(57)【要約】【課題】その外径が小さくても風圧荷重を低減することができる低風圧電線を提供する。【解決手段】金属からなる導体の周りを被覆する絶縁材料からなる被覆体は、その断面が正多角形を有している。そして、その被覆体の外周部の各頂点には、上記被覆体と所定の関係式を満たして、その頂点から所定高さを有して放射方向に伸びた突起がそれぞれ設けられている。上記突起を設けることにより、電線に風が当たると、境界層に乱れが生じて、電線の前後での気圧差が小さくなり風圧荷重が低減する。【選択図】図１
2007273410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなる導体と、
その断面形状が略正多角形を有し、上記金属の導体の周りを被覆する絶縁材料からなる被覆体とを備えた低風圧電線であって、
上記被覆体の外周部の各頂点には、上記被覆体と以下の関係式を満たして、その頂点から所定高さを有して放射方向に伸びた突起がそれぞれ設けられた低風圧電線。
０．００３１８Ｄ≦Ｈ≦０．００５８５Ｄ
Ｈは上記突起の高さ、Ｄは上記被覆体の外径である。
【請求項２】
上記被覆体の各辺が直線または外側に膨らみを持たせた円弧状を有する請求項１に記載の低風圧電線。
【請求項３】
上記突起は、押出成形法により上記被覆体と一体形成される請求項１または請求項２に記載の低風圧電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は低風圧電線、詳しくはその外径が小さい低風圧電線や架空線に関する。
【背景技術】
【０００２】
断面形状が正多角形の低風圧電線または架空線は、その外径が例えばΦ＝略１９ｍｍ程度にまで小さくなると、風圧荷重が低下する風速が５０ｍ／ｓ以上になってしまう。
一般的に架空線における風圧荷重が最も低減する風速は、設備技術基準に記載されている甲種風圧荷重：４０ｍ／ｓであることが好ましい。よって、風圧荷重が低下する風速が５０ｍ／ｓ以上であると実用的ではない。
例えば、特許文献１には、その断面形状が正多角形を有し、その各頂点には、直径と所定の関係式を満たして円弧状の溝が設けられた低風圧電線が開示されている。この特許文献１に記載の架空線は、その断面形状が正多角形を有し、各頂点に円弧状の溝を設けている。これにより、台風時のような強風と降雨とが同時に存在する条件で適用できるとともに、風圧荷重が低下する風速の低減を図っている。
しかしながら、各頂点に設けられた円弧状溝内に水滴が停留し易いため、十分な抗力係数の低減効果が得られず、風圧荷重を低減させるのには限界があった。そこで特許文献２では円弧状の溝に代えて三角状山部とする事で強風＋降水の条件下に於いて、降水による水滴が付着しにくいため、十分な抗力係数の低減効果を得られ風圧荷重の低減を図っている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５４０７２０号公報
【特許文献２】特開２００５−５６６５２公報
【特許文献３】特開２００５−２３０８４２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１及び２のように、断面形状が正多角形の低風圧電線において、各頂点の形状に工夫をこらし、風速荷重を低下させる様な低風圧電線の製造を行っている。
しかし、上記特許文献２に記載の低風圧電線の押出成形時においては、特許文献３の第３（ａ）図に示すダイス形状となり、被覆体の各辺と辺の頂点が鋭角な形状となるため、その押出用のダイスの形状から長尺押出に於いて樹脂のカスがダイスエッジ部に溜まりやすくなり押出物にカスが付着する不良が発生しやすくなる。
そこで、本願発明者は、正多角形を有する被覆体の各頂点に所定高さを有する突起を設ければ、風圧荷重が低減できることを知見し、この発明を完成させた。
【０００５】
この発明は、断面形状が正多角形の低風圧電線において、その外径が小さく、また各辺が直線にならず外周方向に膨らみをもつ場合においても風圧荷重を低減することができる断面形状が略正多角形の低風圧電線を提供することを目的とする。
また、降水時においても、水滴などを電線の表面に溜めない被覆体を有する低風圧電線を提供することを目的とする。
さらに、この発明は、樹脂のカスが押出物に付着することなく、押出成形法により長尺の低風圧電線を製造することができる低風圧電線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】
請求項１に記載の発明は、金属からなる導体と、その断面形状が略正多角形を有し、上記金属の導体の周りを被覆する絶縁材料からなる被覆体とを備えた低風圧電線であって、
上記被覆体の外周部の各頂点には、上記被覆体と以下の関係式を満たして、その頂点から所定高さを有して放射方向に伸びた突起がそれぞれ設けられた低風圧電線である。
０．００３１８Ｄ≦Ｈ≦０．００５８５Ｄ
ここで、Ｈは上記突起の高さ、Ｄは上記被覆体の外径である。
金属の導体（裸線）の素材は限定されず、例えば、銅またはアルミニウムなどが使用される。
被覆体の素材も限定されない。例えば、ポリ塩化ビニルやポリエチレンなどの熱可塑性樹脂の絶縁材料が使用される。
すなわち、本願発明に係る低風圧電線は、被覆を施した全ての架空配電線に適用される。
本願発明は、その外径の大きさは限定されないが、略Φ１９ｍｍ以下の外径を有する電線が好ましい。
被覆体は、正多角形状を有する。正多角形の角数は限定されない。
被覆体の外周部の各頂点から伸びる各突起の形状は限定されない。例えば、その突起の断面形状が略半円形（Ｒ形状）を有してよく、または、略台形形状を有してもよい。
本願に係る低風圧電線は、一般に使用されている押出成形法により形成される。
【０００７】
請求項１に記載の低風圧電線にあっては、金属からなる導体の周りを被覆する絶縁材料からなる被覆体は、その断面が略正多角形を有している。そして、その被覆体の外周部の各頂点には、上記被覆体と以下の関係式を満たして、その頂点から所定高さを有して放射方向に伸びた突起がそれぞれ設けられている。
０．００３１８Ｄ≦Ｈ≦０．００５８５Ｄ
ここで、Ｈは上記突起の高さ、Ｄは上記被覆体の外径である。
すなわち、上記突起を設けることにより、電線が風を受けると、その表面の境界層に乱れが生じて、その境界層が長く付着する。そして、その境界層が剥離する剥離点が下流に移行して渦領域が縮小する。これにより、電線前方と電線後方との気圧差が低減し、所定の風速で風圧荷重が低減する。このときの風速は略４０ｍ／ｓとする。
突起の高さＨが０．００３１８Ｄより小さいと、風圧荷重の低減域が高風速側へ遷移する。また、突起の高さＨが０．００５８５Ｄを超えると、風圧荷重の低減域が低風速側へ遷移する。
また、本願に係る低風圧電線は、所定高さを有する突起が設けられた被覆体には、降水の伴う水滴が溜まりにくい。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、上記被覆体の各辺が直線または外側に膨らみを持たせた円弧状を有する請求項１に記載の低風圧電線である。
外側に膨らみを持たせた円弧の大きさ（Ｒ）はＲ≧Ｄであり，最小円弧の大きさは
Ｒ≧Ｄ／２である。
【０００９】
請求項２に記載の低風圧電線にあっては、被覆体の各辺を直線とする必要がなく、外側に膨らみを持たせた円弧状であっても良い。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、上記突起は、押出成形法により上記被覆体と一体形成される請求項１または請求項２に記載の低風圧電線である。
【００１１】
請求項３に記載の低風圧電線にあっては、上記突起は正多角形の被覆体とともに押出成形法により一体成形される。すなわち、本願に係る発明は、被覆体を成形するダイスに上記突起を形成する円弧状又は長方形状の小孔が設けられている。これにより、成形後の本願に係る低風圧電線は、突起の構成としたため、押出成形時の発生する樹脂のカスが発生しにくく、長尺物の押出が容易である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、金属からなる導体の周りを被覆する絶縁材料からなる被覆体は、その断面が正多角形を有している。そして、その被覆体の外周部の各頂点には、上記被覆体と以下の関係式を満たして、その頂点から所定高さを有して放射方向に伸びた突起がそれぞれ設けられている。
０．００３１８Ｄ≦Ｈ≦０．００５８５Ｄ
ここで、Ｈは上記突起の高さ、Ｄは上記被覆体の外径である。
すなわち、上記突起を設けることにより、電線に風が当たると、境界層に乱れが生じて、電線の前後での気圧差が小さくなり風圧荷重が低減する。この低減する風速は略４０ｍ／ｓとする。
また、本願に係る低風圧電線は、所定高さを有する突起が設けられた被覆体には、降水の伴う水滴が溜まりにくい。
さらに、本願に係る低風圧電線は、突起の構成としたため、押出成形時の発生する樹脂のカスが発生しにくく、長尺物の押出が容易である。
【実施例】
【００１３】
以下、この発明の一実施例を、図１から図９を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、本実施例に係る低風圧電線１０は、以下のように構成される。なお、本実施例では、架空配電線を例とする。その架空配電線には、金属からなる長尺の導体１１（裸線）が設けられる。導体１１の素材は、アルミニウムである。そして、その導体１１の周りには、絶縁材料からなる被覆体１２が被覆されている。この被覆体１２の素材は、ポリ塩化ビニルやポリエチレンなどが用いられる。
また、上記被覆体１２は、内接円の直径Ｄが略Φ１９ｍｍの略正多角形を有している。そして、各頂点には、所定高さＨを有して放射方向に伸びた突起１３が設けられている。なお、この突起１３の形状は限定されず、その断面形状が略半円形状（Ｒ形状）でもよいし、または略台形形状でもよい。
図８は、突起１３形状の異なる２種類の電線について風洞実験を行った結果を示すものである。すなわち、その断面形状が略半円形状を有する突起１３が設けられた電線と、略台形形状を有する突起１３が設けられた電線とについて、風圧荷重低減効果の差を確認する実験を行った。この結果を表１および図８に示す。
【表１】
2007273410.tif 000003
この結果から突起１３形状による風圧荷重低減効果に差は生じないことがわかった。風圧荷重の低減効果は、後述のように、突起１３の高さにより決定されることがわかった。
【００１４】
図１に示すように、上記被覆体１２の各頂点に突起１３を設けることにより、風圧荷重を低減することができる。その理由は以下の通りである。
すなわち、図４に示すように、一般的に電線が風を受けると、その電線表面に沿って流れる風には境界層ができる。さらに、風速が増すと境界層が電線表面から剥離する。そして、電線後方にカルマン渦と呼ばれる渦が発生する。この渦の内部の気圧は外部よりも低く、電線前方は風の流れが阻止される結果として気圧が高い。したがって、この圧力差によって、電線は風圧荷重を受けることになる。
そこで、本願に係る低風圧電線１０は、被覆体１２の頂点に所定高さを有する突起１３を設けた。図５に示すように、突起１３を設けると、境界層に乱れが生じて、その境界層が電線表面に長く付着するようになる。そして、剥離点が下流に移行して渦領域が縮小する。これにより、圧力差が小さくなり、風圧荷重が低減する。
【００１５】
次に、本願に係る低風圧電線１０の被覆体１２の突起１３の高さについて検討を行った。
一般的に、風圧荷重は以下のようにして求められる。
Ｆｘ＝（１／２）・ρ・Ｖ２・Ａ・Ｃｄ
ここで、ρは空気密度、Ｖは風速、Ａは電線の断面高さである。
この関係式から風圧荷重を低減するためには、空気抵抗係数Ｃｄ（抗力係数）を小さくすることが必要である。しかし、電線の外径が小さくなると、空気抵抗係数が小さくなり、風圧荷重を低下させる風速が大きくなる傾向が生じる。
しかし、外径が小さい電線であっても、上記突起１３を設けることにより空気抵抗係数Ｃｄが低減できる。そこで、実験により、突起１３の高さＨと被覆体１２の直径Ｄとの関係を求めた。その実験結果を表２および図９に示す。
【表２】
2007273410.tif 000004
そして、空気抵抗係数Ｃｄが、風速が略４０ｍ／ｓで低下する条件は、以下の関係式を満たせば求められる。なお、基準は風速４０ｍ／ｓでＣｄ値が０．８５以下として、図９に示すグラフより求めた。
０．００３１８Ｄ≦Ｈ≦０．００５８５Ｄ
ここで、Ｈは上記突起１３の高さ、Ｄは上記被覆体１２の外径である。
上述の関係式を満たす突起１３を、被覆体１２の各頂点に設けることにより、風圧荷重が低下する風速を低減した低風圧電線１０を得ることができる。
【００１６】
次に、本願に係る低風圧電線１０の製造方法について説明する。
まず、金属からなる長尺の導体１１を準備する。次いで、この導体１１を押出機にセットする。この後、低風圧電線用ダイスを準備し、これを押出機にセットする。このダイスには、その長軸方向に被覆体１２を成形する孔が設けられている。この孔は、略正多角形を有している。その略正多角形の孔の各頂点には、その頂点から所定高さを有して放射方向に伸びた突起１３を形成する小孔が形成されている。この小孔の長さは、上記関係式を満たすように設計されている。
次に、上記導体１１の周りに樹脂を被覆しながら、押出機により導体１１と被覆体１２とを同時に押出する。この結果、金属の導体１１の周りに絶縁材料の被覆体１２が一体となった低風圧電線１０を得ることができる。
【００１７】
次に、本願に係る低風圧電線１０（サンプル）について、従来の低風圧電線と比較した実験の結果を報告する。
上述の低風圧電線とは同形状を有する金属製のサンプルを準備する。準備したサンプルは、正１９面体を有し、その外径が略１９ｍｍである。なお、従来の低風圧電線は、上記特許文献１に記載の低風圧電線とほぼ同一のものを準備した。この低風圧電線の溝の深さはＨ＝０．２ｍｍであり、溝のＲはＲ＝０．３ｍｍである。この後、風速を変えながら空気抵抗係数との関係を測定した。金属製のサンプルについての結果を表３および図６に、従来の低風圧電線についての結果を表４および図７に示す。
【表３】
2007273410.tif 000005
【００１８】
【表４】
2007273410.tif 000006
本願に係る低風圧電線１０のサンプルは、図６のグラフの結果により、風速が４０ｍ／ｓ程度で空気抵抗係数が１．２以上と高く，風速５０ｍ／ｓ程度で空気抵抗係数が低下する結果となった。また、従来の低風圧電線は、さらに高風速側（風速５０ｍ／ｓ以上）で空気抵抗係数が低下する結果となった。
以上の実験結果により、本願に係る低風圧電線１０は、従来の低風圧電線に比べて、風圧荷重が低下する風速を低減できることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施例に係る低風圧電線の断面全体の構成を示す断面図である。
【図２】この発明の一実施例に係る略半円形の突起を有する低風圧電線の断面の構成を示す断面図である。
【図３】この発明の一実施例に係る略台形形状の突起を有する低風圧電線の断面の構成を示す断面図である。
【図４】従来の発明に係る低風圧電線が受ける空気の流れを示す断面図である。
【図５】この発明の一実施例に係る低風圧電線が受ける空気の流れを示す断面図である。
【図６】この発明の一実施例に係る低風圧電線の風速と空気抵抗係数との関係を示すグラフである。
【図７】従来の発明に係る低風圧電線の風速と空気抵抗係数との関係を示すグラフである。
【図８】突起の形状を異ならせた低風圧電線の風速と空気抵抗係数との関係を示すグラフである。
【図９】この発明の一実施例に係る低風圧電線の突起の高さと空気抵抗係数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２０】
１０  低風圧電線、
１１  導体
１２  被覆体、
１３  突起。 
【図１】
2007273410.tif 000007
【図２】
2007273410.tif 000008
【図３】
2007273410.tif 000009
【図４】
2007273410.tif 000010
【図５】
2007273410.tif 000011
【図６】
2007273410.tif 000012
【図７】
2007273410.tif 000013
【図８】
2007273410.tif 000014
【図９】
2007273410.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月31日(2006.10.31)
【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】
金属からなる導体と、
その断面形状が略正多角形で、上記金属の導体の周りを被覆する絶縁材料からなる被覆体とを備えた低風圧電線であって、
上記被覆体の外周部の各頂点には、この被覆体と以下の関係式を満たして、各頂点から所定高さを有して放射方向に突出するとともに、この低風圧電線の軸線方向に沿って延びる、断面が略半円形状または略台形状の突起がそれぞれ設けられた低風圧電線。
０．００３１８≦Ｈ／Ｄ≦０．００５８５
ここで、Ｈは上記突起の高さ、Ｄは上記突起付きの被覆体のその突起を含む外接円の直径である。
【請求項２】
上記突起は、押出成形法により上記被覆体と一体に形成された請求項１に記載の低風圧電線。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は低風圧電線、詳しくはその外径が小さい低風圧電線や架空線に関する。
【背景技術】
【０００２】
断面形状が正多角形の低風圧電線または架空線は、その外径が例えばΦ＝略１９ｍｍ程度にまで小さくなると、風圧荷重が低下する風速が５０ｍ／ｓ以上になってしまう。
一般的に架空線における風圧荷重が最も低減する風速は、設備技術基準に記載されている甲種風圧荷重：４０ｍ／ｓであることが好ましい。よって、風圧荷重が低下する風速が５０ｍ／ｓ以上であると実用的ではない。
例えば、特許文献１には、その断面形状が正多角形を有し、その各頂点には、直径と所定の関係式を満たして円弧状の溝が設けられた低風圧電線が開示されている。この特許文献１に記載の架空線は、その断面形状が正多角形を有し、各頂点に円弧状の溝を設けている。これにより、台風時のような強風と降雨とが同時に存在する条件で適用できるとともに、風圧荷重が低下する風速の低減を図っている。
しかしながら、各頂点に設けられた円弧状溝内に水滴が停留し易いため、十分な抗力係数の低減効果が得られず、風圧荷重を低減させるのには限界があった。そこで特許文献２では円弧状の溝に代えて三角状山部とする事で強風＋降水の条件下に於いて、降水による水滴が付着しにくいため、十分な抗力係数の低減効果を得られ風圧荷重の低減を図っている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５４０７２０号公報
【特許文献２】特開２００５−５６６５２公報
【特許文献３】特開２００５−２３０８４２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１及び２のように、断面形状が正多角形の低風圧電線において、各頂点の形状に工夫をこらし、風圧荷重を低下させる様な低風圧電線の製造を行っている。
しかし、上記特許文献２に記載の低風圧電線の押出成形時においては、特許文献３の第３（ａ）図に示すダイス形状となり、被覆体の各辺と辺の頂点が鋭角な形状となるため、その押出用のダイスの形状から長尺押出に於いて樹脂のカスがダイスエッジ部に溜まりやすくなり押出物にカスが付着する不良が発生しやすくなる。
そこで、本願発明者は、正多角形を有する被覆体の各頂点に所定高さを有する突起を設ければ、風圧荷重が低減できることを知見し、この発明を完成させた。
【０００５】
この発明は、断面形状が正多角形の低風圧電線において、その外径が小さく、また各辺が直線にならず外周方向に膨らみをもつ場合においても風圧荷重を低減することができる断面形状が略正多角形の低風圧電線を提供することを目的とする。
また、降水時においても、水滴などを電線の表面に溜めない被覆体を有する低風圧電線を提供することを目的とする。
さらに、この発明は、樹脂のカスが押出物に付着することなく、押出成形法により長尺の低風圧電線を製造することができる低風圧電線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】
請求項１に記載の発明は、金属からなる導体と、その断面形状が略正多角形で、上記金属の導体の周りを被覆する絶縁材料からなる被覆体とを備えた低風圧電線であって、上記被覆体の外周部の各頂点には、この被覆体と以下の関係式を満たして、各頂点から所定高さを有して放射方向に突出するとともに、この低風圧電線の軸線方向に沿って延びる、断面が略半円形状または略台形状の突起がそれぞれ設けられた低風圧電線である。
０．００３１８≦Ｈ／Ｄ≦０．００５８５
ここで、Ｈは上記突起の高さ、Ｄは上記突起付きの被覆体のその突起を含む外接円の直径である。
金属の導体（裸線）の素材は限定されず、例えば、銅またはアルミニウムなどが使用される。
被覆体の素材も限定されない。例えば、ポリ塩化ビニルやポリエチレンなどの熱可塑性樹脂の絶縁材料が使用される。
すなわち、本願発明に係る低風圧電線は、被覆を施した全ての架空配電線に適用される。
本願発明は、その外径の大きさは限定されないが、略Φ１９ｍｍ以下の外径を有する電線が好ましい。
被覆体は、正多角形状を有する。正多角形の角数は限定されない。
被覆体の外周部の各頂点から伸びる各突起の形状は、その突起の断面形状が略半円形（Ｒ形状）、または、略台形形状である。
本願に係る低風圧電線は、一般に使用されている押出成形法により形成される。
【０００７】
請求項１に記載の低風圧電線にあっては、金属からなる導体の周りを被覆する絶縁材料からなる被覆体は、その断面が略正多角形を有している。そして、その被覆体の外周部の各頂点には、上記被覆体と以下の関係式を満たして、その頂点から所定高さを有して放射方向に伸びた突起がそれぞれ設けられている。
０．００３１８≦Ｈ／Ｄ≦０．００５８５
ここで、Ｈは上記突起の高さ、Ｄは上記突起付きの被覆体のその突起を含む外接円の直径である。すなわち、上記突起を設けることにより、電線が風を受けると、その表面の境界層に乱れが生じて、その境界層が長く付着する。そして、その境界層が剥離する剥離点が下流に移行して渦領域が縮小する。これにより、電線前方と電線後方との気圧差が低減し、所定の風速で風圧荷重が低減する。このときの風速は略４０ｍ／ｓとする。
突起の高さと外接円との比Ｈ／Ｄが０．００３１８より小さいと、風圧荷重の低減域が高風速側へ遷移する。また、このＨ／Ｄが０．００５８５を超えると、風圧荷重の低減域が低風速側へ遷移する。
また、本願に係る低風圧電線は、所定高さを有する突起が設けられた被覆体には、降水の伴う水滴が溜まりにくい。
【０００８】
また、上記被覆体の各辺が直線または外側に膨らみを持たせた円弧状を有することもある。
【０００９】
この低風圧電線にあっては、被覆体の各辺を直線とする必要がなく、外側に膨らみを持たせた円弧状であっても良い。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、上記突起は、押出成形法により上記被覆体と一体に形成された請求項１に記載の低風圧電線である。
【００１１】
請求項２に記載の低風圧電線にあっては、上記突起は正多角形の被覆体とともに押出成形法により一体成形される。すなわち、本願に係る発明は、被覆体を成形するダイスに上記突起を形成する円弧状又は長方形状の小孔が設けられている。これにより、成形後の本願に係る低風圧電線は、突起の構成としたため、押出成形時の発生する樹脂のカスが発生しにくく、長尺物の押出が容易である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、金属からなる導体の周りを被覆する絶縁材料からなる被覆体は、その断面が正多角形を有している。そして、その被覆体の外周部の各頂点には、上記被覆体と以下の関係式を満たして、その頂点から所定高さを有して放射方向に伸びた突起がそれぞれ設けられている。
０．００３１８≦Ｈ／Ｄ≦０．００５８５
ここで、Ｈは上記突起の高さ、Ｄは上記突起付きの被覆体のその突起を含む外接円の直径である。
すなわち、上記突起を設けることにより、電線に風が当たると、境界層に乱れが生じて、電線の前後での気圧差が小さくなり風圧荷重が低減する。この低減する風速は略４０ｍ／ｓとする。
また、本願に係る低風圧電線は、所定高さを有する突起が設けられた被覆体には、降水の伴う水滴が溜まりにくい。
さらに、本願に係る低風圧電線は、突起の構成としたため、押出成形時の発生する樹脂のカスが発生しにくく、長尺物の押出が容易である。
【実施例】
【００１３】
以下、この発明の一実施例を、図１から図９を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、本実施例に係る低風圧電線１０は、以下のように構成される。なお、本実施例では、架空配電線を例とする。その架空配電線には、金属からなる長尺の導体１１（裸線）が設けられる。導体１１の素材は、アルミニウムである。そして、その導体１１の周りには、絶縁材料からなる被覆体１２が被覆されている。この被覆体１２の素材は、ポリ塩化ビニルやポリエチレンなどが用いられる。
また、上記被覆体１２は、外接円の直径Ｄが略Φ１９ｍｍの略正多角形を有している。そして、各頂点には、所定高さＨを有して放射方向に伸びた突起１３が設けられている。なお、この突起１３の形状は、その断面形状が略半円形状（Ｒ形状）でもよいし、または略台形形状でもよい。
図８は、突起１３形状の異なる２種類の電線について風洞実験を行った結果を示すものである。すなわち、その断面形状が略半円形状を有する突起１３が設けられた電線と、略台形形状を有する突起１３が設けられた電線とについて、風圧荷重低減効果の差を確認する実験を行った。この結果を表１および図８に示す。
【表１】
2007273410.tif 000016
この結果から突起１３形状による風圧荷重低減効果に差は生じないことがわかった。風圧荷重の低減効果は、後述のように、突起１３の高さＨにより決定されることがわかった。
【００１４】
図１に示すように、上記被覆体１２の各頂点に突起１３を設けることにより、風圧荷重を低減することができる。その理由は以下の通りである。
すなわち、図４に示すように、一般的に電線が風を受けると、その電線表面に沿って流れる風には境界層ができる。さらに、風速が増すと境界層が電線表面から剥離する。そして、電線後方にカルマン渦と呼ばれる渦が発生する。この渦の内部の気圧は外部よりも低く、電線前方は風の流れが阻止される結果として気圧が高い。したがって、この圧力差によって、電線は風圧荷重を受けることになる。
そこで、本願に係る低風圧電線１０は、被覆体１２の頂点に所定高さを有する突起１３を設けた。図５に示すように、突起１３を設けると、境界層に乱れが生じて、その境界層が電線表面に長く付着するようになる。そして、剥離点が下流に移行して渦領域が縮小する。これにより、圧力差が小さくなり、風圧荷重が低減する。
【００１５】
次に、本願に係る低風圧電線１０の被覆体１２の突起１３の高さについて検討を行った。
一般的に、風圧荷重Ｆｘは以下のようにして求められる。
Ｆｘ＝（１／２）・ρ・Ｖ２・Ａ・Ｃｄ
ここで、ρは空気密度、Ｖは風速、Ａは電線の断面高さである。
この関係式から風圧荷重を低減するためには、空気抵抗係数Ｃｄ（抗力係数）を小さくすることが必要である。しかし、電線の外径が小さくなると、空気抵抗係数が小さくなり、風圧荷重を低下させる風速が大きくなる傾向が生じる。
しかし、外径が小さい電線であっても、上記突起１３を設けることにより空気抵抗係数Ｃｄが低減できる。そこで、実験により、突起１３の高さＨと被覆体１２の外接円の直径Ｄとの関係を求めた。その実験結果を表２および図９に示す。
【表２】
2007273410.tif 000017
そして、空気抵抗係数Ｃｄが、風速が略４０ｍ／ｓで低下する条件は、以下の関係式を満たせば求められる。なお、基準は風速４０ｍ／ｓでＣｄ値が０．８５以下として、図９に示すグラフより求めた。
０．００３１８Ｄ≦Ｈ≦０．００５８５Ｄ
ここで、Ｈは上記突起１３の高さ（ｍｍ）、Ｄは上記被覆体１２の突起を含む外接円の直径（ｍｍ）である。
上述の関係式を満たす突起１３を、被覆体１２の各頂点に設けることにより、風圧荷重が低下する風速を低減した低風圧電線１０を得ることができる。
【００１６】
次に、本願に係る低風圧電線１０の製造方法について説明する。
まず、金属からなる長尺の導体１１を準備する。次いで、この導体１１を押出機にセットする。この後、低風圧電線用ダイスを準備し、これを押出機にセットする。このダイスには、その長軸方向に被覆体１２を成形する孔が設けられている。この孔は、略正多角形を有している。その略正多角形の孔の各頂点には、その頂点から所定高さを有して放射方向に伸びた突起１３を形成する小孔が形成されている。この小孔の長さは、上記関係式を満たすように設計されている。
次に、上記導体１１の周りに樹脂を被覆しながら、押出機により導体１１と被覆体１２とを同時に押出する。この結果、金属の導体１１の周りに絶縁材料の被覆体１２が一体となった低風圧電線１０を得ることができる。
【００１７】
次に、本願に係る低風圧電線１０（サンプル）について、従来の低風圧電線と比較した実験の結果を報告する。
上述の低風圧電線とは同形状を有する金属製のサンプルを準備する。準備したサンプルは、正１９面体を有し、その外径が略１９ｍｍである。なお、従来の低風圧電線は、上記特許文献１に記載の低風圧電線とほぼ同一のものを準備した。この低風圧電線の溝の深さはＨ＝０．２ｍｍであり、溝のＲはＲ＝０．３ｍｍである。この後、風速Ｕを変えながら空気抵抗係数Ｃｄとの関係を測定した。金属製のサンプルについての結果を表３および図６に、従来の低風圧電線についての結果を表４および図７に示す。
【表３】
2007273410.tif 000018
【００１８】
【表４】
2007273410.tif 000019
本願に係る低風圧電線１０のサンプルは、図６のグラフの結果により、風速が４０ｍ／ｓ程度で空気抵抗係数が１．２以上と高く，風速５０ｍ／ｓ程度で空気抵抗係数が低下する結果となった。また、従来の低風圧電線は、さらに高風速側（風速５０ｍ／ｓ以上）で空気抵抗係数が低下する結果となった。
以上の実験結果により、本願に係る低風圧電線１０は、従来の低風圧電線に比べて、風圧荷重が低下する風速を低減できることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施例に係る低風圧電線の断面全体の構成を示す断面図である。
【図２】この発明の一実施例に係る略半円形の突起を有する低風圧電線の断面の構成を示す断面図である。
【図３】この発明の一実施例に係る略台形形状の突起を有する低風圧電線の断面の構成を示す断面図である。
【図４】従来の発明に係る低風圧電線が受ける空気の流れを示す断面図である。
【図５】この発明の一実施例に係る低風圧電線が受ける空気の流れを示す断面図である。
【図６】この発明の一実施例に係る低風圧電線の風速と空気抵抗係数との関係を示すグラフである。
【図７】従来の発明に係る低風圧電線の風速と空気抵抗係数との関係を示すグラフである。
【図８】突起の形状を異ならせた低風圧電線の風速と空気抵抗係数との関係を示すグラフである。
【図９】この発明の一実施例に係る低風圧電線の突起の高さと空気抵抗係数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２０】
１０  低風圧電線、
１１  導体
１２  被覆体、
１３  突起。 
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月28日(2006.11.28)
【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】
金属からなる導体と、
その断面形状が略正多角形で、上記金属の導体の周りを被覆する絶縁材料からなる被覆体とを備えた低風圧電線であって、
上記被覆体の外周部の各頂点には、この被覆体と以下の関係式を満たして、各頂点から所定高さを有して放射方向に突出するとともに、この低風圧電線の軸線方向に沿って延びる、断面が略半円形状または略台形状の突起がそれぞれ設けられた低風圧電線。
０．００３１８≦Ｈ／Ｄ≦０．００５８５
ここで、Ｈは上記突起の高さ（ｍｍ）、Ｄは上記突起付きの被覆体のその突起を含む外接円の直径（ｍｍ）である。
【請求項２】
上記突起は、押出成形法により上記被覆体と一体に形成された請求項１に記載の低風圧電線。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は低風圧電線、詳しくはその外径が小さい低風圧電線や架空線に関する。
【背景技術】
【０００２】
断面形状が正多角形の低風圧電線または架空線は、その外径が例えばΦ＝略１９ｍｍ程度にまで小さくなると、風圧荷重が低下する風速が５０ｍ／ｓ以上になってしまう。
一般的に架空線における風圧荷重が最も低減する風速は、設備技術基準に記載されている甲種風圧荷重：４０ｍ／ｓであることが好ましい。よって、風圧荷重が低下する風速が５０ｍ／ｓ以上であると実用的ではない。
例えば、特許文献１には、その断面形状が正多角形を有し、その各頂点には、直径と所定の関係式を満たして円弧状の溝が設けられた低風圧電線が開示されている。この特許文献１に記載の架空線は、その断面形状が正多角形を有し、各頂点に円弧状の溝を設けている。これにより、台風時のような強風と降雨とが同時に存在する条件で適用できるとともに、風圧荷重が低下する風速の低減を図っている。
しかしながら、各頂点に設けられた円弧状溝内に水滴が停留し易いため、十分な抗力係数の低減効果が得られず、風圧荷重を低減させるのには限界があった。そこで特許文献２では円弧状の溝に代えて三角状山部とする事で強風＋降水の条件下に於いて、降水による水滴が付着しにくいため、十分な抗力係数の低減効果を得られ風圧荷重の低減を図っている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５４０７２０号公報
【特許文献２】特開２００５−５６６５２公報
【特許文献３】特開２００５−２３０８４２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１及び２のように、断面形状が正多角形の低風圧電線において、各頂点の形状に工夫をこらし、風圧荷重を低下させる様な低風圧電線の製造を行っている。
しかし、上記特許文献２に記載の低風圧電線の押出成形時においては、特許文献３の第３（ａ）図に示すダイス形状となり、被覆体の各辺と辺の頂点が鋭角な形状となるため、その押出用のダイスの形状から長尺押出に於いて樹脂のカスがダイスエッジ部に溜まりやすくなり押出物にカスが付着する不良が発生しやすくなる。
そこで、本願発明者は、正多角形を有する被覆体の各頂点に所定高さを有する突起を設ければ、風圧荷重が低減できることを知見し、この発明を完成させた。
【０００５】
この発明は、断面形状が正多角形の低風圧電線において、その外径が小さく、また各辺が直線にならず外周方向に膨らみをもつ場合においても風圧荷重を低減することができる断面形状が略正多角形の低風圧電線を提供することを目的とする。
また、降水時においても、水滴などを電線の表面に溜めない被覆体を有する低風圧電線を提供することを目的とする。
さらに、この発明は、樹脂のカスが押出物に付着することなく、押出成形法により長尺の低風圧電線を製造することができる低風圧電線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】
請求項１に記載の発明は、金属からなる導体と、その断面形状が略正多角形で、上記金属の導体の周りを被覆する絶縁材料からなる被覆体とを備えた低風圧電線であって、上記被覆体の外周部の各頂点には、この被覆体と以下の関係式を満たして、各頂点から所定高さを有して放射方向に突出するとともに、この低風圧電線の軸線方向に沿って延びる、断面が略半円形状または略台形状の突起がそれぞれ設けられた低風圧電線である。
０．００３１８≦Ｈ／Ｄ≦０．００５８５
ここで、Ｈは上記突起の高さ（ｍｍ）、Ｄは上記突起付きの被覆体のその突起を含む外接円の直径（ｍｍ）である。
金属の導体（裸線）の素材は限定されず、例えば、銅またはアルミニウムなどが使用される。
被覆体の素材も限定されない。例えば、ポリ塩化ビニルやポリエチレンなどの熱可塑性樹脂の絶縁材料が使用される。
すなわち、本願発明に係る低風圧電線は、被覆を施した全ての架空配電線に適用される。
本願発明は、その外径の大きさは限定されないが、略Φ１９ｍｍ以下の外径を有する電線が好ましい。
被覆体は、正多角形状を有する。正多角形の角数は限定されない。
被覆体の外周部の各頂点から伸びる各突起の形状は、その突起の断面形状が略半円形（Ｒ形状）、または、略台形形状である。
本願に係る低風圧電線は、一般に使用されている押出成形法により形成される。
【０００７】
請求項１に記載の低風圧電線にあっては、金属からなる導体の周りを被覆する絶縁材料からなる被覆体は、その断面が略正多角形を有している。そして、その被覆体の外周部の各頂点には、上記被覆体と以下の関係式を満たして、その頂点から所定高さを有して放射方向に伸びた突起がそれぞれ設けられている。
０．００３１８≦Ｈ／Ｄ≦０．００５８５
ここで、Ｈは上記突起の高さ（ｍｍ）、Ｄは上記突起付きの被覆体のその突起を含む外接円の直径（ｍｍ）である。すなわち、上記突起を設けることにより、電線が風を受けると、その表面の境界層に乱れが生じて、その境界層が長く付着する。そして、その境界層が剥離する剥離点が下流に移行して渦領域が縮小する。これにより、電線前方と電線後方との気圧差が低減し、所定の風速で風圧荷重が低減する。このときの風速は略４０ｍ／ｓとする。
突起の高さと外接円との比Ｈ／Ｄが０．００３１８より小さいと、風圧荷重の低減域が高風速側へ遷移する。また、このＨ／Ｄが０．００５８５を超えると、風圧荷重の低減域が低風速側へ遷移する。
また、本願に係る低風圧電線は、所定高さを有する突起が設けられた被覆体には、降水の伴う水滴が溜まりにくい。
【０００８】
また、上記被覆体の各辺が直線または外側に膨らみを持たせた円弧状を有することもある。
【０００９】
この低風圧電線にあっては、被覆体の各辺を直線とする必要がなく、外側に膨らみを持たせた円弧状であっても良い。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、上記突起は、押出成形法により上記被覆体と一体に形成された請求項１に記載の低風圧電線である。
【００１１】
請求項２に記載の低風圧電線にあっては、上記突起は正多角形の被覆体とともに押出成形法により一体成形される。すなわち、本願に係る発明は、被覆体を成形するダイスに上記突起を形成する円弧状又は長方形状の小孔が設けられている。これにより、成形後の本願に係る低風圧電線は、突起の構成としたため、押出成形時の発生する樹脂のカスが発生しにくく、長尺物の押出が容易である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、金属からなる導体の周りを被覆する絶縁材料からなる被覆体は、その断面が正多角形を有している。そして、その被覆体の外周部の各頂点には、上記被覆体と以下の関係式を満たして、その頂点から所定高さを有して放射方向に伸びた突起がそれぞれ設けられている。
０．００３１８≦Ｈ／Ｄ≦０．００５８５
ここで、Ｈは上記突起の高さ（ｍｍ）、Ｄは上記突起付きの被覆体のその突起を含む外接円の直径（ｍｍ）である。
すなわち、上記突起を設けることにより、電線に風が当たると、境界層に乱れが生じて、電線の前後での気圧差が小さくなり風圧荷重が低減する。この低減する風速は略４０ｍ／ｓとする。
また、本願に係る低風圧電線は、所定高さを有する突起が設けられた被覆体には、降水の伴う水滴が溜まりにくい。
さらに、本願に係る低風圧電線は、突起の構成としたため、押出成形時の発生する樹脂のカスが発生しにくく、長尺物の押出が容易である。
【実施例】
【００１３】
以下、この発明の一実施例を、図１から図９を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、本実施例に係る低風圧電線１０は、以下のように構成される。なお、本実施例では、架空配電線を例とする。その架空配電線には、金属からなる長尺の導体１１（裸線）が設けられる。導体１１の素材は、アルミニウムである。そして、その導体１１の周りには、絶縁材料からなる被覆体１２が被覆されている。この被覆体１２の素材は、ポリ塩化ビニルやポリエチレンなどが用いられる。
また、上記被覆体１２は、外接円の直径Ｄが略Φ１９ｍｍの略正多角形を有している。そして、各頂点には、所定高さＨを有して放射方向に伸びた突起１３が設けられている。なお、この突起１３の形状は、その断面形状が略半円形状（Ｒ形状）でもよいし、または略台形形状でもよい。
図８は、突起１３形状の異なる２種類の電線について風洞実験を行った結果を示すものである。すなわち、その断面形状が略半円形状を有する突起１３が設けられた電線と、略台形形状を有する突起１３が設けられた電線とについて、風圧荷重低減効果の差を確認する実験を行った。この結果を表１および図８に示す。
【表１】
2007273410.tif 000020
この結果から突起１３形状による風圧荷重低減効果に差は生じないことがわかった。風圧荷重の低減効果は、後述のように、突起１３の高さＨにより決定されることがわかった。
【００１４】
図１に示すように、上記被覆体１２の各頂点に突起１３を設けることにより、風圧荷重を低減することができる。その理由は以下の通りである。
すなわち、図４に示すように、一般的に電線が風を受けると、その電線表面に沿って流れる風には境界層ができる。さらに、風速が増すと境界層が電線表面から剥離する。そして、電線後方にカルマン渦と呼ばれる渦が発生する。この渦の内部の気圧は外部よりも低く、電線前方は風の流れが阻止される結果として気圧が高い。したがって、この圧力差によって、電線は風圧荷重を受けることになる。
そこで、本願に係る低風圧電線１０は、被覆体１２の頂点に所定高さを有する突起１３を設けた。図５に示すように、突起１３を設けると、境界層に乱れが生じて、その境界層が電線表面に長く付着するようになる。そして、剥離点が下流に移行して渦領域が縮小する。これにより、圧力差が小さくなり、風圧荷重が低減する。
【００１５】
次に、本願に係る低風圧電線１０の被覆体１２の突起１３の高さについて検討を行った。
一般的に、風圧荷重Ｆｘは以下のようにして求められる。
Ｆｘ＝（１／２）・ρ・Ｖ２・Ａ・Ｃｄ
ここで、ρは空気密度、Ｖは風速、Ａは電線の断面高さである。
この関係式から風圧荷重を低減するためには、空気抵抗係数Ｃｄ（抗力係数）を小さくすることが必要である。しかし、電線の外径が小さくなると、空気抵抗係数が小さくなり、風圧荷重を低下させる風速が大きくなる傾向が生じる。
しかし、外径が小さい電線であっても、上記突起１３を設けることにより空気抵抗係数Ｃｄが低減できる。そこで、実験により、突起１３の高さＨと被覆体１２の外接円の直径Ｄとの関係を求めた。その実験結果を表２および図９に示す。
【表２】
2007273410.tif 000021
そして、空気抵抗係数Ｃｄが、風速が略４０ｍ／ｓで低下する条件は、以下の関係式を満たせば求められる。なお、基準は風速４０ｍ／ｓでＣｄ値が０．８５以下として、図９に示すグラフより求めた。
０．００３１８Ｄ≦Ｈ≦０．００５８５Ｄ
ここで、Ｈは上記突起１３の高さ（ｍｍ）、Ｄは上記被覆体１２の突起を含む外接円の直径（ｍｍ）である。
上述の関係式を満たす突起１３を、被覆体１２の各頂点に設けることにより、風圧荷重が低下する風速を低減した低風圧電線１０を得ることができる。
【００１６】
次に、本願に係る低風圧電線１０の製造方法について説明する。
まず、金属からなる長尺の導体１１を準備する。次いで、この導体１１を押出機にセットする。この後、低風圧電線用ダイスを準備し、これを押出機にセットする。このダイスには、その長軸方向に被覆体１２を成形する孔が設けられている。この孔は、略正多角形を有している。その略正多角形の孔の各頂点には、その頂点から所定高さを有して放射方向に伸びた突起１３を形成する小孔が形成されている。この小孔の長さは、上記関係式を満たすように設計されている。
次に、上記導体１１の周りに樹脂を被覆しながら、押出機により導体１１と被覆体１２とを同時に押出する。この結果、金属の導体１１の周りに絶縁材料の被覆体１２が一体となった低風圧電線１０を得ることができる。
【００１７】
次に、本願に係る低風圧電線１０（サンプル）について、従来の低風圧電線と比較した実験の結果を報告する。
上述の低風圧電線とは同形状を有する金属製のサンプルを準備する。準備したサンプルは、正１９面体を有し、その外径が略１９ｍｍである。なお、従来の低風圧電線は、上記特許文献１に記載の低風圧電線とほぼ同一のものを準備した。この低風圧電線の溝の深さはＨ＝０．２ｍｍであり、溝のＲはＲ＝０．３ｍｍである。この後、風速Ｕを変えながら空気抵抗係数Ｃｄとの関係を測定した。金属製のサンプルについての結果を表３および図６に、従来の低風圧電線についての結果を表４および図７に示す。
【表３】
2007273410.tif 000022
【００１８】
【表４】
2007273410.tif 000023
本願に係る低風圧電線１０のサンプルは、図６のグラフの結果により、風速が４０ｍ／ｓ程度で空気抵抗係数が１．２以上と高く，風速５０ｍ／ｓ程度で空気抵抗係数が低下する結果となった。また、従来の低風圧電線は、さらに高風速側（風速５０ｍ／ｓ以上）で空気抵抗係数が低下する結果となった。
以上の実験結果により、本願に係る低風圧電線１０は、従来の低風圧電線に比べて、風圧荷重が低下する風速を低減できることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施例に係る低風圧電線の断面全体の構成を示す断面図である。
【図２】この発明の一実施例に係る略半円形の突起を有する低風圧電線の断面の構成を示す断面図である。
【図３】この発明の一実施例に係る略台形形状の突起を有する低風圧電線の断面の構成を示す断面図である。
【図４】従来の発明に係る低風圧電線が受ける空気の流れを示す断面図である。
【図５】この発明の一実施例に係る低風圧電線が受ける空気の流れを示す断面図である。
【図６】この発明の一実施例に係る低風圧電線の風速と空気抵抗係数との関係を示すグラフである。
【図７】従来の発明に係る低風圧電線の風速と空気抵抗係数との関係を示すグラフである。
【図８】突起の形状を異ならせた低風圧電線の風速と空気抵抗係数との関係を示すグラフである。
【図９】この発明の一実施例に係る低風圧電線の突起の高さと空気抵抗係数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２０】
１０  低風圧電線、
１１  導体
１２  被覆体、
１３  突起。