專利名稱：抑制噪聲的耐高壓線圈型電纜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種抑制噪聲的耐高壓線圈型電纜，這種電纜具有伸長的纜心元件，纜心元件上橫向繞有具有預定電阻率的電阻絲，纜心還涂有絕緣層。這種電纜例如用于車輛的點火電路，需要具有低電傳輸損耗，優(yōu)良的耐熱和耐高壓性，還應該能抑制由發(fā)動機放電點火所引起的形成噪聲的電磁波。
用上述型式的電纜，點火線圈中所產生的高壓通過配電器或者直接傳輸?shù)交鸹ㄈ?。為了使點火線圈與火花塞相連接，采用了耐高壓電纜。
這些電纜可以分成兩類繩式電纜和線圈式電纜。繩式電纜中的纖維浸漬了碳，線圈式電纜中的纜心部分例如是由磁性材料所組成的，其上繞有高電阻率的細金屬絲。
日本實用新型申請公報平1-32253和平6-6418中公開了抑制噪聲的耐高壓線圈型電纜的實例。
在前一篇文獻中，首先用芳族聚酰胺型纖維制作加強的中心繩。通過擠壓使這種繩涂有100份重量的原料聚合物和300-700份重量的鐵氧體粉的捏和混合物，以獲得外徑等于或小于1.3mm的鐵氧體纜心。
在這種纜心上，以8,000-14,000圈/m的繞線密度橫向繞有電阻絲。繞線后的纜心再通過擠壓涂覆由聚烯烴樹脂所組成的絕緣層。這樣獲得的產品進一步覆蓋以護皮層。
根據一個實例，規(guī)格為1,500但尼爾的芳族聚酰胺纖維涂有氯化聚乙烯和Mn-Zn型鐵氧體的混合物。然后這種產品接受直徑為0.06mm、電阻率為105μΩ.cm的鎳-鉻絲的橫向繞組，繞線密度為9,600圈/m，以設定整個電阻絲的導體電阻值為16kΩ/m。
在日本實用新型平6-6418中，由芳族聚酰胺纖維等所組成的伸長纜心通過擠壓涂有與鐵氧體粉捏和的硅橡膠。諸如直徑為0.055mm的不銹鋼絲等的電阻絲浸漬在例如混有碳的環(huán)氧樹脂中，從而獲得具有4-8μm的均勻厚度及102-105Ω.cm比電阻的半導電樹脂涂層。這種涂覆過的電阻絲于是以14,000圈/m的繞組節(jié)距繞在涂覆過的伸長纜心上。
近年來，汽車所產生的廢氣已經成為環(huán)境保護的嚴重問題，而且采取了管理措施。為了符合規(guī)定，已經開發(fā)了所謂的微弱燃燒發(fā)動機。與其它發(fā)動機相比較，這類發(fā)動機需要較高的點火能量。為此，用來連接點火線圈和火花塞的能抑制噪聲和耐高壓的線圈式電纜的電阻必須小于例如公知電纜的一半。
在公知的線圈型電纜中，為了降低電纜的電阻而減少繞線的圈數(shù)。然而，電纜的電感則變小，這就會減弱電纜抑制噪聲的效能。另一種情況，不減少圈數(shù)，而加大電阻絲的直徑，以降低電阻。在這種情況下，當電阻絲致密地纏繞時，加粗的各圈之間可能發(fā)生短路，從而引起電阻的異常降低和噪聲抑制能力的下降。
如果線圈相鄰兩圈的間距小于電阻絲的直徑，就可能發(fā)生短路。為了防止短路，如審查后的日本實用新型公報平6-6418所公開的，可以在電阻絲上涂覆半導電的樹脂。然而，這種方案招致較高的成本，經濟上是不利的。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種線圈式電纜，這種電纜不會使電感降低，且具有較低的電阻和與公知電纜相同的噪聲抑制能力，既不用加粗電阻絲的直徑，也不用減小繞線的圈數(shù)。
這個目的是通過提供抑制噪聲的耐高壓線圈型電纜而實現(xiàn)的，這種電纜包括軸向伸長的纜心件；沿伸長的纜心件的軸向螺旋纏繞的電阻絲；以及在沿伸長的纜心件的軸向螺旋纏繞的電阻絲上形成絕緣涂層。
在上述結構中，電阻絲的抗拉強度至少為0.98N(10gf)，伸長度(斷裂應變)至少為15％，直徑的范圍為大約45-70μm，電阻率的范圍為大約10-50μΩ.cm，電阻絲是以至少7,000圈/m的繞組節(jié)距而螺旋纏繞的，從而使整個電阻絲的導體電阻值設定在大約2-4kΩ的范圍內；以及在繞伸長的纜心件的軸向螺旋纏繞的電阻絲上形成絕緣涂層。
電阻絲可以是由攙有鋁、硅和錳的鎳所組成的。
在最佳模式中，鎳攙有重量各為5％的鋁、硅和錳。
在上述電纜中，伸長的中心纜心件可以由含有至少一種芳族聚酰胺纖維的中心件和鐵氧體層所組成的。
最好，中心件是由三種絞合的芳族聚酰胺纖維所組成的，各種纖維的規(guī)格為1,000但尼爾，鐵氧體層是鐵氧體粉和由樹脂或橡膠所組成的材料的混合物，鐵氧體層的最大外徑為1.3mm。
此外，絕緣涂層可以是由硅橡膠所組成的，其外徑為4.6mm或以下。
在最佳實施例中，圍繞絕緣涂層依次形成玻璃纖維網和外徑為大約7mm的的護皮。
此外，還提供了一種制造抑制噪聲的耐高壓線圈型電纜的方法，這種方法包括以下步驟絞合三種芳族聚酰胺纖維，各種纖維的規(guī)格為1,000但尼爾，從而獲得中心件；將鐵氧體粉與包括從樹脂和橡膠所組成的材料組中所選出的材料的基質相混合，從而獲得混合物；圍繞中心件擠壓混合物，從而獲得最大外徑為1.3mm的伸長纜心件；配置抗拉強度至少為0.98N(10gf)，伸長度至少為15％，直徑的范圍為大約45-70μm，電阻率的范圍為大約10-50μΩ.cm的電阻絲。
以至少7,000圈/m的繞組節(jié)距圍繞伸長纜心件螺旋纏繞電阻絲，從而把整個電阻絲的導體電阻值設定在2-4kΩ/m的范圍內；以及在所繞的電阻絲上形成絕緣涂層。
根據本發(fā)明的電纜特別適用于連接微弱燃燒型發(fā)動機的點火線圈和火花塞。
從以下參照附圖作為非限制性實例所給出的最佳實施例的描述中，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點就會更清楚。其中，

圖1表示本發(fā)明的實施例的透視圖。
電纜的比阻抗Z由公式(1)給出Z=R2+(2πfL-12πfC)2----(I)]]>式中C是電纜的電容；f是電源的頻率；R是電阻絲的電阻；以及L是電感。
通常，在線圈型電纜中，如公式(I)所證明的，當電阻絲的電阻R降低而電感保持不變時，抑制噪聲的能力就會減弱。因此，為了防止這種減弱，就需要增加電感值L。
另一方面，電感L由公式(II)給出L＝π2.d2.μs.N2×10-7(H/m)(II)式中d是伸長纜心件的直徑，μs是伸長纜心件的的磁導率，N則是圈數(shù)。
在公式(II)中，當伸長纜心件的直徑d加大而絕緣涂層的外徑保持不變時，后者就變得較薄，從而使電纜的靜電電容增大。如果絕緣涂層的外徑加大，以抵消靜電的增加，則在電纜的表面上會形成露水。形成的露水可能使伸長纜心件和安裝有所述纜心件的發(fā)動機機體之間的靜電電容增大，從而在火花塞上引起電壓降。當要增大磁導率μs時，就必須增加鐵氧體粉的量。然而，含鐵氧體的橡膠抗拉力較差，伸長度較小，甚至在受到小的力時也容易斷裂。因此，當對電纜端部進行處理時，電阻絲可能會從它所纏繞的纜心件剝落或切斷。
導體電阻值W由公式(III)給出W＝π×d×N×R(kΩ/m)(III)式中d和N的含義與公式(II)中的相同，R則是由公式(IV)所定義的電阻絲的電阻值R＝ρ×L/A(Ω/m) (IV)
式中ρ是電阻率，L是繞有電阻絲的伸長纜心件的長度，A則是電阻絲的橫截面積。
根據上述內容，可以得出這種的結論，增加電感L的最有效方法是增加電阻絲的繞線圈數(shù)N。
電纜的噪聲抑制能力是利用電流方法通過改變圈數(shù)而測定的。這種方法采用了測量高頻電流的電流探針。
根據這些測量，要獲得與可比較公知電纜相等或更好的噪聲抑制能力，所繞圈的密度必須等于或超過7,000圈/m。
從經濟的觀點看，要在不涂覆的情況下提供7,000圈/m以上的密度，電阻絲的直徑最好為70μm或更小，但是考慮到端頭部分壽命的需要，直徑最好應為45μm以上。
至于電阻絲的物理性質，最好抗拉強度至少為0.98N(10gf)，伸長度至少為15％。否則，當高速繞線時，就不能適當?shù)匦纬呻娮杞z圈的橫向布置，批量生產就更困難。
因此，為了獲得與公知型式相同的噪聲抑制能力和低電阻，電纜最好滿足下列條件1)纏繞圈數(shù)7,000圈/m以上；2)電阻絲直徑70μm或更??；3)電阻絲直徑45μm以上；以及4)抗拉強度0.98N(10gf)以上，伸長度15％以上。
通常采用的諸如Ni-Cr絲、不銹鋼絲、Cu-Ni絲等電阻絲不能滿足這些要求。
相反，攙有鋁、硅和錳的鎳絲被發(fā)現(xiàn)是滿足這些條件的適當材料。
圖1中所示的加強的中心件1是通過絞合三種1,000但尼爾芳族聚酰胺纖維而形成的。鐵氧體粉與由氟橡膠所組成的基質相捏和，在纜心1上擠壓這種混合物，從而形成外徑為1.3mm或更小的鐵氧體層。上述加強的中心件1和鐵氧體層2構成伸長的纜心件3。
在伸長的纜心件3上以至少7,000圈/m的節(jié)距繞有直徑為45-70μm、電阻率為10-50μΩ.cm的電阻絲5，從而將整個電阻絲的導體電阻設定在2-4kΩ/m。
這種電阻絲可以包括含有重量各為大約5％的鋁、硅和錳的鎳合金絲。這種電阻絲的一個實例是由Si1ver Doki有限公司所制造的商品“si1bright95”。
然后用由硅橡膠所組成的絕緣涂層6從外部涂覆所繞的電阻絲5和纜心件3，其外徑為4.6mm或更小。此外，這種絕緣涂層6覆有通過編織24種玻璃纖維所形成的加強網7。加強網本身覆有用硅橡膠所組成的護皮8，其外徑為7mm。
在上述抑制噪聲的耐高壓電纜線圈型電纜的實施例中，既不加粗電阻絲5的直徑也不減少所繞的圈數(shù)，就能有效地防止所繞的電阻絲5的電感的減小。這樣制作的電纜電阻低，抑制噪聲能力的與公知電纜相同。
本發(fā)明的電纜特別適于向需要高點火能量的微弱燃燒型發(fā)動機的火花塞提供張力。
權利要求
1.一種抑制噪聲的耐高壓線圈型電纜，這種電纜包括軸向伸長的纜心件(3)；繞所述伸長的纜心件(3)的軸向螺旋纏繞的電阻絲(5)；以及在繞所述伸長的纜心件(3)的軸向螺旋纏繞的所述電阻絲(5)上形成絕緣涂層(6)，其特征在于所述電阻絲(5)的抗拉強度至少為0.98N(10gf)，伸長度至少為15％，直徑的范圍為大約45-70μm，電阻率的范圍為大約10-50μΩ.cm，所述電阻絲(5)是以至少7,000圈/m的繞組節(jié)距而螺旋纏繞的，從而使整個電阻絲的導體電阻值設定在大約2-4kΩ/m的范圍內。
2.根據權利要求1的線圈型電纜，其特征在于所述電阻絲(5)包括攙有鋁、硅和錳的鎳。
3.根據權利要求2的線圈型電纜，其特征在于所述電阻絲(5)是由攙有重量各為5％的鋁、硅和錳的鎳所組成的。
4.根據權利要求1至3任一項的線圈型電纜，其特征在于所述伸長的纜心件(3)是由包含至少一種F纖維的中心件(1)和鐵氧體層(2)所組成的。
5.根據權利要求4的線圈型電纜，其特征在于所述中心件(1)是由三種絞合的芳族聚酰胺纖維所組成的，各纖維的規(guī)格為1,000但尼爾，所述鐵氧體層(2)是一種鐵氧體粉和包括從樹脂和橡膠所組成的材料組中所選出的材料的基質的混合物，所述鐵氧體層(2)最大外徑為1.3mm。
6.根據權利要求1至5任一項的線圈型電纜，其特征在于所述絕緣涂層(6)是由硅橡膠所組成的，其最大外徑為4.6mm。
7.根據權利要求1至6任一項的線圈型電纜，其特征在于還包括玻璃纖維網(7)和外徑為大約7mm的護皮(8)，它們是以這個次序圍繞所述絕緣涂層(6)依次形成的。
8.一種制造抑制噪聲的耐高壓線圈型電纜的方法，所述方法包括下列步驟絞合三種芳族聚酰胺纖維，各種纖維的規(guī)格為1,000但尼爾，從而獲得中心件(1)；將鐵氧體粉與包括從樹脂和橡膠所組成的材料組中所選出的材料的基質相混合，從而獲得一種混合物；圍繞所述中心件(1)擠壓所述混合物，從而獲得最大外徑為1.3mm的伸長纜心件(3)；所述方法的特征在于還包括下列步驟形成抗拉強度至少為0.98N(10gf)，伸長度至少為15％，直徑的范圍為大約45-70μm，電阻率的范圍為大約10-50μΩ.cm的電阻絲(5)；以至少7,000圈/m的繞組節(jié)距圍繞所述伸長纜心件(3)螺旋纏繞電阻絲(5)，從而把整個電阻絲的導體電阻值設定在2-4kΩ/m的范圍內；以及在所繞的所述電阻絲上形成絕緣涂層(6)。
9.根據權利要求1至7任一項的線圈型電纜，其特征在于用來連接微弱燃燒型發(fā)動機的點火線圈和火花塞。
全文摘要
線圈型電纜，絞合三種1,000但尼爾芳族聚酰胺纖維形成中心件。其上擠壓氟基材料和鐵氧體粉的混合物，形成外徑至為多1.3mm的鐵氧體層。中心件和鐵氧體層構成纜心件。電阻絲是用鎳鋁硅錳合金制作的，在纜心件上以至少7,000圈/m的節(jié)距繞有直徑為45至70μm、電阻率為10至50μΩ.cm的電阻絲，將總導體電阻設定在2至4kΩ/m。在繞有電阻絲的纜心件上形成4.6mm外徑的絕緣涂層，其上覆有玻璃纖維加強網和護皮，其外徑為7mm。
文檔編號H01B7/00GK1149745SQ96119960
公開日1997年5月14日 申請日期1996年9月27日 優(yōu)先權日1995年9月28日
發(fā)明者M·東小薗誠, H·井上 申請人:住友電裝株式會社