JP2018022565A - 撚線導体 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮することなく、若しくは低い圧縮率で素線を圧縮加工することで、撚線導体の断面形状をより真円形状に近い形状とすることができる撚線導体を提供する。
【解決手段】 複数の太径線１２と、複数の中径線１３と、複数の細径線１４で構成された外層３を有する撚線導体１であって、隣接する太径線１２，１２間に２本の中径線１３，１３を周方向に配設し、隣接する太径線１２，１２間に２本の細径線１４，１４を周方向に配設し、前記中径線１３における、撚線導体１の径方向の内側に細径線１４を配設し、前記細径線１４の直径は、前記中径線１３の直径よりも小さく、前記中径線１３の直径は、前記太径線１２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、或いはアルミ、各種合金をメッキしたものが使用されている。

例えば、１９本の素線で構成される撚線導体は、一般的に、図８に示すように、撚線導体１０１における中心の１本の素線１０２を核として、その周囲を６本の素線１０３が覆い囲んで内層を形成し、更に、その外周を１２本の素線１０４が覆い囲んで外層を形成し、それを同一方向に撚ることで形成されている。

素線１０２、１０３、１０４が全て、断面円形で、かつ、同一径であることから、素線１０２、１０３、１０４を標準心線配列で配列して撚線導体１０１を形成すると、その外周形状は図８に示すように、六角形状に近似した形状となり、丸形状に近似した形状とはならない。以下、これを従来技術１とする。

撚線導体１０１は、一般的に図８に示すように、外周部に絶縁材１０６を被覆した後に、電線等（被覆線）１０７として使用される。被覆線の断面形状は、略真円形状であることが望まれている。一方、絶縁材１０６は、耐圧特性の点から撚線導体１０１の外周部に略均一に被覆されることが望ましい。したがって、撚線導体の断面形状は真円であることが望まれている。

また、石油を主成分とする絶縁材１０６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、撚線導体１０１の断面形状が六角形で、かつ、被覆線１０７の断面形状を真円とすると、撚線導体１０１の断面形状が六角形の頂点部の近傍に位置する絶縁材１０６の厚みは薄く、六角形の頂点部から辺部に至るほど厚くなり、絶縁材１０６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１０６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１０１の中心からその最縁端までの径よりも被覆線１０７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、辺部に位置する絶縁材１０６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１０６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１０１の断面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１０６をストリップする際に撚線導体１０１を傷つける虞があるという問題がある。

上記の問題点は、撚線導体の断面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、例えば、特許文献１記載のように、断面円形で、かつ、全て同一径の素線２０２を、一方向に撚りながら圧縮ダイスを通すことにより、図９に示すように、撚線導体２０１の断面形状を略真円とする方法が提案されている。以下、これを従来技術２とする。

特開平１１−２５７５８号公報

上記、従来技術２の撚線導体２０１は、素線２０２を圧縮ダイスに通す時に、外層素線が、圧縮変形されることにより、のび特性、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。

また、従来技術２の撚線導体２０１は、一方向に撚りながら圧縮ダイスを通す必要があるため、従来技術１の撚線導体１０１と比較して、圧縮ダイスが余分に必要であり、この圧縮ダイスは撚線導体２０１の製造時に摩耗損傷が生じるため、定期交換が必要でありコストが高くなるという問題がある。

また、圧縮後の撚線を略真円状にするためには、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あるため、従来技術１の撚線導体１０１よりも生産効率が悪くなるという問題もある。

そこで、本発明は、圧縮することなく、若しくは、上記従来技術２よりも低い圧縮率で素線を圧縮加工することで、撚線導体の断面形状をより真円形状に近い形状と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、複数の太径線と、複数の中径線と、複数の細径線で構成された外層を有する撚線導体であって、
隣接する太径線間に２本の中径線を周方向に配設し、
隣接する太径線間に２本の細径線を周方向に配設し、
前記中径線における、撚線導体の径方向の内側に細径線を配設し、
前記細径線の直径は、前記中径線の直径よりも小さく、前記中径線の直径は、前記太径線の直径よりも小さくした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、前記外層の内側に内層を配設し、
該内層において最も外側に位置する素線が、前記隣接する太径線間の谷間部の内側に位置する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、前記太径線の直径を、前記中径線の直径と、前記細径線の直径の和と同じに設定し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１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、前記撚線導体の中心から、前記外層を構成する中径線の最縁端までの距離と、前記中心から、前記外層を構成する太径線の最縁端までの距離とが、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１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、前記太径線の本数が、３本以上であることを特徴とするものである。

本発明によれば、複数の太径線と中径線と細径線で構成された外層を有し、隣接する太径線間に２本の中径線と、２本の細径線を配設するとともに、中径線の径方向内側に細径線を配設したことにより、撚線導体の断面形状は略真円形状とし、かつ、撚線導体を構成する各素線が隣接する全ての素線と当接することができ、撚線導体の細径化、軽量化、柔軟性の向上を図ることができる。

また、本発明の撚線導体は、従来技術２の撚線導体２０１のように、素線を圧縮ダイスに通すことなく、撚線導体の外形を略真円形状とすることができるために、のび特性、柔軟性、可とう性等の物理特性を損うことなく、素線の物理特性を維持することができ、信頼性の高い品質を得ることができ、自動車用電線分野や、音響電線分野等において有効に活用することができる。

本発明の実施例１に係る撚線導体の横断面図。 本発明の実施例３に係る撚線導体の一例を示す横断面図。 本発明の実施例３に係る撚線導体の他例を示す横断面図。 本発明の実施例４に係る撚線導体の一例を示す横断面図。 本発明の実施例４に係る撚線導体の他例を示す横断面図。 本発明の実施例５に係る撚線導体の一例を示す横断面図。 本発明の実施例５に係る撚線導体の他例を示す横断面図。 従来技術１の撚線導体の横断面図。 従来技術２の撚線導体の横断面図。

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は、本発明の実施例１に係る撚線導体１の軸方向と直交する方向に切断した横断面図で、その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。

撚線導体１は、内層２と、内層２の外側に設けられた外層３を有する。内層２は、１本の中心線（素線）１０と、中心線１０を覆い囲むように配置された６本の第１内層線１１で構成され、この第１内層線１１が内層２において最も外側に位置する素線に該当する。

外層３は、図１に示すように、６本の太径線（素線）１２と、１２本の中径線（素線）１３と、１２本の細径線（素線）１４の計３０本の素線１２，１３，１４で内層２を覆い囲むように構成されている。

太径線１２は、周方向に適宜間隔を有して配置され、周方向に隣り合う太径線１２と太径線１２の間の内側部に、２本の細径線１４，１４が周方向に配設され、また、周方向に隣り合う太径線１２と太径線１２の間の外側部に２本の中径線１３，１３が周方向に配置されている。中径線１３における、撚線導体１の径方向の内側に細径線１４が位置するように設けられている。

内層２を構成する各第１内層線１１は、その内側に位置する中心線１０に当接するとともに、第１内層線１１の外側に位置する２本の太径線１２，１２と、２本の細径線１４，１４と当接するようになっている。

外層３を構成する各太径線１２は、その内側に位置する内層２を構成する２本の第１内層線１１，１１と、太径線１２の周方向の両側に位置する２本の細径線１４，１４と、２本の中径線１３，１３と当接するようになっている。

外層３を構成する中径線１３は、その内側に位置する細径線１４と、中径線１３の周方向の両側に位置する太径線１２と中径線１３に当接するようになっている。

外層３を構成する細径線１４は、その内側に位置する内層２を構成する第１内層線１１と、細径線１４の周方向の両側に位置する太径線１２と細径線１４に当接するとともに、細径線１４の外側に位置する中径線１３と当接するようになっている。

各素線１０，１１，１２，１３，１４の基となる線材としては、裸銅線、無酸素銅線、線形結晶無酸素銅線、単結晶状高純度無酸素銅線等の銅線、この銅線に、錫、ニッケル、銀等をメッキしたもの、アルミ線、各種合金線、及び、エナメル線、リッツ線、ホルマル線等の絶縁被覆されたもの等を使用することができる。各素線１０，１１，１２，１３，１４の素材は、同じ素材を用いてもよいし、異なる素材を用いてもよい。

中心線１０の直径ｄ１は、第１内層線１１の直径ｄ２と同じに設定されている。太径線１２の直径ｄ３は、中径線１３の直径ｄ４より大きく設定され、中径線１３の直径ｄ４は、細径線１４の直径ｄ５より大きく設定されている。また、第１内層線１１の直径ｄ２は、中径線１３の直径ｄ４より大きく、太径線１２直径ｄ３より小さく設定されている。

本実施例１では、ｄ１＝ｄ２＝０．９０９×ｄ３、ｄ４＝０．４５９×ｄ３、ｄ５＝０．３１８×ｄ３の関係が成立する各素線１０，１１，１２，１３，１を用いた。

また、撚線導体１の断面形状が、略真円形状、つまり、中心線１０の中心Ａから太径線１２の最外縁端Ｂまでの距離Ｌ１と、中心線１０の中心Ａから中径線１３の最外縁端Ｃまでの距離Ｌ２が同一となるように形成されている。

本願発明の撚線導体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の断面形状は略真円形状とし、かつ、素線１０，１１，１２，１３，１４が隣接する全ての素線１０，１１，１２，１３，１４に当接することができるために、撚形態が安定するとともに撚線導体１の導体密度を高くすることができ、撚線導体１の細径化、軽量化、柔軟性の向上を図ることができる。

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の撚線導体１０１よりも細径化できることにより、絶縁材の被覆の厚みを薄くでき、かつ、略均一化することができるため、絶縁材を減量でき、コストを低減することができる。

また、撚線導体１は、従来技術２の撚線導体２０１のように、素線を圧縮ダイスに通すことなく、撚線導体１の外形を略真円形状とすることができるため、のび特性、柔軟性、可とう性等の物理特性が損うことがなく、素線の物理特性を維持することができ、信頼性の高い品質を得ることができ、自動車用電線分野や、音響電線分野等において有効に活用することができる。

［実施例２］
前記実施例１の撚線導体１を構成する素線は、太径線１２の基となる線材の直径ｄ３は、中径線１３の基となる線材の直径ｄ４より大きく、中径線１３の基となる線材の直径ｄ４は、細径線１４の基となる線材の直径ｄ５より大きいものを用いて各素線１０，１１，１２，１３，１４及び撚線導体１を構成すれば、上記実施例１に記載の径を有する素線以外にも任意の素線を用いて撚線導体１を構成することができる。また、その外層３の外周部から圧縮ダイス等により、圧縮してもよい。

この圧縮により、外層３を形成する素線１２，１３の外周部は、圧縮変形され、撚線導体の外形形状をより真円形状に近づけることができる。圧縮ダイス等による圧縮は、撚線導体１を製造する際に行っても良いし、撚線導体１を製造した後に行っても良い。なお、圧縮率に関しては、任意に設定する。 その他の構造は、上記実施例１と同様であるため説明を省略する。

本実施例２においても、上記実施例１と同様の作用効果を発揮することができる。

［実施例３］
上記実施例１，２においては、外層３を構成する太径線１２を６本、中径線１３と細径線１４の本数を、夫々１２本に設定したが、中径線１３と細径線１４の本数を、太径線１２の本数の２倍で、かつ、太径線１２の本数が３本以上であれば夫々任意の本数に設定することができる。

例えば、図２に示すように、内層２を構成する第１内層線１１と外層３を構成する太径線１２を７本、外層３を構成する中径線１３と細径線１４の本数を各１４本とした撚線導体２１の場合には、ｄ１＝１．３０５×ｄ３、ｄ２＝ｄ３、ｄ４＝０．４６５×ｄ３、ｄ５＝０．３２０×ｄ３の関係が成立する各素線１０，１１，１２，１３，１４の基となる線材を用いることで、非圧縮若しくは低い圧縮率で、撚線導体２１の断面形状を略真円形状とするとともに、全ての素線１０，１１，１２，１３，１４が隣接する全ての素線１０，１１，１２，１３，１４と当接することができる。

例えば、図３に示すように、内層２を構成する第１内層線１１と外層３を構成する太径線１２を各８本、外層３を構成する中径線１３と細径線１４の本数を各１６本とした撚線導体２２の場合には、ｄ１＝１．６９１×ｄ３、ｄ２＝１．０４７×ｄ３、ｄ４＝０．４５０×ｄ３、ｄ５＝０．３１４×ｄ３の関係が成立する各素線１０，１１，１２，１３，１４の基となる線材を用いることで、非圧縮若しくは低い圧縮率で、撚線導体２２の断面形状を略真円形状とするとともに、全ての素線１０，１１，１２，１３，１４が隣接する全ての素線１０，１１，１２，１３，１４と当接することができる。

その他の構造は、上記実施例１，２と同様であるため説明を省略する。

本実施例３においても、上記実施例１，２と同様の作用効果を発揮することができる。

本実施例３においては、更に、３本以上の太径線１２、中径線１３、細径線１４で外層３を構成することができるため、撚線導体１，２１，２２を設計する際の自由度が高く、細径撚線導体から太径撚線導体と広範な導体面積を必要とするものに適用することができる。

［実施例４］
上記実施例１〜３においては、内層２を１心の中心線１０と太径線１２と同じ本数からなる第１内層線１１で構成したが、内層は、複数本の素線で構成されれば、その素線の種類は、１種類で構成してもよいし、直径の異なる複数種類で構成してもよい。また、内層を形成する素線として、銅線、この銅線に、錫、ニッケル、銀等をメッキしたもの、アルミ線、各種合金線、及び、エナメル線、ホルマル線等の絶縁被覆されたもの等を使用することができ、外層を形成する素線と同じ材質を用いてもよいし、異なる材質のものを用いてもよい。 例えば、図４に示すように、３本の第１内層線３１で内層３２を構成するとともに、３本の太径線１２と、６本の中径線１３の本数と、６本の細径線１４で外層３を構成して、撚線導体３３としてもよい。

また、図５に示すように、外層３を構成する太径線１２の本数を６本とし、中径線１３と細径線１４の本数を夫々１２本として外層３を構成し、１本の中心線４１と、中心線４１を覆うように、中心線４１と同じ直径からなる６本の第１素線４２を配設し、周方向に隣接する第１素線４２，４２の谷間部の外側に第２素線４３を夫々１本、計６本配設して内層４５を構成して、撚線導体４６としてもよい。

なお、上記のように、内層の最外層を構成する素線の本数は、太径線１２と同じ数と設定する以外にも複数本であれば任意の本数に設定することができる。

その他の構造は、上記実施例１〜３と同様であるため説明を省略する。

本実施例４においても、上記実施例１〜３と同様の作用効果を発揮することができる。

［実施例５］
上記実施例１〜４においては、内層２，３２，４５を複数本の素線で構成したが、１本の素線で構成して、例えば図６、図７に示すような撚線導体５１，５２としてもよく、その素線は、外層を形成する素線と同じ材質を用いてもよいし、異なる材質のものを用いてもよい。 また、太径線１２の直径ｄ３は、中径線１３の直径ｄ４と、細径線１４の直径ｄ５との和と略同じになるように設定することが好ましい。

例えば、図６に示すように、１本の直径ｄ１からなる中心線５０と、３本の太径線１２と、６本の中径線１３と、６本の細径線１４で構成した撚線導体５１の場合には、ｄ１＝０．９５２×ｄ３、ｄ４＝０．６３０×ｄ３、ｄ５＝０．３６３×ｄ３の関係が成立する各素線１０，１２，１３，１４の基となる線材を用いることで、非圧縮若しくは低い圧縮率で、撚線導体５１の断面形状を略真円形状とするとともに、全ての素線１０，１２，１３，１４が隣接する全ての素線１０，１２，１３，１４と当接することができる。

その他の構造は、上記実施例１〜４と同様であるため説明を省略する。

本実施例５においても、上記実施例１〜４と同様の作用効果を発揮することができる。

１，２１，２２，３３，４６，５１，５２ 撚線導体
２，３２，４５ 内層
３ 外層
１２ 太径線
１３ 中径線
１４ 細径線

Claims (5)

1. 複数の太径線と、複数の中径線と、複数の細径線で構成された外層を有する撚線導体であって、
   隣接する太径線間に２本の中径線を周方向に配設し、
   隣接する太径線間に２本の細径線を周方向に配設し、
   前記中径線における、撚線導体の径方向の内側に細径線を配設し、
   前記細径線の直径は、前記中径線の直径よりも小さく、前記中径線の直径は、前記太径線の直径よりも小さくしたことを特徴とする撚線導体。
2. 前記外層の内側に内層を配設し、
   該内層において最も外側に位置する素線が、前記隣接する太径線間の谷間部の内側に位置することを特徴とする請求項１記載の撚線導体。
3. 前記太径線の直径を、前記中径線の直径と、前記細径線の直径の和と同じに設定したことを特徴とする請求項１記載の撚線導体。
4. 前記撚線導体の中心から、前記外層を構成する中径線の最縁端までの距離と、前記中心から、前記外層を構成する太径線の最縁端までの距離とが、同一であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撚線導体。
5. 前記太径線の本数が、３本以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撚線導体。

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