CN104584709A - 电磁屏蔽管 - Google Patents
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Abstract
电磁屏蔽管(3)构成为：在最内层形成树脂制内层(11)，在最外层形成树脂制外层(15)，在内层(11)与外层(15)之间形成金属制金属层(13)。这里，优选使外层(15)与金属层(13)间的接合强度弱于内层(11)与金属层(13)间的接合强度。例如，在内层(11)与金属层(13)之间设置粘结层，在外层(15)与金属层(13)之间不设置粘结层等，而在金属层(13)上直接挤出包覆外层(15)即可。通过这样做，能够容易地仅剥离外层(15)，在剥离外层(15)时，能够防止金属层(13)与外层(15)一起被剥落而破损。因此，在作为屏蔽电缆来使用时，能够容易地进行与端子(7)的连接等。
Description
技术领域
本发明涉及一种电线在内部通线，用于电动汽车的电磁屏蔽管。
背景技术
以往，作为电缆的保护管，使用钢管或铝管等金属管或者树脂制的波纹管。此时，存在以下情况：从收容在保护管内的电缆产生的噪声影响，或者来自外部的噪声对内部的电缆带来的影响成为问题。例如，在混合动力汽车中，为了保护向驱动马达供给来自逆变器装置的三相交流输出的电缆，保护管在车身下部等配合车身形状进行配管。此时，由于从电缆产生的噪声导致杂音进入收音机等，因此需要屏蔽对策。
作为这种保护管，有金属制的金属管，并且为了提高耐久性，将最外层做成不锈钢层，其它层为铁制(专利文献1)。
此外，有在树脂制的波纹管上通过电镀形成有金属层的波纹管(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2007-81158号公报
专利文献2：日本专利公开平成9-298382号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
但是，专利文献1这样的金属管由于是金属制，因此存在重量的问题。作为其对策，如果使金属管的壁厚变薄，则在弯曲时，弯曲部被压溃而扁平化，难以确保规定的内径。此外，由于需要一定程度的壁厚，因此对于弯曲加工需要大型加工机。因此，不能说对产品形状的加工性一定良好。
此外，特别是在电动汽车中，在车辆下部配置电磁屏蔽管的情况较多，需要针对沾水的耐腐蚀性和针对石头飞溅等的耐外伤性。但是，上述金属管在外面因石头飞溅等受到冲击时，存在容易形成凹陷的危险。此外，如果如专利文献1那样使用不锈钢，则价格变高。此外，这种保护管不仅附着来自外部的水，也存在在内部因结露等附着水分的危险。因此，即使仅在最外层形成不锈钢层，也不能完全消除腐蚀的问题。
此外，如专利文献2那样在通过电镀在树脂波纹管上附着金属层的方法中，存在镀层脱落或镀层腐蚀等问题。
特别是在电动汽车中，由于产生大量噪声，因此存在对其它电气部件产生影响的危险。但是，在如专利文献2那样的在树脂制波纹管上使用非电解镀层法形成金属层的方法中，发挥屏蔽性的金属层的厚度存在极限，难以同时实现高屏蔽特性和金属层与树脂层间的粘合性。
此外，电动汽车受到环境温度和来自马达等的热量的影响。因此，必须针对温度变化防止发生变形或者功能下降。但是，在专利文献2的方法中，由于金属层薄，存在因树脂制的波纹管的线膨胀系数与金属层的线膨胀系数间的差异，导致金属层容易变形的危险。此外，存在因反复这种变形导致金属层损伤的危险。
此外，树脂制的波纹管通常具有挠性。因此，在车辆上固定波纹管时，必须将波纹管配置在车辆的规定位置，在配合位置的同时固定规定部位。因此，需要许多固定部件，在车辆上敷设固定波纹管的操作性差。
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于通过本发明提供一种不易产生腐蚀和表面凹陷等，具备高屏蔽性与形状保持性，敷设操作性优异的电磁屏蔽管。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明为在内部可插通电线的用于电动汽车的电磁屏蔽管，其特征在于，具备内层、金属层和外层，所述内层为树脂制，所述金属层形成在所述内层的外周，所述外层形成在所述金属层的外周，为树脂制，所述电磁屏蔽管为层叠所述内层、所述金属层和所述外层的复合管，所述内层与所述金属层间的接合强度强于所述金属层与所述外层间的接合强度。
优选地，仅所述内层与所述金属层通过粘结剂粘结，而所述金属层与所述外层间不被粘结。
优选地，所述金属层是带状部件成形为筒状，带状部件的端部彼此对接，通过焊接来接合对接部。
优选地，构成所述外层的树脂被交联。
优选地，所述内层的厚度比所述外层的厚度厚。
根据本发明，由于在内部形成金属层，因此能够对在内部插通的电线发挥屏蔽性。此外，由于内外层为树脂制，作为中间层形成金属层，因此金属层不在电磁屏蔽管的内面及外面露出，电磁屏蔽管不会腐蚀。
此外，通过使内层与金属层间的接合强度比外层与金属层间的接合强度强，能够容易地仅剥离外层。因此，易于电磁屏蔽管的末端加工等。这里，本发明的接合强度不仅是通过粘结剂粘结的情况，也包含通过熔接等接合的情况。
此外，由于树脂层具有隔热性，因此难以在管内产生结露，也没有因结露的水导致内部电线绝缘破坏等问题。
此外，金属层为确保屏蔽性、形状保持性及耐久性所需的最低限度的厚度即可。因此，与将整体做成金属层的情况相比较，弯曲加工容易。因此，能够不使用如在金属管的弯曲加工中使用的大型液压折弯机等，通过手加工或小型手动折弯机等简易装置进行弯曲加工。
此外，不像现有的波纹管那样在树脂上通过电镀等形成金属层，作为整体具有形状保持性(在弯曲复合管时保持弯曲状态的形状，只要不施加仅使管塑性变形的外力就不会返回原形状)。因此，能够预先配合在车辆上的固定布局来加工形状。因此，电磁屏蔽管的敷设操作性优异。
此外，特别是由于在金属层的内外层侧设置有树脂层，因此在弯曲部上，金属层不会向内部压溃而扁平化。此外，由于作为整体大致由树脂构成，因此与由金属构成整体相比较，能够实现轻量化。特别是通过使金属层厚度最薄，使内层厚度最厚，能够更切实地获得如上所述的效果。此外，由于内层厚，在制造时，能够提高基于内层的树脂管的圆度。
此外，即使石头等与外周碰撞，因具有弹性的树脂制外层，在金属层上不会产生凹陷等。
此外，通过交联外层，能够提高外层与金属层间的粘合性。如果通过粘结等将外层与金属层粘结，则在屏蔽管的末端加工中，剥离外层的操作变困难。另一方面，如果外层与金属层间未完全粘合而产生间隙，则存在金属层扁平化的危险。因此，通过交联外层，能够确保外层与金属层间的剥离性，并抑制金属层的扁平化。
此外，通过将带状部件对接焊接来形成金属层，能够减小金属层圆周方向的厚度变化。因此，能够抑制起始于厚度变化部的金属层的压曲。
(三)有益效果
根据本发明，能够提供一种难以产生腐蚀和表面凹陷等，具备高屏蔽性和形状保持性，敷设操作性优异的电磁屏蔽管。
附图说明
图1是表示屏蔽电缆1的图。
图2是表示电磁屏蔽管3的图，图2(a)为立体图，图2(b)为截面图。
图3是表示制造电磁屏蔽管3的电磁屏蔽管制造装置30的示意图。
图4是表示屏蔽管3的其它实施方式的图。
图5是表示屏蔽电缆1的敷设状态的图。
图6是表示屏蔽电缆1的其它敷设状态的图。
图7中图7(a)是表示电磁屏蔽管3a的图，图7(b)是表示电磁屏蔽管3b的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式的屏蔽电缆1进行说明。图1是表示屏蔽电缆1的图。屏蔽电缆1主要由电磁屏蔽管3、端子7、电线9等构成。
在电磁屏蔽管3内部插通电线9。作为包覆线的电线9的两端部连接有端子7。
图2是表示电磁屏蔽管3的图，图2(a)为立体图，图2(b)为截面图。电磁屏蔽管3构成为：在最内层形成树脂制内层11，在最外层形成树脂制外层15，在内层11与外层15之间形成金属制金属层13。
构成内层11和外层15的树脂，可以全是相同的树脂，也可以是不同的树脂。例如，可以从聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃类树脂，聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯等热塑性树脂中选择。另外，树脂也可以交联或改性。例如，为了提高耐热性可以进行交联，为了提高粘结性也可以进行马来酸改性。此外，可以添加卤素类、磷类、金属水合物等阻燃剂，也可以添加氧化钛等使耐候性提高。
另外，这种阻燃剂或用于使耐候性提高的添加剂等，可以仅在构成外层15的树脂中添加。即，可以不在不需要阻燃性和耐候性的内层11的树脂中添加。
金属层13只要能够获得屏蔽效果，可以使用铜或铁，但是如果考虑轻量化和成本等，则优选为铝制(包含铝合金)。
内层11、外层15中的至少任意一方形成为比金属层13要厚。例如，如图所示，可以使内层11、外层15双方比金属层13要厚。通过这样做，能够防止特别是弯曲时电磁屏蔽管3的扁平化。即，通过使内层11足够厚，能够防止金属层13在内侧扁平化，通过使外层15足够厚，能够防止金属层13扁平化。例如，在金属层13弯曲时，即使金属层13的弯曲加工部的外周压溃要扁平化，外层15对金属层13施加要返回弯曲加工前的圆形的作用，能够防止金属层13的扁平化。
另外，金属层13的厚度设定为：能够获得必要的屏蔽特性，同时，在弯曲形成有内层11、外层15的电磁屏蔽管3时，弯曲状态下的金属层13的刚性要大于内层11及外层15要返回原状态的恢复力。即，如果进行电磁屏蔽管3的弯曲加工，则内部金属层13塑性变形，内层11及外层15因自身的挠性而弹性变形。对此，如果弯曲状态下的金属层13的刚性比伴随内层11及外层15弹性变形的恢复力要大，则电磁屏蔽管3能够保持弯曲状态下的形状。
这里，为了确保必要的屏蔽特性，金属层13的厚度优选为0.07mm以上。但是，优选考虑因内层11及外层15与金属层13间的线膨胀系数的差异而产生的应力来设定金属层13的厚度。即，树脂制的内层11及外层15与金属制的金属层13间的线膨胀系数不同。因此，根据温度变化，对中间的金属层13施加应力。此时，如果应力在弹性变形区域内(例如如果是铝，则在0.2％弹性极限应力以下)，则能够防止因反复塑性变形导致破损。
在金属层13上产生的应力根据内层11及外层15的线膨胀系数的差异，或者使用环境、各自的厚度等而不同，但是在电动汽车的通常使用状况中，如果金属层13的厚度在0.15mm以上，则通过内层11及外层15能够防止施加弹性极限应力以上的应力。因此，作为金属层13的厚度，优选在0.15mm以上。
此外，优选考虑耐外伤性来设定外层15的厚度。在电动汽车的通常使用状况中，外层15具有保护层的作用，以使金属层13不会因石头飞溅等受到损伤。为了发挥外层15作为保护层的功能，厚度优选在0.5mm以上。如果不足0.5mm，则存在外层15因石头飞溅等损伤，内部金属层13破损的危险。
下面，对电磁屏蔽管3的制造方法进行说明。图3是表示屏蔽管制造装置30的示意图。这里，对切割机及冷却机等省略图示。首先，利用内层挤出机31，通过挤出加工制造成为内层11的树脂管。由于成为内层11的树脂管在挤出后冷却时收缩，因此通过真空定径机32来定径。真空定径机32例如在将树脂管夹入金属模具内的状态下，通过从外面侧排气，树脂管被压接于金属模具内周面，抑制外径的收缩。然后，根据需要，也可以使用粘结剂涂敷装置34在树脂管的外周涂敷粘结剂。
然后，使树脂管通过外径测量器36，测量树脂管的外径。外径测量器36例如为激光测量器。通过外径测量器36，如果树脂管的外径在规定范围内，则直接继续制造。另一方面，通过外径测量器36，在树脂管的外径脱离规定范围的情况下，改变真空定径机32的金属模具尺寸等。
然后，一边由带状部件供给部33供给作为构成金属层13的带状部件的金属薄板(包含金属片)，一边通过成形加工机35成形加工，同时，向内层11的树脂管外周输送，使一部分重叠成为筒状。进而，通过焊接机37焊接带状部件的重叠部。通过上述方法，在内层11的树脂管外周形成金属层13。
进而，通过外层挤出机39，在金属层13的外周挤出包覆外层树脂，完成电磁屏蔽管3。
进而，根据需要，通过交联部41交联外层15。这里，交联部41可以通过UV或者热量来交联外层15。此时，可以同时进行内层11的交联，但是也可以仅交联外层15。通过这样做，可以不交联内层11，而仅交联外层15。通过交联外层15，能够使外层15与金属层13间的粘合性提高。因此，能够在确保外层15与金属层13间的剥离性的同时，抑制金属层13的扁平化。
通过这样制造，如图2(b)所示，在金属层13的一部分上形成重叠部17。另外，由于重叠部17在包覆外层15时从外侧被挤压，因此重叠部的带状部件的端部彼此间切实地接触。因此，在图中所示的截面中，在形成屏蔽层的金属层13上不会形成间隙。
如上所述，重叠部17在被外层15包覆之前，利用焊接机37通过对焊或超声波焊接等将重叠部17的至少一部分接合。另外，可以使重叠部17的一部分直接顶触，另一部分通过粘结剂来粘结。无论通过何种方法，都优选使金属层13在圆周方向上连续(导通)。通过这样做，能够切实地确保屏蔽性。
此外，也可以不形成重叠部17，如图4(a)、图4(b)所示，进行对接焊接。在该情况下，将带状部件做成筒状，使带状部件的端部彼此(对接部18)对接，利用焊接机37通过焊接将对接部18接合即可。即使在该情况下，由于金属层13在圆周方向上连续，因此能够切实地确保屏蔽性。
通过这样进行对接焊接，由于没有带状部件相互重叠的部分，因此金属层13圆周方向的厚度变化小。如果金属层13具有大的厚度变化，则在弯曲电磁屏蔽管3时容易成为压曲的起点。因此，通过进行对接焊接，能够抑制产生这种压曲。
这里，如上所述，在本发明中，通过外径测量器36来管理树脂管的外径。因此，在对接金属薄板做成筒状时，能够抑制在树脂管与金属薄板(金属层13)之间形成间隙。另外，在从树脂管通过上述外径测量器36之后到将金属薄板在其外周进行成形加工之间，也存在些许外径收缩。因此，在本发明中，预先测量从外径测量器36到成形加工机35之间的树脂管的外径收缩量，对于成形加工时的树脂管的最适宜外径，将外径测量器36判定合格的外径预先设定为仅增大该收缩量。由此，能够使金属层13与树脂管(内层11)粘合。
作为这种电磁屏蔽管，例如，可以使用内径22.4mm，内层11厚度为0.6mm，金属层13厚度为0.2mm，外层15厚度为0.5mm，外径25mm的电磁屏蔽管。将聚丙烯作为内层11及外层15，将铝作为金属层13的这种电磁屏蔽管3，能够通过手动折弯机容易地进行弯曲加工。
此外，也可以在内层11与金属层13之间，或者在金属层13与外层15之间分别设置粘结层等。这里，在本发明中，形成在内层的外周的金属层不限于内层11与金属层13必须直接接触，也包含在内层11与金属层13之间形成有其它层的情况。
同样地，形成在金属层的外周的树脂制的外层不限于金属层13与外层15必须直接接触，也包含在金属层13与外层15之间形成有其它层的情况。
这里，优选使外层15与金属层13间的接合强度弱于内层11与金属层13间的接合强度。例如，在内层11与金属层13之间设置粘结层，在外层15与金属层13之间不设置粘结层等，而在金属层13上直接挤出包覆外层15即可。由于内层11与金属层13间的线膨胀系数的差异导致的应变的影响大，因此必须进行粘结，但是由于外层15与内层11相比较，应变的影响较少，因此不是必须进行粘结。通过这样做，能够容易地仅剥离外层15，在剥离外层15时，能够防止金属层13与外层15一起被剥落而破损等。因此，在作为图1所示的屏蔽电缆来使用时，能够容易地进行与端子7的连接等。
另外，为了使外层15与金属层13间的接合强度弱于内层11与金属层13间的接合强度，可以使金属层13的与内层11的相对面的表面粗糙度比与外层15的相对面的表面粗糙度要粗。此外，作为内层11的树脂，可以选择与金属层13间的粘结性比外层15的树脂要高的树脂。
下面，对使用本发明的屏蔽电缆1的屏蔽电缆敷设结构进行说明。图5(a)为表示屏蔽电缆敷设结构的图，图5(b)为屏蔽电缆1的截面图。这里，被敷设的屏蔽电缆的形态不限于图示的例子。
屏蔽电缆1例如在汽车下部按照规定的布局来敷设，以规定间隔固定到车身等上。此时，屏蔽电缆1的规定部位以预先规定的曲率弯曲，通过固定部件19被部分性地固定在车辆上。另外，这种弯曲部不限于图示这样的弯曲形态，根据布局适当设定弯曲角度和弯曲半径。
在屏蔽电缆1内部，例如插通作为高压电线的电线9。另外，在图示的例子中，表示插通2根电线9的例子，但是本发明不限于此。
作为屏蔽电缆敷设结构，例如在上述屏蔽电缆(内径为22.4mm)中插通2根直径8mm的电线9，一侧端部(端子)与逆变器(省略图示)连接，另一侧的端部(端子)与马达(省略图示)等连接。此外，金属层13与收容有逆变器的导电性屏蔽壳体(省略图示)电连接。
以上，根据本实施方式，由于在中间层设置有金属层13，因此具有屏蔽性。此外，由于内层11、金属层13、外层15为整体形成，因此不会出现各自的轴方向位置偏移，或者内部的金属层13脱落。
此外，由于外层15与金属层13间的接合强度弱，因此能够容易地仅剥离外层15。因此，通过仅剥离电磁屏蔽管3的端部附近的外层15，能够容易地与端子7连接。
此外，由于金属层13在0.15mm以上，在能够确保必要的屏蔽特性的同时，能够防止因伴随温度变化的应力而发生反复的塑性变形。因此，可以得到耐久性高的电磁屏蔽管。
此外，由于外层15的厚度为0.5mm以上，因此在用于电动汽车时，能够防止因石头飞溅等导致内部的金属层13损伤。
此外，由于金属层13的刚性大于伴随作为其它层的内层11、外层15的弹性变形的恢复力，能够保持弯曲加工时弯曲的形状。此时，由于金属层13与现有的金属管相比较要薄，因此加工容易。因此，通过预先根据屏蔽电缆的敷设形状来进行弯曲加工，屏蔽电缆(电磁屏蔽管)的敷设操作性优异，与使用现有的挠性管等的情况相比较，能够削减车辆上的固定部件19的使用数量。
此外，由于内层11及外层15为树脂制，因此不会因来自外部的水的附着或者水向内部浸入、结露等导致电磁屏蔽管3腐蚀。此外，由于内层11及外层15具有隔热效果，因此能够防止内部的结露。
此外，通过使内层11及外层15的厚度比金属层13要厚，在弯曲电磁屏蔽管3时，能够防止弯曲部上的金属层13的扁平化(压曲)。
此外，由于金属层13由带状部件构成，因此电磁屏蔽管3容易制造。此外，由于在形成重叠部或者对接部的同时，在重叠部或者对接部上带状部件的端部彼此接触，因此能够切实地确保屏蔽性。
下面，对其它实施方式进行说明。图6是表示屏蔽电缆1的其它敷设结构的图。另外，在以下的说明中，对与图1～图5所示的结构实现相同功能的结构标注与图1～图5相同的附图标记，并省略重复的说明。
图6所示的屏蔽电缆敷设结构为与图5所示的屏蔽电缆敷设结构大致相同的结构，但是在屏蔽电缆1的外周设置有外管21这一点上不同。外管21例如为树脂制的波纹管。外管21用于从外部保护屏蔽电缆1。通过这样做，能够更切实地保护电磁屏蔽管3。
以上，参照附图对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明的技术范围不被上述实施方式所左右。显然，本领域技术人员在权利要求书所记载的技术思想的范畴内能够想到各种变更例或修改例，这些当然也属于本发明的技术范围。
例如，内层11和外层15的厚度可以根据必要的特性适当设定。图7(a)为表示内层11薄，外层15厚的电磁屏蔽管3a的图。根据电磁屏蔽管3a，具有非常高的耐外伤性。即，即使在石头等从外部碰撞的情况下，由于外层15足够厚，金属层13不会受到损伤。此外，能够防止在电磁屏蔽管3a弯曲时截面扁平化。
此外，由于电磁屏蔽管3从外周到金属层13的距离长，因此即使在水从外部渗透至树脂内的情况下，也能够进一步防止金属层13的腐蚀。另外，内层11只要不影响形状保持性等，即使薄，金属层13也不会露出，因此能够获得针对耐腐蚀性等的效果。
此外，也可以如图7(b)所示，使用内层11厚，外层15薄的电磁屏蔽管3b。根据电磁屏蔽管3b，能够更切实地防止金属层13因弯曲加工导致弯曲加工部扁平化。因此，在弯曲部上的内径不会变小。因此，即使在弯曲部内径也不会变小，电线的插通操作性优异。
此外，电磁屏蔽管3b由于外层15薄，因此如上所述，即使在仅向外层添加添加剂或颜料的情况下，也能够减少构成外层的树脂的使用量，因此能够削减添加剂或颜料的使用量。另外，外层15只要不影响形状保持性及耐外伤性等，即使薄，金属层13也不会露出，因此能够获得针对耐腐蚀性等的效果。
此外，在挤出成形内层11时，由于基于内层11的树脂管的厚度厚，由此能够提高树脂管的圆度。此外，由于外层15薄，因此外层15容易交联。在该情况下，可以使用内径21.5mm，内层11厚度为0.95mm，金属层13厚度为0.45mm，外层15厚度为0.6mm，外径为25.5mm的电磁屏蔽管。
附图标记说明
1—屏蔽电缆
3、3a、3b—电磁屏蔽管
7—端子
9—电线
11—内层
13—金属层
15—外层
17—重叠部
18—对接部
19—固定部件
21—外管
30—屏蔽管制造装置
31—内层挤出机
32—真空定径机
33—带状部件供给部
34—粘结剂涂敷装置
35—成形加工机
36—外径测量器
37—焊接机
39—外层挤出机
41—交联部
Claims (5)
1.一种电磁屏蔽管，在内部可插通电线，用于电动汽车，其特征在于，具备内层、金属层和外层，
所述内层为树脂制，
所述金属层形成在所述内层的外周，
所述外层形成在所述金属层的外周，为树脂制，
所述电磁屏蔽管为层叠所述内层、所述金属层和所述外层的复合管，
所述内层与所述金属层间的接合强度强于所述金属层与所述外层间的接合强度。
2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽管，其特征在于，仅所述内层与所述金属层通过粘结剂粘结，而所述金属层与所述外层间不被粘结。
3.根据权利要求1所述的电磁屏蔽管，其特征在于，所述金属层是带状部件成形为筒状，带状部件的端部彼此对接，通过焊接来接合对接部。
4.根据权利要求1所述的电磁屏蔽管，其特征在于，构成所述外层的树脂被交联。
5.根据权利要求1所述的电磁屏蔽管，其特征在于，所述内层的厚度比所述外层的厚度厚。
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