ケーブル
【課題】冷媒の循環機構を設けることなく導体の通電による発熱を抑制することにより、取扱性の向上、許容電流の増大、導体の細径化を図ったケーブルを提供する。
【解決手段】導体及び該導体を覆う被覆部から構成された被覆電線と、この被覆電線を覆う絶縁被覆部と、を備えたケーブルにおいて、前記絶縁被覆部３の内側と前記複数の被覆電線２の外側との間の空隙部分に、炭素繊維、シリコン系材料の何れか１つ以上から構成された粒状の介在物４を充填した。
【解決手段】導体及び該導体を覆う被覆部から構成された被覆電線と、この被覆電線を覆う絶縁被覆部と、を備えたケーブルにおいて、前記絶縁被覆部３の内側と前記複数の被覆電線２の外側との間の空隙部分に、炭素繊維、シリコン系材料の何れか１つ以上から構成された粒状の介在物４を充填した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルに係り、例えば、電気自動車などの車両に搭載されたバッテリを急速充電するためのケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述した電気自動車などの車両に搭載されたバッテリを急速充電するためのケーブル（以下、急速充電ケーブルと略す）として、例えば図２に示されたものが知られている。同図に示すように、急速充電ケーブル１は、複数の被覆電線２と、この被覆電線２を覆う絶縁被覆部としてのシース３と、を備えている。上記被覆電線２は、導電性の導体２１と、この導体２１を覆う絶縁性の被覆部２２と、で構成されている。
【０００３】
上述した急速充電ケーブル１には、車両に搭載されたバッテリの充電を短時間で行うため、数十Ａから数百Ａの電流を流す必要がある。充電時間を短くするためには急速充電ケーブル１に大きな電流を流す必要があるが、導体２１の発熱による被覆部２２の劣化及び溶解を防ぐために許容電流値が決められている。
【０００４】
従って、大きな電流を流す場合には電流値に比例して導体２１外径を大きくする必要がある。また、従来の急速充電ケーブル１は、図２に示すように、キャブタイヤケーブル構造を基本としているため、電力を供給する導体２１の周囲には熱抵抗の大きなシース３で覆われており、シース３内に熱がこもりやすい。このため、導体２１の発熱により温度が上昇しやすく許容電流増大の妨げになっている。
【０００５】
そこで、導体の通電による発熱を抑制するために、例えば、図３に示されたものが提案されている。同図に示すように、急速充電ケーブル１には、シース３の内側と被覆電線２の外側との間に空隙が設けられている。そして、この空隙内を冷媒５となる水、油、空気などで満たして、循環させることで導体２１の温度を調整できる。
【０００６】
また、図４に示されたものも提案されている（特許文献１、２）。同図に示すように、急速充電ケーブル１には、水、油、空気などの冷媒５の循環経路となるパイプ状の管６が設けられ、この管６を被覆電線２に沿わせることで導体２１の温度を調整できる。
【０００７】
しかしながら、上述した従来の急速充電ケーブル１では、大きな冷却効果による許容電流の増大、導体の細径化が可能になる反面、冷媒５を循環させるための循環機構が急速充電ケーブル１の両端末で必要となる。また、可とう性が要求される急速充電ケーブル１に適用する場合には、端末部に組み付けする充電コネクタにも冷媒５の循環機構が必要となる。
【０００８】
これにより、充電コネクタが大きくなり、取扱性が損なわれる可能性がある。また、屈曲等の負荷により、冷媒５の循環経路が遮断されないような強度、機構も必要となり、十分な可とう性、取扱性を確保することが困難になる可能性がある。さらに、地面への擦れやその他外力により冷媒５が漏れる危険性も考えられる、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１０６３６２号公報
【特許文献２】特開昭５９−５６３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、冷媒の循環機構を設けることなく導体の通電による発熱を抑制することにより、取扱性の向上、許容電流の増大、導体の細径化を図ったケーブルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、導体及び該導体を覆う被覆部から構成された被覆電線と、この被覆電線を覆う絶縁被覆部と、を備えたケーブルにおいて、前記絶縁被覆部の内側と前記複数の被覆電線の外側との間の空隙部分に、炭素繊維、シリコン系材料の何れか１つ以上から構成された介在物を充填したことを特徴とするケーブルに存する。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記介在物が、テープ状、繊維状、粒状、又はジェル状であることを特徴とする請求項１に記載のケーブルに存する。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、絶縁被覆部の内側と複数の被覆電線の外側との間の空隙部分に、炭素繊維、シリコン系材料の何れか１つから構成された介在物を充填する。これら炭素繊維、シリコン系材料は非常に熱抵抗の低い材料であるため、導体で発生した熱を速やかに絶縁被覆部に伝達し放熱を促して、導体の温度上昇を抑制すことができる。このため、冷媒の循環機構を設けることなく導体の通電による発熱を抑制することにより、取扱性の向上、許容電流の増大、導体の細径化を図ることができる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、介在物が、テープ状、繊維状、粒状、又はジェル状であるので、ケーブルの屈曲性を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のケーブルとしての急速充電ケーブルの断面図である。
【図２】従来のケーブルの一例を示す断面図である。
【図３】従来のケーブルの一例を示す断面図である。
【図４】従来のケーブルの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のケーブルを図面に基づいて説明する。図１は、本発明のケーブルとしての急速充電ケーブルの断面図である。同図に示すように、急速充電ケーブル１は、複数の被覆電線２と、これら被覆電線２を覆う絶縁被覆部としてのシース３と、介在物４と、を備えている。
【００１７】
被覆電線２は各々、導電性の導体２１と、この導体２１を被覆する絶縁性の被覆部２２と、を備えている。上記シース３は、例えばゴムやビニールなどの絶縁部材から構成され、熱抵抗が大きい。このシース３の固有熱抵抗は、およそ６００℃ｃｍ／Ｗ程度であり、一般的に使用される断熱材と同等程度である。このため、導体２１の通電により発生する熱がシース３内部にこもり、導体２１の温度上昇を促進してしまう。
【００１８】
上記介在物４は、図１に示すように、粒状に形成されていて、これら粒状に形成された複数の介在物４が、被覆電線２の外側とシース３の内側との間の空隙部分の一部、又は、全部に充填されている。この介在物４は、炭素繊維、シリコン系材料の何れか１つ以上から構成されていて、空隙部分を循環することなくその場に留まっている。
【００１９】
上述した急速充電ケーブル１によれば、シース３の内側と複数の被覆電線２の外側との間の空隙部分に、炭素繊維、シリコン系材料の何れか１つから構成された介在物４を充填している。これら炭素繊維、シリコン系材料は非常に熱抵抗の低い材料であるため、導体２１で発生した熱を速やかにシース３に伝達し放熱を促して、導体２１の温度上昇を抑制することができる。即ち、介在物４を循環させなくても導体２１の温度上昇を抑制することができるため、冷媒の循環機構を設けることなく導体２１の通電による発熱を抑制することにより、取扱性の向上、許容電流の増大、導体２１の細径化を図ることができる。
【００２０】
次に、上述したように低熱抵抗の介在物４を充電した場合の許容電流について検討してみる。上記導体２１の許容電流Ｉは一般的に下記の式（１）で与えられる。
Ｉ＝√｛（Ｔ１−Ｔ２）／（ｒ×Ｒ）｝ …（１）
Ｔ１：急速充電ケーブル１の常時許容温度、Ｔ２：基底温度、ｒ：交流導体抵抗、Ｒ：全熱抵抗（＝被覆部２２の熱抵抗＋介在物４の熱抵抗＋シース３の熱抵抗）
【００２１】
式（１）から明らかなように許容電流Ｉは全熱抵抗Ｒと反比例の関係にある。この全熱抵抗Ｒは介在物４の熱抵抗も含まれており、介在物４の熱抵抗を低くすると許容電流Ｉを増大できることが分かる。ここで、急速充電ケーブル１の種類にもよるが、シース３の内側と複数の被覆電線２の外側との間の空隙部分はシース３内径の約５０％を占めている。例えば、上記介在物４により、空隙部分に何も充填しない場合（即ち空気を充填した場合）に比べて全熱抵抗Ｒが５０％低減すると許容電流Ｉを約５％大きくできる。
【００２２】
また、上述した急速充電ケーブル１によれば、介在物４は粒状に形成されている。これにより、急速充電ケーブル１の屈曲性を損なうことがない。
【００２３】
なお、上述した急速充電ケーブル１によれば、介在物４が粒状に形成されているが、本発明はこれに限ったものではない。介在物４としては、テープ状、繊維状、ジェル状であってもよい。この場合も、急速充電ケーブル１の屈曲性を損なうことがない。
【００２４】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１ 急速充電ケーブル
２ 被覆電線
３ シース（絶縁被覆部）
４ 介在物
２１ 導体
２２ 被覆部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルに係り、例えば、電気自動車などの車両に搭載されたバッテリを急速充電するためのケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述した電気自動車などの車両に搭載されたバッテリを急速充電するためのケーブル（以下、急速充電ケーブルと略す）として、例えば図２に示されたものが知られている。同図に示すように、急速充電ケーブル１は、複数の被覆電線２と、この被覆電線２を覆う絶縁被覆部としてのシース３と、を備えている。上記被覆電線２は、導電性の導体２１と、この導体２１を覆う絶縁性の被覆部２２と、で構成されている。
【０００３】
上述した急速充電ケーブル１には、車両に搭載されたバッテリの充電を短時間で行うため、数十Ａから数百Ａの電流を流す必要がある。充電時間を短くするためには急速充電ケーブル１に大きな電流を流す必要があるが、導体２１の発熱による被覆部２２の劣化及び溶解を防ぐために許容電流値が決められている。
【０００４】
従って、大きな電流を流す場合には電流値に比例して導体２１外径を大きくする必要がある。また、従来の急速充電ケーブル１は、図２に示すように、キャブタイヤケーブル構造を基本としているため、電力を供給する導体２１の周囲には熱抵抗の大きなシース３で覆われており、シース３内に熱がこもりやすい。このため、導体２１の発熱により温度が上昇しやすく許容電流増大の妨げになっている。
【０００５】
そこで、導体の通電による発熱を抑制するために、例えば、図３に示されたものが提案されている。同図に示すように、急速充電ケーブル１には、シース３の内側と被覆電線２の外側との間に空隙が設けられている。そして、この空隙内を冷媒５となる水、油、空気などで満たして、循環させることで導体２１の温度を調整できる。
【０００６】
また、図４に示されたものも提案されている（特許文献１、２）。同図に示すように、急速充電ケーブル１には、水、油、空気などの冷媒５の循環経路となるパイプ状の管６が設けられ、この管６を被覆電線２に沿わせることで導体２１の温度を調整できる。
【０００７】
しかしながら、上述した従来の急速充電ケーブル１では、大きな冷却効果による許容電流の増大、導体の細径化が可能になる反面、冷媒５を循環させるための循環機構が急速充電ケーブル１の両端末で必要となる。また、可とう性が要求される急速充電ケーブル１に適用する場合には、端末部に組み付けする充電コネクタにも冷媒５の循環機構が必要となる。
【０００８】
これにより、充電コネクタが大きくなり、取扱性が損なわれる可能性がある。また、屈曲等の負荷により、冷媒５の循環経路が遮断されないような強度、機構も必要となり、十分な可とう性、取扱性を確保することが困難になる可能性がある。さらに、地面への擦れやその他外力により冷媒５が漏れる危険性も考えられる、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１０６３６２号公報
【特許文献２】特開昭５９−５６３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、冷媒の循環機構を設けることなく導体の通電による発熱を抑制することにより、取扱性の向上、許容電流の増大、導体の細径化を図ったケーブルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、導体及び該導体を覆う被覆部から構成された被覆電線と、この被覆電線を覆う絶縁被覆部と、を備えたケーブルにおいて、前記絶縁被覆部の内側と前記複数の被覆電線の外側との間の空隙部分に、炭素繊維、シリコン系材料の何れか１つ以上から構成された介在物を充填したことを特徴とするケーブルに存する。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記介在物が、テープ状、繊維状、粒状、又はジェル状であることを特徴とする請求項１に記載のケーブルに存する。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、絶縁被覆部の内側と複数の被覆電線の外側との間の空隙部分に、炭素繊維、シリコン系材料の何れか１つから構成された介在物を充填する。これら炭素繊維、シリコン系材料は非常に熱抵抗の低い材料であるため、導体で発生した熱を速やかに絶縁被覆部に伝達し放熱を促して、導体の温度上昇を抑制すことができる。このため、冷媒の循環機構を設けることなく導体の通電による発熱を抑制することにより、取扱性の向上、許容電流の増大、導体の細径化を図ることができる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、介在物が、テープ状、繊維状、粒状、又はジェル状であるので、ケーブルの屈曲性を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のケーブルとしての急速充電ケーブルの断面図である。
【図２】従来のケーブルの一例を示す断面図である。
【図３】従来のケーブルの一例を示す断面図である。
【図４】従来のケーブルの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のケーブルを図面に基づいて説明する。図１は、本発明のケーブルとしての急速充電ケーブルの断面図である。同図に示すように、急速充電ケーブル１は、複数の被覆電線２と、これら被覆電線２を覆う絶縁被覆部としてのシース３と、介在物４と、を備えている。
【００１７】
被覆電線２は各々、導電性の導体２１と、この導体２１を被覆する絶縁性の被覆部２２と、を備えている。上記シース３は、例えばゴムやビニールなどの絶縁部材から構成され、熱抵抗が大きい。このシース３の固有熱抵抗は、およそ６００℃ｃｍ／Ｗ程度であり、一般的に使用される断熱材と同等程度である。このため、導体２１の通電により発生する熱がシース３内部にこもり、導体２１の温度上昇を促進してしまう。
【００１８】
上記介在物４は、図１に示すように、粒状に形成されていて、これら粒状に形成された複数の介在物４が、被覆電線２の外側とシース３の内側との間の空隙部分の一部、又は、全部に充填されている。この介在物４は、炭素繊維、シリコン系材料の何れか１つ以上から構成されていて、空隙部分を循環することなくその場に留まっている。
【００１９】
上述した急速充電ケーブル１によれば、シース３の内側と複数の被覆電線２の外側との間の空隙部分に、炭素繊維、シリコン系材料の何れか１つから構成された介在物４を充填している。これら炭素繊維、シリコン系材料は非常に熱抵抗の低い材料であるため、導体２１で発生した熱を速やかにシース３に伝達し放熱を促して、導体２１の温度上昇を抑制することができる。即ち、介在物４を循環させなくても導体２１の温度上昇を抑制することができるため、冷媒の循環機構を設けることなく導体２１の通電による発熱を抑制することにより、取扱性の向上、許容電流の増大、導体２１の細径化を図ることができる。
【００２０】
次に、上述したように低熱抵抗の介在物４を充電した場合の許容電流について検討してみる。上記導体２１の許容電流Ｉは一般的に下記の式（１）で与えられる。
Ｉ＝√｛（Ｔ１−Ｔ２）／（ｒ×Ｒ）｝ …（１）
Ｔ１：急速充電ケーブル１の常時許容温度、Ｔ２：基底温度、ｒ：交流導体抵抗、Ｒ：全熱抵抗（＝被覆部２２の熱抵抗＋介在物４の熱抵抗＋シース３の熱抵抗）
【００２１】
式（１）から明らかなように許容電流Ｉは全熱抵抗Ｒと反比例の関係にある。この全熱抵抗Ｒは介在物４の熱抵抗も含まれており、介在物４の熱抵抗を低くすると許容電流Ｉを増大できることが分かる。ここで、急速充電ケーブル１の種類にもよるが、シース３の内側と複数の被覆電線２の外側との間の空隙部分はシース３内径の約５０％を占めている。例えば、上記介在物４により、空隙部分に何も充填しない場合（即ち空気を充填した場合）に比べて全熱抵抗Ｒが５０％低減すると許容電流Ｉを約５％大きくできる。
【００２２】
また、上述した急速充電ケーブル１によれば、介在物４は粒状に形成されている。これにより、急速充電ケーブル１の屈曲性を損なうことがない。
【００２３】
なお、上述した急速充電ケーブル１によれば、介在物４が粒状に形成されているが、本発明はこれに限ったものではない。介在物４としては、テープ状、繊維状、ジェル状であってもよい。この場合も、急速充電ケーブル１の屈曲性を損なうことがない。
【００２４】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１ 急速充電ケーブル
２ 被覆電線
３ シース（絶縁被覆部）
４ 介在物
２１ 導体
２２ 被覆部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体及び該導体を覆う被覆部から構成された被覆電線と、この被覆電線を覆う絶縁被覆部と、を備えたケーブルにおいて、
前記絶縁被覆部の内側と前記複数の被覆電線の外側との間の空隙部分に、炭素繊維、シリコン系材料の何れか１つ以上から構成された介在物を充填した
ことを特徴とするケーブル。
【請求項２】
前記介在物が、テープ状、繊維状、粒状、又はジェル状である
ことを特徴とする請求項１に記載のケーブル。
【請求項１】
導体及び該導体を覆う被覆部から構成された被覆電線と、この被覆電線を覆う絶縁被覆部と、を備えたケーブルにおいて、
前記絶縁被覆部の内側と前記複数の被覆電線の外側との間の空隙部分に、炭素繊維、シリコン系材料の何れか１つ以上から構成された介在物を充填した
ことを特徴とするケーブル。
【請求項２】
前記介在物が、テープ状、繊維状、粒状、又はジェル状である
ことを特徴とする請求項１に記載のケーブル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１４６５４２（Ｐ２０１２−１４６５４２Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４６０６（Ｐ２０１１−４６０６）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]