电动车辆电动机的捆绑缆 【技术领域】
本发明涉及一种用于电动车辆电动机的捆绑缆(下文也被称作电动车辆电动机的捆绑缆)。
背景技术
通常，一直要求降低在从车辆排出废气中的有害物质并且增加一加仑汽油所行驶的里程，在近些年中，进一步提出减少全球环境负荷的要求。为此，一直有力地进行对电动车辆的研究和研制。目前正被研制的电动车辆包括：配备有高能蓄附加电池的纯电动车辆(PEV)；混合电动车辆(HEV)，这种电动车辆中混合有汽油发动机和高能蓄电池；配备有燃料电池和高能蓄电池的燃料电池混合电动车辆(FCHEV)等。在任何一种情况下，都必须研制高效电动机。存在多种能够驱动车辆并产生电能对蓄电池进行充电的高效电动机。除了要求高效之外，一直强烈要求稳定这些电动机在运行稳定性上的质量，对于电动车辆来说，与普通车辆相比，还要求在高温下，其具有良好的耐油性。为了增强效率，电动车辆电动机必须暴露于ATF(自动传动液)下，由于ATF在一些情况下会达到高温，要求电动机能够在ATF内耐高温。除此之外，一直希望研制一种用作电动机元件的材料，从而具有相同性能。
已经提出使用由聚苯硫醚(PPS)纤维制成的多纤维丝股(multifilament strand)作为电绝缘材料(参考日本专利文献JP H08(1996)-13300 A，JP H10(1998)-273825 A和JP2001-248075A)。
【发明内容】
然而，由这种通用电绝缘材料制成地捆绑缆具有下述缺点：当使用该捆绑缆捆扎诸如线圈的电动机元件时，由于捆绑缆在捆扎状态具有不良的润滑性能，存在擦伤该元件的趋向。此外这种捆绑缆在ATF内具有很差的耐热性。此外，由于这种捆绑缆具有高的抗弯曲强度，这意味着这种电缆太硬，不易弯曲，绑紧能力不足。另一种提议是使用一种由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的8股编织的正方形缆作为捆绑缆。然而这种由PET制成的捆绑缆也存在于高温下的耐油性问题，其具有高抗弯强度，太硬不易弯曲，从而其不能提供足够的绑紧能力。
鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种电动车辆电动机的捆绑缆，其能减少擦伤被连接的电动机元件的趋向，且具有高的弯曲绑紧能力，在高温下具有高耐油性。
为了实现上述目的，本发明的一种电动车辆电动机的捆绑缆包括一8或更多股的编织圆缆，其使用由合成纤维制成的多纤维丝股，所述合成纤维具有280℃或更高的熔点或分解温度。捆绑缆在高温下的耐油性是50％或更大。用下述公式表示高温下的耐油性：
高温下的耐油性(％)＝(T’/T)×100
此时T代表进行处理之前捆绑缆的抗拉强度，T’代表进行处理之后捆绑缆的抗拉强度，
根据JISL1013-8.5.1测量抗拉强度，采用这种方式进行所述处理，整个捆绑缆被投入一封闭容器内，所述容器内包含由5％的水和95％的自动传动液组成的混合物，然后对容器进行加热，从而在150℃温度下保持混合物1000小时。
高温下的耐油性涉及在油中进行高温处理之前和之后的抗拉强度之间的比较。所述比值接近100％意味着即使经历了高温处理，这种电动车辆电动机的捆绑缆的抗拉强度不改变，也就是这种电动车辆电动机的捆绑缆在高温下具有良好的耐油性。
此外，由于这种高温处理在水和自动传动液组成的混合物中进行，上述在高温下的高耐油性意味着捆绑缆也耐水解降解。
【附图说明】
图1是一个显示符合本发明第一实施例的电动车辆电动机捆绑缆外观的平面视图；
图2是一个示意性显示符合本发明的电动车辆电动机捆绑缆的应用的透视图。
【具体实施方式】
本发明的一种电动车辆电动机的捆绑缆具有减少擦伤被连接的电动机元件的趋向，且具有高弯曲绑紧能力，在高温下具有高耐油性。
涉及使用本发明的电动车辆电动机捆绑缆的电动机元件例如包括线圈、电线和套筒。本发明的电动车辆电动机捆绑缆是一种可以用于制造电动车辆电动机的编织捆绑缆，从而捆扎这种电动机元件。
例如如图2所示，本发明的电动车辆电动机捆绑缆可以被用于捆扎电动机的定子。在图2中，电动机定子可以是一种三相电动机的定子，例如包括定子芯1；用于不同相的线圈3，其被容置在多个形成在定子芯1内侧上的窄槽2内；将不同相的线圈3与外部能量端子相连的电线4；用于围绕每个电线4的线绝缘管5。需要指出的是，在图2中，附图标记6代表用于捆扎线圈3的捆绑缆，7代表用于定温器的绝缘管，8代表槽绝缘衬，9代表楔形物，10代表相间纸(interphase paper)。
多股绳合成纤维的熔点或分解温度不小于280℃，最好不小于283℃。
编织缆包括8或更多股，最好包括8～32股。8～32股的编织缆可以提供足够的强度和高寿命。编织缆最好包括12、16、20或24股，其不太厚，但是可以提供良好的工作性能。本发明的编织缆是挠性的，由于使用可以轻易移动的纤维编织捆绑缆，从而所述缆的中心部位是中空的。因此，捆绑缆具有良好的润滑性能，具有能够减少擦伤被连接的电动机元件的趋向。
捆绑缆在高温下的耐油性被描述为50％或更高，最好为55％或更大，从而使电动车辆的电动机能够长期稳定地工作。
用于上述具有280℃或更高熔点或分解温度的多纤维丝股的合成纤维是聚苯硫醚纤维或芳族聚酸胺纤维。这些纤维可以使捆绑缆在高温下具有高的耐油性。具有283℃或更高熔点或分解温度的合成纤维是聚苯硫醚纤维或芳族聚酸胺纤维。芳族聚酸胺纤维包括对位芳香族聚酸胺(para-aramid)纤维和间位芳香族聚酸胺(mete-aramid)纤维，最好选用间位芳香族聚酸胺纤维。
根据JISL 1096A(45°悬臂方法)测量的捆绑缆的抗弯强度最好是75或更小。75或更小的抗弯强度允许顺利地进行弯曲操作，可以利用捆绑缆提供良好的紧固能力。抗弯强度最好是73或更小。
多纤维丝股的厚度最好是150～600分特(dtex)，包括端值。该范围可以提供给缆更高程度的挠性，可以改善可使用性。多纤维丝绳的厚度最好是200～500分特，包括端值，最佳范围是200～400分特，包括端值。
捆绑缆的厚度(根据JISL1013-8.3.1(A)所测量的)最好是3200～9600分特，包括端值。该范围可以维持捆绑缆的挠性，从而顺利地执行捆扎操作。捆绑缆的厚度最佳是4800～8000分特，包括端值。
捆绑缆的形状最好采用管形和扁圆形，其允许要被实施的捆扎操作更牢固。
每米捆绑缆的重量最好是0.5～1.5克，包括端值，从而可以实现足够的强度和高寿命。每米捆绑缆的重量最好是0.8～1.2克，包括端值，从而提供良好的可使用性并降低成本。
捆绑缆的抗拉强度(根据JISL1013-8.5.1所测量的)最好是150N～350N，包括端值，最佳是200N～300N，包括端值。
捆绑缆的延伸率(根据JISL1013-8.5.1所测量的)最好是15％～40％，包括端值。利用这种结构，当使用在电动车辆时，具体地说，当使用在电动车辆的电动机上时，捆绑缆可以实现高绷紧能力，车辆可以平稳地运动。捆绑缆的延伸率最佳是20％～30％，包括端值。
例如，最好电动车辆电动机的编织圆缆包括8～32股，使用由聚苯硫醚纤维或芳族聚酰胺纤维制成的150～600分特并包括端值的多纤维丝股。
示例
下文将结合非限制性示例和比较示例详细介绍本发明。在下述示例和比较示例中，电动车辆电动机捆绑缆的熔点或分解温度以及在高温下的耐油性被测量如下：
(1)熔点或分解温度：利用DSC(差分扫描量热法)方法以10℃/分钟的速率对样品和参考物一起进行加热，从而测量熔点或分解温度。
(2)高温下的耐油性：长度为60厘米的整个捆绑缆被投入一封闭容器内，所述容器内包含由5％的水和95％的自动传动液(由Esso Sekiyu K.K制造的ATF(商标名))组成的混合物(5升)。然后对容器进行加热，从而保持容器内混合物的温度150℃1000小时。根据JISL1013-8.5.1对在进行这种处理之前捆绑缆的抗拉强度(T)以及执行这种处理后捆绑缆的抗拉强度(T’)进行测量。由此获得的抗拉强度被引入下述公式，从而确定在高温下的耐油性，计算5次测量的平均值。应该指出的是，在进行测量时，任何ATF可以被用作测试的ATF
高温下的耐油性(％)＝(T’/T)×100
此时T代表进行处理之前捆绑缆的抗拉强度，T’代表进行处理之后捆绑缆的抗拉强度。
(3)根据JISL1096A(45°悬臂方法)确定抗弯强度。更具体的说，电动车辆电动机捆绑缆(长度大约为15厘米)被设置在具有光滑表面的水平台上，其在端部具有45°的倾面，从而捆绑缆的一端在比例尺的基线处。然后，使捆绑缆沿所述倾面方向平稳地滑动，当捆绑缆的一端与所述倾面接触时，利用比例尺测量捆绑缆的另一端的位置。利用捆绑缆的滑动长度(毫米)表示抗弯强度，计算5次测量的平均值，将计算结果取整数。
(4)电动车辆电动机捆绑缆的厚度：根据JISL 1013-8.3.1(A)，厚度被确定为基于校正质量的细度。具体地说，以120圈/分钟的速率将电动车辆电动机捆绑缆缠绕在绕丝框上，同时施加预定负载213gf(2.0888N)，从而具有预定长度90米的套箍(skein)被形成。测量该套箍的质量，以便确定表面细度。使用已经被分别测量的平衡回潮率，基于校正质量(D)，计算细度(fineness)。进行5次测试，使用其平均值(计算到一位小数位)。
F＝D×[(100+Ro)/(100+Rs)]
在此F代表基于校正质量的细度(in tex)，D代表表观纤度(单位特)Ro代表被JISL 0105 3.1(正式回潮率)确定的正式回潮率(单位％)，Rs代表平衡回潮率(单位％)。
(5)电动车辆电动机捆绑缆的抗拉强度和延伸率：根据JIS L1013-8.5.1确定它们。具体地说，进行测试，从而电动车辆电动机捆绑缆被附着在抗拉强度测试器(测试器类型：恒速拉伸类型，夹钳之间的间距是25厘米，延伸速率：30厘米/分钟)的夹钳上，当施加初始负载时，延伸被再现为松度(looseness)(毫米)。当对样品继续进行延伸，直到样品被拉断为止，测量拉断时的伸长和负载，使用下述公式计算抗拉强度(N/tex)和延伸率(％)，进行10次测试，使用它们的平均值(对于抗拉强度，计算到两位小数，对于延伸率，计算到1位小数)
T＝SD/F
此时T代表抗拉强度(单位N/tex)，SD代表在拉断时的强度(单位N)，F代表基于校正质量的光洁度(单位特)。
S＝[(E2-E1)/(L+E1)]×100
此时S代表延伸率(单位％)，E1代表松度(单位毫米)，E2代表拉断时的伸长(单位毫米)或最大负荷下的伸长(单位毫米)，L代表夹具之间的间距(单位毫米)
示例1
由PPS纤维(由Toray Industries，Inc制造，“Torcon”(商标名)，熔点或分解温度＝285℃)制造的多纤维丝股(440分特，100细丝，190类型)被缠绕在16个小线轴上。
这些线轴被安装在用于圆缆的16股编织机上，以便形成一编织缆，获得电动车辆电动机捆绑缆。捆绑缆具有管形，但是也可将上述形状压位扁圆形，所述扁圆的长轴为1.85毫米，短轴为0.52毫米。该捆绑缆在高温下的耐油性是73.5％。该捆绑缆的抗弯强度是70，厚度是7,040分特。该捆绑缆的抗拉强度和延伸率分别是324N和25.9％。由此获得的捆绑缆的外观如图1所示。
当将该捆绑缆设置在电动车辆电动机内时，与比较示例1和2相比，被约束线圈的编织具有良好的滑溜性能(slipperiness)。因此由捆绑缆引起的在捆扎状态下张力的变化非常小，可以确认，捆绑缆的捆扎能力的稳定性非常优越。此外，没有发现线圈被捆绑缆擦伤。由于捆绑缆被缠绕，采用扁平形重叠，紧固性和捆扎状态是良好的。
示例2
两个由间位芳香族聚酸胺(meta-aramid)纤维(由Dupont制造，“Nomex”(商标名)，熔点或分解温度＝371℃)制造的多纤维丝股(220分特，100细丝，430类型)被拉平行并缠绕在16个小线轴上。
这些线轴被安装在用于圆缆的16股编织机上，以便形成一编织缆，获得电动车辆电动机捆绑缆。捆绑缆具有管形，但是也可将上述形状压位扁圆形。
当采用与示例1相同的方式将该捆绑缆设置在电动车辆电动机上时，该捆绑缆比示例1的捆绑缆稍硬，在编织能力上略逊。然而于比较示例1和2相比，具有更好的滑溜性能。因此由捆绑缆引起的在捆扎状态下张力的变化非常小，可以确认，该捆绑缆的捆扎能力的稳定性非常优越。此外，没有发现线圈被捆绑缆擦伤。由于捆绑缆被缠绕，采用扁平形重叠，紧固性和捆扎状态是良好的。该捆绑缆在高温下的耐油性是91.2％。该捆绑缆的抗弯强度是72，厚度是7,040分特。该捆绑缆的抗拉强度和延伸率分别是330N和27.7％。
示例3
采用与示例1相同的方式获得电动车辆电动机捆绑缆，除了线轴被安装在用于圆缆的12股编织机上之外。捆绑缆具有管形，但是也可将上述形状压位扁圆形，所述扁圆的长轴为1.80毫米，短轴为0.49毫米。该捆绑缆在高温下的耐油性是73.5％。该捆绑缆的抗弯强度是69，厚度是5,280分特。该捆绑缆的抗拉强度和延伸率分别是243N和26.4％。
当将该捆绑缆设置在电动车辆电动机内时，与比较示例1和2相比，被约束线圈的编织具有良好的滑溜性能(slipperiness)。因此由捆绑缆引起的在捆扎状态下张力的变化非常小，可以确认，捆绑缆的捆扎能力的稳定性非常优越。此外，没有发现线圈被捆绑缆擦伤。由于捆绑缆被缠绕，采用扁平形重叠，紧固性和捆扎状态是良好的。
比较示例1
由与示例1相同的PPS纤维制成的两个多纤维丝股被平行拉并缠绕在8个小线轴上，这些线轴被安装在用于正方形缆的8股编织机上，以便形成一编织缆，从而形成电动车辆电动机捆绑缆。该捆绑缆具有四边形横截面形式，并具有稍硬组织。
当采用与示例1相同方式将该捆绑缆设置在电动车辆电动机内时，与比较示例1和2相比，由于硬度影响，该捆绑缆的可使用性略逊。该捆绑缆在高温下的耐油性是70.5％。该捆绑缆的抗弯强度是81，厚度是7,040分特。该捆绑缆的抗拉强度和延伸率分别是296N和37.3％。
比较示例2
两个由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(由Toray Industries，Inc制造，“Tetoron”(商标名)，熔点或分解温度＝260℃)制造的多纤维丝股(550分特，96细丝，702类型)被拉平行并缠绕在8个小线轴上。
这些线轴被安装在用于正方形缆的8股编织机上以便形成一编织缆，从而形成电动车辆电动机捆绑缆。该捆绑缆稍硬，并具有四边形形式的外观。这种捆绑缆在高温下的耐油性很差，从而无需对此进行测量。该捆绑缆的抗弯强度是93，厚度是8,800分特。该捆绑缆的抗拉强度和延伸率分别是407N和23.8％。当采用与示例1相同方式将该捆绑缆组装在电动车辆电动机内时，与示例1和2相比，由于其硬度影响，其捆扎可使用性略差。
以上已对本发明作了十分详细的描述，所以阅读和理解了本说明书后，对本领域技术人员来说，本发明的各种改变和修改将变得明显。所以一切如此改动和修正也包括在此发明中，因此它们在本发明的保护范围内。