(57)【要約】 【課題】  シールドパイプ内に気泡を残存させることなく充填材を充填する。【解決手段】  シールド導電体Ｗａは、導体１１を絶縁被覆１２で包囲してなる電線１０をシールドパイプ２０に挿通してシールドするとともに保護し、シールドパイプ２０における電線１０との隙間に、空気よりも熱伝導率の高い充填材３０を充填した形態である。シールド導電体Ｗａの製造に際しては、シールドパイプ２０内を気密に保った状態で、シールドパイプ２０内の空気をシールドパイプ２０外へ吸引しつつ、シールドパイプ２０内に充填材３０を注入するようにしたので、シールドパイプ２０の内部に気泡が残存する虞がない。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体を絶縁被覆で包囲してなる電線と、
前記電線を挿通させることで、前記電線をシールドするとともに保護する金属製のシールドパイプとを備え、
前記シールドパイプ内における前記電線との隙間に、空気よりも熱伝導率の高い充填材が充填された形態のシールド導電体を製造する方法であって、
前記シールドパイプ内を真空にした状態で又は前記シールドパイプ内を真空状態となるまで減圧しつつ、前記シールドパイプ内に前記充填材を注入することを特徴とするシールド導電体の製造方法。
【請求項２】
前記シールドパイプにおける一方の端部から前記シールドパイプ内の空気を吸引しつつ、
前記シールドパイプにおける他方の端部から前記充填材を注入することを特徴とする請求項１記載のシールド導電体の製造方法。
【請求項３】
導体を絶縁被覆で包囲してなる電線と、
前記電線を挿通させることで、前記電線をシールドするとともに保護する金属製のシールドパイプとを備え、
前記シールドパイプ内における前記電線との隙間に、空気よりも熱伝導率の高い充填材が充填された形態のシールド導電体を製造する装置であって、
前記シールドパイプ内を真空状態にすることが可能な減圧手段と、
前記シールドパイプ内の空気を前記シールドパイプ外へ吸引することが可能な吸気手段と、
前記シールドパイプ内に前記充填材を注入することが可能な注入手段とを備えていることを特徴とするシールド導電体の製造装置。
【請求項４】
前記吸気手段が、前記シールドパイプにおける一方の端部に設けられ、
前記注入手段が、前記シールドパイプにおける他方の端部に設けられていることを特徴とする請求項３記載のシールド導電体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド導電体の製造方法及びシールド導電体の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数本のノンシールド電線を金属製のシールドパイプ内に挿通したシールド導電体が開示されている。このシールド導電体は、シールドパイプが、電線をシールドする機能に加えて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を有する。
【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】
上記のようにシールドパイプを用いたシールド導電体では、電線とシールド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シールドパイプに伝わり難く、しかも、シールドパイプには、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シールド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。
【０００４】
そこで、本願出願人は、その対策として、シールドパイプ内における電線との隙間に、空気よりも熱伝導率の高い充填材を充填し、電線で発生した熱を、充填材を介してシールドパイプに伝達し、シールドパイプの外周から大気中へ効率的に放出することにより、放熱性を向上させる技術を提案した。  
しかしながら、シールドパイプの端部から単に充填材を注入した場合、シールドパイプ内の空気が気泡として残存することが懸念される。気泡が存在することは、電線からシールドパイプへの伝熱効率を低下させる原因となるため、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、シールドパイプ内に気泡を残存させることなく充填材を充填できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、導体を絶縁被覆で包囲してなる電線と、前記電線を挿通させることで、前記電線をシールドするとともに保護する金属製のシールドパイプとを備え、前記シールドパイプ内における前記電線との隙間に、空気よりも熱伝導率の高い充填材が充填された形態のシールド導電体を製造する方法であって、前記シールドパイプ内を真空にした状態で又は前記シールドパイプ内を真空状態となるまで減圧しつつ、前記シールドパイプ内に前記充填材を注入するところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記シールドパイプにおける一方の端部から前記シールドパイプ内の空気を外部へ吸引しつつ、前記シールドパイプにおける他方の端部から前記充填材を注入するところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、導体を絶縁被覆で包囲してなる電線と、前記電線を挿通させることで、前記電線をシールドするとともに保護する金属製のシールドパイプとを備え、前記シールドパイプ内における前記電線との隙間に、空気よりも熱伝導率の高い充填材が充填された形態のシールド導電体を製造する装置であって、前記シールドパイプ内を真空状態にすることが可能な減圧手段と、前記シールドパイプ内の空気を前記シールドパイプ外へ吸引することが可能な吸気手段と、前記シールドパイプ内に前記充填材を注入することが可能な注入手段とを備えているところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載のものにおいて、前記吸気手段が、前記シールドパイプにおける一方の端部に設けられ、前記注入手段が、前記シールドパイプにおける他方の端部に設けられているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００９】
＜請求項１の発明＞
シールドパイプ内を真空にした状態で又はシールドパイプ内を真空状態となるまで減圧しながら、充填材を注入するようにしたので、シールドパイプの内部に気泡が残存する虞がない。
【００１０】
＜請求項２の発明＞
シールドパイプ内における空気の流れの方向と充填材の流れの方向が同じ方向となるので、充填材の内部に空気が混入する虞がなく、シールドパイプ内の空気を確実にシールドパイプ外へ排出することができる。
【００１１】
＜請求項３の発明＞
シールドパイプに対する充填材の注入は、シールドパイプ内を真空にした状態で又はシールドパイプ内を真空状態となるまで減圧しながら行われる。これにより、シールドパイプの内部に気泡が残存することが回避される。
【００１２】
＜請求項４の発明＞
シールドパイプにおける一方の端部からシールドパイプ内の空気を吸引しつつ、シールドパイプにおける他方の端部から充填材を注入するようになっているので、シールドパイプ内における空気の流れの方向と充填材の流れの方向が同じ方向となる。したがって、充填材の内部に空気が混入する虞がなく、シールドパイプ内の空気を確実にシールドパイプ外へ排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜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６を参照して説明する。本実施形態のシールド導電体Ｗａ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、インバータ、モータなどの装置（図示せず）の間に配索されるものであり、３本のノンシールドタイプの電線１０を、一括シールド機能と電線保護機能を兼ね備えるシールドパイプ２０内に挿通し、さらに、シールドパイプ２０内における電線１０との隙間に合成樹脂製の充填材３０が充填された形態となっている。
【００１４】
電線１０は、金属製（例えば、アルミニウム合金や銅合金など）の導体１１の外周を合成樹脂製の絶縁被覆１２で包囲した形態であり、導体１１は、単芯線または複数本の細線（図示せず）を螺旋状に寄り合わせた撚り線からなる。電線１０の断面形状は導体１１と絶縁被覆１２の双方が真円形とされている。
【００１５】
シールドパイプ２０は、金属製（例えば、アルミニウム合金や銅合金など）であって、空気よりも熱伝導率が高い。シールドパイプ２０の断面形状は、電線１０と同様、真円形をなしている。かかるシールドパイプ２０は製造当初は一直線状をなしている。一直線の状態において、シールドパイプ２０内には３本の電線１０が挿通され、電線１０の両端部はシールドパイプ２０の外部へ導出されている。シールドパイプ２０内における３本の電線１０は、概ね俵積み状（電線１０の中心を結んだときにほぼ正三角形を描く形態）をなすように位置関係を保ちつつ、シールドパイプ２０内において径方向へ相対変位し得るようになっている。つまり、電線１０同士の間、及び電線１０とシールドパイプ２０との間にクリアランスが空くようになっている。そして、このクリアランスにより、シールドパイプ２０に対する電線１０の挿通作業が容易となる。
【００１６】
また、シールドパイプ２０には、その前後両端部を全周に亘って外周側へ折り返すように曲げ加工されることによって折返部２１が形成されており、この折返部２１の内周面とシールドパイプ２０の外周面との間には、金属細線をメッシュ状に編み込んだ筒状の編組線からなる可撓性シールド部材２５の端部が挟み付けられ、この可撓性シールド部材２５とシールドパイプ２０とが導通可能に且つ離脱を規制された状態で固着されている。また、折返部２１の曲げの外側の面は、滑らかでエッジが存在しない円弧面２２となっている。  
充填材３０は、空気よりも熱伝導率の高い材料が用いられる。具体的には、充填材３０として、シールドパイプ２０内への注入のし易さを考慮し、液体状態において粘度の低いＨＤＩ系２液型ウレタン樹脂が用いられている。
【００１７】
次に、シールド導電体Ｗａの製造装置Ｍについて説明する。  
製造装置Ｍは、シールドパイプ２０を水平な状態で支承する保持台４０と、シールドパイプ２０の前後両端部に取り付けられる一対の閉塞部材４３Ｆ，４３Ｒ（本発明の構成要件である減圧手段）と、充填材３０の注入手段５３と、吸気手段５７とを備えて構成されている。保持台４０の上面には、シールドパイプ２０を載置するための半円形の凹部４１が形成され、また、保持台４０の両端部には、シールドパイプ２０を上側から押さえ込むための押さえ部材４２が設けられている。
【００１８】
前側の閉塞部材４３Ｆは、その前端面に開口する円形の収容室４４と、収容室４４から閉塞部材４３Ｆの後端面に至る３つの円形の貫通孔４９を有し、収容室４４内には弾性材料からなる電線用シール部材４５が収容されている。電線用シール部材４５は、シールドパイプ２０の内径よりも小さい円形をなし、その内部には後面側に開口する３つの保持孔４６が俵積み状の配置（貫通孔４９と対応する配置）で形成されている。また、閉塞部材４３Ｆには、収容室４４の前面側の開口部から電線用シール部材４５を後方へ押圧するためのシールキャップ４７が取り付けられるようになっている。さらに、前側の閉塞部材４３Ｆの後端面には、シールドパイプ２０の前端の円弧面２２に当接するシールリング４８が取り付けられている。また、前側の閉塞部材４３Ｆには、その後端面におけるシールリング４８よりも内側の位置から、外周面に至る１つの排気孔５０Ｆが形成されている。
【００１９】
一方、後側の閉塞部材４３Ｒは、その後端面に開口する円形の収容室４４と、収容室４４から保持部材４３Ｒの前端面に至る３つの円形の貫通孔４９を有し、収容室４４内には弾性材料からなる電線用シール部材４５が収容されている。電線用シール部材４５は、シールドパイプ２０の内径よりも小さい円形をなし、その内部には前面側に開口する３つの保持孔４６が俵積み状の配置（貫通孔４９と対応する配置）で形成されている。また、閉塞部材４３Ｒには、収容室４４の後面側の開口部から電線用シール部材４５を前方へ押圧するためのシールキャップ４７が取り付けられるようになっている。さらに、後側の閉塞部材４３Ｒの前端面には、シールドパイプ２０の後端の円弧面２２に当接するシールリング４８が取り付けられている。また、後側の閉塞部材４３Ｒには、その後端面におけるシールリング４８よりも内側の位置から、外周面に至る３つの注入孔５０Ｒが形成されている。さらに、後側の閉塞部材４３Ｒ内には、真空計５１のセンサ５２が閉塞部材４３Ｒの前端面に臨むように埋設されている。
【００２０】
注入手段５３は、タンク（図示せず）内に貯留されている充填材３０をポンプ（図示せず）により汲み上げて送り出す圧送部５４と、圧送部５４から注入孔５０Ｒにおける閉塞部材４３Ｒの外周側の開口に至る供給路５５と、供給路５５の途中に設けられた開閉弁５６とを備えており、この開閉弁５６は真空計５１の計測結果に基づいて開閉されるようになっている。  
吸気手段５７は、真空ポンプ５８を備えており、この真空ポンプ５８は、前側の閉塞部材４３Ｆの外周面における排気孔５０Ｆの開口部に接続されている。
【００２１】
次に、シールド導電体Ｗａの製造工程を説明する。  
まず、シールドパイプ２０を保持台４０にセットし、その後、前後両閉塞部材４３Ｆ，４３Ｒを保持台４０の両端部に固定する。  
前側の閉塞部材４３Ｆが固定された状態では、シールリング４８がシールドパイプ２０の前端の円弧面２２に密着することにより、閉塞部材４３Ｆとシールドパイプ２０の前側の開口縁との隙間が気密状態に保たれるとともに、各保持孔４６に電線１０の前端部が嵌入される。この状態から、前方からシールキャップ４７を組み付けて電線用シール部材４５を後方へ押圧すると、電線用シール部材４５が弾性変形し、保持孔４６の内周面と絶縁被覆１２の外周面とが気密状に密着するとともに、収容室４４の内周面と電線用シール部材４５の外周面との隙間が気密状に密着する。
【００２２】
また、後側の閉塞部材４３Ｒが固定された状態では、シールリング４８がシールドパイプ２０の後端の円弧面２２に密着することにより、閉塞部材４３Ｒとシールドパイプ２０の後側の開口縁との隙間が気密状態に保たれるとともに、各保持孔４６に電線１０の後端部が嵌入される。この状態から、後方からシールキャップ４７を組み付けて電線用シール部材４５を前方へ押圧すると、電線用シール部材４５が弾性変形し、保持孔４６の内周面と絶縁被覆１２の外周面とが気密状に密着するとともに、収容室４４Ｒの内周面と電線用シール部材４５の外周面との隙間が気密状に密着する。  
以上により、シールドパイプ２０の内部が気密状態に保たれる。
【００２３】
この後は、真空ポンプ５８を起動し、シールドパイプ２０内の空気を、前方の排気孔５０Ｆを通して吸引することによりシールドパイプ２０の外部へ強制的に排出し、シールドパイプ２０の内部を大気圧よりも低圧の略真空状態（負圧状態）とする。そして、シールドパイプ２０内が所定の圧力まで減圧されたことが真空計５１によって検出されると、開閉弁５６が開弁され、充填材３０が、圧送部５４から供給路５５と注入孔５０Ｒを通り、後方からシールドパイプ２０内に注入される。充填材３０が注入される間、その注入量が増していくのに伴ってシールドパイプ２０内の容積が減少することを考慮し、シールドパイプ２０内を減圧するために真空引きを行う。この真空引きは、充填材３０の充填が完了するまで継続される。
【００２４】
そして、予め定められた量の充填材３０がシールドパイプ２０内に送り込まれて、シールドパイプ２０内の空間がすべて充填材３０によって埋め尽くされると、充填材３０の圧送と真空ポンプ５８が停止されるとともに、開閉弁５６が閉弁される。以上により、充填材３０の充填が完了し、シールドパイプ２０内における電線１０との隙間及び電線１０同士の隙間には、気泡が残存することなく充填材３０が充填される。そして、シールドパイプ２０内に充填された充填材３０が固化すると、シールドパイプ２０と電線１０と充填材３０が一体化された状態のシールド導電体Ｗａが完成する。
【００２５】
この後、シールキャップ４７，４７を閉塞部材４３Ｆ，４３Ｒから外すことにより、電線用シール部材４５，４５を弾性変形状態から解放させ、次いで、閉塞部材４３Ｆ，４３Ｒをシールドパイプ２０の両端部から離脱させる。このとき、閉塞部材４３Ｆ，４３Ｒを外すのに伴って、電線１０の両端部が保持孔４６，４６から抜け出す。そして、押さえ部材４２によるシールドパイプ２０への押さえ付けを解除し、シールドパイプ２０を保持台４０から外せば、シールド導電体Ｗａを製造装置Ｍから取り出すことができる。
【００２６】
本実施形態では、シールドパイプ２０内の空気をシールドパイプ２０外へ吸引しながら、充填材３０を注入するようにしたので、シールドパイプ２０の内部に気泡が残存する虞がない。  
また、シールドパイプ２０の前端部においてシールドパイプ２０内の空気を吸引し、シールドパイプ２０の後端部から充填材３０を注入するようにした。これにより、シールドパイプ２０内における空気の流れの方向と充填材３０の流れの方向が同じ方向となるので、充填材３０の内部に空気が混入する虞がなく、シールドパイプ２０内の空気を確実にシールドパイプ２０外へ排出することができる。
【００２７】
＜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１つのシールドパイプ内に３本の電線を挿通したが、本発明によれば、１つのシールドパイプに挿通される電線の本数は１本、２本、４本以上のいずれとしてもよい。  
（２）上記実施形態では充填材を２液型ウレタン樹脂製としたが、本発明によれば、これ以外の種類の合成樹脂を充填材として用いてもよい。  
（３）上記実施形態では直線状のシールドパイプに充填材を充填するようにしたが、本発明によれば、曲げ加工されたシールドパイプの内部に充填材を充填してもよい。  
（４）上記実施形態ではシールドパイプの端部の開口から充填材を注入したが、本発明によれば、シールドパイプの外周に開口させた注入口から充填材を注入し、充填後に注入口を閉塞するようにしてもよい。  
（５）上記実施形態ではシールドパイプの端部の開口から空気を排出したが、本発明によれば、シールドパイプの外周に開口させた排気口から空気を排出し、排気後に排気口を閉塞するようにしてもよい。  
（６）上記実施形態ではシールドパイプ内で電線が俵積み状に配置されるようにしたが、本発明によれば、電線は一列に並ぶように配置されていてもよく、縦横に整列して配置されていてもよい。  
（７）上記実施形態ではシールドパイプを円形断面としたが、本発明によれば、シールドパイプの断面形状は非円形（長円形、楕円形、台形や平行四辺形を含む概ね多角形など）としてもよい。  
（８）上記実施形態では予め真空に近い状態まで減圧したところで充填材の注入を開始し、注入しながらシールドパイプ内を更に減圧して真空状態にするようにしたが、本発明によれば、予めシールドパイプ内を完全な真空状態にしておき、途中で減圧せずに充填材を注入してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態１において充填材を注入する前の状態をあらわす縦断面図
【図２】充填材を注入した後の状態をあらわす縦断面図
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図
【図４】図２のＹ−Ｙ線断面図
【図５】図２のＺ−Ｚ線断面図
【図６】シールド導電体の部分拡大縦断面図
【符号の説明】
【００２９】
Ｗａ…シールド導電体
１０…電線
１１…導体
１２…絶縁被覆
２０…シールドパイプ
３０…充填材
４３Ｆ，４３Ｒ…閉塞部材（減圧手段）
５３…注入手段
５７…吸気手段
【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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