JP7284282B2

JP7284282B2 - リード線

Info

Publication number: JP7284282B2
Application number: JP2021550262A
Authority: JP
Inventors: 啓介鈴木; 隆彦石倉
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2023-05-30
Anticipated expiration: 2041-03-30
Also published as: WO2022208691A1; JPWO2022208691A1

Description

本開示は、リード線に関する。

実開昭５９－３５０７号公報（特許文献１）には、リード線が記載されている。特許文献１に記載のリード線は、複数の銅素線と、絶縁紙とを有している。複数の銅素線の各々は、リード線の延在方向に沿って延在している。絶縁紙は、複数の銅素線の周囲に巻回されている。これにより、複数の銅素線が束ねられるとともに、複数の銅素線に対する絶縁が確保されている。

実開昭５９－３５０７号公報

特許文献１のリード線では、曲げが加わった際に、断面形状が楕円形状になる又は複数の銅素線の一部が複数の銅素線の残部から突出する等により、リード線の絶縁耐力が低下するおそれがある。

本開示は、上記のような従来技術の問題点に鑑みたものである。より具体的には、本開示は、曲げが加わった際に絶縁耐力が低下することを抑制可能なリード線を提供する。

本開示のリード線は、リード線の延在方向に沿って延在している複数の導体素線と、複数の導体素線の周囲を覆っていることにより複数の導体素線を束ねている可撓部材と、可撓部材の周囲を覆っている絶縁紙とを備えている。

本開示のリード線によると、曲げが加わった際に絶縁耐力が低下することを抑制可能である。

リード線１００の斜視図である。絶縁紙３０の図示が省略されたリード線１００の斜視図である。リード線１００の断面図である。図２の部分的な拡大図である。リード線２００Ａの斜視図である。リード線２００Ａの断面図である。曲げが加わった際のリード線２００Ａの断面図である。リード線２００Ｂの斜視図である。リード線２００Ｂの断面図である。リード線３００の断面図である。リード線４００の断面図である。絶縁紙３０の図示が省略されたリード線５００の斜視図である。リード線５００の断面図である。

本開示の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。

実施の形態１．
実施の形態１に係るリード線（以下においては、実施の形態１に係るリード線を「リード線１００」とする）を説明する。

（リード線１００の構成）
以下に、リード線１００の構成を説明する。

図１は、リード線１００の斜視図である。図２は、絶縁紙３０の図示が省略されたリード線１００の斜視図である。図３は、リード線１００の断面図である。図３には、リード線１００の延在方向に直交するリード線１００の断面が示されている。図４は、図２の部分的な拡大図である。図１～図４に示されるように、リード線１００は、複数の導体素線１０と、可撓部材２０と、絶縁紙３０とを有している。

リード線１００は、例えば、油入変圧器のコイル同士を接続するため又は油入変圧器のコイルとブッシングとを接続するために使用される。すなわち、リード線１００は、油が含浸された状態で使用される。

導体素線１０は、リード線１００の延在方向に沿って延在している。導体素線１０は、リード線１００の延在方向に直交する断面視において、例えば円形である。導体素線１０は、導電材料により形成されている。導電材料は、例えば金属材料である。導体素線１０を構成している金属材料の具体例としては、銅又は銅合金が挙げられる。

可撓部材２０は、可撓性（伸縮性）のある材料で形成された部材である。可撓部材２０は、複数の導体素線１０の周囲に配置されている。これにより、複数の導体素線１０が、可撓部材２０により束ねられている。

可撓部材２０は、シート状の部材である。より具体的には、可撓部材２０は、幅に対して長さが大きい帯状である。可撓部材２０は、例えば、複数の導体素線１０の周囲に巻回されている。より具体的には、可撓部材２０は、周回ごとに可撓部材２０の巻回される位置がリード線１００の延在方向に沿ってずれるように巻回されている。このことを別の観点から言えば、可撓部材２０は、複数の導体素線１０の周囲に螺旋状に巻回されている。

可撓部材２０の一部を、第１部分２１とする。可撓部材２０の他の一部を、第２部分２２とする。第１部分２１及び第２部分２２は、可撓部材２０が複数の導体素線１０の周囲に巻回されている状態で、リード線１００の延在方向において、互いに隣り合っている。可撓部材２０は、リード線１００の延在方向において第１部分２１と第２部分２２との間に間隔が空くように複数の導体素線１０の周囲に巻回されていることが好ましい。このことを別の観点から言えば、可撓部材２０は、リード線１００の延在方向において第１部分２１及び第２部分２２が互いに重ならないように複数の導体素線１０の周囲に巻回されていることが好ましい。但し、可撓部材２０は、リード線１００の延在方向において第１部分２１及び第２部分２２が互いに部分的に重なるように複数の導体素線１０の周囲に巻回されていてもよい。

可撓部材２０は、例えば、ゴムにより形成されている。但し、可撓部材２０を構成している材料は、これに限られない。

絶縁紙３０は、可撓部材２０の周囲を覆っている。より具体的には、絶縁紙３０は、帯状であり、周回ごとに絶縁紙３０が巻回される位置がリード線１００の延在方向に沿ってずれるように可撓部材２０の周囲に巻回されている。絶縁紙３０は、例えば、クレープ紙である。絶縁紙３０は、クラフト紙であってもよい。絶縁紙３０が可撓部材２０の周囲を覆っていることにより、複数の導体素線１０に対する絶縁が確保されている。

（リード線１００の効果）
以下に、リード線１００の効果を、比較例に係るリード線と対比しながら説明する。

第１比較例に係るリード線を、「リード線２００Ａ」とする。図５は、リード線２００Ａの斜視図である。図６は、リード線２００Ａの断面図である。図６には、リード線２００Ａの延在方向に直交するリード線２００Ａの断面が示されている。図５及び図６に示されるように、リード線２００Ａは、複数の導体素線１０と、絶縁紙３０とを有している。リード線２００Ａでは、絶縁紙３０が、複数の導体素線１０の周囲に巻回されている。すなわち、リード線２００Ａでは、複数の導体素線１０が、複数の導体素線１０の周囲に巻回されている絶縁紙３０により束ねられている。

図７は、曲げが加わった際のリード線２００Ａの断面図である。リード線２００Ａでは複数の導体素線１０が絶縁紙３０により束ねられているため、複数の導体素線１０に対する結束力が低い。そのため、図７に示されるように、リード線２００Ａでは、曲げが加わった際に、複数の導体素線１０の一部が複数の導体素線１０の残部から突出する。この突出部には電界集中が生じるため、リード線２００Ａは、曲げが加わった際に絶縁耐力が低下することになる。

第２比較例に係るリード線を、「リード線２００Ｂ」とする。図８は、リード線２００Ｂの斜視図である。図９は、リード線２００Ｂの断面図である。図９には、リード線２００Ｂの延在方向に直交するリード線２００Ｂの断面が示されている。図８及び図９に示されるように、リード線２００Ｂは、複数の導体素線１０と、絶縁紙３０と、絶縁紙４０とを有している。リード線２００Ｂでは、複数の導体素線１０が、複数の導体素線１０の周囲に絶縁紙４０が巻回されることにより束ねられている。絶縁紙４０には、複数の導体素線１０の周囲に巻回される際に、高い張力が加えられている。リード線２００Ｂでは、絶縁紙４０の周囲が、絶縁紙３０により覆われている。

リード線２００Ｂでは、高い張力で絶縁紙４０が複数の導体素線１０の周囲に巻回されているため、複数の導体素線１０に対する結束力が高くなっている。そのため、リード線２００Ｂでは、曲げが加わった際に、複数の導体素線１０の一部が複数の導体素線１０の残部から突出しがたい。しかしながら、リード線２００Ｂでは、高い張力で絶縁紙４０が複数の導体素線１０の周囲に巻回されているため、曲げが加わった際に、絶縁紙４０が破断しやすい。絶縁紙４０が破断すると、リード線２００Ｂの絶縁耐力が低下する。

以上のように、リード線２００Ａ及びリード線２００Ｂのいずれも、曲げが加わった際に絶縁耐力が低下してしまう。

他方で、リード線１００では、複数の導体素線１０が可撓部材２０を巻回することにより束ねられているため、複数の導体素線１０に対する結束力が高い。そのため、リード線１００では、曲げが加わった際に複数の導体素線１０の一部が複数の導体素線１０の残部から突出しがたい。また、リード線１００では、曲げが加わった際に可撓部材２０がリード線１００の曲がりに追従するように変形可能であるため、可撓部材２０に破断が生じがたい。そのため、リード線１００によると、リード線２００Ａ及びリード線２００Ｂと比較して、曲げが加わった際の絶縁耐力の低下を抑制可能である。

可撓部材２０が複数の導体素線１０の周囲に巻回されることにより複数の導体素線１０の周囲を覆っている場合、長さの異なるリード線１００に容易に対応することができる。

リード線１００の延在方向において第１部分２１と第２部分２２との間に間隔が空くように可撓部材２０が複数の導体素線１０の周囲に巻回されている場合、油が第１部分２１と第２部分２２との間の隙間を通って導体素線１０の周囲まで浸透しやすい。その結果、この場合には、導体素線１０が冷却されやすく、電気抵抗値を減らして発熱量を下げるために導体素線１０の径を大きくすること及び複数の導体素線１０の数を増加させることが不要となる。

実施の形態２．
実施の形態２に係るリード線（以下においては、実施の形態２に係るリード線を「リード線３００」とする）を説明する。ここでは、リード線１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（リード線３００の構成）
以下に、リード線３００の構成を説明する。

図１０は、リード線３００の断面図である。図１０には、リード線３００の延在方向に直交するリード線３００の断面が示されている。図１０に示されるように、リード線３００は、複数の導体素線１０と、可撓部材２０と、絶縁紙３０とを有している。可撓部材２０は、複数の導体素線１０の周囲に巻回されている。これらの点に関して、リード線３００の構成は、リード線１００の構成と共通している。

しかしながら、リード線３００では、可撓部材２０がメッシュ状である。すなわち、リード線３００では、可撓部材２０に、可撓部材２０を厚さ方向に沿って貫通している複数の貫通穴２３が形成されている。この点に関して、リード線３００の構成は、リード線１００の構成と異なっている。

（リード線３００の効果）
以下に、リード線３００の効果を説明する。

リード線３００では、可撓部材２０がメッシュ状になっている（可撓部材２０に貫通穴２３が形成されている）。そのため、リード線３００では、油が貫通穴２３を通って導体素線１０の周囲まで浸透しやすい。その結果、リード線３００では、導体素線１０が冷却されやすく、電気抵抗値を減らして発熱量を下げるために導体素線１０の径を大きくすること及び複数の導体素線１０の数を増加させることが不要となる。

実施の形態３．
実施の形態３に係るリード線（以下においては、実施の形態３に係るリード線を「リード線４００」とする）を説明する。ここでは、リード線１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（リード線４００の構成）
以下に、リード線４００の構成を説明する。

図１１は、リード線４００の断面図である。図１１には、リード線４００の延在方向に直交するリード線４００の断面が示されている。図１１に示されるように、リード線４００は、複数の導体素線１０と、可撓部材２０と、絶縁紙３０とを有している。可撓部材２０は、複数の導体素線１０の周囲に巻回されている。これらの点に関して、リード線４００の構成は、リード線１００の構成と共通している。

しかしながら、リード線４００は、複数の導電粒子５０をさらに有している。複数の導電粒子５０は、可撓部材２０内に配置されている。導電粒子５０は、例えば、金属材料製の粉末又はフィラーである。これらの点に関して、リード線４００の構成は、リード線１００の構成と異なっている。

（リード線４００の効果）
以下に、リード線４００の効果を説明する。

リード線４００では、可撓部材２０内に導電粒子５０が配置されているため、複数の導体素線１０の周囲を覆っている可撓部材２０に導電性が付与されている。その結果、リード線４００によると、複数の導体素線１０と可撓部材２０とが導通することにより、導体素線１０の表面における電界を緩和することができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係るリード線（以下においては、実施の形態４に係るリード線を「リード線５００」とする）を説明する。ここでは、リード線１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（リード線５００の構成）
以下に、リード線５００の構成を説明する。

図１２は、絶縁紙３０の図示が省略されたリード線５００の斜視図である。図１２中では、貫通穴２３の図示が省略されている。図１３は、リード線５００の断面図である。図１３には、リード線５００の延在方向に直交するリード線５００の断面が示されている。図１２及び図１３に示されるように、リード線５００は、複数の導体素線１０と、可撓部材２０と、絶縁紙３０とを有している。可撓部材２０は、複数の導体素線１０の周囲を覆っている。これらの点に関して、リード線５００の構成は、リード線１００の構成と共通している。

しかしながら、リード線５００では、可撓部材２０が、リード線５００の延在方向に沿って延在している筒状の部材である。複数の導体素線１０は、可撓部材２０の内側に配置されることにより束ねられている。可撓部材２０には、可撓部材２０を厚さ方向に沿って貫通されている複数の貫通穴２３が形成されている。これらの点に関して、リード線５００の構成は、リード線１００の構成と異なっている。

（リード線５００の効果）
以下に、リード線５００の効果を説明する。

リード線５００では、複数の導体素線１０が可撓部材２０の内側に配置されることにより束ねられているため、複数の導体素線１０に対する結束力が高い。また、リード線５００では、曲げが加わった際に可撓部材２０がリード線５００の曲がりに追従するように変形可能であるため、可撓部材２０に破断が生じがたい。そのため、リード線５００によると、リード線１００と同様に、曲げが加わった際の絶縁耐力の低下を抑制可能である。

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であり、制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の基本的な範囲は、上記の実施の形態ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１００リード線、１０導体素線、２０可撓部材、２１第１部分、２２第２部分、２３貫通穴、３０絶縁紙、４０絶縁紙、５０導電粒子、２００Ａ，２００Ｂ，３００，４００，５００リード線。

Claims

リード線であって、
前記リード線の延在方向に沿って延在している複数の導体素線と、
前記複数の導体素線の周囲を覆っていることにより前記複数の導体素線を束ねている可撓部材と、
前記可撓部材の周囲を覆っている絶縁紙とを備え、
前記可撓部材には、前記可撓部材を厚さ方向に沿って貫通している貫通穴が形成されており、
導電粒子をさらに備え、
前記導電粒子は、前記可撓部材内に配置されている、リード線。
前記可撓部材は、シート状の部材であり、
前記可撓部材は、周回ごとに前記可撓部材の巻回される位置が前記リード線の延在方向に沿ってずれるように前記複数の導体素線の周囲に巻回されている、請求項１に記載のリード線。
前記可撓部材は、前記複数の導体素線の周囲に巻回された状態で前記リード線の延在方向において隣り合っている第１部分及び第２部分を有し、
前記リード線の延在方向において、前記第１部分及び前記第２部分との間には、間隔が空いている、請求項２に記載のリード線。
前記可撓部材は、前記リード線の延在方向に沿って延在している筒状の部材である、請求項１に記載のリード線。
前記可撓部材は、ゴムにより形成されている、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のリード線。