CN101568973A - 屏蔽导体和屏蔽导体的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种屏蔽导体(W)，设置有：多根电线(10)；合成树脂传热构件(30)；以及金属管(20)，所述传热构件紧密附着于每根电线(10)的外周，同时包围电线(10)的外周，所述金属管通过紧密附着于传热构件(30)的外周而联接至传热构件(30)。电线(10)中产生的热量从绝缘涂层(12)的外周传递至传热构件(30)。然后热量通过所述传热构件(30)从外周面传递至管(20)的内周，进而从管(20)的外周释放到大气中。

Description

屏蔽导体和屏蔽导体的制造方法

技术领域

本发明涉及一种屏蔽导体和一种屏蔽导体的制造方法。

背景技术

对于使用非屏蔽线的屏蔽导体，已知的是通过利用由管状编织线组成的屏蔽构件来总体屏蔽多根非屏蔽线，该管状编织线由被交织成筛网的金属细线制成。用于此类屏蔽导体中的屏蔽构件和电线的保护方法、用于使得屏蔽构件裹绕有合成树脂制成的保护装置的方法通常为已知的，但是使用上述保护装置会导致增加部件数量的问题。

考虑到以上问题，本申请的申请人提出了一种如专利文献1所述的结构，其中，非屏蔽线被插入金属管中。根据此构造，上述管实现屏蔽和保护电线的功能，且与使用屏蔽构件和保护装置的屏蔽导体相比，该构造具有需要更少数量部件的优点。

[专利文献1]：日本未审查专利公布No.2004-171952

发明内容

本发明要解决的问题

在使用管的屏蔽导体中，由于电线和管之间存在空气层，在电线通电时产生的热量被低导热率空气阻挡，因此该热量几乎不能传递至管。此外，由于不存在通向外界的通风通道，例如管中编织线内的针织线圈(knitted stitch)之间的间隙，所以电线中所产生的热量很容易被限制在管内，因此散热性能趋于降低。

这里，导体的截面积越大，将指定电流施加给导体时的发热量越少，同时，当导电路径的散热性能越高时，由发热引起的导体的温升值被抑制越多。因此，在决定了导体的温升值上限的环境下，且在如上所述的低散热效率屏蔽导体中，必须通过增大导体的截面积来抑制发热量。

然而，增大导体的截面积意味着屏蔽导体的直径和重量增加，并因此而需要一种对策。

基于以上情况而完成本发明，且其目的是改进屏蔽导体的散热性能。

解决问题的手段

作为用于实现上述目的的方法，根据本发明的屏蔽导体包括：多根电线、传热构件以及金属管，该传热构件由合成树脂制成并被形成为紧密地附接于电线的外周，且同时共同包围电线的外周，该金属管被装配为紧密地附接于传热构件的外周。

另外，本发明涉及一种屏蔽导体的制造方法，其执行以下工序：用于形成传热构件的工序，该传热构件由合成树脂制成并紧密地附接于多根电线的外周，且同时共同包围多根电线；以及用于组装金属管的工序，以使得所述管紧密地附接于传热构件的外周。

根据本发明，由于合成树脂所制成的传热构件介于电线与管之间的间隙内，因此，电线中所产生的热量从传热构件传递至管，然后从管的外周排到空气中。与电线和管之间存在空气层且不使用传热构件的构造相比，本发明的散热性能更好。

另外，由于多根电线被传热构件包围，所以，通过简化传热构件的外周形状来改进管形对于传热构件外周的遵从性，最终增强了传热构件和管的粘结力，借此提高散热效率。

以下构造优选为本发明的实施例。可通过成柱形地合并一对半开体来构成上述管。

根据以上构造，由于管由一对半开体构成，因此，与传热构件被插入柱状成形的管的构造相比，将管组装至传热构件更容易。

当一对半开体被合并时，该对半开体可具有沿着彼此对应的侧缘而向外突出的耳部，且可以以如下方式形成该对半开体的耳部，即在将半开体单独地外装至传热构件时使得该对半开体的耳部间隔开。在该对半开体被外装至传热构件时被间隔开的耳部可彼此更靠近，并被可导电地合并，借此构成管。

根据以上构造，在该对半开体外装至传热构件时被间隔开的耳部彼此更靠近并被合并，以便将半开体的内周面，简言之，将管可靠并紧密地附接于传热构件的外周面。这提高了从传热构件的外周到管的内周的传热效率。

可通过缝焊使得对应的耳部彼此牢固固定。

在将点焊用作使得耳部彼此合并的方法时，磁性闭合电路的形成区域被限制在焊接部分，但是在本发明中，通过缝焊使得耳部彼此合并，且因此使得磁性闭合电路形成为跨过管的整个长度，借此实现高屏蔽性能。

一种屏蔽导体制造方法，可执行以下工序：在合并一对半开体时将耳部形成在对应位置的工序，该耳部沿着该对半开体的侧缘向外突出；将该对半开体单独地外装至传热构件的工序；以及通过使得耳部彼此更靠近并可导电地对其进行牢固固定来构成管的工序，从而合并该对半开体，同时将它们紧密地附接于传热构件。

由于管由一对半开体构成，因此，与传热构件被插入柱状成形的管的构造相比，更容易将管组装至传热构件。

另外，由于在将该对半开体外装至传热构件时被间隔开的耳部靠近更彼此并被牢固固定，半开体、亦即所述管的内周面可靠并紧密地附接于传热构件的外周面。这提高了从传热构件的外周到管的内周的传热效率。

有利效果

根据本发明，能改进屏蔽导体中的散热性能。

附图说明

图1是示出了根据实施例1的屏蔽导体的剖面图；

图2是示出了传热构件的形成方法的剖面图；

图3是示出了屏蔽导体的分解透视图；

图4是示出了处于制造中的屏蔽导体的剖面图；

图5是示出了散热性能的曲线图。

附图标记的说明

W...屏蔽导体

10...电线

20...管

21...半开体

24...耳部

30...传热构件

具体实施方式

<实施例1>

下面参照图1至图4描述实现本发明的实施例1。根据本实施例的屏蔽导体W例如被安置于组成电动车辆中的动力源的诸如电池、逆变器和马达(未示出)之类的装置之间，并以如下方式构成：将三根非屏蔽式电线10插入兼备屏蔽和保护电线功能的管20中，同时传热构件30介于电线10的外周与管20的内周之间的间隙中。

电线10通过利用由合成树脂制成的绝缘涂层12包围金属导体11(该金属例如为铝合金和铜合金)的外周而形成，且导体11由单芯线或螺旋地缠绕多根细线(未示出)的绞合线制成。在电线10的截面中，导体11和绝缘涂层12的截面形状为正圆形。

管20由金属(例如铝合金和铜合金)制成，从而具有比空气更高的导热率。管20的截面形状为卵形，且左右方向较长，其不同于电线10的截面形状。三根电线10被插入管20中，同时，电线10的两端均被保持在被导向管20外部的状态。在管20内的三根电线10布置为使其水平对齐，且相邻电线10的绝缘涂层12的外周处于线接触方式。

管20通过成柱形地合并一对上下压模成型的半开体21而构成。换言之，以垂直于三根电线10的对齐方向的方向合并一对半开体21。该对半开体21具有相同形状，并在相对彼此的上下反向上被定位。各半开体21由水平平板部分22和一对弯曲板部分23组成，该对弯曲板部分从平板部分22的左右侧缘、以四分之一圆形形状平滑地延伸。在弯曲板部分23的两侧缘内形成有沿着所述侧缘延伸的一对耳部24，在合并所述对半开体21时，所述两侧缘彼此垂直地对应。耳部24被成形为以平板方式、沿宽度方向(水平方向)从半开体21的外表面向外突出，换言之是沿正交方向从弯曲板部分23的侧缘向外突出，并以恒定宽度连续地形成为跨过半开体21的整个长度。

传热构件30由合成树脂制成，并被形成为紧密地附接于沿水平线布置的三根电线10的外周，且共同地包围所述三根电线10。在进行模制时，如图2所示，沿水平线布置的三根电线10从后侧穿过成型机50中的模腔51，且与此同时，供应到模腔51中的熔融树脂附接于三根电线10的外周，从而随着三根电线10一同从出口52被排出，该出口52形成模腔51前端的卵形。这使得传热构件30得以成型，且同时，允许三根电线10由传热构件30保持在沿水平线的位置中，且由此制造集成传热构件30和三根电线10的集合导体(collective conductor)40。传热构件30(集合导体40)的外周形状(从电线10的轴向上看的形状)为卵形。另外，在合并该对半开体21时，传热构件30的厚度略微大于平板部分22的内表面之间的垂直厚度。传热构件30的宽度几乎与半开体21除耳部24以外的区域的宽度相同，简言之，与左右弯曲板部分23的侧缘之间的宽度相同。

在制造屏蔽导体W时，将该对半开体21外装至集合导体40，从而垂直地保持该对半开体，然后将平板部分22的内表面和弯曲板部分23的内表面紧密地附接于传热构件30的外表面。在这种状态下，上下对应的耳部24之间出现间隙。在此状态下，这些间隔开的耳部24被保持在一对上下辊60之间，从而彼此紧密附接，与此同时，在两辊60之间施加电压，以便进行缝焊，借此以表面接触方式使得耳部24彼此合并并紧密附接。通过对左右侧缘部分中的耳部24执行缝焊，合并并坚实地固定该对半开体21，从而形成延续跨过整个周边并具有卵形截面的柱状形状，借此构成管20。同时，一体地形成管20和集合导体40，从而完成屏蔽导体W。

在常规屏蔽导体中，由于电线与管之间存在空气层，所以在电线通电时产生的热量被具有低导热率的空气层阻挡，并且该热量几乎不能传递至管。此外，由于不存在通向外界的通风通道，例如管中编织线内的针织线圈之间的间隙，电线中所产生的热量很容易被限制在管内，因此散热性能趋于降低。

针对此问题，根据本实施例的屏蔽导体W设置有传热构件30，该传热构件由合成树脂制成并紧密地附接于三根电线10的外周以总体地包围这三根电线，并且所述屏蔽导体W具有这种构造，即安装金属管20从而紧密地附接于此传热构件30的外周，使得比空气具有更高导热率并由合成树脂制成的传热构件30因此而介于电线10与管20之间的间隙内。因此，电线10中产生的热量从绝缘涂层12的外周传递至传热构件30，然后在传热构件30内部传递，随之从传热构件30的外周面传递至管20的内周，最终从管20的外周释放到空气中。如上所述，根据本实施例，与电线和管之间存在空气层且不具有传热构件的传统技术相比，提高了用于电线10中所产生的热量的热量释放性能。

根据本实施例的屏蔽导体在如上所述的散热效率方面更优越，且图5示出了将根据本实施例的屏蔽导体的散热性能与常规屏蔽导体的散热性能相比较的实验结果的曲线图，常规屏蔽导体以圆形管总体包围和捆扎三根电线的方式而构成，从而电线各自的轴线中心形成三角形，同时电线与管之间存在空气层。

根据本实施例的管20由不锈钢制成，其中，外周的大直径为18.5mm(图1中水平方向上的尺寸)，而外周的小直径为10.5mm(图1中垂直方向上的尺寸)，且板厚度为1.0mm。另一方面，常规管也由不锈钢制成，且其内径为13.0mm，其外径为15.0mm。电线在常规屏蔽导体与根据本实施例屏蔽导体间是通用的，其中，电线的导体由铝合金制成，且导体的直径为3.2mm，而绝缘涂层的外径为4.8mm。将60A的电流连续地施加给电线，直到导体的温度变饱和(持续2800至3800秒)，然后测量导体相对于环境温度的温升。测温点为导体的外周与电线中绝缘涂层的内周之间的边界面。此外，对于常规屏蔽导体和根据本实施例的屏蔽导体，均将速度为3.1～3.3m/s的风施加到管，从而进行空气冷却(利用空气流进行冷却)。

首先，在不具有传热构件30的常规屏蔽导体中，如图5中的虚线所示，在通电大约1500秒以后，温升均一延续，且饱和状态下的温升大约为97℃。在这方面，在包括传热构件30、根据本实施例的屏蔽导体中，如图5中的实线所示，在通电大约1000秒以后，温度基本达到饱和状态，且此时的温升值被限制为大约51℃。另外，在通电时，与常规屏蔽导体相比，根据本发明的屏蔽导体保持更低温升值的恒定状态，且在这方面，可理解的是根据本实施例的屏蔽导体的散热性能不仅在饱和状态，而且在达到饱和状态之前的时期内也比常规屏蔽导体更好。

随着散热性能改进的效果，可预期减小屏蔽导体W的重量。简言之，在将指定电流施加给电线10(导体11)时，导体11的截面积越小，电线10的发热量增加得越多。但是，根据在散热性能方面更优越的本实施例，即使电线10的发热量很大，也能抑制电线10的温升。因此，在电线10的上限温升确定的环境下，如电动车辆，利用在散热性能方面更优越的本实施例中的屏蔽导体W替换常规屏蔽导体使得电线10的发热容许量能相对增大。此时，电线10的发热容许量相对增大意味着在电线10的上限温升值确定的环境下缩小导体11的最小可能截面积成为可能，且屏蔽导体W因此能更轻，而且其尺寸通过缩小导体11的截面积而变小。

另外，在本实施例中，三根电线10由传热构件30总体裹绕，从而将传热构件30的外周形状简化为更均匀的卵形，借此改进管20针对传热构件30外周的形状遵从性质。此外，这增强了传热构件30与管20之间的粘附力，并实现了改进的散热效率。

另外，管20通过合并一对半开体21而构成，因此，与传热构件被插入成型为柱状的管中的构造相比，将管组装至本实施例中的传热构件30更容易。

另外，在将该对半开体21单独并外装至传热构件30时，将对应耳部24构成为间隔开，且由此通过使得上述间隔开的耳部24彼此更靠近并坚实且可导电地将其固定来构成管20。由于间隔开的耳部24被彼此坚实地固定，因此该对半开体21靠近，与此同时，该对半开体21的内周面被紧密地压向集合导体40(传热构件30)的外周面，从而将半开体21的内周面，简言之将管20可靠并紧密地附接于传热构件30的外周面。这提高了从传热构件30的外周到管20的内周的传热效率。

此外，在将点焊用作将间隔开的耳部24彼此合并的方法时，磁性闭合电路的形成区域被限制在焊接部分。但是根据本实施例，耳部24通过缝焊彼此可导电地固定，从而磁性闭合电路形成为跨过管20的整个长度。这实现了高屏蔽性能。

<其它实施例>

结合参照附图如上所述的本发明的实施例，应当理解的是发明并不限于那些特定实施例，且例如以下实施例可属于本发明的范围。

(1)管可以是根据传热构件的外周形状而成柱形地成型的单一部件。在这种情况下，可将传热构件插入管，且在此状态下，管可经受用于塑性变形发压模成型，从而紧密地附接于传热构件的外周。

(2)利用外部并单独地装配至传热构件的一对半开体，对应耳部可相互邻接或彼此紧密附接。

(3)作为使得耳部彼此合并的手段，可采用例如点焊法、用于通过焊锡合并半开体中的侧缘的方法、以及用于合并耳部以利用合并部分而不是管保持这些耳部的方法

(4)传热构件和管的截面形状可以是非卵形，例如椭圆形和正圆形。

(5)可以以三根电线的轴线中心形成等边三角形的方式布置这些电线。

(6)由一个传热构件包围的电线的数量可以是两根或四根或更多根。

(7)在以上实施例中，相邻电线在传热构件内相互接触，但可将相邻电线布置为在传热构件内不相互接触。

(8)在以上实施例中，沿垂直于电线的布置方向的方向组合一对半开体，但是，本发明并不限于此，且可沿平行于电线的布置方向的方向组合一对半开体。

(9)可将该对半开体形成为彼此不同的形状。

(10)可通过合并三个或更多个部件来构成管。

(11)导体11和绝缘涂层12的截面形状可以是正圆形以外的形状，诸如椭圆形、卵形、以及矩形等。

Claims (7)

1.一种屏蔽导体，包括：

多根电线，

由合成树脂制成的传热构件，所述传热构件被成型为紧密地附接至所述电线的外周，并且共同包围所述电线的外周，以及

金属管，所述金属管被安装为紧密地附接于所述传热构件的外周。

2.根据权利要求1所述的屏蔽导体，其中，所述管通过成柱形地合并一对半开体而构成。

3.根据权利要求2所述的屏蔽导体，其中，在所述对半开体中形成有耳部，所述耳部沿着在合并所述成对半开体时彼此对应的侧缘向外突出，所述成对半开体中的对应耳部如此形成：当所述半开体单独地外装至所述传热构件时，所述耳部被间隔开，以及

当所述成对半开体外装至所述传热构件时被间隔开的所述耳部彼此更靠近，并被可导电地合并，从而构成所述管。

4.根据权利要求3所述的屏蔽导体，其中，对应的所述耳部通过缝焊而彼此牢固固定。

5.一种屏蔽导体的制造方法，其执行以下工序：

用于形成传热构件的工序，所述传热构件由合成树脂制成，并且紧密地附接于多根电线的外周，此外所述传热构件还共同包围所述多根电线，以及

用于组装金属管的工序，以使得所述管紧密地附接于所述传热构件的外周。

6.根据权利要求5所述的屏蔽导体的制造方法，其执行以下工序：

用于形成耳部的工序，所述耳部沿着所述对半开体的侧缘向外突出，并且在合并所述成对半开体时，所述耳部位于对应位置，

用于将所述成对半开体单独地外装至所述传热构件的工序，以及

用于通过如下方法构成所述管的工序：使得所述耳部彼此更靠近，并且可导电地牢固固定所述耳部，从而合并所述成对半开体，并使所述成对半开体紧密地附接于所述传热构件。

7.根据权利要求6所述的屏蔽导体的制造方法，其执行通过缝焊彼此牢固固定对应的所述耳部的工序。

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