JP2010073676A - コルゲートチューブ付き電線、コルゲートチューブ付き電線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電線に対するコルゲートチューブの組み付け性を損なわないことを前提とした上で、熱を効率的に放熱させることを課題とする。
【解決手段】電線２０と、管軸Ｌに沿って延びる一条のスリット４７により半割りされた形状をなすと共に、前記電線２０の外周にねじった状態で被せ付けられて、内壁面４１Ａを前記電線２０に対して全周に亘って密着させたコルゲートチューブ４０と、前記コルゲートチューブ４０の外周側に巻回状に巻き付けられて、前記コルゲートチューブ４０のねじり状態を維持させる巻付部材６０と、を備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、コルゲートチューブ付き電線、コルゲートチューブ付き電線の製造方法に関する。

従来より、電気自動車においては、電源側の機器と電気機器（モータなど）を電線により結線して、電源側の装置から電気機器側に電力を送っている。この種の電線の外周には、通常、蛇腹状のコルゲートチューブを被せて、走行中の飛び石などが直接当たらないように、電線の保護を行っている（特許文献１参照）。
特開２００４−１７２４７６公報

ところで、上記のように電線をコルゲートチューブにて被覆する場合、コルゲートチューブの内径を、電線の外径より小さく設定してしまうと、電線にコルゲートチューブを被せることが出来ないから、通常は、コルゲートチューブの内径を、電線の外径よりやや大きめに設定してある。しかしこのような構造の場合、電線の外周とコルゲートチューブの間に隙間（空気層）が出来、その空気層が熱の伝導を抑えてしまう結果、電線の熱がコルゲートチューブ内にこもってしまい、一度発熱すると、電線の発熱状態が長く続く虞がある。

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、電線に対するコルゲートチューブの組み付け性を損なわないことを前提とした上で、熱を効率的に放熱させることが可能なコルゲートチューブ付き電線、及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明のコルゲートチューブ付き電線は、電線と、管軸に沿って延びる一条のスリットにより半割りされた形状をなすと共に、前記電線の外周にねじった状態で被せ付けられて、内壁面を前記電線に対して全周に亘って密着、或いは近接させたコルゲートチューブと、前記コルゲートチューブの外周側に形成された螺旋溝に巻回状に巻き付けられて、前記コルゲートチューブのねじり状態を維持させる巻付部材と、を備える。このようにしておけば、電線の熱を、コルゲートチューブを通じて、効率的に放熱できる。

この発明の実施態様として、以下の構成とすることが好ましい。
・前記電線の外周に被せた状態において、前記コルゲートチューブは、端同士が互いに重なることのない円環状をなす。このようにしておけば、電線に対するコルゲートチューブの密着度が高まり、電線の熱をコルゲートチューブを通じて、より効率的に放熱できる。

・前記巻付部材を、締め付け方向に復元力を作用させる、コイル状のバネとする。このようにしておけば、電線に対するコルゲートチューブの密着度が高まり、電線の熱をコルゲートチューブを通じて、より効率的に放熱できる。

・前記巻付部材は、前記螺旋溝に巻回される本長部と、前記本長部の両側に設けられる余長部と、前記本長部と前記余長部の境に設けられるリング状の止め部と、を備えたものとする。このようにしておけば、巻付部材の端部を電線に対して固定することが可能となるので、巻付部材に緩みが生じ難くなり、コルゲートチューブのねじり状態をより確実に維持できる。

本発明は、コルゲートチューブ付き電線の製造方法であって、管軸に沿って延びる一条のスリットにより半割りされたコルゲートチューブを、電線の外周に被せる第一の工程と、前記電線に被せた前記コルゲートチューブを前記スリットにより割られた開口端面同士を突き合わせた状態に保ちながら、周方向にねじって、チューブ径を前記電線の外径の大きさに縮径させる第二の工程と、縮径されたコルゲートチューブの外周に形成される螺旋溝に巻付部材を巻きつける第三の工程と、を備える。本発明によれば、コルゲートチューブ内に電線を収めた後、スリットにより割られた開口端面同士を突き合わせ状態に保ちながら、コルゲートチューブを、周方向にねじってチューブ径を縮径させるようにした。これを行うことで、コルゲートチューブは均等に縮径され、内壁面が電線の外周に均等に密着する。このようにすれば、放熱性の高いコルゲートチューブ付き電線が製造できる。また、コルゲートチューブは半割り状であるので、電線にチューブを被せる作業を簡単に行うことが出来、生産性もよい。

この発明の実施態様として、以下の構成とすることが好ましい。
・小径部と大径部とを管軸方向に交互に形成した蛇腹状をなす前記コルゲートチューブを、前記第二の工程にてねじる作業を、小径部と大径部の繰り返しピッチ単位で行う。このようにしてやれば、第二の工程にてねじる作業を行うと、隣接する小径部同士が螺旋状に繋がって螺旋溝が形成されることとなり、螺旋溝を形成するための専用工程を要しない。

本発明によれば、放熱性能に優れ、かつ生産性にも優れるコルゲートチューブ付き電線を、提供できる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図１２によって説明する。
１．コルゲート付き電線１０の構成
コルゲートチューブ付き電線１０は単一本のシールド電線２０と、その外周に被せ付けられるコルゲートチューブ４０と、コルゲートチューブ４０をシールド電線２０に固定しておくための巻付部材６０と、を備えたものであり、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車などにおいてインバータ装置と、モータなどの機器間の結線に使用される。

シールド電線２０は同心上に重ねて配された三層からなり、中心部から順に芯線２１、外皮２３、編組線２５となっている。芯線２１は、複数本の細線（図示せず）を螺旋状に寄り合わせた撚り線、又は棒状の単芯線からなる。外皮２３は、ポリプロピレン、ポリエチレン等の絶縁体からなる。また、編組線２５は金属細線をメッシュ状に編み込んだものであって、外部にノイズを出さないようにシールドする機能を担っている。

上記の如く３層構造をなすシールド電線２０は芯線２１を覆う外皮２３、編組線２５がそれぞれ均等な厚さになっており、全体としてほぼ真円の断面円形状をなしている。

コルゲートチューブ４０は合成樹脂製であって、共に円環状をなす小径部４１と大径部４５とを、管軸方向（図１の左右方向）に交互に形成した蛇腹状（コルゲート状）をなしている。また、このコルゲートチューブ４０は、図１に示されるように、周壁にスリット４７を一条、形成している。係るスリット４７は管軸Ｌに沿って平行に延びており、コルゲートチューブ４０を管軸方向に切り抜けている。このように、本コルゲートチューブ４０はスリット４７を境に、上下に半割りされた形状となっている（半割り形状）。

巻付部材６０は金属鋼線をコイル状に巻いたもの（線状部材）であり、バネ性を有している。尚、この巻付部材６０は、後述する螺旋溝５１に隙間なく嵌る線径のものを使用することが好ましい。

そして、以下に説明する製造工程に従って各パーツ（シールド電線２０、コルゲートチューブ４０、巻付部材６０）を順に組んでゆくと、最終的には、シールド電線２０の外周に、コルゲートチューブ４０が、隙間を空けず、密着した状態に取り付けられる。尚、上記コルゲートチューブ４０のチューブ径（より具体的に言えば、小径部４１の内径Ｄ１）は、シールド電線２０の外径Ｄ２より大きく設定してあり、また、巻付部材６０の内径Ｄ３は、シールド電線２０の外径Ｄ２とほぼ同じ寸法に設定してある（図１参照）。

２．製造方法
（１）第一の工程
第一の工程では、図２に示すように、シールド電線２０にコルゲートチューブ４０を、電線２０の先端側から被せる作業が、組み付け作業者により行われる。本実施形態のものは、コルゲートチューブ４０の内径（より具体的に言えば、小径部４１の内径Ｄ１）が、シールド電線２０の外径Ｄ２より大きく設定してあるので、係る作業を無理なく行うことができる。そして、図３に示すように、シールド電線２０の中央部まで、コルゲートチューブ４０を被せれたら、次の工程を行う。

（２）第二の工程
第二の工程では、シールド電線２０に被せたコルゲートチューブ４０を、スリット４７により割られた開口端面４７Ａ、４７Ｂ同士を突き合わせてスリット４７を閉じた状態に保ちながら、周方向（図３にて示すＲ方向）にねじる作業が、組み付け作業者により行われる。

このねじり作業を行うことで、コルゲートチューブ４０はチューブ全体が、円形の状態を保ちつつ均等に縮径されてゆき、第一の工程終了後の時点では、図４に示すように、シールド電線２０とコルゲートチューブ４０の間に存在したやや広めの隙間（組み付けを円滑に行うために必要な隙間）Ｕが次第に詰まってゆく。そして、このねじり作業は、ピッチ（小径部４１と大径部４５の繰り返し長さ、図１参照）Ｐ単位で行われ、チューブ径（小径部４１の内径Ｄ１）が、シールド電線２０の外径Ｄ２の大きさに縮径されるまで行われる。

以上のことから、ねじり作業後において、コルゲートチューブ４０は端同士（開口端面４７Ａ、４７Ｂ同士）が互いに重なることのない円環状を保ち、かつ小径部４１の内壁面４１Ａがシールド電線２０の外周（編組線２５の外周）に全周に亘って隙間なく密着した状態となる（図６参照）。

ここで、説明を加えておくと、第二の工程において、コルゲートチューブ４０を縮径させる際には、スリット４７により割られた開口端面４７Ａ、４７Ｂ同士を突き合わせてスリット４７を閉じた状態に保ちながら、ねじってゆくことが重要である。というのも、ねじった際に、スリット４７の開口端が上下に重なってしまうと、図７に示すように、小径部４１の一部がシールド電線２０から浮いてしまい、シールド電線２０との間に隙間Ｕが出来てしまうからである。

そして、このねじり作業はピッチＰ単位で行われるから、作業終了時には、隣接する小径部４１同士が螺旋状に繋がった状態となり、図５に示すように、螺旋溝５１を形成する。

（３）第三の工程
第三の工程では、図８に示すように、形成された螺旋溝５１に沿って巻付部材６０をコルゲートチューブ４０の外周に巻きつけてゆく作業が、組み付け作業者により行われる。係る巻きつけ作業は、図９にて示すように、螺旋溝５１の始端から終端の全範囲に対して行われ、これにて、一連の組み付け作業は全て完了する。

そして、組み付け完了後、コルゲートチューブ４０には、ねじりを戻そうとする復元力が働くが、この復元力に螺旋溝５１に沿って巻かれた巻付部材６０が抗するから、コルゲートチューブ４０は所定ピッチ分ねじられた状態、すなわち、シールド電線２０の外周に密着した状態（図１０参照）に維持される。

３．本実施形態の効果
本実施形態のコルゲートチューブ付き電線１０によれば、シールド電線２０の外周にコルゲートチューブ４０の小径部４１が、その全周に亘って隙間なく密着している。このようにしておけば、シールド電線２０の熱をコルゲートチューブ４０を通じて、効率的に放熱することが可能であり、放熱性が高い。

また、シールド電線２０は図１２に示すように、湾曲状に曲げて使用する場合がある。このような使用形態の場合、シールド電線２０に沿って曲がった状態をコルゲートチューブ４０が維持し続けてくれれば問題ないが、例えば、曲げられた頂部近郊などでは、コルゲートチューブ４０が元の真っ直ぐな状態に戻って、図１２に示すようにシールド電線２０との間に隙間Ｕを作ってしまう恐れがある。仮に、隙間ができると、通電時、そこに熱がこもってしまい、放熱性を下げてしまう。

この点に関し、本実施形態のものは、螺旋溝５１に巻く巻付部材６０にコイル状のバネを用いており、その内径Ｄ３はシールド電線２０の外径Ｄ２とほぼ等しく設定してある。そのため、巻付部材６０はやや拡げられた状態で螺旋溝５１に巻かれてゆくから、巻きつけ後、コルゲートチューブ４０は、巻付部材６０のバネ性により径方向内向きに締められた状態となる。そのため、図１１に示すように、シールド電線２０を湾曲状に曲げて使用した場合であっても、コルゲートチューブ４０はシールド電線２０への密着状態を維持するので、高い放熱性が得られる。

加えて、巻付部材６０にバネ性を持たすことで、以下の効果も得られる。通電時、芯線２１の発熱により、絶縁層を形成する外皮２３が熱膨張し、外周のコルゲートチューブ４０を押し拡げようとする。すると、巻付部材６０がコルゲートチューブ４０を締めるから、コルゲートチューブ４０のシールド電線２０に対する密着度が高まる。このように、発熱時において、放熱性が特に高まるので、シールド電線２０の温度上昇を、より効果的に抑えられる。

更にまた、コルゲートチューブ４０はねじり前の状態において、チューブ径Ｄ１がシールド電線２０の外径Ｄ２より大きく設定してあり、しかも、その形状は半割り状であるので第一の工程中、シールド電線２０に無理なく被せることが可能であり、生産性がよい。また、本実施形態のものは、コルゲートチューブ４０をねじる作業をピッチＰ単位で行うこととしている。そのため、第二の工程にてねじる作業を行うと、自ずと、螺旋溝５１が形成されることとなり、螺旋溝５１を形成するための専用工程を要せず、この点も、効果的である。

＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を図１３ないし図１７によって説明する。
実施形態１では、巻付部材６０としてコイル状のバネを使用した例を示したが、実施形態２のものは、巻付部材１６０にワイヤ（鋼線）を使用している。尚、巻付部材１６０を除く他の部材については、実施形態１と同じであるため、同一部品に同一符号を付して説明を省略するものとする。

巻付部材１６０であるワイヤは、中央に本長部１６１を設けている。本長部１６１はコルゲートチューブ４０に形成される螺旋溝５１に巻き付けられるものであり、その長さは螺旋溝５１の全長（巻回長Ｌ１）に設定されている。

また、本長部１６１の両側には余長部１７１、１７６が設けられている。具体的には、図１３において、本長部１６１の左側に余長部１７１が設けられ、本長部１６１の右側に余長部１７５が設けられている。これら左右の余長部１７１、１７５の長さは、コルゲートチューブ４０の外周長より長い寸法に設定してある。

そして、余長部１７１と本長部１６１の境には止め部１７２が設けられており、また、余長部１７５と本長部１６１の境には止め部１７６が設けられている。これら両止め部１７２、１７６はリング状をなしている。

尚、巻付部材１６０であるワイヤを上記形状に加工するには、巻付部材１６０であるワイヤを、図１４に示すように巻回長Ｌ１より長めの寸法でカットしておき、その後、図１５に示すように、本長部１６１の終端に対応して環状のリングをそれぞれ作り、作ったリングを捻ってやればよい。

さて、図１３に示す巻付部材１６０は、実施形態１の場合と同様に第三の工程にてコルゲートチューブ４０の螺旋溝５１に沿って巻き付けられる。以下、コルゲートチューブ４０に対する巻付部材１６０の巻き付け作業について詳しく説明する。尚、ここでは、第一工程、第二工程は既に完了した状態にあって、コルゲートチューブ４０は捻られた状態（螺旋溝５１が形成された状態）にあるものとして説明を行う。

コルゲートチューブ４０に巻付部材１６０を巻き付けるには、まず、巻付部材１６０の始端（ここでは、図１３の左側を始端として説明する）を電線１０の端部に固定してやる。それには、図１６にて示すように、巻付部材１６０の始端にあたる、図中左側の余長部１７１を、コルゲートチューブ４０の端末から露出した編組線２５の外周に巻き付けつつ、先端を止め部１７２に通してやり、その後、通した先端を止め部１７２に巻き付けて固定する。これにより、巻付部材１６０の始端が電線１０の端部に固定された状態となる。

あとは、図１６にて示すように、巻付部材１６０をコルゲートチューブ４０に形成された螺旋溝５１に沿って巻きつけてやればよい。そして、巻付部材１６０を螺旋溝５１に沿って巻きつけることができたら、次に、巻付部材１６０の終端を電線１０の端部に固定してればよい。それには、図１７にて示すように、巻付部材１６０の終端にあたる、図中右側の余長部１７５を、コルゲートチューブ４０の端末から露出した編組線２５の外周に巻き付けつつ、先端を止め部１７６に通してやり、その後、通した先端を止め部１７６に巻き付けて固定する。これにより、巻付部材１６０の終端が電線１０の端部に固定された状態となる。かくして、コルゲートチューブ４０に対する巻付部材６０の巻きつけ作業は完了する。

このように、実施形態２のものは、巻付部材１６０の始端と終端の双方を、電線１０の端部に固定している。そのため、組み付け完了後、コルゲートチューブ４０にねじりを戻そうとする復元力が働くが、その復元力に負けて巻付部材１６０に緩みがでることがほぼない。そのため、実施形態１の場合と同様に、コルゲートチューブ４０を所定ピッチ分捻った状態、すなわち、シールド電線２０の外周に密着した状態に維持できる。

また、この実施形態では、巻付部材１６０にリング状の止め部１７２、１７６を予め形成するようにしてあるから、巻付部材１６０の始端、終端を電線１０の端部に固定させる作業が極めて簡単にできるので、作業性がよくこの点も効果的である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）実施形態１、２では、コルゲートチューブ４０をシールド電線２０の外周に密着状に取り付けた例を示したが、完全に密着している必要はなく、コルゲートチューブ４０をシールド電線２０に近接させた状態で取り付けてもよい。要は、電線を通電させたときに一定の放熱性が得られればよく、両間に極狭い隙間であれば、存在してもよい。

（２）実施形態１では、巻付部材６０の一例として金属製のばね鋼を使用したが、必ずしもバネ性を有する必要はなく、例えば、単なる針金などで代用することが可能である。また、バネ性を持たす場合であっても、その材質は金属製に限定されるものではなく、プラスチック製とすることも可能である。また、巻付部材６０は、巻き付け可能であれば、線状の部材に限定されるものでもない。

（３）実施形態１、２では、電線の一例として、外周に編組線２５を配設させたシールド電線２０を例示したが、シールド機能を持たない単なる電線（編組線を配設させてないもの）であってもよい。

（４）実施形態２では、巻付部材１６０として、本長部１６１がストレート形状のものを例示した。これに対して、例えば、図１８に示すように、本長部１６１を含む巻付部材１６０の全体を、予めコイル状に成形しておくことも可能である。尚、この場合、本長部１６１を螺旋溝５１に沿ってまず巻き付けてやり、巻き付け作業の完了後に、始端側の余長部１７１を止め部１７２に固定する作業、終端側の余長部１７５を止め部１７６に固定する作業を行う作業手順にしてもよい。

本発明の実施形態１におけるコルゲートチューブ付き電線の部品構成を示す図 コルゲートチューブ付き電線の製造過程を示す図（第一の工程） コルゲートチューブ付き電線の製造過程を示す図（第一の工程） 図３中のＡ−Ａ線断面図 コルゲートチューブ付き電線の製造過程を示す図（第二の工程） 図５中のＢ−Ｂ線断面図 電線とコルゲートチューブとの間に、隙間が出来た状態を示す断面図 コルゲートチューブ付き電線の製造過程を示す図（第三の工程） コルゲートチューブ付き電線の完成状態を示す図 図９中のＣ−Ｃ線断面図 コルゲート付き電線を曲げて使用した場合の、断面図 比較例を示す図 実施形態２における巻付部材の正面図 巻付部材の加工方法を示す図 巻付部材の加工方法を示す図 コルゲートチューブに対する巻付部材の組む付け方を示す図 コルゲートチューブに対する巻付部材の組む付け方を示す図 変形例を示す図

１０…コルゲートチューブ付き電線
２０…シールド電線
２１…芯線
２３…外皮
４０…コルゲートチューブ
４１…小径部
４５…大径部
４７…スリット
４７Ａ…開口端面
４７Ｂ…開口端面
５１…螺旋溝
６０…巻付部材

Claims (6)

1. 電線と、
   管軸に沿って延びる一条のスリットにより半割りされた形状をなすと共に、前記電線の外周にねじった状態で被せ付けられて、内壁面を前記電線に対して全周に亘って密着、或いは近接させたコルゲートチューブと、
   前記コルゲートチューブの外周側に形成された螺旋溝に巻回状に巻き付けられて、前記コルゲートチューブのねじり状態を維持させる巻付部材と、を備えたコルゲートチューブ付き電線。
2. 前記電線の外周に被せた状態において、前記コルゲートチューブは、端同士が互いに重なることのない円環状をしていることを特徴とする請求項１に記載のコルゲートチューブ付き電線。
3. 前記巻付部材は径方向内向きに復元力を作用させる、コイル状のバネであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコルゲートチューブ付き電線。
4. 前記巻付部材は、前記螺旋溝に巻回される本長部と、前記本長部の両側に設けられる余長部と、前記本長部と前記余長部の境に設けられるリング状の止め部と、を備えたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコルゲートチューブ付き電線。
5. コルゲートチューブ付き電線の製造方法であって、
   管軸に沿って延びる一条のスリットにより半割りされたコルゲートチューブを、電線の外周に被せる第一の工程と、
   前記電線に被せた前記コルゲートチューブを前記スリットにより割られた開口端面同士を突き合わせた状態に保ちながら、周方向にねじって、チューブ径を前記電線の外径の大きさに縮径させる第二の工程と、
   縮径されたコルゲートチューブの外周に形成される螺旋溝に巻付部材を巻きつける第三の工程と、を備えることを特徴とするコルゲートチューブ付き電線の製造方法。
6. 小径部と大径部とを管軸方向に交互に形成した蛇腹状をなす前記コルゲートチューブを、前記第二の工程にてねじる作業を、小径部と大径部の繰り返しピッチ単位で行うようにしたことを特徴とする請求項５に記載のコルゲートチューブ付き電線の製造方法。

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