説明

導電体および導電体の製造方法

【課題】放熱性を向上させるとともに、パイプ内に電線等を挿通する挿通作業の作業効率を向上させた導電体および導電体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の導電体10は、金属製のパイプ11と、パイプ11に挿通される電線12と、パイプ11内に挿通されて電線12をパイプ11内で保持する保持部材13とを備える。保持部材13は、中空状をなすとともに弾性変形可能な材料からなり、かつ、電線12の外周面の少なくとも一部をパイプ11の内周面に接触させた状態で保持する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、導電体および導電体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
金属製のパイプ内に、複数本の電線を挿通する構造を有する導電体としては、特許文献1に記載のものが知られている。特許文献1に記載の導電体においては、シールドパイプが、電線をシールドする機能と電線を保護する機能とを発揮するので、電線及びシールド部材を保護するために、別途プロテクタを配設する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】
上記の構成によると、通電時に電線から発生した熱が、電線とパイプとの間の空間内にこもり、電線の温度が上昇しやすくなる。電線からの発熱量は電線の断面積が大きいほど小さくなるので、電線の温度上昇値を小さくするためには電線の断面積を大きくすることが考えられるが、この手法によると、必然的にシールド導電体が大型化し重量が重くなるので採用し得ない。
【0004】
そこで、本発明者らは、上記問題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、本発明者らは、空気よりも熱伝導率の高い材料からなる部材を、電線の外周面に接触するようにパイプ内に挿通した構成の導電体では、電線から発生した熱が前記部材に伝わり、前記部材に伝わった熱がパイプに伝わって、パイプから外部へと放散されるため、導電体の放熱性を向上させることができるという知見を得た。
【0005】
さらに、本発明者らは、電線の外周面の少なくとも一部とパイプ内周面とが接触するように前記部材を配する態様とすると、電線から発生した熱がパイプに直接伝わって、パイプから外部へと放散されるため、導電体の放熱性が一層向上するという知見を得た。しかしながら、当該態様の導電体においては、パイプ内に挿通された状態の電線および前記部材と、パイプ内周面との間には、隙間がほとんどない。従って、前記部材の形態等によっては、前記部材および電線(電線等ともいう)をパイプ内に相通する際に、電線等とパイプ内周面との摩擦が大きくなる。このような場合には、パイプ内に電線等を挿通する挿通作業に時間がかかるなど作業効率の問題が懸念される。
【0006】
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、放熱性を向上させるとともに、パイプ内に電線等を挿通する挿通作業の作業効率を向上させた導電体および導電体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するための手段として、本発明は、金属製のパイプと、前記パイプに挿通される電線と、前記パイプ内に挿通されて前記電線を前記パイプ内で保持する保持部材とを備え、前記保持部材は、中空状をなすとともに弾性変形可能な材料からなり、かつ、前記電線の外周面の少なくとも一部を前記パイプの内周面に接触させた状態で保持することを特徴とする導電体である。
【0008】
また、本発明は、金属製のパイプ内に電線を収容してなる導電体の製造方法であって、中空状をなすとともに弾性変形可能な材料からなる保持部材を圧縮する圧縮工程と、前記圧縮工程において圧縮された保持部材と前記電線とを、前記パイプ内に挿通する挿通工程とを含み、前記挿通工程の後、前記保持部材が弾性復帰することにより、前記電線の外周面の少なくとも一部が前記パイプの内周面に接触する状態とされることを特徴とする導電体の製造方法である。
【0009】
本発明において、電線を保持するための保持部材は、弾性変形可能な材料からなり、空気よりも熱伝導率が大きい。従って、保持部材と電線の外周面とが接触している部分では、通電時に電線から発生した熱が電線から保持部材に伝達され、保持部材からパイプへと伝達される。そして、当該パイプに伝達された熱はパイプの外面から外部へと放散される。その結果、本発明によれば、電線とパイプとの間に空気層が存在する導電体よりも放熱性が向上する。
【0010】
さらに、本発明において、電線の外周面の少なくとも一部はパイプの内周面と接触しているから、電線から発生した熱はパイプに直接伝達され、パイプに伝達された熱はパイプの外面から外部へと放散される。その結果、本発明によれば、導電体の放熱性が一層向上する。
【0011】
ところで、上記構成(電線の外周面の少なくとも一部がパイプの内周面と接触するように電線を保持する構成)の導電体においては、パイプ内の電線および保持部材と、パイプ内周面との間には、隙間がほとんどないため、電線および導電体をパイプ内に挿通する際に、電線等とパイプ内周面との摩擦が起こって作業効率の低下が懸念される。
【0012】
しかしながら、本発明によれば、保持部材として中空状をなし弾性変形可能な材料からなるものを用いるので、保持部材を押圧して、保持部材の空洞になっている部分(以下、空洞部という)を押し潰す方法や、保持部材の内部(空洞部)の圧力を減圧して空洞部を小さくする方法などにより、保持部材を容易に圧縮することができる。そして、当該圧縮された状態の保持部材を用いれば、電線および保持部材をパイプ内にスムーズに挿通することができる。その結果、本発明によれば、電線と保持部材とをパイプ内に挿通する作業の効率が向上する。
【0013】
そして、当該挿通工程の後、パイプ内で保持部材が弾性復帰すると、パイプ内で保持部材がパイプの内周面と電線の外周面とが接触する状態とすることができる。
【0014】
本発明は以下の構成であってもよい。
前記保持部材は、前記電線を収納する溝を有していてもよい。
上記構成によれば、保持部材に電線を収納させて一まとめにした状態でパイプ内への挿通作業を行うことができるので、作業効率に優れ、好ましい。
【0015】
本構成においては、前記溝が前記電線の外周面に沿った形状をなしていると、電線の外周面と保持部材との接触面積が大きくなり、さらに導電体の放熱性が向上するので特に好ましい。
【0016】
前記保持部材は、肉薄に形成した肉薄部を有していてもよい。
上記構成によれば、保持部材の圧縮が容易となるので好ましい。
【0017】
前記保持部材は、熱可塑性エラストマーからなるものであってもよい。
上記構成によれば、成形加工性が優れるので好ましい。本構成において、熱可塑性エラストマーとしては、耐熱性が高く、安価であるという観点からオレフィン系ポリマーが好ましい。
【0018】
本発明の導電体の製造方法において、前記保持部材の一端を閉じて、当該保持部材の内部を減圧することにより前記保持部材を圧縮してもよい。
上記構成によれば、容易に保持部材を圧縮できるので好ましい。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、放熱性を向上させるとともに、パイプ内に電線等を挿通する挿通作業の作業効率を向上させた導電体および導電体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1ないし図6を参照しつつ説明する。本実施形態の導電体10は、例えば電気自動車において走行用の動力源を構成するバッテリー、インバータ、モータなどの機器(図示せず)の間に配索されて電力回路を構成する。導電体10は、図1に示すように、パイプ11の内部に、挿通された2本の電線12,12を備える。電線12は、パイプ11内に挿通された保持部材13によってパイプ11内に保持されている。
【0021】
パイプ11は金属製(例えばアルミニウム合金、銅合金、ステンレス等)であって、空気よりも熱伝導率が大きい。パイプ11は、電線12の一括シールド機能と、電線12の保護機能とを兼ね備える。パイプ11の横断面の形状は概ね円形状をなしている。
【0022】
電線12は、金属製(例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、又は銅合金等)の芯線14の外周を合成樹脂製の絶縁被覆15で包囲したノンシールドタイプの電線12からなる。芯線14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、又は棒状の単芯線14からなる。電線12の断面形状については、芯線14と絶縁被覆15の双方が円形状とされる。また、絶縁被覆15の材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等が用いられる。
【0023】
さて、保持部材13は、弾性変形可能な材料からなる。
保持部材13の材料としては、例えば、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム(EPDM)などの合成ゴム、熱可塑性エラストマー等の弾性変形可能な材料が挙げられる。これらのうち、成形加工が容易であるという観点から、熱可塑性エラストマーが好ましい。なお、これらの弾性変形可能な材料は空気よりも熱伝導率が大きい。
【0024】
熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系ポリマー(エチレンプロピレンエラストマーなど)、SB系ポリマー、ウレタン系ポリマー、エステル系ポリマー、アミド系ポリマー、塩ビ系ポリマーなどが挙げられる。これらのうち、オレフィン系ポリマーは、安価でかつ、耐熱性が高いという点で好ましい。
【0025】
保持部材13は、全体として細長く、中心に空洞の部分(空洞部18)を有する形状(中空状)をなしている。保持部材13の外径寸法は、パイプ11の内径寸法とほぼ同じに設定されており、保持部材13の外周面はパイプ11の内周面と接触している。
【0026】
そして、保持部材13の表面には、電線12の延長方向に延びる2本の溝16,16が陥没して形成されている。溝16は、保持部材13の中心軸について対称な位置に形成されている。溝16の形状は、概ね円弧状の一部をなしている。溝16の内径寸法は、電線12の外径寸法と同じか、やや小さく設定されている。すなわち、溝16は、電線12の外周面に沿った形状をなし、電線12が嵌め込み可能とされる。溝16は、保持部材13の径方向外方に開口する開口部17を有する。
【0027】
各溝16内には、電線12が収容されている。電線12の絶縁被覆15の外周面と、溝16の内周面とは接触している。電線12の外周面は、溝16の開口部17から、保持部材13の外部に露出している。電線12の外周面のうち溝16の開口部17から露出した部分は、パイプ11の内周面と接触している。
【0028】
以下、導電体10の製造工程の一例を説明する。
まず、熱可塑性エラストマーを押し出し成形することにより、図2に示すような断面形状を有する保持部材13を形成する。
こうして得られた保持部材13の溝16に、電線12を収容する。まず、保持部材13の溝16の一方の端部において、各溝16の開口部17から、電線12の一方の端部を溝16内に収容する。
【0029】
続いて、保持部材13のうち電線12が溝16に収容された側の端部を、固定する。保持部材13の端部は、図示しない治具によって固定してもよいし、また、作業者が保持部材13を握持してもよい。
【0030】
保持部材13の端部が固定された状態で、溝16の一方の端部から他方の端部に至るまで、電線12を保持部材13の径方向内方に押圧することで、電線12を溝16内に押し込む。電線12を押圧する手段としては、作業者が手でしごいてもよいし、また、図示しないダイスに挿通させてもよい。上記の工程により、電線12が保持部材13の径方向内方に押圧され、保持部材13の溝16が電線12に押圧されることで拡開変形する。さらに電線12が押圧されると、保持部材13の溝16が復帰変形し、電線12が溝16内に収容された状態で保持される。このようにして、電線12が、保持部材13の一方の端部から他方の端部に至るまで、溝16内に収容される。溝16の内径寸法は、電線12の外径寸法と同じかやや小さく設定されているので、電線12は溝16内に嵌め込まれた状態で保持される。
【0031】
次に、電線12を保持した状態の保持部材13を圧縮する(圧縮工程)。電線12を保持した保持部材13の一端をピンチPで挟んで空気が漏れないように閉じてから、図3に示すように減圧ポンプなどの減圧装置Mを用いて保持部材13の内部の圧力(内圧)を減圧して、保持部材13を圧縮する。当該圧縮工程を経た保持部材13の圧縮状態を保つため、保持部材13の他端側もピンチPで閉じる。圧縮状態の保持部材13の空洞部18は、自然状態にある保持部材13よりも空洞部18が小さくなっている(図2および図4の左側の図を参照)。
【0032】
次に、圧縮状態の保持部材13をパイプ11内に挿通する挿通作業を行う(挿通工程)。挿通工程において、保持部材13は、圧縮状態にあり、かつ、2本の電線12,12を保持した状態でパイプ11内に挿通される(図4の左側の図を参照)。
【0033】
そして、挿通作業が完了した後、保持部材13の両端部を閉じていたピンチPをはずすと、減圧状態にあった保持部材13の内圧が元にもどるとともに保持部材13が弾性復帰する。保持部材13が弾性復帰することにより、電線12の外周面の一部がパイプ11の内周面に接触した状態で保持された導電体10が得られる(図4の右側の図を参照)。
【0034】
ところで、電線とパイプとの間に空気層が存在する導電体(図示せず)において、電線から発生した熱は、空気層に伝達される(図5を参照)が、空気は熱伝導率が小さいので、パイプ内にこもってしまう。
【0035】
本実施形態によれば、空気よりも熱伝導率の大きい材料からなる保持部材13を備えるから、電線12の外周面が保持部材13と接触している部分では、通電時に電線12から発生した熱は電線12から保持部材13に伝達され、保持部材13からパイプ11へと伝達される。そして、当該パイプ11に伝達された熱はパイプ11の外面から外部へと放散される。その結果、本実施形態によれば、電線12とパイプ11の間に空気層が存在する導電体よりも導電体の放熱性が向上する。
【0036】
さらに、本実施形態によれば、電線12の外周面の少なくとも一部はパイプ11の内周面と接触しているから、電線12から発生した熱はパイプ11に直接伝達され、パイプ11に伝達された熱はパイプ11の外面から外部へと放散される(図6を参照)。その結果、本実施形態によれば、導電体10の放熱性が一層向上する。
【0037】
さらに、本実施形態によれば、電線12が保持部材13に設けられた溝16に嵌め込まれているので、電線12の外周面と保持部材13とが面接触している。その結果、本実施形態によれば、さらに導電体10の放熱性が向上する。
【0038】
また、本実施形態によれば、保持部材13として中空状をなし弾性変形可能な材料からなるものを用いるので、保持部材13を容易に圧縮することができる。このように、圧縮された状態の保持部材13と電線12とをパイプ11内に挿通させるので、電線12等の挿通作業をスムーズに行うことができる。その結果、本実施形態によれば、電線12と保持部材13とをパイプ11内に挿通する作業の効率が向上する。
【0039】
さらに、本実施形態によれば、保持部材13には、電線12を収納する溝16を電線12を嵌め込み可能に設けられているから、保持部材13に電線12を収納させて一まとめにした状態でパイプ11内への挿通作業を行うことができ、作業効率が一層向上する。
【0040】
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図7によって説明する。本実施形態においては、保持部材13は、図7に示すように、概ね円筒状をなしており、溝16は形成されていない。その他の構成は実施形態1と同様であるため同じ構成については同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0041】
本実施形態の導電体10は、図7に示すように、電線12の絶縁被覆15の外周面の一部は、保持部材13の外周面と接触し、電線12の外周面の他の一部分はパイプ11の内周面と接触している。
【0042】
次に、本実施形態の導電体10の製造工程の一例を説明する。
上記実施形態1と同様の方法で圧縮した保持部材13、及び電線12を、1本ずつ、または、2本以上をまとめてパイプ11内に挿通させる。本実施形態においても、保持部材13を圧縮した状態で、挿通作業を行うので、電線12および保持部材13をパイプ11内に挿通させる挿通作業をスムーズに行うことができる。
【0043】
そして、挿通作業が完了した後、保持部材13が弾性復帰することにより、電線12の外周面の一部は、保持部材13の外周面と接触し、他の一部分は、パイプ11の内周面と接触した状態で保持される。従って、本実施形態の導電体10においても、電線12とパイプ11との間に空気層が存在する導電体よりも、放熱性が向上する。
【0044】
<実施形態3>
次に、本発明の実施形態3を図8によって説明する。本実施形態においては、保持部材13は、図8に示すように、肉薄に形成した肉薄部19を保持部材13の中心軸に対して対称の位置に有している。その他の構成は実施形態2と同様であるため同じ構成については同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0045】
本実施形態によれば、保持部材13の一端をピンチPで閉じてから、肉薄部19を指で押圧して、空洞部18を押し潰すだけで保持部材13を圧縮することができる。
圧縮した状態の保持部材13を、電線12とともにパイプ11内に挿通させてから、ピンチPをはずすと、保持部材13は弾性復帰し、実施形態1および2と同様、電線12の外周面の一部は、保持部材13の外周面と接触し、他の一部分は、パイプ11の内周面と接触した状態で保持される。従って、本実施形態の導電体10においても、電線12とパイプ11との間に空気層が存在する導電体よりも、放熱性が向上する。
【0046】
<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形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では2本の電線を備える導電体を示したが、1本の電線を備えるもの、あるいは3本以上の電線を備えるものであってもよい。3本の電線を備える導電体10としては、例えば、図9に示すように、電線12が嵌め込み可能な溝16が3本設けられた保持部材13を備えるものであってもよい。
(2)上記実施形態1では電線を保持部材の溝に嵌め込んでから圧縮する方法を示したが、保持部材を圧縮してから溝に電線を嵌め込んでもよい。
(3)上記実施形態1および2では減圧装置を用いて保持部材の圧縮を行ったが、実施形態3で示したように押圧により保持部材の圧縮を行ってもよい。また、実施形態3では押圧により保持部材の圧縮を行ったが、減圧装置を用いてもよい。
(4)上記実施形態では保持部材の端部を閉じるのにピンチを用いたが、クリップなどであってもよい。
(5)上記実施形態では、電線は、芯線が絶縁被覆により包囲された被覆電線を用いたが、保持部材が絶縁性を有すると共にパイプの内周面に絶縁処理がなされている場合には、電線として裸電線を用いてもよい。
(6)上記実施形態では、溝は、保持部材の延長方向に延びて形成される構成としたが、これに限られず、溝は、螺旋形をなしていてもよい。
(7)上記実施形態では、パイプの断面形状は円形状としたが、これに限られず、パイプの断面形状は、長円形状、四角形状等、必要に応じて任意の形状を採用しうる。
(8)上記実施形態では、電線の断面形状は略円形状としたが、これに限られず、長円形状、矩形状等、必要に応じて任意の形状を取りうる。
(9)上記実施形態では、肉薄部を保持部材の中心軸に対して対称の位置、すなわち2箇所に設けた保持部材を示したが、肉薄部は1箇所であってもよいし、3箇所以上設けてもよく、肉薄部とともに溝を設けてもよい。
(10)上記実施形態では保持部材の厚みを薄くした肉薄部を設けたが、保持部材の一部を切り欠くことにより保持部材を押圧しやすい構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】実施形態1の導電体の断面図
【図2】自然状態における保持部材の断面図
【図3】導電体の製造工程を説明する図
【図4】保持部材が圧縮状態から弾性復帰する様子を説明する断面図
【図5】保持部材を備えない従来の導電体における熱伝導を説明する図
【図6】実施形態1の導電体における熱伝導を説明する図
【図7】実施形態2の導電体の断面図
【図8】実施形態3の導電体の断面図
【図9】他の実施形態(1)で例示した導電体の断面図
【符号の説明】
【0048】
10…導電体
11…パイプ
12…電線
13…保持部材
16…溝

【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属製のパイプと、前記パイプに挿通される電線と、前記パイプ内に挿通されて前記電線を前記パイプ内で保持する保持部材とを備え、
前記保持部材は、中空状をなすとともに弾性変形可能な材料からなり、かつ、前記電線の外周面の少なくとも一部を前記パイプの内周面に接触させた状態で保持することを特徴とする導電体。
【請求項2】
前記保持部材は、前記電線を収納する溝を有することを特徴とする請求項1に記載の導電体。
【請求項3】
前記溝は前記電線の外周面に沿った形状をなしていることを特徴とする請求項2に記載の導電体。
【請求項4】
前記保持部材は、肉薄に形成した肉薄部を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の導電体。
【請求項5】
前記保持部材は、熱可塑性エラストマーからなることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の導電体。
【請求項6】
前記熱可塑性エラストマーは、オレフィン系ポリマーであることを特徴とする請求項5に記載の導電体。
【請求項7】
金属製のパイプ内に電線を収容してなる導電体の製造方法であって、
中空状をなすとともに弾性変形可能な材料からなる保持部材を圧縮する圧縮工程と、
前記圧縮工程において圧縮された保持部材と前記電線とを、前記パイプ内に挿通する挿通工程とを含み、
前記挿通工程の後、前記保持部材が弾性復帰することにより、前記電線の外周面の少なくとも一部が前記パイプの内周面に接触する状態とされることを特徴とする導電体の製造方法。
【請求項8】
前記圧縮工程において、前記保持部材は、前記保持部材の一端を閉じて、当該保持部材の内部を減圧することにより圧縮されたことを特徴とする請求項7に記載の導電体の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2010−27577(P2010−27577A)
【公開日】平成22年2月4日(2010.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−191284(P2008−191284)
【出願日】平成20年7月24日(2008.7.24)
【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)】