JP2023070247A - 電磁シールド構造、電磁シールド構造の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 接続作業性が良好であり、その後の配策作業性にも優れた電磁シールド構造等を提供する。【解決手段】 電磁シールド管１は、最内層に樹脂製の内層３が形成され、内層３の外周に金属層５が形成され、金属層５の外周に樹脂製の外層７が形成される。電磁シールド管１は、端部から所定の長さだけ、外層７が除去される。すなわち、電磁シールド管１の端部には、所定の範囲だけ金属層５が露出する。電磁シールド管１の端部が編組線１３の端部に挿入される。電磁シールド管１と編組線１３との重なり部に配置されているロウ材１１を溶融させて、電磁シールド管１と編組線１３とがロウ付けにより接合される。【選択図】図４

Description

本発明は、内部に電線が通線され、例えば電気自動車に用いられる電磁シールド構造等に関するものである。

従来、ケーブルの保護管としては、鋼管やアルミニウムパイプなどの金属管や樹脂製のコルゲート管が用いられている。この際、保護管に収容されるケーブルから発生するノイズの影響や、外部からのノイズが内部のケーブルに与える影響が問題となる場合がある。例えば、ハイブリッド自動車においては、インバータ装置からの三相交流出力を駆動モータに供給するケーブルを保護するため、車体の下部等に車体の形状に合わせて保護管が配管される。この際、ケーブルから発生するノイズによってラジオ等に雑音が入ることから、シールド対策が必要である。

このような電磁シールド構造としては、金属製の電磁シールド管を用い、電磁シールド管の端部には、例えば編組線などの可撓性導体が被せられて接続される。この状態で、外周からリング状部材で締め込むことで、金属層と可撓性導体との導通をとるとともに、可撓性導体を金属層に接続することができる（例えば特許文献１）。

特開２０１７－１２０９１７号公報

特許文献１のように、可撓性導体を用いることで、電磁シールド管の内部に挿通される電線と、他の電気機器と接続部を導体で覆うことができるため、接続部のシールド性を確保することができる。

しかし、電磁シールド管と可撓性導体との接続にカシメリングを用いる必要があるため、部品点数が多くなるという問題がある。また、カシメリングの先通しが必要であるため、先通しを忘れた場合、工程の後戻りが必要となる。また、特許文献１では、カシメリングが、いわゆるイヤークランプであるため、クランプ後にイヤー部分が電磁シールド管の外径より突出する。このため、車両等への配策時にイヤー部が配策の邪魔になる恐れがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、接続作業性が良好であり、その後の配策作業性にも優れた電磁シールド構造等を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、内部に電線を挿通可能であり、電磁シールド管と編組線とが接続された電磁シールド構造であって、前記電磁シールド管は、金属層と、前記金属層の外周に形成される樹脂製の外層とを有し、前記電磁シールド管の端部は、前記外層が除去されて前記金属層が露出し、前記電磁シールド管の端部が前記編組線の端部に挿入されて、前記金属層と前記編組線が、ロウ材又は半田によって接合されていることを特徴する電磁シールド構造である。

前記金属層と前記編組線の接合部における前記電磁シールド管の内径が、他の部位における前記電磁シールド管の内径と略同一であることが望ましい。

第１の発明によれば、編組線と金属層とがロウ付け又は半田付けで接続されるため、他の部材を用いる必要がなく、先通しの作業も不要である。

また、イヤークランプのように突出部がないため、その後の配策作業も容易である。例えば、シールド構造の外周部に突出部がないため、車両に配策する際に省スペースでの配策が可能である。

また、金属層と編組線の接合部における電磁シールド管の内径が、他の部位における電磁シールド管の内径と略同一であれば、内部に電線を挿通する際の妨げとなることがない。例えば、従来のかしめによる方法では、接続部における電磁シールド管が縮径されるため、この縮径部の内径を考慮して、挿通可能な電線径が決まる。このため、接続部以外の部位では、電線と電磁シールド管との間には、不要な隙間が形成される。しかし、縮径部がなければ、接続部以外の部位においても、内部の電線径に対して適切なサイズの電磁シールド管を用いることができるため、車両に配策する際に、より省スペースでの配策が可能である。

第２の発明は、内部に電線を挿通可能な電磁シールド構造の製造方法であって、金属層と、前記金属層の外周に形成される樹脂製の外層とを有する電磁シールド管の、端部の前記外層を除去する工程と、前記シールド管の端部を編組線の端部に挿入する工程と、前記電磁シールド管と前記編組線との重なり部にロウ材又は半田を溶融させて前記電磁シールド管と前記編組線とを接続する工程と、を具備することを特徴とする電磁シールド構造の製造方法である。

前記編組線と前記金属層との間にロウ材又は半田を配置して前記シールド管と前記編組線とを接続してもよい。

前記編組線の外周にロウ材又は半田を配置して前記電磁シールド管と前記編組線とを接続してもよい。

第２の発明によれば、カシメ部材を先通ししておく必要がないため、作業が容易である。

この際、編組線を金属層に被せる前に、ロウ材又は半田を金属層の外周に予め配置しておくことで、接続作業時にロウ材又は半田を金属層の外周に配置する作業を省略することができる。例えば、電磁シールド管の外層を除去した際に、ロウ材又は半田を金属層の外周に配置しておくことで、その状態で保管や運搬を行うことができる。また、金属層の外周にロウ材又は半田を配置するため、位置合わせも容易である。

一方、編組線を金属層に被せた後に、ロウ材又は半田を編組線の外周に配置してもよくこのようにすることで、編組線を被せる際のロウ材又は半田の位置ずれや破損を抑制することができる。また、ロウ材又は半田が箔材や板材、線材等、編組線の外周に巻き付けることができれば、ロウ材又は半田によって、編組線を金属層に押し付けることができる。

本発明によれば、接続作業性が良好であり、その後の配策作業性にも優れた電磁シールド構造等を提供することができる。

（ａ）は電磁シールド管１を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図。 電磁シールド管１の長手方向の断面図であり、図１（ａ）のＢ－Ｂ線断面図。 （ａ）、（ｂ）は、電磁シールド管１に編組線を接続する工程を示す図。 （ａ）、（ｂ）は、電磁シールド管１に編組線を接続する工程を示す図。 （ａ）、（ｂ）は、電磁シールド管１に編組線を接続する他の工程を示す図。 電磁シールド構造１０の使用状態を示す図。

以下、本発明の実施の形態にかかる電磁シールド管１について説明する。図１（ａ）は電磁シールド管１の斜視図であり、図１（ｂ）は電磁シールド管１の長手方向に垂直な断面図であって、図１（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。また、図２は、電磁シールド管１の長手方向の断面図であって、図１のＢ－Ｂ線断面図である。

電磁シールド管１は、最内層に樹脂製の内層３が形成され、内層３の外周に金属層５が形成され、金属層５の外周に樹脂製の外層７が形成される。すなわち、内層３および外層７の間に金属製の金属層５が形成されて構成される。なお、内層３は、必ずしも必須ではない。内層３を設ける場合、内層３と金属層５との界面には、接着層を有する。内層３は、金属層５との線膨張係数の違いによる歪の影響が大きいため、内層３と金属層５との間に接着層などを介在させることが好ましい。

一方、金属層５と外層７の界面には、接着層は形成されないことが好ましい。このようにすることで、外層７のみを容易に剥離することができ、外層７の剥離時に、金属層５が外層７とともに剥がれて破けることなどを防止することができる。したがって、電磁シールド管１の端部の外層７を容易に剥離することができる。

電磁シールド管１は、端部から所定の長さだけ、外層７が除去される。すなわち、電磁シールド管１の端部には、所定の範囲だけ金属層５が露出する。露出した金属層５は、可撓性導体である編組線が接続される部位となる。なお、金属層５の露出部の外周面には、編組線との接触面積を増加させ、後述するロウ材や半田との接合強度を高めるため、ローレット加工、エンボス加工、溝加工、ブラスト加工、エッチング、めっき処理など（表面に凹凸を形成する処理を総称して粗面化処理とする）を形成してもよい。編組線が接続されたシールド構造については、後述する。

内層３と外層７を構成する樹脂は、いずれも同じ樹脂であっても異なる樹脂であってもよい。なお、樹脂は架橋や変性してもよい。例えば、耐熱性を向上させるために架橋されていてもよいし、接着性を向上させるためにマレイン酸変性されていてもよい。また、ハロゲン系、リン系、金属水和物等の難燃剤を添加してもよく、酸化チタン等を添加して耐候性を向上させてもよい。

なお、このような難燃剤や耐候性を向上させるための添加剤等は、外層７を構成する樹脂にのみ添加してもよい。すなわち、難燃性や耐候性を必要としない内層３の樹脂には添加しなくてもよい。

金属層５は、シールド効果を得ることが可能であれば、銅や鉄を用いてもよいが、軽量化や曲げ加工性等を考慮すると、アルミニウム製（アルミニウム合金を含む）とすることが望ましい。

金属層５は、例えば、帯状部材である金属薄板（金属シート含む）をフォーミング加工機で、フォーミング加工しつつ、端部同士が突き合わさるように内層３の樹脂管の外周に送り筒状にして、帯状部材の突き合わせ部が溶接機で溶接される。このように製造することで、図１（ｂ）に示すように、金属層５の一部には接合部９が形成される。したがって、図に示す断面において、シールド層を形成する金属層５には隙間が形成されることがない。

次に、本発明の電磁シールド管１を用いた電磁シールド構造の製造方法について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、金属層５の外周にロウ材１１を配置する。ロウ材は、融点が４５０℃以上であり、例えば銀ロウ、銅・黄銅、りん銅ロウ、アルミロウなどを適用可能である。

なお、ロウ材１１は、箔状や線状等の形態を金属層５の外周に巻き付けてもよく、又は、ペースト状等であってもよい。ロウ材１１を金属層５の外周に配置し、接着その他の方法で仮固定できれば、この状態で持ち運びや保管を行うことができる。このため、電磁シールド管１の製造工程においてロウ材１１の配置までを行い、次工程以降を別の現場で行ってもよい。

ロウ材１１としては、露出する金属層５の全体に配置することができる。例えば、かしめ材のように、金属層５の先端から所定の距離離した位置に配置する必要がなく、金属層５の先端に位置合わせしてロウ材を配置することができる。このため、ロウ材１１の位置合わせが容易であり、ロウ材１１の配置の自動化も容易である。なお、ロウ材１１の後端部は、外層７の端面と隙間をあけてもよい。このようにすることで、ロウ材１１を溶融する際における外層７への熱影響を低減することができる。

次に、図３（ｂ）に示すように、電磁シールド管１の端部（金属層５）を筒状の編組線１３の端部に挿入する。すなわち、編組線１３と金属層５との間にロウ材１１が配置される。この状態で、電磁シールド管１と編組線１３との重なり部を外部から加熱する。なお、ロウ付け作業の際には、編組線１３の余長部を外層７の外周に配置して、仮止め用のリングやバンドで仮固定してもよい。

以上により、図４（ａ）に示すように、電磁シールド管１と編組線１３との重なり部に配置されているロウ材１１が溶融し、電磁シールド管１と編組線１３とをロウ付けして接合することができる。この際、編組線１３との接合部における金属層５の外面に予め粗面化処理が施されていれば、ロウ付けした際の接合強度を高めることができる。

なお、金属層５と編組線１３の接合部における外径（図中Ｄ）は、外層７の外径（図中Ｃ）よりも小さい。このため、外部への突出部がなく、配策作業等において邪魔になることがない。

また、電磁シールド管１は、いずれの位置も縮径されていない。すなわち、金属層５と編組線１３の接合部における電磁シールド管１の内径（すなわち、内層３の内径）は、他の部位における電磁シールド管１の内径と略同一である。このため、内部に挿入する電線の径に対して、縮径部を考慮する必要がなく、縮径部がある場合と比較して、電磁シールド管１の断面積に対して挿入可能な電線の径を大きくすることができる。また、縮径（金属層５の変形）がないため、内層３と金属層５との接着層を傷めることを抑制することができる。

最後に、図４（ｂ）に示すように、外層７の外周側に余った編組線１３を金属層５の外周側に折り返す。以上により、内部に電線を挿通可能であり、電磁シールド管１と編組線１３とが接続された電磁シールド構造１０を得ることができる。

なお、電磁シールド構造１０の製造方法については上述した工程には限られない。図５（ａ）は、電磁シールド構造１０の他の製造方法を示す図である。本実施形態では、先端の外層７を除去して露出させた金属層５の外周に、直接編組線１３を被せる。

その後、図５（ｂ）に示すように、金属層５と重なり合う編組線１３の外周に半田１５を配置する。この場合でも、ロウ材１１と同様に、金属層５の先端位置に合わせて半田１５を配置してもよい。半田１５は融点が４５０℃以下であり、半田１５の形態としては、板状、線状、ペーストなど特に限定されないが、板状や線状の場合には、編組線１３の外周に巻き付けることで、編組線１３を金属層５に密着させることができる。このように、半田１５を編組線１３への挿入後に配置することで、編組線１３へ電磁シールド管１の先端を挿入する際に、半田１５がずれることがない。

この状態で、半田１５を外周から加熱することで半田１５を溶融することで、編組線１３と金属層５とを半田付けによって接合し、シールド構造を得ることができる。なお、上述した実施形態では、ロウ材１１は編組線１３の内側に配置し、半田１５は編組線１３の外周に配置したが、いずれも逆側に配置してもよい。また、金属層５に編組線１３を被せて、端部の余長分を折り返した後に、折り返し部の外周部に、ロウ材１１又は半田１５を配置してもよい。

また、ロウ材１１又は半田１５を加熱する際に、レーザ等を熱源として用いることで、短時間に局所的な加熱が可能となる。このようにすることで、例えば外層７がロウ付け又は半田付けの際の熱で劣化することを抑制することができる。また、熱影響を与えたくない部位に熱伝導材を接触させて熱影響を低減してもよい。

次に、電磁シールド構造１０の使用例を説明する。図６は、電磁シールド構造１０を示す部分断面図である。電磁シールド管１内部には、電線２１が挿通される。被覆線である電線２１の端部には、端子２３が接続される。なお、電線２１の本数は、図示した例には限られない。

電磁シールド管１の端部からは、電線２１が引き出される。電線２１の端子２３は、接続対象である接続機器２５に接続される。なお、接続機器２５は、例えば、筐体１９内部に配置される。筐体１９は、例えば金属製であり、シールド性を有する。

電磁シールド管１の端部の金属層５の露出部の外周には、編組線１３の一方の端部が被せられ、ロウ材１１又は半田１５によって、金属層５と接続される。前述したように、編組線１３はシールド性を有する。

編組線１３の他方の端部は、筐体１９に接続される。編組線１３によって、金属層５と筐体１９が導通する。また、必要に応じて、電磁シールド管１及び編組線１３を覆うように、樹脂製の外装体１７が配置される。

なお、図示した電磁シールド構造１０では、一つの編組線１３が電磁シールド管１（金属層５）に被せられて用いられる例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、電線２１が複数に分岐される場合には、それぞれの電線２１および接続対象までを覆う編組線１３を用い、複数の編組線１３を重ねて、金属層５に接合することもできる。

また、外装体１７や外層７の端部などにおいて、止水性を確保するための部材を配置してもよい。

以上、本実施の形態によれば、カシメ部材の先通し作業が不要であるため、通し忘れによる作業のやり直しなどを防止することができる。また、カシメ部材のように、外部への突出部がないため、外装体１７の取り付け時や車両配策時に邪魔になることがない。また、電磁シールド管１が縮径されないため、内部の電線２１の径に対して、適切なサイズの電磁シールド管１を使用することができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………電磁シールド管
３………内層
５………金属層
７………外層
９………接合部
１０………電磁シールド構造
１１………ロウ材
１３………編組線
１５………半田
１７………外装体
１９………筐体
２１………電線
２３………端子
２５………接続機器

Claims (5)

1. 内部に電線を挿通可能であり、電磁シールド管と編組線とが接続された電磁シールド構造であって、
   前記電磁シールド管は、金属層と、前記金属層の外周に形成される樹脂製の外層とを有し、
   前記電磁シールド管の端部は、前記外層が除去されて前記金属層が露出し、前記電磁シールド管の端部が前記編組線の端部に挿入されて、前記金属層と前記編組線が、ロウ材又は半田によって接合されていることを特徴する電磁シールド構造。
2. 前記金属層と前記編組線の接合部における前記電磁シールド管の内径が、他の部位における前記電磁シールド管の内径と略同一であることを特徴とする請求項１記載の電磁シールド構造。
3. 内部に電線を挿通可能な電磁シールド構造の製造方法であって、
   金属層と、前記金属層の外周に形成される樹脂製の外層とを有する電磁シールド管の、端部の前記外層を除去する工程と、
   前記電磁シールド管の端部を編組線の端部に挿入する工程と、
   前記電磁シールド管と前記編組線との重なり部にロウ材又は半田を溶融させて前記電磁シールド管と前記編組線とを接合する工程と、
   を具備することを特徴とする電磁シールド構造の製造方法。
4. 前記編組線と前記金属層との間にロウ材又は半田を配置して前記電磁シールド管と前記編組線とを接続することを特徴とする請求項３記載の電磁シールド構造の製造方法。
5. 前記編組線の外周にロウ材又は半田を配置して前記電磁シールド管と前記編組線とを接続することを特徴とする請求項３記載の電磁シールド構造の製造方法。

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