(57)【要約】  高電圧点火ワイヤ（１０）は、フェライトコアと、当該コアを取囲むコイルワイヤ（１４）と、当該コイルワイヤを取囲む絶縁シースとを有する。コイルワイヤ（１４）は、０．０８１−０．０９９インチの撚線の直径を有する、理論上純粋な銅で形成される。コイルワイヤ（１４）は、１インチ当たり１４０から１６０の巻数でコアの周囲に巻回される。この高電圧点火ワイヤ（１０）の特有の構成により、１３．５−１６．５オーム／ｆｔの有利な抵抗が得られる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火ワイヤ（１０）であって、
細長いフェライトコア（１２）と、
前記フェライトコア（１２）を取囲むコイルワイヤ（１４）と、
前記コイルワイヤ（１４）を取囲む絶縁シース（１６）とを備え、
前記点火ワイヤ（１０）は１３．５−１６．５オーム／ｆｔの抵抗を示す、点火ワイヤ（１０）。
【請求項２】
前記点火ワイヤ（１０）は約１５オーム／ｆｔの抵抗を示す、請求項１に記載の点火ワイヤ（１０）。
【請求項３】
前記フェライトコア（１２）は、前記ワイヤ（１０）のインダクタンスを増大させる高透磁率を有する、請求項１に記載の点火ワイヤ（１０）。
【請求項４】
前記コイルワイヤ（１４）は０．０８１−０．０９９インチの直径を有する、請求項１に記載の点火ワイヤ（１０）。
【請求項５】
前記コイルワイヤ（１４）は、１インチ当たり１４０−１６０の巻数を含む、請求項１に記載の点火ワイヤ（１０）。
【請求項６】
前記コイルワイヤ（１４）は、実質的に純粋な銅である、請求項１に記載の点火（１０）ワイヤ。
【請求項７】
前記フェライトコア（１２）は、鉄と、５．０−８．４％の炭素と、３１．７−３７．８の酸素と、１．５−１．７％の銅と、０．６−０．８％のアルミニウムと、０．１−０．２％の硫黄と、７．０−１１．６％の亜鉛と、２．４−３．３のニッケルとを含む外側コアコーティングを含む、請求項１に記載の点火ワイヤ（１０）。
【請求項８】
点火ワイヤ（１０）であって、
高透磁率を示す細長いフェライトコア（１２）と、
前記フェライトコア（１２）を取囲むコイルワイヤ（１４）とを備え、前記コイルワイヤ（１４）は、（ｉ）０．０８１−０．０９９インチの直径を有し、（ii）１インチ当たり１４０−１６０の巻数を含み、（iii）実質的に純粋な銅からなり、前記点火ワイヤはさらに、
前記コイルワイヤ（１４）を取囲む絶縁シース（１６）を備え、
前記点火ワイヤ（１０）は１３．５−１６．５オーム／ｆｔの抵抗を示す、点火ワイヤ（１０）。
【請求項９】
前記点火ワイヤ（１０）は約１５オーム／ｆｔの抵抗を示す、請求項８に記載の点火ワイヤ（１０）。
【請求項１０】
前記コイルワイヤ（１４）は約０．００５インチの直径を有する、請求項８に記載の点火ワイヤ（１０）。
【請求項１１】
前記コイルワイヤ（１４）は、１インチ当たり約１５０の巻数を含む、請求項８に記載の点火ワイヤ（１０）。
【請求項１２】
前記フェライトコア（１２）は、鉄と、５．０−８．４％の炭素と、３１．７−３７．８の酸素と、１．５−１．７％の銅と、０．６−０．８％のアルミニウムと、０．１−０
．２％の硫黄と、７．０−１１．６％の亜鉛と、２．４−３．３のニッケルとを含む外側コアコーティングを含む、請求項８に記載の点火ワイヤ（１０）。
【請求項１３】
前記フェライトコア（１２）は、繊維ガラスのベースヤーンの上に配設されるフェライトベースのコーティングを含む、請求項８に記載の点火ワイヤ（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、連続番号６０／７１８，３９１号を有し、２００５年９月１９日に出願され、「低抵抗および高インダクタンスの点火ワイヤ（IGNITION WIRE HAVING LOW RESISTANCE AND HIGH INDUCTANCE）」と題された米国仮出願の優先権を主張する。
【０００２】
発明の背景
技術分野
この発明は、一般に、高電圧パルスを伝導するための点火システムおよびその他の装置と共に使用される点火ワイヤ、たとえば、スパークプラグおよびその他の放電装置に設けられているものに関する。この発明は、より具体的に、フェライトコアと、当該コアの周囲におけるコイルワイヤと、外側絶縁シースとを有する点火ワイヤに関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術
内燃機関を使用するか、または高電圧パルスを使用して燃料に点火する車両点火システムおよびその他の装置は一般に、電圧源から対象装置に、たとえば点火コイルからスパークプラグに高電圧パルスを伝導するための点火ワイヤを必要とする。この点火ワイヤは、フェライトコアと、当該コアの周囲に巻回されたコイルワイヤと、当該点火ワイヤの全体を取囲む外側絶縁シースとを含み得る。
【０００４】
いくつかの変動要素がこのような点火ワイヤの性能に影響を及ぼし得、これらの変動要素には、異なる構成要素の材料の組成、異なる構成要素の相対直径、コイルワイヤがコアの周囲に巻回される巻数が含まれるが、これらは数例に過ぎない。さまざまな用途に対し、このような点火ワイヤの動作性能のさまざまな特徴を最適化しようと多くの試みがなされてきたが、この性能のうちの或る局面の改善が今もなお必要とされる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の概要
この発明の一局面は、フェライトコアと、当該コアを取囲むコイルワイヤと、当該コアおよび当該ワイヤの両方を取囲む絶縁シースとを有する高電圧点火ワイヤである。この高電圧点火ワイヤは、１３．５−１６．５オーム／ｆｔの抵抗を示す。
【０００６】
この発明の別の局面によると、フェライトコアと、当該コアを取囲むコイルワイヤと、当該コアおよび当該ワイヤの両方を取囲む絶縁シースとを有する点火ワイヤが提供される。このコイルワイヤは、０．０８１−０．０９９インチの直径を有し、１インチ当たり１４０−１６０の巻数を有し、理論上純粋な銅からなる。
【０００７】
この発明のこれらのおよび他の特徴および利点は、以下の詳細な説明と添付の図面とに関連して考察すると、より容易に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
好ましい実施例の詳細な説明
図１および図２を参照すると、５０，０００ボルトを上回るパルスを含む高電圧点火パルスを伝達することのできる点火ワイヤ１０が示される。例示するこの実施例は、車両エンジンおよびさまざまな非車両エンジンの点火ワイヤに向けられているが、炉、乾燥機、
もしくはボイラー等の用途で使用される工業用イグナイタに電流を供給するか、または、高電圧点火パルスの送出を必要とする航空機の点火システムもしくは他の任意の用途に電流を供給するために、この発明の他の実施例を使用することができる。
【０００９】
点火ワイヤ１０は、高インダクタンスおよび低抵抗を示し、車両の点火システムからスパークプラグに高電圧点火パルスを伝達するために使用され得る。点火ワイヤの高インダクタンスにより、放射される無線周波妨害（ＲＦＩ）の量が減少し、一方で、その低電気抵抗により、電圧パルスの伝達中に被るエネルギ損失が減少する。点火ワイヤ１０は、さまざまなサイズで提供され得、一般に、細長いフェライトコア１２と、同軸に巻回されたコイルワイヤ１４と、絶縁シース１６とを含む。
【００１０】
フェライトコア１２は、高電圧パルスの伝達中にワイヤによって生じるＲＦＩの量を減少させるように点火ワイヤ１０の電磁インダクタンスを増大させる。フェライトコア１２は、点火ワイヤ１０の長手方向軸に沿って延在するワイヤ形状の細長い構成要素であり、好ましくは、その中心に、コアコーティングによって取囲まれたベースヤーンを含む。好ましい一実施例によると、ベースヤーンは、編み組みまたは織り組みの繊維ガラスで形成される。ベースヤーンは、約０．０５２インチ（±１０％）の直径を有する。コアコーティングは、好ましくは、点火ワイヤのインダクタンスを増大させることを助ける高透磁率を有するフェライトスラリーからなり、フェライトコア１２が約０．０８０インチ（±１０％）の全径を有するようにベースヤーンに塗布され、ベースヤーンに浸透する。一例として、フェライトコアコーティングは、約５．０−８．４重量％の炭素、３１．７−３７．８重量％の酸素、１．５−１．７重量％の銅、０．６−０．８重量％のアルミニウム、０．１−０．２重量％の硫黄、７．０−１１．６重量％の亜鉛、２．４−３．３重量％のニッケル、残部の鉄、および微量の不純物を含み得る。好適なフェライトコア１２は、ジェリフ社、ＬＧＭ事業部（Jelliff Corporation, LGM Division）（www.jelliff.com）により販売されている。
【００１１】
コイルワイヤ１４は、点火ワイヤ１０によって運ばれる高電圧点火パルスを伝導し、フェライトコア１２の周囲に２つの構成要素がほぼ同軸となるように巻回される。好ましい一実施例によると、コイルワイヤ１４は、以下の物理的な組成上および構成上の特徴を有する。第１に、コイルワイヤ１４は、好ましくはＥＰＴ（実質的に純粋な）銅からなる。第２に、コイルワイヤ１４は、フェライトコア１２の長さに沿って当該コアをほぼ取囲むように当該コアの周囲に同軸に巻回される蔓巻き形の要素である。好ましい一実施例によると、コイルワイヤ１４は、１インチ当たり１４０から１６０のコイル数または巻数を含む。第３に、コイルワイヤ１４は、約０．００５インチ（すなわち３６ゲージ）の直径を有するワイヤで構成される。
【００１２】
上記３つの特徴のうちの少なくとも１つ以上を含む点火ワイヤ１０の設計により、点火ワイヤには、有利な属性の組合せ、すなわち、低電気抵抗および高電磁インダクタンスがもたらされる。導電性コーティング（図示せず）は、コイルワイヤ１４の抵抗にほとんどまたは全く影響を及ぼさずにコイルワイヤを定位置に保持するものであり、コイルワイヤの上に配設される。好適な導電性コーティングは、キーポリマー（Key Polymer)（www.keypolymer.com）によるデュラボンドＷＣ２１９３（Durabond WC2193）であるが、黒鉛を有する導電性ラテックス材等の他の種類の導電性コーティングを使用することができる。次に、この導電性コーティングに剥離剤を塗り、点火ワイヤ１０の絶縁シース１６の端部を剥ぎ取らなければならなくなったときにこの導電性コーティングと絶縁シース１６とが分離し得るようにする。好適な剥離剤は、イリノイ州（Illinois）ハーヴェイ（Harvey）のフックス・ルブリカンツ社（Fuchs Lubricants Co.）により販売されるルブローダルＥＣ１１４５（Lubrodal EC 1145）であり、これは、ダウンコーニングＨＶ−４９０エマルジョン（Down Corning HV-490 Emulsion）等のエマルジョンと混合可能なコロイド黒鉛で
ある。好適な混合比は、エマルジョン３００ｍｌに対し、ルブローダル５ガロンである。
【００１３】
絶縁シース１６は、外部環境からフェライトコア１２およびコイルワイヤ１４を取囲み、保護し、絶縁する。このシースは、好ましくは、絶縁層２０と、編み組み層２２と、ジャケット２４とを含む。任意の一実施例において、シースは、コーティング層２６も含み得る。これらの層のすべてが存在する場合、互いにほぼ同軸であり、点火ワイヤ１０の長手方向軸に沿って延在する。絶縁層２０は、シース１６の半径方向において最も内側の層であり、フェライトコア１２およびコイルワイヤ１４を取囲みかつ保護する半導性の絶縁層を提供する。絶縁層は、シリコンまたはシリコン含有基板で形成され得るが、代替的に、当業者に公知の他の絶縁熱可塑性ポリマー材料で形成され得る。絶縁層を取囲むのが編み組み層２２であり、この編み組み層２２は、点火ワイヤに引張り強さを付与する。この編み組み層は、好ましくは、８．５Ｐ．Ｐ．Ｉ．の標準斜子織の天然ガラス繊維ヤーンで形成されるが、他の繊維および織りを当然ながら使用することができる。ジャケット層２４は、点火ワイヤ１０を断裂、摩耗、および熱から保護するように編み組み層２２の上に配設され、編み組み層２２を取囲む。適切なジャケット層の材料の一例は、華氏６００°を上回るピーク動作温度を有するシリコン化合物であるが、他のジャケット材料を使用することもできる。さらに、このジャケット層の外表は、所望の外観を得るようにさまざまな技術を用いて仕上げることができる。最後に、ジャケット層２４の上に任意のコーティング層２６を適用することができ、この任意のコーティング層２６は、光沢のある、見た目に美しい外表の外観をワイヤに与える。コーティング層２６は、約１ミクロンの厚さであり得、透明なシリコンベースのコーティングで形成され得る。
【００１４】
製造中に、フェライトコア１２は、ベースヤーンをフェライトスラリーに浸漬することによって形成され、このフェライトスラリーは、乾くとコアコーティングとなる。次に、コイルワイヤ１４を生成するための従来の巻回しの工程により、フェライトコア１２の周囲にコイルワイヤ１４が巻回される。コイルワイヤは、一旦巻回されると、導電性コーティングおよび剥離剤でコーティングされる。次に絶縁シース１６に移ると、従来の押出工程により、まず、絶縁層２０がコア１２およびコイルワイヤ１４上に押出される。このステップの後に、従来の編み組み動作に従い、編み組み層２２が絶縁層２０の上に編み組まれる。次に、同じく従来の押出工程により、ジャケット２４が編み組み層２２の上に押出される。コーティング層２６が含まれる場合、化学的グラフティング工程により、次に、コーティング層２６がジャケット２４に化学的に接合される。この化学的グラフティング工程は、好ましくは、ジャケット２４およびコーティング層２６の分子間に原子の共有結合を生じる。
【００１５】
これにより、点火ワイヤ１０の大まかな組立てが完了し、その後、絶縁ワイヤは好適な長さに切断され、軸方向端部（図示せず）が剥がされて、約１５ｍｍの露出されたコア１２およびコイルワイヤ１４が出現する。露出させたこのワイヤを次に、絶縁シース１６の上に折畳み、定位置に保持するようにステープルで留める。剥がしてステープルで留めた点火ワイヤの端部に適切な電気端子を取付け、この端子に従来のブーツを嵌め込む。使用されるこの端子およびブーツそのものは、特定の用途により規定される。例として、スパークプラグに接続されるように適合される点火ワイヤの端部は、点火コイルに接続することが意図されるものとは異なる。
【００１６】
使用時に、点火ワイヤ１０は、車両の点火システムからスパークプラグに高電圧点火パルスを伝達し、しかも、この伝達は、多くの先行技術の点火ワイヤに比べ、より少ない電気抵抗およびより大きい電磁インダクタンスを伴って行なわれる。この発明の点火ワイヤの設計、特に、上記のフェライトコア１２およびコイルワイヤ１４の特徴により、点火ワイヤ１０は、好ましくは１３．５オーム／ｆｔから１６．５オーム／ｆｔの電気抵抗を示し、より望ましくは、約１５オーム／ｆｔの電気抵抗を示す。コアの直径、フェライトの
組成、および１インチ当たりの巻数の組合せにより、約１７０μＨ／ｆｔ以上のインダクタンスが生じる。
【００１７】
このようにして、この発明に従い、本明細書に指定する目標および利点、特に、低電気抵抗および高電磁インダクタンスに関する目標および利点を実現する点火ワイヤが提供されることが明らかであろう。当然ながら、上記の説明が、この発明の好ましい例示的な実施例に関するものであり、この発明が、示されるこれらの特定の実施例に限定されないことが理解されるであろう。当業者にとってさまざまな変更および変形が明らかになるであろう。また、このような変動および変形のすべては、前掲の請求項の範囲内に入ることが意図される。
【００１８】
この明細書および前掲の請求項で使用される「たとえば」、「例として」、および「等」の用語、「備える」、「有する」、「含む」という動詞、ならびにそれらの動詞の他の語形が、１つ以上の構成要素または他の項目の列挙に関して使用される際には、範囲を設定しないものとして各々が解釈され、この列挙が、他のさらなる構成要素または項目を除外すると考えないことを意味する。他の用語は、異なる解釈を必ず必要とする状況で使用されない限り、その最も広い妥当な意味を用いて解釈されるべきである。
【００１９】
この発明の多くの変形および変動が上記の教示に照らして可能になることは明らかである。したがって、この発明が、前掲の請求項の範囲内で、具体的に記載した以外の態様で実施され得ることを理解されたい。この発明は、請求項によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の点火ワイヤの一実施例の斜視切開図であり、ワイヤのさまざまな構成層を示す図である。
【図２】図１の高電圧点火ワイヤの断面図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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