(57)【要約】【課題】複数の素線を撚り合わせて圧縮する際に、圧縮形態の乱れをなるべく抑制できるようにすること。【解決手段】複数の素線を撚り合わせて圧縮する圧縮撚線導体の製造方法であって、前記複数の素線を集合させる工程と、前記複数の素線を撚り合わせる工程とを備える。さらに、集合された前記複数の素線を、複数回の分割圧縮工程に分けて圧縮する工程であり、前記複数の分割圧縮工程のうちの少なくとも１つが撚り合わせ完了後の前記複数の素線に対して行われる工程をも備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の素線を撚り合わせて圧縮する圧縮撚線導体の製造方法であって、
(a)前記複数の素線を集合させる工程と、
(b)前記複数の素線を撚り合わせる工程と、
(c)集合された前記複数の素線を、複数回の分割圧縮工程に分けて圧縮する工程であり、前記複数の分割圧縮工程のうちの少なくとも１つが撚り合わせ完了後の前記複数の素線に対して行われる工程と、
を備える圧縮撚線導体の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の圧縮撚線導体の製造方法であって、
前記複数の分割圧縮工程のうちの少なくとも他の１つが、集合後撚り合わせ前の前記複数の素線に対して行われる、圧縮撚線導体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の素線を撚り合わせて圧縮する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示のように、複数の素線を撚り合わせて圧縮することによって、圧縮撚線導体を製造する技術がある。
【０００３】
また、圧縮撚線導体が複数の層によって構成されている場合には、特許文献２に開示のように、中心に近い層から１層ずつ圧縮成型する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平８−１２１７号公報
【特許文献２】特開２０００−３１１５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の場合でも、特許文献２の場合でも、所望の最終圧縮形状を得るためには、当該所望の最終圧縮形状に応じた圧縮率で、全ての素線を集合させて圧縮を行う必要がある。なお、ここで、圧縮率とは、（圧縮前の導体断面積−圧縮後の導体断面積）／（圧縮前の断面積）で求められる。
【０００６】
しかしながら、発明者らは、複数の素線を集合させた後に圧縮を行うと、図１０に示すように、複数の素線１１０ａ、１１０ｂのうちの一部の素線１１０ａが、圧縮後に反転してしまい、圧縮形態に乱れが生じてしまうことがあるという問題を見出した。
【０００７】
そこで、本発明は、複数の素線を撚り合わせて圧縮する際に、圧縮形態の乱れをなるべく抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、第１の態様は、複数の素線を撚り合わせて圧縮する圧縮撚線導体の製造方法であって、(a)前記複数の素線を集合させる工程と、(b)前記複数の素線を撚り合わせる工程と、(c)集合された前記複数の素線を、複数回の分割圧縮工程に分けて圧縮する工程であり、前記複数の分割圧縮工程のうちの少なくとも１つが撚り合わせ完了後の前記複数の素線に対して行われる工程とを備える。
【０００９】
第２の態様は、第１の態様に係る圧縮撚線導体の製造方法であって、前記複数の分割圧縮工程のうちの少なくとも他の１つが、集合後撚り合わせ前の前記複数の素線に対して行われる。
【発明の効果】
【００１０】
第１の態様によると、集合された前記複数の素線を、複数回の分割圧縮工程に分けて圧縮しているため、１回の圧縮工程において素線が急激に圧縮されることが抑制される。これにより、圧縮後における素線の反転が抑制され、圧縮形態の乱れを抑制することができる。また、前記複数の分割圧縮工程のうちの少なくとも１つが撚り合わせ完了後の前記複数の素線に対して行われるため、撚り合わせ完了後における圧縮形態が安定する。
【００１１】
第２の態様によると、前記複数の分割圧縮工程のうちの少なくとも他の１つが、集合後撚り合わせ前の前記複数の素線に対して行われるため、複数の素線を最終的に撚り合わせた後における圧縮率を小さくすることができる。これにより、最終撚り合わせ完了後における圧縮形態の乱れをより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る圧縮撚線導体の製造装置を示す概略図である。
【図２】同上の製造装置のうちの１回目の圧縮部分を示す説明図である。
【図３】同上の製造装置のうちの２回目の圧縮部分を示す説明図である。
【図４】圧縮撚線導体を示す断面図である。
【図５】圧縮撚線導体の製造工程例を示す図である。
【図６】圧縮撚線導体の他の製造工程例を示す図である。
【図７】圧縮撚線導体の他の製造工程例を示す図である。
【図８】圧縮工程の違いと反転の有無との関係を示す図である。
【図９】圧縮率の違いと密着力との関係を示す図である。
【図１０】素線の反転が生じた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施形態に係る圧縮撚線導体の製造方法について説明する。なお、圧縮撚線導体は、複数の素線を撚り合わせて圧縮した導体である。素線としては、軟銅或は硬銅等の銅合金線、その他の合金線が用いられる。本実施形態では、３本の素線を撚り合わせる例で説明するが、複数本の素線を撚り合わせる場合であればよい。この圧縮撚線導体の外周囲に絶縁樹脂等が押出被覆される。つまり、圧縮撚線導体は、電線の芯線として用いられる。
【００１４】
図１は圧縮撚線導体の製造装置２０を示す概略図であり、図２は同製造装置の１回目の圧縮部分を示す説明図であり、図３は同製造装置のうちの２回目の圧縮部分を示す説明図である。
【００１５】
この圧縮撚線導体の製造装置２０は、素線供給部２２と、素線ガイド部２４と、集合圧縮ダイス２８と、弓形撚り合せ機構３２と、圧縮ダイス４０と、導体巻取部４４とを備えている。そして、素線供給部２２から引出された複数の素線１２が、素線ガイド部２４を通って集合圧縮ダイス２８に送給されて、集合及び圧縮される。この後、集合導体１４は、弓形撚り合せ機構３２によって撚り合わされた後、圧縮ダイス４０で再度圧縮され、導体巻取部４４に巻回収容される。
【００１６】
より具体的に説明すると、素線供給部２２は、複数本の素線を巻取収容したリール２３を有している。複数本の素線は、単一のリール２３に巻回収容されていてもよいし、或は、別々のリール２３に巻回収容されていてもよい。素線供給部２２としては、複数本の素線を連続的に供給可能な構成であればよい。
【００１７】
素線ガイド部２４は、複数のガイド孔２５を有する板状に形成されている（図２参照）。ガイド孔２５は、撚り合せ対象となる複数の素線１２に合わせた数形成されており、所定の中心周りに（好ましくは均等間隔で）分散するように形成されている。そして、複数の素線１２が、各ガイド孔２５を通ることで所定の中心周りに分散した状態で、集合圧縮ダイス２８に向けて送給されるようになっている。
【００１８】
集合圧縮ダイス２８は、複数の素線１２を圧縮するための孔２９を有している（図２参照）。孔２９の一端側開口は、集合された複数の素線１２を挿入可能な程度の径、例えば、複数の素線１２の断面を包含可能な最小包含円と同じ径又はそれよりも大きな径に形成されている。また、孔２９の他端側開口は、集合された複数の素線１２を圧縮可能な程度の径、例えば、複数の素線１２の断面を包含可能な最小包含円よりも小さな径に形成されている。さらに、孔２９は、一端側開口から他端側開口に向けて徐々に径が小さくなるテーパー形状に形成されている。孔２９のうち大きな径側の一端側開口が上記素線ガイド部２４を向いており、孔２９のうち比較的小さな径側の他端側開口が弓形撚り合せ機構３２側を向いている。そして、上記素線ガイド部２４を通った複数の素線１２が、集合圧縮ダイス２８の孔２９の一端側開口に向けて導入される際に１本の導体１４に集合される。そして、この導体１４が、孔２９の一端側開口から他端側開口に向うことで徐々に圧縮され、その他端側開口の径に応じた径を持つように圧縮加工されるようになっている。
【００１９】
なお、多数の素線１２が集合される場合には、複数箇所で順次素線１２が集合されてもよい。
【００２０】
弓形撚り合せ機構３２は、弓状導体ガイド３４と、弓状導体ガイド３４を所定の回転軸Ｘ周りに回転駆動する回転駆動部３６とを備えている。
【００２１】
弓状導体ガイド３４は、弓状の経路に沿って導体１４を送給可能に支持するように構成されている。このような弓状導体ガイド３４としては、弓状を描く棒状部材の外向き面に導体１４をガイド可能な溝を形成した構成、或は、ガイドリングを設けた構成等を採用することができる。要するに、弓状導体ガイド３４として、弧状の経路に沿って導体１４を送給可能に支持できる構成であればよい。
【００２２】
なお、本実施形態では、複数の素線１２を弓形撚り合せ機構３２で撚り合わせているが、必ずしもその必要はない。例えば、素線供給部２２及び導体巻取部４４の少なくとも一方を回転させることで、素線１２を撚り合わせる構成であってもよい。
【００２３】
回転駆動部３６は、上記弓状導体ガイド３４を、その両端部を結ぶ線（弦）を中心として、回転駆動可能に支持している。ここでは、集合圧縮ダイス２８の孔２９の軸の延長上に、回転駆動部３６による弓状導体ガイド３４の回転軸が存在している。より具体的には、弓状導体ガイド３４の両端部が軸受部３７によって回転駆動可能に支持されており、その少なくとも一端部がモータ等によって回転駆動されるように構成されている。また、弓状導体ガイド３４の一端部にガイドローラ３８ａが設けられると共に、弓状導体ガイド３４の他端部にガイドローラ３８ｂが設けられている。なお、ガイドローラ３８ａは弓状導体ガイド３４と同期回転しない固定側のローラであり、ガイドローラ３８ｂは弓状導体ガイド３４と同期して回転軸Ｘ周りに回転する可動側のローラである。そして、集合圧縮ダイス２８を通った導体１４が、ガイドローラ３８ａを経て弓状導体ガイド３４の一端部に向けてガイドされ、弓状導体ガイド３４に沿って弧状に経路案内される。また、導体１４が弓状導体ガイド３４の他端部に向けて案内されると、ガイドローラ３８ｂを経由して反転し、弓状導体ガイド３４の回転軸Ｘに沿って経路案内される（図３参照）。上記のように導体１４が弓状導体ガイド３４に沿って案内される際、弓状導体ガイド３４が回転軸Ｘ周りに回転することによって、複数の素線１２を含む導体１４が弓状導体ガイド３４の両端側の２箇所で撚り合わされる。すなわち、導体１４が固定側のガイドローラ３８ａから弓状導体ガイド３４に案内される箇所Ｐ１で撚り合わされる。また、導体１４が弓状導体ガイド３４の他端側で可動側のガイドローラ３８ｂから反転しつつ導出された後、圧縮ダイス４０に至る箇所Ｐ２で撚り合わされる。つまり、本装置においては、導体１４は２箇所で撚り合わされる。
【００２４】
圧縮ダイス４０は、導体１４をさらに圧縮するための孔４１を有している（図３参照）。ここでは、圧縮ダイス４０は、孔４１の軸を弓状導体ガイド３４の回転軸Ｘと一致させた姿勢で、弓状導体ガイド３４の回転軌跡内に配設されている。孔４１の一端側開口は、上記集合圧縮ダイス２８によって圧縮された導体１４を挿入可能な程度の径、例えば、当該導体１４の断面を包含可能な最小包含円と同じ径又はそれよりも大きな径に形成されている。また、孔４１の他端側開口は、導体１４を圧縮可能な程度の径（例えば、製造目的径）と同じ径に形成されている。さらに、孔４１は、一端側開口から他端側開口に向けて徐々に径が小さくなるテーパー形状に形成されている。孔４１のうち大きな径側の一端側開口は弓状導体ガイド３４の他端部側及びガイドローラ３８ｂ側を向いており、孔４１のうち小さな径側の他端側開口は、弓状導体ガイド３４の回転軌跡内で、導体巻取部４４側を向いている。そして、導体１４が孔４１の一端側開口から他端側開口に向うことで徐々に圧縮され、その他端側開口の径に応じた目的径の圧縮撚線導体１６に圧縮加工されるようになっている。
【００２５】
そして、圧縮ダイス４０によって目的径に圧縮された圧縮撚線導体１６は、弓状導体ガイド３４の回転軌跡内に設けられた導体巻取部４４に巻回収容されるようになっている。
【００２６】
上記圧縮撚線導体の製造装置２０において、複数の素線１２は次のように圧縮及び撚り合せされる。
【００２７】
すなわち、素線供給部２２から供給される複数の素線１２は、素線ガイド部２４の複数のガイド孔２５を通って、集合圧縮ダイス２８の孔２９に導かれ、１本の導体１４に集合される。複数の素線１２が集合された導体１４は、孔２９の一端側開口から他端側開口に向うことで圧縮される。
【００２８】
このように圧縮された導体１４は、弓形撚り合せ機構３２に導かれる。この導体１４は、まず、固定側のガイドローラ３８ａから弓状導体ガイド３４に案内される箇所Ｐ１で撚り合わされる。その後、導体１４が弓状導体ガイド３４の他端側で可動側のガイドローラ３８ｂから反転しつつ導出された後、圧縮ダイス４０に至る箇所Ｐ２で再度撚り合わされる。
【００２９】
この後、導体１４は、圧縮ダイス４０の孔４１を通過する際、再度圧縮され、図４に示すように、目的径を持つ圧縮撚線導体１６に加工される。
【００３０】
上記実施形態によると、集合された複数の素線１２を、集合圧縮ダイス２８と圧縮ダイス４０とで複数回（２回）に分けて圧縮している。このため、個々の圧縮工程（分割圧縮工程）において、素線１２が急激に圧縮されることが抑制される。これにより、圧縮後における素線１２の反転が抑制され、圧縮形態の乱れを抑制することができる。
【００３１】
特に、導体１４として引張り強度が４５０ＭＰａ以上の高剛性導体（例えば、硬銅等）を用いた場合、塑性変形し難いため、圧縮による反転が生じ易い傾向となる。そこで、上記のように複数回に分けて徐々に圧縮することで、導体１４の反転を有効に抑制することができる。ここで、引張り強度とは、例えば、ＪＩＳＣ３００２の５．引張りの項目に規定された方法によって得られた値を採用することができる。
【００３２】
また、複数の分割圧縮工程のうちの１つである圧縮ダイス４０による分割圧縮工程が、箇所Ｐ１及びＰ２による撚り合せ完了後の導体１４に対して行われる。このため、撚り合せ完了後における圧縮形態が安定する。
【００３３】
また、複数の分割圧縮工程のうちの他の１つである集合圧縮ダイス２８による分割圧縮工程が、複数の素線１２を集合圧縮ダイス２８の直前で集合させた後、箇所Ｐ１、Ｐ２で撚り合わせる前の導体１４に対して行われるため、複数の素線１２を圧縮ダイス４０によって最終的に撚り合わせた後における圧縮ダイス４０による圧縮率を小さくすることができる。これにより、最終撚り合せ完了後における過度な圧縮を抑制し、圧縮形態の乱れをより確実に抑制することができる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、図５に示すように、素線１２を集合させた後、複数回（２回）撚り合せを行う場合において、集合直後のタイミングＴ１、及び、最終撚り合せ直後のタイミングＴ２の２回圧縮を行う例で説明したが、必ずしもその必要はない。
【００３５】
図５に示す場合において、素線１２を集合させた後から最終撚り合せの前において、少なくとも１回分割圧縮工程を行い、最終撚り合わせの後、少なくとも１回分割圧縮工程を行う例であってもよい。
【００３６】
また、素線１２の撚り合せ回数は複数回である必要はなく、図６に示すように、素線の撚り合せは１回のみ行われてもよい。この場合、素線１２を集合させた後撚り合せするまでの間に少なくとも１回分割圧縮工程を行い、撚り合わせの後、少なくとも１回分割圧縮工程を行う例であってもよい。
【００３７】
また、図７に示すように、複数の素線１２の集合直後に撚り合せが行われるような場合にあっては、その後に、複数回の分割圧縮工程を行うようにするとよい。
【００３８】
すなわち、集合された複数の素線１２を複数回の分割圧縮工程に分けて圧縮し、そのうちの少なくとも１つの分割圧縮工程が撚り合せ完了後の複数の素線１２に対して行われればよく、その他に関しては、複数の素線１２を撚り合わせる工程の数或は当該撚り合わせ工程に対する圧縮工程の順序は任意である。
【００３９】
なお、集合圧縮ダイス２８、圧縮ダイス４０における圧縮率の設定は、孔２９、４１のテーパー角、長さ等を調整することによって行うことができる。また、各分割圧縮工程においてどの程度の圧縮率で圧縮するかについては、当初の複数の素線の合計断面積から目的径となる圧縮撚線導体の合計断面積に加工できる範囲で、かつ、各圧縮時に素線１２の反転等が生じない範囲で自由に設定することができる。１回での圧縮率をなるべく小さくするためには、各分割圧縮工程の圧縮率を同じにすることが好ましい。
【００４０】
図８に示すように、複数の素線１２を集合させた導体１４を圧縮した場合において、反転の有無を実験した。実験では、硬銅からなる素線１２を３本撚り合わせる場合について調べた。
【００４１】
目標圧縮率１０％である場合において、１回圧縮で行う場合と、２回圧縮で行う場合とのそれぞれについて素線反転の有無を調べた。２回圧縮の場合には、１回目の圧縮率を５％、２回目の圧縮率を５％とした。なお、２回目の圧縮率は、（２回目の圧縮によって減少した導体断面積）／（１回目の圧縮を行う前の当初の断面積）で考えた（以下も同様）。この場合、いずれの場合でも素線の反転は生じなかった。
【００４２】
目標圧縮率１５％、及び、２０％である各場合において、１回圧縮、２回圧縮のいずれの場合でも、素線の反転は生じなかった。
【００４３】
目標圧縮率が２５％である場合において、１回圧縮では素線反転の問題が生じた。これに対して、１回目の圧縮率を１０％、２回目の圧縮率を１５％として２回圧縮を行うと、素線反転の問題は生じなかった。
【００４４】
同様に、目標圧縮率が３０％である場合において、１回圧縮では素線反転の問題が生じた。これに対して、１回目の圧縮率を１５％、２回目の圧縮率を１５％として２回圧縮を行うと、素線反転の問題は生じなかった。
【００４５】
上記から、複数回に分けて圧縮を行うことで、素線反転の問題が有効に抑制されることが判明した。
【００４６】
また、圧縮率が２５％以上になると素線反転の問題が生じ易くなる一方、圧縮率が２０％以下では素線反転の問題が生じ難いことがわかる。そこで、個々の分割圧縮工程における圧縮率が２０％以下となるように設定することが好ましいと考えられる。
【００４７】
ところで、複数の素線を撚り合わせた導体に樹脂を押出被覆する場合、樹脂が各素線間に入り込んでしまうと、導体と被覆との密着力が高くなり、皮剥し難くなってしまう。皮剥し易くするためには、導体表面をなるべく凹凸の少ない表面にすることが有効と考えられ、そのためには、導体をなるべく高い圧縮率で圧縮することが有効と考えられる。
【００４８】
このような要請から導体をなるべく高い圧縮率で圧縮するためにも、上記のように複数の分割圧縮工程に分けて圧縮を行うことは有効といえる。
【００４９】
実際、図９に示すように、複数の圧縮率で導体を圧縮した場合において、密着力（Ｎ）を測定してみた。なお、図９における接触長（ｍｍ）は、断面周りにおける導体と被覆との接触長である。また、密着力は、所定長さの試料片において、導体から切込みが形成された被覆を引抜く際に要する力であり、例えば、ＩＳＯ６７２２の７．２密着力に規定されている方法により得られる値とすることができる。なお、いずれの場合も、最終断面積が０．１３ｍｍとなるようにした。
【００５０】
すると、圧縮率が１０％、１５％、２０％、２５％、３０％と大きくなるに伴って、密着力は３０Ｎ、２３Ｎ、１５Ｎ、１３Ｎ、１０Ｎとなった。通常、皮剥作業上、好ましいとされる密着力は１５Ｎ以下とされているため、圧縮率は２０％以上であることが好ましいといえる。また、密着力を小さくするためには、圧縮率を大きくすることが好ましいともいえる。そして、圧縮率を大きくするためには、上記実施形態で説明したように、複数回に分けて圧縮を行う製造方法が有効であるといえる。
【符号の説明】
【００５１】
１２  素線
１６  圧縮撚線導体
２０  圧縮撚線導体の製造装置
２２  素線供給部
２８  集合圧縮ダイス
３２  弓形撚り合せ機構
４０  圧縮ダイス
４４  導体巻取部
【図１】
2012043720.tif 000003
【図２】
2012043720.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2012043720.tif 000008
【図７】
2012043720.tif 000009
【図８】
2012043720.tif 000010
【図９】
2012043720.tif 000011
【図１０】
2012043720.tif 000012