(57)【要約】【課題】低風速域から高風速域まで臨界風速の時の抗力係数を得ることが可能な低風圧電線を提供する。【解決手段】低風圧電線２１は、菱形の形状となる粗度２５を多数有し、また、多数の粗度２５を周方向Ｑ、長手方向Ｐ、及び螺旋方向Ｒに離散するように配置し、また、多数の粗度２５を粗度密度が１５％〜２５％となる状態に配置し、さらに、多数の粗度２５をスパイラル角度が１°〜１０°となるように配置している。粗度２５は、周方向Ｑに一対の頂部２６を有する多角形状に形成されている。粗度２５は、菱形に形成されている。菱形となる粗度２５は、長手方向Ｐに一対となる頂部２７を有している。また、菱形となる粗度２５は、四つの辺２８を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体を覆う絶縁体の表面に凹又は凸状の加工となる粗度を有する低風圧電線において、
前記粗度を多数形成するとともに、該多数の粗度を、前記絶縁体の周方向、長手方向、及び螺旋方向に離散させて配置し、且つ、前記粗度を、前記絶縁体の単位表面積に対する凹面積又は凸面積の和の割合、すなわち粗度密度が１５％〜２５％となる状態に配置し、さらに、前記長手方向の配置を前記螺旋方向に傾ける角度、すなわちスパイラル角度が１°〜１０°となる状態に配置する
ことを特徴とする低風圧電線。
【請求項２】
請求項１に記載の低風圧電線において、
前記多数の粗度を、各々、前記周方向に一対の頂部を有する多角形状に形成する
ことを特徴とする低風圧電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁体の表面に凹又は凸状の加工（以下、粗度という）を有する低風圧電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁体の表面に凹又は凸状の加工となる粗度を有する低風圧電線としては、例えば下記特許文献１、２に開示されたものが知られている。
【０００３】
図１１（ａ）において、下記特許文献１に開示された低風圧電線１は、導体２と、この導体２を被覆する絶縁体３とを有している。絶縁体３の表面には、この表面の周方向に所定の間隔をあけて多数の粗度４が形成されている。粗度４は、断面山形形状に形成されている。多数の粗度４は、電線長手方向に真っ直ぐのびるように形成されている。多数の粗度４は、絶縁体３の表面に一様に配置されている。
【０００４】
図１２（ａ）において、下記特許文献２に開示された低風圧電線１１は、導体１２と、この導体１２を被覆する絶縁体１３とを有している。絶縁体１３の表面には、円形の凸形状となる複数の粗度１４を集合させて粗度集合部１５が形成されている。粗度１４や粗度集合部１５は、絶縁体１３の表面に一様に配置されている。
【０００５】
図１１及び図１２の低風圧電線１及び１１は、これに風が当たると、絶縁体３及び１３の表面に設けられた粗度４や粗度集合部１５の存在によって電線の風圧荷重が低減されるようになっている。
【０００６】
風圧荷重の低減に関しては、電気設備技術基準などを基にして風速４０ｍ／ｓでの風圧荷重が規定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１１８４３４号公報
【特許文献２】特開平６−２７２１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１１の低風圧電線１は、上記の如く、断面山形形状で電線長手方向に真っ直ぐのびる粗度４を多数有しており、多数の粗度４が絶縁体３の表面に一様に配置されている。このような低風圧電線１に関し、横軸に風速（ｍ／ｓ）をとり縦軸に抗力係数（Ｃｄ）をとった風速−抗力係数を示すグラフ（図１１（ｂ）参照）を見ると、低風速域においては風圧荷重を示す抗力係数が落ち込んでいることが分かる。抗力係数が落ち込んだ時の風速を臨界風速とすると、低風圧電線１は低風速域である風速４０ｍ／ｓよりも十分に低い風速域で臨界速度をむかえ、この後、風速が高まるにつれて抗力係数が回復してしまうことが分かる。すなわち、臨界風速の時の抗力係数を維持できてないということが分かる。
【０００９】
一方、図１２の低風圧電線１１は、上記の如く、複数の粗度１４からなる粗度集合部１５を有しており、粗度１４や粗度集合部１５が絶縁体１３の表面に一様に配置されている。このような低風圧電線１１の風速−抗力係数を示すグラフ（図１２（ｂ）参照）を見ると、風速５５ｍ／ｓ程度で臨界風速をむかえ、この後は抗力係数を維持していることが分かる。しかしながら、低風速域である風速４０ｍ／ｓや、これよりも低い風速域で臨界速度をむかえることができないことから、低風速域から高風速域まで臨界風速の時の抗力係数を得られないことが分かる。
【００１０】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、低風速域から高風速域まで臨界風速の時の抗力係数を得ることが可能な低風圧電線を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明の低風圧電線は、導体を覆う絶縁体の表面に凹又は凸状の加工となる粗度を有する低風圧電線において、前記粗度を多数形成するとともに、該多数の粗度を、前記絶縁体の周方向、長手方向、及び螺旋方向に離散させて配置し、且つ、前記粗度を、前記絶縁体の単位表面積に対する凹面積又は凸面積の和の割合、すなわち粗度密度が１５％〜２５％となる状態に配置し、さらに、前記長手方向の配置を前記螺旋方向に傾ける角度、すなわちスパイラル角度が１°〜１０°となる状態に配置することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の本発明の低風圧電線は、請求項１に記載の低風圧電線において、前記多数の粗度を、各々、前記周方向に一対の頂部を有する多角形状に形成することを特徴とする。
【００１３】
以上のような特徴を有する本発明によれば、多数の粗度を離散して配置し、また、その配置を粗度密度が１５％〜２５％となる状態に配置することから、本発明の低風圧電線に風が当たると、絶縁体の表面に沿って流れる風に乱れを生じさせることができ、これにより絶縁体の表面に風を長く付着させることができる。結果、本発明の低風圧電線は、この後方の気圧の低い領域を縮小して電線の風圧荷重を低減することができる。風圧荷重の低減効果は、多数の粗度を離散して配置することや粗度密度、粗度の配置角度を規制して維持することができる。また、本発明によれば、多数の粗度の配置をスパイラル角度が１°〜１０°となる状態に配置することから、本発明の低風圧電線に風が当たると、円周方向のどのような角度からの風に対しても抗力係数（Ｃｄ）の変化を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載された本発明によれば、低風速域から高風速域まで臨界風速の時の抗力係数を得ることができるという効果を奏する。
【００１５】
請求項２に記載された本発明によれば、粗度のより良い形状を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る低風圧電線を示す斜視図（スパイラル角度１°）である。
【図２】本発明に係る低風圧電線を示す斜視図（スパイラル角度５°）である。
【図３】本発明に係る低風圧電線を示す斜視図（スパイラル角度１０°）である。
【図４】本発明に係る低風圧電線を示す斜視図（粗度密度１５％）である。
【図５】本発明に係る低風圧電線を示す斜視図（粗度密度２０％）である。
【図６】比較例としての低風圧電線を示す斜視図（粗度密度１０％）である。
【図７】風速−抗力係数のグラフである。
【図８】風速−抗力係数のグラフ及び角度−抗力係数のグラフである。
【図９】角度−抗力係数のグラフである。
【図１０】比較例としての低風圧電線を示す斜視図（スパイラル角度２６°）である。
【図１１】従来例の低風圧電線を示す斜視図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は風速―抗力係数のグラフである。
【図１２】従来例の低風圧電線を示す斜視図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は風速―抗力係数のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
低風圧電線は、凹又は凸状の加工となる粗度を多数有している。この多数の粗度は、離散して配置され、また、その配置は粗度密度が１５％〜２５％となる状態の配置になる。さらに、多数の粗度の配置は、スパイラル角度が１°〜１０°となる状態の配置になる。凹又は凸状の加工となる粗度は、菱形などの多角形状に形成される。また、丸形や楕円形となる形状に形成されてもよい。
【実施例】
【００１８】
以下、図面を参照しながら実施例を説明する。図１乃至図５は本発明に係る低風圧電線を示す斜視図、図６は比較例としての低風圧電線を示す斜視図、図７は風速−抗力係数のグラフ、図８は風速−抗力係数のグラフ及び角度−抗力係数のグラフ、図９は角度−抗力係数のグラフ、図１０は比較例としての低風圧電線を示す斜視図である。
【００１９】
図１乃至図５において、本発明の低風圧電線２１は、導体２２と、この導体２２を被覆する絶縁体２３とを有している。導体２２は、金属製であって導電性を有しており、公知のものと同じである。また、絶縁体２３も公知のものと同じであり、樹脂製であって絶縁性を有している。絶縁体２３の表面２４には、凸状の加工となる粗度２５が多数形成されている（特に図示しないが凹状の加工となる粗度であってもよいものとする）。図１乃至図３の低風圧電線２１は、後述するスパイラル角度が異なっているだけであり、発明としては同じものである。また、図４及び図５は、後述する粗度密度が異なっているだけであり、発明としては同じものである。
【００２０】
図１乃至図５に図示する真っ直ぐな矢印Ｐは、絶縁体２３の長手方向を示している。この長手方向Ｐは電線長手方向でもある。また、円を描くような矢印Ｑは、絶縁体２３の周方向を示している。さらに、長手方向Ｐを中心に螺旋状となる矢印Ｒは、螺旋方向を示している。螺旋方向Ｒは、右巻き及び左巻きのいずれであってもよいものとする。この他、矢印Ｓは低風圧電線２１（又は絶縁体２３）に当たる風の向きを示している。
【００２１】
多数の粗度２５は、絶縁体２３の表面２４において、この長手方向Ｐ、周方向Ｑ、及び螺旋方向Ｒに離散するように配置されている。多数の粗度２５は、従来例の粗度４（図１１参照）や粗度集合部１５（図１２参照）のような一様な配置ではなく、上記各方向に離散するように配置されている。
【００２２】
具体的な一例としては、多数の粗度２５を長手方向Ｐで見ると、ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２、ｎ＋３、…のような列で粗度２５が離ればなれに配置されている。また、多数の粗度２５を周方向Ｑで見ると、列ｎと列ｎ＋２で同じ位置、列ｎ＋１と列ｎ＋３で同じ位置になるように離ればなれに配置されている。さらに、多数の粗度２５を螺旋方向Ｒで見ると、各列間で離ればなれに配置されている。
【００２３】
先ず、図１乃至図３を参照しながら、多数の粗度２５の長手方向Ｐの列を螺旋方向Ｒに傾ける角度、すなわちスパイラル角度について説明する。
多数の粗度２５は、長手方向Ｐの列を螺旋方向Ｒに傾ける角度、すなわちスパイラル角度θが１°〜１０°となる状態に配置されている（破線Ａに対する細線Ｂの角度が１°〜１０°となる状態に配置されている）。図１の低風圧電線２１の場合は、スパイラル角度θが１°、図２の低風圧電線２１の場合は、スパイラル角度θが５°、図３の低風圧電線２１の場合は、スパイラル角度θが１０°となるように多数の粗度２５が配置されている。尚、本実施例において、図１乃至図３の低風圧電線２１は、多数の粗度２５の配置について、スパイラル角度θを設けていることの理解を容易にするため、長手方向Ｐにおける粗度２５の間隔をあけた状態に図示されている。実際には、下記説明から分かるようになるが、列毎の粗度２５の間隔が狭くなるように配置されている。
【００２４】
次に、図４及び図５を参照しながら、多数の粗度２５の粗度密度について説明する。
多数の粗度２５は、絶縁体２３の表面２４の単位表面積に対する凸面積の和の割合、すなわち粗度密度が１５％〜２５％となる状態に配置されている。図４の低風圧電線２１の場合は、粗度密度が１５％、図５の低風圧電線２１の場合は、粗度密度が２０％となるように多数の粗度２５が配置されている。本実施例においては、粗度密度が１５％から高くなるにつれて、上記の列毎の粗度２５の間隔が狭くなるように配置されている。すなわち、上記長手方向Ｐに粗度２５が増えるように配置されている。
【００２５】
粗度２５は、上記周方向Ｑに一対の頂部２６を有する多角形状に形成されている。本実施例においては、菱形に形成されている。菱形となる粗度２５は、上記長手方向Ｐに一対となる頂部２７や、四つの辺２８も有している（図１、図４、及び図５参照）。
【００２６】
粗度２５は、矢印Ｓ方向からの風を周方向Ｑに流す際に乱れを生じさせ、これにより後述する抗力係数（Ｃｄ）を低減させることを目的とした形状に形成されている。また、粗度２５は、絶縁体２３の表面２４に風を長く付着させ、これにより抗力係数（Ｃｄ）を低減させることを目的とした形状にも形成されている。
【００２７】
低風圧電線２１は、上記の如く、菱形の凸形状となる粗度２５を多数有するとともに多数の粗度２５を上記の長手方向Ｐ、周方向Ｑ、及び螺旋方向Ｒに離散するように配置している。また、多数の粗度２５を粗度密度が１５％〜２５％となる状態に配置している。このような低風圧電線２１に関し、図６に示す低風圧電線１０１と比較すると、図７に示す横軸に風速（ｍ／ｓ）をとり、縦軸に抗力係数（Ｃｄ）をとった風速−抗力係数のグラフにおいて、臨界風速の時の抗力係数を維持できていることが分かる。以下、図７を参照しながら詳細に説明をする。
【００２８】
図７において、「１５％」と記載された正方形の点は、図４の低風圧電線２１に係る風速−抗力係数のグラフを示している。図４の低風圧電線２１は、絶縁体２３の表面２４の単位表面積に対する粗度２５の凸面積の和の割合、すなわち粗度密度が１５％となる本発明の低風圧電線である。また、「２０％」と記載された三角形の点は、図５の低風圧電線２１に係る風速−抗力係数のグラフを示している。図５の低風圧電線２１は、絶縁体２３の表面２４の単位表面積に対する粗度２５の凸面積の和の割合、すなわち粗度密度が２０％となる本発明の低風圧電線である。
【００２９】
一方、「１０％」と記載された菱形の点は、図６の低風圧電線１０１に係る風速−抗力係数のグラフを示している。低風圧電線１０１は、粗度密度が１５％〜２５％に該当しない低風圧電線である。図６の低風圧電線１０１は、ここでは比較例として挙げられている。
【００３０】
図７に戻り、「１５％」のグラフを見ると、抗力係数が落ち込んだ時の風速を示す臨界風速は４０ｍ／ｓであることが分かる。また、「２０％」のグラフを見ると、臨界風速は３５ｍ／ｓであることが分かる。これら「１５％」及び「２０％」においては、臨界風速をむかえた後に抗力係数が維持されることが分かる。「１５％」及び「２０％」のグラフを見ると、粗度密度をもう少し高めると（例えば粗度２５を上記長手方向Ｐに増やして粗度密度を２５％にする）、臨界風速を更に低くすることが可能であることが分かる。
【００３１】
尚、特にグラフ化していないが、「３０％」の場合は、隣り合う粗度２５が接触してしまい、従来例のような抗力係数の回復（図１１（ｂ）参照）が見られることが分かっている。
【００３２】
比較例である「１０％」のグラフを見ると、臨界風速は５５〜６０ｍ／ｓであることが分かる。従って、低風速域である風速４０ｍ／ｓにおいては、抗力係数が高いことが分かる。粗度２５が同じであっても粗度密度が１０％では、風の流れに乱れを生じさせる効果が弱く、このため絶縁体２３の表面２４に風を長く付着させることができず、結果、低風圧電線１０１後方（風が当たる側を前とするとともに、この逆側を後とする）の気圧の低い領域が縮小しないことが要因であると考えられる。
【００３３】
図８（ａ）に示すグラフは、図７に示すグラフにおける粗度密度が１５％〜２５％の低風圧電線２１（ここでは粗度密度が２０％の低風圧電線２１を採用）の風速−抗力係数のグラフである。低風圧電線２１は、粗度密度を１５％〜２５％にすることにより、低風速域である風速４０ｍ／ｓにおいて臨界風速をむかえ、抗力係数を大幅に低減できることが分かる。また、風速５０ｍ／ｓ及び風速６０ｍ／ｓにおいても抗力係数が大きくなることはないため、臨界風速をむかえた後、高風速域においても抗力係数を低減したまま維持できることが分かる。
【００３４】
一方、図８（ｂ）に示すグラフは、横軸に低風圧電線２１に当たる風の周方向Ｑの角度をとり、縦軸に上記図８（ａ）における風速４０ｍ／ｓの時の抗力係数（Ｃｄ）をとった角度−抗力係数のグラフである。ここで、図８（ｂ）に示す如く、風速４０ｍ／ｓの時、低風圧電線２１に当たる風の周方向Ｑの角度により抗力係数に変動が生じることが分かる。尚、図８（ａ）のグラフの縦軸は、抗力係数の数値として０．６〜２の範囲を示すのに対し、図８（ｂ）のグラフの縦軸は、風速４０ｍ／ｓにおける上記図８（ａ）のグラフの縦軸の数値範囲のうち、抗力係数の数値が０．６〜１．０５の範囲を示すものである。
【００３５】
図８（ｂ）によると、低風圧電線２１は、風速４０ｍ／ｓの時、低風圧電線２１に当たる風が周方向Ｑの角度によって抗力係数が変化することが分かる。具体的には、周方向Ｑの角度−１８°付近で大きな抗力係数の落ち込みがあるものの、０°付近では抗力係数が大きく、抗力係数の変動幅（最大と最小の差）は約０．３もあることが分かる。
【００３６】
本発明に係る低風圧電線２１は、スパイラル角度が１°〜１０°となるように配置されている（図１乃至図３参照）。ここで、このような低風圧電線２１に関し、図９に示す如く、横軸に風速４０ｍ／ｓで電線に当たる風の周方向Ｑの角度をとり、縦軸に風速４０ｍ／ｓにおける抗力係数（Ｃｄ）をとった角度−抗力係数を示すグラフを見ると、風が当たる角度に起因する抗力係数の変動を小さく押さえ、臨界風速の時の抗力係数を維持できることが分かる。以下、図９を参照しながら詳細に説明する。
【００３７】
図９において、「スパイラル角度１°」と記載された菱形の点は、図１の低風圧電線２１に係る角度−抗力係数のグラフを示している。図１の低風圧電線２１は、スパイラル角度θが１°となる本発明の低風圧電線である。また、「スパイラル角度５°」と記載された三角形の点は、図２の低風圧電線２１に係る角度−抗力係数のグラフを示している。図２の低風圧電線２１は、スパイラル角度θが５°となる本発明の低風圧電線である。さらに、「スパイラル角度１０°」と記載されたアステリスクの点は、図３の低風圧電線２１に係る角度−抗力係数のグラフを示している。図３の低風圧電線２１は、スパイラル角度θが１０°となる本発明の低風圧電線である。
【００３８】
「スパイラル角度０°」と記載された正方形の点は、図５の低風圧電線２１に係る角度−抗力係数のグラフを示している。図５の低風圧電線２１は、スパイラル角度が０°となる低風圧電線である。
【００３９】
一方、「スパイラル角度２６°」と記載された×形の点は、図１０の低風圧電線２０１に係る角度−抗力係数のグラフを示している。低風圧電線２０１は、スパイラル角度θが２６°となる低風圧電線である。低風圧電線２０１は、スパイラル角度が１°〜１０°に該当しない低風圧電線である。図１０の低風圧電線２０１は、ここでは比較例として挙げられている。
【００４０】
図９に戻り、「スパイラル角度１°」のグラフを見ると、風速４０ｍ／ｓの時、低風圧電線２１に当たる風の周方向Ｑの角度が−２１°〜６°の範囲において、抗力係数は常に０．８前後を維持している。また、抗力係数の変動幅は０．０３である。「スパイラル角度５°」のグラフを見ると、風速４０ｍ／ｓの時、低風圧電線２１に当たる風の周方向Ｑの角度が−２１°〜１８°の範囲において、抗力係数は常に０．７５前後を維持している。また、変動幅は０．０４である。「スパイラル角度１０°」のグラフを見ると、風速４０ｍ／ｓの時、低風圧電線２１の周方向Ｑに対して風が当たる角度が−２１°〜６°の範囲において、抗力係数は常に０．８前後を維持している。抗力係数の変動幅は０．０３である。このように見ると、スパイラル角度１°、５°、及び１０°のいずれの場合も、抗力係数は安定していることが分かる。従って、スパイラル角度が１°〜１０°の場合、風速４０ｍ／ｓにおいて臨界風速をむかえた後、低風圧電線２１に当たる風の周方向Ｑの角度によって抗力係数が大きく変動することなく、抗力係数が低いまま維持されることが分かる。
【００４１】
「スパイラル角度０°」のグラフを見ると、風速４０ｍ／ｓの時、上記の如く、角度が−１８°付近で大きな抗力係数の落ち込みがあり、数値的には良好であるが、抗力係数の変動幅が他よりも大きいことが分かる。
【００４２】
「スパイラル角度２６°」のグラフを見ると、風速４０ｍ／ｓの時、低風圧電線２０１に当たる風の周方向Ｑの角度が−２１°〜９°の範囲において、変動幅が０．０４で小さいものの、抗力係数は０．８５前後を大きく変動し、最低値であっても０．８を上回っている。従って、低風速域である風速４０ｍ／ｓにおいては抗力係数が高いことが分かる。
【００４３】
以上、図１乃至図１０を参照しながら説明してきたように、本発明に係る低風圧電線２１は、菱形の凸形状となる粗度２５を多数有するとともに、多数の粗度２５を長手方向Ｐ、周方向Ｑ、及び螺旋方向Ｒに離散するように配置し、また、多数の粗度２５を粗度密度が１５％〜２５％となる状態に配置していることから、低風圧電線２１の後方の気圧の低い領域を縮小することができ、以て電線の風圧荷重を低減することができるという効果を奏する。また、本発明に係る低風圧電線２１によれば、低風速域から高風速域まで臨界風速の時の抗力係数を得ることができるという効果を奏する。そして、さらに、本発明に係る低風圧電線２１は、多数の粗度２５の配置をスパイラル角度θが１°〜１０°となる状態に配置していることから、低風圧電線２１に風が当たると周方向Ｑのどのような角度からの風に対しても抗力係数の変化（変動幅）を抑えることができるという効果を奏する。
【００４４】
この他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【符号の説明】
【００４５】
２１…低風圧電線、  ２２…導体、  ２３…絶縁体、  ２４…表面、  ２５…粗度、  ２６，２７…頂部、  ２８…辺、  Ｐ…長手方向、  Ｑ…周方向、  Ｒ…螺旋方向、  Ｓ…風の流れ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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