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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen abgeschirmten elektrischen Draht und einen Kabelbaum.
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STAND DER TECHNIK
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In der verwandten Technik ist ein abgeschirmter elektrischer Draht vorgeschlagen worden, bei welchem eine Mehrzahl an elektrischen Drähten gemeinsam in ein Metallrohr eingelegt werden, um eine Abschirmfunktion auszuüben und zu verhindern, dass Fremdstoffe den elektrischen Draht störend beeinflussen (siehe zum Beispiel
JP-A-2004-171952 ). Insbesondere kann durch gemeinsames Einlegen der Mehrzahl an elektrischen Drähten in das Metallrohr und dann Verbinden des Metallrohrs mit der Masse, eine Masseverbindung des abgeschirmten elektrischen Drahts lediglich einmal ausgeführt werden.
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Bei dem abgeschirmten elektrischen Draht, der in
JP-A-2004-171952 beschrieben wird, wird jedoch eine Mehrzahl an elektrischen Drähten gemeinsam in ein Metallrohr eingelegt. Deshalb neigt ein Durchmesser des Metallrohrs dazu groß zu sein, und wenn der abgeschirmte elektrische Draht zum Zeitpunkt der Verdrahtung zu einem Fahrzeug oder dergleichen gebogen wird, wird ein Biegeradius R des abgeschirmten elektrischen Drahts groß. Als eine Folge kann man nicht sagen, dass die Verdrahtungseigenschaft des abgeschirmten elektrischen Drahts überhaupt gut ist. Deshalb ist es denkbar, den Durchmesser des Metallrohrs soweit wie möglich zu verringern, so dass zum Beispiel eine Mehrzahl an elektrischen Drähten und eine innere Oberfläche des Metallrohrs in engen Kontakt miteinander gebracht werden. In diesem Fall dehnt sich der elektrische Draht jedoch aus, aufgrund einer Temperaturumgebung, in welcher der abgeschirmte elektrische Draht verwendet wird, und somit wird der elektrische Draht gequetscht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um ein derartiges Problem der verwandten Technik zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, einen abgeschirmten elektrischen Draht und einen Kabelbaum bereitzustellen, welche verhindern können, dass der elektrische Draht gequetscht wird, während ein Biegeradius R unterdrückt und eine Verdrahtungseigenschaft verbessert wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein abgeschirmter elektrischer Draht bereitgestellt, mit:
- einem Metallrohr mit einer rohrförmigen Form bzw. Schlauchform; und
- einem elektrischen Draht, der lediglich ein in dem einen Metallrohr bereitgestellter elektrischer Draht ist, und einen Leiter und einen Isolator, der an einem Außenumfang des Leiters bereitgestellt ist, aufweist, wobei
wenn ein Außendurchmesser des Leiters bei 25°C als a festgelegt ist, ein linearer Ausdehnungskoeffizient eines Leitermaterials des Leiters als αa festgelegt ist, und ein Temperaturunterschied zwischen einer Maximaltemperatur, ausgesetzt in einer Umgebung, in welcher der elektrische Draht verwendet wird, und 25°C als Δt festgelegt ist, ein Außendurchmesser a' des Leiters nach thermischer Ausdehnung in Bezug auf die Maximaltemperatur a' = a + αa × a × Δt ist, und wenn eine Wanddicke des Isolators bei 25°C als b festgelegt ist, und ein linearer Ausdehnungskoeffizient eines Isolatormaterials des Isolators als αb festgelegt ist, ist eine Isolatorwanddicke b' nach thermischer Ausdehnung in Bezug auf die Maximaltemperatur b' = b + αb × b × Δt, und ein Innendurchmesser c des einen Metallrohrs ist festgelegt, um c ≥ a' + 2b' zu erfüllen.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich zu verhindern, dass der elektrische Draht gequetscht wird, während der Biegeradius R unterdrückt und die Verdrahtungseigenschaft verbessert wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittansicht, die ein Beispiel eines Kabelbaums gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
- 2 ist eine Querschnittansicht, die einen Zustand darstellt, wenn ein elektrischer Draht thermisch ausgedehnt ist.
- 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Änderung des Durchmessers in Bezug auf lineare Ausdehnung darstellt.
- 4 ist eine Querschnittansicht, die einen abgeschirmten elektrischen Draht gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
- 5 ist eine Querschnittansicht, die ein anderes Beispiel des abgeschirmten elektrischen Drahts gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend wird die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die unten gezeigten Ausführungsformen beschränkt und kann angemessen modifiziert werden, ohne von dem Sinn der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Bei den unten gezeigten Ausführungsformen, werden einige Teile der Ausgestaltungen nicht dargestellt oder erläutert. Es versteht sich jedoch von selbst, dass, was die Details der weggelassenen Technologie betrifft, eine allgemein bekannte oder wohlbekannte Technologie angemessen angewandt wird, solange es keinen Widerspruch mit den unten beschriebenen Inhalten gibt.
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1 ist eine Querschnittansicht, die ein Beispiel eines Kabelbaums gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 1 dargestellt, umfasst ein Kabelbaum WH einen abgeschirmten elektrischen Draht 1, und ein in 1 dargestelltes Beispiel umfasst zwei (Mehrzahl) abgeschirmte elektrische Drähte 1. Der Kabelbaum WH ist nicht auf das in 1 dargestellte Beispiel beschränkt, solange wie der Kabelbaum WH zumindest einen abgeschirmten elektrischen Draht 1 und andere Ausgestaltung umfasst. Zum Beispiel, als eine andere Ausgestaltung, kann der Kabelbaum WH mit einem Verbinder an einem Endabschnitt des abgeschirmten elektrischen Drahts bereitgestellt sein, oder kann mit einem Geflecht oder dergleichen bereitgestellt sein, das zum Beispiel an einem Metallgehäuse einer Fahrzeugkarosserie oder einer elektronischen Vorrichtung an dem Endabschnitt angebracht ist.
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Der abgeschirmte elektrische Draht 1 umfasst ein Metallrohr 10 und einen elektrischen Draht 20. Ein Metallrohr 10 ist ein Rohrelement mit einer rohrförmigen Form und ist ein rohrförmiges (zum Beispiel zylindrisches) Rohrelement mit keiner Kerbe in einer Längsrichtung davon in einer Querschnittansicht.
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Ein elektrischer Draht 20 umfasst einen Leiter 21 und einen Isolator 22, der an einem Außenumfang des Leiters 21 bereitgestellt ist. Der Leiter 21 ist aus Kupfer, Aluminium oder einer Legierung daraus hergestellt. Als der Isolator 22 wird zum Beispiel Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder geschäumtes PE und PP verwendet.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist lediglich ein elektrischer Draht 20 in einem Metallrohr 10 bereitgestellt. Wenn es gewünscht ist, eine Mehrzahl elektrischer Drähte 20 zu verteilen, wird deshalb die gleiche Anzahl an Metallrohren 10 wie die Anzahl an elektrischen Drähten 20 angefertigt und ein elektrischer Draht 20 wird in jedem Metallrohr 10 angeordnet. Hier wird, wenn eine Mehrzahl elektrischer Drähte in einem großen Metallrohr aufgenommen wird, ein Biegeradius R des abgeschirmten elektrischen Drahts 1 groß. Wenn ein elektrischer Draht 20 in einem Metallrohr 10 aufgenommen wird und eine Mehrzahl von diesen angefertigt wird, wird jedoch der Biegeradius R nicht groß, und somit kann eine Verdrahtungseigenschaft verbessert werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform erfüllen das Metallrohr 10 und der elektrische Draht 20 die folgende Beziehung. 2 ist eine Querschnittansicht, die einen Zustand darstellt, wenn ein elektrischer Draht 20 thermisch ausgedehnt ist. Wie in 2 dargestellt, bei der vorliegenden Ausführungsform, wenn ein Außendurchmesser des Leiters 21 nach thermischer Ausdehnung in Bezug auf eine Maximaltemperatur, der er in der Umgebung ausgesetzt ist, als a' festgelegt ist und eine Wanddicke des Isolators nach thermischer Ausdehnung in Bezug auf die Maximaltemperatur als b' festgelegt ist, ist ein Innendurchmesser c von einem Metallrohr 10 festgelegt, c ≥ a' + 2b' zu erfüllen.
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Hier ist, wenn ein Außendurchmesser des Leiters 21 bei 25°C als a (siehe 1) festgelegt ist, ein linearer Ausdehnungskoeffizient eines Leitermaterials des Leiters 21 als αa festgelegt ist, und ein Temperaturunterschied zwischen einer Maximaltemperatur, ausgesetzt in der Umgebung, wo der elektrische Draht 20 angeordnet ist, und 25°C als Δt festgelegt ist, der Außendurchmesser a' des Leiters 21 nach thermischer Ausdehnung in Bezug auf die Maximaltemperatur auf a' = a + αa × a × Δt festgelegt. Wenn eine Wanddicke des Isolators bei 25°C als b (siehe 1) festgelegt ist, und ein linearer Ausdehnungskoeffizient des Isolatormaterials des Isolators als αb festgelegt ist, ist eine Isolatorwanddicke b' nach thermischer Ausdehnung in Bezug auf die Maximaltemperatur auf b' = b + αb × b × Δt festgelegt.
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Mit dieser Ausgestaltung, sogar wenn sich der elektrische Draht 20 zu dem Maximum in der Nutzungsumgebung ausdehnt, dehnt sich der elektrische Draht 20 nicht über eine innere Oberfläche des Metallrohrs 10 hinaus aus, und somit ist es möglich zu verhindern, dass der elektrische Draht 20 durch die innere Oberfläche des Metallrohrs 10 gequetscht wird.
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Als nächstes wird ein Beispiel des abgeschirmten elektrischen Drahts 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 3 ist ein Diagramm, welches das Beispiel darstellt. Bei dem in 3 dargestellten Beispiel, ist der Leiter Aluminium (linearer Ausdehnungskoeffizient 23,6 × 10-6 / °C), und der Isolator ist Polyethylen (linearer Ausdehnungskoeffizient 3,58 × 10-4 / °C). Der Außendurchmesser des Leiters bei 25°C ist 5,00 mm und die Dicke (Beschichtungsdicke) des Isolators ist 1,10 mm. Ein Innendurchmesser des Metallrohrs ist auf ϕ8 festgelegt.
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In diesem Fall ist der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 30°C 7,20 mm. Deshalb ist ein Freiraum zwischen dem Außendurchmesser des elektrischen Drahts 20 und einem Innendurchmesser des Metallrohrs 10 0,8 mm. Der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 40°C ist 7,21 mm, der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 50°C ist 7,22 mm, der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 60°C ist 7,23 mm, und der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 70°C ist 7,24 mm.
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Der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 80°C ist 7,25 mm, der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 90°C ist 7,26 mm, der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 100°C ist 7,27 mm, der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 110°C ist 7,28 mm, und der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 120°C ist 7,29 mm.
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Der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 130°C ist 7,30 mm, der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 140°C ist 7,30 mm, der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 150°C ist 7,31 mm, und der Außendurchmesser des elektrischen Drahts bei 160°C ist 7,32 mm.
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Sogar bei der Maximaltemperatur (160°C), ausgesetzt in der Umgebung, in welcher der elektrische Draht verwendet wird, ist deshalb der Außendurchmesser des elektrischen Drahts 7,32 mm, welcher den Innendurchmesser des Metallrohrs von 8 mm nicht erreicht. Als eine Folge wird ein Freiraum von 0,68 mm zwischen dem Außendurchmesser des elektrischen Drahts 20 und dem Innendurchmesser des Metallrohrs 10 sichergestellt.
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Auf diese Weise, durch die Ausgestaltungen des abgeschirmten elektrischen Drahts 1 und des Kabelbaums WH gemäß der vorliegenden Ausführungsform, werden ein Metallrohr 10 und lediglich ein in dem einen Metallrohr 10 bereitgestellter elektrischer Draht 20 bereitgestellt. Deshalb kann der Biegeradius R unterdrückt werden durch Reduzieren des Durchmessers des Metallrohrs 10, verglichen mit dem Fall, bei dem eine Mehrzahl elektrischer Drähte in dem Metallrohr bereitgestellt ist. Der Innendurchmesser c von einem Metallrohr 10 erfüllt c ≥ a' + 2b', wenn der Außendurchmesser des Leiters 21 nach thermischer Ausdehnung a' ist und die Wanddicke des Isolators nach thermischer Ausdehnung b' ist. Sogar wenn sich ein elektrischer Draht 20 bei der Maximaltemperatur in der Nutzungsumgebung thermisch ausdehnt, ist es deshalb möglich zu verhindern, dass der elektrische Draht 20 aufgrund einer Ausdehnung, die den Innendurchmesser c des Metallrohrs 10 übersteigt, gequetscht wird. Deshalb ist es möglich zu verhindern, dass der elektrische Draht 20 gequetscht wird, während der Biegeradius R unterdrückt und die Verdrahtungseigenschaft verbessert wird.
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Als nächstes wird ein abgeschirmter elektrischer Draht gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Der abgeschirmte elektrische Draht gemäß der zweiten Ausführungsform ist der gleiche wie derjenige der ersten Ausführungsform, aber die Ausgestaltung ist teilweise unterschiedlich. Nachstehend werden Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben.
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4 ist eine Querschnittansicht, die den abgeschirmten elektrischen Draht 2 gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Wie in 4 dargestellt, ist bei einem abgeschirmten elektrischen Draht 2 gemäß der zweiten Ausführungsform, ein thermoplastisches Elastomer 30 zwischen einem Metallrohr 10 und einem elektrischen Draht 20 angeordnet.
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Das thermoplastische Elastomer 30 ist zum Beispiel aus einem Beliebigen von thermoplastischen Elastomeren auf Styrol-Basis (SBC und TPS), Polyolefin-basiertem Elastomer (TPO), Polyester-basiertem Elastomer (TPEE und TPC), Vinylchlorid-basiertem Elastomer (TPVC), Polyurethanbasierten Elastomeren (TPU) und dergleichen, oder einer Kombination davon, gebildet.
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Das derartige thermoplastische Elastomer 30 ist weicher als der Isolator 22 bei Raumtemperatur (um 25°C) oder dergleichen, und behindert nicht die Ausdehnung des elektrischen Drahts 20 während der thermischen Ausdehnung des elektrischen Drahts 20. Insbesondere erweicht das thermoplastische Elastomer 30 mehr in einer Hochtemperaturumgebung, so dass es schwierig wird, die Ausdehnung des elektrischen Drahts 20 zu behindern. Ein Teil des thermoplastischen Elastomers 30 steht von beiden Enden des Metallrohrs 10 vor, zum Beispiel aufgrund der Ausdehnung des elektrischen Drahts 20, aber der vorstehende Teil des thermoplastischen Elastomers 30 kehrt in seine Ursprungsposition zurück, wenn der elektrische Draht 20 abkühlt.
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5 ist eine Querschnittansicht, die ein anderes Beispiel des abgeschirmten elektrischen Drahts gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Es wird angenommen, dass der abgeschirmte elektrische Draht 2 gemäß der zweiten Ausführungsform zum Zeitpunkt des Verkabelns an einem Fahrzeug oder dergleichen gebogen wird. In diesem Fall, wie in 5 dargestellt, weist das Metallrohr 10 eine etwas abgeflachte Form auf, aber das thermoplastische Elastomer 30 folgt der Form, und somit ändert sich eine Form des thermoplastischen Elastomers 30, während es zwischen dem Metallrohr 10 und dem elektrischen Draht 20 angeordnet ist.
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Der abgeschirmte elektrische Draht 2 gemäß der zweiten Ausführungsform kann zum Beispiel hergestellt werden durch Extrudieren des thermoplastischen Elastomers 30 auf den elektrischen Draht 20, und dann Durchführen des extrudierten thermoplastischen Elastomers 30 durch das Metallrohr 10. Das thermoplastische Elastomer 30 kann auf den elektrischen Draht 20 extrudiert und dann in eine rohrförmige Form ausgebildet werden, durch Formen von einer Metallplatte auf dem thermoplastischen Elastomer 30. In diesem Fall kann ein Überlappungsabschnitt der Metallplatte durch Plasmaschweißen, Reibrührschweißen oder dergleichen gefügt werden.
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Auf diese Weise, durch die Ausgestaltung des abgeschirmten elektrischen Drahts 2 und des Kabelbaums WH gemäß der zweiten Ausführungsform, ähnlich der ersten Ausführungsform, ist es möglich zu verhindern, dass der elektrische Draht 20 gequetscht wird, während der Biegeradius R unterdrückt und die Verdrahtungseigenschaft verbessert wird.
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Ferner, gemäß der zweiten Ausführungsform, da das thermoplastische Elastomer 30 zwischen das Metallrohr 10 und den elektrischen Draht 20 gefüllt ist, kann die Wärme des elektrischen Drahts 20 von dem Metallrohr 10 durch das thermoplastische Elastomer 30 freigegeben werden, und somit kann die Wärmeableitung verbessert werden. Als eine Folge kann die Ausdehnung des elektrischen Drahts 20 selbst unterdrückt werden, und die Möglichkeit, dass der elektrische Draht 20 gequetscht wird, kann weiter verringert werden.
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Vorstehend wird die vorliegende Offenbarung basierend auf den Ausführungsformen beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Änderungen können ausgeführt werden, ohne von dem Sinn der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, und die Techniken der Ausführungsformen können, falls möglich, kombiniert werden, und allgemein bekannte und wohlbekannte Techniken können wie angemessen kombiniert werden.
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Zum Beispiel können die Materialien und dergleichen, die in den oben beschriebenen Ausführungsformen gezeigt werden, wie angemessen geändert werden. Obwohl bei dem abgeschirmten elektrischen Draht 2 gemäß der zweiten Ausführungsform angenommen wird, dass das thermoplastische Elastomer 30 in dem gesamten abgeschirmten elektrischen Draht 2 in der Längsrichtung bereitgestellt ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses beschränkt, und das thermoplastische Elastomer 30 kann intermittierend oder partiell bereitgestellt werden.
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Hier werden die Details der obigen Ausführungsformen wie folgt zusammengefasst.
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Es wird ein abgeschirmter elektrischer Draht bereitgestellt, mit: einem Metallrohr mit einer rohrförmigen Form, und einem elektrischen Draht, der lediglich ein in dem einen Metallrohr bereitgestellter elektrischer Draht ist, und einen Leiter und einen Isolator, der an einem Außenumfang des Leiters bereitgestellt ist, aufweist, bei welchem, wenn ein Außendurchmesser des Leiters bei 25°C als a festgelegt ist, ein linearer Ausdehnungskoeffizient eines Leitermaterials des Leiters als αa festgelegt ist, und ein Temperaturunterschied zwischen einer Maximaltemperatur, ausgesetzt in einer Umgebung, in welcher der elektrische Draht verwendet wird, und 25°C als Δt festgelegt ist, ein Außendurchmesser a' des Leiters nach thermischer Ausdehnung in Bezug auf die Maximaltemperatur a' = a + αa × a × Δt ist, und wenn eine Wanddicke des Isolators bei 25°C als b festgelegt ist, und ein linearer Ausdehnungskoeffizient eines Isolatormaterials des Isolators als αb festgelegt ist, ist eine Isolatorwanddicke b' nach thermischer Ausdehnung in Bezug auf die Maximaltemperatur b' = b + αb × b × Δt, und ein Innendurchmesser c des einen Metallrohrs ist festgelegt, um c ≥ a' + 2b' zu erfüllen.
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Zum Beispiel ist ein thermoplastisches Elastomer zwischen das eine Metallrohr und den elektrischen Draht gefüllt.
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Hier wird auch ein Kabelbaum bereitgestellt, mit dem abgeschirmten elektrischen Draht gemäß dem Obigen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2004171952 A [0002, 0003]