JPWO2010038269A1 - 電線保持具および電線結束構造 - Google Patents

Abstract

電線の結束作業に要する工数の低減を可能とする電線保持具（１）を提供する。電線保持具（１）は、複数本の電線を結束する際に電線の相対的な位置合わせを行なう電線保持具（１）であって、回転対称に形成されており、回転対称軸である軸線Ｏに直交する方向に立設され軸線Ｏに沿って延在する、複数の壁部（１１，２１，３１）を備える。対向する壁部（１１，２１，３１）の間には、電線を保持するための断面円弧形状の凹部（４１，５１，６１）が形成されている。凹部（４１，５１，６１）の差し渡し寸法は、電線の直径の８５％以上である。電線を凹部（４１，５１，６１）に嵌入させて回転対称軸に沿うように配置させることにより電線の位置合わせを可能とする。

Description

本発明は、電線保持具および電線結束構造に関し、特に、電力変換装置などに用いられる高圧電線の保持具および結束構造に関する。

従来、１本の布設管内に多数のケーブルを挿通するためのスペーサが、たとえば、特開２００３−２８４２１６号公報（特許文献１）に開示されている。
特開２００３−２８４２１６号公報

電力変換装置における主サイリスタ素子のスナバ回路配線では、サージ電圧を抑制するために、サージ電圧の発生要因の一つである配線のインダクタンスを小さくする必要がある。インダクタンスを小さくするために、従来、スナバ回路で電流の流れる方向の違う電線同士を、相互に結束している。

スナバ回路配線を結束する場合、高電圧に対する絶縁強度を損なわないように、被覆を傷付けずに結束する必要がある。そのため従来、ガラステープを各電線一本一本の結束部分に巻き保護した上で、市販の結束用バンドで電線を結束している。このように電線を結束する作業工程が多く、電力変換装置の配線作業の作業効率の向上が困難であるという問題があった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、電線の結束作業に要する工数の低減を可能とする電線保持具および電線結束構造を提供することである。

本発明に係る電線保持具は、複数本の電線を結束する際に電線の相対的な位置合わせを行なう電線保持具であって、複数の壁部を備える。壁部は、回転対称に形成されており、回転対称軸に直交する方向に立設され、回転対称軸に沿って延在する。対向する壁部の間には、電線を保持するための断面円弧形状の凹部が形成されている。凹部の差し渡し寸法は、電線の直径の８５％以上である。電線を凹部に嵌入させて回転対称軸に沿うように配置させることにより、電線の位置合わせを可能とする。

ここで回転対称とは、図形を特徴付ける対称性の一群である。ｎを２以上の整数とし、ある中心（２次元図形の場合）または軸（３次元図形の場合）の周りを（３６０／ｎ）°回転させると自らと重なる性質を、ｎ回対称、またはｎ相対称、（３６０／ｎ）°対称などという。たとえば、ｎ＝３の場合、１２０°回転させると自らと重なる３回対称となる。回転対称軸とは、回転対称な３次元図形が自らと重なる図形となるように回転させる場合の、回転中心とする軸をいう。つまり、ある図形を回転対称軸を中心に（３６０／ｎ）°回転したとき、最初の位置の図形と自己同一になる。

また断面円弧形状とは、所定の切断線に沿って部材を断面視した場合に、当該部の断面形状が円弧形状を描くように、当該部が形成されていることをいう。また、差し渡し寸法とは、円形に対する直径、正方形に対する一辺の長さなど、ある図形の重心を通過し、当該図形の外郭形状によって切り取られてできる線分のうち最小の長さのものをいう。本明細書では、断面円弧形状の凹部の当該断面における相対する開口端同士を結ぶ線分（つまり、円弧の両端の直線距離）の長さを、凹部の差し渡し寸法と称する。

上記電線保持具において、凹部は、円弧角が１５０°以上２１０°以下である断面円弧形状に形成されていてもよい。ここで円弧角とは、円弧の中心と円弧の２箇所の端部とを結ぶ２本の線分が交差して形成する角度をいう。

上記電線保持具において、壁部は、２つの隣接する凹部の円弧形状の中心同士を結ぶ直線と交差する箇所において、凹部の円弧形状の半径の１／２以下の壁厚を有していてもよい。

本発明に係る電線結束構造は、上記のいずれかの局面の電線保持具と、凹部に嵌入された複数本の電線と、複数の壁部の先端部に接触するように電線保持具の周囲を取り囲んで配設され、電線を結束するバンド状結束具と、を備える。

本発明の電線保持具および電線結束構造によると、複数本の電線を結束する際に、ガラステープを電線の一本一本に巻く作業を省略することができるので、電線の結束作業に要する工数を大幅に低減することができる。

実施の形態１の電線保持具を示す斜視図である。 図１に示す電線保持具の正面図である。 図１に示す電線保持具の側面図である。 電線保持具を用いて電線を結束する第一の過程を示す斜視図である。 電線保持具を用いて電線を結束する第二の過程を示す斜視図である。 電線保持具を用いて電線を結束する第三の過程を示す斜視図である。 実施の形態２の電線保持具を示す斜視図である。 図７に示す電線保持具の正面図である。

符号の説明

１，１０１ 電線保持具、１１，２１，３１，１１１，１２１，１３１，１４１ 壁部、１２，２２，３２ 厚肉部、１３，２３，３３，１４３ 薄肉部、１４，２４，３４ 先端部、１５ 基部、４１，５１，６１，１５１，１６１，１７１，１８１ 凹部、４２，５２，６２，１５２，１６２，１７２，１８２ 円弧部、４３，４４，５３，５４，１５３，１５４，１６３，１６４ 開口端部、９０ 電線、９１ 導電部、９２ 絶縁部、９９ 結束具、Ｃ 中心点、Ｌ 差し渡し寸法、Ｏ 軸線、ｒ 半径、ｔ 壁厚、θ 円弧角。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の電線保持具を示す斜視図である。図２は、図１に示す電線保持具の正面図である。図３は、図１に示す電線保持具の側面図である。なお、図２は図１に示す矢印ＩＩ方向から電線保持具を見た図であり、図３は図１に示す矢印ＩＩＩ方向から電線保持具を見た図である。図１〜図３を参照して、実施の形態１に係る電線保持具１の構成を説明する。

図１〜図３に示すように、電線保持具１は３つの壁部１１，２１，３１を備えており、壁部１１，２１，３１は、軸線Ｏを回転中心軸とする回転対称に形成されている。壁部１１，２１，３１はそれぞれ、軸線Ｏに直交する方向に立設されており、かつ軸線Ｏに沿うＤＲ１方向に延在している。電線保持具１を軸線Ｏに直交する切断線に沿って断面視した場合、すなわち図２に示すようにＤＲ１方向に沿って電線保持具１を見た場合に、相対的に厚みの大きい厚肉部１２，２２，３２と、相対的に厚みの小さい薄肉部１３，２３，３３を有するように、壁部１１，２１，３１は形成されている。

壁部１１，２１，３１は、軸線Ｏから離れる部位である先端部１４，２４，３４側に厚肉部１２，２２，３２を有している。厚肉部１２，２２，３２の、薄肉部１３，２３，３３と連結される側と反対側の端部に、先端部１４，２４，３４が形成されている。先端部１４，２４，３４は、断面円弧形状に形成されている。先端部１４，２４，３４は、円柱面の一部の形状に形成されている。軸線Ｏ近傍の基部１５において、３つの壁部１１，２１，３１は一体に結合している。壁部１１，２１，３１は、基部１５に近接する側に薄肉部１３，２３，３３を有している。

壁部１１，２１，３１が厚肉部１２，２２，３２および薄肉部１３，２３，３３を有しているために、対向する壁部１１，２１の間に凹部４１が形成され、壁部２１，３１間に凹部５１が形成され、壁部３１，１１間に凹部６１が形成されている。壁部１１，２１には、壁部１１と壁部２１とが相対向する対向面に亘って、薄肉部１３，２３に囲まれる凹部４１が形成されている。壁部２１，３１には、壁部２１と壁部３１とが相対向する対向面に亘って、薄肉部２３，３３に囲まれる凹部５１が形成されている。壁部３１，１１には、壁部３１と壁部１１とが相対向する対向面に亘って、薄肉部３３，１３に囲まれる凹部６１が形成されている。

凹部４１，５１，６１は、壁部１１，２１，３１の薄肉部１３，２３，３３に相当する位置に形成されている。壁部１１，２１，３１の一部が窪んで凹部４１，５１，６１が形成されていることにより、壁厚の薄い薄肉部１３，２３，３３が形成されている。壁部１１，２１，３１の壁厚が薄肉部１３，２３，３３において相対的に小さくなっているために、壁部１１，２１，３１の表面が窪んだ凹部４１，５１，６１が形成されている。

凹部４１，５１，６１の形状に関する特徴について、図２を参照して説明する。図２に示すように、断面円弧形状に形成された円弧部４２，５２，６２が、凹部４１，５１，６１の底面を形成している。図２に示すように電線保持具１を正面視した場合、また図示しない軸線Ｏに直交する切断線に沿って電線保持具１を断面視した場合において、凹部４１，５１，６１の底面は円弧形状に形成されている。開口端部４３，４４が円弧部４２の円弧形状の両端を形成しており、開口端部５３，５４が円弧部５２の円弧形状の両端を形成している。

断面円弧形状の凹部４１の当該断面における相対する開口端部４３，４４同士を結ぶ線分（つまり、円弧部４２の円弧形状の両端である開口端部４３，４４間の直線距離）の長さを、凹部４１の差し渡し寸法Ｌとする。この凹部４１（５１，６１）の差し渡し寸法Ｌが、電線保持具１によって保持される電線の直径の８５％以上となるように、凹部４１，５１，６１は形成される。凹部４１，５１，６１の差し渡し寸法Ｌが電線の直径に対して小さすぎると、電線を凹部４１，５１，６１に嵌入させる作業効率が低下する。そこで、凹部４１，５１，６１の差し渡し寸法Ｌを電線の直径の８５％以上とすることにより、複数本の電線を結束する際の作業効率を向上させることができる。

一方、凹部４１，５１，６１の差し渡し寸法Ｌが大きすぎると、凹部４１，５１，６１内で電線の位置が安定せず、電線を結束する際の電線保持具１に対する電線の相対的な位置合わせが困難となる。そこで、凹部４１，５１，６１の差し渡し寸法Ｌを電線の直径の１１５％以下とすることにより、より効率的に複数本の電線を結束する際の電線の相対的な位置合わせを行なうことができる。

また、円弧部４２，５２，６２の円弧形状の中心をなす点を、中心点Ｃとする。凹部５１の円弧形状の中心点Ｃと、円弧部５２の２箇所の端部である開口端部５３，５４とを結ぶ２本の線分が、中心点Ｃにおいて交差して形成する角度を、円弧角θとする。この凹部５１（４１，６１）の円弧角θが、１５０°以上２１０°以上であるような円弧形状を有するように、凹部４１，５１，６１は形成される。

円弧角θが小さすぎると、電線に対して対向する円弧部４２，５２，６２の表面積が小さくなり、電線の相対的な位置合わせが困難になる。一方円弧角θが大きすぎると、凹部４１，５１，６１が外部に対し開口する開口部が小さくなるので、凹部４１，５１，６１への電線の嵌入作業が困難になる。そこで、凹部４１，５１，６１の底面を形成する円弧部４２，５２，６２を、円弧角θが１５０°以上２１０°以上である円弧形状とするように、凹部４１，５１，６１を形成することによって、複数本の電線を結束する際の作業効率を向上させることができる。

また、２つの隣接する凹部である凹部４１，６１の底面をなす円弧部４２，５２の、円弧形状の中心点Ｃ同士を結ぶ直線（図２中に二点鎖線で図示）を考える。この直線は壁部１１と交差している。壁部１１の両側面には凹部４１，６１が形成されており、円弧部４２，５２の中心点Ｃを結ぶ直線は、壁部１１の薄肉部１３と交差する。上記直線と交差する箇所において、壁部１１は、壁厚ｔを有している。また、凹部６１の円弧部６２は、半径ｒを有する円弧形状に形成されている。この壁部１１（２１，３１）の壁厚ｔを、円弧部６２（４２，５２）の円弧形状の半径ｒの１／２以下とするように、壁部１１，２１，３１は形成される。

電線保持具１に保持された状態の複数本の電線間の距離が小さいほど電線のインダクタンスが低減できるので、壁厚ｔを半径ｒの１／２以下とすることによって、より効果的にインダクタンスを低減することができる。一方、壁厚ｔを小さくしすぎると電線保持具１の製造が困難となり、また電線保持具１の強度が低下するので、壁厚ｔの下限値を半径ｒの１／４以上と定めることができる。

以上のような構成を有する電線保持具１を用いて、複数本の電線を結束する結束方法について説明する。図４〜図６は、電線保持具を用いて電線を結束する過程を示す斜視図である。結束される電線９０は、被覆電線であって、金属に代表される電気伝導率の高い材料により形成される長尺線状の導電部９１の回りに、樹脂に代表される絶縁性材料により形成される断面円環形状の絶縁部９２が設けられている。絶縁部９２は、導電部９１の周囲を被覆している。

実施の形態１の電線保持具１は、３つの壁部１１，２１，３１を備えており、隣接する２つの壁部の間の、隣接する２つの壁部の相対向する対向面に亘って、電線９０を保持するための３つの凹部４１，５１，６１が形成されている。この電線保持具１によって、３本の電線９０を相対的に位置合わせして結束することができる。

電線保持具１を用いて３本の電線を結束する場合、まず図４に示すように、電線保持具１および３本の電線９０を準備する。続いて図５に示すように、凹部４１，５１，６１にそれぞれ電線９０を嵌入させる。このとき電線９０は、電線保持具１の回転対称軸である軸線Ｏに沿うように配置される。電線９０の断面形状は円形であって、絶縁部９２の外周形状は円形であるので、電線９０は、断面円弧形状の円弧部４２，５２，６２を底面とする凹部４１，５１，６１の内部に収容される。電線９０の外周面が円弧部４２，５２，６２に対向して、電線９０は凹部４１，５１，６１の内部に配置される。このようにして、電線９０同士の相対的な位置合わせが可能とされている。

続いて図６に示すように、電線保持具１および凹部４１，５１，６１内に嵌入された３本の電線の周囲を、たとえば樹脂製の結束バンドなどのバンド状の結束具９９で取り囲み、電線９０を結束する。結束具９９は、３つの壁部１１，２１，３１の先端部１４，２４，３４に接触するように、電線保持具１の周囲を取り囲んで配設される。結束具９９を用いて電線９０を結束することにより、電線９０が電線保持具１に対して固定され、図６に示す電線結束構造を得ることができる。

図６に示す実施の形態１の電線結束構造は、電線保持具１と、電線保持具１の凹部４１，５１，６１に嵌入された３本の電線９０と、壁部１１，２１，３１の先端部１４，２４，３４に接触するように電線保持具１の周囲を取り囲んで配設され電線９０を結束するバンド状の結束具９９とを備える。この電線結束構造によると、電線保持具１の凹部４１，５１，６１に電線９０を嵌入して電線９０同士の相対的な位置合わせを容易に行なうことができるので、電線９０の結束作業の作業効率を向上でき、結束作業に要する工数を低減することができる。

バンド状の結束具９９は、壁部１１，２１，３１の先端部１４，２４，３４に接触して電線９０を結束しているので、ガラステープで電線を巻く従来の電線結束構造と同様に、電線９０を傷つけることなく結束することができる。ガラステープを各電線に巻く場合、結束具９９により結束される部位をあわせてガラステープの巻き位置を決定する必要があり、高品質な結束構造を得るためには結束作業を行なう作業者の熟練が必要であった。これに対し、本実施の形態の電線結束構造では、電線保持具１の凹部４１，５１，６１に電線９０を組付ける簡単な作業によって、電線９０同士の相対的な位置合わせを容易に行なうことができる。したがって、作業者を選ばずとも、電線結束構造の品質の均一性を向上させることができる。

１ｋＶ以上の電圧を印加する場合、サージ電圧の抑制のために電線のインダクタンスを低減することが一層重要視される。特に、３ｋＶ程度の電圧を印加する場合、コロナの発生が懸念されるので、電線のインダクタンスの低減は必須である。実施の形態１の電線結束構造により高圧電線を結束すると、結束される高圧電線同士を近接させて結束することが容易に可能であり、サージ電圧を容易に低減することができる。つまり、結束される電線９０が１ｋＶ以上の電圧を印加する高圧電線であれば、より好適に本実施の形態の電線結束構造を用いることができる。

（実施の形態２）
図７は、実施の形態２の電線保持具を示す斜視図である。図８は、図７に示す電線保持具の正面図である。図７および図８に示す実施の形態２の電線保持具１０１は、４つの壁部１１１，１２１，１３１，１４１を備え、４本の電線を結束可能である点で、実施の形態１の電線３本用の電線保持具１と異なっている。

実施の形態１と同様に、実施の形態２の壁部１１１，１２１，１３１，１４１は、回転対称に形成されており、回転対称軸である軸線Ｏに直交する方向に立設されており、軸線Ｏに沿って延在する。対向する壁部１１１，１２１，１３１，１４１の間には、電線を保持するための断面円弧形状の凹部１５１，１６１，１７１，１８１が形成されている。凹部１５１，１６１，１７１，１８１の底面は、円弧形状の円弧部１５２，１６２，１７２，１８２により形成されている。

凹部１５１，１６１，１７１，１８１の差し渡し寸法Ｌ（つまり、円弧部１５２の円弧形状の両端である開口端部１５３，１５４間の直線距離）は、電線の直径の８５％以上である。凹部１５１，１６１，１７１，１８１は、凹部１６１の円弧形状の中心点Ｃと、円弧部１６２の２箇所の端部である開口端部１６３，１６４とを結ぶ２本の線分が形成する角度である円弧角θが、１５０°以上２１０°以下である断面円弧形状に形成されている。

壁部１１１，１２１，１３１，１４１は、２つの隣接する凹部１５１，１６１，１７１，１８１の円弧形状の中心点Ｃ同士を結ぶ直線と交差する箇所、たとえば壁部１４１の薄肉部１４３において、凹部１５１，１６１，１７１，１８１の円弧形状の半径ｒの１／２以下の壁厚ｔを有する。

複数本の電線を結束する際に、実施の形態２の電線保持具１０１を用いて、複数本の電線を凹部１５１，１６１，１７１，１８１に嵌入させて軸線Ｏに沿うように配置させることにより、電線の相対的な位置合わせを容易に行なうことができる。したがって、複数本の電線を結束する際に、ガラステープを電線の一本一本に巻く作業を省略することができるので、作業効率を向上させることができ、電線の結束作業に要する工数を大幅に低減することができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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。

本発明の電線保持具および電線結束構造は、電力変換装置などに用いられる高圧電線の保持具および結束構造に、特に有利に適用され得る。

Claims (4)

1. 複数本の電線（９０）を結束する際に前記電線（９０）の相対的な位置合わせを行なう電線保持具（１）であって、
   回転対称に形成されており、回転対称軸に直交する方向に立設され前記回転対称軸に沿って延在する、複数の壁部（１１，２１，３１）を備え、
   対向する前記壁部（１１，２１，３１）の間には、前記電線（９０）を保持するための断面円弧形状の凹部（４１，５１，６１）が形成されており、
   前記凹部（４１，５１，６１）の差し渡し寸法は、前記電線の直径の８５％以上であって、
   前記電線（９０）を前記凹部（４１，５１，６１）に嵌入させて前記回転対称軸に沿うように配置させることにより前記電線（９０）の位置合わせを可能とする、電線保持具（１）。
2. 前記凹部（４１，５１，６１）は、円弧角が１５０°以上２１０°以下である断面円弧形状に形成されている、請求の範囲第１項に記載の電線保持具（１）。
3. 前記壁部（１１，２１，３１）は、２つの隣接する前記凹部（４１，５１，６１）の円弧形状の中心同士を結ぶ直線と交差する箇所において、前記凹部（４１，５１，６１）の円弧形状の半径の１／２以下の壁厚を有する、請求の範囲第１項に記載の電線保持具（１）。
4. 請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の電線保持具（１）と、
   前記凹部（４１，５１，６１）に嵌入された複数本の電線（９０）と、
   複数の前記壁部（１１，２１，３１）の先端部（１４，２４，３４）に接触するように前記電線保持具（１）の周囲を取り囲んで配設され、前記電線（９０）を結束するバンド状結束具（９９）と、を備える、電線結束構造。

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