JP3574588B2 - 鋼心アルミニウム電線の接合構造および溶接方法 - Google Patents
鋼心アルミニウム電線の接合構造および溶接方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼心アルミニウム電線の接合構造および溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電線の端部の接合は、例えば、特開平７−５７８４７号公報に開示される電線の溶接方法およびその装置や特開平１０−１９９５８６号公報に開示される電線の溶接方法などによって知られている。
この電線の溶接方法およびその装置においては、従来の溶接電線に比し、溶接部における気泡による凹み部や収縮による鋳巣部を覆い、凹みや鋳巣を防止することができる。
【０００３】
ここで、特開平７−５７８４７号公報に開示される電線の溶接方法およびその装置を、鋼心アルミニウム電線の溶接方法および溶接装置に適用した一例を図面に基づいて説明する。
図３において、収容部１は、例えば、セラミック製の薬包外筒２と半割の筒状鉄板製の隔壁部材３と２つの止め部材４とドーナツ状の端板８と加熱剤９と点火具７とからなる。
【０００４】
この収容部１は、予め薬包外筒２と隔壁部材３と一方の端板８によって筒状体を形成した後、その内部に加熱剤９を充填するとともに、残りの端板８を取り付ける。最後に、点火具７を取り付けることによって形成される。
ドーナツ状の端板８も薬包外筒２と同様にセラミックで形成されている。
半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３は、図１、図６に示すように、両端にフランジ３ａ，３ｂを有する。そして、一方のフランジ３ａが他方のフランジ３ｂよりも長くしてある。
【０００５】
長くした一方のフランジ３ａのほぼ中央部には、図５に示すように、湯溜まり部１５を形成するための凹部３ｃと、連通部１７を形成するための凹部３ｄと、気体排気用の通路１６を形成するための凹溝３ｅが設けられている。
【０００６】
この半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３は、例えば、約１．２ｍｍの厚みの鉄板で構成されている。この半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３は、約１５００℃までは溶けずに形状保持ができるようになっている。
この半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３は、そのフランジ３ａ，３ｂを断面略Ｕ字状の金属製の止め部材４によって被嵌されることによって、筒状体とされる。
【０００７】
止め部材４は、例えば、直径２．４ｍｍの円弧部４ａが形成されるように加工されている。
これによって、図５に示すように、半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３のフランジ３ａ，３ｂを被嵌した時、フランジ３ａ，３ａと円弧部４ａとの間に排気用の通路１１が形成されるようになっている。
【０００８】
加熱剤９は、テルミット反応で代表される金属酸化物と金属または金属合金との酸化還元反応を応用したものである。
本例では、加熱剤９の組成配合比としては、アルミニウム２５重量％、鉄−アルミニウム合金１０重量％、珪素鉄２０重量％、酸化銅１０重量％、四三酸化鉄２０重量％、酸化第二鉄１０重量％、二酸化マンガン５重量％とした。
【０００９】
この加熱剤９は、熱を発するだけで、発熱中流動するものではない。
点火具７は、図示しない電源に連絡し、着火薬を点火して加熱剤９を作動させるものである。
収容部１内には、アルミニウム溶接材１２が配置されている。
このアルミニウム溶接材１２は、アルミニウム電線１３，１３と電気的に同じかもしくは良質のアルミニウム材が用いられている。
【００１０】
本例では、アルミニウム溶接材１２としては、純度９９．９％以上のアルミニウム材が用いられている。また、融点は６６０℃である。
また、その大きさは、２本のアルミニウム電線１３，１３を溶接するに十分な大きさとしてある。
【００１１】
アルミニウム溶接材１２の両側には、連結すべき２本のアルミニウム電線１３，１３の端部１３ａ，１３ａが当接されている。
アルミニウム電線１３，１３は、ＪＩＳ Ｈ−２１１０（電気用アルミニウム地金）で構成されている。その組成は、Ａｌ９９．６５重量％以上で、Ｓｉ０．１０重量％以下、Ｆｅ０．２５重量％以下、Ｃｕ０．００５重量％以下、Ｍｎ０．００５重量％以下、Ｔｉ＋Ｖ０．００５重量％以下である。また、融点は６６０℃である。
【００１２】
また、アルミニウム電線１３，１３の端部１３ａ，１３ａには、収容部１内に嵌入する長さに亘って耐熱性のセラミック製繊維を巻き付けた後に、その上をセロハンテープ、ガラス繊維を用いたテープなどによって止着することによって、湯止め具１４が形成されている。
この湯止め具１４，１４を形成する耐熱性のセラミック製繊維は、表面が起毛状になっており、例えば、フェールト状である。このため、電線表面の凹凸になじみ易く、半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３とアルミニウム電線１３の間を塞ぎ、アルミニウム溶接材１２の溶融物の流出を防ぐことができる。
【００１３】
次に、このように構成された本例の作用を説明する。
まず、２つ割りの隔壁部材３のフランジ３ａ，３ｂを重ね合わせた後、止め部材１０を被嵌する。ついで、薬包外筒２と隔壁部材３と一方の端板８によって筒状体を形成した後、その内部に加熱剤９を充填する。ついで、残りの端板８を取り付ける。最後に、加熱剤９が充填されている箇所に点火具７を取り付けることによって、収容部１を形成する。
【００１４】
次に、収容部１内にアルミニウム溶接材１２を配置する。
一方、連結すべき２本のアルミニウム電線１３，１３は、予めそれぞれの端部１３ａ，１３ａに収容部１内に嵌入する長さに亘って耐熱性のセラミック製繊維を巻き付けるとともに、その上をセロハンテープ，ガラス繊維を用いたテープなどによって止着することによって、湯止め具１４，１４，を形成しておく。
【００１５】
このように湯止め具１４，１４を設けたアルミニウム電線１３，１３を、収容部１の両端側から連結すべき２本のアルミニウム電線１３，１３の端部１３ａ，１３ａを挿入し、それぞれの先端がアルミニウム溶接材１２と当接したところで、その移動を停止する。
この状態で、酸化還元反応を起こす加熱剤９を充填した収容部１の点火具７を操作して、加熱剤９を反応させる。
【００１６】
この加熱剤９による酸化還元反応熱が、収容部１の隔壁部材３を介してアルミニウム溶接材１２に加えられて加熱溶融する。
この時、溶融したアルミニウム溶接材１２がフランジ３ａ，３ａの凹部３ｄ，３ｄで形成される連通部１７を通り、フランジ３ａ，３ａの凹部３ｃ，３ｃで形成される湯溜まり部１５に溜まる。
【００１７】
同時に、ガス，水蒸気などの気体が発生するが、この気体は湯溜まり部１５に連通するフランジ３ａ，３ａの凹溝３ｅ，３ｅで形成される気体排気用の通路１６を経て、隔壁部材３のフランジ３ａ，３ａの上部側と止め部材４の円弧部４ａとの間の通路１１から外部へ排出される。
また、溶融した溶接材は、両電線１３，１３の端末部分から電線の表面を伝って流れ出す。
【００１８】
また、溶融したアルミニウムは、両アルミニウム電線１３，１３の端部１３ａ，１３ａ部分から電線の表面を伝って流れ出す。
そして、溶融したアルミニウムが、湯止め具１４，１４の位置まで来ると、隔壁部材３と湯止め具１４，１４とによって外部への流出が阻止される。
その後、加熱が終わり予熱によって温度が低くなり、融着部が凝固し始めると、同時に収縮し始める。
【００１９】
この時に、湯溜まり部１５に貯留されていた溶接材の溶融物が、融着部の収縮部の凹み部や鋳巣部に流れこみ、融着部の凹みや鋳巣の発生を防止する。
その後、アルミニウムが冷却固化したところで、収容部１を破壊した後、半割の隔壁部材３を分解し、湯止め具１４を取り除くことによって、アルミニウム溶接材の溶融物で溶接されたアルミニウム電線を得ることができる。
【００２０】
以上のように、本例では、加熱剤９の反応熱によってアルミニウム溶接材１２が加熱溶融した時、溶融物の一部が連通部１７を介して湯溜まり部１５内に流入して貯留されると同時に、加熱溶融時に生ずるガス，水蒸気などが、隔壁部材３内に止まることなく、フランジ３ａに設けた凹溝３ｅ，３ｅによって形成される通路１６を介して外部へ通じる通路１１を介して排気されるので、アルミニウム溶接材１２の体積膨張に伴って流出しようとする溶融物が、無理なく湯溜まり部１５内に流入することができる。
【００２１】
そして、加熱溶融が終わって温度が低下し、溶融物が凝固して収縮し始めると、この収縮部位に湯溜まり部１５に溜められていた溶融物が、両電線１３，１３の溶接部位に流し混むように構成されているから、気泡による凹み部や収縮による鋳巣部を覆い、凹みや鋳巣を防止することができる。
また、湯溜まり部１５は、図４に示すように、収容部１の中心部に近い位置に配置されているので、加熱剤９による加熱が終了しても、その予熱によって加温され、内部に貯留されているアルミニウム溶接剤１２の溶融物を急激に冷却することがない。
【００２２】
そのため、溶接部位での冷却が始まった時に、確実に溶融状態のアルミニウム溶接材１２を確実に供給することができる。
また、溶融したアルミニウム溶接材１２の溶接部が収容部１の隔壁部材３と湯止め具１４，１４とによって外部への流出が阻止される。
また、溶接部位が湯止め具１４，１４によって閉塞されているので、溶接時に収容部１を水平姿勢に保持しなくとも、例えば、斜めや垂直にして使用することができる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この電線の溶接方法およびその装置でも、鋼心アルミニウムより線および鋼心耐熱アルミニウム合金より線の場合、反応熱で鋼心線（鋼心の素線）が外側に広がり、以下の問題が発生する場合がある。
これを図７に基づいて説明する。図７は、特開平７−５７８４７号公報に開示される電線の溶接方法およびその装置によって接合された鋼心アルミニウムより線（電線）２１の端部２１ａの接合構造を示す。
【００２４】
ここでは、対向する１対の鋼心アルミニウムより線２１の端部２１ａ同士が融着部２４を介して接合されている。そして、融着部２４には、押し湯の湯溜まり部２５が形成されている。
この接合構造では、凝縮時のアルミニウムを補充するために設けた湯溜まり部２５に鋼心線２２の先端部２３が飛び出し、溶接後、湯溜まり部２５を切断ライン２６に沿って切断すると、鋼心線２２の先端部２３が外表面に露出する。
【００２５】
そこで、これを避けるため、融着部２４の外径を大きくすると、与える熱量を多く必要とするため、鋼心線２２自体の強度が低下するなど、溶接強度のバラツキが大きくなる。
また、融着部２４の外径を大きくすると、熱量（加熱量と放熱量）のバランスコントロールが難しくなり、溶接強度のバラツキが大きくなる。
【００２６】
さらに、湯溜まり部２５を切断した時、鋼心線２２の先端部２３が外表面に露出すると、溶接後の防錆処理が必要になる。なお、溶接後に湯溜まり部２５をカットしないと、鋼心アルミニウムより線（電線）２１の片側に出っ張った湯溜まり部２５が次工程のアーマーロッドを巻くのに支障をきたすこととなる。
本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、接合時の反応熱による鋼心線（鋼心の素線）の外側への広がりを防止することができる鋼心アルミニウム電線の接合構造および溶接方法を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、鋼心アルミニウム電線の端部同士を溶接部を介して連結してなる鋼心アルミニウム電線の接合構造において、前記両端部には、溶接部の温度以上の融点をもつ材質からなる拘束リングを、前記鋼心線の外側のアルミニウムより線とアルミニウムより線との間に挿入することによって取り付けられていることを特徴とする。
【００２８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の鋼心アルミニウム電線の接合構造において、前記拘束リングは、鉄またはステンレスからなることを特徴とする。
【００２９】
請求項３記載の発明は、鋼心アルミニウム電線の端部同士を溶接器内に挿入し、前記端部を溶接部を介して連結する鋼心アルミニウム電線の溶接方法において、前記溶接前に、前記両端部に前記溶接部の温度以上の融点をもつ材質からなる拘束リングを、前記鋼心線の外側のアルミニウムより線とアルミニウムより線との間に挿入することによって取り付け、該拘束リングによって前記溶接時に鋼心線の広がりを防止することを特徴とする。
【００３０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の鋼心アルミニウム電線の溶接方法において、前記拘束リングは、鉄またはステンレスからなることを特徴とする。
【００３１】
本発明が適用できるアルミニウム電線としては、鋼心線に亜鉛メッキ鋼線を使用した鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ線）、鋼心線にアルミニウム覆鋼線を使用した鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ／ＡＣ線）、鋼心線に亜鉛メッキ鋼線を使用した鋼心耐熱アルミニウム合金より線（ＴＡＣＳＲ線）、鋼心線にアルミニウム覆鋼線を使用した鋼心耐熱アルミニウム合金より線（ＴＡＣＳＲ／ＡＣ線）がある。
【００３２】
（作用）
本発明においては、溶接部の温度（約７３０℃）以上の融点をもつ材質からなる拘束リング（例えば鉄またはステンレス）を鋼心線の外側のアルミニウムより線とアルミニウムより線との間に挿入しているので、溶接時の鋼心線（鋼心の素線）の広がりを拘束リングが抑制し、鋼心線の広がりを防止することができる。
【００３３】
特に、亜鉛メッキ鋼線を使用した鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ線）、鋼心耐熱アルミニウム合金より線（ＴＡＣＳＲ線）の場合には、熱を加えた時に亜鉛の介在により鋼心線のＦｅと溶接用充填Ａｌとが反応し、反応熱で鋼心線が大きく外側に広がる現象が見られるが、拘束リングによりその外側への広がりを確実に防止することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明の鋼心アルミニウム電線の接合構造および溶接方法に係る一実施形態を示す（請求項１〜請求項４に対応する）。なお、本実施形態では、図３〜図６で示す一例と同様の方法および装置を用いた。そのため、その詳細は省略し、本実施形態の特徴部分である鋼心線の広がり防止について説明する。
【００３５】
図１は、溶接器である収容部１に挿入する前の鋼心アルミニウムより線５０の端部５０ａの１層目５２をほぐし、溶接部の温度（約７３０℃）以上の融点をもつ材質からなる拘束リング（例えば鉄またはステンレス）６０を、鋼心線５１の外側の１層目５２と２層目５３との間に挿入する処理を説明する。
【００３６】
このように拘束リング６０を取り付けた一対の鋼心アルミニウムより線５０は、図３の電線１３と同様に、収容部１内に挿入される。
そして、特開平７−５７８４７号公報に開示される電線の溶接方法およびその装置と同様に操作される。
この結果、図２に示すように、鋼心線（鋼心の素線）５１の端部５０ａには、溶接部の温度（約７３０℃）以上の融点をもつ材質からなる拘束リング（例えば鉄またはステンレス）６０が鋼心線５１の外側のアルミニウムより線１層目５２とアルミニウムより線２層目５３との間に挿入されているので、溶接後においても、鋼心線（鋼心の素線）５１の広がりを防止することができる。
【００３７】
従って、切断ラインで湯溜まり部を切断しても、鋼心線５１の端部が露出することがなくなる。
なお、図２において、５４は湯溜まり部、５５は融着部を表す。
本実施形態において、拘束リング６０は、金属リングに限定されない。ただし、融点が高く（溶融する部位の温度以上）、鋼心線５１の広がりを防ぎ、かつ、引張強度を低下させることがなく、低コストであれば良い。アルミニウムの融点は、約６６０℃であるが、収容部１のアルミニウム溶融部の温度は、実測値で６６０〜７３０℃程度である。
【００３８】
また、本実施形態において、拘束リング６０を鋼心線５１の外側のアルミニウムより線１層目５２とアルミニウムより線２層目５３との間に挿入したが、拘束リング６０は、安価な材質で、耐食性があれば鋼心アルミニウムより線５０の外側でも良い。
ただし、拘束リング６０の材質が鉄の場合は、耐食性がないため、溶融させたアルミニウム内にあれば問題ないが、外表面に露出した場合は、腐食するので好ましくない。
【００３９】
また、拘束リング６０の材質をステンレスにして外側におくことも考えられるが、ステンレスが外表面にでた場合、アルミニウムとステンレスの電蝕の問題があるので、好ましくない。特に、送電線は、海岸部にも使用されるため、耐食性の要求は厳しい。
一方、強度を満足させるためには、図２に示すように、鋼心線５１を開かせた方が良い。そこで、鋼心線５１を拘束リング６０で直接拘束した場合、要求規格の強度が得られない。鋼心線５１が開くことにより、アンカーの働きをし、強度が上がる。
【００４０】
鋼心線５１を拘束リング６０で直接拘束した場合、鋼心線５１とアルミニウムの反応熱を直接受けるため、０．５ｍｍ以下の鉄材の拘束リング６０では溶融破断し、拘束の効果を果たさない。
ところで、本発明が適用できるアルミニウム電線である鋼心アルミニウムより線、鋼心耐熱アルミニウム合金より線の場合、＃６１０以上の太い電線は鋼心線の外側のアルミニウムより線は３層であり、＃４１０以下の電線のアルミニウムより線は２層である。＃６１０以上の電線の場合は外側から２層目と３層目の間に入れても良い。
【００４１】
また、外側層のアルミニウムより線を削り取り、アルミニウムより線２層目または３層目の外側に拘束リング６０を嵌める方法も、アルミニウム溶接材の量が少し多く必要となるが可能である。
また、本実施形態では、拘束リング６０を鋼心アルミニウム電線５０の端面に挿入したが、端面から１０ｍｍ程度奥に挿入しても良い。
【００４２】
また、＃３３０未満の細い電線および鋼心亜鉛メッキ線（ＡＣＳＲ線、ＴＡＣＳＲ線）の溶接も可能となった。
また、＃３３０以上のサイズにおいてもこの方式により溶接品質の向上を図ることができた。
また、湯溜まり部５４を切断する理由は次の通りである。
【００４３】
ジャンパー線で使用する場合、アーマーロッドを巻くことが多いようである。そこで、湯溜まり部５４をカットしないと、このアーマーロッドを巻くことができない。アーマーロッドを巻くと、強度比で５％程度強度がアップするので好ましい。さらに、その部位で何か処理をしているという目印となり、施工者に注意を促すこととなる。
【００４４】
次に、本発明を実験例および比較例に基づいてさらに具体的に説明する。
（実験例１）
＃１６０（公称断面積ｍｍ２）の鋼心アルミニウムより線においてアルミニウムより線の外側１層目と２層目の間に鉄（ＳＳ４００またはＳ４５Ｃ）またはステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の幅２ｍｍ〜４ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのリングを挿入した。
【００４５】
表１に、＃１６０ ＡＣＳＲ アルミニウムより線の外側１層目と２層目の間に鉄製の幅４ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのリングを挿入した場合についてその結果を示す。
表１から明らかなように、試験環境が低温０℃、常温２０℃を問わず、良好であった。
【００４６】
なお、鋼心アルミニウムより線の接合（融着ジョイント）は、従来の圧縮スリーブの代替え施工法であるため、従来の圧縮スリーブに対する要求規格がそのまま連用されている。
ＪＥＣ−１６６ 鋼心アルミニウムより線用接続管
ＪＥＣ−１９９ 鋼心耐熱アルミニウム合金より線用接続管
この融着ジョイントは、ジャンパー線の接続として使用しているため、使用電線の引張荷重の３０％以上の規格が適用されている（ＪＥＣ−１９９参照）。
【００４７】
なお、＃１６０ＳＲの場合、電線の引張強度は６８．４０ｋＮであり、その３０％は、２０．５２ＫＮである。
従って、２０．５２ｋＮ以上の強度を要求されるが、融着ジョイントの融着部に使用しているアルミニウム円柱は、Ａ１０５０であり、その際背負う引張応力は、５９Ｎ／ｍｍ２である。鉄板内径２０．２ｍｍで計算すると、１８．９ｋＮ（２７．６％）であり、３０％以上を保証することは難しい。実際の強度３０％を超えるデータがあるのは、ＳＲ線での鋼心線の開きによるアンカー効果と融着時の鋼心線とアルミニウムの反応により融着アルミニウム中へ鉄分が拡散し、合金を形成するためと思われる。
【表１】
（比較例１）
鋼心の外側に拘束リングを直接挿入する手段も検討したが、挿入できるリングの厚みは、０．５ｍｍ程度であり、溶接時に金属リングは溶断してしまい効果を果たさなかった。
溶接器の収容部１の内径と鋼心アルミニウムより線の外径の差は、例えば＃４１０の場合、２ｍｍで片側１ｍｍである。＃４１０と＃３１０は溶接器の内径は共通である。アルミニウム溶接部の温度は７３０℃に達する。
【００４８】
特に、亜鉛メッキ鋼線を使用した鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ線）、鋼心耐熱アルミニウム合金より線（ＴＡＣＳＲ線）の場合には、熱を加えた時に亜鉛の介在により鋼線のＦｅと溶接用充填Ａｌとが反応し発熱する。この場合、リングを鋼心と直接接触する方式では、反応熱で金属リングは溶融する。
表２に、＃１６０（公称断面積ｍｍ２）の鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ）の鋼心線の外側に幅５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍの鉄製のリングを直接挿入した場合の結果を示す。
【００４９】
表２から明らかなように、試験品は、リングの破片に邪麗されて鋼心線自体の直接の外表面への露出はなかったが、鋼心線を拘束する目的が達せられていないため、鋼心線が飛び出す確率は非常に高い。
強度は、鋼心線が外側に広がっているため、高めの値になっている。
【表２】
また、鋼心線を直接拘束して広がりを防止すると、鋼心線が広がる場合と比較して、溶接強度が不足する問題が生じる。（データＳＲ５８）
表３に、＃１６０（公称断面積ｍｍ２）の鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ）のアルミニウム線部を長さ５ｍｍ段付加工後、直接鋼心線の外側に幅５ｍｍ、肉厚１ｍｍの鉄製のリングを挿入した場合の結果を示す。
【００５０】
表３から明らかなように、肉厚１ｍｍのリングを挿入するには、アルミニウム線部を段付き加工にする必要があり、溶融部の容積を計算上で調整したが、若干アルミニウム容量不足になり上部湯溜まり部にＶ字凹みが発生した。
【表３】
アルミニウムより線を削り取り、鋼心の外側に直接リングを嵌める方法は、アルミニウム溶接材の量をその分多く必要とするため、熱量コントロールが難しく、鋼心自体の強度不足等、溶接強度が不足する。
【００５１】
表４に、＃１６０（公称断面積ｍｍ２）の鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ）のアルミニウム線部を長さ１０ｍｍ段付加工後、直接鋼心の外側に幅２ｍｍ、肉厚２ｍｍの鉄製のリングをアルミニウム段付面まで挿入し、鋼心線の先端を８ｍｍ出して鋼心先端を開かせた場合の結果を示す。
表４から明らかなように、強度も若干低く、外観ＮＧも発生し、安定性が低かった。
【表４】
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜請求項４記載の発明によれば、湯溜まり部および外表面への鋼心線の飛び出しを完全に防止できる。
請求項１または請求項３記載の発明によれば、アルミニウムより線の外側１層目と２層目の間に拘束リングを挿入することにより、拘束リングが鋼心線から直接受ける反応熱を軽減し、拘束リングの溶融破断を防止することができる。
【００５３】
また、鋼線の飛び出しを防止するとともに、鋼心線の先端部を適度に開かせることにより、溶接後の引張強度の低下率を減少させることができた。
また、溶接後、拘束リング自体は外表面に露出しないので、防錆上の問題もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における拘束リングの取付を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態における鋼心アルミニウム電線の接合構造を示す説明図である。
【図３】特開平７−５７８４７号公報に記載の電線の溶接方法および電線の溶接装置をアルミニウムニウム電線の溶接に適用した一例を示す断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】図３の要部拡大断面図である。
【図６】図３の隔壁部材の斜視図である。
【図７】従来の融着部の状況を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 収容部
２ 薬包外筒
３ 隔壁部材
３ｃ，１１ 通路
４ 止め部材
９ 加熱剤
１２ アルミニウム溶接材
１３ アルミニウム電線
１３ａ アルミニウム電線１３の端部
１４ 湯止め具
１５ 湯溜まり部
１６ 気体排気用の通路
１７ 連通部
５０ 鋼心アルミニウムより線
５０ａ 端部
５１ 鋼心線（鋼心の素線）
５２ １層目
５３ ２層目
５４ 湯溜まり部
５５ 融着部
６０ 拘束リング
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼心アルミニウム電線の接合構造および溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電線の端部の接合は、例えば、特開平７−５７８４７号公報に開示される電線の溶接方法およびその装置や特開平１０−１９９５８６号公報に開示される電線の溶接方法などによって知られている。
この電線の溶接方法およびその装置においては、従来の溶接電線に比し、溶接部における気泡による凹み部や収縮による鋳巣部を覆い、凹みや鋳巣を防止することができる。
【０００３】
ここで、特開平７−５７８４７号公報に開示される電線の溶接方法およびその装置を、鋼心アルミニウム電線の溶接方法および溶接装置に適用した一例を図面に基づいて説明する。
図３において、収容部１は、例えば、セラミック製の薬包外筒２と半割の筒状鉄板製の隔壁部材３と２つの止め部材４とドーナツ状の端板８と加熱剤９と点火具７とからなる。
【０００４】
この収容部１は、予め薬包外筒２と隔壁部材３と一方の端板８によって筒状体を形成した後、その内部に加熱剤９を充填するとともに、残りの端板８を取り付ける。最後に、点火具７を取り付けることによって形成される。
ドーナツ状の端板８も薬包外筒２と同様にセラミックで形成されている。
半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３は、図１、図６に示すように、両端にフランジ３ａ，３ｂを有する。そして、一方のフランジ３ａが他方のフランジ３ｂよりも長くしてある。
【０００５】
長くした一方のフランジ３ａのほぼ中央部には、図５に示すように、湯溜まり部１５を形成するための凹部３ｃと、連通部１７を形成するための凹部３ｄと、気体排気用の通路１６を形成するための凹溝３ｅが設けられている。
【０００６】
この半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３は、例えば、約１．２ｍｍの厚みの鉄板で構成されている。この半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３は、約１５００℃までは溶けずに形状保持ができるようになっている。
この半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３は、そのフランジ３ａ，３ｂを断面略Ｕ字状の金属製の止め部材４によって被嵌されることによって、筒状体とされる。
【０００７】
止め部材４は、例えば、直径２．４ｍｍの円弧部４ａが形成されるように加工されている。
これによって、図５に示すように、半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３のフランジ３ａ，３ｂを被嵌した時、フランジ３ａ，３ａと円弧部４ａとの間に排気用の通路１１が形成されるようになっている。
【０００８】
加熱剤９は、テルミット反応で代表される金属酸化物と金属または金属合金との酸化還元反応を応用したものである。
本例では、加熱剤９の組成配合比としては、アルミニウム２５重量％、鉄−アルミニウム合金１０重量％、珪素鉄２０重量％、酸化銅１０重量％、四三酸化鉄２０重量％、酸化第二鉄１０重量％、二酸化マンガン５重量％とした。
【０００９】
この加熱剤９は、熱を発するだけで、発熱中流動するものではない。
点火具７は、図示しない電源に連絡し、着火薬を点火して加熱剤９を作動させるものである。
収容部１内には、アルミニウム溶接材１２が配置されている。
このアルミニウム溶接材１２は、アルミニウム電線１３，１３と電気的に同じかもしくは良質のアルミニウム材が用いられている。
【００１０】
本例では、アルミニウム溶接材１２としては、純度９９．９％以上のアルミニウム材が用いられている。また、融点は６６０℃である。
また、その大きさは、２本のアルミニウム電線１３，１３を溶接するに十分な大きさとしてある。
【００１１】
アルミニウム溶接材１２の両側には、連結すべき２本のアルミニウム電線１３，１３の端部１３ａ，１３ａが当接されている。
アルミニウム電線１３，１３は、ＪＩＳ Ｈ−２１１０（電気用アルミニウム地金）で構成されている。その組成は、Ａｌ９９．６５重量％以上で、Ｓｉ０．１０重量％以下、Ｆｅ０．２５重量％以下、Ｃｕ０．００５重量％以下、Ｍｎ０．００５重量％以下、Ｔｉ＋Ｖ０．００５重量％以下である。また、融点は６６０℃である。
【００１２】
また、アルミニウム電線１３，１３の端部１３ａ，１３ａには、収容部１内に嵌入する長さに亘って耐熱性のセラミック製繊維を巻き付けた後に、その上をセロハンテープ、ガラス繊維を用いたテープなどによって止着することによって、湯止め具１４が形成されている。
この湯止め具１４，１４を形成する耐熱性のセラミック製繊維は、表面が起毛状になっており、例えば、フェールト状である。このため、電線表面の凹凸になじみ易く、半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３とアルミニウム電線１３の間を塞ぎ、アルミニウム溶接材１２の溶融物の流出を防ぐことができる。
【００１３】
次に、このように構成された本例の作用を説明する。
まず、２つ割りの隔壁部材３のフランジ３ａ，３ｂを重ね合わせた後、止め部材１０を被嵌する。ついで、薬包外筒２と隔壁部材３と一方の端板８によって筒状体を形成した後、その内部に加熱剤９を充填する。ついで、残りの端板８を取り付ける。最後に、加熱剤９が充填されている箇所に点火具７を取り付けることによって、収容部１を形成する。
【００１４】
次に、収容部１内にアルミニウム溶接材１２を配置する。
一方、連結すべき２本のアルミニウム電線１３，１３は、予めそれぞれの端部１３ａ，１３ａに収容部１内に嵌入する長さに亘って耐熱性のセラミック製繊維を巻き付けるとともに、その上をセロハンテープ，ガラス繊維を用いたテープなどによって止着することによって、湯止め具１４，１４，を形成しておく。
【００１５】
このように湯止め具１４，１４を設けたアルミニウム電線１３，１３を、収容部１の両端側から連結すべき２本のアルミニウム電線１３，１３の端部１３ａ，１３ａを挿入し、それぞれの先端がアルミニウム溶接材１２と当接したところで、その移動を停止する。
この状態で、酸化還元反応を起こす加熱剤９を充填した収容部１の点火具７を操作して、加熱剤９を反応させる。
【００１６】
この加熱剤９による酸化還元反応熱が、収容部１の隔壁部材３を介してアルミニウム溶接材１２に加えられて加熱溶融する。
この時、溶融したアルミニウム溶接材１２がフランジ３ａ，３ａの凹部３ｄ，３ｄで形成される連通部１７を通り、フランジ３ａ，３ａの凹部３ｃ，３ｃで形成される湯溜まり部１５に溜まる。
【００１７】
同時に、ガス，水蒸気などの気体が発生するが、この気体は湯溜まり部１５に連通するフランジ３ａ，３ａの凹溝３ｅ，３ｅで形成される気体排気用の通路１６を経て、隔壁部材３のフランジ３ａ，３ａの上部側と止め部材４の円弧部４ａとの間の通路１１から外部へ排出される。
また、溶融した溶接材は、両電線１３，１３の端末部分から電線の表面を伝って流れ出す。
【００１８】
また、溶融したアルミニウムは、両アルミニウム電線１３，１３の端部１３ａ，１３ａ部分から電線の表面を伝って流れ出す。
そして、溶融したアルミニウムが、湯止め具１４，１４の位置まで来ると、隔壁部材３と湯止め具１４，１４とによって外部への流出が阻止される。
その後、加熱が終わり予熱によって温度が低くなり、融着部が凝固し始めると、同時に収縮し始める。
【００１９】
この時に、湯溜まり部１５に貯留されていた溶接材の溶融物が、融着部の収縮部の凹み部や鋳巣部に流れこみ、融着部の凹みや鋳巣の発生を防止する。
その後、アルミニウムが冷却固化したところで、収容部１を破壊した後、半割の隔壁部材３を分解し、湯止め具１４を取り除くことによって、アルミニウム溶接材の溶融物で溶接されたアルミニウム電線を得ることができる。
【００２０】
以上のように、本例では、加熱剤９の反応熱によってアルミニウム溶接材１２が加熱溶融した時、溶融物の一部が連通部１７を介して湯溜まり部１５内に流入して貯留されると同時に、加熱溶融時に生ずるガス，水蒸気などが、隔壁部材３内に止まることなく、フランジ３ａに設けた凹溝３ｅ，３ｅによって形成される通路１６を介して外部へ通じる通路１１を介して排気されるので、アルミニウム溶接材１２の体積膨張に伴って流出しようとする溶融物が、無理なく湯溜まり部１５内に流入することができる。
【００２１】
そして、加熱溶融が終わって温度が低下し、溶融物が凝固して収縮し始めると、この収縮部位に湯溜まり部１５に溜められていた溶融物が、両電線１３，１３の溶接部位に流し混むように構成されているから、気泡による凹み部や収縮による鋳巣部を覆い、凹みや鋳巣を防止することができる。
また、湯溜まり部１５は、図４に示すように、収容部１の中心部に近い位置に配置されているので、加熱剤９による加熱が終了しても、その予熱によって加温され、内部に貯留されているアルミニウム溶接剤１２の溶融物を急激に冷却することがない。
【００２２】
そのため、溶接部位での冷却が始まった時に、確実に溶融状態のアルミニウム溶接材１２を確実に供給することができる。
また、溶融したアルミニウム溶接材１２の溶接部が収容部１の隔壁部材３と湯止め具１４，１４とによって外部への流出が阻止される。
また、溶接部位が湯止め具１４，１４によって閉塞されているので、溶接時に収容部１を水平姿勢に保持しなくとも、例えば、斜めや垂直にして使用することができる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この電線の溶接方法およびその装置でも、鋼心アルミニウムより線および鋼心耐熱アルミニウム合金より線の場合、反応熱で鋼心線（鋼心の素線）が外側に広がり、以下の問題が発生する場合がある。
これを図７に基づいて説明する。図７は、特開平７−５７８４７号公報に開示される電線の溶接方法およびその装置によって接合された鋼心アルミニウムより線（電線）２１の端部２１ａの接合構造を示す。
【００２４】
ここでは、対向する１対の鋼心アルミニウムより線２１の端部２１ａ同士が融着部２４を介して接合されている。そして、融着部２４には、押し湯の湯溜まり部２５が形成されている。
この接合構造では、凝縮時のアルミニウムを補充するために設けた湯溜まり部２５に鋼心線２２の先端部２３が飛び出し、溶接後、湯溜まり部２５を切断ライン２６に沿って切断すると、鋼心線２２の先端部２３が外表面に露出する。
【００２５】
そこで、これを避けるため、融着部２４の外径を大きくすると、与える熱量を多く必要とするため、鋼心線２２自体の強度が低下するなど、溶接強度のバラツキが大きくなる。
また、融着部２４の外径を大きくすると、熱量（加熱量と放熱量）のバランスコントロールが難しくなり、溶接強度のバラツキが大きくなる。
【００２６】
さらに、湯溜まり部２５を切断した時、鋼心線２２の先端部２３が外表面に露出すると、溶接後の防錆処理が必要になる。なお、溶接後に湯溜まり部２５をカットしないと、鋼心アルミニウムより線（電線）２１の片側に出っ張った湯溜まり部２５が次工程のアーマーロッドを巻くのに支障をきたすこととなる。
本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、接合時の反応熱による鋼心線（鋼心の素線）の外側への広がりを防止することができる鋼心アルミニウム電線の接合構造および溶接方法を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、鋼心アルミニウム電線の端部同士を溶接部を介して連結してなる鋼心アルミニウム電線の接合構造において、前記両端部には、溶接部の温度以上の融点をもつ材質からなる拘束リングを、前記鋼心線の外側のアルミニウムより線とアルミニウムより線との間に挿入することによって取り付けられていることを特徴とする。
【００２８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の鋼心アルミニウム電線の接合構造において、前記拘束リングは、鉄またはステンレスからなることを特徴とする。
【００２９】
請求項３記載の発明は、鋼心アルミニウム電線の端部同士を溶接器内に挿入し、前記端部を溶接部を介して連結する鋼心アルミニウム電線の溶接方法において、前記溶接前に、前記両端部に前記溶接部の温度以上の融点をもつ材質からなる拘束リングを、前記鋼心線の外側のアルミニウムより線とアルミニウムより線との間に挿入することによって取り付け、該拘束リングによって前記溶接時に鋼心線の広がりを防止することを特徴とする。
【００３０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の鋼心アルミニウム電線の溶接方法において、前記拘束リングは、鉄またはステンレスからなることを特徴とする。
【００３１】
本発明が適用できるアルミニウム電線としては、鋼心線に亜鉛メッキ鋼線を使用した鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ線）、鋼心線にアルミニウム覆鋼線を使用した鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ／ＡＣ線）、鋼心線に亜鉛メッキ鋼線を使用した鋼心耐熱アルミニウム合金より線（ＴＡＣＳＲ線）、鋼心線にアルミニウム覆鋼線を使用した鋼心耐熱アルミニウム合金より線（ＴＡＣＳＲ／ＡＣ線）がある。
【００３２】
（作用）
本発明においては、溶接部の温度（約７３０℃）以上の融点をもつ材質からなる拘束リング（例えば鉄またはステンレス）を鋼心線の外側のアルミニウムより線とアルミニウムより線との間に挿入しているので、溶接時の鋼心線（鋼心の素線）の広がりを拘束リングが抑制し、鋼心線の広がりを防止することができる。
【００３３】
特に、亜鉛メッキ鋼線を使用した鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ線）、鋼心耐熱アルミニウム合金より線（ＴＡＣＳＲ線）の場合には、熱を加えた時に亜鉛の介在により鋼心線のＦｅと溶接用充填Ａｌとが反応し、反応熱で鋼心線が大きく外側に広がる現象が見られるが、拘束リングによりその外側への広がりを確実に防止することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明の鋼心アルミニウム電線の接合構造および溶接方法に係る一実施形態を示す（請求項１〜請求項４に対応する）。なお、本実施形態では、図３〜図６で示す一例と同様の方法および装置を用いた。そのため、その詳細は省略し、本実施形態の特徴部分である鋼心線の広がり防止について説明する。
【００３５】
図１は、溶接器である収容部１に挿入する前の鋼心アルミニウムより線５０の端部５０ａの１層目５２をほぐし、溶接部の温度（約７３０℃）以上の融点をもつ材質からなる拘束リング（例えば鉄またはステンレス）６０を、鋼心線５１の外側の１層目５２と２層目５３との間に挿入する処理を説明する。
【００３６】
このように拘束リング６０を取り付けた一対の鋼心アルミニウムより線５０は、図３の電線１３と同様に、収容部１内に挿入される。
そして、特開平７−５７８４７号公報に開示される電線の溶接方法およびその装置と同様に操作される。
この結果、図２に示すように、鋼心線（鋼心の素線）５１の端部５０ａには、溶接部の温度（約７３０℃）以上の融点をもつ材質からなる拘束リング（例えば鉄またはステンレス）６０が鋼心線５１の外側のアルミニウムより線１層目５２とアルミニウムより線２層目５３との間に挿入されているので、溶接後においても、鋼心線（鋼心の素線）５１の広がりを防止することができる。
【００３７】
従って、切断ラインで湯溜まり部を切断しても、鋼心線５１の端部が露出することがなくなる。
なお、図２において、５４は湯溜まり部、５５は融着部を表す。
本実施形態において、拘束リング６０は、金属リングに限定されない。ただし、融点が高く（溶融する部位の温度以上）、鋼心線５１の広がりを防ぎ、かつ、引張強度を低下させることがなく、低コストであれば良い。アルミニウムの融点は、約６６０℃であるが、収容部１のアルミニウム溶融部の温度は、実測値で６６０〜７３０℃程度である。
【００３８】
また、本実施形態において、拘束リング６０を鋼心線５１の外側のアルミニウムより線１層目５２とアルミニウムより線２層目５３との間に挿入したが、拘束リング６０は、安価な材質で、耐食性があれば鋼心アルミニウムより線５０の外側でも良い。
ただし、拘束リング６０の材質が鉄の場合は、耐食性がないため、溶融させたアルミニウム内にあれば問題ないが、外表面に露出した場合は、腐食するので好ましくない。
【００３９】
また、拘束リング６０の材質をステンレスにして外側におくことも考えられるが、ステンレスが外表面にでた場合、アルミニウムとステンレスの電蝕の問題があるので、好ましくない。特に、送電線は、海岸部にも使用されるため、耐食性の要求は厳しい。
一方、強度を満足させるためには、図２に示すように、鋼心線５１を開かせた方が良い。そこで、鋼心線５１を拘束リング６０で直接拘束した場合、要求規格の強度が得られない。鋼心線５１が開くことにより、アンカーの働きをし、強度が上がる。
【００４０】
鋼心線５１を拘束リング６０で直接拘束した場合、鋼心線５１とアルミニウムの反応熱を直接受けるため、０．５ｍｍ以下の鉄材の拘束リング６０では溶融破断し、拘束の効果を果たさない。
ところで、本発明が適用できるアルミニウム電線である鋼心アルミニウムより線、鋼心耐熱アルミニウム合金より線の場合、＃６１０以上の太い電線は鋼心線の外側のアルミニウムより線は３層であり、＃４１０以下の電線のアルミニウムより線は２層である。＃６１０以上の電線の場合は外側から２層目と３層目の間に入れても良い。
【００４１】
また、外側層のアルミニウムより線を削り取り、アルミニウムより線２層目または３層目の外側に拘束リング６０を嵌める方法も、アルミニウム溶接材の量が少し多く必要となるが可能である。
また、本実施形態では、拘束リング６０を鋼心アルミニウム電線５０の端面に挿入したが、端面から１０ｍｍ程度奥に挿入しても良い。
【００４２】
また、＃３３０未満の細い電線および鋼心亜鉛メッキ線（ＡＣＳＲ線、ＴＡＣＳＲ線）の溶接も可能となった。
また、＃３３０以上のサイズにおいてもこの方式により溶接品質の向上を図ることができた。
また、湯溜まり部５４を切断する理由は次の通りである。
【００４３】
ジャンパー線で使用する場合、アーマーロッドを巻くことが多いようである。そこで、湯溜まり部５４をカットしないと、このアーマーロッドを巻くことができない。アーマーロッドを巻くと、強度比で５％程度強度がアップするので好ましい。さらに、その部位で何か処理をしているという目印となり、施工者に注意を促すこととなる。
【００４４】
次に、本発明を実験例および比較例に基づいてさらに具体的に説明する。
（実験例１）
＃１６０（公称断面積ｍｍ２）の鋼心アルミニウムより線においてアルミニウムより線の外側１層目と２層目の間に鉄（ＳＳ４００またはＳ４５Ｃ）またはステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の幅２ｍｍ〜４ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのリングを挿入した。
【００４５】
表１に、＃１６０ ＡＣＳＲ アルミニウムより線の外側１層目と２層目の間に鉄製の幅４ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのリングを挿入した場合についてその結果を示す。
表１から明らかなように、試験環境が低温０℃、常温２０℃を問わず、良好であった。
【００４６】
なお、鋼心アルミニウムより線の接合（融着ジョイント）は、従来の圧縮スリーブの代替え施工法であるため、従来の圧縮スリーブに対する要求規格がそのまま連用されている。
ＪＥＣ−１６６ 鋼心アルミニウムより線用接続管
ＪＥＣ−１９９ 鋼心耐熱アルミニウム合金より線用接続管
この融着ジョイントは、ジャンパー線の接続として使用しているため、使用電線の引張荷重の３０％以上の規格が適用されている（ＪＥＣ−１９９参照）。
【００４７】
なお、＃１６０ＳＲの場合、電線の引張強度は６８．４０ｋＮであり、その３０％は、２０．５２ＫＮである。
従って、２０．５２ｋＮ以上の強度を要求されるが、融着ジョイントの融着部に使用しているアルミニウム円柱は、Ａ１０５０であり、その際背負う引張応力は、５９Ｎ／ｍｍ２である。鉄板内径２０．２ｍｍで計算すると、１８．９ｋＮ（２７．６％）であり、３０％以上を保証することは難しい。実際の強度３０％を超えるデータがあるのは、ＳＲ線での鋼心線の開きによるアンカー効果と融着時の鋼心線とアルミニウムの反応により融着アルミニウム中へ鉄分が拡散し、合金を形成するためと思われる。
【表１】
鋼心の外側に拘束リングを直接挿入する手段も検討したが、挿入できるリングの厚みは、０．５ｍｍ程度であり、溶接時に金属リングは溶断してしまい効果を果たさなかった。
溶接器の収容部１の内径と鋼心アルミニウムより線の外径の差は、例えば＃４１０の場合、２ｍｍで片側１ｍｍである。＃４１０と＃３１０は溶接器の内径は共通である。アルミニウム溶接部の温度は７３０℃に達する。
【００４８】
特に、亜鉛メッキ鋼線を使用した鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ線）、鋼心耐熱アルミニウム合金より線（ＴＡＣＳＲ線）の場合には、熱を加えた時に亜鉛の介在により鋼線のＦｅと溶接用充填Ａｌとが反応し発熱する。この場合、リングを鋼心と直接接触する方式では、反応熱で金属リングは溶融する。
表２に、＃１６０（公称断面積ｍｍ２）の鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ）の鋼心線の外側に幅５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍの鉄製のリングを直接挿入した場合の結果を示す。
【００４９】
表２から明らかなように、試験品は、リングの破片に邪麗されて鋼心線自体の直接の外表面への露出はなかったが、鋼心線を拘束する目的が達せられていないため、鋼心線が飛び出す確率は非常に高い。
強度は、鋼心線が外側に広がっているため、高めの値になっている。
【表２】
表３に、＃１６０（公称断面積ｍｍ２）の鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ）のアルミニウム線部を長さ５ｍｍ段付加工後、直接鋼心線の外側に幅５ｍｍ、肉厚１ｍｍの鉄製のリングを挿入した場合の結果を示す。
【００５０】
表３から明らかなように、肉厚１ｍｍのリングを挿入するには、アルミニウム線部を段付き加工にする必要があり、溶融部の容積を計算上で調整したが、若干アルミニウム容量不足になり上部湯溜まり部にＶ字凹みが発生した。
【表３】
【００５１】
表４に、＃１６０（公称断面積ｍｍ２）の鋼心アルミニウムより線（ＡＣＳＲ）のアルミニウム線部を長さ１０ｍｍ段付加工後、直接鋼心の外側に幅２ｍｍ、肉厚２ｍｍの鉄製のリングをアルミニウム段付面まで挿入し、鋼心線の先端を８ｍｍ出して鋼心先端を開かせた場合の結果を示す。
表４から明らかなように、強度も若干低く、外観ＮＧも発生し、安定性が低かった。
【表４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜請求項４記載の発明によれば、湯溜まり部および外表面への鋼心線の飛び出しを完全に防止できる。
請求項１または請求項３記載の発明によれば、アルミニウムより線の外側１層目と２層目の間に拘束リングを挿入することにより、拘束リングが鋼心線から直接受ける反応熱を軽減し、拘束リングの溶融破断を防止することができる。
【００５３】
また、鋼線の飛び出しを防止するとともに、鋼心線の先端部を適度に開かせることにより、溶接後の引張強度の低下率を減少させることができた。
また、溶接後、拘束リング自体は外表面に露出しないので、防錆上の問題もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における拘束リングの取付を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態における鋼心アルミニウム電線の接合構造を示す説明図である。
【図３】特開平７−５７８４７号公報に記載の電線の溶接方法および電線の溶接装置をアルミニウムニウム電線の溶接に適用した一例を示す断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】図３の要部拡大断面図である。
【図６】図３の隔壁部材の斜視図である。
【図７】従来の融着部の状況を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 収容部
２ 薬包外筒
３ 隔壁部材
３ｃ，１１ 通路
４ 止め部材
９ 加熱剤
１２ アルミニウム溶接材
１３ アルミニウム電線
１３ａ アルミニウム電線１３の端部
１４ 湯止め具
１５ 湯溜まり部
１６ 気体排気用の通路
１７ 連通部
５０ 鋼心アルミニウムより線
５０ａ 端部
５１ 鋼心線（鋼心の素線）
５２ １層目
５３ ２層目
５４ 湯溜まり部
５５ 融着部
６０ 拘束リング
Claims (4)
- 鋼心アルミニウム電線の端部同士を溶接部を介して連結してなる鋼心アルミニウム電線の接合構造において、前記両端部には、溶接部の温度以上の融点をもつ材質からなる拘束リングを、前記鋼心線の外側のアルミニウムより線とアルミニウムより線との間に挿入することによって取り付けられていることを特徴とする鋼心アルミニウム電線の接合構造。
- 請求項１記載の鋼心アルミニウム電線の接合構造において、前記拘束リングは、鉄またはステンレスからなることを特徴とする鋼心アルミニウム電線の接合構造。
- 鋼心アルミニウム電線の端部同士を溶接器内に挿入し、前記端部を溶接部を介して連結する鋼心アルミニウム電線の溶接方法において、前記溶接前に、前記両端部に前記溶接部の温度以上の融点をもつ材質からなる拘束リングを、前記鋼心線の外側のアルミニウムより線とアルミニウムより線との間に挿入することによって取り付け、該拘束リングによって前記溶接時に鋼心線の広がりを防止することを特徴とする鋼心アルミニウム電線の溶接方法。
- 請求項３記載の鋼心アルミニウム電線の溶接方法において、前記拘束リングは、鉄またはステンレスからなることを特徴とする鋼心アルミニウム電線の溶接方法。
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