WO2020111099A1 - 雑音防止抵抗器およびその製造方法 - Google Patents

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WO2020111099A1
WO2020111099A1 PCT/JP2019/046308 JP2019046308W WO2020111099A1 WO 2020111099 A1 WO2020111099 A1 WO 2020111099A1 JP 2019046308 W JP2019046308 W JP 2019046308W WO 2020111099 A1 WO2020111099 A1 WO 2020111099A1
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WO
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core material
magnetic material
noise prevention
adhesive
impregnated
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PCT/JP2019/046308
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義久 中路
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Koa株式会社
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    • H01C3/20—Non-adjustable metal resistors made of wire or ribbon, e.g. coiled, woven or formed as grids the resistive element being formed in two or more coils or loops continuously wound as a spiral, helical or toroidal winding wound on cylindrical or prismatic base
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core

Definitions

  • the present invention relates to a noise prevention resistor mounted on, for example, an engine ignition device of a vehicle and a manufacturing method thereof.
  • a high-voltage current is passed through the spark plug (spark plug) of the engine ignition device to cause it to discharge, and a spark is ignited by blowing a compressed mixture of gasoline and air in the cylinder.
  • a noise prevention resistor is connected in series between the ignition coil body and the spring connected to the spark plug in order to suppress the high frequency noise (noise) generated by the discharge during engine ignition. ..
  • Winding resistors have been conventionally used as such noise prevention resistors.
  • a winding resistor in which a cap is applied to both ends of a resistance element, which is obtained by further coating a thin layer of heat-resistant varnish on the surface of the winding body, baking and hardening, and drying and cutting the resistance element is disclosed. There is.
  • the noise prevention resistor installed in the engine ignition device has a high inductance value and a high resistance value in order to suppress high frequency noise (high frequency noise) generated during engine ignition.
  • the conventional wire-wound resistor described in Patent Document 1 or the like depends on the noise suppression effect depending on the wire diameter and the number of turns of the resistance wire. As a result, there is a problem in that it is difficult to obtain the inductance value required to enhance the noise suppression effect in the low frequency region (for example, suppress noise of 30 MHz or higher).
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a noise prevention resistor having a high inductance value and noise suppression characteristics in a predetermined low frequency region, and a method for manufacturing the same. It is to be.
  • the present invention provides a pair of resistors at both ends of a resistance element including an insulating core material, a resistance wire wound around the outer peripheral surface of the core material, and an insulating coating covering the outer peripheral surfaces of the core material and the resistance wire.
  • the noise preventing resistor having the cap terminal attached thereto, wherein the core material is composed of a bundle of insulating fibers, a fixing agent, and a magnetic material.
  • the magnetic material is ferrite, iron-based alloy, iron oxide, chromium oxide, or manganese oxide.
  • the ferrite is Ni-based ferrite or Mn-based ferrite.
  • a non-impregnated portion of the adhesive is provided on the outer side in the circumferential direction of the magnetic material that is disposed substantially in the center of the core material in the axial direction, and the adhesive is impregnated on the outer side of the non-impregnated portion in the circumferential direction. It is characterized by having a part.
  • the entire region on the outer side in the circumferential direction of the magnetic material arranged in the substantially central portion of the core material in the axial direction is set as the impregnated portion of the adhesive.
  • the surface layer portion of the core material serves as an impregnated portion of the adhesive, and the magnetic material is dispersed in the adhesive.
  • the whole area of the core material is an impregnated portion of the adhesive, and the magnetic material is dispersed in the adhesive.
  • the content of the magnetic material in the core material is 5% or more and 85% or less in terms of a sectional area ratio of the core material.
  • the content of the magnetic material is preferably 10% to 40% in terms of a sectional area ratio of the core material.
  • the method for manufacturing a noise prevention resistor comprises a step of forming a long core material, a step of winding a resistance wire around the outer periphery of the core material, and a core around which the resistance wire is wound.
  • a step of forming a resistance element by cutting the material into a predetermined size and a step of attaching cap electrodes to both ends of the resistance element are provided.
  • the core material is a bundle of insulating fibers, a fixing agent, and a magnetic material. It is characterized by being composed of a body material.
  • the liquid magnetic material is dropped onto the substantially central portion of the bundle of insulating fibers which is horizontally spread during conveyance in a predetermined direction, and the dropped portion
  • the insulating fibers are bundled into a columnar shape while being wrapped around, and then the adhesive is impregnated to form the core material.
  • the powdery magnetic material is applied to a substantially central portion of the bundle of the insulating fiber which is horizontally spread during conveyance in a predetermined direction. It is characterized in that the core material is formed by converging the insulating fibers into a cylindrical shape while inflowing and enclosing the inflowing portion.
  • the bundle of insulating fibers spread in the horizontal direction is substantially
  • the core material is formed by bundling the insulating fibers in a columnar shape while wrapping the magnetic material arranged in the central portion and then impregnating the adhesive agent to form the core material.
  • the core material is formed by impregnating a bundle of the insulating fibers, which is being conveyed in a predetermined direction, with the adhesive and the magnetic material.
  • the method further comprises a step of adjusting an impregnated amount of the fixing agent or an impregnated amount of the fixing agent and the magnetic material in the core material.
  • a noise prevention resistor having a noise suppression characteristic in a predetermined low frequency region is obtained, and when mounted in an engine ignition device of a vehicle or the like, noise emitted from the engine ignition device is effectively suppressed. it can.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a noise prevention resistor (hereinafter, also simply referred to as a resistor) according to the present embodiment.
  • a resistor 10 shown in FIG. 1 is a resistor that functions as a noise filter, and a fibrous insulator (for example, glass fiber) is bundled to form a rod-shaped (cylindrical) core material 5, and a resistor is provided on the outer periphery thereof.
  • a resistance element (also referred to as a resistor) 2 around which the wire 7 is wound, and cap terminals 3a and 3b that are attached to both ends of the resistance element 2 by press fitting or the like and are electrically connected to the resistance wire 7 are provided.
  • the resistance wire 7 wound around the outer periphery of the core material 5 is, for example, a metal wire such as a nickel-iron (Ni-Fe) wire, a nickel (Ni) wire, or a chromium (Cr) wire, depending on the resistance value of the resistor.
  • a metal wire such as a nickel-iron (Ni-Fe) wire, a nickel (Ni) wire, or a chromium (Cr) wire, depending on the resistance value of the resistor.
  • the resistance wire 7 having a wire diameter of about several tens ⁇ m (for example, 30 to 60 ⁇ m) is wound around the core material 5 at a predetermined pitch.
  • a metal wire may be used as it is, or a coated conductive wire in which a resin coating is formed on the surface of the metal wire may be used.
  • An insulating coating (also referred to as resin coating) 6 made of resin is formed on the outer peripheral surface of the resistance element 2.
  • a silicone resin or the like is applied and coated on the outer peripheral surface of the core material 5 around which the resistance wire 7 is wound.
  • the insulating coating 6 has a role of preventing rewinding (springback) of the resistance wire.
  • the core material 5 is composed of a base material made of a glass fiber bundle, a fixing agent (for example, a thermoplastic resin such as epoxy resin), and a magnetic material (for example, ferrite powder, a resin or solvent in which ferrite powder is mixed). To be done.
  • the base material of the core material 5 is configured by bundling a large number of fibrous insulators such as glass, resin, and alumina.
  • a glass fiber bundle is suitable from the viewpoint of cost, high heat resistance and flexibility.
  • a glass fiber bundle is a bundle of multiple glass fibers, and the diameter of one fiber is several ⁇ m to several tens of ⁇ m. Therefore, when conveyed in a long state before cutting, the shape of the core material cannot be maintained and the core material is curved. Therefore, the core material 5 made of glass fiber is impregnated with an epoxy resin, a silicone resin or the like and is heated and cured to have a shape. To maintain.
  • Magnetic materials include iron-based alloys, iron oxides, chromium oxides, manganese oxides, ferrites (Ni-based, Mn-based), etc., but Ni-based ferrites are preferable from the viewpoint of insulation.
  • the content form of the magnetic material in the resistor is either (1) powder (powder), (2) sintered body of powder and binder, or (3) liquid in which resin or solvent is mixed with powder. There is such a form. Considering the ease of production and the like, a liquid in which powder and resin are mixed or a liquid in which powder and solvent are mixed is desirable.
  • Each of the cap terminals 3a and 3b has a bottomed cylindrical shape having an opening, is made of a conductive metal such as iron or stainless steel, and has its surface plated with copper or nickel. There are the following methods for attaching the cap terminals 3a and 3b to the resistance element 2.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the manufacturing process of the resistor according to the present embodiment in time series.
  • Step S1 of FIG. 2 is a step of forming the core material of the resistor.
  • the manufacturing process of the core material has several patterns depending on the content form of the magnetic material. These patterns will be described later in detail.
  • step S3 of FIG. 2 the resistance wire 7 made of the above-mentioned metal material is continuously wound around the outer periphery of the long rod-shaped core material at a predetermined pitch.
  • step S5 the core material around which the resistance wire is wound is dried to cure the resin.
  • step S7 a resin coat is formed by applying silicon resin, for example, to the surface of the core material that has been wound around the resistance wire and dried and cured, in such a thickness that the resistance wire is hidden. Then, in step S9, the resin coat formed in step S7 is cured.
  • the long core material coated with resin and having the resistance wire wound as described above is cut into a predetermined size by a cutter in step S11 to produce individual resistors (winding resistance elements).
  • the cap terminals formed of the above-mentioned metal and having a cylindrical shape with a bottom are attached from both end surfaces of the resistance element.
  • the cap terminal is mechanically pushed (pressed) from both ends of the resistance element in the axial direction to be fixed.
  • the cap terminal may be pressed from the outer peripheral surface thereof to be deformed (caulked) and fixed.
  • step S15 the appearance of the resistor manufactured through the above process is image-inspected, and the resistance value is inspected.
  • step S1 of FIG. 2 the details of the core material forming step in step S1 of FIG. 2, that is, the core material forming method according to the inclusion form (inclusion pattern) of the magnetic material in the core material will be illustrated.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a core material forming method A as a core material manufacturing process of the resistor according to the present embodiment in time series. Further, FIG. 4 schematically shows the configuration of a core material manufacturing apparatus corresponding to the core material forming method A.
  • step S21 of FIG. 3 a plurality of glass fiber bundles in which a large number of glass fibers each having a fiber diameter of about several microns are collected are prepared.
  • step S22 a liquid magnetic material is prepared. Specifically, a magnetic material material in which a magnetic material powder of Ni-based ferrite and a resin are mixed, or a magnetic material material in which a magnetic material powder and a solvent (for example, IPA (isopropyl alcohol), water, etc.) are mixed, Adjust to the desired viscosity.
  • IPA isopropyl alcohol
  • step S23 in the core material manufacturing apparatus 20 shown in FIG. 4, the magnetic material supply unit 27 including a nozzle or a dispenser is filled with the liquid magnetic material prepared in step S22.
  • the magnetic material supply unit 27 is filled with the magnetic material in a state in which precipitation of the magnetic material powder is prevented by a stirring pump (not shown).
  • step S24 as shown in FIG. 4, the conveying means 23 composed of a plurality of rollers is rotationally driven to convey the glass fibers 21 in the spread state in the direction indicated by the white arrow in FIG. Then, in step S25, the liquid magnetic material 28 is dripped from the magnetic material supply unit 27 to the substantially central portion of the spread glass fiber 21.
  • the magnetic material 28a after the dropping is in a state of extending linearly in the conveying direction according to the conveying speed of the glass fiber 21 and the amount of dropping, as shown in FIG.
  • step S26 as shown in FIG. 4, while the glass fiber 21 is narrowed by the focusing portion 24 provided on the downstream side in the vicinity of the portion where the magnetic material is dropped, the portion of the focusing portion 25 where the magnetic material 28 is dropped is removed.
  • the glass fibers 21 are bundled in a columnar shape.
  • the magnetic material 28 is arranged near the center of the bundled glass fibers, and the glass fibers 21 are bundled so as to wrap it.
  • the bundled glass fibers are immediately dried in the following step S27.
  • the core material made of glass fiber which is formed into a long columnar shape in the above-mentioned process and in which the magnetic material is disposed near the center, is transferred to the adhesive impregnation process of step S28. That is, the core material dried in step S27 is impregnated with an epoxy resin (adhesive) to form a long rod. More specifically, the epoxy resin (not containing a solvent) adjusted to a low viscosity by temperature control is stored in a metal tank (resin tank), and the core material passes through this tank to form a core material. Impregnate with resin.
  • the inlet of the resin tank (the inlet of the fiber bundle constituting the core material
  • the amount of impregnation of the resin is adjusted by the amount of squeezing, the passage time, and the viscosity of the resin when the core material is put into the tank through the squeezing nozzle provided in FIG.
  • the resin it is possible to adjust the resin so that it does not penetrate into the central portion of the core material by putting the glass fibers in a bundle (collected as the core material) into the resin tank through a throttle nozzle. ..
  • the temperature of the adhesive is controlled by heating the resin tank with a heater or the like.
  • step S29 it is determined whether or not the amount of resin impregnated into the core material has reached the adjustment value. If the resin impregnation amount has not reached the adjustment value, the impregnation process of step S28 is continued, and if the resin impregnation amount has reached the adjustment value, the core material forming process ends.
  • the liquid magnetic material can be stably arranged inside the core material of the resistance element. Further, since there are no complicated steps, it is the simplest manufacturing method as compared with other core material forming methods described later, and according to the present embodiment, without significantly changing the conventional resistor manufacturing steps. It can be applied to the manufacture of resistors.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a core material forming method B as a core material manufacturing process of the resistor according to the present embodiment in time series. Further, FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of a core material manufacturing apparatus corresponding to the core material forming method B.
  • step S31 of FIG. 5 a plurality of fiber bundles in which a large number of glass fibers having a fiber diameter of several microns are collected are prepared.
  • step S32 the powdery magnetic material 38 is filled in the magnetic material supply unit 37, which is provided in the core manufacturing apparatus 30 of FIG.
  • step S33 as shown in FIG. 6, a plurality of rollers of the conveying means 33a are rotationally driven to collectively convey a plurality of bundles of glass fibers 31 toward the adhesive impregnating portion 32.
  • step S34 the glass fibers collected as described above are impregnated with the adhesive 39 from the outer periphery thereof in the adhesive impregnating portion 32 in which the adhesive 39 is stored in advance.
  • the adhesive 39 for example, an epoxy resin is used.
  • the epoxy resin (containing no solvent) adjusted to have a low viscosity by temperature control is stored in a metal tank (adhesive-impregnated portion 32), The amount of impregnation is adjusted by the time when the core material passes through.
  • the glass fiber impregnated with the fixing agent as described above is spread by the conveying means 33b in step S35, and the powdery magnetic material supplied from the magnetic material supply unit 37 to the substantially central portion of the expanded glass fiber.
  • the powdered magnetic material 38a poured into the glass fiber 31 spreads in a streak shape in the transport direction of the glass fiber 31, as shown in FIG.
  • step S36 as shown in FIG. 6, the powdery magnetic material 38a is attached by the two focusing portions 35a and 35b provided on the upstream side and the downstream side of the glass fiber 31 in the conveying direction (indicated by the outlined arrow).
  • the glass fibers are bundled into a cylindrical shape so as to wrap around the glass fibers in the above-mentioned portion.
  • the powder magnetic material can be stably arranged inside the core material of the resistance element. Further, since the powdery magnetic material material arranged in the core material does not penetrate into the surroundings, the magnetic material material can be easily sealed in the substantially central portion of the core material.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a core material forming method C as a core material manufacturing process of the resistor according to the present embodiment in time series. Further, FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a core material manufacturing apparatus corresponding to the core material forming method C.
  • step S41 of FIG. 7 a plurality of fiber bundles in which a large number of glass fibers having a fiber diameter of several microns are collected are prepared.
  • step S42 a thread-shaped or rod-shaped magnetic material is prepared.
  • a magnetic material powder and a binder (solvent) are mixed and extruded into a long thread (rod) to be molded.
  • step S43 the magnetic material molded as described above is sintered.
  • step S44 as shown in the core material manufacturing apparatus 40 of FIG. 8, the plurality of rollers of the transporting means 43 are rotationally driven to spread the glass fiber 41 and transport the glass fiber 41 in the direction indicated by the white arrow.
  • the above-mentioned magnetic material 47 molded in a thread shape or a rod shape is conveyed in the direction indicated by the white arrow using the holding means (chuck) 44.
  • the transported glass fibers 41 and the magnetic material 47 are arranged side by side, and the magnetic material 47 is arranged in the focusing portion 45 at a substantially central portion in the axial direction of the core material.
  • the glass fibers 41 are bundled into a cylindrical shape so as to surround the body material 47 (step S45).
  • step S46 the epoxy resin (adhesive) is impregnated in the adhesive impregnation step of step S46 with respect to the core made of glass fibers in which the magnetic material is arranged near the center in the axial direction. Then, in step S47, it is determined whether or not the amount of resin impregnated into the core material has reached the adjustment value. If the amount of impregnation has not reached the adjustment value, the impregnation process of step S46 is continued and impregnation is performed. When the amount reaches the adjustment value, the core material forming process is ended. As a result, the core material is formed into a long rod shape.
  • the epoxy resin (containing no solvent) adjusted to have a low viscosity by temperature control is stored in a metal tank (resin tank), and the inside of this tank is filled. The amount of impregnation is adjusted depending on the time when the core material passes.
  • the magnetic material sintered and formed into a thread shape or a rod shape can be arranged inside the core material of the resistance element so that its cross-sectional shape is substantially circular.
  • the sintered and molded magnetic material in the manufacturing process, it may spill down like a powder magnetic material, or it may penetrate too much into the surroundings like a liquid magnetic material. Absent. Therefore, the magnetic material can be stably arranged in the substantially central portion of the core material.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a core material forming method D as a core material manufacturing process of the resistor according to the present embodiment in time series. Further, FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of a core material manufacturing apparatus corresponding to the core material forming method D.
  • step S51 of FIG. 9 a plurality of fiber bundles in which a large number of glass fibers having a fiber diameter of several microns are collected are prepared.
  • step S52 the powder magnetic material and the resin (epoxy resin) for the adhesive are mixed to adjust the viscosity to a predetermined value.
  • step S53 the mixture 59 of the powder magnetic material and the resin is filled in the metal tank (resin tank) 52 provided in the core material manufacturing apparatus 50 of FIG.
  • step S54 as shown in FIG. 10, a plurality of rollers of the conveying means 53 are rotationally driven to bundle the glass fibers 51, and in the direction of the resin tank 52 in FIG. 10 (direction indicated by a white arrow). Transport.
  • step S55 the adhesive and the magnetic material are impregnated into the outer periphery of the glass fiber bundled as described above in the resin tank 52.
  • step S56 it is determined whether the impregnated amount of the mixture 59 into the core material has reached the adjusted value. If the impregnated amount has not reached the adjustment value, the impregnation process of step S55 is continued, and if the impregnated amount has reached the adjustment value, the core material forming process ends.
  • the method of impregnating the mixture 59 in the resin tank 52 of the core material forming method D is the same as the resin impregnation method described in the core material forming method A.
  • Reference numerals 54a and 54b in FIG. 10 are throttle nozzles not shown in the description of the core material forming method A.
  • the structure of the core material manufactured by the core material forming methods A to D described above will be described with reference to FIGS. 11 to 14.
  • the core material structure of the resistor according to the present embodiment there are a plurality of structures depending on the content form of the magnetic material described above.
  • the cross-sectional view indicated by reference numeral (a) is a vertical cross-sectional view when the resistor of FIG. 1 is axially cut along the line XX′, and the reference numeral (b) is used.
  • the cross-sectional view indicated by) is a vertical cross-sectional view when the resistor of FIG. 1 is cut in the direction orthogonal to the axial direction along the line YY'.
  • FIG. 11 is an example of the core material structure of the resistor according to the present embodiment, in which the magnetic material 15 is contained substantially at the center in the axial direction of the core material, and the adhesive is provided on the outer side in the circumferential direction of the magnetic material 15. A portion 13 of only glass fibers that is not impregnated is provided, and a portion 14 in which the glass fibers are impregnated with a fixing agent is provided outside the portion 13 in the circumferential direction.
  • the core material structure shown in FIG. 11 includes the portion 13 that is not impregnated with the adhesive (that is, only the glass fiber) between the magnetic material and the glass fiber impregnated with the adhesive, and is impregnated with the adhesive. If it is not done, the part 13 will not harden, and thus will function as a cushion. As a result, it is possible to sufficiently secure the bending strength in the direction orthogonal to the axis while the core material has flexibility and the compression strength in the axial direction.
  • the adhesive that is, only the glass fiber
  • FIG. 12 is another example of the core material structure of the resistor according to the present embodiment, in which the magnetic material 15 is contained substantially at the center in the axial direction of the core material, and the magnetic material 15 and the core are arranged in the circumferential direction.
  • a portion 16 formed by impregnating glass fiber with a fixing agent is formed between the outer surface of the material and the outer surface.
  • the core material structure shown in FIG. 12 does not include a portion only made of glass fiber that is not impregnated with a fixing agent on the outer side in the circumferential direction of the magnetic material. Therefore, the compressive strength in the axial direction can be increased.
  • the core material having the structure shown in FIGS. 11 and 12 can be manufactured by the core material forming methods A to C described above. That is, the core material having the structure shown in FIG. 11 corresponds to an example of the manufacturing method in which the resin is not permeated to the central portion of the core material in the impregnation step in the resin tank. Further, the core material having the structure shown in FIG. 12 corresponds to an example manufactured by a method of permeating the resin to the central portion of the core material in the impregnation step in the resin tank.
  • FIG. 13 is a further example of the core material structure of the resistor according to the present embodiment, in which the glass fiber 13 is impregnated with the magnetic material and the adhesive only in the vicinity of the outer periphery (surface layer portion) of the core material. It has a structure in which 17 is formed.
  • the magnetic material is not arranged in the central portion in the axial direction, but the magnetic material is dispersed in the adhesive in the vicinity of the outer periphery of the core material (surface layer portion). Therefore, the glass fiber 13 absorbs the deformation due to the stress, and the structure has high elasticity and flexibility.
  • FIG. 14 shows still another example of the core material structure of the resistor according to the present embodiment, which has a structure in which the magnetic material 18 is contained so as to be substantially uniform over the entire core material.
  • a mixture of a powder magnetic material and an adhesive such as an epoxy resin
  • the magnetic material is dispersed in the adhesive throughout the core material.
  • the core material having the structure shown in FIGS. 13 and 14 can be manufactured by the core material forming method D described above. That is, the core material shown in FIG. 13 corresponds to a manufacturing method in which the mixture of the powder magnetic material and the fixing agent is not permeated into the glass fiber up to the central portion of the core material. Further, the core material shown in FIG. 14 corresponds to the manufacturing method in which the mixture of the powder magnetic material and the adhesive is permeated into the glass fiber up to the central portion of the core material.
  • FIG. 15 is a graph showing the results of comparing the electrical characteristics (noise suppression characteristics) of the resistor according to the present embodiment and the conventional resistor (resistor in which the core material does not include a magnetic material).
  • the horizontal axis represents frequency (MHz) and the vertical axis represents S21 characteristic (dB).
  • the S21 characteristic is an S parameter indicating the amount of signal attenuation after passing through the noise prevention resistor.
  • the resistor according to the present embodiment (example) including a magnetic material in the core material has a resonance point in a lower frequency region than a conventional resistor including no magnetic material, Moreover, the absolute value of S21 is small, that is, it has a good filter characteristic (noise suppression effect).
  • the content of the magnetic material in the core material of the resistor was calculated as the content of the magnetic material per unit volume.
  • the glass fiber impregnated with the adhesive which forms the core material of the resistor, has a cross-sectional area of 5% of the entire core material. Without the above, it is difficult to maintain the shape of the core material.
  • the core material may not be able to withstand the fastening force due to the winding of the resistance wire.
  • the magnetic material can be contained up to 85% of the whole core material, excluding the glass fiber impregnated with the adhesive and the glass fiber not impregnated with the adhesive. That is, the upper limit of the content of the magnetic material is 85% in terms of sectional area ratio.
  • FIG. 16 shows the relationship between the content (%) of the magnetic material in the core material of the resistor and the electrical characteristics (resonance frequency shift amount (MHz)) of the resistor.
  • the content of the magnetic material was changed and the characteristics were compared.
  • the content of the magnetic material is 1%, 4%, and 19% from the left, and the sample used is the sintered body of the magnetic material (ferrite) located approximately in the center of the core material.
  • 12 is a resistor having the structure of FIG.
  • the resonance frequency of the resistor starts to shift to the low frequency side when the content of the magnetic material is around 5%. Therefore, when the core material contains a magnetic material having a cross-sectional area ratio of 5% or more, target filter characteristics (noise suppression effect) can be expected. Therefore, the content of the magnetic material in the core material of the resistor according to the present embodiment has a lower limit value of 5% in terms of the cross-sectional area ratio of the core material.
  • the layer of glass fibers (the glass fibers not impregnated with a fixing agent) that serves as a cushion is preferably present in an amount of 30% or more in order to absorb the expansion and contraction of the glass fibers impregnated with the fixing agent.
  • the content of the magnetic material material is in the optimum range of 10% to 40% in terms of the cross-sectional area ratio of the core material.
  • the method of impregnating the core material with the adhesive is not limited to the above-described method, and the following method can be used as another impregnation method.
  • ⁇ Other impregnation method 1> For example, rotary rollers that rotate in the transport direction sandwiching the core material are provided above and below the core material, and a groove for pouring resin is provided in the rotary roller. Then, the resin is poured into this groove by a dispenser or the like, and the resin is transferred to a portion near the outer periphery of the core material (surface layer of the core material).
  • ⁇ Other impregnation method 2> When a part of the glass fiber is immersed in the tank in which the resin is stored, the glass fiber is conveyed while being divided into a part impregnated with the resin and a part not impregnated with the resin. Then, at the stage of bundling the glass fibers, the glass fibers impregnated with the resin are bundled so as to be arranged on the outer periphery.
  • ⁇ Other impregnation method 3> In the step of winding the resistance wire around the core material, the resin is dropped from a dispenser or the like to allow the resin to permeate the surface of the core material. Almost at the same time as the winding process of the resistance wire, the core material is impregnated with the resin as the fixing agent, so that the manufacturing process can be simplified.
  • ⁇ Other impregnation method 4> Apply the resin from the top and bottom sides or the left and right sides of the core material with a brush or brush.
  • the resin tank for impregnating the fixing agent is not required, and the core material manufacturing apparatus can be downsized.
  • the core material is insulated.
  • the noise prevention resistor functions as a noise filter in which the resonance frequency or the cutoff frequency is shifted within a predetermined frequency range.
  • the resistor according to the present embodiment when used as a noise-preventing resistor for a vehicle engine ignition device, noise emission such as ignition noise from the engine ignition device can be effectively suppressed due to the above-described filter characteristics.
  • the core material has flexibility and the compressive strength can be increased by impregnating the resin. And the bending strength can be secured.

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Abstract

所定のノイズ抑制特性を備えた雑音防止抵抗器およびその製造方法を提供する。 芯材５の軸方向の略中心部に磁性体材料（フェライト）１５を含有し、磁性体材料１５の周方向外側に固着剤を含浸しないガラス繊維のみの部位１３を備え、部位１３の周方向外側にガラス繊維に固着剤の含浸部位１４を備えた構成とする。これにより所定周波数範囲においてノイズ抑制効果を確保するためのインダクタンスが得られ、雑音防止抵抗器が所定周波数範囲内に共振周波数または遮断周波数を有するノイズフィルタとして機能する。

Description

雑音防止抵抗器およびその製造方法
　本発明は、例えば車両のエンジン点火装置等に搭載する雑音防止抵抗およびその製造方法に関する。
　自動車やバイク等、ガソリンエンジンを搭載した車両では、エンジン点火装置の点火プラグ（スパークプラグ）に高圧電流を流して放電させ、シリンダー内のガソリンと空気の圧縮混合気体に火花を飛ばして着火しているが、エンジン点火時の放電により発生する高周波雑音（ノイズ）を抑制するため、イグニッションコイルの本体部と、スパークプラグに接続されたスプリングとの間に直列に雑音防止抵抗器が接続されている。
　このような雑音防止抵抗器として、従来より巻線抵抗器が使用されている。例えば特許文献１の抵抗器では、ガラス繊維等の絶縁材料からなる線を多数本束ねた絶縁体にシリコンワニス等の耐熱接着剤を含浸して固定した芯材を用意し、その外周面に炭素繊維糸を連続的に巻装（巻回）している。そして、巻線体の表面から、さらに耐熱ワニスを薄くコーティングした後、焼付け硬化させ、乾燥させてから個別の長さに切断した抵抗素子の両端にキャップを被せた巻線抵抗器が開示されている。
特開昭５９‐１１５５０１号公報
　エンジン点火装置に搭載される雑音防止抵抗器は、エンジン点火時に発生する高周波雑音（高周波ノイズ）を抑制するため、インダクタンス値が高く、かつ抵抗値が高いことが望ましい。
　特許文献１等に記載された従来の巻線型抵抗器は、雑音抑制効果を抵抗線の線径および巻数に依存している。その結果、低周波領域の雑音抑制効果を高める（例えば、３０ＭＨｚ以上のノイズを抑制する）ために必要なインダクタンス値を得ることが困難になるという問題がある。
　本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インダクタンス値が高く、所定の低周波領域におけるノイズ抑制特性を備えた雑音防止抵抗器およびその製造方法を提供することである。
　上記の目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として以下の構成を備える。すなわち、本発明は、絶縁性の芯材と、前記芯材の外周面に巻回した抵抗線と、前記芯材および前記抵抗線の外周表面を覆う絶縁被覆とを備える抵抗素子の両端に一対のキャップ端子を装着した雑音防止抵抗器であって、前記芯材は絶縁性繊維の集束体と、固着剤と、磁性体材料とからなることを特徴とする。
　上記雑音防止抵抗器において、例えば前記磁性体材料は、フェライト、鉄系合金、酸化鉄、酸化クロム、または酸化マンガンであることを特徴とする。例えば前記フェライトは、Ｎｉ系フェライトまたはＭｎ系フェライトであることを特徴とする。また、例えば、前記芯材の軸方向の略中心部に配置した前記磁性体材料の周方向外側に前記固着剤の非含浸部位を有するとともに、該非含浸部位の周方向外側に前記固着剤の含浸部位を有することを特徴とする。また、例えば、前記芯材の軸方向の略中心部に配置した前記磁性体材料の周方向外側の全域を前記固着剤の含浸部位としたことを特徴とする。また、例えば、前記芯材の表層部分を前記固着剤の含浸部位とし、該固着剤に前記磁性体材料が分散されていることを特徴とする。また、例えば、前記芯材の全域を前記固着剤の含浸部位とし、該固着剤に前記磁性体材料が分散されていることを特徴とする。さらに例えば、前記芯材における前記磁性体材料の含有量は、前記芯材の断面積比率で５％以上、８５％以下であることを特徴とする。さらには、例えば、前記磁性体材料の含有量は、好ましくは前記芯材の断面積比率で１０％～４０％であることを特徴とする。
　また、本発明に係る雑音防止抵抗器の製造方法は、長尺の芯材を形成する工程と、前記芯材の外周に抵抗線を巻回する工程と、前記抵抗線が巻回された芯材を所定寸法に切断して抵抗素子を形成する工程と、前記抵抗素子の両端部にキャップ電極を装着する工程とを備え、前記芯材は絶縁性繊維の集束体と、固着剤と、磁性体材料とからなることを特徴とする。
　上記雑音防止抵抗器の製造方法において、例えば、所定方向へ搬送中に水平方向に広げた前記絶縁性繊維の集束体の略中央部分に液体状の前記磁性体材料を滴下し、該滴下した部位を包み込みながら該絶縁性繊維を円柱状に集束した後、前記固着剤を含浸して前記芯材を形成することを特徴とする。例えば、前記絶縁性繊維の集束体に前記固着剤を含浸させた後、所定方向へ搬送中に水平方向に広げた該絶縁性繊維の集束体の略中央部分に粉末状の前記磁性体材料を流入し、該流入した部位を包み込みながら該絶縁性繊維を円柱状に集束して前記芯材を形成することを特徴とする。例えば、長尺の糸状あるいは棒状に成形した前記磁性体材料と、前記絶縁性繊維の集束体とを並置して所定方向へ搬送する際、水平方向に広げた該絶縁性繊維の集束体の略中央部分に配置した該磁性体材料を包み込みながら該絶縁性繊維を円柱状に集束した後、前記固着剤を含浸して前記芯材を形成することを特徴とする。また、例えば、所定方向へ搬送中の前記絶縁性繊維の集束体に前記固着剤と前記磁性体材料を含浸させて前記芯材を形成することを特徴とする。さらに例えば、前記芯材における前記固着剤の含浸量、または前記固着剤と前記磁性体材料の含浸量を調整する工程をさらに備えることを特徴とする。
　本発明によれば、所定の低周波領域におけるノイズ抑制特性を備えた雑音防止抵抗器が得られ、車両等のエンジン点火装置に搭載した場合、エンジン点火装置から放射されるノイズを効果的に抑制できる。
本発明の実施形態に係る雑音防止抵抗器の外観斜視図である。 実施形態に係る抵抗器の製造工程を時系列で示すフローチャートである。 芯材形成方法Ａを時系列で示すフローチャートである。 芯材形成方法Ａに対応する芯材製造装置の構成を模式的に示す図である。 芯材形成方法Ｂを時系列で示すフローチャートである。 芯材形成方法Ｂに対応する芯材製造装置の構成を模式的に示す図である。 芯材形成方法Ｃを時系列で示すフローチャートである。 芯材形成方法Ｃに対応する芯材製造装置の構成を模式的に示す図である。 芯材形成方法Ｄを時系列で示すフローチャートである。 芯材形成方法Ｄに対応する芯材製造装置の構成を模式的に示す図である。 実施形態に係る抵抗器の芯材構造例１を示す図である。 実施形態に係る抵抗器の芯材構造例２を示す図である。 実施形態に係る抵抗器の芯材構造例３を示す図である。 実施形態に係る抵抗器の芯材構造例４を示す図である。 実施形態に係る抵抗器と従来の抵抗器のノイズ抑制特性を比較して示す図である。 抵抗器の芯材中における磁性体材料の含有量と電気的特性との関係を示す図である。
　本発明に係る実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る雑音防止抵抗器（以下、単に抵抗器ともいう）の外観斜視図である。図１に示す抵抗器１０は、ノイズフィルタとして機能する抵抗器であり、繊維状の絶縁物（例えば、ガラス繊維）を束ねて棒状（円柱状）の芯材５を形成し、その外周に抵抗線７を巻き付けた抵抗素子（抵抗体ともいう）２と、抵抗素子２の両端部それぞれに圧入等により取り付けられ、抵抗線７と電気的に接続されたキャップ端子３ａ，３ｂとを備える。
　芯材５の外周に巻回させる抵抗線７は、例えば、ニッケル・鉄（Ｎｉ－Ｆｅ）線、ニッケル（Ｎｉ）線、クロム（Ｃｒ）線等の金属線を、抵抗器の抵抗値に応じて選択する。ここでは、線径が数十μｍ程度（例えば、３０～６０μｍ）の抵抗線７を所定のピッチで芯材５に巻き付ける。なお、抵抗線７として金属線をそのまま使用してもよいし、金属線表面に樹脂被覆を形成した被覆導線を用いてもよい。
　抵抗素子２の外周表面には、樹脂による絶縁被覆（樹脂コーティングともいう）６が形成されている。ここでは、抵抗線７を巻き付けた芯材５の外周表面にシリコーン樹脂等を塗布コーティングする。絶縁被覆６には、抵抗線の巻き戻り（スプリングバック）を防止する役割がある。
　芯材５は、ガラス繊維束からなる基材と、固着剤（例えば、エポキシ樹脂等の熱可塑性樹脂）と、磁性体材料（例えば、フェライト粉末、フェライト粉末を混合した樹脂や溶媒）とで構成される。芯材５の基材は、例えばガラス、樹脂、アルミナ等の繊維状の絶縁物を多数本束ねて構成される。基材としては、コスト、高耐熱性および柔軟性の観点からガラス繊維束が適している。
　ガラス繊維束はガラス繊維を複数本合わせた束であり、一本の繊維径は数μｍ～数十μｍである。そのため、切断前の長尺状態で搬送すると、芯材の形状を維持できずに湾曲することから、ガラス繊維からなる芯材５にエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等を含浸させて加温硬化し、形状を維持する。
　磁性体材料は、鉄系合金、酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、フェライト（Ｎｉ系、Ｍｎ系）等があるが、絶縁性の観点からＮｉ系フェライトが望ましい。後述するように、抵抗器における磁性体材料の含有形態として、（１）粉末（粉体）、（２）粉末とバインダーの焼結体、（３）粉末に樹脂あるいは溶媒を混合した液体のいずれかの形態がある。製造上の容易さ等を考慮すると、粉末と樹脂を混合した液体、あるいは、粉末と溶媒を混合した液体が望ましい。
　キャップ端子３ａ，３ｂは、開口部を有する有底筒状であり、鉄、ステンレス等の導電性を有する金属からなり、その表面に銅、ニッケル等のめっきが施されている。抵抗素子２へのキャップ端子３ａ，３ｂの装着方法として以下の方法がある。
　すなわち、（１）抵抗素子２の軸方向から、開口部の内径が抵抗素子２の外径よりも若干小さいキャップ端子３ａ，３ｂを圧入して取り付ける方法、（２）抵抗素子２の軸方向から、開口部の内径が抵抗素子２の外径よりも若干大きいキャップ端子３ａ，３ｂを嵌めた後、キャップ端子３ａ，３ｂの外周面の一部をかしめて取り付ける方法がある。
　次に、本実施形態に係る抵抗器の製造工程を説明する。図２は、本実施形態に係る抵抗器の製造工程を時系列で示すフローチャートである。図２のステップＳ１は、抵抗器の芯材を形成する工程である。芯材の製造工程は、磁性体材料の含有形態に応じたいくつかのパターンがある。それらのパターンについては、以降において詳述する。
　図２のステップＳ３では、長尺の棒状に成形した芯材の外周に、上述した金属材料からなる抵抗線７を所定のピッチで連続的に巻き付ける。続くステップＳ５では、抵抗線を巻回した芯材を乾燥させて樹脂を硬化させる。
　ステップＳ７では、抵抗線を巻き付けて乾燥・硬化させた芯材の表面に、例えばシリコン樹脂を抵抗線が隠れる程度の厚みで塗布コーティングして樹脂コートを形成する。そして、ステップＳ９において、上記ステップＳ７で形成した樹脂コートを硬化させる。
　上記のように抵抗線が巻回され、樹脂コーティングされた長尺の芯材を、ステップＳ１１においてカッターにより所定寸法に切断し、個別の抵抗体（巻線抵抗素子）を作製する。続くステップＳ１３では、抵抗素子の両端面側より、上述した金属からなる、有底筒状に形成されたキャップ端子を装着する。ここでは、抵抗素子の両端から軸方向にキャップ端子を機械的に押し込んで（圧入して）、固定させる。あるいは、キャップ端子を圧入後、その外周面から押圧して変形させて（かしめて）、固定してもよい。
　ステップＳ１５では、上記の工程を経て製造された抵抗器の外観を画像検査し、抵抗値を検測する等の検測・検査を行なう。
　次に、本実施形態に係る抵抗器に使用する芯材の製造工程について説明する。ここでは、図２のステップＳ１における芯材形成工程の詳細、すなわち、芯材における磁性体材料の含有形態（含有パターン）に応じた芯材形成方法を例示する。
＜芯材形成方法Ａ＞
　図３は、本実施形態に係る抵抗器の芯材製造工程としての芯材形成方法Ａを時系列で示すフローチャートである。また、図４は、芯材形成方法Ａに対応する芯材製造装置の構成を模式的に示している。
　図３のステップＳ２１において、繊維径が数ミクロン程度のガラス繊維を多数本まとめたガラス繊維束を複数組準備する。ステップＳ２２では、液体状の磁性体材料を準備する。具体的には、Ｎｉ系フェライトの磁性体材料粉末と樹脂とを混合した磁性体材料、または磁性体材料粉末と溶媒（例えば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、水等）を混合した磁性体材料を、所定の粘度になるよう調整する。
　ステップＳ２３では、図４に示す芯材製造装置２０において、ノズルあるいはディスペンサーからなる磁性体材料供給部２７に、上記のステップＳ２２で準備した液状の磁性体材料を充填する。なお、磁性体材料供給部２７には、不図示の撹拌用ポンプで磁性体材料粉末の沈殿を防いだ状態で磁性体材料が充填されている。
　ステップＳ２４では、図４に示すように複数のローラーからなる搬送手段２３を回転駆動して、ガラス繊維２１を広げた状態で、図４において白抜き矢印で示す方向に搬送する。そして、ステップＳ２５において、広げたガラス繊維２１の略中央部分に対して、磁性体材料供給部２７より液体状の磁性体材料２８を滴下する。滴下後の磁性体材料２８ａは、図４に示すようにガラス繊維２１の搬送速度と滴下量とに応じて搬送方向に筋状に伸びた状態になる。
　ステップＳ２６では、図４に示すように磁性体材料を滴下した部位近傍の下流側に設けた集束部２４によってガラス繊維２１を狭めながら、集束部２５において、磁性体材料２８が滴下された部分のガラス繊維２１を円柱状に束ねる。これにより、束ねたガラス繊維の中心付近に磁性体材料２８が配置され、それを包み込むようにガラス繊維２１が集束される。束ねられたガラス繊維を、続くステップＳ２７において、直ちに乾燥させる。
　上述した工程で円柱状の長尺に形成され、その中心付近に磁性体材料が配置されたガラス繊維からなる芯材は、ステップＳ２８の固着剤含浸工程に移行する。すなわち、上記のステップＳ２７で乾燥させた芯材にエポキシ樹脂（固着剤）を含浸させ、長尺の棒状に成形する。より具体的には、温度管理により低粘度に調整したエポキシ樹脂（溶剤を含まない）を金属製の槽（樹脂槽）に溜め、この槽内を芯材が通過することにより、その芯材に樹脂を含浸させる。
　芯材形成方法Ａでは、芯材の中心部分まで樹脂を浸透させない場合と、芯材の中心部分まで樹脂を浸透させる場合とに応じて、樹脂槽の入口（芯材を構成する繊維束の入口）に設けた絞りノズルを通して槽内に芯材を入れる際の絞り量、通過時間、樹脂の粘度により、樹脂の含浸量を調整する。
　例えば、図１０に示すように絞りノズルを通して、ガラス繊維を束にした状態（芯材としてまとめられた状態）で樹脂槽に入れることで、芯材の中心部分まで樹脂が浸透しないように調整できる。樹脂槽をヒーター等により加熱することによって固着剤の温度管理を行なう。
　そこで、ステップＳ２９において、芯材への樹脂の含浸量が調整値に達したか否かを判断する。樹脂の含浸量が調整値に達していない場合には、ステップＳ２８の含浸処理を続行し、樹脂の含浸量が調整値に達した場合、芯材形成処理を終了する。
　上述した芯材形成方法Ａによれば、液状の磁性体材料を抵抗素子の芯材の内側に安定した状態で配置できる。また、複雑な工程がないことから、後述する他の芯材形成方法と比較して最も簡易な製造方法であるとともに、従来の抵抗器の製造工程を大きく変更することなく、本実施形態に係る抵抗器の製造に適用できる。
＜芯材形成方法Ｂ＞
　図５は、本実施形態に係る抵抗器の芯材製造工程としての芯材形成方法Ｂを時系列で示すフローチャートである。また、図６は、芯材形成方法Ｂに対応する芯材の製造装置の構成を模式的に示す図である。
　図５のステップＳ３１において、繊維径が数ミクロン程度のガラス繊維を多数本まとめた繊維束を複数本準備する。ステップＳ３２では、図６の芯材製造装置３０に設けた、漏斗等からなる磁性体材料供給部３７に粉末状の磁性体材料３８を充填する。
　ステップＳ３３において、図６に示すように搬送手段３３ａの複数のローラーを回転駆動することで、複数束のガラス繊維３１をまとめて固着剤含浸部３２に向けて搬送する。続くステップＳ３４では、あらかじめ固着剤３９を貯留した固着剤含浸部３２において、上記のようにまとめたガラス繊維に、その外周から固着剤３９を含浸させる。固着剤３９として、例えばエポキシ系樹脂を使用する。
　芯材形成方法Ｂにおける芯材への樹脂含浸工程においても、温度管理により低粘度に調整したエポキシ樹脂（溶剤を含まない）を金属製の槽（固着剤含浸部３２）に溜め、この槽内を芯材が通過する際の時間等により含浸量を調整する。
　上記のように固着剤を含浸したガラス繊維は、ステップＳ３５において、搬送手段３３ｂによって広げられ、その広げたガラス繊維の略中央部分に、磁性体材料供給部３７より供給された粉末状の磁性体材料３８を流し込む。流し込まれた粉末状の磁性体材料３８ａは、図６に示すようにガラス繊維３１の搬送方向に筋状に広がった状態になる。
　ステップＳ３６では、図６に示すようにガラス繊維３１の搬送方向（白抜き矢印で示す）の上流側と下流側に設けた２つの集束部３５ａ，３５ｂによって、粉末状の磁性体材料３８ａが付着した部分のガラス繊維を包み込むようにガラス繊維を円柱状に集束する。
　上記の芯材形成方法Ｂによれば、粉末の磁性体材料を抵抗素子の芯材の内側に安定した状態で配置できる。また、芯材内に配置された粉末状の磁性体材料は、周囲に浸み込まないことから、磁性体材料を芯材の略中心部に容易に封止することができる。
＜芯材形成方法Ｃ＞
　図７は、本実施形態に係る抵抗器の芯材製造工程としての芯材形成方法Ｃを時系列で示すフローチャートである。また、図８は、芯材形成方法Ｃに対応する芯材の製造装置の構成を示す模式図である。
　図７のステップＳ４１において、繊維径が数ミクロン程度のガラス繊維を多数本まとめた繊維束を複数本準備する。ステップＳ４２では、糸状あるいは棒状のの磁性体材料を準備する。例えば、磁性体材料粉末とバインダー（溶剤）を混合して長尺の糸状（棒状）に押し出して成型する。そして、ステップＳ４３で、上記のように成型した磁性体材料を焼結する。
　ステップＳ４４では、図８の芯材製造装置４０に示すように、搬送手段４３の複数のローラーを回転駆動して、ガラス繊維４１を広げた状態で、白抜き矢印で示す方向に搬送する。同時に、上記の糸状あるいは棒状に成型した磁性体材料４７を、保持手段（チャック）４４を使用して白抜き矢印で示す方向に搬送する。
　図８に示すように互いに並置した搬送されたガラス繊維４１と磁性体材料４７は、集束部４５において、芯材の軸方向の略中央部分に磁性体材料４７が配置された状態で、その磁性体材料４７を包み込むようにガラス繊維４１が円柱状に集束される（ステップＳ４５）。
　このように、軸方向の中心付近に磁性体材料が配置されたガラス繊維からなる芯材に対して、ステップＳ４６の固着剤含浸工程においてエポキシ樹脂（固着剤）を含浸させる。そして、ステップＳ４７において、芯材への樹脂の含浸量が調整値に達したか否かを判断し、含浸量が調整値に達していない場合には、ステップＳ４６の含浸処理を続行し、含浸量が調整値に達した場合、芯材形成処理を終了する。その結果、芯材が長尺の棒状に成形される。
　なお、芯材形成方法Ｃにおける芯材への樹脂含浸工程においても、温度管理により低粘度に調整したエポキシ樹脂（溶剤を含まない）を金属製の槽（樹脂槽）に溜め、この槽内を芯材が通過する際の時間等により含浸量を調整する。
　上記の芯材形成方法Ｃによれば、糸状あるいは棒状に焼結成型した磁性体材料を抵抗素子の芯材の内側に、その断面形状が略円形となるように配置できる。加えて、焼結成型した磁性体材料を使用することで、製造工程において、粉体の磁性体材料のように零れ落ちたり、あるいは液体の磁性体材料のように周囲に浸み込み過ぎることがない。そのため、磁性体材料を芯材の略中心部に安定した状態で配置することができる。
＜芯材形成方法Ｄ＞
　図９は、本実施形態に係る抵抗器の芯材製造工程としての芯材形成方法Ｄを時系列で示すフローチャートである。また、図１０は、芯材形成方法Ｄに対応する芯材の製造装置の構成を模式的に示す図である。
　図９のステップＳ５１において、繊維径が数ミクロン程度のガラス繊維を多数本まとめた繊維束を複数本準備する。ステップＳ５２では、粉末の磁性体材料と固着剤用の樹脂（エポキシ系樹脂）とを混合して、所定の粘度に調整する。
　次にステップＳ５３において、粉末磁性体材料と樹脂との混合物５９を、図１０の芯材製造装置５０に設けた金属製の槽（樹脂槽）５２に充填する。
　ステップＳ５４において、図１０に示すように搬送手段５３の複数のローラーを回転駆動することで、ガラス繊維５１を束ねた状態で、図１０において樹脂槽５２の方向（白抜き矢印で示す方向）に搬送する。続くステップＳ５５では、樹脂槽５２内において、上記のように束ねたガラス繊維の外周に固着剤と磁性体材料を含浸させる。
　ステップＳ５６において、芯材への混合物５９の含浸量が調整値に達したか否かを判断する。含浸量が調整値に達していない場合には、ステップＳ５５の含浸処理を続行し、含浸量が調整値に達した場合、芯材形成処理を終了する。
　なお、芯材形成方法Ｄの樹脂槽５２における混合物５９の含浸方法等は、芯材形成方法Ａで説明した樹脂の含浸方法と同じである。図１０の符号５４ａ，５４ｂは、芯材形成方法Ａの説明では図示を省略した絞りノズルである。
　次に、上述した芯材形成方法Ａ～Ｄで製造された芯材の構造について、図１１～図１４を参照して説明する。本実施形態に係る抵抗器の芯材構造として、上述した磁性体材料の含有形態により複数の構造がある。
　なお、図１１～図１４において、符号（ａ）で示す断面図は、図１の抵抗器をＸ－Ｘ´矢視線に沿って軸方向に切断したときの縦断面図であり、符号（ｂ）で示す断面図は、図１の抵抗器をＹ－Ｙ´矢視線に沿って軸方向と直交する方向に切断したときの縦断面図である。
＜芯材構造例１＞
　図１１は、本実施形態に係る抵抗器の芯材構造の一例であり、芯材の軸方向の略中心部に磁性体材料１５を含有し、磁性体材料１５の周方向外側に固着剤を含浸しないガラス繊維のみの部位１３を備えるとともに、部位１３の周方向外側には、ガラス繊維に固着剤を含浸した部位１４を備える。
　このように図１１に示す芯材構造は、磁性体材料と、固着剤を含浸したガラス繊維との間に固着剤を含浸しない（すなわち、ガラス繊維のみ）の部位１３を備え、固着剤を含浸しないことで部位１３は硬化しないため、クッションとしての役割を果たす。その結果、芯材が柔軟性を有するとともに、軸方向に対する圧縮強度を備えながら、軸と直交する方向に対する抗折強度を十分に確保することができる。
＜芯材構造例２＞
　図１２は、本実施形態に係る抵抗器の芯材構造の他の例であり、芯材の軸方向の略中心部に磁性体材料１５を含有し、磁性体材料１５の周方向外側と芯材の外表面との間が、ガラス繊維に固着剤を含浸してなる部位１６で構成されている。
　図１２に示す芯材構造は、図１１に示す構造とは異なり、磁性体材料の周方向外側に固着剤を含浸しないガラス繊維のみの部位を備えないことから、芯材全体がより強固な構造となり、軸方向における圧縮強度を高めることができる。
　図１１および図１２に示す構造を有する芯材は、上述した芯材形成方法Ａ～Ｃにより製造することができる。すなわち、図１１に示す構造の芯材は、樹脂槽における含浸工程において、芯材の中心部分まで樹脂を浸透させない製造方法による例に対応する。また、図１２に示す構造の芯材は、樹脂槽における含浸工程において、芯材の中心部分まで樹脂を浸透させる方法で製造した例に対応する。
＜芯材構造例３＞
　図１３は、本実施形態に係る抵抗器の芯材構造についてのさらなる例であり、芯材の外周近傍（表層部分）においてのみ、ガラス繊維１３に磁性体材料と固着剤とを含浸させた部位１７を形成した構造を有する。図１３に示す芯材は、磁性体材料を軸方向中央部分に配置せず、芯材の外周近傍（表層部分）において磁性体材料を固着剤に分散させている。そのため、ガラス繊維１３が応力による変形を吸収し、弾性と柔軟性の高い構造となる。
＜芯材構造例４＞
　図１４は、本実施形態に係る抵抗器の芯材構造のさらなる他の例であり、芯材の全体に略均一になるように磁性体材料１８を含有する構造を有する。図１４に示す例では、粉末磁性体材料と固着剤（エポキシ樹脂等）の混合物を芯材の全体に行き渡るように含浸させており、芯材全体において磁性体材料を固着剤に分散させた構造となっている。このような構造により芯材全体が強固に固定されるため、軸方向からの圧縮に強くなる。
　なお、図１３および図１４に示す構造を有する芯材は、上述した芯材形成方法Ｄにより製造することができる。すなわち、図１３に示す芯材は、芯材の中心部分まで粉末磁性体材料と固着剤の混合物をガラス繊維に浸透させない製造方法に対応する。また、図１４に示す芯材は、芯材の中心部分まで粉末磁性体材料と固着剤の混合物をガラス繊維に浸透させる製造方法に対応する。
　次に、本実施形態に係る抵抗器の電気的特性、および芯材における磁性体材料（フェライト）の含有量について説明する。
　図１５は、本実施形態に係る抵抗器と従来の抵抗器（芯材に磁性体材料を含まない抵抗器）の電気的特性（ノイズ抑制特性）を比較した結果を示すグラフである。図１５の横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸はＳ２１特性（ｄＢ）である。Ｓ２１特性は、雑音防止抵抗器を通過後の信号の減衰量を示すＳパラメータである。
　図１５から分かるように、芯材に磁性体材料を含む本実施形態（実施例）に係る抵抗器は、磁性体材料を含まない従来の抵抗器よりも低周波数領域に共振点を有し、かつ、Ｓ２１の絶対値が小さい、すなわち、良好なフィルタ特性（ノイズ抑制効果）を備えている。
　本実施形態に係る抵抗器の芯材における磁性体材料の含有量については、ガラス繊維と固着剤と磁性体材料を合せた芯材全体の断面積における磁性体材料の含有量（断面積比率）を、単位体積あたりの磁性体材料の含有量と見做して算出した。
　本願出願人による巻線抵抗器に係る発明（特許第６３９５５８１号公報）によれば、抵抗器の芯材を形成する、固着剤を含浸させたガラス繊維は、断面積において芯材全体の５％以上存在しないと芯材の形状を維持することが難しい。
　さらには、芯材に８５％よりも多い磁性体材料を含有させようとすると、芯材中のガラス繊維の割合が減少し、磁性体材料（粒子）の割合が大きくなる。そのため、抵抗線の巻き付けによる締結力に芯材が耐えられなくなる恐れがある。
　よって、固着剤を含浸したガラス繊維および固着剤を含浸しないガラス繊維を除き、磁性体材料を芯材全体の８５％まで含有できると推測される。つまり、磁性体材料の含有上限値は、断面積比率で８５％となる。
　図１６は、抵抗器の芯材中における磁性体材料の含有量（％）と、抵抗器の電気的特性（共振周波数のシフト量（ＭＨｚ））との関係を示す。ここでは、磁性体材料の含有量を変化させて、その特性を比較した。図中のプロットは、左から磁性体材料の含有量が１％，４％，１９％であり、使用したサンプルは、芯材の略中心部に磁性体材料（フェライト）の焼結体を配置した図１１の構造を有する抵抗器である。
　図１６より、抵抗器の共振周波数が低周波数側へシフトし始めるのは、磁性体材料の含有量が５％付近であることが読み取れる。よって、芯材に断面積比率で５％以上の磁性体材料を含有したとき、目標とするフィルタ特性（ノイズ抑制効果）が期待できる。そこで、本実施形態に係る抵抗器の芯材における磁性体材料の含有量は、芯材の断面積比率で５％を下限値とする。
　上記のように磁性体材料の下限値を決めるための試作結果より、芯材の断面積比率５％以上で一定のノイズ抑制効果の向上が見られたことから、その下限値を５％とする一方で、磁性体材料の最適値（狙い値）についても検討した。
　その結果、固着剤を含浸させたガラス繊維の膨張収縮を吸収するため、クッションになるガラス繊維の層（固着剤を含浸しないガラス繊維）が、望ましくは３０％以上存在することが必要との知見を得た。また、製造上のばらつきをカバーし、他の材料との兼ね合いを考慮すると、磁性体材料の含有量は芯材の断面積比率で１０％～４０％が最適範囲であると推測される。
　なお、芯材への固着剤の含浸方法は、上述した方法に限定されず、その他の含浸方法として下記の方法を使用することができる。
＜他の含浸方法１＞
　例えば、芯材の上下に、その芯材を挟んで搬送方向に回転する回転式ローラーを備え、回転式ローラーには樹脂を流し込む溝を設けておく。そして、この溝にディスペンサー等により樹脂を流し、芯材の外周近傍部分（芯材の表層）に樹脂を転写する。
＜他の含浸方法２＞
　ガラス繊維の一部を、樹脂を溜めた槽に浸漬する際、そのガラス繊維を、樹脂を含浸した部分と樹脂を含浸しない部分に分けた状態で搬送する。そして、ガラス繊維を集束する段階で、樹脂を含浸したガラス繊維が外周に配置されるように束ねる。
＜他の含浸方法３＞
　芯材に抵抗線を巻回する工程において、ディスペンサー等から樹脂を滴下し、芯材の表面に樹脂を浸透させる。抵抗線の巻回処理とほぼ同時に、芯材に固着剤である樹脂を含浸するので、製造工程を簡略化できる。
＜他の含浸方法４＞
　芯材の上下側、あるいは左右側から刷毛やブラシにより樹脂を塗布する。固着剤を含浸させる樹脂槽が不要となり、芯材製造装置を小型化できる。
　以上説明したように、外周面に抵抗線を巻回し、その外周表面を絶縁被覆で覆った芯材からなる抵抗素子の両端に一対のキャップ端子を装着した雑音防止抵抗器において、芯材を絶縁性繊維の集束体と固着剤と磁性体材料とで構成することで、所定の周波数範囲において十分な減衰量（ノイズ抑制効果）を確保するためのインダクタンスを得ることができる。その結果、雑音防止抵抗器が、所定の周波数範囲内に共振周波数あるいは遮断周波数をシフトさせたノイズフィルタとして機能する。
　したがって、本実施形態に係る抵抗器を車両のエンジン点火装置の雑音防止用抵抗器として使用した場合、上述したフィルタ特性によりエンジン点火装置からのイグニッションノイズ等のノイズ放射を効果的に抑制できる。
　また、雑音防止抵抗器の芯材を構成する絶縁性繊維としてガラス繊維を使用し、磁性体材料としてフェライトを使用することで、芯材が柔軟性を有するとともに、樹脂を含浸することで圧縮強度と抗折強度を確保することができる。
２　抵抗素子（抵抗体）
３ａ，３ｂ　キャップ端子
５　　芯材
６　絶縁被覆（樹脂コーティング）
７　　抵抗線
１０　雑音防止抵抗器
１３，２１，３１，４１，５１　ガラス繊維
１４，１６　固着剤含浸部位
１５，１８，２８，３８，４７　磁性体材料
１７　磁性体材料および固着剤含浸部位
２０，３０，４０，５０　芯材製造装置
２３，３３ａ，４３，５３　搬送手段
２７，３７　磁性体材料供給部
３２　固着剤含浸部
３５ａ，３５ｂ，４５　集束部
３９　固着剤
５２　樹脂槽
５４ａ，５４ｂ　絞りノズル
５９　粉末磁性体材料と樹脂の混合物

Claims (15)

  1. 　絶縁性の芯材と、前記芯材の外周面に巻回した抵抗線と、前記芯材および前記抵抗線の外周表面を覆う絶縁被覆とを備える抵抗素子の両端に一対のキャップ端子を装着した雑音防止抵抗器であって、
    　前記芯材は絶縁性繊維の集束体と、固着剤と、磁性体材料とからなることを特徴とする雑音防止抵抗器。
  2. 　前記磁性体材料はフェライト、鉄系合金、酸化鉄、酸化クロム、または酸化マンガンであることを特徴とする請求項１に記載の雑音防止抵抗器。
  3. 　前記フェライトは、Ｎｉ系フェライトまたはＭｎ系フェライトであることを特徴とする請求項２に記載の雑音防止抵抗器。
  4. 　前記芯材の軸方向の略中心部に配置した前記磁性体材料の周方向外側に前記固着剤の非含浸部位を有するとともに、該非含浸部位の周方向外側に前記固着剤の含浸部位を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の雑音防止抵抗器。
  5. 　前記芯材の軸方向の略中心部に配置した前記磁性体材料の周方向外側の全域を前記固着剤の含浸部位としたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の雑音防止抵抗器。
  6. 　前記芯材の表層部分を前記固着剤の含浸部位とし、該固着剤に前記磁性体材料が分散されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の雑音防止抵抗器。
  7. 　前記芯材の全域を前記固着剤の含浸部位とし、該固着剤に前記磁性体材料が分散されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の雑音防止抵抗器。
  8. 　前記芯材における前記磁性体材料の含有量は、前記芯材の断面積比率で５％以上、８５％以下であることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の雑音防止抵抗器。
  9. 　前記磁性体材料の含有量は、好ましくは前記芯材の断面積比率で１０％～４０％であることを特徴とする請求項８に記載の雑音防止抵抗器。
  10. 　長尺の芯材を形成する工程と、
    　前記芯材の外周に抵抗線を巻回する工程と、
    　前記抵抗線が巻回された芯材を所定寸法に切断して抵抗素子を形成する工程と、
    　前記抵抗素子の両端部にキャップ電極を装着する工程と、
    を備え、
    　前記芯材は絶縁性繊維の集束体と、固着剤と、磁性体材料とからなることを特徴とする雑音防止抵抗器の製造方法。
  11. 　所定方向へ搬送中に水平方向に広げた前記絶縁性繊維の集束体の略中央部分に液体状の前記磁性体材料を滴下し、該滴下した部位を包み込みながら該絶縁性繊維を円柱状に集束した後、前記固着剤を含浸して前記芯材を形成することを特徴とする請求項１０に記載の雑音防止抵抗器の製造方法。
  12. 　前記絶縁性繊維の集束体に前記固着剤を含浸させた後、所定方向へ搬送中に水平方向に広げた該絶縁性繊維の集束体の略中央部分に粉末状の前記磁性体材料を流入し、該流入した部位を包み込みながら該絶縁性繊維を円柱状に集束して前記芯材を形成することを特徴とする請求項１０に記載の雑音防止抵抗器の製造方法。
  13. 　長尺の糸状あるいは棒状に成形した前記磁性体材料と、前記絶縁性繊維の集束体とを並置して所定方向へ搬送する際、水平方向に広げた該絶縁性繊維の集束体の略中央部分に配置した該磁性体材料を包み込みながら該絶縁性繊維を円柱状に集束した後、前記固着剤を含浸して前記芯材を形成することを特徴とする請求項１０に記載の雑音防止抵抗器の製造方法。
  14. 　所定方向へ搬送中の前記絶縁性繊維の集束体に前記固着剤と前記磁性体材料を含浸させて前記芯材を形成することを特徴とする請求項１０に記載の雑音防止抵抗器の製造方法。
  15. 　前記芯材における前記固着剤の含浸量、または前記固着剤と前記磁性体材料の含浸量を調整する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１１～１４のいずれか１項に記載の雑音防止抵抗器の製造方法。
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