JP7388313B2 - 絶縁電線および絶縁電線の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、絶縁電線および絶縁電線の製造方法に関する。

屋外配電用途では、例えば、導体と、導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、を有する絶縁電線が用いられる。当該絶縁電線では、導体が圧縮されることがある（例えば、特許文献１）。

特開平１１－２３２９３４号公報

本開示の目的は、絶縁電線の導体が断線するまでの寿命を長くすることができる技術を提供することである。

本開示の一態様によれば、
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を有する絶縁電線であって、
前記導体は、
該導体の中心に配置される第１素線と、
前記第１素線の外側に撚り合わされて設けられる複数の第２素線と、
前記複数の第２素線の外側に前記複数の第２素線と異なる方向に撚り合わされて設けられる複数の第３素線と、
を有し、
前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のそれぞれは、前記第１素線側に凹に湾曲した内周面と、前記第１素線の径方向に前記内周面と反対側に凸に湾曲した外周面と、を有し、
前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のニッキング数は、前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線と前記複数の第３素線との交差箇所数に対して２０％以下である
絶縁電線が提供される。

本開示の他の態様によれば、
導体を形成する工程と、
前記導体の外周を覆うように絶縁層を形成する工程と、
を有する絶縁電線の製造方法であって、
前記導体を形成する工程は、
第１素線を中心に配置しながら、該第１素線の外側に複数の第２素線を撚り合せる工程と、
前記複数の第２素線の外側に、前記複数の第２素線と異なる方向に複数の第３素線を撚り合せる工程と、
を有し、
前記複数の第２素線を撚り合せる工程および前記複数の第３素線を撚り合せる工程では、
前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のそれぞれの素線に、前記第１素線側に凹に湾曲した内周面と、前記第１素線の径方向に前記内周面と反対側に凸に湾曲した外周面と、が形成されるよう、該素線を予め異形圧縮した状態で、前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のそれぞれを撚り合わせ、
前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のニッキング数を、前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線と前記複数の第３素線との交差箇所数に対して２０％以下とする
絶縁電線の製造方法が提供される。

本開示によれば、絶縁電線の導体が断線するまでの寿命を長くすることができる。

本開示の一実施形態に係る絶縁電線の軸方向と直交する断面図である。 本開示の一実施形態に係る絶縁電線の製造方法を示す概略図である。 本開示の一実施形態の変形例１に係る絶縁電線の軸方向と直交する断面図である。 本開示の一実施形態の変形例２に係る絶縁電線の軸方向と直交する断面図である。

［本開示の実施形態の説明］
＜発明者の得た知見＞
まず、発明者の得た知見について説明する。

近年、絶縁電線の導体は、複数の素線層により構成されることがある。これにより、一本の素線で導体を構成する場合よりも、導体を容易に製造することができる。また、素線数を適切に選択することにより、絶縁電線の可撓性を確保することができる。

導体を複数の素線層により構成する場合、外側の素線は、内側の素線と異なる方向（反対の方向）に撚り合わせられる。これにより、絶縁電線を金車に通す際に、該絶縁電線が一方向に捻れることを抑制することができる。

ここで、発明者は、上述のように導体が複数の素線層により構成される場合に、各素線に生じたニッキングを起点として早期にクラックが伝播してしまうおそれがあることを見出した。なお、ここでいう「ニッキング」とは、導体が圧縮された際に、各素線の外周に生じる塑性変形（凹み）のことをいう。

従来、上述のような導体が複数の素線層により構成される場合では、導体を構成する複数の素線を全て撚り合わせた後に、導体の断面が円形となるように、絞りダイスにより該複数の素線を一括して圧縮していた（以下、「円形圧縮」ということがある）。

このとき、第２素線と第３素線とが交互撚りによって交差する箇所では、第３素線が第２素線に対して点接触する。第３素線が第２素線に対して点接触すると、導体を圧縮したときの圧力が当該箇所に集中する。このため、第２素線および第３素線のうち少なくともいずれかが、圧力集中に伴って塑性変形し、該素線の外周にニッキングが形成される。

絶縁電線を延線する際には、絶縁層が剥がされ、露出した導体がクランプによって把持される。このとき、第３素線側から導体を把持するため、絶縁電線に対して風が吹き付けられて該絶縁電線が振動した場合には、振動による応力が第３素線に集中する。このため、振動疲労によるクラックは第３素線から先に発生する。

第３素線でクラックが進展すると、次に、第２素線のうち上述のニッキングが生じた部分が弱点となり、第２素線においてもクラックが発生する可能性がある。このようなクラックが複数個所で起こったり、該クラックが大きくなったりすると、絶縁電線の導体全体が断線してしまうおそれがある。

したがって、絶縁電線の導体を構成する各素線においてニッキングの発生を抑制し、絶縁電線の導体が断線するまでの寿命を長くすることが望まれていた。

本開示は、発明者等が見出した上記新規知見に基づくものである。

＜本開示の実施態様＞
次に、本開示の実施態様を列記して説明する。

［１］本開示の一態様に係る絶縁電線は、
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を有する絶縁電線であって、
前記導体は、
該導体の中心に配置される第１素線と、
前記第１素線の外側に撚り合わされて設けられる複数の第２素線と、
前記複数の第２素線の外側に前記複数の第２素線と異なる方向に撚り合わされて設けられる複数の第３素線と、
を有し、
前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のそれぞれは、前記第１素線側に凹に湾曲した内周面と、前記第１素線の径方向に前記内周面と反対側に凸に湾曲した外周面と、を有し、
前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のニッキング数は、前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線と前記複数の第３素線との交差箇所数に対して２０％以下である。
この構成によれば、絶縁電線の導体が断線するまでの寿命を長くすることができる。

［２］上記［１］に記載の絶縁電線において、
前記複数の第２素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積に対する、前記複数の第３素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積の比率は、０．９以上１．１以下である。
この構成によれば、第２素線の異形圧縮に用いる円形素線と同一の円形素線を用いて、第３素線を異形圧縮することができる。

［３］上記［１］に記載の絶縁電線において、
前記複数の第３素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積は、前記複数の第２素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積よりも大きい。
この構成によれば、第３素線において、確実に第２素線よりも先にクラックを生じさせることができる。

［４］上記［１］に記載の絶縁電線において、
前記複数の第３素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積は、前記複数の第２素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積よりも小さい。
この構成によれば、第３素線において、第２素線よりもクラックを生じ難くすることができる。

［５］上記［１］に記載の絶縁電線において、
前記複数の第３素線のそれぞれは、前記複数の第２素線のそれぞれよりも先にクラックが生じるよう構成される。
この構成によれば、絶縁電線が断線に至る前に、絶縁電線の断線のおそれを確実に把握することが可能となる。

［６］上記［１］から［５］のいずれか１つに記載の絶縁電線において、
前記複数の第３素線の撚りピッチは、前記複数の第２素線の撚りピッチよりも長い。
この構成によれば、ニッキングの発生を抑制することができる。

［７］上記［６］に記載の絶縁電線において、
前記複数の第２素線の撚りピッチに対する前記複数の第３素線の撚りピッチの比率は、１超３以下である。
この構成によれば、ニッキングの発生を抑制することができる。

［８］本開示の他の態様に係る絶縁電線の製造方法は、
導体を形成する工程と、
前記導体の外周を覆うように絶縁層を形成する工程と、
を有する絶縁電線の製造方法であって、
前記導体を形成する工程は、
第１素線を中心に配置しながら、該第１素線の外側に複数の第２素線を撚り合せる工程と、
前記複数の第２素線の外側に、前記複数の第２素線と異なる方向に複数の第３素線を撚り合せる工程と、
を有し、
前記複数の第２素線を撚り合せる工程および前記複数の第３素線を撚り合せる工程では、
前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のそれぞれの素線に、前記第１素線側に凹に湾曲した内周面と、前記第１素線の径方向に前記内周面と反対側に凸に湾曲した外周面と、が形成されるよう、該素線を予め異形圧縮した状態で、前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のそれぞれを撚り合わせ、
前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のニッキング数を、前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線と前記複数の第３素線との交差箇所数に対して２０％以下とする。
この構成によれば、絶縁電線の導体が断線するまでの寿命を長くすることができる。

［本開示の実施形態の詳細］
次に、本開示の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜本開示の一実施形態＞
（１）絶縁電線
本開示の一実施形態に係る絶縁電線について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る絶縁電線の軸方向と直交する断面図である。

図１に示すように、本実施形態の絶縁電線１０は、屋外配電用の電線として用いられるよう構成され、例えば、中心側から外側に向けて、導体２００、絶縁層（絶縁体、絶縁被覆層）３００を有している。

以下、絶縁電線１０等の「軸方向」とは、絶縁電線１０等の中心軸に沿った方向のことをいい、場合によっては「長手方向」と言い換えることができる。また、絶縁電線１０等の「径方向」とは、絶縁電線１０等の軸方向に垂直な方向のことをいい、場合によっては絶縁電線１０等の短手方向と言い換えることができる。また、絶縁電線１０等の「周方向」とは、絶縁電線１０等の外周に沿った方向のことをいう。

導体２００は、複数の素線１００を撚り合わせて設けられている。導体２００は、例えば、硬銅線、硬銅撚り線、硬アルミ撚り線、鋼心アルミ撚り線（ＡＣＳＲ）等のうちいずれかにより構成されている。本実施形態では、導体２００は、例えば、アルミ覆鋼心アルミ撚り線（ＡＣＳＲ／ＡＣ）により構成されている。導体２００については、詳細を後述する。

絶縁層３００は、例えば、導体２００の外周を覆うように設けられている。絶縁層３００は、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、エチレンプロピレンゴム等の少なくともいずれかからなっている。本実施形態では、絶縁層３００は、例えば、架橋ポリエチレンからなっている。

なお、絶縁層３００は、例えば、風圧荷重を低減するよう、凹凸を外周面に有していても良い。

（具体的寸法等）
上述のように構成される本実施形態の絶縁電線１０の公称電圧は、例えば、６００Ｖ以上３３ｋＶ以下であり、好ましくは、６６００Ｖ以上３３ｋＶ以下である。絶縁電線１０の導体２００の公称断面積は、例えば、１２ｍｍ^２（直径４ｍｍ）以上５００ｍｍ^２以下であり、好ましくは、３２ｍｍ^２以上２４０ｍｍ^２以下である。なお、上記公称電圧、公称断面積等は一例であって、本実施形態はこの範囲に限定されない。

（２）導体
本実施形態の導体２００は、例えば、いわゆる同心撚りにより構成され、該導体２００の径方向に同心円状に積層される複数の素線層（２１０～２３０）を有している。具体的には、導体２００は、例えば、中心側から外側に向けて、第１素線層（中心素線層）２１０と、第２素線層（内側素線層）２２０と、第３素線層（外側素線層）２３０と、を有している。

例えば、第１素線層２１０は第１素線（中心素線）１１０を有し、第２素線層２２０は複数の第２素線（内層素線）１２０を有し、第３素線層２３０は複数の第３素線（外層素線）１３０を有している。なお、以下において、第１素線１１０、第２素線１２０および第３素線１３０を総称して、「素線１００」ということがある。

本実施形態では、導体２００を構成する素線１００の総本数は、例えば、１９本である。また、例えば、第１素線１１０の本数は１本であり、第２素線１２０の本数は６本であり、第３素線１３０の本数は１２本である。

第１素線層２１０を構成する第１素線１１０は、例えば、導体２００の中心に配置されている。第１素線１１０は、例えば、硬銅線、硬アルミ線、亜鉛メッキ鋼線、またはアルミ覆鋼線（ＡＣ線）により構成されている。

第２素線層２２０は、例えば、第１素線１１０の外周に隣接し、第１素線１１０の外周を囲むように設けられている。また、第２素線層２２０を構成する複数の第２素線１２０は、例えば、第１素線１１０の外側に撚り合わされて設けられている。第２素線１２０の撚り方向は、例えば、左撚り（Ｚ撚り）である。第２素線１２０は、例えば、アルミ線またはアルミ合金線により構成されている。

第３素線層２３０は、例えば、第２素線層２２０の外周に隣接し、第２素線層２２０の外周を囲むように設けられている。第３素線層２３０を構成する複数の第３素線１３０は、例えば、複数の第２素線１２０の外側に、該複数の第２素線１２０と異なる方向に撚り合わされて設けられている。第３素線１３０の撚り方向は、例えば、右撚り（Ｓ撚り）である。第３素線１３０は、例えば、第２素線１２０と同様の材料により構成されている。

なお、本実施形態では、例えば、第３素線層２３０が導体２００の最外層を構成している。

なお、各素線１００の間には、例えば、水密材が充填されていてもよい。

ここで、本実施形態の導体２００は、断面が円形となるように成形されている。これにより、絶縁電線１０における導体２００の占積率を向上させることができる。導体２００の占積率を向上させることで、導体が圧縮されておらず該導体の断面積が本実施形態の導体と等しい絶縁電線と比較して、絶縁電線１０の外径を小さくすることができる。その結果、絶縁電線１０の風圧荷重を低減することができる。

本実施形態では、導体２００の断面が円形となっているが、従来のように複数の素線を一括して円形に圧縮する円形圧縮は行われておらず、第２素線１２０および第３素線１３０のそれぞれは、予め異形圧縮された状態で撚り合わせられている。なお、ここでいう「異形圧縮」とは、断面が円形と異なる形状となるように圧縮されることをいう。

具体的には、本実施形態では、第２素線１２０は、例えば、略扇形（セグメント形）に異形圧縮されている。第２素線１２０は、例えば、内周面１２２と、外周面１２４と、側面１２６と、を有している。

内周面１２２は、例えば、第１素線１１０側に凹となるように略円弧状に湾曲している。一方で、外周面１２４は、例えば、第１素線１１０の径方向に内周面１２２と反対側に凸となるように略円弧状に湾曲している。一対の側面１２６は、それぞれ、内周面１２２と外周面１２４とを繋ぐように設けられている。なお、内周面１２２と側面１２６との接続部、外周面１２４と側面１２６との接続部は、例えば、Ｒ形状（略円弧形状）となっている。

第２素線１２０を構成する各側面１２６は、第１素線１１０の径方向（絶縁電線１０の径方向）に沿うように配置されている。複数の第２素線１２０は、互いに側面１２６で接して第１素線１１０の周方向（絶縁電線１０の周方向）に並べられている。これにより、複数の第２素線１２０は、絶縁電線１０の軸方向から見て、第１素線１１０の外周を囲むように、円環状に構成されている。また、複数の第２素線１２０のそれぞれの内周面１２２および外周面１２４は、絶縁電線１０の軸方向から見て、第１素線１１０の中心軸を中心とする同心円を構成している。第２素線１２０の内周面１２２は、第１素線１１０の外周面に対して面接触し、一方で、第２素線１２０の外周面１２４は、後述の第３素線１３０の内周面１３２に対して面接触している。

また、本実施形態では、第３素線１３０も、第２素線１２０と同様に、例えば、略扇形に異形圧縮され、内周面１３２と、外周面１３４と、側面１３６と、を有している。複数の第３素線１３０は、互いに側面１３６で接して第１素線１１０の周方向（絶縁電線１０の周方向）に並べられている。これにより、複数の第３素線１３０は、絶縁電線１０の軸方向から見て、第１素線１１０の外周を囲むように、円環状に構成されている。第３素線１３０の内周面１３２は、第２素線１２０の外周面１２４に対して面接触している。これにより、第２素線１２０と第３素線１３０とが交差する箇所において、ニッキングの発生を抑制することができる。

本実施形態では、第２素線１２０と第３素線１３０とが交差する箇所において、ニッキングの発生が抑制されていることで、絶縁電線１０の単位長さ当たりの第２素線１２０および第３素線１３０のニッキング数（以下、「ニッキング率」ともいう）は、例えば、絶縁電線１０の単位長さ当たりの第２素線１２０と第３素線１３０との交差箇所数（以下、「素線交差率」ともいう）に対して、２０％以下、好ましくは１０％以下、より好ましくは０％となっている。

なお、ここでいう「ニッキング」とは、目視で分かる程度の塑性変形部のことを意味し、例えば、素線１００の外周面が素線１００の軸方向に０．０１ｍｍ以上に亘って凹み、該素線１００の外周面が素線１００の径方向に他の部分よりも最大で０．０１ｍｍ以上に凹んだ部分のことをいう。

また、第２素線１２０と第３素線１３０との所定の交差箇所において、第２素線１２０および第３素線１３０のうちのいずれか一方にニッキングが生じていた場合は、ニッキングが１箇所であると計測し、第２素線１２０および第３素線１３０のうちの両方にニッキングが生じていた場合は、ニッキングが２箇所であると計測する。

上述のニッキング率が素線交差率に対して２０％超であると、第３素線１３０でクラックが生じたときに、導体２００全体に亘ってクラックが早期に伝播し易くなる。これに対し、本実施形態では、上述のニッキング率を素線交差率に対して２０％以下とすることで、第３素線１３０でクラックが生じたとしても、導体２００全体に亘ってクラックが伝播することを抑制することができる。また、上述のニッキング率を素線交差率に対して１０％以下とすることで、導体２００全体に亘ってクラックが伝播することを安定的に抑制することができる。さらに、上述のニッキング率を素線交差率に対して０％とする、すなわち、ニッキングを無くすことで、導体２００全体に亘ってクラックが伝播することを確実に抑制することができる。

また、絶縁電線１０の単位長さ当たりの第２素線１２０と第３素線１３０との交差箇所数は、例えば、第２素線１２０の本数、第２素線１２０の撚りピッチ、第３素線１３０の本数、および第３素線１３０の撚りピッチに依存する。

ここで、第２素線１２０の撚りピッチが第３素線１３０の撚りピッチよりも長いほど、絶縁電線１０の単位長さ当たりの第２素線１２０と第３素線１３０との交差箇所数が減少する。しかしながら、第２素線１２０が硬くなり、曲げにくくなる。このため、絶縁電線１０をドラムに巻き付けるなどして屈曲させた場合に、曲げ難い第２素線１２０に対して第３素線１３０が当接する応力が大きくなる。その結果、第２素線１２０および第３素線１３０のうちのいずれか一方にニッキングが生じてしまう可能性がある。

これに対し、本実施形態では、第３素線１３０の撚りピッチは、例えば、第２素線１２０の撚りピッチよりも長い。これにより、第２素線１２０が硬くなることを抑制し、第２素線１２０を曲げ易くすることができる。例えば、絶縁電線１０をドラムに巻き付けるなどして屈曲させた場合に、第２素線１２０に対して第３素線１３０が当接する応力の増大を抑制することができる。その結果、第２素線１２０および第３素線１３０のうちのいずれか一方におけるニッキングの発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、第２素線１２０の撚りピッチに対する、第３素線１３０の撚りピッチの比率（以下、「第３素線１３０の撚りピッチ比率」ともいう）は、例えば、１超３以下である。第３素線１３０の撚りピッチ比率を１超とする（すなわち第３素線１３０の撚りピッチ＞第２素線１２０の撚りピッチとする）ことで、上述のように、第２素線１２０を曲げ易くし、ニッキングの発生を抑制することができる。一方で、第３素線１３０の撚りピッチ比率が３超であると、第２素線層２２０の目付（単位面積当たりの重量）が相対的に大きくなる。このため、第２素線層２２０における第２素線１２０の重量の増大に起因して、第２素線１２０が重力によって第３素線１３０に対して当接する応力が大きくなる。その結果、第２素線１２０および第３素線１３０のうちのいずれか一方にニッキングが生じてしまう可能性がある。これに対し、本実施形態では、第３素線１３０の撚りピッチ比率を３以下とすることで、第２素線層２２０の目付の相対的増加を抑制することができる。これにより、第２素線１２０が重力によって第３素線１３０に対して当接する応力の増大を抑制することができる。その結果、第２素線１２０および第３素線１３０のうちのいずれか一方におけるニッキングの発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、各第３素線１３０の軸方向に直交する断面積は、例えば、各第２素線１２０の軸方向に直交する断面積とほぼ等しくなっている。具体的には、各第２素線１２０の軸方向に直交する断面積に対する、各第３素線１３０の軸方向に直交する断面積の比率（以下、「第３素線１３０の断面積比率」ともいう）は、例えば、０．９以上１．１以下、好ましくは０．９５以上１．０５以下である。第３素線１３０の断面積比率が０．９未満であったり、１．１超であったりすると、第２素線１２０の異形圧縮に用いる円形素線（荒引線）と同一の円形素線を用いて、第３素線１３０を異形圧縮することが困難となる。これに対し、本実施形態では、第３素線１３０の断面積比率を０．９以上１．１以下とすることで、第２素線１２０の異形圧縮に用いる円形素線と同一の円形素線を用いて、第３素線１３０を異形圧縮することができる。さらに、第３素線１３０の断面積比率を０．９５以上１．０５以下とすることで、第２素線１２０の異形圧縮に用いる円形素線と同一の円形素線を用いて、過剰な圧力をかけずに、第３素線１３０を安定的に異形圧縮することができる。

（３）絶縁電線の製造方法
次に、図２を用い、本実施形態に係る絶縁電線１０の製造方法について説明する。図２は、本実施形態に係る絶縁電線の製造方法を示す概略図である。

（ステップ１：素線準備工程）
まず、ＡＣ線からなる第１素線１１０を準備する。また、第２素線１２０および第３素線１３０の形成に用いられるアルミ合金線からなる円形素線を準備する。

（ステップ２：導体形成工程）
次に、図２に示す撚線機４０を用い、導体２００を形成する。

本実施形態の撚線機４０は、例えば、第１ボビン（不図示）と、第２ボビン４１２と、ケージ４３２と、成形ダイス４４２と、絞りダイス４５２と、第３ボビン４１３と、ケージ４３３と、成形ダイス４４３と、絞りダイス４５３と、を有している。

第１ボビンは、例えば、第１素線１１０を巻回して保持している。第２ボビン４１２は、例えば、第２素線１２０の形成に用いられる円形素線を巻回して保持している。ケージ４３２は、例えば、ボビンサポート４２２により複数の第２ボビン４１２を保持している。第２ボビン４１２は、第１ボビンから送り出される第１素線１１０を中心軸として、複数の円形素線が周方向に等間隔で送り出されるようにケージ４３２内に配置されている。また、ケージ４３２は、第１素線１１０を中心軸として複数の第２ボビン４１２を周方向に回転可能に保持している。成形ダイス４４２は、例えば、円形素線を圧縮することで第２素線１２０に成形するよう構成されている。絞りダイス４５２は、例えば、第１素線１１０および複数の第２素線１２０を断面が円形となるように絞る（束ねる）よう構成されている。

第３ボビン４１３は、例えば、第３素線１３０の形成に用いられる円形素線を巻回して保持している。ケージ４３３は、例えば、第３ボビン４１３の個数および配置と、回転方向がケージ４３２と反対の方向である点と、を除いて、ケージ４３２と同様に構成されている。成形ダイス４４３は、例えば、円形素線を圧縮することで第３素線１３０に成形するよう構成されている。絞りダイス４５３は、例えば、第１素線１１０、複数の第２素線１２０および複数の第３素線１３０を断面が円形となるように絞る（束ねる）よう構成されている。

なお、本実施形態では、第３ボビン４１３が保持する円形素線は、例えば、第２ボビン４１２が保持する円形素線と同様に構成されている。

本実施形態では、例えば、上述の撚線機４０を用いて、以下のように導体２００を形成する。

まず、第１ボビンから第１素線１１０を送り出す。

第１素線１１０を送り出したら、第１素線１１０を中心に配置し、該第１素線１１０を中心軸としてケージ４３２を周方向に回転させながら、第２ボビン４１２から円形素線を送り出す。円形素線を送り出したら、各円形素線を成形ダイス４４２により略扇形に異形圧縮する。これにより、内周面１２２、外周面１２４および側面１２６を有する第２素線１２０を形成する。次に、第２素線１２０を予め異形圧縮した状態で、第１素線１１０および複数の第２素線１２０を絞りダイス４５２により絞ることで、第１素線１１０の外側に複数の第２素線１２０を撚り合せる。

第１素線１１０の外側に複数の第２素線１２０を撚り合わせたら、これらの素線群を中心に配置し、該素線群を中心軸としてケージ４３３を周方向に回転させながら、第３ボビン４１３から円形素線を送り出す。円形素線を送り出したら、各円形素線を成形ダイス４４３により略扇形に異形圧縮する。これにより、内周面１３２、外周面１３４および側面１３６を有する第３素線１３０を形成する。次に、第３素線１３０を予め異形圧縮した状態で、第１素線１１０、複数の第２素線１２０および複数の第３素線１３０を絞りダイス４５３により絞ることで、第２素線１２０の外側に複数の第３素線１３０を撚り合せる。

以上により、本実施形態の導体２００が形成される。導体２００が形成されたら、該導体２００をドラムに巻き取る。

なお、第１素線１１０の外側に複数の第２素線１２０を撚り合せるとき、第２素線１２０の外側に複数の第３素線１３０を撚り合せるとき、および導体２００を形成した後のうち少なくともいずれかのときに、素線１００間に所定の水密材を充填してもよい。

（ステップ３：絶縁層形成工程）
導体２００が形成されたら、ドラムから導体２００を送り出し、導体２００を軸方向に沿って搬送しながら、ポリエチレンを含む絶縁層用樹脂組成物が投入された絶縁層押出機に通過させる。これにより、導体２００の外周を覆うように絶縁層３００を押出成型し、絶縁層３００が未架橋な状態である絶縁電線中間体を形成する。

（ステップ４：架橋工程）
絶縁電線中間体を形成したら、所定の架橋方法により、絶縁層３００を架橋させる。

以上により、本実施形態の絶縁電線１０が製造される。

（４）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。

（ａ）本実施形態では、第２素線１２０および第３素線１３０のそれぞれは、予め略扇形に異形圧縮された状態で撚り合わせられている。これにより、第３素線１３０の内周面１３２を、第２素線１２０の外周面１２４に対して面接触させることができる。つまり、第３素線１３０が第２素線１２０に接触する面積を大きくすることができる。第３素線１３０の接触面積を大きくすることで、第２素線１２０のうち第３素線１３０と交差する箇所において、ニッキングの発生を抑制することができる。その結果、絶縁電線１０の単位長さ当たりの第２素線１２０および第３素線１３０のニッキング数を、絶縁電線１０の単位長さ当たりの第２素線１２０と第３素線１３０との交差箇所数に対して、２０％以下とすることができる。

（ｂ）本実施形態では、上述のニッキング率を素線交差率に対して２０％以下とすることで、第３素線１３０でクラックが生じたとしても、導体２００全体に亘ってクラックが早期に伝播することを抑制することができる。つまり、第３素線１３０でクラックが生じたとしても、導体２００を構成するいずれかの素線１００によって繋がった状態を維持することができる。これにより、絶縁電線１０の導体２００が断線するまでの寿命を長くすることができる。

（ｃ）本実施形態では、第２素線１２０および第３素線１３０のそれぞれが略扇形に異形圧縮されていることで、第２素線１２０同士を円環状にブリッジさせ、互いに側面１２６を介して支え合わせることができる。第３素線１３０同士についても、第２素線１２０同士と同様の効果を得ることができる。これにより、絶縁電線１０が屈曲したとしても、導体２００の形状を安定的に維持することができる。

（ｄ）本実施形態では、第３素線１３０の断面積比率を０．９以上１．１以下とすることで、第２素線１２０の異形圧縮に用いる円形素線と同一の円形素線を用いて、第３素線１３０を異形圧縮することができる。つまり、わざわざ直径が異なる円形素線を準備することを不要とすることができる。その結果、絶縁電線１０の製造コストを低減することができる。

（５）本実施形態の変形例
上述の実施形態は、必要に応じて、以下に示す変形例のように変更することができる。以下、上述の実施形態と異なる要素についてのみ説明し、上述の実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。

（５－１）変形例１
図３を用い、本実施形態の変形例１に係る絶縁電線１０について説明する。図３は、本実施形態の変形例１に係る絶縁電線の軸方向と直交する断面図である。

変形例１の絶縁電線１０では、第３素線１３０に係る態様が、上述の実施形態と異なっている。

本変形例では、各第３素線１３０の軸方向に直交する断面積は、例えば、各第２素線１２０の軸方向に直交する断面積よりも大きい。このため、本変形例での第３素線１３０の本数は、上述の実施形態での第３素線１３０の本数よりも少なく、例えば、９本である。これにより、絶縁電線１０が屈曲したときに、第３素線１３０の１本当たりが分担する応力を、第２素線１２０の１本当たりが分担する応力よりも大きくすることができる。その結果、第３素線１３０において、確実に第２素線１２０よりも先にクラックを生じさせることができる。

具体的には、各第２素線１２０の軸方向に直交する断面積に対する、各第３素線１３０の軸方向に直交する断面積の比率は、例えば、１．１超、好ましくは１．５以上である。第３素線１３０の断面積比率が１．１以下であると、第３素線１３０の１本当たりが分担する応力が、第２素線１２０の１本当たりが分担する応力以下となる可能性がある。これに対し、本実施形態では、第３素線１３０の断面積比率を１．１超とすることで、第３素線１３０と第２素線１２０との間で分担応力の差を充分に生じさせることができる。第３素線１３０の断面積比率を１．５以上とすることで、第３素線１３０と第２素線１２０との間で分担応力の差を大きくすることができる。

なお、本変形例における第３素線１３０の断面積比率の上限値は特に限定されるものではないが、第３素線１３０の撚線を容易に行う観点では、第３素線１３０の断面積比率は３以下であることが好ましい。

（効果）
変形例１では、上述のように、各第３素線１３０の軸方向に直交する断面積を、各第２素線１２０の軸方向に直交する断面積よりも大きくすることで、絶縁電線１０が屈曲したときに、第３素線１３０の１本当たりが分担する応力を、第２素線１２０の１本当たりが分担する応力よりも大きくすることができる。このような分担応力の差を生じさせることで、第３素線１３０において、確実に第２素線１２０よりも先にクラックを生じさせることができる。絶縁電線１０の外側に配置される第３素線１３０において先にクラックを生じさせることで、導体２００にクラックが生じたことを早期かつ容易に発見することができる。その結果、絶縁電線１０が断線に至る前に、絶縁電線１０の断線のおそれを確実に把握することが可能となる。

（５－２）変形例２
図４を用い、本実施形態の変形例２に係る絶縁電線１０について説明する。図４は、本実施形態の変形例２に係る絶縁電線の軸方向と直交する断面図である。

変形例２の絶縁電線１０では、第３素線１３０と第２素線１２０との大小関係が変形例１と反対となっている。

本変形例では、各第３素線１３０の軸方向に直交する断面積は、例えば、各第２素線１２０の軸方向に直交する断面積よりも小さい。このため、本変形例での第３素線１３０の本数は、上述の実施形態での第３素線１３０の本数よりも多く、例えば、１５本である。これにより、絶縁電線１０が屈曲したときに、第３素線１３０の１本当たりが分担する応力を、第２素線１２０の１本当たりが分担する応力よりも小さくすることができる。その結果、第３素線１３０において、第２素線１２０よりもクラックを生じ難くすることができる。

具体的には、各第２素線１２０の軸方向に直交する断面積に対する、各第３素線１３０の軸方向に直交する断面積の比率は、例えば、０．９未満、好ましくは０．６７以下である。第３素線１３０の断面積比率が０．９以上であると、第３素線１３０の１本当たりが分担する応力が、第２素線１２０の１本当たりが分担する応力以上となる可能性がある。これに対し、本実施形態では、第３素線１３０の断面積比率を０．９未満とすることで、第３素線１３０と第２素線１２０との間で分担応力の差を充分に生じさせることができる。第３素線１３０の断面積比率を０．６７以下とすることで、第３素線１３０と第２素線１２０との間で分担応力の差を大きくすることができる。

なお、本変形例における第３素線１３０の断面積比率の下限値は特に限定されるものではないが、第３素線１３０の撚線を容易に行う観点では、第３素線１３０の断面積比率は０．３３以上であることが好ましい。

（効果）
変形例１では、上述のように、各第３素線１３０の軸方向に直交する断面積を、各第２素線１２０の軸方向に直交する断面積よりも小さくすることで、絶縁電線１０が屈曲したときに、第３素線１３０の１本当たりが分担する応力を、第２素線１２０の１本当たりが分担する応力よりも小さくすることができる。このような分担応力の差を生じさせることで、第３素線１３０において、第２素線１２０よりもクラックを生じ難くすることができる。絶縁電線１０の外側に配置される第３素線１３０において大きな曲げ応力が印加される傾向にあるため、該第３素線１３０にクラックを生じ難くすることで、導体２００を断線し難くすることができる。その結果、絶縁電線１０の導体２００が断線するまでの寿命を安定的に長くすることができる。

＜本開示の他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態および変形例について具体的に説明したが、本開示は上述の実施形態および変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

上述の実施形態では、導体２００が第１素線層２１０、第２素線層２２０および第３素線層２３０により構成される場合について説明したが、導体２００は、３層より多い素線層を有していてもよい。すなわち、導体２００は、第３素線層の外側に、第４素線層、第５素線層等を有していてもよい。この場合、以下のように絶縁電線１０を構成すればよい。

例えば、中心素線よりも外側で中心素線の径方向に互いに隣接する２つの素線層は、内側の素線層で撚り合わされて設けられる複数の内層素線と、外側の素線層で、複数の内層素線と異なる方向に撚り合わされて設けられる複数の外層素線と、を有する。内層素線および外層素線は、上述の実施形態の第２素線および第３素線と同様に、略扇形に異形圧縮される。これにより、絶縁電線の単位長さ当たりの複数の内層素線および複数の外層素線のニッキング数を、絶縁電線の単位長さ当たりの複数の内層素線と複数の外層素線との交差箇所数に対して２０％以下とすることができる。その結果、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

上述の変形例１および２では、第２素線１２０の本数を固定し、第３素線１３０の本数を変更する場合について説明したが、第３素線１３０の本数を固定し、第２素線１２０の本数を変更してもよい。この場合においても、各第２素線１２０の軸方向に直交する断面積に対して、各第３素線１３０の軸方向に直交する断面積を異ならせることができる。

上述の変形例１では、各第３素線１３０の軸方向に直交する断面積を、各第２素線１２０の軸方向に直交する断面積よりも大きくすることで、第３素線１３０が、第２素線１２０よりも先にクラックが生じるよう構成される場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、各第２素線１２０の軸方向に直交する断面積に対する、各第３素線１３０の軸方向に直交する断面積の比率を０．９以上１．１以下とした場合であっても、第３素線１３０の硬さを、第２素線１２０の硬さよりも小さく（柔らかく）してもよい。これにより、第３素線１３０において、第２素線１２０よりも先にクラックを生じさせることができる。

＜本開示の好ましい態様＞
以下に、本開示の好ましい態様について付記する。

（付記１）
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を有する絶縁電線であって、
前記導体は、
該導体の中心に配置される第１素線と、
前記第１素線の外側に撚り合わされて設けられる複数の第２素線と、
前記複数の第２素線の外側に前記複数の第２素線と異なる方向に撚り合わされて設けられる複数の第３素線と、
を有し、
前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のそれぞれは、前記第１素線側に凹に湾曲した内周面と、前記第１素線の径方向に前記内周面と反対側に凸に湾曲した外周面と、を有し、
前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のニッキング数は、前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線と前記複数の第３素線との交差箇所数に対して２０％以下である
絶縁電線。

（付記２）
前記複数の第２素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積に対する、前記複数の第３素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積の比率は、０．９以上１．１以下である
付記１に記載の絶縁電線。

（付記３）
前記複数の第３素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積は、前記複数の第２素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積よりも大きい
付記１に記載の絶縁電線。

（付記４）
前記複数の第３素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積は、前記複数の第２素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積よりも小さい
付記１に記載の絶縁電線。

（付記５）
前記複数の第３素線のそれぞれは、前記複数の第２素線のそれぞれよりも先にクラックが生じるよう構成される
付記１に記載の絶縁電線。

（付記６）
前記複数の第３素線の撚りピッチは、前記複数の第２素線の撚りピッチよりも長い
付記１から付記５のいずれか１つに記載の絶縁電線。

（付記７）
前記複数の第２素線の撚りピッチに対する前記複数の第３素線の撚りピッチの比率は、１超３以下である
付記６に記載の絶縁電線。

（付記８）
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を有する絶縁電線であって、
前記導体は、
該導体の中心に配置される中心素線と、
前記中心素線よりも外側で該中心素線の径方向に積層される複数の素線層と、
を有し、
前記複数の素線層のうち、前記中心素線よりも外側で前記中心素線の径方向に互いに隣接する２つの素線層は、
内側の素線層で撚り合わされて設けられる複数の内層素線と、
外側の素線層で、前記複数の内層素線と異なる方向に撚り合わされて設けられる複数の外層素線と、
を有し、
前記複数の内層素線および前記複数の外層素線のそれぞれは、前記中心素線側に凹に湾曲した内周面と、前記中心素線の径方向に前記内周面と反対側に凸に湾曲した外周面と、を有し、
前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の内層素線および前記複数の外層素線のニッキング数は、前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の内層素線と前記複数の外層素線との交差箇所数に対して２０％以下である
絶縁電線。

（付記９）
導体を形成する工程と、
前記導体の外周を覆うように絶縁層を形成する工程と、
を有する絶縁電線の製造方法であって、
前記導体を形成する工程は、
第１素線を中心に配置しながら、該第１素線の外側に複数の第２素線を撚り合せる工程と、
前記複数の第２素線の外側に、前記複数の第２素線と異なる方向に複数の第３素線を撚り合せる工程と、
を有し、
前記複数の第２素線を撚り合せる工程および前記複数の第３素線を撚り合せる工程では、
前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のそれぞれの素線に、前記第１素線側に凹に湾曲した内周面と、前記第１素線の径方向に前記内周面と反対側に凸に湾曲した外周面と、が形成されるよう、該素線を予め異形圧縮した状態で、前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のそれぞれを撚り合わせ、
前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のニッキング数を、前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線と前記複数の第３素線との交差箇所数に対して２０％以下とする
絶縁電線の製造方法。

１０ 絶縁電線
４０ 撚線機
１００ 素線
１１０ 第１素線
１２０ 第２素線
１２２ 内周面
１２４ 外周面
１２６ 側面
１３０ 第３素線
１３２ 内周面
１３４ 外周面
１３６ 側面
２００ 導体
２１０ 第１素線層
２２０ 第２素線層
２３０ 第３素線層
３００ 絶縁層
４１２ 第２ボビン
４１３ 第３ボビン
４２２ ボビンサポート
４３２ ケージ
４３３ ケージ
４４２ 成形ダイス
４４３ 成形ダイス
４５２ 絞りダイス
４５３ 絞りダイス

Claims (8)

1. 導体と、
   前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
   を有する絶縁電線であって、
   前記導体は、
   該導体の中心に配置される第１素線と、
   前記第１素線の外側に撚り合わされて設けられる複数の第２素線と、
   前記複数の第２素線の外側に前記複数の第２素線と異なる方向に撚り合わされて設けられる複数の第３素線と、
   を有し、
   前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のそれぞれは、前記第１素線側に凹に湾曲した内周面と、前記第１素線の径方向に前記内周面と反対側に凸に湾曲した外周面と、を有し、
   前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のニッキング数は、前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線と前記複数の第３素線との交差箇所数に対して２０％以下である
   絶縁電線。
2. 前記複数の第２素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積に対する、前記複数の第３素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積の比率は、０．９以上１．１以下である
   請求項１に記載の絶縁電線。
3. 前記複数の第３素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積は、前記複数の第２素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積よりも大きい
   請求項１に記載の絶縁電線。
4. 前記複数の第３素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積は、前記複数の第２素線のそれぞれの軸方向に直交する断面積よりも小さい
   請求項１に記載の絶縁電線。
5. 前記複数の第３素線のそれぞれは、前記複数の第２素線のそれぞれよりも先にクラックが生じるよう構成される
   請求項１に記載の絶縁電線。
6. 前記複数の第３素線の撚りピッチは、前記複数の第２素線の撚りピッチよりも長い
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の絶縁電線。
7. 前記複数の第２素線の撚りピッチに対する前記複数の第３素線の撚りピッチの比率は、１超３以下である
   請求項６に記載の絶縁電線。
8. 導体を形成する工程と、
   前記導体の外周を覆うように絶縁層を形成する工程と、
   を有する絶縁電線の製造方法であって、
   前記導体を形成する工程は、
   第１素線を中心に配置しながら、該第１素線の外側に複数の第２素線を撚り合せる工程と、
   前記複数の第２素線の外側に、前記複数の第２素線と異なる方向に複数の第３素線を撚り合せる工程と、
   を有し、
   前記複数の第２素線を撚り合せる工程および前記複数の第３素線を撚り合せる工程では、
   前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のそれぞれの素線に、前記第１素線側に凹に湾曲した内周面と、前記第１素線の径方向に前記内周面と反対側に凸に湾曲した外周面と、が形成されるよう、該素線を予め異形圧縮した状態で、前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のそれぞれを撚り合わせ、
   前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線および前記複数の第３素線のニッキング数を、前記絶縁電線の単位長さ当たりの前記複数の第２素線と前記複数の第３素線との交差箇所数に対して２０％以下とする
   絶縁電線の製造方法。

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