JP2024018450A - 電線及びケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】電食を抑制可能な電線及びケーブルを提供する。【解決手段】電線１は、導体２と、導体２の周囲を覆うように設けられた絶縁体３と、を備え、導体２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１素線２１１を用いた第１導体部２ａと、銅または銅合金からなる第２素線２２１を用いた第２導体部２ｂと、を有し、第１導体部２ａと第２導体部２ｂとの間に介在するように設けられ、第１導体部２ａと第２導体部２ｂとの間で電気化学的腐食が生じることを抑制する電食抑制部材４を備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、電線及びケーブルに関する。

従来、導体と、導体の周囲を覆うように設けられた絶縁体と、を備えた絶縁電線が広く用いられている。特許文献１では、導体に用いる素線として、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成される芯部と、芯部の外周を覆う銅または銅合金から構成される金属層とを備える金属被覆線を用いた電線が提案されている。

特開２０１８－５６１０１号公報

電線やケーブルの導体として、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる素線と、銅または銅合金からなる素線とを併用する場合、例えば湿気が多い環境においては、電気化学的腐食（以下、電食）が発生してしまうおそれがあり、対策が望まれる。

そこで、本発明は、電食を抑制可能な電線及びケーブルを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、導体と、前記導体の周囲を覆うように設けられた絶縁体と、を備え、前記導体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１素線を用いた第１導体部と、銅または銅合金からなる第２素線を用いた第２導体部と、を有し、前記第１導体部と前記第２導体部との間に介在するように設けられ、前記第１導体部と前記第２導体部との間で電気化学的腐食が生じることを抑制する電食抑制部材を備えた、電線を提供する。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、前記電線を複数本含むケーブルコアと、前記ケーブルコアの周囲を一括して覆うように設けられたシースと、を備えたケーブルを提供する。

本発明によれば、電食を抑制可能な電線及びケーブルを提供できる。

本発明の一実施の形態に係る電線を示す図であり、（ａ）は長手方向に垂直な断面を示す断面図、（ｂ）は電食抑制部材の重ね巻きを説明する図である。 図１（ａ）の一部を拡大した図である。 （ａ）は電蝕抑制部材を示す断面図であり、（ｂ）～（ｄ）はその変形例を示す図である。 （ａ），（ｂ）は、導体の変形例を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、導体の変形例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係るケーブルの長手方向に垂直な断面を示す断面図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本実施の形態に係る電線１を示す図であり、（ａ）は長手方向に垂直な断面を示す断面図、（ｂ）は電食抑制部材４の重ね巻きを説明する図である。なお、図１（ｂ）は、電線１の長手方向に平行な断面を模式的に示している。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、電線１は、導体２と、導体２の周囲を覆うように設けられた絶縁体３と、を備えている。電線１は、例えば電源供給用の電源線として用いられる場合、その導体断面積は、０．７５ｍｍ^２（０．７５ＳＱ）以上３５０ｍｍ^２（３５０ＳＱ）以下である。本実施の形態に係る電線１は、特に、その外径（絶縁体３の外径）が１０ｍｍ以上であるといった比較的外径が大きいものである場合に、銅の使用量を低減するとの効果を奏することに有効であり、その導体断面積は、６０ｍｍ^２（６０ＳＱ）以上、より好ましくは８０ｍｍ^２（８０ＳＱ）以上である。本実施の形態では、導体断面積を約１００ｍｍ^２（１００ＳＱ）とした。なお、電線１は、電源供給用の電源線として用いられる場合に限定されず、例えば信号伝送用の信号線として用いてもよい。信号線として用いられる場合では、電線１の外径は、０．８ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、このときの導体断面積は、０．１０ｍｍ^２（０．１０ＳＱ）以上１ｍｍ^２（１ＳＱ）以下である。

（導体２）
導体２は、電線１の中心部（長手方向に垂直な断面における中心部）に位置する第１導体部２ａと、第１導体部２ａの周囲を覆うように設けられた第２導体部２ｂと、を有している。

第１導体部２ａは、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１素線２１１を撚り合わせた複数本の第１子撚線２１を用い、当該複数本の第１子撚線２１を撚り合わせて構成されている。第１素線２１１として用いるアルミニウム合金としては、例えば、Ａｌ－Ｚｒ合金、Ａｌ－Ｎｉ－Ｚｒ合金、Ａｌ－Ｃｏ－Ｚｒ合金、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｒ合金などが挙げられる。なお、第１素線２１１は、製造上不可避の不純物を含んでいてもよい。第１素線２１１の引張強度は２００ＭＰａ以下であり、破断伸びは５％以上１７％以下である。第１素線２１１の引張強度及び破断伸びは、後述する第２素線２２１よりも小さい。ここでは、外径０．４５ｍｍのアルミニウムからなる第１素線２１１を用いた。第１素線２１１の外径は、例えば０．１０ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下である。第１素線２１１の外径は、第２素線２２１の外径と同じか、それよりも小さいことがよい。例えば、第１素線２１１の外径は、第２素線２２１の外径の９０％以上１００％以下であるとよい。これにより、導体２に使用される銅の使用量を低減しながら導体２の外径を小さくするとの効果が得られやすくなる。

第１導体部２ａを構成する各第１子撚線２１は、複数本の第１素線２１１を集合撚りして構成されている。つまり、各第１子撚線２１は、複数本の第１素線２１１が集合撚りされた集合撚線からなる。複数本の第１素線２１１を集合撚りして第１子撚線２１を構成することで、第１子撚線２１内で第１素線２１１が動きやすくなり、外力によって第１子撚線２１の形状が変化しやすくなる。そのため、後述する第２子撚線２２を撚り合わせる際の力等によって、第１子撚線２１間や、第１子撚線２１と第２子撚線２２（後述する）との間の隙間を小さくし、導体２の外径を小さくすることが可能になる。本実施の形態では、１６本の第１素線２１１を集合撚りした集合撚線で第１子撚線２１を構成した。なお、第１子撚線２１を構成する第１素線２１１の本数は１６本に限定されない。つまり、第１子撚線２１を構成する第１素線２１１の本数は、１６本より少なくてもよいし、１６本より多くてもよい。

また、図１に示す本実施の形態では、第１導体部２ａを構成する第１子撚線２１の本数を１９本としたが、これに限定されない。第１導体部２ａを構成する第１子撚線２１の本数は、後述する第１子撚線２１の本数と第２子撚線２２の本数との割合（第１子撚線２１の本数／第２子撚線２２の本数）が４０／６０以上６０／４０以下となる範囲で適宜変更が可能である。さらに、第１子撚線２１の外径は、後述する第２子撚線２２の外径と同じか、それよりも小さいことがよい。これにより、銅または銅合金からなる第２子撚線２２よりも変形しやすいアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１子撚線２１が第２子撚線２２側から受ける力によって変形しやすくなる。そのため、導体２に使用される銅の使用量を低減しながら導体２の外径を小さくするとの効果が得られやすくなる。

第１導体部２ａは、複数本の第１子撚線２１を同心撚りして構成されている。本実施の形態では、電線１の中心に１本、その周囲に６本、さらにその周囲に１２本と、合計１９本の第１子撚線２１を同心撚りして第１導体部２ａを構成した。なお、第１導体部２ａの同心撚り構成は、これに限定されない。たとえば、第１導体部２ａは、中心に１本、その周囲に６本の第１子撚線２１を同心撚りした構成などであってもよい。また、第１導体部２ａは、中心に１本、その周囲に６本、その周囲に１２本、さらにその周囲に複数本の第１子撚線２１を配置させて同心撚りした構成であってもよい。第１導体部２ａを同心撚りにより構成することで、導体断面積を高めつつも外径を小さくすることが可能になり、導体２全体を小径とし、電線１全体の小径化につながる。なお、第１導体部２ａに用いる第１子撚線２１の本数は１９本に限定されず、例えば最外層の１２本の第１子撚線２１を省略して７本としてもよいし、また最外層にさらに１８本の第１子撚線２１を追加して３７本としてもよい。

第２導体部２ｂは、銅または銅合金からなる第２素線２２１を撚り合わせた複数本の第２子撚線２２を用い、当該複数本の第２子撚線２２を第１導体部２ａの周囲に撚り合わせて構成されている。第２素線２２１には、その表面にＺｎ（例えば、アモルファス構造のＺｎ）やＮｉ、Ｓｎ等のめっきが施されていてもよい。第２素線２２１の引張強度は２２０ＭＰａ以上であり、破断伸びは１０％以上である。第２素線２２１の引張強度及び破断伸びは、第１素線２１１よりも大きい。ここでは、第１素線２１１と同じ外径である外径０．４５ｍｍのＳｎめっき軟銅線からなる第２素線２２１を用いた。第２素線２２１の外径は、例えば０．１０ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下である。第２素線２２１の外径は、第１素線２１１の外径と同じか、それよりも大きいことがよい。これにより、導体２に使用される銅の使用量を低減しながら導体２の外径を小さくするとの効果が得られやすくなる。

第２導体部２ｂを構成する各第２子撚線２２は、複数本の第２素線２２１を集合撚りして構成されている。複数本の第２素線２２１を集合撚りして第２子撚線２２を構成することで、第２子撚線２２内で第２素線２２１が動きやすくなり、外力によって第２子撚線２２の形状が変化しやすくなる。そのため、第２子撚線２２を撚り合わせる際の力等によって、第２子撚線２２間や、第１子撚線２１と第２子撚線２２との間の隙間を小さくし、導体２の外径を小さくすることが可能になる。本実施の形態では、上述の第１子撚線２１と同様に、１６本の第２素線２２１を集合撚りして第２子撚線２２を構成した。なお、第２子撚線２２を構成する第２素線２２１の本数は１６本に限定されない。第２子撚線２２を構成する第２素線２２１の本数は、１６本より少なくてもよいし、１６本より多くてもよい。

また、図１に示す本実施の形態では、第２導体部２ｂを構成する第２子撚線２２の本数を１８本としたが、これに限定されない。第２導体部２ｂを構成する第２子撚線２２の本数は、第１子撚線２１の本数と第２子撚線２２の本数との割合（第１子撚線２１の本数／第２子撚線２２の本数）が４０／６０以上６０／４０以下となる範囲で適宜変更が可能である。さらに、第２子撚線２２の外径は、第１子撚線２１の外径と同じか、それよりも大きいことがよい。これにより、銅または銅合金からなる第２子撚線２２よりも変形しやすいアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１子撚線２１が第２子撚線２２側から受ける力によって変形しやすくなる（つまり、第１子撚線２１よりも硬い第２子撚線２２によって第１子撚線２１を変形させやすくすることができる）。そのため、導体２に使用される銅の使用量を低減しながら導体２の外径を小さくするとの効果が得られやすくなる。

本実施の形態では、第１素線２１１と第２素線２２１として外径が同じものを用いており、第１子撚線２１を構成する第１素線２１１の本数と、第２子撚線２２を構成する第２素線２２１の本数とを、同じ本数にしている。そのため、第１子撚線２１と第２子撚線２２の外径は、ほぼ同じ外径となっている。これにより、同心撚りにより子撚線２１，２２間に隙間が生じにくくなっている。

第２導体部２ｂは、１８本の第２子撚線２２を第１導体部２ａの周囲に撚り合わせて構成されており、これにより、導体２の全体が同心撚りにて構成されている。すなわち、導体２は、複数本（ここでは１９本）の第１子撚線２１及び複数本（ここでは１８本）の第２子撚線２２を同心撚りして構成されている。これにより、導体断面積を高めつつも外径を小さくすることが可能になり、導体２全体を小径とし、電線１全体の小径化につながる。

導体２に用いる第１子撚線２１の本数と第２子撚線２２の本数との割合（第１子撚線２１の本数／第２子撚線２２の本数）は、４０／６０以上６０／４０以下であるとよい。また、導体２は、第１導体部２ａの断面積（＝各第１子撚線２１の断面積を合計した値）と第２導体部２ｂの断面積（＝各第２子撚線２２の断面積を合計した値）との割合が、４０／６０以上６０／４０以下であるとよい。これにより、導体２の抵抗値上昇を抑えて発熱量を抑制しつつも、銅の使用量を低減し、小径な電線１とすることができ、軽量で曲げやすい電線１を実現できる。例えば、導体２に使用される銅の使用量を低減しながら小径な電線１としつつ、導体２の抵抗値（＝導体抵抗）を小さくして導体２の導電率をより高める場合は、第１導体部２ａの断面積と第２導体部２ｂの断面積との割合が４０／５０以上５０／５０以下（より好ましくは４０／５０以上４５／５５以下）にするとよい。一方、導体２に使用される銅の使用量を低減しながら小径な電線１としつつ、電線１をより軽量で曲げやすくする場合は、第１導体部２ａの断面積と第２導体部２ｂの断面積との割合が５０／５０以上６０／４０以下（より好ましくは５５／４５以上６０／４０以下）にするとよい。なお、導体２に用いる第１子撚線２１の本数と第２子撚線２２の本数との割合についても、４０／６０以上６０／４０以下の範囲で変更することで、上述した断面積の割合を変更させた場合と同様の効果を得ることが可能である。

ところで、導体２を形成する際には、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１導体部２ａの周囲に、銅または銅合金からなる第２子撚線２２を撚り合わせて第２導体部２ｂを形成する。このとき、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１導体部２ａは、比較的柔らかく変形しやすいため、第１子撚線２１と比較して剛性が高い銅または銅合金からなる第２子撚線２２が第１導体部２ａの周囲に撚り合わされると、当該撚り合わせの際にかかる力によって、第１導体部２ａが内方（ケーブル中心側）に押し込まれる（圧縮される）。その結果、第１導体部２ａを構成する第１子撚線２１が押しつぶされて第１導体部２ａ内の隙間が小さくなり、第１導体部２ａの外径が小さくなる（つまり、第２子撚線２２を撚り合わせる前の状態に比べて第１導体部２ａの外径が小さく）なる。それにより、導体２全体の外径を小さくすることができ、電線１全体の小径化が可能になる。

つまり、第１導体部２ａをアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成することで、導体断面積を維持しつつも、導体２の外径を小さくし、電線１全体の外径を小さくすることが可能になる。例えば、本実施の形態では導体断面積を１００ｍｍ^２（１００ＳＱ）としているが、従来の銅素線のみを用いた導体における８０ｍｍ^２（８０ＳＱ）相当の外径まで、導体２の外径を小さくすることが可能になる。

また、第１導体部２ａをアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成することで、導体２全体を銅または銅合金で構成した場合と比較して、電線１の軽量化が可能になる。さらにまた、アルミニウムまたはアルミニウム合金は銅または銅合金と比較して変形しやすいため、第１導体部２ａをアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成することで、電線１を曲げやすくなり、配線作業の際の作業性を向上できる。

ところで、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１素線２１１は、外傷に弱く、傷がつくと容易に断線してしまうおそれがあるが、第１導体部２ａの周囲を覆うように銅または銅合金からなる第２導体部２ｂを設けることで、第１導体部２ａを構成する第１素線２１１を第２導体部２ｂにより外傷から保護し、第１素線２１１の断線を抑制可能になる。

さらに、屈曲時に負荷が集中する第２導体部２ｂを、比較的強度が高い銅または銅合金で構成することで、耐屈曲性を向上できる。また、第２導体部２ｂを銅または銅合金で構成することで、導体２の抵抗値が大きくなりすぎることを抑制でき、銅または銅合金のみで構成された導体を用いた従来の電線と略同等の電気特性を維持することが可能になる。

さらに、第２導体部２ｂを銅または銅合金で構成することで、導体２全体をアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成した場合と比較して、導体２の端子等への接続が容易になる。例えば、導体２全体をアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成した場合、接続部の強度を維持するためには特殊な構造の端子を用いる必要があったが、第２導体部２ｂを銅または銅合金で構成することで、従来一般的に使用されている端子（例えば、導体２の端部に加締め固定される端子）が使用可能となり、また従来通りの半田付け等による接続も可能になるなど、汎用性が向上する。

また、従来の銅または銅合金のみを導体に用いた電線では、浮かせて配線した場合に自重で垂れ下がってしまう場合があったが、本実施の形態に係る電線１では、第１導体部２ａにアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることで軽量化がなされており、かつ、第２導体部２ｂに銅または銅合金を用いることで電線１の剛性を確保できるため、電線１を浮かせて（例えばＵ字状に曲げた状態で）配線した場合であっても、自重で垂れ下がってしまうことが抑制可能になる。

（電食抑制部材４）
上述のように、本実施の形態では、第１導体部２ａがアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、第２導体部２ｂが銅または銅合金からなる。アルミニウムと銅とは標準電極電位差が大きいため、例えば湿気の多い環境など、使用される環境下によっては、電気化学的腐食（以下、電食）が発生してしまうおそれがある。そこで、本実施の形態では、第１導体部２ａと第２導体部２ｂとの間に介在するように、第１導体部２ａと第２導体部２ｂ間で電食が生じることを抑制する電食抑制部材４を設けている。

本実施の形態では、電食抑制部材４は、第１導体部２ａの周囲にらせん状に巻きつけられた１つ以上の導電性のテープ部材からなる。本実施の形態では、電食抑制部材４が、１つのテープ部材４１からなる場合について説明する。テープ部材４１の詳細については後述する。この電食抑制部材４の周囲に、複数の第２子撚線２２をらせん状に撚り合わせることで、第２導体部２ｂが構成されている。

図１（ｂ）に示すように、電食抑制部材４であるテープ部材４１は、その幅方向における一部が重なり合うように（ラップするように）、第１導体部２ａに巻き付けられている。巻きつける際のラップ長（重なり幅）は、テープ部材４１の幅の１／３以上１／２以下であるとよい。テープ部材４１の幅としては、例えば、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。ラップ長がテープ部材の幅の１／３以上であることで、電線１を曲げた際等においても、テープ部材間に隙間が生じることが抑制される。また、ラップ長がテープ部材の幅の１／２以下であることで、テープ部材が３枚以上重なってしまうことが抑制され、ラップ部分での隙間の発生を抑えて導体２の電気特性を安定させることが可能になると共に、導体２の大径化を抑制できる。

本実施の形態では、第１導体部２ａの撚り方向と、電食抑制部材４の巻き方向とが逆方向となっている。これにより、第１導体部２ａの撚りが緩まないよう電食抑制部材４でしっかりと締め付けることが可能となり、撚りの緩みによる接触抵抗の増加やそれによる導体２の電気特性の劣化を抑制できる。なお、第１導体部２ａの撚り方向とは、電線１の一端からみたときに、一端から他端にかけて第１子撚線２１が回転している方向である。また、電食抑制部材４の巻き方向とは、電線１の一端からみたときに、一端から他端にかけてテープ部材４１が回転している方向である。

また、本実施の形態では、電食抑制部材４の巻き方向と、第２導体部２ａの撚り方向とが同方向となっている。つまり、第１導体部２ａの撚り方向と、第２導体部２ａの撚り方向とは逆方向となる。これにより、第２導体部２ａを撚り合わせることにより第１導体部２ａをより締め付けて撚りの緩みを抑制し、第１導体部２ａを内方に圧縮して導体２全体の外径を小さくすることができる。なお、第２導体部２ｂの撚り方向とは、電線１の一端からみたときに、一端から他端にかけて第２子撚線２２が回転している方向である。

さらに、電食抑制部材４の巻き方向と、第２導体部２ａの撚り方向とを同方向とすることで、図２に示すように、電食抑制部材４を内方に押し込んで、電食抑制部材４の周囲に生じる隙間５をより小さくすることが可能になる。すなわち、電食抑制部材４が第２導体部２ｂ側から第１導体部２ａ側に押し込まれるようになり、電食抑制部材４が隣り合う第１子撚線２１同士の間に入り込んで、電食抑制部材４の周囲の隙間５が小さくなる。その結果、第１導体部２ａや第２導体部２ｂと電食抑制部材４との接触面積を増やすことができるため、第１導体部２ａや第２導体部２ｂと電食抑制部材４との接触抵抗を小さくでき、導体２の電気特性をより向上できる。また、導体２の端部に加締めにより端子を接続する際においても、撚りが緩みにくいために、電食抑制部材４の周囲に空隙が生じにくく、導体２と端子との接続部分における抵抗を小さくすることができる。

図３（ａ）に示すように、本実施の形態で電食抑制部材４として用いているテープ部材４１は、一方の面に形成されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１金属層４１１と、他方の面に形成された銅または銅合金からなる第２金属層４１２と、第１金属層４１１と第２金属層４１２との間に設けられ、両者を接着しかつ電気的に導通させる導電性接着層４１３と、第２金属層４１２の表面に電気めっきにより形成された錫からなるめっき層４１４と、を一体に有している。テープ部材４１は、第１金属層４１１を第１導体部２ａ側、第２金属層４１２を第２導体部２ｂ側として、第１導体部２ａの周囲に巻き付けられている（図１（ｂ）参照）。

アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１金属層４１１の厚さ、及び、銅または銅合金からなる第２金属層４１２の厚さは、７μｍ以上２５μｍ以下であるとよい。第１金属層４１１及び第２金属層４１２の厚さを７μｍ以上とすることで、例えば端部で加締めにより端子を固定するような場合においても、テープ部材４１が破断することを抑制できる。また、第１金属層４１１及び第２金属層４１２の厚さを２５μｍ以下とすることで、テープ部材４１の剛性が高くなり過ぎて電線１を曲げにくくなったり、導体２が大径化してしまったりすることを抑制可能になる。さらに、第１金属層４１１及び第２金属層４１２の厚さを２５μｍより大きくすると、テープ部材４１が硬くなるために、らせん状に巻いたテープ部材４１のエッジ部分（ラップ部分に生じる段差）が導体部２ａ，２ｂと擦れて導体部２ａ，２ｂにダメージを与えてしまうおそれが生じるが、本実施の形態のように、第１金属層４１１及び第２金属層４１２の厚さを２５μｍより小さくすることで、このような不具合を抑制することが可能である。

導電性接着層４１３としては、ホットメルト型の接着剤に、導電性の粒子を分散させたものを用いることができる。ホットメルト型の接着剤としては、例えば、アクリル系の接着剤を用いることができる。導電性の粒子としては、例えば、Ｎｉ粒子を用いることができる。導電性接着層４１３の厚さは、使用する導電性の粒子の粒径を考慮して決定するとよく、導電性の粒子の粒径の１倍以上２倍以下とするとよい。本実施の形態では、導電性の粒子として粒径約６μｍ程度のＮｉ粒子を用いたが、この場合、導電性接着層４１３の厚さは、６μｍ以上１２μｍ以下とするとよい。

図１（ｂ）に示したように、テープ部材４１は、その幅方向における一部が重なり合うよう巻き付けられるため、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１金属層４１１と、銅または銅合金からなる第２金属層４１２とが接触する部分が生じ、この接触部分で電食が生じてしまうおそれがある。そこで、第１金属層４１１と第２金属層４１２の接触部分での電食を抑制するために、第２金属層４１２の表面に、錫からなるめっき層４１４を設けている。

表１に示すように、アルミニウム（Ａｌ）と銅（Ｃｕ）の標準電極電位差は２Ｖ以上と大きく、実使用環境に近い自然電位（０．１ＭＮａＣｌ水溶液中での自然電位）においても０．５Ｖ以上の電位差があるため、電食が生じやすい。これに対して、錫（Ｓｎ）の標準電極電位は銅と比べてアルミニウムに近く、実使用環境に近い自然電位（０．１ＭＮａＣｌ水溶液中での自然電位）においては、アルミニウムと銅のほぼ中間の電位となる。よって、銅とアルミニウムとの間に錫を介在させることで、隣接する金属間の電位差を小さくし、電食を抑制することが可能になる。よって、第２金属層４１２の表面に、錫からなるめっき層４１４を設けることで、ラップ部分における電食を抑制することが可能になる。

なお、めっき層４１４としては、溶融めっきにより形成されたものを用いることは好ましくなく、電気めっきにより形成されたものを用いることが望まれる。これは、溶融めっきでは、錫の溶湯中に銅の一部が溶融してしまい、めっき中に銅が含まれてしまうためである。さらには、溶融めっきでは、銅の溶け出しを抑制するために、錫の溶湯中に意図的に少量の銅を含ませるといったことも行われており、めっき中に多くの銅が含まれてしまう場合がある。そして、めっき中に銅が含まれると、当該銅とアルミニウムとの電位差に起因して電食が生じやすくなってしまう。さらに、溶融めっきでは、電気めっきと比較して、めっき厚さが不均一になりやすく、めっきが薄い部分で剥離が生じる等の不具合が生じやすい。よって、製造過程でめっき中に銅が含まれず、また厚さが均一となり易い電気メッキによりめっき層４１４を形成することが望ましい。

ところで、本実施の形態では、第２素線２２１として、錫めっき軟銅線を用いている。この第２素線２２１に用いる錫めっきとしては、製造コストが低く量産が容易な溶融めっきを用いることが望ましい。上述のように、錫めっきが溶融めっきである場合には、めっき層に銅が多く含まれるため、アルミニウムやアルミニウム合金と直接接触すると電食が生じやすい。よって、第２素線として錫めっきを施したものを用いる場合であっても、電食抑制部材４を設け、第１及び第２導体部２ａ，２ｂ間での電食を抑制する必要がある。

（電食抑制部材４の変形例）
本実施の形態では、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１金属層４１１と、銅または銅合金からなる第２金属層４１２とを、導電性接着層４１３により接合したが、これに限らず、図３（ｂ）に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１金属層４１１と、銅または銅合金からなる第２金属層４１２とを直接接合したクラッド材からなるテープ部材４１ａを電食抑制部材４として用いてもよい。

また、図３（ｃ）に示すように、電食抑制部材４として、銅または銅合金からなる金属層４２１の両面に電気めっきにより錫からなるめっき層４２２，４２３を形成した銅テープ４２で構成されるテープ部材を用いてもよい。この場合、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１導体部２ａと、銅または銅合金からなる金属層４２１との間に、錫からなるめっき層４２２（または４２３）が介在し、電食が抑制されることになる。なお、第１導体部２ａと反対側（つまり第２導体部２ｂ側）のめっき層４２３（または４２２）は省略することもできるが、金属層４２１の変色防止等のために、金属層４２１の両面にめっき層４２２，４２３を形成することがより望ましい。電食抑制部材４として、図３（ｂ）や図３（ｃ）に示すようなテープ部材４１ａや銅テープ４２で構成されるテープ部材を用いることにより、第１金属層４１１と第２金属層４１２との間に導電性接着剤４１３を配置させたテープ部材４１と比べて、電食抑制部材４の導電性を高めることができる。そのため、導体２の内部に電食抑制部材４を配置させた場合に、導体２の導電性が低下しにくくなる。

ただし、銅テープ４２は比較的硬いため、エッジ部分（ラップ部分に生じる段差）で第１導体部２ａに摩耗が生じてしまうことも考えられる。また、導体２の端部を加締めて端子を設ける際等に、第１導体部２ａ側のめっき層４２２（または４２３）が剥離して電食が生じやすくなってしまう場合も考えられる。そこで、図３（ｄ）に示すように、電食抑制部材４は、銅テープ４２の第１導体部２ａ側に、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミテープ４３をさらに有してもよい。このとき、アルミテープ４３と銅テープ４２とは、接着部材を介さずに直接接触するように配置されている。すなわち、第１導体部２ａの周囲にアルミテープ４３をらせん状に巻き付けた後、アルミテープ４３上に銅テープ４２を螺旋状に巻き付けて電食抑制部材４を構成してもよい。アルミテープ４３の巻き方向は、銅テープ４２の巻き方向と同じであるとよい。

これにより、アルミテープ４３が緩衝層としての役割を果たし、銅テープ４２との擦れによる第１導体部２ａの摩耗を抑制できる。また、導体２の端部に固定される端子の加締めなど何らかの理由で、めっき層４２２，４２３が剥離してしまった場合であっても、金属層４２１が第１導体部２ａに直接接触してしまうことが抑制され、第１導体部２ａに電食が生じてしまうことを抑制可能になる。なお、例えば、図３（ａ）のテープ部材４１や、図３（ｂ）のテープ部材４１ａに加えて、第１導体部２ａ側にアルミテープ４３を設けるように構成することもできる。

（導体２の変形例）
本実施の形態では、第１導体部２ａ及び第２導体部２ｂを、子撚線２１，２２を撚り合わせた複合撚線で構成したが、これに限らず、第１導体部２ａ及び第２導体部２ｂは、単線の金属素線を撚り合わせた撚線であってもよい。つまり、第１導体部２ａは、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる複数の第１素線２１１を撚り合わせて構成されてもよく、第２導体部２ｂは、銅または銅合金からなる複数の第２素線２２１を電食抑制部材４の周囲にらせん状に撚り合わせて構成されてもよい。

また、図４（ａ）に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１導体部２ａが、圧縮された圧縮導体であってもよい。例えば、第１素線２１１を複数本（図示例では７本）撚り合わせた後に伸線ダイスに通して圧縮することで、圧縮導体からなる第１導体部２ａを形成することができる。電食抑制部材４は、圧縮導体からなる第１導体部２ａの周囲に設けられており、電食抑制部材４の周囲に銅または銅合金からなる第２素線２２１を複数本撚り合わせることで、第２導体部２ｂが形成されている。なお、第２導体部２ｂは、圧縮されたものであってもよい。

また、図４（ｂ）に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１導体部２ａが、環状からなる外周面を有する単線で構成されてもよい。この場合、第１導体部２ａを構成する第１素線２１１の外径は、第２導体部２ｂを構成する複数の第２素線２２１の外径よりも大きいことがよい。また、この場合も、第２導体部２ｂは、圧縮されたものであってもよい。

第１導体部２ａが、図４（ａ）や図４（ｂ）に示すような構造であることにより、第１導体部２ａと電食抑制部材４との間の隙間がより小さくなり、第１導体部２ａや第２導体部２ｂと電食抑制部材４との接触面積をさらに増やすことができる。そのため、第１導体部２ａや第２導体部２ｂと電食抑制部材４との接触抵抗が、図１（ａ）に示す導体２の場合と比べて、より小さくなり、導体２の電気特性がより向上できる。

さらに、本実施の形態では、第１導体部２ａ及び第２導体部２ｂが撚線導体である場合について説明したが、これに限らず、第１導体部２ａ及び第２導体部２ｂは、編組導体であってもよい。より具体的には、図５（ａ）に示すように、第１導体部２ａが、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる複数の第１素線２１１を編み合わせて構成された帯状の第１編組導体であり、第２導体部２ｂが、銅または銅合金からなる複数の第２素線２２１を編み合わせて構成された第２編組導体であってもよい。

図５（ａ）の例では、第１導体部２ａは、環状の編組導体を潰して平坦にすることで形成されている。例えば、同軸線を製造する際には、導体の周囲に絶縁体を被覆したコアの周囲に編組導体を設けるが、本実施の形態ではコアを通さない状態で環状の編組導体を形成し、その後プレス等で編組導体を平坦にすることで、第１導体部２ａを形成している。第１導体部２ａの周囲には、電食抑制部材４としてテープ部材４１がらせん状に巻き付けられている。

第２導体部２ｂは、第１導体部２ａの周囲全体を覆うように筒状に形成されている。第２導体部２ｂは、第１導体部２ａを芯材として、その周囲を覆うように環状に第２素線を編み組みすることで形成されている。このように、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１導体部２ａと、その周囲に配置された銅または銅合金からなる第２導体部２ｂとのそれぞれが編組導体からなり、それらの編組導体の間に電食抑制部材４が配置された構造とすることにより、装置間の狭い配線箇所の形状に合わせた配線がしやすく、かつ電食による寿命の低下や電気特性の低下を抑制可能な平型電線とすることができる。また、電線１と装置との接続において、銅または銅合金のみからなる導体を装置へ接続する際に使用していたコネクタや端子を、導体２の端部に加締め固定などの所定の固定方法で固定することができる。そのため、特殊なコネクタや端子を用いることなく、電線１と装置をと接続させることができる。

図５（ａ）の例では、第１導体部２ａの周囲全体を覆うように第２導体部２ｂを設ける場合について説明したが、これに限らず、図５（ｂ）に示すように、帯状に形成された一対の第２導体部２ｂを用い、導体２の厚さ方向において、第１導体部２ａを一対の第２導体部２ｂで挟み込むように導体２を構成してもよい。図５（ｂ）では、第１導体部２ａの周囲にテープ部材４１を巻き付けて電食抑制部材４を構成しているが、これに限らず、シート状の一対の電食抑制部材４を、第１導体部２ａと第２導体部２ｂ間にそれぞれ介在させるよう配置してもよいし、第２導体部２ｂにそれぞれテープ部材４１を巻きつけて電食抑制部材４を構成してもよい。図５（ｂ）の例においても、図５（ａ）の例と同様の効果が得られる。

（ケーブル１０）
次に、電線１を用いたケーブル１０について説明する。図６は、本実施の形態に係るケーブル１０の長手方向に垂直な断面を示す断面図である。図６に示すように、ケーブル１０は、複数本の電線１を含むケーブルコア１１と、ケーブルコア１１の周囲を一括して覆うように設けられたシース１２と、を備えている。

ケーブルコア１１は、ケーブル周方向に隣り合う電線１同士が互いに接触するように撚り合わせられている。また、本実施の形態では、ケーブルコア１１は、３本の電線１と、複数本の糸状の介在１４とを撚り合わせて構成されている。介在１４は、ケーブル１０の外形を円形状に近づけるべく、電線１の周囲の隙間（ケーブル中心を含む３本の電線１同士で囲まれた領域及び隣り合う電線１同士とシース１２とで囲まれる領域）を埋めるように配置されている。本実施の形態では、介在１４として、ジュートを用いた。ただし、介在１４はジュートに限定されず、例えばスフ（ステープルファイバー）など、他の材質からなるものを用いてもよい。

また、ケーブル１０は、ケーブルコア１１の周囲にらせん状に巻きつけられた押さえ巻きテープ１３をさらに備えている。押さえ巻きテープ１３は、ケーブルコア１１の撚りがほどけないよう保持する役割を果たす。押さえ巻きテープ１３としては、例えば、不織布テープや紙テープ等を用いることができる。本実施の形態では、押さえ巻きテープ１３として、スフ（ステープルファイバー）からなる不織布テープ（スフテープ）を用いた。

シース１２は、押さえ巻きテープ１３の周囲を覆うように設けられている。より具体的には、シース１２は、チューブ押出により形成された横断面（ケーブル長手方向に対して垂直な断面）が円環状であり、隣り合う電線１同士の間に入り込んでいない状態で設けられている。シース１２は、例えば、電子線照射により照射架橋された照射架橋樹脂組成物からなる。具体的には、シース１２は、例えば、耐熱温度が１２５℃以上である照射架橋された難燃性ポリエチレン（ＦＲＰＥ）からなるものを用いることができる。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る電線１では、導体２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１素線２１１を用いた第１導体部２ａと、銅または銅合金からなる第２素線２２１を用いた第２導体部２ｂと、を有し、第１導体部２ａと第２導体部２ｂとの間に介在するように設けられ、第１導体部２ａと第２導体部２ｂとの間で電気化学的腐食が生じることを抑制する電食抑制部材４を備えている。

導体２がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１導体部２ａを有することにより、コストの高い銅の使用量を低減し、低コストで軽量、かつ曲げやすい電線１を実現できる。その結果、配線時の取り扱い性を向上したり、配送時にコンパクトにまとめて輸送コストを低減したりすることも可能となる。本発明は、導体２の全体を銅または銅合金で構成した場合に銅の使用量が多くなる大径の電線１、特に導体断面積が６０ｍｍ^２（６０ＳＱ）以上、外径１０ｍｍ以上の電線１において、特に有効である。

さらに、本実施の形態では、電食抑制部材４を備えているために、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１導体部２ａと、銅または銅合金からなる第２導体部２ｂとが接触することによる電食の発生を抑制することが可能である。よって、例えば湿気が多い環境下であっても、電食による寿命の低下や電気特性の低下を抑制可能である。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］導体（２）と、前記導体（２）の周囲を覆うように設けられた絶縁体（３）と、を備え、前記導体（２）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１素線（２１１）を用いた第１導体部（２ａ）と、銅または銅合金からなる第２素線（２２１）を用いた第２導体部（２ｂ）と、を有し、前記第１導体部（２ａ）と前記第２導体部（２ｂ）との間に介在するように設けられ、前記第１導体部（２ａ）と前記第２導体部（２ｂ）との間で電気化学的腐食が生じることを抑制する電食抑制部材（４）を備えた、電線（１）。

［２］前記第１導体部（２ａ）は、複数の前記第１素線（２１１）、または、複数の前記第１素線（２１１）を撚り合わせた複数の第１子撚線（２１）を、撚り合わせて構成され、前記電食抑制部材（４）は、重ね巻きによって前記第１導体部（２ａ）の周囲にらせん状に巻きつけられた１つ以上のテープ部材（４１～４３）からなり、前記第２導体部（２ｂ）は、複数の前記第２素線（２２１）、または、複数の前記第２素線（２２１）を撚り合わせた第２子撚線を（２２）、前記電食抑制部材（４）の周囲にらせん状に撚り合わせて構成されている、［１］に記載の電線（１）。

［３］前記第１導体部（２ａ）の撚り方向と、前記電食抑制部材（４）の巻き方向とが逆方向であり、前記電食抑制部材（４）の巻き方向と、前記第２導体部（２ｂ）の撚り方向とが同方向である、［２］に記載の電線（２）。

［４］前記第１導体部（２ａ）は、複数の前記第１素線（２１１）を編み合わせて構成された第１編組導体であり、前記第２導体部（２ｂ）は、複数の前記第２素線（２２１）を編み合わせて構成された第２編組導体である、［１］に記載の電線（１）。

［５］前記電食抑制部材（４）は、一方の面に形成されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１金属層（４１１）と、他方の面に形成された銅または銅合金からなる第２金属層（４１２）と、前記第２金属層の表面に形成された錫からなるめっき層（４１４）と、を一体に有するテープ部材（４１，４１ａ）を有し、前記第１金属層（４１１）を前記第１導体部（２ａ）側、前記第２金属層（４１２）を前記第２導体部（２ｂ）側として設けられている、［１］に記載の電線（１）。

［６］前記電食抑制部材（４）は、銅または銅合金からなる金属層（４２１）の両面に錫からなるめっき層（４２２，４２３）を形成した銅テープ（４２）を有する、［１］に記載の電線（１）。

［７］前記電食抑制部材（４）は、前記銅テープ（４２）の前記第１導体部（２ａ）側に設けられ、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミテープ（４３）をさらに有する、［６］に記載の電線（１）。

［８］前記第１導体部（２ａ）は、圧縮導体からなる、［１］に記載の電線（１）。

［９］［１］乃至［８］の何れか１項に記載の電線（１）を複数本含むケーブルコア（１１）と、前記ケーブルコア（１１）の周囲を一括して覆うように設けられたシース（１２）と、を備えたケーブル（１０）。

（付記）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

１…電線
２…導体
２ａ…第１導体部
２ｂ…第２導体部
２１…第１子撚線
２１１…第１素線
２２…第２子撚線
２２１…第２素線
３…絶縁体
４…電食抑制部材
４１…テープ部材
４１１…第１金属層
４１２…第２金属層
４１３…導電性接着層
４１４…めっき層
４２…銅テープ
４２１…金属層
４２２，４２３…めっき層
４３…アルミテープ
１０…ケーブル
１１…ケーブルコア
１２…シース

Claims (9)

1. 導体と、
   前記導体の周囲を覆うように設けられた絶縁体と、を備え、
   前記導体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１素線を用いた第１導体部と、銅または銅合金からなる第２素線を用いた第２導体部と、を有し、
   前記第１導体部と前記第２導体部との間に介在するように設けられ、前記第１導体部と前記第２導体部との間で電気化学的腐食が生じることを抑制する電食抑制部材を備えた、
   電線。
2. 前記第１導体部は、複数の前記第１素線、または、複数の前記第１素線を撚り合わせた複数の第１子撚線を、撚り合わせて構成され、
   前記電食抑制部材は、重ね巻きによって前記第１導体部の周囲にらせん状に巻きつけられた１つ以上のテープ部材からなり、
   前記第２導体部は、複数の前記第２素線、または、複数の前記第２素線を撚り合わせた第２子撚線を、前記電食抑制部材の周囲にらせん状に撚り合わせて構成されている、
   請求項１に記載の電線。
3. 前記第１導体部の撚り方向と、前記電食抑制部材の巻き方向とが逆方向であり、
   前記電食抑制部材の巻き方向と、前記第２導体部の撚り方向とが同方向である、
   請求項２に記載の電線。
4. 前記第１導体部は、複数の前記第１素線を編み合わせて構成された第１編組導体であり、
   前記第２導体部は、複数の前記第２素線を編み合わせて構成された第２編組導体である、
   請求項１に記載の電線。
5. 前記電食抑制部材は、一方の面に形成されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１金属層と、他方の面に形成された銅または銅合金からなる第２金属層と、前記第２金属層の表面に形成された錫からなるめっき層と、を一体に有するテープ部材を有し、
   前記第１金属層を前記第１導体部側、前記第２金属層を前記第２導体部側として設けられている、
   請求項１に記載の電線。
6. 前記電食抑制部材は、銅または銅合金からなる金属層の両面に錫からなるめっき層を形成した銅テープを有する、
   請求項１に記載の電線。
7. 前記電食抑制部材は、前記銅テープの前記第１導体部側に設けられ、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミテープをさらに有する、
   請求項６に記載の電線。
8. 前記第１導体部は、圧縮導体からなる、
   請求項１に記載の電線。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載の電線を複数本含むケーブルコアと、
   前記ケーブルコアの周囲を一括して覆うように設けられたシースと、
   を備えたケーブル。

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