電力電纜及電力電纜的制造方法與流程

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本發明涉及電力電纜以及電力電纜的制造方法。

背景技術：

現有技術中提出了捻合有多個絕緣線芯的電力電纜。例如，現有的電力電纜之一(以下稱為“現有電纜”。)是在將多個絕緣線芯捻合、形成線芯絞合體之后，以覆蓋其線芯絞合體的方式設置樹脂層，以覆蓋該樹脂層的方式形成外皮，從而得到的。該現有電纜的樹脂層擔負著作為填充物的功能、和作為保持絕緣線芯的加捻的保持體的功能(例如，參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特許第3962172號公報

技術實現要素：

發明欲解決的技術問題

在上述的現有電纜中，捻合多個絕緣線芯的具體手法沒有特別限定，但是在將多個絕緣線芯捻合時，例如，存在通過使與線芯絞合體的制造相關的設備的一部分向一個方向旋轉，從而將多個絕緣線芯捻合成螺旋狀(即，進行s加捻或z加捻中的單方向加捻)的情況。在進行單方向加捻的情況下，例如，需要使纏繞有捻合前的絕緣線芯的卷盤自身旋轉的構造、使已捻合的線芯絞合體與卷盤一起旋轉的構造、或者使弓狀的設備構成部件旋轉的構造等。因此，電力電纜的制造裝置大型化。

進一步地，在制造現有電纜時，需要將樹脂層擠出成形在絕緣線芯的周圍的工序、和將外皮擠出成形在樹脂層的周圍的工序這兩個擠出成形工序。因此，電力電纜的制造工序變復雜，難以提高制造效率。

本發明是鑒于上述事情而完成的，其目的在于提供能夠實現制造裝置的小型化和制造效率的提高的電力電纜以及電力電纜的制造方法。

用于解決問題的技術手段

為了實現上述目的，本發明涉及的電力電纜將下述(1)和(2)作為特征。

(1)一種電力電纜，所述電力電纜具備：多個絕緣線芯和填充物交替加捻而成的線芯絞合體；被纏繞在所述線芯絞合體的周圍的保持繩線；和將所述線芯絞合體和所述保持繩線的周圍覆蓋的外皮，

所述填充物是通過紙帶沿著在長邊方向延伸的多個折線卷邊從而被擰成繩狀的繩狀紙。

(2)在上述(1)所述的電力電纜中，

所述保持繩線被以螺旋狀卷在所述線芯絞合體的周圍，并且，螺旋間距長度是所述線芯絞合體的直徑的1～3倍。

根據上述(1)的構成的電力電纜，填充物是繩狀紙，保持線芯絞合體的加捻保持材料是保持繩線。因此，不需要像現有電纜那樣將填充物(樹脂層)擠出成形。基于此，能夠減少將樹脂擠出成形的工序，能夠提高電力電纜的制造效率。進一步地，填充物不是單純的紙帶，而是沿著在長邊方向延伸的多個折線卷邊從而被擰成繩狀的繩狀紙。因此，即使代替現有電纜的填充物(樹脂)而使用制紙的填充物(繩狀紙)，在捻合絕緣線芯和填充物(繩狀紙)時，填充物不會破斷。此外，與進行單方向加捻(即，進行s加捻或z加捻)的裝置相比，一般來說，對絕緣線芯和填充物進行交替加捻(即，進行sz加捻)的裝置是小型的。因此，能夠使電力電纜的制造裝置小型化。

因此，本構成的電力電纜能夠實現制造裝置的小型化和制造效率的提高。

根據上述(2)的構成的電力電纜，通過使保持繩線的間距(螺旋間距長度)為線芯絞合體的直徑的1～3倍，從而能夠以充分的保持力來保持線芯絞合體，而不會過量使用保持繩線。具體而言，根據發明人所進行的試驗等(細節后述。)，在保持繩線的螺旋間距長度比線芯絞合體的直徑的3倍還大的情況下，保持線芯絞合體的捻合狀態的力變弱，成為線芯絞合體的間距長度(捻合間距長度)比設計值更大的狀態。此時，如果捻合間距長度過度變大，則不能夠充分滿足設計上的質量，因此不是優選。另一方面，在保持繩線的螺旋間距長度為線芯絞合體的直徑的3倍以下的情況下，在滿足設計上的質量的觀點上，捻合間距長度被充分地保持，但是，即使使螺旋間距長度比線芯絞合體的直徑的1倍小，在線芯絞合體的保持性上也沒有實質性的提高。因此，通過使保持繩線的螺旋間距長度為線芯絞合體的1～3倍，從而能夠兼顧線芯絞合體的保持性的提高和與保持繩線的纏繞相關的成本的降低。

進一步地，為了實現上述目的，本發明涉及的電力電纜的制造方法將下述(3)～(6)作為特征。

(3)一種電力電纜的制造方法，所述電力電纜具備：多個絕緣線芯和填充物交替加捻而成的線芯絞合體；被纏繞在所述線芯絞合體的周圍的保持繩線；和將所述線芯絞合體和所述保持繩線的周圍覆蓋的外皮，

所述電力電纜的制造方法具備：

作為所述填充物，通過紙帶沿著在長邊方向延伸的多個折線卷邊從而被擰成繩狀，來形成繩狀紙的工序；

對所述多個絕緣線芯和所述填充物進行交替加捻，來形成所述線芯絞合體的工序；

在所述線芯絞合體的周圍纏繞所述保持繩線的工序；以及

在所述線芯絞合體和所述保持繩線的周圍形成外皮的工序。

(4)在上述(3)所述的電力電纜的制造方法中，

在纏繞所述保持繩線的工序中，以螺旋狀且螺旋間距長度是所述線芯絞合體的直徑的1～3倍來將所述保持繩線纏繞在所述線芯絞合體的周圍。

(5)在上述(3)或上述(4)所述的電力電纜的制造方法中，

形成所述繩狀紙的工序包含：

通過使所述紙帶穿過具有出口側開口部的開口面積比入口側開口部的開口面積小的筒形狀的帶絞擰管嘴，從而形成將所述紙帶在寬方向絞擰的集約紙帶的工序；以及

通過使所述集約紙帶穿過對置的2個輥之間，從而形成所述繩狀紙的工序。

(6)在上述(3)～上述(5)中任一項所述的電力電纜的制造方法中，

所述紙帶由牛皮紙形成。

根據上述(3)的構成的電力電纜的制造方法，與上述(1)同樣地，填充物是繩狀紙，保持線芯絞合體的加捻保持材料是保持繩線，因此，不需要像現有電纜那樣將填充物(樹脂層)擠出成形。進一步地，填充物不是單純的紙帶，是繩狀紙，因此，在捻合絕緣線芯和填充物(繩狀紙)時填充物不會破斷。此外，由于交替加捻絕緣線芯和填充物(即，進行sz加捻)，因此能夠將電力電纜的制造裝置小型化。

因此，本構成的電力電纜的制造方法能夠實現制造裝置的小型化和制造效率的提高。

根據上述(4)的構成的電力電纜的制造方法，與上述(2)同樣地，能夠以充分的保持力保持線芯絞合體，而不會過量地使用保持繩線。

根據上述(5)的構成的電力電纜的制造方法，能夠形成具有在利用交替加捻(sz加捻)形成電力電纜的線芯絞合體時不會破斷的充分的強度的繩狀紙。

根據上述(6)的構成的電力電纜的制造方法，即使使用收縮性有欠缺的牛皮紙作為填充物的原材料，也能夠形成在線芯絞合體的形成過程中難以破斷的填充物。具體而言，雖然牛皮紙比普通的皺紋紙(實施了形成褶皺的加工的紙)便宜，但是與皺紋紙相比收縮性有欠缺，因此在拉伸應力作用下，容易破斷。但是，根據本構成的制造方法，使用牛皮紙形成繩狀紙(填充物)后，使用該繩狀紙(填充物)形成線芯絞合體。因此，即使使用牛皮紙，在線芯絞合體的形成時，填充物也不會破斷。因此，能夠降低填充物的成本(進而電力電纜的制造成本)。

發明效果

根據本發明，能夠提供可實現制造裝置的小型化和制造效率的提高的電力電纜以及電力電纜的制造方法。

以上，針對本發明進行了簡要說明。進一步地，參照附圖，通讀以下說明的具體實施方式(以下，稱為“實施方式”。)，從而對本發明的細節進一步明確。

附圖說明

圖1是去掉了本實施方式的電力電纜的一部分外皮后的狀態的側視圖。

圖2是示出本實施方式的電力電纜的內部構成的圖，圖2(a)是截面圖，圖2(b)是圖2(a)的a部放大圖。

圖3是制造電力電纜的制造裝置的概略構成圖。

圖4是構成制造電力電纜的制造裝置的紙帶加工部的概略構成圖。

符號說明

11、電力電纜

12、線芯絞合體

13、保持繩線

14、外皮

21、絕緣線芯

22、填充物(繩狀紙)

d、直徑

p、螺旋間距長度

pt、紙帶

具體實施方式

以下，參照附圖，對本發明涉及的電力電纜和電力電纜的制造方法的實施方式進行說明。

＜電力電纜的構成＞

如圖1和圖2(a)、(b)所示，本實施方式涉及的電力電纜11具備：線芯絞合體12、保持繩線13、和外皮14。

線芯絞合體12包括多個絕緣線芯21和填充物22。絕緣線芯21是用絕緣體包覆了導體的外周的電線。需要說明的是，絕緣線芯21例如包含2～4根電線。在本例中，線芯絞合體12具有3根絕緣線芯21。填充物22通過繩狀紙來形成，該繩狀紙是通過紙帶沿著在長邊方向延伸的多個折線卷邊從而擰成繩狀。需要說明的是，構成填充物22的繩狀紙的數量(根數)沒有特別限制。

線芯絞合體12是將多個絕緣線芯21和填充物22交替加捻(即，進行sz加捻)而束成捆。具體而言，線芯絞合體12是通過使向一個方向(s方向)的加捻和向另一個方向(z方向)的加捻交替地反復，從而將多個絕緣線芯21和填充物22交替加捻(進行sz加捻)，作為一個線芯絞合體12而束成捆。基于此，線芯絞合體12成為沿著長邊方向交替地設有s加捻部ts和z加捻部tz的狀態。在本例中，線芯絞合體12被設計成s加捻部ts和z加捻部tz在長邊方向的長度相同。需要說明的是，構成線芯絞合體12的一個線芯(多個絕緣線芯21中的一個線芯)旋轉1次時所行進的長邊方向的距離被稱為“捻合間距長度”。

在線芯絞合體12的周圍纏繞有保持繩線13。保持繩線13具有能夠承受在被后述的保持繩線纏繞部44纏繞在線芯絞合體12時的離心力引起的張力的強度，例如，由聚酯、尼龍等耐熱性優異的高強度纖維構成。保持繩線13以螺旋狀卷在線芯絞合體12的周圍，其螺旋間距長度p為線芯絞合體12的直徑d的1～3倍。在滿足設計上的質量的考量上，通過這樣被卷起的保持繩線13，線芯絞合體12的捻合間距長度被充分地保持(細節后述。)。纏繞到線芯絞合體12的保持繩線13可以是1根，也可以是2根以上。

線芯絞合體12和保持繩線13的周圍被外皮14覆蓋。外皮14例如由氯乙烯等合成樹脂形成。通過在外周卷有保持繩線13的線芯絞合體12的外周擠出成形外皮14，從而將線芯絞合體12的周圍覆蓋。基于此，線芯絞合體12和保持繩線13被外皮14保護。

如圖2(a)的a部的部分放大圖即圖2(b)所示，絕緣線芯21與外皮14至少一部分緊貼。換言之，在絕緣線芯21與外皮14之間存在沒有填充物22的地方。基于此，與在絕緣線芯21與外皮14之間存在填充物22的情況(例如，現有電纜)相比，能夠使電力電纜11小直徑化。另外，在法規等規定了外皮14相對于線芯絞合體12外徑的厚度的情況下，由于能夠使外皮14的外徑減小線芯絞合體12外徑變小的量，因此，能夠降低用于形成外皮14的材料的使用量(材料成本，進而電力電纜11的制造成本)。

＜制造裝置＞

接著，針對制造上述電力電纜11的制造裝置進行說明。

圖3是制造電力電纜11的制造裝置的概略構成圖。圖4是構成制造電力電纜的制造裝置的紙帶加工部的概略構成圖。

如圖3所示，制造電力電纜11的制造裝置40具備：絕緣線芯供給部41和紙帶加工部42。絕緣線芯供給部41是普通的卷盤等，多個絕緣線芯21被從絕緣線芯供給部41送出。將紙帶如后所述那樣加工而得到的繩狀紙(填充物22)從紙帶加工部42(參照圖4。)送出。

在絕緣線芯供給部41和紙帶加工部42的下游側設有sz加捻部43。向sz加捻部43送入從絕緣線芯供給部41送出的多個絕緣線芯21和從紙帶加工部42送出的填充物22。sz加捻部43具有普通的sz加捻機構，利用交替加捻(sz加捻)將多個絕緣線芯21和填充物22捻合，形成線芯絞合體12。

在sz加捻部43的下游側，依次設有保持繩線纏繞部44和外皮形成部45。保持繩線纏繞部44具有普通的纏繞機構，在從sz加捻部43送入的線芯絞合體12的周圍以螺旋狀纏繞保持繩線13。外皮形成部45具有普通的外皮形成機構，以將纏繞有保持繩線13的線芯絞合體12的周圍覆蓋的方式形成外皮14。

針對紙帶加工部42進行詳細說明，如圖4所示，紙帶加工部42具備：多個卷盤51、帶絞擰管嘴52、和一對形成輥53a、53b。在多個卷盤51卷繞有繩狀紙(填充物22)的原材料即紙帶pt，紙帶pt被從這些卷盤51向帶絞擰管嘴52送出。通過送出紙帶pt，從而使卷盤51向預定方向(圖4的箭頭b方向)旋轉。紙帶pt由牛皮紙形成。需要說明的是，雖然在圖4中將2個紙帶pt作為繩狀線(填充物22)的原材料進行示例，但是紙帶pt的數量也可以是2個以上，能夠考慮繩狀線(填充物22)所需要的強度和柔軟性等來適當確定。

帶絞擰管嘴52具有包含入口側開口部52a和開口面積比入口側開口部52a小的出口側開口部52b的筒形狀。通過具有這樣的筒形狀，因此，從入口側開口部52a進入帶絞擰管嘴52的紙帶pt在帶絞擰管嘴52的內部在寬方向被一點一點地絞擰(例如，在寬方向被擠壓成蜷曲)，被加工成與出口側開口部52b的開口面積相對應的粗細的集約紙帶spt。

進一步，集約紙帶spt被向形成輥53a、53b送出。形成輥53a、53b被配置在相互對置的位置，分別向反方向(圖4中箭頭c方向)旋轉。形成輥53a、53b在夾持著從帶絞擰管嘴52送出的集約紙帶spt的狀態下旋轉，通過擠壓集約紙帶spt，從而形成繩狀紙(填充物22)。這樣形成的繩狀紙(填充物22)沿著在原材料即紙帶pt的長邊方向延伸的多個折線卷邊，從而具有被擰成繩狀的形狀。

一對形成輥53a、53b中，上側的形成輥53a是實施了鉻鍍的金屬制品，下側的形成輥53b是聚氨酯橡膠等樹脂制品。上側的形成輥53a通過汽缸等驅動手段進行升降。而且，利用該上側的形成輥53a的下降，從帶絞擰管嘴52送出的集約紙帶spt被形成輥53a、53b夾著并送出。下側的形成輥53b是高摩擦材料的樹脂制品，因此能夠抑制集約紙帶spt的滑動，能夠將填充物22向下游順暢地供給。需要說明的是，集約紙帶spt的滑動如果輕微到在電力電纜11的制造上可以忽略的程度，則形成輥53a、53b都能夠為金屬制品。

而且，從紙帶加工部42送出的繩狀紙(填充物22)朝著sz加捻部43方向(圖4的箭頭d方向)。

＜制造方法＞

接著，針對使用了上述的制造裝置40的電力電纜11的制造方法進行說明。

(紙帶形成工序)

在紙帶加工部42，從多個卷盤51送出紙帶pt，并利用帶絞擰管嘴52將這些紙帶pt以在寬方向卷邊的方式進行集約。進一步地，利用形成輥53a、53b，將通過帶絞擰管嘴52而集約的集約紙帶spt擠壓，形成由繩狀紙而成的填充物22。

(線芯絞合體形成工序)

利用sz加捻部43利用交替加捻(sz加捻)將從絕緣線芯供給部41送出的多個絕緣線芯21、和從紙帶加工部42送出的填充物22捻合。基于此，形成沿著長邊方向交替地設有s加捻部ts和z加捻部tz的交替加捻的線芯絞合體12。然后，在用sz加捻部43形成的交替加捻的線芯絞合體12的周圍，利用保持繩線纏繞部44，以預定的螺旋間距長度p將保持繩線13纏繞成螺旋狀。

(外皮形成工序)

利用外皮形成部45，在線芯絞合體12和保持繩線13的周圍通過擠出成形形成外皮14。

經由上述的紙帶形成工序、線芯絞合體形成工序和外皮形成工序，得到：在交替加捻了多個絕緣線芯21和填充物22的線芯絞合體12的周圍纏繞保持繩線13、并且其周圍被外皮14覆蓋的電力電纜11。

如以上說明的那樣，根據本實施方式涉及的電力電纜和電力電纜的制造方法，填充物22是繩狀紙，保持線芯絞合體12的加捻保持材料是保持繩線13，因此，不需要像現有電纜那樣，對由樹脂構成的填充物進行擠出成形。因此，能夠減少基于樹脂的擠出成形的制造工序，能夠提高電力電纜11的制造效率。進一步地，填充物22不是單純的紙帶，而是通過沿著在長邊方向延伸的多個折線卷邊從而被擰成繩狀的繩狀紙，因此，在與絕緣線芯21捻合時不會發生破斷。此外，與進行單方向加捻(s加捻或z加捻)的裝置相比，一般來說對絕緣線芯21和填充物22進行交替加捻(sz加捻)的裝置是小型的，因此能夠實現裝置的小型化。

進一步地，與現有電纜(與將由樹脂構成的填充物擠出成形并且在其外側將由樹脂構成的外皮擠出成形的電纜)相比，本實施方式的電力電纜11具有外皮14直接接觸線芯絞合體12的絕緣線芯21的構造(參照圖2(b))。換言之，在絕緣線芯21與外皮14之間不存在樹脂制品的填充物。因此，能夠實現電力電纜11的小徑化。

此處，發明人進行了試驗，以確認在以不同螺旋間距長度p將保持繩線13卷繞在線芯絞合體12時的線芯絞合體12的保持狀態。具體而言，關于線芯絞合體12在設計上的捻合間距長度(換言之，在從sz加捻部43送出的時刻的纏繞保持繩線13前的線芯絞合體12的捻合間距長度)、和纏繞保持繩線13后的線芯絞合體12的實際的捻合間距長度(換言之，從保持繩線纏繞部44送出的線芯絞合體12的捻合間距長度)，針對螺旋間距長度p不同的多個樣品，測定/算出了直徑d、螺旋間距長度p、螺旋間距長度p與直徑d的比(p/d比)以及捻合間距長度的實際值。

進一步地，從纏繞保持繩線13后的線芯絞合體12(進而電力電纜11)以怎樣的程度滿足了設計上的質量的觀點考慮，用a～c這3個等級進行評價。在本評價中，評價a表示完全滿足設計上的質量(例如，預定的評價值超過基準值a)，評價b表示滿足設計上的質量(例如，同評價值為基準值a以下、基準值b以上)，評價c表示質量稍差(例如，同評價值為基準值b以下)。但是，即使是評價c的情況，也能夠制造本實施方式涉及的電力電纜11，在相對于上述現有電纜的優勢上，沒有問題。需要說明的是，作為上述評價值，例如，可以使用捻合間距長度的設計值與實際值之間的差異大小等。

將上述試驗結果示于以下的表1。

表1

如表1所示，根據發明人進行試驗的結果，可以確認在如樣品編號8～10那樣p/d比大于3的情況下(即，保持繩線13的螺旋間距長度p比線芯絞合體12的直徑d的3倍大的情況)，成為相對于捻合間距長度的設計值實際值稍大的狀態。這種情況下，可以確認，與樣品編號1～7相比，樣品編號8～10在質量上稍差(評價c)。

另一方面，可以確認，在如樣品編號1～7那樣p/d比為3以下的情況下(即，使保持繩線13的螺旋間距長度p為線芯絞合體12的直徑d的3倍以下的情況)，捻合間距長度的設計值與實際值的差異小，在滿足設計上的品質的觀點上，充分地保持捻合了線芯絞合體12的狀態。進一步地，如根據樣品編號1～4與樣品編號5～7的比較而明確地那樣，能夠確認p/d比越接近1，捻合間距長度的設計值與實際值的差異越小，線芯絞合體12的保持性提高。但是，也能夠確認，即使如樣品編號1～4那樣，使p/d比小于1(即，即使使螺旋間距長度p比線芯絞合體的直徑的1倍小)，線芯絞合體12的保持性也沒有實質性提高。

需要說明的是，發明人針對改變成與表1中表示直徑d的值(10.0mm)不同的值的多個樣品也進行同樣的試驗。其結果，與表1所示的結果同樣，可以確認，在p/d比為3以下的情況下，捻合間距長度的設計值與實際值之間的差異小(為評價a或評價b)，在p/d比小于1的情況下，線芯絞合體12的保持性沒有實質性提高。

根據上述試驗結果可知，通過將保持繩線13的螺旋間距長度p設定為線芯絞合體12的直徑d的1～3倍，從而能夠兼顧線芯絞合體12的保持性的提高和與保持繩線13的纏繞相關的成本的降低。

需要說明的是，本發明不限于上述各實施方式，能夠在本發明的范圍內采用各種變形例。例如，本發明不限于上述的實施方式，能夠適當地變形、改進等。此外，對于上述的實施方式中的各構成要素的材質、形狀、尺寸、數量、配置處等，只要能夠實現本發明，則可以是任意的，沒有限制。

此處，將上述的本發明所涉及的電力電纜和電力電纜的制造方法的實施方式的特征分別簡要概括為以下(1)～(6)。

(1)一種電力電纜(11)，具備：多個絕緣線芯(21)和填充物(22)交替加捻而成的線芯絞合體(12)；被纏繞在所述線芯絞合體的周圍的保持繩線(13)；和將所述線芯絞合體和所述保持繩線的周圍覆蓋的外皮(14)，其特征在于，

所述填充物(22)是通過紙帶(pt)沿著在長邊方向延伸的多個折線卷邊從而被擰成繩狀的繩狀紙。

(2)在上述(1)所述的電力電纜(11)中，其特征在于，

所述保持繩線(13)被以螺旋狀卷在所述線芯絞合體(12)的周圍，并且，螺旋間距長度(p)為所述線芯絞合體(12)的直徑的1～3倍。

(3)一種電力電纜的制造方法，其中，所述電力電纜(11)具備：多個絕緣線芯(21)和填充物(22)交替加捻而成的線芯絞合體(12)；被纏繞在所述線芯絞合體的周圍的保持繩線(13)；和將所述線芯絞合體和所述保持繩線的周圍覆蓋的外皮(14)，

所述電力電纜(11)的制造方法包括：

作為所述填充物(22)，通過紙帶(pt)沿著在長邊方向延伸的多個折線卷邊從而被擰成繩狀，來形成繩狀紙的工序；

對所述多個絕緣線芯和所述填充物(22)進行交替加捻，來形成所述線芯絞合體(12)的工序；