(57)【要約】  導体と、前記導体の外周に設けられる絶縁層とを備え、前記絶縁層の少なくとも一部の面粗さが３μｍ以上である低風圧電線。
2018025776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、
前記導体の外周に設けられる絶縁層とを備え、
前記絶縁層の少なくとも一部の面粗さが３μｍ以上である低風圧電線。
【請求項２】
前記絶縁層の少なくとも一部の面粗さが１３μｍ以下である請求項１に記載の低風圧電線。
【請求項３】
前記絶縁層は、前記導体の径方向に突出する山部と、前記導体の径方向に凹む谷部とを前記導体の周方向に隣接して周期的に備え、
前記山部と前記谷部とを繋ぐ大フランク部の面粗さが３μｍ以上である請求項１又は請求項２に記載の低風圧電線。
【請求項４】
前記山部は、
前記山部における周方向の中心を挟んで配置され、前記周方向の中心よりも前記導体の径方向に突出する第一凸部及び第二凸部と、
前記第一凸部と前記第二凸部との間に配置され、前記導体の径方向に凹む凹部とを備える請求項３に記載の低風圧電線。
【請求項５】
前記第一凸部と前記凹部とを繋ぐ第一小フランク部の面粗さ及び前記第二凸部と前記凹部とを繋ぐ第二小フランク部の面粗さの少なくとも一方が３μｍ以上である請求項４に記載の低風圧電線。
【請求項６】
押出機から流動状態の絶縁材料を所定の形状に押し出して、導体の外周を未固化絶縁層で覆った押出材を形成する押出工程と、
前記押出材を冷却槽に導入して前記未固化絶縁層を固化して、前記所定の形状の絶縁層を形成する固化工程とを備え、
前記押出工程と前記固化工程との間に、前記押出機の出口から排出された以降、前記冷却槽に導入されるまでの前記押出材に、押出温度未満である流体冷媒を接触させて、前記未固化絶縁層の表層を冷却する粗面工程とを備える低風圧電線の製造方法。
【請求項７】
前記流体冷媒は、気体であり、
前記粗面工程では、前記押出材に、０．０１ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下の圧力で前記気体を吹き付ける請求項６に記載の低風圧電線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低風圧電線、及び低風圧電線の製造方法に関する。
本出願は、２０１６年０８月０５日付の日本国出願の特願２０１６−１５５０７４に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【０００２】
電柱などに架線される電線の一つに、低風圧電線と呼ばれるものがある。特許文献１は、低風圧電線として、導体と、導体の外周を覆う絶縁層とを備える絶縁電線を開示する。低風圧電線では、例えば、特許文献１に記載されるように絶縁層の外形を歯車のような凹凸形状にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０５８３８７号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の低風圧電線は、
導体と、
前記導体の外周に設けられる絶縁層とを備え、
前記絶縁層の少なくとも一部の面粗さが３μｍ以上である。
【０００５】
本開示の低風圧電線の製造方法は、
押出機から流動状態の絶縁材料を所定の形状に押し出して、導体の外周を未固化絶縁層で覆った押出材を形成する押出工程と、
前記押出材を冷却槽に導入して前記未固化絶縁層を固化して、前記所定の形状の絶縁層を形成する固化工程とを備え、
前記押出工程と前記固化工程との間に、前記押出機の出口から排出された以降、前記冷却槽に導入されるまでの前記押出材に、押出温度未満である流体冷媒を接触させて、前記未固化絶縁層の表層を冷却する粗面工程とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の低風圧電線の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す低風圧電線について、絶縁層の表面近傍を示す部分拡大説明図である。
【図３】試験例１で測定した各試料の絶縁電線について、風速が２８ｍ／ｓのときの面粗さ（μｍ）と風圧荷重の低減率（％）との関係を示すグラフである。
【図４】試験例１で測定した各試料の絶縁電線について、風速が４０ｍ／ｓのときの面粗さ（μｍ）と風圧荷重の低減率（％）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
［本開示が解決しようとする課題］
低風圧電線に対して、風圧荷重の更なる低減が望まれている。
絶縁層の外形を上述のような凹凸形状とする従来の低風圧電線では、この凹凸によって、風の剥離点を低風圧電線の風下側に移動させて、風圧荷重の低減を図る。しかし、風圧荷重の更なる低減が望まれる。架空線では、代表的には、風速４０ｍ／ｓにおける風圧荷重の低減と、風速２８ｍ／ｓにおける風圧荷重の低減とが求められる。特に、通常時において強風レベルとされる風速２８ｍ／ｓの低風速域において、風圧荷重の更なる低減が望まれる。更に、上述の通常レベルの強風に加えて、台風などの非常に強い風が吹く可能性が有る地域に使用する低風圧電線においては、上記低風速域に加えて、風速４０ｍ／ｓの高風速域でも風圧荷重を低減できることがより好ましい。
【０００８】
そこで、風圧荷重を低減できる低風圧電線を提供することを目的の一つとする。また、風圧荷重を低減できる低風圧電線を製造可能な低風圧電線の製造方法を提供することを別の目的の一つとする。
【０００９】
［本開示の効果］
上記の本開示の低風圧電線は、風圧荷重を低減できる。上記の本開示の低風圧電線の製造方法は、風圧荷重を低減できる低風圧電線を製造可能である。
【００１０】
［本願発明の実施形態の説明］
本発明者らは、絶縁層の表面がある程度荒れていると風圧荷重を低減できる、との知見を得た。特に、所定の凹凸形状を有しつつ、表面がある程度荒れた絶縁層であると、風速２８ｍ／ｓ程度の低風速域で、風圧荷重を効果的に低減できる、との知見を得た。この理由の一つとして、絶縁層の表面荒れによって風を乱れさせることができるためと考えられる。また、本発明者らは、絶縁層を押出成形する場合に、押出機を出てから冷却槽に導入するまでの未固化状態である絶縁層（以下、未固化絶縁層と呼ぶことがある）を備える押出材に対して、未固化絶縁層の実質的に表層のみが冷却されるような局所的な冷却を行ってから冷却槽に導入すると、押出による所定の外形を有しつつ、ある程度荒れた表面を有する絶縁層を形成できる、との知見を得た。本願発明は、これらの知見に基づくものである。最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１１】
（１）本願発明の一態様に係る低風圧電線は、
導体と、
前記導体の外周に設けられる絶縁層とを備え、
前記絶縁層の少なくとも一部の面粗さが３μｍ以上である。
上記面粗さは、公知の三次元形状測定装置で測定する。測定方法の詳細は、後述する試験例で説明する。
【００１２】
上記の低風圧電線は、面粗さが上記の所定の範囲を満たしており、表面がある程度荒れた絶縁層を備えるといえる。この表面荒れによって上記の低風圧電線は、風の乱れを生じさせられると考えられる。上記の低風圧電線は、代表的には、絶縁層の外形を上述の歯車状などといった所定の凹凸形状とし、この所定の外形を実質的に維持しながら、表面が上述のようにある程度荒れた絶縁層を備える。この所定の外形によって風の剥離点を風下側に移動されられることに加えて、上述した特定の面粗さによって風を乱れさせられると考えられる。このような上記の低風圧電線は、面粗さが３μｍ未満であり、表面が実質的に荒れていない場合に比較して、特に風速が２８ｍ／ｓ程度である低風速域での風圧荷重を効果的に低減できる。
【００１３】
（２）上記の低風圧電線の一例として、
前記絶縁層の少なくとも一部の面粗さが１３μｍ以下である形態が挙げられる。
【００１４】
上記形態は、上述の低風速域に加えて、風速が４０ｍ／ｓ程度である高風速域についても、風圧荷重を低減できる。従って、上記形態は、通常レベルの強風から台風レベルの強風が吹く地域に好適に利用できる。
【００１５】
（３）上記の低風圧電線の一例として、
前記絶縁層は、前記導体の径方向に突出する山部と、前記導体の径方向に凹む谷部とを前記導体の周方向に隣接して周期的に備え、
前記山部と前記谷部とを繋ぐ大フランク部の面粗さが３μｍ以上である形態が挙げられる。
【００１６】
上記形態における絶縁層の外形は、山部と谷部とを周期的に備える凹凸形状である。上記形態は、絶縁層の表面のうち、少なくとも、山部の頂部に比較して風が滞留し易いと考えられるフランク部の表面がある程度荒れている。従って、上記形態は、風の乱れをより生じ易いと考えられる領域を大きく確保できるため、風圧荷重をより低減できる。
【００１７】
（４）山部と谷部とが繰り返し形成された絶縁層を備える上記（３）の低風圧電線の一例として、
前記山部は、
前記山部における周方向の中心を挟んで配置され、前記周方向の中心よりも前記導体の径方向に突出する第一凸部及び第二凸部と、
前記第一凸部と前記第二凸部との間に配置され、前記導体の径方向に凹む凹部とを備える形態が挙げられる。
【００１８】
上記形態における絶縁層の外形は、山部と谷部とによる大きな凹凸に加えて、山部自体に小さな凹凸を有するという特定の凹凸形状である。上記形態は、この特定の凹凸形状によって風の剥離点をより風下側に移動し易いと考えられ、風圧荷重をより低減できる。
【００１９】
（５）特定の凹凸形状の絶縁層を備える上記（４）の低風圧電線の一例として、
前記第一凸部と前記凹部とを繋ぐ第一小フランク部の面粗さ及び前記第二凸部と前記凹部とを繋ぐ第二小フランク部の面粗さの少なくとも一方が３μｍ以上である形態が挙げられる。
【００２０】
上記形態は、絶縁層の表面のうち、少なくとも、両凸部の頂部に比較して風が滞留し易いと考えられる大フランク部の表面と、第一小フランク部及び第二小フランク部の少なくとも一方の表面とがある程度荒れている。従って、上記形態は、風の乱れをより生じ易いと考えられる領域を更に大きく確保できるため、風圧荷重を更に低減できる。
【００２１】
（６）本願発明の一態様に係る低風圧電線の製造方法は、
押出機から流動状態の絶縁材料を所定の形状に押し出して、導体の外周を未固化絶縁層で覆った押出材を形成する押出工程と、
前記押出材を冷却槽に導入して前記未固化絶縁層を固化して、前記所定の形状の絶縁層を形成する固化工程とを備え、
前記押出工程と前記固化工程との間に、前記押出機の出口から排出された以降、前記冷却槽に導入されるまでの前記押出材に、押出温度未満である流体冷媒を接触させて、前記未固化絶縁層の表層を冷却する粗面工程とを備える。
流体冷媒の温度とは、押出材に向かって流体冷媒を吹き出す出口温度とする。
【００２２】
上記の低風圧電線の製造方法は、押出機を出た押出材を冷却槽に導入して未固化絶縁層を完全に固化する前に、未固化絶縁層の表層を局所的に冷却する。こうすることで、押出機によって成形された所定の外形形状を維持しつつ、絶縁層の表面をある程度荒らすことができ、代表的には上述のような面粗さが３μｍ以上である絶縁層を有する低風圧電線を製造できる。絶縁層の表面がある程度荒れた低風圧電線は上述のように風圧荷重を低減できる。従って、上記の低風圧電線の製造方法は、表面が実質的に荒れていない場合に比較して、風圧荷重を低減し易い低風圧電線を製造できる。押出機によって成形する絶縁層の外形形状を適切に調整することで、上記の低風圧電線の製造方法は、上述のように特に低風速域での風圧荷重を低減できる低風圧電線を製造可能である。その他、上記の低風圧電線の製造方法は、押出工程と固化工程との間にインラインで粗面工程を設けると、製造性にも優れる。
【００２３】
（７）上記の低風圧電線の製造方法の一例として、
前記流体冷媒は、気体であり、
前記粗面工程では、前記押出材に、０．０１ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下の圧力で前記気体を吹き付ける形態が挙げられる。
【００２４】
上記形態は、風圧荷重を低減できる低風圧電線を製造可能な上に、比較的低圧の圧縮ガスを吹き付けるといった簡単な構成であり、設備を構築し易い。
【００２５】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、適宜、図面を参照して、本願発明の実施の形態を詳細に説明する。図中、同一符号は同一名称物を示す。図１，図２では、分かり易いように山部、谷部などを強調して示し、実際の大きさとは異なる。
【００２６】
［低風圧電線］
実施形態の低風圧電線１は、導体と２、導体２の外周に設けられる絶縁層３とを備える絶縁電線の一種であり、電柱などに架線されて利用される。低風圧電線１は、代表的には、絶縁層３の外形を凹凸形状とし（図１、特許文献１参照）、この凹凸によって、風の剥離点をより風下側に移動させて、風圧荷重の低減を図る。図１に示す絶縁層３の外形は例示であり、適宜変更できる。特に、実施形態の低風圧電線１では、絶縁層３の表面がある程度荒れている。定量的には、絶縁層３の少なくとも一部の面粗さが３μｍ以上である。
以下、詳細に説明する。
【００２７】
（導体）
導体２は、代表的には、硬銅線、硬銅より線、硬アルミニウムより線、鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲと呼ばれるもの）、アルミニウム覆鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ／ＡＣなどと呼ばれるもの）などから選択される１種の線材から構成される（図１は単線、又はより線を丸線に簡略化して示す）。
【００２８】
導体２の断面積は適宜選択できる。例えば、公称電圧が６００Ｖ以上３３ｋＶ以下の範囲で使用する場合、導体２の公称断面積は、１２ｍｍ２（直径４ｍｍ）以上５００ｍｍ２以下程度が挙げられる。特に、公称電圧が６．６ｋＶ以上の範囲で使用する場合、導体２の公称断面積は、３２ｍｍ２以上２４０ｍｍ２以下程度が挙げられる。
【００２９】
（絶縁層）
・凹凸形状
絶縁層３は、代表的には、その外形を凹凸形状とする。ここでの凹凸形状とは、代表的には押出機のダイスの孔形状に応じて成形された規則的な凹凸であって、ある程度大きな凹凸、例えば最大山高さや最大谷深さが５０μｍ以上、更に１００μｍ以上のものとする。図１に示す絶縁層３は、導体２の径方向に突出する山部３０と、導体２の径方向に凹む谷部３２とを導体２の周方向に隣接して周期的に備える場合を例示する。山部３０と谷部３２とが周期的に並ぶ絶縁層３を備える低風圧電線１は、山部３０と谷部３２との凹凸によって上述のように風の剥離点を風下側に移動させて、風圧荷重を低減する。この例では、更に山部３０を特定の凹凸形状とする。詳しくは、山部３０がその周方向の中心Ｃ３０（図２）を挟んで配置され、周方向の中心Ｃ３０よりも導体２の径方向に突出する第一凸部３０１及び第二凸部３０３と、第一凸部３０１と第二凸部３０３との間に配置され、導体２の径方向に凹む凹部３０２とを備える。山部３０及び谷部３２という比較的大きな凹凸に加えて、山部３０に設けられた両凸部３０１，３０３及び凹部３０２という比較的小さな凹凸をも備えることで、低風圧電線１は、風の剥離点をより風下側に移動し易く、風圧荷重を更に低減し易い。
【００３０】
山部３０、谷部３２、第一凸部３０１、第二凸部３０３、凹部３０２を備える場合、以下の条件（１）から条件（５）を満たす、更には条件（１）から条件（７）を満たすと、風圧荷重をより一層低減し易く好ましい。
（１）Ｌ１／Ｄ１≦２５
（２）Ｌ２／Ｄ２≦２５、Ｄ２＞Ｄ１
（３）Ｌ２／Ｌ１＜１０
（４）０．２≦ｒ１，ｒ２≦１．０、好ましくはｒ１，ｒ２≦０．７８、
更にｒ１，ｒ２＜０．５
（５）１２≦ｎ
（６）０．００５≦Ｄ１／Ｒ
（７）０．００５≦Ｄ２／Ｒ
【００３１】
条件（１）から条件（７）に示す記号の意味は、以下の通りである（図２参照）。
一つの山部３０に備える第一凸部３０１と第二凸部３０３間の間隔：Ｌ１（ｍｍ）
隣り合う山部３０，３０において、一方の山部３０の第一凸部３０１と他方の山部３０の第二凸部３０３間の間隔：Ｌ２（ｍｍ）
一つの山部３０に備える第一凸部３０１と第二凸部３０３とを結ぶ直線から凹部３０２の底部までの最大距離（深さ）：Ｄ１（ｍｍ）
隣り合う山部３０，３０において、一方の山部３０の第一凸部３０１と他方の山部３０の第二凸部３０３とを結ぶ直線から谷部３２の底部までの最大距離（深さ）：Ｄ２（ｍｍ）
導体２の軸方向から見て円弧状に形成された第一凸部３０１における頂部の曲率半径：ｒ１（ｍｍ）、及び第二凸部３０３における頂部の曲率半径：ｒ２（ｍｍ）
山部３０及び谷部３２の組数：ｎ
各谷部３２の底部に接する内接円３２０（図１，図２では二点鎖線で示す）の直径：Ｒ
【００３２】
この例の絶縁層３は、組数ｎが奇数であり、絶縁層３の外形は、導体２の中心を通る直線を軸とする線対称な形状である。組数ｎを偶数とすることもできる。これらの場合、絶縁層３は、導体２の中心を中心とする回転対称な形状となる。また、この例の山部３０及び谷部３２は、導体２の軸方向に沿って直線状に連続して設けられているが、上記軸方向に対して螺旋を描くように連続して設けることもできる。
【００３３】
条件（１），（２），（３）の下限値、（５），（６），（７）の上限値は特に定めないが、例えば条件（１），（２）の下限値は４程度、条件（３）の下限値は１．２５程度、（５）の上限値は２０程度、条件（６），（７）の上限値は０．０３程度が挙げられる。
【００３４】
その他の凹凸形状として、絶縁層３の外周面に導体２の周方向に所定の間隔をあけて逆三角形状の溝部が形成された形態など、種々の形状を利用できる。絶縁層３の外形は、公知の凹凸形状とすることもできる。
【００３５】
・構成材料
絶縁層３の構成材料は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）などから選択される１種の絶縁材料が挙げられる。
【００３６】
絶縁層３の厚さは所定の絶縁特性を満たす範囲で適宜選択できる。絶縁層３の外形が上述のような凹凸形状である場合、例えば、導体２の中心を中心とし、絶縁層３における凹み箇所の底部に内接する円をとり、この内接円の直径を適宜調整することが挙げられる。例えば、公称電圧が６００Ｖ以上３３ｋＶ以下、特に６．６ｋＶ以上で使用する場合、内接円の直径（この例では谷部３２の内接円３２０の直径Ｒ）は、８ｍｍ以上３５ｍｍ以下、更に１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度が挙げられる。
【００３７】
・面粗さ
絶縁層３は、その表面の少なくとも一部の面粗さを３μｍ以上とする。ここでの面粗さの測定対象となる凹凸は、上述の規則的で、ある程度大きな凹凸ではなく、代表的には不規則で、ある程度微細なもの、定量的には凹凸の最大振幅が２０μｍ以下程度とする。
【００３８】
上記面粗さが３μｍ以上であることで、絶縁層３の表面が風の乱れを生じさせる程度に荒れており、風圧荷重を低減できる。特に風速が２８ｍ／ｓ程度の低風速域での風圧荷重を効果的に低減にできる（後述の試験例１参照）。上記面粗さが大きいほど風の乱れを生じ易いと考えられ、上記面粗さを３．２μｍ以上、更に３．５μｍ以上、４μｍ以上とすることができる。上記面粗さが大きいほど、上記低風速域での風圧荷重をより低減でき、上記面粗さが４．５μｍ以上、更に５μｍ以上であれば、上記低風速域での風圧荷重の低減率（後述）を１０％以上とすることができ、７μｍ以上であれば、上記低減率を１５％以上とすることができる（後述の試験例１参照）。上記面粗さが大き過ぎると、絶縁層３の外形をなす上述のある程度大きな凹凸による風圧荷重の低減効果を低下させる可能性や外観の不良などが考えられるため、上記面粗さを２０μｍ以下、更に１５μｍ以下とすることが挙げられる。
【００３９】
上記面粗さが１３μｍ以下であると、上記低風速域での風圧荷重を低減できる上に、風速が４０ｍ／ｓ程度の高風速域での風圧荷重も低減できる（後述の試験例１参照）。上記面粗さが小さいほど、上記高風速域での風圧荷重を低減し易く（同）、上記面粗さを１２μｍ以下、更に１１μｍ以下程度とすることができる。上記面粗さが１０．５μｍ以下であれば、上記高風速域での風圧荷重の低減率を５％以上とすることができる（同）。更に上記面粗さが１０μｍ以下であれば、外観にも優れて商品価値が高い。
【００４０】
上記面粗さが３μｍ以上１３μｍ以下であれば、風速２８ｍ／ｓ程度の通常レベルの強風に対しても、風速４０ｍ／ｓ程度の台風レベルの強風に対しても風圧荷重も低減できる（後述の試験例１参照）。そのため、このような低風圧電線１は、通常レベルの強風だけでなく台風レベルの強風が吹く地域に好適に利用できる。上述の台風レベルの強風が実質的に吹かない地域に使用する低風圧電線１では、上記面粗さを１３μｍ以上とすることもできる。この場合、風圧荷重の更なる低減が期待できる（同）。
【００４１】
電柱などに架け渡された状態にある低風圧電線１に対して、その任意の位置に風が吹き付ける。そのため、絶縁層３における面粗さが３μｍ以上を満たす粗面領域が多いことが好ましい。絶縁層３の外形が上述のように凹凸形状である場合、凹み箇所は、風が滞留し易く風を乱すことがより望まれる部分であると考えられる。そこで、絶縁層３の表面における少なくとも凹み箇所は粗面領域であることが好ましい。この例でいうと、山部３０と谷部３２とを周期的に備える絶縁層３において、少なくとも、山部３０と谷部３２とを繋ぐ大フランク部ｆ（図２）の面粗さが３μｍ以上であることが好ましい。大フランク部ｆの実質的に全面が粗面領域であることがより好ましい。山部３０に比較的小さな凹凸を備える絶縁層３において、大フランク部ｆと、第一凸部３０１と凹部３０２とを繋ぐ第一小フランク部ｆ１（図２）の面粗さ及び第二凸部３０３と凹部３０２とを繋ぐ第二小フランク部ｆ２（図２）の面粗さの少なくとも一方とが３μｍ以上であることが好ましい。大フランク部ｆと両フランク部ｆ１，ｆ２との実質的に全面が粗面領域であることがより好ましい。絶縁層３の実質的に全面が粗面領域である形態であれば、絶縁層３の任意の位置で受けた風を乱すことができると考えられる。この形態は、例えば、後述する実施形態の低風圧電線の製造方法によって容易に製造でき、製造性にも優れて好ましい。上記粗面領域の面粗さが１３μｍ以下であれば、上述の低風速域での風圧荷重も、高風速域での風圧荷重も低減できて好ましい。
【００４２】
・その他
絶縁層３には、品名、サイズ、製造者名、製造年などを示すエンボス表示部（図示せず）を設けることができる。
【００４３】
（効果）
実施形態の低風圧電線１は、絶縁層３の少なくとも一部の面粗さが３μｍ以上であり、ある程度荒れていることで、風圧荷重を低減できる。特に、低風圧電線１は、上記面粗さが３μｍ未満である場合と比較して、風速が２８ｍ／ｓ程度の低風速域での風圧荷重を効果的に低減できる。この効果を後述の試験例で具体的に説明する。
【００４４】
［低風圧電線の製造方法］
（概要）
実施形態の低風圧電線１は、代表的には、流動状態にある絶縁材料を導体２の外周に押し出した後、未固化状態にある絶縁材料（未固化絶縁層）を固化して、所定の形状の絶縁層とすることで製造できる。特に、絶縁層３の表面の少なくとも一部をある程度荒らす処理を行うことで、実施形態の低風圧電線１を製造できる。ここで、固化した絶縁層の表面を機械的手法（切削、ブラスト処理など）、化学的手法、熱的手法などの種々の方法によって荒らすことが考えられる。しかし、この場合、絶縁層の外形を損傷する恐れがある。これに対し、実施形態の低風圧電線の製造方法では、固化後の絶縁層の表面を荒らすのではなく、未固化絶縁層の表面に特定の操作を行うことで、押出機で成形した所定の外形を実質的に損なうことなく、絶縁層３の表面をある程度荒らすことができる。実施形態の低風圧電線の製造方法は、以下の押出工程、固化工程、粗面工程を備えており、押出工程と固化工程との間に粗面工程を行う。以下、各工程を詳細に説明する。
【００４５】
（押出工程）
押出工程では、押出機から流動状態の絶縁材料を所定の形状に押し出して、導体２の外周を未固化絶縁層で覆った押出材を形成する。押出工程を行うにあたり、導体２（上述の導体の項参照）と、絶縁層３の原料となる絶縁材料（上述の絶縁層の項参照）と、流動状態にある絶縁材料を所定の形状に押し出す押出機とを用意する。押出機には、所定の外形の絶縁層３を成形可能な孔を有するダイスを設置する。押出温度や押出圧力などの押出条件は、所定の外形を精度よく成形できるように（この例では、上述の条件（１）から条件（５）、好ましくは条件（１）から条件（７）を満たすように）、絶縁材料の種類などに応じて、適宜調整して設定するとよい。
【００４６】
（粗面工程）
粗面工程では、押出機の出口から排出された以降、冷却槽に導入されるまでの押出材に、押出温度未満である流体冷媒を接触させて、未固化絶縁層の表層を冷却する。押出機の出口から排出されて、冷却槽に導入される前の押出材は、押出温度（例えばＰＥでは２１０℃程度）に近い温度であって、比較的柔らかい状態にある未固化絶縁層を備える。粗面工程では、この未固化絶縁層の表層を局所的に冷却する。ここで、本発明者らは、押出温度よりも低温であって、比較的小さな圧力で圧縮ガスを押出材の表面（未固化絶縁層）に吹き付けた後、冷却槽で冷却すると、所定の外形を実質的に損なうことなく、ある程度荒れた表面を有する絶縁層を形成でき、このような絶縁層を備える絶縁電線は特に低風速域での風圧荷重を低減できて低風圧電線に適する、との知見を得た。このような結果が得られた理由は定かではないが、上述のように押出温度よりも低温で、比較的低圧の圧縮ガスを未固化絶縁層に吹き付けることで、未固化絶縁層の表層のみが局所的にある程度冷却されて皺ができた、即ちある程度荒れた表面になったと考えられる。そこで、実施形態の低風圧電線の製造方法では、未固化絶縁層の表層を局所的に冷却する。
【００４７】
押出機の出口以降、冷却槽の導入口までの範囲における任意の位置に、流体冷媒との接触箇所を設けることができる。特に、押出機の出口近傍は、未固化絶縁層の温度が最も高く、未固化絶縁層が柔らかい状態にある。そのため、押出機の出口近傍を含んで、流体冷媒との接触箇所を設けると、未固化絶縁層の表層を冷却し易く好ましいと考えられる。上記範囲の実質的に全域を流体冷媒との接触箇所とすることもできる。
【００４８】
流体冷媒との接触箇所には、未固化絶縁層におけるその周方向の少なくとも一部に流体冷媒が接触するように、流体冷媒の吹付機構（ノズルなど）を配置することが挙げられる。例えば、未固化絶縁層におけるその周方向の一部にのみ、流体冷媒が接触するように吹付機構を設けることで、絶縁層３におけるその周方向の一部（例えば、上述の大フランク部ｆなど）を局所的に荒らすことができる。未固化絶縁層における実質的に全周に亘って万遍なく流体冷媒が接触するように吹付機構を設けると、絶縁層３の表面の実質的に全面に亘って荒らすことができる。この場合、吹付条件を制御し易く作業性に優れる上に、絶縁層３の表面全体を均一的に荒らし易く、絶縁層３の実質的に全面がある程度荒れた耐風圧電線、代表的には面粗さが３μｍ以上である低風圧電線１を製造できる。
【００４９】
流体冷媒は、気体、気液混合体、及び液体から選択される１種以上の流体が挙げられる。気体は、液体よりも冷却能が低いものの、簡素な設備にできて利用し易い。気液混合体は、気体よりも冷却能が高く、液体は更に冷却能が高い。押出機の出口以降、冷却槽の導入口までの範囲において、複数種の流体を利用することもできる。例えば、押出機の出口近傍では、より高い冷却能を有する液体を利用し、冷却槽の導入口近傍では気体を利用する構成などとすることができる。気体は例えば空気（圧縮ガスとして使用）、液体は例えば水、気液混合体は水滴を含む空気（気液混合の圧縮流体として使用）などが挙げられる。
【００５０】
流体冷媒の温度（流体冷媒の吹付機構の出口温度）は、少なくとも押出温度未満とすることで、流体冷媒に接触した未固化絶縁層を冷却できる。流体冷媒の温度が低いほど未固化絶縁層を冷却できるもの、低過ぎると、冷却槽に導入する前に未固化絶縁層を固化し過ぎて、局所的な変形などを生じる恐れがある。そのため、流体冷媒の温度の下限は、室温（例えば２０℃程度）が挙げられる。流体冷媒の温度は、室温以上押出温度未満の範囲で、流体冷媒の種類や押出温度、周囲環境の温度などを考慮して選択するとよい。例えば、流体冷媒が気体である場合、押出温度が１５０℃以上であれば、流体冷媒の温度を１００℃以下程度、押出温度が１３０℃以上であれば、冷媒温度を８０℃以下程度とすることが挙げられる。
【００５１】
流体冷媒の種類、温度、吹付時の圧力などを調整することで、未固化絶縁層の表面の冷却状態を調整できる。例えば、流体冷媒を気体（圧縮ガス）とする場合、押出材に圧縮ガスを吹き付ける圧力を０．０１ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下とすることが挙げられる。上記圧力を０．０１ＭＰａ以上とすることで、未固化絶縁層をある程度冷却できる。上記圧力を大きくするほど冷却能を高められ、上記圧力を０．１ＭＰａ以下とすることで、表層という局所的な冷却を可能にする。未固化絶縁層の表層の適切な固化、局所的な変形の防止などを考慮すると、上記圧力は、０．０１ＭＰａ以上０．０８ＭＰａ以下、更に０．０１ＭＰａ以上０．０５ＭＰａ以下とすることが挙げられる。
【００５２】
（固化工程）
この工程では、押出材を冷却槽に導入して、未固化絶縁層を固化して、所定の形状の絶縁層３を形成する。この工程により、ダイスの孔形状に応じた所定の外形を有すると共に、絶縁層３の表面の少なくとも一部がある程度荒れた絶縁層３を有する低風圧電線、代表的には面粗さが３μｍ以下である実施形態の低風圧電線１を製造できる。冷却槽は、代表的には水槽であり、押出材を浸漬可能な深さを有し、未固化絶縁層を冷却して固化できる程度の長さを有するものが利用される。
【００５３】
（効果）
実施形態の低風圧電線の製造方法は、押出機から排出されて冷却槽に導入されるまでの間に特定の冷却を行うことで、上述のように絶縁層３の表面の少なくとも一部がある程度荒れており、その結果、風圧荷重を低減できる低風圧電線を製造できる。この効果を後述の試験例で具体的に説明する。
【００５４】
［試験例１］
導体の外周に絶縁層を種々の条件で押出成形して絶縁電線を作製し、絶縁層の表面状態と、風圧荷重の低減状態とを調べた。
【００５５】
（試料の作製）
この試験では、公称電圧が６．６ｋＶの絶縁電線を想定して、公称断面積が１２０ｍｍ２の導体を用意すると共に、絶縁層の原料としてポリエチレン（ＰＥ）を用意した。また、この試験では、図１に示す山部３０、谷部３２、第一凸部３０１及び第二凸部３０３、凹部３０２を備える特定の凹凸形状を有する絶縁層を押出成形できるように、特定の凹凸形状の孔が設けられたダイスを用意し、押出機に設置した。いずれの試料についても、上述の条件（１）から条件（７）を満たす同じ孔形状のダイスを用いた。用意したダイスを備える押出機によって、導体の外周にＰＥ（押出温度２１０℃程度）を押し出した後、未固化絶縁層を備える押出材を冷却槽に導入して未固化絶縁層を固化することで、凹凸形状に成形された絶縁層を備える各試料の絶縁電線を得た。
【００５６】
特に、この試験では、押出機の出口から冷却槽の導入口までの間において、未固化絶縁層を備える押出材に、室温以上押出温度未満の圧縮ガスを吹き付けた。この吹付時の圧力を異ならせて、絶縁層の表面状態を変化させた。
試料Ｎｏ．１−１は、圧縮ガスの吹付を行っていない試料である。
試料Ｎｏ．１−２からＮｏ．１−１１は、吹付時の圧力を０．０１ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下の範囲から選択し、押出機の出口近傍（ここでは出口から２００ｍｍ以下の範囲）において押出材におけるその周方向の実質的に全面に圧縮ガスが接触するように、圧縮ガスの吹付を行った試料である。試料番号が大きいほど、吹付時の圧力を大きくした。得られた試料Ｎｏ．１−２からＮｏ．１−１１の絶縁電線は、上述の条件（１）から条件（７）を満たすことを確認している。また、この試験では、上記吹付時の圧力が大きいほど、面粗さを大きくし易い傾向にある。
【００５７】
（評価）
・表面粗さ
得られた各試料の絶縁電線について、市販の三次元測定装置（例、株式会社キーエンス製、非接触３Ｄ測定機、ＶＲ３０００）を用いて、以下のようにして面粗さを測定した。その結果を表１に示す。
三次元測定装置によって絶縁層の外形の三次元画像を取得し、この三次元画像において、測定領域を抽出する。ここでは、絶縁電線の周方向に２ｍｍ、絶縁電線の軸方向に４ｍｍの長方形状の領域を測定対象範囲（８ｍｍ２）とし、大フランク部ｆから測定対象範囲に対応した大きさの測定領域を抽出する。絶縁電線の軸方向の同じ位置において、その周方向に存在するｎ個の大フランク部ｆに対してそれぞれ測定領域を抽出して、合計ｎ個の測定対象を取得する（ｎ≧２）。この取得箇所を（α）と呼ぶ。取得箇所（α）から絶縁電線の軸方向に１０００ｍｍ以上離れた箇所（取得箇所（β）と呼ぶ）、２０００ｍｍ以上離れた箇所（取得箇所（γ）と呼ぶ）において、それぞれ同様に合計ｎ個の測定領域を取得する。即ち、合計３×ｎ個の測定領域を取得する。各測定領域の画像に対して、Ｓフィルタを５０μｍ、Ｌフィルタを１ｍｍとして、各測定領域の算術平均高さＳａ（μｍ）を求める。算術平均高さＳａとは、線の算術平均高さＲａを面に拡張したパラメータである。算術平均高さＳａの測定は、三次元測定装置によって自動的に行うことができる。そして、３×ｎ個の算術平均高さＳａの平均を面粗さとして、表１に示す。
【００５８】
・抗力係数ＣＤ
得られた各試料の絶縁電線について、風洞設備を用いて風圧荷重（抗力）を測定し、風圧荷重から抗力係数ＣＤを求めた。その結果を表１に示す。抗力係数ＣＤが小さいほど、風圧荷重を低減できるといえる。
ここでは、各絶縁電線の軸方向に直交するように、絶縁電線の一側方から他側方に向かって風速２８ｍ／ｓの風を吹き付けたときの風圧荷重と、風速４０ｍ／ｓの風を吹き付けたときの風圧荷重とをそれぞれ測定し、以下の式から抗力係数ＣＤを求めた。以下の式において、Ｆｘは風圧荷重（抗力）（Ｎ）であり、ρは空気密度（ｋｇ／ｍ３）であり、Ｖは風速（ｍ／ｓ）であり、φは絶縁電線の外径（ｍ）であり、Ｘは絶縁電線の有効長さ（ｍ）である。
ＣＤ＝Ｆｘ／（０．５×ρ×Ｖ２×φ×Ｘ）
【００５９】
・風圧荷重の低減率
この試験では、風速２８ｍ／ｓの場合と風速４０ｍ／ｓの場合とのそれぞれについて、抗力係数ＣＤが最も大きい試料の抗力係数を基準値とし、基準値に対する、基準値と各試料の抗力係数との差の割合を風圧荷重の低減率（％）として評価した。その結果を表１に示す。
風圧荷重の低減率（％）＝{（基準値の抵抗係数−各試料の抵抗係数）／基準値の抵抗係数}×１００
風速２８ｍ／ｓの場合には、押出工程と固化工程との間で粗面工程を行っていない試料Ｎｏ．１−１の抗力係数を基準値とする。
風速４０ｍ／ｓの場合には、試料Ｎｏ．１−１１の抗力係数を基準値とする。
【００６０】
また、風速２８ｍ／ｓの場合、風速４０ｍ／ｓの場合における面粗さ（μｍ）と風圧荷重の低減率（％）との関係をそれぞれ図３、図４に示す。図３に示すグラフは、風速２８ｍ／ｓの場合の上記関係を示し、横軸が面粗さ（μｍ）、縦軸が風圧荷重の低減率（％）を示す。図４に示すグラフは、風速４０ｍ／ｓの場合の上記関係を示し、横軸が面粗さ（μｍ）、縦軸が風圧荷重の低減率（％）を示す。
【００６１】
【表１】
2018025776.tif 000003
【００６２】
表１、図３、図４に示すように、絶縁被覆の面粗さが３μｍ以上である試料Ｎｏ．１−２からＮｏ．１−１１の絶縁電線は、風速が２８ｍ／ｓの低風速域である場合及び風速が４０ｍ／ｓの高風速域である場合のいずれにおいても、抗力係数ＣＤが１未満、更に０．９５０以下と小さいことが分かる。また、表１、図３に示すように試料Ｎｏ．１−２からＮｏ．１−１１は、風速が２８ｍ／ｓの低風速域である場合に風圧荷重を効果的に低減できることが分かる。定量的には、試料Ｎｏ．１−２からＮｏ．１−１１の絶縁電線では、上記低風速域での風圧荷重の低減率が基準試料Ｎｏ．１−１に対して３％以上、更に４％以上であり、多くの試料は５％以上である。更に、この試験では、以下のことがいえる。
【００６３】
（風速が２８ｍ／ｓの低風速域の場合）
（ａ）面粗さが大きいほど、風圧荷重の低減率が概ね大きい。
（ｂ）試料Ｎｏ．１−３とＮｏ．１−４との比較から、面粗さが４μｍ以上、好ましくは４．５μｍ以上であれば、１０％以上の低減率が望める。
（ｃ）試料Ｎｏ．１−５からＮｏ．１−１１によれば、面粗さが５μｍ以上、更に６．５μｍ以上であれば、１３％以上の低減率が望める。
（ｄ）試料Ｎｏ．１−６とＮｏ．１−７との比較から、面粗さが８μｍ以上であれば、１５％以上の低減率が望める。
【００６４】
また、表１、図４に示すように、上述の高風速域である場合には、面粗さが２．７μｍ以上１４．８μｍ未満であれば、風圧荷重の低減率が基準試料Ｎｏ．１−１１に対して、３％以上であり、風圧荷重を低減できることが分かる。更に、この試験では、以下のことがいえる。
【００６５】
（風速が４０ｍ／ｓの高風速域の場合）
（ｘ）面粗さが小さいほど、風圧荷重の低減率が大きい。
（ｙ）試料Ｎｏ．１−９とＮｏ．１−１０との比較から、面粗さが１３．５μｍ未満、好ましくは１３μｍ以下であれば、５％以上の低減率が望める。
（ｚ）試料Ｎｏ．１−８とＮｏ．１−９との比較から、面粗さが１０μｍ以下であれば、６．５％以上の低減率が望める。
【００６６】
以上のことから、面粗さが３μｍ以上１３μｍ以下であれば、風速が２８ｍ／ｓの低風速域と風速が４０ｍ／ｓの高風速域との双方において、風圧荷重の低減率を５％以上とすることができるといえる。
【００６７】
この試験から、絶縁被覆の面粗さが３μｍ以上である絶縁電線は、風圧荷重の更なる低減が望まれる低風圧電線、特に風速２８ｍ／ｓ程度の低風速域の低風圧電線に好適に利用できることが示された。また、絶縁被覆の面粗さが３μｍ以上１３μｍ以下である絶縁電線は、上記低風速域と風速４０ｍ／ｓ程度の高風速域との双方について風圧荷重の低減が望まれる低風圧電線に好適に利用できることが示された。更に、この試験から、上述の特定の面粗さを満たし、風圧荷重を低減できる低風圧電線に好適な絶縁電線は、押出以降冷却槽への導入前である押出材に備える未固化絶縁層に流体を接触させて表層を局所的に冷却することで製造できることが示された。
【００６８】
なお、この試験のように押出材に対してその周方向の実質的に全域に圧縮ガスを均一的に吹き付けるなどして、未固化絶縁層に流体冷媒を接触させた場合には、絶縁層の表面の任意の位置について、同様な面粗さを有すると考えられる。そのため、面粗さの簡易的な測定として、測定領域を任意の一カ所とすることができる。より精度を高める場合には、測定領域を、絶縁電線の軸方向の同じ位置において、絶縁電線の周方向に沿って選択した複数箇所（２以上ｎ未満）としたり、絶縁電線の軸方向の異なる複数の位置において（例えば、２箇所又は３箇所）、絶縁電線の周方向に沿って選択した任意の一カ所としたり、などとすることができる。簡易的な測定についても、大フランク部ｆや、第一小フランク部ｆ１、第二小フランク部ｆ２といった風が滞留し易いと考えられる領域を測定領域に含むことが好ましいと考えられる。測定対象範囲も適宜変更できるが、小さ過ぎると適切な測定が行えず、大きいほど測定精度を高められると考えられるため、測定対象範囲は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下程度×３ｍｍ以上５ｍｍ以下程度の長方形状の領域とすることが挙げられる。
【００６９】
本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば、試験例１における絶縁層の凹凸形状、絶縁層の構成材料、粗面条件などを適宜変更できる。
【００７０】
［付記］
風圧荷重の更なる低減が望まれる低風圧電線、特に風速が４０ｍ／ｓ程度の高風速域での風圧荷重を低減できる低風圧電線として、以下の構成とすることができる。以下の面粗さの測定方法は、上述の実施形態の低風圧電線と同様であり、具体的な測定方法は、試験例１に記載の測定方法を参照するとよい。
［付記１］
導体と、
前記導体の外周に設けられる絶縁層とを備え、
前記絶縁層の少なくとも一部の面粗さが０超１３μｍ以下である低風圧電線。
［付記２］
前記絶縁層の少なくとも一部の面粗さが２．７μｍ超である［付記１］に記載の低風圧電線。
【符号の説明】
【００７１】
１  低風圧電線
２  導体
３  絶縁層
３０  山部
３２  谷部
３０１  第一凸部
３０２  凹部
３０３  第二凸部
３２０  内接円
ｆ  大フランク部
ｆ１  第一小フランク部
ｆ２  第二小フランク部
【図１】
2018025776.tif 000004
【図２】
2018025776.tif 000005
【図３】
2018025776.tif 000006
【図４】
2018025776.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月9日(2018.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、
前記導体の外周に設けられる絶縁層とを備え、
前記絶縁層の少なくとも一部の面粗さが３μｍ以上１３μｍ以下である低風圧電線。
【請求項２】
前記絶縁層は、前記導体の径方向に突出する山部と、前記導体の径方向に凹む谷部とを前記導体の周方向に隣接して周期的に備え、
前記山部と前記谷部とを繋ぐ大フランク部の面粗さが３μｍ以上１３μｍ以下である請求項１に記載の低風圧電線。
【請求項３】
前記山部は、
前記山部における周方向の中心を挟んで配置され、前記周方向の中心よりも前記導体の径方向に突出する第一凸部及び第二凸部と、
前記第一凸部と前記第二凸部との間に配置され、前記導体の径方向に凹む凹部とを備える請求項２に記載の低風圧電線。
【請求項４】
前記第一凸部と前記凹部とを繋ぐ第一小フランク部の面粗さ及び前記第二凸部と前記凹部とを繋ぐ第二小フランク部の面粗さの少なくとも一方が３μｍ以上１３μｍ以下である請求項３に記載の低風圧電線。
【請求項５】
押出機から流動状態の絶縁材料を所定の形状に押し出して、導体の外周を未固化絶縁層で覆った押出材を形成する押出工程と、
前記押出材を冷却槽に導入して前記未固化絶縁層を固化して、前記所定の形状の絶縁層を形成する固化工程とを備え、
前記押出工程と前記固化工程との間に、前記押出機の出口から排出された以降、前記冷却槽に導入されるまでの前記押出材に、押出温度未満である流体冷媒を接触させて、前記未固化絶縁層の表層を冷却する粗面工程とを備え、
前記絶縁層の少なくとも一部の面粗さが３μｍ以上１３μｍ以下である低風圧電線を製造する低風圧電線の製造方法。
【請求項６】
前記流体冷媒は、気体であり、
前記粗面工程では、前記押出材に、０．０１ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下の圧力で前記気体を吹き付ける請求項５に記載の低風圧電線の製造方法。
【国際調査報告】
2018025776.tif 000008
2018025776.tif 000009