JP7417880B2 - 被覆電線 - Google Patents
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Description
本出願は、2020年04月28日付の日本国出願の特願2020-079825に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
上述の被覆電線は冷却構造を有さないため、導体の放熱は自然放冷により行われる。自然放冷では導体の放熱を効果的に行うことが難しい。そのため、導体の許容電流は、主に絶縁被覆層の最高許容温度に依存する電流値に制約される。よって、導体の許容電流を大きくすることが難しい。
本開示に係る被覆電線は、導体を効果的に冷却できる。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の実施形態の詳細を、以下に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
〔被覆電線〕
図1から図3を参照して、実施形態1に係る被覆電線1を説明する。本形態の被覆電線1は、図1及び図2に示すように、中心側から順に、筒状部材2と、導体3と、被覆部材4とを備える。筒状部材2の内部には、図2に示すように冷媒5が流通する。本形態の被覆電線1の特徴の一つは、筒状部材2が、冷媒5に対して、被覆部材4よりも高い耐性を有する点にある。以下、各構成を詳細に説明する。図2は、筒状部材2と導体3と被覆部材4とを模式的に示したものであり、必ずしも実際の厚みに対応しているわけではない。この点は、後述する実施形態2で参照する図5でも同様である。
筒状部材2は、内部に冷媒5を流通させる。筒状部材2は、絶縁性を有する。絶縁性を有するとは、導体3の使用電圧に対する耐電圧特性を有することをいう。筒状部材2は、冷媒5に対して被覆部材4よりも高い耐性を有する。耐性とは、筒状部材2又は被覆部材4の構成材料が、冷媒5からの物理的・化学的影響に伴う性能低下に対して抵抗する特性のことである。この耐性は、冷媒5の種類に応じた特性である。後述するように冷媒5が不凍液や油の場合、耐性とは耐薬品性が挙げられる。或いは、冷媒5が水の場合、導体3から熱を奪うことで温められるため、耐性とは耐温水性が挙げられる。
導体3は、筒状部材2の外周に接するように設けられている。導体3は、複数の素線を含むことが挙げられる。素線は、金属からなる芯線のみで構成されていてもよいし、金属からなる芯線と金属からなる被覆層とで構成されていてもよい。
被覆部材4は、導体3の外周を周方向の全周にわたって覆っている。被覆部材4は、絶縁性を有する。絶縁性を有するとは、導体3の使用電圧に対する耐電圧特性を有することを言う。
被覆電線1の直径は、被覆電線1の用途に応じて適宜選択できる。被覆電線1の直径は、例えば、3mm以上40mm以下が挙げられる。被覆電線1は、直径が3mm以上であることで、導体3の断面積を大きくし易いため、流す電流を大きくし易い。被覆電線1は、直径が40mm以下であることで、曲げ易い。その上、被覆電線1は、配索し易い。よって、被覆電線1は、車両用に好適である。被覆電線1の直径は、更に4mm以上30mm以下が好ましく、特に5mm以上20mm以下が好ましい。
冷媒5は、筒状部材2内を流通する。筒状部材2内を冷媒5が流通することで、導体3の熱が冷媒5に奪われて導体3が冷却される共に冷媒5は温められる。冷媒5は、流体である。流体の形態は、液体と気体のどちらでもよい。冷媒5の種類は、例えば、不凍液、水、油、又は空気などが挙げられる。冷媒5が不凍液であれば、寒冷地や冬場などでも冷媒5が凍り難いため導体3を長期にわたって効果的に冷却できる。冷媒5が水や空気であれば、コストを低減し易い。本形態の冷媒5は、不凍液である。
冷媒5の流通は、図示を省略する循環装置によって行われる。循環装置は、第一機構と、第二機構と、供給機構とを備える。第一機構は、被覆電線1の外部から筒状部材2内に冷媒5を導くための接続機構である。第一機構は、図示は省略するものの、第一冷媒管と、第一接続部とを有する。第二機構は、筒状部材2内の冷媒5を被覆電線1の外部に排出するための接続機構である。第二機構は、図示は省略するものの、第二冷媒管と、第二接続部とを有する。供給機構は、被覆電線1の筒状部材2内に冷媒5を供給する。供給機構は、ポンプと、冷却器と、リザーバータンクとを備える。供給機構は、第一機構と第二機構との間に介在されている。
第一冷媒管は、後述する冷却器で冷却された冷媒5が流通される。第一接続部は、第一冷媒管と筒状部材2とをつなぐ。第一接続部は、第一冷媒管から筒状部材2内へ冷媒5を導く。第一接続部は、被覆電線1における筒状部材2の第一端部側の外周を覆う。被覆電線1の第一端部側は段剥ぎされている。第一端部側が段剥ぎされていることで、筒状部材2の第一端部側が露出している。第一接続部は、筒状部材2の第一端部側の露出した箇所の外周を覆う。
第二冷媒管は、筒状部材2内を流通する過程で昇温した冷媒5が流通される。第二接続部は、筒状部材2と第二冷媒管とをつなぐ。第二接続部は、筒状部材2内から第二冷媒管へ冷媒5を導く。第二接続部は、被覆電線1における筒状部材2の第二端部側の外周を覆う。被覆電線1の第二端部側は、第一端部側と同様、段剥ぎされている。第二端部側が段剥ぎされていることで、筒状部材2の第二端部側が露出している。第二接続部は、筒状部材2の第二端部側の露出した箇所の外周を覆う。第二接続部は、箱状に形成されている。第二接続部は、本形態では第一接続部の構成と同様である。
ポンプは、冷媒5を筒状部材2内に圧送する。この圧送により、冷媒5が、第一冷媒管及び第一接続部を介して筒状部材2内に流通され、筒状部材2内から第二接続部及び第二冷媒管を介して冷却器に流通される。ポンプは、冷却器と第一機構との間に設けられている。冷却器は、筒状部材2を通って昇温した冷媒5を冷却する。冷却器による冷媒5の冷却は、空冷でも水冷でもよい。リザーバータンクは、冷媒5を一時的に貯留する。リザーバータンクにより、昇温した冷媒5の体積膨張によって筒状部材2が損傷することを抑制できる。リザーバータンクは、冷却器に接続されていてもよいし、第二機構と冷却器との間に設けられていてもよい。
本形態の被覆電線1は、自動車の配線に好適に利用できる。本形態の被覆電線1は、特に、自動車において定格電圧が高圧の配線に好適に利用できる。高圧とは、「JASO D 624(2015) 自動車部品-高圧電線」に規格されるもので、交流電圧の場合には30V超600V以下であり、直流電圧の場合には60V超750V以下をいう。
図4を参照して、本形態の被覆電線1が用いられた車載システム700を説明する。図4は、車載システム700の模式図であり、説明の便宜上、車載システム700を簡略化して示している。
本形態の被覆電線1は、冷媒5が流通される筒状部材2が導体3の内側に配置されていることで、導体3を被覆電線1の中心側から効果的に冷却できる。そのため、本形態の被覆電線1は、電流を一定とする場合、導体3の断面積を小さくできて、小径化できる。或いは、本形態の被覆電線1は、導体3の断面積を一定とする場合、導体3の許容電流を大きくすることができる。その上、本形態の被覆電線1は、導体3が編組材で構成されているため、曲げ易く、曲げの耐久性に優れる。
〔被覆電線〕
図5を参照して、実施形態2に係る被覆電線1を説明する。本形態の被覆電線1は、筒状部材2が特定の突条部21を備える点が、実施形態1に係る被覆電線1と相違する。以下の説明は、実施形態1との相違点を中心に行う。実施形態1と同様の説明は省略する。
(突条部)
突条部21は、筒状部材2の内周面から中心側に向かって突出する。突条部21により冷媒5と筒状部材2との接触面積が大きくなり易い。そのため、導体3が効果的に冷却され易い。本形態の筒状部材2は、突条部21により周方向に厚みの異なる部分を有する。
本形態の被覆電線1は、実施形態1と同様の構成を有することによって、実施形態1と同様の効果を奏する。本形態の被覆電線1は、突条部21を備えることによって、導体3の冷却効果を向上させることができる。
12 曲げ部、14 端子
2 筒状部材、21 突条部
3 導体、32 先端部
4 被覆部材
5 冷媒
700 車載システム
70 バッテリ、71 PCU、72 補機、
74 循環装置、76 供給機構
Claims (5)
- 冷媒が流通される筒状部材と、
前記筒状部材の外周に設けられる導体と、
前記導体の外周を覆う被覆部材と、を備え、
前記導体は、金属からなる複数の素線が編み込まれた編組材であり、
前記筒状部材と前記被覆部材とは、絶縁性を有し、
前記筒状部材は、前記被覆部材よりも前記冷媒に対して高い耐性を有する、
被覆電線。 - 前記冷媒は、不凍液であり、
前記耐性は、耐薬品性である、請求項1に記載の被覆電線。 - 前記被覆電線の直径は、3mm以上40mm以下である、請求項1または請求項2に記載の被覆電線。
- 前記被覆部材の耐熱温度は、70℃以上であり、
前記被覆部材の体積固有抵抗率は、109Ω・cm以上である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の被覆電線。 - 前記筒状部材は、単一種の樹脂で構成される一層構造である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の被覆電線。
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