JP2015159694A - 電線の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シールド管内に収容された電線を冷却できるようにする。
【解決手段】シールド管４の内部には、モータ１とインバータ２との間を接続する複数本の電線３と内部を冷却水が通過する冷却管７とが挿通されている。電線３はシールド管４の中心部に集められ、冷却管７はこれら電線３を外側から取り囲むようにして３本が配置されている。また、各冷却管７はエンジン９を冷却するための冷却水の循環回路Ｃに接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電線の冷却装置に関するものである。

従来、自動車に配索する複数本の電線からなるワイヤハーネスを外部干渉材等から保護するために、例えば下記特許文献１では、樹脂チューブからなる外装材にワイヤハーネスを挿通している。また、下記特許文献２では、屈曲や捩れが生じるワイヤハーネスを挿通、保護する外装材として、ゴム等の弾性部材で蛇腹状に形成されたグロメットを用いている。

特開平９−１０７６１５号公報 特開２００３−３４８７３６号公報

一方、電気自動車やハイブリッド自動車のモータとインバータとの間やバッテリとインバータとの間等に配索するワイヤハーネスでは、通電電流が大きいため電線の発熱量が増大するうえ、ワイヤハーネスを外装材に挿通すると、外装材内に形成された空気層に熱篭りが生じて電線周囲の温度も上昇するため、電線温度が大幅に上昇するという問題がある。この問題を解消するためには、耐熱温度の高い電線を用いたり、電線径の大きな電線を用いたりすることで、一応は対処可能であるが、耐熱温度の高い電線を用いるとコストが増大し、また、電線径の大きな電線を用いると重量増加に繋がると共に大きな配索スペースを必要とするためレイアウト上の問題が生じる場合もある。

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、発熱した電線を効果的に冷却することができる電線の冷却装置を提供することを目的とする。

本発明の電線の冷却装置は、ハイブリッド車あるいは電気自動車に搭載されるモータとこのモータへの電力供給を行うユニットとの間を接続する電線を冷却するための冷却装置であって、電線を電気的にシールドされた状態で挿通可能なシールド管を備えるとともに、このシールド管の内部には電線を冷却するための冷却用流体を通過させる冷却通路が形成されていることを特徴とする。

モータへの通電に伴って、モータとユニット間を接続する電線が発熱することがある。しかし、シールド管の内部に形成された冷却用流体によって電線の発熱が効果的に抑制される。したがって、電線を含め周辺部材に高耐熱性材を用いる必要がなくなる。

実施例１の冷却装置全体の概要を示す図 シールド管の内部構造を示す断面図 実施例２におけるシールド管の内部構造を示す断面図

本発明における好ましい実施の形態を説明する。
（１）本発明の冷却装置は、前記冷却通路が、前記モータあるいはエンジンに対する冷却水の循環回路に接続された構成とすることが好ましい。
このような構成によれば、既存の冷却水用循環回路を利用して電線の冷却を行うことができる。また、冷却水を循環させることができるため、電線を効果的に冷却することができる。

（２）また、前記シールド管の内部には、前記冷却通路となる冷却管が前記電線と共に挿通され、前記冷却管は前記電線に対し略軸線方向に沿って接触して配された構成とすることが好ましい。
このような構成によれば、冷却管がシールド管内において電線を略軸線方向に沿って冷却することができるため、効率よく冷却することができる。

（３）さらに、前記シールド管の内部には前記電線が複数本が挿通されるとともに、前記各電線は前記シールド管の中心部に集められるようにして配される一方、前記冷却管はこれら電線を外側から包囲するようにして複数本が配される構成としてもよい。
このような構成によれば、シールド管の中心部に集められた複数の電線を外側から冷却することができるため、シールド管への熱の伝達を抑制することができる。

（４）さらにまた、前記シールド管の中心部には少なくとも一本の前記冷却管が軸心方向に沿って配される一方、前記シールド管の内部には前記電線が複数本が挿通されるとともに、これら電線は前記冷却管を外側から包囲するようにして配される構成としてもよい。
このような構成によれば、冷却管が各電線の内側に位置するため、各電線によって取り囲まれた空間内に熱が籠る事態を抑制することができる。

次に、本発明の電線の冷却装置を具体化した実施例１及び２について、図面を参照しつつ説明する。

＜実施例１＞
図１及び図２は本発明の実施例１を示している。このうち、図１はハイブッド車両に本発明の冷却装置を適用した場合の全体構成を示している。車両のエンジンルーム内にはモータ１とインバータ２（本発明のユニットに相当する。）が搭載され、これらの間は図２に示すように複数本（図示のものは３本）の電線３によって接続されている。これら電線３はシールド管４内に挿通されている。

シールド管４は、図２に示すように、外装部品としての保護管５を有している。保護管５は例えば合成樹脂製であり、断面が略円形状をなすパイプ状に形成されている。保護管５は可撓性を有しており、所定の形状に曲げ変形可能である。

保護管５の内部には上記した各電線３が軸方向に沿って挿通されている。各電線３は保護管５の内部に挿通された編組部材６内に挿通されている。編組部材６は多数の金属製細線を筒状に編成したものであり、保護管５と共にシールド管４を構成して電線３に重畳したノイズがシールド管４の外部に放射されないようにしている。

編組部材６は、詳細には図示しないが、各電線３と共に保護管５の軸方向の両端部から突出している。保護管５の軸方向両端部から突出した各電線３は、インバータ２側及びモータ１側に電気的に接続され、保護管５の軸方向両端部から突出した編組部材６によってシールドされている。

図２に示すように、各電線３はほぼ同一線径のものが使用され、芯線部３Ａと被覆部３Ｂとから構成されるとともに、保護管５の内部では３本の冷却管７（内部が冷却通路８となっている。）と共に束ねられて分離しないようにしてある。各電線３と冷却管７は、例えば、長さ方向に適当間隔をおいてテープ巻きされて、各電線３と各冷却管７のそれぞれの配置が保持されるようにしてある。具体的には、各電線３は保護管５の内部において保護管５の中心部に集められ、各電線３の被覆部の外周面同士が長さ方向に沿って接触するようにしてある。このことにより、各電線３の中心軸はほぼ正三角形の頂点に位置するようになっている。また、各冷却管７はこれら電線３を外側から包囲するようにして配されている。各冷却管７の中心軸はほぼ正三角形の頂点に位置するようになっている。さらに、各電線３は直径方向において二つの冷却管７によって挟まれていて、これら二つの冷却管７と電線３とのそれぞれの中心が同一直線上に並ぶようになっている。

上記した各冷却管７は、電線径よりやや小さい外径を有する長尺のパイプによって構成されている。各冷却管７は、耐熱性、耐圧性及び柔軟性を有する材質にて形成されている。

図１に示すように、各冷却管７は、車両に搭載されたエンジン９を冷却するための冷却水の循環回路Ｃ中に組込まれている。この循環回路Ｃ自体はエンジン冷却用の既存の回路を利用したものであり、同回路は、既存回路から各冷却管７を接続する回路を分岐して構成されている。また、循環回路Ｃ中には循環ポンプ１０及びラジエータ（図示しない）が配されていて、各冷却管７を流れる冷却水を循環させている。

上記のように構成された実施例１によれば、次のような作用効果を発揮することができる。モータ１への通電がなされると、シールド管４内に挿通された各電線３に発熱を生じる。一方で、循環ポンプ１０の駆動により、循環回路Ｃを通して冷却水が循環することで、各冷却管７内を冷却水が通過する。図２に示すように、各冷却管７は隣接する二つの電線３の外周に跨って接触しているため、各電線３はほぼ中心軸を挟んで両側から冷却されることになる。したがって、各電線３を軸線方向に沿ってほぼ温度むらのない状態で冷却することができる。

また、各冷却管７内を流れる冷却水は循環しており、一定温度以上にはならないようにしてあるため、電線３の発熱を効果的に抑制することができる。さらに、この循環回路Ｃはエンジン９を冷却するための既存の回路を利用したものであるため、電線３の冷却装置を低コストで実現することができる。

＜実施例２＞
図３は本発明の実施例２を示している。実施例２が実施例１と相違する点は、シールド管４内における各電線３と冷却管７の配置である。冷却管７は、シールド管４内において一本が挿通され、かつ冷却管７の中心軸線がシールド管４の中心軸線上に位置するように配置されている。各電線３はこの冷却管７周りにほぼ等角度間隔でかつ接触状態で配置されており、電線３同士は互いに接触し合わないようにしている。

なお、各電線３と冷却管７とは長さ方向に関して一定間隔毎にテープ巻きされることにより、図３に示す配置状況が保持されている。また、他の構成は実施例１と同様であるため、同一符号を付すことで説明は省略する。

上記のように構成された実施例２の冷却装置は、一本の電線３を中心にして放射位置に各電線３を配置している。つまり、一本の冷却管７を３本の電線３が共用して冷却されるようにしたため、実施例１の配置構造に比較して配置スペースが小さくて済む。したがって、シールド管４の径を小さくすることに寄与する。

なお、他の構成は実施例１と同様であり、もって同様の作用効果を発揮することができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例１では、各電線３と各冷却管７はテープ巻きされて所定の配置構造が保持されるようにしたが、テープ巻きに代えて編組部材６により束ねて所定の配置構造が保持されるようにしてもよい。このようにすれば、テープ巻きの手間を省くことができ、製造時間の短縮とコスト低減を図ることができる。
（２）実施例１のものにおいて、シールド管４の中心軸線上にさらに冷却管７を追加配置するようにしてもよい。このようにすれば、より一層各電線３に対する冷却効果を高めることができる。
（３）上記実施例１、２では、共にシールド管４内に冷却管７を挿通したが、冷却管７を用いず、保護管５の内部空間を冷却通路８として保護管５内に直接冷却水を通過させるようにしてもよい。
（４）上記実施例ではモータ１とインバータとの間を接続する電線３を冷却対象としたが、本発明の冷却装置はモータ１とコントロールユニットとの間を接続する電線３を対象としてもよい。
（５）上記実施例では、シールド管４内に３本の電線３を挿通したが、本数は限定されるべきものではない。
（６）上記実施例では、シールド管４が合成樹脂製の保護管５とその内部に挿通される編組部材６とによって構成されるようにしたが、金属製で一体に形成したものであってもよい。その他、シールド管４としては合成樹脂製の保護管５内に金属製のシールド層を埋設するような形態であってもよい。
（７）上記実施例では、冷却管を既存の冷却水用循環回路に接続するようにしたが、専用の循環回路に接続してもよい、また、冷却用の媒体は水に限定されるものではなく、広く冷却用流体が使用可能である。

１…モータ
２…インバータ（ユニット）
３…電線
４…シールド管
７…冷却管
８…冷却通路

Claims (5)

1. ハイブリッド車あるいは電気自動車に搭載されるモータとこのモータへの電力供給を行うユニットとの間を接続する電線を冷却するための冷却装置であって、
   前記電線を電気的にシールドされた状態で挿通可能なシールド管を備えるとともに、このシールド管の内部には前記電線を冷却するための冷却用流体を通過させる冷却通路が形成されていることを特徴とする電線の冷却装置。
2. 前記冷却通路は、前記モータあるいはエンジンに対する冷却水の循環回路に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電線の冷却装置。
3. 前記シールド管の内部には、前記冷却通路となる冷却管が前記電線と共に挿通され、前記冷却管は前記電線に対し略軸線方向に沿って接触して配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電線の冷却装置。
4. 前記シールド管の内部には前記電線が複数本が挿通されるとともに、前記各電線は前記シールド管の中心部に集められるようにして配される一方、前記冷却管はこれら電線を外側から包囲するようにして複数本が配されていることを特徴とする請求項３に記載の電線の冷却装置。
5. 前記シールド管の中心部には少なくとも一本の前記冷却管が軸心方向に沿って配される一方、前記シールド管の内部には前記電線が複数本が挿通されるとともに、これら電線は前記冷却管を外側から包囲するようにして配されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の電線の冷却装置。

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