(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献1に記載の複合撚線導体においては、中心集合撚線、第1層複合撚線及び第2層複合撚線の3層構造となっており、上記の如く撚り方向が全て同一方向となっているため、素線が他の層の素線間に入り易くなってしまい、撚り合わせ後の導体形状が扁平を起こし(扁平率が低下し)、断面視して楕円状になり易くなってしまう。そして、このような断面楕円状となった導体上に被覆加工を行うと、被覆厚にばらつきが発生して製品上の最小肉厚を確保し難くなってしまう。
【0005】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、扁平率を向上させ、最小肉厚を確保し易くすることができる複合撚線導体及びこれを備えた絶縁電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の複合撚線導体は、導電性の金属素線が複数本下撚りされて形成された集合撚線を複数本備えた複合撚線導体であって、最も断面中心側に位置する集合撚線である中心集合撚線と、前記中心集合撚線の周囲に重なって設けられる複数本の集合撚線が本撚りして形成された第1層複合撚線と、前記第1層複合撚線の周囲に重なって設けられる複数本の集合撚線が本撚りして形成された第2層複合撚線と、を備え、前記中心集合撚線は、第1方向に下撚りされており、前記第1層複合撚線は、前記第1方向と反対となる第2方向に下撚り及び本撚りされており、前記第2層複合撚線は、前記第1方向に下撚り及び本撚りされていることを特徴とする。
【0007】
本発明の複合撚線導体によれば、中心集合撚線は第1方向に下撚りされており、第2層複合撚線は第1方向に下撚り及び本撚りされているのに対し、第1層複合撚線は、反対となる第2方向に下撚り及び本撚りされている。このため、中心集合撚線を構成する金属素線及び第2層複合撚線の集合撚線を構成する金属素線は、第1層複合撚線の金属素線間に入り難くなる。これにより、撚り合わせ後の導体形状が扁平を起こし難く、断面視して楕円状になり難くなる。従って、扁平率を向上させ、最小肉厚を確保し易くすることができる複合撚線導体を提供することができる。
【0008】
また、本発明に係る複合撚線導体において、前記第1層複合撚線を構成する集合撚線の下撚りピッチは、前記中心集合撚線及び前記第2層複合撚線を構成する集合撚線の下撚りピッチよりも大きくされていることが好ましい。
【0009】
この複合撚線導体によれば、第2層複合撚線の下撚りピッチを第1層複合撚線の下撚りピッチより小さくすることで、外側から導体全体が締め付けられるようにでき、丸い形状を保ち易くすることができる。そのため、導体扁平が発生しづらくすることができる。
【0010】
また、本発明に係る複合撚線導体において、前記中心集合撚線及び前記第2層複合撚線を構成する集合撚線の下撚りピッチは、略同じとされていることが好ましい。
【0011】
この複合撚線導体によれば、中心集合撚線と第2層複合撚線とは下撚り方向が同じであるため、ピッチを略同じとすることで、同じ下撚りの集合撚線を製造すればよく、製造効率を高めることができる。
【0012】
また、本発明に係る複合撚線導体において、前記中心集合撚線、前記第1層複合撚線を構成する集合撚線、及び前記第2層複合撚線を構成する集合撚線は、それぞれの下撚りピッチが略同じとされ、前記第2層複合撚線の本撚りピッチは、前記第1層複合撚線の本撚りピッチよりも大きくされていることが好ましい。
【0013】
この複合撚線導体によれば、それぞれの下撚りピッチが略同じとされているため、いずれかの下撚りピッチが大きいことによる撚り解きを抑えて真円度を保ち易くしつつも、第2層複合撚線の本撚りピッチを第1層複合撚線の本撚りピッチよりも大きくすることで、第1層複合撚線を第2層複合撚線によって強く締め付け過ぎず、第2層複合撚線と第1層複合撚線との隙間を適度に確保して毛細管現象を利用した半田浸透を行い易くすることができる。
【0014】
さらに、本発明の絶縁電線は、上記のいずれか1つに記載の複合撚線導体と、前記複合撚線導体に設けられる絶縁性の被覆部と、を備えることを特徴とする。
【0015】
本発明の絶縁電線によれば、複合撚線導体の扁平率が向上することから、被覆部の肉厚の均一化を図り、最小肉厚を確保し易くした絶縁電線を提供することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、扁平率を向上させ、最小肉厚を確保し易くすることができる複合撚線導体及びこれを備えた絶縁電線を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は以下の実施形態に限られるものではない。
【0019】
図1は、本発明の第1実施形態に係る複合撚線導体を含む絶縁電線の一例を示す斜視図であり、
図2は、
図1に示した複合撚線導体を模式的に示す断面図であり、(a)は第1の例を示し、(b)は第2の例を示している。
図1に示すように、複合撚線導体10と、複合撚線導体10上に設けられる絶縁性の被覆部20とから構成されている。
【0020】
複合撚線導体10は、導電性の金属素線12が複数本下撚りされて形成された集合撚線11を複数本備えた構成となっている。ここで、本実施形態における集合撚線11は、例えば伸び率2%以上となるアルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属素線12を19本撚り合わせることにより構成されている。金属素線12の径は例えば0.32mmとなる。このような金属素線12を撚り合わせて集合撚線11を構成する際の撚りを下撚りという。
【0021】
本実施形態において複合撚線導体10は、中心集合撚線11aと、第1層複合撚線11bと、第2層複合撚線11cとの3層構造となっている。中心集合撚線11aは、最も断面中心側に位置する集合撚線11である。第1層複合撚線11bは、中心集合撚線11aの周囲に重なって設けられる複数本の集合撚線11が撚られて形成されたものである。第2層複合撚線11cは、第1層複合撚線11bの周囲に重なって設けられる複数本の集合撚線11が撚られて形成されたものである。ここで、複数本の集合撚線11から第1及び第2層複合撚線11b,11cを形成する際の撚りを本撚りという。
【0022】
本実施形態において、例えば第1層複合撚線11bは6本の集合撚線11が本撚りされて構成されており、第2層複合撚線11cは12本の集合撚線11が本撚りされて構成されている。しかしながら、集合撚線11の本数は上記に限られるものではなく、例えば、第1層複合撚線11bは
図1に示すように8本の集合撚線11が本撚りされて構成されていてもよい。さらに、第2層複合撚線11cも12本に限らず、18本等により構成されていてもよい。
【0023】
加えて、本実施形態において複合撚線導体10は以下のような撚り構成となっている。
図3は、本実施形態に係る複合撚線導体10の撚り方向を示す図である。
【0024】
図3に示すように、第1の例(
図2(a)の例)において、中心集合撚線11aはS撚りとされている。また、第2層複合撚線11cについても、下撚り及び本撚りの双方でS撚りとされている。これに対して第1層複合撚線11bは、下撚り及び本撚りの双方でZ撚りとされている。すなわち、3層のうち、1層目と3層目とは同じ方向(第1方向)に下撚り及び本撚りされ、2層目がこの方向と反対となる方向(第2方向)に下撚り及び本撚りされている。
【0025】
また、第2の例(
図2(b)の例)のように、中心集合撚線11a、及び、第2層複合撚線11cについて、下撚り及び本撚りの双方でZ撚りとされ、第1層複合撚線11bが下撚り及び本撚りの双方でS撚りとされていてもよい。
【0026】
このような構成とすることにより、本実施形態に係る絶縁電線1は複合撚線導体10が楕円状となり難いようになっている。
図4は、絶縁電線の断面を示す図であり、(a)は全ての撚り方向が同一方向とされたときの絶縁電線の断面を示し、(b)は
図2及び
図3に示した第1の例に係る絶縁電線の断面を示している。
【0027】
図4(a)に示すように、中心集合撚線11a、第1層複合撚線11b、及び第2層複合撚線11cの下撚り及び本撚りの全ての撚り方向が同一方向である場合には、金属素線12が他の金属素線12間に入り易くなってしまい、撚り合わせ後の導体形状が扁平を起こしている。
【0028】
これに対して、本実施形態では、中心集合撚線11aを構成する金属素線12及び第2層複合撚線11cの集合撚線11を構成する金属素線12は、第1層複合撚線11bの金属素線12間に入り難くなる。この結果、
図4(b)に示すように、撚り合わせ後の導体形状が扁平を起こし難く、断面視して真円に近いものとすることができる。
【0029】
さらに、本実施形態において第1層複合撚線11bを構成する集合撚線11の下撚りピッチは、中心集合撚線11a及び第2層複合撚線11cを構成する集合撚線11の下撚りピッチよりも大きくされていることが好ましい。
【0030】
これにより、特に第2層複合撚線11cの下撚りピッチを第1層複合撚線11bの下撚りピッチより小さくすることで、外側から導体全体が締め付けられるようにでき、丸い形状を保ち易くすることができる。そのため、導体扁平が発生しづらくすることができるからである。
【0031】
加えて、本実施形態において中心集合撚線11a及び第2層複合撚線11cを構成する集合撚線11の下撚りピッチは、略同じ(誤差11%以内)とされていることが好ましい。
【0032】
これにより、(扁平対策のため、第1層複合撚線11bを構成する集合撚線11を異方向で撚っているが)中心集合撚線11aと第2層複合撚線11cとは下撚り方向が同じであるため、ピッチを略同じとすることで、同じ下撚りの集合撚線を製造すればよく、製造効率を高めることができるからである。
【0033】
次に、実施例と比較例とを説明する。
図5は、第1実施形態の実施例及び比較例に係る絶縁電線の詳細を示す図である。
【0034】
図5に示すように、実施例及び比較例の双方において、金属素線には径0.32mmとするアルミニウム合金を用いた。また、集合撚線は、上記金属素線を19本だけ用い、下撚りした。このうち、中心集合撚線については、撚りピッチを35mm以上45mm以下とした。第1層複合撚線を構成する集合撚線については、撚りピッチを50mm以上60mm以下とした。第1層複合撚線については、上記の集合撚線を6本だけ用い、撚りピッチが55mm以上70mm以下となるように本撚りを行った。さらに、第2層複合撚線を構成する集合撚線については、撚りピッチを35mm以上45mm以下とした。第2層複合撚線については、上記の集合撚線を12本だけ用い、撚りピッチが85mm以上100mm以下となるように本撚りを行った。
【0035】
また、実施例について中心集合撚線の下撚り方向、並びに、第2層複合撚線の下撚り及び本撚り方向をS方向とし、第1層複合撚線の下撚り及び本撚り方向をZ方向とした。比較例については、各撚り方向の全てをS方向とした。
【0036】
上記のようにして得られた実施例及び比較例に係る複合撚線導体(サイズ30sq)に対して、押出成形により被覆部を設け、断面視したときの複合撚線導体の外形寸法について最小値Xと最大値Yとを測定した。そして、扁平率(%)=X/Y×100なる式から扁平率を算出した。
【0037】
図5に示すように、実施例に係る絶縁電線の扁平率は98.2%となり、95%以上の結果となった。すなわち、実施例に係る絶縁電線は複合撚線導体が真円に近く、良好な結果となった。
【0038】
一方、比較例に係る絶縁電線の扁平率は92.3%となり、95%を下回る結果となった。すなわち、比較例に係る絶縁電線は複合撚線導体が楕円になってしまい、良好な結果とはいえなかった。
【0039】
このようにして、第1実施形態に係る複合撚線導体10によれば、中心集合撚線11aは第1方向に下撚りされており、第2層複合撚線11cは第1方向に下撚り及び本撚りされているのに対し、第1層複合撚線11bは、反対となる第2方向に下撚り及び本撚りされている。このため、中心集合撚線11aを構成する金属素線12及び第2層複合撚線11cの集合撚線を構成する金属素線12は、第1層複合撚線11bの金属素線12間に入り難くなる。これにより、撚り合わせ後の導体形状が扁平を起こし難く、断面視して楕円状になり難くなる。従って、扁平率を向上させ、最小肉厚を確保し易くすることができる複合撚線導体10を提供することができる。
【0040】
また、特に第2層複合撚線11cの下撚りピッチを第1層複合撚線11bの下撚りピッチより小さくすることで、外側から導体全体が締め付けられるようにでき、丸い形状を保ち易くすることができる。そのため、導体扁平が発生しづらくすることができる。
【0041】
また、(扁平対策のため、第1層複合撚線11bを構成する集合撚線11を異方向で撚っているが)中心集合撚線11aと第2層複合撚線11cとは下撚り方向が同じであるため、ピッチを略同じとすることで、同じ下撚りの集合撚線11を製造すればよく、製造効率を高めることができる。
【0042】
さらに、本実施形態に係る絶縁電線1によれば、複合撚線導体10の扁平率が向上することから、被覆部20の肉厚の均一化を図り、最小肉厚を確保し易くした絶縁電線1を提供することができる。
【0043】
次に、本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態に係る複合撚線導体10及び絶縁電線1は、第1実施形態のものと同様であるが、一部構成が異なっている。以下、第1実施形態との相違点を説明する。
図6は、第2実施形態に係る絶縁電線1の断面を示す図である。
【0044】
図4に示す第1実施形態の複合撚線導体10において、第1層複合撚線11bを構成する集合撚線11の下撚りピッチは、中心集合撚線11a及び第2層複合撚線11cを構成する集合撚線11の下撚りピッチよりも大きくされている。
【0045】
これに対して、
図6に示す第2実施形態の複合撚線導体10において、中心集合撚線11a、第1層複合撚線11bを構成する集合撚線11、及び第2層複合撚線11cを構成する集合撚線11は、それぞれの下撚りピッチが略同じとされている。
【0046】
加えて、第2実施形態に係る複合撚線導体10は、第2層複合撚線11cの本撚りピッチが第1層複合撚線11bの本撚りピッチよりも大きくされている。
【0047】
次に、実施例と比較例とを説明する。
図7は、第2実施形態の実施例及び比較例に係る絶縁電線の詳細を示す図である。なお、
図7において比較例1は第1実施形態に相当するものである。
【0048】
図7に示すように、実施例及び比較例1,2において、金属素線には径0.32mmとするアルミニウム合金を用いた。また、集合撚線は、上記金属素線を45本だけ用い、下撚りして作成した。第1層複合撚線については上記の集合撚線を6本だけ本撚りした。第2層複合撚線については上記の集合撚線を12本だけ本撚りした。導体の計算断面積は68.76mm
2であり、導体外径は11.8mmとした。
【0049】
また、実施例について中心集合撚線の下撚り方向、並びに、第2層複合撚線の下撚り及び本撚り方向をS方向とし、第1層複合撚線の下撚り及び本撚り方向をZ方向とした。各集合撚線の下撚りピッチは59mm以上65mm以下とし、第1層複合撚線の本撚りピッチを102mm以上120mm以下とし、第2層複合撚線の本撚りピッチを121mm以上139mm以下とした。
【0050】
比較例1については、中心集合撚線の下撚り方向、並びに、第2層複合撚線の下撚り及び本撚り方向をS方向とし、第1層複合撚線の下撚り及び本撚り方向をZ方向とし、撚り方向については実施例と同じとした。ただし、中心集合撚線及び第1層複合撚線を構成する集合撚線の下撚りピッチは59mm以上65mm以下としたものの、第2層複合撚線を構成する集合撚線の下撚りピッチは41mm以上47mm以下とした。さらに、第1層複合撚線の本撚りピッチを102mm以上120mm以下とし、第2層複合撚線の本撚りピッチを96mm以上114mm以下とした。
【0051】
比較例2については、中心集合撚線の下撚り方向、第1層複合撚線の下撚り及び本撚り方向、並びに、第2層複合撚線の下撚り及び本撚り方向の全てをS方向とした。各集合撚線の下撚りピッチは59mm以上65mm以下とし、第1層複合撚線の本撚りピッチを102mm以上120mm以下とし、第2層複合撚線の本撚りピッチを121mm以上139mm以下とした。すなわち、撚りピッチは実施例と同じとした。
【0052】
上記のようにして得られた実施例及び比較例に係る複合撚線導体(サイズ70sq)に対して、押出成形により被覆部を設け、断面視したときの複合撚線導体の外形寸法について最小値Xと最大値Yとを測定した。そして、扁平率(%)=X/Y×100なる式から扁平率を算出した。
【0053】
図7に示すように、実施例に係る絶縁電線の扁平率は95.9%となり、95%以上の結果となった。また、比較例1に係る絶縁電線についても扁平率は95.1%となり、95%以上の結果となった。すなわち、実施例及び比較例1に係る絶縁電線は複合撚線導体が真円に近く、良好な結果となった。
【0054】
一方、比較例2に係る絶縁電線の扁平率は92.7%となり、95%を下回る結果となった。すなわち、比較例2に係る絶縁電線は複合撚線導体が楕円になってしまい、良好な結果とはいえなかった。
【0055】
加えて、実施例に係る絶縁電線の半田浸透量(複合撚線導体の外周側から中心側への半田の浸透距離)は4.00mm以上6.50mm以下であった。すなわち、半田が複合撚線導体の中心側に良好に浸透していることがわかった。
【0056】
これに対して、比較例1に係る絶縁電線の半田浸透量は3.11mm以上4.69mm以下であり、比較例2に係る絶縁電線の半田浸透量は2.98mm以上4.19mm以下であった。すなわち、半田が複合撚線導体の中心側に浸透し難くなることがわかった。
【0057】
なお、
図6と
図4とに示すように、実施例に係る絶縁電線の第1層複合撚線と第2層複合撚線との隙間は広く(多く)、比較例1に係る絶縁電線の第1層複合撚線と第2層複合撚線との隙間は狭く(少なく)なった。比較例2についても隙間は狭く(少なく)なった。
【0058】
このようにして、第2実施形態に係る複合撚線導体10によれば、第1実施形態と同様に、扁平率を向上させ、最小肉厚を確保し易くすることができる複合撚線導体10を提供することができる。
【0059】
また、第2実施形態に係る絶縁電線1についても第1実施形態と同様に、被覆部20の肉厚の均一化を図り、最小肉厚を確保し易くした絶縁電線1を提供することができる。
【0060】
さらに、第2実施形態によれば、それぞれの下撚りピッチが略同じとされているため、いずれかの下撚りピッチが大きいことによる撚り解きを抑えて真円度を保ち易くしつつも、第2層複合撚線11cの本撚りピッチを第1層複合撚線11bの本撚りピッチよりも大きくすることで、第1層複合撚線11bを第2層複合撚線11cによって強く締め付け過ぎず、第2層複合撚線11cと第1層複合撚線11bとの隙間を適度に確保して毛細管現象を利用した半田浸透を行い易くすることができる。
【0061】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【0062】
例えば、本実施形態に係る複合撚線導体10は3層構造であるが、これに限らず、4層以上の構造とされていてもよい。この場合、4層目は、3層目である第2層複合撚線11cの下撚り及び本撚り方向と反対となる方向に、下撚り及び本撚りされることが好ましい。さらに、5層目以上についても同様に、1つ下の層の下撚り及び本撚り方向と反対となる方向に、下撚り及び本撚りされることが好ましい。
【0063】
加えて、本実施形態において各集合撚線11を構成する金属素線12の本数は全て同じであるが、これに限らず、各集合撚線11を構成する金属素線12の本数は一部異なっていてもよい。加えて、用いられる金属素線12の径や素材についても、一部異なっていてもよい。