JP6895196B1 - 撚線導体 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮することなく、若しくは、低い圧縮率で、撚線導体の断面形状を真円状に近い形状に製造できる撚線導体を提供する。【解決手段】複数の太径線１５と、複数の第１中径線１３と、複数の第２中径線１４と、複数の細径線１２で構成された外層３を有し、太径線１５を周方向に離間して設け、周方向に隣り合う太径線１５，１５間に２本の第２中径線１４を周方向に配設し、周方向に隣り合う第２中径線１４，１４の谷間部の内側に、１本の第１中径線１３を配設し、第１中径線１３と太径線１５との間に、１本の細径線１２を配設し、太径線１５の直径は第２中径線１４の直径より大きく、第２中径線１４の直径は第１中径線１３の直径よりも大きく、第１中径線１３の直径は細径線１２の直径よりも大きくした。【選択図】 図１

Description

本発明は、撚線導体に関する。

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、或いはアルミ、各種合金をメッキしたものが使用されている。

例えば、１９本の素線で構成される撚線導体は、一般的に、図７に示すように、撚線導体１０１における中心の１本の素線１０２を核として、その周囲を６本の素線１０３が覆い囲んで内層を形成し、更に、その外周を１２本の素線１０４が覆い囲んで外層を形成し、それを同一方向に撚ることで形成されている。

素線１０２、１０３、１０４が全て、断面円形で、かつ、同一径であることから、素線１０２、１０３、１０４を標準心線配列で配列して撚線導体１０１を形成すると、その外周形状は図７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、これを従来技術１とする。

撚線導体１０１は、一般的に図７に示すように、外周部に絶縁材１０６を被覆した後に、電線等（被覆線）１０７として使用される。被覆線の断面形状は、略真円形状であることが望まれている。一方、絶縁材１０６は、耐圧特性の点から撚線導体１０１の外周部に略均一に被覆されることが望ましい。したがって、撚線導体の断面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１０６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、撚線導体の細径化が要求されている。

しかし、撚線導体１０１における断面形状の外形が六角形で、かつ、被覆線１０７における断面形状の外形を真円とすると、撚線導体１０１の断面形状が六角形の頂点部の近傍に位置する絶縁材１０６の厚みは薄く、六角形の頂点部から辺部に至るほど厚くなり、絶縁材１０６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、前記六角形の頂点部に位置する絶縁材１０６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１０１の中心からその最縁端までの径よりも被覆線１０７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、辺部に位置する絶縁材１０６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１０６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１０１の断面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、絶縁材１０６をストリップする際に撚線導体１０１を傷つける虞があるという問題がある。

上記の問題点は、撚線導体の断面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、例えば、特許文献１記載のように、断面円形で、かつ、全て同一径の素線２０２を、一方向に撚りながら圧縮ダイスを通すことにより、図８に示すように、撚線導体２０１の断面形状を略真円とする方法が提案されている。以下、これを従来技術２とする。

特開平１１−２５７５８号公報

上記、従来技術２の撚線導体２０１は、図８に示すように、素線２０２を圧縮ダイスに通す時に、外層素線が、圧縮変形されることにより、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。

また、従来技術２の撚線導体２０１は、一方向に撚りながら圧縮ダイスを通す必要があるため、従来技術１の撚線導体１０１と比較して、圧縮ダイスが余分に必要であり、この圧縮ダイスは撚線導体２０１の製造時に摩耗損傷が生じるため、定期交換が必要でありコストが高くなるという問題がある。

また、圧縮後の撚線を略真円状にするためには、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あるため、従来技術１の撚線導体１０１よりも生産効率が悪くなるという問題もある。

そこで、本発明は、圧縮することなく、若しくは、上記従来技術２よりも低い圧縮率で素線を圧縮加工することで、撚線導体の断面形状をより真円形状に近い形状と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、複数の太径線と、複数の第１中径線と、複数の第２中径線と、複数の細径線で構成された外層と、該外層の内側に複数の素線で構成された内層を有する撚線導体であって、
前記太径線を、前記内層において最も外側の層を構成する素線の外側に配設して周方向に離間して設けるとともに、前記太径線の中心が、撚線導体の中心と、前記内層において最も外側の層を構成する素線を通る直線上に位置するように設け、
周方向に隣り合う太径線間に２本の第２中径線を周方向に配設し、
周方向に隣り合う第２中径線の谷間部の内側に、１本の第１中径線を配設し、
該第１中径線と前記太径線との間に、１本の細径線を配設し、
前記内層において最も外側の層を構成する素線の本数と、前記太径線の本数を同じとし、
前記太径線の直径は前記第２中径線の直径より大きく、前記第２中径線の直径は前記第１中径線の直径よりも大きく、前記第１中径線の直径は前記細径線の直径よりも大きくした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記載の発明において、前記第１中径線を、前記内層において最も外側の層を構成し、かつ、周方向に隣り合う素線で構成される谷間部の外側に配設した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２記載の発明において、前記内層において最も外側の層を構成する素線の本数と、前記太径線の本数と、前記第１中径線の本数を同じとしたことを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、前記撚線導体の中心から、前記外層を構成する第２中径線の最縁端までの距離と、前記中心から、前記外層を構成する太径線の最縁端までの距離とが、同一であることを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、前記太径線の本数が、６本以上であることを特徴とするものである。

本発明によれば、太径線を周方向に離間して設け、周方向に隣り合う太径線間に２本の第２中径線を周方向に配設し、周方向に隣り合う第２中径線の谷間部の内側に、１本の第１中径線を配設し、第１中径線と太径線との間に、１本の細径線を配設したことにより、撚線導体の断面形状は略真円形状とし、撚線導体の細径化、軽量化、柔軟性の向上を図ることができる。

また、本発明の撚線導体は、従来技術２の撚線導体２０１のように、素線を圧縮ダイスに通すことなく、撚線導体の外形を略真円形状とすることができるために、のび特性、柔軟性、可とう性等の物理特性を損うことなく、素線の物理特性を維持することができ、信頼性の高い品質を得ることができ、自動車用電線分野や、音響電線分野等において有効に活用することができる。

本発明の実施例１に係る撚線導体の横断面図。 本発明の実施例３に係る撚線導体の一例を示す横断面図。 本発明の実施例３に係る撚線導体の他例を示す横断面図。 本発明の実施例３に係る撚線導体の他例を示す横断面図。 本発明の実施例４に係る撚線導体の一例を示す横断面図。 本発明の実施例４に係る撚線導体の他例を示す横断面図。 従来技術１の撚線導体の横断面図。 従来技術２の撚線導体の横断面図。

本発明を実施するための形態を図に基づいて説明する。

［実施例１］
図１は、本発明の実施例１に係る撚線導体１の軸方向と直交する方向に切断した横断面図で、その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。

撚線導体１は、内層２と、内層２の外側に設けられた外層３を有する。内層２は、１本の中心線（素線）１０と、中心線１０を覆い囲むように配置された６本の第１内層線１１で構成された第１内層５、この第１内層線１１が内層２において最も外側に位置する第１内層５を構成する素線に該当する。中心線１０と第１内層線１１は同じ直径で構成されている。

外層３は、図１に示すように、１２本の細径線（素線）１２と、６本の第１中径線（素線）１３と、１２本の第２中径線（素線）１４と、６本の太径線（素線）１５の計３６本の素線１２，１３，１４，１５で第１内層５を覆い囲むように構成されている。

太径線１５は、第１内層５を構成する第１内層線１１の外側に設けられるとともに、太径線１５の中心が、中心線１０の中心と第１内層線１１を通る線上に位置するように設けられ、太径線１５の中心が、中心線１０の中心と第１内層線１１の中心を通る線上に、第１内層線１１に当接するように位置することが好ましい。

第１中径線１３は、周方向に隣り合う太径線１５と太径線１５の間における径方向の内側部で、かつ、第１内層５を構成し、かつ、周方向に隣接する第１内層線１１，１１との間に形成される谷間部１６の外側に、第１内層線１１に当接するように配置されている。

細径線１２は、周方向に隣り合う太径線１５と太径線１５の間における径方向の内側部で、かつ、隣り合う第１中径線１３と太径線１５との間に、第１中径線１３と太径線１５と第１内層線１１に当接するように配設されている。

第２中径線１４は、周方向に隣り合う太径線１５と太径線１５の間における径方向の外側部に、周方向に２本配設され、各第２中径線１４は、隣り合う第１中径線１３と細径線１２との間に形成される谷間部１８の外側に、第１中径線１３と太径線１５と細径線１２と第２中径線１４に当接するように配設されている。周方向に隣り合う第２中径線１４と第２中径線１４との間に形成される谷間部１９の内側に、第１中径線１３が配設されている。

各素線１０，１１，１２，１３，１４，１５の基となる線材としては、裸銅線、無酸素銅線、線形結晶無酸素銅線、単結晶状高純度無酸素銅線等の銅線、この銅線に、錫、ニッケル、銀等をメッキしたもの、アルミ線、各種合金線、及び、エナメル線、リッツ線、ホルマル線等の絶縁被覆されたもの等を使用することができる。各素線１０，１１，１２，１３，１４，１５の素材は、同じ素材を用いてもよいし、異なる素材を用いてもよい。

中心線１０の直径ｄ１は、第１内層線１１の直径ｄ２と同じに設定されている。第１内層線１１の直径ｄ２は、太径線１５の直径ｄ３より大きく設定され、太径線１５の直径ｄ３は、第２中径線１４の直径ｄ４の直径より大きく設定され、第２中径線１４の直径ｄ４の直径は、第１中径線１３の直径ｄ５の直径より大きく設定され、第１中径線１３の直径ｄ５の直径は、細径線１２の直径ｄ６より大きく設定されている。

本実施例１では、ｄ１＝ｄ２，ｄ３＝０．８２５×ｄ２、ｄ４＝０．６３５×ｄ２、ｄ５＝０．５６５×ｄ２、ｄ６＝０．３０×ｄ２の関係が成立する各素線１０，１１，１２，１３，１４，１５を用いた。

また、撚線導体１の断面形状が、略真円形状、つまり、中心線１０の中心Ａから太径線１５の最外縁端Ｂまでの距離Ｌ１と、中心線１０の中心Ａから第２中径線１４の最外縁端Ｃまでの距離Ｌ２が同一となるように形成されている。

本願発明の撚線導体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の断面形状は略真円形状とし、かつ、素線１０，１１，１２，１３，１４，１５が隣接する全ての素線１０，１１，１２，１３，１４，１５に当接することができるために、撚形態が安定するとともに撚線導体１の導体密度を高くすることができ、撚線導体１の細径化、軽量化、柔軟性の向上を図ることができる。

撚線導体１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１０１よりも細径化できることにより、絶縁材の被覆の厚みを薄くでき、かつ、略均一化することができるため、絶縁材を減量でき、コストを低減することができる。

また、撚線導体１は、従来技術２の撚線導体２０１のように、素線を圧縮ダイスに通すことなく、撚線導体１の外形を略真円形状とすることができるため、のび特性、柔軟性、可とう性等の物理特性が損うことがなく、素線の物理特性を維持することができ、信頼性の高い品質を得ることができ、自動車用電線分野や、音響電線分野等において有効に活用することができる。

［実施例２］
上記実施例１の撚線導体１を構成する素線は、中心線１０の直径ｄ１は、第１内層線１１の直径ｄ２と同じに、第１内層線１１の直径ｄ２は、太径線１５の直径ｄ３より大きく、太径線１５の直径ｄ３は、第２中径線１４の直径ｄ４の直径より大きく、第２中径線１４の直径ｄ４の直径は、第１中径線１３の直径ｄ５の直径より大きく、第１中径線１３の直径ｄ５の直径は、細径線１２の直径ｄ６より大きいものを用いて各素線１０，１１，１２，１３，１４，１５及び撚線導体１を構成すれば、上記実施例１に記載の径を有する素線以外にも任意の素線を用いて撚線導体１を構成することができる。また、その外層３の外周部から圧縮ダイス等により、圧縮してもよい。

この圧縮により、外層３を形成するとともに、径方向の最も外側に位置する素線１４，１５の外周部は、圧縮変形され、撚線導体の外形形状をより真円形状に近づけることができる。圧縮ダイス等による圧縮は、撚線導体１を製造する際に行っても良いし、撚線導体１を製造した後に行っても良い。なお、圧縮率に関しては、任意に設定する。

その他の構造は、上記実施例１と同様であるため説明を省略する。

本実施例２においても、上記実施例１と同様の作用効果を発揮することができる。

［実施例３］
上記実施例１，２においては、外層３を構成する太径線１５と第１中径線１３を夫々６本、第２中径線１４と細径線１２の本数を、夫々６本の２倍の１２本に設定したが、第１中径線１３の本数を、太径線１５の本数と同じで、第２中径線１４と細径線１２の本数を、太径線１５の本数の２倍で、かつ、太径線１５の本数が６本以上であれば夫々任意の本数に設定することができる。

例えば、図２に示すように、内層２Ａの第１内層５Ａを構成する第１内層線１１と、外層３Ａを構成する太径線１５と第１中径線１３を７本、外層３Ａを構成する第２中径線１４と細径線１２の本数を７本の２倍の各１４本とした撚線導体２１の場合には、ｄ１＝１．３０５×ｄ２，ｄ３＝０．７５×ｄ２、ｄ４＝０．５６５×ｄ２、ｄ５＝０．５４×ｄ２、ｄ６＝０．２７×ｄ２の関係が成立する各素線１０，１１，１２，１３，１４，１５の基となる線材を用いることで、非圧縮若しくは低い圧縮率で、撚線導体２１の断面形状を略真円形状とするとともに、全ての素線１０，１１，１２，１３，１４，１５が隣接する全ての素線１０，１１，１２，１３，１４，１５と当接することができる。

例えば、図３に示すように、内層２Ｂの第１内層５Ｂを構成する第１内層線１１と、外層３Ｂを構成する太径線１５と第１中径線１３を８本、外層３Ｂを構成する第２中径線１４と細径線１２の本数を８本の２倍の各１６本とした撚線導体２２の場合には、ｄ１＝１．６１５×ｄ２，ｄ３＝０．７０５×ｄ２、ｄ４＝０．５２×ｄ２、ｄ５＝０．５０×ｄ２、ｄ６＝０．２６×ｄ２の関係が成立する各素線１０，１１，１２，１３，１４，１５の基となる線材を用いることで、非圧縮若しくは低い圧縮率で、撚線導体２２の断面形状を略真円形状とするとともに、全ての素線１０，１１，１２，１３，１４，１５が隣接する全ての素線１０，１１，１２，１３，１４，１５と当接することができる。

例えば、図４に示すように、内層２Ｃの第１内層５Ｃを構成する第１内層線１１と、外層３Ｃを構成する太径線１５と第１中径線１３を９本、外層３Ｃを構成する第２中径線１４と細径線１２の本数を９本の２倍の各１８本とした撚線導体２３の場合には、ｄ１＝１．９２５×ｄ２，ｄ３＝０．６５×ｄ２、ｄ４＝０．４９×ｄ２、ｄ５＝０．４８×ｄ２、ｄ６＝０．２４×ｄ２の関係が成立する各素線１０，１１，１２，１３，１４，１５の基となる線材を用いることで、非圧縮若しくは低い圧縮率で、撚線導体２３の断面形状を略真円形状とするとともに、全ての素線１０，１１，１２，１３，１４，１５が隣接する全ての素線１０，１１，１２，１３，１４，１５と当接することができる。

その他の構造は、上記実施例１，２と同様であるため説明を省略する。

本実施例３においても、上記実施例１，２と同様の作用効果を発揮することができる。

本実施例３においては、更に、６本以上の太径線１５、第１中径線１３、第２中径線１４、細径線１２で外層３を構成することができるため、撚線導体１，２１，２２，２３を設計する際の自由度が高く、細径撚線導体から太径撚線導体と広範な導体面積を必要とするものに適用することができる。

［実施例４］
上記実施例１〜３においては、内層２を１心の中心線１０と太径線１５と同じ本数からなる第１内層線１１で構成したが、内層は、複数本の素線で構成されているとともに、内層の最も外側の層を構成する素線の本数と太径線１５の本数が同じであれば、内層を構成する層の数と各層を構成する素線の本数は任意に設定することができる。

また、内層を構成する素線の種類は、１種類で構成してもよいし、直径の異なる複数種類で構成してもよい。また、内層を形成する素線として、銅線、この銅線に、錫、ニッケル、銀等をメッキしたもの、アルミ線、各種合金線、及び、エナメル線、ホルマル線等の絶縁被覆されたもの等を使用することができ、外層を形成する素線と同じ材質を用いてもよいし、異なる材質のものを用いてもよい。

例えば、図５に示すように、１本の中心線３１を配設し、中心線３１の周りに９本の第１内層線３２で覆って第１内層３３を構成し、第１内層３３の周りに、９本の第２内層線３４で覆って第２内層３５を構成し、中心線３１、第１内層３３、第２内層３５で内層３６を構成し、内層３６の外側に、第２内層線３４と同じ９本の太径線１５で構成された図４に示す撚線導体２３の外層３Ｃと同様の外層３Ｃを配設して撚線導体３８としてもよい。撚線導体３８において、内層３６の最も外側の層は、第２内層３５が該当し、第２内層３５を構成する第２内層線３４と太径線１５の本数は同じである。また第２内層３５を構成し、かつ、隣り合う第２内層線３４，３４との間に形成される谷間部の外側に、外層３Ｃを構成する第１中径線１３が配設されている。

また、図６に示すように、中心部に３本の第１内層線４１で構成した第１内層４２を構成し、第１内層４２の周りを、９本の第２内層線４３で覆って第２内層４４を構成し、隣接する２本の第１内層線４１，４１と、その外側に位置し隣接する２本の第２内層線４３，４３との間に、１本の第３内層線４５とその両側に１本ずつの第４内層線４６を配設し、第１内層４２、第２内層４４、第３内層線４５、第４内層線４６で内層４７を構成し、内層４７の外側に、第２内層線４３と同じ９本の太径線１５で構成された図４に示す撚線導体２３の外層３Ｃと同様の外層３Ｃを配設して撚線導体４８としてもよい。撚線導体４８において、内層４７の最も外側の層は、第２内層４４が該当し、第２内層４４を構成する第２内層線４３と太径線１５の本数は同じである。また第２内層４４を構成し、かつ、隣り合う第２内層線４３，４３との間に形成される谷間部の外側に、外層３Ｃを構成する第１中径線１３が配設されている。

その他の構造は、上記実施例１〜３と同様であるため説明を省略する。

本実施例４においても、上記実施例１〜３と同様の作用効果を発揮することができる。

１，２１，２２，２３，３８，４８ 撚線導体
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，３６，４７ 内層
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 外層
１２ 細径線
１３ 第１中径線
１４ 第２中径線
１５ 太径線

Claims (5)

1. 複数の太径線と、複数の第１中径線と、複数の第２中径線と、複数の細径線で構成された外層と、該外層の内側に複数の素線で構成された内層を有する撚線導体であって、
   前記太径線を、前記内層において最も外側の層を構成する素線の外側に配設して周方向に離間して設けるとともに、前記太径線の中心が、撚線導体の中心と、前記内層において最も外側の層を構成する素線を通る直線上に位置するように設け、
   周方向に隣り合う太径線間に２本の第２中径線を周方向に配設し、
   周方向に隣り合う第２中径線の谷間部の内側に、１本の第１中径線を配設し、
   該第１中径線と前記太径線との間に、１本の細径線を配設し、
   前記内層において最も外側の層を構成する素線の本数と、前記太径線の本数を同じとし、
   前記太径線の直径は前記第２中径線の直径より大きく、前記第２中径線の直径は前記第１中径線の直径よりも大きく、前記第１中径線の直径は前記細径線の直径よりも大きくしたことを特徴とする撚線導体。
2. 前記第１中径線を、前記内層において最も外側の層を構成し、かつ、周方向に隣り合う素線で構成される谷間部の外側に配設したことを特徴とする請求項１記載の撚線導体。
3. 前記内層において最も外側の層を構成する素線の本数と、前記太径線の本数と、前記第１中径線の本数を同じとしたことを特徴とする請求項２記載の撚線導体。
4. 前記撚線導体の中心から、前記外層を構成する第２中径線の最縁端までの距離と、前記中心から、前記外層を構成する太径線の最縁端までの距離とが、同一であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撚線導体。
5. 前記太径線の本数が、６本以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撚線導体。

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