JP2014060061A - 撚線導体 - Google Patents

Abstract

【課題】
３０心の素線で構成される撚線導体において、低い圧縮率で圧縮加工し、又は圧縮加工することなく、撚線導体の外形形状を略真円形状にすることができる撚線導体を提供する。
【解決手段】
４心の素線を中心層１１とし、該中心層１１の周囲を１０心の素線が覆い囲んで内層１２を形成し、該内層１２の外周を１６心の素線が覆い囲んで外層１３を形成する３０心の撚線導体１であって、前記内層１２又は外層１３を、細径線２と太径線４で構成し、それ以外の層を中径線３で構成し、前記細径線２の基となる線材の直径は、前記中径線３の基となる線材の直径よりも小さく、前記中径線３の基となる線材の直径は、前記太径線４の基となる線材の直径よりも小さくした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撚線導体に関するもので、詳しくは、電線等に使用される３０心の同心撚り配列で構成される撚線導体に関するものである。

従来、電線等に使用される撚線導体を構成する各々の素線は、一般的に、全て断面円形の丸線で、かつ、同一径である。該素線として銅線が主として用いられ、その銅線に、錫、ニッケル、銀をメッキしたものやアルミ線、各種合金線等が使用される。

また、３０心の素線で構成される撚線導体は、一般的に、図５，６に示すように、中心に４心の素線１０１を配置してなる中心層１０２と、その周囲を１０心の素線１０１が覆い囲んで形成する内層１０３と、該内層１０３の外周を１６心の素線１０１が覆い囲んで形成する外層１０４で撚線導体１００が構成されている。また、その素線１０１を形成する線材を撚線機により、同一方向に撚ることで撚線導体１００が製造される。

前記の各素線１０１は全て、断面円形で、かつ、同一径の線材から形成されていることから、素線１０１で構成される３０心の同心撚り配列の撚線導体１００における横断面の外形形状は、図５，６に示すように、六角形状に近似した形状となる。以下、前記の撚線導体１００を従来技術１とする。

また、この撚線導体１００は、一般的に、図５，６に示すように、外周部に石油を主成分とする絶縁材１１０で被覆された状態で使用され、この外形形状は、略真円形状であることが望まれている。

前記絶縁材１１０で、撚線導体１００の外周を略均一に被覆することは、耐圧特性の点で重要である。また、前記絶縁材１１０の減量化は、資源の有効利用の観点からも大変重要であり、撚線導体の細径化が要求されている。

しかし、前記のように撚線導体１００の外形形状が六角形で、かつ、被覆線の外面形状を真円とすると、図５，６に示すように、撚線導体１００の外形形状が六角形の頂点部の近傍に位置する絶縁材１１０の厚みは薄く、六角形の辺部の中央に至るほど厚くなり、絶縁材１１０の厚みが不均一となるという問題が生じる。また、耐圧不良を防止するためには、前記六角形の頂点部に位置する絶縁材１１０の厚みを一定以上確保する必要がある。そのため、撚線導体１００の中心からその頂点までの径よりも被覆線を細くすることができず、被覆線の細径化、軽量化には限界があるという問題がある。

また、六角形の辺部に位置する絶縁材１１０の肉厚は、性能の観点からは過剰であるが、断面を真円とするためには必要であるため、絶縁材１１０の減量化にも限界が生じるという問題がある。

また、撚線導体１００の外形形状が六角形であると、被覆線を端末加工する時等において、被覆材１１０をストリップする際に撚線導体１００を傷つける虞があるという問題がある。

また、撚線導体１００の外周形状には不規則な凹凸が発生し、撚線導体１００に被覆材１１０を被覆する際に、凹部に被覆材１１０の樹脂の噛み込みが起こり易くなり、被覆材１１０の外周部に凹凸が生じ、その価値を損ねる虞がある。

上記の問題点は、撚線導体の外形形状を略真円とすることで解決することができる。
この解決手段として、特許文献１記載のように、全て断面円形で、かつ、同一径の線材を、一方向に撚りながら圧縮ダイスを通すことにより、撚線導体の外層素線の外面を加圧変形して、その撚線導体の外形形状を略真円とする方法が提案されている。以下、この撚線導体を従来技術２とする。

特開２０００−０５７８５２号公報

上記、従来技術２の撚線導体において、外形形状を略真円形状とするためには、高い圧縮率（（１−圧縮ダイスの内径／線材を寄集めた時の外径）×１００）で行う必要がある。このように、外層素線が、高い圧縮率で変形されると、その撚線導体における伸び特性、柔軟性、可とう性等の物理特性が損なわれるという問題がある。

そこで、本発明は、３０心の素線で構成される撚線導体において、該素線を従来技術２の撚線導体よりも低い圧縮率で圧縮加工し、又は圧縮加工することなく、撚線導体の外形形状を略真円形状にすることができる撚線導体を提供することを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、４心の素線を中心層とし、該中心層の周囲を１０心の素線が覆い囲んで内層を形成し、該内層の外周を１６心の素線が覆い囲んで外層を形成する３０心の撚線導体であって、
前記内層又は外層を、細径線と太径線で構成し、それ以外の層を中径線で構成し、
前記細径線の基となる線材の直径は、前記中径線の基となる線材の直径よりも小さく、前記中径線の基となる線材の直径は、前記太径線の基となる線材の直径よりも小さいことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記中心層と外層を中径線で構成し、
前記内層は、４心の太径線を有し、この隣接する太径線間に形成される４つの間隔において、対向する一方の間隔には１心の細径線を設け、対向する他方の間隔には２心の細径線を設けたことを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記中心層と内層を中径線で構成し、
前記外層は、４心の太径線を有し、この隣接する太径線間に３心の細径線を設けたことを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記中心層の中心点から、前記外層を構成する中径線の最縁端までの夫々の距離が、略同一であることを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記中心層の中心点から、前記外層を構成する太径線の最縁端までの距離と前記外層を構成する細径線の最縁端までの距離が、略同一であることを特徴とするものである。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発明において、前記外層を圧縮変形して形成したことを特徴とするものである。

本発明によれば、素線は圧縮変形されることなく、若しくは、従来技術２の撚線導体よりも低い圧縮率で、撚線導体の外形形状を略真円形状とすることができる。

これにより、圧縮変形しない場合には、従来技術２の圧縮して成形される撚線導体に対して、本発明においては、線材を圧縮ダイスに通すことがなく、すなわち、外層素線を、圧縮変形することなく撚線導体の外形形状を略真円形状とすることができる。そのため、線材の伸び特性、柔軟性、可とう性等の物理特性を損うことがなく、素線の物理特性を維持することができ、信頼性の高い品質の撚線導体を得ることができる。

更に、圧縮ダイスが不要であるため、圧縮ダイスが必要なものと比較して、製造機械（撚線機）の回転数を一定値以下にし、かつ、回転数を安定させる必要がないため、生産効率を高くすることができる。

また、従来技術１、２の撚線導体よりも最大外径を細くできる。
このように、撚線導体の外形が略真円形状で、かつ、上述のように、従来技術１、２の撚線導体よりも細径化できることにより、絶縁材の被覆の厚みを全周にわたって薄くでき、かつ、略均一化することができ、絶縁材を減量でき、コストを低減することができる。

本発明における実施例１の撚線導体の軸方向と直交する方向に切断した断面模式図。 本発明における撚線導体の製造方法を示す概略図。 本発明における撚線導体の製造時に用いる目板の正面図。 本発明における実施例２の撚線導体の軸方向と直交する方向に切断した断面模式図。 従来技術１の撚線導体の軸方向と直交する方向に切断した断面図。 他の従来技術１の撚線導体の軸方向と直交する方向に切断した断面図。

本発明を実施するための形態を図に基づいて説明する。
［実施例１］
図１乃至３は、本発明の実施例１を示すものである。

図１は、撚線導体１の軸方向と直交する方向に切断した断面模式図で、各素線の基となる線材の断面形状と素線の断面形状が同一とした場合の模式図である。なお、各素線の断面を示す斜線は、図の煩雑を避けるために省略した。

前記該撚線導体１は、図１に示すように、総数３０心の素線で構成され、該素線は、細径線（素線）２と、中径線（素線）３と、太径線（素線）４の３種類により構成されている。

また、前記撚線導体１は、中心に位置する４心の中径線３により構成された中心層１１と、該中心層１１の外周を覆い囲むように配置された６心の細径線２と４心の太径線４からなる総計１０心により形成された内層１２と、該内層１２の外周を覆い囲むように配置された１６心の中径線３で形成された外層１３とで構成されている。

なお、前記細径線２は断面円形（丸形）の第１線材２２を基にして形成され、前記中径線３は断面円形（丸形）の第２線材２３を基にして形成され、前記太径線４は断面円形（丸形）の第３線材２４を基にして形成されたものである。

前記第１線材２２の直径は前記第２線材２３の直径より小さく、前記第２線材２３の直径は前記第３線材２４の直径より小さく形成されている。

この線材２２〜２４としては、従来と同様に、銅線や該銅線に、錫、ニッケル、銀をメッキしたもの、或いはアルミ線、各種合金線等が使用できる。

２心の中径線３は、図１に示すように、中心Ａで接するように、図１における横Ｘ方向に配置され、この２心の中径線３の谷間に夫々１心の中径線３が配置され、計４心の中径線３で中心層１１が構成されている。２心の中径線３の谷間に配置された中径線３，３は、図１における縦Ｙ方向に位置し、中心Ａで接する２心の中径線３，３と、中径線３の谷間に配置された中径線３，３とが、直交するように配置され、隣接する中径線３，３は、図１の断面においては点接触し、撚線導体１の軸方向では線接触している。

前記中心層１１を構成する中径線３の谷間に、夫々１心の太径線４が、中心層１１を構成する中径線３と接するように、計４心の太径線４が配置されている。この隣接する太径線４，４の間には、図１に示すように、夫々間隔１６（１７）があり、計４つの間隔１６，１７，１６，１７が形成されている。この４つの間隔のうち対向する一方の間隔１６，１６には、１心の細径線２が配設され、この１心細径線２は、図１に示すように、太径線４とは接するが、中心層１１を構成する中径線３とは接していない。また、前記４つの間隔のうち対向する他方の間隔１７，１７には、２心の細径線２が周方向に配設され、この２心の細径線２は、図１に示すように、隣接する太径線４と中心層１１を構成する中径線３と接している。この計４心の太径線４と計６心の細径線２で内層１２が構成されている。

前記内層１２の外周には、図１に示すように、１６心の中径線３が周方向に配置され、この中径線３は、隣接する中径線３と内層を構成する太径線４又は細径線２と接触している。

上記の構成により、撚線導体１の外形形状は、従来技術１の撚線導体１００と比較してより略真円形状に近い形状となる。

次に、本実施例１の具体的な適用例について説明する。
細径線２の基となる第１線材２２の直径ｄ１を０．１４８５ｍｍ、中径線３の基となる第２線材２３の直径ｄ２を０．１８００ｍｍ、太径線４の基となる第３線材２４の直径ｄ３を０．２３８５ｍｍとし、これを用いて、撚ピッチ１０．２ｍｍ、前記従来技術２より低い圧縮率で圧縮して撚線導体１の試作品を得た。

この試作品を顕微鏡にて観察すると、各素線は隣接する素線と複数の接触点を有し、この最大直径は１．１３１３ｍｍ、最小直径は１．１０２６ｍｍであり、略真円形状となった。また、外層１３を構成する素線の伸び率の平均は、１７．６％であった。前記従来技術２の圧縮した撚線導体における外層を構成する素線の伸び率４．６％であり、本実施例に係る試作品が高い品質であることが分かる。

また、本実施例の試作品の直径は、従来技術１の撚線導体１００の直径よりも約３．１％細径化できた。

また、本実施例の試作品の伸び率は、従来技術２の撚線導体の伸び率よりも高く、試作品は、従来技術２の撚線導体よりも物理特性が高く、品質の高いものが得られることが分った。これは、従来技術２の撚線導体が圧縮成形しているのに対し、試作品は圧縮することなく成形したことによるものである。

なお、撚線導体１の外形形状をより真円形状に近づけるために、撚線導体１の製造時に圧縮を行い、中心Ａから外層１３を構成する夫々の中径線３の最外縁端までの距離を略同一となるように形成してもよい。その場合、従来技術２の撚線導体よりも低い圧縮率で、撚線導体１の外形形状を真円形状とすることができるため、圧縮を行っても従来技術２の撚線導体よりも物理特性の低下を低く抑えることができる。

本実施例１の撚線導体１は、上記の構造を有しているために、次のような作用、効果を奏する。

撚線導体１の外形形状を圧縮することなく略真円形状とし、かつ、素線２〜４が隣接する全ての素線２〜４と接触することができる。

撚線導体１の外形が略真円形状で、かつ、上述のように、従来技術１、２の撚線導体１００よりも細径化できることにより、絶縁材の被覆を外周全体にわたって、厚みを薄く、かつ、略均一化することができ、絶縁材の減量を図り、コストを低減することができる。

また、本実施例１の撚線導体１は、従来技術２の撚線導体と比較して、外層１３を形成する中径線３が、圧縮変形されることなく形成することができるため、伸び特性、柔軟性、可とう性等の物理特性を損うことなく、線材の物理特性を高く維持することができ、信頼性の高い撚線導体１を得ることができる。
する。

次に、参考として圧縮ダイスを用いた撚線導体１の製造方法について述べる。
本実施例１の撚線導体１は、図２に示すような、集線口３１を有する撚線機３２を用いて製造する。該集線口３１内には圧縮ダイス３３が設けられ、該集線口３１より後方には目板３５が設けられている。該目板３５には、図３に示すように、前記圧縮ダイス３３の中心軸を中心とする円上に所定の間隔で３０個の線材通過穴３５ａ、３５ｂ、３５ｃが目板３５の表裏を貫通して形成されている。

また、目板３５の後方には、線材供給部３６が配置され、該線材供給部３６から細径線２、中径線３、太径線４の基となる断面円形（丸形）の第１線材２２、第２線材２３、第３線材２４が供給される。

先ず、図２（ａ）に示すように、線材供給部３６から線材２３を、前記目板３５の線材通過穴３５ｂへ供給する。このとき、線材２３が、最外周方向の１６個の線材通過穴３５ｂへ供給されるようになっている。

第２線材２３は、図３に示すように、図１における中径線３の位置に対応する線材通過穴３５ｂへと供給される。

前記線材通過穴３５ｂを通過した線材２３は、目板３５の中心方向、すなわち、圧縮ダイス３３の中心方向に均等に寄せ集められる。

寄り集められた線材２３は、撚線機３２に供給される。該撚線機３２に線材２３が供給される際、図２（ａ）に示すように、線材２３とで形成される円の中心に位置するようにリードワイヤ４０を同時に供給する。

該リードワイヤ４０の直径は、外層１３の内径である内層１２の外径と同一のものを使用する。また、リードワイヤ４０の長さは、素線３の長さより短ければよく、本実施例においては１５０ｍｍのものを用いた。リードワイヤ４０の材質は、限定されるものではないが、線材２２〜２４と同じ材質とすることが望ましい。

線材２２〜２４は、所定の配列で配設された状態で、リードワイヤ４０と圧縮ダイス３３間を通過するとともに、撚線機３２により一方向に撚られる。なお、圧縮ダイス３３による圧縮率は任意に設定することができ、圧縮成形しない場合は圧縮ダイス３３を用いなくても良い。また、撚りピッチは任意に設定する。

圧縮ダイス３３及びリードワイヤ４０により、線材２３は、圧縮変形されて、中径線３となり外層１３を形成する。

次に、図２（ｂ）に示すように、線材供給部３６から第１〜３線材２２〜２４を、前記目板３５の線材通過穴３５ａ〜３５ｃへ供給する。このとき、線材２２〜２４が、中心部の４個の線材通過穴３５ｂ、及び、その外側に設けられた１０個の線材通過穴３５ａ，３５ｃへ供給されるようになっている。第１線材２２は、図３に示すように、図１における細径線２の位置に対応する線材通過穴３５ａへと供給され、第２線材２３は、図３に示すように、図１における中径線３の位置に対応する線材通過穴３５ｂへと供給され、第３線材２４は、図３に示すように、図１における太径線４の位置に対応する線材通過穴３５ｃへと供給される。なお、外層１３を形成する線材２３は、前述と同様に、線材供給部３６から前記目板３５の線材通過穴３５ｂへ供給し続ける。

線材２２〜２４は、図２に示すように、線材通過穴３５ａ〜３５ｃへと供給され、線材通過穴３５ａ〜３５ｃを通過した線材２３は、目板３５の中心方向、すなわち、圧縮ダイス３３の中心方向に均等に寄せ集められる。

寄り集められた線材２３の最先端は、前記リードワイヤ４０の後端部に接着等により連結されており、寄り集められた線材２３は、リードワイヤ４０が位置した場所に供給される。

供給された線材２２〜２４は、撚線機３２により一方向に撚られ、細径線２，中径線３，太径線４となり、中心層１１及び内層１２を形成する。

以上により、圧縮ダイスを用いた撚線導体１が連続的に形成される
なお、圧縮ダイスを用いず圧縮変形することなく、撚線導体１を製造する場合には、圧縮ダイス３３及びリードワイヤ４０を用いず、上記と同様の製造方法により製造する。
［実施例２］
図４は、本発明の実施例２を示すものである。

本実施例２の該撚線導体４１も、図４に示すように、前記実施例１の撚線導体１と同様に、総数３０心の素線で構成され、該素線は、細径線（素線）２と、中径線（素線）３と、太径線（素線）４の３種類により構成されている。なお、図４において、各素線の断面を示す斜線は、図の煩雑を避けるために省略した。

４心の中径線３は、図１に示すように、中心Ａから略等距離となるように、配置され中心層４２を構成する。

前記中心層４２の外周に、１０心の中径線３を周方向に配置して内層４３を構成している。この中径線３は、図４に示すように、隣接する中径線３と中心層４２を構成する中径線３に接している。

前記内層４３の外周には、所定の間隔で４心の太径線４が配置され、隣接する太径線４，４間には３心の細径線２が周方向に配置され、４心の太径線４と１２心の細径線２で外層４４を構成している。

本実施例２の撚線導体４１の製造方法は、前記実施例１の撚線導体１と同様である。
細径線２の基となる第１線材２２の直径ｄ１を０．１６６５ｍｍ、中径線３の基となる第２線材２３の直径ｄ２を０．１８００ｍｍ、太径線４の基となる第３線材２４の直径ｄ３を０．２１３３ｍｍとし、これを用いて、撚ピッチ１０．２ｍｍ、前記従来技術２よりも低い圧縮率で圧縮して撚線導体４１の試作品を得た。

この試作品を顕微鏡にて観察すると、各素線は隣接する素線と複数の接触点を有し、この最大直径は１．１０５１ｍｍ、最小直径は１．１０４４ｍｍであり、略真円形状となった。また、外層１３を構成する素線の伸び率の平均は、１９．３％であり、前記従来技術２の圧縮した撚線導体における外層を構成する素線の伸び率４．６％があるのと比較すると高い品質であることが分かった。

なお、撚線導体４１の外形形状をより真円形状に近づけるために、撚線導体４１の製造時に圧縮を行い、中心Ａから外層１３を構成する太径線４の最外縁端までの距離と、中心Ａから外層１３を構成する細径線２の最外縁端までの距離とを略同一となるように形成してもよい。

本実施例２の撚線導体４１においても、前記実施例１と同様の作用、効果を奏する。

１，４１ 撚線導体
２ 細径線
３ 中径線
４ 太径線
１１，４２ 中心層
１２，４３ 内層
１３，４４ 外層

Claims (6)

1. ４心の素線を中心層とし、該中心層の周囲を１０心の素線が覆い囲んで内層を形成し、該内層の外周を１６心の素線が覆い囲んで外層を形成する３０心の撚線導体であって、
   前記内層又は外層を、細径線と太径線で構成し、それ以外の層を中径線で構成し、
   前記細径線の基となる線材の直径は、前記中径線の基となる線材の直径よりも小さく、前記中径線の基となる線材の直径は、前記太径線の基となる線材の直径よりも小さいことを特徴とする撚線導体。
2. 前記中心層と外層を中径線で構成し、
   前記内層は、４心の太径線を有し、この隣接する太径線間に形成される４つの間隔において、対向する一方の間隔には１心の細径線を設け、対向する他方の間隔には２心の細径線を設けたことを特徴とする請求項１記載の撚線導体。
3. 前記中心層と内層を中径線で構成し、
   前記外層は、４心の太径線を有し、この隣接する太径線間に３心の細径線を設けたことを特徴とする請求項１記載の撚線導体。
4. 前記中心層の中心点から、前記外層を構成する中径線の最縁端までの夫々の距離が、略同一であることを特徴とする請求項２記載の撚線導体。
5. 前記中心層の中心点から、前記外層を構成する太径線の最縁端までの距離と前記外層を構成する細径線の最縁端までの距離が、略同一であることを特徴とする請求項３記載の撚線導体。
6. 前記外層を圧縮変形して形成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撚線導体。

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