JP2007073413A - シールド導電路及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 パイプを用いたシールド導電路における放熱特性を向上させる。
【解決手段】 導体１１を絶縁層１２によって被覆した非シールド電線１０を金属パイプ２０に挿通してなるシールド導電路１であって、前記非シ−ルド電線１０と前記金属パイプ２０との間には、樹脂テープ３１を当該非シ−ルド電線１０の外周に巻いて形成された樹脂層３０が金属パイプ２０の内周面２１に接して介在する。さらに、このシールド導電路１は、前記樹脂テープ３１が、気泡を内部に包含する発泡樹脂層の一面に粘着剤層を塗布してなる発泡テープによって構成されている。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、シールド導電路及びその製造方法に関する。

非シールド電線を使用したシールド導電路としては、複数本の非シールド電線を、金属細線をメッシュ状に編んだ筒状の編組線からなるシールド部材で包囲することにより一括してシールドする構造のものが考えられている。この種のシールド導電路においてシールド部材と電線を保護する方法としては、一般に、シールド部材を合成樹脂製のプロテクタで包囲する手段がとられるが、プロテクタを用いると部品点数が増えるという問題がある。

そこで、本願出願人は、特許文献１に記載されているように、非シールド電線を金属製のパイプ内に挿通する構造を提案した。この構造によれば、パイプが、電線をシールドする機能と電線を保護する機能を発揮するので、シールド部材とプロテクタを用いたシールド導電路に比べて部品点数が少なくて済むという利点がある。
特開２００４−１７１９５２公報

しかしながら、パイプを用いたシールド導電路１００では、例えば図１２に図示するように、電線１１０とパイプ１２０との間に空気層１３０が存在しているため、通電時に電線１１０で発生した熱が、熱伝導率の低い空気によって遮断されてパイプ１２０に伝わり難く、しかも、パイプ１２０には、編組線における編み目のような外部との通気経路が存在しないため、電線１１０で発生した熱がパイプ１２０の内部に籠もり易く、放熱特性が悪くなる傾向がある。
導体に所定の電流を流したときの発熱量は、導体の断面積が大きい程小さくなり、発熱に起因する導体の温度上昇値は、導電路の放熱特性が良好であるほど小さく抑えられる。したがって、導体の温度上昇値に上限が定められている環境下では、上記のように放熱効率の低いシールド導電路の場合、導体の断面積を大きくして発熱量を抑える必要がある。
ところが、導体の断面積を増大することは、シールド導電路が大径化し重量化することを意味するため、その対策が望まれる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、パイプを用いたシールド導電路における放熱特性を向上させることを目的とする。

請求項１の発明に係るシールド導電路は、導体を絶縁層によって被覆した電線を金属パイプに挿通してなるシールド導電路であって、前記電線と前記金属パイプとの間には、樹脂テープを当該電線の外周に巻いて形成された樹脂層が前記金属パイプの内周面に接して介在しているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１のシールド導電路において、前記樹脂テープは、気泡を内部に包含する発泡樹脂層の一面に粘着剤層を塗布してなる発泡テープであるところに特徴を有する。

請求項３の発明に係るシールド導電路の製造方法は、導体を絶縁層によって被覆した電線を金属パイプに挿通してなるシールド導電路を製造するに際して、前記電線にその外周を巡るように樹脂テープを巻いて当該電線の周りに樹脂層を形成すると共にその樹脂層を含む最大外径寸法を前記金属パイプの内径寸法よりも大きくした樹脂巻き電線を形成し、この樹脂巻き電線の外側に溶断用電線を添わせた状態でその外周を巡るように押さえテープを巻き付けることによって前記樹脂テープを弾性的に圧縮して前記樹脂巻き電線の前記最大外径寸法を前記金属パイプの内径寸法よりも小さくし、その後、前記押さえテープを巻き付けた樹脂巻き電線を前記金属パイプ内に挿通し、次いで、前記溶断用電線に通電して前記押さえテープを溶断することによって前記樹脂テープの厚さを弾性的に復元させて前記樹脂巻き電線の外周を前記金属パイプの内周面に接触させるようにしたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３のシールド導電路の製造方法において、前記樹脂テープは、気泡を内部に包含する発泡樹脂層の一面に粘着剤層を塗布してなる発泡テープであるところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
本発明のシールド導電路によれば、電線と金属パイプとの間に当該金属パイプの内周面と接して介在する樹脂層を樹脂テープによって形成したことから、電線が発する熱を前記樹脂層を介して金属パイプ伝えて放出させ、放熱特性を向上させることができる。さらに、シールド導電路の樹脂層を、合成樹脂を金属パイプに充填して形成するよりも短時間で形成することができる。

＜請求項２の発明＞
本発明によれば、前記樹脂テープは、気泡を内部に包含する発泡樹脂層の一面に粘着剤層を塗布してなる発泡テープであることから、当該発泡テープを圧縮した状態で電線と金属パイプとに接触させることで、前記発泡テープと金属パイプとの密着性を高めることができ、電線が発する熱を、前記発泡テープを介して金属パイプに効率的に伝えることができる。

＜請求項３の発明＞
本発明のシールド導電路の製造方法によれば、樹脂テープによって樹脂層を形成した樹脂巻き電線を形成し、押さえテープを巻き付けた樹脂巻き電線を金属パイプに挿通するようにしたことから、樹脂層を予め金属パイプの外部で形成することができ、当該樹脂層を容易に形成することができる。

＜請求項４の発明＞
本発明によれば、前記樹脂テープは、気泡を内部に包含する発泡樹脂層の一面に粘着剤層を塗布してなる発泡テープであることから、樹脂テープによって形成された樹脂層を押さえテープによって圧縮した樹脂巻き電線を金属パイプに挿通した後に、当該樹脂層を押さえテープが溶断することによって復元させることができ、当該樹脂層と金属パイプとの密着性を高めることができる。

＜実施形態＞
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態のシールド導電路１は、例えば内燃機関及び電気モータの双方を駆動源としたハイブリッド自動車において、そのエンジンルームに設けたインバータ装置からの三相交流出力を後輪用の駆動モータに供給するためのシールド導電路に適用した例である。このシールド導電路１は、図１に図示するように、３本の非シールド電線１０が金属パイプ２０に収容されている。

非シールド電線１０は、金属製（例えば銅合金等）の導体１１の外周面が合成樹脂製の絶縁被覆１２によって覆われたものである。この導体１１は、複数本の細線（図示せず）を螺旋状に撚り合わせた撚り線又は単芯線からなる。この実施形態では、非シールド電線１０の断面は、円形状であるが、角形状や扇形状であってもよい。

金属パイプ２０は、図示するように、３本の非シールド電線１０を収容して保護すると共に、シールド機能を有する。この金属パイプ２０は、例えばアルミニウム合金や銅合金等によって形成され、空気よりも熱伝導率が高い。

この金属パイプ２０の断面は、非シールド電線１０と同様に、円形状である。３本の非シールド電線１０は、略俵積み状に配置された後に、当該電線１０の外周に樹脂テープ３１が巻き付けられ、金属パイプ２０内に挿通される。この樹脂テープは、図示するように、樹脂層３０を形成する。ここでは、樹脂テープ３１が、発泡ウレタンの表面に接着剤を塗布した発泡テープによって構成される。なお、金属パイプ２０は、外周に樹脂テープ３１が巻き付けられた３本の非シールド電線１０が挿通された後に、適宜の形状に曲げ加工される。図中の符号Ｗはステンレス鋼線、５０は押さえテープである。

次に、シールド導電路１の製造方法について説明する。最初に、３本の非シールド電線１０を、略俵積み状にして束ねる。その後、図２に図示するように、樹脂テープ３１を、右方から３本の非シールド電線１０の絶縁被覆１２の外周に沿って螺旋状に巻き始める。そして、この樹脂テープ３１を、図３に図示するように、非シールド電線１０の全長に亘り絶縁被覆１２の外周に沿って螺旋状に巻き付ける。

図４に図示するように、樹脂テープ３１を巻き付けた状態で、略俵積み状に配置した３本の非シールド電線１０の周りに樹脂層３０が形成されている。このように樹脂層３０が形成されたものを、樹脂巻き電線４０と呼ぶ。この樹脂巻き電線４０は、図示するように、最大外径寸法Ｒ１が金属パイプ２０の内径寸法Ｒ２よりも大きくなるように、樹脂テープ３１が巻回されている。そして、図３及び図４に図示するように、溶断用電線として無被覆のステンレス鋼線Ｗを、樹脂巻き電線４０の樹脂層３０の外側に添わせる。

その状態で、図５に図示するように、押さえテープ５０を、ステンレス鋼線Ｗを樹脂層３０の外側に添わせた状態で、左方から樹脂層３０の外周に沿って螺旋状に巻き始める。この押さえテープ５０は、図６に図示するように、ステンレス鋼線Ｗを樹脂層３０の外側に添わせた状態で、樹脂層３０の全長に亘り当該樹脂層３０の外周に沿って螺旋状に巻き付けられる。樹脂層３０は、ウレタン製の発泡テープによって形成されていることから、押さえテープ５０が巻き付けられて押さえられることによって弾性的に圧縮される。これにより、図７に図示するように、押さえテープ５０が巻き付けられた樹脂巻き電線４０の最大外径寸法Ｒ３を、金属パイプ２０の内径寸法Ｒ２よりも小さくすることができる。なお、ステンレス鋼線Ｗの長さは、樹脂巻き電線４０の長さよりも十分長いものとした。

さらに、この押さえテープ５０が巻き付けられた樹脂巻き電線４０を、図８に図示するように、金属パイプ２０に挿通させ、ステンレス鋼線Ｗの両端にスイッチ５２を介して電源５１を接続する。

続いて、図９及び図１０に図示するように、スイッチ５２を閉じることにより、押さえテープ５０は、ステンレス鋼線Ｗが発生する熱によって溶断部５３が形成されて溶断する。樹脂層３０は、図１１に図示するように、押さえテープ５０が溶断することにより、復元して金属パイプ２０の内周面２１と接触する。この樹脂層３０は、図示するように、押さえテープ５０を介して金属パイプ２０の内周面２１と接触すると共に、樹脂テープ５０が溶断することによって露出した部分（ここでは、樹脂層３０の全周長の１／４程度）が、押さえテープ５０を介さずに金属パイプ２０の内周面２１と接触する。

その後、ステンレス鋼線Ｗの両端末が、金属パイプ２０から突出しないように切断処理される。このようにして、シールド導電路１が完成する。このステンレス鋼線Ｗは、切断処理をすることなく、金属パイプ２０から抜き取るようにしてもよい。なお、図中の符号２５は、押り返し部２６によって金属パイプ２０の外周面２２に挟着された編組線である。各編組線２５は、金属パイプ２０の端部に向けて折り返すことにより、導体１１を覆い、シールド効果を発揮する。

本実施形態のシールド導電路１によれば、樹脂テープ３１によって形成された樹脂層３０が、３本の非シールド電線１０と金属パイプ２０の内周面２１との間に充填されている。各非シールド電線１０が発する熱は、各絶縁被覆１２の外周から樹脂層３０の内部を通過して金属パイプ２０の内周面２１に伝わり、当該金属パイプの外周面２２から放散されるから、各非シールド電線１０と金属パイプ２０との間に空気層が存在する場合に比べて放熱特性が向上する。

また、樹脂層を非シールド電線１０と金属パイプ２０の内周面２１との間に介在させる方法として、液状の樹脂を当該電線１０と当該パイプ２０との間に流し込んで固化させることも考えられるが、この方法には、樹脂層を形成するために長い時間を要するという問題がある。

これに対し、本実施形態のシールド導電路１は、樹脂層３０を、樹脂テープ３１を３本の非シールド電線１０の全長に亘り絶縁被覆１２の外周に沿って螺旋状に巻き付けて形成した。そこで、このシールド導電路１は、樹脂層３０を、液状の樹脂を非シールド電線１０と金属パイプ２０との間に流し込んで固化させて形成するよりも短時間で形成することができる。さらに、本実施形態のシールド導電路１は、液状の樹脂を取り扱って製造ラインを汚すというようなこともなく、製造ラインの汚れを防ぎながら製造することができる。

さらに、液状の樹脂を非シールド電線１０と金属パイプ２０との間に流し込んで固化させる際に空気溜まりが発生することがあり、非シールド電線１０が発する熱を樹脂層を通過させて金属パイプ２０に伝え難くなり、シールド導電路の温度分布が不均一となることがある。

これに対し、本実施形態では、樹脂層３０を形成する樹脂テープ３１が発泡テープによって構成されていることから、気泡が樹脂層３０の内部に均一に分布して空気溜まりが当該樹脂層３０の内部に局部的に発生するようなことがない。そこで、非シールド電線１０が発する熱を、発泡テープを介して金属パイプ２０に伝え易くして当該金属パイプ２０の外周面２２から放散させることができ、温度分布を均一にすることができる。

加えて、液状の樹脂を非シールド電線１０と金属パイプ２０との間に流し込んで固化させるに際しては、当該液状の樹脂を吸引ポンプ等によって空気を排出しながら流し込むことが必要となる。

これに対し、本実施形態のシールド導電路１の製造方法では、樹脂層３０を、樹脂テープ３１を３本の非シールド電線１０の全長に亘り絶縁被覆１２の外周に沿って螺旋状に巻き付けて形成した。そこで、本実施形態の製造方法は、吸引ポンプ等の装置を用いる必要がない。

＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施することができる。
（１）シールド導電路１は、３本の非シールド電線１０を金属パイプ２０に収容したが、非シールド電線１０を１本若しくは２本又は４本以上金属パイプ２０に収容したものであってよい。
（２）シールド導電路１は、３本の非シールド電線１０を、略俵積み状に配置したが、縦又は横方向に直線状に配置したもの等であってもよい。
（３）シールド導電路１は、金属パイプ２０の断面を、円形状としたが、楕円形状や四角形状等の非円形状としたものであってもよい。
（４）シールド導電路１は、金属パイプ２０を、アルミニウム合金や銅合金等によって形成したが、ＳＵＳ４３０等のステンレス鋼によって形成したものであってもよい。
（５）シールド導電路１は、樹脂層３０を、ウレタン製の発泡テープによって形成したが、他の発泡テープによって形成したものであってもよい。
（６）シールド導電路１は、樹脂層３０を、非シールド電線１０の全長に亘って金属パイプ２０の内周面２１と接触するようにしたが、樹脂テープ３１を局部的に非シールド電線１０の絶縁被覆１２の外周に沿って巻き付けることにより、非シールド電線１０の一部分のみが金属パイプ２０の内周面２１に接触するような長さに形成したものであってもよい。
（７）シールド導電路１を製造するに際しては、押さえテープ５０を、ステンレス鋼線に通電させて溶断したが、銅線等に通電させて溶断させるようにしてもよい。

実施形態のシ−ルド導電路の概略断面図 同シールド導電路の製造方法のうち樹脂テープを非シールド電線に巻き始めた工程図 同樹脂テープを非シールド電線に巻き付けた状態の工程図 樹脂巻き電線の最大外径寸法が金属パイプの内径寸法よりも大きく形成された状態を示す概略断面図 同シールド導電路の製造方法のうち樹脂層の外側にステンレス鋼線を添わせた状態で押さえテープを巻き始めた工程図 同押さえテープを樹脂巻き電線及びステンレス鋼線に巻き付けた状態の工程図 押さえテープが巻き付けられた樹脂巻き電線の最大外径寸法と金属パイプの内径寸法とを対比させた概略断面図 同シールド導電路の製造方法のうち押さえテープを巻き付けた樹脂巻き電線を金属パイプに挿通させてステンレス鋼線に電源及びスイッチを接続した状態の工程図 同押さえテープを溶断させる工程図 同押さえテープの溶断直後の概略断面図 樹脂巻き電線の樹脂層が金属パイプの内周面に接触した状態を示す概略断面図 従来のシールド導電路の概略断面図

符号の説明

１…シールド導電路
１０…非シールド電線
１１…導体
１２…絶縁被覆（絶縁層）
２０…金属パイプ
３０…樹脂層
３１…樹脂テープ
４０…樹脂巻き電線
５０…押さえテープ
Ｒ１…樹脂巻き電線の最大外径寸法
Ｒ２…金属パイプの内径寸法
Ｒ３…押さえテープが巻き付けられた樹脂巻き電線の最大外径寸法
Ｗ…ステンレス鋼線

Claims (4)

1. 導体を絶縁層によって被覆した電線を金属パイプに挿通してなるシールド導電路であって、
   前記電線と前記金属パイプとの間には、樹脂テープを当該電線の外周に巻いて形成された樹脂層が前記金属パイプの内周面に接して介在していることを特徴とするシールド導電路。
2. 前記樹脂テープは、気泡を内部に包含する発泡樹脂層の一面に粘着剤層を塗布してなる発泡テープであることを特徴とする請求項１に記載のシールド導電路。
3. 導体を絶縁層によって被覆した電線を金属パイプに挿通してなるシールド導電路を製造するに際して、
   前記電線にその外周を巡るように樹脂テープを巻いて当該電線の周りに樹脂層を形成すると共にその樹脂層を含む最大外径寸法を前記金属パイプの内径寸法よりも大きくした樹脂巻き電線を形成し、
   この樹脂巻き電線の外側に溶断用電線を添わせた状態でその外周を巡るように押さえテープを巻き付けることによって前記樹脂テープを弾性的に圧縮して前記樹脂巻き電線の前記最大外径寸法を前記金属パイプの内径寸法よりも小さくし、
   その後、前記押さえテープを巻き付けた樹脂巻き電線を前記金属パイプ内に挿通し、
   次いで、前記溶断用電線に通電して前記押さえテープを溶断することによって前記樹脂テープの厚さを弾性的に復元させて前記樹脂巻き電線の外周を前記金属パイプの内周面に接触させるようにした
   ことを特徴とするシールド導電路の製造方法。
4. 前記樹脂テープは、気泡を内部に包含する発泡樹脂層の一面に粘着剤層を塗布してなる発泡テープであることを特徴とする請求項３に記載のシールド導電路の製造方法。

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