(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線と、アルミニウムまたは鉄を主成分とする合金からなる金属素線を螺旋状に編み込んで形成される筒状編組線とを備え、前記電線の外周を前記筒状編組線で蔽うことで電磁シールドされた自動車用編組ケーブルであって、
前記金属素線の縦弾性係数をＥ［Ｎ／ｍｍ２］、横弾性係数をＧ［Ｎ／ｍｍ２］とし、前記金属素線の１本当たりの断面２次モーメントをＩ［ｍｍ４］、断面２次極モーメントをＩｐ［ｍｍ４］とし、前記螺旋状に編み込まれた金属素線１ピッチ当たりの長さをＬ［ｍｍ］、前記電線の半径をＲ０［ｍｍ］としたとき、外力を受けずかつ実質的に捩りを有しない状態での前記金属素線の曲げ半径ｒが
【数１】
0005306671.tif 000035
を満たしている
ことを特徴とする自動車用編組ケーブル。
【請求項２】
電線と、アルミニウムまたは鉄を主成分とする合金からなる金属素線を螺旋状に編み込んで構成される筒状編組線とを備え、前記電線の外周を前記筒状編組線で蔽うことで電磁シールドされた自動車用編組ケーブルであって、
前記金属素線の縦弾性係数をＥ［Ｎ／ｍｍ２］、横弾性係数をＧ［Ｎ／ｍｍ２］とし、前記金属素線の１本当たりの断面２次モーメントをＩ［ｍｍ４］、断面２次極モーメントをＩｐ［ｍｍ４］とし、前記螺旋状に編み込まれた金属素線１ピッチ当たりの長さをＬ［ｍｍ］、外力を受けない状態での前記金属素線の曲げ半径をｒ［ｍｍ］、前記電線の半径をＲ０［ｍｍ］としたとき、前記金属素線の長さＬあたりの捩り角度βが、
【数２】
0005306671.tif 000036
を満たしている
ことを特徴とする自動車用編組ケーブル。
【請求項３】
電線と、断面が略円形でアルミニウムを主成分とする合金からなる金属素線を螺旋状に編み込んで構成される筒状編組線とを備え、前記電線の外周を前記筒状編組線で蔽うことで電磁シールドされた自動車用編組ケーブルであって、
前記螺旋状に編み込まれた金属素線１ピッチ当たりの長さをＬ［ｍｍ］、外力を受けない状態での前記金属素線の曲げ半径をｒ、前記電線の半径をＲ０［ｍｍ］としたとき、前記金属素線は、長さＬあたりの捩り角度βが、
【数３】
0005306671.tif 000037
を満たしている
ことを特徴とする自動車用編組ケーブル。
【請求項４】
径が１５ｓｑの電線と、断面が略円形でアルミニウムを主成分とする合金からなる金属素線を螺旋状に編み込んで構成される筒状編組線とを備え、前記電線を３本束ねた外周を前記筒状編組線で蔽うことで電磁シールドされた自動車用編組ケーブルであって、
前記螺旋状に編み込まれた金属素線１ピッチ当たりの長さをＬ［ｍｍ］、外力を受けない状態での前記金属素線の曲げ半径をｒとしたとき、前記金属素線は、長さＬあたりの捩り角度βが、
【数４】
0005306671.tif 000038
を満たしている
ことを特徴とする自動車用編組ケーブル。
【請求項５】
前記筒状編組線は、さらに形状記憶合金からなる別の金属素線を含み、常温において加熱または冷却することによって前記金属素線に前記曲げ半径を実質的に持たせている
ことを特徴とする請求項１に記載の自動車用編組ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電線の外周に電磁シールド用の編組線を備えた自動車用編組ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用ワイヤハーネスでは、ＥＭＣノイズ対策として電線の外周に電磁遮蔽材の編組線を備えた自動車用編組ケーブルが従来より用いられている。従来の編組線は、柔軟性・コスト・耐久性、および導電率の高さの観点から、主に純銅素線を用いて構成されている。外部からの電磁界（ノイズ）を遮蔽するには、（１）電界の遮蔽と、（２）磁界の遮蔽とが必要となる。純銅素線を用いた編組線では、純銅の高導電率という特徴を生かし、電線のような長尺範囲を同電位に保つことで（１）の電界の遮蔽を実現することができ、渦電流効果によって（２）の磁界の遮蔽を実現することができる。
【０００３】
また、近年自動車の燃費改善ニーズは環境保護の観点から従来以上に高まっており、更に銅価格も高騰しているため、銅の替わりに軽量なアルミニウム（以下では、アルミという）をシールド用の編組線に採用することは、自動車の環境対策・コストの両面でメリットが期待できる。しかしながら、1000系純アルミは銅線に比べ強度に劣るため、銅と同等の耐久性を実現するためには5000系等の合金アルミを使用しなければならない。しかし、合金アルミを採用すると従来にない新たな問題が発生する。鉄を主成分とする合金を用いた場合も同様の問題が発生する。
【０００４】
編組の編み込み装置は、金属素線をボビンに巻きつけて編み込んでいるが、合金アルミや鉄合金をボビンに巻き付けて使用するとその巻き癖が残留し、編組状にしたときに編組線の径が必要以上に膨らんでしまう。編組線の径が膨らむと金属素線間に隙間が生じ、シールド性能が劣化するという問題がある。図１５（ａ）に示すように、金属素線９０１同士が互いに密に接触している場合には、金属素線の集合を図１５（ｂ）のような導体板９０２とみなすことができ、十分な渦電流が発生して高いシールド性能が得られる。これに対し、図１５（ｃ）に示すように金属素線９０１同士が離れて隙間が生じると、渦電流が減少してシールド性能が低減してしまうためである。
【０００５】
純銅の編組線で電磁シールドが施された電線を対象に、これから漏洩してくるノイズレベルを測定した一例を図１６に示す。銅線が整然と並べられた使用初期の編組線を用いた時のノイズレベルを符号１１で示し、振動を加えたり塩水噴霧試験等を行って経年変化した編組線を模擬したときのノイズレベルを符号１２で示している。使用初期の編組線は、ノイズレベル１１が示すように低ノイズ性能を有しているものの、経年変化した編組線では編組線の径が拡大してノイズレベル１２のように漏洩するノイズが増大している。
【０００６】
これに対し、上記と同じ純銅の編組線をテープ巻きして編組線の径方向に収縮させた場合の編組線からの漏洩ノイズレベルを、図１７に示す。同図において、使用初期の編組線を用いた時のノイズレベルを符号１３で示し、経年変化した編組線を模擬したときのノイズレベルを符号１４で示している。この場合には、経年変化した編組線のノイズレベル１４が使用初期の編組線のノイズレベル１３からそれほど増大しないことが分かる。
【０００７】
上記の問題を解決するために、特許文献１では、編組線を電線に被せた後、電線に沿って編組線を一端から他端に向けてしごくことで収縮させている。これにより、編目が開くのを防止する編組線の外装方法が記載されてる。
【特許文献１】特開２００６−３２４１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では編組線をしごいた後、編組線の径を維持する具体的な方法や構造等の記載がなく、使用中に振動等によって金属素線間の隙間が開いてシールド性能が低下するといった問題が残る。アルミや鉄を主成分とする合金を金属素線に用いて編組線を形成した場合には、特許文献１の発明を用いて金属素線間の隙間が拡がるのを防止することはできず、電磁シールドの性能が低下してしまうといった問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、編組線の径が拡がるのを防止して電磁シールドの性能を維持する自動車用編組ケーブル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】
【００１０】
本発明の自動車用編組ケーブルの第１の態様は、電線と、アルミニウムまたは鉄を主成分とする合金からなる金属素線を螺旋状に編み込んで形成される筒状編組線とを備え、前記電線の外周を前記筒状編組線で蔽うことで電磁シールドされた自動車用編組ケーブルであって、前記金属素線の縦弾性係数をＥ［Ｎ／ｍｍ２］、横弾性係数をＧ［Ｎ／ｍｍ２］とし、前記金属素線の１本当たりの断面２次モーメントをＩ［ｍｍ４］、断面２次極モーメントをＩｐ［ｍｍ４］とし、前記螺旋状に編み込まれた金属素線１ピッチ当たりの長さをＬ［ｍｍ］、前記電線の半径をＲ０［ｍｍ］としたとき、外力を受けずかつ実質的に捩りを有しない状態での前記金属素線の曲げ半径ｒが
【数１】
0005306671.tif 000002
を満たしていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の自動車用編組ケーブルの他の態様は、電線と、アルミニウムまたは鉄を主成分とする合金からなる金属素線を螺旋状に編み込んで構成される筒状編組線とを備え、前記電線の外周を前記筒状編組線で蔽うことで電磁シールドされた自動車用編組ケーブルであって、前記金属素線の縦弾性係数をＥ［Ｎ／ｍｍ２］、横弾性係数をＧ［Ｎ／ｍｍ２］とし、前記金属素線の１本当たりの断面２次モーメントをＩ［ｍｍ４］、断面２次極モーメントをＩｐ［ｍｍ４］とし、前記螺旋状に編み込まれた金属素線１ピッチ当たりの長さをＬ［ｍｍ］、外力を受けない状態での前記金属素線の曲げ半径をｒ［ｍｍ］、前記電線の半径をＲ０［ｍｍ］としたとき、前記金属素線の長さＬあたりの捩り角度βが、
【数２】
0005306671.tif 000003
を満たしていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の自動車用編組ケーブルの他の態様は、電線と、断面が略円形でアルミニウムを主成分とする合金からなる金属素線を螺旋状に編み込んで構成される筒状編組線とを備え、前記電線の外周を前記筒状編組線で蔽うことで電磁シールドされた自動車用編組ケーブルであって、前記螺旋状に編み込まれた金属素線１ピッチ当たりの長さをＬ［ｍｍ］、前記金属素線の曲げ半径をｒ、前記電線の半径をＲ０［ｍｍ］としたとき、前記金属素線は、長さＬあたりの捩り角度βが、
【数３】
0005306671.tif 000004
を満たしていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の自動車用編組ケーブルの他の態様は、電線と、断面が略円形でアルミニウムを主成分とする合金からなる金属素線を螺旋状に編み込んで構成される筒状編組線とを備え、前記電線の外周を前記筒状編組線で蔽うことで電磁シールドされた自動車用編組ケーブルであって、前記螺旋状に編み込まれた金属素線１ピッチ当たりの長さをＬ［ｍｍ］、外力を受けない状態での前記金属素線の曲げ半径をｒとしたとき、前記金属素線は、長さＬあたりの捩り角度βが、
【数４】
0005306671.tif 000005
を満たしていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の自動車用編組ケーブルの他の態様は、前記筒状編組線は、さらに形状記憶合金からなる別の金属素線を含み、常温において加熱または冷却することによって前記金属素線に前記曲げ半径を実質的に持たせていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、所定の条件を満たす金属素線を用いて筒状編組線を形成することで、筒状編組線の径が拡がるのを防止して電磁シールドの性能を維持する自動車用編組ケーブル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】
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態における自動車用編組ケーブルについて、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００１７】
本発明の自動車用編組ケーブルの第１の実施形態を、以下に説明する。図２（ａ）は、本実施形態の自動車用編組ケーブル１００を示す斜視図である。自動車用編組ケーブル１００は、電線１１０の外周を筒状編組線１２０で蔽った構造を有している。また、筒状編組線１２０の一部（図２（ａ）の領域Ａ）を拡大したものを図２（ｂ）に示す。筒状編組線１２０は、図２（ｂ）に示すように、複数の金属素線１２１を束ねた金属素線束１２２を相互に交叉させながら螺旋状に編み組んで略円筒形状に形成したものである。
【００１８】
筒状編組線１２０が電線１１０を安定的に蔽うようにするには、筒状編組線１２０の径が電線１１０の径より大きいときに、筒状編組線１２０に外部から力を加えない無負荷状態で、収縮する方向の力（以下では収縮力という）が金属素線１２１に生じる必要がある。本実施形態の自動車用編組ケーブル１００は、弾性の大きいアルミ合金や鉄などを材料とする金属素線１２１を用いて、筒状編組線１２０の径を収縮させる方向に応力が生じるように構成されている。
【００１９】
以下では、筒状編組線１２０の径を小さくする収縮力が、金属素線１２１に生じるための条件を、図１を用いて説明する。図１（ａ）は、筒状編組線１２０を構成する金属素線１２１が螺旋形状に配索された状態を模式的に示したものであり、図１（ｂ）は、１ピッチ分の金属素線１２１を平面上に展開した状態を模式的に示した図である。
【００２０】
図１（ａ）では、１ピッチ分の金属素線１２１（太さは無視）の長さをＬとし、これを半径Ｒの架空の円筒１２３にピッチＰにて一周分だけ螺旋状に巻きつけた状態を示している。金属素線１２１は、故意に捩り等の負荷を加えないで円筒状に巻きつけられている。このとき、金属素線１２１には塑性変形が生じず、弾性変形のみが発生しているものとする。
【００２１】
図１（ａ）のように螺旋形状に配索された金属素線１２１には、図３に示すように、金属素線１２１の曲げ方向に働くトルクＭと、金属素線１２１の捩り方向に働くトルクＴとが同時に加わっていると考えられ、これらの合力であるトルクＮによって螺旋形状が形成される。合力を示すベクトルＮ（図中は文字の上に矢印を付加してベクトルを示す）の向きは、架空の円筒１２３の軸と平行な向きとなる。
【００２２】
金属素線１２１を一定曲率および一定捩率で半径Ｒの架空の円筒１２３に螺旋状に１ピッチ分だけ巻き付けたとき、金属素線１２１の曲げ角度Θと捩り角度Φとの間には次の関係が成り立つ。
【数５】
0005306671.tif 000006
【００２３】
上記（式５）の関係式は、空間上の曲線を表現するのに用いられるフルネの標構に基づいて、以下のように説明できる。
フルネの標構では、図４に示すように、曲線上の点Ｂをベクトルｒの終点で表し、その座標は曲線の長さｓの関数として以下のように表される。
【数６】
0005306671.tif 000007
【００２４】
ベクトルｒの終点Ｂにおける接線方向単位ベクトル、主法線方向単位ベクトル、従法線方向単位ベクトルをそれぞれベクトルｔ、ベクトルｎ、ベクトルｂとし、曲率をκ、捩率をτとしたとき、各単位ベクトル間には以下の関係がある。
【数７】
0005306671.tif 000008
【００２５】
また、上記の関係式をまとめた下記のフルネの公式が成り立っている。
【数８】
0005306671.tif 000009
【００２６】
図１に示した金属素線１２１上の点（ベクトルｒの終点、以下では点Ｃとする）を、上記のフルネの標構を用いて表すと下記のようになる。
【数９】
0005306671.tif 000010
ここで、ｓは金属素線１２１を螺旋状に形成する始点からの長さである。（式１２）を（式７）〜（式１０）に代入してそれぞれ次式が得られる。
【００２７】
【数１０】
0005306671.tif 000011
【００２８】
上記の（式１４）、（式１６）から、曲率κ、捩率τがそれぞれ次式で与えられる。
【数１１】
0005306671.tif 000012
【００２９】
一方、κ、τは単位長さあたりの曲げ角度、捩り角度に相当することから、図１（ｂ）から明らかなcosΦ＝２πＲ／Ｌ、sinΦ＝Ｐ／Ｌの関係を用いて、１ピッチ長さＬあたりの曲げ角度Θ、捩り角度Φは、それぞれ以下のように表される。
【数１２】
0005306671.tif 000013
【００３０】
よって、
【数１３】
0005306671.tif 000014
となり、（式５）が得られる。
【００３１】
まずはじめに、金属素線１２１として無負荷状態では直線形状となる金属素線１２１ａを用い、この金属素線１２１ａで筒状編組線１２０を編んだときの挙動について説明する。金属素線１２１ａを図１のような螺旋形状にすると、金属素線１２１ａには曲げによる弾性エネルギーと捩りによる弾性エネルギーとを合計した弾性エネルギーＵが蓄積される。この弾性エネルギーＵは、下記のように表される。
【数１４】
0005306671.tif 000015
L: 金属素線長さ
E:金属素線の縦弾性係数
G:金属素線の横弾性係数
I:金属素線１本あたりの断面二次モーメント
Ip:金属素線１本あたりの断面二次極モーメント
Θ：金属素線の曲げ角度
Φ：金属素線の捩り角度
【００３２】
螺旋形状の金属素線１２１ａは、上記の（式５）と（式２１）をともに満たす曲線となることから、両式の連立方程式の解が、負荷の有無に関わらず金属素線１２１ａが螺旋形状を維持している状態での曲げ角度Θおよび捩り角度Φとなる。（式５）は次式
【数１５】
0005306671.tif 000016
のように書き換えることができることから、曲げ角度Θを横軸にとり捩り角度Φを縦軸にとった座標系において、（式５）は円を表し、（式２２）は楕円を表している。
【００３３】
曲げ角度Θを横軸、捩り角度Φを縦軸とした座標系に、（式５）で表される円と（式２２）で表される楕円を示した図を、図５に示す。同図において、円１３１と楕円１３２の交点の一つが、金属素線１２１ａの曲げ角度Θおよび捩り角度Φとなる。Θ、Φの符号として、図１に示した金属素線１２１の状態を正とすると、図５の交点Ｖが図１における曲げ角度Θおよび捩り角度Φに相当する。なお、ここでは、ＧＩｐ＜ＥＩとしている。ＧＩｐ＞ＥＩの場合には、楕円１３２が横軸Θ方向に長くなる。
【００３４】
ここで、金属素線１２１ａを螺旋状に巻きつけて固定していた力を解放し、金属素線１２１ａが円筒形状を維持したまま伸縮自由な状態にすると、金属素線１２１ａは（式２１）の弾性エネルギーＵが減少する方向に変形する。弾性エネルギーＵが減少すると、（式２２）で示す楕円１３２は、長軸、短軸ともに小さくなって図６に示す楕円１３３となる。そして、（式５）で示す円１３１との交点Ｖは、最終的に点（０、２π）に移動する。その結果、（式１９）、（式２０）に示す関係式より、架空の円筒１２３の半径Ｒが縮小してゼロとなり、Ｐが伸張してＬになった直線状態で安定する。
【００３５】
しかしながら、本発明の第１の実施形態の自動車用編組ケーブル１００は、金属素線１２１の材料として弾性の大きいアルミ合金や鉄などを用いている。このような金属素線１２１を用いて筒状編組線１２０を形成した場合には、上記のような挙動を示さないことが多い。筒状編組線１２０を編み組む直前の金属素線１２１は、所定の大きさのボビンに巻きつけられているが、製造装置の制約からボビンへの巻き付け径は高々２０ｍｍ程度である。そのため、通常は巻き付け径に相当する曲げ癖が金属素線１２１に付与される。
【００３６】
上記のような曲げ癖は、金属素線１２１の１ピッチあたりの長さＬを２００ｍｍとしたとき、1ピッチあたり３．１８周（角度にして１０［rad］）だけ金属素線１２１を曲げていることになり、このような曲げ癖が予め付与されていることになる。従来は、筒状編組線に用いる金属素線の材質が純銅であったため、塑性変形しやすくボビンで巻き癖がついていても、編組化する際には曲げ癖が除去されていた。純銅の金属素線を用いた場合には、金属素線の収縮力による接圧維持ができないかわりに、筒状編組線の径が拡大するという問題も発生していなかった。
【００３７】
第１の実施形態の自動車用編組ケーブル１００は、弾性の大きいアルミ合金や鉄などを材料とする金属素線１２１を用いており、長さＬあたり曲げ角度α［rad］の巻き癖が付与されている。この場合、（式２１）および（式２２）はそれぞれ下記のように書き換えられる。
【数１６】
0005306671.tif 000017
【００３８】
曲げ角度α＝１０［rad］の曲げ癖を有する金属素線を用いて半径Ｒ＝１０ｍｍの筒状編組線を形成した場合、横軸Θ、縦軸Φの座標系における（式５）で表される円と（式２４）で表される楕円との関係は、図７に示す円１４１と楕円１４２のようになる。この筒状編組線を半径１０ｍｍの円筒状に維持するために加えていた拘束力を解放すると、図７の楕円１４２は長軸、短軸とも収縮する方向に変化して図８に示すような楕円１４３となる。その結果、拘束力を開放する前は１０ｍｍであった筒状編組線の半径が拡大するとともに、ピッチＰが縮小することになる。筒状編組線の半径が拡大すると、金属素線間の隙間も増大して電磁シールドの性能の劣化につながる。
【００３９】
本実施形態では、筒状編組線１２０の径が収縮して電線１１０に密接させるために、編組前に金属素線１２１に付与される曲げ角度α（または曲げ半径ｒ）が所定の条件を満たすようにしている。金属素線１２１に付与される曲げ角度αの条件を以下に説明する。まず、（式５）と（式２４）とから、弾性エネルギーＵが最少となるときの曲げ角度Θおよび捩り角度Φを求める。 （式５）、（式２４）からΘのみの式
【数１７】
0005306671.tif 000018
が得られる。ここで、式を簡単化するため次式の置き換えを行っている。
【数１８】
0005306671.tif 000019
【００４０】
弾性エネルギーＵが最小となる時のΘは、（式２３）を（式５）を用いてΘのみの式とし、Ｕをθで微分したものを０とおくことで次式が得られる。
【数１９】
0005306671.tif 000020
【００４１】
また、このときの筒状編組線の半径Ｒは、上記（式２７）と（式１９）とを用いて次式のように表される。
【数２０】
0005306671.tif 000021
筒状編組線１２０は、編組時の半径から上記の（式２８）で表される半径に向けて収縮または拡張することになる。そこで、（式２８）で表される半径Ｒが、電磁シールドすべき電線１１０の半径より小さくなるように曲げ癖の曲げ角度αを決定することで、筒状編組線１２０を電線１１０に密接させることが可能となる。
【００４２】
本実施形態の自動車用編組ケーブル１００では、電線１１０の半径をＲ０としたとき、（式２８）で表される筒状編組線１２０の最小時の半径Ｒが電線１１０の半径Ｒ０より小さくなるように、曲げ癖の曲げ角度αを決定している。すなわち、
【数２１】
0005306671.tif 000022
とし、これより金属素線１２１の曲げ癖である曲げ角度αが
【数２２】
0005306671.tif 000023
の条件を満たすようにしている。
【００４３】
本実施形態では、金属素線１２１に付与される曲げ癖が（式３０）を満たす曲げ角度αを有するようにすることで、金属素線１２１の自己収縮により筒状編組線１２０を電線１１０に密接させるようにしている。曲げ角度αと曲げ半径ｒとの間には、α＝Ｌ／ｒの関係があることから、（式３０）を曲げ半径ｒに対する条件に変換すると次式が得られる。
【数２３】
0005306671.tif 000024
無負荷時に直線状となる金属素線１２１ａも上記の条件を満たしている。
【００４４】
本実施形態の自動車用編組ケーブル１００では、アルミ合金や鉄などの弾性の大きい材料からなる金属素線１２１を用いて筒状編組線１２０を形成しており、金属素線１２１に付与される曲げ癖が、（式３０）または（式３１）の条件を満たすように形成することで、筒状編組線１２０が電線１１０に密接するようにしている。あるいは、（式３０）または（式３１）の条件を満たす曲げ角度αを金属素線１２１に加えながら筒状編組線１２０を編むことで、筒状編組線１２０を電線１１０に密接させることができる。
【００４５】
本発明の自動車用編組ケーブルの第２の実施形態を以下に説明する。本実施形態の自動車用編組ケーブルでは、金属素線の曲げ癖が曲げ角度α（曲げ半径ｒ）に加えて１ピッチあたりβの捩り角度を有しており、この金属素線（以下では１２１ｂとする）を用いて形成した筒状編組線が電線１１０に密接するように捩り角度βを決定している。金属素線１２１ｂが曲げ角度αかつ捩り角度βの曲げ癖を有するとき、（式２１）は次のように書き換えられる。
【数２４】
0005306671.tif 000025
【００４６】
横軸Θ、縦軸Φの座標系において、（式５）の円と（式３２）の楕円との交点が金属素線１２１ｂの曲げ角度Θと捩り角度Φとなるが、弾性エネルギーＵが最小値となるときのΘ、Φは、図９に示すように、（式３２）で表される楕円１５２の長軸および短軸が収縮して（式５）で表される円１５１と１点Ｖで接するときの値となる。円１５１と楕円１５２とが１点Ｖで接するようにα、βを制限することにより、本実施形態の筒状編組線を電線１１０に密接させることが可能となる。
【００４７】
図９のように（式５）の円１５１と（式３２）の楕円１５２とが１点Ｖで接するときのΘ、ΦをΘ０、Φ０としたとき、αとβとの関係式は、図９の点Ｖ（Θ０、Φ０）において接する（内接または外接）条件、すなわち円１５１の点Ｖにおける接線と楕円１５２の点Ｖにおける接戦とが等しくなる条件から求めることができる。
【００４８】
接点（Θ０、Φ０）における円１５１の接線および楕円１５２の接線は、（式２６）の置き換えを用いて次式のように表される。
【数２５】
0005306671.tif 000026
【００４９】
上記２つの接線は、接点（Θ０、Φ０）において傾きが等しくなることから、
【数２６】
0005306671.tif 000027
となる。ａ、ｂに（式２６）を代入し、（式１９）、（式２０）の関係を用いると、（式３４）からαとβの関係式
【数２７】
0005306671.tif 000028
が得られる。
【００５０】
さらに、図２（ｂ）に示す角度Φ、長さＬ，ピッチ長Ｐ，半径Ｒ間の関係を用いると、（式３５）は
【数２８】
0005306671.tif 000029
と表せる。上記のαとβとの関係式をΘΦ平面上に記載したものを図１０に示す。同図に示すように、βが（式３６）の直線より上側にあれば円１５１と楕円１５２との接点Ｖが得られ、筒状編組線の半径Ｒが収縮する方向となる。
【００５１】
上記より、筒状編組線が自己収縮して半径Ｒ０の電線１１０に密接する条件は、次式で与えられる。
【数２９】
0005306671.tif 000030
【００５２】
本実施形態の自動車用編組ケーブルでは、アルミ合金や鉄などの弾性の大きい材料からなる金属素線を用いて筒状編組線を形成しており、金属素線１２１ｂに付与される捩り角度βが（式３７）を満たすように制限することで、筒状編組線を電線１１０に密接させることができる。あるいは、（式３７）を満たす曲げ角度αおよび捩り角度βを金属素線１２１ｂに同時に加えながら筒状編組線を編むことで、筒状編組線を電線に密接させることができる。
【００５３】
なお、金属素線に付与する曲げ癖の曲げ角度αおよび捩り角度βの符号は、弾性のある金属素線１２１ｂを自然に螺旋形としたときの曲げ方向および捩り方向と同符号にすればよい。特に本実施形態では、ボビンに同じ巻き方をした金属素線１２１ｂのみを扱っていることから、ある向きに螺旋状に巻き付けたときをαの正の向きとし、その巻き方をしたときに捩れる向きをβの正の向きとすればよく、αやβが負の場合を想定する必要はない。
【００５４】
本発明の自動車用編組ケーブルの第３の実施形態を以下に説明する。本実施形態では、断面が円形のアルミ合金からなる金属素線１２１（以下では１２１ｃとする）を用いている。金属素線１２１ｃの断面を円形とした場合、（式３７）におけるＥＩとＧＩｐとの比率は、金属素線１２１ｃの半径に関わらずほぼ一定となり、約１．３４の無次元数をとる。よって、断面が円形のアルミ合金を金属素線１２１ｃに用いた場合には、
【数３０】
0005306671.tif 000031
とすることができる。
【００５５】
近年、ハイブリッド自動車の普及により、３相モータを駆動するための大電流ハーネスが車両に搭載されるようになってきている。このような３相モータの駆動電流は１００［Ａ］を超えており、電線径は少なくとも１５ｓｑが必要となる。これらのハーネスから発生するノイズのレベルは高く、これを確実にシールドする必要がある。そのため、少なくとも１５ｓｑ電線３本の束に自己収縮によって密接する筒状編組線が必要となる。
【００５６】
１５ｓｑ電線を３本束ねて内包する円筒の半径は約１０ｍｍの大きさとなるため、（式３８）のＲ０に１０ｍｍを代入して、
【数３１】
0005306671.tif 000032
なる関係式が得られる。上式を満たす金属素線を用いることにより、半径１０ｍｍの電線に自己収縮して密接する筒状編組線を提供することができる。
【００５７】
本発明の第１の実施形態の自動車用編組ケーブル１００について、その実施例を以下に説明する。ここでは、１本の電線の直径を９ｍｍ(被覆込み１５ｓｑ程度)とし、これを三本束ねたものを電線１１０とし、これに自己収縮力によって密接する筒状編組線１２０の実施例について説明する。金属素線１２１として、材質がA5052、断面が半径０．０６ｍｍの円形、１ピッチあたりの長さＬ＝２００ｍｍとし、材料の緒元が表１のものを用いる。
【表１】
0005306671.tif 000033
【００５８】
このような材料からなる金属素線１２１を、ボビンから引き出したあと癖取り（曲げ癖を除去）してほぼ直線状に伸ばした上で、半径Ｒ＝２２ｍｍの円筒編組線１２０に編みこんだ場合、各金属素線１２１の曲げ角度Θおよび捩り角度Φは、図１１に示す円１６１と楕円１６２との交点Ｖの値をとる。
【００５９】
円筒編組線１２０を編みこむ時にこれを拘束していた外力を解放すると、楕円１６２は長軸および短軸が縮小して図１２の楕円１６３の方向に変化する。このとき、円１６１と楕円１６２との交点は、点（０、２π）の位置に達する前に直径９ｍｍの電線(被覆込み１５ｓｑ程度)を３本束ねたときの円筒半径約１０ｍｍに相当する点Ｗに達し、この点Ｗで円筒編組線１２０が電線１１０に密接する。本実施例では、曲げ癖を除去して曲げ角度αを０としており、(式３０)の条件を満たしている。あるいは、曲げ半径が無限大であることから、(式３１)の条件を満たしている。
【００６０】
本発明の第２の実施形態の自動車用編組ケーブルについて、その実施例を以下に説明する。ここでは、１本の電線の直径を２０ｍｍとし、これに自己収縮力によって密接する筒状編組線１２０について説明する。金属素線１２１ｂとして、断面半径が０．０４ｍｍ、１ピッチあたりの長さＬ＝３００ｍｍであり、材料の緒元が表２の鋼線を用いる。
【表２】
0005306671.tif 000034
【００６１】
本実施例では、製造上の制約から金属素線１２１ｂの曲げ癖を除去して完全な直線にすることはできないものとする。ここでは、１ピッチ長さ３００ｍあたり、曲げ角度α＝１[rad]の曲げ癖が付与されている金属素線に対し、１ピッチあたり１．５[rad]の捩り角度βを金属素線１２１ｂに加えながら編み込んで円筒編組線を形成する。捩り角度β＝１．５[rad]は、（式３８）の右辺の値１．１３[rad]よりβが大であるという条件を満足させるためである。
【００６２】
上記の条件で半径Ｒ＝４０ｍｍの円筒編組線を編みこんだ場合、各金属素線１２１ｂの曲げ角度Θおよび捩り角度Φは、図１３に示す円１７１と楕円１７２との交点Ｖの値(５．２６．３．４４)をとる。円筒編組線に対する拘束力を解放すると、楕円１７２の長軸および短軸が縮小して図１４の楕円１７３の方向に変化する。楕円１７２が楕円１７３まで変化する前に、円筒編組線の半径が２０ｍｍに達して電線に密接する。半径２０ｍｍに相当するΘΦ座標上の点Ｗは、（２．６３、５．６８）となる。
【００６３】
本発明のさらに別の実施形態の自動車用編組ケーブルについて、以下に説明する。本実施形態の自動車用編組ケーブルでは、金属素線の全てまたは一部に曲げや捩りの状態を記憶させた形状記憶合金を使用し、この金属素線を用いて筒状編組線を編み込んでから過熱する。これにより、(式３０)（あるいは(式３１)）または(式３７)を満たすように筒状編組線を形成することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る自動車用編組ケーブルの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における自動車用編組ケーブルの細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る自動車用編組ケーブルを構成する金属素線の１ピッチ分を模式的に示した模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る自動車用編組ケーブルの斜視図である。
【図３】金属素線に働くトルクを示した斜視図である。
【図４】フルネの標構の表示例を示す模式図である。
【図５】曲げ癖がないときの編組時の金属素線の曲げ角度と捩り角度との関係を示す図である。
【図６】曲げ癖がないときの安定時の金属素線の曲げ角度と捩り角度との関係を示す図である。
【図７】第１の実施形態の編組時の金属素線の曲げ角度と捩り角度との関係を示す図である。
【図８】第１の実施形態の安定時の金属素線の曲げ角度と捩り角度との関係を示す図である。
【図９】第２の実施形態の編組時の金属素線の曲げ角度と捩り角度との関係を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の安定時の金属素線の曲げ角度と捩り角度との関係を示す図である。
【図１１】第１の実施例の編組時の金属素線の曲げ角度と捩り角度との関係を示す図である。
【図１２】第１の実施例の安定時の金属素線の曲げ角度と捩り角度との関係を示す図である。
【図１３】第２の実施例の編組時の金属素線の曲げ角度と捩り角度との関係を示す図である。
【図１４】第２の実施例の安定時の金属素線の曲げ角度と捩り角度との関係を示す図である。
【図１５】金属素線の集合からなる編組線による電磁シールドを説明するための斜視図である。
【図１６】純銅の編組線で電磁シールドされた電線から漏洩するノイズレベルを測定した一例を示す図である。
【図１７】純銅の編組線で電磁シールドされた電線から漏洩するノイズレベルを測定した別の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１００    自動車用編組ケーブル
１１０    電線  １２０    筒状編組線
１２１、９０１    金属素線
１２２    金属素線束
１３１    架空の円筒
９０２    導体板
【図１】
0005306671.tif 000039
【図２】
0005306671.tif 000040
【図３】
0005306671.tif 000041
【図４】
0005306671.tif 000042
【図５】
0005306671.tif 000043
【図６】
0005306671.tif 000044
【図７】
0005306671.tif 000045
【図８】
0005306671.tif 000046
【図９】
0005306671.tif 000047
【図１０】
0005306671.tif 000048
【図１１】
0005306671.tif 000049
【図１２】
0005306671.tif 000050
【図１３】
0005306671.tif 000051
【図１４】
0005306671.tif 000052
【図１５】
0005306671.tif 000053
【図１６】
0005306671.tif 000054
【図１７】
0005306671.tif 000055