JPH05305462A - ガス絶縁開閉装置の中心導体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】中空アルミ材８と銅材７の摩擦圧接において銅
材７の端部に溝１０を設け、圧接時に生じるアルミ材８
と塑性変形部分を溝１０の中にかかえ込ませるようにし
た継手構造。 【効果】中空アルミ８の内径側に異物を発生することな
くアルミ材８と銅材７の異種金属接合が可能となる。さ
らに、金属的および機械的接合を合せもった接合とな
り、接合強度の向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置の導
体構造に係り、特に、アルミ材と銅材の異種金属に適切
な接合部の継手形状に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガス絶縁開閉装置の中心導体で
は、アルミ材の端部に銅材を接続する場合、ボルトでの
締付構造となっている。中心導体は電流を通電させるた
めのものであり、中空の円筒パイプで構成されている。
従ってアルミ材の端部に銅材を締付する場合は、図３に
示すように、アルミパイプ１４に中実のアルミ材１３を
溶接し銅材１１を、ボトル１２で締付ける構造となって
いる。締付構造の他、摩擦圧接などにより、アルミ材と
銅材を直接金属接合を行う方法もある。この方法はアル
ミおよび銅材のいずれかを回転しておいて接触させ摩擦
熱を発生させ、一方の金属を加圧し接合する方法であ
る。しかし、銅とアルミニウムの接合では、接合部は共
晶温度（５４８℃）以上に加熱される必要があるが冷却
速度が遅くなると、接合部には脆化層が生成されるなど
の問題がある。従って、より信頼性の高い接合を得るに
は、金属接合と共に機械的な接合を合せもった接合が要
求される。特開昭48−36055 号公報によれば銅部材とア
ルミニウム部材との摩擦圧接で銅の円状突起部をアルミ
部材へ進入させ摩擦圧接による金属接合のみならず機械
的なかみ合い接合方法が述べられている。しかし、この
方法では、銅材の侵入に伴なってアルミ部材の径が大き
くならないように拘束治具が必要であり、アルミ側がパ
イプ形状の場合には変形部分が内側にも出てくるので適
用できない問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、銅材
を変形させることなく、実施例の溝を設け、接合時にお
けるアルミ材の塑性変形した部分を銅材の前記溝の中に
流れ込むようにすることにより、金属接合と共に機械的
接合を合せもった接続が得られ、また、銅材に変形がな
いので銅材の接合面を除いた他の面を銀めっきした後の
接合ができる利点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、銅材の接合
端部に溝を設け、圧接によりアルミ材の変形した部分を
溝の中に流れ込むようにすることにより達成される。

【０００５】

【作用】銅材を高速回転している状態でアルミパイプを
加圧する。この時、加圧信号をトリガにして、ある遅延
時間ｔで回転軸のクラッチがはずれ、回転は停止し摩擦
圧接は完了する。この時、アルミパイプ接合面は塑性変
形をきたし外径側および内径側双方に盛り上がりを生じ
る。銅側の接合端面には、このアルミの盛り上がり部分
をかかえ込むような溝を設けておく。このようにしてお
く事により、圧接が完了した後は機械的に接続された構
造となる。従って接合は摩擦圧接による金属的な接合の
みならず機械的な接合を合わせもち、接合強度は母材と
同等以上の強度を得ることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図２に
より説明する。

【０００７】図１に示す回転側のチャック６は銅材７と
共にモータ１で駆動回転されている。アルミ材８は油圧
ピストン９により図中左方向へ移動、銅材７へ加圧され
る。この時、アルミ材８の端面はピストン９の加圧力と
摩擦熱により、図２に示すように外径部および内径部へ
盛り上がりを生じ塑性変形する。一方、銅材接合部は図
２に示すように溝部１０を設けており、この溝の中にア
ルミ材８の塑性変形した部分が流れ込んだ状態で摩擦圧
接が完了する。本実施例では、中心導体へ流れる負荷電
流は外表面に流れるので、外径側の変形部分は圧接後、
切削することを考慮し銅材７の溝は内径側にのみに設け
てある。

【０００８】他の実施例を図４に示す。銅材２１に外径
側溝２３と内径側溝２２を同時に合せ設け、アルミ材８
の外径および内径双方の変形部分を溝の中にかかえ込む
構造にしたものであり、圧接後は変形部分を一切加工す
る必要がない。

【０００９】本実施例によれば、中空円筒のアルミ材と
銅材の摩擦圧接において、圧接による金属的な接合と共
に機械的な接合を合せもった継手構造を得ることが可能
となり、接合強度の充分なガス絶縁開閉装置用導体を提
供することができる。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、中空円筒アルミ材と銅
材の摩擦圧接において、金属的接合と共に機械的な接合
を合せもった継手構造となるので、接続強度が増し、高
信頼度のガス絶縁開閉装置用導体を提供することができ
る。また、圧接時アルミ材の塑性変形時に生じる微細な
摩耗粉や異物を銅側の溝の中にかかえ込んでしまうので
中空アルミパイプの中に異物がとり残されることなどの
心配もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】摩擦圧接機の説明図。

【図２】本発明の実施例である継手構造の説明図。

【図３】従来の中心導体の締付構造の断面図。

【図４】本発明での他の実施例の説明図。

【符号の説明】

７…銅材ワーク、８…アルミ材ワーク、９…油圧ピスト
ン、１０…銅材の溝部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋浦 雅義 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 佐々木 幸司 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 福田 伸二 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 田口 啓二 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 横井 和明 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】融点の異なる金属を摩擦圧接で接合する構
   造物において、融点の低い材料の接合部をパイプ形状と
   し、融点の高い材料側には前記融点の低い材料の塑性変
   形した部分が流れ込むように溝を加工しておき、金属的
   な接合と共に機械的な接合部分をもたせた継手構造を特
   徴とする金属材料の異材継手構造物。
2. 【請求項２】ガス絶縁開閉装置の導体で、アルミ材の端
   部に銅材を摩擦圧接した導体において、圧接時に生じる
   前記アルミ材の塑性変形した部分を予め加工してある銅
   側の溝部に流れ込むようにし金属的な接合と共に機械的
   な接合部分をもたせた継手構造を特徴とするガス絶縁開
   閉装置の中心導体。