むことができる。各導体は、通常は、直径が約0.025インチない し0.140インチの範囲であり、例えば、約0.060インチである。 各導体を互いに他の周りで螺旋状にねじることが本発明の重要な要素である。 自動車の点火ケーブルの実施形態において、ねじれの数は、1フィート当たり約 5ないし25であり、例えば、1フィート当たり約10ないし20であり、好ま しくは、約15である。 又、外側の絶縁材も、従来のものである。好ましい実施形態において、シリコ ンゴム又はEPDM(エチレン・プロピレン・ジエン・モノマー)絶縁材を使用 することができる。これにより得られる絶縁被覆ケーブルの直径は、通常は、約 0.20インチないし0.40インチの範囲であり、例えば、約0.32インチで ある。 本発明の別の好ましい実施形態では、同心的な強化編組、例えば、編組ファイ バガラス又はその等効物が複数の柔軟な点火導体と外面との中間に使用される。 この実施形態は、添付図面に関連して更に詳細に説明する。図面の簡単な説明 本発明は、添付図面を参照した特定の好ましい実施形態の以下の詳細な説明か ら容易に理解されよう。 図1は、スパークプラグ点火ケーブルの一部分として使用される本発明の好ま しい実施形態の部分破断全面図である。 図2は、図1の2−2線に沿った非常に拡大した断面図である。 図3は、本発明の点火導体を示す図であって、図1の不透明な柔軟性絶縁媒体 及びコネクタ絶縁体を除去し、端子接点間の点火導体の螺旋状のねじれ配置を示 す図である。 図4は、図2と同様の非常に拡大した断面図であって、強化編組及び他の柔軟 なジャケット又はシースを含む別の実施形態を示す図である。 これら添付図面に示された幾つかの素子は実際のサイズがかなり異なるので、 相対的な寸法は必ずしも同じスケールではないことを理解されたい。しかしなが ら、このような明らかな不調和が本発明を容易に表しそして理解する上で助けと なる。好ましい実施形態の詳細な説明 図1を参照すれば、本発明の点火系統ケーブルの好ましい実施形態は、図1で 見て左端及び右端に第1及び第2の端子接点(図示せず)を有するケーブル部分 10を備えている。これらの接点は、点火コイルコネクタの絶縁体12及びスパ ークプラグコネクタの絶縁体14内に収容され、これらは両方とも当業者に良く 知られた従来設計のものである。 通常、ケーブル部分10は、コネクタ絶縁体12と14との間の長さが1フィ ート未満から数フィート以上である。コネクタ絶縁体12及び14は、ゴム又は ゴム状の保護絶縁体より成り、これは、絶縁機能を遂行すると共に、それが使用 される特定の点火系統の接続の完全性を維持するような形状及び構成にされる。 図1の中央部の付近の破断部分は、中央部付近の複数の柔軟な点火導体を示し ており、これらは、ここに示す実施形態では2本である。しかしながら、本発明 は必ずしもこれに限定されるものではない。これら点火導体の詳細は、図2及び 3に関連して説明する。 かなり拡大した断面図である図2を参照すれば、電気点火系統のケーブル10 は、柔軟な点火導体16及び18を備え、これらは、ここに示す実施形態では同 じものであるが、その必要はない。これら導体は、ガラス及びKevlarファ イバの多数の細長い素線(より線)より成る不活性コア20を備え、その特定の サイズ及び構成は、当業者に良く知られている。電気的に不活性な中心材の断面 形状は円形として示されているが、このような断面は、製造技術、導体が可撓性 であるかどうか、等々に基づいて若干変化する。 この不活性中心材20の周りに螺旋的に且つ介在的に巻かれているのが、細長 い導電性ワイヤ22である。これらワイヤ22の各々は、このワイヤにより搬送 されるべき点火パルスを個々に電気的に連通できるようなサイズである。 図3から明らかなように、柔軟な点火導体16及び18は、互いに他の周りに 螺旋状にねじれており、従って、ワイヤ22は、その各々の長さに沿って繰り返 し又は実質的に連続的に電気的接触する。しかしながら、図2の実施形態では、 導体16及び18のワイヤ22は、導電性被覆24で連続的に又は少なくとも部 分的に覆われている。この被覆は、導体16及び18の位置を安定化する傾向が あり、そして特に端子接点を取り付けるときにケーブルの製造を助成する形態に される。 特定の実施形態では、被覆24は、導電性アクリル又は導電性ラテックス或い はその等効物で構成される。その制限された導電率は、そのカーボンブラック含 有量又は他の適当な材料によって与えられる。被覆の固有抵抗率は、その下のワ イヤより大きくてもよいが、その導電率は、ワイヤに切断が生じたり或いはワイ ヤの劣化、部分的な破壊等によって抵抗値が実質的に増加した場合にワイヤ22 間に導電路を確立するに充分なもの以上である。従って、螺旋巻きされたワイヤ 22は電気的に平行関係にあるが、実際には、ワイヤの全長にわたり互いに他の ワイヤ間に多数の交差経路を形成する。 実際に、導体のねじれは、「安全性のねじれ」と考えることができる。既に述 べたように、これは、いずれか又は両方のワイヤ22に1つ以上の切断があって も、電気的な完全性が維持されるよう確保する。ワイヤ22の部分が切断により 電気的に分離されたとすれば、このような切断の存在が定期的な保守チェック中 に接点間の抵抗値の変化(増加)によって検出される。 導体16及び18は、これらを絶縁及び保護すると共に、魅力的で且つユーザ に馴染み易い見掛け及び形状を与えるために、柔軟な媒体26に収容される。既 に述べたように、柔軟な絶縁媒体26は、シリコンゴム、EPDM絶縁材、又は それと同等のもので構成され、これは、射出成形技術により追加されるのが好ま しい。図示された実施形態では、柔軟な絶縁媒体26は、不透明であるが、既に 述べたように透明又は半透明であるのも任意である。 図3を参照すれば、ワイヤ16及び18は、点火コイル接点28とスパークプ ラグ接点30との間でそれらの全長に沿って螺旋状にねじられ、接点28及び3 0は、コネクタ絶縁体12及び14(図1)内に各々収容される。コネクタ絶縁 体12及び14の場合と同様に、接点28及び30の構成は、特定の設置要件に 適合するような従来設計のものでよい。 図4の強化型実施形態を参照すれば、柔軟な点火導体16及び18と、柔軟な 絶縁媒体26は、図2と実質的に同じである。しかしながら、絶縁媒体26は、 半径方向に細くなっていて、例えば、編組ファイバガラス又は他の増強等効物の ような適当な柔軟材料の同心的環状強化編組32に包囲される。柔軟性絶縁材料 の保護外部環状ジャケット又はシース34は、ケーブル10の外面を構成する。 当業者に明らかなように、外側の環状ジャケットは、複数の押出し段階を生じる 押出し成形技術によって追加することもできる。 シース34は、媒体26と同じ柔軟性絶縁材、例えば、シリコンゴム、EPD M又はそれと同等のポリマ材料より成る。しかしながら、所望の物理的及び審美 的特性を有する他の適当な媒体で構成することもできる。シース34と媒体26 が同じ柔軟性材料で構成される場合には、図2及び4のケーブルは、強化編組3 2の存在を除くと、実際には同一である。 以上の説明から明らかなように、本発明の耐欠陥電気点火系統用ケーブルは、 公知のケーブルの欠点に対処し、コスト高の又は実験的な材料や製造技術を使用 する必要なく高い信頼性及び性能を発揮する。そしてこのケーブルは、前記した 本発明の種々の目的を達成する。 又、研究室の条件のもとで本発明のケーブルにより発生され得られる火花を実 際に見ると、公知の単一導体ケーブルに比して火花の見掛けも優れていることが 示される。このように見掛けが優れていることはここでは説明せず、実際の運転 条件のもとでシステムの優れた点火性能がそれによって得られるか又は制御され るかが決定される。 本発明に基づき許される請求の範囲は、公知技術以上の進歩に範囲的に相応す るある範囲の等効物が許容されるものと理解されたい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ),AM, AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CZ,DE,DK,ES,FI,GB,GE,HU ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LT, LU,LV,MD,MG,MN,MW,NL,NO,N Z,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SI,SK ,TJ,TT,UA,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.欠陥に耐える電気点火系統用ケーブルにおいて、 (a)点火パルスのソースに電気的に接触する第1端子接点と、 (b)上記点火パルスの所定の行先に電気的に接触する第2端子接点と、 (c)上記第1と第2の端子接点の間に接続された複数の柔軟な点火導体とを 備え、 (i)上記点火導体の各々は、上記第1と第2の端子接点の間に個々に上記 点火パルスを電気的に通信することができ、そして電磁放射抑制特性を有し、 (ii)上記点火導体の各々は、電気的に不活性の中心材と、実質的に全長に わたりこの中心材の周りに螺旋的及び介在的に巻かれて上記第1と第2の端子接 点の間に上記点火パルスを電気的に通信するための連続的な電気経路を形成する 細長い導電性ワイヤとを備え、 (iii)上記点火導体の各々は、互いに一般的に螺旋状にねじれていて、そ の各々の細長い導電性ワイヤがその各々の長さに沿って互いに少なくとも繰り返 し電気的接触するようにし、これにより、1つ以上の上記点火導体の細長い導電 性ワイヤに沿って1つ以上の電気的な不連続部が生じたとしても上記端子接点間 に電気的な連続性が維持され、そして (d)上記第1と第2の端子接点の間で上記ねじれた点火導体の露出外面を実 質的にその全長にわたり電気的に絶縁して一体的な点火系統ケーブルを形成する ための柔軟な絶縁媒体を備えたことを特徴とする点火系統用ケーブル。 2.少なくとも1つの上記点火導体の上記細長い導電性ワイヤは、導電性被覆 で少なくとも部分的に覆われる請求項1に記載の点火系統用ケーブル。 3.上記導電性被覆は、導電性ラテックスより成る請求項2に記載の点火系統 用ケーブル。 4.上記点火導体の電気的に不活性の中心材は、ガラスファイバ及びKevl arファイバの細長いより線より成る請求項1に記載の点火系統用ケーブル。 5.上記細長い導電性ワイヤは、ステンレススチールワイヤより成る請求項1 に記載の点火系統用ケーブル。 6.上記柔軟な絶縁媒体は、EPDMより成る請求項1に記載の点火系統用ケ ーブル。 7.上記柔軟な絶縁媒体は、シリコンゴムより成る請求項1に記載の点火系統 用ケーブル。 8.上記柔軟な絶縁媒体は、螺旋状にねじれた点火導体を見えるように露呈す るに充分な光透過性を有する請求項1に記載の点火系統用ケーブル。 9.上記点火系統用ケーブルの上記点火導体と露出面との中間に同心的な強化 編組を備えた請求項1に記載の点火系統用ケーブル。 10.上記強化編組は、編組状ガラスファイバより成る請求項9に記載の点火 系統用ケーブル。 11.上記強化編組の外部に柔軟な絶縁材の環状シースを備えた請求項9に記 載の点火系統用ケーブル。 12.上記環状シース及び上記柔軟な絶縁媒体は、同じ組成を有する請求項1 1に記載の点火系統用ケーブル。 13.欠陥に耐える電気点火系統用ケーブルにおいて、 (a)点火パルスのソースに電気的に接触する第1端子接点と、 (b)上記点火パルスの所定の行先に電気的に接触する第2端子接点と、 (c)上記第1と第2の端子接点の間に接続された複数の柔軟な点火導体とを 備え、 (i)上記点火導体の各々は、上記第1と第2の端子接点の間に個々に上記 点火パルスを電気的に通信することができ、そして電磁放射抑制特性を有し、 (ii)上記点火導体の各々は、電気的に不活性の中心材と、実質的に全長に わたりこの中心材の周りに螺旋的及び介在的に巻かれて上記第1と第2の端子接 点の間に上記点火パルスを電気的に通信するための連続的な電気経路を形成する 細長い導電性ワイヤとを備え、 (iii)上記点火導体の各々は、互いに一般的に螺旋状にねじれていて、そ の各々の細長い導電性ワイヤがその各々の長さに沿って互いに少なくとも繰り返 し電気的接触するようにし、これにより、1つ以上の上記点火導体の細長い導電 性ワイヤに沿って1つ以上の電気的な不連続部が生じたとしても上記端子接点間 に電気的な連続性が維持され、 (iV)上記点火導体の少なくとも1つは、導電性被覆で少なくとも部分的に 覆われ、そして (d)上記第1と第2の端子接点の間で上記ねじれた点火導体の露出外面を実 質的にその全長にわたり電気的に絶縁して一体的な点火系統ケーブルを形成する ための半透明の柔軟な絶縁媒体を備えたことを特徴とする点火系統用ケーブル。 14.上記導電性被覆は、導電性ラテックスより成る請求項13に記載の点火 系統用ケーブル。 15.上記点火導体の上記電気的に不活性の中心材は、ガラスファイバ及びK evlarファイバの細長いより線より成る請求項13に記載の点火系統用ケー ブル。 16.上記細長い導電性ワイヤは、ステンレススチールワイヤより成る請求項 13に記載の点火系統用ケーブル。 17.上記柔軟な絶縁媒体は、EPDMより成る請求項13に記載の点火系統 用ケーブル。 18.上記柔軟な絶縁媒体は、シリコンゴムより成る請求項13に記載の点火 系統用ケーブル。 19.上記点火系統用ケーブルの上記点火導体と露出面との中間に同心的な強 化編組を備えた請求項13に記載の点火系統用ケーブル。 20.上記強化編組は、編組状ガラスファイバより成る請求項13に記載の点 火系統用ケーブル。
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