JPWO2007029801A1 - 車両用シールド導電体 - Google Patents

Abstract

金属パイプ２０に電線１０が収容されてなるシールド導電体Ｗａにおいて、前記金属パイプ２０をステンレス製パイプとし、前記ステンレス製パイプには磁性材料を含有する樹脂層が設けられている。樹脂層は、ステンレス製パイプの外側に形成された塗膜２１である。ステンレス製パイプは、ＳＵＳ４３０ステンレス鋼によって形成され、磁性材料はフェライト粉末である。耐食性に優れるとともに高周波帯域においても十分なシールド効果を発揮させることができる。

Description

本発明は電気自動車に取り付けられる車両用シールド導電体に関する。

この種のシールド導電体としては、例えば、複数の非シールド電線を金属製のパイプに収容して保護するとともに、当該パイプを電磁的なシールド機能層として利用するシールド導電体が知られている（特許文献１参照。）。この種のシールド導電体においては、パイプとして耐食性に優れたステンレス製のものを使用することが考えられている。
特開２００４−１７１９５２公報

しかしながら、ステンレス製のパイプは例えば１００ＭＨｚ以上の高周波帯域におけるシールド特性が劣ることから、前記シールド導電体は、高周波帯域では十分なシールド効果を発揮することができないことがあった。

本発明は、このような状況に鑑み提案されたものであって、高周波帯域においても十分なシールド効果を発揮させることができる車両用シールド導電体を提供することを目的とする。

本発明の車両用シールド導電体は、電気自動車に取り付けられるパイプと、このパイプに挿通されて電気自動車の動力用線路を構成する電線とを備え、パイプは磁性材料を含有する合成樹脂層を有する構成である。

磁性体における単位体積当たりの電磁波吸収エネルギーＰは、以下のような近似式で表される。

Ｐ∝ωμ"Ｈ²∝ωμＨ²
ここで、ω：電磁波の角速度（＝２πｆ）
μ：磁性体の複素透磁率の虚数部
μ"：磁性体の複素透磁率
Ｈ：磁界の強さ
電磁波吸収エネルギーＰは、上記の近似式から理解できるように、磁気損失（ωμ"Ｈ²）の大きさに比例し、磁気損失は、周波数ｆ及び複素透磁率μの大きさに比例する。一般に、鉄は、複素透磁率の絶対値が１０００程度といわれており、高周波でも比較的大きなシールド効果を発揮する。しかし、鉄は、錆び易く耐食性に劣る。例えば、金属パイプを形成するＳＵＳ４３０は、μ≧２０であることから、高周波での磁気損失の値が鉄に比べて小さくなる。これに対し、フェライトはμ≧１０００であり、フェライトのようなμの大きな磁性材料を使用することにより高周波帯域における磁気損失を大きくして電磁波吸収エネルギーＰを大きくすることができ、十分なシールド効果を発揮させることができる。

パイプとしては金属パイプが好ましく、中でも、ＳＵＳ４３０ステンレス鋼によって形成することが、コスト的に有利である。また、磁性材料としては、高周波帯域での磁気損失を大きくするために、複素透磁率が大きいフェライトを用いることがより好ましい。

実施形態１のシールド導電体を使用した車両の概略的内部構造 実施形態１のシールド導電体を示す断面図 電線を金属細線を編み込んだ編組線に収容したシールド導電体のシールド効果を示すグラフ 電線をＳＵＳ４３０製のステンレスパイプに収容したシールド導電体のシールド効果を示すグラフ 実施形態１のシールド導電体のシールド効果を示すグラフ 高周波領域でのシールド効果を比較するグラフ 実施形態２のシールド導電体の断面図 他の実施形態のシールド導電体の断面図

符号の説明

Ｗａ...シールド導電体
１０...非シールド電線
２０...金属パイプ
２１...塗膜
３０，３０Ａ...樹脂層（充填樹脂層）

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１〜図５を参照して説明する。電気自動車ＥＶの車体Ｂｄの前部にはエンジンルームが設けられ、エンジンルーム内には、走行用モータを駆動するための動力回路を構成するインバータＩｖとガソリン駆動のエンジンＥｇとが収容されている。車体Ｂｄの後部には動力回路を構成するバッテリＢｔが搭載されている。また、エンジンルームの下方には、前輪駆動用のモータＭが配置されており、車体Ｂｄの後部には、後輪駆動用のモータ（図示せず）が配置されている。インバータＩｖとバッテリＢｔとの間にはシールド導電体Ｗａと車内用導電路Ｗｂが配索され、インバータＩｖと前輪駆動用のモータＭとの間には車内用導電路Ｗｂが配索され、インバータＩｖと後輪駆動用のモータとの間にはシールド導電体Ｗａと車内用導電路Ｗｂが配索されている。本発明に係るシールド導電体Ｗａは、図２に図示するように、３本の非シールド電線１０を金属パイプ２０に収容して構成されている。

非シールド電線１０は、金属製（例えば銅合金等）の芯線１１の外側に合成樹脂製の絶縁被覆１２を設けたものである。この芯線１１は、複数本の細線（図示せず）を螺旋状に撚り合わせた撚り線又は単芯線からなる。非シールド電線１０の断面は円形である。

金属パイプ２０は、図示するように、３本の非シールド電線１０を収容して保護しており、円形断面のステンレス鋼（ここではＳＵＳ４３０）製である。

３本の非シールド電線１０は、金属パイプ２０内に挿通されて当該パイプ２０内で略俵積み状となっており、前記金属パイプ２０の内径寸法を当該電線１０群を略俵積み状にしたときの最大外径よりも大きくしてあることから、金属パイプ２０内を容易に挿通させることができる。この金属パイプ２０は、各非シールド電線１０が挿通された後に、適宜の形状に曲げ加工され、例えば車体Ｂｄの外底面に図示しないブラケットを介して固定される。

本実施形態では、塗膜２１が、金属パイプ２０の全長の外周面に亘って形成されている。この塗膜２１は、磁性材料（ここではフェライト粉末）を含有する塗料を、金属パイプ２０の全長の外周面に塗布して形成される。なお、フェライトの含有量及び塗膜２１の厚みは、要求されるシールド特性やシールド導電体Ｗａを使用する環境等に応じて適宜定めることができるが、本実施形態では塗膜の１ｍｍ²当たりのフェライト粉末量が０．２１１ｍｇとなるようにフェライトの含有量および塗膜厚を調整した。

本実施形態のシールド導電体Ｗａのシールド性能を、比較例１，２と共に周知の吸収クランプ法に準じた方法によって測定し、その測定結果を比較例１及び比較例２については、それぞれ図３及び図４に、本実施形態のものについては図５に示した。なお、比較例１は、金属細線を筒状に編んでなる編組シールド層内に上記実施例と同様な３本の非シールド電線を収容したシールド導電体であり、比較例２はやはり同様な３本の非シールド電線をＳＵＳ４３０ステンレス鋼によって形成した金属パイプ（塗膜無し）に収容したシールド導電体である。また、１００ＭＨｚ以上の高周波領域について、比較例１，２と本実施形態のものの特性を図６に取り出して比較する。なお、図３〜図６は減衰量をｄＢ表示したものである。

図２〜図６の比較から明らかなように、本実施形態のシールド導電体Ｗａでは、特に、１００ＭＨｚ以上の高周波領域において高いシールド性を得ることができた。

また、本実施形態のシールド導電体Ｗａでは、元来、鉄製のものに比べて錆び難いＳＵＳ４３０製の金属パイプ２０の表面に更に塗膜２１を形成しているから、耐食性を一層高くすることができる。

加えて、ＳＵＳ４３０はＳＵＳ３０４に比べて安価であることから、シールド導電体Ｗａの価格を、ＳＵＳ３０４を用いる場合に比べて抑えることができる。

＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を図７を参照して説明する。ここでは、実施形態１と同一の構成は同一の符号を付しその説明を省略する。本実施形態のシールド導電体Ｗａでは、樹脂層３０が、各非シールド電線１０とステンレス製の金属パイプ２０の内周面２５との間に、前記金属パイプ２０の全長に亘って形成されている。この樹脂層３０は、例えばフェライト粉末を含有させたＨＤＩ系２液型ウレタン樹脂を各非シールド電線１０と金属パイプ２０の内周面２５との間に充填して形成されている。各非シールド電線１０が発する熱は、各絶縁被覆１２の外周から樹脂層３０を通過して金属パイプ２０の内周面２５に伝わり、この金属パイプ２０の外周面２６から放散されるから、シールド導電体Ｗａが高温になることを防止できる。

さらに、本実施形態のシールド導電体Ｗａでは、樹脂層３０内にフェライト粉末が含有されているから、そのフェライト粉末が高周波帯域における磁気損失を大きくして電磁波吸収エネルギーＰを大きくすることができ、シールド効果が向上する。

＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施することができる。

（１）シールド導電体Ｗａは、３本の非シールド電線１０を金属パイプ２０に収容したが、非シールド電線１０を１本若しくは２本又は４本以上金属パイプ２０に収容したものであってよい。

（２）シールド導電体Ｗａは、３本の非シールド電線１０を、略俵積み状に配置したが、縦又は横方向に直線状に配置したもの等であってもよい。

（３）シールド導電体Ｗａは、金属パイプ２０の断面を、円形状としたが、楕円形状や四角形状等の非円形状としたものであってもよい。

（４）シールド導電体Ｗａは、金属パイプ２０を、ＳＵＳ４３０ステンレス鋼によって形成したが、他のステンレス鋼や他の金属によって形成したものであってもよく、また、フェライト等の磁性粉末を含有する樹脂製のパイプや、樹脂製のパイプに磁性粉末を含有する塗膜を形成したものであってもよい。

（５）シールド導電体Ｗａでは、磁性材料としてフェライト粉末を用いたが、他の磁性材料（例えばパーマロイ）を用いてもよい。

（６）塗膜には例えば高圧系であることを示すオレンジ色に着色してもよく、また、必ずしも外周面に形成するに限らず、パイプの内周面に形成してもよい。

（７）また、図８に図示するシールド導電体Ｗａのように、ステンレス製の金属パイプ２０の内周面２５に接して磁性材料（例えばフェライト）を含有した所定厚さの樹脂層３０Ａを形成し、その樹脂層３０Ａの内側の空間に非シールド電線１０を挿通させてもよい。この場合、樹脂層３０Ａの内周面に金属パイプ２０の軸方向に沿って延びる複数本の溝４０を形成しておくことで、各非シールド電線１０の挿通作業を容易にすることができる。

Claims (7)

1. 電気自動車に使用される車両用シールド導電体であって、
   前記電気自動車に取り付けられるパイプと、
   このパイプに挿通されて前記電気自動車の動力用線路を構成する電線とを備え、前記パイプは磁性材料を含有する合成樹脂層を有する車両用シールド導電体。
2. 前記パイプが金属製である請求の範囲第１項に記載の車両用シールド導電体。
3. 前記合成樹脂層が前記パイプの外側表面に設けられている請求の範囲第１項又は第２項に記載の車両用シールド導電体。
4. 前記合成樹脂層は、前記パイプの内側及び前記電線の外側に接して設けられた内部充填樹脂層である請求の範囲第１項又は第２項に記載の車両用シールド導電体。
5. 前記パイプはＳＵＳ４３０のステンレス鋼により形成されている請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の車両用シールド導電体。
6. 前記電線は非シールド電線であって、前記パイプに３本が挿通されて三相交流電力が送電される請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の車両用シールド導電体。
7. 前記磁性材料がフェライト粉末である請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の車両用シールド導電体。

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