JP2017028048A - シールド導電路 - Google Patents

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Abstract

【課題】シールド部材の断面積が小さくても低周波から高周波に至る広い周波数帯域に亘ってシールド機能を発揮できるシールド導電路を提供する。【解決手段】シールド導電路Aは、導電路本体(U相線12u、V相線12v、W相線12w)と、導電路本体(U相線12u、V相線12v、W相線12w)を包囲する絶縁層13u,13v,13wと、絶縁層13u,13v,13wの外周面と対向するように設けられ、導電層17と磁性体層20とを積層した形態のシールド部材15u,15v,15wとを備えている。低周波から中周波帯域の電磁ノイズは導電層17でシールドすることができ、中周波から高周波帯域の電磁ノイズは磁性体層20でシールドすることができる。周波数の異なる領域を導電層17と磁性体層20とで分担したので、導電層17と磁性体層20のいずれも必要以上に断面積を大きくせずに済む。【選択図】図2

Description

本発明は、シールド導電路に関するものである。
特許文献1には、非シールド電線を、導電性の素線を筒状に編んだ編組線からなるシールド部材で包囲したシールド導電路が開示されている。シールド部材のシールド機能により、非シールド電線から発する電磁ノイズが放出されることを防止することができるとともに、外部から非シールド電線に電磁ノイズの影響が及ぶことを防止することができる。また、このようなシールド機能は、編組線に限らず、金属箔や金属パイプ等からなるシールド部材によっても効果を期待することができる。
特開2006−269666号公報
従来のシールド部材は、単一材料によって構成されている。そのため、低周波から高周波に至る広い周波数帯域に亘って高いシールド機能を発揮させるためには、シールド部材の厚さや周長を増して断面積を大きくする必要がある。しかし、断面積を大きくすると、シールド部材が重量増、大型化、コスト高等を来すことになる。
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、シールド部材の断面積が小さくても低周波から高周波に至る広い周波数帯域に亘ってシールド機能を発揮できるシールド導電路を提供することを目的とする。
本発明のシールド導電路は、
導電路本体と、
前記導電路本体を包囲する絶縁層と、
前記絶縁層の外周面と対向するように設けられ、導電層と磁性体層とを積層した形態のシールド部材とを備えているところに特徴を有する。
本発明のシールド導電路によれば、低周波から中周波帯域の電磁ノイズは、導電層によってシールドすることができ、中周波から高周波帯域の電磁ノイズは、磁性体層によってシールドすることができる。周波数の異なる領域を導電層と磁性体層とで分担したので、導電層と磁性体層のいずれも必要以上に断面積を大きくせずに済む。
実施例1のシールド導電路の構成図 図1のX−X線断面図 シールド部材の構造をあらわす断面図 実施例2のシールド導電路の構成図 実施例2のシールド部材の断面図 実施例3のシールド導電路の構成図 実施例3のシールド部材の断面図 実施例4のシールド導電路の構成図 実施例4のシールド部材の断面図
(a)本発明は、前記シールド部材が、可撓性を有する積層膜状部材を、前記絶縁層の外周に周方向に巻き付けることで筒状に成形されていてもよい。
この構成によれば、シールド部材によって導電路本体と絶縁層を包囲する範囲が軸線方向に長い場合でも、積層膜状部材を周方向に巻き付けるという簡単な作業により、導電路本体と絶縁層の外周を全周に亘ってシールド部材で包囲することができる。
(b)本発明は、(a)において、前記積層膜状部材が、テープ状をなしていて、前記絶縁層の外周に螺旋状に巻き付けられていてもよい。
この構成によれば、積層膜状部材がテープ状をなしているので、導電路本体の配索経路が湾曲又は屈曲した領域を含む場合でも、導電路本体と絶縁層を確実に全周に亘って包囲することができる。また、導電路本体の屈曲変形に対応することが可能である。
(c)本発明は、(b)において、前記導電層には、その一方の側縁部から延出して前記磁性体層の側縁部の外面を覆う折返部が形成されており、前記折返部の外面に対し、前記導電層における前記折返部とは反対側の側縁部の内面が重なった状態で接触していてもよい。
この構成によれば、積層膜状部材を螺旋巻きした状態で導電層同士を確実に接触させることができる。
<実施例1>
以下、本発明を具体化した実施例1を図1〜図3を参照して説明する。本実施例1のシールド導電路Aは、電気自動車又はハイブリッド自動車等の電動車両(図示省略)に搭載されたモータ30とインバータ装置34との間に配索されるものである。この電動車両において、モータ30のモータケース31と、インバータ装置34のインバータケース35は、筐体アースとして機能する。
シールド導電路Aは、三相交流回路10を構成するU相線12u(請求項に記載の導電路本体)、V相線12v(請求項に記載の導電路本体)、W相線12w(請求項に記載の導電路本体)と、ノイズ低減用のU相用シールド部材15u(請求項に記載のシールド部材)と、ノイズ低減用のV相用シールド部材15v(請求項に記載のシールド部材)と、ノイズ低減用のW相用シールド部材15w(請求項に記載のシールド部材)とを備えて構成されている。
U相線12u、V相線12v及びW相線12wは、いずれも、金属(銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等)製の可撓性を有する撚り線からなる。U相線12uの外周は、合成樹脂製のU相用絶縁被覆13u(請求項に記載の絶縁層)によって包囲されている。U相線12uとU相用絶縁被覆13uは1本のU相被覆電線11uを構成する。V相線12vの外周は、合成樹脂製のV相用絶縁被覆13v(請求項に記載の絶縁層)によって包囲されている。V相線12vとV相用絶縁被覆13vは1本のV相被覆電線11vを構成する。W相線12wの外周は、合成樹脂製のW相用絶縁被覆13w(請求項に記載の絶縁層)によって包囲されている。W相線12wとW相用絶縁被覆13wは1本のW相被覆電線11wを構成する。
U相線12u、V相線12v及びW相線12wは、並行するように配索されている。U相線12u、V相線12v及びW相線12wの一方の端部は、インバータ装置34のインバータ回路(図示省略)に接続されている。インバータ回路は、シールド機能を有する導電性のインバータケース35の内部に収容されている。U相線12u、V相線12v及びW相線12wの他方の端部は、モータ30の巻線に接続されている。巻線は、シールド機能を有する導電性のモータケース31の内部に収容されている。
U相用シールド部材15uは、可撓性を有するテープ状のU相用積層膜状部材16u(請求項に記載の積層膜状部材)をU相被覆電線11uの外周に螺旋状に巻き付けることによって筒状に構成されたものである。V相用シールド部材15vも、U相用シールド部材15uと同様、可撓性を有するテープ状のV相用積層膜状部材16v(請求項に記載の積層膜状部材)をV相被覆電線11vの外周に螺旋状に巻き付けることによって筒状に構成されたものである。W相用シールド部材15wも、U相用シールド部材15u及びV相用シールド部材15vと同様、可撓性を有するテープ状のW相用積層膜状部材16w(請求項に記載の積層膜状部材)をW相被覆電線11wの外周に螺旋状に巻き付けることによって筒状に構成されたものである。
U相用積層膜状部材16u、V相用積層膜状部材16v、W相用積層膜状部材16wは、いずれも、導電層17と磁性体層20とを積層して一体化したものである。導電層17は、例えば銅製、銅合金製、アルミニウム製、アルミニウム合金製等の金属箔からなり、可撓性を有するテープ状に成形されている。磁性体層20は、例えばゴム又は樹脂製の可撓性を有する母材に磁性体粉を混入したものであり、導電層17とほぼ同じ幅寸法の可撓性を有するテープ状をなす。磁性体層20は、接着、溶着等の手段により導電層17の外面に密着している。尚、導電層17と磁性体層20は、密着・固着させず、容易に分離したり剥がしたりすることができるようにしてもよい。
導電層17の両側縁部17L,17Rには、磁性体層20の外側面に沿って外面側へ延出し、更に、磁性体層20の側縁部21L,21Rの外面に沿うように延出した一対の折返部18L,18Rが、一体に形成されている。折返部18L,18Rも導電性を有している。また、折返部18L,18Rも、接着や溶着等の手段によって磁性体層20に密着している。尚、折返部18L,18Rと磁性体層20は、密着・固着させず、容易に分離したり剥がしたりすることができるようにしてもよい。
テープ状のU相用シールド部材15uは、U相被覆電線11u(U相用絶縁被覆13u)の外周に接触するように螺旋状に巻き付けられ、U相被覆電線11u(U相線12u)を全周に亘って包囲する筒状に成形されている。V相用シールド部材15vとW相用シールド部材15wも、U相用シールド部材15u同様、V相被覆電線11v(V相用絶縁被覆13v)とW相被覆電線11w(W相用絶縁被覆13w)の外周に接触するように螺旋状に巻き付けられ、V相被覆電線11v(V相線12v)とW相被覆電線11w(W相線12w)を全周に亘って包囲する筒状に成形されている。
各シールド部材15u,15v,15wを螺旋状に巻き付ける際には、導電層17のうち先に巻き付けられた周回領域における一方(図3における右側)の側縁部17Rから延出した折返部18Rの外面に対し、後から巻き付けられる周回領域における他方(図3における左側)の側縁部17Lの内面を重ね合わせるようにして接触させる。このように巻き付ければ、導電層17のうち先に巻き付けられている周回領域と、後から巻き付けられる周回領域との間に軸線方向の隙間が生じることはない。
上記のようにして被覆電線11u,11v,11wを全周に亘り、且つ被覆電線11u,11v,11wのシールド対象領域(例えば、ほぼ全長に亘る領域)に亘って包囲するシールド部材15u,15v,15wは、シールド機能を発揮する。また、シールド部材15u,15v,15wの導電層17は、分岐状の導電層用接続線19を介して筐体アース(モータケース31とインバータケース35)に接続されている。
次に、本実施例1の作用を説明する。シールド対策の対象とすべき電磁ノイズの周波数を特定し、その周波数のうち導電層17によってシールドすべき周波数帯域と、磁性体層20によってシールドすべき周波数帯域とを設定する。導電層17に関しては、そのシールド対象となる周波数帯域(主に、低周波から中周波の帯域)に応じて、導電層17の材料や厚さ等を選択、設定する。また、磁性体層20に関しても、そのシールド対象となる周波数帯域(主に、中周波から高周波の帯域)に応じて、磁性体層20を構成する磁性体粉の材料や混合密度等を選択、設定する。
本実施例1のシールド導電路Aは、導電路本体(U相線12u,V相線12v,W相線12w)と導電路本体(U相線12u,V相線12v,W相線12w)を包囲する絶縁層(U相用絶縁被覆13u,V相用絶縁被覆13v,W相用絶縁被覆13w)と、絶縁層(U相用絶縁被覆13u,V相用絶縁被覆13v,W相用絶縁被覆13w)の外周面と対向するように設けられ、導電層17と磁性体層20とを積層した形態のU相用シールド部材15u,V相用シールド部材15v,W相用シールド部材15wとを備えている。
本実施例1のシールド導電路Aによれば、低周波から中周波帯域の電磁ノイズは、導電層17によってシールドすることができ、中周波から高周波帯域の電磁ノイズは、磁性体層20によってシールドすることができる。周波数の異なる領域を導電層17と磁性体層20とで分担したので、導電層17と磁性体層20のいずれも必要以上に断面積を大きくせずに済む。したがって、本実施例1のシールド導電路Aは、シールド部材15u,15v,15wの断面積が小さくても低周波から高周波に至る広い周波数帯域に亘ってシールド機能を発揮できる。
また、シールド部材15u,15v,15wは、可撓性を有する積層膜状部材16u,16v,16wを、絶縁層13u,13v,13w(被覆電線11u,11v,11w)の外周に周方向に巻き付けることによって筒状に成形されている。この構成によれば、シールド部材15u,15v,15wによって被覆電線11u,11v,11w(導電路本体12u,12v,12w)と絶縁層13u,13v,13wを包囲する範囲が軸線方向に長い場合でも、積層膜状部材16u,16v,16wを周方向に巻き付けるという簡単な作業により、被覆電線11u,11v,11w(導電路本体12u,12v,12wと絶縁層13u,13v,13wの外周を全周に亘ってシールド部材15u,15v,15wで包囲することができる。
また、積層膜状部材16u,16v,16wが、テープ状をなしていて、絶縁層13u,13v,13wの外周に螺旋状に巻き付けられている。この構成によれば、積層膜状部材16u,16v,16wがテープ状をなしているので、被覆電線11u,11v,11w(導電路本体12u,12v,12w)の配索経路が湾曲又は屈曲した領域を含む場合でも、被覆電線11u,11v,11w(導電路本体12u,12v,12wと絶縁層13u,13v,13w)を確実に全周に亘って包囲することができる。また、導電路本体12u,12v,12w(被覆電線11u,11v,11w)が屈曲変形しても、シールド部材15u,15v,15wは柔軟に追従変形して被覆電線11u,11v,11wを適正に包囲する状態を保つ。
また、導電層17には、その一方の側縁部17Rから延出して磁性体層20の側縁部21Rの外面を覆う折返部18Rが形成されている。そして、導電層17のうち先に巻き付けられている周回領域の折返部18Rの外面に対し、導電層17のうち後に巻き付けられる周回領域における折返部18Rとは反対側の側縁部17Lの内面が重なった状態で接触している。この構成によれば、シールド部材15u,15v,15wを螺旋巻きした状態で導電層17同士を確実に接触させることができる。
<実施例2>
次に、本発明を具体化した実施例2を図4〜図5を参照して説明する。本実施例2のシールド導電路Bは、シールド部材40u,40v,40wを上記実施例1とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例1と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
本実施例2のU相用シールド部材40u、V相用シールド部材40v、W相用シールド部材40wは、テープ状ではなく方形のシート状をなしている点が実施例1と異なるが、折返部42が形成された導電層41の外周に磁性体層43を重ねて一体化して構成された可撓性を有するU相用積層膜状部材44u、V相用積層膜状部材44v、W相用積層膜状部材44wによって構成されている点は、実施例1と同様である。
各積層膜状部材44u,44v,44wの長辺は、U相被覆電線11u、V相被覆電線11v、W相被覆電線11wのうちシールド部材40u,40v,40wで包囲すべき領域の長さと同じ寸法に設定されている。また、各シールド部材40u,40v,40wの短辺は、各被覆電線11u,11v,11wの周長と同じ寸法に設定されている。そして、これらの積層膜状部材44u,44v,44wは、各被覆電線11u,11v,11wの外周に個別に巻き付けられることで筒状のシールド部材40u,40v,40wを構成している。積層膜状部材44u,44v,44wを被覆電線11u,11v,11wに巻き付けた状態では、導電層41の内面の全領域を被覆電線11u,11v,11w(絶縁被覆13u,13v,13w)の外周面に密着させてもよく、密着させなくてもよい。
<実施例3>
次に、本発明を具体化した実施例3を図6〜図7を参照して説明する。本実施例3のシールド導電路Cは、シールド部材50を上記実施例1及び実施例2とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例1,2と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
本実施例3では、1つのシールド部材50でU相被覆電線11u(U相線12u)、V相被覆電線11v(V相線12v)、W相被覆電線11w(W相線12w)を一括して包囲している。尚、図6では、便宜上、U相被覆電線11uとV相被覆電線11vとW相被覆電線11wが離間しているように描かれているが、これら3本の被覆電線11u,11v,11wは、横並び又は俵積み状に並列配索されている。
シールド部材50は、実施例1のシールド部材15u,15v,15wと同様、折返部52が形成された導電層51の外周に磁性体層53を重ねて一体化して構成された可撓性を有するテープ状の積層膜状部材54からなる。この積層膜状部材54を被覆電線11u,11v,11wの束に螺旋状に巻き付けることにより、筒状のシールド部材50が構成されている。
<実施例4>
次に、本発明を具体化した実施例4を図8〜図9を参照して説明する。本実施例4のシールド導電路Dは、シールド部材60を上記実施例1〜3とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施例1〜3と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
本実施例4でも、実施例3と同様、1つのシールド部材60でU相被覆電線11u(U相線12u)、V相被覆電線11v(V相線12v)、W相被覆電線11w(W相線12w)を一括して包囲している。尚、図8では、便宜上、U相被覆電線11uとV相被覆電線11vとW相被覆電線11wが離間しているように描かれているが、これら3本の被覆電線11u,11v,11wは、横並び又は俵積み状に並列配索されている。シールド部材は、実施例2と同様、方形のシート状をなし、折返部62が形成された導電層61の外周に磁性体層63を重ねて一体化した積層膜状部材64からなる。
積層膜状部材64の長辺は、U相被覆電線11u、V相被覆電線11v、W相被覆電線11wのうちシールド部材60で包囲すべき領域の長さと同じ寸法に設定されている。また、積層膜状部材64の短辺は、束ねた状態の3本の被覆電線11u,11v,11wに対し外接して一周し得る長さに設定されている。そして、この積層膜状部材64、3本の被覆電線11u,11v,11wの外周に一括して巻き付けられることで筒状のシールド部材60を構成している。積層膜状部材64を被覆電線11u,11v,11wに巻き付けた状態では、導電層61の内面の一部を、3本の絶縁被覆13u,13v,13wの外周面の一部に密着させてもよく、密着させなくてもよい。
<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1〜4では、導電層の両側縁から一対の折返部を延出させたが、折返部は、導電層の両側縁部のうちいずれか一方の側縁部だけから延出させてもよい。
(2)上記実施例1〜4では、導電層の両側縁部から折り返し状の折返部を形成したが、このような折返部を形成しない形態としてもよい。
(3)上記実施例1〜4では、導電層を内周側に配し、磁性体層を導電層の外面側に重ねたが、これとは逆に、磁性体層を内周側に配し、導電層を磁性体層の外周側に重ねてもよい。この場合も、シールド部材をテープ状とした上で、導電層に内向きの折返部を形成すれば、導電層の隣り合う周回領域同士を確実に接触させることができる。
(4)上記実施例1〜4では、モータにおいて、三相交流回路を構成する3本の導電路本体がスター結線されているが、本発明は、三相交流回路を構成する3本の導電路本体がデルタ結線されている場合にも適用できる。
(5)上記実施例1〜4では、3本の導電路本体が三相交流回路を構成するものであったが、本発明は、導電路本体が三相交流回路を構成しないものである場合にも適用できる。
(6)上記実施例1〜4では、導電路本体を3本としたが、本発明は、導電路本体の本数が1本、2本、又は4本以上である場合にも適用できる。
(7)上記実施例1〜4では、導電路本体が可撓性を有する円形断面の撚り線であるが、導電路本体は、変形し難い単芯線や、容易に変形しないバスバーや、複数本の電線を並行配置したフラットケーブル等であってもよい。
(8)上記実施例1〜4では、シールド導電路が、モータとインバータ装置との間に配索されるものであったが、本発明は、モータやインバータ装置以外の機器に接続される場合にも適用できる。
(9)上記実施例1〜4では、導電層用接続線をモータケースとインバータケースに接続したが、導電層用接続線は、モータケースやインバータケースではなく、車両ボディ等の他の筐体アースに接続してもよい。
(10)上記実施例1〜4では、シールド部材が、可撓性を有する積層膜状部材を被覆電線(絶縁層)の外周に周方向に巻き付けるようになっているが、シールド部材を筒状に成形しておき、その筒状のシールド部材に被覆電線を挿通するようにしてもよい。この場合、シールド部材は、変形可能な筒状部材であってもよく、変形し難いパイプ状部材であってもよい。
(11)上記実施例1〜4では、導電層が被覆電線(絶縁層)に対し全周に亘って包囲するように対応しているが、導電層は、被覆電線に対し周方向における一部の領域のみと対応する形態であってもよい。
(12)上記実施例1〜4では、導電層をテープ状又はシート状の金属箔としたが、これに限らず、導電層は、編組線、シート状芯材又はテープ状芯材の表面にメッキ処理したもの、シート状又はテープ状の導電性樹脂、シート状又はテープ状の導電性ゴム等からなっていてもよい。
(13)上記実施例1〜4では、磁性体層が、被覆電線(導電路本体と絶縁層)を全周に亘って包囲する形態であるが、磁性体層は、被覆電線に対し周方向における一部のみと対向するような形態であってもよい。
(14)上記実施例1,3では、導電路本体(被覆電線)とシールド部材が、ほぼ直線状に配索されているが、本発明は、導電路本体(被覆電線)とシールド部材の配索経路が湾曲した領域又は屈曲した領域を含んでいる場合にも適用できる。この場合、テープ状の積層膜状部材を螺旋巻きする際に、曲げの内側領域で積層膜状部材の重なる面積が大きくなるようにすれば、曲げの外側領域において積層膜状部材同士の間で軸線方向の隙間が空くことを回避できる。
(15)上記実施例1〜4では、磁性体層を、例えばゴム又は樹脂製の可撓性を有する母材に磁性体粉を混入したものとしたが、磁性体層は、母材に磁性体塗料を塗布したもの等であってもよい。
(16)上記実施例1〜4では、導電層を筐体アースに接続する手段として導電層用接続線を用いたが、これに限らず、導電層を筐体アースに接続する手段としてコネクタを用いてもよく、導電層用接続線を用いずに導電層を筐体アースに直接接続してもよい。
A、B、C、D…シールド導電路
12u…U相線(導電路本体)
12v…V相線(導電路本体)
12w…W相線(導電路本体)
13u…U相用絶縁被覆(絶縁層)
13v…V相用絶縁被覆(絶縁層)
13w…W相用絶縁被覆(絶縁層)
15u、40u…U相用シールド部材(シールド部材)
15v、40v…V相用シールド部材(シールド部材)
15w、40w…W相用シールド部材(シールド部材)
16u、44u…U相用積層膜状部材(積層膜状部材)
16v、44v…V相用積層膜状部材(積層膜状部材)
16w、44w…W相用積層膜状部材(積層膜状部材)
17、41、51、61…導電層
17L…導電層における折返部とは反対側の側縁部
17R…導電層の一方の側縁部
18L,18R、42、52、62…折返部
20、43、53、63…磁性体層
21R…磁性体層の側縁部
50、60…シールド部材
54、64…積層膜状部材

Claims (4)

  1. 導電路本体と、
    前記導電路本体を包囲する絶縁層と、
    前記絶縁層の外周面と対向するように設けられ、導電層と磁性体層とを積層した形態のシールド部材とを備えていることを特徴とするシールド導電路。
  2. 前記シールド部材が、可撓性を有する積層膜状部材を、前記絶縁層の外周に周方向に巻き付けることで筒状に成形されていることを特徴とする請求項1記載のシールド導電路。
  3. 前記積層膜状部材が、テープ状をなしていて、前記絶縁層の外周に螺旋状に巻き付けられていることを特徴とする請求項2記載のシールド導電路。
  4. 前記導電層には、その一方の側縁部から延出して前記磁性体層の側縁部の外面を覆う折返部が形成されており、
    前記折返部の外面に対し、前記導電層における前記折返部とは反対側の側縁部の内面が重なった状態で接触していることを特徴とする請求項3記載のシールド導電路。
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