JP6742333B2 - 撚線導体、及び撚線導体の製造方法 - Google Patents
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Description
上記撚り合せピッチは、撚線導体の中心軸に対して、撚り合わせる素線を360度回転するために必要な軸方向の長さである。
詳述すると、撚り合せピッチが、導体直径の6.2倍よりも小さい場合、撚線導体の中心軸に対して撚り合わせる軟化処理素線の角度が大きくなって、軟化処理素線に撚り乱れが生じるおそれがある。
この発明により、軟化処理素線よりも硬質な19本の軟化未処理素線を撚り合わせる場合であっても、軟化未処理素線の撚り乱れや、軟化未処理素線の外部への飛び出しなどの不具合が生じることを確実に防止した撚線導体を構成することができる。
なお、より好ましくは、撚り合せピッチを、導体直径の9.6倍以上15.4倍以下とすることで、より顕著な効果を奏することができる。
この発明により、19本の軟化処理素線を撚り合わせる場合であっても、軟化処理素線の撚り乱れや、軟化処理素線の外部への飛び出しなどの不具合が生じることを確実に防止した撚線導体を構成することができる。
なお、より好ましくは、撚り合せピッチを、導体直径の12.1倍以上20.7倍以下とすることで、より顕著な効果を奏することができる。
詳述すると、1.0Nよりも小さな張力を軟化処理素線に作用させたり、軟化処理素線に張力を作用させずに撚り合わせた場合、撚り合わせる軟化処理素線に弛みが生じたり、撚り合わせて構成した撚線導体に弛みが生じたりするおそれがある。
一方、4.5Nよりも大きな張力を軟化処理素線に作用させて撚り合わせた場合、撚り合わせる軟化処理素線が伸びたり、破断したりするおそれがある。
一方、150Nよりも大きな張力を内層部に作用させて撚り合わせた場合、内層部を構成する素線が伸びたり、破断したりするおそれがある。
一方、4.5Nよりも大きな張力を軟化処理素線に作用させて撚り合わせた場合、軟化処理素線が伸びたり、破断したりするおそれがある。
これにより、軟化処理素線の撚り乱れや、軟化処理素線の外部への飛び出しなどの不具合が生じることを防止した所望の撚線導体を構成することができる。
一方、150Nよりも大きな張力を内層部に作用させて撚り合わせた場合、内層部を構成する素線が伸びたり、破断したりするおそれがある。
一方、4.5Nよりも大きな張力を軟化処理素線に作用させて撚り合わせた場合、軟化処理素線が伸びたり、破断したりするおそれがある。
これにより、軟化処理素線の撚り乱れや、軟化処理素線の外部への飛び出しなどの不具合が生じることを防止した所望の撚線導体を構成することができる。
この発明の第1実施形態を、図1から図6を用いて説明する。
図1は、第1実施形態における撚線導体1aの斜視図を示し、図2は、第1実施形態における撚線導体1aの正面図を示し、図3は、軟素線2aを巻き回した状態のボビン3aの斜視図を示し、図4は、第1実施形態における撚線機4aの概略図を示し、図5は、第1実施形態における第2層撚り合せユニット5の拡大斜視図を示し、図6は、第1実施形態における撚線導体1aの製造方法を説明するフロー図を示している。
また、図4は、ボビン3aを取り付ける第2ボビン取付部522及び第3ボビン取付部612の個数が違うことを容易に理解できるように簡略化した撚線機4aの概略図である。
これにより、撚線導体1aの直径である導体直径Φaは1.6mmとなり(図2参照)、撚り合わせた軟素線2aの総断面積は約1.5mm2(1.5sq)となる。
なお、第2層102の撚り合せピッチは必ずしも第3層103の撚り合せピッチPaと同じである必要はなく、第2層102及び第3層103の撚り合せピッチPaがそれぞれ異なっていてもよい。
まず、ボビン3aは、図3に示すように、軟素線2aを巻き回す軸芯(図示省略)と、軸芯の両端に備えた円環状のフランジ31,31とを一体に構成している。
フランジ31,31は、内周が軸芯の端部における外周に固定されている。
ボビン3bは、ボビン3aと同様の構成であるため、説明を省略する。
第1ボビン取付部51の回転制御部は、後述する導体巻き取り部7の回転制御部によって回転するボビン3bの自転速度に応じて、ボビン3aを取り付けた回転軸の自転速度を制御でき、巻き解く軟素線2aに所望の張力を作用させることができる。
なお、回転機構は、第2層撚り合せ部材52を回転させることができれば、軸芯52aに設けることだけに限らず、第1フランジ52bや第2フランジ52cに設けてもよい。
軸芯61aは、内部に進行方向Xに沿って貫通する貫通孔611を有する円筒状に形成されている。
これら第3ボビン取付部612及び挿通孔613は、同心円上に等間隔を隔てて、つまり、進行方向Xからみて略正十二角形となるように、互いに対向する位置に配置されている。
なお、回転機構は、第2層撚り合せ部材52に備えた回転機構と同様に、軸芯61aに設けることだけに限定しない。
撚線導体1aは、図6に示すように、軟化処理を施した軟素線2aを構成する軟化処理工程(ステップS1)を行った後、19本の軟素線2aを撚り合わせる撚り合せ工程(ステップS2)を行って製造する。
軟素線2aのボビン3bへの固定が完了すると、第2層撚り合せ部材52及び第3層撚り合せ部材61を同方向に公転させながら、第1ボビン取付部51、第2ボビン取付部522、及び第3ボビン取付部612、及び導体巻取り部7を自転させる。
なお、軟素線2aに作用させる張力は、2.0Nだけに限らず、1.5N以上2.5N以下の範囲で適宜設定することができる。
以上のような撚り合せ工程(ステップS2)は、撚線導体1aが所望の長さとなるまで行う。
一方、2.5Nよりも大きな張力を軟素線2aに作用させて撚り合わせた場合、撚り合わせる軟素線2aが伸びたり、破断したりするおそれがある。
第1−1撚り合せ試験は、予め軟化処理を施した軟素線2aを19本撚り合わせて構成した撚線導体(供試体Aとする)を評価する試験である。
さらに、供試体Aa1〜Aj1は、軟素線2aに撚り乱れが生じる場合があり、供試体Aa5〜Aj5は、軟素線2aの伸びや破断が生じる場合があった。
まず、第1−2撚り合せ試験で構成する供試体Aとして、各撚り合せピッチPaが上述の第1−1撚り合せ試験と同様である供試体Aa〜Ajを用いた。
上述のような供試体を用いて行った第1−2撚り合せ試験の評価結果を下記表1−2に示す。
さらに、供試体Aa6〜Aj6は、軟素線に撚り乱れが生じる場合があり、供試体Aa10〜Aj10は、軟素線の伸びや破断が生じる場合があった。
つまり、撚線導体1bは、上述した第1実施形態における撚線導体1aと同様の構成であるため、図示省略するとともに、以下において、簡単に説明する。
なお、撚線導体1bは、撚り合せピッチPbを導体直径Φbの約12.1倍となるように構成することだけに限らず、撚り合せピッチPbが導体直径Φbの6.4倍以上16.9倍以下、より好ましくは、9.6倍以上15.4倍以下であればよい。
なお、図7は、撚線導体1bの製造方法を説明するフロー図を示している。
なお、硬素線2bに作用させる張力は、6.0Nだけに限らず、5.0N以上7.0N以下の範囲で適宜設定することができる。
以上のような撚り合せ工程(ステップT1)は、撚線導体1bが所望の長さとなるまで行う。
以上のように撚線導体1bを製造することで、撚り合わせる際の素線が軟素線2aよりも硬質な硬素線2bであっても、上述した撚線導体1aと同等の撚線導体1bを構成することができる。
第2−1撚り合せ試験は、軟化処理を施していない硬素線2bを19本撚り合わせて構成した撚線導体(供試体Bとする)を評価する試験である。
さらに、供試体Ba1〜Bi1は、硬素線2bに撚り乱れが生じる場合があり、供試体Ba7〜Bi7は、硬素線2bに伸びや破断が生じる場合があった。
上述のような供試体を用いて行った第2−2撚り合せ試験の評価結果を下記表4に示す。
さらに、供試体Ba1〜Bi1は、硬素線に撚り乱れが生じる場合があり、供試体Ba7〜Bi7は、硬素線に伸びや破断が生じる場合があった。
この発明の第2実施形態を、図8から図11を用いて説明する。ただし、以下で説明する構成のうち、上述した第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図8は、第2実施形態における撚線導体1cの斜視図を示し、図9は、第2実施形態における撚線導体1cの正面図を示し、図10は、第2実施形態における撚線機4bの概略図を示し、図11は、第2実施形態における撚線導体1bの製造方法を説明するフロー図を示している。
また、図10は、ボビン3aを取り付ける第2ボビン取付部522、第3ボビン取付部612、及び第4ボビン取付部812の個数が違うことを容易に理解できるように簡略化した撚線機4bの概略図である。
これにより、導体直径Φcは2.24mmとなり(図9参照)、撚り合わせた軟素線2aの総断面積は約3.0mm2(3sq)となる。
なお、撚線導体1cは、撚り合せピッチPcを導体直径Φcの約8.7倍となるように構成することだけに限らず、撚り合せピッチPcが導体直径Φcの6.2倍以上15.7倍以下、より好ましくは、8.7倍以上14.8倍以下であればよい。
軸芯81aは、内部に進行方向Xに沿って貫通する貫通孔811を有する円筒状に形成されている。
これら第4ボビン取付部812及び挿通孔813は、同心円上に等間隔を隔てて、つまり、進行方向Xからみて略正十八角形となるように、互いに対向する位置に配置されている。
なお、回転機構は、第2層撚り合せ部材52に備えた回転機構と同様に、軸芯81aに設けることだけに限定しない。
撚線導体1cは、図11に示すように、軟化処理工程(ステップU1)を行った後、撚り合せ工程(ステップU2)を行って製造する。
軟素線2aのボビン3bへの固定が完了すると、第2層撚り合せ部材52、第3層撚り合せ部材61、及び第4層撚り合せ部材81を同方向に公転させながら、第1ボビン取付部51、第2ボビン取付部522、第3ボビン取付部612、第4ボビン取付部812、及び導体巻取り部7を自転させる。
なお、軟素線2aに作用させる張力は、2.0Nだけに限らず、1.5N以上2.5N以下の範囲で適宜設定することができる。
なお本実施形態では、第2層撚り合せ部材52、第3層撚り合せ部材61及び第4層撚り合せ部材81の公転速度を同一とすることにより、第2層乃至第4層の撚り合せピッチを同じ撚り合せピッチPcとすることができる。
上述のように、中心101の1本のアルミニウム材料製の軟素線2aと、中心101から順に6本、12本、及び18本の軟素線2aを同心状に配置して撚り合わせて構成するとともに、軟化処理を施した軟素線2aで構成し、撚り合せピッチPcを、導体直径Φcの6.2倍以上15.7倍以下である約8.7倍としたことで、軟素線2aの撚り乱れや、軟素線2aの外部への飛び出しなどの不具合が生じることを抑制した所望の撚線導体1cを構成することができる。
第3−1撚り合せ試験は、中心101から第4層104を順次撚り合わせる撚り合せ工程を行って37本の軟素線2aを撚り合わせて構成した撚線導体(供試体Cとする)を評価する試験である。
まず、第3−2撚り合せ試験で構成する供試体Cとして、各撚り合せピッチPcが上述の第3−1撚り合せ試験と同様である供試体Ca〜Cjを用いた。
上述のような供試体を用いて行った第3−2撚り合せ試験の評価結果を下記表3−2に示す。
さらに、供試体Ca6〜Cj6は、軟素線に撚り乱れが生じる場合があり、供試体Ca10〜Cj10は、軟素線に伸びや破断が生じる場合があった。
ここで、図12(a)は、撚線導体1dを構成する内層部11dの正面図を示し、図12(b)は、撚線導体1dの正面図を示している。
撚線導体1dは、図13(a)に示すように、軟化処理工程(ステップV1)を行った後に、撚り合せ工程(ステップV2)を行って製造する。
なお、図13(a)は、撚線導体1dの製造方法を説明するフロー図を示している。
なお、図13(b)は、撚り合せ工程(ステップV2)を説明するフロー図を示している。
外層撚り合せ工程(ステップV22)は、内層撚り合せ工程(ステップV21)でボビン3bに巻き回した内層部11dを巻き解きながら、最外層12dを構成する軟素線2aを、内層部11dの外側に撚り合わせる。
さらに、導体直径Φd2の約13.4倍である29.9mmの外層撚りピッチP2で軟素線2aを撚り合わせる。
以上のような外層撚り合せ工程(ステップV22)は、撚線導体1dが所望の長さとなるまで行う。
一方、80Nよりも大きな張力を内層部11dに作用させて撚り合わせた場合、内層部11dを構成する軟素線2aが伸びたり、破断したりするおそれがある。
一方、2.5Nよりも大きな張力を軟素線2aに作用させて撚り合わせた場合、軟素線2aが伸びたり、破断したりするおそれがある。
効果確認試験として行う第4−1撚り合せ試験は、内層撚り合せ工程を行った後に外層撚り合せ工程を行う撚り合せ工程を行って37本の軟素線2aを撚り合わせて構成した撚線導体(供試体Dとする)を評価する試験である。
さらに、供試体Da1〜Dh1は、軟素線2aに撚り乱れが生じる場合があり、供試体Da5〜Dh5は、軟素線2aに伸びや破断が生じる場合があった。
上記各供試体の評価結果を下記表4−2に示す。
さらに、供試体Da6〜Dh6は、軟素線2aに撚り乱れが生じる場合があり、供試体Da10〜Dh10は、軟素線2aに伸びや破断が生じる場合があった。
まず、第4−2撚り合せ試験で構成する供試体Dとして、各外層撚り合せピッチP2が上述の第4−1撚り合せ試験と同様である供試体Da〜Dhを用いた。
さらに、供試体Da11〜Dh11は、軟素線に撚り乱れが生じる場合があり、供試体Da14〜Dh14は、軟素線に伸びや破断が生じる場合があった。
上記各供試体の評価結果を下記表4−4に示す。
さらに、供試体Da15〜Dh15は、軟素線に撚り乱れが生じる場合があり、供試体Da19〜Dh19は、軟素線に伸びや破断が生じる場合があった。
この発明の軟化処理素線は、実施形態の軟素線2aに対応し、
以下同様に、
軟化未処理素線は、硬素線2bに対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
この撚り合せ部材92は、進行方向Xに伸びる円筒状の軸芯921と、軸芯921の進行方向Xの基端側に備えた円盤状の第1フランジ922と、進行方向Xの進行方向側に備えた円盤状の第2フランジ923とで一体に構成されている。
撚線機4dは、図16に示すように、撚り合せユニット9と、第4層撚り合せユニット8とをこの順で配置した撚線導体の製造装置である。この構成により、第2層102及び第3層103が同じ撚り合せピッチで撚り合された4層からなる撚線導体1cを製造することができる。
2a…軟素線
2b…硬素線
3a,3b…ボビン
4a,4b…撚線機
11a,11b,11c,11d…内層部
12a,12b,12c,12d…最外層
101…中心
102…第2層
103…第3層
104…第4層
Φd1…内層直径
Φa,Φb,Φc,Φd2…導体直径
Pa,Pb,Pc…撚り合せピッチ
P1,P3…内層撚り合せピッチ
P2…外層撚り合せピッチ
X…進行方向
Claims (5)
- 中心の1本のアルミニウム材料製の素線と、前記中心から同心状に配置された所定本数の前記素線とが撚り合わされた撚線導体であって、
前記中心から同心状に6本及び12本配置された前記素線が撚り合わされた内層部と、
前記内層部の外側に同心状に配置された18本の前記素線によって最外層とで構成され、
前記素線は、軟化処理が施された軟化処理素線で構成され、
撚り合せピッチが、前記内層部の導体直径の8.6倍以上22.0倍以下であり、
前記最外層が撚り合わされる外層撚り合せピッチが、前記最外層を含んだ導体直径の6.8倍以上22.7倍以下であるとともに、
前記最外層が構成された状態における前記内層部の内層撚り合せピッチが、下記数式(1)で定まる数である
撚線導体。
- 前記素線のうち、前記中心から同心状に6本配置された第1素線と、前記中心から同心状に12本配置された第2素線との撚り合せピッチが等しい
請求項1に記載の撚線導体。 - 前記中心から同心状に6本配置された前記素線と、前記中心から同心状に12本配置された前記素線と、該内層部の外側に同心状に配置された18本の前記素線との撚り合せピッチとが等しい
請求項1に記載の撚線導体。 - 中心の1本のアルミニウム材料製の素線に、前記中心から同心状に所定本数の前記素線を撚り合わせる撚線導体の製造方法であって、
前記素線に軟化処理を施す軟化処理工程の後に、
前記中心から同心状に配置された6本及び12本の前記素線を撚り合わせて内層部とする内層撚り合せ工程と、
前記内層部の外側に同心状に配置された18本の前記素線によって最外層を撚り合わせる外層撚り合せ工程とをこの順に行い、
該内層撚り合せ工程において、
撚り合せピッチを、前記内層部の導体直径の8.6倍以上22.0倍以下に設定し、
前記素線に1.0N以上4.5N以下の張力を作用させ、
前記外層撚り合せ工程において、
前記最外層を撚り合わせる外層撚り合せピッチを、前記最外層を含んだ導体直径の6.8倍以上22.7倍以下に設定し、
前記素線に1.0N以上4.5N以下の張力を作用させるとともに、前記内層部に20N以上150N以下の張力を作用させる
撚線導体の製造方法。 - 中心の1本のアルミニウム材料製の素線と、前記中心から同心状に配置された所定本数の前記素線とが撚り合わされた撚線導体の製造方法であって、
前記素線に軟化処理を施す軟化処理工程の後に、
前記中心から同心状に配置された6本及び12本の前記素線を撚り合わせて内層部とする内層撚り合せ工程と、
前記内層部の外側に同心状に配置された18本の前記素線によって最外層を撚り合わせる外層撚り合せ工程とをこの順に行い、
前記内層撚り合せ工程において、
撚り合せピッチを、前記内層部の導体直径の8.6倍以上22.0倍以下に設定し、
前記素線に、単位断面積あたりの張力が12.5N/mm 2 以上56.3N/mm 2 以下となる張力を作用させ、
前記外層撚り合せ工程において、
前記最外層を撚り合わせる外層撚り合せピッチを、前記最外層を含んだ導体直径の6.8倍以上22.7倍以下に設定し、
前記素線に、単位断面積あたりの張力が12.5N/mm 2 以上56.3N/mm 2 以下となる張力を作用させるとともに、前記内層部に、単位断面積あたりの張力が250.0N/mm 2 以上1875.0N/mm 2 以下となる張力を作用させる
撚線導体の製造方法。
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