JP2021106131A - 電気絶縁ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】空間距離を確保しつつ、軽量性に優れた電気絶縁ケーブルを提供する。【解決手段】導体と、前記導体を覆い、外表面が露出した絶縁層とを有し、前記絶縁層は空隙を含み、前記導体の長手方向と垂直な断面において、前記空隙のうち、最も前記導体側に位置する最内位置空隙と、前記導体の外周との間の領域である第１充実部の厚さの平均値が０．０２ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である電気絶縁ケーブル。【選択図】 図２

Description

本開示は、電気絶縁ケーブルに関する。

特許文献１には、所定の成分を含有するポリ塩化ビニル樹脂組成物から構成される絶縁層を導体の外周上に有することを特徴とする絶縁電線が開示されている。

特開２０１４−１３３８５６号公報

各種電気機器類において、導電部に印加する電圧に応じて、該導電部から所定の空間距離を取ることが、例えば国際規格ＩＥＣ６２３６８−１等により定められている。空間距離とは、空気を通して測定した２つの導電部間、または導電部と機器の可触面との間の最短距離を意味する。

このため、空間距離を確実に確保できるように、電気絶縁ケーブルにおいては、導体を覆う絶縁層について、規格で規定される空間距離以上の厚さとすることが求められる場合がある。しかしながら、絶縁層の厚さを厚くすると、電気絶縁ケーブルが重くなり、取扱い性が低下したり、設置場所が限定される等の問題があった。

そこで、本開示は、空間距離を確保しつつ、軽量性に優れた電気絶縁ケーブルを提供することを目的とする。

本開示の電気絶縁ケーブルは、導体と、
前記導体を覆い、外表面が露出した絶縁層とを有し、
前記絶縁層は空隙を含み、
前記導体の長手方向と垂直な断面において、前記空隙のうち、最も前記導体側に位置する最内位置空隙と、前記導体の外周との間の領域である第１充実部の厚さの平均値が０．０２ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。

本開示によれば、空間距離を確保しつつ、軽量性に優れた電気絶縁ケーブルを提供できる。

図１は、本開示の一態様に係る電気絶縁ケーブルにおける、導体の長手方向と垂直な面での断面図である。 図２は、本開示の一態様に係る電気絶縁ケーブルの他の構成例における、導体の長手方向と垂直な面での断面図である。 図３は、本開示の一態様に係る電気絶縁ケーブルの他の構成例における、導体の長手方向と垂直な面での断面図である。 図４は、本開示の一態様に係る電気絶縁ケーブルを製造する際に用いることができる押出機の部分斜視図である。 図５は、実験例における柔軟性の評価方法の説明図である。

実施するための形態について、以下に説明する。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。

（１）本開示の一態様に係る電気絶縁ケーブルは、導体と、
前記導体を覆い、外表面が露出した絶縁層とを有し、
前記絶縁層は空隙を含み、
前記導体の長手方向と垂直な断面において、前記空隙のうち、最も前記導体側に位置する最内位置空隙と、前記導体の外周との間の領域である第１充実部の厚さの平均値が０．０２ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。

本発明の発明者は、空間距離を確保しつつ、軽量性を有する電気絶縁ケーブルについて鋭意検討を行った。その結果、空隙を含む絶縁層を用いることで、空間距離を確保するために絶縁層を厚くした場合でも、ケーブル全体の重量を抑制し、軽量性に優れた電気絶縁ケーブルにできることを見出した。

ただし、絶縁層全体に空隙を分布させた場合に、電気絶縁ケーブルの耐電圧特性が低下する場合があった。そこで、さらなる検討を行ったところ、絶縁層のうち、導体の近傍に空隙を含まない領域を設けることで耐電圧特性を高められることを見出した。ここで、電気絶縁ケーブルの、導体の長手方向と垂直な断面において、空隙のうち最も導体側に位置する最内位置空隙と、導体の外周との間の領域を第１充実部とする。そして、本発明の発明者の検討によれば、第１充実部の厚さの平均値を０．０２ｍｍ以上０．１ｍｍ以下とすることで、軽量性と耐電圧特性を備えた電気絶縁ケーブルとすることができる。

（２）前記導体の長手方向と垂直な断面において、前記空隙のうち、最も前記絶縁層の前記外表面側に位置する最外位置空隙と、前記絶縁層の前記外表面との間の領域である第２充実部の厚さの平均値が０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であってもよい。

（３）外径が１ｍｍ以上４ｍｍ以下であってもよい。

（４）前記絶縁層の平均空隙率が、１０％以上５０％以下であってもよい。

（５）前記絶縁層の平均空隙率が、３８％以上４５％以下であってもよい。

（６）前記空隙は、その中心軸が、前記導体の長手方向に沿って形成された柱状形状を有していてもよい。

（７）前記絶縁層が架橋フッ素ゴムを含んでいてもよい。

（８）前記絶縁層の絶縁耐力が２５ｋＶ／ｍｍ以上であってもよい。

（９）前記絶縁層が、材料の異なる複数の層を有していてもよい。

（１０）前記絶縁層のうち、前記導体と接する絶縁材料の絶縁耐力が２５ｋＶ／ｍｍ以上であり、前記絶縁層のうち、前記外表面の絶縁材料の抗張力が８ＭＰａ以上であってもよい。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の一実施形態（以下「本実施形態」と記す）に係る電気絶縁ケーブルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許の請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
（電気絶縁ケーブル）
図１に、本実施形態の電気絶縁ケーブルの長手方向と垂直な断面の一構成例を示す。

図１に示す様に、本実施形態の電気絶縁ケーブル１０は、導体１１と、導体１１を覆い、外表面１２Ａが露出した絶縁層１２とを有することができる。

絶縁層１２は、空隙１３を含むことができる。そして、導体１１の長手方向と垂直な断面において、空隙１３のうち最も導体１１側に位置する最内位置空隙１３１と、導体１１の外周１１Ａとの間の領域である第１充実部１２１の厚さＬ１の平均値を０．０２ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下とすることができる。

以下、本実施形態の電気絶縁ケーブルが有する各部材や、構成について図面を用いながら説明する。
（１）導体
導体１１は導線であり、単線の金属素線、あるいは複数本の金属素線より構成できる。導体１１が、複数本の金属素線を有する場合、該複数本の金属素線を撚り合せておくこともできる。すなわち、導体１１が複数の金属素線を有する場合、導体１１は、複数本の金属素線の撚り線とすることもできる。

図１に示すように、導体１１は、長手方向と垂直な断面において、外形を円形状とすることもできる。導体１１が複数本の金属素線を撚り合せている場合、外形が円形状の導体は、導体径方向を円形圧縮することで形成できる。また、導体１１は複数の金属素線の外形に沿った表面凹凸を有することもできる。

導体１１の材料は特に限定されないが、例えば銅、軟銅、銀めっき軟銅、ニッケルめっき軟銅、錫めっき軟銅等から選択された１種類以上の、一般に汎用されている導体材料を用いることができる。

導体１１の直径は、特に限定されないが、例えば０．３５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。
（２）絶縁層、空隙
本実施形態の電気絶縁ケーブルは、導体１１を覆い、外表面１２Ａが露出した絶縁層１２を有することができる。絶縁層１２は、空隙１３を有することができる。

本発明の発明者は、空間距離を確保しつつ、軽量性を有する電気絶縁ケーブルについて鋭意検討を行った。その結果、空隙１３を含む絶縁層１２を用いることで、空間距離を確保するために絶縁層１２を厚くした場合でも、ケーブル全体の重量を抑制し、軽量性に優れた電気絶縁ケーブルにできることを見出した。

ただし、絶縁層１２全体に空隙１３を分布させた場合に、電気絶縁ケーブルの耐電圧特性が低下する場合があった。そこで、さらなる検討を行ったところ、絶縁層１２のうち、導体１１の近傍に空隙１３を含まない領域を設けることで耐電圧特性を高められることを見出した。ここで、電気絶縁ケーブルの導体１１の長手方向と垂直な断面において、空隙１３のうち最も導体１１側に位置する最内位置空隙１３１と、導体１１の外周１１Ａとの間の領域を第１充実部１２１とする。そして、本発明の発明者の検討によれば、第１充実部１２１の厚さＬ１の平均値を所定の範囲内とすることで、軽量性と耐電圧特性を備えた電気絶縁ケーブルとすることができる。

以下、絶縁層１２、および絶縁層１２が有する空隙１３について詳細に説明する。

既述の様に絶縁層１２は、導体１１の外周１１Ａを覆うように配置されており、導体１１の長手方向と垂直な断面において、絶縁層１２の外形は円形状を有することができる。ここでいう円形状とは厳密な意味の円、すなわち真円のみを意味するものではなく、楕円等の歪んだ円も含む。
（２−１）空隙の形状
絶縁層１２が有する空隙１３の形状は特に限定されず、例えば図１に示したように、球形状の空隙とし、絶縁層１２内にランダムに配置することもできる。なお、この場合の球形状は厳密な意味の球、すなわち真球のみを意味するものではなく、楕円体等の歪んだ球も含む。

また、例えば図２、図３に示した電気絶縁ケーブル２０、３０の空隙１３の様に、空隙１３は柱状形状を有することもできる。具体的には、空隙１３は、例えば該空隙の中心軸が、導体１１の長手方向に沿って形成された柱状形状を有することができる。この場合、空隙１３は、導体１１の長手方向に沿って連続した形状を有することになる。図２、図３では、断面が円形、すなわち円柱形状の空隙の例を示しているが、係る形態に限定されず、中心軸と垂直な断面の形状が四角形や、三角形等の多角形の柱状形状であってもよい。空隙１３が、上述のように柱状形状を有する場合、絶縁層１２の空隙率や、絶縁層１２内の空隙１３の配置をより正確に制御できるため好ましい。

図１に示した球形状の空隙１３を有し、ランダムに配置された絶縁層１２は、例えば発泡剤を添加した樹脂を成形することで製造できる。

図２、図３に示した柱状形状を有する空隙１３を含む絶縁層１２は、例えば図４に示した、ダイス４１とポイント治具４２とを組み合わせた押出機４０を使用して製造できる。図４を用いて図２、図３に示した柱状形状を有する空隙１３を含む絶縁層１２を備えた電気絶縁ケーブルの製造方法を説明する。

ポイント治具４２には、柱状の部材４３を、設ける柱状形状の空隙の数だけ設けておくことができる。図４では柱状の部材４３として円柱形状を有する部材を設けた例を示しており、この場合、円柱形状の空隙１３を有する絶縁層１２を形成できる。

ダイス４１は、円形の出口４１１を有しており、ポイント治具４２とダイス４１の間の流路４４、４５から樹脂を押し出す。この際、併せてポイント治具４２の円筒部４２１の中心孔４２２から導体を引き出す。以上の操作を行うことで、押し出された樹脂が導体に被覆される。ダイス４１の出口を出た樹脂を引き伸ばして径を小さくして被覆する引き落とし方法により樹脂を被覆してもよい。柱状の部材４３の部分には樹脂が流れず、柱状の部材４３に通気孔４３１を設けておくと、ダイス４１から押し出された樹脂中に樹脂が流れない空隙が確保され、その長手方向と垂直な断面が柱状の部材４３にあわせて、例えば柱状の部材４３が円柱形状の場合、円形または楕円形となる。

上記の押出機４０では、絶縁層の空隙率は、ポイント治具４２に設けた柱状の部材４３の径や数で容易に調整できる。
（２−２）第１充実部
既述の様に、電気絶縁ケーブルの、導体１１の長手方向と垂直な断面において、空隙１３のうち最も導体１１側に位置する最内位置空隙１３１と、導体１１の外周１１Ａとの間の領域を第１充実部１２１とする。具体的には、例えば図１〜図３に示したように、最内位置空隙１３１の導体１１側に接する円と、導体１１の外周１１Ａとの間を第１充実部１２１とすることができる。

そして、第１充実部１２１の厚さＬ１の平均値は、０．０２ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることが好ましく、０．０４ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下であることがより好ましい。

本発明の発明者の検討によれば、第１充実部１２１の厚さＬ１の平均値を０．０２ｍｍ以上とすることで、電気絶縁ケーブルの耐電圧特性を高められる。また、第１充実部１２１の厚さＬ１の平均値を０．１５ｍｍ以下とすることで、絶縁層１２内に十分な量の空隙を配置でき、電気絶縁ケーブルの軽量性を高められる。

第１充実部１２１の厚さＬ１の平均値とは、導体１１の長手方向と垂直な任意の４断面において測定した、第１充実部１２１の厚さＬ１の平均値を意味する。
（２−３）第２充実部
空隙１３は、絶縁層１２の外表面１２Ａ近傍にまで配置することもできるが、絶縁層１２の外表面１２Ａが平滑であることが、電気絶縁ケーブルの外観を良くする観点からは好ましい。電気絶縁ケーブルの、導体１１の長手方向と垂直な断面において、空隙１３のうち最も絶縁層１２の外表面１２Ａ側に位置する最外位置空隙１３２と、絶縁層１２の外表面１２Ａとの間の領域を第２充実部１２２とする。具体的には、例えば図１、図２に示したように、最外位置空隙１３２の外表面１２Ａ側に接する円と、絶縁層１２の外表面１２Ａとの間を第２充実部１２２とすることができる。

第２充実部１２２を設ける場合に、第２充実部１２２の厚さＬ２の平均値が０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることが好ましく、０．０５ｍｍ以上０．１２ｍｍ以下であることがより好ましい。

第２充実部１２２の厚さＬ２の平均値を０．０５ｍｍ以上とすることで、絶縁層１２の外表面１２Ａを平滑にし、外観を良くすることができる。また、第２充実部１２２の厚さＬ２の平均値を０．１５ｍｍ以下とすることで、絶縁層１２内に十分な量の空隙を配置でき、電気絶縁ケーブルの軽量性を特に高められる。

第２充実部１２２の厚さＬ２の平均値とは、導体１１の長手方向と垂直な任意の４断面において測定した、第２充実部１２２の厚さＬ２の平均値を意味する。

なお、図３に示した電気絶縁ケーブル３０の様に、第２充実部１２２を設けず、空隙含有部１２３が絶縁層１２の外表面１２Ａを構成することもできる。
（２−４）空隙含有部
電気絶縁ケーブルの、導体１１の長手方向と垂直な断面において、空隙１３を含む領域を空隙含有部１２３とする。

図１に示した電気絶縁ケーブル１０においては、既述の様に空隙１３が球形状を有している。電気絶縁ケーブル１０において、空隙１３は、第１充実部１２１と、第２充実部１２２との間の、空隙含有部１２３にランダムに分布している。

図１に示した電気絶縁ケーブル１０において、第２充実部１２２を有さず、空隙含有部１２３が露出するように、すなわち外表面１２Ａを構成するように配置されていても良い。

図２に示した電気絶縁ケーブル２０においては、空隙１３は、中心軸が、導体１１の長手方向に沿って形成された円柱形状を有している。そして、第１充実部１２１と、第２充実部１２２との間の空隙含有部１２３に、空隙１３を１層となるように、導体１１を中心とした円の円周方向に沿って配置した例を示している。この場合、任意に選択した１つの空隙１３が最内位置空隙１３１であり、かつ最外位置空隙１３２となる。

ただし、空隙１３が柱状形状を有する場合において、空隙１３の配置は図２に示した形態に限定されず、例えば電気絶縁ケーブル２０の長手方向と垂直な断面において、空隙１３は、空隙含有部１２３内に、２層以上となるように、導体１１を中心とした円の円周方向に沿って配置しても良く、ランダムに配置してもよい。

図３に示した電気絶縁ケーブル３０においては、電気絶縁ケーブル２０の場合と同様に、空隙１３は、中心軸が、導体１１の長手方向に沿って形成された円柱形状を有している。そして、空隙含有部１２３に、該空隙１３を１層となるように、導体１１を中心とした円の円周方向に沿って配置し、かつ絶縁層１２の外表面１２Ａ近傍にまで空隙を配置した例を示している。この場合、任意に選択した１つの空隙１３が最内位置空隙１３１であり、かつ最外位置空隙１３２となる。また、電気絶縁ケーブル３０は、絶縁層１２の外表面１２Ａ近傍にまで空隙１３が配置されており、第２充実部１２２を含まない。

図３に示した電気絶縁ケーブル３０においても、空隙１３は、空隙含有部１２３内に２層以上となるように、導体１１を中心とした円の円周方向に沿って配置しても良く、ランダムに配置してもよい。
（２−５）絶縁層の空隙率
絶縁層１２に設ける空隙の程度は特に限定されず、電気絶縁ケーブルに要求される軽量化の程度や、耐電圧特性等に応じて任意に選択することができる。例えば、絶縁層１２の平均空隙率は、１０％以上５０％以下であることが好ましく、１５％以上５０％以下であることがより好ましく、２０％以上５０％以下であることがさらに好ましく、３８％以上４５％以下であることが特に好ましい。

絶縁層１２の平均空隙率を１０％以上とすることで、電気絶縁ケーブルを特に軽量にできるため好ましい。また、絶縁層１２の平均空隙率を５０％以下とすることで、絶縁層１２の外表面１２Ａ近傍にまで空隙１３が配置されることを抑制し、電気絶縁ケーブルの外観を良くできるため好ましい。

絶縁層１２の平均空隙率とは、導体１１の長手方向と垂直な任意の４断面において求めた絶縁層１２に占める空隙の面積割合の平均値を意味する。

絶縁層１２の平均空隙率は、絶縁層１２に占める空隙の体積の割合として算出することもでき、例えば絶縁層１２の質量と、体積と、絶縁層１２に用いた材料の密度とから算出できる。

いずれの方法で求めた場合でも、本発明の発明者の検討によれば、概ね同じ値となる。
（２−６）絶縁層の材料
絶縁層１２の材料は特に限定されず、通常電気絶縁ケーブルに用いられる各種絶縁材料を用いることができる。絶縁層１２は、空隙１３を除いた部分において、絶縁材料を含むことができ、絶縁材料のみから構成することもできる。

絶縁層１２の材料としては、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン、フッ素樹脂、フッ素ゴム等から選択された１種類以上を用いることができる。

フッ素樹脂としては、具体的には例えば、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（Ｅ−ＴＦＥ共重合体）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）等から選択された１種類以上を用いることができる。

フッ素ゴムとしては、具体的には例えば、フッ化ビニリデン系ゴム（ＦＫＭ）、テトラフルオロエチレン−プロピレンゴム（ＦＥＰＭ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルゴム（ＦＦＫＭ）、テトラフルオロエチレン／プロピレン共重合体（ＴＦＥ−Ｐ共重合体）、ＴＦＥ−Ｐ共重合体とエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（Ｅ−ＴＦＥ共重合体）との混合物、およびＦＫＭとフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）との混合物等から選択された１種類以上を用いることができる。

絶縁層１２は、押出成形等によって導体１１の外面を被覆して電気的に絶縁することができる。絶縁層１２は、比較的温度の高い環境下で外力を受けた際に変形して電気絶縁性が低下したりするのを防止すべく、その耐熱変形性を向上するために、導体１１の外面に被覆された後に、電離放射線（γ線や電子線など）の照射や過酸化物架橋、シラン架橋などの化学架橋によって架橋処理することが好ましい。すなわち、絶縁層１２に用いる材料は架橋処理されていることが好ましい。なお、絶縁層１２は、架橋してもしなくてもよいが、架橋することにより抗張力、耐熱性が向上するので好ましい。

特に絶縁層１２は架橋フッ素ゴムを含むことが好ましい。絶縁層１２が架橋フッ素ゴムを含む場合、電気絶縁ケーブルの柔軟性を特に高め、かつ耐久性を高めることができる。

絶縁層１２は単一の材料で形成することもできるが、材料の異なる複数の層を有することもできる。絶縁層１２を材料の異なる複数の層で形成することで、絶縁層１２の場所に応じた材料を用い、例えば柔軟性や、耐久性、耐電圧特性等の特性を特に高められる。例えば図１に示した電気絶縁ケーブル１０の場合、第１充実部１２１、第２充実部１２２、空隙含有部１２３の各部で材料が異なっていてもよく、全てが同じ材料であっても良い。

絶縁層１２が材料の異なる複数の層を有する場合、既述の第１充実部１２１、第２充実部１２２、空隙含有部１２３で材料を変える必要はない。

ここで、例えば図２に示したように、空隙含有部１２３の内周面１２３Ａよりも導体１１側に配置された点線Ａと、導体１１の外周１１Ａとで囲まれた領域を第１絶縁層１４１とする。空隙含有部１２３の外周面１２３Ｂよりも外周側に配置された点線Ｂと、絶縁層１２の外表面１２Ａとで囲まれた領域を第２絶縁層１４２とする。点線Ａと点線Ｂとで囲まれた領域を第３絶縁層１４３とする。

そして、第１絶縁層１４１、第２絶縁層１４２、第３絶縁層１４３とのうち、一部または全部を異なる材料の絶縁層とすることもできる。すなわち、例えば第１絶縁層１４１、第２絶縁層１４２、第３絶縁層１４３の３つの絶縁層を異なる材料で構成することもできる。第１絶縁層１４１と、第３絶縁層１４３とを同じ材料で構成し、第２絶縁層１４２を他の絶縁層とは異なる材料で構成したり、第２絶縁層１４２と第３絶縁層１４３とを同じ材料で構成し、第１絶縁層１４１を他の絶縁層とは異なる材料とすることもできる。また、第１絶縁層１４１と第２絶縁層１４２とを同じ材料で構成し、第３絶縁層１４３を異なる材料とすることもできる。

ここでは、図２を用い、図２にのみ点線Ａ、点線Ｂを示して説明したが、図１に示した電気絶縁ケーブル１０や、図３に示した電気絶縁ケーブル３０の場合についても同様に、材料の異なる複数の絶縁層を有することもできる。

上述のように、本実施形態の電気絶縁ケーブルが、材料の異なる複数の絶縁層を有する場合、例えば少なくとも電気絶縁ケーブルの絶縁層１２の導体１１側に架橋フッ素ゴムを配置することが好ましい。すなわち、例えば第１絶縁層１４１を架橋フッ素ゴムとすることが好ましい。電気絶縁ケーブルの絶縁層１２の導体１１側に架橋フッ素ゴムを配置することで、電気絶縁ケーブルの柔軟性や、耐電圧特性を特に高められる。

また、絶縁層１２は、絶縁耐力が２５ｋＶ／ｍｍ以上であることが好ましく、３０ｋＶ／ｍｍ以上であることがより好ましい。絶縁耐力は、絶縁破壊を起こすことなく印加できる電圧を意味しており、絶縁耐力が高い程、絶縁層１２が高い電圧に耐えられることを意味する。そして、絶縁層１２の絶縁耐力を２５ｋＶ／ｍｍ以上とすることで、特に耐電圧特性に優れた電気絶縁ケーブルとすることができるため好ましい。

絶縁耐力は、例えばＪＩＳ Ｃ ２１１０−１（２０１６）により評価を行うことができる。

特に絶縁層１２は、絶縁層１２のうち、導体１１と接する絶縁材料の絶縁耐力が２５ｋＶ／ｍｍ以上であり、絶縁層１２のうち、外表面１２Ａの絶縁材料の抗張力が８ＭＰａ以上であることが好ましい。抗張力は、ＪＩＳ Ｃ ３００５（２０１４）に準じて評価を行うことができる。

導体１１と接する、例えば第１絶縁層１４１の絶縁耐力を２５ｋＶ／ｍｍ以上とすることで、特に耐電圧特性に優れた電気絶縁ケーブルとすることができる。また、外表面１２Ａを構成する、例えば第２絶縁層１４２の抗張力を８ＭＰａ以上とすることで、電気絶縁ケーブルに外力が加わった際に、絶縁層１２が変形、破壊されることを抑制できる。絶縁層１２のうち、外表面１２Ａの絶縁材料の抗張力は、３０ＭＰａ以上であることがより好ましく、４０ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。外表面１２Ａに好適に用いることができる絶縁材料の抗張力の上限は特に限定されないが、例えば５０ＭＰａ以下であることが好ましい。

既述の様に、絶縁層１２は、単一の材料で構成することもできるため、絶縁層１２全体を、例えば絶縁耐力が２５ｋＶ／ｍｍ以上であり、かつ抗張力が８ＭＰａ以上の材料で構成することもできる。

絶縁層１２は、必要に応じてさらに難燃剤、酸化防止剤や架橋剤等の添加剤を含有することもできる。
（３）電気絶縁ケーブル
本実施形態の電気絶縁ケーブルの外径Ｄは特に限定されないが、例えば１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましい。

電気絶縁ケーブルの外径を１ｍｍ以上とすることで、導体１１からの空間距離を十分に確保することができる。また、電気絶縁ケーブルの外径を４ｍｍ以下とすることで、電気絶縁ケーブルの軽量性を特に高めることができる。

電気絶縁ケーブルの外径Ｄは、例えば導体１１の長手方向と垂直な断面における絶縁層１２の外表面１２Ａを通る円の直径とすることができる。なお、導体１１の長手方向と垂直な断面において、絶縁層１２の外表面１２Ａは真円とはならない場合がある、その場合には、絶縁層１２の外表面１２Ａに外接する最小の円を描いた場合の、該円の直径を電気絶縁ケーブルの外径とすることができる。

本実施形態の電気絶縁ケーブルは、１本を単独で用いることもできるが、複数本を組み合わせて用いることもできる。

以上、実施形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

以下に具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（評価方法）
まず、以下の実験例において作製した電気絶縁ケーブルの評価方法について説明する。
（１）第１充実部、空隙含有部、第２充実部の厚さ
以下の実験例において作製した電気絶縁ケーブルについて、導体１１の長手方向と垂直な任意の４断面において第１充実部、空隙含有部、第２充実部の厚さを測定し、その平均値を各部の平均厚さとした。
（２）平均空隙率
以下の実験例において作製した電気絶縁ケーブルについて、導体１１の長手方向と垂直な、任意の４断面において絶縁層に占める空隙の面積の割合である空隙率を求め、その平均値を平均空隙率とした。
（３）柔軟性
柔軟性の試験方法を図５を用いて説明する。

評価を行う電気絶縁ケーブルについて、屈曲点Ｐにおける曲率半径Ｒ５１が８０ｍｍとなるように屈曲点Ｐで屈曲させ、屈曲前ケーブル５１とした。

電気絶縁ケーブルについて、開始位置にセットされた屈曲前ケーブル５１から、屈曲点Ｐにおける曲率半径Ｒ５２が４０ｍｍとなるまで、屈曲点Ｐで屈曲させ、屈曲後ケーブル５２とした。

そして、屈曲前ケーブル５１から屈曲後ケーブル５２まで屈曲の程度を変化させた際の最大反発力を測定した。

実験例１２の結果を１として、指数で示した。

指数が０．９６以上１以下をＤ、０．９以上０．９６未満をＣ、０．８３以上０．９未満をＢ、０．８３未満をＡと評価した。Ａが最も高い評価であり、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に低い評価となる。Ａ〜Ｃの場合には合格、Ｄの場合には不合格となる。
（４）軽量性
以下の実験例において作製した電気絶縁ケーブルについて、長手方向に沿って１０ｃｍ切り取り、その質量を測定した。実験例１２の場合の質量を１として、指数で示した。

指数が０．９以上１以下をＤ、０．７以上０．９未満をＣ、０．６以上０．７未満をＢ、０．６未満をＡと評価した。Ａが最も高い評価であり、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に低い評価となる。Ａ、Ｂ、Ｃの場合には合格、Ｄの場合には不合格となる。
（５）外観評価
以下の実験例で作製した電気絶縁ケーブル１０ｃｍについて絶縁層１２の外表面１２Ａを目視で観察し、表面の凹凸の有無を確認した。凹凸が全く確認されなかった電気絶縁ケーブルについてはＡ、確認された凹部の数が１個以上１０個以下の場合にはＢ、確認された凹部の数が１１個以上の場合にはＣと評価した。Ａが最も高い評価であり、Ｂ、Ｃの順に低い評価となる。
（６）寸法評価
以下の実験例で作製した電気絶縁ケーブルについて、以下に説明する外径の評価結果が、規格値±５％以内であればＡ、規格値±５％を超えて規格値±７％以内であればＢ、規格値±７％を超えている場合にはＣと評価した。
（７）外径
以下の各実験例で得られた電気絶縁ケーブルの、導体１１の長手方向と垂直な任意の一断面において、絶縁層１２の外表面１２Ａに接する最小の外接円を描き、その直径を電気絶縁ケーブルの外径とした。
（８）耐電圧評価
耐電圧特性に関する評価では、規格ＪＩＳ Ｃ ３００５（２０１４）に準じて評価試験を行い、３０００ＡＣＶ／１ｍｉｎ以上であるものをＡ、３０００ＡＣＶ／１ｍｉｎ未満をＢと評価した。

以下に各実験例における電気絶縁ケーブルを説明する。実験例１〜実験例１１が実施例、実験例１２が比較例となる。
（実験例１）
以下の手順により、長手方向と垂直な断面が、図２に示した構造を有する電気絶縁ケーブル２０を作製した。

具体的には、図４に示した、ダイス４１とポイント治具４２とを組み合わせた押出機４０を使用して製造した。

ポイント治具４２には、柱状の部材４３を、目標とする絶縁層１２の空隙率にあわせて複数設けておいた。なお、本実験例では、柱状の部材４３として円柱形状を有し、通気孔４３１を備えた部材を用いた。

ダイス４１は、円形の出口４１１を有しており、ポイント治具４２とダイス４１の間の流路４４、４５からフッ素ゴムを押し出した。この際、併せてポイント治具４２の円筒部４２１の中心孔４２２から導体を引き出した。そして、ダイス４１の出口を出た樹脂を引き伸ばして径を小さくして被覆する引き落とし方法により、導体の外周を樹脂で被覆した。導体の外周を樹脂で被覆後、電子線を照射して樹脂を架橋した。

なお、導体としては、直径が０．８１ｍｍの単線の錫メッキ軟銅線を用いた。また、フッ素ゴムとしてはテトラフルオロエチレン−プロピレンゴム（ＦＥＰＭ）を用いた。架橋したフッ素ゴムは、抗張力が１０ＭＰａ、絶縁耐力が３２ｋＶ／ｍｍであった。

得られた電気絶縁ケーブルについて既述の評価を行った。評価結果を表１に示す。
（実験例２〜実験例６）
目標とする絶縁層１２の空隙率にあわせて、押出機４０に設けた柱状の部材４３の数を変更した点以外は、実験例１と同様にして、電気絶縁ケーブルを作製、評価した。

評価結果を表１に示す。
（実験例７〜実験例９）
押出機４０に設けた柱状の部材４３を、ダイス４１の円形の出口４１１の外周近傍に配置し、絶縁層１２の外表面１２Ａ近傍に空隙が位置するようにした。また、柱状の部材４３について、長手方向と垂直な断面での直径が異なる部材を用いることで、空隙含有部の厚みを調整した。

以上の点以外は、実験例１と同様にして、電気絶縁ケーブルを作製、評価した。

なお、実験例７〜実験例９では、空隙１３が、絶縁層１２の外表面１２Ａ近傍に配置され、第２充実部１２２を有していない。このため、導体１１の長手方向と垂直な断面が図３に示した電気絶縁ケーブル３０となる。

評価結果を表１に示す。
（実験例１０、実験例１１）
押出機４０に設けた柱状の部材４３について、長手方向と垂直な断面での直径が異なる部材を用いることで、空隙含有部の厚みを調整した。

以上の点以外は、実験例１と同様にして、電気絶縁ケーブルを作製、評価した。

評価結果を表１に示す。
（実験例１２）
押出機４０に、柱状の部材４３を設けなかった点以外は、実験例１と同様にして、電気絶縁ケーブルを作製、評価した。

評価結果を表１に示す。

表１に示した結果によると、絶縁層１２に空隙を設け、第１充実部の平均厚さが０．０２ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である実験例１〜実験例１１の電気絶縁ケーブルでは、柔軟性、軽量性の評価がＡ〜Ｃのいずれかとなることを確認できた。すなわち、実験例１〜１１の電気絶縁ケーブルは、絶縁層の厚さを０．５ｍｍと厚くすることで、電気機器等に設置した場合でも十分に空間距離を確保しつつも、軽量性や、柔軟性に優れることを確認できた。

特に、平均空隙率が２０％以上である実験例１、実験例４〜実験例１１の電気絶縁ケーブルは、柔軟性、軽量性の評価が、共にＡまたはＢであり、特に軽量性、柔軟性に優れることを確認できた。

これに対して、絶縁層１２が空隙を含まない実験例１２の電気絶縁ケーブルは、絶縁層１２の厚さの平均値が他の実験例と同じであるにも関わらず、軽量性、柔軟性の評価がＤであり、劣っていることを確認できた。

１０、２０、３０ 電気絶縁ケーブル
１１ 導体
１１Ａ 外周
１２ 絶縁層
１２Ａ 外表面
１２１ 第１充実部
１２２ 第２充実部
１２３ 空隙含有部
１２３Ａ 内周面
１２３Ｂ 外周面
１３ 空隙
１３１ 最内位置空隙
１３２ 最外位置空隙
４０ 押出機
４１ ダイス
４１１ 出口
４２ ポイント治具
４２１ 円筒部
４２２ 中心孔
４３ 部材
４３１ 通気孔
４４、４５ 流路
５１ 屈曲前ケーブル
５２ 屈曲後ケーブル
１４１ 第１絶縁層
１４２ 第２絶縁層
１４３ 第３絶縁層
Ａ、Ｂ 点線
Ｄ 外径
Ｐ 屈曲点

Claims (10)

1. 導体と、
   前記導体を覆い、外表面が露出した絶縁層とを有し、
   前記絶縁層は空隙を含み、
   前記導体の長手方向と垂直な断面において、前記空隙のうち、最も前記導体側に位置する最内位置空隙と、前記導体の外周との間の領域である第１充実部の厚さの平均値が０．０２ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である電気絶縁ケーブル。
2. 前記導体の長手方向と垂直な断面において、前記空隙のうち最も前記絶縁層の前記外表面側に位置する最外位置空隙と、前記絶縁層の前記外表面との間の領域である第２充実部の厚さの平均値が０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である請求項１に記載の電気絶縁ケーブル。
3. 外径が１ｍｍ以上４ｍｍ以下である請求項１または請求項２に記載の電気絶縁ケーブル。
4. 前記絶縁層の平均空隙率が、１０％以上５０％以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気絶縁ケーブル。
5. 前記絶縁層の平均空隙率が、３８％以上４５％以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気絶縁ケーブル。
6. 前記空隙は、その中心軸が、前記導体の長手方向に沿って形成された柱状形状を有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電気絶縁ケーブル。
7. 前記絶縁層が架橋フッ素ゴムを含む請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電気絶縁ケーブル。
8. 前記絶縁層の絶縁耐力が２５ｋＶ／ｍｍ以上である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電気絶縁ケーブル。
9. 前記絶縁層が、材料の異なる複数の層を有する請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電気絶縁ケーブル。
10. 前記絶縁層のうち、前記導体と接する絶縁材料の絶縁耐力が２５ｋＶ／ｍｍ以上であり、
    前記絶縁層のうち、前記外表面の絶縁材料の抗張力が８ＭＰａ以上である請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電気絶縁ケーブル。

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