JP3160110U

JP3160110U - 撚り合せ電線の引き留め端部構造

Info

Publication number: JP3160110U
Application number: JP2010002194U
Authority: JP
Inventors: 木村　浩; 浩木村; 剛榎本
Original assignee: Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2010-04-01
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2020-04-01
Also published as: CN202134872U

Abstract

【課題】撚り合せ電線の導電線端部を解撚したり、導電線とテンションメンバとの間にスペーサを挿入した後に再度撚り合せするなどの熟練を要する作業を要さず、締結効率の安定した撚り合せ電線の引き留め端部を提供する。【解決手段】炭素繊維を主体とするテンションメンバ１１の周りに導電用金属線１２を撚り合せた電線の端部を金属スリーブ５に挿入し、金属スリーブを半径方向から圧縮することで撚り合わせ電線端部を固定した引き留め端部であり、前記金属スリーブの圧縮部を構成する内径が挿入口から後方領域に向って漸次縮径し、次いで最大縮径部位から奥端に向って漸次拡径しており、撚り合わせ電線端部は前記内径の変化に対応した分布で圧縮力を受けている。【選択図】図４

Description

本考案は撚り合せ電線とりわけ炭素繊維を主体とするテンションメンバを有する弛度抑制型高圧送電線の引き留め端部構造に関する。

高圧送電線において、軽量で熱膨張係数の小さいカーボンファイバを熱硬化性樹脂で結合した樹脂複合ストランドを撚り合せたロープ状体をテンションメンバとして用いることにより、特に高温時の弛度を抑制した撚り合せ電線が開発されている。

この種の撚り合せ電線端部の引き留め構造として、圧縮部が一箇所である１ボディタイプのクランプが開発されている。図９はこのようなクランプを用いた電線の引き留め端部の一例を示したものであり、カーボンファイバを主体とするテンションメンバ１１の周りに導電用金属線１２を撚り合せてなる撚り合せ電線の端部における前記テンションメンバ１１と導電用金属線撚り合せ層１２との間に緩衝層９が介在され、導電用金属線撚り合せ層１２の外側に金属スリーブ８が外嵌され、半径方向から圧縮されることで電線端部が金属スリーブ９に留められている。（特許文献１）

しかし、半径方向からの圧縮力によりテンションメンバが損傷しないようにするための緩衝材をテンションメンバと導電用金属線の層との間に介装するためには、テンションメンバの周りの導電用金属線を解撚してテンションメンバを露出させ、この露出させたテンションメンバの周囲に緩衝材として不織布を巻回し、あるいはダイカスト層などの金属被覆を施す必要がある。このため作業に手間と時間がかかり、また熟練した技術が要求される。

さらに、一度解撚した導電用金属線を緩衝材の周囲に再び撚り合せるので導電用金属線に撚り乱れが生じやすく、金属スリーブを被嵌して半径方向から圧縮固定した際に金属スリーブの長手方向や円周方向で圧縮力の不均衡が生じ、電線引き留め効率の低下を招くおそれがあった。

特開平０７−２５０４１９号公報

本考案は前記のような問題点を解消するために従来の撚り合せ電線の引留端部に改良を加えたもので、その目的とするところは、熟練した技術を必要とせず、簡易な作業で締結効率の良い安定した品質の撚り合せ電線の引き留め端部構造を提供することにある。

上記目的を達成するため本考案の撚り合せ電線の引き留め端部構造は、炭素繊維を主体とするテンションメンバの周りに導電用金属線を撚り合せた電線の端部を金属スリーブに挿入し、金属スリーブを半径方向から圧縮することで撚り合わせ電線端部を固定した引き留め端部において、前記金属スリーブの圧縮部を構成する内径が挿入口から後方領域に向って漸次縮径し、次いで最大縮径部位から奥端に向って漸次拡径しており、撚り合わせ電線端部は前記内径の変化に対応した分布で圧縮力を受けていることを特徴としている。

本考案に係る撚り合せ電線の引き留め端部構造によれば、金属スリーブの内径つまり圧縮部を構成する挿入穴の径が一様でなく特定の変化状態にあり、撚り合せ電線端部は前記内径の変化に対応した圧縮力を受けている。
すなわち、圧縮部を構成する挿入穴の径は挿入口が大きく、これから後方領域に向ってテーパー状に漸次縮径しているので、まず、金属スリーブ口元近では撚り合わせ電線に対する半径方向の圧縮力が小さく、テンションメンバおよび導電用金属線に与えるダメージは殆んどなく、口元切れが生じない。

そして、撚り合わせ電線は、金属スリーブ長手方向中央より後方の最大縮径部に向けて徐々に圧縮される度合いが増し、引張り力に対する摩擦抵抗が徐々に増大するので、締結力が適切な増加率で大きくなる。撚り合せ電線に対する圧縮力は徐々に大きくなるので、テンションメンバに対する圧縮ダメージが軽減され、潰れたり、割れたりすることがない。

そして、穴径が最大縮径部位から奥端部位に向って漸次拡径しているので、撚り合せ電線は受ける圧縮力が長手方向で徐々に弱まり、奥端付近ではともとの径に近いものとなる。そのため、最大縮径部位から奥端部位にかけてラッパ状に肥大化した楔部が形成されたことになり、引張り力に対する締結力を増幅することができる。

したがって本考案によれば撚り合わせ電線端部の受ける圧力の分布が従来のように一様でなく変化があり、穴挿入口部分から最大縮径部位まで受ける圧縮力が漸次増大されることにより括れが形成され、最大縮径部位を境として奥端までは圧縮力が漸次弱められることで楔部が形成されるので、テンションメンバが損傷されることなく、高い引張り強度の引き留め端部を得ることができる。

上記のようにテンションメンバと導電用金属線層との間に緩衝層を要さずに高い締結効率を達成できるので、不織布の巻回しなどの煩わしい作業が何ら必要としなくなり、金属スリーブに撚り合わせ電線の端部を挿入し、圧縮機で金属スリーブを圧縮するだけの簡単な作業で引き留め端部を得ることができる。
さらに、テンションメンバの周りに撚り合せた導電用金属線を解撚する必要がないので、撚り乱れによる電線の引き留め効率の低下を招くこともない。

本考案による撚り合せ電線の引き留め端部を適用した送電線の架設仮説状態を示す斜視図である。本考案による撚り合せ電線の引き留め端部の側面図である。（ａ）は撚り合せ電線の斜視図、(ｂ)は縦断正面図である。（ａ）は本考案による撚り合せ電線の引き留め端部の一例を示す部分切欠側面図、(ｂ)はその拡大図である。（ａ）は図４（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図、（ｂ）は図４（ａ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図、（ｃ）は図４（ａ）のＺ−Ｚ線に沿う断面図、（ｄ）は引き留め端部の後端面図である。（ａ）は本考案における素金属スリーブの部分切欠側面、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。素金属スリーブに撚り合せ電線の端部を挿入したセットを圧縮機で加工している状態を示す説明図である。（ａ）は素金属スリーブに撚り合せ電線の端部を挿入し圧縮加工している状態の斜視図、（ｂ）は圧縮加工後の状態を示す部分切欠斜視図である。（ａ）は従来の撚り合せ電線の引き留め端部の縦断側面図、(ｂ)は横断面図である。

最大縮径部位は挿入口から距離ａの地点にあり、ｐを穴長さとすると、ａは（１／２）ｐ＜ａ＜（９／１０）ｐの位置にある（請求項２）。とくに好適には（３／５）ｐ≦ａ≦（８／１０）ｐの位置にある。(請求項３)
これによれば、最大縮径部位が挿入した電線の中央部よりも先に位置することになるので、十分な大きさの摩擦面が得られるとともに、挿入口からの径の減少が緩やかなものとなるので、電線に加わるせん断応力が緩和され、テンションメンバの損傷を防止できる。それと同時に、最大縮径部位から奥端まで長さが短いので径の変化の大きな楔部が得られる。

挿入口からa地点までの縮径角度すなわち水平に対する角度ｘは、奥端からa地点までの水平に対する角度ｙよりも小さい(請求項4)。好適には角度ｘが１．５〜２．５度であり、角度ｙが3〜５度である。
これらによれば、電線に形成される括れが急激でなく、ほどよいものとなり、せん断力をほとんど加えずに摩擦力を効果的に増大することができ、それと同時に引抜に対する抵抗力となる楔部を効果的に形成することができる。

口元から奥端まで長手方向で均一な径の穴を有し、外径側は口元から後端にかけて山形状の太径部を形成した素金属スリーブを用い、電線端部を穴に挿入した状態で前記素金属スリーブを外径が長手方向で略均一となるように半径方向から圧縮加工することにより、前記太径部を穴側に反転突出させ、穴内径を、挿入口から後方領域に向って漸次縮径し次いで穴奥端に向って漸次拡径した形状に塑性変形させている(請求項６)。
これによれば、旋盤などにより目的とする仕様の金属スリーブを容易に製作することができ、かつ電線のセットも口元から奥端まで長手方向で均一な内径の挿入穴に差し込むだけでよく、圧縮機で金属スリーブを圧縮するかスエージングするだけでよいので加工も簡単であり、金属スリーブ外形が山形状から平坦状になることで加工が完成したことが分かるので、作業の標準化も容易である。

以下添付図面を参照して本考案の実施例を説明する。
図１は本考案を適用した送電線の架設例を示しており、Ｔは鉄塔、１は鉄塔Ｔ，Ｔ間に架線された弛度抑制型の撚り合わせ高圧送電線(以下、撚り合わせ電線と称す)である。2は本考案に係る引き留め端部であり、前記撚り合せ電線1の端部を定着するとともに、送電線鉄塔Ｔに絶縁状態で支持させる連結手段の役目を果たし、かつ次の撚り合せ電線1と電気的に接続させる連結手段としての役目を果たす。

図２は引き留め端部２と鉄塔Ｔとの連結部分および引き留め端部２同士の電気的接続部分を示している。符号５は引き留め端部２を構成するアルミニウムのごとき材質からなる金属スリーブであり、撚り合せ電線1の引き留め部よりも後方に連結部５４を有しており、この連結部５４に設けられている連結用穴５４０に絶縁碍子７６を有する連結金具７５が連結され、この連結金具により電気的に絶縁された状態で送電線鉄塔Ｔに連結されている。

前記金属スリーブ５は連結部５４よりも引き留め部寄りの外周にバンド金具７２を巻着しており、該バンド金具７２にはジャンパー線７１の端部が連結されている。ジャンパー線７１の他端部は図１からわかるように次の電線引き留め端部２に取り付けたバンド金具７２に連結されている。

図３は本考案が引き留めの対象とする撚り合せ電線１を例示しており、高弾性高強度繊維とりわけ炭素繊維を主体とするテンションメンバ１１と、これの外周に撚り合せた導電用金属線１２とから構成されている。
より詳細に述べると、テンションメンバ１１は、ＰＡＮ系の炭素繊維の束に熱硬化性樹脂たとえば変性エポキシ樹脂あるいはビスマレイミド樹脂を含浸したプリプレグを複数本束ねるかあるいは撚り合わせて複合ストランドを作り、この複合ストランドに繊維糸をストランド軸方向と直角に近い角度で緻密に巻き付けることで被覆し、この被覆ストランドを、含浸させた熱硬化性樹脂が未硬化のまま、たとえば心に１本、側に6本配して撚合して複合撚合ケーブルとし、その未硬化繊維複合撚合ケーブルに熱処理を施すことにより熱硬化性樹脂を硬化させることで作られている。
この実施例では、テンションメンバ１１は１×７構造、直径７．８ｍｍの撚り線であるが、１×１９構造、１×３７構造であってもよい。

導電用金属線１２はアルミニウムまたは耐熱アルミ合金の線を前記テンションメンバ１１の周りに２層配して撚合している。この例では、直径２．６ｍｍのアルミニュウム線をテンションメンバ１１の側ストランドの外周に１２本配し、さらにその外周（上層）に１８本配して撚り合せており、それにより直径１８ｍｍの撚り合せ電線１としている。

図４と図５は図１の引き留め端部２の詳細を示しており、前記撚り合せ電線１の端部１０が金属スリーブ5内に挿入され、金属スリーブ5を半径方向から圧縮することで電線端部が圧締されている。
金属スリーブ５は前記導電用金属線１２と同種の材質の金属たとえばアルミニウムからなり、撚り合せ電線1を挿入した状態で半径方向から圧縮されることにより内径が塑性変形で変化した挿入穴（筒穴）５０を有し、この穴位置よりも後方に、鉄塔に設けられた碍子のピンに取り付けるための連結部５４を有している。この連結部５４は図示するものではアイ形態であるが、二股状(ヨーク状)であってもよいし、ねじ式などであってもよい。

前記金属スリーブ５は前記筒穴５０の入口から底(奥端)５３に到る範囲が圧縮力の作用する圧縮部Ｐとなっている。金属スリーブ５の外径は長手方向に略均一であるのに対して、筒穴５０の内径は、挿入口(口元)５１が最大径でここから穴長さの中間位置よりも奥の所定の位置aに到るまで連続的にいわばテーパー状に減少した漸減径部５２０となり、a位置で最大縮径部５２となっている。そして、最大縮径部５２を分岐点として、これから奥端５３までの範囲ｂは逆に次第に拡径した漸増径部５２１となっている。

挿入口５１付近で半径方向の押圧力が大きいと口元で撚り合せ電線１が破断したり、疲労が進行したりしやすいので、これを防止するため、金属スリーブ５の挿入口５１付近の押圧力は軽微で挿入口５１と撚り合せ電線１が密着する程度が好ましい。すなわち挿入口５１の径は撚り合せ電線１の端部１０の外径とほぼ一致する程度の径とすることが好ましい。

そして、上記のように位置aに到るまで連続的にいわばテーパー状に減少した漸減径部５２０となっているため、撚り合せ電線端部は、図４と図５（ａ）（ｂ）（ｃ）のように、圧縮部Ｐの入口部分から最大縮径部５２に到るまで漸次連続的に圧縮力が増加するように圧締され、位置ａを過ぎると奥端５３までの範囲ｂは逆に次第にラッパ状に拡径した漸増径部５２１となっているので、撚り合せ電線端部に作用する圧縮力は漸次低減し、奥端部ではほぼ元の径までラッパ状に開いている。
撚り合せ電線２の奥端５３の径は挿入口５１と同様に撚り合せ電線１に密着する程度が好ましい。最大縮径部５２と奥端５３の径の差が大きい方が楔効果を高められるからである。

ここで、最大縮径部５２は挿入口５１からａの地点にあり、ｐを圧縮部Ｐの長さとすると、ａは（１／２）ｐ＜ａ＜（９／１０）ｐを満足することが好ましい。
その理由は、ａ≦（１／２）ｐでは拘束力を得るのに十分な摩擦面が得られず、ａ≧（９／１０）ｐでは奥端までの距離が短すぎるので形成されるラッパ状部の大きさが小さく、抜け止め防止のための楔効果が薄れるからであり、好ましくは（３／５）ｐ≦ａ≦（８／１０）ｐの範囲である。この範囲とすれば、最も良好な摩擦効果と楔効果を達成することができる。

挿入口５１から最大縮径部５２までの領域の水平に対する角度ｘは１．５〜２．５度が好ましく、最大縮径部５２から奥端５３までの領域の水平に対する角度ｙは3〜５度が好ましい。ｘが１．５度以下では金属スリーブによる撚り合せ電線１の圧縮力が弱いので長さが長尺化して取り扱い難く、２．５度以上では電線の圧縮が急激になり、テンションメンバ１１を傷めるおそれがある。
ｙが3度以下では電線の引抜き抵抗が弱くなり、５度以上であると引抜き抵抗が最大縮径部５２に集中しやすく、この部分で撚り合せ電線１がせん断破断しやすいからである。

本考案の撚り合せ電線の引き留め端部２の詳細を説明すると、図６は撚り合せ電線１の端部を引き留め加工する前の素金属スリーブ５´を示しており、撚り合せ電線１の端部が挿入可能な直径２０ｍｍの筒穴５０を有している。ｐ′は圧縮部長さであり、筒穴５０の長さと対応している。
素金属スリーブ５´は、筒穴５０の挿入口５１から奥端５３までの内径が同一となっている。これに対して外径側は全体として山形状の太径部となっている。すなわち、口元つまり挿入口外径部位５６から中央よりも後方の稜線である最大厚肉部５７にかけてなだらかに径が増した漸増外径部５７０、最大厚肉部(最大外径部)５７から奥端５３に対応する外径位置５８までのｂ´の領域には径がなだらかに水平状まで減少した漸減外径部５７１を有している。

最厚肉外径部５７の位置は外径挿入口５６からａ′の距離の地点にあり、ａ′は（１／２）ｐ′＜ａ′＜（９／１０）ｐ′にある。
ａ′≦（１／２）ｐ′では十分な摩擦面が得られず、ａ′≧（９／１０）ｐ′では楔効果が薄れる。好ましくは（３／５）ｐ′≦ａ′≦（８／１０）ｐ′の範囲であり、本実施例では最厚肉外径部５７はａ′＝（７／１０）ｐ′の位置にある。
ａ′までは挿入口外径部位５６から最大厚肉外径部５７にかけてなだらかに傾斜状に拡径し、最大厚肉外径部５７を境として圧縮部終端外径部位５８にかけてなだらかに縮径している。最大肉厚部５７は稜線を構成しているが、剪断を考慮して適度に丸みをつけてもよい。しかし、圧縮による反転突出時に適度にアールが形成されるのでその必要は少ないといえる。

ここで、挿入口外径部位５６からa´までの領域の水平に対する角度ｘは１．５〜２．５度が好ましく、ａ´から圧縮部終端外径部位５８までの領域の水平に対する角度ｙは４〜５度が好ましい。いいかえると、最大肉厚部５７の直径は挿入口外径部位５６の直径の１．０５〜１．１５倍が好ましい。１．０５倍以下では圧縮加工で内径側に反転突出したときに締結力が劣り、１．１５倍以上では圧縮力が強すぎ、テンションメンバを損傷するおそれがあるからである。
具体的な寸法例を挙げると、挿入口外径部位５６で直径３８ｍｍ、最大厚肉部５７で直径４２ｍｍである。

図７と図８は本考案による撚り合せ電線の引き留め端部１２の製作法の例を示しており、素金属スリーブ５´の挿入口５１から筒穴５０に撚り合せ電線１の端部１０を挿入し、奥端５３に到達させる。このセットは筒穴５０の径が一様であるため容易である。
上記セット状態の素金属スリーブ５´を圧縮機６で圧縮加工する。
圧縮機６は平坦状または半円弧状の下台６１と上台６２がアーム６９により結合されており、圧縮板６３が油圧シリンダー６４を介して上台６２に固定されている。

撚り合せ電線１を挿入した素金属スリーブ５´を圧縮機６の下台６１に配置し、油圧シリンダー６４の圧力を上げることで圧縮板６３を下方に押し下げ、素金属スリーブ５´に半径方向から圧力を加える。それにより最大肉厚部５７から順次挿入口外径５６および圧縮部終端外径部位５８へと圧力が加わっていく。
一定の圧力に達したら、素金属スリーブ５´が円周方向に均等に加圧されるように素金属スリーブ５´を順次回転させながら外径が長手方向で略一定の平坦状になるまで加圧を繰り返す。

これにより金属スリーブ５は図８（ｂ）のように外径が長手方向に略均一の径となる一方、それまで外径にあった漸増外径部５７０、最大肉厚部５７および漸減外径部５７１からなる山形状の突起部が筒穴内に反転突出して山形状に出っ張り、図４と図５のような漸減径部５２０と最大縮径部５２および漸増径部５２１に変化する。山の頂部に相当する最大縮径部５２を境に滑らかに拡径しているので、筒穴の口元にはほとんど圧縮力が加わらず、挿入した撚り合せ電線端部の長さ方向中央より奥側が山の頂部である最大縮径部５２でくびれて最小径となるので、強大な拘束力が生じ、きわめて高い抜け止め効果が得られるのである。
たとえば、筒穴５０は挿入口５１が１７．９ｍｍ、最大縮径部５２が１６．５ｍｍに縮径し、奥端５３は１７．５ｍｍで最大縮径部５２から奥端５３にかけてラッパ状に拡径している。

なお、圧縮工程は静水圧を重畳する方式のほか、叩きを加えるスエージング方式を含んでいる。
なお、山形状の太径部は複数形成されていてもよい。

Ｐ圧縮部
ｐ圧縮部長
１撚り合せ電線
２引き留め端部
１１テンションメンバ
１２導電用金属線
５金属スリーブ
５２最大縮径部
５７最大厚肉部

Claims

炭素繊維を主体とするテンションメンバの周りに導電用金属線を撚り合せた電線の端部を金属スリーブに挿入し、金属スリーブを半径方向から圧縮することで撚り合わせ電線端部を固定した引き留め端部において、前記金属スリーブの圧縮部を構成する内径が挿入口から後方領域に向って漸次縮径し、次いで最大縮径部位から奥端に向って漸次拡径しており、撚り合わせ電線端部は前記内径の変化に対応した分布で圧縮力を受けていることを特徴とする撚り合せ電線の引き留め端部構造。
最大縮径部位は挿入口から距離ａの地点にあり、ｐを圧縮部長さとすると、ａは（１／２）ｐ＜ａ＜（９／１０）ｐの位置にある請求項１に記載の撚り合せ電線の引き留め端部構造。
（３／５）ｐ≦ａ≦（８／１０）ｐの位置にある請求項２に記載の撚り合せ電線の引き留め端部構造。
挿入口からa地点までの水平に対する角度ｘが、奥端からa地点までの水平に対する角度ｙよりも小さい請求項１に記載の撚り合せ電線の引き留め端部構造。
角度ｘが１．５〜２．５度であり、角度ｙが3〜５度である請求項４に記載の撚り合せ電線の引き留め端部構造。
口元から奥端まで長手方向で均一な径の穴を有し、外径側は口元から後端にかけて山形状の太径部を形成した素金属スリーブを用い、電線端部を穴に挿入した状態で前記素金属スリーブを外径が長手方向で略均一となるように半径方向から圧縮加工することにより、前記太径部を穴側に反転突出させ、穴内径を、挿入口から後方領域に向って漸次縮径し次いで穴奥端に向って漸次拡径した形状に塑性変形させている請求項１ないし５のいずれかに記載の撚り合せ電線の引き留め端部構造。