JP2020173898A - 撚回型電導線 - Google Patents

Abstract

【課題】偏心コイル巻き導線１２における単位コイル線部７およびオフセットコイル線部８から構成した撚回型電導線１Ａを提供する。【解決手段】単位コイル線部７の第１中心部７ａとオフセットコイル線部８の第２中心部８とは、互いに反対方向に変位した状態に配置している。このため、単位コイル線部７とオフセットコイル線部８とが同芯で密接状態に配置されたものと異なり、偏心コイル巻き導線１２の良好な放熱性を確保するとともに、電磁気誘導作用の影響を低減して電力損失を抑制し、併せて偏心コイル巻き導線１２の優れた可撓性および屈曲性を実現する。【選択図】図３

Description

本発明は電気系統に配索される電線の改良に係り、とりわけ、高電気容量を必要とする撚回型電導線に関する。

自動車業界では、電装品への電力供給のため、種々の電線が接続用のワイヤーハーネスとして使用されている。この種の適用例としては、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキング・システム）、ＥＰＢ（エレクトリック・パーキングブレーキ）、ＡＶＳ（アダプティブ・バリアブル・サスペンションシステム）やＷＳＳ（ホイール・スキッドシステム）等に対するセンサーへの接続がある。

将来的な適用としては、ＥＭＢ（エレクトリック・モータブレーキ）に対するセンサーへの接続がある。また、他の適用例としては、コンピュータを内蔵した電子制御ユニット（ＥＣＵ）と各種の車載センサーとの接続に用いられている。

自動車うちでもＥＶ車やＰＨＥＶ車などの蓄電池を電源とする車両では、回転速度の変速調整を図るため、インホイールモータなどの駆動モータに高電気容量で給電する必要がある（特許文献１参照）。このため、駆動モータへの電力線を多芯積層電線とし、真円形状に近くて崩れ難く、かつ変形し難い稠密充填として構成する必要がある（特許文献２〜５参照）。

ちなみに、特許文献２の撚線導体では、複数層から成る外層を有し、外層の各層は複数本の素線を同一周円上に配設されている。外層において、各層を構成する素線の数は全て同一で、各層の素線の直径も同一寸法に設定している。この構造により、素線の接触面での滑り現象が起き難く、撚り戻りが生じ難く、撚り目の開きも起き難くしている。

電気機器や電気設備系統への適用時、電力線を集合線として利用した場合、表皮ないし近接効果に起因する渦電流の発生を抑制して、電力伝送効率が低下しないようにする必要がある（特許文献６参照）。

特開２０１５−１３１６２９号公報 特開２００９−１５８３３１号公報 特開２０１７−１８３０８６号公報 特開２００８−２１６０３号公報 特開２００１−３５２６０号公報 特開２０１３−２０７９０７号公報

しかしながら、近時の自動車業界では車両の軽量化に重点をおく傾向が主流となっている。この観点から電線に対する軽量化も要請されており、特許文献１〜６のように配索電線を用いたものでは、高屈曲性能の確保を目指すものの、高電気容量化を確保した軽量化という観点からは不十分である。
また、特許文献６に記載された密巻きコイル導線では、コイル導線に生じるジュール熱によりコイル導線内に熱が籠もり易く、長期使用に伴ってコイル導線が過剰な昇温状態となる虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、軽量化を図りつつ高電気容量化の給電を可能とした上で、可撓性および屈曲性をともに向上させ、併せて過剰な昇温状態となることのない撚回型電導線を提供することにある。

本発明に係る撚回型電導線では、単一ピッチの単位コイル線部は、第１中心部を有し、第１中心部から所定方向回りの外方に螺旋状を成すようにループ状に曲成し、その終端部をループ端部とする。配列コイル線部は、単位コイル線部の多数を一定で限られた微小な間隔で、一定の直線に沿った長手方向に並べて配置（並列配置）することにより構成されている。

長手方向に伸縮自在な偏心コイル巻き導線は、隣り合う単位コイル線部のうち一方のループ端部と他方の第１中心部とを一体的に連結する単一のオフセットコイル線部を有する。このオフセットコイル線部は、第１中心部とは反対方向でオフセットコイル線部の径方向に沿って変位した状態に配置され、かつ単位コイル線部の螺旋巻き方向と同一方向に巻回された螺旋状を成して第２中心部を有している。

偏心コイル巻き導線は、撚線を複数層に積層された複数の多芯積層部を有し、複数の多芯積層部うち中心部の多芯積層部の外周縁に外接触状態に設けた外側の多芯積層部を複数本撚回して配置して成る。多芯積層部の各層は同芯的に配置されており、各層の撚線の線径寸法が多芯積層部の内層から外層にゆくに従って漸増するように設定されている。

上記構成では、単位コイル線部の第１中心部とオフセットコイル線部の第２中心部とは、互いに反対方向に変位した状態に配置されている。
これにより、単位コイル線部とオフセットコイル線部とのうち、電流の流れが互いに逆方向となる線部分（線領域）が少なくなる上に、これら線部分が長手方向に対して上下に大きく離間する。このため、上述の線部分に逆方向に生じる電磁誘導作用の影響を少なくして電力損失の低下を抑制することができる。

単位コイル線部とオフセットコイル線部とを互いに反対方向に変位して配置したことにとに伴い、単位コイル線部の頂部とオフセットコイル線部の頂部とが互いに逆方向に突出して外部に晒される状態となる。
この結果、偏心コイル巻き導線に発生するジュール熱は、上述の頂部を介して外部に効果的に放出される。すなわち、これら頂部が放熱フィンとしても働き、長期使用に伴なっても、偏心コイル巻き導線内に熱が籠もらず、偏心コイル巻き導線が過剰な昇温状態になることがない。

また、偏心コイル巻き導線は、撚線が複数層に積層された多芯積層部から成り、多芯積層部の各層は撚線を構成し、各層の撚線の線径寸法は内層から外層にゆくに従って漸増するように設定している。これにより、軽量化を図りながらも稠密充填が実現し、多芯積層部の高電気容量化を確保することができる。

また、中央部の多芯積層部の外周縁に外接触状態に設けた外側の多芯積層部を複数本撚回して配置している。撚回配置した外側の多芯積層部により、外側の多芯積層部が線長方向に滑り易くなるため、偏心コイル巻き導線が曲げ変形力等に対してしなやかとなり、可撓性および屈曲性等の物理特性が向上する。

電気系統に用いられる撚回型電導線をインホイールモータに適用した構造を示す縦断面図である（実施例１）。 （ａ）は偏心コイル巻き導線を示す斜視図（実施例１）、（ｂ）は図２（ａ）の矢印Ｅｙから見た矢視図（実施例１）、（ｃ）は図２（ａ）の矢印Ｅｘから見た矢視図（実施例１）、（ｄ）は偏心コイル巻き導線を示す正面図である（実施例１の変形例）。 （ａ）は偏心コイル巻き導線の多芯積層線を示す分解横断面図、（ｂ）は偏心コイル巻き導線の多芯積層線を示すもので、図２（ａ）のＸｋ−Ｘｋ線に沿う拡大横断面図である（実施例１）。 偏心コイル巻き導線の多芯積層部を一部破断して示す斜視図である（実施例２）。 （ａ）は多芯積層線を示す横断面図、（ｂ）は偏心コイル巻き導線の多芯積層部を示す横断面図である（実施例３）。 （ａ）は多芯積層線を示す横断面図、（ｂ）は偏心コイル巻き導線の多芯積層部を示す横断面図である（実施例４）。 偏心コイル巻き導線の外被層に電磁波シールド層を設けた状態を示す斜視図である（実施例５）。 偏心コイル巻き導線と外被層との間に電磁波シールド層を設けた状態を示す斜視図である（実施例６）。 偏心コイル巻き導線と外被層との間および外被層に電磁波シールド層を設けた状態を示す斜視図である（実施例７）。

本発明では、単位コイル線部の第１中心部とオフセットコイル線部の第２中心部とは、互いに反対方向に変位した状態に配置し、電力損失の低下を抑制するとともに、ジュール熱を効果的に放出する。また、中心部の多芯積層部の外周縁に外接触状態に設けた外側の多芯積層部を複数本撚回して配置している。撚回配置した外側の多芯積層部により、外側の多芯積層部が線長方向に滑り易くなる技術的特徴を有するため、偏心コイル巻き導線が曲げ変形力等に対してしなやかとなり、可撓性および屈曲性等が向上する。

図１ないし図３に基づいて本発明の実施例１を説明する。
本発明に係る撚回型電導線では、例えば、自動車に装備されたＡＢＳ（アンチロック・ブレーキングシステム）やＥＰＢ（エレクトリック・パーキングブレーキ）などの電装品の駆動用のセンサー（図示せず）から制御コンピュータとしての電子制御ユニットへの信号伝送にも有用である。なかでも、ＥＶ車やＰＨＥＶ車などの電気自動車のインホイールモータへの電力線として好適となる。
電源としては、例えば、薄型矩形状の電池を単体の二次電池として左右方向に沿って複数個並列させて重ね合せた電池集合体（セル一列積層体）を後述する蓄電池８として用いている。

撚回型電導線１Ａは、例えば図１に示すように、電気自動車におけるタイヤ１のホイール２の直流（ＤＣ）あるいは交流（ＡＣ）のインホイールモータ３に適用されている。ホイール２の内方には、サスペンション機構３Ａが配置され、ダンパーから成るショックアブゾーバ４を囲繞するように圧縮コイルスプリング５が配置されている。
インホイールモータ３の入力端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４には、給電線Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗ、Ｌｓがそれぞれ電力線６として接続されている。電力線６は、インバータ７の出力端子ｕ１、ｕ２、ｕ３、ｕ４を順に入力端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に接続している。

バッテリーとしての蓄電池２８は、システム・メインリレー９（ＳＭＲ）および電力コントロールユニット１０（ＰＣＵ）を介してインバータ２７に接続されている。電子制御ユニット１１は、システム・メインリレー９および電力コントロールユニット１０にそれぞれ接続されている。

給電線Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗ、Ｌｓとしての電力線６は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、巻き線形状の偏心コイル巻き導線１２を一定の直線に沿った長手方向Ｌに沿って伸縮自在に構成するものである。
偏心コイル巻き導線１２において、単一ピッチの単位コイル線部７は、第１中心部７ａを有し、第１中心部７ａから単位コイル線部７の径方向に延びてから所定方向回りの螺旋巻き方向Ｊ（例えば反時計方向回り）に螺旋状を成すようにループ状に曲成巻回され、その終端部をループ端部７ｓとしている。

また、単位コイル線部７の多数を互いに近接させた、一定で限られた接近間隔Ｍ（例えば、１ｍｍ〜３ｍｍ程度）で、長手方向Ｌ（例えば、図示左右方向）に沿って並べて配置されている。この配列（並列配置）により、配列コイル線部７Ａが構成されている。配列された単位コイル線部７の隣接する第１中心部７ａどおしは、長手方向Ｌに沿って同軸となるように設定されている。
なお、微小間隔Ｍとしては、後述するオフセットコイル線部８が有する線径寸法Ｒｚの大きさの１倍〜１．５倍の範囲内の間隙であってもよい（図２（ａ）、（ｂ）では、接近間隔Ｍと線径寸法Ｒｚとの寸法関係を便宜上の観点から誇張して示している）。

単一のオフセットコイル線部８は、単位コイル線部７の螺旋巻き方向Ｊと同方向の螺旋状に巻回された単一ピッチのループ状に曲成されている。このオフセットコイル線部８は、互いに近接する始端部８ｇおよび終端部８ｈを有しており、隣り合う単位コイル線部７、７の間に近接状態に配置されている。

オフセットコイル線部８は、短尺の接続左線８ｅを介して始端部８ｇを図示左側の単位コイル線部７のループ端部７ｓに一体的に連結している。終端部８ｈは、短尺の接続右線８ｆを介して図示右側の単位コイル線部７の第１中心部７ａに一体的に連結されている。これにより、オフセットコイル線部８は、これに隣り合う単位コイル線部７の第１中心部７ａ、７ａどおしの間に近接配置される。

オフセットコイル線部８は、オフセットコイル線部８の径方向Ｒに沿って第１中心部７ａとは、互いに反対方向（図示下方）にオフセット状態に変位された第２中心部８ａを有する。単位コイル線部７に隣接配置されたオフセットコイル線部８の第２中心部８ａどうしは、長手方向Ｌに沿って同軸に設定されている。

この場合、例えば、単位コイル線部７とオフセットコイル線部８とは、実質的に同径寸法であり、第２中心部８ａは、第１中心部７ａから単位コイル線部７ないしオフセットコイル線部８の半径寸法分Ｒｘだけ図示下方にオフセット状態となるように変位させている。このため、オフセットコイル線部の径方向Ｒは、単位コイル線部７の径方向の向きに沿うように設定されている。

なお、半径寸法分Ｒｘの変位量は一例であり、当該半径寸法分Ｒｘの大きさに限らず、仕様状態や設置状態などに応じて種々変更でき、半径寸法分Ｒｘ以下でも以上に設定してもよい。
また、実施例１の変形例として、接続左線８ｅおよび接続右線８ｆをともに省略し、始端部８ｇをループ端部７ｓに直結し、終端部８ｈを第１中心部７ａに直結してもよい（図２（ｄ）参照）。
この場合には、単位コイル線部７とオフセットコイル線部８とが半分同士で左右交互に隣接して密着可能な状態に配置される。すなわち、隣り合う単位コイル線部７、７のうち一方のループ端部７ｓと他方の第１中心部７ａとが連結される。本発明では、接続左線８ｅおよび接続右線８ｆの双方が併存する構成、並びに接続左線８ｅおよび接続右線８ｆが双方とも省略された構成の両方を含む。

さて、偏心コイル巻き導線１２は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、撚線１６、１７、１８を複数層に積層された複数の多芯積層部１５を撚回して構成されている。
すなわち、偏心コイル巻き導線１２においては、複数の多芯積層部１５うち中心部に多芯積層部１５が存するように配置し、中心部の多芯積層部１５の外周縁に外接触状態に設けた外側の多芯積層部１５を複数本撚回して配置している（実施例１では、６本撚回配置）。外側の多芯積層部１５どおしは、周方向Ｃｓに沿って相互に外接する状態に隣接配置されている。

斯かる構成を詳述すれば、多芯積層部１５の外周表面は、薄肉の被覆層１３で被覆されているため、中心部の多芯積層部１５および外側の多芯積層部１５の相互間は、被覆層１３を介して外接状態に配置されている。多芯積層部については、便宜上、中心部と外側とを区別せず同一の符号１５を用いて説明する。

被覆層１３の樹脂材料は、弾性に富むポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレンおよびポリ塩化ビニールから成るビニール系ポリマー群、ならびにポリエステルおよびポリアミドから成る縮合系ポリマー群のうち選択された一つとしている。
また、外側の多芯積層部１５の各々全てには、可撓性に富む樹脂製の外被層１３Ｆｘが外側の多芯積層部１５の各外周表面の外縁側部を束ねて被覆している。すなわち、外被層１３Ｆｘが偏心コイル巻き導線１２の外周表面に密着状態に被覆されている。

多芯積層部１５の各層である外層１５ａ、中層１５ｂ、外層１５ｃは同芯的に配置されている。各層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの撚線の線径寸法は、多芯積層部１５の内層から外層にゆくに従って漸増するように設定されている。この漸増割合は、任意に設定できる他、例えば、等差級数あるいは等比級数的な関係で漸増するように設定してもよい。

なお、上記実施例１では、中心部の多芯積層部１５と外側の多芯積層部１５とは、同一の線径寸法のものを用いた。しかしながら、外側の多芯積層部１５の線径寸法は、中心部の多芯積層部１５の線径寸法よりも小さく設定し、外側に複数の多芯積層部１５を外接状態に配置してもよい。

多芯積層部１５の一例として、外層１５ａは、径寸法（φ）が０．０８ｍｍの細線を多数束ねた内撚線１６を撚線として７本設けている。
中層１５ｂは、径寸法（φ）が０．０５ｍｍの細線を多数束ねた中撚線１７を撚線として９本設けている。内層１５ｃは、径寸法（φ）が０．０３ｍｍの細線を多数束ねた外撚線１８を撚線として１２本設けている。

この場合、外撚線１６、中撚線１７および内撚線１８の各径方向は、その全てが多芯積層部１５の径方向Ｒｓに沿って直線状態に重なるように合致している。
すなわち、各層（外層１５ａ、中層１５ｂ、内層１５ｃ）の撚線（外撚線１６、中撚線１７および内撚線１８）は、多芯積層部１５の周方向Ｃｓに沿って外接状態で、かつ径方向Ｒｓに沿って外接状態に配置されている。

なお、多芯積層部１５においては、外層１５ａ、中層１５ｂおよび内層１５ｃの同芯三層に限らず、その層数は使用状況などに応じて増減してもよい。また、外層１５ａ、中層１５ｂおよび内層１５ｃの各層の外撚線１６、中撚線１７および内撚線１８の各本数も所望に応じて増減してもよい。

外撚線１６は互いに同一径寸法で同一円上に配置され、中撚線１７も互いに同一径寸法で同一円上に配置され、外撚線１８も互いに同一径寸法で同一円上に配置され、外層１５ａ、中層１５ｂおよび内層１５ｃの各層が同芯配置となっている。
多芯積層部１５の中心部は、多芯積層部１５の軸方向Ａｘに沿って延出する中空の空間部Ｓｐを形成し、多芯積層部１５の高屈曲性能の確保を可能としている。

多芯積層部１５の断面積は、１５〜２５平方ｍｍ（好ましくは２０平方ｍｍ）の範囲内であり、多芯積層部１５の圧縮率は６０〜８０％（好ましくは７０％）の範囲内に設定している。これは多芯積層部１５の高電気容量化を確保するためである。
多芯積層部１５を上記と同一面積に設定して、０．０５ｍｍ〜０．０８ｍｍの径寸法を有する細線により構成すると、これらの細線が５万本程度必要となると目算され、実現化を阻む要因となっている。

〔実施例１の効果〕
実施例１では、単位コイル線部７の第１中心部７ａとオフセットコイル線部８の第２中心部８とは、長手方向Ｌに対して互いに反対方向（図示上下）に変位させて配置している。
これにより、偏心コイル巻き導線１２に電流Ｉを流した場合、図２（ａ）に示すように、単位コイル線部７の１／４コイル部７ｄとオフセットコイル線部８の１／４コイル部８ｄとは、電流Ｉの向きが逆向きになる。 このため、１／４コイル部７ｄの線長回りに生じる磁界Ｈｍと１／４コイル部８ｄの線長回りに生じる磁界Ｈｎとは磁束方向が互いに逆向きとなる。

この場合、単位コイル線部７とオフセットコイル線部８とのうち、電流Ｉの流れが互いに逆方向となる線部分（１／４コイル部７ｄ、８ｄ）の領域が少ない。これに加えて、当該線部分７ｄ、８ｄが隣接している場合と異なり、長手方向Ｌから上下に分かれるように大きく離間する。すなわち、磁束方向が互いに逆向きとなる磁界Ｈｍ、Ｈｎの相互に作用する影響力が低減する。
このため、これらの線部７、８が同芯で密接状態に同軸配置されたものと異なり、上述の線部分７ｄ、８ｄに逆方向に生じる磁界Ｈｍ、Ｈｎの電磁誘導作用の影響を少なくして電力損失の低下を抑制することができる。

また、単位コイル線部７とオフセットコイル線部８とを互いに反対方向に変位した配置に伴い、単位コイル線部７の頂部７ｘとオフセットコイル線部８の頂部８ｘとが互いに逆方向（図示上下）に突出して外部に晒される状態となる（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。

この結果、偏心コイル巻き導線１２に発生するジュール熱は、上述の頂部７ｘ、８ｘを介して外部に効果的に放出される。
すなわち、これら頂部７ｘ、８ｘが放熱フィンとしても働き、長期使用に伴なっても、偏心コイル巻き導線１２内に熱が籠もらず、偏心コイル巻き導線１２が過剰な昇温状態になることがない。
とりわけ、単位コイル線部７とオフセットコイル線部８とが相互に近接ないし接し合って密巻き状態になっている場合に、籠もった熱を逃がす頂部７ｘ、８ｘの働きが有用となる。

とりわけ、インホイールモータ３の回転速度を電流で制御すべく、当該モータ３に、とりわけ直流の高電流や高電圧が偏心コイル巻き導線１２に適用されることがある。
この場合、ジュール熱は電流や電圧の二乗に比例するため、偏心コイル巻き導線１２に発生するジュール熱は、電流や電圧が大きくなるにつれて急増する関係にある。このため、効果的な放熱作用により偏心コイル巻き導線１２を過剰昇温から保護することが極めて重要になる。

また、偏心コイル巻き導線１２は、撚線（外撚線１６、中撚線１７、内撚線１８）が複数層に積層された多芯積層部１５から成り、多芯積層部１５の各層１５ａ、１５ｂ、１５ｃは撚線を構成し、各層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの撚線の線径寸法は内層から外層にゆくに従って漸増するように設定している。このため、撚線の細径化による軽量化を図りながらも各層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの稠密充填が実現し、多芯積層部１５の高電気容量化を確保することができる。

また、中心部の多芯積層部１５の外周縁に外接触状態に設けた外側の多芯積層部１５を複数本撚回して配置している。撚回配置した外側の多芯積層部１５により、外側の多芯積層部１５が線長方向に滑り易くなるため、偏心コイル巻き導線１２が曲げ変形力等に対してしなやかとなり、可撓性および屈曲性等の物理特性が向上する。

図４は本発明の実施例２を示す。この実施例２が実施例１と異なるところは、多芯積層部１５の空間部Ｓｐに、絶縁チューブとしてのゴムチューブ２０に封入された通信線２１を軸方向Ａｘに沿って配置したことである。これにより、通信機能が追加されて多芯積層部１５の多用途ないしは多機能化を実現することができる。

図５は本発明の実施例３を示す。この実施例３が実施例１と異なるところは、偏心コイル巻き導線１２において、外層１５ａの外撚線１６の本数を中層１５ｂにおける中撚線１７の本数および内層１５ｃにおける内撚線１８の本数と同数にしたことである（図５（ａ）、（ｂ）参照）。
中層１５ｂの中撚線１７は、外層１５ａの外撚線１６および内層１５ｃの内撚線１８と周方向Ｃｓに沿って相互に外接する状態に配置されている。

すなわち、各層（外層１５ａ、中層１５ｂ、内層１５ｃ）の撚線（外撚線１６、中撚線１７、内撚線１８）は周方向Ｃｓに沿って外接状態に配置され、各層の撚線の配置本数は本数に差のない同一数である。
このため、中撚線１７、外撚線１６および内撚線１８の各径方向の全てが、多芯積層部１５の径方向Ｒｓに沿って必ずしも一致するわけではない。

実施例３では、多芯積層部１５に対する外層１５ａ、中層１５ｂおよび内層１５ｃの充填率が格段に向上して優れた高電気容量化を実現することができる。この際、多芯積層部１５の空間部Ｓｐには、実施例２と同様にゴムチューブ２０に封入された通信線２１を配しているが、通信線２１は省略し、空間部Ｓｐはスペースとして明けたままでもよい。

図６は本発明の実施例４を示す。この実施例４が実施例１と異なるところは、偏心コイル巻き導線１２において、外撚線１６、中撚線１７および内撚線１８の相互間に生じた空洞部に伝導線を配置したことである（図６（ａ）、（ｂ）参照）。
すなわち、内撚線１８と中撚線１７との相互間には、第１伝導線Ｋ１を外接状態に配置し、中撚線１７と外撚線１６との相互間には、第２伝導線Ｋ２を外接状態に配置し、被覆層１３と外撚線１６との相互間には、第３伝導線Ｋ３を外接状態に配置している。

この場合、多芯積層部１５の中空部Ｓｐには、実施例２と同様に、ゴムチューブ２０内に封入した通信線２１を配置している。
実施例４では、外撚線１６、中撚線１７および内撚線１８に加えて第１伝導線〜第３伝導線（Ｋ１〜Ｋ３）を高密度に稠密充填することが可能となる。

図７は本発明の実施例５を示す。この実施例５が実施例１と異なるところは、電磁波シールド５０が外被層１３Ｆｘの外周表面（外表面）を覆うように被覆する状態に設けられていることである。
電磁波シールド層５０は、例えば直径が０．２５〜１．５０ｍｍ程度である複数の金属細線５０ａ、５０ｂから可撓性の編組として筒状に構成され、あるいは金属細線５０ａ、５０ｂを網状（メッシュ状）に編み合わすことで筒状に構成されている。

この電磁波シールド層５０は、特に細径で長尺となる場合、管状となってもよく、要は外被層１３Ｆｘに被せることができる中空構造であればよい。
また、電磁波シールド層５０は単一層に限らず、二層または三層など複数層に重ね合わされた重層構造であってもよい。
実施例５の電磁波シールド層５０は、上述の実施例２〜４のそれぞれにおいても適用可能である。

電磁波シールド層５０を構成する金属細線５０ａ、５０ｂには、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などを導電性材料として用いることができる。
外被層１３Ｆｘに対する電磁波シールド層５０の装着にあたっては、被覆コイル層１３を螺旋コイル状に曲成する加工前の直線状態で装着してもよい。

実施例５では、偏心コイル巻き導線１２を高周波を伝送する通信線として用いることがある。この場合、電磁波シールド層５０により、多芯積層部１５内への電磁波ノイズ（例えばＲＦＩ、ＥＭＩなど）を遮蔽し、撚線（外撚線１６、中撚線１７、内撚線１８）などに対する電気信号の妨害を阻止することができる。

また、偏心コイル巻き導線１２を通信線として用いた場合、偏心コイル巻き導線１２に渦電流に起因して生ずるジュール熱も頂部７ｘ、８ｘから有効に放散することができて有用である。

なお、電磁波シールド層５０は、外被層１３Ｆｘの外周表面以外にも設けられる。例えば、電磁波シールド層５０は、外側の多芯積層部１５の各外周表面の外縁側部（偏心コイル巻き導線１２の外周表面）を覆うように装着して設け、電磁波シールド層５０が外被層１３Ｆｘと外側の多芯積層部１５との間に存するように配置してもよい（後述する実施例６、７参照）。

偏心コイル巻き導線１２の全長寸法が大きくなる場合、電磁波シールド層５０を長手方向に複数区間にわたって分割して複数の分割シールド層部を形成し、これら複数の分割シールド層部をそれぞれ個別に偏心コイル巻き導線１２の外被層１３Ｆｘに被せて装着してもよい。
図７では、巻き線形状の偏心コイル巻き導線１２を曲成巻回加工前の直線状態で示している。後述する実施例６、７の図８および図９においても同様である。

図８は本発明の実施例６を示す。実施例６が実施例５と異なるところは、外被層１３Ｆｘの外周表面に絶縁性の保護層５１を筒状の被覆層として装着するとともに、電磁波シールド層５０を偏心コイル巻き導線１２と外被層１３Ｆｘとの間に密着状態に配置したことである。
すなわち、電磁波シールド層５０は、外側の多芯積層部１５における各多芯積層部１５の被覆層１３の外側周縁部を被覆するように設けられている。

保護層５１は、例えば、円錐筒状の成型ダイスを用いてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリプロピレン系樹脂等の可撓性の絶縁性合成樹脂から薄肉に形成した構造体であってもよい。
電磁波シールド層５０に対する保護層５１の装着操作時、偏心コイル巻き導線１２をコイル状に曲成する前の直線状態で合成樹脂の押し出成形などにより装着してもよい。

なお、保護層５１は、長尺帯状のテープ包装材として構成し、外被層１３Ｆｘの外周表面に螺旋状に巻き付けて螺旋筒体として装着してもよい。

また、保護層５１は、絶縁性合成樹脂の材料に代わって、ポリアニリン系樹脂などの導電性ポリマーから成る構造体として設けてもよい。これにより、保護層５１が電磁波シールド層５０と協働して遮蔽機能を相乗的に向上させ得る。外被層１３Ｆｘの材料も保護層５１と同様に導電性ポリマーに変更して構成してもよい。
実施例６の電磁波シールド層５０および保護層５１は、上述の実施例２〜４のそれぞれにおいても適用可能である。

図９は本発明の実施例７を示す。この実施例７が実施例６と異なるところは、外被層１３Ｆｘと保護層５１との間に、電磁波シールド層５０とは別の電磁波シールド層５３を密着状態に配置したことである。
すなわち、金属線５３ａ、５３ｂをメッシュ状に編み合せて成る別の電磁波シールド層５３を設けて、この電磁波シールド層５３が外被層１３Ｆｘの外周表面に密着して被覆された状態に設けられている。
この場合、構造的に述べれば、保護層５１は、電磁波シールド層５３の外周表面に被覆された状態に設けられていると言える。

実施例７では、電磁波シールド層５０、５３を複数個所に設けているので、シールド作用が強化され、多芯積層部１５内への電磁波ノイズ（例えばＲＦＩ、ＥＭＩなど）を遮蔽する効果を増倍することができる。
実施例７の電磁波シールド層５０、５３および保護層５１は、上述の実施例２〜４のそれぞれにおいても適用可能である。

〔変形例〕
（ａ）なお、単位コイル線部７およびオフセットコイル線部８、すなわち偏心コイル巻き導線１２に多芯積層部１５を適用しない場合も考えられる。

（ｂ）このように、多芯積層部１５を適用しない場合、偏心コイル巻き導線１２の素線としては、銅あるは銅合金などの同一径で平等断面の金属線であり、この金属線の表面に錫、ニッケル、銀、アルミニウムあるいは各種の合金をメッキしたものを用いることができる。これらの金属線に代わって、例えば、ポリアセチレンやポリチオフェン等の導電性の合成樹脂線を用いてもよい。

（ｃ）撚回型電導線としては、インホイールモータ３に限らず、コンピュータを内蔵した電子制御ユニット（ＥＣＵ）と各種の車載センサーとの接続は勿論、ドライブモニター、車載ナビィゲーション装置、データ処理部、セキュリティ機器などの電子回路への接続、あるいは車体周りの構成部品やワイヤハーネスで接続可能な電装部品一般に適用してもよい。

（ｄ）被覆層１３の樹脂材料としては、ポリウレタン樹脂や塩素化ポリオレフィンに代わって、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン・メチレンゴム）でもよく、あるいはポリアミド（ＰＡ）、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアセタール、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）あるいはシンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）などのエンジニアリングプラスチック材料を用いてもよい。また、絶縁塗料層としても、上記プラスチック材料から所望のものを選択してもよい。

本発明に係る撚回型電導線では、偏心コイル巻き導線におけるオフセットコイル線部と単位コイル線部から成る偏心コイル巻き導線に優れた放熱性、可撓性および屈曲性を付与している。これらの有用性に着目した関連事業からの需要が喚起され、関連部品の流通を介して機械産業に貢献することができる。

１Ａ 撚回型電導線
３ インホイールモータ
６ 電力線
７ 単位コイル線部
７ａ 第１中心部
７ｘ 単位コイル線部の頂部
８ オフセットコイル線部
８ａ 第２中心部
８ｘ オフセットコイル線部の頂部
７Ａ 配列コイル線部
１２ 偏心コイル巻き導線
１３ 被覆層
１３Ｆｘ 外被層
１５ 多芯積層部
１５ａ 外層
１５ｂ 中層
１５ｃ 内層
１６ 外撚線
１７ 中撚線
１８ 内撚線
５０ 電磁波シールド層
５１ 保護層
Ａｘ 多芯積層部の軸方向
Ｊ 螺旋巻き方向
Ｌ 長手方向
Ｍ 接近間隔
Ｒ オフセットコイル線部の径方向
Ｒｓ 多芯積層部の径方向
Ｒｘ 半径寸法分
Ｒｚ オフセットコイル線部の線径寸法
Ｓｐ 空間部

長手方向に伸縮自在な偏心コイル巻き導線は、隣り合う単位コイル線部のうち一方のループ端部と他方の第１中心部とを一体的に連結する単一のオフセットコイル線部を有する。このオフセットコイル線部は、長手方向に垂直な方向に沿って変位した状態に配置され、かつ単位コイル線部の螺旋巻き方向と同一方向に巻回された螺旋状を成して第２中心部を有している。

上記構成では、単位コイル線部の第１中心部とオフセットコイル線部の第２中心部とは、長手方向に垂直な方向に変位した状態に配置されている。
これにより、単位コイル線部とオフセットコイル線部とのうち、電流の流れが互いに逆方向となる線部分（線領域）が少なくなる上に、これら線部分が長手方向に対して上下に大きく離間する。このため、上述の線部分に逆方向に生じる電磁誘導作用の影響を少なくして電力損失の低下を抑制することができる。

単位コイル線部とオフセットコイル線部とを長手方向に垂直な方向に変位して配置したことに伴い、単位コイル線部の頂部とオフセットコイル線部の頂部とが互いに逆方向に突出して外部に晒される状態となる。
この結果、偏心コイル巻き導線に発生するジュール熱は、上述の頂部を介して外部に効果的に放出される。すなわち、これら頂部が放熱フィンとしても働き、長期使用に伴なっても、偏心コイル巻き導線内に熱が籠もらず、偏心コイル巻き導線が過剰な昇温状態になることがない。

本発明では、単位コイル線部の第１中心部とオフセットコイル線部の第２中心部とは、長手方向に垂直な方向に変位した状態に配置し、電力損失の低下を抑制するとともに、ジュール熱を効果的に放出する。また、中心部の多芯積層部の外周縁に外接触状態に設けた外側の多芯積層部を複数本撚回して配置している。撚回配置した外側の多芯積層部により、外側の多芯積層部が線長方向に滑り易くなる技術的特徴を有するため、偏心コイル巻き導線が曲げ変形力等に対してしなやかとなり、可撓性および屈曲性等が向上する。

オフセットコイル線部８は、オフセットコイル線部８の径方向Ｒに沿って第１中心部７ａとは、長手方向に垂直な方向（図示下方）にオフセット状態に変位された第２中心部８ａを有する。単位コイル線部７に隣接配置されたオフセットコイル線部８の第２中心部８ａどうしは、長手方向Ｌに沿って同軸に設定されている。

また、単位コイル線部７とオフセットコイル線部８とを長手方向に垂直な方向に変位させた配置に伴い、単位コイル線部７の頂部７ｘとオフセットコイル線部８の頂部８ｘとが互いに逆方向（図示上下）に突出して外部に晒される状態となる（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。

Claims (23)

1. 第１中心部（７ａ）を有し、前記第１中心部（７ａ）から所定方向回りの螺旋巻き方向（Ｊ）に螺旋状を成すようにループ状に曲成され、その終端部をループ端部（７ｓ）とする単一ピッチの単位コイル線部（７）と、
   前記単位コイル線部（７）の多数を互いに近接させた一定の接近間隔（Ｍ）で、一定の直線に沿った長手方向（Ｌ）に並べて配置することで構成された配列コイル線部（７Ａ）と、
   前記長手方向（Ｌ）に沿って隣り合う前記単位コイル線部（７、７）のうち一方の前記ループ端部（７ｓ）と他方の前記第１中心部（７ａ）とを連結し、前記第１中心部（７ａ）とは、反対方向でオフセットコイル線部の径方向（Ｒ）に沿ってオフセット状態に変位されて配置され、かつ前記単位コイル線部（７）の前記螺旋巻き方向（Ｊ）と同一方向の螺旋状を成して第２中心部（８ａ）を有する単一のオフセットコイル線部（８）とを具備して、前記長手方向（Ｌ）に伸縮自在となるように構成された偏心コイル巻き導線（１２）を備え、
   前記偏心コイル巻き導線（１２）は、撚線（１６、１７、１８）を複数層に積層された複数の多芯積層部（１５）を有し、
   前記複数の多芯積層部（１５）うち中心部に存するように配置した前記多芯積層部（１５）の外周縁に外接触状態に設けた外側の前記多芯積層部（１５）を複数本撚回して配置して構成され、
   前記多芯積層部（１５）の各層（外層１５ａ、中層１５ｂ、内層１５ｃ）は同芯的に配置されており、前記各層（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の前記撚線の線径寸法が前記多芯積層部（１５）の内層から外層にゆくに従って漸増するように設定したことを特徴とする撚回型電導線。
2. 前記オフセットコイル線部（８）は、互いに近接する始端部（８ｇ）および終端部（８ｈ）を有し、前記隣り合う前記単位コイル線部（７、７）の間に配置されており、前記始端部（８ｇ）は、接続左線（８ｅ）を介して前記ループ端部（７ｓ）に接続され、前記終端部（８ｈ）は、接続右線（８ｆ）を介して前記他方の前記第１中心部（７ａ）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の撚回型電導線。
3. 前記接近間隔（Ｍ）としては、前記オフセットコイル線部（８）が有する線径寸法（Ｒｚ）の大きさの１倍〜１．５倍の範囲内の間隙となるように設定したことを特徴とする請求項１に記載の撚回型電導線。
4. 前記単位コイル線部（７）と前記オフセットコイル線部（８）とは、同一径寸法であり、前記第２中心部８ａは、前記第１中心部（７ａ）から前記単位コイル線部（７）ないし前記オフセットコイル線部（８）の半径寸法分だけ移動させて配置していることを特徴とする請求項１に記載の撚回型電導線。
5. 前記多数の前記単位コイル線部（７）の前記第１中心部（７ａ）は、前記長手方向（Ｌ）に沿って同軸に設定され、前記オフセットコイル線部（８）の前記第２中心部（８ａ）も前記長手方向（Ｌ）に沿って同軸に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の撚回型電導線。
6. 前記各層（外層１５ａ、中層１５ｂ、内層１５ｃ）の前記撚線は、前記多芯積層部（１５）の周方向（Ｃｓ）に沿って外接状態に配置され、前記各層の前記撚線の各径方向は、前記多芯積層部（１５）の径方向（Ｒｓ）に沿って直線状態に重なるように合致していることを特徴とする請求項１に記載の撚回型電導線。
7. 前記各層（外層１５ａ、中層１５ｂ、内層１５ｃ）の前記撚線は周方向（Ｃｓ）に沿って外接状態に配置され、前記各層（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の前記撚線の配置本数は、その本数に差のない同一本数に設定したことを特徴とする請求項１に記載の撚回型電導線。
8. 前記多芯積層部（１５）の中心部は、前記多芯積層部（１５）の軸方向（Ａｘ）に沿って延出する中空の空間部（Ｓｐ）を形成し、前記空間部（Ｓｐ）には、絶縁チューブ（２０）に封入された通信線（２１）が前記軸方向（Ａｘ）に沿って配置されたことを特徴とする請求項１に記載の撚回型電導線。
9. 前記多芯積層部（１５）は、所定の圧縮率に設定されて所望の断面積を有し、前記所望の断面積は１５〜２５平方ｍｍの範囲内であり、前記所定の圧縮率は６０〜８０％の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の撚回型電導線。
10. 前記多芯積層部（１５）の外周表面は、被覆層（１３）で被覆されており、前記被覆層（１３）の樹脂材料は、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレンおよびポリ塩化ビニールから成るビニール系ポリマー群、ならびにポリエステルおよびポリアミドから成る縮合系ポリマー群のうち選択された一つであることを特徴とする請求項１に記載の撚回型電導線。
11. 外被層（１３Ｆｘ）が前記偏心コイル巻き導線（１２）の外周表面に密着状態に被覆されるとともに、単一層または複数層から成る筒状の電磁波シールド層（５０）を前記外被層（１３Ｆｘ）と前記偏心コイル巻き導線（１２）との間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の撚回型電導線。
12. 前記外被層（１３Ｆｘ）の外周表面に前記電磁波シールド層（５０）とは別の電磁波シールド層（５３）を配置したことを特徴とする請求項１１に記載の撚回型電導線。
13. 絶縁性合成樹脂から成る保護層（５１）が前記電磁波シールド層（５３）の外周表面に被覆された状態に設けられ、前記電磁波シールド層（５３）が前記外被層（１３Ｆｘ）と前記保護層（５１）との間に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の撚回型電導線。
14. 前記保護層（５１）は、前記絶縁性合成樹脂に代わって、導電性ポリマーから成る構造体として設けたことを特徴とする請求項１３に記載の撚回型電導線。
15. 外被層（１３Ｆｘ）が前記偏心コイル巻き導線（１２）の外周表面に密着状態に被覆されるとともに、単一層または複数層から成る筒状の電磁波シールド層（５０）を前記外被層（１３Ｆｘ）と前記偏心コイル巻き導線（１２）との間に配置し、
    前記各層（外層１５ａ、中層１５ｂ、内層１５ｃ）の前記撚線は、前記多芯積層部（１５）の周方向（Ｃｓ）に沿って外接状態に配置され、前記各層の前記撚線の各径方向は、前記多芯積層部（１５）の径方向（Ｒｓ）に沿って直線状態に重なるように合致していることを特徴とする請求項１に記載の撚回型電導線。
16. 前記外被層（１３Ｆｘ）の外周表面に前記電磁波シールド層（５０）とは別の電磁波シールド層（５３）を配置し、
    前記各層（外層１５ａ、中層１５ｂ、内層１５ｃ）の前記撚線は、前記多芯積層部（１５）の周方向（Ｃｓ）に沿って外接状態に配置され、前記各層の前記撚線の各径方向は、前記多芯積層部（１５）の径方向（Ｒｓ）に沿って直線状態に重なるように合致していることを特徴とする請求項１５に記載の撚回型電導線。
17. 絶縁性合成樹脂から成る保護層（５１）が前記電磁波シールド層（５３）の外周表面に被覆された状態に設けられ、前記電磁波シールド層（５３）が前記外被層（１３Ｆｘ）と前記保護層（５１）との間に配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の撚回型電導線。
18. 外被層（１３Ｆｘ）が前記偏心コイル巻き導線（１２）の外周表面に密着状態に被覆されるとともに、単一層または複数層から成る筒状の電磁波シールド層（５０）を前記外被層（１３Ｆｘ）と前記偏心コイル巻き導線（１２）との間に配置し、
    前記各層（外層１５ａ、中層１５ｂ、内層１５ｃ）の前記撚線は周方向（Ｃｓ）に沿って外接状態に配置され、前記各層（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の前記撚線の配置本数は、その本数に差のない同一本数に設定したことを特徴とする請求項１に記載の撚回型電導線。
19. 前記外被層（１３Ｆｘ）の外周表面に前記電磁波シールド層（５０）とは別の電磁波シールド層（５３）を配置し、
    前記各層（外層１５ａ、中層１５ｂ、内層１５ｃ）の前記撚線は周方向（Ｃｓ）に沿って外接状態に配置され、前記各層（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の前記撚線の配置本数は、その本数に差のない同一本数に設定したことを特徴とする請求項１８に記載の撚回型電導線。
20. 絶縁性合成樹脂から成る保護層（５１）が前記電磁波シールド層（５３）の外周表面に被覆された状態に設けられ、前記電磁波シールド層（５３）が前記外被層（１３Ｆｘ）と前記保護層（５１）との間に配置されていることを特徴とする請求項１９に記載の撚回型電導線。
21. 外被層（１３Ｆｘ）が前記偏心コイル巻き導線（１２）の外周表面に密着状態に被覆されるとともに、単一層または複数層から成る筒状の電磁波シールド層（５０）を前記外被層（１３Ｆｘ）と前記偏心コイル巻き導線（１２）との間に配置し、
    前記多芯積層部（１５）の中心部は、前記多芯積層部（１５）の軸方向（Ａｘ）に沿って延出する中空の空間部（Ｓｐ）を形成し、前記空間部（Ｓｐ）には、絶縁チューブ（２０）に封入された通信線（２１）が前記軸方向（Ａｘ）に沿って配置されたことを特徴とする請求項１に記載の撚回型電導線。
22. 前記外被層（１３Ｆｘ）の外周表面に前記電磁波シールド層（５０）とは別の電磁波シールド層（５３）を配置し、
    前記多芯積層部（１５）の中心部は、前記多芯積層部（１５）の軸方向（Ａｘ）に沿って延出する中空の空間部（Ｓｐ）を形成し、前記空間部（Ｓｐ）には、絶縁チューブ（２０）に封入された通信線（２１）が前記軸方向（Ａｘ）に沿って配置されたことを特徴とする請求項２１に記載の撚回型電導線。
23. 絶縁性合成樹脂から成る保護層（５１）が前記電磁波シールド層（５３）の外周表面に被覆された状態に設けられ、前記電磁波シールド層（５３）が前記外被層（１３Ｆｘ）と前記保護層（５１）との間に配置されていることを特徴とする請求項２２に記載の撚回型電導線。

Images