JP6001130B1 - 撚線導体 - Google Patents

Abstract

【課題】６１心の素線で構成し、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できる撚線導体の提供。【解決手段】中心線１１を第１中径内層線３で構成し、第１層１２を第１中径内層線３で構成し、第２層１３を細径内層線２と太径内層線５を周方向に交互に配置して構成し、第３層１４を周方向に隣り合う１心の細径内層線２と１心の細径内層線２との間に２心の第２中径内層線４，４を配置して構成し、最外層１５を、２心の第２中径内層線４，４の谷部に太径外層線８を配置するとともに、その周方向において太径外層線８を挟み込むように中径外層線７を１心ずつ配置し、更に、中径外層線７，７間で、かつ、細径内層線２の外側に位置するように細径外層線６を配置して構成する撚線導体。【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６１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、６１心の素線で構成される撚線導体は、一般的に、図３に示すように、中心に１心の素線１０１を配置してなる中心線１０２と、その周囲を６心の素線１０１が覆い囲んで形成する第１層１０３と、該第１層１０３の外周を１２心の素線１０１が覆い囲んで形成する第２層１０４と、その周囲を１８心の素線１０１が覆い囲んで形成する第３層１０５と、該第３層１０５の外周を２４心の素線１０１が覆い囲んで形成する第４層（最外層）１０６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６１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３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、前記の撚線導体１００を従来技術１とする。

また、撚線導体１００は、一般的に、図３に示すように、外周部に絶縁材１１０を被覆した被覆線として、電線等に使用される。この被覆線の外形形状は、略真円形状であることが望まれている。一方、絶縁材１１０は、耐圧特性の点から撚線導体１００の外周部に略均一の厚みに被覆されることが望ましい。したがって、撚線導体の外形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、撚線導体の細径化や丸形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３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、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。

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、図４に示すように、撚線導体２０１の外層素線２０２の外面２０３を加圧変形して、その撚線導体２０１の外形形状を略真円とする方法が提案されている。以下、該撚線導体２０１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２０１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）が必要となる。このように、外層素線２０２が、高い圧縮率で変形されると、その撚線導体２０１におけるのび特性、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。

そこで、本発明は、６１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、１心の素線を中心線とし、該中心線の周囲を６心の素線が覆い囲んで第１層を形成し、該第１層の外周を１２心の素線が覆い囲んで第２層を形成し、該第２層の外周を１８心の素線が覆い囲んで第３層を形成し、該第３層の外周を２４心の素線が覆い囲んで最外層を形成する６１心の撚線導体であって、
前記中心線を第１中径内層線で構成し、前記第１層を６心の第１中径内層線で構成し、第２層を６心の細径内層線と６心の太径内層線を周方向に交互に配置して構成し、
前記第３層を６心の細径内層線と１２心の第２中径内層線で構成し、かつ、周方向において隣り合う第３層を構成する１心の細径内層線と第３層を構成する１心の細径内層線との間に２心の前記第２中径内層線を配置して構成し、
前記最外層を、６心の細径外層線と１２心の中径外層線と６心の太径外層線で構成するとともに、前記２心の第２中径内層線の谷部に前記太径外層線を配置するとともに、その周方向において前記太径外層線を挟み込むように前記中径外層線を１心ずつ配置し、更に、前記中径外層線間で、かつ、第３層を構成する細径内層線の外側に位置するように前記細径外層線を配置して構成し、
前記細径内層線の直径は前記細径外層線の直径よりも小さく、前記細径外層線の直径は前記中径外層線の直径よりも小さく、前記中径外層線の直径は前記第1中径内層線及び第２中径内層線の夫々の直径よりも小さく、前記第1中径内層線及び第２中径内層線の直径は前記太径外層線の直径よりも小さく、前記太径外層線の直径は前記太径内層線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記載の撚線導体において、前前記第１中径内層線の直径が、前記第２中径内層線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３記載の発明は、請求項１記載の撚線導体において、前記第１中径内層線の直径が、前記第２中径内層線の直径と同じであることを特徴とするものである。

本発明によれば、素線を、圧縮することなく、若しくは、従来技術２の撚線導体２０１よりも低い圧縮率で圧縮変形させて撚線導体を構成するとともに、その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における圧縮して成形される撚線導体２０１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、線材ののび特性、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、圧縮変形する場合においても、従来技術２の撚線導体２０１よりも、低い圧縮率で外形形状を略真円形状とすることができるため、線材ののび特性、柔軟性、可とう性等の物理特性の低下が少なく、素線の物理特性を高く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。

本発明の実施例１に係る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。 本発明の実施例２に係る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。 従来技術２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最良の形態を図１及び図２に基づいて説明する。

［実施例１］
図１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。

実施例１に示す該撚線導体１は、図１に示すように配列された総数６１心の素線を、軸芯を中心として周方向に撚ることにより成形されたものである。この素線は、細径内層線（素線）２と、第１中径内層線（素線）３と、第２中径内層線（素線）４と、太径内層線（素線）５と、細径外層線（素線）６と、中径外層線（素線）７と、太径外層線（素線）８の７種類により構成されている。

また、撚線導体１は、中心に位置する１心の第１中径内層線３により構成された中心線１１と、この中心線１１の外周を覆い囲むように配置された６心の第１中径内層線３により構成された第１層１２と、この第1層１２の外周を覆い囲むように配置された６心の太径内層線５と６心の細径内層線２からなる総計１２心により形成された第２層１３と、この第２層１３の外周を覆い囲むように配置された１２心の第２中径内層線４と６心の細径内層線２からなる総計１８心により形成された第３層１４と、この第３層１４の外周を覆い囲むように配置された６心の細径外層線６と１２心の中径外層線７と６心の太径外層線８からなる総計２４心により形成された第４層（最外層）１５で構成されている。

なお、細径内層線２、第１中径内層線３、第２中径内層線４、太径内層線５、細径外層線６、中径外層線７、太径外層線８は、夫々直径の異なる断面円形（丸形）の線材を基にして形成されたものである。これらの線材としては、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。

細径内層線２の基となる線材の直径は細径外層線６の基となる線材の直径より小さく、細径外層線６の基となる線材の直径は中径外層線７の基となる線材の直径より小さく、中径外層線７の基となる線材の直径は第１中径内層線３の基となる線材の直径より小さく、第１中径内層線３の基となる線材の直径は第２中径内層線４の基となる線材の直径より小さく、第２中径内層線４の基となる線材の直径は太径外層線８の基となる線材の直径より小さく、太径内層線５の基となる線材の直径は太径外層線８の基となる線材の直径より小さく形成されている。

第１層１２を形成する各第１中径内層線３は、図１に示すように、中心線１１の中心Ａから等距離に位置し、かつ、第１層１２を形成する隣接する第１中径内層線３の相互、及び中心線１１と点接触するように配置されている。この接触は、図１の断面においては点接触し、軸方向では線接触している。

第２層１３を形成する６心の太径内層線５は、それぞれ、その一部が第１層１２における隣接する第１中径内層線３、３の外周面間で形成された各谷部１６に入り込み、かつ、第１層１２を形成する２心の第１中径内層線３と点接触するように配置されている。そして、第２層１３の周方向に隣り合う太径内層線５と太径内層線５との間には、図１に示すように、１心の細径内層線２が配置されている。すなわち、第２層１３の周方向には、太径内層線５と細径内層線２が交互に配置されている。

第３層１４を形成する６心の細径内層線２は、それぞれ、第２層１３を構成する太径内層線５の頂点部、すなわち、中心線１１の中心Ａと第２層１３を構成する太径内層線５の中心を結ぶ線の延長線上に配置されている。

また、第３層１４の周方向に隣り合う１心の細径内層線２と１心の細径内層線２との間には、図１に示すように、２心の第２中径内層線４、４が配置されている。すなわち、第３層１４の周方向において、各細径内層線２と２との間に、２心の第２中径内層線４、４が配置されている。

また、第３層１４を構成する６心の第２中径内層線４は、それぞれ、その一部が第２層１３において周方向に隣接する太径内層線５と細径内層線２の外周面間で形成された各谷部１７に入り込み、かつ、第２層１３を構成する太径内層線５及び細径内層線２と点接触するように配置されている。

第４層（最外層）１５を構成する６心の太径外層線８は、それぞれ、その一部が第３層１４における隣接する第２中径内層線４、４の外周面間で形成された各谷部１８に入り込み、かつ、中心線１１の中心Ａと第２層１３を構成する細径内層線２の中心を結ぶ線の延長線上に略配置されている。

また、第４層（最外層）１５の周方向において、それぞれの太径外層線８の両隣には、中径外層線７が１心ずつ配置されている。すなわち、第４層（最外層）１５の周方向において、太径外層線８は、１心ずつの中径外層線７，７により挟み込まれている。

また、第４層（最外層）１５の周方向において、それぞれの中径外層線７の太径外層線８とは反対側に、１心の細径外層線６が配置されるとともに、それぞれの細径外層線６は、第３層１４を構成する細径内層線２の外側に位置するように配置されている。すなわち、それぞれの細径外層線６は、中心線１１の中心Ａと第３層１４を構成する細径内層線２の中心を結ぶ線の延長線上に略配置されている。

すなわち、第４層（最外層）１５の周方向において、中径外層線７は、１心おきになるように配置されている。

そして、前記のように形成された撚線導体１の外周に絶縁材を被覆して、電線等に使用できる。

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。すなわち、中心線１１の中心Ａから最外層１５を形成する太径外層線８の最外縁端Ｂまでの距離Ｌ１と、中心線１１の中心Ａから最外層１５を形成する細径外層線６の最外縁端Ｃまでの距離Ｌ２が略同一となるように形成されている。つまり、最外層１５を形成する全ての細径外層線６、中径外層線７、太径外層線８の各最外縁端Ｂ、Ｃ、Ｄは、図１に示すように、中心線１１の中心Ａから太径外層線８の最外縁端Ｂまでの距離Ｌ１を半径とする真円線（図１の二点鎖線）に近い位置に位置するように形成されている。

中心線１１等に用いる第１中径内層線３の直径ｄ_１、細径内層線２の直径ｄ_２、第２中径内層線４の直径ｄ_３、太径内層線５の直径ｄ_４、細径外層線６の直径ｄ_５、中径外層線７の直径ｄ_６、太径外層線８の直径ｄ_７を、例えば、
ｄ_２＝０．７６ｄ_１ ・・・（１）
ｄ_３＝１．０２ｄ_１ ・・・（２）
ｄ_４＝１．１５ｄ_１ ・・・（３）
ｄ_５＝０．８７ｄ_１ ・・・（４）
ｄ_６＝０．９３５ｄ_１ ・・・（５）
ｄ_７＝１．０６ｄ_１ ・・・（６）
の関係式を満たすように設定することにより、撚線導体１の中心点Ａから太径外層線８の最外縁端Ｂまでの距離Ｌ１と、中心点Ａから細径外層線６の最外縁端Ｃまでの距離Ｌ２が略同一で、かつ、各素線が、隣接する全ての素線と相互に接触させることができる。

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２〜８が、隣接する全ての素線２〜８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、従来技術１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２０１と比較して、最外層１５を形成する素線６，７，８が、圧縮変形されることなく形成されるため、のび特性、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。

なお、圧縮ダイスを用いて、撚線導体１を圧縮変形させて形成してもよい。このように圧縮ダイスを用いた場合でも、従来技術２の撚線導体２０１よりも低い圧縮率で製造することができるために、従来技術２の撚線導体２０１と比較して、のび特性、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る。

［実施例２］
図２は、本発明の実施例２を示すものである。

図２は、撚線導体２１の軸方向と直交する方向に切断した断面模式図である。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。

上記実施例１においては、細径内層線（素線）２と、第１中径内層線（素線）３と、第２中径内層線（素線）４と、太径内層線（素線）５と、細径外層線（素線）６と、中径外層線（素線）７と、太径外層線（素線）８の７種類の素線を用いたが、本実施例２のように、第１中径内層線３と、第２中径内層線４を同一のものとし、すなわち、第１中径内層線３及び第２中径内層線４を同一の線材を基にして形成して、細径内層線２と、第１中径内層線３と、太径内層線５と、細径外層線６と、中径外層線７と、太径外層線８の６種類で構成しても良い。

その他の構造は、前記実施例１と同様であるので前記と同じ符号を付して説明を省略する。

本実施例２は、上記実施例１と同様の作用、効果を奏する。

更に、本実施例２は、上記実施例１よりも構成する素線の種類が少ないため、コストを低減できる。

１、２１ 撚線導体
２ 細径内層線（素線）
３ 第１中径内層線（素線）
４ 第２中径内層線（素線）
５ 太径内層線（素線）
６ 細径外層線（素線）
７ 中径外層線（素線）
８ 太径外層線（素線）
１１ 中心線
１２ 第１層
１３ 第２層
１４ 第３層
１５ 最外層

Claims (3)

1. １心の素線を中心線とし、該中心線の周囲を６心の素線が覆い囲んで第１層を形成し、該第１層の外周を１２心の素線が覆い囲んで第２層を形成し、該第２層の外周を１８心の素線が覆い囲んで第３層を形成し、該第３層の外周を２４心の素線が覆い囲んで最外層を形成する６１心の撚線導体であって、
   前記中心線を第１中径内層線で構成し、前記第１層を６心の第１中径内層線で構成し、第２層を６心の細径内層線と６心の太径内層線を周方向に交互に配置して構成し、
   前記第３層を６心の細径内層線と１２心の第２中径内層線で構成し、かつ、周方向において隣り合う第３層を構成する１心の細径内層線と第３層を構成する１心の細径内層線との間に２心の前記第２中径内層線を配置して構成し、
   前記最外層を、６心の細径外層線と１２心の中径外層線と６心の太径外層線で構成するとともに、前記２心の第２中径内層線の谷部に前記太径外層線を配置するとともに、その周方向において前記太径外層線を挟み込むように前記中径外層線を１心ずつ配置し、更に、前記中径外層線間で、かつ、第３層を構成する細径内層線の外側に位置するように前記細径外層線を配置して構成し、
   前記細径内層線の直径は前記細径外層線の直径よりも小さく、前記細径外層線の直径は前記中径外層線の直径よりも小さく、前記中径外層線の直径は前記第1中径内層線及び第２中径内層線の夫々の直径よりも小さく、前記第1中径内層線及び第２中径内層線の直径は前記太径外層線の直径よりも小さく、前記太径外層線の直径は前記太径内層線の直径よりも小さいことを特徴とする撚線導体。
2. 前記第１中径内層線の直径が、前記第２中径内層線の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の撚線導体。
3. 前記第１中径内層線の直径が、前記第２中径内層線の直径と同じであることを特徴とする請求項１記載の撚線導体。

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