JP7129919B2 - 伝送用の電力線構造 - Google Patents

Description

本発明は電気系統に適用される電送用の電力線構造の改良に係り、とりわけ、高電気容量を必要とし、電磁波シールド機能を有する伝送用の電力線構造に関する。

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。

電力線を集合線として利用した場合、表皮および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）。
また、特許文献７には編組やメッシュによる遮蔽電線ケーブルが記載され、特許文献８には電磁波遮蔽のシールド線が記載されている。これらの特許文献７、８では、編組、メッシュおよびシールド層により、電磁波ノイズを遮蔽し、電気伝導部材に対する電気信号の妨害を阻止している。また、特許文献９には、複数の細線による電線編み部を巻いたブレーキホースが記載されている。

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 特開平０５－１２０９３０号公報 特開２０１５－１５３４９７号公報 特開２００６－２３６８６１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いていることから、電線に対する軽量化も要請されており、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。
このため、電線の配索は、電線構造の軽量化を図りながらも、稠密充填として多芯積層電線を構成し、高電気容量化の給電を実現した上で、伝送損失を抑制可能な電力線構造の実現化が望まれている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、電磁波ノイズを遮蔽することをはじめ、高電気容量化の給電を可能とした上で、表皮および近接効果に起因する渦電流の発生を抑制して、電力伝送効率の低下を抑えて伝送損失を最小限に止めることができる伝送用の電力線構造を提供することにある。

素線を螺旋コイル状に連続捲回して形成し、内部の中空軸を長手方向とするコイル巻線を設けている。このコイル巻線の外表面に密着状態に設け、コイル巻線を一体的に内包する弾性樹脂製の被覆コイル層を構成している。被覆コイル層は、自らの変形に対する付勢力を弾性蓄勢力として保有する。
被覆コイル層の互いに隣接する単一ピッチのコイル層部同士が、その弾性蓄勢力に抗して長手方向に沿って当接する状態を当接位置としている。
単一ピッチのコイル層部同士が長手方向に対して直交する径方向に位置ずれ変形し、コイル層部同士が、その弾性蓄勢力により径方向に沿って伸長して離れ合う状態を伸長位置としている。コイル層部同士は、当接位置と伸長位置との間で弾性変位可能に構成されている。
被覆コイル層の外周表面には、複数の金属細線を編組として構成され、あるいは複数の金属細線を網状に編み合わせて成り、単一層あるいは複数層とした筒状の電磁波シールド層を被せている。
着脱手段は、互いに隣接する単一ピッチのコイル層部同士を当接させて当接位置に保持するとともに、互いに隣接する単一ピッチのコイル層部同士の当接を解放して伸長位置に変位させる。
コイル層部の位置ずれ変形により捻じれた部分のうち一方は、所定の角度を成すように曲成され、他方は曲成されて細径ループ線を有する構造となっている。

上記構成では、コイル層部の位置ずれ変形により捻じれた部分のうち一方は、所定の角度を成すように曲成されている。
コイル層部の捻じれた部分における「捻じれ前部」と「捻じれ後部」とでは、電流の流れる方向が相反する。「捻じれ前部」で生じる磁束が集まって形成する磁束前面とし、「捻じれ後部」で生じる磁束が集まって形成する磁束後面とする。
電流の流れる方向が相反することにより生じる磁束前面と磁束後面とは、同一面上にはなく所定の角度を成すようになる。

この結果、磁束前面と磁束後面とが同一面上になるものと異なり、コイル層部におけるコイル巻線の表皮および近接効果に起因する渦電流の発生を抑制して、電力伝送効率の低下を抑えて伝送損失を最小限に止めることができる。
また、コイル巻線は、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、各層の稠密充填が実現し、多芯積層部の高電気容量化を確保することができる。

被覆コイル層の外周表面で着脱手段を除く部分には、複数の金属細線を編組として構成され、あるいは複数の金属細線を網状に編み合わせて成り、可撓性かつ屈曲性に富む筒状の電磁波シールド層を被せている。電磁波シールド層により、多芯積層部内への電磁波ノイズ（例えばＲＦＩ、ＥＭＩなど）を遮蔽し、各撚線に対する電気信号の妨害を阻止することができる。

コイル層部同士の一方には、突部が形成され、他方には凹部が形成されている。突部と凹部との着脱手段を介しての着脱可能な係合によりコイル層部同士を当接位置に位置保持する。凹部に対する突部の離脱時に、コイル層部同士を自身の弾性蓄勢力により径方向に引き延ばして伸長位置に変形配置する。

この構成では、当接位置において、コイル層部同士が長手方向に当接状態に重なり合ったコンパクトなコイル層構造体を成す。
凹部に対する突部の離脱時により、コイル層部同士を自身の弾性蓄勢力により径方向に引き延ばして伸長位置に変形配置することができる。このため、コンパクトなコイル層構造体であっても、コイル層部同士を伸長位置に変形配置することで、長区間に存する端子間の電気接続に用いることができる。

長尺な複数の金属細線を筒状に編み上げて成り、可撓性かつ屈曲性に富み、径方向に沿って拡縮変形可能な網状ジャケットを構成し、被覆コイル層の外周表面で着脱手段を除く部分には、網状ジャケットを縮径変形状態にして被せて締め付けて緊縛状態に装着している。
これにより、各撚線を有する多芯積層部を備えた被覆コイル層の一体性を強固にすることができる。

電気系統に用いられる伝送用の電力線構造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（参考例１）。 （ａ）は当接位置にある被覆コイル層を示す正面図、（ｂ）、（ｃ）は伸長位置にある被覆コイル層を示す正面図である（参考例１）。 （ａ）～（ｃ）は被覆コイル層が伸長位置から当接位置に変位する態様を示す説明図である（参考例１）。 （ａ）はコイル巻線の多芯積層部を一部破断して示す斜視図、（ｂ）はコイル巻線の多芯積層線を示す横断面図である（参考例１）。 コイル巻線の多芯積層部を一部破断して示す斜視図である（参考例２）。 コイル巻線の多芯積層部を示す横断面図である（参考例３）。 コイル巻線の多芯積層部を示す横断面図である（参考例４）。 電磁波シールド層を装着した被覆コイル層を示すための斜視図である（実施例１）。 外被層および電磁波シールド層を装着した被覆コイル層を示すための斜視図である（実施例２）。 網状ジャケットを装着した被覆コイル層を示すための斜視図である（実施例３）。

本発明に係る伝送用の電力線構造では、コイル層部の位置ずれ変形により捻じれた部分のうち一方は、所定の角度を成すように曲成されている。コイル層部において、電流の流れる方向が相反することにより生じる磁束前面と磁束後面とは、同一面上にはなく所定の角度を成すようになり、コイル層部におけるコイル巻線の表皮および近接効果に起因する渦電流の発生を抑制して伝送損失を最小限に止め、併せて電磁波シールド層によるシールド機能を付与している。
［参考例１］

図１ないし図４に基づいて本発明の参考例１を説明する。
本発明に係る伝送用の電力線構造では、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気制御ユニット（ＥＣＵ）への信号伝送に有用である。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する。
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。

伝送用の電力線構造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８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を介してインバータ７に接続されている。電気制御ユニット１１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）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）に示すように、素線を螺旋コイル状に連続捲回して形成し、内部の中空軸１２ａを長手方向Ｌとするコイル巻線１２を設けている。このコイル巻線１２の外表面に被覆層１２Ａを密着状態に設け、コイル巻線１２を一体的に内包する弾性樹脂製の被覆コイル層１３を構成している。

コイル巻線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、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でもよい。こ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などの導電性の合成樹脂線を用いてもよい。

被覆コイル層１３における被覆層１２Ａ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。

被覆コイル層１３の互いに隣接する単一ピッチのコイル層部１３ａ同士が、その弾性蓄勢力に抗して長手方向Ｌに沿って当接あるいは密接する状態を当接位置Ｈ１としている（図２（ａ）参照）。
ここで、被覆コイル層１３は、被覆層１２Ａを一体的に内包することから、被覆コイル層１３は、自らの変形に対して前述の弾性蓄勢力を付勢力として保有することになる。

被覆コイル層１３の互いに隣接する単一ピッチのコイル層部１３ａ同士が、その弾性蓄勢力により長手方向Ｌに対して直交する第１径方向Ｒに位置ずれ変形し、コイル層部１３ａ同士が径方向Ｒに沿って伸長して離れ合う状態を伸長位置Ｈ２としている（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。被覆コイル層１３のコイル層部１３ａ同士は、当接位置Ｈ１と伸長位置Ｈ２との間で弾性変位可能に構成されている。

すなわち、被覆コイル層１３は自由状態では、図３（ａ）に示すように、伸長位置Ｈ２で所定の形状に付形されたものであり、被覆コイル層１３を伸長位置Ｈ２から当接位置Ｈ１に弾性変位させる際、被覆コイル層１３の弾性蓄勢力に抗して押し戻している（図３（ｂ）、（ｃ）参照）。

なぜなら、伸長位置Ｈ２から当接位置Ｈ１に弾性変位させる過程で、被覆コイル層１３は弾性蓄勢力が与えられため、その弾性蓄勢力でもって被覆コイル層１３が当接位置Ｈ１から伸長位置Ｈ２に引き延ばされることとなる。

被覆コイル層１３を当接位置Ｈ１から伸長位置Ｈ２に変位するには、図１（ａ）に矢印Ｅ１、Ｅ２で示すように、被覆コイル層１３を引っ張るか、あるいは同図に矢印Ｍで示すように曲げる。これにより、後述する突部１３ｘが凹部１３ｙから抜け出て離脱するため、被覆コイル層１３が自由になって弾性蓄勢力により伸長位置Ｈ２に引き延ばされる。

コイル層部１３ａ同士の一方には、突部１３ｘが形成され、他方には凹部１３ｙが形成されている。突部１３ｘおよび凹部１３ｙは着脱手段を構成し、突部１３ｘと凹部１３ｙとの着脱可能な係合によりコイル層部１３ａ同士を当接により当接位置Ｈ１に位置保持する。凹部１３ｙに対する突部１３ｘの離脱時に、コイル層部１３ａ同士を当接から解放して自身の弾性蓄勢力により当接位置Ｈ１から第１径方向Ｒに引き延ばして伸長位置Ｈ２に変形配置する。

すなわち、着脱手段は、互いに隣接する単一ピッチのコイル層部１３ａ同士を当接させて当接位置Ｈ１に保持するとともに、互いに隣接する単一ピッチのコイル層部１３ａ同士の当接を解放して伸長位置Ｈ２に変位させる。

伸長位置Ｈ２において、コイル層部１３ａの位置ずれ変形により捻じれた部分が図示上下の双方に生じる。捻じれた部分のうち一方１３Ａは、先行線素１３ｂと後行線素１３ｃとが所定の角度θ（例えば４５°～１２０°の角度範囲内）を成すように曲成状態にされている（図２（ｂ）参照）。捻じれた部分の他方１３Ｂは、曲成されて先短線素１３ｄと後短線素１３ｅとにより細径ループ線（１３Ｂ）を有するように構成されている。

コイル巻線１２は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、撚線を複数層に積層された多芯積層部１５から成っている。多芯積層部１５の外層１５ａ、中層１５ｂおよび内層１５ｃは同芯的に配置され、外層１５ａ、中層１５ｂ、内層１５ｃの径寸法が多芯積層部１５の第２径方向Ｒｓに沿って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として漸増するように設定してもよい。

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の第２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、かつ第２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。

内撚線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、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。

〔参考例１の作用効果〕
参考例１では、コイル層部１３ａの位置ずれ変形により捻じれた部分のうち一方の捻じれ部１３ｃは、所定の角度θを成すように曲成されている（図２（ｂ）参照）。
コイル層部１３ａの捻じれた部分１３Ａにおける「先行素線１３ｂ（捻じれ前部）」と「後行素線１３ｃ（捻じれ後部）」とでは、電流Ｉの流れる方向が相反する。「先行素線１３ｂ」で生じる磁束が集まって形成する磁束前面１３ｆとし、「後行素線１３ｃ」で生じる磁束が集まって形成する磁束後面１３ｇとする。

この場合、電流Ｉの流れる方向が相反することにより生じる磁束前面１３ｆと磁束後面１３ｇとは、同一面上にはなく所定の角度φを成すようになる。
この結果、磁束前面１３ｆと磁束後面１３ｇとが同一面上になるものと異なり、コイル層部１３ａにおけるコイル巻線の表皮および近接効果に起因する渦電流の発生を抑制して、電力伝送効率の低下を抑えて伝送損失を最小限に止めることができる。

また、コイル巻線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、各層の撚線の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、各層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、当接位置Ｈ１において、コイル層部１３ａ同士が長手方向Ｌに当接あるいは密接状態に重なり合ったコンパクトなコイル層構造体を成す。凹部１３ｙに対する突部１３ｘの離脱時により、コイル層部１３ａ同士を自身の弾性蓄勢力により第１径方向Ｒに引き延ばして伸長位置Ｈ２に変形配置することができる。
このため、コンパクトなコイル層構造体であっても、コイル層部１３ａ同士を伸長位置Ｈ２に変形配置することで、長距離区間に端子間の電気接続に用いることができる。
［参考例２］

図５は本発明の参考例２を示す。この参考例２が参考例１と異なるところは、多芯積層部１５の空間部Ｓｐに、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。
［参考例３］

図６は本発明の参考例３を示す。この参考例３が参考例１と異なるところは、外層１５ａにおける外撚線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。
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の第２径方向Ｒｓに沿って必ずしも合致するわけではない。

参考例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、参考例２と同様にチューブ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。

なお、図６に示す参考例３の発明は、［背景技術］の欄に［特許文献２］として掲載の特開２００９－１５８３３１号公報（特許第４６７３３６１号公報）に記載の発明に相当する。
［特許文献２］に係る特許権者は、三洲電線株式会社であるため、本発明の実施に当たっては、三洲電線株式会社からの実施許諾について契約で別段の定めをすることに同意をしている。
［参考例４］

図７は本発明の参考例４を示す。この参考例４が参考例１と異なるところは、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。
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１２Ａ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、参考例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。
［実施例１］

図８は本発明の実施例１を示す。実施例１が参考例１と異なるところは、被覆コイル層１３の外周表面に電磁波シールド層５０を同芯状態に装着して設けたことである。

電磁波シールド層５０は、可撓性でかつ屈曲性に富む素材からなり、例えば直径が０．５～１．５ｍｍ程度である複数の金属細線５０ａ、５０ｂから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、要は被覆コイル層１３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、二層あるい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。この重層構造は、後述する実施例２、３においても適用できるものである。

この電磁波シールド層５０は、被覆コイル層１３の外周表面で着脱手段（突部１３ｘおよび凹部１３ｙ）を除く部分を被覆する状態に装着されている。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。
被覆コイル層１３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１では、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、各撚線１７～１９に対する電気信号の妨害を阻止することができる。
なお、電磁波シールド層５０は、被覆コイル層１３の外周表面に限らず、多芯積層部１５の外周表面を覆うように装着して設け、被覆コイル層１３と多芯積層部１５との間に存するように配置してもよい。
［実施例２］

図９は本発明の実施例２を示す。実施例２が実施例１と異なるところは、電磁波シールド層５０の外周表面で着脱手段（突部１３ｘおよび凹部１３ｙ）を除く部分に絶縁性の外被層５１を被覆層として装着したことである。
外被層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で形成してもよい。電磁波シールド層５０に対する外被層５１の装着にあたっては、被覆コイル層１３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、外被層５１は、長尺帯状のテープ包装材を用いて電磁波シールド層５０の外周表面で着脱手段（突部１３ｘおよび凹部１３ｙ）を除く部分に螺旋状に巻き付けて装着してもよい。
また、外被層５１をポリアニリン系樹脂などの導電性ポリマーにより形成することにより、外被層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ることができる。
［実施例３］

図１０は本発明の実施例３を示す。実施例３が実施例１と異なるところは、電磁波シールド層５０に代わって、筒状の網状ジャケット５２を拘束被覆手段として設けたことである。網状ジャケット５２は、可撓性でかつ屈曲性に富む素材から成るもので、例えば、長尺な複数の金属細線５２ａ、５２ｂを筒状に編み上げられて構成されている。

例えば専用工具などを用いることで、網状ジャケット５２の両端部を軸方向Ｙに沿って互いが反対となるように引張り合うように設定し、隣接する金属細線５２ａ、５２ｂ間の間隔（距離）を強制的に縮小させる。

これにより、網状ジャケット５２を径寸法Ｄｆの方向（径方向）に沿って拡縮変形可能に設定している。網状ジャケット５２の縮径変形操作を行う際、網状ジャケット５２に対する引張り操作と同時に捩じり操作を加えてもよいし、引張り操作に代わって、捩じり操作だけによってもよい。
被覆コイル層１３に同芯状態に被せた網状ジャケット５２は、これを縮径変形状態にすることで、被覆コイル層１３に緊縛状態に締め付けて被覆コイル層１３の外周表面で着脱手段（突部１３ｘおよび凹部１３ｙ）を除く部分に装着される。

これにより、多芯積層部１５における各撚線１７～１９同士の密着性が良好になり、各撚線１７～１９を有する多芯積層部１５を備えた被覆コイル層１３の一体性を強固にすることができる。被覆コイル層１３に対する網状ジャケット５２の装着は、被覆コイル層１３をコイル状に曲成する加工前の直線形状の状態で行なってもよい。この場合は、図８から図１０に示す態様に相当し、被覆コイル層１３を直線状態で示している。

被覆コイル層１３の全長寸法が大きくなる場合、網状ジャケット５２を長手方向に複数区間にわたって分割して複数の網状ジャケット部を形成し、これら複数の網状ジャケット部をそれぞれ個別に被覆コイル層１３に被せて装着してもよい。
被覆コイル層１３を締め付ける緊縛状態とは、網状ジャケット５２の金属細線５２ａ、５２ｂが少なくともぴんと張って弛緩しない程度の緊張状態を意味するものとする。

網状ジャケット５２については、実施例１の電磁波シールド層５０および実施例２の外被層５１の各外周表面に被せ、この状態で網状ジャケット５２を縮径変形させることにより、外被層５１に緊縛状態に締め付けて装着してもよい。
網状ジャケット５２を電磁波シールド層５０に被せた場合には、電磁波シールド層５０、多芯積層部１５の隣接相互間の密着性が良くなり、電磁波シールド層５０および多芯積層部１５の被覆コイル層１３の一体性を強固にすることができる。

また、網状ジャケット５２を外被層５１の各外周表面に被せた場合には、外被層５１、電磁波シールド層５０および多芯積層部１５の隣接相互間の密着性が良くなる。これにより、外被層５１、電磁波シールド層５０および多芯積層部１５の被覆コイル層１３の一体性を強固にすることができる。

この際、金属細線５２ａ、５２ｂについては、強度的に高い（高張力鋼（ＨＴＳＳ）の）ステンレス鋼（ＳＵＳ）やピアノ線などを用いてもよい。
実施例１の発明は、参考例２～４に適用してもよく、実施例２の発明は、参考例２～４に適用してもよく、実施例３の発明は、参考例２～４に適用してもよい。

なお、外被層５１、電磁波シールド層５０および網状ジャケット５２を設ける場合、これら外被層５１、電磁波シールド層５０および網状ジャケット５２は、いずれも厚みが小さいものであり、着脱手段の突部１３ｘおよび凹部１３ｙは、これら外被層５１、電磁波シールド層５０および網状ジャケット５２に覆われることなく外部に露出した構造となっている。

また、網状ジャケット５２は、拡縮変形可能に設けることに限らず、太径から細径へと径寸法が径小方向に連続的に変形するよう、網状ジャケット５２の径寸法Ｄｆの中心方向に向けて縮径変形可能に設けてもよい。

〔変形例〕
（ａ）伝送用の電力線構造としては、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。

（ｂ）突部１３ｘと凹部１３ｙとから成るは着脱手段に代わって、隣接するコイル層部１３ａ同士を剥離可能な接着剤を介して当接位置Ｈ２に位置保持してもよい。この場合、当該接着剤の接着力に抗して隣接するコイル層部１３ａ同士を剥離により放すことで、被覆コイル層１３をその弾性蓄勢力の解放により伸長位置Ｈ１に引き延ばす。

（ｃ）また、被覆コイル層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４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。

本発明に係る伝送用の電力線構造では、コイル層部におけるコイル巻線の表皮および近接効果に起因する渦電流の発生を抑制して、電力伝送効率の低下を抑えて伝送損失を最小限にし、併せて電磁波シールド機能を付与している。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 伝送用の電力線構造
３ インホイールモータ
６ 電力線
１２ コイル巻線
１２ａ 中空軸
１３ 被覆コイル層
１３Ａ 捻じれた部分
１３ａ コイル層部
１３ｘ 突部（着脱手段）
１３ｙ 凹部（着脱手段）
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 外被層
５２ 網状ジャケット
Ａｘ 多芯積層部の軸方向
Ｄｆ 網状ジャケットの径寸法
Ｈ１ 伸長位置
Ｈ２ 当接位置
Ｌ 長手方向
Ｒ 第１径方向
Ｒｓ 第２径方向
Ｓｐ 空間部

Claims (12)

1. 素線を螺旋コイル状に連続捲回して形成し、内部の中空軸（１２ａ）を長手方向（Ｌ）とするコイル巻線（１２）と、
   前記コイル巻線（１２）の外表面に密着状態に設け、前記コイル巻線（１２）を一体的に内包し、自らの変形に対する弾性蓄勢力を保有する弾性樹脂製の被覆コイル層（１３）とを備え、
   前記被覆コイル層（１３）の互いに隣接する単一ピッチのコイル層部（１３ａ）同士が前記弾性蓄勢力に抗して、前記長手方向（Ｌ）に沿って当接する当接位置（Ｈ１）と、前記単一ピッチのコイル層部（１３ａ）同士が前記弾性蓄勢力により、前記長手方向（Ｌ）に対して直交する第１径方向（Ｒ）に位置ずれ変形し、前記コイル層部（１３ａ）同士が前記第１径方向（Ｒ）に沿って伸長して離れ合う伸長位置（Ｈ２）との間で弾性変位可能に構成されており、
   前記互いに隣接する単一ピッチのコイル層部（１３ａ）同士を当接させた前記当接位置（Ｈ１）に保持するとともに、前記互いに隣接する単一ピッチのコイル層部（１３ａ）同士の前記当接する前記当接位置（Ｈ１）から解放して前記伸長位置（Ｈ２）に変位させる着脱手段（１３ｘ、１３ｙ）を備え、
   前記伸長位置（Ｈ２）において、前記コイル層部（１３ａ）の前記位置ずれ変形により捻じれた部分のうち一方（１３Ａ）は、所定の角度（θ）を成すように曲成状態にされ、他方（１３Ｂ）は曲成されて細径ループ線を有し、
   前記被覆コイル層（１３）の外周表面で前記着脱手段（１３ｘ、１３ｙ）を除く部分に、被せて設けられた単一層あるいは複数層から成り、可撓性でかつ屈曲性に富む筒状の電磁波シールド層（５０）を備え、
   前記コイル巻線（１２）は、撚線（１６、１７、１８）を複数層に積層された多芯積層部（１５）から成り、前記多芯積層部（１５）の各層（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）は同芯的に配置され、前記各層（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の前記撚線の径寸法が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伝送用の電力線構造。
2. 素線を螺旋コイル状に連続捲回して形成し、内部の中空軸（１２ａ）を長手方向（Ｌ）とするコイル巻線（１２）と、
   前記コイル巻線（１２）の外表面に密着状態に設け、前記コイル巻線（１２）を一体的に内包し、自らの変形に対する弾性蓄勢力を保有する弾性樹脂製の被覆コイル層（１３）とを備え、
   前記被覆コイル層（１３）の互いに隣接する単一ピッチのコイル層部（１３ａ）同士が前記弾性蓄勢力に抗して、前記長手方向（Ｌ）に沿って当接する当接位置（Ｈ１）と、前記単一ピッチのコイル層部（１３ａ）同士が前記弾性蓄勢力により、前記長手方向（Ｌ）に対して直交する第１径方向（Ｒ）に位置ずれ変形し、前記コイル層部（１３ａ）同士が前記第１径方向（Ｒ）に沿って伸長して離れ合う伸長位置（Ｈ２）との間で弾性変位可能に構成されており、
   前記互いに隣接する単一ピッチのコイル層部（１３ａ）同士を当接させた前記当接位置（Ｈ１）に保持するとともに、前記互いに隣接する単一ピッチのコイル層部（１３ａ）同士の前記当接する前記当接位置（Ｈ１）から解放して前記伸長位置（Ｈ２）に変位させる着脱手段（１３ｘ、１３ｙ）を備え、
   前記伸長位置（Ｈ２）において、前記コイル層部（１３ａ）の前記位置ずれ変形により捻じれた部分のうち一方（１３Ａ）は、所定の角度（θ）を成すように曲成状態にされ、他方（１３Ｂ）は曲成されて細径ループ線を有し、
   前記コイル巻線（１２）は、撚線（１６、１７、１８）を複数層に積層された多芯積層部（１５）から成り、前記多芯積層部（１５）の各層（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）は同芯的に配置され、前記各層（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の前記撚線の径寸法が内層から外層にゆくに従って漸増するように設定しており、
   単一層あるいは複数層から成り、可撓性でかつ屈曲性に富む筒状の電磁波シールド層（５０）を前記多芯積層部（１５）の外周表面を覆うように装着して設け、前記電磁波シールド層（５０）が前記被覆コイル層（１３）と前記多芯積層部（１５）との間に存するように配置したことを特徴とする伝送用の電力線構造。
3. 素線を螺旋コイル状に連続捲回して形成し、内部の中空軸（１２ａ）を長手方向（Ｌ）とするコイル巻線（１２）と、
   前記コイル巻線（１２）の外表面に密着状態に設け、前記コイル巻線（１２）を一体的に内包し、自らの変形に対する弾性蓄勢力を保有する弾性樹脂製の被覆コイル層（１３）とを備え、
   前記被覆コイル層（１３）の互いに隣接する単一ピッチのコイル層部（１３ａ）同士が前記弾性蓄勢力に抗して、前記長手方向（Ｌ）に沿って当接する当接位置（Ｈ１）と、前記単一ピッチのコイル層部（１３ａ）同士が前記弾性蓄勢力により、前記長手方向（Ｌ）に対して直交する第１径方向（Ｒ）に位置ずれ変形し、前記コイル層部（１３ａ）同士が前記第１径方向（Ｒ）に沿って伸長して離れ合う伸長位置（Ｈ２）との間で弾性変位可能に構成されており、
   前記互いに隣接する単一ピッチのコイル層部（１３ａ）同士を当接させた前記当接位置（Ｈ１）に保持するとともに、前記互いに隣接する単一ピッチのコイル層部（１３ａ）同士の前記当接する前記当接位置（Ｈ１）から解放して前記伸長位置（Ｈ２）に変位させる着脱手段（１３ｘ、１３ｙ）を備え、
   前記伸長位置（Ｈ２）において、前記コイル層部（１３ａ）の前記位置ずれ変形により捻じれた部分のうち一方（１３Ａ）は、所定の角度（θ）を成すように曲成状態にされ、他方（１３Ｂ）は曲成されて細径ループ線を有し、
   長尺な複数の金属細線（５２ａ、５２ｂ）を筒状に編み上げて成り、可撓性でかつ屈曲性に富み、径方向に拡縮変形可能な網状ジャケット（５２）を構成し、前記網状ジャケット（５２）を縮径変形状態で前記被覆コイル層（１３）の外周表面で、前記着脱手段（１３ｘ、１３ｙ）を除く部分に、緊縛状態に被せて装着したことを特徴とする伝送用の電力線構造。
4. 前記コイル層部（１３ａ）同士の一方には、突部（１３ｘ）が形成され、他方には凹部（１３ｙ）が形成されており、前記突部（１３ｘ）および前記凹部（１３ｙ）は前記着脱手段を構成し、前記突部（１３ｘ）と前記凹部（１３ｙ）との着脱可能な係合により前記コイル層部（１３ａ）同士を前記当接位置（Ｈ１）に位置保持し、前記凹部（１３ｙ）に対する前記突部（１３ｘ）の離脱時に、前記コイル層部（１３ａ）同士を前記係合から解放して自身の前記弾性蓄勢力により前記第１径方向（Ｒ）に引き延ばして前記伸長位置（Ｈ２）に変形配置する構成であることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一つに記載の伝送用の電力線構造。
5. 前記所定の角度（θ）は、４０°～１２０°の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一つに記載の伝送用の電力線構造。
6. 前記各層（１５ａ、１５ｂ、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）の第２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または請求項２のいずれか一つに記載の伝送用の電力線構造。
7. 前記各層（１５ａ、１５ｂ、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本数に差のない同一数であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一つに記載の伝送用の電力線構造。
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）を形成した構成であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一つに記載の伝送用の電力線構造。
9. 前記空間部（Ｓｐ）には、チューブ（２０）に封入された通信線（２１）が前記軸方向（Ａｘ）に沿って配置されていることを特徴とする請求項８に記載の伝送用の電力線構造。
10. 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または請求項２のいずれか一つに記載の伝送用の電力線構造。
11. 前記被覆コイル層（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～請求項３のいずれか一つに記載の伝送用の電力線構造。
12. 長尺な複数の金属細線（５２ａ、５２ｂ）を筒状に編み上げて成り、可撓性でかつ屈曲性に富み、径方向に拡縮変形可能な網状ジャケット（５２）を構成し、前記電磁波シールド層（５０）の外周表面で、前記着脱手段（１３ｘ、１３ｙ）を除く部分に、前記網状ジャケット（５２）を縮径変形状態で緊縛状態に被せて装着したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一つに記載の伝送用の電力線構造。
    
    
    
    
    
    

Images