(57)【要約】【課題】数十本以上の素線を撚り合わせた撚り線導体を製造する際に、素線の本数が増加しても段取り作業の作業効率が良い撚り線導体の製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、数十本以上の素線を撚り合わせた撚り線導体の製造方法であって、複数本の前記素線を無撚り状態で束ねた束線を形成する束線形成工程と、前記束線を複数本集合撚りして数十本以上の前記素線を有する集合撚り束線を形成する集合撚り束線形成工程と、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
数十本以上の素線を撚り合わせた撚り線導体の製造方法であって、
複数本の前記素線を無撚り状態で束ねた束線を形成する束線形成工程と、
前記束線を複数本集合撚りして数十本以上の前記素線を有する集合撚り束線を形成する集合撚り束線形成工程と、
を含む撚り線導体の製造方法。
【請求項２】
前記束線形成工程と前記集合撚り束線形成工程との間に、前記束線を複数本に切り分けする束線切り分け工程を含み、前記束線切り分け工程で切り分けした前記束線同士を前記集合撚り束線形成工程で集合撚りする請求項１に記載の撚り線導体の製造方法。
【請求項３】
前記束線切り分け工程は、前記束線を複数本に等分するように切り分けする請求項２に記載の撚り線導体の製造方法。
【請求項４】
前記素線は、直径が０．１ｍｍ以下である請求項１又は２に記載の撚り線導体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、耐屈曲性が求められるケーブルに使用される撚り線導体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ケーブルに使用される導体には、例えば、錫めっき軟銅線等からなる複数本の素線を撚り合わせた撚り線導体が使用されている（例えば、特許文献１）。特に、産業ロボット用ケーブル等の耐屈曲性が求められるケーブルに使用される導体には、直径が０．１ｍｍ未満の素線を数十本〜数百本（例えば、４０本〜５００本程度）撚り合わせた撚り線導体が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０１３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
産業ロボット用ケーブル等の耐屈曲性が求められるケーブルに使用される撚り線導体は、撚り線機によって数十本〜数百本の素線を撚り合わせることで製造される。この撚り線導体を製造する際には、素線を撚り合わせる前の段取り作業において、素線が巻かれた数十個〜数百個のボビンを撚り線機にセットする必要がある。この段取り作業では、撚り線導体に使用される素線の本数が増加するに従ってボビンを撚り線機にセットする回数も増加するため、段取り作業にかかる時間や手間が増加する等、作業効率が悪くなる。
【０００５】
したがって、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、数十本以上の素線を撚り合わせた撚り線導体を製造する際に、素線の本数が増加しても段取り作業の作業効率が良い撚り線導体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記の撚り線導体の製造方法を提供する。
【０００７】
［１］数十本以上の素線を撚り合わせた撚り線導体の製造方法であって、複数本の前記素線を無撚り状態で束ねた束線を形成する束線形成工程と、前記束線を複数本集合撚りして数十本以上の前記素線を有する集合撚り束線を形成する集合撚り束線形成工程と、を含む撚り線導体の製造方法。
［２］前記束線形成工程と前記集合撚り束線形成工程との間に、前記束線を複数本に切り分けする束線切り分け工程を含み、前記束線切り分け工程で切り分けした前記束線同士を前記集合撚り束線形成工程で集合撚りする上記［１］に記載の撚り線導体の製造方法。
［３］前記束線切り分け工程は、前記束線を複数本に等分するように切り分けする上記［２］に記載の撚り線導体の製造方法。
［４］前記素線は、直径が０．１ｍｍ以下である上記［１］又は［２］に記載の撚り線導体の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、数十本以上の素線を撚り合わせた撚り線導体を製造する際に、素線の本数が増加しても段取り作業の作業効率が良い撚り線導体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態に係る撚り線導体の一例を示す概略横断面図である。
【図２】本実施の形態に係る電線の一例を示す概略横断面図である。
【図３】本実施の形態に係る撚り線導体の製造方法のフローを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔導体〕
まず、本実施の形態に係る撚り線導体について説明する。図１は、本実施の形態に係る撚り線導体の一例を示す概略横断面図である。
【００１１】
本実施の形態に係る撚り線導体１０は、数十本以上からなる複数本（例えば、４０本以上５００本以下）の素線１を撚り合わせてなる。このとき、複数本の素線１は、集合撚りによって撚り合わせた状態となっている。素線１は、例えば、タフピッチ銅や無酸素銅などの純銅、あるいはこれらの純銅に金、銀、チタン、錫、インジウムなどの金属元素が含有されている銅合金などからなる銅線で構成される。なお、素線１を構成する銅線は、その外周に錫、銀、亜鉛などからなるめっきを有していてもよい。また、素線１は、銅線以外に、アルミニウムやアルミニウム合金からなるアルミニウム線で構成されていても良い。
【００１２】
この素線１は、その横断面が円形状を有する。この円形状の横断面を有する素線１は、その直径が例えば０．１ｍｍ以下であり、０．０７ｍｍ以上０．０９ｍｍ以下であることが好ましい。素線１は、このような直径を有することにより、複数本の素線１を撚り合わせた撚り線導体１０を産業ロボット用ケーブルの導体として適用したときに、当該ケーブルを二次元や三次元に屈曲させても破断しにくくすることに有効である。すなわち、複数本の素線１を撚り合わせてなる撚り線導体１０は、産業ロボット用ケーブルに使用される導体として好適である。なお、上記の直径は、円形状の素線１が銅線やアルミニウム線の外周にめっきを有する場合、銅線やアルミニウム線の直径にめっきの厚さを含めた状態での大きさである。
【００１３】
撚り線導体１０において、素線１の本数は、例えば４０本以上５００本以下である。撚り線導体１０では、これらの本数からなる素線１が３０ｍｍ以上４０ｍｍ以下の撚りピッチによって撚り合わされていることが好ましい。撚り線導体１０では、このような撚りピッチで素線１が撚り合わされていることにより、素線１を撚り合わせた撚り線導体１０を産業ロボット用ケーブルの導体として適用し、当該ケーブルを二次元や三次元に屈曲させたときに加わる撚り線導体１０やケーブルへのストレスを軽減させることができる。
【００１４】
撚り線導体１０は、導電率が９７％ＩＡＣＳ以上であることが好ましい。また、撚り線導体１０は、引張強度が２５０ＭＰａ以上であることが好ましい。撚り線導体１０は、このような引張強度を有することにより、撚り線導体１０を産業ロボット用ケーブルの導体として適用した場合に、当該ケーブルを二次元や三次元に屈曲を繰り返したとしても破断しにくくすることができる。そのため、撚り線導体１０は、産業ロボット用ケーブルに使用される導体として好適である。
【００１５】
〔電線〕
図２は、本実施の形態に係る電線の一例を示す概略横断面図である。
【００１６】
電線２０は、数十本以上からなる複数本（例えば、４０本以上５００本以下）の素線１が撚り合わされた撚り線導体１０と、この撚り線導体１０の外周に有する絶縁体２と、を備える。なお、撚り線導体１０の外周にはテープなどの介在物を有していてもよい。介在物としては、ナイロンテープ等のテープが撚り線導体１０の長手方向に沿って縦添え、又は螺旋状に巻き回されたものからなる。
【００１７】
絶縁体２としては、例えば、フッ素樹脂からなる。フッ素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）が好適である。また、絶縁体２の厚さは、例えば、０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。
【００１８】
撚り線導体１０は、導電率が９７％ＩＡＣＳ以上であることが好ましい。また、撚り線導体１０は、引張強度が２５０ＭＰａ以上であることが好ましい。撚り線導体１０は、このような引張強度を有することにより、撚り線導体１０を産業ロボット用ケーブルの導体として適用した場合に、当該ケーブルを二次元や三次元に屈曲を繰り返したとしても破断しにくくすることができる。そのため、撚り線導体１０は、産業ロボット用ケーブルに使用される導体として好適である。
【００１９】
〔撚り線導体の製造方法〕
本実施の形態に係る撚り線導体の製造方法は、数十本以上からなる複数本（例えば、４０本以上５００本以下）の素線を撚り合わせた撚り線導体の製造方法であって、複数本の素線を無撚り状態で束ねてなる束線を形成する束線形成工程と、束線を複数本集合撚りして数十本以上の素線を有する集合撚り束線を形成する集合撚り束線形成工程と、を含む。以下では、本実施の形態に係る撚り線導体の製造方法を詳細に説明する。
【００２０】
図３は、本実施の形態に係る撚り線導体の製造方法のフローを示す説明図である。
【００２１】
（束線形成工程）
束線形成工程Ｓ１では、複数本の素線を用意し、これら複数本の素線を無撚り状態（素線１同士を撚らない状態）で束ねることにより、束線が形成される。なお、素線の本数は、４本以上であることが好ましく、１０本以上であることがさらに好ましい。素線の本数は、段取り作業の作業効率を考慮して適宜変更が可能である。
【００２２】
例えば、束線形成工程Ｓ１では、横断面が円形状で直径が０．１ｍｍ以下（例えば、０．０７ｍｍ以上０．０９ｍｍ以下）の素線が１本ずつ長尺（例えば、１００００ｍ以上の長さ）に巻かれているボビンを複数個（例えば４個〜２５個程度）用意する。次いで、用意した複数個のボビンを撚り線機にセットし、セットした各ボビンから引き出された複数本の素線同士を撚らない状態で１本に束ねることによって束線を形成する。例えば、素線が１本ずつ巻かれている１０個のボビンを用意した場合は、これら１０個のボビンを撚り線機にセットし、セットした各ボビンから引き出された１０本の素線同士を撚らない状態で１本に束ねる。これにより、束線形成工程Ｓ１では、長尺（例えば、１００００ｍ以上の長さ）の束線が形成される。
【００２３】
束線形成工程Ｓ１で使用される素線には、例えば、タフピッチ銅や無酸素銅などの純銅、あるいはこれらの純銅に金、銀、チタン、錫、インジウムなどの金属元素が含有されている銅合金などからなる銅線が使用される。なお、銅線は、その外周に錫、銀、亜鉛などからなるめっきを有していてもよい。また、素線は、銅線以外に、アルミニウムやアルミニウム合金からなるアルミニウム線で構成されていても良い。
【００２４】
（束線切り分け工程）
束線切り分け工程Ｓ２では、束線形成工程Ｓ１において形成された束線を、所定の長さに切り分ける。なお、束線を切り分ける際には、切り分けた後の複数本の束線の長さが等しくなるように切り分けることが好ましい。
【００２５】
一例として、束線切り分け工程Ｓ２では、束線形成工程Ｓ１において形成された３００００ｍの長さの１本の束線を１０００ｍの長さごとに切り分け、切り分けした束線ごとにボビン等に巻き取る。これにより、長さが等しい３０本の束線が得られる。
【００２６】
（集合撚り束線形成工程）
集合撚り束線形成工程Ｓ３では、上述した工程を経て得られた複数本の束線を集合撚りすることにより、数十本以上からなる素線が集合撚りされた状態で撚り合わされた集合撚り束線が形成される。
【００２７】
より具体的に、集合撚り束線形成工程Ｓ３では、所定の長さ（例えば、１０００ｍの長さ）を有する複数本（例えば、４本以上）の素線が無撚りの状態で束ねられた束線が巻かれているボビンを複数個（例えば１０個以上）用意する。次いで、集合撚り束線形成工程Ｓ３では、用意したこれらのボビンを撚り線機にセットし、セットした各ボビンから複数本（例えば、１０本以上）の束線を引き出す。そして、集合撚り束線形成工程Ｓ３では、引き出された複数本の束線を集合撚りすることにより、数十本以上（例えば、４０本以上５００本以下）からなる素線が集合撚りされた状態で撚り合わされた集合撚り束線を形成する。
【００２８】
一例として、集合撚り束線形成工程Ｓ３では、所定の長さ（例えば、１０００ｍの長さ）を有する３０本の素線からなる束線が巻かれているボビンを３０個用意する。次いで、集合撚り束線形成工程Ｓ３では、用意したこれらの各ボビンから３０本の束線を引き出す。そして、集合撚り束線形成工程Ｓ３では、引き出された３０本の束線を集合撚りすることにより、３００本の素線が集合撚りされた状態で撚り合わされた集合撚り束線を作製する。
【００２９】
集合撚り束線形成工程Ｓ３では、複数本の束線を集合撚りして集合撚り束線を形成する際、束線の撚りピッチは、３０ｍｍ以上４０ｍｍ以下とすることが好ましい。集合撚り束線形成工程Ｓ３では、このような撚りピッチで束線同士を集合撚りすることにより、集合撚りするときに束線に加わるストレスを軽減することができる。そのため、集合撚り束線形成工程Ｓ３を経て得られる撚り線導体は、産業ロボット用ケーブルに使用される導体に求められる特性（例えば、導電率、引張強度、及び耐屈曲性等）が得られやすい。
【００３０】
なお、本実施の形態において、上述した束線形成工程Ｓ１と束線切り分け工程Ｓ２とは、同一の製造ラインで行われることでもよいし、束線形成工程Ｓ１と束線切り分け工程Ｓ２が別々の製造ラインで行われることでもよい。これらの工程は、同一の製造ラインで行われることにより、撚り線導体の製造効率を向上させることができる。
【００３１】
また、本実施の形態において、上述した撚り線導体の製造方法では、束線を切り分けする束線切り分け工程Ｓ２を含む例を説明したが、これに限定されず、束線形成工程Ｓ１にて所定の長さの束線を複数本作製することにより、束線切り分け工程Ｓ２を適宜省略することもできる。
【００３２】
また、本実施の形態において、集合撚り束線形成工程Ｓ３で得られた集合撚り束線をそのまま撚り線導体として用いて良いが、必要に応じて、熱処理工程やその他の必要な工程を経てから撚り線導体として用いても良い。例えば、集合撚り束線形成工程Ｓ３で得られた集合撚り束線を複数本用意し、複数本の集合撚り束線を特定の撚りピッチで同心撚りすることにより、複合撚り線を形成する複合撚り線形成工程を設け、この複合撚り線形成工程によって得られた複合撚り線を撚り線導体としても良い。
【００３３】
〔電線の製造方法〕
本実施の形態に係る電線の製造方法は、上述した本実施の形態に係る撚り線導体の製造方法によって撚り線導体を製造し、次いで撚り線導体の外周に絶縁体を被覆することによって電線を製造する。絶縁体には、フッ素樹脂などの樹脂が使用される。フッ素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）が好適である。このフッ素樹脂などからなる樹脂を撚り線導体の外周に押出しすることによって撚り線導体の外周に所定の厚さ（例えば、０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の厚さ）を有する絶縁体が被覆された電線が得られる。
【００３４】
〔本実施の形態の効果〕
本実施の形態によれば、数十本以上からなる複数本（例えば、４０本以上５００本以下）の素線を撚り合わせて構成される撚り線導体を製造する方法において、複数本の素線を撚り合わせする前の段取り作業の際に、各素線が巻かれたボビンを撚り線機にセットする回数（すなわちボビンの個数）を低減することができるため、段取り作業にかかる時間や手間を軽減させることができる。また、本実施の形態によれば、素線が複数回撚られることに起因して素線の長手方向に沿って素線が伸長し、素線への加工ストレスが増大すること等を防止することができるため、得られる撚り線導体は、産業ロボット用ケーブルに使用される導体に要求される特性（導電率、引張強度、及び耐屈曲性等）を有することができる。
【００３５】
そのため、本実施の形態に係る撚り線導体の製造方法では、数十本以上からなる複数本の素線を撚り合わせた撚り線導体を製造する際に、素線の本数が増加しても（例えば、１００本以上の素線となったとしても）段取り作業の作業効率が良く、かつ、産業ロボット用ケーブルの導体として使用するのに好適な特性を有する撚り線導体を得ることができる。
【００３６】
〔実施例〕
表１において、試料No.１の撚り線導体は、本実施の形態に係る製造方法を用いて製造した３００本の素線（錫めっき銅線）を有する集合撚り束線からなる。具体的には、錫めっき銅線からなり、横断面が円形状で直径が０．０８ｍｍの素線が１本ずつ３００００ｍの長さに巻かれているボビンを１０個用意する。次いで、束線形成工程において、用意した１０個のボビンを撚り線機にセットし、セットした１０個の各ボビンから引き出された１０本の素線同士を撚らない状態で１本に束ねることにより、３００００ｍ以上の長さの束線を形成する。次いで、束線切り分け工程において、３００００ｍの長さの束線を１０００ｍごとに３０等分し、切り分けした束線ごとにボビンに巻き取る。次いで、集合撚り束線形成工程において、１０００ｍの長さを有する３０本の素線からなる束線が巻かれている３０個のボビンを撚り線機にセットし、セットした３０個の各ボビンから３０本の束線を引き出し、引き出された３０本の束線を３０ｍｍ以上４０ｍｍ以下の撚りピッチで集合撚りすることにより、３００本の素線が集合撚りされた状態で撚り合わせされている１０００ｍの長さの集合撚り束線を形成し、撚り線導体を得た。
【００３７】
表１において、試料No.２の撚り線導体は、３００本の素線（錫めっき銅線）を段取りして単に集合撚りして製造した集合撚り線である。具体的には、錫めっき銅線からなり、横断面が円形状で直径が０．０８ｍｍの素線が１０００ｍの長さで巻かれているボビンを３００個用意する。次いで、用意した３００個のボビンを撚り線機にセットし、セットした３００個の各ボビンから３００本の素線を引き出し、引き出された３００本の素線を３０ｍ以上４０ｍｍ以下の撚りピッチで集合撚りすることにより、３００本の素線が集合撚りされた状態で撚り合わせされている１０００ｍの長さの集合撚り線を形成し、撚り線導体を得た。
【００３８】
表１において、試料No.３の撚り線導体は、４３本の素線（錫めっき銅線）からなる子撚り線を同心撚りによって親撚りした複合撚り線である。具体的には、錫めっき銅線からなり、横断面が円形状で直径が０．０８ｍｍの素線が１０００ｍの長さで巻かれているボビンを４３個用意する。次いで、これら４３個のボビンを撚り線機にセットし、セットした４３個の各ボビンから素線を引き出し、引き出された４３本の素線を集合撚りすることによって子撚り線を形成する。次いで、同じ方法によって形成された子撚り線が巻かれている７個のボビンを撚り線機にセットし、セットした７個の各ボビンから引き出された７本の子撚り線を同心撚りによって親撚りした複合撚り線を形成することにより、撚り線導体を得た。
【００３９】
以下の表１では、試料No.１〜３の各撚り線導体における特性（伸長率、導電率、引張強度）、作業効率、及び試料No.１〜３の各撚り線導体の外周にフッ素樹脂からなる絶縁体が被覆された電線の耐屈曲性について評価を行った結果を示す。
【００４０】
【表１】
2019079754.tif 000003
【００４１】
（伸長率）
表１において、伸長率は、試料No.１〜３の各撚り線導体から採取した素線に対して、ＪＩＳＣ３００２に準拠する方法によって引張試験を行い、評価した。
【００４２】
（導電率）
表１において、導電率は、試料No.１〜３の各撚り線導体に対して、ＪＩＳＣ３００２に準拠する方法によって試験を行い、評価した。
【００４３】
（引張強度）
表１において、引張強度は、試料No.１〜３の各撚り線導体に対して、ＪＩＳＣ３００２に準拠する方法によって引張試験を行い、評価した。
【００４４】
（作業効率）
表１において、作業効率は、試料No.１〜３の各撚り線導体を製造する際に、撚り線機へ素線が巻かれた各ボビンをセットする回数によって評価した。
【００４５】
（耐屈曲性）
表１において、耐屈曲性は、製造した各種の電線に対して、ＪＩＳＣ３３０６、及び電気用品別表一附表第二十六に準拠する方法によって屈曲試験（移動曲げ試験）を行い、試験装置に取り付けられた電線が破断するまでの間に、電線が装置上を往復する回数を測定し、評価した。
【００４６】
表１に示すように、試料No.１の集合撚り束線からなる撚り線導体、及び電線は、試料No.２〜３の集合撚り線、又は複合撚り線からなる撚り線導体、及び電線と比べて、伸長率、導電率、引張強度、及び耐屈曲性が同等以上であることが分かる。また、試料No.１の集合撚り束線からなる撚り線導体、及び電線は、試料No.２〜３の集合撚り線、又は複合撚り線からなる撚り線導体、及び電線と比べて、撚り線機へボビンをセットする回数が低減されており、段取り作業の作業効率が向上していることが分かる。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００４８】
また、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００４９】
１    素線
２    絶縁体
１０  撚り線導体
２０  電線
【図１】
2019079754.tif 000004
【図２】
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【図３】
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