TW202125533A - 電絕緣電纜 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種確保空間距離,且輕量性優異之電絕緣電纜。
本發明之電絕緣電纜具有:
導體、及
絕緣層,其覆蓋上述導體且外表面露出;且
上述絕緣層含有空隙,
於與上述導體之長度方向垂直之剖面,上述空隙中位於最靠近上述導體側的最內位置空隙與上述導體之外周之間的區域即第1充實部之厚度之平均值為0.02 mm以上且0.15 mm以下。
Description
本發明係關於一種電絕緣電纜。
本申請案係主張基於2019年12月26日提出申請之日本專利申請案第2019-237286號之優先權,並引用上述日本專利申請案中所記載之所有記載內容。
專利文獻1中揭示有一種絕緣電線,其特徵在於:於導體之外周上具有由含有規定成分之聚氯乙烯樹脂組合物構成之絕緣層。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-133856號公報
[發明所欲解決之課題]
例如於國際標準IEC62368-1等中,針對各種電氣機器類,規定了根據施加於導電部之電壓而應自該導電部採取之規定之空間距離。所謂空間距離,係指通過空氣測定之2個導電部之間之最短距離、或導電部與機器之可觸面之間之最短距離。
因此,為了能確實地確保空間距離,對於電絕緣電纜,有時會要求覆蓋導體之絕緣層具有標準中所規定之空間距離以上之厚度。然而,若使絕緣層之厚度增厚,則存在以下問題:電絕緣電纜變重,操作性下降,或設置場所受限制等。
因此,本發明之目的在於:提供一種確保空間距離,且輕量性優異之電絕緣電纜。
[解決課題之技術手段]
本發明之電絕緣電纜具有:
導體、及
絕緣層,其覆蓋上述導體,且外表面露出;且
上述絕緣層含有空隙,
於與上述導體之長度方向垂直之剖面,上述空隙中位於最靠近上述導體側的最內位置空隙與上述導體之外周之間的區域即第1充實部之厚度之平均值為0.02 mm以上且0.15 mm以下。
[發明之效果]
根據本發明,可提供一種確保空間距離,且輕量性優異之電絕緣電纜。
以下,對實施方式進行說明。
[本發明之實施方式之說明]
首先,列出本發明之實施方式進行說明。以下說明中,對於同一或對應之要素附上同一符號,對於該等要素,不會重複進行相同之說明。
(1)本發明之一實施方式之電絕緣電纜具有:
導體、及
絕緣層,其覆蓋上述導體,且外表面露出;且
上述絕緣層含有空隙,
於與上述導體之長度方向垂直之剖面,上述空隙中位於最靠近上述導體側的最內位置空隙與上述導體之外周之間的區域即第1充實部之厚度之平均值為0.02 mm以上且0.15 mm以下。
本發明之發明人對確保空間距離且具有輕量性之電絕緣電纜進行了努力研究。其結果發現:藉由使用含有空隙之絕緣層,即便於為了確保空間距離而使絕緣層變厚之情形時,亦可抑制電纜整體之重量,可製得輕量性優異之電絕緣電纜。
但於使空隙分佈於整個絕緣層之情形時,存在電絕緣電纜之耐電壓特性下降之情形。因此,進行了更進一步之研究,結果發現:藉由於絕緣層中在導體附近設置不含空隙之區域,可提高耐電壓特性。此處,於電絕緣電纜之與導體之長度方向垂直之剖面,將空隙中位於最靠近導體側的最內位置空隙與導體之外周之間的區域設為第1充實部。並且,根據本發明之發明人之研究,藉由將第1充實部之厚度之平均值設為0.02 mm以上且0.1 mm以下,可製成具備輕量性與耐電壓特性之電絕緣電纜。
(2)於與上述導體之長度方向垂直之剖面,上述空隙中位於最靠近上述絕緣層之上述外表面側的最外位置空隙與上述絕緣層之上述外表面之間的區域即第2充實部之厚度之平均值可為0.05 mm以上且0.15 mm以下。
(3)外徑亦可為1 mm以上且4 mm以下。
(4)上述絕緣層之平均空隙率亦可為10%以上且50%以下。
(5)上述絕緣層之平均空隙率亦可為38%以上且45%以下。
(6)上述空隙亦可具有沿著上述導體之長度方向形成其中心軸之柱狀形狀。
(7)上述絕緣層亦可包含交聯氟橡膠。
(8)上述絕緣層之介電強度亦可為25 kV/mm以上。
(9)上述絕緣層亦可具有不同材料之複數層。
(10)上述絕緣層中與上述導體相接之絕緣材料之介電強度為25 kV/mm以上,且上述絕緣層中,上述外表面之絕緣材料之抗拉強度可為8 MPa以上。
[本發明之實施方式之詳細]
以下,參照圖式,並同時對本發明之一實施方式(以下,記為「本實施方式」)之電絕緣電纜之具體例進行說明。再者,本發明並不受該等例示限定,其由申請專利範圍所表示,且有意圖地包含與申請專利範圍均等之含義及範圍內之所有變更。
(電絕緣電纜)
於圖1示出本實施方式之電絕緣電纜之與長度方向垂直之剖面之一構成例。
如圖1所示,本實施方式之電絕緣電纜10可具有:導體11、及絕緣層12,其覆蓋導體11,且外表面12A露出。
絕緣層12可含有空隙13。並且,於與導體11之長度方向垂直之剖面,可使空隙13中位於最靠近導體11側的最內位置空隙131與導體11之外周11A之間的區域,即第1充實部121之厚度L1之平均值為0.02 mm以上且0.15 mm以下。
以下,利用圖式並同時對本實施方式之電絕緣電纜所具有之各構件、構成進行說明。
(1)導體
導體11係導線,可由單線之金屬線、或者複數根金屬線構成。於導體11具有複數根金屬線之情形時,亦可預先將該等複數根金屬線絞合。即,於導體11具有複數根金屬線之情形時,導體11亦可為複數根金屬線之絞線。
如圖1所示,導體11於與長度方向垂直之剖面,亦可將外形設為圓形狀。於導體11由複數根金屬線絞合而成之情形時,外形為圓形狀之導體可藉由沿導體徑方向實施圓形壓縮而形成。又,導體11亦可具有沿著複數根金屬線之外形之表面凹凸。
導體11之材料並無特別限定,可使用一般通用之導體材料,例如選自銅、軟銅、鍍銀軟銅、鍍鎳軟銅、鍍錫軟銅等中之1種以上。
導體11之直徑並無特別限定,例如較佳為0.35 mm以上且2.0 mm以下。
(2)絕緣層、空隙
本實施方式之電絕緣電纜可具有覆蓋導體11,且外表面12A露出之絕緣層12。絕緣層12可具有空隙13。
本發明之發明人對確保空間距離且具有輕量性之電絕緣電纜進行了努力研究。其結果為發現:藉由使用含有空隙13之絕緣層12,即便於為了確保空間距離而使絕緣層12變厚之情形時,亦可抑制電纜整體之重量,可製得輕量性優異之電絕緣電纜。
但於使空隙13分佈於整個絕緣層12之情形時,存在電絕緣電纜之耐電壓特性下降之情形。因此,進行了更進一步之研究,結果發現:藉由於絕緣層12中在導體11之附近設置不含空隙13之區域,可提高耐電壓特性。此處,於電絕緣電纜之與導體11之長度方向垂直之剖面,將空隙13中位於最靠近導體11側的最內位置空隙131與導體11之外周11A之間的區域設為第1充實部121。並且,根據本發明之發明人之研究,藉由使第1充實部121之厚度L1之平均值為規定之範圍內,可製成具備輕量性與耐電壓特性之電絕緣電纜。
以下,對絕緣層12、及絕緣層12所具有之空隙13進行詳細說明。
如上所述,絕緣層12以覆蓋導體11之外周11A之方式配置,且於與導體11之長度方向垂直之剖面,絕緣層12可具有圓形狀之外形。此處,所謂圓形狀,並不是指嚴格意義上之圓,即並不僅指真圓,而是亦包括橢圓等變形的圓。
(2-1)空隙之形狀
絕緣層12所具有之空隙13之形狀並無特別限定,例如,如圖1所示,亦可將球形狀之空隙無規地配置於絕緣層12內。再者,於該情形時,球形並不僅指嚴格意義上之球,即並不僅指真球,而是亦包括橢球等變形的球。
又,例如,如圖2、圖3中所示之電絕緣電纜20、30之空隙13般,空隙13亦可具有柱狀形狀。具體而言,空隙13可具有例如沿著導體11之長度方向形成該空隙之中心軸之柱狀形狀。於該情形時,空隙13具有沿著導體11之長度方向連續的形狀。雖圖2、圖3中,示出了剖面為圓形,即圓柱形狀之空隙之例,但並不受該形態限定,與中心軸垂直之剖面之形狀亦可為四邊形、或三角形等多邊形之柱狀形狀。於如上所述般,空隙13具有柱狀形狀之情形時,由於可更加準確地控制絕緣層12之空隙率、絕緣層12內之空隙13之配置,故而較佳。
具有圖1中所示之球形狀之空隙13,且將該空隙13無規地配置之絕緣層12,例如可藉由使添加有發泡劑之樹脂成形而製造。
包含具有圖2、圖3中所示之柱狀形狀之空隙13之絕緣層12,例如可使用圖4中所示之組合有模具41、及定位治具42而成之擠壓機40進行製造。使用圖4對具備絕緣層12之電絕緣電纜之製造方法進行說明,該絕緣層12包含具有圖2、圖3中所示之柱狀形狀之空隙13。
可預先於定位治具42設置有所設置之柱狀形狀之空隙之數量的柱狀之構件43。圖4中示出了設置具有圓柱形狀之構件作為柱狀之構件43之例,於該情形時,可形成具有圓柱形狀之空隙13之絕緣層12。
模具41具有圓形之出口411,自位於定位治具42與模具41之間之流路44、45擠出樹脂。此時,一併自定位治具42之圓筒部421之中心孔422拉出導體。藉由進行以上操作,將擠出之樹脂被覆於導體。亦可利用以下之拉拽方法使樹脂被覆:拉伸自模具41之出口出來之樹脂使其直徑變小來進行被覆。當樹脂不於柱狀之構件43部分流動,且預先於柱狀之構件43設置通氣孔431時,可於自模具41擠出之樹脂中確保未流動樹脂之空隙,例如於柱狀之構件43係圓柱形狀之情形時,該空隙之與其長度方向垂直之剖面對應於柱狀之構件43而成為圓形或橢圓形。
上述之擠壓機40中,絕緣層之空隙率可利用設置於定位治具42之柱狀之構件43之直徑、數量而簡單調整。
(2-2)第1充實部
如上所述,於電絕緣電纜之與導體11之長度方向垂直之剖面,將空隙13中位於最靠近導體11側的最內位置空隙131與導體11之外周11A之間的區域設為第1充實部121。具體而言,例如,如圖1~圖3所示,可將最內位置空隙131之與導體11側相接之圓與導體11之外周11A之間設為第1充實部121。
並且,第1充實部121之厚度L1之平均值較佳為0.02 mm以上且0.15 mm以下,更佳為0.04 mm以上且0.10 mm以下。
根據本發明之發明人之研究,藉由使第1充實部121之厚度L1之平均值為0.02 mm以上,可提高電絕緣電纜之耐電壓特性。又,藉由使第1充實部121之厚度L1之平均值為0.15 mm以下,可於絕緣層12內配置足夠數量之空隙,可提高電絕緣電纜之輕量性。
所謂第1充實部121之厚度L1之平均值,係指於與導體11之長度方向垂直之任意4個剖面所測得的第1充實部121之厚度L1之平均值。
(2-3)第2充實部
空隙13亦可配置直至絕緣層12之外表面12A附近,為了使電絕緣電纜之外觀變得良好,絕緣層12之外表面12A較佳為平滑。於電絕緣電纜之與導體11之長度方向垂直之剖面,將空隙13中位於最靠近絕緣層12之外表面12A側的最外位置空隙132與絕緣層12之外表面12A之間的區域設為第2充實部122。具體而言,例如,如圖1、圖2所示,可將最外位置空隙132之與外表面12A側相接之圓與絕緣層12之外表面12A之間設為第2充實部122。
於設置第2充實部122之情形時,第2充實部122之厚度L2之平均值較佳為0.05 mm以上且0.15 mm以下,更佳為0.05 mm以上且0.12 mm以下。
藉由使第2充實部122之厚度L2之平均值為0.05 mm以上,可使絕緣層12之外表面12A變得平滑,從而使外觀變得良好。又,藉由使第2充實部122之厚度L2之平均值為0.15 mm以下,可於絕緣層12內配置足夠數量之空隙,尤其可提高電絕緣電纜之輕量性。
所謂第2充實部122之厚度L2之平均值,係指於與導體11之長度方向垂直之任意4個剖面所測得的第2充實部122之厚度L2之平均值。
再者,如圖3中所示之電絕緣電纜30般,亦可未設置第2充實部122,而由含空隙部123構成絕緣層12之外表面12A。
(2-4)含空隙部
於電絕緣電纜之與導體11之長度方向垂直之剖面,將含有空隙13之區域設為含空隙部123。
圖1中所示之電絕緣電纜10中,如上所述,空隙13具有球形狀。電絕緣電纜10中,空隙13無規地分佈於第1充實部121與第2充實部122之間之含空隙部123中。
圖1中所示之電絕緣電纜10中,亦可如下述般配置:不具有第2充實部122,含空隙部123露出,即構成外表面12A。
圖2中所示之電絕緣電纜20中,空隙13具有沿著導體11之長度方向形成中心軸之圓柱形狀。並且,示出了以下之例:於第1充實部121與第2充實部122之間之含空隙部123,沿著以導體11為中心之圓之圓周方向配置1層空隙13。於該情形時,任意選擇之1個空隙13係最內位置空隙131,且為最外位置空隙132。
但於空隙13具有柱狀形狀之情形時,空隙13之配置並不限定於圖2中所示之形態,例如於電絕緣電纜20之與長度方向垂直之剖面,空隙13可於含空隙部123內沿著以導體11為中心之圓之圓周方向配置2層以上,亦可無規地配置。
圖3中所示之電絕緣電纜30中,與電絕緣電纜20之情形相同,空隙13具有沿著導體11之長度方向形成中心軸之圓柱形狀。並且,示出了以下之例:於含空隙部123,沿著以導體11為中心之圓之圓周方向配置1層該空隙13,且將空隙配置直至絕緣層12之外表面12A附近。於該情形時,任意選擇之1個空隙13係最內位置空隙131,且為最外位置空隙132。又,關於電絕緣電纜30,空隙13配置直至絕緣層12之外表面12A附近,且不含第2充實部122。
圖3中所示之電絕緣電纜30中,空隙13於含空隙部123內,亦可沿著以導體11為中心之圓之圓周方向配置2層以上,亦可無規地配置。
(2-5)絕緣層之空隙率
設置於絕緣層12之空隙之程度並無特別限定,可根據對電絕緣電纜所要求之輕量化之程度、耐電壓特性等而任意選擇。例如,絕緣層12之平均空隙率較佳為10%以上且50%以下,更佳為15%以上且50%以下,進而較佳為20%以上且50%以下,特佳為38%以上且45%以下。
較佳為使絕緣層12之平均空隙率為10%以上,藉此可使電絕緣電纜變得特別輕量。又,較佳為使絕緣層12之平均空隙率為50%以下,藉此可抑制:空隙13配置直至絕緣層12之外表面12A附近,從而可使電絕緣電纜之外觀變得良好。
所謂絕緣層12之平均空隙率,係指於導體11之與長度方向垂直之任意4個剖面所求出之空隙占絕緣層12的面積比率之平均值。
絕緣層12之平均空隙率,可作為空隙占絕緣層12的體積比率來算出,例如根據絕緣層12之質量、體積、及絕緣層12所使用之材料之密度來算出。
根據本發明之發明人之研究,無論利用何種方法進行計算,均為大致相同之值。
(2-6)絕緣層之材料
絕緣層12之材料並無特別限定,可使用通常使用於電絕緣電纜之各種絕緣材料。絕緣層12可於除空隙13以外之部分中含有絕緣材料,亦可僅由絕緣材料構成。
作為絕緣層12之材料,例如可使用選自聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯、氟樹脂、氟橡膠等中之1種以上。
作為氟樹脂,具體而言,例如可使用選自乙烯-四氟乙烯共聚物(E-TFE共聚物)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、偏二氟乙烯樹脂(PVDF)等中之1種以上。
作為氟橡膠,具體而言,例如可使用選自偏二氟乙烯系橡膠(FKM)、四氟乙烯-丙烯橡膠(FEPM)、四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚橡膠(FFKM)、四氟乙烯/丙烯共聚物(TFE-P共聚物)、TFE-P共聚物與乙烯-四氟乙烯共聚物(E-TFE共聚物)之混合物、及FKM與偏二氟乙烯樹脂(PVDF)之混合物等中之1種以上。
絕緣層12可藉由擠出成形等被覆導體11之外表面而將其電性絕緣。為了提高絕緣層12之耐熱變形性以防止該絕緣層12於相對高溫之環境下受到外力時發生變形而導致電絕緣性下降等,較佳為於將絕緣層12被覆於導體11之外表面後,藉由照射離子化輻射線(γ射線、電子束等)、或過氧化物交聯、矽烷交聯等化學交聯而實施交聯處理。即,絕緣層12所使用之材料較佳為實施有交聯處理。再者,絕緣層12可實施亦可不實施交聯處理,但由於藉由交聯處理可提高抗拉強度、及耐熱性,故較佳為實施交聯處理。
尤其是,絕緣層12較佳為包含交聯氟橡膠。於絕緣層12包含交聯氟橡膠之情形時,尤其可提高電絕緣電纜之柔軟性,且可提高耐久性。
絕緣層12亦可由單一之材料形成,但亦可具有不同材料之複數層。藉由絕緣層12由不同材料之複數層形成,使用適於絕緣層12處之材料,尤其可提高例如柔軟性、耐久性、耐電壓特性等特性。例如,於圖1中所示之電絕緣電纜10之情形時,第1充實部121、第2充實部122、及含空隙部123之各部之材料可不同,亦可均為相同之材料。
於絕緣層12具有不同材料之複數層之情形時,無需使上述之第1充實部121、第2充實部122、及含空隙部123之材料不同。
此處,例如圖2所示,將由相較於含空隙部123之內周面123A更配置於導體11側之虛線A與導體11之外周11A所包圍的區域設為第1絕緣層141。將由相較於含空隙部123之外周面123B更配置於外周側之虛線B與絕緣層12之外表面12A所包圍的區域設為第2絕緣層142。將由虛線A與虛線B所包圍的區域設為第3絕緣層143。
並且,亦可使第1絕緣層141、第2絕緣層142、及第3絕緣層143中之一部分或全部為不同材料之絕緣層。即,例如第1絕緣層141、第2絕緣層142、及第3絕緣層143之3層絕緣層亦可由不同之材料構成。亦可設為第1絕緣層141與第3絕緣層143由相同之材料構成,而第2絕緣層142由不同於其他絕緣層之材料構成,或者亦可設為第2絕緣層142與第3絕緣層143由相同之材料構成,而第1絕緣層141由不同於其他絕緣層之材料構成。又,亦可設為第1絕緣層141與第2絕緣層142由相同之材料構成,而第3絕緣層143由不同之材料構成。
此處,使用圖2,並僅於圖2中示出虛線A、虛線B進行了說明,但於圖1中所示之電絕緣電纜10、圖3中所示之電絕緣電纜30之情形時亦相同,亦可具有不同材料之複數層絕緣層。
如上所述,於本實施方式之電絕緣電纜具有不同材料之複數層絕緣層之情形時,例如較佳為至少於電絕緣電纜之絕緣層12之導體11側配置交聯氟橡膠。即,例如,較佳為第1絕緣層141由交聯氟橡膠製成。藉由於電絕緣電纜之絕緣層12之導體11側配置交聯氟橡膠,可尤其提高電絕緣電纜之柔軟性、耐電壓特性。
又,絕緣層12之介電強度較佳為25 kV/mm以上,更佳為30 kV/mm以上。介電強度係指於不引起絕緣破壞之情況下可施加之電壓,且介電強度越高,則表示絕緣層12能承受之電壓越高。並且,較佳為使絕緣層12之介電強度為25 kV/mm以上,藉此可製成耐電壓特性尤其優異之電絕緣電纜。
介電強度例如可依據JIS C 2110-1(2016)進行評價。
絕緣層12尤佳為絕緣層12中與導體11相接之絕緣材料之介電強度為25 kV/mm以上,絕緣層12中外表面12A之絕緣材料之抗拉強度為8 MPa以上。抗拉強度可依據JIS C 3005(2014)進行評價。
藉由使與導體11相接之例如第1絕緣層141之介電強度為25 kV/mm以上,可製成耐電壓特性尤其優異之電絕緣電纜。又,藉由使構成外表面12A之例如第2絕緣層142之抗拉強度為8 MPa以上,當對電絕緣電纜施加外力時,可抑制絕緣層12變形、被破壞。絕緣層12中,外表面12A之絕緣材料之抗拉強度更佳為30 MPa以上,進而較佳為40 MPa以上。可較好地使用於外表面12A之絕緣材料之抗拉強度之上限並無特別限定,例如較佳為50 MPa以下。
如上所述,由於絕緣層12亦可由單一之材料構成,故亦可使絕緣層12整體由例如介電強度為25 kV/mm以上,且抗拉強度為8 MPa以上之材料構成。
絕緣層12視需要亦可進而含有阻燃劑、抗氧化劑、交聯劑等添加劑。
(3)電絕緣電纜
本實施方式之電絕緣電纜之外徑D並無特別限定,例如較佳為1 mm以上且4 mm以下。
藉由使電絕緣電纜之外徑為1 mm以上,可充分地確保與導體11之空間距離。又,藉由使電絕緣電纜之外徑為4 mm以下,可尤其提高電絕緣電纜之輕量性。
電絕緣電纜之外徑D例如可為於與導體11之長度方向垂直之剖面,通過絕緣層12之外表面12A之圓之直徑。再者,存在以下情形:於與導體11之長度方向垂直之剖面,絕緣層12之外表面12A不為真圓,於該情形時,於描繪與絕緣層12之外表面12A外切之最小圓時,可將該圓之直徑設為電絕緣電纜之外徑。
本實施方式之電絕緣電纜可單獨使用1根,亦可組合使用複數根。
以上,對實施方式進行了詳細說明,但並不受特定之實施方式限定,能夠於申請專利範圍中所記載之範圍內進行各種變化及變更。
[實施例]
以下,舉出具體之實施例進行說明,但本發明並不受該等實施例限定。
(評價方法)
首先,對以下之實驗例中所製得之電絕緣電纜之評價方法進行說明。
(1)第1充實部、含空隙部、第2充實部之厚度
對以下之實驗例中所製得之電絕緣電纜,於與導體11之長度方向垂直之任意4個剖面測定第1充實部、含空隙部、及第2充實部之厚度,將其等之平均值設為各部之平均厚度。
(2)平均空隙率
對以下之實驗例中所製得之電絕緣電纜,於與導體11之長度方向垂直之任意4個剖面求出空隙占絕緣層的面積比率即空隙率,將其平均值設為平均空隙率。
(3)柔軟性
使用圖5對柔軟性之試驗方法進行說明。
使進行評價之電絕緣電纜以於彎曲點P處之曲率半徑R51成為80 mm之方式,於彎曲點P處彎曲,製成彎曲前電纜51。
使電絕緣電纜自設置於開始位置之彎曲前電纜51,於彎曲點P處彎曲直至彎曲點P處之曲率半徑R52成為40 mm為止,製成彎曲後電纜52。
並且,測定當將彎曲之程度自彎曲前電纜51變化至彎曲後電纜52時之最大反彈力。
將實驗例12之結果設為1,以指數來表示。
將指數為0.96以上且1以下評價為D,將0.9以上且未達0.96評價為C,將0.83以上且未達0.9評價為B,將未達0.83評價為A。A為最高評價,依B、C、D之順序而評價越低。於A~C之情形時視為合格,於D之情形時視為不合格。
(4)輕量性
對以下之實驗例中所製得之電絕緣電纜,沿著長度方向切下10 cm,測定其質量。將實驗例12之情形時之質量設為1,以指數來表示。
將指數為0.9以上且1以下評價為D,將0.7以上且未達0.9評價為C,將0.6以上且未達0.7評價為B,將未達0.6評價為A。A為最高評價,依B、C、D之順序而評價越低。於A、B、C之情形時視為合格,於D之情形時視為不合格。
(5)外觀評價
對以下之實驗例中所製得之電絕緣電纜10 cm,以目視觀察絕緣層12之外表面12A,確認表面有無凹凸。將完全確認不到凹凸之電絕緣電纜評價為A,將確認出之凹部之數量為1個以上且10個以下之情形評價為B,將確認出之凹部之數量為11個以上之情形評價為C。A為最高評價,依B、C之順序而評價越低。
(6)尺寸評價
對以下之實驗例中所製得之電絕緣電纜,於以下所說明之外徑之評價結果為標準值±5%以內時,評價為A,於超過標準值±5%且為標準值±7%以內時,評價為B,於超過標準值±7%時,評價為C。
(7)外徑
對以下之各實驗例中所獲得之電絕緣電纜,於與導體11之長度方向垂直之任意一剖面,描繪與絕緣層12之外表面12A相接之最小外切圓,將其直徑設為電絕緣電纜之外徑。
(8)耐電壓評價
與耐電壓特性有關之評價中,依據標準JIS C 3005(2014)進行評價試驗,將3000 ACV/1 min以上者評價為A,將未達3000 ACV/1 min者評價為B。
以下,對各實驗例中之電絕緣電纜進行說明。實驗例1~實驗例11係實施例,實驗例12係比較例。
(實驗例1)
根據以下之順序,製作與長度方向垂直之剖面具有圖2中所示之結構之電絕緣電纜20。
具體而言,使用圖4中所示之組合有模具41與定位治具42之擠壓機40進行製造。
根據目標絕緣層12之空隙率而於定位治具42設置有複數個柱狀之構件43。再者,本實驗例中,使用具有圓柱形狀且具備通氣孔431之構件作為柱狀之構件43。
模具41具有圓形之出口411,且自位於定位治具42與模具41之間之流路44、45擠出氟橡膠。此時,一併自定位治具42之圓筒部421之中心孔422拉出導體。並且,亦可利用以下之拉拽方法以樹脂被覆導體外周:拉伸自模具41之出口擠出之樹脂使其直徑變小而進行被覆。於以樹脂被覆導體外周後,照射電子束而使樹脂交聯。
再者,使用直徑為0.81 mm之單線之鍍錫軟銅線作為導體。又,使用四氟乙烯-丙烯橡膠(FEPM)作為氟橡膠。經交聯之氟橡膠之抗拉強度為10 MPa,介電強度為32 kV/mm。
對所獲得之電絕緣電纜進行上述評價。將評價結果示於表1。
(實驗例2~實驗例6)
根據目標絕緣層12之空隙率而變更設置於擠壓機40之柱狀之構件43的數量,除此之外,以與實驗例1相同之方式製得電絕緣電纜,並對其進行評價。
將評價結果示於表1。
(實驗例7~實驗例9)
將設置於擠壓機40之柱狀之構件43配置於模具41之圓形之出口411之外周附近,且使空隙位於絕緣層12之外表面12A附近。又,對柱狀之構件43,藉由使用與長度方向垂直之剖面之直徑不同之構件,調整含空隙部之厚度。
除以上之變更以外,以與實驗例1相同之方式製得電絕緣電纜,並對其進行評價。
再者,實驗例7~實驗例9中,空隙13配置於絕緣層12之外表面12A附近,且不具有第2充實部122。因此,與導體11之長度方向垂直之剖面成為圖3中所示之電絕緣電纜30。
將評價結果示於表1。
(實驗例10、實驗例11)
對設置於擠壓機40之柱狀之構件43,藉由使用與長度方向垂直之剖面之直徑不同之構件,調整含空隙部之厚度。
除以上之變更以外,以與實驗例1相同之方式製得電絕緣電纜,並對其進行評價。
將評價結果示於表1。
(實驗例12)
未於擠壓機40設置柱狀之構件43,除此之外,以與實驗例1相同之方式製得電絕緣電纜,並對其進行評價。
將評價結果示於表1。
[表1]
根據表1中所示之結果,可確認到:於絕緣層12設置有空隙,且第1充實部之平均厚度為0.02 mm以上且0.15 mm以下之實驗例1~實驗例11之電絕緣電纜中,柔軟性、輕量性之評價為A~C之任一者。即,可確認到實驗例1~11之電絕緣電纜藉由使絕緣層之厚度增厚為0.5 mm,而即便於設置於電氣機器等之情形時,亦可充分地確保空間距離,且輕量性、柔軟性優異。
單位 | 實驗例1 | 實驗例2 | 實驗例3 | 實驗例4 | 實驗例5 | 實驗例6 | 實驗例7 | 實驗例8 | 實驗例9 | 實驗例10 | 實驗例11 | 實驗例12 | |||
絕緣層 | 厚度 (平均值) | 第1充實部 | mm | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.02 | 0.05 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | - |
含空隙部 | mm | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.48 | 0.45 | 0.4 | 0.38 | 0.35 | - | ||
第2充實部 | mm | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0 | 0 | 0 | 0.02 | 0.05 | - | ||
合計 | mm | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | ||
平均空隙率 | % | 32 | 14 | 19 | 38 | 44 | 49 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 0 | ||
電絕緣 電纜 | 柔軟性 | 評價 | - | B | C | C | A | A | A | A | A | A | B | B | D |
指數 | - | 0.85 | 0.95 | 0.93 | 0.82 | 0.78 | 0.75 | 0.8 | 0.81 | 0.82 | 0.84 | 0.85 | 1 | ||
輕量性 | 評價 | - | B | C | C | B | A | A | B | B | B | B | B | D | |
指數 | - | 0.68 | 0.86 | 0.81 | 0.62 | 0.56 | 0.51 | 0.68 | 0.68 | 0.68 | 0.68 | 0.68 | 1 | ||
外觀評價 | - | A | A | A | A | B | C | C | C | C | C | A | A | ||
尺寸評價 | - | A | A | A | A | A | B | C | C | C | C | A | A | ||
耐電壓評價 | - | A | A | A | A | A | A | B | A | A | A | A | A |
尤其是平均空隙率為20%以上之實驗例1、實驗例4~實驗例11之電絕緣電纜,可確認到柔軟性、輕量性之評價均為A或B,輕量性、柔軟性尤其優異。
相對於此,可確認到:絕緣層12不含空隙之實驗例12之電絕緣電纜儘管絕緣層12之厚度之平均值與其他實驗例相同,但輕量性、柔軟性之評價為D,即較差。
10,20,30:電絕緣電纜
11:導體
11A:外周
12:絕緣層
12A:外表面
121:第1充實部
122:第2充實部
123:含空隙部
123A:內周面
123B:外周面
13:空隙
131:最內位置空隙
132:最外位置空隙
40:擠壓機
41:模具
411:出口
42:定位治具
421:圓筒部
422:中心孔
43:構件
431:通氣孔
44,45:流路
51:彎曲前電纜
52:彎曲後電纜
141:第1絕緣層
142:第2絕緣層
143:第3絕緣層
A,B:虛線
D:外徑
P:彎曲點
[圖1]係本發明之一實施方式之電絕緣電纜中與導體之長度方向垂直之面的剖面圖。
[圖2]係本發明之一實施方式之電絕緣電纜之另一構成例中與導體之長度方向垂直之面的剖面圖。
[圖3]係本發明之一實施方式之電絕緣電纜之另一構成例中與導體之長度方向垂直之面的剖面圖。
[圖4]係可於製造本發明之一實施方式之電絕緣電纜時使用之擠壓機之局部立體圖。
[圖5]係實驗例之柔軟性之評價方法之說明圖。
11:導體
11A:外周
12:絕緣層
12A:外表面
121:第1充實部
122:第2充實部
123:含空隙部
123A:內周面
123B:外周面
13:空隙
131:最內位置空隙
132:最外位置空隙
141:第1絕緣層
142:第2絕緣層
143:第3絕緣層
20:電絕緣電纜
A,B:虛線
D:外徑
L1:第1充實部121之厚度
L2:第2充實部122之厚度
Claims (10)
- 一種電絕緣電纜,其具有: 導體、及 絕緣層,其覆蓋上述導體,且外表面露出;且 上述絕緣層含有空隙, 於與上述導體之長度方向垂直之剖面,上述空隙中位於最靠近上述導體側的最內位置空隙與上述導體之外周之間的區域即第1充實部之厚度之平均值為0.02 mm以上且0.15 mm以下。
- 如請求項1之電絕緣電纜,其中,於與上述導體之長度方向垂直之剖面,上述空隙中位於最靠近上述絕緣層之上述外表面側的最外位置空隙與上述絕緣層之上述外表面之間的區域即第2充實部之厚度之平均值為0.05 mm以上且0.15 mm以下。
- 如請求項1之電絕緣電纜,其外徑為1 mm以上且4 mm以下。
- 如請求項1之電絕緣電纜,其中,上述絕緣層之平均空隙率為10%以上且50%以下。
- 如請求項1之電絕緣電纜,其中,上述絕緣層之平均空隙率為38%以上且45%以下。
- 如請求項1之電絕緣電纜,其中,上述空隙具有沿著上述導體之長度方向形成其中心軸之柱狀形狀。
- 如請求項1之電絕緣電纜,其中,上述絕緣層包含交聯氟橡膠。
- 如請求項1之電絕緣電纜,其中,上述絕緣層之介電強度為25 kV/mm以上。
- 如請求項1之電絕緣電纜,其中,上述絕緣層具有不同材料之複數層。
- 如請求項1至9中任一項之電絕緣電纜,其中,上述絕緣層中與上述導體相接之絕緣材料之介電強度為25 kV/mm以上, 上述絕緣層中上述外表面之絕緣材料之抗拉強度為8 MPa以上。
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