電線・ケーブルの製造工程

電線・ケーブルの製造工程の詳細な説明

電線やケーブルは現代生活に欠かせないものであり、家庭から産業まであらゆる場所で使われています。しかし、どのように作られているのか疑問に思ったことはありませんか？その製造工程は実に興味深いもので、導体から始まり、最終製品が完成するまで、層を一つずつ積み重ねていく、緻密な工程がいくつも含まれています。電線やケーブルがどのように作られるのか、分かりやすく段階的に見ていきましょう。

1. はじめに

電線やケーブルは、導体の周りに絶縁体、シールド、保護層などの様々な材料を巻き付けて作られています。ケーブルの用途が複雑になるほど、層の数も増えます。各層には、導体の保護、柔軟性の確保、外部からの損傷からのシールドなど、特定の目的があります。

2. 主な製造工程

ステップ1：銅線とアルミ線を描く

この工程は、太い銅またはアルミニウムの棒から始まります。これらの棒はそのままでは大きすぎるため、引き伸ばして細くする必要があります。これは、線引き機と呼ばれる機械で行われます。この機械は、金属棒を複数の小さな穴（ダイス）に通します。線材が穴を通過するたびに、直径は細くなり、長さは長くなり、強度が増します。この工程は非常に重要です。なぜなら、線材が細いほど、ケーブルを作る際に扱いやすくなるからです。

ステップ2：焼きなまし（ワイヤーを軟化させる）

線材を伸線加工すると、硬くなり脆くなることがあります。これはケーブルの製造には適していません。この状態を改善するために、線材は焼きなましと呼ばれる工程で加熱されます。この熱処理により、線材はより柔らかく、より柔軟になり、折れることなくねじりやすくなります。この工程で特に重要なのは、加熱中に線材が酸化（錆層の形成）しないようにすることです。

ステップ3：導体の撚り合わせ

太い一本の電線ではなく、細い複数の電線を撚り合わせて導体を形成します。なぜでしょうか？撚り線の方が柔軟性が高く、設置時に曲げやすいからです。撚り方にはいくつかの方法があります。

• 通常のねじり：シンプルなツイストパターン。
• 不規則なねじれ：束ねねじり、同心ねじり、または特定の用途向けのその他の特殊な方法が含まれます。

スペースを節約し、ケーブルを細くするために、電線を半円や扇形などに圧縮することもあります。これは、スペースが限られている電力ケーブルに特に有効です。

ステップ4：断熱材の追加

次のステップは、導体を絶縁体で覆うことです。絶縁体は通常プラスチック製です。この絶縁体は、電気の漏洩を防ぎ、安全性を確保するため非常に重要です。プラスチックは機械で溶かし、導体にしっかりと巻き付けられます。

断熱材の品質は次の 3 つの点についてチェックされます。

1. 偏心：絶縁体の厚さは導体の周囲全体で均一でなければなりません。
2. 滑らかさ:断熱材の表面は滑らかで、凹凸や焼け、不純物などがない状態である必要があります。
3. 密度：断熱材は小さな穴や気泡、隙間がなく、しっかりしたものでなければなりません。

ステップ5：ケーブルの形成（配線）

多芯ケーブル（複数の導体を持つケーブル）の場合、絶縁電線を撚り合わせて円形にします。これによりケーブルの取り扱いが容易になり、コンパクトな形状を維持できます。この工程では、さらに以下の2つの作業が行われます。

• 充填：ワイヤー間の空きスペースに材料を詰めて、ケーブルを丸くして安定させます。
• バインディング:ワイヤーは緩まないようにしっかりと結束されています。

ステップ6：内側のシースを追加する

絶縁電線を保護するために、内部シースと呼ばれる層が追加されます。これは、押し出し層（薄いプラスチックコーティング）または包装層（パッド材）のいずれかです。この層は、特に外装を追加する際の次のステップで損傷を防ぎます。

ステップ7：装甲（保護の追加）

地下や過酷な環境で使用されるケーブルには、外装が不可欠です。この工程により、機械的な保護層が追加されます。

• スチールテープアーマー：ケーブルが地中に埋設されている場合など、重い荷重による圧力から保護します。
• 鋼線装甲：水中や垂直シャフト内に敷設されるケーブルなど、圧力と引っ張り力の両方に対応する必要があるケーブルに使用されます。

ステップ8：外側のシース

最後の工程は、ケーブルの最外層となる保護層である外装シースを装着することです。この層は、湿気、化学物質、物理的損傷といった環境要因からケーブルを保護するように設計されています。また、ケーブルの強度を高め、発火を防ぎます。外装シースは通常プラスチック製で、絶縁体と同様に押し出し成形機を用いて装着されます。

3. 結論

電線やケーブルの製造工程は複雑に聞こえるかもしれませんが、実際には精密さと品質管理が鍵となります。重ねられる層の一つ一つが、ケーブルの柔軟性と安全性を高めることから、損傷から保護することまで、それぞれ特定の目的を果たします。こうした緻密な工程によって、私たちが日々の生活で使う電線やケーブルは、信頼性と耐久性に優れています。

これらがどのように作られているのかを理解すれば、家庭内の電線や大規模な産業に電力を供給するケーブルなど、最も単純な製品にさえも組み込まれているエンジニアリングを理解できるようになります。