シールド導電体
【課題】 シールド導電体の小径化を図る。
【解決手段】 シールドパイプ２０に貫通される導体１０は、ヒートパイプ１１の端部に端子１５を設けた形態であり、導体１０に通電したときに生じる熱は、ヒートパイプ１１内において作動流体が蒸発と凝縮を繰り返しつつ循環移動することによりヒートパイプ１１外へ放出される。導体１０のほぼ全体が放熱性能に優れるヒートパイプ１１によって構成されるようにしたので、ヒートパイプの端部に棒材を接続したものに比べると導体全体の放熱効率に優れ、導体１０全体を小径化することができる。
【解決手段】 シールドパイプ２０に貫通される導体１０は、ヒートパイプ１１の端部に端子１５を設けた形態であり、導体１０に通電したときに生じる熱は、ヒートパイプ１１内において作動流体が蒸発と凝縮を繰り返しつつ循環移動することによりヒートパイプ１１外へ放出される。導体１０のほぼ全体が放熱性能に優れるヒートパイプ１１によって構成されるようにしたので、ヒートパイプの端部に棒材を接続したものに比べると導体全体の放熱効率に優れ、導体１０全体を小径化することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド導電体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車などの車両に搭載されるシールド導電体としては、複数本のノンシールド電線を、金属細線をメッシュ状に編んだ筒状の編組線からなるシールド部材で包囲することにより一括してシールドする構造のものが考えられている。この種のシールド導電体においてシールド部材と電線を保護する方法としては、一般に、シールド部材を合成樹脂製のプロテクタで包囲する手段がとられるが、プロテクタを用いると部品点数が増えるという問題がある。
そこで、本願出願人は、特許文献１に記載されているように、ノンシールド電線を金属製のパイプ内に挿通する構造を提案した。この構造によれば、パイプが、電線をシールドする機能と電線を保護する機能を発揮するので、シールド部材とプロテクタを用いたシールド導電体に比べて部品点数が少なくて済むという利点がある。
【特許文献１】特開２００４−１７１９５２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
パイプを用いたシールド導電体では、電線とパイプとの間に空気層が存在しているため、通電時に電線で発生した熱が、熱伝導率の低い空気によって遮断されてパイプに伝わり難く、しかも、パイプには、編組線における編み目の隙間のような外部との通気経路が存在しないため、電線で発生した熱がパイプの内部に籠もり易く、放熱性が低くなる傾向がある。
ここで、導体に所定の電流を流したときの発熱量は、導体の断面積が大きい程小さくなり、発熱に起因する導体の温度上昇値は、導電路の放熱性が高いほど小さく抑えられる。したがって、導体の温度上昇値に上限が定められている環境下では、上記のように放熱効率の低いシールド導電体の場合、導体の断面積を大きくして発熱量を抑える必要がある。
ところが、導体の断面積を増大することは、シールド導電体が大径化し重量化することを意味するため、その対策が望まれる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、シールド導電体の小径化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、シールドパイプと、前記シールドパイプに貫通され、端部が他の導電手段に接続される端子とされている導体とを備えてなるものであって、前記導体が、ヒートパイプの端部に前記端子を設けた形態とされているところに特徴を有する。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記ヒートパイプが、金属管材の端部を潰れ変形させて閉塞することで前記金属管材の内部に作動流体を封入した形態とされているものであって、前記金属管材の端面に、前記ヒートパイプとは別体の端子が固着されているところに特徴を有する。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記ヒートパイプに、放熱フィンを有するヒートシンクが設けられているところに特徴を有する。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記ヒートパイプの放熱部が、自動車の車体に対して取付け可能とされており、前記放熱部を前記車体に取り付けた状態では、前記放熱部の熱が前記車体へ伝達されるようになっているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
＜請求項１の発明＞
導体としてのヒートパイプに通電したときに生じる熱は、ヒートパイプ内において作動液が蒸発と凝縮を繰り返しつつ循環移動することによりヒートパイプの外部へ放出される。本発明では、導体自体が放熱機能を備えており、導体の熱を別の放熱部材に伝達して放出するものに比べて、放熱効率に優れているので、導体の断面積、即ち外径を小さくすることができる。
ヒートパイプを用いた導体の形態としては、ヒートパイプの端部に金属製の棒材の基端部を接続し、その棒材の先端部を端子とするものも考えられるが、このような形態では、棒材の放熱効率がヒートパイプに比べて低いことから、発熱を抑えるために棒材をヒートパイプよりも大径にする必要があり、その結果、導体の全体を小径化することができなくなる。その点、本発明では、ヒートパイプの端部に端子を設ける形態としたことで、導体のほぼ全体が放熱性能の高いヒートパイプによって構成されるようにしたので、ヒートパイプの端部に棒材を接続したものに比べると、導体全体の放熱効率に優れ、導体全体を小径化することができる。
【０００９】
＜請求項２の発明＞
ヒートパイプの端面の閉塞部分が端子によって覆い隠されるので、ヒートパイプ内の作動流体の漏出が確実に防止される。
【００１０】
＜請求項３の発明＞
通電によってヒートパイプに生じた熱は、ヒートシンクの放熱フィンの表面から大気中に放出される。本発明によれば、ヒートパイプの外周面から直接大気中に放熱する場合に比べて、放熱面積が広いので、放熱効率に優れている。
【００１１】
＜請求項４の発明＞
本発明では、自動車の車体が熱容量の大きい吸熱体及び走行風が活用できることで効率的な放熱体として利用可能であることに着目し、ヒートパイプの放熱部を自動車の車体に取り付けることができるようにした。放熱部を車体に取り付けた状態では、車体の吸熱性能と放熱性能により、放熱部と車体との間の温度勾配が保たれて放熱部から車体側へ熱が効率的に伝達される。したがって、放熱部の熱を大気中に放出する手段に比べて、放熱効率が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図４を参照して説明する。電気自動車ＥＶ（本発明の構成要件である自動車）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Ｍｏを駆動するための動力回路を構成する機器Ｍａ（例えば、インバータ）とガソリン駆動用のエンジンＥｇとが収容されている。車体Ｂｄの後部（例えば、トランクルーム）には動力回路を構成する機器Ｍｂ（例えば、バッテリ）が搭載されている。２つの機器Ｍａ，Ｍｂとの間にはシールド導電体Ｗａと車内用導電体Ｗｂが配索されている。
【００１３】
シールド導電体Ｗａは、３本の導体１０と、一括シールド機能及び導体保護機能を兼ね備える金属製（例えば、アルミニウム合金、ステンレス、銅、銅合金等）のシールドパイプ２０とを備えて構成される。導体１０は、ヒートパイプ１１の前端部に端子１５を固着するとともに、ヒートパイプ１１の後端部に接続部材（図示せず）を接続した形態とされている。ヒートパイプ１１は、その内部の気密状に封止されている作動空間に作動流体（例えば、水）を封入した周知の構造のものであり、各ヒートパイプ１１の外周は、夫々、合成樹脂製の絶縁被覆１２で覆われている。
【００１４】
ヒートパイプ１１は、円筒形の金属管材１３からなり、金属管材１３の内周には、ヒートパイプ１１の低温側（放熱部１６）に移動した作動流体を高温側へ戻すためのウイック（図示せず）が貼り付けられている。ヒートパイプ１１の製造に際しては、まず、金属管材１３の基端部（下端部）を、プレスにより縮径変形させることで気密状に封止し、金属管材１３の内部に作動流体を注入し、その後、ヒートパイプ１１の先端部（上端部）を、プレスにより縮径変形させることで気密状に封止する。また、縮径変形させる部分は、絶縁被覆１２が除去されており、その外周には金属製（例えば、銅又は銅合金製）のスリーブ１４が外嵌されている。このスリーブ１４の外径は、ヒートパイプ１１のうち縮径変形させられていない大部分の領域の外径とほぼ同じ寸法となっている。また、ヒートパイプ１１の前後両端面は、ヒートパイプ１１の軸線（長さ方向）と直角な平坦面となっている。この平坦面は、縮径変形させられた金属管材１３の端面によって形成される円形部と、この金属管材１３の円を略同心状に包囲するスリーブ１４の端面によって形成される円環部とから構成されるが、金属管材１３による円形部の端面とスリーブ１４による円環部の端面とは面一状に連続している。
上記のようにして製造された３本のヒートパイプ１１は１本のシールドパイプ２０に一括して貫通され、ヒートパイプ１１の前後両端部はシールドパイプ２０の外部へ導出（突出）されている。
【００１５】
ヒートパイプ１１の前端部には、ヒートパイプ１１とは別体部品である端子１５が導通可能に固着されている。端子１５は、金属製（例えば、銅、銅合金、アルミニウム合金等）であり、全体として細長い円柱形をなす。端子１５の前端部は半球形をなし、端子１５の後端面は、端子１５の軸線と直角な平坦面となっている。そして、端子１５の後端面は、ヒートパイプ１１の前端面に対し冷間圧接法等により導通可能に且つ同心状に固着されている。また、端子１５の外径はスリーブ１４（ヒートパイプ１１）の外径と同寸法であるため、端子１５の外周面とスリーブ１４（ヒートパイプ１１）の外周面とは滑らかに連続している。
【００１６】
かかる導体１０の前端部はハーネス側コネクタ２５に取り付けられている。ハーネス側コネクタ２５は、合成樹脂製の雄側ハウジング２６内に３つのキャビティ２７を形成したものであり、各キャビティ２７内に導体１０の前端部、即ち端子１５と、ヒートパイプ１１の前端部が収容されている。また、雄側ハウジング２６の前端部には、嵌合凹部２８が形成され、嵌合凹部２８内に、端子１５の略前半部分が突出されている。
【００１７】
一方、ヒートパイプ１１の後端部には、シールド導電体Ｗａに車内用導体１０Ｗｂを接続させるための手段として、後端部にオープンバレル状の圧着部が形成された金属製の棒状をなす接続部材（図示せず）の前端部が、冷間圧接等によって導通可能に且つ同軸状に固着されている。
車内用導電体Ｗｂは、可撓性を有するノンシールドタイプの３本の電線（図示せず）を、金属細線をメッシュ状に編んだ編組線からなる可撓性シールド部材で一括して包囲したものであり、接続部材の圧着部には、車内用導電体Ｗｂの電線の端末部における樹脂被覆を剥いて露出させた撚り線からなる芯線が圧着により導通可能に固着されている。また、車内用導電体Ｗｂの可撓性シールド部材の前端部が、シールド導電体Ｗａのシールドパイプ２０の後端部に導通可能に接続されている。
【００１８】
シールド導電体Ｗａは、車体Ｂｄの床下（床板Ｆｐの下方）に沿うように概ね水平に配索されている。シールド導電体Ｗａの前後両端部においては、シールドパイプ２０の前端部がブラケット２１により車体Ｂｄに吊下状態で固定されている。シールドパイプ２０から突出した導体１０の前端側部分のうちシールドパイプ２０に近い部分は、放熱部１６となっており、この放熱部１６が、ヒートシンク３０によって床板Ｆｐの外面（下面）に固定されている。一方、シールド導電体Ｗａの後端部に接続された車内用導体１０Ｗｂは、床板Ｆｐを貫通して車内に配索され、機器Ｍｂに接続されている。
【００１９】
次に、ヒートシンク３０について説明する。
ヒートシンク３０は、保持体３１と固定具３４とを備えて構成される。
保持体３１は、熱伝導率の高い金属材料からなり、略直方形（ブロック状）をなしている。保持体３１には、前後方向に貫通する３本の保持孔３２が形成され、各保持孔３２には、導体１０のうちシールドパイプ２０から外部前方に突出した放熱部１６、即ちヒートパイプ１１における絶縁被覆１２で覆われた部分が貫通されている。絶縁被覆１２の外周と保持孔３２の内周との間には殆ど隙間が空かないようになっている。また、保持体３１の左右両側縁からは、一対のリブ３３が突出形成されている。
【００２０】
固定具３４は、金属板材からなり、保持体３１の下面と左右両側面に面接触する略「コ」字形の覆い部３５と、覆い部３５の左右両側縁から延出してリブ３３の下面に面接触する左右一対の支持板部３６と、覆い部３５の外面から略直角に延出する板状の放熱フィン３７とからなる。固定具３４の支持板部３６には、金属製のボルト３８が下方から貫通されている。ボルト３８は、保持体３１のリブ３３を貫通して、床板Ｆｐの雌ネジ部（図示せず）に螺合されている。このボルト３８の締付けにより、固定具３４と保持体３１とヒートパイプ１１が車体Ｂｄ（床板Ｆｐ）に取り付けられ、保持体３１とリブ３３の上面が床板Ｆｐの下面（外面）に面接触する状態で固定されている。
【００２１】
また、固定具３４とハーネス側コネクタ２５との間には、ヒートシンク３０（保持体３１）から前方へ突出している３本の導体１０を一括してシールドする筒状の前部シールド部材４０が設けられている。前部シールド部材４０の後端部は保持体３１の前端面に固着され、前部シールド部材４０の前端部は、雄側ハウジング２６を包囲するように設けられる筒状のシールドシェル（図示せず）に接続されている。一方、固定具３４の後端部とシールドパイプ２０の前端部との間には、３本の導体１０を一括して包囲する筒状の後部シールド部材４１を介して導通可能に接続されている。
【００２２】
機器Ｍａには機器側コネクタ５０が設けられている。機器側コネクタ５０は、機器を構成する金属製のシールドケース５１の取付孔５２に貫通するように取り付けられた雌側ハウジング５３と、雌側ハウジング５３内に収容した雌端子金具５４（本発明の構成要件である他の導電手段）とから構成される。雌端子金具５４の接続孔５５内には筒状の弾性接触片５６が収容されている。
かかる機器側コネクタ５０には、ハーネス側コネクタ２５が嵌合されている。嵌合状態では、ハーネス側コネクタ２５の嵌合凹部２８に機器側コネクタ５０の雌側ハウジング５３の先端部が嵌入され、端子１５が雌端子金具５４の接続孔５５内に嵌入され、弾性接触片５６が端子１５の外周に対して弾性接触し、もって、端子１５と雌端子金具５４が導通可能に接続される。また、シールドシェルの前端部がシールドケース５１に接続される。
【００２３】
次に、本実施形態の作用を説明する。
導体１０に通電すると、導体１０を構成するヒートパイプ１１が発熱する。通電が続くと、シールドパイプ２０の内部ではヒートパイプ１１が高温となり、シールドパイプ２０の前方外部に位置するヒートパイプ１１の放熱部１６が低温部となるため、シールドパイプ２０の内部と放熱部１６との間で温度勾配が生じる。すると、シールドパイプ２０の内部でヒートパイプ１１内の作動流体が蒸発して潜熱を吸収し、その蒸気が放熱部１６に向けて移動し、放熱部１６において蒸気が凝縮して潜熱を放出し、作動流体となって高温側へ戻る。これが繰り返されることにより、シールドパイプ２０内の熱が放熱部１６へ移動する。
【００２４】
また、導体１０のうち放熱部１６よりも前方の領域は、シールドパイプ２０の外部に露出しているため、シールドパイプ２０で包囲されている領域に比べて温度上昇は低いものの、ヒートシンク３０に接続されている放熱部１６よりも温度は高くなる。したがって、導体１０のうち放熱部１６（ヒートシンク３０）から端子１５に至る領域においても、ヒートパイプ１１内の作動流体が蒸発して潜熱を吸収し、その蒸気が放熱部１６に向けて移動し、放熱部１６において蒸気が凝縮して潜熱を放出し、作動流体となって高温側へ戻る、という動作が繰り返され、放熱部１６より前方で発生した熱も、シールドパイプ２０内で発生した熱と同様、放熱部１６へ移動する。
【００２５】
放熱部１６に移動した熱は、放熱部１６の外面から保持体３１に伝達され、保持体３１の内部を移動する。保持体３１の図２及び図３における上面に移動した熱は、金属製の床板Ｆｐに伝わって、床板Ｆｐから車体Ｂｄ全体に拡がる。また、保持体３１の図２及び図３における下面及び図３における左右両側面に移動した熱は、固定具３４に伝わり、固定具３４の表面から大気中に放散されるとともに、固定具３４から放熱フィン３７へ移動して放熱フィン３７の表面から大気中に放散される。
【００２６】
上述のように本実施形態においては、導体１０に通電したときに生じる熱が、ヒートパイプ１１内において作動流体が蒸発と凝縮を繰り返しつつ循環移動することにより放熱部１６へ移動し、放熱部１６から放出されるようになっている。このように、導体１０自体が放熱機能を備えており、導体１０の熱を別の放熱部１６材に伝達して放出するものに比べて、放熱効率に優れているので、導体１０の断面積、即ち外径を小さくすることができる。
【００２７】
また、ヒートパイプを用いた導体の形態としては、ヒートパイプの端部に金属製の棒材の基端部を接続し、その棒材の先端部を端子とするものも考えられるが、このような形態では、棒材の放熱効率がヒートパイプに比べて低いことから、発熱を抑えるために棒材をヒートパイプよりも大径にする必要があり、その結果、導体の全体を小径化することができなくなる。その点、本実施形態では、ヒートパイプ１１の端部に端子１５を設ける形態としたことで、導体１０のほぼ全体が放熱性能の高いヒートパイプ１１によって構成されるようにしたので、ヒートパイプの端部に棒材を接続したものに比べると、導体１０全体の放熱効率に優れ、導体１０全体を小径化することができる。
【００２８】
また、ヒートパイプ１１の放熱部１６に、放熱フィン３７を有するヒートシンク３０が設けられているので、通電によってヒートパイプ１１に生じた熱は、ヒートシンク３０の放熱フィン３７の表面から大気中に放出される。つまり、本実施形態によれば、放熱面積が広いので、ヒートパイプ１１の外周面から直接大気中に放熱する場合に比べて、放熱効率に優れている。
【００２９】
さらに、自動車の車体Ｂｄが熱容量の大きい吸熱体及び放熱体として利用可能であることに着目し、ヒートパイプ１１の放熱部１６を車体Ｂｄの床板Ｆｐに取り付けるようにした。放熱部１６を車体Ｂｄに取り付けた状態では、車体Ｂｄの吸熱性能の放熱性能により、放熱部１６と車体Ｂｄとの間の温度勾配が保たれて放熱部１６から車体Ｂｄ側へ熱が効率的に伝達される。したがって、放熱部１６の熱を大気中に放出する手段に比べて、放熱効率が良い。
【００３０】
また、ヒートパイプ１１は、金属管材１３の端部を潰れ変形させて閉塞することで金属管材１３の内部に作動流体を封入した形態とされているものであるが、金属管材１３の端面に、ヒートパイプ１１とは別体の端子１５を固着したので、ヒートパイプ１１の端部の閉塞部分（前端面）が端子１５（の後端面）によって覆い隠されている。これにより、ヒートパイプ１１内の作動流体の漏出が確実に防止されている。
【００３１】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態ではヒートパイプの放熱部にヒートシンクを設けたが、本発明によれば、このようなヒートシンクを設けず、放熱部から大気中に熱を放出させてもよい。
（２）上記実施形態では１つのシールドパイプ内に３本のヒートパイプを挿通したが、本発明によれば、１つのシールドパイプに挿通されるヒートパイプの本数は１本、２本、４本以上のいずれとしてもよい。
（３）上記実施形態ではヒートパイプの放熱部の熱を車体に伝達するようにしたが、本発明によれば、放熱部の熱は、車内用導電体の導体に伝達させてもよく、放熱部から大気中に放出させてもよい。
（４）上記実施形態ではヒートパイプ（金属管材）の内周にウイックを張り付けたが、本発明によれば、ウイックを設けない形態としてもよい。
（５）上記実施形態では端子をヒートパイプとは別体の部品としたが、本発明によれば、ヒートパイプの端部を端子としてもよい。
（６）上記実施形態では端子がヒートパイプの端部の閉塞部を覆い隠すようにしたが、本発明によれば、端子がヒートパイプの端部の閉塞部を覆い隠さない形態としてもよい。
（７）上記実施形態では端子を雄形としたが、本発明によれば、端子を雌形としてもよい。
（８）上記実施形態ではヒートパイプに放熱フィンを有するヒートシンクを設けたが、本発明によれば、ヒートシンクに替えて水冷パイプをヒートパイプに接触させるか若しくはヒートパイプに沿わせてもよく、また、ヒートシンクの内部に水冷パイプを配管してもよい。
（９）上記実施形態ではシールド導電体の端部を機器側コネクタに接続したが、本発明は、シールド導電体の端部を他のハーネスに接続する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１の全体図
【図２】車体に対する取付部分をあらわす部分拡大断面図
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図
【図４】ヒートパイプの端部をあらわす部分拡大断面図
【符号の説明】
【００３３】
Ｂｄ…車体
Ｅｖ…電気自動車（自動車）
Ｗａ…シールド導電体
１０…導体
１１…ヒートパイプ
１５…端子
２０…シールドパイプ
３０…ヒートシンク
３７…放熱フィン
５４…雌端子金具（他の導電手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド導電体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車などの車両に搭載されるシールド導電体としては、複数本のノンシールド電線を、金属細線をメッシュ状に編んだ筒状の編組線からなるシールド部材で包囲することにより一括してシールドする構造のものが考えられている。この種のシールド導電体においてシールド部材と電線を保護する方法としては、一般に、シールド部材を合成樹脂製のプロテクタで包囲する手段がとられるが、プロテクタを用いると部品点数が増えるという問題がある。
そこで、本願出願人は、特許文献１に記載されているように、ノンシールド電線を金属製のパイプ内に挿通する構造を提案した。この構造によれば、パイプが、電線をシールドする機能と電線を保護する機能を発揮するので、シールド部材とプロテクタを用いたシールド導電体に比べて部品点数が少なくて済むという利点がある。
【特許文献１】特開２００４−１７１９５２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
パイプを用いたシールド導電体では、電線とパイプとの間に空気層が存在しているため、通電時に電線で発生した熱が、熱伝導率の低い空気によって遮断されてパイプに伝わり難く、しかも、パイプには、編組線における編み目の隙間のような外部との通気経路が存在しないため、電線で発生した熱がパイプの内部に籠もり易く、放熱性が低くなる傾向がある。
ここで、導体に所定の電流を流したときの発熱量は、導体の断面積が大きい程小さくなり、発熱に起因する導体の温度上昇値は、導電路の放熱性が高いほど小さく抑えられる。したがって、導体の温度上昇値に上限が定められている環境下では、上記のように放熱効率の低いシールド導電体の場合、導体の断面積を大きくして発熱量を抑える必要がある。
ところが、導体の断面積を増大することは、シールド導電体が大径化し重量化することを意味するため、その対策が望まれる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、シールド導電体の小径化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、シールドパイプと、前記シールドパイプに貫通され、端部が他の導電手段に接続される端子とされている導体とを備えてなるものであって、前記導体が、ヒートパイプの端部に前記端子を設けた形態とされているところに特徴を有する。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記ヒートパイプが、金属管材の端部を潰れ変形させて閉塞することで前記金属管材の内部に作動流体を封入した形態とされているものであって、前記金属管材の端面に、前記ヒートパイプとは別体の端子が固着されているところに特徴を有する。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記ヒートパイプに、放熱フィンを有するヒートシンクが設けられているところに特徴を有する。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記ヒートパイプの放熱部が、自動車の車体に対して取付け可能とされており、前記放熱部を前記車体に取り付けた状態では、前記放熱部の熱が前記車体へ伝達されるようになっているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
＜請求項１の発明＞
導体としてのヒートパイプに通電したときに生じる熱は、ヒートパイプ内において作動液が蒸発と凝縮を繰り返しつつ循環移動することによりヒートパイプの外部へ放出される。本発明では、導体自体が放熱機能を備えており、導体の熱を別の放熱部材に伝達して放出するものに比べて、放熱効率に優れているので、導体の断面積、即ち外径を小さくすることができる。
ヒートパイプを用いた導体の形態としては、ヒートパイプの端部に金属製の棒材の基端部を接続し、その棒材の先端部を端子とするものも考えられるが、このような形態では、棒材の放熱効率がヒートパイプに比べて低いことから、発熱を抑えるために棒材をヒートパイプよりも大径にする必要があり、その結果、導体の全体を小径化することができなくなる。その点、本発明では、ヒートパイプの端部に端子を設ける形態としたことで、導体のほぼ全体が放熱性能の高いヒートパイプによって構成されるようにしたので、ヒートパイプの端部に棒材を接続したものに比べると、導体全体の放熱効率に優れ、導体全体を小径化することができる。
【０００９】
＜請求項２の発明＞
ヒートパイプの端面の閉塞部分が端子によって覆い隠されるので、ヒートパイプ内の作動流体の漏出が確実に防止される。
【００１０】
＜請求項３の発明＞
通電によってヒートパイプに生じた熱は、ヒートシンクの放熱フィンの表面から大気中に放出される。本発明によれば、ヒートパイプの外周面から直接大気中に放熱する場合に比べて、放熱面積が広いので、放熱効率に優れている。
【００１１】
＜請求項４の発明＞
本発明では、自動車の車体が熱容量の大きい吸熱体及び走行風が活用できることで効率的な放熱体として利用可能であることに着目し、ヒートパイプの放熱部を自動車の車体に取り付けることができるようにした。放熱部を車体に取り付けた状態では、車体の吸熱性能と放熱性能により、放熱部と車体との間の温度勾配が保たれて放熱部から車体側へ熱が効率的に伝達される。したがって、放熱部の熱を大気中に放出する手段に比べて、放熱効率が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図４を参照して説明する。電気自動車ＥＶ（本発明の構成要件である自動車）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Ｍｏを駆動するための動力回路を構成する機器Ｍａ（例えば、インバータ）とガソリン駆動用のエンジンＥｇとが収容されている。車体Ｂｄの後部（例えば、トランクルーム）には動力回路を構成する機器Ｍｂ（例えば、バッテリ）が搭載されている。２つの機器Ｍａ，Ｍｂとの間にはシールド導電体Ｗａと車内用導電体Ｗｂが配索されている。
【００１３】
シールド導電体Ｗａは、３本の導体１０と、一括シールド機能及び導体保護機能を兼ね備える金属製（例えば、アルミニウム合金、ステンレス、銅、銅合金等）のシールドパイプ２０とを備えて構成される。導体１０は、ヒートパイプ１１の前端部に端子１５を固着するとともに、ヒートパイプ１１の後端部に接続部材（図示せず）を接続した形態とされている。ヒートパイプ１１は、その内部の気密状に封止されている作動空間に作動流体（例えば、水）を封入した周知の構造のものであり、各ヒートパイプ１１の外周は、夫々、合成樹脂製の絶縁被覆１２で覆われている。
【００１４】
ヒートパイプ１１は、円筒形の金属管材１３からなり、金属管材１３の内周には、ヒートパイプ１１の低温側（放熱部１６）に移動した作動流体を高温側へ戻すためのウイック（図示せず）が貼り付けられている。ヒートパイプ１１の製造に際しては、まず、金属管材１３の基端部（下端部）を、プレスにより縮径変形させることで気密状に封止し、金属管材１３の内部に作動流体を注入し、その後、ヒートパイプ１１の先端部（上端部）を、プレスにより縮径変形させることで気密状に封止する。また、縮径変形させる部分は、絶縁被覆１２が除去されており、その外周には金属製（例えば、銅又は銅合金製）のスリーブ１４が外嵌されている。このスリーブ１４の外径は、ヒートパイプ１１のうち縮径変形させられていない大部分の領域の外径とほぼ同じ寸法となっている。また、ヒートパイプ１１の前後両端面は、ヒートパイプ１１の軸線（長さ方向）と直角な平坦面となっている。この平坦面は、縮径変形させられた金属管材１３の端面によって形成される円形部と、この金属管材１３の円を略同心状に包囲するスリーブ１４の端面によって形成される円環部とから構成されるが、金属管材１３による円形部の端面とスリーブ１４による円環部の端面とは面一状に連続している。
上記のようにして製造された３本のヒートパイプ１１は１本のシールドパイプ２０に一括して貫通され、ヒートパイプ１１の前後両端部はシールドパイプ２０の外部へ導出（突出）されている。
【００１５】
ヒートパイプ１１の前端部には、ヒートパイプ１１とは別体部品である端子１５が導通可能に固着されている。端子１５は、金属製（例えば、銅、銅合金、アルミニウム合金等）であり、全体として細長い円柱形をなす。端子１５の前端部は半球形をなし、端子１５の後端面は、端子１５の軸線と直角な平坦面となっている。そして、端子１５の後端面は、ヒートパイプ１１の前端面に対し冷間圧接法等により導通可能に且つ同心状に固着されている。また、端子１５の外径はスリーブ１４（ヒートパイプ１１）の外径と同寸法であるため、端子１５の外周面とスリーブ１４（ヒートパイプ１１）の外周面とは滑らかに連続している。
【００１６】
かかる導体１０の前端部はハーネス側コネクタ２５に取り付けられている。ハーネス側コネクタ２５は、合成樹脂製の雄側ハウジング２６内に３つのキャビティ２７を形成したものであり、各キャビティ２７内に導体１０の前端部、即ち端子１５と、ヒートパイプ１１の前端部が収容されている。また、雄側ハウジング２６の前端部には、嵌合凹部２８が形成され、嵌合凹部２８内に、端子１５の略前半部分が突出されている。
【００１７】
一方、ヒートパイプ１１の後端部には、シールド導電体Ｗａに車内用導体１０Ｗｂを接続させるための手段として、後端部にオープンバレル状の圧着部が形成された金属製の棒状をなす接続部材（図示せず）の前端部が、冷間圧接等によって導通可能に且つ同軸状に固着されている。
車内用導電体Ｗｂは、可撓性を有するノンシールドタイプの３本の電線（図示せず）を、金属細線をメッシュ状に編んだ編組線からなる可撓性シールド部材で一括して包囲したものであり、接続部材の圧着部には、車内用導電体Ｗｂの電線の端末部における樹脂被覆を剥いて露出させた撚り線からなる芯線が圧着により導通可能に固着されている。また、車内用導電体Ｗｂの可撓性シールド部材の前端部が、シールド導電体Ｗａのシールドパイプ２０の後端部に導通可能に接続されている。
【００１８】
シールド導電体Ｗａは、車体Ｂｄの床下（床板Ｆｐの下方）に沿うように概ね水平に配索されている。シールド導電体Ｗａの前後両端部においては、シールドパイプ２０の前端部がブラケット２１により車体Ｂｄに吊下状態で固定されている。シールドパイプ２０から突出した導体１０の前端側部分のうちシールドパイプ２０に近い部分は、放熱部１６となっており、この放熱部１６が、ヒートシンク３０によって床板Ｆｐの外面（下面）に固定されている。一方、シールド導電体Ｗａの後端部に接続された車内用導体１０Ｗｂは、床板Ｆｐを貫通して車内に配索され、機器Ｍｂに接続されている。
【００１９】
次に、ヒートシンク３０について説明する。
ヒートシンク３０は、保持体３１と固定具３４とを備えて構成される。
保持体３１は、熱伝導率の高い金属材料からなり、略直方形（ブロック状）をなしている。保持体３１には、前後方向に貫通する３本の保持孔３２が形成され、各保持孔３２には、導体１０のうちシールドパイプ２０から外部前方に突出した放熱部１６、即ちヒートパイプ１１における絶縁被覆１２で覆われた部分が貫通されている。絶縁被覆１２の外周と保持孔３２の内周との間には殆ど隙間が空かないようになっている。また、保持体３１の左右両側縁からは、一対のリブ３３が突出形成されている。
【００２０】
固定具３４は、金属板材からなり、保持体３１の下面と左右両側面に面接触する略「コ」字形の覆い部３５と、覆い部３５の左右両側縁から延出してリブ３３の下面に面接触する左右一対の支持板部３６と、覆い部３５の外面から略直角に延出する板状の放熱フィン３７とからなる。固定具３４の支持板部３６には、金属製のボルト３８が下方から貫通されている。ボルト３８は、保持体３１のリブ３３を貫通して、床板Ｆｐの雌ネジ部（図示せず）に螺合されている。このボルト３８の締付けにより、固定具３４と保持体３１とヒートパイプ１１が車体Ｂｄ（床板Ｆｐ）に取り付けられ、保持体３１とリブ３３の上面が床板Ｆｐの下面（外面）に面接触する状態で固定されている。
【００２１】
また、固定具３４とハーネス側コネクタ２５との間には、ヒートシンク３０（保持体３１）から前方へ突出している３本の導体１０を一括してシールドする筒状の前部シールド部材４０が設けられている。前部シールド部材４０の後端部は保持体３１の前端面に固着され、前部シールド部材４０の前端部は、雄側ハウジング２６を包囲するように設けられる筒状のシールドシェル（図示せず）に接続されている。一方、固定具３４の後端部とシールドパイプ２０の前端部との間には、３本の導体１０を一括して包囲する筒状の後部シールド部材４１を介して導通可能に接続されている。
【００２２】
機器Ｍａには機器側コネクタ５０が設けられている。機器側コネクタ５０は、機器を構成する金属製のシールドケース５１の取付孔５２に貫通するように取り付けられた雌側ハウジング５３と、雌側ハウジング５３内に収容した雌端子金具５４（本発明の構成要件である他の導電手段）とから構成される。雌端子金具５４の接続孔５５内には筒状の弾性接触片５６が収容されている。
かかる機器側コネクタ５０には、ハーネス側コネクタ２５が嵌合されている。嵌合状態では、ハーネス側コネクタ２５の嵌合凹部２８に機器側コネクタ５０の雌側ハウジング５３の先端部が嵌入され、端子１５が雌端子金具５４の接続孔５５内に嵌入され、弾性接触片５６が端子１５の外周に対して弾性接触し、もって、端子１５と雌端子金具５４が導通可能に接続される。また、シールドシェルの前端部がシールドケース５１に接続される。
【００２３】
次に、本実施形態の作用を説明する。
導体１０に通電すると、導体１０を構成するヒートパイプ１１が発熱する。通電が続くと、シールドパイプ２０の内部ではヒートパイプ１１が高温となり、シールドパイプ２０の前方外部に位置するヒートパイプ１１の放熱部１６が低温部となるため、シールドパイプ２０の内部と放熱部１６との間で温度勾配が生じる。すると、シールドパイプ２０の内部でヒートパイプ１１内の作動流体が蒸発して潜熱を吸収し、その蒸気が放熱部１６に向けて移動し、放熱部１６において蒸気が凝縮して潜熱を放出し、作動流体となって高温側へ戻る。これが繰り返されることにより、シールドパイプ２０内の熱が放熱部１６へ移動する。
【００２４】
また、導体１０のうち放熱部１６よりも前方の領域は、シールドパイプ２０の外部に露出しているため、シールドパイプ２０で包囲されている領域に比べて温度上昇は低いものの、ヒートシンク３０に接続されている放熱部１６よりも温度は高くなる。したがって、導体１０のうち放熱部１６（ヒートシンク３０）から端子１５に至る領域においても、ヒートパイプ１１内の作動流体が蒸発して潜熱を吸収し、その蒸気が放熱部１６に向けて移動し、放熱部１６において蒸気が凝縮して潜熱を放出し、作動流体となって高温側へ戻る、という動作が繰り返され、放熱部１６より前方で発生した熱も、シールドパイプ２０内で発生した熱と同様、放熱部１６へ移動する。
【００２５】
放熱部１６に移動した熱は、放熱部１６の外面から保持体３１に伝達され、保持体３１の内部を移動する。保持体３１の図２及び図３における上面に移動した熱は、金属製の床板Ｆｐに伝わって、床板Ｆｐから車体Ｂｄ全体に拡がる。また、保持体３１の図２及び図３における下面及び図３における左右両側面に移動した熱は、固定具３４に伝わり、固定具３４の表面から大気中に放散されるとともに、固定具３４から放熱フィン３７へ移動して放熱フィン３７の表面から大気中に放散される。
【００２６】
上述のように本実施形態においては、導体１０に通電したときに生じる熱が、ヒートパイプ１１内において作動流体が蒸発と凝縮を繰り返しつつ循環移動することにより放熱部１６へ移動し、放熱部１６から放出されるようになっている。このように、導体１０自体が放熱機能を備えており、導体１０の熱を別の放熱部１６材に伝達して放出するものに比べて、放熱効率に優れているので、導体１０の断面積、即ち外径を小さくすることができる。
【００２７】
また、ヒートパイプを用いた導体の形態としては、ヒートパイプの端部に金属製の棒材の基端部を接続し、その棒材の先端部を端子とするものも考えられるが、このような形態では、棒材の放熱効率がヒートパイプに比べて低いことから、発熱を抑えるために棒材をヒートパイプよりも大径にする必要があり、その結果、導体の全体を小径化することができなくなる。その点、本実施形態では、ヒートパイプ１１の端部に端子１５を設ける形態としたことで、導体１０のほぼ全体が放熱性能の高いヒートパイプ１１によって構成されるようにしたので、ヒートパイプの端部に棒材を接続したものに比べると、導体１０全体の放熱効率に優れ、導体１０全体を小径化することができる。
【００２８】
また、ヒートパイプ１１の放熱部１６に、放熱フィン３７を有するヒートシンク３０が設けられているので、通電によってヒートパイプ１１に生じた熱は、ヒートシンク３０の放熱フィン３７の表面から大気中に放出される。つまり、本実施形態によれば、放熱面積が広いので、ヒートパイプ１１の外周面から直接大気中に放熱する場合に比べて、放熱効率に優れている。
【００２９】
さらに、自動車の車体Ｂｄが熱容量の大きい吸熱体及び放熱体として利用可能であることに着目し、ヒートパイプ１１の放熱部１６を車体Ｂｄの床板Ｆｐに取り付けるようにした。放熱部１６を車体Ｂｄに取り付けた状態では、車体Ｂｄの吸熱性能の放熱性能により、放熱部１６と車体Ｂｄとの間の温度勾配が保たれて放熱部１６から車体Ｂｄ側へ熱が効率的に伝達される。したがって、放熱部１６の熱を大気中に放出する手段に比べて、放熱効率が良い。
【００３０】
また、ヒートパイプ１１は、金属管材１３の端部を潰れ変形させて閉塞することで金属管材１３の内部に作動流体を封入した形態とされているものであるが、金属管材１３の端面に、ヒートパイプ１１とは別体の端子１５を固着したので、ヒートパイプ１１の端部の閉塞部分（前端面）が端子１５（の後端面）によって覆い隠されている。これにより、ヒートパイプ１１内の作動流体の漏出が確実に防止されている。
【００３１】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態ではヒートパイプの放熱部にヒートシンクを設けたが、本発明によれば、このようなヒートシンクを設けず、放熱部から大気中に熱を放出させてもよい。
（２）上記実施形態では１つのシールドパイプ内に３本のヒートパイプを挿通したが、本発明によれば、１つのシールドパイプに挿通されるヒートパイプの本数は１本、２本、４本以上のいずれとしてもよい。
（３）上記実施形態ではヒートパイプの放熱部の熱を車体に伝達するようにしたが、本発明によれば、放熱部の熱は、車内用導電体の導体に伝達させてもよく、放熱部から大気中に放出させてもよい。
（４）上記実施形態ではヒートパイプ（金属管材）の内周にウイックを張り付けたが、本発明によれば、ウイックを設けない形態としてもよい。
（５）上記実施形態では端子をヒートパイプとは別体の部品としたが、本発明によれば、ヒートパイプの端部を端子としてもよい。
（６）上記実施形態では端子がヒートパイプの端部の閉塞部を覆い隠すようにしたが、本発明によれば、端子がヒートパイプの端部の閉塞部を覆い隠さない形態としてもよい。
（７）上記実施形態では端子を雄形としたが、本発明によれば、端子を雌形としてもよい。
（８）上記実施形態ではヒートパイプに放熱フィンを有するヒートシンクを設けたが、本発明によれば、ヒートシンクに替えて水冷パイプをヒートパイプに接触させるか若しくはヒートパイプに沿わせてもよく、また、ヒートシンクの内部に水冷パイプを配管してもよい。
（９）上記実施形態ではシールド導電体の端部を機器側コネクタに接続したが、本発明は、シールド導電体の端部を他のハーネスに接続する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１の全体図
【図２】車体に対する取付部分をあらわす部分拡大断面図
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図
【図４】ヒートパイプの端部をあらわす部分拡大断面図
【符号の説明】
【００３３】
Ｂｄ…車体
Ｅｖ…電気自動車（自動車）
Ｗａ…シールド導電体
１０…導体
１１…ヒートパイプ
１５…端子
２０…シールドパイプ
３０…ヒートシンク
３７…放熱フィン
５４…雌端子金具（他の導電手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドパイプと、
前記シールドパイプに貫通され、端部が他の導電手段に接続される端子とされている導体とを備えてなるものであって、
前記導体が、ヒートパイプの端部に前記端子を設けた形態とされていることを特徴とするシールド導電体。
【請求項２】
前記ヒートパイプが、金属管材の端部を潰れ変形させて閉塞することで前記金属管材の内部に作動流体を封入した形態とされているものであって、
前記金属管材の端面に、前記ヒートパイプとは別体の端子が固着されていることを特徴とする請求項１記載のシールド導電体。
【請求項３】
前記ヒートパイプに、放熱フィンを有するヒートシンクが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のシールド導電体。
【請求項４】
前記ヒートパイプの放熱部が、自動車の車体に対して取付け可能とされており、
前記放熱部を前記車体に取り付けた状態では、前記放熱部の熱が前記車体へ伝達されるようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のシールド導電体。
【請求項１】
シールドパイプと、
前記シールドパイプに貫通され、端部が他の導電手段に接続される端子とされている導体とを備えてなるものであって、
前記導体が、ヒートパイプの端部に前記端子を設けた形態とされていることを特徴とするシールド導電体。
【請求項２】
前記ヒートパイプが、金属管材の端部を潰れ変形させて閉塞することで前記金属管材の内部に作動流体を封入した形態とされているものであって、
前記金属管材の端面に、前記ヒートパイプとは別体の端子が固着されていることを特徴とする請求項１記載のシールド導電体。
【請求項３】
前記ヒートパイプに、放熱フィンを有するヒートシンクが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のシールド導電体。
【請求項４】
前記ヒートパイプの放熱部が、自動車の車体に対して取付け可能とされており、
前記放熱部を前記車体に取り付けた状態では、前記放熱部の熱が前記車体へ伝達されるようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のシールド導電体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−６６５７４（Ｐ２００７−６６５７４Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４８０８９（Ｐ２００５−２４８０８９）
【出願日】平成１７年８月２９日（２００５．８．２９）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２９日（２００５．８．２９）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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