JP2008226530A - シールドパイプ - Google Patents

Abstract

【課題】金属パイプに挿入された電線が備える絶縁体の損傷や結露等の発生を防ぐことのできるシールドパイプを提供する。
【解決手段】シールドパイプ１は、次のようにして形成される。まず、ポリアミド製のフィルム４を、図１に矢印Ａで示すように金属パイプ２に挿入する挿入処理を行う。フィルム４は、チューブ状のポリアミドの先端を封止した形状を有している。次に、挿入処理で金属パイプ２に挿入されたフィルム４を周方向に延伸する延伸処理を施し、金属パイプ２をフィルム４と共に加熱する加熱処理を施す。延伸処理では、フィルム４内に空気を吹き込むことによりフィルム４が延伸される。これにより、フィルム４の外周と金属パイプ２の内周とが接触した状態で加熱され、溶融状態のフィルム４が金属パイプ２の内周面に接触融着して樹脂層３が形成され、図２に示すようにシールドパイプ１が形成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、挿入された電線を保護するシールドパイプに関する。

ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）等の自動車の車体には、電線を挿入して保護するシールドパイプが装着されている。シールドパイプには、金属パイプから構成されているものがある。金属パイプでは、その内周面を樹脂等でコーティングして酸やアルカリ等の腐食性液体に対する耐久性を高めることが行われている（例えば特許文献１参照）。

特開平５−１８５５１１号公報

シールドパイプでは、自動車の振動によって、挿入された電線が金属パイプの内部と擦れることになる。そして、この擦れが累積されると、電線の絶縁体が損傷し絶縁耐圧が保てなくなる。このことにより、該電線と金属パイプの短絡による発煙、発火事故の発生が想定される。また、シールドパイプに挿入された電線は、通電した際に発熱し、外部との温度差により結露が生じる可能性がある。この結露によって、シールドパイプの内面から腐食が進行することが想定される。このため、金属パイプから構成されるシールドパイプにおいては、腐食性液体への耐久性を高めるのと同様に、金属パイプに挿入された電線が備える絶縁体の損傷や結露等の発生に伴い生じる可能性のある上記課題を解決することが望まれていた。

本発明は斯かる課題に鑑みてなされたもので、上記課題を解決できるシールドパイプを提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明は、挿入された電線を保護するシールドパイプであって、金属パイプの少なくとも内周面を樹脂層で覆って構成したことを特徴とする。
この構成によれば、シールドパイプの少なくとも内周面が樹脂層で覆われているので、挿入された電線がシールドパイプ内で移動や振動する際に、電線の絶縁体に加えられる衝撃を抑えることができる。このため、金属パイプを用いてシールドパイプに高いシールド機能を持たせつつ、金属パイプの内周面と擦れた電線の絶縁体が損傷して絶縁耐圧が保てなくなり、短絡が発生するのを防止できる。また、樹脂層により金属パイプの内側が金属パイプの外側と断熱されるので、電線の発熱等により金属パイプの外側と内側の温度差が大きくなっても、金属パイプ内に結露が生じ難くなり、シールドパイプ内部の腐食を防止できる。しかも、金属パイプの内周面を樹脂層で覆っていることから、電線の絶縁体を樹脂層で覆う場合のように電線が曲がり難くなるといったこともなく、様々な形状のシールドパイプに挿入された電線の損傷を防止することができる。
また、本発明は、金属パイプには蛇腹部が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、電線の絶縁体を損傷させやすい蛇腹部分の内周面が樹脂層で覆われていることにより、蛇腹部を備えるシールドパイプにおいても、電線の絶縁体の損傷により絶縁耐圧が保てなくなって短絡が発生するのを防止できる。
また、本発明は、金属パイプの外周面を樹脂層で覆って構成したことを特徴とする。
この構成によれば、金属パイプの外周面も樹脂層で覆われているので、シールドパイプの外面から腐食が進行することも防止できる。また、シールドパイプに高電圧の電線を挿入するときには、外周面の樹脂層に着色することにより、そのことを知らせることもできる。
また、本発明は、樹脂層は、金属パイプに樹脂コーティングを施して形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、例えば、接着剤等を用いて金属パイプに樹脂材を貼り付けて樹脂層を形成する場合のように接着剤を塗る量にむらが生じる等することもなく、金属パイプを覆う樹脂層の定着性を高めることが可能となる。また、金属パイプに樹脂層が密着しているので、金属パイプ内に結露がより生じ難くなり、シールドパイプ内部の腐食を効果的に防止できる。特に、蛇腹部を備える金属パイプにより構成されるシールドパイプにあっては、蛇腹部分の樹脂層が金属パイプから剥がれ易くなっているが、この構成によれば、接着剤等を用いて樹脂材を貼り付けて樹脂層を形成する場合に比べて樹脂層の定着性が良くなり、金属パイプから樹脂層を剥がれ難くすることができる。
また、本発明は、樹脂層は、電気絶縁性を有する樹脂から形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、金属パイプ内が電気絶縁性を有する樹脂により覆われているので、シールドパイプ内に挿入された電線の絶縁体が削れて薄くなったとしても、樹脂層により絶縁耐圧を保つことができれば短絡が起きるのを防止できることから、短絡を生じ難くすることができる。
また、本発明は、樹脂層は、熱可塑性樹脂から形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、熱可塑性樹脂により樹脂層が形成されていることから、シールドパイプの耐衝撃性、耐摩耗性、電気絶縁性、及び耐腐食性を高めることができる。
また、本発明は、シールドパイプが電気自動車に搭載されてこの電気自動車が備える電線を保護することを特徴とする。
この構成によれば、電気自動車では高電圧の電線が用いられることから特に高い絶縁耐圧が要求されて電線の絶縁体の損傷による短絡が生じ易いが、電線の絶縁体が樹脂層に保護されて損傷し難いことから、短絡が発生するのを防止できる。
また、本発明は、金属パイプを樹脂層で覆って構成されるシールドパイプの製造方法であって、金属パイプ内に樹脂層を形成するチューブ状の樹脂製フィルムを挿入する挿入工程と、この挿入工程で金属パイプ内に挿入された樹脂製フィルムを金属パイプの径方向に延伸する延伸工程と、挿入工程で金属パイプ内に挿入された樹脂製フィルムを加熱する加熱工程とを含むことを特徴とする。
この構成によれば、樹脂製フィルムの厚さに応じた厚さの樹脂層を金属パイプに形成することができることから、所望の樹脂層の厚さに応じた樹脂製フィルムを用いることにより、長尺又は径の細い金属パイプの内周面にも一定の厚さの樹脂層を簡単な作業で形成することができる。しかも、樹脂製フィルムを金属パイプの径方向に延伸しながらフィルムを加熱することにより、連続したシールドパイプを成形することができる。
また、本発明は、金属パイプを樹脂層で覆って構成されるシールドパイプの製造方法であって、樹脂層を形成する樹脂が収容された樹脂槽に金属パイプを浸して塗膜を形成する工程を含むことを特徴とする。
この構成によれば、金属パイプを樹脂槽に浸すことにより金属パイプの外周面及び内周面に塗膜を形成して樹脂層を得ることができるので、金属パイプの外周面及び内周面に樹脂層を設ける構成のシールドパイプを製作する際の作業を簡略化することができる。しかも、樹脂槽に金属パイプを浸すことにより、金属パイプの外周面及び内周面に均一な樹脂塗装膜を得ることができる。

本発明によるシールドパイプであれば、金属パイプの内部と電線との擦れに伴う短絡の発生や、結露によるシールドパイプ内面の腐食を防止することができる。

本発明の第１の実施形態のシールドパイプ１を図面を参照して説明する。
図１は本実施形態のシールドパイプ１を構成する金属パイプ２及びこの金属パイプ２にコーティングされる樹脂のフィルム４を示す図である。図２は図１に示す金属パイプ２に樹脂をコーティングして樹脂層３が形成されたシールドパイプ１の構成の概略を示す断面図である。

シールドパイプ１は、ハイブリッド電気自動車等の電気自動車が備える電線Ｄを保護するのに用いられる。シールドパイプ１は、電線Ｄを保護するためのもので、保護する電線が内部に挿入される。シールドパイプ１は、スチール製やアルミニウム製の金属パイプ２の内周面を樹脂層３で覆って構成されている。金属パイプ２には蛇腹部２ａが設けられている。

樹脂層３は、金属パイプ２の内周面に電気絶縁性を有する樹脂、本実施形態ではポリアミドをコーティングして形成されている。

次に、このような構成を有するシールドパイプ１の製造方法の一例について説明する。
この例では、ブロー延伸法を用いて金属パイプ２に樹脂層３を形成する。この方法では、まず、ポリアミド製のフィルム４を、図１に矢印Ａで示すように金属パイプ２に挿入する挿入処理を行う。フィルム４は、チューブ状のポリアミドの先端を封止した形状を有している。

次に、挿入処理で金属パイプ２に挿入されたフィルム４を周方向、つまり図１に矢印Ｂで示す方向に延伸する延伸処理を施し、金属パイプ２をフィルム４と共に加熱する加熱処理を施す。延伸処理では、フィルム４内に空気を吹き込むことによりフィルム４が延伸される。

加熱処理での加熱温度は、延伸処理での延伸方法等に応じて選択されるが、本実施形態のようにフィルム４内に空気を吹き込んで延伸させる場合には、フィルム４の溶融点未満の温度、本実施形態ではポリアミドの溶融点である２２５℃未満の温度、特にポリアミドの熱変形温度（０．４５ＭＰａの時）が１８０℃前後であることから１７０℃〜１８０℃で約６０秒間保持することが好ましい。

加熱処理での加熱方法は、フィルム４の挿入された金属パイプ２全体をオーブンに入れて全体を加熱したり、小型のヒータを金属パイプ２の軸方向に移動させて金属パイプ２の端から順次加熱する方法、高周波加熱するを行う方法など適宜選択できる。

延伸処理及び加熱処理により、フィルム４の外周と金属パイプ２の内周とが接触した状態で加熱され、溶融状態のフィルム４が金属パイプ２の内周面に接触融着して樹脂層３が形成され、図２に示すようにシールドパイプ１が形成される。

なお、フィルム４の延伸工程及び加熱工程の順序は適宜選択することができ、いずれを先に行っても、また、両工程を併せて行ってもよい。また、延伸工程では、金属パイプ２の内面とフィルム４との間隙部を減圧する等してフィルム４を延伸させてもよい。

本実施形態によるシールドパイプ１によれば、シールドパイプ１の内周面が樹脂層３で覆われているので、挿入された電線Ｄがシールドパイプ１内で移動や振動する際に、電線Ｄの絶縁体に加えられる衝撃を抑えることができる。このため、金属パイプ２を用いてシールドパイプ１に高いシールド機能を持たせつつ、金属パイプ２の内周面と擦れた電線Ｄの絶縁体が損傷して絶縁耐圧が保てなくなり、短絡が発生するのを防止できる。また、樹脂層３により金属パイプ２の内側が金属パイプ２の外側と断熱されるので、電線Ｄの発熱等により金属パイプ２の外側と内側の温度差が大きくなっても、金属パイプ２内に結露が生じ難くなり、シールドパイプ１内部の腐食を防止できる。しかも、金属パイプ２の内周面を樹脂層３で覆っていることから、電線Ｄの絶縁体を樹脂層で覆う場合のように電線Ｄが曲がり難くなるといったこともなく、様々な形状のシールドパイプ１に挿入された電線Ｄの損傷を防止することができる。

また、本実施形態によるシールドパイプ１によれば、電線Ｄの絶縁体を損傷させやすい蛇腹部２ａの内周面が樹脂層３で覆われていることにより、蛇腹部２ａを備えるシールドパイプ１においても電線Ｄの絶縁体の損傷により絶縁耐圧が保てなくなって短絡が発生するのを防止できる。特に、自動車の車体に搭載されるシールドパイプ１では、蛇腹部２ａが折り曲げられることに伴い生じる圧縮応力や引張応力、さらに自動車の車体から伝わる振動の影響で蛇腹部２ａに高い応力が発生し、少しの腐食でも破損しやすいが、本実施形態によるシールドパイプ１によれば、樹脂層３により腐食の発生が防止されるため、蛇腹部２ａを破損し難くすることができる。

また、本実施形態によるシールドパイプ１によれば、例えば、接着剤等を用いて金属パイプ２に樹脂材を貼り付けて樹脂層３を形成する場合のように接着剤を塗る量にむらが生じる等することもなく、金属パイプ２を覆う樹脂層３の定着性を高めることが可能となる。また、金属パイプ２に樹脂層３が密着しているので、金属パイプ２内に結露がより生じ難くなり、シールドパイプ１内部の腐食を効果的に防止できる。特に、蛇腹部２ａを備える金属パイプ２により構成されるシールドパイプ１にあっては、蛇腹部２ａの樹脂層３が金属パイプ２から剥がれ易くなっているが、この構成によれば、接着剤等を用いて樹脂材を貼り付けて樹脂層３を形成する場合に比べて樹脂層３の定着性が良くなり、金属パイプ２から樹脂層３を剥がれ難くすることができる。

また、本実施形態によるシールドパイプ１によれば、金属パイプ２内が電気絶縁性を有する樹脂層３により覆われているので、シールドパイプ１内に挿入された電線Ｄの絶縁体が削れて薄くなり、また仮に絶縁体が削れて電線Ｄの導体が露出したとしても、樹脂層３により絶縁耐圧を保つことができれば短絡が起きるのを防止することができることから、短絡を生じ難くすることができる。

また、本実施形態によるシールドパイプ１によれば、ポリアミドにより樹脂層３が形成されていることから、シールドパイプ１の耐衝撃性、耐摩耗性、電気絶縁性、及び耐腐食性を高めることができる。

また、本実施形態によるシールドパイプ１によれば、ハイブリッド電気自動車等の電気自動車では高電圧の電線Ｄが用いられることから特に高い絶縁耐圧が要求されて電線Ｄの絶縁体の損傷による短絡が生じ易いが、電線Ｄの絶縁体が樹脂層３に保護されて損傷し難いことから、短絡が発生するのを防止できる。

また、本実施形態によるシールドパイプ１の製造方法によれば、フィルム４の厚さに応じた厚さの樹脂層３を金属パイプ２に形成することができることから、所望の樹脂層３の厚さに応じたフィルム４を用いることにより、長尺又は径の細い金属パイプ２の内周面にも一定の厚さの樹脂層３を簡単な作業で形成することができる。しかも、樹脂製フィルム４を金属パイプ２の径方向に延伸しながらフィルム４を加熱することにより、連続したシールドパイプ１を成形することができる。

次に、本発明の第２の実施形態のシールドパイプを図面を参照して説明する。
図３は本実施形態のシールドパイプ１１を構成する金属パイプ２及びこの金属パイプ２にコーティングされる樹脂の収容された樹脂コーティング槽５を示す図である。図４は図３に示す金属パイプ２に樹脂をコーティングして、内周面に樹脂層３１，外周面に樹脂層３２がそれぞれ形成されたシールドパイプ１１の構成の概略を示す断面図である。

本実施形態のシールドパイプ１１は、上記実施形態のシールドパイプ１と同様にハイブリッド電気自動車が備える電線Ｄを保護するのに用いられる。シールドパイプ１１は、上記実施形態のシールドパイプ１と同様の構成を有する金属パイプ２の内周面及び外周面にポリプロピレンからなる樹脂層３１，３２を形成して構成されている。

樹脂層３１，３２は、金属パイプ２の周面に電気絶縁性を有する樹脂、本実施形態ではポリプロピレンをコーティングして形成されている。

次に、このような構成を有するシールドパイプ１１の製造方法の一例について説明する。
この例では、溶剤浸漬法を用いて金属パイプ２に樹脂層３１，３２を形成する。この方法では、まず金属パイプ２に浸漬処理を施す。この浸漬処理では、樹脂コーティング槽５に図３に矢印Ｃで示すように金属パイプ２を浸漬する。樹脂コーティング槽５には溶融又は半溶融状態のポリプロピレン６が収容されている。この浸漬処理により、金属パイプ２の表面に溶融又は半溶融状態のポリプロピレンの塗膜が形成される。

次に、表面に塗膜の形成された金属パイプ２に乾燥処理を施して、溶融又は半溶融状態のポリプロピレンを硬化させる。

浸漬処理及び乾燥処理が行われることにより、図４に示すように、金属パイプ２の内周面及び外周面に樹脂層３１，３２が形成されてシールドパイプ１１が形成される。

次に、シールドパイプ１１の製造方法の他の例について説明する。
この例では、流動浸漬法を用いて金属パイプ２に樹脂層３１，３２を形成する。この方法では、まず、金属パイプ２に前加熱処理を施す。

次に、金属パイプ２に浸漬処理を施す。この浸漬処理では、前加熱処理で加熱した金属パイプ２を、ポリプロピレンの粉体槽に浸漬する。粉体槽には下から圧縮空気又は不活性ガスが送り込まれており、ポリプロピレンの粉体が槽内で流動している。この浸漬処理により、金属パイプ２の表面に半溶融状態又は溶融状態のポリプロピレンの塗膜が形成される。

次に、表面に塗膜の形成された金属パイプ２に後加熱処理を施す。

前加熱処理、浸漬処理、及び後加熱処理が行われることにより、図４に示すように、金属パイプ２の内周面及び外周面に樹脂層３１，３２が形成されてシールドパイプ１１が形成される。なお、後加熱処理は必ずしも行う必要はない。

本実施形態によるシールドパイプ１１によれば、上記第１の実施形態によるシールドパイプ１と同様の作用効果を得ることができる。しかも、本実施形態によるシールドパイプ１１では、金属パイプ２の外周面も樹脂層３２で覆われていることから、シールドパイプ１１の外面から腐食が進行することも防止できる。また、シールドパイプ１１に高電圧の電線Ｄを挿入するときには、樹脂層３２に所定の色、例えばオレンジ色を着色することにより、そのことを知らせることもできる。

また、本実施形態による溶剤浸漬法によるシールドパイプ１１の製造方法によれば、金属パイプ２を樹脂コーティング槽５に浸すことにより金属パイプ２の外周面及び内周面に塗膜を形成して樹脂層３１，３２を得ることができるので、金属パイプ２の内周面に樹脂層３１を形成する処理と内周面に樹脂層３２を形成する処理とを別々に行うのに比べて、シールドパイプ１１を作成する際の作業を簡略化することができる。また、流動浸漬法を用いた製造方法でも同様の作用効果を得ることができる。

なお、上記各実施形態では、金属パイプ２の内周面に形成された樹脂層３，３１の厚さが均一である場合について説明したが、金属パイプ２の軸心方向に突出した蛇腹部２ａの山部分の樹脂層３，３１が蛇腹部２ａの谷部分等の他の部分の樹脂層３，３１に比べて肉厚に形成されている構成としてもよい。例えば、上記第１の実施形態のシールドパイプ１では、図５に示すように、金属パイプ２の軸心方向に突出した蛇腹部２ａの山部分２ａ_１の樹脂層３の高さＨ１を谷部分２ａ_２等の他の部分の樹脂層３の高さＨ２に比べて肉厚に形成することができる。

この構成によれば、電線Ｄの絶縁体を特に損傷させやすい蛇腹部２ａの山部分２ａ_１を覆う樹脂層３，３１が谷部分２ａ_２等の他の部分に比べて肉厚に形成されていることから、電線Ｄの絶縁体に損傷がより生じ難くなり、短絡が発生するのを効果的に防止できる。

また、上記第１の実施形態では、ブロー延伸法により金属パイプ２の内周壁に樹脂層３をコーティングした場合について説明したが、樹脂層３を構成する樹脂の性質等に応じてコーティング方法は任意に選択することができる。また、上記第２の実施形態では、溶剤浸漬法または流動浸漬法により樹脂層３１，３２をコーティングした場合について説明したが、樹脂層３１，３２を構成する樹脂の性質等に応じてコーティング方法は任意に選択することができる。また、上記各実施形態では、ハイブリッド電気自動車が備える電線を保護するシールドパイプ１に本発明を適用した場合について説明したが、挿入された電線の損傷に伴う短絡や結露の発生に伴う腐食等のおそれのある他のシールドパイプに本発明を適用することもできる。また、上記各実施形態では、樹脂層３を構成する樹脂としてポリアミド、樹脂層３１，３２を構成する樹脂としてポリプロピレンをそれぞれ用いた場合について説明した。しかしながら、樹脂層３，３１，３２を構成する樹脂の種類は、加熱により容易に加工ができ、生産性及び品質上において安定して製造が可能であることから熱可塑性樹脂を用いることが好ましいが、任意である。例えば、ポリエチレンやポリスチレン等の他の熱可塑性樹脂を用いて樹脂層３を形成することもできる。

本発明の第１の実施形態によるシールドパイプを構成する金属パイプ及びこの金属パイプにコーティングされる樹脂のフィルムを示す図である。 図１に示す金属パイプに樹脂をコーティングして樹脂層が形成されたシールドパイプの構成の概略を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態によるシールドパイプを構成する金属パイプ及びこの金属パイプにコーティングされる樹脂のゾル槽を示す図である。 図３に示す金属パイプに樹脂をコーティングして樹脂層が形成されたシールドパイプの構成の概略を示す断面図である。 本発明の実施の形態によるシールドパイプの変形例を説明する。

符号の説明

１，１１ シールドパイプ
２ 金属パイプ
２ａ 蛇腹部
２ａ_１ 山部分
２ａ_２ 谷部分
２ａ 蛇腹部
３，３１，３２ 樹脂層
４ フィルム
５ 樹脂コーティング槽
６ 溶融又は半溶融状態のポリプロピレン

Claims (9)

1. 挿入された電線を保護するシールドパイプであって、
   金属パイプの少なくとも内周面を樹脂層で覆って構成したことを特徴とするシールドパイプ。
2. 前記金属パイプには蛇腹部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシールドパイプ。
3. 前記金属パイプの外周面を樹脂層で覆って構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシールドパイプ。
4. 前記樹脂層は、前記金属パイプに樹脂コーティングを施して形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のシールドパイプ。
5. 前記樹脂層は、電気絶縁性を有する樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のシールドパイプ。
6. 前記樹脂層は、熱可塑性樹脂から形成されていることを特徴とする請求項５に記載のシールドパイプ。
7. 電気自動車に搭載されてこの電気自動車が備える電線を保護することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載のシールドパイプ。
8. 金属パイプを樹脂層で覆って構成されるシールドパイプの製造方法であって、前記金属パイプ内に前記樹脂層を形成するチューブ状の樹脂製フィルムを挿入する挿入工程と、この挿入工程で前記金属パイプ内に挿入された前記樹脂製フィルムを前記金属パイプの径方向に延伸する延伸工程と、前記挿入工程で前記金属パイプ内に挿入された前記樹脂製フィルムを加熱する加熱工程とを含むことを特徴とするシールドパイプの製造方法。
9. 金属パイプを樹脂層で覆って構成されるシールドパイプの製造方法であって、前記樹脂層を形成する樹脂が収容された樹脂槽に前記金属パイプを浸して塗膜を形成する工程を含むことを特徴とするシールドパイプの製造方法。

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