WO2007029801A1 - 車両用シールド導電体 - Google Patents

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pipe
vehicle
resin layer
stainless steel
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Kunihiko Watanabe
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Autonetworks Technologies, Ltd.
Sumitomo Wiring Systems, Ltd.
Sumitomo Electric Industries, Ltd.
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/16—Rigid-tube cables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • B60L2270/10—Emission reduction
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle shield conductor that is attached to an electric vehicle.
  • shield conductor for example, there is a shield conductor that houses and protects a plurality of unshielded electric wires in a metal pipe and uses the noise as an electromagnetic shield functional layer.
  • Known see Patent Document 1;).
  • Patent Document 1 it is considered to use a stainless steel pipe excellent in corrosion resistance.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-171952
  • the stainless steel pipe has inferior shielding characteristics in a high frequency band of, for example, 100 MHz or more, the shield conductor cannot exhibit a sufficient shielding effect in the high frequency band! /, There was a thing.
  • the present invention has been proposed in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a vehicle shield conductor capable of exhibiting a sufficient shielding effect even in a high frequency band.
  • a vehicle shield conductor of the present invention includes a pipe attached to an electric vehicle and an electric wire that is inserted through the pipe and forms a power line of the electric vehicle, and the pipe includes a synthetic material containing a magnetic material. It is the structure which has a resin layer.
  • the electromagnetic wave absorption energy P per unit volume in the magnetic material is expressed by the following approximate expression.
  • the electromagnetic wave absorption energy P is proportional to the magnitude of the magnetic loss ( ⁇ ⁇ “ ⁇ 2 ), and the magnetic loss is proportional to the frequency f and the magnitude of the complex permeability.
  • Iron is said to have an absolute value of complex permeability of about 1000, and exhibits a relatively large shielding effect even at high frequencies.However, iron is apt to crack and has poor corrosion resistance.For example, SUS430 that forms metal pipes Since ⁇ 20, the magnetic loss value at high frequency is smaller than that of iron, whereas ferrite is ⁇ 1000, and by using a large magnetic material such as ferrite, As a result, it is possible to increase the electromagnetic loss energy and increase the electromagnetic wave absorption energy, thereby providing a sufficient shielding effect.
  • FIG. 1 is a schematic internal structure of a vehicle using a shield conductor according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a shield conductor according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 A graph showing the shielding effect of a shield conductor in which a wire is housed in a braided wire woven with fine metal wires
  • FIG. 5 is a graph showing the shielding effect of the shield conductor of Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the shield conductor of Embodiment 2.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a shield conductor according to another embodiment.
  • Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the front of the vehicle body Bd of the electric vehicle EV is provided with an engine room.
  • the engine room houses an inverter Iv that constitutes a power circuit for driving a driving motor and a gasoline-driven engine Eg. Yes.
  • a battery Bt constituting a power circuit is mounted on the rear part of the vehicle body Bd.
  • a front wheel drive motor M is disposed below the engine room, and a rear wheel drive motor (not shown) is disposed at the rear of the vehicle body Bd.
  • the shield conductor Wa and the in-vehicle conductive path Wb are routed, and between the inverter and the front-wheel drive motor M, the in-vehicle conductive path Wb is routed.
  • a shield conductor Wa and an in-vehicle conductive path Wb are routed between Iv and the motor for driving the rear wheels.
  • the shield conductor Wa according to the present invention is configured by accommodating three unshielded electric wires 10 in a metal pipe 20.
  • the unshielded electric wire 10 is obtained by providing an insulating coating 12 made of a synthetic resin on the outside of a core wire 11 made of metal (for example, a copper alloy).
  • the core wire 11 also has a twisted wire or a single core wire force obtained by twisting a plurality of thin wires (not shown) in a spiral shape.
  • the cross section of the unshielded electric wire 10 is circular.
  • the metal pipe 20 accommodates and protects three unshielded electric wires 10, and is made of stainless steel having a circular cross section (here, SUS430).
  • the three unshielded electric wires 10 are passed through the metal pipe 20 and are substantially stacked in the pipe 20.
  • the inner diameter of the metal pipe 20 is approximately the same as that of the electric wire 10 group. Since the outer diameter is larger than the maximum outer diameter when stacked, the inside of the metal pipe 20 can be easily passed.
  • the metal pipe 20 is bent and molded into an appropriate shape after each unshielded electric wire 10 is inserted, and is fixed to the outer bottom surface of the vehicle body Bd via a bracket (not shown), for example.
  • the coating film 21 is formed over the entire outer peripheral surface of the metal pipe 20. Yes.
  • the coating film 21 is formed by applying a coating material containing a magnetic material (here, ferrite powder) to the entire outer peripheral surface of the metal plate 20.
  • the ferrite content and the thickness of the coating film 21 can be appropriately determined according to the required shielding characteristics, the environment in which the shield conductor Wa is used, etc., but in this embodiment, per 1 mm 2 of the coating film.
  • the ferrite content and the coating thickness were adjusted so that the amount of ferrite powder of 0.21 lmg.
  • Comparative Example 1 is a shield conductor in which three unshielded electric wires similar to those in the above example are accommodated in a braided shield layer formed by knitting a thin metal wire into a cylindrical shape, and Comparative Example 2 is also the same.
  • This is a shield conductor in which three unshielded electric wires are housed in a metal pipe (no paint film) made of SUS430 stainless steel.
  • a metal pipe no paint film
  • the shield conductor Wa of the present embodiment can achieve high shielding performance especially in a high frequency region of 100 MHz or higher.
  • the shield conductor Wa of the present embodiment is harder to crush than iron ones! ⁇ Since the coating film 21 is further formed on the surface of the SUS430 metal noise 20, the corrosion resistance Can be further increased.
  • SUS430 is cheaper than SUS304, the price of shield conductor Wa can be reduced as compared with the case of using SUS304.
  • Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the same components as those in Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the resin layer 30 is formed over the entire length of the metal noop 20 between each non-shielded electric wire 10 and the inner peripheral surface 25 of the stainless steel metal pipe 20. Yes.
  • This resin layer 30 is formed, for example, by filling HDI-based two-component urethane resin containing ferrite powder between each unshielded electric wire 10 and the inner peripheral surface 25 of the metal pipe 20. .
  • Each unshielded wire 10 The heat generated from the outer peripheral force of each insulation coating 12 also passes through the resin layer 30 and is transmitted to the inner peripheral surface 25 of the metal pipe 20, and is dissipated from the outer peripheral surface 26 of the metal pipe 20.
  • Wa can be prevented from becoming high temperature.
  • the ferrite powder 30 since the ferrite powder 30 is contained in the resin layer 30, the ferrite powder increases the magnetic loss in the high frequency band and increases the electromagnetic wave absorption energy P. Can improve the shielding effect.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately changing a part of the configuration without departing from the gist of the invention.
  • the shield conductor Wa accommodates three unshielded electric wires 10 in a metal pipe 20.
  • the unshielded electric wire 10 may be accommodated in one, two, or four or more metal pipes 20.
  • the shield conductor Wa has three unshielded electric wires 10 arranged in a substantially stacked manner.
  • It may be arranged in a straight line in the vertical or horizontal direction.
  • the shield conductor Wa has a circular cross section of the metal pipe 20, but may have a noncircular shape such as an elliptical shape or a square shape.
  • the shield conductor Wa is made of SUS430 stainless steel, but the metal pipe 20 may be made of other stainless steel or other metal.
  • a resin pipe containing powder, or a film containing magnetic powder formed on a pipe made of resin, may be used.
  • a force using ferrite powder as a magnetic material may be used, and other magnetic materials (for example, permalloy) may be used.
  • the coating film may be colored orange indicating that it is a high-pressure system, for example.
  • the oil layer 30A may be formed, and the unshielded electric wire 10 may be passed through the space inside the resin layer 30A.

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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

明 細 書
車両用シールド導電体
技術分野
[0001] 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。
背景技術
[0002] 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、当該ノイブ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。
特許文献 1 :特開 2004— 171952公報
[0003] 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!/、ことがあった。
[0004] 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。
発明の開示
[0005] 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 イブ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。
[0006] 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。
[0007] Poc co μ νΗ2 €ω μ Η2
ここで、 ω：電磁波の角速度（ = 2 π f )
μ：磁性体の複素透磁率の虚数部
〃: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、上記の近似式力 理解できるように、磁気損失（ω μ " Η2)の大きさに比例し、磁気損失は、周波数 f及び複素透磁率 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、鲭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 ≥ 1000であり、フェライトのよ うな 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 Ρ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。
[0008] パイプとしては金属パイプが好ましぐ中でも、 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 、フ ライトを用いることがより好ま 、。 図面の簡単な説明
[0009] [図 1]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
[図 2]実施形態 1のシールド導電体を示す断面図
[図 3]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
[図 4]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
[図 5]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
[図 6]高周波領域でのシールド効果を比較するグラフ
[図 7]実施形態 2のシールド導電体の断面図
[図 8]他の実施形態のシールド導電体の断面図
符号の説明
[0010] 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...榭脂層（充填榭脂層）
発明を実施するための最良の形態
[0011] <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 B d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、インバーター 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 ヽる。
[0012] 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力もなる。非シールド電線 10の断面は円形で ある。
[0013] 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。
[0014] 3本の非シールド電線 10は、金属パイプ 20内に揷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内を容易に揷通 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、 適宜の形状に曲げカ卩ェされ、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。
[0015] 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つて形成されて 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 イブ 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 2 1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 lmm2当たりのフェライト粉末 量が 0. 21 lmg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。
[0016] 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。
[0017] 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!、て高!、シールド性を得ることができた。
[0018] 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鲭び難!ヽ SUS430製の金属ノイブ 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。
[0019] 加えて、 SUS430は SUS304に比べて安価であること力ら、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。
[0020] <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 、榭脂層 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、前記金属ノィプ 20の全長に亘つて形成されている。この榭脂層 30は、例え ばフェライト粉末を含有させた HDI系 2液型ウレタン榭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の外周力も榭脂層 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。
[0021] さらに、本実施形態のシールド導電体 Waでは、榭脂層 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。
[0022] <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ぐ発明の要旨を逸脱しない 範囲内にお 、て構成の一部を適宜変更して実施することができる。
[0023] (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。
[0024] (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 、。
[0025] (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。
[0026] (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ぐまた、フエ ライト等の磁性粉末を含有する榭脂製のパイプや、榭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 、。
[0027] (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力 他の磁性 材料 (例えばパーマロイ）を用いてもょ ヽ。
[0028] (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ぐまた、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!/ヽ。
[0029] (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 2 0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榭脂層 30 Aを形成し、その榭脂層 30Aの内側の空間に非シールド電線 10を揷通させてもよい 。この場合、榭脂層 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の揷通作業を容易にすることが できる。

Claims

請求の範囲
[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 内部充填榭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本が揷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] 前記磁性材料カ^ヱ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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