JP5722920B2 - 複合体ケーブルのための圧縮コネクタ及びアセンブリ並びにそれらを作製及び使用するための方法 - Google Patents

複合体ケーブルのための圧縮コネクタ及びアセンブリ並びにそれらを作製及び使用するための方法 Download PDF

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Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、その開示内容の全体を本明細書に援用する米国特許仮出願第６１／３０５，９３５号（２０１０年２月１８日出願）の恩典を主張するものである。
（発明の分野）
本開示は、一般に、複合体ケーブルへの接続を作製するための、システム、アセンブリ、及び方法に関する。本開示は更に、複合体送電ケーブルのための圧縮接続、並びにそれを作製及び使用するための方法に関する。
複合体であり、したがって容易に新しい形状へと塑性的に変形することができない材料からの有用なケーブル物品が近年紹介されている。これらの材料の一般的な例には、繊維強化複合体が挙げられ、金属に対するその改善された機械的特性を有する一方で、その応力歪み応答において主に弾性であるために魅力的である。セラミック繊維強化金属ワイヤを含む複合体ケーブルなど、繊維強化ポリマーワイヤを含む複合体ケーブルは、当該技術において既知である（米国特許第６，５５９，３８５号及び同第７，０９３，４１６号、並びに公開済みＰＣＴ出願ＷＯ ９７／００９７６号を参照のこと）。複合体ケーブル（例えば、ポリマーマトリックス複合体を含むケーブル、又は金属マトリックス複合体ワイヤ）の１つの使用は、地上−地中の送電に対して使用される裸（すなわち非絶縁）ケーブルにおける強化部材としてである。
更に、一部の用途では、送電のために撚り複合体ケーブルを使用することが望ましい場合がある。ケーブル撚りは、個々の延性ワイヤが、一般的に螺旋状の配置で組み合わされて、完成したケーブルを製造するプロセスである。例えば、米国特許第５，１７１，９４２号及び同第５，５５４，８２６号を参照されたい。螺旋状に撚られた送電ケーブルは、一般的に、鋼、アルミニウム、又は銅などの延性金属から製造される。いくつかの場合では、裸の架空送電ケーブルなど螺旋状に撚られたワイヤコアは，ワイヤ導体層によって包囲される。螺旋状に撚られたワイヤコアは、鋼などの第１材料から作製される延性金属ワイヤを含む場合があり、外側の動力伝導層は、例えばアルミニウムなど他の材料から作製される延性金属ワイヤを含む場合がある。いくつかの場合では、螺旋状に撚られたワイヤコアは、より大きな直径の送電ケーブルの製造の入力材料として使用される、あらかじめ撚られた複合体ケーブルであり得る。螺旋状に撚られた複合体ケーブルは概ね、わずか７本の個々のワイヤから、５０本以上のワイヤを含む、より一般的な構造体を含み得る。
適用に際しては、所定の長さの電力ケーブルの延在する端部を、絶縁された方式及び効果的な電流伝導方式の双方において、例えばケーブルの後に続く、また相互接続する長さ部分につなぐことが望ましい。ケーブル間接続は、一般的に、ユニオン（継手）又はスプライス（継ぎ複合体圧縮コネクタアセンブリ）接続で作製される。あるいはまた、高電流伝達送電線の従来既知の別の接続は、高架塔又は伝送支持構造物に関連付けられた碍子連への接続である。このような接続は、「デッドエンド」接続又は終端として、従来既知である。高電流伝達（すなわち電力）伝送線用途に使用される、従来の非複合体ケーブルのためのコネクタアセンブリは、一般に当該技術分野において既知であり、例えば、米国特許第３，３８４，７０４号及び同第５，６４７，０４６号を参照されたい。
代表的な圧縮ケーブルコネクタは、米国特許第６，８０５，５９６号に開示されている。代表的なデッドエンド圧縮接続アセンブリを、図１に示す。細長くかつ内部が中空の金属管１２が提供され、該管は、第１端部１４及び第２端部１６、及び所望の多角形（六角形、円形など）の断面形状を有する。金属管１２は、選択された内径１８と、管１２の選択された軸長に沿って延びる複数の離間するアコーディオン様波形２０と、を有する。耐久型アイレット２２は、第２端部１６と一体化して形成され、かつ第２端部１６から延び、フェルト座金２４は、金属管１２の上に摺動可能に係合され、かつ離間する波形構造２０の間に配置される。第１端部２８及び第２端部３０を含む、アルミニウムスリーブ２６が提供される。スリーブ２６は更に、スリーブ２６が選択された端部を通って管１２の中へと軸方向に挿入され得るように、管１２の内径１８を超えない選択された外径を呈する。
１つの態様において、本開示は、圧縮コネクタ及びアセンブリであって、中心長手方向軸と、第１径方向寸法によって画定される内面と、前記第１径方向寸法を超える第２径方向寸法によって画定される外面と、第１及び第２の対向する終端と、を画定する、細長く内部が中空の内管であって、第１軸方向押し出し速度を呈する第１材料を含む管と、第２軸方向押し出し速度を呈する第２材料を含む少なくとも１つの管状スリーブと、を含み、少なくとも１つの管状スリーブが、長さと、第１径方向寸法より小さい第３径方向寸法によって画定される外面と、第３径方向寸法より小さい第４径方向寸法を有する内部中空部分を画定する内面と、第１及び第２の対向する終端とを有し、第３の径方向寸法と第４の径方向寸法との間の差異は、少なくとも１つのスリーブが、中空の管の第１又は第２終端を通って軸方向に挿入され、かつ管の外面に実質的に直交する方向の機械的圧縮にさらされたときに、第１及び第２材料が実質的に同じ速度で軸方向に押し出されるように変形するように、壁厚を画定するように選択される、圧縮コネクタ及びアセンブリを提供する。
圧縮コネクタ及びアセンブリのいくつかの代表的な実施形態では、少なくとも１つのスリーブの壁厚は、約０．５ｍｍ〜約６ｍｍであるように選択される。特定の代表的な実施形態において、少なくとも１つのスリーブは、外面又は内面のうちの少なくとも１つに形成される、多数の軸方向に離間する波形構造を含む。更なる代表的実施形態では、多数の軸方向に離間する波形構造は、約１〜約５ｍｍ軸方向に離間する。特定の代表的実施形態では、多数の軸方向に離間する波形構造がそれぞれ、約５ｍｍ〜約５０ｍｍの軸方向の幅を有する。追加の代表的実施形態では、複数の軸方向に離間する波形構造は、約２〜約３０個の波形構造である。いくつかの現在好まれている代表的な実施形態では、第１材料及び第２材料は、少なくとも１つの金属を含み、第１材料は、約３０ｋｐｓｉ以上（約２０６ＭＰａ以上）の降伏応力を呈し、第２材料は、約８ｋｐｓｉ以下（約５６ＭＰａ以下）の降伏応力を呈する。特定の現在好まれている代表的な実施形態では、第１材料はカーボンスチールを含み、第２材料はアルミニウムを含む。
追加の代表的実施形態では、上述の圧縮コネクタ及びアセンブリは、第２径方向寸法を超える第５径方向寸法によって画定される内面と、第５径方向寸法を超える第６径方向寸法によって画定される外面と、第１及び第２の対向する終端とを有する、外側の内部中空管状体を含んでもよく、外側管状体は内管の上に摺動可能に係合され、任意で、外側管状体は金属を含んでもよい。
更なる代表的な実施形態では、上述の圧縮コネクタ及びアセンブリは、外側管状体の第５径方向寸法より小さい外半径を有する撚り複合体ケーブルを含んでもよく、撚り複合体ケーブルは、中心長手方向軸を画定する単一コアワイヤと、単一コアワイヤの周囲に撚られた少なくとも第１の複数の複合体ワイヤと、第１の複数の複合体ワイヤの周囲に撚られた少なくとも第２の複数のワイヤとを更に含む、複合体コアを含み、更に、単一コアワイヤ及び少なくとも第１の複数の複合体ワイヤの終端部分が、少なくとも第２の複数のワイヤの終端部分を超えて長手方向に延び、また追加で、少なくとも第１の複数の複合体ワイヤの終端部分の少なくとも一部分が、スリーブの第４径方向寸法の２倍未満の直径を有し、かつスリーブの内部中空部分の中へ延びてもよい。
いくつかの代表的な実施形態、例えば、少なくとも１つのスリーブの壁厚が約０．５ｍｍ〜約６ｍｍであるように選択されるものにおいては、上述の圧縮コネクタアセンブリは、第１の多数の複合体ワイヤの周囲を周辺的に巻き、かつ第１の多数の複合体ワイヤの一部分のみを被覆するテープを含んでもよく、少なくとも第２の多数のワイヤが、第１の複数の複合体ワイヤ及びテープの周囲で撚られてもよい。
特定の代表的な実施形態においては、テープは、第１の多数の複合体ワイヤの外側周面の最大７０％を被覆する。他の代表的な実施形態、例えば、少なくとも１つのスリーブが、更に、外面又は内面のうちの少なくとも１つに形成される多数の軸方向に離間する波形構造を含むものにおいては、テープは、第１の多数の複合体ワイヤの外側周面の約３０％〜約５０％を被覆してもよい。更なる代表的な実施形態では、テープは、第１の多数の複合体ワイヤの外側周面の約１％〜約３０％を被覆する。
上述の複合体ケーブル及び複合体コアを含む圧縮コネクタアセンブリの追加の代表的実施形態では、単一ワイヤは、金属導体ワイヤ又は複合体ワイヤを含む。いくつかの代表的な実施形態では、単一ワイヤは、少なくとも１つの光ファイバーを含む。上述の圧縮コネクタアセンブリの特定の代表的実施形態では、第１の多数の複合体ワイヤの少なくとも一部分は、断面で見たときに、中心長手方向軸の周りに形成される少なくとも１つの円筒状の層内で、単一ワイヤの周囲に螺旋状に撚られる。いくつかの代表的な実施形態では、多数の複合体ワイヤは、径方向の断面で見たときに、中心長手方向軸の周りに形成される少なくとも２つの円筒状の層内で、単一ワイヤの周囲に螺旋状に撚られる。特定の現在好まれている代表的な実施形態では、円筒状の層は、それぞれ隣接する円筒状の層の撚り方向と同じ撚り方向の撚り角度で撚られる。追加の現在好まれている代表的な実施形態では、それぞれの隣接する円筒状の層の撚り角度間の相対的な差は、０°を超え、かつ約４°以下である。
上述の圧縮コネクタアセンブリの更なる代表的な実施形態では、第１の多数の複合体ワイヤは、円形、楕円形、及び台形からなる群から選択される断面形状を有する。特定の代表的実施形態では、第１の多数の複合体ワイヤのそれぞれは、繊維強化複合体ワイヤである。いくつかの代表的な実施形態では、繊維強化複合体ワイヤのうち少なくとも１つは、繊維トウ又は単繊維のうちの１つで強化される。
上述の圧縮コネクタアセンブリの追加の代表的実施形態では、第１の多数の複合体ワイヤのそれぞれが、金属マトリックス複合体ワイヤ及び高分子複合体ワイヤからなる群から選択される。そのような代表的な実施形態では、高分子複合体ワイヤは、ポリマーマトリックス内に少なくとも１つの連続繊維を含んでもよい。いくつかの代表的な実施形態において、少なくとも１つの連続繊維は、金属、炭素、セラミック、ガラス、又はこれらの組み合わせを含む。特定の代表的な実施形態では、少なくとも１つの連続繊維は、チタン、タングステン、ホウ素、形状記憶合金、炭素、カーボンナノチューブ、グラファイト、炭化ケイ素、アラミド、ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）、又はこれらの組み合わせを含む。更なる代表的な実施形態では、ポリマーマトリックスは、エポキシ、エステル、ビニルエステル、ポリイミド、ポリエステル、シアン酸エステル、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される（コ）ポリマーを含む。
上述の圧縮コネクタアセンブリの他の代表的な実施形態においては、金属マトリックス複合体ワイヤは、金属マトリックス内に少なくとも１つの連続繊維を含む。いくつかの代表的な実施形態では、少なくとも１つの連続繊維は、セラミック、ガラス、カーボンナノチューブ、炭素、炭化ケイ素、ホウ素、鉄、鋼、鉄合金、タングステン、チタン、形状記憶合金、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む。特定の代表的な実施形態では、金属マトリックスは、アルミニウム、亜鉛、スズ、マグネシウム、これらの合金、又はこれらの組み合わせを含む。特定の現在好まれている代表的な実施形態では、金属マトリックスはアルミニウムを含み、また少なくとも１つの連続繊維はセラミック繊維を含む。いくつかの現在好まれている代表的な実施形態では、セラミック繊維は、多結晶α−Ａｌ２Ｏ３を含む。
上述の圧縮コネクタアセンブリの更なる代表的な実施形態においては、絶縁シースは、複合体ケーブルの外側表面を形成する。いくつかの代表的な実施形態では、絶縁シースは、セラミック、ガラス、（コ）ポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む。
上述の圧縮コネクタアセンブリの他の代表的な実施形態では、複合体ケーブルコネクタは、デッドエンドケーブルコネクタ又はケーブルスプライスコネクタである。特定の代表的な実施形態では、複合体コネクタアセンブリは、デッドエンドコネクタであり、外側管状体は、外側管状体の選択された端部から延びる端子適用タングを含む。いくつかの代表的な実施形態では、アイレットは、管の選択された端部から外側管状体を超えて延びる。更なる代表的な実施形態では、アイレットは、送電線に関連付けられた碍子連に係合するように適合される、選択された形状及び寸法を有する鋼製鍛造小環を含む。
更なる代表的な実施形態では、圧縮コネクタは、ケーブルスプライスコネクタであり、少なくとも１つのスリーブは、本質的に２つのスリーブからなる。いくつかの代表的な実施形態においては、外側管状体は連結コネクタ体を含む。特定のそのような代表的実施形態では、外側管状体は少なくとも１つの金属を含む。
別の態様において、本開示は、上述の圧縮コネクタを構築する方法であって、管の内部中空部分の中へスリーブを軸方向に挿入する工程と、単一コアワイヤ及び少なくとも第１の複数の複合体ワイヤの終端部分を、スリーブの内部中空部分の中へ挿入する工程と、単一コアワイヤ及び少なくとも第１の複数の複合体ワイヤの終端部分を、スリーブの内部中空部分の中へ挿入し、かつスリーブを、管の内部中空部分の中へ軸方向に挿入した後に、管の外面に実質的に直交する方向に管を機械的に圧縮し、それによって、第１及び第２材料が実質的に同じ速度で軸方向に押し出されるように、管及びスリーブを変形し、また任意で、その後に外側管状体を少なくとも部分的に管を被覆するように管の上に摺動可能に係合させる工程と、を含む、方法を提供する。
特定の代表的な実施形態において、管の外面に実質的に直交する方向に管を機械的に圧縮する工程は、鍛造ダイ内で細長い管を機械的に圧縮する工程を含む。いくつかの代表的な実施形態では、鍛造ダイは、内管の一部分のみを機械的に圧縮する。特定の現在好まれている実施形態では、鍛造ダイは、実質的にスリーブの全長を機械的に圧縮する。更なる現在好まれている代表的実施形態では、鍛造ダイは、長さを有し、単一コアワイヤ及び少なくとも第１の多数の複合体ワイヤの終端部分は、直径を有する円筒形複合体コアを形成し、鍛造ダイ長の複合体コア直径に対する比は約６を超えない。
本開示の特定の実施形態は、少なくとも１本の圧縮コネクタに接続される少なくとも１本の複合体ワイヤコアケーブルを含む、圧縮接続アセンブリを伴う送電ケーブルを提供することを目的とする。終端、又は「デッドエンド」圧縮コネクタアセンブリは、一般的には、複合体ケーブル導体を、送電塔及び送電網へ接続するために使用される。
１つの代表的な終端の種類は、圧縮式デッドエンドコネクタの使用を伴う。いくつかの環境下では、異なる寸法の複合伝導体が、異なる圧縮式デッドエンドコネクタと、異なって作動する場合がある。動作の変動性は、同じデッドエンド接続と共に使用される同じ複合伝導体寸法を伴っても生じ得る。動作における差異は、圧縮接続アセンブリを形成するための圧縮又は鍛造の間の、複合体コアワイヤの破断として、若しくは、低負荷での、圧縮コネクタの複合体圧縮コネクタアセンブリからの複合体ワイヤコアの滑り出しとして、現れる場合がある。
驚くべきことに、いくつかの代表的な実施形態において、これらの問題を克服し得ることが見出された。したがって、本開示のいくつかの代表的な実施形態において、圧縮コネクタ及びアセンブリは、複合体ワイヤの破断、又は負荷下での複合体コアワイヤのコネクタアセンブリからの滑り出しの危険性を、減少又は排除し、それによって、圧縮コネクタアセンブリの信頼性を改善する。特定の代表的な実施形態では、圧縮コネクタアセンブリは、運転中に必要な機械的張力に容易に耐えることができ、それによって圧縮接続アセンブリの使用信頼性全般を高め、またワイヤ破損又は圧縮接続失敗の、故障修理費用及び難易度を低減することができる。
本開示の例示的な実施形態の種々の態様及び利点の概要がまとめられてきた。上記の本開示の概要は、本発明の特定の代表的な実施形態の図示された各実施形態又は全ての実現形態を説明することを意図したものではない。以下の図及び詳細な説明は、本明細書に開示された原理を使用する、特定の現在好まれている代表的な実施形態を更に具体的に例示する。
本開示の代表的実施形態を、添付の図面を参照して更に説明する。
先行技術の圧縮デッドエンドコネクタの、部分的に分解された様式の斜視図。 本開示の代表的な実施形態に従う撚り複合体ケーブルの使用のための、代表的な圧縮デッドエンドコネクタアセンブリの、部分的に分解された様式の斜視図。 第１の複数の複合体ワイヤと、第１の複数の複合体ワイヤの一部分のみの周囲に巻かれ、その第１の複数の複合体ワイヤの一部分のみを被覆するテープの形状の保持手段と、を含む、本開示の代表的な実施形態に従う代表的な圧縮コネクタアセンブリを調製するのに有用な、代表的な撚り複合体ケーブルの側面図。 第１の複数の複合体ワイヤと、第１の複数の複合体ワイヤの一部分のみの周囲に巻かれ、その第１の複数の複合体ワイヤの一部分のみを被覆するテープの形状の保持手段と、第１の複数の複合体ワイヤ及びテープの周囲に撚られた、少なくとも第２の複数のワイヤと、を含む、本開示の代表的な実施形態に従う代表的な圧縮コネクタアセンブリを調製するのに有用な、代表的な撚り複合体ケーブルの断面端面図。 複数の軸方向に離間する波形構造を備える外側部分を含む、本開示の代表的な実施形態に従う代表的な圧縮コネクタアセンブリを調製するのに有用な、代表的な波形スリーブの側面図。 複数の軸方向に離間する波形構造を備える内側部分を含む、本開示の代表的な実施形態に従う代表的な圧縮コネクタアセンブリを調製するのに有用な、代表的な波形スリーブの側面図。 本開示の代表的な実施形態に従う、ケーブル終端を形成するための撚り複合体ケーブルを伴う使用のための代表的な圧縮デッドエンドコネクタアセンブリの、分解斜視図。 本開示の代表的な実施形態に従う、ケーブルスプライスを形成するための２本の撚り複合体ケーブルを伴う使用のための代表的な圧縮連結コネクタアセンブリの、部分的に分解された一連の斜視図。 本開示の代表的な実施形態に従う、ケーブルスプライスを形成するための２本の撚り複合体ケーブルを伴う使用のための代表的な圧縮連結コネクタアセンブリの、部分的に分解された一連の斜視図。 本開示の代表的な実施形態に従う、ケーブルスプライスを形成するための２本の撚り複合体ケーブルを伴う使用のための代表的な圧縮連結コネクタアセンブリの、部分的に分解された一連の斜視図。 本開示の代表的な実施形態に従う、ケーブル終端を形成するように使用される、完全に組み立てられた図４の代表的な圧縮デッドエンドコネクタアセンブリの断面切欠図。 本開示の代表的な実施形態に従う、ケーブルスプライスを形成するように使用される、完全に組み立てられた図５Ａ〜５Ｃの代表的な圧縮連結コネクタアセンブリの断面切欠図。 本開示に従って調製された、代表的な複合体ケーブルのための例示的な圧縮コネクタアセンブリに対する、金属スリーブ硬度の関数として、複合体ケーブルコアの定格破断強度（ＲＢＳ）のパーセンテージとして表された、応力のヒストグラムプロットを示すグラフ。 本開示に従って調製された、代表的な複合体ケーブルのための例示的な圧縮コネクタアセンブリに対する、テープ被覆率の関数として、複合体ケーブルコアの定格破断強度（ＲＢＳ）のパーセンテージとして表された、ピーク応力のプロットを示すグラフ。 テープ被覆率をパラメータとして伴う、本開示に従って調製された、代表的な複合体ケーブルのための例示的な圧縮コネクタアセンブリに対しての、圧縮された複合体コア直径に対する鍛造ダイ長の比率の関数として、圧縮接続を形成するように鍛造する間の最大コア歪みのプロットを示すグラフ。 本開示に従って調製された、代表的な複合体ケーブルのための圧縮コネクタアセンブリの説明的実施例及び比較実施例に対する、適用された歪みの関数として、測定された応力のプロットを示すグラフ。 図中、同じ参照番号は、同様の要素を指す。本明細書に含まれる図は、縮尺図ではなく、これらの図中、複合体ケーブルの構成要素は、選択された特徴を強調するために採られたサイズである。
説明及び特許請求の範囲で特定の用語が使用されており、大部分は周知であるが、いくらか説明を必要とする場合がある。本明細書で使用されるとき、「ワイヤ」が「脆性」であると述べる場合は、そのワイヤがごくわずかな可塑性変形を伴い、引張り荷重下で破壊することを意味する。
ワイヤの変形に関して使用されるとき、用語「延性」は、そのワイヤが、引張り荷重又は曲げの最中に、破壊又は破断することなく、実質的に塑性変形されることを意味する。
用語「複合体ワイヤ」は、一緒に束ねられた、組成物又は形態の異なる材料の組み合わせから形成されたワイヤであり、脆性又は非延性の性質を呈するものを指す。
用語「金属マトリックス複合体ワイヤ」は、１つ以上の延性金属相を含むマトリックスに束ねられた、１つ以上の強化材料を含む複合体ワイヤを指す。
用語「ポリマーマトリックス複合体ワイヤ」は、１つ以上のポリマー相を含むマトリックスに束ねられた、１つ以上の強化材料を含む複合体ワイヤを指す。
ワイヤの変形に関して使用されるとき、用語「曲げ」又は「曲がる」には、二次元の曲げ変形、及び／又は、撚り中にワイヤを螺旋状に曲げることを含む三次元の曲げ変形が含まれる。曲げ変形を有するワイヤを指す場合、これは、そのワイヤが引張り及び／又はねじり力によってもたらされた変形をも有する可能性を除外するものではない。
「顕著な弾性曲げ」変形とは、ワイヤが、そのワイヤの半径の最高１０，０００倍までの曲率半径で曲げられたときに起こる曲げ変形を意味する。この顕著な弾性曲げ変形は、円形断面のワイヤに適用される場合、ワイヤの外側繊維における少なくとも０．０１％の歪みを付与し得る。
用語「ケーブル化」及び「撚る」は、「ケーブル化された（される）」及び「撚られた（撚られる）」として交換可能な用語として使用される。
用語「撚り」は、螺旋状に撚られた複合体ケーブルの撚り層にあるワイヤが、螺旋状に巻かれている状態を指す。
用語「撚り方向」は、螺旋状に撚られた層におけるワイヤ線の撚られた方向を指す。螺旋状に撚られる層の撚り方向を判定するには、そのケーブルが観測者とは反対の方向を指した状態で、観測者が、その螺旋状に撚られたワイヤ層の表面を見る。ワイヤ線が、ワイヤが観測者から離れて進行するに従って、時計方向に回転するように見える場合、そのケーブルは「右旋撚り」を有すると記述される。ワイヤ線が、ワイヤが観測者から離れるに従って反時計方向に回転するように見える場合、そのケーブルは「左旋撚り」を有すると記述される。
用語「中心軸」及び「中心長手方向軸」は交換可能な用語として使用され、多層螺旋撚り複合体ケーブルの半径方向での中心に位置する、共通の長手方向軸を意味する。
用語「撚り角度」は、螺旋状に撚られた複合体ケーブルの中心長手方向軸に対して、撚られたワイヤによって形成される角度を指す。
用語「交差角度」は、螺旋状に撚られたワイヤケーブルの、隣接するワイヤ層の撚り角度間の相対的な（絶対的な）差を意味する。
用語「撚り長さ」は、螺旋状に撚られた複合体ケーブルの中心長手方向軸を中心に、螺旋状に撚られたある層内のある単一ワイヤが、螺旋状に完全に１回転する間の、その撚り複合体ケーブルの長さを指す。
用語「セラミック」は、ガラス、結晶性セラミック、ガラスセラミック、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
用語「多結晶性」とは、主に複数の結晶性グレインを有し、そのグレイン寸法が、そのグレインの存在する繊維の直径よりも小さいような、材料を意味する。
用語「連続繊維」とは、平均繊維直径に比較して、相対的に無限である長さを有する繊維を意味する。これは典型的に、アスペクト比（すなわち、繊維の平均直径に対する繊維の長さの比）１×１０５以上（いくつかの実施形態においては、少なくとも１×１０６、又は更に少なくとも１×１０７）を有する繊維を意味する。典型的に、そのような繊維は少なくとも約１５ｃｍ〜少なくとも数メートルの桁の長さを有し、更にはキロメートル又はそれ以上の桁の長さをも有し得る。
用語「実質的に同じ速度で軸方向に押し出す（押し出される）」とは、少なくとも１つのスリーブが、圧縮コネクタの中空内管の第１又は第２終端を通って軸方向に挿入され、かつ内管の外面に実質的に直交する方向にて機械的圧縮にさらされたときに、第１材料（内管を作製する）及び第２材料（スリーブを作製する）が、実質的に同じ量ずつ軸方向に変形するように、変形することを意味する。したがって、スリーブ及び内管が機械的圧縮の前に実質的に同じ長さであれば、内管の外面に実質的に直交する方向の機械的圧縮の後に、スリーブは、内管の片方又は両方の終端を約２ｍｍ以下で超えて、外向きに延びる。
圧縮デッドエンド終端及びスプライス（すなわち連結終端）は通常、送電網へ金属送電導体ケーブルを接続するために使用される。金属導体ケーブルは、一般的に、撚られたアルミニウム金属ワイヤの層によって周囲を囲まれた撚られた鋼線のコアを含む。終端の場合、伝導体の端側の区分では、アルミニウムワイヤは鋼コアを暴露するように除去される。次に、鋼製の複合体圧縮コネクタアセンブリが、コアワイヤの周囲に鋼管（引き輪に取り付けられる）を圧縮することによって取り付けられる。圧縮する工程は、適切な量の径方向圧縮を提供する、正確に採寸されたダイに適合する水力駆動圧迫の使用によって、達成される。これは、鋼が、終端強度に確実に寄与するようにする。コアに接続する鋼鍛造体は、デッドエンド終端及びスプライスの双方に対して同じである。上述の接続の種類のうちのどちらかを確立する際には、典型的には鋼で構築され、またコネクタアセンブリに関連付けられた、巻き管又は筒を圧縮することが更に望ましい。
複合伝導体に対して、複合体コアワイヤ材料は、典型的にはアルミニウムマトリックス複合体である。鋼を変形させるのに必要な力は極めて高くそれが複合体コアを破断するため、鋼管を複合体コアワイヤの上に直接に鍛造することは、一般に好ましくない。電流伝達線の複合体コアは、鋼筒の一端部の中へ挿入され、次に一対の耐久型圧縮ダイの間へ筒を挿入した後に、筒は、１０，０００ｐｓｉ（約６９ＭＰａ）か又はそれ以上の圧力で稼動する面積収縮／圧縮鍛造プロセスに実質的にさらされる。この操作の目的は、導電性複合体コアワイヤを、鋼製被筒の内部で、その次のケーブル又はデッドエンドコネクタに対する所望の電流伝達方式で、しっかりと固定することである。
鋼筒の圧縮において見られる特有の問題は、コアが、装着後の使用中に、その後に続く張力の結果として損傷又は破壊しやすいということである。また、使用中のコアに対して、その定格強度の９５％までの張力グリップを定着させることが望ましいことが明らかにされている。コアは更に、初めの機械的ダイ圧縮の間に、実質的に線状に延びるように保持されなければならず、さもなければ、その後に印加された張力がそのワイヤの一部分のみに集中し、コアの破砕、切欠、又は曲げによる損傷をもたらす。
また、複合体コアは極めて低い延性伸長特性を呈するので、複合体ケーブルの外側ワイヤが、それらのコアに先立って負荷されることが必要であり、さもなければコアの早期故障が起こり得る、ということも明らかにされている。圧縮コネクタの追加の必要条件は、複合体ケーブルの外側ワイヤ（延性金属導体ワイヤであってもよい）を、その複合体ケーブルの所望の定格強度の９５％を達成するように、破損することなく保つように設計されなければならない、ということである。
更に、いくつかの環境下では、異なる寸法の複合伝導体が、異なる圧縮式デッドエンドコネクタと異なって作動する場合がある。動作の変動性は、同じデッドエンド接続と共に使用される同じ複合伝導体寸法においてであっても生じ得る。動作における差異は、圧縮接続アセンブリを形成するための圧縮又は鍛造の間の、複合体コアワイヤの破断として、若しくは、低負荷での、圧縮コネクタの複合体圧縮コネクタアセンブリからの複合体ワイヤコアの滑り出しとして、現れる場合がある。
驚くべきことに、いくつかの代表的な実施形態において、これらの問題は以下の修正のうちの１つ以上によって克服し得ることが見出された。
（ｉ）スリーブ材料及び管材料を、スリーブが、中空の外側管の中へ軸方向に挿入され、かつ管の外面に実質的に直交する方向の機械的圧縮にさらされたときに、スリーブ材料及び管材料が実質的に同じ速度で軸方向に押し出されるように変形するように、選択すること。
（ｉｉ）スリーブ壁厚を、スリーブが、中空の外側管の中へ軸方向に挿入され、かつ管の外面に実質的に直交する方向の機械的圧縮にさらされたときに、スリーブ材料及び管材料が実質的に同じ速度で軸方向に押し出されるように変形するような薄さ（例えば、約０．５ｍｍ〜約６ｍｍ）になるように、選択すること。
（ｉｉｉ）スリーブが、中空の外側管の中へ軸方向に挿入され、かつ管の外面に実質的に直交する方向の機械的圧縮にさらされたときに、スリーブ材料及び管材料が実質的に同じ速度で軸方向に押し出されるように変形するように、スリーブの外面又は内面のうちの少なくとも１つに形成される、多数の軸方向に離間する径方向波形構造を伴うスリーブを提供すること。
（ｉｖ）スリーブが、中空の外側管の中へ軸方向に挿入され、かつ管の外面に実質的に直交する方向の機械的圧縮にさらされたときに、スリーブ材料及び管材料が実質的に同じ速度で軸方向に押し出されるように変形するように、金属内管材料を、約３０ｋｐｓｉ以上（約２０６ＭＰａ以上）の降伏応力を呈する第１材料から選択し、また金属スリーブ材料を、約８ｋｐｓｉ以下（約５６ＭＰＡ以下）の降伏応力を呈する第２材料から選択すること。
（ｖ）スリーブが、中空の外側管の中へ軸方向に挿入され、かつ管の外面に実質的に直交する方向の機械的圧縮にさらされたときに、スリーブ材料及び管材料が実質的に同じ速度で軸方向に押し出されるように変形するように、圧縮ダイを、複合体ケーブルのコア直径に対するダイ長の比が約６を超えないように選択すること。
したがって、いくつかの代表的な実施形態では、圧縮コネクタアセンブリは、運転中に必要な機械的張力に容易に耐えることができ、それによって複合体送電ケーブルの使用信頼性全般を高め、またワイヤ故障又は圧縮接続失敗時の、故障修理費用及び難易度を低減することができる。
更に、複合体ワイヤは一般的に脆性及び非延性であり、したがって、ワイヤを破壊せずに螺旋構造を維持しようとする従来のケーブル撚りプロセス中には、十分に変形されないことがある。したがって、本開示は、特定の実施形態において、より高い引張り強度の撚り複合体ケーブルを提供し、更には、いくつかの実施形態において、撚り複合体ケーブルコアにおけるワイヤの螺旋構造を維持するための、粘着テープ手段を提供する。
本開示の種々の例示的な実施形態が特に図を参照して、ここに説明されるであろう。本開示の代表的な実施形態は、開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正や変更が可能である。したがって、本開示の実施形態は以下に記述する代表的な実施形態に限定されず、請求項及びそれと同等の任意のものに定められた制限によって支配されるものと理解されたい。
したがって、１つの態様において、本開示は、圧縮コネクタ及びアセンブリであって、中心長手方向軸と、第１径方向寸法によって画定される内面と、第１径方向寸法を超える第２径方向寸法によって画定される外面と、第１及び第２の対向する終端と、を画定する、細長く内部が中空の内管であって、第１軸方向押し出し速度を呈する第１材料を含む管と、第２軸方向押し出し速度を呈する第２材料を含む少なくとも１つの管状スリーブと、を含み、少なくとも１つの管状スリーブが、長さと、第１径方向寸法より小さい第３径方向寸法によって画定される外面と、第３径方向寸法より小さい第４径方向寸法を有する内部中空部分を画定する内面と、第１及び第２の対向する終端とを有し、前記第３の径方向寸法と第４の径方向寸法との間の差異は、少なくとも１つのスリーブが、中空の管の第１又は第２終端を通って軸方向に挿入され、かつ管の外面に実質的に直交する方向の機械的圧縮にさらされたときに、第１及び第２材料が実質的に同じ速度で軸方向に押し出されるように変形するように、壁厚を画定するように選択される、圧縮コネクタ及びアセンブリを提供する。
次に図２を参照すると、本開示の第１の代表的実施形態に従う、代表的な圧縮デッドエンドコネクタアセンブリが示される。細長く内部が中空の内管１２が提供され、該内管は、第１端部１４及び第２端部１６、及び所望の多角形の（図示のような円形、六角形、矩形等）断面形状を有する。現在好まれている実施形態における内管１２は、好適なカーボンスチール材料で構築されているが、他の代表的な実施形態では、管１２は、特定の延性、降伏応力、及び軸方向押し出し速度を有する任意の金属及び導電性材料で構築されてもよい。
スリーブ２６が提供され、スリーブ２６は、第１端部２８及び第２端部３０を含む（図１参照）。スリーブ２６は更に、スリーブ２６が、ほとんど又は全く労力を要せずに、選択された端部を通って管の中へ軸方向に挿入され得るように、選択された径方向寸法（例えば、内管１２の内径Ｄ’）を超えない選択された径方向寸法（例えば、外径Ｄ）を呈する。スリーブ２６は、代表的な現在好まれている実施形態では、好適なアルミニウム材料で構築されているが、他の代表的な実施形態では、管１２は、特定の延性、降伏応力、及び軸方向押し出し速度を有する任意の金属及び導電性材料で構築されてもよい。図２に示すように、スリーブ２６は、内管１２の関連付けられた端部１４の中へ挿入されて示される。
この第１代表的実施形態に従う管１２は、図２に示され、複合体ケーブルコアを高架塔又は柱に接続するのに有用なデットエンドコネクタアセンブリ（図４の１０参照）への特定の用途向けに構成されている。管１２は、選択された内径２６（図２の切欠部分参照）、及び、任意で、管１２の選択された軸長に沿って延びる多数の離間するアコーディオン様の波形構造２０等の、特定の特性を含む。更なる追加の任意の特性は、管の第２端部１６と一体化して形成され、また第２端部１６から延びる、鋼製鍛造小環等の耐久型アイレット２２、及び管上に摺動可能に係合され、また離間する波形構造２０の間に配置される、フェルト座金２４を含む。
再び図２を参照すると、複合伝導体ケーブル３３が提供され、径方向寸法（直径ＤＤ’）を有する外面を画定する、典型的には螺旋状に巻かれた、複数の外側ワイヤ３４（例えば、延性金属ワイヤであってよい）と、径方向寸法（直径ＤＤ）を有する外面を画定する、中心に延びる複数の内側撚り複合体ワイヤ３６（内側複合体コア３７とも言われる）と、を含む。複合体コア３７の直径ＤＤは、スリーブ２６の内径Ｄ’より小さくなるように選択される（図３Ｃ〜３Ｄ参照）。テープ３５は、いくつかの代表的な実施形態では、それぞれの連続する巻きが、隙間なく、また重なり合うことなく、その前の巻きに隣接するように巻かれてもよい（図面には図示なし）。別の方法としては、いくつかの代表的な実施形態では、連続するテープ３５は、図２に示されるように各巻きの間に隙間を残すように配置されてもよい。
１つの代表的実施形態において、複合伝導体は典型的には、撚られた複数のワイヤ３４内に、高温アルミニウム合金ワイヤを含み、また一方、内側延在複合体ワイヤ３６又は複合体コア３７は、アルミニウムマトリックス複合体ワイヤで構築される。また、ケーブルの外側３４ワイヤ及び内側３６複合体ワイヤの材料構造及び組成は、所望の用途に従って変化可能であることも理解されたい。
更に図２に示されるように、複数の中心延在ワイヤ３６（複合体３７とも言われる）は、例えば、同軸に外側に配置された外側鋼管１２の端部１４に近接する、アルミニウムスリーブ２６の端部２８の中へ挿入される。この時点で、機械的圧縮操作が、外側鋼管１２、内部に保持されたアルミニウムスリーブ２６、及び中心に挿入された複数の延在複合体ワイヤ３６の上で、実行される。図には示されていないが、好適な圧縮機は、それらの間に外側鋼管１２を受容するための第１及び第２の対向する嵌め合いダイ（図示なし）を含み得る。機械的圧縮機は、平方インチあたり１０，０００ポンド（ｐｓｉ）（約６９ＭＰａ）を超えることが可能な、任意の好適な圧力印加とすることができ、また機械的圧縮形成操作は、鋼管１２の総面積を収縮する効果も提供することを理解されたい。
複合体ワイヤには、従来型のケーブル化装置で撚られているときに、顕著な量の弾性曲げ変形が行われることが認識されよう。ワイヤの螺旋構成を保持するための保持手段が存在しない場合、この顕著な弾性曲げ変形によって、ワイヤの撚りをほどく、又は曲げ形状を元に戻すような作用が生じ得る。したがって、いくつかの実施形態において、保持手段は、複数の撚り複合体ワイヤの顕著な弾性曲げ変形を保持するよう選択される。
図２に説明されるいくつかの代表的な実施形態では、撚り複合体ケーブルコアは、図３Ａに説明されるように、複合体ケーブルコアアセンブリ全体の周りに螺旋状に巻かれたテープを伴う、複数の撚り複合体ワイヤを備える。これは、コア撚りとアルミニウム撚り作業との間の遷移を可能にする、加工的な補助である。これがない場合、コアは、螺旋状撚り構造を保てないことがある。使用されるテープ量は変化してよい。これは、％テープ被覆率、又は、暴露されたコアの総面積に比例する、所定の長さにおけるテープで被覆されたコア面積として、特徴付けられる。このパラメータは、コアの正確な鍛造において重要であることが分かっている。
図３Ａに説明される特定の代表的な実施形態においては、保持手段、例えばテープ３５は、それぞれの連続する巻きが、隙間なく、また重なり合うことなく、その前の巻きに隣接するように巻かれてもよい。別の方法としては、いくつかの現在好まれている代表的実施形態では、連続する巻きは、各巻きの間に隙間を残すように配置されてもよい。１つの現在好まれている実施形態では、テープ３５は、１つ以上の巻きの間に隙間を残すように巻かれる。１つの特定の好ましい実施形態では、テープは、撚り複合体ワイヤの表面の約６０％以下、より好ましくは５０％以下、かつ更により好ましくは４０％以下を被覆するように巻かれる。追加の現在好まれている実施形態では、テープは、撚り複合体ワイヤの表面の約１０％以上、より好ましくは約２０％以上で、また更により好ましくは約３０％以下を被覆するように巻かれる。
図３Ａは、テープ３５である保持手段を示しており、接着剤による裏打ちを含んでもよい（図示なし）。この代表的な実施形態において、好適な接着剤には例えば、（メタ）アクリレート（コ）ポリマー系接着剤、ポリ（α−オレフィン）接着剤、ブロックコポリマー系接着剤、天然ゴム系接着剤、シリコーン系接着剤、及びホットメルト接着剤が挙げられる。感圧接着剤は、特定の実施形態において好ましい場合がある。いくつかの代表的な実施形態では、テープ３５は、複合体ケーブルを包囲する絶縁シースとして機能する。
更なる代表的な実施形態において、テープ３５が弾性曲げ変形を維持するのに十分強く、かつその巻かれた構成をそれ自体だけで保持することができる、又は必要に応じて十分に拘束されるという条件で、テープ３５支持体の好適な材料には、金属ホイル（特にアルミニウム）、ポリエステル、ポリイミド、及びガラス強化支持体が挙げられる。１つの特に好ましい支持体２０はアルミニウムである。そのような支持体は、好ましくは厚さが０．００２〜０．００５インチ（０．０５〜０．１３ｍｍ）であり、幅は撚り複合体ケーブル１０の直径に基づいて選択される。例えば、２層の撚り複合体ワイヤを有し（例えば図３Ａに示すもの）、直径約０．５インチ（１．３ｃｍ）を有する、撚られた複合体ケーブル１０に対しては、幅１．０インチ（２．５ｃｍ）を有するアルミニウムテープが好ましい。
現在好まれている市販のテープとして、次の金属ホイルテープが挙げられる（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能）：テープ４３８、厚さ０．００５インチ（０．１３ｍｍ）アルミ支持体、アクリル接着剤付き、合計テープ厚さ０．００２６インチ（０．０６７ｍｍ）；テープ４３１、厚さ０．００１９インチ（０．０４８ｍｍ）アルミニウム支持体、アクリル接着剤付き、合計テープ厚さ０．００３１インチ（０．０８ｍｍ）；及びテープ４３３、厚さ０．００２インチ（０．０５ｍｍ）アルミニウム支持体、シリコーン接着剤付き、合計テープ厚さ０．００３６インチ（０．０９ｍｍ）。好適な金属箔／ガラス布は、実施例で記載されているように、テープ３６３（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能）である。好適なポリエステル支持体テープには、厚さ０．００１インチ（０．０３ｍｍ）のポリエステル支持体、シリコーン系接着剤、及び合計テープ厚さ０．００１８インチ（０．０４６ｍｍ）の、ポリエステルテープ８４０２（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能）が挙げられる。
接着剤の有無を問わず、テープ３５を保持手段として使用する場合、テープは、当該技術分野において既知であるような従来型のテープ巻き装置で、撚り複合体ケーブルに適用することができる。好適なテープ巻き装置には、例えばモデル番号ＣＴ−３００同心テーピングヘッドなどの、Ｗａｔｓｏｎ Ｍａｃｈｉｎｅ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｐａｔｔｅｒｓｏｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）から入手可能なものが挙げられる。テープ上巻きステーションは一般に、ケーブル撚り装置の出口に配置され、ケーブル１０が巻き取りスプール上に巻かれる前に、螺旋状に撚られた複合体ワイヤに適用される。テープ３５は、弾性変形された複合体ワイヤの撚り配置を保持できるよう選択される。
更に、撚り複合体ケーブルの目的用途によっては、特定の保持手段がその用途に、より好適であることが示唆され得る。例えば、撚り複合体ケーブルが水中又は地下送電ケーブルとして使用される場合は、この用途で曝され得る温度、深度、及びその他の条件で、この送電ケーブルが悪影響を受けないように、テープを選択すべきである。接着テープ３５が保持手段として使用されるとき、接着剤と支持体との両方が、この目的用途に好適となるよう選択されるべきである。
次に図３Ｂを参照すると、図３Ａの代表的な撚り複合体ケーブル３３の端面図が示される。代表的な実施形態において、圧縮コネクタアセンブリは、共通の長手方向軸を画定する単一ワイヤ３６ａ（図３Ｂに示すような複合体ワイヤであってよく、若しくは延性金属ワイヤ３４又は光ファイバーの「ワイヤ」束であってもよい）と、ワイヤコアの周囲の複数の複合体ワイヤ３６ｂ〜３６ｃと、任意で、複数の複合体ワイヤ３６ａ〜３６ｂの周囲に巻かれたテープ３５とを備える、複合体コア３７を含む、複合体ケーブル３３を含む。いくつかの代表的な実施形態では、複数の複合体ワイヤ３６ａ〜３６ｂの少なくとも一部分は、径方向の断面で見たときに、共通の長手方向軸を中心に形成される少なくとも１つの円筒状の層において共通の長手方向軸を画定する単一ワイヤコア３６ａの周囲に配置される。他の代表的な実施形態では、単一ワイヤコアは、金属導体ワイヤ３４又は複合体ワイヤ３６のうちの少なくとも１つを含む。追加の代表的実施形態では、少なくとも２つの円筒状の層の少なくとも１つは、複合体ワイヤ３６のみを含む。特定の更なる代表的な実施形態では、少なくとも２つの円筒状の層の少なくとも１つは、少なくとも１つの延性金属ワイヤ３４を更に含む。
上述のとおり、代表的な実施形態において、複合体コア３７〜３７’は、複数の複合体ワイヤ３６〜３６’を含んでもよい。更なる代表的な実施形態において、複数の複合体ワイヤの少なくとも一部分は、共通の長手方向軸を画定する単一ワイヤ（延性金属ワイヤ、複合体ワイヤ、又は光ファイバー束であってもよい）の周囲に撚られる。好適な撚り方法、構造、及び材料は米国特許出願公開第２０１０−００３８１１２号に開示されている。
更なる代表的な実施形態（図示なし）において、この撚り複合体ケーブルは、その共通の長手方向軸に対して画定される撚り角度で、第１撚り方向で複数の第３複合体ワイヤ８の周囲に撚られる複合体ワイヤの追加の（例えば後続の）層（例えば第４、第５、又はそれ以降の層）を更に含んでもよく、各層の複合体ワイヤが特徴的な撚り長さを有し、第３撚り角度と第４又はそれ以降の撚り角度との間の相対的な差は、約４°以下である。撚り複合体ワイヤの４層又はそれ以上の層が採用されている実施形態では、好ましくは、直径０．５ｍｍ以下の複合体ワイヤが利用される。
いくつかの代表的な実施形態において、第１撚り角度と第２撚り角度との間の相対的な（絶対的な）差は、０°より大きく、約４°以下である。特定の代表的な実施形態において、１つ以上の第１撚り角度と第２撚り角度、第２撚り角度と第３撚り角度との間の相対的な（絶対的な）差は、４°以下、３°以下、２°以下、１°以下、又は０．５°である。特定の代表的な実施形態において、１つ以上の第１撚り角度は、第２撚り角度に等しく、第２撚り角度は第３撚り角度に等しく、及び／又は各後続撚り角度は直前の撚り角度に等しい。
更なる実施形態において、１つ以上の第１撚り長さは第２撚り長さ以下であり、第２撚り長さは第３撚り長さ以下であり、第４撚り長さはすぐ後続の撚り長さ以下であり、及び／又は各後続撚り長さは直前の撚り長さ以下である。他の実施形態において、１つ以上の第１撚り長さは第２撚り長さに等しく、第２撚り長さは第３撚り長さに等しく、及び／又は各後続撚り長さは直前の撚り長さに等しい。いくつかの実施形態において、当該技術分野において既知のように、平行撚りを使用することが好ましいことがある。
追加の代表的な実施形態では、複合体ケーブルは、少なくとも１つの非複合体ワイヤを、一部の実施形態では複数の非複合体ワイヤを更に含み得る。いくつかの特定の代表的実施形態では、撚り複合体ケーブルは、全体的に複合体であろうと、部分的に複合体であろうと、又は全体的に非複合体であろうと、螺旋状に撚られてもよい。他の追加の代表的実施形態では、各円筒状の層は、それぞれ隣接する円筒状の層の撚り方向と同じ撚り方向で撚られている。特定の現在好まれている代表的実施形態では、それぞれ隣接する円筒状の層の撚り角度間の相対的な差は、約４°以下である。他の代表的な実施形態では、複合体ワイヤ及び／又は非複合体ワイヤは、円形、楕円形、及び台形から選択される断面形状を有する。
特定の追加の代表的実施形態においては、複合体ケーブルは、複数の延性金属ワイヤ３４及び、任意で、複数の複合体ワイヤ及び延性ワイヤを包囲する絶縁シースを、更に備え得る（図示なし）。いくつかの現在好まれている代表的実施形態では、延性金属導体ワイヤは、代表的な複合体ケーブルコアの周囲で撚られ、より好ましくは螺旋状に撚られる。特定の代表的な実施形態において、第１の複数の延性ワイヤ３４ａは、例えば、第２の複数の複合体ワイヤ３４ｃ、及び／又は第２の複数の延性ワイヤ３４ｂを含む複合体コア３７の外側層といった、隣接する径方向層とは逆の撚り方向で撚られる。
他の代表的な実施形態では、第１の複数の延性ワイヤ３４ａは、例えば、第２の複数の複合体ワイヤ３６ｃ、及び／又は第２の複数の延性ワイヤ３４ｂを含む外側層といった、隣接する径方向層と同じ撚り方向で撚られる。更なる代表的な実施形態では、第１の複数の延性ワイヤ３４ａ、第２の複数の延性ワイヤ３４ｂ、若しくは、任意で第３、第４又はそれ以上の複数の延性ワイヤ（図示なし）のうちの、少なくとも１つは、隣接する径方向層とは逆の撚り方向で撚られ、例えば、延性ワイヤ３４ｂの第２層は、第１の複数の延性ワイヤ３４ａとは逆の撚り方向で撚られてもよい。
更なる代表的な実施形態において、各延性ワイヤは、中心長手方向軸に対して実質的に垂直の方向に、円形、楕円形、又は台形から選択される断面形状を有する。更なる代表的な実施形態において、延性ワイヤ（３４ａ〜３４ｂ）の一部又は全ては、中心長手方向軸に対して実質的に垂直の方向に、「Ｚ」又は「Ｓ」形（図示なし）の断面形状を有し得る。そのような形状のワイヤは当該技術分野において既知であり、例えば、相互に連結するケーブル外層を形成するのに望ましいことがある。
追加の実施形態において、延性ワイヤは、銅、アルミニウム、鉄、亜鉛、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タングステン、バナジウム、ジルコニウム、マンガン、ケイ素、これらの合金、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの金属を含む。
図３Ｂは、中心長手方向軸を画定する単一中心複合体コアワイヤ３６ａを示しているが、単一中心複合体コアワイヤ３６ａは、別の方法として延性金属ワイヤであり得ることも併せて理解される。更に、複合体ワイヤの各層はある撚り長さを呈し、複合体ワイヤの各層の撚り長さは異なっていてよく、又は好ましくは、同じ撚り長さであり得ることが理解される。
更に、いくつかの代表的な実施形態において、各複合体ワイヤ３６ａ〜３６ｃは、中心長手方向軸に対して実質的に垂直の方向に、全般に円形、楕円形、又は台形の断面形状を有する。特定の代表的な実施形態において、複合体ワイヤはそれぞれ、全般に円形の断面形状を有し、各複合体ワイヤの直径は約０．１ｍｍ以上であり、より好ましくは０．５ｍｍ以上であり、更により好ましくは１ｍｍ以上であり、更により好ましくは２ｍｍ以上であり、最も好ましくは３ｍｍ以上であり、かつ、約１５ｍｍ以下であり、より好ましくは１０ｍｍ以下であり、更により好ましくは５ｍｍ以下であり、更により好ましくは４ｍｍ以下であり、最も好ましくは３ｍｍ以下である。他の代表的な実施形態において、各複合体ワイヤの直径は１ｍｍ未満、又は５ｍｍを超え得る。
典型的に、全般に円形の断面形状を有する単独中心ワイヤ３６ａの平均直径は、約０．１ｍｍ〜約１５ｍｍの範囲である。いくつかの実施形態において、単独中心ワイヤの平均直径は望ましくは約０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以上、２ｍｍ以上、３ｍｍ以上、４ｍｍ以上、又は最高約５ｍｍである。他の実施形態において、単独中心ワイヤの平均直径は約０．５ｍｍ未満、約１ｍｍ未満、約３ｍｍ未満、約５ｍｍ未満、約１０ｍｍ未満、又は約１５ｍｍ未満である。
再び図２を参照すると、圧縮コネクタ及びアセンブリのいくつかの代表的な実施形態において、従来の管状スリーブが使用されてもよいが、しかしながら、少なくとも１つのスリーブ２６の壁厚は、約０．５ｍｍ〜約６ｍｍの薄さであるように選択される。好ましくは、薄い壁厚が、好ましくは約４ｍｍ以下、より好ましくは約３ｍｍ以下、更により好ましくは約２．５ｍｍ以下、また最も好ましくは約２ｍｍ以下である、スリーブが選択される。このことは、圧縮接続を形成するための鍛造プロセスの間に、応力レリーフを実現し得る。
複合体ケーブル３３の内管１２、挿入されたスリーブ２６、及び内側へ延びる中心複合体コア３７（複数の複合体ワイヤ３６）の上述の概要をふまえ、次に、内管１２の機械的圧縮中のスリーブ２６の特性について説明する。したがって、また圧縮及び面積収縮力が、鍛造装置（図示なし）のダイによって内管１２に印加された後、スリーブ２６は、スリーブ２６に関連付けられた材料が、中心に伸びる内側ワイヤ３６間に存在するいかなる凹凸及び空間も実質的に充填するように、内管１２と実質的に同じ軸方向押し出し速度で押し出される。
図３Ｃ及び３Ｄに説明される特定の代表的実施形態において、少なくとも１つのスリーブは、その外面（図３Ｃ）又は内面（図３Ｄ）のうちの少なくとも１つに形成された多数の軸方向に離間する波形構造２７−２７’を含む。少なくとも１つの管状スリーブは、長さＬ−Ｌ’と、内管１４（図２）の第１径方向寸法より小さい第３径方向寸法（直径Ｄ）によって画定される外面と、第３径方向寸法より小さい第４径方向寸法（直径Ｄ’）を有する内部中空部分を画定する内面と、第１（３０’−３０’’）及び第２（２８’−２８’’）の対向する終端とを有し、第３径方向寸法及び第４径方向寸法との間の差異は、少なくとも１つのスリーブが内管１４（図２）の内部中空部分の中へ挿入され得るように壁厚Ｃ−Ｃ’を画定するように、選択される。
特定の代表的な実施形態では、軸方向に離間する波形構造２７−２７’は、約０．５ｍｍ〜約６ｍｍのスリーブ壁厚Ｃ−Ｃ’を画定してもよい。好ましくは、薄い壁厚が、好ましくは約４ｍｍ以下、より好ましくは約３ｍｍ以下、更により好ましくは約２．５ｍｍ以下、また最も好ましくは約２ｍｍ以下である、スリーブが選択される。軸方向に離間する波形構造２７−２７’は、圧縮接続を形成するための鍛造プロセスの間に、応力レリーフを実現し得る。
更なる代表的な実施形態では、多数の軸方向に離間する波形構造２７−２７’は、約１ｍｍ以上、２ｍｍ以上、３ｍｍ以上；約５ｍｍ以下、４ｍｍ以下、３ｍｍ以下；又は、約１ｍｍ〜約５ｍｍ、より好ましくは約２ｍｍ〜約４ｍｍの、距離Ｂ又はＢ’で軸方向に離間する。特定の代表的な実施形態では、多数の軸方向に離間する波形構造２７−２７’はそれぞれ、約５ｍｍ、１０ｍｍ、又は１５ｍｍ以上；約５０ｍｍ、４５ｍｍ、又は４０ｍｍ以下；又は約５ｍｍ〜約５０ｍｍ、より好ましくは約１０ｍｍ〜約４０ｍｍの、軸方向の幅Ａ又はＡ’を有する。追加の代表的実施形態では、多数の軸方向に離間する波形構造の数は、少なくとも２、４、６、８、又は１０個の波形構造２７−２７’；最大で３０、２８、２６、２４、又は２２個の波形構造２７−２７’；また好ましくは約２〜約３０個の波形構造２７−２７’；より好ましくは約５〜約２５個の波形構造２７−２７’、最も好ましくは約８〜約２０個の波形構造２７−２７’である。
いくつかの現在好まれている代表的実施形態では、第１材料及び第２材料は少なくとも１つの金属を含み、第１材料は、約３０ｋｐｓｉ以上（約２０６ＭＰａ以上）、より好ましくは約３５ｋｐｓｉ以上（約２４１ＭＰａ以上）、更により好ましくは約４０ｋｐｓｉ以上（約２７５ＭＰａ以上）の降伏応力を呈し、第２材料は、約８ｋｐｓｉ以下（約５６ＭＰａ以下）、より好ましくは約６ｋｐｓｉ以下（約４２ＭＰａ以下）、更により好ましくは約４ｋｐｓｉ以下（約２８ＭＰａ以下）の降伏応力を呈する。特定の現在好まれている代表的な実施形態では、第１材料はカーボンスチールを含み、第２材料はアルミニウムを含む。
追加の代表的実施形態では、上述の圧縮コネクタ及びアセンブリは、第２径方向寸法を超える第５径方向寸法によって画定される内面と、第５径方向寸法を超える第６径方向寸法によって画定される外面と、第１及び第２の対向する終端とを有する、外側の内部中空管状体を含んでもよく、外側管状体は内管の上に摺動可能に係合され、任意で、外側管状体は金属を含んでもよい。
したがって、更なる代表的な実施形態では、本明細書に説明される圧縮コネクタアセンブリは、外側管状体の第５径方向寸法より小さい外半径を有する撚り複合体ケーブルを含んでもよく、撚り複合体ケーブルは、中心長手方向軸を画定する単一コアワイヤと、単一コアワイヤの周囲に撚られた少なくとも第１の複数の複合体ワイヤと、第１の複数の複合体ワイヤの周囲に撚られた少なくとも第２の複数のワイヤとを更に含む、複合体コアを含み、更に、単一コアワイヤ及び少なくとも第１の複数の複合体ワイヤの終端部分が、少なくとも第２の複数のワイヤの終端部分を超えて長手方向に延び、また追加で、少なくとも第１の複数の複合体ワイヤの終端部分の少なくとも一部分が、スリーブの第４径方向寸法の２倍未満の直径を有し、かつスリーブの内部中空部分の中へ延びてもよい。
いくつかの代表的な実施形態、例えば、少なくとも１つのスリーブの壁厚が約０．５ｍｍ〜約６ｍｍであるように選択されるものにおいては、上述の圧縮コネクタアセンブリは、好ましくは、第１の多数の複合体ワイヤの周囲を周辺的に巻き、かつ第１の多数の複合体ワイヤの一部分のみを被覆するテープを含んでもよく、少なくとも第２の多数のワイヤは、第１の多数の複合体ワイヤ及びテープの周囲で撚られてもよい。
特定の代表的な実施形態では、テープは、第１の多数の複合体ワイヤの外側周面の最大７０％、６０％、５０％、４０％、３０％、２０％、１０％、５％、又更には１％を被覆する他の代表的な実施形態、例えば、少なくとも１つのスリーブが、更に、外面又は内面のうちの少なくとも１つに形成される多数の軸方向に離間する波形構造を含むものにおいては、テープは、第１の多数の複合体ワイヤの外側周面の約３０％〜約５０％を被覆してもよい。更なる代表的な実施形態では、テープは、第１の多数の複合体ワイヤの外側周面の約１％〜約３０％を被覆する。勿論、いくつかの代表的な実施形態においては、圧縮コネクタアセンブリの形成においてテープ巻きが使用されない場合があることも理解されるであろう。
上述の圧縮コネクタアセンブリの特定の代表的実施形態では、複合体ケーブルコネクタは、デッドエンドケーブルコネクタ又はケーブルスプライスコネクタである。したがって、特定の代表的な実施形態では、複合体コネクタアセンブリ１０はデッドエンドコネクタであり、外側管状体は、外側管状体の選択された端部から延びる端子適用タングを含む。いくつかの代表的な実施形態では、アイレットが、管の選択された端部から外側管状体を超えて延びる。更なる代表的な実施形態では、アイレットは、送電線に関連付けられた碍子連に係合するように適合される、選択された形状及び寸法を有する鋼製鍛造小環を含む。
次に図４の斜視図を参照すると、外側管状体３８が提供され、第１端部４０、第２端部４２、及び特定の内径４４を含む。外側体３８は、好ましくはアルミニウム等の、好適な金属で導電性の材料で構築され、また本実施形態では外側デッドエンドコネクタ体としても既知である。管状体３８の内径４４は、同様に好ましくはアルミニウムで構築され、外側管状体３８の初期組立時に工場で装着され得る、スリーブ４４の供与も、好ましくは含む。同様にタング４６が示されており、これは典型的には外側体３８の溶接部分であり、同じく、特定の現在好まれている実施形態ではアルミニウムで構築され、また後に説明されるように電流通過端子として働く。
内管１２、スリーブ２６、及び複合体ケーブルコア３７の中心延在複合体ワイヤの初期の圧印加及び圧縮形成中に、外側デッドエンド体３８は、典型的には複合体ケーブル３３の外側ワイヤ３４上で同軸に事前に印加され、また典型的には中心延在複合体コア３７から好適な距離に配置される。内管１２（ここで図２の円形断面から、図４の実質的に六角形の圧縮形成された構成へと機械的に成形される）及びスリーブ２６に対して実施される、機械的圧縮及び面積収縮操作の後に、外側デッドエンド及び管状体３８は、実質的に図２、４、及び６の断面切欠に描かれているように、組み立てられた管及びスリーブの上に摺動可能に係合される。
続いて、機械的圧縮操作が、外側体３８の長さに沿って、４３、４５、及び４７に示される軸方向に離間する位置で行われる。圧縮操作は典型的には、アセンブリ内に蓄積した応力を解放するように、外側体３８の軸長に沿ってその端部４０及び４２に向かって進行するが、しかしながら、内部に挿入された管１２及びスリーブ２６の位置付けに対応する軸方向位置４３と４５との間には、圧縮力は印加されないことが理解される。また更なる圧縮操作が、外側体の、隣接する内向きに先細になった縁区分（図４の４８参照）に対して次に実施されてもよく、４３、４５、及び４７と同様に、アセンブリに沿って応力を解放するとともに、外側管状体３８を、外側に延びる複合伝導体ケーブルのワイヤ３４の周囲に機械的に固定する。
図６の一部を切り取った断面図に示された、組み立てられた圧縮デッドエンドコネクタを再び参照し、鋼管１２上の任意の軸方向に配置された波形構造２０を圧縮し、外側管状体３８の対向する内側環状表面と相互に係合するように、径方向に外向きに偏向するという手法について次に参照する。これは、典型的には、特定の内向きの圧縮と、延在する耐久型端部アイレット２２からの管１２への軸方向の力とを印加することによって、達成される。
この操作では、圧縮デッドエンドコネクタの組立完成後、ジャンパー端子（図示なし）が、外側デッドエンド体３８の延在タング４６に接続される。碍子連（図示なし）は、アンテナ塔又は柱（同じく図示なし）にデッドエンド接続において同様に関連付けられ、またその絶縁特性によって、電流が鋼製アイレット鍛造物２２から柱又は塔へと流れるのを防ぐ。したがって、複合体ケーブルから、アセンブリを通過し、外側管状体を過ぎ、最終的にタングを通過して、接続されたジャンパー端子へと電流伝達が起こる。
外側管３８の断面形体は、六角形等の多角形であってもよく、また円形及び他の形体も可能であることも理解される。この断面に関して同様に理解されるように、外側管３８は、複合体コネクタケーブルの外側アルミニウムワイヤ３４の強度を保持するように設計され、また更に、伝導体からの電流量を伝達するのに必要な電流通過特性を呈する。
管と伝導体との組み合わせは、定められた限界内で面積収縮及び面積圧縮の所望の割合をそれぞれが呈するように設計されることが理解され、またこの位置での断面は、水分が伝導体を経由してアセンブリの中へと浸入することを可能にし得るいかなる空間も伴わない。伝導体にかかる圧縮の長さは、伝導体がその使用中の定格強度の９５％まで引っ張られたときに起こるような滑りを把持し続けるのに適切であることが望まれる。この方式において、コネクタが、全てのアセンブリを何度も検査する必要なく、電気的及び機械的性能の必要条件を満たすであろうということが、望ましくは確実になる。
いくつかの代表的な実施形態において、コネクタアセンブリのコア負荷伝達区分は、ある特定の張力で降伏し伸長し、したがって効果的にコアを「負荷する」ように設計される。管断面は、定格破断強度（ＲＢＳ）であると判定された伝導体へ負荷が印加された後、得られるコア（ワイヤ３６）歪みが、典型的には０．００２〜０．００６ｉｎ／ｉｎの面積で発生し、それによってコアが高い引張り負荷で負荷されることを確実にするように、更に設計されなければならない。
外側デッドエンド管状体３８と複合体端子ケーブルの外側延在ワイヤ３４との間に確立された圧縮接続と同様に、管１２、スリーブ２６、及びコア３６は、圧縮接続の機械的性能を確実にするために、定められた限界内で面積収縮割合及び面積圧縮割合を有するように設計される。更に、この位置での断面は、具体的には機械的圧縮及び面積収縮中に管が曲がりやすくならないように、好ましくは空間を有さない。同様に、コアワイヤ３６にかかる圧縮の長さは、ケーブルがその定格強度の９５％まで引っ張られたときに、滑りを伴わず伝導体コアを把持し続けるのに適切でなければならない。
更なる代表的な実施形態では、圧縮コネクタは、図５Ａ〜５Ｃ、及び図７に示されるようにケーブルスプライスコネクタであり、少なくとも１つのスリーブは、本質的に２つのスリーブ２６’’及び２６’’’からなる。いくつかの代表的な実施形態では、外側管状体８４（図５Ｃ）は連結コネクタ体を含む。特定のそのような代表的実施形態では、外側管状体８４は少なくとも１つの金属を含む。次に図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃの斜視図、並びに図７の完全に組み立てられた断面切欠図を参照すると、第２の現在好まれている実施形態に従う圧縮コネクタアセンブリ（スプライス）６２が示される（具体的には、図５Ｃ及び７を参照）。圧縮スプライスコネクタアセンブリ６２は、２つの複合体ケーブル７６及び８０を一緒に重ね継ぐための圧縮連結コネクタとして働き、これによりデッドエンドコネクタアセンブリ１０とは対照的である。アセンブリ６２は代わりに、第１及び第２の複合体端子を、次に説明するような手法で相互接続することを目的とする。具体的には、内管６４が同様に提供され、第１端部６６、第２端部６８、及び特定の内径Ｄ’を含む。一対のスリーブ２６’’及び２６’’’が提供され、実質的にスリーブ２６として先に説明されたように、スリーブ２６’’及び２６’’’は鋼管６４の対向する端部６６及び６８の内部へ挿入される。
図５Ａ〜５Ｂは、終端２８’’−３０’’、並びに２８’’’及び３０’’’をそれぞれに有する、一対のスリーブ２６’’及び２６’’’を示す。スリーブ２６’’−２６’’’はそれぞれ、対向する端部に、内部径方向寸法（Ｄ’）を有する管６４の中へ挿入される方式の径方向寸法（外部直径Ｄ）を有する。図５Ｂは更に、部分的に分解した形で、第１複合体伝送ケーブル（上述に記載の任意のテープ巻き３５’を伴って示されている、径方向寸法（直径ＤＤ’）と、任意の絶縁層７６と、を画定する外面を有する外側ワイヤ３４’、及び径方向寸法（直径ＤＤ）を画定する複合体コア３７’を形成する中心に伸びる複合体ワイヤ３６’を参照）、及び第２複合体伝送ケーブル（上述に記載の任意のテープ巻き３５’’を伴って示されている、径方向寸法（直径ＤＤ’）と、任意の絶縁層８１とを画定する外面ワイヤ３４’’、及び径方向寸法（直径ＤＤ）を画定する複合体コア３７’’を形成する中心に伸びる複合体ワイヤ３６’’を参照）の、挿入手法を説明する。
次に図５Ｃ及び７を参照すると、連結接続に関連付けられた、外側管状体８４の内部への組み立てられたコネクタの軸方向端部挿入が示される。第１の現在好まれている実施形態における、対応する外側デッドエンドコネクタ体３８と同様に、連結コネクタ外側体８４は、金属（典型的にはアルミニウム）材料で構成され、挿入されたアルミニウムスリーブ２６’’及び２６’’’、並びに端子の挿入された中心ワイヤ配線（コア）７８及び８２の周囲での、外側管６４の初期の機械的圧縮及び面積収縮の前に、選択された伝送コネクタの外側ワイヤ７６又は８０上で同軸に事前に印加される。
補足的なスリーブ８１は、典型的には薄壁で、同様に好ましくはアルミニウムで構築され、図５Ｃに分解された形で、また図７に組み立てられた形で示されるように、伝送ケーブル（外側ワイヤ３４’−３４’’）の上に摺動可能に係合される場合がある。最終組立の間に、スリーブ８１は、外側管状体８４の関連付けられた端部９０の中へと摺動され、その端部とぴったり重なって存在する。
デッドエンド圧縮コネクタアセンブリの第１の代表的実施形態と同様に、外側管６４は、初めの円形構成から、次の六角形の圧縮された／面積収縮された形状構成へと、機械的に圧縮及び面積収縮される。鋼製外側管６４に対する挿入された一対のスリーブ２６’’及び２６’’’の押し出し特性は、デッドエンドコネクタ構成においてスリーブ２６に関して説明されたものと同じであり、したがって、それらは、関連付けられた端子コネクタの対向して延びる中心複合体ワイヤ／コア３５’−３５’’の両方で生じる空間及び凹凸を共に充填するように組み合わされ、また更に、複合体コア３５’−３５’’と圧縮された外側管８４との間に応力解放を提供するように、外側管６４の対向する端部から押し出される。
外側連結コネクタ体８４の端部先細区分８６及び８６’（コネクタ体８４の対向する端部に近接する）は、外側管をそれぞれの端子複合体ケーブル３３’−３３’’の関連付けられた外側ワイヤ３４’及び３４’’へ、それぞれに固定するために、またアセンブリに沿って応力を解放するために、第２の機械的操作において、（第１の好ましい実施形態のデッドエンド管状体３８の縁区分４８に関して先に説明したのと全く同じように）同時に圧縮される。操作中、圧縮連結コネクタ６２は、対応するデッドエンドコネクタと同一の手法で、また同じ性能等級及び必要条件で、機能する。また第１の代表的な実施形態の開示に関して述べたように、コア３７’−３７’’（同じく、中心に延びる、巻かれた複数の複合体ワイヤ３６’−３６’’）の定格強度の所望の９５％が、その後の使用中に得られる引張りの間に望まれる。
図面に示されていない追加の代表的実施形態においては、複合体ケーブル圧縮接続アセンブリは、中心長手方向軸を画定する単一ワイヤの周囲に撚られた３つ以上の複合体ワイヤ撚り層を有する、撚り複合体コアケーブルを含む場合がある。特定の代表的な実施形態において、複合体ケーブルの各層における各複合体ワイヤは、同じ構造及び形状であり得るが、これは、本明細書に記述される利点を達成するのに必須ではない。
特定の代表的な実施形態において、撚り複合体ワイヤはそれぞれ、後に詳しく述べるように、マトリックス内に複数の連続繊維を含む。ワイヤは複合体であるため、延性金属ワイヤでは可能であるようなケーブル化又は撚り操作中の可塑性変形を一般に受け入れない。例えば、延性ワイヤを含む先行技術の構成において、従来のケーブル化プロセスは、複合体ワイヤを螺旋形状に恒久的かつ可塑的に変形させるよう実行することができる。本開示は、従来の延性金属ワイヤに比べ、優れた望ましい特性を提供できる、複合体ワイヤの使用を可能にする。
いくつかの代表的な実施形態では、複合体ワイヤのそれぞれは、繊維強化複合体ワイヤである。特定の代表的な実施形態では、繊維強化複合体ワイヤのうち少なくとも１つは、繊維トウ又は単繊維のうちの１つで強化される。更なる代表的実施形態では、複合体ワイヤのそれぞれは、金属マトリックス複合体ワイヤ及び高分子複合体ワイヤからなる群から選択される。いくつかの代表的な実施形態では、高分子複合体ワイヤは、ポリマーマトリックス内に少なくとも１つの連続繊維を含む。更なる代表的な実施形態において、少なくとも１本の連続繊維は、金属、炭素、セラミック、ガラス、又はこれらの組み合わせを含む。特定の代表的な実施形態では、少なくとも１つの連続繊維は、チタン、タングステン、ホウ素、形状記憶合金、炭素、カーボンナノチューブ、グラファイト、炭化ケイ素、アラミド、ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）、又はこれらの組み合わせを含む。更なる代表的な実施形態では、ポリマーマトリックスは、エポキシ、エステル、ビニルエステル、ポリイミド、ポリエステル、シアン酸エステル、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される（コ）ポリマーを含む。
他の代表的な実施形態では、金属マトリックス複合体ワイヤは、金属マトリックス内に少なくとも１つの連続繊維を含む。更なる代表的な実施形態では、少なくとも１つの連続繊維は、セラミック、ガラス、カーボンナノチューブ、炭素、炭化ケイ素、ホウ素、鉄、鋼、鉄合金、タングステン、チタン、形状記憶合金、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む。いくつかの代表的な実施形態では、金属マトリックスは、アルミニウム、亜鉛、スズ、マグネシウム、これらの合金、又はこれらの組み合わせを含む。特定の実施形態では、金属マトリックスはアルミニウムを含み、少なくとも１つの連続繊維はセラミック繊維を含む。特定の現在好まれている代表的な実施形態では、セラミック繊維は、多結晶性α−Ａｌ２Ｏ３を含む。
金属マトリックス複合体ワイヤが外装要素を提供するのに使用される特定の代表的実施形態では、繊維は、好ましくは、ポリ（アラミド）繊維、セラミック繊維、ボロン繊維、炭素繊維、金属繊維、ガラス繊維、及びこれらの組み合わせから選択される。特定の代表的な実施形態では、外装要素は、円筒状の層においてコア複合体ケーブルを包囲する複数のワイヤを含む。好ましくは、ワイヤは、金属外装ワイヤ、金属マトリックス複合体ワイヤ、及びこれらの組み合わせから選択される。
図３Ｂよって示される特定の代表的な実施形態では、コアを含む撚り複合体ケーブル及び／又は導電性非複合体ケーブルは、外側ワイヤ層に、少なくとも１つの、好ましくは複数の延性金属ワイヤを含む。追加の代表的な実施形態では、複数の金属ワイヤのそれぞれは、径方向の断面で見たときに、円形、楕円形、台形、Ｓ字形、及びＺ字形からなる群から選択される断面形状を有する。いくつかの特定の代表的実施形態では、複数の金属ワイヤは、鉄、鋼、ジルコニウム、銅、スズ、カドミウム、アルミニウム、マンガン、亜鉛、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タングステン、バナジウム、これら相互の合金、他の金属とのこれらの合金、シリコンとのこれらの合金、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、少なくとも１つの金属を含む。
いくつかの特定の更なる代表的実施形態では、複合体ケーブルの少なくとも１つは、径方向の断面で見たときに、少なくとも１つの複合体ケーブルの中心長手方向軸を中心に撚られた複合体ワイヤの複数の円筒状の層を含む、撚り複合体ケーブルである。特定の代表的実施形態では、少なくとも１つの撚り複合体ケーブルは螺旋状に撚られている。特定の具体的な代表的実施形態では、各円筒状の層は、それぞれ隣接する円筒状の層の撚り方向と同じ撚り方向で撚られている。特定の現在好まれている代表的実施形態では、それぞれ隣接する円筒状の層の撚り角度間の相対的な差は、３°以下である。
更なる代表的な実施形態では、複合体ワイヤは、円形、楕円形、及び台形からなる群から選択される断面形状を有する。いくつかの代表的な実施形態では、複合体ワイヤのそれぞれは、繊維強化複合体ワイヤである。特定の代表的な実施形態では、繊維強化複合体ワイヤのうち少なくとも１つは、繊維トウ又は単繊維のうちの１つで強化される。他の代表的実施形態では、複合体ワイヤのそれぞれは、金属マトリックス複合体ワイヤ及び高分子複合体ワイヤからなる群から選択される。特定の他の代表的な実施形態では、高分子複合体ワイヤは、ポリマーマトリックス内に少なくとも１つの連続繊維を含む。いくつかの代表的な実施形態において、少なくとも１本の連続繊維は、金属、炭素、セラミック、ガラス、又はこれらの組み合わせを含む。
いくつかの代表的な実施形態では、少なくとも１つの連続繊維は、チタン、タングステン、ホウ素、形状記憶合金、炭素、カーボンナノチューブ、グラファイト、炭化ケイ素、ポリ（アラミド）、ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）、又はこれらの組み合わせを含む。特定の代表的な実施形態では、ポリマーマトリックスは、エポキシ、エステル、ビニルエステル、ポリイミド、ポリエステル、シアン酸エステル、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリエチルエチルケトン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される（コ）ポリマーを含む。
他の代表的な実施形態では、金属マトリックス複合体ワイヤは、金属マトリックス内に少なくとも１つの連続繊維を含む。いくつかの代表的な実施形態では、少なくとも１つの連続繊維は、セラミック、ガラス、カーボンナノチューブ、炭素、炭化ケイ素、ホウ素、鉄、鋼、鉄合金、タングステン、チタン、形状記憶合金、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む。特定の代表的な実施形態では、金属マトリックスは、アルミニウム、亜鉛、スズ、マグネシウム、これらの合金、又はこれらの組み合わせを含む。特定の現在好まれている代表的実施形態では、金属マトリックスはアルミニウムを含み、少なくとも１つの連続繊維はセラミック繊維を含む。いくつかの特定の現在好まれている代表的実施形態では、セラミック繊維は多結晶性α−Ａｌ２Ｏ３を含む。
更なる代表的実施形態では、絶縁シースは、水中又は地下複合体ケーブルの外側表面を形成する。いくつかの代表的実施形態では、絶縁シースは、セラミック、ガラス、（コ）ポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む。
本開示は任意の好適な複合体ワイヤと共に実施することができるが、特定の代表的な実施形態において、複合体ワイヤのそれぞれが、マトリックス中に少なくとも１つの連続繊維トウ、又は連続単繊維を含む、繊維強化複合体ワイヤとなるよう選択される。
複合体ワイヤの好ましい実施形態は、マトリックス中に複数の連続繊維を含む。好ましい繊維は、多結晶性α−Ａｌ２Ｏ３を含む。これらの、複合体ワイヤの好ましい実施形態は、好ましくは、０．４％以上の破断引張り歪み、より好ましくは０．７％以上の破断引張り歪みを有する。いくつかの実施形態において、金属マトリックス複合体コア内の繊維の数の８５％以上（実施形態によっては、９０％以上、又は更には９５％以上）が連続している。
本開示に使用し得る他の複合体ワイヤには、ガラス／エポキシワイヤ、炭化ケイ素／アルミニウム複合体ワイヤ、炭素／アルミニウム複合体ワイヤ、炭素／エポキシ複合体ワイヤ、炭素／ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）ワイヤ、炭素／（コ）ポリマーワイヤ、及びこれら複合体ワイヤの組み合わせが挙げられる。
好適なガラス繊維の例には、当該技術分野において既知であるように、Ａ−Ｇｌａｓｓ、Ｂ−Ｇｌａｓｓ、Ｃ−Ｇｌａｓｓ、Ｄ−Ｇｌａｓｓ、Ｓ−Ｇｌａｓｓ、ＡＲ−Ｇｌａｓｓ、Ｒ−Ｇｌａｓｓ、グラスファイバー及びパラグラスが挙げられる。他のガラス繊維も使用することができるが、このリストは限定的ではなく、例えばＣｏｒｎｉｎｇ Ｇｌａｓｓ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＮＹ）から市販されている様々な種類のガラス繊維が存在する。
いくつかの代表的な実施形態において、連続ガラス繊維が好ましい場合がある。典型的には、連続ガラス繊維は、約３μｍ〜約１９μｍの範囲の平均繊維直径を有する。いくつかの実施形態において、ガラス繊維は、少なくとも３ＧＰａ、４ＧＰａ、及び／又は更には少なくとも５ＧＰａの平均引張り強度を有する。いくつかの実施形態において、ガラス繊維は、約６０ＧＰａ〜９５ＧＰａ、又は約６０ＧＰａ〜約９０ＧＰａの範囲の弾性率を有する。
好適なセラミック繊維の例には、金属酸化物（例えばアルミナ）繊維、窒化ホウ素繊維、炭化ケイ素繊維、及びこれらの繊維の任意の組み合わせが挙げられる。典型的に、セラミック酸化物繊維は、結晶性セラミック、及び／又は結晶性セラミックとガラスとの混合物（すなわち、繊維は結晶性セラミックとガラス相の両方を含み得る）である。典型的には、そのような繊維は、５０ｍ以上の桁の長さを有し、キロメートル又はそれ以上の桁の長さを有することさえできる。典型的には、連続セラミック繊維は、約５μｍ〜約５０μｍ、約５μｍ〜約２５μｍ、約８μｍ〜約２５μｍ、又は更に約８μｍ〜約２０μｍの、範囲の平均繊維直径を有する。いくつかの実施形態において、この結晶性セラミック繊維は、１．４ＧＰａ以上、１．７ＧＰａ以上、２．１ＧＰａ以上、又は更には２．８ＧＰａの平均引張り強度を有する。いくつかの実施形態において、この結晶性セラミック繊維は、７０ＧＰａを超え約１０００ＧＰａ以下、又は更には４２０ＧＰａ以下の弾性率を有する。
好適な単繊維セラミック繊維の例には、炭化ケイ素繊維が挙げられる。典型的に、炭化ケイ素単繊維は、結晶性セラミック、及び／又は結晶性セラミックとガラスとの混合物（すなわち、繊維は結晶性セラミックとガラス相の両方を含み得る）である。典型的には、そのような繊維は、５０ｍ以上の桁の長さを有し、キロメートル又はそれ以上の桁の長さを有することさえできる。典型的には、連続炭化ケイ素単繊維は、約１００μｍ〜約２５０μｍの範囲の平均繊維直径を有する。いくつかの実施形態において、この結晶性セラミック繊維は、２．８ＧＰａ以上、３．５ＧＰａ以上、４．２ＧＰａ以上、及び／又は更には６ＧＰａの平均引張り強度を有する。いくつかの実施形態において、この結晶性セラミック繊維は、２５０ＧＰａを超え約５００ＧＰａ以下、又は更には４３０ＧＰａ以下の弾性率を有する。
好適なアルミナ繊維は、例えば、米国特許第４，９５４，４６２号（Ｗｏｏｄら）及び同第５，１８５，２９９号（Ｗｏｏｄら）に記載されている。いくつかの実施形態では、アルミナ繊維は多結晶性アルファアルミナ繊維であり、理論上の酸化物系で、アルミナ繊維の総重量を基準として、９９重量％を超えるＡｌ２Ｏ３及び０．２〜０．５重量％のＳｉＯ２を含む。別の態様では、いくつかの望ましい多結晶性アルファアルミナ繊維は、平均粒径１マイクロメートル未満（又は、いくつかの実施形態においては、更には０．５マイクロメートル未満）のアルファアルミナを含む。別の様態では、いくつかの実施形態において、多結晶性アルファアルミナ繊維の平均引張り強度は、１．６ＧＰａ以上（いくつかの実施形態では、２．１ＧＰａ以上、又は更には２．８ＧＰａ以上）である。代表的なアルファアルミナ繊維は、商品名「ＮＥＸＴＥＬ ６１０」（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ））として市販されている。
好適なアルミノシリケート繊維は、例えば、米国特許第４，０４７，９６５号（Ｋａｒｓｔら）に記述されている。代表的なアルミノシリケート繊維は、商品名「ＮＥＸＴＥＬ ４４０」、「ＮＥＸＴＥＬ ５５０」、及び「ＮＥＸＴＥＬ ２６０」（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ））として販売されている。アルミノボロシリケート繊維は、例えば、米国特許第３，７９５，５２４号（Ｓｏｗｍａｎ）に記述されている。代表的なアルミノボロシリケート繊維は、商品名「ＮＥＸＴＥＬ ３１２」（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ））として販売されている。窒化ホウ素繊維は、例えば、米国特許第３，４２９，２６’’２号（Ｅｃｏｎｏｍｙ）及び同第５，７８０，１５４号（Ｏｋａｎｏら）に記述されている。更に、代表的な炭化ケイ素繊維は、例えば、ＣＯＩ Ｃｅｒａｍｉｃｓ（Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ）から５００繊維のトウの商品名「ＮＩＣＡＬＯＮ」が、日本の宇部興産（Ube Industries）から商品名「ＴＹＲＡＮＮＯ」が、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から商品名「ＳＹＬＲＡＭＩＣ」が、市販されている。
好適な炭素繊維には、例えばＰＡＮＥＸ（登録商標）及びＰＹＲＯＮ（登録商標）（ＺＯＬＴＥＫ（Ｂｒｉｄｇｅｔｏｎ，ＭＯ）から入手可能）、ＴＨＯＲＮＥＬ（ＣＹＴＥＣ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｐａｔｅｒｓｏｎ，ＮＪ）から入手可能）、ＨＥＸＴＯＷ（ＨＥＸＣＥＬ，Ｉｎｃ．（Ｓｏｕｔｈｂｕｒｙ，ＣＴ）から入手可能）、及びＴＯＲＡＹＣＡ（東レ株式会社（ＴＯＲＡＹ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．）（日本・東京）から入手可能）など市販されている炭素繊維が挙げられる。そのような炭素繊維は、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）前駆体から誘導され得る。その他の好適な炭素繊維には、当該技術分野において既知のように、ＰＡＮ−ＩＭ、ＰＡＮ−ＨＭ、ＰＡＮ ＵＨＭ、ＰＩＴＣＨ又はレーヨン副産物が挙げられる。
追加の好適な市販されている繊維には、ＡＬＴＥＸ（住友化学株式会社（Sumitomo Chemical Company）（日本・大阪）から入手可能）、ＡＬＣＥＮ（株式会社ニチビ（Nitivy Company,Ltd.）、日本・東京）から入手可能）が挙げられる。
好適な繊維には更に、形状記憶合金（マルテンサイト形質転換を起こす金属合金で、形質転換温度より下の温度で双晶化メカニズムにより変形可能となり、形質転換温度より上に加熱されて双晶組織が元の相に戻ると、このような変形が元に戻り得る）が挙げられる。市販されている形状記憶合金繊維があり、例えばＪｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｅｓｔ Ｗｈｉｔｅｌａｎｄ，ＰＡ）から入手可能である。
いくつかの実施形態において、セラミック繊維がトウ内にある。トウは、繊維分野で既知であり、複数の（個別の）繊維（典型的には１００本以上、より典型的には４００本以上の繊維）がロービング様形状に集まったものを指す。いくつかの実施形態において、トウは、トウ当たり７８０本以上の個別繊維を含み、場合によっては、トウ当たり２６００本以上の個別繊維、又は別の場合では、トウ当たり５２００本以上の個別繊維を含む。セラミック繊維のトウは一般に、３００ｍ、５００ｍ、７５０ｍ、１０００ｍ、１５００ｍ、２５００ｍ、５０００ｍ、７５００ｍ及びそれ以上を含む、様々な長さで入手可能である。繊維は、円形又は楕円形である断面形状を有し得る。
市販されている繊維は、潤滑性をもたらし、取扱い中に繊維ワイヤを保護するために、製造中に繊維に添加される有機糊剤を典型的に含み得る。糊剤は、例えば、繊維から離れた糊剤を溶解又は燃焼させることによって除去することができる。典型的には、金属マトリックス複合体ワイヤを形成する前に、糊剤を除去することが望ましい。繊維はまた、例えば繊維の湿潤性を強化するために使用されているコーティングを有していることがあり、これが繊維と溶融金属マトリックス材料との間の反応を低下又は阻害する。このようなコーティング、及びこのようなコーティングを提供するための技法は、繊維及び複合体の分野で既知である。
更なる代表的な実施形態において、複合体ワイヤはそれぞれ、金属マトリックス複合体ワイヤと高分子複合体ワイヤから選択される。好適な複合体ワイヤは、例えば、米国特許第６，１８０，２３２号、同第６，２４５，４２５号、同第６，３２９，０５６号、同第６，３３６，４９５号、同第６，３４４，２７０号、同第６，４４７，９２７号、同第６，４６０，５９７号、同第６，５４４，６４５号、同第６，５５９，３８５号、同第６，２６’’３，４５１号、及び同第７，０９３，４１６号に開示されている。
１つの現在好まれている繊維強化金属マトリックス複合体ワイヤは、セラミック繊維強化アルミニウムマトリックス複合体ワイヤである。セラミック繊維強化アルミニウムマトリックス複合体ワイヤは、好ましくは、ほぼ純粋な元素アルミニウム、又は純粋なアルミニウムと最高約２重量％（マトリックスの合計重量に対して）の銅との合金のいずれかのマトリックス内に封入された、多結晶性α−Ａｌ２Ｏ３の連続繊維を含む。好ましい繊維は、寸法が約１００ｎｍ未満の等軸晶グレインを含み、繊維直径が約１〜５０μｍの範囲である。約５〜２５μｍの範囲の繊維直径が好ましく、約５〜１５μｍの範囲の繊維直径が最も好ましい。
本開示の好ましい繊維強化複合体ワイヤは、１立方センチメートル当たり約３．９０〜３．９５グラムの繊維密度を有する。好ましい繊維の中には、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）に付与された米国特許第４，９５４，４６２号（Ｗｏｏｄら）に記述されているものがある。好ましい繊維は、商品名「ＮＥＸＴＥＬ ６１０」アルファアルミナ系繊維（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ））として入手可能である。封入するマトリックスは、それ自体が繊維材料と化学的に顕著に反応しない（すなわち、繊維材料に対して化学的に比較的不活性である）ように選択され、これにより繊維外側に保護コーティングを施す必要がなくなる。
複合体ワイヤで、特定の現在好まれている代表的実施形態において、ほぼ純粋な元素アルミニウム、又は元素アルミニウムと最高約２重量％（マトリックスの合計重量に対して）の銅との合金のいずれかを含むマトリックスの使用は、好結果のワイヤを生み出すことが示されている。本明細書において用語「ほぼ純粋な元素アルミニウム」、「純粋なアルミニウム」及び「元素アルミニウム」は互換可能な用語であり、約０．０５重量％未満の不純物を含むアルミニウムを意味するためのものである。
１つの現在好まれている実施形態において、複合体ワイヤは、ほぼ元素アルミニウムのマトリックス内に、約３０〜７０体積％（複合体ワイヤの合計体積に対して）の多結晶性α−Ａｌ２Ｏ３繊維を含む。このマトリックスは、マトリックスの合計重量に対して、約０．０３重量％未満の鉄を含むことが現在好ましく、最も好ましくは、約０．０１重量％未満の鉄を含む。約４０〜６０％の多結晶性α−Ａｌ２Ｏ３繊維の繊維含有量が好ましい。約２０ＭＰａ未満の降伏強さを有するマトリックスと、約２．８ＧＰａ未満の長手方向引張り強度を有する繊維と、を有するマトリックスで形成された、そのような複合体ワイヤは、優れた強度特性を有することが見出されている。
マトリックスはまた、元素アルミニウムと最高約２重量％（マトリックスの合計重量に対して）の銅との合金から形成され得る。ほぼ純粋な元素アルミニウムマトリックスが使用されている実施形態と同様、アルミニウム／銅合金マトリックスを有する複合体ワイヤは好ましくは、複合体の合計体積に対して約３０〜７０体積％の多結晶性α−Ａｌ２Ｏ３繊維を含み、より好ましくは約４０〜６０体積％の多結晶性α−Ａｌ２Ｏ３繊維を含む。加えて、このマトリックスは好ましくは、マトリックスの合計重量に対して、約０．０３重量％未満の鉄を含み、最も好ましくは、約０．０１重量％未満の鉄を含む。アルミニウム／銅マトリックスは好ましくは、約９０ＭＰａ未満の降伏強さを有し、多結晶性α−Ａｌ２Ｏ３繊維は約２．８ＧＰａ以上の長手方向引張り強度を有する。
複合体ワイヤは、好ましくは、上述の、ほぼ純粋な元素アルミニウムマトリックス内に、又は元素アルミニウムと最高約２重量％の銅との合金から形成されたマトリックス内に、封入された、ほぼ連続の多結晶性α−Ａｌ２Ｏ３繊維から形成される。そのようなワイヤは、一般に、ほぼ連続の多結晶性α−Ａｌ２Ｏ３繊維のスプールを、繊維トウに配置するプロセスによって製造され、溶融マトリックス材料の液浴内を通って引っ張られる。結果として得られたセグメントを次に固化させることにより、マトリックス内に封入された繊維が得られる。
代表的な金属マトリックス材料は、アルミニウム（例えば高純度（例えば９９．９５％超）元素アルミニウム）、亜鉛、スズ、マグネシウム、及びこれらの合金（例えばアルミニウムと銅の合金）が挙げられる。通常、例えば繊維外面に保護コーティングを提供する必要性を排除するために、マトリックス材料が繊維と著しく化学反応しない（すなわち、繊維材料に関して比較的化学的に不活性である）ように、マトリックス材料が選択される。いくつかの実施形態において、マトリックス材料としては、望ましくは、アルミニウム及びその合金が挙げられる。
いくつかの実施形態において、金属マトリックスは、９８重量パーセント以上のアルミニウム、９９重量パーセント以上のアルミニウム、９９．９重量パーセントを超えるアルミニウム、又は更には９９．９５重量パーセントを超えるアルミニウムを含む。アルミニウムと銅との代表的なアルミニウム合金は、少なくとも９８重量％Ａｌ、及び最高２重量％Ｃｕとを含む。いくつかの実施形態では、有用な合金は、１０００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、及び／又は８０００シリーズのアルミニウム合金である（Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ）。より純度の高い金属が、より引張り強度の高いワイヤを製造するのに望ましい傾向があるが、より純度の低い形態の金属も有用である。
適切な金属が市販されている。例えば、アルミニウムは、Ａｌｃｏａ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から、商品名「ＳＵＰＲＥ ＰＵＲＥ ＡＬＵＭＩＮＵＭ；９９．９９％Ａｌ」で入手可能である。アルミニウム合金（例えば、Ａｌ−２重量％の銅（０．０３重量％不純物））はＢｅｌｍｏｎｔ Ｍｅｔａｌｓ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＮＹ）から得ることができる。亜鉛及びスズは、例えば、Ｍｅｔａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能である（「純亜鉛」；９９．９９９％の純度及び「純スズ」；９９．９５％の純度）。例えば、マグネシウムは、Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ｅｌｅｋｔｒｏｎ（Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ，Ｅｎｇｌａｎｄ）から、商品名「ＰＵＲＥ」で入手可能である。マグネシウム合金（例えばＷＥ４３Ａ、ＥＺ３３Ａ、ＡＺ８１Ａ、及びＺＥ４１Ａ）は、例えばＴＩＭＥＴ（Ｄｅｎｖｅｒ，ＣＯ）から得ることができる。
金属マトリックス複合体ワイヤは、典型的には、繊維及びマトリックス材料の合わせた総体積に対して、１５体積パーセント以上（実施形態によっては、２０、２５、３０、３５、４０、４５、又は更には５０体積パーセント以上）の繊維を含む。より典型的には、複合体コア及びワイヤは、繊維及びマトリックス材料の合わせた総体積に対して、４０〜７５（実施形態によっては４５〜７０）体積パーセントの範囲の繊維を含む。
金属マトリックス複合体ワイヤは、当該技術分野において既知の手法を用いて作製できる。例えば、連続金属マトリックス浸潤プロセスで、連続する金属マトリックス複合体ワイヤを作製することができる。１つの好適なプロセスが、例えば、米国特許第６，４８５，７９６号（Ｃａｒｐｅｎｔｅｒら）に記載されている。当該技術分野において既知の引抜成形プロセスによって、ポリマー及び繊維を含むワイヤが作製され得る。
追加の代表的な実施形態において、複合体ワイヤは高分子複合体ワイヤを含むよう選択される。高分子複合体ワイヤは、ポリマーマトリックス内に少なくとも１本の連続繊維を含む。いくつかの代表的な実施形態において、少なくとも１本の連続繊維は、金属、炭素、セラミック、ガラス、及びこれらの組み合わせを含む。特定の現在好まれている代表的実施形態において、少なくとも１本の連続繊維は、チタン、タングステン、ホウ素、形状記憶合金、カーボンナノチューブ、グラファイト、炭化ケイ素、ホウ素、ポリ（アラミド）、ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）３、及びこれらの組み合わせを含む。追加の現在好まれている代表的実施形態では、ポリマーマトリックスは、エポキシ、エステル、ビニルエステル、ポリイミド、ポリエステル、シアン酸エステル、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、及びこれらの組み合わせから選択される（コ）ポリマーを含む。
本開示の特定の実施形態に従って複合体コアの回りに撚る複合コア（例えば送電ケーブル）を提供するための延性金属ワイヤは、当該技術分野において既知である。好ましい延性金属には、鉄、鋼、ジルコニウム、銅、スズ、カドミウム、アルミニウム、マンガン、及び亜鉛、並びに他の金属及び／又はケイ素との合金、及び同様物が挙げられる。銅ワイヤは、例えば、Ｓｏｕｔｈｗｉｒｅ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｃａｒｒｏｌｔｏｎ，ＧＡ）から市販されている。アルミニウムワイヤは、例えば、Ｎｅｘａｎｓ（Ｗｅｙｂｕｒｎ，Ｃａｎａｄａ）から商品名「１３５０−Ｈ１９アルミニウム」又はＳｏｕｔｈｗｉｒｅ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｃａｒｒｏｌｔｏｎ，ＧＡ）から「１３５０−Ｈ０アルミニウム」として市販されている。
典型的には、銅ワイヤは、約２０℃〜約８００℃の温度範囲以上で、約１２ｐｐｍ／℃〜約１８ｐｐｍ／℃の範囲の熱膨張係数を有する。銅合金（例えば、Ｓｏｕｔｈｗｉｒｅ Ｃｏｍｐａｎｙ（ジョージア州キャロルトン）から市販されているＣｕ−Ｓｉ−Ｘ、Ｃｕ−Ａｌ−Ｘ、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｘ、Ｃｕ−Ｃｄ（式中、Ｘ＝Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、及び／又はＳｉ）などの銅ブロンズ、例えば、ＯＭＧ Ａｍｅｒｉｃａｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｔｒｉａｎｇｌｅ Ｐａｒｋ，ＮＣ）から商品名「ＧＬＩＤＣＯＰ」として市販されている酸化物分散強化銅）のワイヤ。いくつかの実施形態において、銅合金ワイヤは、約２０℃〜約８００℃の温度範囲以上で、約１０ｐｐｍ／℃〜約２５ｐｐｍ／℃の範囲の熱膨張係数を有する。ワイヤは、どのような種類の形状（例えば、円形、楕円形、及び台形）であってもよい。
典型的には、アルミニウムワイヤは、約２０℃〜約５００℃の温度範囲以上で、約２０ｐｐｍ／℃〜約２５ｐｐｍ／℃の範囲の熱膨張係数を有する。いくつかの実施形態においては、アルミニウムワイヤ（例えば、「１３５０−Ｈ１９アルミニウム」）は、１３８ＭＰａ（２０ｋｐｓｉ）以上、１５８ＭＰａ（２３ｋｐｓｉ）以上、１２６’’ＭＰａ（２５ｋｐｓｉ）以上、又は１８６ＭＰａ（２７ｋｐｓｉ）以上、又は更には２００ＭＰａ（２９ｋｐｓｉ）以上の引張り破壊強度を有する。いくつかの実施形態では、アルミニウムワイヤ（例えば、「１３５０−Ｈ０アルミニウム」）は、４１ＭＰａ（６ｋｐｓｉ）超〜９７ＭＰａ（１４ｋｐｓｉ）以下、又は更には８３ＭＰａ（１２ｋｐｓｉ）以下の引張り破壊強度を有する。
アルミニウム合金ワイヤは市販されており、例えば、商品名「ＺＴＡＬ」、「ＸＴＡＬ」及び「ＫＴＡＬ」（住友電気工業株式会社（Sumitomo Electric Industries）（日本・大阪））、又は、「６２０１」（Ｓｏｕｔｈｗｉｒｅ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｃａｒｒｏｌｔｏｎ，ＧＡ））で入手可能なアルミニウム−ジルコニウム合金ワイヤがある。いくつかの実施形態において、アルミニウム合金ワイヤは、約２０℃〜約５００℃の温度範囲以上で、約２０ｐｐｍ／℃〜約２５ｐｐｍ／℃の範囲の熱膨張係数を有する。
水中又は地下複合体ケーブル内の複合体ワイヤの重量パーセントは、水中又は地下ケーブルの設計及びその意図された使用の条件に依存する。撚り複合体ケーブルが、水中又は地下複合体ケーブル内の構成要素として使用される大半の用途では、撚り複合体ケーブルは、複数の複合体ケーブルの周囲に電力導体層を有さないことが好ましい。特定の現在好まれている実施形態では、水中又は地下複合体ケーブルは、少なくとも０．５％の破壊限度までの歪みを呈する。
本開示は好ましくは、非常に長い水中又は地下複合体ケーブルを提供するように実施される。また、撚り複合体ケーブル１０自体の中の複合体ワイヤは、撚り複合体ケーブルの長さにわたって連続であることが好ましい。１つの好ましい実施形態において、複合体ワイヤは実質的に連続であり、長さは少なくとも１５０メートルである。より好ましくは、複合体ワイヤは撚り複合体ケーブル１０において、連続で、かつ長さは２５０メートル以上であり、より好ましくは５００メートル以上であり、更により好ましくは７５０メートル以上であり、最も好ましくは１０００メートル以上である。
別の態様において、本開示は、スリーブを、管の内部中空部分へ軸方向に挿入する工程と、単一コアワイヤ及び少なくとも第１の複数の複合体ワイヤの終端部分を、スリーブの内部中空部分の中へ挿入する工程と、単一コアワイヤ及び少なくとも第１の複数の複合体ワイヤの終端部分を、スリーブの内部中空部分へ挿入し、かつスリーブを、内管の内部中空部分へ軸方向に挿入した後に、該管の外面に実質的に直交する方向に管を機械的に圧縮し、それによって、第１及び第２材料が実質的に同じ速度で軸方向に押し出されるように、管及びスリーブを変形する工程と、及び任意で、その後に、少なくとも部分的に管を被覆するように、外側管状体を該管の上に摺動可能に係合させる工程と、含む、上述のような圧縮コネクタを構築する方法を提供する。
特定の代表的な実施形態において、管の外面に実質的に直交する方向に管を機械的に圧縮する工程は、鍛造ダイ内で細長い管を機械的に圧縮することを含む。いくつかの代表的な実施形態では、鍛造ダイは、内管の一部分のみを機械的に圧縮する。特定の現在好まれている実施形態では、鍛造ダイは、実質的にスリーブの全長を機械的に圧縮する。更なる現在好まれている代表的実施形態では、鍛造ダイは、長さを有し、単一コアワイヤ及び少なくとも第１の複数の複合体ワイヤの終端部分は、直径を有する円筒形複合体コアを形成し、鍛造ダイ長の複合体コア直径に対する比は約６を超えない。
更なる任意の方法工程は、複合体ケーブルの外側ワイヤに接して外側管状体を機械的に圧縮する工程と、デッドエンド圧縮接続において外側管状体の選択された端部へ端子適用タングを固定する工程と、複数の軸方向に離間する波形構造を、その複数の離間する波形構造に近接する内管の選択された端部から延びる任意のアイレットと共に、圧縮される内管の外直径に沿って形成する工程を含む。波形構造が圧縮され、外側管状体の内径に接して固定係合するように径方向に拡張するように、軸方向に内管を圧縮する工程により、本開示の特定の代表的な実施形態に従う複合ケーブル圧縮コネクタ（デッドエンドコネクタ）の組立方法を完了する場合がある。
本開示の代表的な実施形態を上述し、そして更に実施例として以下にも例示しているが、これらは、本発明の範囲を多少なりとも限定する意図はない。それとは逆に、本明細書中の説明を読むことによって、本開示の趣旨及び／又は添付の請求項の範囲を逸脱することなく当業者に示唆され得る様々な他の実施形態、修正、及びそれらの等価物に頼ることができることが明確に分かる。
更に、本開示の広範囲で示す数値的範囲及びパラメータは、近似値であるが、具体例に記載の数値は可能な限り正確に報告する。しかし、いずれの数値も、それらのそれぞれの試験測定値にみられる標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本来有している。最低でも、特許請求の範囲への同等物の原則の適用を限定する試みとしてではなく、少なくとも各数値的パラメータは、報告された有効数字の数を考慮して、通常の四捨五入の適用によって解釈されなければならない。
複合体ケーブル圧縮接続アセンブリの調製
圧縮接続の取付部品（例えば、図４に全体として示されるデッドエンドコネクタ構成要素、及び図５Ａ〜５Ｃに示されるケーブルスプライスコネクタ構成要素）は、ＡＣＡ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ａｃｃｅｓｓｏｒｉｅｓ（Ｄｕｎｃａｎ，ＳＣ）から入手した。供給元が推奨する水力駆動式圧縮及びダイを鍛造操作に用いた。複合体ケーブル圧縮接続アセンブリの鍛造には、多数の「かみ合い」又は複合体コア／圧縮コネクタへの圧縮を要した。ダイの各かみ合いは、圧縮コネクタが、複合体圧縮コネクタアセンブリの一端部からもう一方の端部（デッドエンドコネクタの場合）へと、又は中央から各端部（スプライスコネクタの場合）へと移動されるように、その前のダイと重なり合わせられた。鍛造中に、ダイが完全に閉鎖に至る段階で、コアワイヤの破壊に伴う「クリック」又は「ポップ」音が聞こえるかを監視した。更に、コア又は伝導体試料を握持し、コアワイヤの破壊に伴う「収縮する」又は「跳ね上がる」感覚が感じられたかを監視した。
複合体ケーブル圧縮接続アセンブリの試験
完成した複合体ケーブル圧縮接続アセンブリの引張試験を、以下のように実行した。１０ｆｔ（３．０５ｍ）の長さの複合体コアケーブルを使用し、圧縮コネクタが複合体ケーブルデッドエンドコネクタか、又は複合体ケーブルスプライスコネクタかによって、２つの可能な引張試験試料のうちの１つを調製した。デッドエンドコネクタに対しては、複合体圧縮コネクタアセンブリを複合体コアケーブルの一方の端部上に鍛造し、次に複合体コアケーブルのもう一方の端部上に樹脂コーンを取り付けて、引張試験試料を調製した。ケーブルスプライスコネクタに対しては、複合体コアケーブルを半分に切断し、次に、スプライス複合体圧縮コネクタアセンブリを用いてその切断端を再接続して、引張試験試料を調整した。次に、スプライス複合体コアケーブルの２つの自由端に樹脂コーンを取り付け、試料をインストロン試験機による引張試験にかけた。
試料の引張試験において、報告される主要な測定値は、複合体圧縮コネクタアセンブリが支持する最大軸方向力である。破損は通常、高負荷時での複合体圧縮コネクタアセンブリ内での複合体コアの破損か、又は比較的低負荷時での複合体圧縮コネクタアセンブリからの複合体コアの滑り出しによって起こり、若しくは、超低負荷時で、複合体コアが鍛造中に複合体圧縮コネクタアセンブリの中で事前破断し、短い長さの複合体ワイヤが圧縮コネクタアセンブリから滑り出す。
ビッカース硬度測定
以下のいくつかの実施例では、アルミニウムスリーブ（インサート）（スリーブ）のビッカース硬度を測定した。２００グラムの負荷を印加する際の、対応する硬度値を、ビッカース硬度単位ＨＶ（２００ｇ）で示す。アルミニウム管におけるビッカース硬度と１％歪みでの引張応力との間の関係を、次の方式で判定した。１％歪みでの応力（Ｓ１％）は、次の等式によって近似する（強度の単位はｋｐｓｉ、１ｋｐｓｉ＝約６．９ＭＰａ）。
Ｓ１％＝０．４ＨＶ（２００ｇ）−２ （１）
実施例１：アルミニウムスリーブ硬度調査（７９５複合体コアケーブル）

２つの（スプライス）複合体圧縮コネクタアセンブリを、７９５ＡＣＣＲ複合体コアワイヤ（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから入手可能）を用いて鍛造した。これは、１９ｖ ０．０８３インチ（０．２１ｃｍ）の従来の撚り複合体コアケーブル構築物である。次のダイ圧縮条件を使用した。

収縮率＝８％
複合体圧縮コネクタアセンブリ内のコア長＝５インチ（１２．７ｃｍ）
使用したダイ＝１００１８ＳＨ−ＬＧ
ダイかみ合い長＝２．１インチ（５．３ｃｍ）（約）
コア上のテープ被覆率＝６５〜７０％
スプライスの一面あたりのかみ合い数＝３
かみ合いの重なり合い＝１インチ（２．５４ｃｍ）
結果：
複合体圧縮コネクタアセンブリ＃１
測定されたアルミニウムスリーブ（インサート）硬度は、３５．５ＨＶ（２００ｇ）であった。引張試験で支持された最大負荷は、２，８０５ポンド（１２７５ｋｇ）、又は定格破壊強度（ＲＢＳ）の約１４．９％であった。破損は、スプライスから抜けたコア（圧縮コネクタから抜けた２インチ（約５．１ｃｍ）長の複合体コア片）によって起こった。複合体コアは、負荷が印加されるとほぼ即時に滑り出し始めた。我々は、複合体コアワイヤは、圧縮コネクタの圧縮によって鍛造中に破断したと結論付けた（破断は第２ダイかみ合いの中心であった）。
複合体圧縮コネクタアセンブリ＃２
複合体圧縮コネクタアセンブリアルミニウムスリーブ（インサート）硬度は、２２．５ＨＶ（２００ｇ）であった。支持された最大負荷は、１４，０８０ポンド（６３８６．６ｋｇ）、又はＲＢＳの約２６’’’．９％であった。破損は、試験の間にスプライス内部での複合体コア破壊によって起こった。複合体コアは、破損の前に約５インチ（１２．７ｃｍ）滑り出た。したがって、いくつかの代表的な実施形態では、軟質アルミニウムは、アルミニウムスリーブインサート特性にとって硬質アルミニウムより良い選択である。軟質アルミニウムでは見られていないが、硬質アルミニウムは、複合体コアの破損を引き起こす可能性がある。
実施例２：テープ巻き調査（７９５複合体コアケーブル）
７つの（スプライス）複合体圧縮コネクタアセンブリを、７９５ＡＣＣＲ複合体コアワイヤ（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから入手可能）を用いて鍛造した。これは、１９ｖ ０．０８３インチ（０．２１ｃｍ）のコア構築物である。次のダイ圧縮条件を使用した。

収縮率＝８％
複合体圧縮コネクタアセンブリ内のコア長＝５インチ（１２．７ｃｍ）
使用したダイ＝１００１８ＳＨ−ＬＧ
ダイかみ合い長＝２．１インチ（５．３ｃｍ）（約）
コア上のテープ被覆率＝変数
スプライスの一面あたりのかみ合い数＝３
かみ合いの重なり合い＝１インチ（２．５４ｃｍ）
測定されたアルミニウムスリーブ（インサート）硬度は、３５．５ＨＶ（２００ｇ）であった。結果を表１に要約する。
Figure 0005722920
したがって、いくつかの代表的な実施形態では、複合体コアの外面を包囲するテープ巻き量を増大することによって、鍛造中のコア破断が抑えられ得る。
実施例３：テープ巻き調査（７９５複合体コアケーブル）
１つの（スプライス）複合体圧縮コネクタアセンブリを、７９５ＡＣＣＲ複合体ワイヤコアケーブル（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから入手可能）を用いて鍛造した。これは、１９×０．０８３インチ（０．２１ｃｍ）のコア構築物である。次のダイ圧縮条件を使用した。

収縮率＝８％
複合体圧縮コネクタアセンブリ内のコア長＝５インチ（１２．７ｃｍ）
使用したダイ＝１００１８ＳＨ−ＬＧ
ダイかみ合い長＝２．１インチ（５．３ｃｍ）（約）
コア上のテープ被覆率＝９０％
スプライスの一面あたりのかみ合い数＝３
かみ合いの重なり合い＝１インチ（２．５４ｃｍ）
結果：
測定されたアルミニウムスリーブ（インサート）硬度は、３５．５ＨＶ（２００ｇ）であった。引張試験において支持された最大負荷は、１１５６０ポンド（５２４３．５ｋｇ）（６１．５％ ＲＢＳ）であった。破損は、スプライスから抜けたコアによって起こった（５インチ（１２．７ｃｍ）全てが抜け出た）。複合体コアは、破損の前に約０．５インチ（１．３ｃｍ）滑り出た。
したがって、９０％テープ被覆率においては、複合体コアワイヤは無傷のままではあるが、保持強度は低減した（８０％未満のＲＢＳ）。ゆえに、いくつかの代表的な実施形態では、より多くのテープを付加することは、複合体コアの一体性を維持する一方で、複合体ワイヤの滑りも促進する。
実施例４：テープ巻き調査（７９５複合体コアケーブル）
７つの（スプライス）複合体圧縮コネクタアセンブリを、７９５ ＡＣＣＲ複合体ワイヤコアケーブル（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから入手可能）を用いて鍛造した。これは、１９ｖ ０．０８３インチ（０．２１ｃｍ）のコア構築物である。次のダイ圧縮条件を使用した。

収縮率＝８％
複合体圧縮コネクタアセンブリ内のコア長＝５インチ（１２．７ｃｍ）
使用したダイ＝１００１８ＳＨ−ＬＧ
ダイかみ合い長＝２．１インチ（５．３ｃｍ）（約）
コア上のテープ被覆率＝変数
スプライスの一面あたりのかみ合い数＝３
かみ合いの重なり合い＝１インチ（２．５４ｃｍ）
測定されたアルミニウムスリーブ（インサート）硬度は、２２．５ＨＶ（２００ｇ）であった。結果を表２に要約する。
Figure 0005722920
０％テープ被覆率（鍛造中にコアが破断した）以外では、保持強度はおよそ、テープ被覆率の線形関数である。したがって、いくつかの代表的な実施形態では、軟質（すなわち、低降伏応力）アルミニウムスリーブ（インサート）は、（コア破断を伴わないで）より低いテープ被覆率水準の使用を可能にし、それによって、より高い保持強度がもたらされ得る。いくつかの実施形態では、８０％を超える保持強度を獲得することが望ましい場合があるため、具体的には３０〜５０％の範囲のテープ被覆率水準が望ましい。
実施例５：テープ巻き調査（４７７複合体コアケーブル）
３つの（デッドエンド）複合体圧縮コネクタアセンブリを、４７７ＡＣＣＲ複合体コアケーブル（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから入手可能）を用いて鍛造した。これは、７ｖ ０．１０５インチ（０．２７ｃｍ）複合体コアケーブル構築物である。次のダイ圧縮条件を使用した。

収縮率＝１２％
複合体圧縮コネクタアセンブリ内のコア長＝５インチ（１２．７ｃｍ）
使用したダイ＝１００１４ＳＨ
ダイかみ合い長＝３．０ｃｍ（１．２インチ）（約）
コア上のテープ被覆率＝変数
１グリップあたりのかみ合い数＝６
かみ合いの重なり合い＝１／４インチ（０．６４ｃｍ）
測定されたアルミニウムスリーブ（インサート）硬度は、１８．４ＨＶ（２００ｇ）であった。結果を表３にまとめる。
Figure 0005722920
このように、いくつかの代表的な実施形態では、保持強度はおよそ、テープ被覆率量の線形関数である。これは、テープ被覆率に関するものと同じデータ傾向を裏付けるが、システム上では圧縮中により高い収縮率を使用している（１２％対８％）。４７７ ＡＣＣＲの複合体コアに対するテープ水準は、典型的には８５〜９５％である。これらのデータは、特定の代表的実施形態に対しては５０〜７０％のテープ被覆率が好ましい場合があるということを示唆している。
実施例６：ダイ長調査（４７７複合体コアケーブル）
２つの（デッドエンド）複合体圧縮コネクタアセンブリを、４７７ＡＣＣＲ複合体コアケーブル（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから入手可能）を用いて鍛造した。これは、７ｖ ０．１０５インチ（０．２７ｃｍ）複合体ワイヤコアケーブルである。次のダイ圧縮条件を使用した。

収縮率＝１２％
複合体圧縮コネクタアセンブリ内のコア長＝５インチ（１２．７ｃｍ）
コア上で使用したダイ＃１＝１００１４ＳＨ（ダイかみ合い長＝１．２インチ（３．０ｃｍ）（約））
コア上で使用したダイ２＝１００１４ＳＨ−ＬＧ（ダイかみ合い長＝２．２インチ（５．６ｃｍ）（約））
コア上のテープ被覆率＝９０％
１グリップあたりのかみ合い数（短いダイ）＝６
１グリップあたりのかみ合い数（長いダイ）＝３
かみ合いの重なり合い＝１／４インチ（０．６４ｃｍ）
測定されたアルミニウムスリーブ（インサート）硬度は、１８．４ＨＶ（２００ｇ）であった。結果を表４にまとめて示す。
Figure 0005722920
これらの実施例は、いくつかの代表的な実施形態では、より短いダイの方が、鍛造中に複合体コアの破断を防ぐことができるということを示唆している。
実施例７：ダイ長調査（３００複合体コアケーブル）
５つの（デッドエンド）複合体圧縮コネクタアセンブリを、３００ＡＣＣＲ複合体コアケーブル（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから入手可能）を用いて鍛造した。これは、７ｖ０．０８３インチ（０．２１ｃｍ）複合体ワイヤコアケーブルである。次のダイ圧縮条件を使用した。

収縮率＝８％
複合体圧縮コネクタアセンブリ内のコア長＝５インチ（１２．７ｃｍ）
コア上で使用したダイ＃１＝１００１４ＳＨ（ダイかみ合い長＝１．２インチ（３．０ｃｍ）（約））
コア上で使用したダイ２＝１００１４ＳＨ−ＬＧ（ダイかみ合い長＝２．２インチ（５．６ｃｍ）（約））
コア上のテープ被覆率＝変数（典型的製造法は１００％）
１グリップあたりのかみ合い数（短いダイ）＝６
１グリップあたりのかみ合い数（長いダイ）＝３
かみ合いの重なり合い＝１／４インチ（６．４ｃｍ）
測定されたアルミニウムスリーブ（インサート）硬度は、２５〜３０ＨＶ（２００ｇ）であった。結果を表５に要約する。
Figure 0005722920
これらの実施例は、いくつかの代表的な実施形態では、良い保持強度を得るためにダイ長及びテープ被覆率が重要であることを裏付けている。
実施例７：波形スリーブ調査（３００複合体コアケーブル）
図３Ｃに示され、また以下の実施例で説明される、外面に一連の機械加工された溝（すなわち、複数の波形構造）を有するアルミニウムスリーブ（インサート）の性能を評価するための実施例が行われた。この設計は、波形構造が、鍛造プロセス中に「歪み解放」の働きをし、コア上の軸方向張力を低減し、ワイヤ破断を防ぐように選択された。これがコアテープ被覆率の減少を可能にするならば、改善された把持力を得ることができるであろう。
複合体圧縮コネクタアセンブリを、７９５−Ｔ１６ＡＣＣＲ複合体コアケーブル（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから入手可能）を用いて鍛造した。これは、１９×０．０８９インチ（０．２３ｃｍ）複合体ワイヤコアケーブルである。次のダイ圧縮条件を使用した。

収縮率＝８％
複合体圧縮コネクタアセンブリ内のコア長＝５インチ（１２．７ｃｍ）
使用したダイ＝１００１８ＳＨ−ＬＧ
ダイかみ合い長＝２．１インチ（５．３ｃｍ）（約）
コア上のテープ被覆率＝０％（テープ無し）
アクセサリタイプ＝デッドエンド
かみ合い数＝３
かみ合いの重なり合い＝１インチ（２．５４ｃｍ）
測定されたアルミニウムスリーブ（インサート）硬度は、２４．４（Ｈｖ ２００ｇ）であった。１つ目は１４の等しく離間する波形構造で、２つ目はその同じ寸法で８個の等しく離間する波形構造である、２つの異なる溝加工されたインサートを使用して、複合体コアワイヤの周囲にテープ巻きを使用しない（デッドエンド）複合体圧縮コネクタアセンブリを製造した。鍛造したアセンブリの検査は、本質的に、外側鋼管に対するアルミニウムスリーブ（インサート）の押し出しを全く示さなかった。どちらの場合においても、コアワイヤ破断は起こらなかった。
これらの２つの鍛造物の引張試験では、それぞれ、１４，０４７ポンド（６３７１．６ｋｇ）（７５％ ＲＢＳ）、及び１４，６３９ポンド（６６４０．１ｋｇ）（７８％ ＲＢＳ）のピーク負荷が得られた。結果を、１００％テープで巻かれた複合体コアを使用する従来の非波形インサートを使用して調整された２つの比較実施例（Ａ及びＢ）に対して、図９にプロットする。どちらの場合においても、コア及びアルミニウムスリーブ（インサート）のほとんどは、高負荷で、コアワイヤ破断を伴わずに、鋼管から滑り出た。
実施例のモデル化
理解をまとめ、多数の伝導体寸法に対する仮想ケースを構築するために、有限要素モデルを作成した。このモデルは、以下の項目の重要性を裏付けた。

（１）インサートの軟性−図８Ａ
（２）コア破断へのテープ被覆率の影響−図８Ｂ
（３）テープ被覆率の関数としての、ダイかみ合い長さ／複合体コア直径の比率−図８Ｃ
図８Ａは、利用可能なも最も軟質のアルミニウムが、本インサート材料として最適な選択であり、鍛造中に低いピーク応力と生み出しつつ、しかし適切な把持力も生み出すことを示す。図８Ｂは、テープ被覆率が高い程、複合体ワイヤコア内の応力（及び歪み）が低減され、したがって、鍛造中のコア破壊が抑えられ得ることを示す。曲線は原点をほぼ通っており、これはゼロダイ長でゼロ歪みであることを表し、我々の予測に合致している。また、コア歪みはダイ長に正比例し、長さが２倍になると歪みも２倍になることも示唆している。図８Ｃは、複合体コア直径に対するダイ長の比率は、５０％を超えるテープ被覆率に対しては約６未満であるように選択されるべきであることを示している。３０％テープ被覆率が望まれる場合（より高い把持強度のために）は、複合体コア直径に対するダイ長の比率は、約５未満であるように選択されるべきである。
本明細書全体を通し、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」、又は「実施形態」への言及は、「実施形態」という用語の前に「例示的（代表的）」という用語が含まれているかどうかに関わらず、その実施形態の、ある特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の特定の代表的な実施形態の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。それゆえに、本明細書全体を通して様々な箇所にある「１つ以上の実施形態では」、「特定の実施形態では」、「一実施形態では」、又は「ある実施形態では」といった句の出現は、必ずしも本開示の特定の代表的な実施形態の同一の実施形態に言及しているわけではない。更に、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、任意の好適な方法で１つ以上の実施形態に組み合わされてもよい。
本明細書は、特定の例示的な実施形態を詳細に説明しているが、上述の事項を理解することにより、当業者がこれらの実施形態に対する変更、その変形、及びそれらの相当物を容易に想起できることは明らかである。したがって、本開示は、本明細書における上述の例示的な実施形態例に不当に限定されるものではないことを理解すべきである。特に、本明細書で用いるとき、端点による数値範囲が記載される場合、その範囲内に包含される全ての数を含むことを意図する（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）。加えて、本文書中、使用されている全ての数字は、用語「約」によって修飾されていると見なされる。
更に、本明細書にて参照される全ての出版物及び特許は、それぞれの個々の出版物又は特許が参照により援用されることを明確にかつ個別に指示されるかのごとく、それらの全体が同じ範囲で、参照により本明細書に援用される。様々な代表的実施形態が上述された。これら及び他の実施形態は、下記の「特許請求の範囲」の範疇にある。

Claims (4)

  1. 圧縮コネクタであって、
    中心長手方向軸と、第１径方向寸法によって画定される内面と、前記第１径方向寸法を超える第２径方向寸法によって画定される外面と、第１及び第２の対向する終端と、を画定する、細長く内部が中空の内管であって、第１軸方向押し出し速度を呈する第１材料を含む管と、
    第２軸方向押し出し速度を呈する第２材料を含む少なくとも１つの管状スリーブと、を含み、
    前記少なくとも１つの管状スリーブが、長さと、前記第１径方向寸法より小さい第３径方向寸法によって画定される外面と、前記第３径方向寸法より小さい第４径方向寸法を有する内部中空部分を画定する内面と、第１及び第２の対向する終端とを有し、
    前記第３の径方向寸法と前記第４の径方向寸法との間の差異は、前記少なくとも１つのスリーブが、前記中空の管の前記第１又は第２終端を通って軸方向に挿入され、かつ前記管の前記外面に実質的に直交する方向の機械的圧縮にさらされたときに、前記第１及び第２材料が実質的に同じ速度で軸方向に押し出されるように変形するように、壁厚を画定するように選択される、圧縮コネクタ。
  2. 前記第２径方向寸法を超える第５径方向寸法によって画定される内面と、前記第５径方向寸法を超える第６径方向寸法によって画定される外面と、第１及び第２の対向する終端と、を有する外側の内部中空管状体を更に含み、前記外側管状体が、前記内管の上に摺動可能に係合される、請求項１に記載の圧縮コネクタ。
  3. 前記外側管状体の前記第５径方向寸法より小さい外半径を有する撚り複合体ケーブルを更に備え、前記撚り複合体ケーブルが、中心長手方向軸を画定する単一コアワイヤと、前記単一コアワイヤの周囲に撚られた少なくとも第１の複数の複合体ワイヤと、前記第１の複数の複合体ワイヤの周囲に撚られた少なくとも第２の複数のワイヤとを更に備える、複合体コアと、を備え、更に、前記単一コアワイヤ及び前記少なくとも第１の複数の複合体ワイヤの終端部分が、前記少なくとも第２の複数のワイヤの終端部分を超えて長手方向に延び、また追加で、前記少なくとも第１の複数の複合体ワイヤの終端部分の少なくとも一部分が、前記スリーブの前記第４径方向寸法の２倍未満である直径を有し、かつ前記スリーブの内部中空部分の中へ延びる、請求項２に記載の圧縮コネクタ。
  4. 請求項３に記載の圧縮コネクタを使用する圧縮コネクタアセンブリを作製する方法であって、
    前記スリーブを、前記管の前記内部中空部分の中へ軸方向に挿入する工程と、
    前記単一コアワイヤ及び前記少なくとも第１の複数の複合体ワイヤの前記終端部分を、前記スリーブの前記内部中空部分の中へ挿入する工程と、
    前記単一コアワイヤ及び前記少なくとも第１の複数の複合体ワイヤの前記終端部分を、前記スリーブの前記内部中空部分の中へ挿入し、かつ前記スリーブを、前記内管の前記内部中空部分の中へ軸方向に挿入した後に、前記管の前記外面に実質的に直交する方向に前記内管を機械的に圧縮し、それによって、前記第１及び第２材料が実質的に同じ速度で軸方向に押し出されるように、前記内管及び前記スリーブを変形する工程と、
    を含む、方法。
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