JP7443766B2 - 電気絶縁ケーブル - Google Patents
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Description
前記導体を覆い、外表面が露出した絶縁層とを有し、
前記絶縁層は空隙を含み、
前記導体の長手方向と垂直な断面において、前記空隙のうち、最も前記導体側に位置する最内位置空隙と、前記導体の外周との間の領域である第1充実部の厚さの平均値が0.02mm以上0.15mm以下である。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
前記導体を覆い、外表面が露出した絶縁層とを有し、
前記絶縁層は空隙を含み、
前記導体の長手方向と垂直な断面において、前記空隙のうち、最も前記導体側に位置する最内位置空隙と、前記導体の外周との間の領域である第1充実部の厚さの平均値が0.02mm以上0.15mm以下である。
本開示の一実施形態(以下「本実施形態」と記す)に係る電気絶縁ケーブルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許の請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
(電気絶縁ケーブル)
図1に、本実施形態の電気絶縁ケーブルの長手方向と垂直な断面の一構成例を示す。
(1)導体
導体11は導線であり、単線の金属素線、あるいは複数本の金属素線より構成できる。導体11が、複数本の金属素線を有する場合、該複数本の金属素線を撚り合せておくこともできる。すなわち、導体11が複数の金属素線を有する場合、導体11は、複数本の金属素線の撚り線とすることもできる。
(2)絶縁層、空隙
本実施形態の電気絶縁ケーブルは、導体11を覆い、外表面12Aが露出した絶縁層12を有することができる。絶縁層12は、空隙13を有することができる。
(2-1)空隙の形状
絶縁層12が有する空隙13の形状は特に限定されず、例えば図1に示したように、球形状の空隙とし、絶縁層12内にランダムに配置することもできる。なお、この場合の球形状は厳密な意味の球、すなわち真球のみを意味するものではなく、楕円体等の歪んだ球も含む。
(2-2)第1充実部
既述の様に、電気絶縁ケーブルの、導体11の長手方向と垂直な断面において、空隙13のうち最も導体11側に位置する最内位置空隙131と、導体11の外周11Aとの間の領域を第1充実部121とする。具体的には、例えば図1~図3に示したように、最内位置空隙131の導体11側に接する円と、導体11の外周11Aとの間を第1充実部121とすることができる。
(2-3)第2充実部
空隙13は、絶縁層12の外表面12A近傍にまで配置することもできるが、絶縁層12の外表面12Aが平滑であることが、電気絶縁ケーブルの外観を良くする観点からは好ましい。電気絶縁ケーブルの、導体11の長手方向と垂直な断面において、空隙13のうち最も絶縁層12の外表面12A側に位置する最外位置空隙132と、絶縁層12の外表面12Aとの間の領域を第2充実部122とする。具体的には、例えば図1、図2に示したように、最外位置空隙132の外表面12A側に接する円と、絶縁層12の外表面12Aとの間を第2充実部122とすることができる。
(2-4)空隙含有部
電気絶縁ケーブルの、導体11の長手方向と垂直な断面において、空隙13を含む領域を空隙含有部123とする。
(2-5)絶縁層の空隙率
絶縁層12に設ける空隙の程度は特に限定されず、電気絶縁ケーブルに要求される軽量化の程度や、耐電圧特性等に応じて任意に選択することができる。例えば、絶縁層12の平均空隙率は、10%以上50%以下であることが好ましく、15%以上50%以下であることがより好ましく、20%以上50%以下であることがさらに好ましく、38%以上45%以下であることが特に好ましい。
(2-6)絶縁層の材料
絶縁層12の材料は特に限定されず、通常電気絶縁ケーブルに用いられる各種絶縁材料を用いることができる。絶縁層12は、空隙13を除いた部分において、絶縁材料を含むことができ、絶縁材料のみから構成することもできる。
(3)電気絶縁ケーブル
本実施形態の電気絶縁ケーブルの外径Dは特に限定されないが、例えば1mm以上4mm以下であることが好ましい。
(評価方法)
まず、以下の実験例において作製した電気絶縁ケーブルの評価方法について説明する。
(1)第1充実部、空隙含有部、第2充実部の厚さ
以下の実験例において作製した電気絶縁ケーブルについて、導体11の長手方向と垂直な任意の4断面において第1充実部、空隙含有部、第2充実部の厚さを測定し、その平均値を各部の平均厚さとした。
(2)平均空隙率
以下の実験例において作製した電気絶縁ケーブルについて、導体11の長手方向と垂直な、任意の4断面において絶縁層に占める空隙の面積の割合である空隙率を求め、その平均値を平均空隙率とした。
(3)柔軟性
柔軟性の試験方法を図5を用いて説明する。
(4)軽量性
以下の実験例において作製した電気絶縁ケーブルについて、長手方向に沿って10cm切り取り、その質量を測定した。実験例12の場合の質量を1として、指数で示した。
(5)外観評価
以下の実験例で作製した電気絶縁ケーブル10cmについて絶縁層12の外表面12Aを目視で観察し、表面の凹凸の有無を確認した。凹凸が全く確認されなかった電気絶縁ケーブルについてはA、確認された凹部の数が1個以上10個以下の場合にはB、確認された凹部の数が11個以上の場合にはCと評価した。Aが最も高い評価であり、B、Cの順に低い評価となる。
(6)寸法評価
以下の実験例で作製した電気絶縁ケーブルについて、以下に説明する外径の評価結果が、規格値±5%以内であればA、規格値±5%を超えて規格値±7%以内であればB、規格値±7%を超えている場合にはCと評価した。
(7)外径
以下の各実験例で得られた電気絶縁ケーブルの、導体11の長手方向と垂直な任意の一断面において、絶縁層12の外表面12Aに接する最小の外接円を描き、その直径を電気絶縁ケーブルの外径とした。
(8)耐電圧評価
耐電圧特性に関する評価では、規格JIS C 3005(2014)に準じて評価試験を行い、3000ACV/1min以上であるものをA、3000ACV/1min未満をBと評価した。
(実験例1)
以下の手順により、長手方向と垂直な断面が、図2に示した構造を有する電気絶縁ケーブル20を作製した。
(実験例2~実験例6)
目標とする絶縁層12の空隙率にあわせて、押出機40に設けた柱状の部材43の数を変更した点以外は、実験例1と同様にして、電気絶縁ケーブルを作製、評価した。
(実験例7~実験例9)
押出機40に設けた柱状の部材43を、ダイス41の円形の出口411の外周近傍に配置し、絶縁層12の外表面12A近傍に空隙が位置するようにした。また、柱状の部材43について、長手方向と垂直な断面での直径が異なる部材を用いることで、空隙含有部の厚みを調整した。
(実験例10、実験例11)
押出機40に設けた柱状の部材43について、長手方向と垂直な断面での直径が異なる部材を用いることで、空隙含有部の厚みを調整した。
(実験例12)
押出機40に、柱状の部材43を設けなかった点以外は、実験例1と同様にして、電気絶縁ケーブルを作製、評価した。
11 導体
11A 外周
12 絶縁層
12A 外表面
121 第1充実部
122 第2充実部
123 空隙含有部
123A 内周面
123B 外周面
13 空隙
131 最内位置空隙
132 最外位置空隙
40 押出機
41 ダイス
411 出口
42 ポイント治具
421 円筒部
422 中心孔
43 部材
431 通気孔
44、45 流路
51 屈曲前ケーブル
52 屈曲後ケーブル
141 第1絶縁層
142 第2絶縁層
143 第3絶縁層
A、B 点線
D 外径
P 屈曲点
Claims (7)
- 導体と、
前記導体を覆い、外表面が露出した絶縁層とを有し、
前記絶縁層がフッ素樹脂およびフッ素ゴムから選択された1種類以上からなり、
前記絶縁層は空隙を含み、
前記空隙は、その中心軸が、前記導体の長手方向に沿って形成された柱状形状を有し、
前記導体の長手方向と垂直な断面において、前記空隙のうち、最も前記導体側に位置する最内位置空隙と、前記導体の外周との間の領域である第1充実部の厚さの平均値が0.02mm以上0.15mm以下であり、
前記導体の長手方向と垂直な断面において、前記空隙のうち最も前記絶縁層の前記外表面側に位置する最外位置空隙と、前記絶縁層の前記外表面との間の領域である第2充実部の厚さの平均値が0.05mm以上0.15mm以下であり、
前記絶縁層の絶縁耐力が25kV/mm以上であり、
国際規格IEC62368-1により定められている空間距離を確保することができる電気絶縁ケーブル。 - 外径が1mm以上4mm以下である請求項1に記載の電気絶縁ケーブル。
- 前記絶縁層の平均空隙率が、10%以上45%以下である請求項1または請求項2に記載の電気絶縁ケーブル。
- 前記絶縁層の平均空隙率が、38%以上45%以下である請求項1または請求項2に記載の電気絶縁ケーブル。
- 前記絶縁層が架橋フッ素ゴムを含む請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電気絶縁ケーブル。
- 前記絶縁層が、材料の異なる複数の層を有する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電気絶縁ケーブル。
- 前記絶縁層のうち、前記導体と接する絶縁材料の絶縁耐力が25kV/mm以上であり、
前記絶縁層のうち、前記外表面の絶縁材料の抗張力が8MPa以上である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電気絶縁ケーブル。
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