(57)【要約】【課題】電線における導電部の外周面からの放熱性を向上する技術を提供する。【解決手段】電線１０は、パイプ状に形成されており、外周面２１及び内周面２３が凹凸を成す導電部２０と、導電部２０の外周面２１を被覆する非導電性の被覆部３０と、を備える。導電部２０における外周面２１の外側凸面２１２と内周面２３の内側凹面２３１とは、表裏対応する位置（内外方向において重なる位置）に形成されており、導電部２０における外周面２１の外側凹面２１１と内周面２３の内側凸面２３２とは、表裏対応する位置（内外方向において重なる位置）に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線であって、
パイプ状に形成されており、外周面が凹凸を成す導電部と、
前記導電部の前記外周面を被覆する非導電性の被覆部と、
を備える、電線。
【請求項２】
請求項１に記載の電線において、
前記導電部の内周面が、凹凸を成す、電線。
【請求項３】
請求項２に記載の電線において、
前記導電部における前記外周面の凸面と前記内周面の凹面とが表裏対応する位置に形成されており、前記導電部における前記外周面の凹面と前記内周面の凸面とが表裏対応する位置に形成されている、電線。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の電線において、
前記導電部の前記外周面が、前記導電部の長手方向に沿って延びる凹面及び凸面を含む、電線。
【請求項５】
請求項４に記載の電線において、
前記導電部の前記外周面における凸面の断面の輪郭は、前記導電部の長手方向において均一な矩形に沿って形成されている、電線。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の電線において、
前記導電部の素材には、銅が含まれている、電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電線の技術に関し、特に、放熱性を向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電線に電気を流すと、電線の導電部が発熱する。導電部が発熱すると、導電部の被覆する被覆部材が溶融する虞があるため、導電部の断面積に応じて、許容電流量が既定されている。
【０００３】
従来は、導体部の断面積を大きくすることで、導電部の発熱を抑えるようにしている。しかしながら、導電部の断面積を大きくすると、電線が太くなってしまうため、電線の配線の自由度が低下してしまう。また、導電部の材料がより多く必要となるため、電線が重くなるとともに材料費が高くなってしまう。このように、電線の発熱を抑制する技術については、さらなる改善が求められている。
【０００４】
導電部の発熱を抑える技術の一例として、例えば特許文献１に記載のものがある。具体的に、特許文献１の技術は、超伝導送電ケーブルにおいて、パイプ状に形成された超伝導体の内部に、窒素ガスなどの冷却媒体を通すことにより、超伝導体を極低温に冷却するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−９９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術は、超伝導送電技術であり、パイプ状の内側に通す冷却媒体を用いて超伝導体を冷却することに着眼されている。一方、超伝導体の外周面からの放熱性を高める技術については、特許文献１に明示されていない。導電部の外周面からの放熱性を高めることで、導電部の発熱を抑えることが期待される。
【０００７】
そこで、本発明は、電線における導電部の外周面からの放熱性を向上する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、第１の態様は、電線であって、パイプ状に形成されており、外周面が凹凸を成す導電部と、前記導電部の前記外周面を被覆する非導電性の被覆部とを備える。
【０００９】
また、第２の態様は、第１の態様に係る電線において、前記導電部の内周面が、凹凸を成す。
【００１０】
また、第３の態様は、第２の態様に係る電線において、前記導電部における前記外周面の凸面と前記内周面の凹面とが表裏対応する位置に形成されており、前記導電部における前記外周面の凹面と前記内周面の凸面とが表裏対応する位置に形成されている。
【００１１】
また、第４の態様は、第１から第３までの態様のいずれか１態様に係る電線において、前記導電部の前記外周面が、前記導電部の長手方向に沿って延びる凹面及び凸面を含む。
【００１２】
また、第５の態様は、第４の態様に係る電線において、前記導電部の前記外周面における凸面の断面の輪郭は、前記導電部の長手方向において均一な矩形に沿って形成されている。
【００１３】
また、第６の態様は、第１から第５まで態様のいずれか１態様に係る電線において、前記導電部の素材には、銅が含まれている。
【発明の効果】
【００１４】
第１の態様に係る電線によると、導電部の外周面が凹凸を成していることにより、導電部の表面積を大きくすることができる。これにより、導電部の外周面における放熱性を高めることができる。また、外周側を被覆する被覆部を設けることにより、導電部の外周側からの放熱効率をさらに高めることができる。また、導電部をパイプ状とすることにより、導電部に空洞が無い場合に比べて、導電部の断面積を小さくすることができる。これにより、導電部の材料費を抑えることができる。
【００１５】
導電部の内周面が凹凸を成していることにより、導電部の表面積をさらに大きくすることができる。これにより、導電部の放熱性を高めることができる。
【００１６】
第３の態様によると、導電部において、外周面の凹面または凸面の位置と、内周面の凸面または凹面の位置とを表裏対応させることにより、導電部の肉厚を、周方向において略均一にすることができる。これにより、導電部に電気が流れたときに発生する熱量を、周方向において均一にすることができる。
【００１７】
第４の態様に係る電線によると、押出成形により、外周面に導電部に沿って延びる凹部及び凸部を容易に成形することができる。
【００１８】
第５の態様に係る電線によると、幅及び高さが同じ条件の下で、例えば断面輪郭を円とした場合よりも、導電部の表面積をより大きくすることができる。
【００１９】
第６の態様に係る電線によると、導電部の素材に銅が含まれていることにより、導電部の導電性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る電線の断面図である。
【図２】第２実施形態に係る電線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。
【００２２】
＜１．  第１実施形態＞
＜電線の構成＞
図１は、電線１０の断面図である。図１に示される断面図は、電線１０の横断面（長手方向と直角をなす平面に沿って切った切り口）を示す図である。
【００２３】
電線１０は、電線１０の長手方向に沿って延びる導電部２０と、導電部２０を外側から被覆する非導電性（絶縁性）の被覆部３０とで構成されている。
【００２４】
導電部２０は、例えば、銅、アルミニウム等の金属、または、２以上の金属を混合したものを素材として形成されており、導電性を有する部分である。導電部２０を、銅を含む素材で形成することで、導電性の高い電線１０を得ることができる。また、導電部２０の素材を、アルミニウムを含む素材とすることにより、電線１０の軽量化を図ることが可能である。
【００２５】
導電部２０は、その内部に導電部２０の長手方向に沿って延びる空間１０Ｓが形成されることにより、パイプ状に形成されている。導電部２０の内部の空間１０Ｓは、冷却媒体（液体又は気体）が通過可能な冷却媒体通路として利用することが可能である。冷却媒体として、液体窒素が採用されてもよいが、防食剤を含む水または空気等の安価な媒体が採用されてもよい。
【００２６】
図示を省略するが、電線１０の一方端から他方端に向けて、冷却媒体を通す場合、電線１０の一方端側から、ポンプ等により冷却媒体を圧送すればよい。空間１０Ｓに冷却媒体を通すことにより、導電部２０から発生した熱を、導電部２０を内側から吸収できる。このため、導電部２０を効率的に冷却することができる。
【００２７】
導電部２０の外周面２１は、凹凸を成している。より詳細には、導電部２０の外周面２１は、導電部２０の長手方向に沿って形成された４つの外側凹面２１１及び４つの外側凸面２１２が、導電部２０の周方向に沿って交互に連続して形成されている。４つの外側凹面２１１及び４つの外側凸面２１２は、導電部２０の外周回りにおいて等間隔に配置されている。また、各外側凹面２１１は、導電部２０の外周回りにおいて隣り合う２つの外側凸面２１２，２１２の間の位置に、それぞれ設けられている。換言すると、周方向において、外側凹面２１１の両側に、外側凸面２１２，２１２がそれぞれ設けられている。
【００２８】
４つの外側凸面２１２は、導電部２０の長手方向に直交する方向であって、相互に直交する４つの外側方向のそれぞれに突出している。４つの外側凸面２１２のそれぞれの横断面視における輪郭は、９０°の角度をなす一対の角部と、該一対の角部を結ぶ直線とで構成されている。また、外側凹面２１１の横断面視における輪郭は、隣り合う外側凸面２１２，２１２の２つの角部から、それぞれ導電部２０の中心方向に延びて略９０°で交差する２つの直線で構成されている。
【００２９】
導電部２０の内周面２３は、凹凸を成している。より詳細には、導電部２０の内周面２３は、導電部２０の長手方向に沿って形成された４つの内側凹面２３１及び内側凸面２３２が、導電部２０の周方向において交互に形成されている。４つの内側凹面２３１及び４つの内側凸面２３２は、導電部２０の内周回りにおいて等間隔に配置されている。各内側凹面２３１は、導電部２０の内周回りにおいて隣り合う２つの内側凸面２３２，２３２の間の位置にそれぞれ設けられている。換言すると、周方向において、内側凹面２３１の両側に、内側凸面２３２，２３２がそれぞれ設けられている。
【００３０】
導電部２０における外周面２１の外側凸面２１２と内周面２３の内側凹面２３１とは、表裏対応する位置（内外方向において重なる位置）に形成されている。また、導電部２０における外周面２１の外側凹面２１１と内周面２３の内側凸面２３２とが、表裏対応する位置（内外方向において重なる位置）に形成されている。図１に示される電線１０の例では、導電部２０は、外周面２１の断面形状と内周面２３の断面形状が略相似となるように成形されている。このように導電部２０を成形することで、導電部２０の肉厚をその周方向において略均一とすることができる。これにより、導電部２０に電気を流したときに発生する熱量を、導電部２０の周方向に関して均一化することができる。
【００３１】
図１に示されるように、導電部２０の外周面２１における４つの外側凸面２１２の輪郭は、導電部２０の長手方向において均一な矩形９０（ここでは、正方形）に沿って形成されている。このため、輪郭の幅および高さが同じ条件の下で、例えば、断面輪郭を円（真円または楕円等）とする場合よりも、導電部２０の表面積をより大きくすることができる。
【００３２】
すなわち、矩形９０を想定したとき、この矩形９０内に収まる導電部２０の断面輪郭（外周面２１の断面形状）が円形の場合、導電部２０の表面積は、最も小さくなる。これに対して、図１に示されるように、同じ矩形９０内に収めながら、導電部２０の外周面２１に凹凸を形成した場合、縦横の幅を円形のときと同じとして（もしくは小さくして）、導電部２０の表面積を大きくする、すなわち、放熱性を高くすることができる。
【００３３】
導電部２０は、例えば押出成形により製造することが可能である。押出成形によると、導電部２０の外周面２１を、導電部２０の長手方向に沿って延びる外側凹面２１１及び外側凸面２１２に容易に成形することができる。また、押出成形により、導電部の内周面２３を、導電部２０の長手方向に沿って延びる内側凹面２３１及び内側凸面２３２に容易に成形することができる。ただし、押出成形以外の方法で導電部２０を製造することは、妨げられるものではない。
【００３４】
被覆部３０は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、フッ素樹脂またはポリエステル等の素材で形成されている。導電部２０の外周部を被覆部３０で被覆することにより、導電部２０を外部から絶縁したり、導電部２０を外部から保護したりすることができる。また、被覆部３０によると、導電部２０の外周面２１からの熱放射を促進することもできる。
【００３５】
被覆部３０の内外方向の厚みは、所要の条件の下で導電部２０を十分に絶縁し且つ保護できる程度の厚さとされればよく、特に限定されるものではない。ただし、電線１０をできるだけ細く構成するため、被覆部３０の周方向における厚みが均一とされていることが望ましい。このような観点から、図１に示される電線１０の例では、導電部２０の外周面２１が成す凹凸に対応して、凹凸を成すように被覆部３０が形成されている。被覆部３０は、一般的な電線と同様に、押出成形により形成すること可能である。
【００３６】
＜効果＞
本実施形態に係る電線１０によると、導電部２０の外周面２１が凹凸を成していることにより、導電部２０の表面積を大きくすることができる。これにより、導電部２０の外周面２１における放熱性を高めることができる。また、外周側を被覆する被覆部３０を設けることにより、導電部の外周側からの放熱効率をさらに高めることができる。また、導電部２０をパイプ状とすることにより、導電部２０に空洞が無い場合に比べて、導電部２０の断面積を小さくすることができる。これにより、導電部２０の材料費を抑えることができる。
【００３７】
また、導電部２０の内周面２３が凹凸を成していることにより、導電部２０の表面積をさらに大きくすることができる。これにより、導電部２０の放熱性を高めることができる。ただし、導電部２０の内周面２３が凹凸を成すことは必須の構成ではない。導電部２０の内周面２３が、滑らかな環状の面を成すように導電部２０を成形することも妨げられない。また、内周面２３からの熱放射を促進する（すなわち、熱放射率を向上する）ため、内周面２３に適宜表面加工（例えば、酸化面形成、樹脂層またはセラミック層の形成等）を行ってもよい。
【００３８】
＜２．  第２実施形＞
第２実施形態に係る電線１０Ａについて説明する。図２は、第２実施形態に係る電線１０Ａの断面図である。なお、図２は、電線１０Ａの横断面を示す図である。
【００３９】
電線１０Ａも、電線１０と同様に、内部に空間１０ＳＡが形成されているパイプ状の導電部２０Ａと、導電部２０Ａの外周側を被覆する被覆部３０Ａとで構成されている。空間１０ＳＡには、冷却媒体を通すことが可能である。
【００４０】
電線１０Ａの導電部２０Ａの外周面２１Ａは、導電部２０の外周面２１と同様に、凹凸を成している。ただし、導電部２０Ａの外周面２１Ａは、横断面視において、外側凸状に湾曲して膨らむ弧状部分である６つの外側凸面２１２Ａと、周方向において隣接する２つの外側凸面２１２Ａ，２１２Ａの境界部分に相当する外側凹面２１１Ａとで構成されている。外側凹面２１１Ａの底部は、鋭角を成している。外側凹面２１１Ａ及び外側凸面２１２Ａは、導電部２０Ａの長手方向に沿って延びている。
【００４１】
本実施形態では、電線１０Ａにおける、導電部２０Ａの外周面２１における６つの外側凸面２１２Ａは、導電部２０の長手方向において均一な正六角形９０Ａに接するように設けられている。
【００４２】
また、導電部２０Ａの内周面２３Ａは、凹凸を成している。より具体的には、導電部２０Ａにおける内周面２３Ａは、外側凹状に湾曲して凹む弧状部分である６つの内側凹面２３１Ａと、周方向において隣接する２つの外側凸面２１２の境界部分に相当する内側凸面２３２Ａとで構成されている。内側凹面２３１Ａ及び内側凸面２３２Ａは、導電部２０Ａの長手方向に沿って延びている。
【００４３】
導電部２０Ａにおける外周面２１Ａの外側凸面２１２Ａと内周面２３Ａの内側凹面２３１Ａとは、表裏対応する位置（内外方向において重なる位置）に形成されている。また、導電部２０Ａにおける外周面２１Ａの外側凹面２１１Ａと内周面２３Ａの内側凸面２３２Ａとは、表裏対応する位置（内外方向において重なる位置）に形成されている。
【００４４】
電線１０Ａにおいても、導電部２０Ａの外周面２１Ａが凹凸を成すことにより、放熱性を高めることができる。また、導電部２０Ａがパイプ状とされていることにより、材料費を抑えることができる。
【００４５】
なお、導電部２０，２０Ａの断面形状は、上記のものに限定されるものではない。導電部は、その外周面が凹凸を成すパイプ状のものであれば、どのような断面形状を有していてもよい。
【００４６】
以上のように、この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００４７】
１０１０Ａ  電線
１０Ｓ，１０ＳＡ  空間
２０，２０Ａ  導電部
２１，２１Ａ  外周面
２１１，２１１Ａ  外側凹面
２１２，２１２Ａ  外側凸面
２３，２３Ａ  内周面
２３１，２３１Ａ  内側凹面
２３２，２３２Ａ  内側凸面
３０，３０Ａ  被覆部
９０  矩形
【図１】
2014116094.tif 000003
【図２】
2014116094.tif 000004