(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に１本の素線を配列し、又は、複数本の素線を周方向に配列して第１層を形成し、該第１層の外側に第２層を形成し、少なくとも前記第１層と前記第２層を有する撚線導体であって、
同じ層を構成する素線の直径は全て同じ径で形成するとともに、周方向に隣接する素線同士は当接し、
各層を構成する素線の本数は、他の層を構成する素線の本数とは異なり、
前記撚線導体を構成する素線の総数を、１１本以上９１本以下とし、
ある層を構成する素線の本数をｎ、素線の直径をＤ１、ある層の直径をＬＸ、ある層の内側に位置する層の直径をＬＸ’とした場合、
Ｄ１＝ＬＸ／｛１＋ｃｏｓｅｃ（π／ｎ）｝
ＬＸ’＝ＬＸ−２×Ｄ１
の関係式を満たすように、各層を構成する素線の直径と本数を構成したことを特徴とする撚線導体。
【請求項２】
第１層以外の各層を構成する素線の本数は、その一つ内側に位置する層を構成する素線の本数より多くなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の撚線導体。
【請求項３】
第１層を、１本又は３本又は４本又は５本で構成し、
前記撚線導体の何れかの層を構成する素線の本数を、同心撚り配列で構成した場合のその層を構成する本数よりも１本又は２本多く構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の撚線導体。
【請求項４】
径方向の最も外側に位置する層を構成する素線は、外側から圧縮変形されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の撚線導体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撚線導体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電線等に使用される撚線導体を構成する各々の素線は、一般的に、全て断面円形の丸線で、かつ、同一径である。この素線として、電気用硬銅線、電気用軟銅線、錫めっき硬銅線、錫めっき軟銅線などが使われる。
【０００３】
また、中心に１本の素線を配設し、又は、３本、４本、５本の素線を周方向に配設して第１層とし、その第１層の外周を覆い囲んで、複数層を形成し、各層を形成する素線本数は、同心撚り線の配列の構成体とすることが行われている。例えば、図１５に示すように、中心部に１本の素線１０１を配設して第１層１０２を構成し、この第１層１０２の外側に、６本の素線１０３を周方向に配設して第２内層１０４を設け、この第２内層１０４の外側に、１２本の素線１０５を周方向に配設して第３層１０６を設けた同心撚り配列に配列し、それを周方向に撚ることで形成された撚線導体１１０が知られている。この撚線導体１１０を構成する１０１、１０３、１０５、は全て同じ径の素線を用いて構成されている。
【０００４】
撚線導体は、外周部に絶縁材を被覆した後に、電線等（被覆線）として使用される。被覆線の断面の外形形状は、略真円形状に形成されることが多い。また、絶縁材を、撚線導体の外周部に略均一に被覆することで耐圧特性の点で向上するため、撚線導体の外形形状は真円であることが望まれている。また、撚線導体の外形形状を真円形状とすることで、資源の有効利用、被覆線の軽量化を図ることもできる。
【０００５】
撚線導体１１０の外形形状を真円形状に近づけるため、第３層１０６の素線１０５を円周状に配設すると、図１６に示すように、第３層１０６に隙間１０８が生じてしまう。
【０００６】
そこで、従来は、特許文献１記載のように、断面円形で、かつ、全て同一径の素線を、一方向に撚りながら圧縮ダイスを通すことにより、撚線導体の断面形状を略真円とすることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２５７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように圧縮ダイスを通して成形した撚線導体は、素線を圧縮ダイスに通す時に、第３層１０６の素線１０５が、外側から圧縮変形されることにより、のび特性、柔軟性、可とう性等の物理特性が損なわれるという問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明は、圧縮することなく、若しくは、上記従来技術よりも低い圧縮率で、撚線導体の断面形状を真円形状に近い形状に製造できる撚線導体を提供することを目的とするのである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、請求項１記載の本発明は、中心に１本の素線を配列し、又は、複数本の素線を周方向に配列して第１層を形成し、該第１層の外側に第２層を形成し、少なくとも前記第１層と前記第２層を有する撚線導体であって、
同じ層を構成する素線の直径は全て同じ径で形成するとともに、周方向に隣接する素線同士は当接し、
各層を構成する素線の本数は、他の層を構成する素線の本数とは異なり、
前記撚線導体を構成する素線の総数を、１１本以上９１本以下とし、
ある層を構成する素線の本数をｎ、素線の直径をＤ１、ある層の直径をＬＸ、ある層の内側に位置する層の直径をＬＸ’とした場合、
Ｄ１＝ＬＸ／｛１＋ｃｏｓｅｃ（π／ｎ）｝
ＬＸ’＝ＬＸ−２×Ｄ１
の関係式を満たすように、各層を構成する素線の直径と本数を構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、第１層以外の各層を構成する素線の本数は、その一つ内側に位置する層を構成する素線の本数より多くなるようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において第１層を、１本又は３本又は４本又は５本で構成し、
前記撚線導体の何れかの層を構成する素線の本数を、同心撚り配列で構成した場合のその層を構成する本数よりも１本又は２本多く構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の発明において、径方向の最も外側に位置する層を構成する素線は、外側から圧縮変形されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の撚線導体は、中心に１本の素線を配列し、又は、複数本の素線を周方向に配列して第１層を形成し、第１層の外側に第２層を形成し、少なくとも第１層と第２層を有し、同じ層を構成する素線の直径は全て同じ径で形成するとともに、周方向に隣接する素線同士は当接し、撚線導体を構成する素線の総数を、１１本以上９１本以下とし、ある層を構成する素線の本数をｎ、素線の直径をＤ１、ある層の直径をＬＸ、ある層の内側に位置する層の直径をＬＸ’とした場合、
Ｄ１＝ＬＸ／｛１＋ｃｏｓｅｃ（π／ｎ）｝
ＬＸ’＝ＬＸ−２×Ｄ１
の関係式を満たすように、各層を構成する素線の直径と本数を構成しことにより、圧縮することなく、若しくは、上記圧縮した従来技術よりも低い圧縮率で、撚線導体の断面形状を略真円形状に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１に係る撚線導体の横断面図。
【図２】本発明の実施例１に用いる関係式を説明するための図。
【図３】本発明の実施例２の撚線導体の一例において、構成する層の数、各層を構成する素線の本数と直径等を記載した表。
【図４】図３のＮｏ．３を示す撚線導体の横断面図。
【図５】図３のＮｏ．５を示す撚線導体の横断面図。
【図６】図３のＮｏ．７を示す撚線導体の横断面図。
【図７】図３のＮｏ．８を示す撚線導体の横断面図。
【図８】図３のＮｏ．１１を示す撚線導体の横断面図。
【図９】図３のＮｏ．１３を示す撚線導体の横断面図。
【図１０】図３のＮｏ．１６を示す撚線導体の横断面図。
【図１１】図３のＮｏ．１７を示す撚線導体の横断面図。
【図１２】図３のＮｏ．１９を示す撚線導体の横断面図。
【図１３】図３のＮｏ．２０を示す撚線導体の横断面図。
【図１４】図３のＮｏ．２８を示す撚線導体の横断面図。
【図１５】従来技術に係る撚線導体の横断面図。
【図１６】従来技術の撚線導体の問題点を説明するための横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１における撚線導体１の軸方向と直交する方向に切断した横断面図で、各素線の基となる線材の断面形状と素線の断面形状が同一とした場合の模式図である。なお、各素線の断面を示す斜線は、図の煩雑を避けるために省略した。
【００１８】
撚線導体１は、図１に示すように、中心に３本の第１素線１１を周方向に配設した第１層１２を有し、第１層１２の外側を覆うように９本の第２素線１３を周方向に配設して第２層１４を構成し、第２層１４の外側を覆うように１６本の第３素線１５を周方向に配設して第３層１６を構成し、第３層１６の外側を覆うように２２本の第４素線１７を周方向に配設して第４層１８を構成したものである。
【００１９】
撚線導体１は、総数５０本の素線１１，１３，１５，１７で構成され、第１層１２から外側に向かう程、各層１２，１４，１６，１８を構成する素線１１，１３，１５，１７の本数は、他の層を構成する素線の本数とは異なるとともに、第１層１２から外側の層に向かうほど、徐々に多くなるようになっている。各層１２，１４，１６，１８において、各層を構成する素線１１，１３，１５，１７は、周方向に隣接する素線同士は当接するように配設されている。
【００２０】
撚線導体１は、各層１２，１４，１６，１８において、その層を構成する素線の径は、全て同じ径で構成され、素線１１，１３，１５，１７は、４種類の径ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４の異なる線材で構成されている。各素線１１，１３，１５，１７の基となる線材の径ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４は、製造の際じる公差を有する。この公差としては、ＪＩＳで規定される公差に準じたものを用い、その範囲内の素線を用いて撚線導体を構成することができる。本実施例では、素線１１，１３，１５，１７の径ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が、０．１０ｍｍ〜０．２３ｍｍの場合は、公差を±０．００８ｍｍ、素線１１，１３，１５，１７の径ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が、０．２６ｍｍ〜０．５０ｍｍの公差を、±０．０１ｍｍとした。
【００２１】
素線１１，１３，１５，１７は、夫々直径の異なる断面円形（丸形）の線材を基にして形成されたものである。これらの線材としては、電気用硬銅線(ＪＩＳ  Ｃ  ３１０１)、電気用軟銅線(ＪＩＳ  Ｃ  ３１０２)やこの銅線に、錫、ニッケル、銀をメッキしたもの、或いはアルミ線、各種合金線、例えば、錫めっき硬銅線(ＪＩＳ  Ｃ  ３１５１)、錫めっき軟銅線(ＪＩＳ  Ｃ  ３１５２)が使用できる。
【００２２】
また、撚線導体１は、各層１２，１４，１６，１８を構成する素線１１，１３，１５，１７を、全て同じ方向に、撚線導体１の軸芯を中心として撚ることにより形成してもよいし、１層おきに撚り方向を変えて、例えば、第１層１２と第３層１６を時計方向に、第２層１４と第４層１８を反時計方向に、各層軸芯を中心として撚ることにより形成してもよいし、２層おきに撚り方向を変えて、例えば、第１層１２と第２層１４を時計方向に、第３層１６と第４層１８を反時計方向に、各層軸芯を中心として撚ることにより形成してもよく、撚線導体１の撚り方向は任意に設定することができる。
【００２３】
そして、前記のように形成された撚線導体１の外周に絶縁材を被覆して、電線等に使用できる。
【００２４】
次に、撚線導体１を構成する素線１１，１３，１５，１７の径について説明する。
【００２５】
図２に、ある層を構成する素線の本数をｎ、素線の直径をＤ１、撚線導体１の中心から素線の中心までの距離をＬ１、撚線導体１の中心から素線の最外縁までの距離をＬ２とすると、
ある層の直径ＬＸ＝２×Ｌ２                ・・・（１）
図２より、
Ｌ２＝Ｌ１＋Ｄ１／２                      ・・・（２）
（Ｄ１／２）／Ｌ１＝ｓｉｎ（π／ｎ）      ・・・（３）
以上より、
ＬＸ＝Ｄ１｛１＋ｃｏｓｅｃ（π／ｎ）｝    ・・・（４）
Ｄ１＝ＬＸ／｛１＋ｃｏｓｅｃ（π／ｎ）｝  ・・・（５）
となる。
【００２６】
また、ある層の一つ内側に位置する層の直径ＬＸ’とした場合、
ＬＸ’＝ＬＸ−２×Ｄ１                    ・・・（６）
第４層１８において、ｎ＝２２本、第４素線１７の直径ｄ４＝１．０として上記関係式よりＬＸを算出し、第４層１８の一つ内側に位置する第３層１６の直径ＬＸ’＝ＬＸ−２×Ｄ１とすることができ、上記関係式より第３素線１５の直径ｄ３を、算出することができる。同様に第２素線１３の直径ｄ２、第１素線１１の直径ｄ１を算出することができる。
【００２７】
この計算結果は
ｄ３＝０．９８３８ｄ４
ｄ２＝１．０３４４ｄ４
ｄ１＝０．９２３５ｄ４
の関係となる。なお、各素線１１，１３，１５，１７の直径ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４は、夫々、ＪＩＳで規定される公差に準じた公差を有し、その範囲内の素線を用いて撚線導体を構成することができる。。本実施例では、素線１１，１３，１５，１７の径ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４４が、０．１０ｍｍ〜０．２３ｍｍの場合は、公差を±０．００８ｍｍ、素線１１，１３，１５，１７の径ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４が、０．２６ｍｍ〜０．５０ｍｍの公差を、±０．０１ｍｍとした。
【００２８】
各素線１１，１３，１５，１７の直径ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４とすることで、第４層１８の外形を真円形状に近い形状とすることができる。また、各素線１１，１３，１５，１７が、隣接する略すべての素線１１，１３，１５，１７に相互に接触若しくは近接させることができる。
【００２９】
本実施例１の撚線導体１は、上記構造を有しているために、次のような作用、効果を奏する。
【００３０】
撚線導体の外径形状を圧縮することなく、略真円形状とし、絶縁材の被覆を外周全体にわたって、厚みを薄く、かつ、略均一化することができ、絶縁材の減量を図り、コストを低減することができる。
【００３１】
また、素線１１，１３，１５，１７は、ＪＩＳで規定される公差を有しているため、撚線導体１の外形をより真円形状に近づけるために、第４層１８の外周部から圧縮ダイス等により圧縮して、撚線導体１を形成するようにしてもよい。この圧縮により、第４層１８の外周部は、圧縮変形され、撚線導体の外径形状をより真円形状に近づけることができる。圧縮ダイス等による圧縮は、撚線導体１を製造する際に行っても良いし、撚線導体１を製造した後に行ってもよい。なお、圧縮率に関しては、任意に設定する。
【００３２】
本実施例１の撚線導体１は、圧縮した場合においても、上記従来技術において、圧縮ダイスを通して成形した撚線導体と比較して低い圧縮率で形成することができるため、のび特性、柔軟性、可とう性等の物理特性を、従来技術の撚線導体よりも向上させることができる。
【００３３】
［実施例２］
上記実施例１の撚線導体１は、図１に示すように、中心に３本の第１素線１１を周方向に配設した第１層１２を有し、第１層１２の外側を覆うように９本の第２素線１３を周方向に配設して第２層１４を構成し、第２層１４の外側を覆うように１６本の第３素線１５を周方向に配設して第３層１６を構成し、第３層１６の外側を覆うように２２本の第４素線１７を周方向に配設して第４層１８を構成したが、ある層を構成する素線の本数をｎ、素線の直径をＤ１、ある層の直径ＬＸ、ある層の一つ内側に位置する層の直径ＬＸ’とした場合、
Ｄ１＝ＬＸ／｛１＋ｃｏｓｅｃ（π／ｎ）｝・・・（４）
ＬＸ’＝ＬＸ−２×Ｄ１                  ・・・（６）
の関係式が成立すれば、各層を構成する素線の数と直径は任意に設定でいるとともに、撚線導体を構成する層の数は、複数層であれば任意に設定できる。
【００３４】
なお、各層を構成する素線は、周方向に隣接する素線同士は当接するように配設されている。また、各層を構成する素線の本数は、他の層を構成する素線の本数とは異なるように設定され、好ましくは、第１層から外側を構成する層に向かう程、その層を構成する素線の本数が徐々に多くなるように構成する。
【００３５】
例えば、図３の表に示すように、撚線導体を構成する層の数、各層を構成する素線の本数と直径を用いて、撚線導体を構成することができる。なお、直径は、最も外側に位置する層である最外層を構成する素線を１．０とした場合の、各層を構成する素線の直径を示す。なお、各層を構成する素線の直径は、ＪＩＳで規定される公差を有し、その範囲内の素線を用いて撚線導体を構成することができる。
【００３６】
なお、撚線導体の外形をより真円形状に近づけるために、最も外側に位置する層である最外層の外周部から圧縮ダイス等により圧縮して、撚線導体を形成するようにしてもよい。
【００３７】
本発明の撚線導体の一例を、図４〜図１４に示す。
【００３８】
図４は、図３のＮｏ．３を、図５は図３のＮｏ．５を、図６は図３のＮｏ．７を、図７は図３のＮｏ．８を、図８は図３のＮｏ．１１を、図９は図３のＮｏ．１３を、図１０は図３のＮｏ．１６を、図１１は図３のＮｏ．１７を、図１２は図３のＮｏ．１９を、図１３は図３のＮｏ．２０を、図１４は図３のＮｏ．２８を示すものである。
【００３９】
図４〜図６，図９，図１１，図１３は、図に示す撚線導体の何れかの層を構成する素線の本数を、同心撚り配列で構成した場合のその層を構成する本数よりも１本多く構成したもので、図１４は、図に示す撚線導体の何れかの層を構成する素線の本数を、同心撚り配列で構成した場合のその層を構成する本数よりも２本多く構成したものである。
【００４０】
図４〜図１４に示す撚線導体では、４層以下で構成したが、例えば、図３のＮｏ．３７〜４３に示すように５層や、図３のＮｏ．４４に示すように６層で構成してもよく、撚線導体を構成する層の数は、任意に設定することができる。
【００４１】
図４〜図１４に示す撚線導体では、総数５０本以下の素線で構成したが、例えば、図３のＮｏ．４４に示すように９１本で構成してもよく、撚線導体を構成する素線の総数は、任意に設定することができる。
【００４２】
上記以外の構成は、上記実施例１と同様であるため、その説明を省略する。
【００４３】
本実施例２においても、上記実施例１と同様の作用、効果を奏する。
【００４４】
［実施例３］
上記実施例１，２の撚線導体において、ある層を構成する素線の本数をｎ、素線の直径をＤ１、ある層の直径ＬＸ、ある層の一つ内側に位置する層の直径ＬＸ’＝ＬＸ−２×Ｄ１とした場合、
Ｄ１＝ＬＸ／｛１＋ｃｏｓｅｃ（π／ｎ）｝・・・（４）
ＬＸ’＝ＬＸ−２×Ｄ１                  ・・・（６）
の関係式が成立するように、直径Ｄ１と本数ｎを構成し、各層の素線の直径Ｄ１が全て同じとしたが、
ある直径を中心値として、ＪＩＳで規定される公差を有している範囲内に、全ての素線の直径が収まるように
選択して撚線導体を構成し、かつ、各層をＪＩＳで規定する素線の本数で構成した場合には、形成した撚線導体をＪＩＳ規格に適合したものとすることができる。
【００４５】
上記以外の構成は、上記実施例１，２と同様であるため、その説明を省略する。
【００４６】
本実施例３においても、上記実施例１と同様の作用、効果を奏する。
【００４７】
［実施例４］
上記実施例１，２においては、ある層を構成する素線の本数をｎ、素線の直径をＤ１、
ある層の直径ＬＸ、ある層の一つ内側に位置する層の直径ＬＸ’＝ＬＸ−２×Ｄ１とした場合、
Ｄ１＝ＬＸ／｛１＋ｃｏｓｅｃ（π／ｎ）｝・・・（４）
ＬＸ’＝ＬＸ−２×Ｄ１                  ・・・（６）
の関係式が成立するように、各層の素線の直径が全て同じとあるとともに、その直径Ｄ１と本数ｎを構成したが、
一の層を構成する素線の直径と、他の層を構成する素線の直径との差が軽微な場合には、同じ直径で構成するようにしてもよい。
【００４８】
その場合、上記関係式（４），（６）から算出した各Ｄ１に対して、ＪＩＳで規定される公差を有している範囲内に、直径を有する素線を用いて撚線導体を構成してもよい。
【００４９】
上記以外の構成は、上記実施例１と同様であるため、その説明を省略する。
【００５０】
本実施例４においても、上記実施例１，２と同様の作用、効果を奏する。
【００５１】
本実施例４においては、更に、使用する素線の種類を低減し、製造コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  撚線導体
１１，１３，１５，１７  素線
１２  第１層
１４  第２層
【要約】      （修正有）【課題】圧縮することなく、若しくは、低い圧縮率で、撚線導体の断面形状を真円状に近い形状に製造できる撚線導体を提供する。【解決手段】撚線導体１において、中心に１本又は複数本の素線１１を周方向に配列して第１層１２を形成し、第１層１２の外側に複数の素線１３からなる第２層１４を形成し、少なくとも第１層１２と第２層１３を有する。同じ層を構成する素線１１、１３、１５、１７の直径は全て同じ径で形成するとともに、周方向に隣接する素線同士は当接し、各層を構成する素線の本数は、他の層を構成する素線の本数とは異なり、ある層を構成する素線の本数をｎ、素線の直径をＤ１、ある層の直径をＬＸ、ある層の内側に位置する層の直径をＬＸ’とした場合、Ｄ１＝ＬＸ／｛１＋ｃｏｓｅｃ（π／ｎ）｝、ＬＸ’＝Ｌｘ−２×Ｄ１の関係式を満たすように、各層１２、１４、１６、１８を構成する素線１１、１３、１５、１７の直径と本数を構成した。【選択図】図１【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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