JP3223576U - 撚線導体及び電線 - Google Patents

Abstract

【課題】強度を保ちつつ、重量を削減し、かつ、リサイクル性を向上した撚線導体及び電線を提供する。【解決手段】電線Ｗは、撚線導体１０と、撚線導体１０の周囲に設けられた絶縁樹脂製の被覆３と、を備える。撚線導体１０は、中心線１と、中心線１を中心として撚り合わされた複数本のアルミニウム導体２と、を備え、中心線１に、人工クモ糸タンパク繊維を用いた。【選択図】図１

Description

本考案は、撚線導体及び電線に関する。

架空配電線の導体として、中心線の周囲に複数本の素線を撚り合わせた撚線導体が用いられている。この種の撚線導体には、中心線として亜鉛覆鋼線を使用した鋼心アルミ撚線(Aluminum Conductors Steel Reinforced (ACSR))及び中心線としてアルミ覆鋼線を使用したアルミ覆鋼心アルミ撚線(Aluminum Conductors (Aluminum Clad) Steel Reinforced (ACSR/AC))がある。

また、撚線導体や電線の強度等を改善する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。特許文献１に記載された架空送電線は、カーボンコンポジット製のコア線をアルミニウムで被覆したコアケーブルを複数本撚り合わせたコアの周囲に、アルミニウム製の導電線を複数本撚り合わせることで、強度及び交流電気抵抗の改善を図っている。特許文献２に記載された電線は、撚線導体の中心線に、補強繊維と金属マトリックスからなる複合材高強度素線を用いることにより、強度を保ちつつ軽量化を実現している。また、特許文献３は、２本の電源線と２対のツイストペア線とをシースにより一括して被覆する車両用複合ケーブルを開示する。この車両用複合ケーブルは、シースや、シース内の電線間に介在する介在物の一部に人造ポリペプチド繊維（クモ糸繊維）を含有させることで、強度を高め軽量化を図っている。

特開２０１６−４６５４号公報 特開２００１−１６７６４４号公報 特開２０１９−１２６９６号公報

しかしながら、前述の亜鉛覆鋼線やアルミ覆鋼線は、アルミ導体よりも重いため、架空配電線の重量を増加させている。また、カーボンコンポジット性のコア線をアルミニウムで被覆したコアケーブル、複合材高強度素線、及び鋼線は、リサイクル性が低い。すなわち、リサイクルのために、被覆を剥ぐ、補強繊維と金属マトリックスとを分離する等の処理が必要であったり、鋼の生産上有害とされる不純物の除去が困難であるため、リサイクルが容易でない。さらに、特許文献３に記載された複合ケーブルは、電線を保護する保護材の強度向上及び軽量化が図られているものの、電線自体の強度や重量及びリサイクル性については改善の余地がある。

本考案は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、強度を保ちつつ、重量を削減し、かつ、リサイクル性を向上した撚線導体及び電線を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本考案に係る撚線導体及び電線は、下記（１）〜（７）を特徴としている。
（１） 中心線と、
前記中心線を軸として撚り合わされた複数本の素線と、を備え、
前記中心線に、人工タンパク質繊維を用いた
ことを特徴とする撚線導体。
（２） 前記中心線は、前記人工タンパク質繊維として人工クモ糸繊維が用いられた
ことを特徴とする上記（１）に記載の撚線導体。
（３） 前記中心線は、前記人工クモ糸繊維を組紐状に編んで形成された繊維束の周囲が、生分解性樹脂で被覆されたものである
ことを特徴とする上記（２）に記載の撚線導体。
（４） 前記素線は、アルミニウム導体であり、
前記中心線の引張強度は、前記アルミニウム導体の７．５倍以上である
ことを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか一に記載の撚線導体。
（５） 前記複数本の素線が圧縮されたことを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか一に記載の撚線導体。
（６） 上記（１）〜（５）のいずれか一に記載の撚線導体と、
前記撚線導体の周囲に設けられた、絶縁樹脂製の被覆と、
を備えることを特徴とする電線。
（７） 前記被覆の外周に、当該電線の長手方向に沿って延在する突条が設けられた
ことを特徴とする上記（６）に記載の電線。

上記（１）及び（２）の構成の撚線導体によれば、中心線として、強度が高く比重が軽く生分解性がある人工タンパク質繊維（人工クモ糸繊維）を用いることで、撚線導体の強度を保ちつつ、重量の削減及びリサイクル性の向上が可能となる。

上記（３）の構成の撚線導体によれば、リサイクル性の高さを維持しつつ、中心線の強度を高めることができる。

上記（４）の構成の撚線導体によれば、電気用硬アルミニウム線及び鋼心アルミニウムより線と同等の引張強さを実現できる。

上記（５）の構成の撚線導体によれば、導体を圧縮することにより通常の導体よりも細くできる。

上記（６）の構成の電線によれば、強度を保ちつつ、重量の削減及びリサイクル性の向上が可能な電線を実現できる。

上記（７）の構成の電線によれば、被覆の外周に突条（ヒレ部）を有することにより、当該電線を架空配電線として使用した場合に、着雪による断線を防止できる。

本考案によれば、強度を保ちつつ、重量を削減し、かつ、リサイクル性を向上できる。

以上、本考案について簡潔に説明した。更に、以下に説明される考案を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本考案の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本考案の実施形態の撚線導体を用いた電線の構成例を示す斜視図である。 図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。

本考案に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。本実施形態では、架空配電線において撚線導体の中心線に、人工タンパク質繊維（人工クモ糸繊維）を用いる例を示すが、本考案の撚線導体及び電線は、電力ケーブルだけでなく、車両に搭載されるワイヤハーネス等の用途にも利用可能である。

図１は、本考案の実施形態の撚線導体を用いた電線の構成例を示す斜視図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図１及び図２に示す電線Ｗは、撚線導体１０と、撚線導体１０の周囲に設けられた被覆３と、を備える。

撚線導体１０は、中心線１と、中心線１を中心として撚り合わされた複数本（本例では６本）のアルミニウム導体２（素線）と、を備え、中心線１に人工クモ糸繊維（例えばspiber株式会社製）１ａを撚り合わせた繊維束が用いられる。６本のアルミニウム導体２は、中心線１の周囲において同心円上に配置され、中心線１に撚り合わされている。また、撚線導体１０は、中心線１にアルミニウム導体２を撚り合わせた後、圧縮用ダイス（ダイヤモンド線引きダイス）等を用いて圧縮されて、撚線圧縮導体とされている。導体を圧縮することにより通常の導体よりも細くでき、その断面が円形に近くなるため、絶縁被覆（後述する被覆３）の厚さを薄くできる。よって、電線Ｗの細径化が可能となる。

撚線導体１０は、周囲にビニル又はポリエチレン材料の絶縁被覆（被覆３）が設けられている。また、被覆３の外周には、電線Ｗの長手方向に沿って、電線Ｗの半径方向に突出した２つのヒレ部４（突条）が、中心線１を挟んで対向する位置に設けられている。ヒレ部４は、被覆３の厚み（電線Ｗの半径方向における被覆３の長さ）と同程度の高さを持つ断面略矩形（図２参照）の突条である。ヒレ部４により、電線Ｗに積もった雪が電線Ｗの円周方向に沿って回り込むのを妨げて、電線Ｗへの着雪を困難にし、着雪による電線Ｗの断線を防止する。

中心線１に用いられる人工クモ糸繊維１ａは、炭素繊維等と同等の強度となるよう機械的特性が設計されており、比重は約１．２程度であり、比重が７．８程度である鋼線と比較して軽い。人工クモ糸繊維１ａの単位断面積当たりの強度は、一例として、直径２．３ｍｍの場合において２２００Ｎ／ｍｍ^２以上、直径３．５ｍｍの場合において２１２０Ｎ／ｍｍ^２以上である。また、人工クモ糸繊維１ａは、石油等の枯渇資源を必要とすることなく製造できる、優れた素材である。

中心線１は、連続した人工クモ糸繊維１ａを組紐状に円形に編んで形成した繊維束の周囲に、生分解が可能なポリブチレンサクシネート（Poly Butylene Succinate: PBS）１ｂを押出被覆して形成される。また、中心線１は、繊維束をポリブチレンサクシネートで被覆した後、円形に撚り合わせてもよい。中心線１における人工クモ糸繊維１ａの占有率は６０％程度とする。

中心線１のサイズは、アルミニウム導体２と同等の径とする。例えば、適用サイズが、２５ｓｑの場合、導体（アルミニウム導体２）径約２．３ｍｍ、中心線１径約２．３ｍｍとし、５８ｓｑの場合、導体径約３．５ｍｍ、中心線１径約３．５ｍｍとする。

また、人工クモ糸繊維１ａを用いた中心線１の引張強度は、アルミニウム導体２の７．５倍以上が望ましい。これは、ＪＩＳ Ｃ ３１０８「電気用硬アルミニウム線」及びＪＩＳ Ｃ ３１１０「鋼心アルミニウムより線」の記載から、アルミニウム素線と亜鉛めっき鋼線の引張強さ比が、２５ｓｑの場合約７．１倍、５８ｓｑの場合約７．４倍であることに基づいて定めた。このことから、２５ｓｑの場合は７．１倍、５８ｓｑの場合は７．４倍を、中心線１の引張強度の下限値とする。いずれのサイズの場合でも安全を考慮して、中心線１の引張強度は、アルミニウム導体２の７．５倍以上となることが望ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、撚線導体１０の中心線１に人工クモ糸繊維１ａを用いたことで、電線強度を保ちつつ、電線重量を減少させ、電線柔軟性が向上し、かつ、リサイクル性を向上させることができる。

尚、本考案は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、前述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本考案を達成できるものであれば任意であり、限定されない。例えば、前述した実施形態では、電線Ｗの被覆３にヒレ部４が設けられていたが、ヒレ部４が設けられなくてもよい。また、中心線１に撚り合わされるアルミニウム導体２（素線）の数は６本に限定されない。

ここで、上述した本考案の実施形態に係る撚線導体及び電線の特徴をそれぞれ以下［１］〜［７］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 中心線（１）と、
前記中心線を軸として撚り合わされた複数本の素線（アルミニウム導体２）と、を備え、
前記中心線に、人工タンパク質繊維（１ａ）を用いた
ことを特徴とする撚線導体（１０）。
［２］ 前記中心線は、前記人工タンパク質繊維として人工クモ糸繊維が用いられた
ことを特徴とする上記［１］に記載の撚線導体。
［３］ 前記中心線は、前記人工クモ糸繊維を組紐状に編んで形成された繊維束の周囲が、生分解性樹脂（１ｂ）で被覆されたものである
ことを特徴とする上記［２］に記載の撚線導体。
［４］ 前記素線は、アルミニウム導体であり、
前記中心線の引張強度は、前記アルミニウム導体の７．５倍以上である
ことを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれか一に記載の撚線導体。
［５］ 前記複数本の素線が圧縮されたことを特徴とする上記［１］〜［４］のいずれか一に記載の撚線導体。
［６］ 上記［１］〜［５］のいずれか一に記載の撚線導体（１０）と、
前記撚線導体の周囲に設けられた、絶縁樹脂製の被覆（３）と、
を備えることを特徴とする電線（Ｗ）。
［７］ 前記被覆の外周に、当該電線の長手方向に沿って延在する突条（ヒレ部４）が設けられた
ことを特徴とする上記［６］に記載の電線。

１ 中心線
１ａ 人工クモ糸繊維（人工タンパク質繊維）
１ｂ ポリブチレンサクシネート（生分解性樹脂）
２ アルミニウム導体
３ 被覆
４ ヒレ部
１０ 撚線導体
Ｗ 電線

Claims (7)

1. 中心線と、
   前記中心線を軸として撚り合わされた複数本の素線と、を備え、
   前記中心線に、人工タンパク質繊維を用いた
   ことを特徴とする撚線導体。
2. 前記中心線は、前記人工タンパク質繊維として人工クモ糸繊維が用いられた
   ことを特徴とする請求項１に記載の撚線導体。
3. 前記中心線は、前記人工クモ糸繊維を組紐状に編んで形成された繊維束の周囲が、生分解性樹脂で被覆されたものである
   ことを特徴とする請求項２に記載の撚線導体。
4. 前記素線は、アルミニウム導体であり、
   前記中心線の引張強度は、前記アルミニウム導体の７．５倍以上である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の撚線導体。
5. 前記複数本の素線が圧縮されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の撚線導体。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の撚線導体と、
   前記撚線導体の周囲に設けられた、絶縁樹脂製の被覆と、
   を備えることを特徴とする電線。
7. 前記被覆の外周に、当該電線の長手方向に沿って延在する突条が設けられた
   ことを特徴とする請求項６に記載の電線。

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