JPH08306246A - 架空送電線用複合素線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は素線の引き上げ速度を増加し
ても、連続的に、かつ安定に素線の製造を行うことがで
きる新規な架空送電線用複合素線の製造方法を提供する
ものである。 【構成】 本発明はアルミ又はアルミ合金と長尺強化繊
維から成る一本又は複数本纏めた素線１を連続的に繰り
出し、アルミ又はアルミ合金溶湯中に通過させて、その
周囲にアルミ又はアルミ合金溶湯を付着させ、その直後
にダイス部１４を通過させてその周囲にアルミ層を形成
した架空送電線用複合素線の製造方法において、上記ダ
イス部１４を上記アルミ又はアルミ合金の融点以上に加
熱しておくことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルミ又はアルミ合金と
長尺強化繊維からなる素線を、短尺繊維を含んだアルミ
層で一体化した架空送電線用複合素線の製造方法に関す
るものである

【０００２】。

【従来の技術】従来、架空送電線としては硬銅より線や
鋼心アルミより線が用いられていたが最近では、全てア
ルミニウムと強化繊維とから成るアルミ複合素線を用い
たものが提案されている。

【０００３】このアルミ複合素線はアルミニウムマトリ
ックス中に、炭化珪素繊維等からなる長尺強化繊維と短
尺強化繊維を複合させたものであり、その製造方法とし
ては、例えば、(1) 、特開平２−１８１３０３号公報に
示すように、アルミニウム溶湯中に、短繊維分散材を鋳
造間際の位置で添加し、溶湯を連続的に複合線として鋳
造圧延する方法。(2) 、金属箔あるいは薄板と繊維を重
ね合わせていき、ホットプレスにより高温で加熱しなが
ら繊維とマトリックスを拡散結合していく方法。(3) 、
整列した繊維束の間に溶融金属を浸透させ、高圧で鋳造
する方法。(4)、繊維束を溶湯中に通して連続的に引き
上げ、あるいは引き下ろして複合する方法等が提案され
ている。しかしながら、短繊維を複合する連続鋳造する
(1) の方法では、鋳造したインゴットを圧延・伸線する
ことにより素線製造が可能であるが、長尺繊維を複合す
る場合、繊維が殆ど延びないことから圧延・伸線が困難
であり、また、ホットプレスを(2) の拡散結合方法、あ
るいは高圧鋳造法は、短尺あるいは、短繊維を複合する
場合、有効ではあるが、１０００ｍ程度の長尺繊維を連
続的に複合することは困難であり、さらに、繊維束を溶
湯中に通して連続的に複合させる(3) の溶融浸透法の場
合、繊維のフィラメント数（一束の繊維数）が限定され
ていることや、製造方法の理由から、繊維径が小さく
（φ０．５ｍｍ程度）、かつ一定の構造のものしか得ら
れないといった欠点がある。

【０００４】そこで、本発明者等は、特開平４−２２０
３９０号に示すように、長尺繊維とアルミ又はアルミ合
金とから成るプリフォームワイヤ１本又は複数本を素線
として連続的に繰り出し、これをるつぼ内の、短尺繊維
が混合されたアルミ又はアルミ合金の溶湯中に通過させ
て、その周囲に短尺繊維を付着させ、溶湯上部に設けら
れた任意の径を有するダイスを通過させた後、これを冷
却固化して連続的に巻きとるものであり、圧延・伸線が
不要で、かつ長尺繊維を連続的に複合でき、しかも任意
の大きさの径を有する複合素線を容易に得ることができ
る製造方法を提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
製造方法では、素線の引き上げ速度を増加すると、ダイ
ス部においてプリフォームワイヤが断線してしまうこと
があった。これは、引き上げ速度を増加することによ
り、プリフォームワイヤが充分加熱されずに室温状態の
ままダイス部に達し、そのダイス部入口付近の温度が下
がってその付近の溶湯が凝固することによるものであ
り、従って、高速で連続的に、かつ安定な素線の製造を
行うことが困難であった。

【０００６】そこで、本発明は上記課題を解決するため
に案出されたものであり、その目的は素線の引き上げ速
度を増加しても、連続的に、かつ安定に素線の製造を行
うことができる新規な架空送電線用複合素線の製造方法
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、アルミ又はアルミ合金と長尺強化繊維から
成る一本又は複数本纏めた素線を連続的に繰り出し、ア
ルミ又はアルミ合金溶湯中に通過させて、その周囲にア
ルミ又はアルミ合金溶湯を付着させ、その直後にダイス
部を通過させてその周囲にアルミ層を形成した架空送電
線用複合素線の製造方法において、上記ダイス部を上記
アルミ又はアルミ合金の融点以上に加熱しておくもので
あり、そのためには、上記ダイス部をその側面、上部又
は内部に設けられた電熱線で加熱し、あるいは上記アル
ミ溶湯を常時撹拌して、その温度を均一にしておくよう
にしたものである。

【０００８】

【作用】本発明は、上述したようにダイス部を、例え
ば、その側面、上部又は内部に設けられた電熱線を用い
て上記アルミ又はアルミ合金の融点以上に加熱しておく
ようにしたため、ダイス部、特にその入口付近での温度
の低下が抑制されて、アルミ又はアルミ合金溶湯の凝固
を防止することができる。また、これと共に、上記アル
ミ溶湯を常時撹拌して、その溶湯の温度を均一にしてお
くことで、さらにその凝固を防止することができる。従
って、引き上げ速度を増加させても中間素線の断線が未
然に防止され、連続的に、かつ安定に素線の製造を行う
ことが可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１０】図１は本発明方法に係る複合素線の製造装
置の一実施例を示したものである。図示するように、こ
の製造装置は、複数本のＳｉＣ／Ａｌプリフォームワイ
ヤ１…を同時に繰り出す供給手段２と、この供給ドラム
１の上方（下流側）に設けられた前処理手段３と、この
前処理手段３の上方に設けられた複合手段５と、この複
合手段５の上方に設けられた冷却手段６と、この冷却手
段６の上方のローラ７を介して設けられた巻取りドラム
４とから主に構成されている。

【００１１】このＳｉＣ／Ａｌプリフォームワイヤ１
は、従来から知られているように、アルミマトリックス
中に、例えば約１０００ｍの長さで、約０．５ｍｍ径の
長尺炭化珪素や炭素繊維からなる長尺繊維を複数複合さ
せたものであり、極めて高い一軸引張強度を有してい
る。

【００１２】この複合手段５は短尺繊維が混合されたア
ルミ又はアルミ合金（以下、単にアルミという。）の溶
湯を収容するルツボ８に、アルミを溶融するためのヒー
タ１３と、溶湯の温度を計測する温度計１０と、前処理
手段３で１本に束ねられた素線１ａをルツボ８内に導入
する入口部１１と、これを排出する出口部１２とが設け
られており、素線１ａをルツボ８下方から上方に垂直に
通過させることで、その素線１ａの周囲に短尺繊維を含
んだアルミ溶湯を付着させると共に、この素線１ａをア
ルミマトリックスで一体化するようになっている。

【００１３】また、この出口部１２には、その下面がア
ルミ溶湯面に浸るようにダイス部１４が設けられてい
る。このダイス部１４はセラミック材等の少なくともア
ルミの融点より充分高い融点を有する材質から形成され
ており、図２に示すように、その中心部には入口部がテ
ーパー状に加工されたダイス孔１５が形成され、溶湯内
を通過してきた素線１ａを所定の径になるように成形し
て通過させるようになっている。また、さらに、その側
部には、これをアルミの融点以上に加熱するための電熱
線１６が設けられており、ダイス部１４表面におけるア
ルミ溶湯の凝固を防止するようになっている。

【００１４】次に、本実施例の作用を説明する。

【００１５】図１に示すように、供給手段２から繰り出
された複数のプリフォームワイヤ１…は前処理手段３を
通過する際に１本に纏められた素線１ａとなった後、複
合手段５に送られる。複合手段５に達した素線１ａはル
ツボ８下方に形成された入口部１１からルツボ８に導入
され、ここでアルミ溶湯に接してこれをその周囲及び内
部に付着含浸された後、出口部１２に設けられたダイス
部１４に送られる。ダイス部１４に達した素線１ａは図
２に示すように、このダイス孔１５を通過した際に図３
に示すように複数のプリフォームワイヤ１が均等に配置
されるように一体化されると共に、その間に短尺繊維を
含んだアルミマトリックスが介在された状態の断面真円
のワイヤ状の素線１ｂに形成される。この時、ダイス部
１４は電熱線１６によって常にアルミの融点以上に加熱
されていることから、素線の引き上げ速度が増加してそ
の周囲のアルミ溶湯の温度が低下しても、このダイス孔
１５のテーパー部に溶湯が凝固することがなくなる。従
って、素線１ａの通過が常にスムーズに行われることと
なり、その断線が未然に防止される。尚、この電熱線１
６はダイス部を充分に加熱できるように配置すれば良
く、本実施例のような位置以外に図４( Ａ) に示すよう
にダイス部１４の上部や、図４( Ｂ) に示すように、ダ
イス部１４内に埋設するように構成しても良い。

【００１６】そして、ダイス部１４を通過した素線１ｂ
は図１に示すように冷却ガスが流れる冷却手段６で冷却
固化された後、ローラダイス１７により成形されて複合
素線１ｃとなり、その後、ローラ７を介して巻取りドラ
ム４に巻取られ、その後、図示しない連続押しだ式など
によりその周ににアルミが被覆されて架空送電線用の素
線として用いられる。

【００１７】このように、本発明はダイス部に電熱線を
設け、これをアルミの融点以上に加熱するようにしたた
め、アルミの凝固による素線の断線を未然に防止するこ
とが可能となる。尚、素線の断線を招くアルミ溶湯の凝
固は溶湯内の局部において、すなわち、溶湯の温度が下
がりやすいダイス部や素線周囲で発生することから、上
記実施例と共に、図５に示すように、このルツボ８に撹
拌機１８を設け、ルツボ８内の溶湯を常時撹拌させて溶
湯の流れを発生させることで溶湯の温度分布を常時均一
に保つように構成しても良い。

【００１８】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ダイス部
でのアルミ溶湯の凝固を抑制することができるため、引
き上げ速度を増加させても中間素線の断線が未然に防止
され、連続的に、かつ安定に素線の製造を行うことが可
能となる等といった優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施する製造装置の一実施例を示
す構成図である。

【図２】本発明のダイス部付近を示す拡大断面図であ
る。

【図３】本発明で得られる素線の一実施例を示す拡大横
断面図である。

【図４】（Ａ）は本発明の変形実施例を示す拡大断面図
である。（Ｂ）は本発明の変形実施例を示す拡大断面図
である。

【図５】本発明の他の変形実施例を示す拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１ プリフォームワイヤ １ａ、１ｂ、１ｃ 素線 ２ 供給手段 ３ 前処理手段 ４ 巻取りドラム ５ 複合手段 ６ 冷却手段 １４ ダイス部 １６ 電熱線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 洋光 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 長野 宏治 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 菅 伸明 茨城県日立市川尻町４丁目10番１号 日立 電線株式会社豊浦工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミ又はアルミ合金と長尺強化繊維か
   ら成る一本又は複数本纏めた素線を連続的に繰り出し、
   アルミ又はアルミ合金溶湯中に通過させて、その周囲に
   アルミ又はアルミ合金溶湯を付着させ、その直後にダイ
   ス部を通過させてその周囲にアルミ層を形成した架空送
   電線用複合素線の製造方法において、上記ダイス部を上
   記アルミ又はアルミ合金の融点以上に加熱しておくこと
   を特徴とする架空送電線用複合素線の製造方法。
2. 【請求項２】 上記ダイス部をその側面、上部又は内部
   に設けられた電熱線で加熱することを特徴とする請求項
   １記載の架空送電線用複合素線の製造方法。
3. 【請求項３】 上記アルミ溶湯を常時撹拌して、その温
   度を均一にしておくことを特徴とする請求項１記載の架
   空送電線用複合素線の製造方法。