JP2004119113A - 撚線導体 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性に優れ、導体の断面積を変えることなく導体の外径を小さくすることのできる撚線導体を提供する。
【解決手段】中心導体２の外周に複数本の外層素線３を撚り込んで圧縮し、該外層素線を大径の外側円弧と小径の内側円弧５を有する端面扇状に形成してなる撚線導体１において、
前記外層素線３を予め、前記内側円弧５を前記中心導体２と同じ径に形成すると共に、該外層素線３の側面４を中心導体２の中心軸６から放射線状に延伸する放射面７と一致するように形成し、前記外層素線３を前記中心導体２の外周に密着させて端面形状を円形に成形した。
【選択図】　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配電線などの被覆電線の導体として用いられる撚線導体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、被覆電線の導体に高周波電流を流す際には、高周波電流が導体断面の外周に近いほど電流が多く流れて、逆に導体断面の中心に近いほど電流が流れづらくなる表皮効果という現象が起こる。この表皮効果を減らすために、従来の撚線導体は、図７に示すように、中心導体２０を１本設けて、この中心導体２０の周囲に、素線２１を複数本配置してなる同心撚り軟銅導体２２が用いられている。この同心撚り軟銅導体２２は、１本の中心導体２０の周囲に、前記中心導体２０と同一の外径からなる素線２１を６本、１２本、２４本というように配置するものであって、図においては６本の素線２１が撚り合わせて配置された構造となっている。
【０００３】
このような同心撚り軟銅導体２２は、自動車内部の配線や、電子機器等の内部において使用されることが多いため、外径を小さくすることが求められていたが、同心撚り軟銅導体２２は、１本の中心導体２０と、該中心導体２０の周りに配置される素線２１とが同一の外径を有する円形に形成されていたので、同心撚り軟銅導体２２としての外径が大きいものであった。
【０００４】
このため、図８に示すように、前記同心撚り軟銅導体２２の最外層が撚り合わせられた後に、圧縮ダイス等を通過させて、中心導体の周りに配置される素線を圧縮した圧縮導体２３が形成されている。この圧縮導体２３は、図７の同心撚り軟銅導体２２の導体断面積を維持した状態で、外径を細径化させるために圧縮された状態となっている。この圧縮導体２３は、１本の中心導体２０の周囲に６本の素線２４が撚り合わせられた状態で圧縮されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１５３３２８号公報（第５頁、第３図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この図８に示す圧縮導体２３は、中心導体２０と素線２４との間に隙間ができてしまっていたので、同心撚り軟銅導体２２と比べて、さほど外径を小さくすることができなかった。圧縮導体２３の圧縮率を上げれば、この隙間を小さくすることが可能であるが、圧縮率を上げると、素線２４の加工硬化が進んでしまう問題があった。このため、この素線２４の加工硬化を緩和するために、中心導体２０と素線２１との撚り合わせ後に焼なましをして硬度を低下させる方法があるが、圧縮導体２３の生産工程が多くなってしまい、圧縮導体２３の生産性が悪くなってしまっていた。
【０００７】
本発明の目的は、可撓性に優れ、導体の断面積を変えることなく外径を小さくすることのできる撚線導体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の撚線導体は、中心導体の外周に複数本の外層素線を撚り込んで圧縮し、該外層素線を大径の外側円弧と小径の内側円弧を有する端面扇状に形成してなる撚線導体において、前記外層素線を予め、前記内側円弧を前記中心導体と同じ径に形成すると共に、該外層素線の側面を中心導体の中心軸から放射線状に延伸する放射面と一致するように形成し、前記外層素線を前記中心導体の外周に密着させて端面形状を円形に成形したものである。
このように請求項１に記載の発明によると、中心導体の径と外層素線の円弧の径とが一致するので、中心導体の外周と外層素線とを合わせた際に中心導体と外層素線とに隙間が生じることがないので、撚線導体の外径を小さくすることができる。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の撚線導体は、前記複数本の外層素線は３本ないし６本としたものである。
このように請求項２に記載の発明によると、扇形状の外層素線を中心導体に撚り込んでいるので、良好な可撓性を有する撚線導体を得ることができる。また、多くとも６本の外層素線で撚線導体に良好な可撓性を与えることができるため、撚線導体の製造コストを低減させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る撚線導体の実施の形態について説明する。
図１には、本発明に係る撚線導体の一実施の形態における斜視図が示されている。
図において、１は、本発明に係る撚線導体である。この撚線導体１は、中心導体２と、断面扇形状の外層素線３とを有する構造となっていて、１本の中心導体２の外周に複数本の外層素線３が撚り込まれた状態となっている。
【００１１】
本実施の形態において、中心導体２は、従来の中心導体と同様に軟銅等からなっていて、その外径の大きさは、従来と同一の大きさとなっている。
【００１２】
この中心導体２は真円に成形されている。中心導体２を真円に成形することで、該中心導体２の上に同心円状に樹脂を押出被覆して電線を形成した際に、電線が良好な可撓性を得ることができるようになっている。
【００１３】
そして、この真円に成形された中心導体２の外周には複数本の外層素線３が撚り込まれた状態となっている。本実施の形態においては、１本の中心導体２に３本の外層素線３が撚り込まれている。図において、この外層素線３は、端面が扇形状となるように形成された素線であって、中心導体２の長手方向に沿って、中心導体２の外周に撚り込まれている。
【００１４】
図１における撚線導体１の外層素線３は、図２に示すように配置されるようになっている。図においては、この外層導体３が中心導体２に撚り込まれる前の状態が示されている。
図において、中心導体２の外周には、３本の外層導体３が設けられている。この外層導体３は、１本の素線を扇形状となるように伸線したものである。そして、この外層素線３は、中心導体２の外周に沿って配置されている。本実施の形態においては、中心導体２の外周に３本の同一形状の外層導体３が配置されるようになっている。
【００１５】
ここで、この３本の外層導体３には各両端部に側面４を有する構造となっていて、外層素線３を中心導体２に接合させた際に、隣り合う外層素線３の側面４同士が面接触するようになっている。また、この３本の外層素線３は、内側円弧５の径が前記中心導体２の径と同一となるように成形されていて、３本の外層素線３の各側面４を合わせると、前記中心導体２の外周と前記外層素線３の内側円弧５とが接合するようになっている。
【００１６】
すなわち、本実施の形態においては、３本の外層素線３の隣り合う側面４同士が面接触し、かつ外層素線３の内側円弧５が中心導体２の外周に接合することで、３本の外層素線３が一体となって端面形状がリング状になり、この外層素線の内側円弧５に前記中心導体２が接合されるようになっている。
【００１７】
このような中心導体２と外層素線３とが接合した状態が図３に示されている。
【００１８】
図３は、図２における外層素線３の構成を示す端面図である。
図３には、中心導体２と１本の外層素線３との接触を示す端面図が示されている。図において、この中心導体２は、仮想線で示されている。
この外層素線３は、中心導体２の中心軸６から放射線状に延びる仮想の放射面７と一致する位置に側面４を有する扇形状に形成されていて、前記中心軸６から内側円弧５までが切り欠かれた形状となっている。また、この外層素線３の内側円弧５の径は、中心導体２の径と同一の径となっている。すなわち、中心導体２の外周に外層素線３を配置した際に、中心導体２の外周と外層素線３の内側円弧５とが接合するようになっている。また、本実施の形態においては、中心導体２に３本の外層素線３を撚り合わせて撚線導体１を成形するので、中心導体の中心軸６から放射線状に延びる線の間の角度ｒは、１２０度となっている。
【００１９】
図４には、図３における仮想の放射面７を詳細に説明する斜視図が示されている。
図において、中心導体２の外周に配置される外層素線３は、２本となっている。これは、説明のために３本の外層素線３のうちの１本が描かれていない状態である。
【００２０】
図において、中心導体２の中心軸６からは、仮想の放射面７が延伸した状態となっている。この放射面７は、仮想上描かれているものであって、本発明の撚線導体１には実際に設けられているものではない。図においては、この放射面７が仮想線で示されている。この放射面７は、中心導体２の中心軸６から放射線状に延伸し、中心導体２の長手方向に連続する面となっていて、本実施の形態においては、放射線状に延伸する２つの面が配置されている。
【００２１】
この撚線導体１の外周に設けられる外層素線３の側面４は、この仮想の放射面７と一致するように形成されている。図においては、この２本の外層素線３は、中心導体２から離れた状態となっているが、各外層素線３を中心導体２と接合させることによって、各外層素線３の側面４と、仮想の放射面７とが一致するようになっている。
【００２２】
図５には、図４に示すような撚線導体１の中心導体２と外層素線３とが密着する前の端面図が示されている。
図において、外層素線３は３本設けられていて、中心導体２の外周に密着して配置される前の状態が示されている。また、図において、この中心導体２の中心軸３から３本の仮想の放射面７が延伸した状態となっている。
【００２３】
本実施の形態において、この３本の各外層素線３の両端には、それぞれ側面４が設けられている。この側面４は、前記中心軸６から延伸する仮想の放射面７と一致するように形成されている。図における３本の外層素線３をそれぞれ矢印方向に移動させると、外層素線３の内側円弧５と中心導体２の外周とが接合し、かつ外層素線３の各側面４が仮想の各放射面７と一致するようになっている。そして、前記中心導体２と前記各外層素線３とが接合して、前記外層素線３の隣り合う各側面４同士が接触して、図６に示すような撚線導体１が形成される。
【００２４】
図６は、本実施の形態における撚線導体１の端面図である。
図において、撚線導体１の中心導体２の外周には、外層素線３が撚り込まれた状態となっている。この中心導体２は、真円となっている。また、この中心導体２の外周には、前記中心導体２に沿って３本の外層素線３が配置されている。この外層素線３は、端面形状が扇形状となっていて、各外層素線３の内側円弧５（図２〜図５参照）が中心導体２の外周と接触した状態となっている。この中心導体２の外周には、同一形状の３本の外層素線３が撚り込まれている。そして、このように中心導体２の外周に同一形状の外層素線３が複数本設けられ、中心導体２の外周に接合されて撚線導体１が真円となるように形成されている。
【００２５】
このように、３本の外層素線３を中心導体２の外周に接合させることで、外層素線３の内側円弧５と中心導体２の外周とが接合し、隣り合う外層素線３の側面４同士が接合するので、中心導体２と外層素線３とを隙間がない状態で沿わせることが可能となっている。
【００２６】
ここで、本実施の形態における撚線導体１は、１本の中心導体２の外周に３本の外層素線３を設けた形状となっているが、この外層素線３は、扇形状の外層素線３の大きさを変更することで、中心導体２の外周に３本以上の外層素線を形成させることが可能となっている。この場合、図３に示す中心導体の中心軸６から放射線状に延びる仮想の放射面の間の角度ｒを変更させた外層素線を形成させればよい。すなわち、４本の外層素線を有する撚線導体を形成させる際は、この角度ｒを９０度とした外層素線を４本伸線し、この４本の外層素線を中心導体に撚り込むことで撚線導体を形成させることができ、６本の外層素線を有する撚線導体を形成させる際は、この角度ｒを６０度とした外層素線を６本伸線し、この６本の外層素線を中心導体に撚り込むことで撚線導体を形成させることができるようになっている。
【００２７】
また、中心導体２に撚り込む外層素線３は、３本ないし６本程度であることが好ましい。中心導体２に外層素線３を３本ないし６本撚り込むことで、撚線導体１の可撓性を向上させることが可能で、かつ低コストで撚線導体を形成させることが可能となる。
【００２８】
また、本実施の形態における撚線導体１の中心導体２の外径は、同一断面積を有する非圧縮導体の外径±２０％程度が良く、好ましくは±１０％程度が良い。これは、撚線導体１としての許容電流と可撓性との両方を得るためである。中心導体２の外径を上記の範囲内とすることで、撚線導体１としての許容電流と可撓性の両方を得ることが可能となっている。
【００２９】
この図１〜４に示す外層素線３は、一般的な伸線ダイスで素線を成形させる方法と同様の方法で成形することができる。すなわち、一般の伸線ダイスの形状を扇形状に成形して、この扇形状の伸線ダイスに素線を通過させることで、素線を異形伸線させることができる。そして、この扇形状に形成された外層素線と中心導体とを巻取り回転型撚り機を用いて撚り合わせる。この巻取り回転型撚り機を用いて、巻取り回転型撚り機のサプライ側の中心に断面真円の中心導体を配置して、該中心導体の外周に複数本の扇形状の外層素線を配置させる。そして、外層素線が嵌合された撚線導体を巻き取る工程において、該撚線導体に撚りを加えながら巻き取ることによって、図１に示すような撚りを有する撚線導体１が形成されるようになっている。
【００３０】
ここで、本発明に係る撚線導体と、従来の同心撚線導体と、従来の圧縮導体とを中心導体の外径が同一となるように製造し、
実施例１が、中心導体の外径が２．６ｍｍで、該中心導体の外周に３本の扇形状の外層素線を設けた撚線導体、
比較例１が、中心導体の外径が２．６ｍｍで、該中心導体の外周に、該中心導体と同一の外径を有する円形の外層素線を６本配置してなる同心撚線導体、
比較例２が、中心導体の外径が２．６ｍｍで、該中心導体の外周に、該中心導体と同一の外径を有する円形の外層素線を６本配置し、６本の該外層素線を圧縮してなる圧縮導体、
の導体の外径と可撓性及び導体抵抗を比較して表１に示している。
【００３１】
【表１】

表１から、複数本の導体を撚り合わせた導体の外径についての測定結果を見る。
【００３２】
比較例１は、外径２．６ｍｍの中心導体の外周に、該中心導体と同一の２．６ｍｍの外径を有する円形の外層素線を６本設けてなる同心撚線導体であって、この同心撚線導体の外径は７．８２ｍｍであった。
【００３３】
比較例２は、外径２．６ｍｍの中心導体の外周に、該中心導体と同一の２．６ｍｍの外径を有する外層素線を６本設けた同心撚線導体の最外層を圧縮してなる圧縮導体であって、この圧縮導体の外径は、７．２２ｍｍであった。
【００３４】
実施例１は、外径２．６ｍｍの中心導体の外周に、扇形状に成形された外層素線を３本配置して撚り合わせてなる撚線導体であって、この撚線導体の外径は、６．８９ｍｍであった。
【００３５】
以上の測定結果から実施例１と比較例１、比較例２を比較すると、中心導体の外径を同一として導体を形成させた際に、比較例１、比較例２に対して実施例１は導体の外径を小さくすることが可能となった。
【００３６】
次に、表１から、複数本の導体を撚り合わせた導体に厚み１．５ｍｍの架橋ポリエチレンを被覆して電線とした際の可撓性の評価結果を見る。
比較例１は、最大外径が７．８２ｍｍの同心撚線導体であって、この上に厚み１．５ｍｍの架橋ポリエチレンを被覆して、可撓性を評価したところ、評価は「○」で、同心撚線導体の可撓性は良好であった。
【００３７】
比較例２は、最大外径が７．２２ｍｍの圧縮導体であって、この上に厚み１．５ｍｍの架橋ポリエチレンを被覆して、可撓性を評価したところ、評価は「○」で、圧縮導体の可撓性は良好であった。
【００３８】
実施例１は、最大外径が６．８９ｍｍの撚線導体であって、この上に厚み１．５ｍｍの架橋ポリエチレンを被覆して、可撓性を評価したところ、評価は「○」で、撚線導体の可撓性は良好であった。
【００３９】
以上の測定結果から実施例１と比較例１、比較例２を比較すると、いずれも可撓性の評価は「○」で、実施例１、比較例１、比較例２共に、同等に良好な可撓性を得ることが可能であったが、特に実施例１は、電線としての良好な可撓性を保持した状態で、導体の外径を小さくすることが可能であるのがわかる。
【００４０】
さらに、表１から、複数本の導体を撚り合わせた導体に厚み１．５ｍｍの架橋ポリエチレンを被覆して電線した際の導体抵抗の評価結果を見る。
比較例１は、最大外径が７．８２ｍｍの同心撚線導体であって、この上に厚み１．５ｍｍの架橋ポリエチレンを被覆して、導体抵抗を評価したところ、評価は「○」であって、同心撚線導体の導体抵抗は良好であった。
【００４１】
比較例２は、最大外径が７．２２ｍｍの圧縮導体であって、この上に厚み１．５ｍｍの架橋ポリエチレンを被覆して、導体抵抗を評価したところ、評価は「○」であって、圧縮導体の導体抵抗は良好であった。
【００４２】
実施例１は、最大外径が６．８９ｍｍの撚線導体であって、この上に厚み１．５ｍｍの架橋ポリエチレンを被覆して、導体抵抗を評価したところ、評価は「○」であって、撚線導体の導体抵抗は良好であった。
【００４３】
以上の測定結果から、実施例１と比較例１、比較例２を比較すると、いずれも導体抵抗の評価は「○」で、導体抵抗の評価は良好であったが、特に実施例１は、電線としての良好な導体抵抗を保持した状態で、外径を小さくすることが可能であるのがわかる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００４５】
請求項１に記載の発明によれば、中心導体の径と外層素線の円弧の径とが一致するので、中心導体の外周に外層素線を合わせた際に中心導体と外層素線とに隙間が生じることがなく、撚線導体としての導体断面積を変えずに外径の小さい撚線導体を得ることができる。
【００４６】
請求項２に記載の発明によれば、扇形状の外層素線を３本ないし６本撚り込んでいるので、良好な可撓性を有する撚線導体を得ることができる。また、多くとも６本の外層素線で撚線導体に良好な可撓性を与えることができるため、撚線導体の製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撚線導体の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１における撚線導体の一部分解斜視図である。
【図３】本実施の形態における撚線導体の外層素線と中心導体との接触箇所を示す端面図である。
【図４】本実施の形態における撚線導体の仮想の放射面を示す一部分解斜視図である。
【図５】本実施の形態における撚線導体の中心導体と外層素線との接合前の状態を示す端面図である。
【図６】本実施の形態における撚線導体の一実施の形態を示す端面図である。
【図７】従来の同心撚線導体を示す端面図である。
【図８】従来の圧縮導体を示す端面図である。
【符号の説明】
１……………………………撚線導体
２……………………………中心導体
３……………………………外層素線
４……………………………側面
５……………………………内側円弧
６……………………………中心軸
７……………………………放射面

Claims (2)

1. 中心導体の外周に複数本の外層素線を撚り込んで圧縮し、該外層素線を大径の外側円弧と小径の内側円弧を有する端面扇状に形成してなる撚線導体において、
   前記外層素線を予め、前記内側円弧を前記中心導体と同じ径に形成すると共に、該外層素線の側面を中心導体の中心軸から放射線状に延伸する放射面と一致するように形成し、前記外層素線を前記中心導体の外周に密着させて端面形状を円形に成形したことを特徴とする撚線導体。
2. 前記複数本の外層素線は３本ないし６本である請求項１に記載の撚線導体。

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