JP2020104147A - 溶接用ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】軽量であり、かつ屈曲性に優れる溶接用ケーブルを提供する。【解決手段】アルミニウム又はアルミニウム合金からなる複数の素線が撚り合わされた撚線を有する導体と、樹脂からなり、前記導体の外周を覆うシースと、前記導体と前記シースとを仕切るセパレータとを備え、前記複数の素線のうち前記導体の最外層に位置する複数の素線を最外素線とし、前記最外素線のうち隣り合う一組の最外素線と、前記一組の最外素線に外接する外接線とで形成される仮想領域の断面積をＳとするとき、前記シース及び前記セパレータによる前記仮想領域への侵入領域の断面積が、前記仮想領域の断面積Ｓの５０％以上である溶接用ケーブル。【選択図】図２

Description

本開示は、溶接用ケーブルに関する。

特許文献１には、建設現場などで使用される溶接装置用の電圧供給用ケーブル及びアース用ケーブルが開示されている。電圧供給用ケーブルは、溶接電源ボックスと溶接ホルダとを繋ぐ。アース用ケーブルは、溶接電源ボックスとアースクランプとを繋ぐ。電圧供給用ケーブルやアース用ケーブルといった溶接用ケーブルは、代表的には、ＪＩＳ Ｃ ３４０４（２０００）で規定されている。この溶接用ケーブルは、導体と、導体上に被覆されるシースとを備える。導体は、軟銅線を撚り合わせた撚線構造で構成される。シースは、天然ゴムなどのゴム材料からなる。

特開２００３−２００２６７号公報

溶接用ケーブルは、作業現場が変わるたびに作業者によって運搬される。溶接用ケーブルの重さは作業者にとって大きな負担となる。そのため、溶接用ケーブルの軽量化が望まれている。また、作業現場によっては、一旦所定の屈曲状態に溶接用ケーブルを曲げた際、その屈曲状態を維持できる癖付け性に優れることが望まれている。

そこで、本開示は、軽量であり、かつ癖付け性に優れる溶接用ケーブルを提供することを目的の一つとする。

本開示に係る溶接用ケーブルは、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる複数の素線が撚り合わされた撚線を有する導体と、
樹脂からなり、前記導体の外周を覆うシースと、
前記導体と前記シースとを仕切るセパレータとを備え、
前記複数の素線のうち前記導体の最外層に位置する複数の素線を最外素線とし、前記最外素線のうち隣り合う一組の最外素線と、前記一組の最外素線に外接する外接線とで形成される仮想領域の断面積をＳとするとき、
前記シース及び前記セパレータによる前記仮想領域への侵入領域の断面積が、前記仮想領域の断面積Ｓの５０％以上である。

本開示の溶接用ケーブルは、軽量であり、かつ癖付け性に優れる。

図１は、実施形態１に係る溶接用ケーブルを示す模式断面図である。 図２は、実施形態１に係る溶接用ケーブルに備わる導体における撚線を構成する隣り合う素線間で形成される仮想領域近傍を示す拡大断面図である。 図３は、実施形態１に係る溶接用ケーブルの配置状態を示す説明図である。 図４は、癖付け性試験の方法を説明する説明図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本開示の実施形態に係る溶接用ケーブルは、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる複数の素線が撚り合わされた撚線を有する導体と、
樹脂からなり、前記導体の外周を覆うシースと、
前記導体と前記シースとを仕切るセパレータとを備え、
前記複数の素線のうち前記導体の最外層に位置する複数の素線を最外素線とし、前記最外素線のうち隣り合う一組の最外素線と、前記一組の最外素線に外接する外接線とで形成される仮想領域の断面積をＳとするとき、
前記シース及び前記セパレータによる前記仮想領域への侵入領域の断面積が、前記仮想領域の断面積Ｓの５０％以上である。

上記溶接用ケーブルは、導体を構成する素線がアルミニウム又はアルミニウム合金からなるため、軽量である。上記溶接用ケーブルは、最外素線で形成される仮想領域へのシース及びセパレータの侵入領域の断面積が仮想領域の断面積Ｓの５０％以上であり、仮想領域にシース及びセパレータがある程度侵入しており、仮想領域に大きな空間を有しない。そのため、上記溶接用ケーブルは、導体がシース及びセパレータに拘束され易く、シース及びセパレータによる拘束によって素線同士が滑り動くことを抑制できる。素線同士が滑り動くことを抑制できることで、溶接用ケーブルを一旦所定の屈曲形状に曲げると、その屈曲状態を維持でき、癖付け性に優れる。

上記溶接用ケーブルは、導体とシースとがセパレータで仕切られている。そのため、溶接用ケーブルの製造過程において、導体の外周をセパレータで保護できる。よって、導体の外周にシースを形成する際に、導体の損傷を抑制できる。導体の外周をセパレータで保護できることで、従来の銅製の導体を備える溶接用ケーブルの製造ラインを利用して、アルミニウム製の導体を備える溶接用ケーブルを製造でき、生産性に優れる。セパレータによって、アルミニウム製の導体に銅が混入することを抑制できるからである。

（２）本開示の溶接用ケーブルの一例として、前記複数の素線のうち少なくとも一つの素線は、アルミニウム合金からなり、前記アルミニウム合金は、Ｆｅを１質量％以上３質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物であることが挙げられる。

素線が上記組成のアルミニウム合金からなる場合、引張強さなどの強度や破断伸びなどの靱性といった機械的特性に優れる。

（３）本開示の溶接用ケーブルの一例として、前記導体の断面積が２２ｍｍ^２以上であることが挙げられる。

導体の断面積が２２ｍｍ^２以上であることで、導体を構成する素線の数が多くなり、最外素線の数及び最外素線で形成される仮想領域の数も多くなる。そのため、最外素線に対するシース及びセパレータの接触面積が多くなり、導体がシース及びセパレータにより拘束され易く、シース及びセパレータによる拘束によって素線同士が動くことをより抑制でき、癖付け性を向上し易い。

（４）導体の断面積が２２ｍｍ^２以上である本開示の溶接用ケーブルの一例として、前記溶接用ケーブルの断面積が、前記導体の断面積の３倍以上であることが挙げられる。

溶接用ケーブルの断面積が導体の断面積の３倍以上であることで、シースやセパレータの厚みが十分に厚くなり、シースやセパレータによる拘束力が大きくなる。よって、最外素線で形成される仮想領域にシースやセパレータが侵入することによる癖付け性の効果を発揮し易い。

（５）本開示の上記溶接用ケーブルの一例として、前記セパレータがポリエチレンテレフタレートからなることが挙げられる。

セパレータがポリエチレンテレフタレートからなることで、導体とシースとがセパレータで仕切られているとしても、シースがセパレータを押圧してセパレータに形状崩れを生じさせ易い。よって、最外素線で形成される仮想領域にセパレータごとシースが侵入し易く、シース及びセパレータによる拘束によって素線同士が滑り動くことを抑制し易い。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態の詳細を、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すべての変更が含まれることが意図される。図中の同一符号は、同一名称物を示す。

＜実施形態１＞
≪溶接用ケーブル≫
実施形態１に係る溶接用ケーブル１を図１及び図２に基づいて説明する。溶接用ケーブル１は、導体２と、シース３と、セパレータ４とを備える。導体２は、複数の素線２１が撚り合わされた撚線２０を有する。シース３は、導体２の外周を覆う。セパレータ４は、導体２とシース３とを仕切る。実施形態１に係る溶接用ケーブル１は、素線２１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる点を特徴の一つとする。また、実施形態１に係る溶接用ケーブル１は、複数の素線２１のうち導体２の最外層に位置する複数の最外素線２１ｏで形成される仮想領域８にシース３及びセパレータ４の一部が大きく侵入している点を特徴の一つとする。以下、溶接用ケーブル１の構成を詳しく説明する。

図１は、溶接用ケーブル１をその長手方向と直交する方向に切断した横断面図である。図１では、説明の便宜上、シース３及びセパレータ４について、複数の撚線２０に外接する外接円と同心円上に位置する状態で図示している。つまり、図１では、最外素線２１ｏで形成される仮想領域８（図２、詳細は後述）にシース３及びセパレータ４が侵入していない。言い換えると、図１では、仮想領域８（図２）に最も大きな空間を有する。図２では、仮想領域８にシース３及びセパレータ４が侵入した状態を図示している。図２では、仮想領域８に細かい間隔の左下がりのハッチングを付している。図２では、シース３及びセパレータ４による仮想領域８への侵入領域９に細かい間隔のクロスハッチングを示している。

〔導体〕
導体２は、複数の素線２１が撚り合わされた撚線２０を複数有する。この例では、導体２は、複数の撚線２０が撚り合わされた撚線集合体で構成されている。この例の撚線２０は、１本の素線２１を中心として、この素線２１の外周に６本の素線２１から構成される第二層と、１２本の素線２１から構成される第三層（外層）とを備える。そして、導体２は、１本の撚線２０を中心として、この撚線２０の外周に６本の撚線２０が撚り合わされ、更にその外周に１２本の撚線が撚り合わされた三層構造で構成されている。図１では、導体２を構成する撚線２０について、一つの撚線２０について各素線２１を図示し、その他の撚線２０については各素線を簡略して一つの円で示す。

導体２は、素線２１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる。ここでの「アルミニウム（Ａｌ）」とは、Ａｌを９９質量％以上含有する純アルミニウムである。ここでの「アルミニウム（Ａｌ）合金」とは、Ａｌを５０質量％以上、好ましくは９０質量％以上含有し、Ａｌ以外の添加元素を１種以上含有するアルミニウム基合金である。Ａｌ合金の添加元素は、例えば、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ケイ素（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）などが挙げられる。添加元素の合計含有量は、０．００５質量％以上３．０質量％以下が挙げられ、更に０．０５質量％以上１．５質量％以下が挙げられる。各元素の含有量としては、Ｆｅを含む場合、１．０質量％以上３．０質量％以下が挙げられる。Ｍｇを含む場合、０．００５質量％以上１．０質量％以下が挙げられる。このようなＡｌ合金としては、例えば、Ａｌ−Ｆｅ合金、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｇ−（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ａｇ）合金、Ａｌ−Ｆｅ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｆｅ−Ｃｕ−（Ｍｇ，Ｓｉ）合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｃｕ合金などが挙げられる。

導体２を構成する複数の素線２１は、全ての素線２１を同一組成としてもよいし、異なる組成の素線２１を混在させてもよい。例えば、純アルミニウムからなる素線２１のみで導体２を構成してもよいし、同一組成のアルミニウム合金からなる素線２１のみで導体２を構成してもよい。また、純アルミニウムからなる素線２１とアルミニウム合金からなる素線２１とを混在させて導体２を構成してもよいし、異なる組成のアルミニウム合金からなる素線２１を混在させて導体２を構成してもよい。アルミニウム合金からなる素線２１を含む場合、Ｆｅを１．０質量％以上３．０質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物であるアルミニウム合金からなる素線２１を用いることが好ましい。素線２１がこのアルミニウム合金からなる場合、引張強さなどの強度や破断伸びなどの靱性といった機械的特性を向上できる。

導体２の断面積は、２２ｍｍ^２以上が挙げられる。導体２の断面積が大きくなると、導体２を構成する素線２１の数が多くなり、最外素線２１ｏで形成される仮想領域８の数も多くなる。そのため、最外素線２１ｏに対するシース３及びセパレータ４の接触面積が多くなり、導体２がシース３及びセパレータ４により拘束され易く、シース３及びセパレータ４による拘束によって素線２１同士が動くことを抑制し易く、癖付け性を向上し易い。導体２の断面積は、更に３０ｍｍ^２以上が挙げられ、特に３３ｍｍ^２以上が挙げられる。

〔シース〕
シース３は、絶縁性、耐熱性、耐水性などを有する樹脂からなる。特に、シース３は、耐熱温度が６０℃以上である樹脂からなることが挙げられる。耐熱温度は、ケーブル通電時の導体温度である。具体的には、シース３は、天然ゴム、ネオプレンゴム、テトラフルオロエチレンとエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、架橋ポリオレフィン、特に架橋ポリエチレンからなることが挙げられる。アルミニウムは銅よりも電気抵抗が高い。そのため、素線２１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、素線２１が銅又は銅合金からなる場合と同じ導体断面積で同じ電流を流すと導体２の温度が高くなる。シース３が上記樹脂からなることで、素線２１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合であっても、素線２１が銅又は銅合金からなる場合と同じ導体断面積で同じ電流を流すことができる。特に、シース３が耐熱温度の高い樹脂からなることで、シース３が比較的耐熱温度の低い樹脂からなる場合に比較して大きな電流を流すことができる。

シース３の厚みは、導体２の断面積などに応じて適宜選択できる。例えば、シース３の厚みは、溶接用ケーブル１の断面積が、導体２の断面積の３倍以上を満たすように選択することが挙げられる。後述するセパレータ４の厚みを一定とする。このとき、導体２の断面積に対する溶接用ケーブル１の断面積が大きくなると、シース３の厚みが厚くなる。シース３の厚みが厚くなると、シース３による拘束力が大きくなり、最外素線２１ｏで形成される仮想領域８にシース３及びセパレータ４の一部が大きく侵入することによる癖付け性の効果を発揮し易い。シース３の厚みは、溶接用ケーブル１の断面積が、導体２の断面積の更に３．３倍以上、特に３．５倍以上を満たすように選択することが挙げられる。

シース３の厚みは、以下のように測定できる。まず、複数の最外素線２１ｏのうち隣り合う一組の最外素線２１ｏに外接する外接線をとる。この外接線と最外素線２１ｏとの接点αをとる。この接点αを通り、上記外接線に直交する垂線を引く。この垂線とセパレータ４の外周縁との交点β、及び垂線とシース３の外周縁との交点γをとる。次に、接点αと交点βとの間の長さＡ、及び接点αと交点γとの間の長さＢを測定する。そして、上記長さＡと上記長さＢとの差を算出する。シース３の周方向のほぼ等間隔に位置する３本以上の最外素線２１ｏにて上記差を求め、得られた差の平均値をシース３の厚みとする。

〔セパレータ〕
セパレータ４は、導体２とシース３との間に介在されて、導体２とシース３とを仕切る部材である。セパレータ４は、容易に破れないテープ材からなる。また、セパレータ４は、溶接用ケーブル１の製造時にシース３を形成する際に、熱で溶けたり変質したりしないテープ材からなる。セパレータ４は、導体２の外周にテープ材をらせん状に巻回して構成される。導体２とシース３とがセパレータ４で仕切られることで、溶接用ケーブル１の製造過程において、導体２の外周をセパレータ４で保護できる。そのため、導体２の外周にシース３を形成する際に、導体２の損傷を抑制できる。導体２の外周をセパレータ４で保護できることで、従来の銅導体の製造ラインを利用した場合であっても、銅の混入を抑制できる。導体２とシース３とがセパレータ４で仕切られているとしても、シース３がセパレータ４を押圧してセパレータ４に形状崩れを生じさせることで、最外素線２１ｏで形成される仮想領域８にセパレータ４ごとシース３を侵入させることができる。

セパレータ４は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなることが挙げられる。セパレータ４がＰＥＴからなることで、シース３がセパレータ４を押圧することでセパレータ４に形状崩れを生じさせ易く、最外素線２１ｏで形成される仮想領域８にセパレータ４ごとシース３を侵入させ易い。

セパレータ４の厚みは、２５μｍ未満が挙げられる。セパレータ４の厚みが２５μｍ未満であることで、導体２とシース３とがセパレータ４で仕切られているとしても、シース３がセパレータ４を押圧することでセパレータに形状崩れを生じさせ易く、最外素線２１ｏで形成される仮想領域８にセパレータ４ごとシース３を侵入させることができる。一方、セパレータ４の厚みが１５μｍ以上であることで、シース３の押圧によってセパレータ４が損傷することを抑制できる。セパレータ４の厚みは、以下のように測定できる。まず、複数の最外素線２１ｏのうち隣り合う一組の最外素線２１ｏに外接する外接線をとる。この外接線と最外素線２１ｏとの接点αをとる。この接点αを通り、上記外接線に直交する垂線を引く。この垂線とセパレータ４の外周縁との交点βをとる。次に、接点αと交点βとの長さＡを測定する。セパレータ４の周方向のほぼ等間隔に位置する３本以上の最外素線２１ｏにて上記長さＡを求め、得られた長さＡの平均値をセパレータ４の厚みとする。

セパレータ４は、テープ材を重ね巻き又は突合せ巻きにより巻回して構成されることが挙げられる。この場合、仮想領域８には、セパレータ４ごとシース３が侵入する。

セパレータ４を構成するテープ材の幅は、例えば２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下が挙げられる。テープ材の幅が２０ｍｍ以上であることで、テープ材間に隙間が形成され難く、導体２とセパレータ４との間を確実に仕切り易い。一方、テープ材の幅が８０ｍｍ以下であることで、テープ材を巻回し易い。テープ材の幅は、更に２５ｍｍ以上７５ｍｍ以下が挙げられ、特に３０ｍｍ以上７０ｍｍ以下が挙げられる。

セパレータ４を構成するテープ材の巻回ピッチは、テープ材の幅の０．５倍以上０．８５倍以下が挙げられる。テープ材の巻回ピッチがテープ材の幅の０．５倍以上であることで、過度に巻回数が多くならず、テープ材を巻回し易い。一方、テープ材の巻回ピッチがテープ材の幅の０．８５倍以下であることで、テープ材間に隙間が形成され難く、導体２とセパレータ４との間を確実に仕切り易い。また、テープ材の巻回ピッチがテープ材の幅の０．８５倍以下であることで、セパレータ４に起因する溶接用ケーブル１の癖付け性を向上することができる。テープ材の巻回ピッチは、更にテープ材の幅の０．５５倍以上０．８倍以下が挙げられ、特に０．６倍以上０．７５倍以下が挙げられる。

〔仮想領域に対するシースの侵入領域〕
導体２を構成する複数の素線２１のうち導体２の最外層に位置する複数の最外素線２１ｏで形成される仮想領域８には、シース３及びセパレータ４の一部が大きく侵入している。仮想領域８の具体的な設定方法は後述する。複数の最外素線２１ｏのうち隣り合う一組の最外素線２１ｏの外周縁と、当該一組の最外素線２１ｏに外接する外接線とで形成される仮想領域８の断面積をＳとする。このとき、シース３及びセパレータ４における仮想領域８への侵入領域９の断面積Ｔが、仮想領域８の断面積Ｓの５０％以上である。なお、一組の最外素線２１ｏに外接する外接線は、導体２の内周側と外周側とに形成される２本の接線のうち、導体２の外周側に位置する接線のことである。この接線は、直線で構成される。仮想領域８にシース３及びセパレータ４の一部が大きく侵入していることで、導体２がシース３に拘束され易く、シース３による拘束によって素線２１同士が滑り動くことを抑制できる。

隣り合う一組の最外素線２１ｏは、互いに接触しているものもあれば（図２の右側に図示する一組の最外素線２１ｏを参照）、非接触のものもある（図２の左側に図示する一組の最外素線２１ｏを参照）。隣り合う一組の最外素線２１ｏが非接触である場合、当該一組の最外素線２１ｏの外周縁と、当該一組の最外素線２１ｏの重心同士を結ぶ直線と、当該一組の最外素線２１ｏに外接する外接線とで形成される領域を仮想領域８とする。

シース３及びセパレータ４における仮想領域８への侵入領域９の断面積Ｔは、大きいほど、シース３及びセパレータ４による素線２１の拘束を強化できる。そのため、シース３及びセパレータ４における仮想領域８への侵入領域９の断面積Ｔは、仮想領域８の断面積Ｓの８０％以上、更に９０％以上、特に９５％以上が挙げられる。

仮想領域８の断面積Ｓに対する侵入領域９の断面積Ｔの割合は、撚線２０ごとに仮想領域８を四カ所以上選定し、その仮想領域８における全割合の平均値とする。この例では、導体２は、複数の撚線２０が撚り合わされた撚線集合体で構成されている。この場合、撚線２０ごとに四カ所以上の仮想領域８を選定し、仮想領域８の断面積Ｓに対する侵入領域９の断面積Ｔの割合の平均値を算出する。そして、全撚線２０の平均値を、その導体２における仮想領域８の断面積Ｓに対する侵入領域９の断面積Ｔの割合とする。なお、導体２が撚線集合体で構成される場合、隣り合う撚線２０間に形成される大きな溝部は除外する。仮想領域８の断面積Ｓに対する侵入領域９の断面積Ｔの割合は、画像解析によって測定できる。

≪溶接用ケーブルの製造方法≫
上述した溶接用ケーブル１は、代表的には、導体２を用意する工程と、導体２の外周にセパレータ４を形成する工程と、セパレータ４の外周にシース３を形成する工程とを経て製造できる。

〔導体を用意する工程〕
所望の形状及び大きさの導体２を用意する。アルミニウム又はアルミニウム合金からなる素線２１は、代表的には、鋳造、圧延、伸線、必要に応じて軟化処理という工程を経て製造できる。軟化処理を行ってある程度伸び易くすると、伸線加工時に断線を低減したり、素線２１を撚り合わせる際に断線を低減したりし易い。アルミニウム又はアルミニウム合金からなる素線２１の基本的な製造方法は、公知の製造方法を利用できる。

所定の本数の素線２１を用意して、所定の撚りピッチ、撚り方向に応じて撚り合わせることで、撚線２０を製造できる。撚線２０の基本的な製造方法は、公知の製造方法を利用できる。導体２を撚線集合体で構成する場合、所定の本数の撚線２０を用意して、所定の撚りピッチ、撚り方向に応じて撚り合わせる。

〔セパレータを形成する工程〕
導体２の外周にセパレータ４をらせん状に巻回する。セパレータ４は、所定の幅のテープ材を重ね巻き又は突合せ巻きにより巻回して構成する。

〔シースを形成する工程〕
セパレータ４の外周にシース３を押出などで被覆する。押出方法としては、充実押出が挙げられる。充実押出は、セパレータ４に樹脂を接触させて押し出すことでセパレータ４にシース３を被覆する。充実押出では、シース３からセパレータ４に向かう力が生じる。そのため、充実押出は、セパレータ４とシース３とを密着させ易く、かつシース３及びセパレータ４の一部を仮想領域８に侵入させ易い。また、充実押出は、シース３の外観をきれいに仕上げることができる。なお、押出方法として、引き落としによる押出もある。引き落としによる押出は、ダイスにセパレータ４が被覆された導体２を通して引き出し、チューブ状のシース３に張力をかけて長さ方向に引き伸ばしながらセパレータ４にシース３を被覆する。引き落としによる押出は、セパレータ４とシース３との間に隙間が形成され易い。また、引き落としによる押出は、シース３の外観が劣る傾向にある。シース３の基本的な製造方法は、公知の製造方法を利用できる。

≪用途≫
溶接用ケーブル１は、図３に示すように、建設現場などで使用される溶接装置１００用のパワーケーブル１４０やアースケーブル１５０として用いられる。パワーケーブル１４０は、溶接機１１０と溶接ホルダ１２０とを繋ぐ。アースケーブル１５０は、溶接機１１０とアースクランプ１３０とを繋ぐ。

≪効果≫
上述した実施形態１に係る溶接用ケーブル１は、導体２を構成する素線２１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなるため、軽量である。そして、上記溶接用ケーブル１は、最外素線２１ｏで形成される仮想領域８にシース３及びセパレータ４の一部が大きく侵入しているため、導体２がシース３及びセパレータ４に拘束され易く、シース３及びセパレータ４による拘束によって素線２１同士が滑り動くことを抑制できる。よって、上記溶接用ケーブル１は、一旦所定の屈曲形状に曲げると、その屈曲状態を維持でき、癖付け性に優れる。

［試験例］
導体を構成する最外素線で形成される仮想領域の空間面積が異なる複数の溶接用ケーブルを作製し、その溶接用ケーブルの癖付け性を調べた。

≪試験体≫
・試験体１
アルミニウム合金からなる１９本の素線を内側から順に１本、６本、１２本となるように三層構造に撚り合わせた撚線を１９本準備した。１９本の撚線を内側から順に１本、６本、１２本となるように三層構造に撚り合わせた撚線集合体を導体とした。この導体の外周にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるセパレータを螺旋状に巻回した。そして、このセパレータの外周に、架橋ポリエチレンからなるシースを充実押出によって被覆し、溶接用ケーブルを作製した（図１を参照）。この試験体１の溶接用ケーブルは、導体の断面積が６０ｍｍ^２、セパレータの厚みが０．０２５ｍｍ、シースの厚みが２．８ｍｍである。

・試験体２
試験体２では、ナイロンからなるセパレータを用いた。セパレータの材質以外は、試験体１と同様である。

・試験体３
試験体３では、ナイロンからなるセパレータを用いた。また、試験体３では、セパレータの外周にシースを引き落としによる押出によって被覆した。セパレータの材質、及びシースの押出方法以外は、試験体１と同様である。

≪仮想領域に対するシース及びセパレータの侵入領域の測定≫
各試験体において、導体を構成する最外素線で形成される仮想領域へのシース及びセパレータの侵入領域の割合を測定した。試験体１〜３は、導体が撚線集合体で構成されているため、撚線ごとに四カ所の仮想領域を選択し、選択した仮想領域に対してそれぞれ上記割合を測定し、この測定した割合の平均値を、その試験体における仮想領域へのシース及びセパレータの侵入領域の割合とした。その結果を表１に示す。

≪癖付け性試験≫
各試験体において、癖付け性を測定した。まず、図４の左図に示すように、直径１７０ｍｍの円柱部材２００の周方向に溶接用ケーブル１を沿わせる。このとき、円柱部材２００の対角線上の二点に標点２１０を設ける。円柱部材２００に溶接用ケーブル１を１分間押し当てる。その後、溶接用ケーブル１を解放し、３０秒後の標点２１０間の直線距離Ｌを測定した。その結果を表１に併せて示す。

表１に示すように、導体を構成する最外素線で形成される仮想領域へのシースの侵入領域の割合が５０％以上である試験体１は、一旦所定の屈曲状態に曲げると、除荷後もその屈曲状態を維持できることがわかる。具体的には、試験体１は、円柱部材２００への押し当て状態を解放した後の直線距離Ｌが円柱部材２００の直径を略保っている。これは、仮想領域にシースの一部がある程度侵入することで、導体がシースに拘束され、シースによる拘束によって素線同士が滑り動くことを抑制できたからと考えられる。一方、試験体２は、上記割合が３８％と低く、癖付け性に劣ることがわかる。具体的には、試験体２は、円柱部材２００への押し当て状態を解放した後の直線距離Ｌが円柱部材２００の直径に対して非常に大きくなっている。これは、導体の外周にナイロンからなる剛性の高いセパレータを備えるため、仮想領域にセパレータごとシースの一部が侵入し難く、仮想領域に大きな空間が形成され、素線同士が滑り動き易くなったからと考えられる。また、試験体３も、上記割合が１％と非常に低く、癖付け性に劣ることがわかる。具体的には、試験体３は、円柱部材２００への押し当て状態を解放した後の直線距離Ｌが円柱部材２００の直径に対して非常に大きくなっている。これは、引き落としによる押出の場合、シースに生じる内方に向かう力がほぼ発生しないため、仮想領域にセパレータごとシースの一部が侵入し難く、仮想領域に大きな空間が形成され、素線同士が滑り動き易くなったからと考えられる。

以上より、仮想領域にシースの一部が大きく侵入することで、溶接用ケーブルは、癖付け性に優れることがわかった。また、仮想領域にシースの一部を大きく侵入させるには、導体の外周にＰＥＴからなるセパレータを備えることが効果的であることがわかった。

１ 溶接用ケーブル
２ 導体
２０ 撚線
２１ 素線
２１ｏ 最外素線
３ シース
４ セパレータ
８ 仮想領域
９ 侵入領域
１００ 溶接装置
１１０ 溶接機
１２０ 溶接ホルダ
１３０ アースクランプ
１４０ パワーケーブル
１５０ アースケーブル
２００ 円柱部材
２１０ 標点

Claims (5)

1. アルミニウム又はアルミニウム合金からなる複数の素線が撚り合わされた撚線を有する導体と、
   樹脂からなり、前記導体の外周を覆うシースと、
   前記導体と前記シースとを仕切るセパレータとを備え、
   前記複数の素線のうち前記導体の最外層に位置する複数の素線を最外素線とし、前記最外素線のうち隣り合う一組の最外素線と、前記一組の最外素線に外接する外接線とで形成される仮想領域の断面積をＳとするとき、
   前記シース及び前記セパレータによる前記仮想領域への侵入領域の断面積が、前記仮想領域の断面積Ｓの５０％以上である溶接用ケーブル。
2. 前記複数の素線のうち少なくとも一つの素線は、アルミニウム合金からなり、
   前記アルミニウム合金は、Ｆｅを１質量％以上３質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物である請求項１に記載の溶接用ケーブル。
3. 前記導体の断面積が２２ｍｍ^２以上である請求項１又は請求項２に記載の溶接用ケーブル。
4. 前記溶接用ケーブルの断面積が、前記導体の断面積の３倍以上である請求項３に記載の溶接用ケーブル。
5. 前記セパレータがポリエチレンテレフタレートからなる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の溶接用ケーブル。

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