(57)【要約】【課題】  柔軟性に優れる複合撚線導体を提供する。【解決手段】  素線を複数本撚り合わせて集合撚線とし、前記集合撚線を複数本撚り合わせた複合撚線からなり、中心集合撚線（５）と、その周囲に第１層集合撚線（９）を複数撚りあわせた第１層複合撚線（１１）からなる複合撚線導体であり、前記中心集合撚線（５）の撚りピッチが前記中心集合撚線（５）の層心径の８〜７０倍であり、前記第１層複合撚線（１１）の撚りピッチが前記第１層複合撚線（１１）の層心径の８〜３０倍であり、前記中心集合撚線（５）の撚り角度と前記第１層集合撚線（９）の撚り角度と第１層複合撚線（１１）の撚り角度の和との差が１５度以下であり、前記素線は伸びが２％以上のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる複合撚線導体。【選択図】図１
2006156346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素線を複数本撚り合わせて集合撚線とし、前記集合撚線を複数本撚り合わせた複合撚線からなり、中心集合撚線（５）と、その周囲に第１層集合撚線（９）を複数撚りあわせた第１層複合撚線（１１）からなる複合撚線導体であり、前記中心集合撚線（５）の撚りピッチが前記中心集合撚線（５）の層心径の８〜７０倍であり、前記第１層複合撚線（１１）の撚りピッチが前記第１層複合撚線（１１）の層心径の８〜３０倍であり、前記中心集合撚線（５）の撚り角度と前記第１層集合撚線（９）の撚り角度と第１層複合撚線（１１）の撚り角度の和との差が１５度以下であり、前記素線は伸びが２％以上のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする複合撚線導体。
【請求項２】
中心集合撚線（５）、第１層集合撚線（９）、および第１層複合撚線（１１）のすべてが同一方向に撚られていることを特徴とする請求項１記載の複合撚線導体。
【請求項３】
請求項１又は２記載の複合撚線導体の周囲に、第２層集合撚線（１５）を複数撚りあわせた第２層複合撚線（１７）を設けた複合撚線導体であり、前記中心集合撚線（５）の撚り角度と、前記第２層集合撚線（１５）の撚り角度と第２層複合撚線（１７）の撚り角度の和との差が１５度以下であり、前記第１層集合撚線（９）の撚り角度と第１層複合撚線（１１）の撚り角度の和と、前記第２層集合撚線（１５）の撚り角度と第２層複合撚線（１７）の撚り角度の和との差が１５度以下であり、第２層複合撚線（１７）の撚りピッチが前記第２層複合撚線（１７）の層心径の８〜３０倍であることを特徴とする複合撚線導体。
【請求項４】
中心集合撚線（５）、第１層集合撚線（９）、第１層複合撚線（１１）、第２層集合撚線（１５）、および第２層複合撚線（１７）のすべてが同一方向に撚られていることを特徴とする請求項３記載の複合撚線導体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柔軟性に優れた複合撚線に関するものであり、特に、自動車等に用いられる柔軟性に優れた通電用複合撚線導体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に用いられる通電用の複合撚線導体の材質は、従来、銅が主力であった。近年、省エネルギー、環境問題等の面から自動車等の軽量化が要求されている。そのため、通電用複合撚線導体についても軽量化が課題となっている。軽量方法として、銅に換えて比重の小さいアルミニウムを用いることが考えられる。
【０００３】
屈曲、振動作用時にも摩擦による断線、磨耗による断線のしにくい耐屈曲性および耐振動性を備えた通電用複合撚線導体の例がある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
図２（ａ）は、特許文献１記載の通電用複合撚線導体の一部を切断して示した部分斜視図である。図２（ｂ）は、その複合撚線導体の断面略図である。特許文献１記載の通電用複合撚線導体１は、素線３、７、１３を複数本撚り合わせて子撚りとし、その子撚りを複数本撚り合わせた複合撚線であって、中心となる子撚り（中心集合撚線５）と、前記中心となる子撚りの周囲に子撚り方向と親撚り方向とが同一方向となるように第１層集合撚線９が撚り合わされた第１層の複合撚線１１と、前記第１層の複合撚線の周囲に、隣接する層同士の親撚り方向が互いに反対方向となるように、かつ、各層における子撚り方向と親撚り方向とが同一方向となるように第２層集合撚線１５が撚り合わされた複合撚線１７が１層以上設けられている。
【特許文献１】特開２００３−３０３５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、電気自動車やハイブリッドカーなど、大容量のバッテリーを有する自動車が開発されている。このバッテリーからの送電するための導体としても、アルミニウム複合撚線が用いられている。これらは通電量が大きいために、従来よりも径の大きい複合撚線を用いる。しかし径が大きくなると車体取り付け時に作業しにくくなるという懸念がある。また、限られたスペースに配置する必要があるため、より柔軟性に優れた複合撚線導体が求められている。本発明は前記問題を解決し、柔軟性に優れた複合撚線導体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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、素線を複数本撚り合わせて集合撚線とし、前記集合撚線を複数本撚り合わせた複合撚線からなり、中心集合撚線５と、その周囲に第１層集合撚線９を複数撚りあわせた第１層複合撚線１１からなる複合撚線導体であり、前記中心集合撚線５の撚りピッチが前記中心集合撚線５の層心径の８〜７０倍であり、前記第１層複合撚線１１の撚りピッチが前記第１層複合撚線１１の層心径の８〜３０倍であり、前記中心集合撚線５の撚り角度と前記第１層集合撚線９の撚り角度と第１層複合撚線１１の撚り角度の和との差が１５度以下であり、前記素線は伸びが２％以上のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする複合撚線導体である。
【０００７】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様において、中心集合撚線５、第１層集合撚線９、および第１層複合撚線１１のすべてが同一方向に撚り合わせてなることを特徴とする複合撚線導体である。
【０００８】
本発明の第３の態様は、中心集合撚線５の周囲に、前記中心集合撚線５の撚り方向と同一方向に撚り合わせた第１層集合撚線９からなる第１層複合撚線１１を前記中心集合撚線５の撚り方向と同一方向に撚り合わせ、次いで、前記第１層複合撚線１１の周囲に、前記中心集合撚線５の撚り方向と同一方向に撚り合わせた第２層集合撚線１５からなる第２層複合撚線１７を前記中心集合撚線５の撚り方向と同一方向に撚り合わせる複合撚線導体１の製造方法であって、伸びが２％以上のアルミニウムまたはアルミニウム合金を素線とし、前記中心集合撚線５の撚りピッチが前記中心集合撚線５の層心径の３０〜７０倍とし、前記第２層複合撚線１７の撚りピッチが前記第２層複合撚線１７の層心径の１０〜３０倍とし、前記第２層複合撚線１７の撚りピッチよりも前記第１層複合撚線１１の撚りピッチが同一か大きく、かつ、その差が２０以下とすることを特徴とする複合撚線導体の製造方法である。
【０００９】
本発明の第４の態様は、第３の態様の複合撚線導体の製造方法において、第２層複合撚線１７の周囲に、中心集合撚線５と同一方向に撚り合わせた集合撚線からなる複合撚線を前記中心集合撚線５と同一方向に複数層に撚り合わせることを特徴とする複合撚線導体の製造方法である。
【００１０】
本発明の第５の態様は、第１又は第２の態様の複合撚線導体の周囲に、第２層集合撚線１５を複数撚りあわせた第２層複合撚線１７を設けた複合撚線導体であり、前記中心集合撚線５の撚り角度と、前記第２層集合撚線１５の撚り角度と第２層複合撚線１７の撚り角度の和との差が１５度以下であり、前記第１層集合撚線９の撚り角度と第１層複合撚線１１の撚り角度の和と、前記第２層集合撚線１５の撚り角度と第２層複合撚線１７の撚り角度の和との差が１５度以下であり、第２層複合撚線１７の撚りピッチが前記第２層複合撚線１７の層心径の８〜３０倍であることを特徴とする複合撚線導体である。
【００１１】
本発明の第６の態様は、第５の態様の複合撚線導体において、中心集合撚線５、第１層集合撚線９、第１層複合撚線１１、第２層集合撚線１５、および第２層複合撚線１７のすべてが同一方向に撚られていることを特徴とする複合撚線導体である。
なお、本発明において「層心径」とは、撚線の外径から素線１個の外径を減じた長さの径を意味する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、素線同士の面接触の割合が高くなる。そのため、従来技術にあった各層間の集中接触部が分散されるので、局部的な圧痕（ニッキング）が減少し、素線同士が滑り易くなり柔軟性が向上する。また、複合撚線導体の集合撚線および複合撚線をすべて同じ方向に撚ることにより、全ての素線が同じ方向になるため、素線同士が面接触となり、一層柔軟性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明の複合撚線導体１は、素線を複数本撚り合わせて集合撚線とし、前記集合撚線を複数本撚り合わせた複合撚線からなり、中心集合撚線５と、第１層集合撚線９および第１層複合撚線１１と、第２層集合撚線１５および第２層複合撚線１７と、複数層の集合撚線および複合撚線のすべてが同一方向に撚られている複合撚線導体１である。
【００１４】
図１（ａ）は、複合撚線導体１の一部を切断して示した部分斜視図である。図１（ｂ）は、複合撚線導体１の断面略図である。図１（ｂ）中の矢印は、下記で説明する素線３または素線７または素線１３の撚り方向を示したものである。複合撚線導体１は、素線３を用いて、例えば左撚りして束ねた中心集合撚線５を中心にし、次いで、素線７を用いて左撚りして束ねた第１層集合撚線９を６本使用して左方向に撚って第１層複合撚線１１となる。
【００１５】
さらに素線１３を用いて左撚りして束ねた第２層集合撚線１５を１２本用い、前記第１層複合撚線１１の周囲に左方向に撚って第２層複合撚線１７となる。前記第２層複合撚線１７の表面に密着するように、被覆絶縁体２１が被覆されている。
【００１６】
前記中心集合撚線５の撚り方向は、その周囲に設けられた第１層複合撚線１１の撚り方向と同方向にすると柔軟性が向上して好ましい。
【００１７】
第１層複合撚線１１は、第１層集合撚線９の撚り方向と同一方向に撚り合わせたものである。前記第１層複合撚線１１と前記第１層集合撚線９を同一方向に撚ると、第１層集合撚線９の素線７同士が面接触となり、第１層集合撚線１１の撚り断面形状が崩れるように撚ることができ、好ましい。すなわち、図１（ｂ）に示すように、第１層集合撚線９は、撚ることによって形状が潰されて断面が半扇型状となって、相隣り合う第１層集合撚線９同士が密着し、隙間が少なくなる。
【００１８】
第２層複合撚線１７は、第２層集合撚線１５の撚り方向と同一方向に撚り合わせたものである。前記第２層複合撚線１７と前記第２層集合撚線１５を同一方向に撚ることで、第２層集合撚線１５の素線１３同士が面接触となり、第２層集合撚線１５の撚り断面形状が崩れるように撚ることができ、好ましい。
【００１９】
すなわち、図１（ｂ）に示すように、第２層集合撚線１５は、撚ることによって形状が潰されて断面が半扇型状となって、相隣り合う第２層集合撚線１５同士が密着し、隙間が少なくなる。
【００２０】
前記中心集合撚線５の撚りピッチは、中心集合撚線５の層心径の８〜７０倍であり、柔軟性が向上するため、より好ましくは１０〜３０倍である。
また、第１層複合撚線１１の撚りピッチが前記第１層複合撚線１１の層心径の８〜３０倍であり、柔軟性が向上するため、より好ましくは１０〜２０倍である。
また、前記第２層複合撚線１７の撚りピッチが前記第２層複合撚線１７の層心径の８〜３０倍であると、柔軟性が向上して好ましい。より好ましくは１０〜２０倍である。撚りピッチ（図１参照）は、例えば、ＪＩＳ  Ｇ  ３５２５により求めることができる。
さらに、中心集合撚線５の撚り角度と、第１層集合撚線９の撚り角度と第１層複合撚線１１の撚り角度の和との差が１５度以下であり、柔軟性が向上するため、より好ましくは１０度以下である。同様に、中心集合撚線５の撚り角度と、第２層集合撚線１５の撚り角度と第２層複合撚線１７の撚り角度の和との差が１５度以下であると、柔軟性が向上して好ましい。より好ましくは１０度以下である。また、前記第１層集合撚線９の撚り角度と第１層複合撚線１１の撚り角度の和と、前記第２層集合撚線１５の撚り角度と第２層複合撚線１７の撚り角度の和との差が１５度以下であると、柔軟性が向上して好ましい。より好ましくは１０度以下である。なお、撚り角度とは、集合撚線又は複合撚線の長手方向との角度である。
【００２１】
図１（ｂ）に示すような複合撚線導体１とすることで、前記複合撚線導体１外周囲の凹凸を減少させることができる。すなわち、本発明の複合撚線導体１には従来の複合撚線導体に通常用いられている被覆絶縁体２１を常法により設けることができるが、その場合、第２層集合撚線１５同士の間に被覆絶縁体２１が嵌入することもない。そのため、第２層集合撚線１５と被覆絶縁体２１とが強く密着していることもない。
【００２２】
以下に、本発明をより具体的に説明するが本発明はこれに限定されるものではない。複合撚線導体１は、例えば、直径が０．３２ｍｍのアルミニウムの素線３を１３本用いて左撚りして束ねた中心集合撚線５を中心にし、直径が０．３２ｍｍのアルミニウムの素線７を１３本用いて左撚りして束ねた第１層集合撚線９を６本使用して左方向に撚って第１層複合撚線１１となる。
【００２３】
第１層複合撚線１１の撚り方向は、第１層集合撚線９と同一方向に撚り合わせたものである。前記撚り方向を同一方向にすると、前記第１層集合撚線９の素線７同士が面接触となり、前記第１層集合撚線９の撚り断面形状が崩れるように撚ることができ、好ましい。すなわち、図１（ｂ）に示すように、前記第１層集合撚線９は、撚ることによって形状が潰されて断面が半扇型状となって、相隣り合う第１層集合撚線９同士が密着し、隙間が少なくなる。
【００２４】
なお、中心集合撚線５は、同方向集合撚りとすると柔軟性が向上して好ましい。前記同方向集合撚りはバンチャー撚り機を用いて撚ることが出来る。また、第１層複合撚線１１および第２層複合撚線の撚り方法は、プラネタリー型撚り機（撚り返しあり）や、リジット型撚り機（撚り返しなし）を用いて撚ることができる。
【００２５】
第１層複合撚線１１の周囲には、素線１３を１３本用いて左撚りして束ねた第２層集合撚線１５を１２本使用して左方向に撚ってなる第２層複合撚線１７が配置されている。
【００２６】
第２層複合撚線１７の撚り方向を、第２層集合撚線１５と同一方向に撚ることで、第２層集合撚線１５の素線１３同士が面接触となり、第２層集合撚線１５の撚り断面形状が崩れるように撚ることができ、好ましい。
【００２７】
また、集合撚線の断面形状を崩した複合撚線は、従来構造に比べて外径を約１０％増に押さえることができ、被覆外径も小さくする事ができる。さらに表面の凹凸が減少することにより、絶縁被覆体２１の厚さ比（絶縁被覆の内面凹凸）を低くすることができるので、被覆材使用量の減量化が図れる。
【００２８】
本発明によれば、複合撚線導体１の外周囲の凹凸が減少することにより第２層複合撚線１７の周囲に絶縁被覆体２１の嵌入がほとんどなくなる。そのため、絶縁被覆体２１と複合撚線導体１との固着力が前記複合撚線導体１に分担されるので、固着力が集中することが緩和される。そして、屈曲しやすくなる（可撓性が良好となる）とともに、すべり性が向上し、耐屈曲性、耐磨耗性が向上する。
【００２９】
また、本発明によれば、素線７と素線１３同士が面接触となる。そのため、各層間の集中接触部が分散されるので、局部的な圧痕（ニッキング）が減少し、屈曲性、すべり性が向上し耐屈曲性、耐磨耗性が向上する。
【００３０】
さらに、本発明によれば、端子内で素線同士の交差が減少しているので、素線圧痕（ニッキング）が減少して圧着接続及び溶接接続時の電線強度の低下が少ない。
【００３１】
本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に於いて、さまざまな態様で実施できる。前記実施形態では左撚りの例を示したが、例えば右撚りであってもかまわない。
【００３２】
本発明の導体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を素線３および素線７および素線１３とした複合撚線導体１を被覆絶縁体２１で被覆したものが好ましい。素線３および素線７および素線１３の伸びは２％以上であり、柔軟性が向上し好ましい。伸びはより好ましくは５％以上、さらに好ましくは１５％以上である。なお、前記アルミニウムまたはアルミニウム合金は素線３および素線７および素線１３に加工できるものであれば用いることができ、特に合金成分によって限定されるものではない。
【実施例】
【００３３】
本発明の実施例として、以下の手順で撚り機を用い複合撚線導体を作製した。まず、直径が０．３２ｍｍのアルミニウムの素線３を１３本用いて左撚りして束ねた中心集合撚線５を中心にし、その周囲に直径が０．３２ｍｍのアルミニウムの素線７を１３本用いて左撚りして束ねた第１層集合撚線９を６本使用して左方向に撚って第１層複合撚線１１とした。本発明例１６〜２４では、このまま複合撚線導体として用いた。
【００３４】
また、本発明例１〜１５では、前記第１層複合撚線１１の周囲に、アルミニウムの素線１３を１３本用いて左撚りして束ねた第２層集合撚線１５を１２本使用して左方向に撚って第２層複合撚線１７とした。比較のために素線の種類、撚り角度、ピッチを適宜変更して比較例１〜２２の複合撚線導体を作製した。
【００３５】
作製した複合撚線導体１をＪＩＳＣ２１３３に準じ、図３に示すような柔軟性試験装置５１を用いて評価した。まず、本発明例、比較例ともに長さ１５０ｍｍ、断面積が２０ｍｍ２の複合撚線導体１を各５本作製した。これらの複合撚線導体１の一端に１６０ｇの錘５７をつけた状態で、前記複合撚線導体１の他端を導体固定具５５により、直径が９０ｍｍのマンドレル５３に固定した。複合撚線導体１の一端（錘５７をつけた側）とマンドレル５３との水平距離を変位量Ｌとして測定し、前記変位量Ｌが少ないほうが柔軟性に優れているとした。複合撚線導体１を取替え、同様の試験を５回行い、変位量Ｌの平均値を用いて比較した。表１、表２に前記比較結果を示す。なお、表１、２中、「ピッチ倍率」は「層心径（ｍｍ）／ピッチ（ｍｍ）」で示される倍率である。
【００３６】
【表１】
2006156346.tif 000003
【００３７】
【表２】
2006156346.tif 000004
【００３８】
表１、表２から明らかなように、本発明例は変位量が少なく、柔軟性にすぐれていることがわかる。
これに対し、比較例１は、中心集合撚線５の撚り角度と、第２層集合撚線１５の撚り角度と第２層複合撚線１７の撚り角度の和、との差が１５度を超えているので、複合撚りができなかった。
比較例２は、中心集合撚線５の撚りピッチが前記中心集合撚線５の層心径の７０倍を超えているので、変位量が多かった。
比較例３は、第１層複合撚線１１の撚りピッチが第１層複合撚線１１の層心径の３０倍を超えているので、変位量が多かった。
比較例４は、第１層複合撚線１１の撚りピッチが第１層複合撚線１１の層心径の３０倍を超えているのと、第２層複合撚線の撚りピッチが第２層複合撚線の層心径の３０倍をこえているので、変位量が多かった。
比較例５は、中心集合撚線５の撚り角度と、第２層集合撚線１５の撚り角度と第２層複合撚線１７の撚り角度の和、との差が１５度を超えているので、複合撚りができなかった。
比較例６は、中心集合撚線５の撚り角度と、第１層集合撚線９の撚り角度と第１層複合撚線１１の撚り角度の和、との差が１５度を超えているのと、第１層集合撚線９の撚り角度と第１層複合撚線１１の撚り角度の和と、第２層集合撚線１５の撚り角度と第２層複合撚線１７の撚り角度の和、との差が１５度を超えているので、複合撚りができなかった。
比較例７は、素線の伸びが２％未満であるのと、中心集合撚線５の撚り角度と、第２層集合撚線１５の撚り角度と第２層複合撚線１７の撚り角度の和、との差が１５度を超えているので、変位量が多かった。
比較例８は、中心集合撚線５の撚り角度と、第１層集合撚線９の撚り角度と第１層複合撚線１１の撚り角度の和、との差が１５度を超えているので、変位量が多かった。
比較例９は、中心集合撚線５の撚り角度と、第１層集合撚線９の撚り角度と第１層複合撚線１１の撚り角度の和、との差が１５度を超えているので、変位量が多かった。
比較例１０は、素線の伸びが２％未満であるのと、中心集合撚線５の撚り角度と、第２層集合撚線１５の撚り角度と第２層複合撚線１７の撚り角度の和、との差が１５度を超えているので、変位量が多かった。
比較例１１は、素線の伸びが２％未満であるのと、中心集合撚線５の撚り角度と、第２層集合撚線１５の撚り角度と第２層複合撚線１７の撚り角度の和、との差が１５度を超えているのと、第１層集合撚線９の撚り角度と第１層複合撚線１１の撚り角度の和と、第２層集合撚線１５の撚り角度と第２層複合撚線１７の撚り角度の和、との差が１５度を超えているので、変位量が多かった。
比較例１２は、素線の伸びが２％未満であるので、変位量が多かった。
比較例１３は、素線の伸びが２％未満であるので、変位量が多かった。
比較例１４は、中心集合撚線５の撚りピッチが中心集合撚線５の層心径の８倍未満であるので、複合撚りができなかった。
比較例１５は、第１層複合撚線１１の撚りピッチが第１層複合撚線１１の層心径の８倍未満であるので、変位量が多かった。
比較例１６は、第２層複合撚線の撚りピッチが第２層複合撚線の層心径の８倍未満であるのと、中心集合撚線５の撚り角度と、第２層集合撚線１５の撚り角度と第２層複合撚線１７の撚り角度の和、との差が１５度を超えているので、変位量が多かった。
比較例１７は、第２層複合撚線の撚りピッチが第２層複合撚線の層心径の３０倍を超えているので、変位量が多かった。
比較例１８は、中心集合撚線５の撚りピッチが中心集合撚線５の層心径の８倍未満であるので、複合撚りができなかった。
比較例１９は、中心集合撚線５の撚りピッチが中心集合撚線５の層心径の７０倍を超えているので、複合撚りができなかった。
比較例２０は、第１層複合撚線１１の撚りピッチが第１層複合撚線１１の層心径の８倍未満であるので、変位量が多かった。
比較例２１は、第１層複合撚線１１の撚りピッチが第１層複合撚線１１の層心径の３０倍を超えているので、変位量が多かった。
比較例２２は、中心集合撚線５の撚り角度と、第１層集合撚線９の撚り角度と第１層複合撚線１１の撚り角度の和、との差が１５度を超えているので、変位量が多かった。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す部分斜視図（ａ）および断面略図（ｂ）である。
【図２】従来技術を示す部分斜視図（ａ）および断面略図（ｂ）である。
【図３】実施例で用いた柔軟性試験装置５１の側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  複合撚線導体
３  素線
５  中心集合撚線
７  素線
９  第１層集合撚線
１１  第１層複合撚線
１３  素線
１５  第２層集合撚線
１７  第２層複合撚線
２１  被覆絶縁体
５１  柔軟性試験装置
５３  マンドレル
５５  導体固定具
５７  錘
Ｌ  変位量
【図１】
2006156346.tif 000005
【図２】
2006156346.tif 000006
【図３】
2006156346.tif 000007