JP7076170B1 - 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】２本の外太径線２，２と、外太径線２より細い２本の外細径線３，３を、周方向に交互に配設し、隣接する２本の外太径線２，２間の谷間部１１の内側に、１本の第１内層線４を配設し、離間するとともに周方向に隣り合う２本の外太径線２，２間で、かつ、隣接する２本の外細径線２，２における撚線導体１の径方向の内側に、周方向に２本の第２内層線５，５を配設し、隣接する２本の第２内層線５，５の谷間部１２の内側に、１本の第３内層線６を配設し、第３内層線６における撚線導体１の径方向の内側端６ａが、第１内層線４における撚線導体１の径方向の内側端４ａより、撚線導体１の中心Ａ側に位置し、周方向に配設した複数本の第３内層線３における撚線導体１の中心側に中心層１５を設けた。【選択図】図３

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。この素線としては、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。

同心撚り構成の撚線導体として、図８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た１９本の素線で構成されるものが知られている。また、撚線導体１０１の外周を、１８本の素線で覆い囲んだ３７本の素線で構成される同心撚り構成の撚線導体や、更に、その外周を２４本の素線で覆い囲んだ６１本の素線で構成される同心撚り構成の撚線導体も知られている。

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８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。

一般的に、撚線導体１０１は、図８に示すように、外周部に絶縁材１０６が被覆されて、電線（被覆線）等１０７として使用される。絶縁材１０６の減量化は、資源の有効活用の観点から重要であり、そのために、撚線導体の断面形状は真円であることが望まれる。

しかし、同じ径の素線で、かつ、１９本の同心撚り配列で撚線導体を構成すると、例えば、図８に示すように、撚線導体１０１の断面形状の外形は、六角形状となり、絶縁材１０６の厚みは、頂点部の近傍は薄く、頂点部から辺部に至るほど厚くなり、絶縁材１０６の厚みは不均一となる。また、耐圧不良を防止するためには、頂点部の絶縁材１０６の厚みが基準となり、辺部の絶縁材１０６の厚みは余剰で無駄となり、この点からも、撚線導体の断面形状は真円であることが望まれる。

また、撚線導体１０１の断面形状が六角形状であるため、被覆線の端末加工等において、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。

同心撚り配列以外の一括集合撚線においても、同様に、撚線導体の断面形状が真円であることが望まれている。また、絶縁材を撚線導体に対し均一に被覆することは、耐圧など電気特性の点からも重要である。

撚線導体の断面形状を真円とする方法として、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９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、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。

また、従来技術の撚線導体１０１，２０１は、隣接する素線は、全て当接するように配設されているため、素線配列の密度が高く、隣接する素線間に隙間がなく、のび特性、柔軟性、可とう性等の物理特性が損なわれる要因となるという問題がある。

そこで、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、２本の外太径線と、該外太径線より細い２本の外細径線を、周方向に交互に配設して最外層を構成した撚線導体であって、
隣接する２本の外太径線間の谷間部の内側に、１本の第１内層線を配設するとともに、複数本の第１内層線を、周方向に離間して配設し、
離間するとともに周方向に隣り合う２本の外太径線間で、かつ、隣接する２本の外細径線における前記撚線導体の径方向の内側に、周方向に２本の第２内層線を配設し、前記第２内層線を、前記第１内層線より細く形成し、
隣接する２本の第２内層線の谷間部の内側に、１本の第３内層線を配設するとともに、複数本の第３内層線を、周方向に離間して配設し、前記第３内層線を、前記第２内層線より太く形成し、
前記第３内層線における前記撚線導体の径方向の内側端が、前記第１内層線における前記撚線導体の径方向の内側端より、前記撚線導体の中心側に位置し、
周方向に配設した複数本の第３内層線における前記撚線導体の中心側に中心層を設け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、前記中心層を、１本の中心線、又は、１本の中心線とその外側に配設した複数本の第１中心層線で構成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１又は２記載の発明において、前記中心層を、１本の中心線で構成し、前記第１内層線の本数と、前記第３内層線の本数を同じ本数にし、前記第３内層線の直径と、前記中心線の直径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又は２記載の発明において、前記中心層を、１本の中心線と、その外側に配設した複数本の第１中心層線で構成し、前記第１内層線の本数と、前記第３内層線の本数と、前記第１中心層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５記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の発明において、前記撚線導体の中心から、前記外太径線の外縁端までの距離と、前記撚線導体の中心から、前記外細径線の外縁端までの距離が同じであることを特徴とするものである。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の発明において、前記最外層を構成する素線を、外側から圧縮変形したことを特徴とするものである。

本願発明によれば、２本の外太径線と、外太径線より細い２本の外細径線を、周方向に交互に配設して最外層を構成した撚線導体であって、隣接する２本の外太径線間の谷間部の内側に、１本の第１内層線を配設するとともに、第１内層線を、複数周方向に離間して配設し、離間するとともに周方向に隣り合う２本の外太径線間で、かつ、隣接する２本の外細径線における撚線導体の中心とする径方向の内側に、周方向に２本の第２内層線を配設し、第２内層線を、第１内層線より細く形成し、隣接する２本の第２内層線の谷間部の内側に、１本の第３内層線を配設するとともに、第３内層線を、複数周方向に離間して配設し、第３内層線を、第２内層線より太く形成し、第３内層線における撚線導体の径方向の内側端が、第１内層線における撚線導体の径方向の内側端より、撚線導体の中心側に位置し、周方向に配設した複数の第３内層線における撚線導体の中心側に中心層を構成したことにより、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。 本発明の実施例５に係る撚線導体の一例を示す横断面図。 本発明の実施例５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、外太径線２、外細径線３、第１内層線４、第２内層線５、第３内層線６、中心線７の６種類の素線で構成されている。第１内層線４と第３内層線６は、夫々３本で構成され、外太径線２、外細径線３、第２内層線５は、夫々、第３内層線６の本数の２倍である６本で構成されている。

各素線２，３，４，５，６，７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２，３，４，５，６，７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。

図１に示すように、２本の外太径線２，２を、撚線導体１の中心Ａを中心とする周方向に相互に当接するように配設したものを１組とし、一組の外太径線２，２が、周方向に３組、相互に離間するように配設されている。

撚線導体１の中心Ａを中心とする周方向において隣り合う一組の外太径線２，２と一組の外太径線２，２の間に、２本の外細径線３，３が周方向に相互に当接するように配設されている。２本の外細径線３，３を、周方向に配設したものを１組とし、一組の外細径線３，３が、周方向に３組、相互に離間するように配設されている。

３組の外太径線２，２と、３組の外細径線３，３により、撚線導体１において最も外側に位置する層である最外層１０が構成されている。最外層は、一組の外太径線２，２と、一組の外細径線３，３が周方向に交互に配設されている。

一組の外太径線２，２間の谷間部１１の内側には、１本の第１内層線４が、一組の外太径線２，２に当接するように配設されている。第１内層線４は、撚線導体１の中心Ａを中心とする周方向において、相互に離間するように、３本配設されている。

離間するとともに周方向に隣り合う２本の外太径線２，２間で、かつ、隣接する２本の外細径線３，３における撚線導体１の中心とする径方向の内側に、周方向に２本の第２内層線５，５が相互に当接するように配設されている。２本の第２内層線５，５を、周方向に配設したものを１組とし、一組の第２内層線５，５が、周方向に３組、相互に離間するように配設されている。第２内層線５は、隣接する外太径線２，外細径線３，第２内層線５に当接するように配設されている。

一組の第２内層線５，５の谷間部１２の内側に、１本の第３内層線６が配設されている。第３内層線６は、撚線導体１の中心Ａを中心とする周方向において、相互に離間するように、３本配設されている。第３内層線６は、隣接する一組の第２内層線５，５と、周方向に隣り合う第１内層線４，４に当接するように配設されている。

第３内層線６は、その撚線導体１の径方向の内側端６ａが、第１内層線４における撚線導体１の径方向の内側端４ａより、撚線導体１の中心Ａ側位置するように配設されている。

３本の第３内層線６における撚線導体１の中心側に、１本の中心線７が、３本の第３内層線６に当接するように配設されている。中心線７は、３本の第３内層線６と当接しているが、第１内層線４との間には空隙１３が形成され、中心線７と第１内層線４は当接しないようになっている。

１本の中心線７により中心層１５が構成されている。

外太径線２の直径ｄ１は、第１内層線４の直径ｄ３より太く設定され、第１内層線４の直径ｄ３は、外細径線３の直径ｄ２より太く設定され、外細径線３の直径ｄ２は、第３内層線６の直径ｄ５の直径より太く設定され、第３内層線６の直径ｄ５と中心線７の直径ｄ６は同じ直径に形成され、第３内層線６の直径ｄ５は、第２内層線５の直径ｄ４の直径より太く設定されている。

本実施例１では、ｄ１＝１．７０×ｄ５，ｄ２＝１．１６×ｄ５，ｄ３＝１．２８×ｄ５，ｄ４＝０．８６×ｄ５，ｄ６＝ｄ５の関係が成立する各素線２，３，４，５，６，７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７中心Ａから外太径線２の最外縁端Ｂまでの距離Ｌ１と、中心線７の中心Ａから外細径線３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の外形が略真円形状に形成できることにより、絶縁材の被覆の厚みを、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。

また、撚線導体１は、従来技術１，２と比較して、内部の空隙率を多くして素線の配列密度を低下させることにより、のび特性、柔軟性、可とう性等の物理特性を向上させることができる。

［実施例２］
上記実施例１の撚線導体１を構成する素線は、外太径線２の直径ｄ１が、第１内層線４の直径ｄ３より太く、第１内層線４の直径ｄ３が、外細径線３の直径ｄ２より太く、外細径線３の直径ｄ２が、第３内層線６の直径ｄ５の直径より太く、第３内層線６の直径ｄ５と中心線７の直径ｄ６を同じに、第３内層線６の直径ｄ５が、第２内層線５の直径ｄ４の直径より太いものを用いて各素線２，３，４，５，６，７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、撚線導体１において最も外側に位置する層である最外層１０の外側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、最外層１０を構成する外太径線２と外細径線３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、第１内層線４と第３内層線６を、夫々３本で構成し、外太径線２、外細径線３、第２内層線５を、夫々、第３内層線６の本数の２倍である６本で構成したが、第１内層線４の本数と第３内層線６の本数を同じとし、外太径線２の本数と外細径線３の本数と第２内層線５の本数を、夫々、第３内層線６の本数の２倍であればよいとともに、第３内層線６の本数が３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。

外太径線２、外細径線３、第１内層線４、第２内層線５、第３内層線６、中心線７は、上記実施例１，２と同様に設けられている。

例えば、図２に示すように、第１内層線４と第３内層線６を、夫々４本、外太径線２、外細径線３、第２内層線５を、夫々、第３内層線６の本数の２倍である８本とした撚線導体２１の場合には、ｄ１＝１．０６×ｄ５，ｄ２＝０．６１×ｄ５，ｄ３＝０．７５×ｄ５，ｄ４＝０．４７×ｄ５，ｄ６＝ｄ５の関係が成立する各素線２，３，４，５，６，７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ことができる。

例えば、図３に示すように、第１内層線４と第３内層線６を、夫々５本、外太径線２、外細径線３、第２内層線５を、夫々、第３内層線６の本数の２倍である１０本とした撚線導体２２の場合には、ｄ１＝０．８０×ｄ５，ｄ２＝０．５４×ｄ５，ｄ３＝０．７０×ｄ５，ｄ４＝０．５０×ｄ５，ｄ６＝ｄ５の関係が成立する各素線２，３，４，５，６，７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。

［実施例４］
上記実施例１～３においては、第３内層線６の直径ｄ５と中心線７の直径ｄ６は同じ直径で構成したが、第３内層線６の直径ｄ５と中心線７の直径ｄ６を異なる径としてもよい。

外太径線２、外細径線３、第１内層線４、第２内層線５、第３内層線６、中心線７は、上記実施例１～３と同様に設けられている。

例えば、図４に示すように、第１内層線４と第３内層線６を、夫々４本、外太径線２、外細径線３、第２内層線５を、夫々、第３内層線６の本数の２倍である８本とした撚線導体３１の場合には、ｄ１＝１．１８８×ｄ５，ｄ２＝０．７１９×ｄ５，ｄ３＝０．９３８×ｄ５，ｄ４＝０．５６３×ｄ５，ｄ６＝１．２５０×ｄ５の関係が成立する各素線２，３，４，５，６，７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３１の断面形状を略真円形状とするとことができる。

例えば、図５に示すように、第１内層線４と第３内層線６を、夫々７本、外太径線２、外細径線３、第２内層線５を、夫々、第３内層線６の本数の２倍である１４本とした撚線導体３２の場合には、ｄ１＝０．７５０×ｄ５，ｄ２＝０．４１３×ｄ５，ｄ３＝０．６２５×ｄ５，ｄ４＝０．３７５×ｄ５，ｄ６＝２．１２５×ｄ５の関係が成立する各素線２，３，４，５，６，７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３２の断面形状を略真円形状とするとことができる。

その他の構造は、上記実施例１乃至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乃至３と同様の作用効果を発揮することができる。

［実施例５］
上記実施例１～４においては、中心層１５を、１本の中心線７で構成したが、中心層を構成する層の数と、各層を構成する素線の数は任意に設定することができる。

例えば、図６に示すように、第１内層線４と第３内層線６を、夫々７本、外太径線２、外細径線３、第２内層線５を、夫々、第３内層線６の本数の２倍である１４本で撚線導体４１を構成する。

第３内層線６の内側に設けられた中心層４２を、１本の中心線４３と、中心線４３の外側に配設され、かつ、第３内層線６の本数と同じ７本の第１中心層線４４で構成する。

中心線４３の直径をｄ６、第１中心層線４４の直径をｄ７とし、ｄ１＝０．７５０×ｄ５，ｄ２＝０．４１３×ｄ５，ｄ３＝０．６２５×ｄ５，ｄ４＝０．３７５×ｄ５，ｄ６＝０．９７５×ｄ５，ｄ７＝０．７５０×ｄ５の関係が成立する各素線２，３，４，５，６，７，８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４１の断面形状を略真円形状とするとことができる。

また、例えば、図７に示すように、第１内層線４と第３内層線６を、夫々７本、外太径線２、外細径線３、第２内層線５を、夫々、第３内層線６の本数の２倍である１４本で撚線導体５１を構成し、第３内層線６の内側に設けられた中心層５２を、１本の中心線５３と、中心線５３の外側に配設され、かつ、第３内層線６の本数と同じ７本の第１中心層線５４で構成し、第１中心層線５４を周方向に離間して配設する。

中心線５３の直径をｄ６、第１中心層線５４の直径をｄ７とし、ｄ１＝０．７５０×ｄ５，ｄ２＝０．４１３×ｄ５，ｄ３＝０．６２５×ｄ５，ｄ４＝０．３７５×ｄ５，ｄ６＝１．２５０×ｄ５，ｄ７＝０．６２５×ｄ５の関係が成立する各素線２，３，４，５，６，７，８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５１の断面形状を略真円形状とするとことができる。

その他の構造は、上記実施例１乃至４と同様であるため説明を省略する。

本実施例５においても、上記実施例１乃至４と同様の作用効果を発揮することができる。

１，２１，２２，３１，３２，４１，５１ 撚線導体
２ 外太径線
３ 外細径線
４ 第１内層線
５ 第２内層線
６ 第３内層線
７，４３，５３ 中心線
１０ 最外層
１５，４２，５２ 中心層
４４，５４ 第１中心層線

Claims (6)

1. ２本の外太径線と、該外太径線より細い２本の外細径線を、周方向に交互に配設して最外層を構成した撚線導体であって、
   隣接する２本の外太径線間の谷間部の内側に、１本の第１内層線を配設するとともに、複数本の第１内層線を、周方向に離間して配設し、
   離間するとともに周方向に隣り合う２本の外太径線間で、かつ、隣接する２本の外細径線における前記撚線導体の径方向の内側に、周方向に２本の第２内層線を配設し、前記第２内層線を、前記第１内層線より細く形成し、
   隣接する２本の第２内層線の谷間部の内側に、１本の第３内層線を配設するとともに、複数本の第３内層線を、周方向に離間して配設し、前記第３内層線を、前記第２内層線より太く形成し、
   前記第３内層線における前記撚線導体の径方向の内側端が、前記第１内層線における前記撚線導体の径方向の内側端より、前記撚線導体の中心側に位置し、
   周方向に配設した複数本の第３内層線における前記撚線導体の中心側に中心層を設けたことを特徴とする撚線導体。
2. 前記中心層を、１本の中心線、又は、１本の中心線とその外側に配設した複数本の第１中心層線で構成したことを特徴とする請求項１記載の撚線導体。
3. 前記中心層を、１本の中心線で構成し、前記第１内層線の本数と、前記第３内層線の本数を同じ本数にし、前記第３内層線の直径と、前記中心線の直径を同じとしたことを特徴とする請求項１又は２記載の撚線導体。
4. 前記中心層を、１本の中心線と、その外側に配設した複数本の第１中心層線で構成し、前記第１内層線の本数と、前記第３内層線の本数と、前記第１中心層線の本数を同じとしたことを特徴とする請求項１又は２記載の撚線導体。
5. 前記撚線導体の中心から、前記外太径線の外縁端までの距離と、前記撚線導体の中心から、前記外細径線の外縁端までの距離が同じであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の撚線導体。
6. 前記最外層を構成する素線を、外側から圧縮変形したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の撚線導体。

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