JP2616164B2 - 金属パイプ心線の薄肉金属パイプの接続構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、薄肉金属パイプ内に光フィバを収容した金
属パイプ心線の金属パイプ同士を接続するため、それら
の間に若干寸法の大きいスリーブ管を配置し、該スリー
ブ管の端を金属パイプの端にオーバラップさせて溶接し
た金属パイプ心線の金属パイプの接続構造に関するもの
である。

［従来の技術］ 第３図〜第７図により、従来の金属パイプ心線の金属
パイプ同士の接続構造とその特性について述べる。

第３図に示すように、金属パイプ心線３は、光ファイ
バ１を複数本まとめた光ファイバユニットを、通常ステ
ンレスから成る外径1.8mm,肉厚0.2mm程度の金属パイプ
２内に収容した構成を有する。この様に構成した金属パ
イプ心線３は、細径，高密度化が達成される上、耐蝕性
等にも優れているため、粉塵，ガスの発生する悪環境域
での使用に耐える。従って、製鉄所内，下水道管内，海
中等での使用が可能であり、そのため各方面で実用化に
向け種々検討が進められている。また、この金属パイプ
心線は、その長尺化が可能となれば、海峡横断用として
も適用できるなど、その応用範囲は更に拡大されるもの
と期待される。

この金属パイプ心線の金属パイプ同士の接続は、従
来、次のようにしてなされる。

まず、第４図に示すように、接続したい金属パイプ２
同士の間に配置されるべきステンレス製スリーブ管５
を、予めその金属パイプ２に嵌装しておく。そして、金
属パイプ２から引き出した７本の光ファイバ１を、専用
の同径の接続装置を用いて、同径かつ高強度接続する。

次に、第５図に示すように、上記接続した７本の光フ
ァイバ１を一括して紫外線硬化樹脂でまとめる。その
後、スリーブ菅５を上記金属パイプ２上から樹脂上にず
らせてスリーブ菅５で覆った後、その両端末を圧縮工具
で縮径し、スリーブ管５と金属パイプ２とのギャップを
できるだけ小さくし、Ａ部を溶接する。この溶接は、光
ファイバ１にダメージを与えない温度条件でYAGレーザ
溶接する。Ａ部の溶接部６を第６図に模擬的に示す。
尚、このスリーブ管５による接続長Ｌは約1.2mm程度と
比較的長い。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記の構造の接続部は、金属パイプの破断荷
重；約100kgに対し、70kgと低いものであり、第７図に
示したように溶接ビード部から破断し易い。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、
金属パイプ心線の薄肉金属パイプの溶接強度を大幅に向
上させた接続構造を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の金属パイプ心線の薄肉金属パイプの接続構造
は、光ファイバ等を収容した金属パイプにそれより若干
寸法の大きいスリーブ管の端部をオーバラップさせ、そ
のスリーブ管の端を金属パイプに溶接した接続構造にお
いて、上記溶接部の直近に金属パイプより若干寸法の大
きい金属製のダミー管を金属パイプ上にオーバラップさ
せ、そのダミー管の上記溶接部側の端を上記溶接部に一
体に溶接したものである。

［作用］ スリーブ管の端を金属パイプに溶接しただけの接続構
造では、金属パイプの破断荷重；約100kgに対し、70kg
と低く、破断する場合は、第８図に示したように、溶接
ビード部から破断する。そこで本発明では、スリーブ菅
と金属パイプとの溶接部直近に金属製のダミー管を設
け、その端を上記溶接部に一体に溶接することにより、
溶接ビード部の肉厚を厚くしたものである。これによ
り、薄肉金属パイプの溶接ビード部の肉盛がバラツキ無
く実施でき、溶接部の強度を本体の金属パイプと同等に
することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第１図は、本発明による接続構造の一実施例であり、
（ａ）はダミー管７の溶接前、（ｂ）は溶接後の状態を
示す。金属パイプ２は外径1.8mm,肉厚0.2mm、スリーブ
管５は外径2.4mm,肉厚0.2mmである。第１図（ｂ）に示
すように、金属パイプ２にはスリーブ管５の端が溶接さ
れると共に、このスリーブ管５に接してダミー管７が溶
接される。ダミー管７はダミーの金属製スリーブ管であ
り、この実施例では、スリーブ管５と同一外径，肉厚の
管から成る。尚、これらの金属部材は全てステンレスで
ある。

上記の接続構造を構築する手順について説明する。

まず、接続したい金属パイプ２同士の間に配置される
べきスリーブ管５に先立ち、上記のダミー管７を予めそ
の金属パイプ２に嵌装し、次いでスリーブ管５を嵌装し
ておく。そして、金属パイプ２から引き出した７本の光
ファイバ１を、専用の同径の接続装置を用いて、同径か
つ高強度接続する。更に、第５図で説明したように、こ
の接続した７本の光ファイバ１を一括して紫外線硬化樹
脂でまとめる。

次に、スリーブ菅５を金属パイプ２上から樹脂上に移
動させてスリーブ菅５で覆った後、その両端末を圧縮工
具で縮径し、スリーブ管５と金属パイプ２とのギャップ
をできるだけ小さくし、スリーブ管５の端部（第５図の
Ａ部）を溶接する。スリーブ管５の端部が溶け、金属パ
イプ２と一体化し、第１図（ａ）に示すよにう溶接部６
が得られる。この溶接は、従来と同様に光ファイバ１に
ダメージを与えない温度条件でYAGレーザ溶接する。ま
た、当然のことながらスリーブ管５と金属パイプ２を一
体化に保持し、且つ正確に回転する溶接治具を用いると
共に、YAGレーザの発振（照射）間隔も正確に行う。

次に、第１図（ａ）に示すように、ダミー管７を金属
パイプ２上で溶接部６直近に移動させ、そのダミー管７
の溶接部６側の端を溶接部６に対し第１図（ｂ）に示す
ように一体に溶接する。これにより薄肉金属パイプ２の
溶接ビード部の肉盛がバラツキ無く実施できる。尚、こ
の実施例では、ダミー管７の反対側の端も金属パイプ２
上に全周溶接を行い、ダミー管７と金属パイプ２の隙間
に、水，ガス等の腐蝕物が入らないようにしてある。か
くして、第１図（ｂ）の接続構造が得られる。

このようにダミー管７の溶接部６側の端を溶接部６に
一体に溶接することは、溶接ビードの肉厚を厚くするこ
とを意味しており、溶接強度を向上させることができ
る。

実験によれば、本実施例によりダミー管７にスリーブ
菅５と同寸法のものを用いて、平均90kgの溶接強度を得
た。この溶接強度の向上を図る観点からは、ダミー管７
の肉厚はスリーブ管の肉厚の1.5〜２倍が好ましいが、
ダミー管７の肉厚がスリーブ管の肉厚と同じかそれより
も厚ければ、同様の効果を得ることができる。

第２図（ａ），（ｂ）は、ダミー管７としてスリーブ
管５より若干肉厚の厚いかつ同材質のものを用い、これ
を上記と同様にして溶接した例である。溶接後の状態を
模擬的に示した第２図（ｂ）から分かるように、溶接部
６はそのビード部肉厚が更に厚くなっている。

ダミー管７として、外径2.8mm,肉厚0.4mmを用いた例
では、平均69kg,最大100kgを得た。この値は、金属パイ
プの破断荷重（約100kg）と同等である。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば次のような効果が
ある。

薄肉金属パイプの溶接ビード部の肉盛がバラツキ無く
実施でき、溶接部の強度を本体の金属パイプと同等にす
ることができる。従って、数kgの金属パイプ心線を接続
して数十kgの長尺品の製造が可能となり、用途拡大に寄
与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る薄肉金属パイプの接続構
造の製造手順を示す縦断面図、第２図は他の実施例の製
造手順を示す縦断面図、第３図は一般的な金属パイプ心
線の横断面図、第４図，第５図は従来の金属パイプ心線
の接続方法の説明図、第６図は従来の薄肉金属パイプの
接続構造の説明図、第７図はそれが破断した状態を示す
図である。 図中、１は光ファイバ、２は金属パイプ、３は金属パイ
プ心線、４はファイバ接続部、５はスリーブ管、６は溶
接部、７はダミー管を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ファイバ等を収容した金属パイプにそれ
   より若干寸法の大きいスリーブ管の端部をオーバラップ
   させ、そのスリーブ管の端を金属パイプに溶接した接続
   構造において、上記溶接部の直近に金属パイプより若干
   寸法の大きい金属製のダミー管を金属パイプ上にオーバ
   ラップさせ、そのダミー管の上記溶接部側の端を上記溶
   接部に一体に溶接したことを特徴とする金属パイプ心線
   の薄肉金属パイプの接続構造。