JP2019129104A

JP2019129104A - 絶縁電線

Info

Publication number: JP2019129104A
Application number: JP2018011180A
Authority: JP
Inventors: 瀬戸川　晃; Akira Setogawa; 晃瀬戸川; 明成中山; Akinari Nakayama
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2019-08-01
Also published as: CN110085348A; US20190237215A1

Abstract

【課題】導体と絶縁層との間に介在するセパレータ層を有する絶縁電線の可撓性を向上させる。【解決手段】導体１０と、導体１０の上に巻き回されたセパレータテープ２１によって形成されるセパレータ層２０と、セパレータ層２０の周囲に設けられる絶縁層３０と、を有する。セパレータテープ２１は、幅方向一部同士が互いに重なるように螺旋状に巻き回されており、セパレータテープ２１の幅方向一部同士が３層以上に重なっている重複部２２が、導体１０の長手方向において複数存在する。【選択図】図２

Description

本発明は、導体と当該導体の周囲に設けられた絶縁層とを有する絶縁電線に関するものである。

今日、電力供給用や通信用等の各種電線が様々な分野で使用されている。このような電線の一つとして、導体と当該導体の周囲に設けられた絶縁層とを有する絶縁電線が知られている。このような絶縁電線においては、導体と絶縁層との間にセパレータ層が設けられることがある。具体的には、導体の周囲に絶縁層を形成する前に、導体にテープ状（帯状）のセパレータ（以下「セパレータテープ」と呼ぶことがある。）を螺旋状に巻き付けて導体をラップする。その後、導体に巻き付けられたセパレータテープを高圧の蒸気に晒して化学架橋させてセパレータ層を形成する。かかるセパレータ層は、導体を構成する複数本の素線の間に絶縁層を形成する樹脂材料が入り込むことを防止する役割を果たす。

上記役割を有するセパレータ層は、導体を隙間なく覆っている必要がある。そこで、導体にセパレータテープを巻き付ける際には、セパレータテープ同士を部分的に重複させる。つまり、セパレータテープは、その幅方向一部が既に巻き付けられているセパレータテープの幅方向一部を覆い、残部が導体を覆うように、導体に巻き付けられる。

ここで、セパレータテープ同士を僅かにでも重複させさえすれば、導体を隙間なく覆うセパレータ層を形成することができる。一方、セパレータテープ同士の重複面積が増えれば増えるほど、セパレータ層を形成するために必要なセパレータテープの長さが長くなり、絶縁電線の製造に要するコストや時間が増大する。そこで、製造コストの低減や製造時間の短縮などの観点からは、セパレータテープ同士の重複面積をなるべく少なくするのが好ましいというのが当該技術分野における常識であった。

特開昭６２−２６２３０８号公報

一般的に、セパレータ層を備える絶縁電線は、セパレータ層を備えていない絶縁電線に比べて可撓性が劣っていた。本件発明者らは、セパレータ層を備える絶縁電線の可撓性を向上させるべく鋭意研究を重ねる中で、セパレータ層を形成しているセパレータテープ同士の重複面積の多少が絶縁電線の可撓性に影響を及ぼしているとの知見を得た。その後、本件発明者らは、セパレータ層を備える絶縁電線の可撓性を向上させるべく、上記知見に基づいてさらに研究を進め、本件発明を完成させるに至った。

本発明の目的は、導体と絶縁層との間に介在するセパレータ層を有する絶縁電線の可撓性を向上させることである。

本発明の絶縁電線は、導体と、前記導体の上に巻き回されたセパレータテープによって形成されるセパレータ層と、前記セパレータ層の周囲に設けられる絶縁層と、を有する。前記セパレータテープは、幅方向一部同士が互いに重なるように螺旋状に巻き回されており、前記セパレータテープの幅方向一部同士が３層以上に重なっている重複部が、前記導体の長手方向において複数存在する。

本発明の一態様では、前記セパレータテープは、全幅の５５％以上が互いに重なるように螺旋状に巻き回される。

本発明の他の一態様では、複数の前記重複部が前記導体の長手方向に沿って一定間隔で存在する。

本発明の他の一態様では、複数の前記重複部が前記導体の長手方向に沿って連続的に存在する。

本発明によれば、導体と絶縁層との間に介在するセパレータ層を有する絶縁電線の可撓性を向上させることができる。

絶縁電線の全体構造を示す図である。絶縁電線の縦断面内におけるセパレータテープの重なり具合の一例を示す図である。重複部におけるセパレータテープの重なり具合を拡大して示す図である。絶縁電線の縦断面内におけるセパレータテープの重なり具合の他の一例を示す図である。絶縁電線の縦断面内におけるセパレータテープの重なり具合の他の一例を示す図である。

次に、本発明の絶縁電線の実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示されるように、本実施形態に係る絶縁電線１Ａは、導体１０と、導体１０の周囲に設けられたセパレータ層２０と、セパレータ層２０の周囲に設けられた絶縁層３０と、を有する。

導体１０は、複数本の素線１１が集合撚りされた直径２．０ｍｍの撚り線である。本実施形態における素線１１は直径０．１９ｍｍの軟銅線であるが、素線１１は軟銅線に限定されない。例えば、硬銅線，すずめっき軟銅線，すずめっき硬銅線などの他の素線を用いて導体１０を形成することもできる。また、素線１１の撚り方法も集合撚りに限定されるものではなく、例えば、同心撚りや複合撚りであってもよい。

図示されているセパレータ層２０は、導体１０の上に巻き回されたセパレータテープ２１によって形成されている。本実施形態におけるセパレータテープ２１の全幅（Ｗ）は８０ｍｍであり、厚みは０．１ｍｍである。図示されているように、セパレータテープ２１は、その幅方向一部同士が上下に重なるように螺旋状に巻き回されている。言い換えれば、セパレータテープ２１は、導体１０に所定ピッチで横巻きされている。

本実施形態におけるセパレータテープ２１の材料はＰＥＴ（Polyethyleneterephthalate）であるが、セパレータテープ２１の材料はＰＥＴに限定されない。セパレータテープ２１の他の材料の一例としては、ナイロンなどが挙げられる。

絶縁層３０は、セパレータ層２０の周囲に押出成形された絶縁性樹脂の層である。本実施形態における絶縁層３０はＥＰＤＭ（エチレン-プロピレンゴム）によって形成されており、その厚みは８．０ｍｍである。もっとも、絶縁層３０の材料はＥＰＤＭに限定されない。絶縁層３０の他の材料の一例としては、ブチルゴムなどが挙げられる。

図２は、絶縁電線１Ａの縦断面内におけるセパレータテープ２１の重なり具合を模式的に示す断面図である。図２に示されるように、セパレータテープ２１は、その全幅（Ｗ）の５５％（４４ｍｍ）が互いに重なるように螺旋状に巻き回されている。この結果、セパレータテープ２１が上下に３層（３枚）重なっている重複部２２が、導体１０の長手方向（紙面左右方向）において複数存在している。また、それら重複部２２は、導体１０の長手方向に沿って一定間隔（非連続）で存在している。尚、図２では、作図の便宜上の理由により、一部のセパレータテープ２１の断面にのみハッチングを付してある。

図３に示されるように、セパレータテープ２１が３層重なっている各重複部２２では、中段のセパレータテープ２１（以下「中段セパレータテープ２１Ｍ」）と導体１０との間には下段のセパレータテープ２１（以下「下段セパレータテープ２１Ｌ」）が介在し、中段セパレータテープ２１Ｍと絶縁層３０との間には上段のセパレータテープ２１（以下「上段セパレータテープ２１Ｕ」）が介在している。つまり、各重複部２２では、中段セパレータテープ２１Ｍは、導体１０とも絶縁層３０とも接していない。言い換えれば、各重複部２２では、中段セパレータテープ２１Ｍは、下段セパレータテープ２１Ｌまたは上段セパレータテープ２１Ｕに接している。

ここで、撚り線である導体１０の表面には多数の凹凸が存在している。よって、導体１０とセパレータテープ２１との界面は、セパレータテープ２１同士の界面に比べて滑り難い。また、セパレータテープ２１とその上に押出成形された絶縁層３０との界面の摩擦係数は、セパレータテープ２１同士の界面の摩擦係数よりも大きい。言い換えれば、重なり合った２枚のセパレータテープ２１同士の界面は、セパレータテープ２１と導体１０との界面やセパレータテープ２１と絶縁層３０との界面に比べて滑り易い。よって、セパレータテープ２１が上下に３層重なっている各重複部２２は、その他の部分に比べて柔軟性が高い。

上記のように、本実施形態に係る絶縁電線１Ａには、他の部分に比べて柔軟性が高い重複部２２が長手方向に沿って複数存在しており、全体として可撓性に優れている。

尚、図２，図３では、セパレータテープ２１（セパレータ層２０）と導体１０との間、およびセパレータテープ２１（セパレータ層２０）と絶縁層３０との間にそれぞれ隙間が存在している。しかし、実際には、これらの間に実質的な隙間は存在していない。例えば、中段セパレータテープ２１Ｍの裏面のうち、下段セパレータテープ２１Ｌの表面と重複していない領域は導体１０に密着している。また、中段セパレータテープ２１Ｍの表面のうち、上段セパレータテープ２１Ｕの裏面と重複していない領域は、絶縁層３０に密着している。

これまでの説明により、各重複部２２におけるセパレータテープ２１同士の重複面積が大きいほど可撓性が向上することが理解できる。例えば、図４に示されるように、セパレータテープ２１が、その全幅（Ｗ）の６０％（４８ｍｍ）が上下に重なるように巻き回された絶縁電線１Ｂは、本実施形態に係る絶縁電線１Ａよりも高い可撓性を示す。

また、図５に示されるように、セパレータテープ２１が、その全幅（Ｗ）の６６％（５２．８ｍｍ）が上下に重なるように巻き回された絶縁電線１Ｃは、図４に示される絶縁電線１Ｂよりもさらに高い可撓性を示す。また、全幅（Ｗ）の６６％（５２．８ｍｍ）が上下に重なるようにセパレータテープ２１を巻き回した場合、複数の重複部２２が導体１０の長手方向に沿って連続的に存在する。さらに、重複率（セパレータテープ２１の全幅に対する重複部２２の占める割合）が全幅（Ｗ）の６６％よりも大きくなると、各重複部２２におけるセパレータテープ２１の積層数は４層（４枚）以上になる。尚、図４，図５では、作図の便宜上の理由により、一部のセパレータテープ２１の断面にのみハッチングを付してある。

次に、本発明の効果を確認するために行った試験の結果について説明する。この試験では、セパレータテープの重複率が異なる以外は共通の構成を有する６本の絶縁電線ａ〜ｆを用意し、その可撓性を判定した。用意した６本の絶縁電線ａ〜ｆは、全て同一の長さ（６０ｃｍ）に揃えた。それぞれの絶縁電線の一端側１０ｃｍを水平な台の上に固定するとともに、他端側５０ｃｍを空中に浮かせ、その端部に６００ｇの重りをぶら下げた。かかる条件の下、台の表面から重りがぶら下げられている絶縁電線の端部（先端）までの鉛直距離を測定し、これが５ｃｍ未満の場合を「×」、５ｃｍ以上１０ｃｍ未満の場合を「△」、１０ｃｍ以上１５ｃｍ未満の場合を「○」、１５ｃｍ以上の場合を「◎」と判定した。用意した各絶縁電線ａ〜ｆの構成および判定結果は表１に示すとおりである。

上記試験の結果、各重複部におけるセパレータテープの重なり枚数が３枚以上になると良好な可撓性が得られることが確認された。また、各重複部におけるセパレータテープの重なり枚数が４枚以上になると可撓性がさらに向上することも確認された。

本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。また、本明細書に記載した数値や寸法は全て一例であり、これに限定されるものではない。例えば、セパレータテープの幅や厚みは適宜変更することができる。

導線を構成する素線の撚り方向とセパレータテープの巻き回し方向とは、同一方向であっても反対方向であってもよい。また、絶縁層の周囲にシースを設けることもできる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ絶縁電線
１０導体
１１素線
２０セパレータ層
２１セパレータテープ
２１Ｌ下段セパレータテープ
２１Ｍ中段セパレータテープ
２１Ｕ上段セパレータテープ
２２重複部
３０絶縁層

Claims

導体と、
前記導体の上に巻き回されたセパレータテープによって形成されるセパレータ層と、
前記セパレータ層の周囲に設けられる絶縁層と、を有し、
前記セパレータテープは、幅方向一部同士が互いに重なるように螺旋状に巻き回されており、
前記セパレータテープの幅方向一部同士が３層以上に重なっている重複部が、前記導体の長手方向において複数存在する、
絶縁電線。
請求項１に記載の絶縁電線において、
前記セパレータテープは、全幅の５５％以上が互いに重なるように螺旋状に巻き回されている、絶縁電線。
請求項１または２に記載の絶縁電線において、
複数の前記重複部が前記導体の長手方向に沿って一定間隔で存在する、絶縁電線。
請求項１または２に記載の絶縁電線において、
複数の前記重複部が前記導体の長手方向に沿って連続的に存在する、絶縁電線。