JPH01210117A - 架空配電用絶縁銅電線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、架空配電用絶縁銅電線のうち、耐応力腐食
性を改善した絶縁銅電線の製造方法に関するものである
。

「従来の技術」 通常゛、架空配電用絶縁銅電線として使用されるものは
、引張り強さと電気導電性に優れた硬銅製の素線を複数
本撚り合わせ、全体を被覆層で覆った構成のものである
。

そして従来から、この種の絶縁被覆した架空配電用銅電
線においては、端末部から浸入した雨水等が原因となる
腐食環境と素線の内部に内在する残留応力とが相互に影
響することによって応力腐食割れを起こし、これが原因
となって断線を生じる問題かあった。この応力腐食割れ
断線は、外観上の徴候がないまま突然起こるものである
ため、破断した電線は電柱から垂れ下がる可能性を含ん
でいる。

従来、前述のような応力腐食割れを起こす原因のうち、
腐食環境に対する対策として、導体そのものに防錆処理
を施すこと、あるいは、絶縁層に防錆剤を綽り込むこと
、更には、被覆端末をスリーブで圧着して水の浸入を防
止することなどが実施されている。

一方、応力腐食割れの他の原因として、架空配電用絶縁
銅電線の製造工程において付加される内部応力が知られ
ている。この内部応力について、その製造工程に沿って
列記してみろと、素線の伸線加工時に付加される残留応
力と、撚り線時に生じる反発力に起因して付加される応
力と、供給ドラムあるいは巻き取りドラムに巻き付ける
際に生じる巻きぐせによる応力と、架線時の張力による
応力等がある。

「発明が解決しようとする課題」 これらの内部応力において、撚線時の反発力と巻きぐせ
に起因する応力は、撚線後とドラム送り出し時において
ロールによって矯正して除去することが可能である。ま
た、伸線加工時に付加される応力は、ショットピーニン
グ処理などによって除去できることが知られている。

ところが、萌述のショットピーニング処理を実施するに
は、高価な設備を伸線ラインに組み込む必要があって設
備コストが上昇する問題があるとともに、十分な効果を
出すためにはショットピーニング処理時の線速を遅くす
る必要があり、製造効率が低下するなどの難点を含んで
いる。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、
架空配電用絶縁銅電線用の素線に内在する応力腐食割れ
の原因の１つである伸線加工時の残留応力を除去して架
空配電用絶縁銅電線の耐応力腐食割れ性を向上させるこ
とを目的とする。

「課題を解決するための手段」 本発明は前記課題を解決するために、従来、円弧ダイス
で行っていた伸線加工をアプローチ全角１１’以下の円
錐ダイスを用いて荒引線から最終線径まで伸線加工する
ことにより、素線内部の残留応力を低減させこの素線を
用いて耐応力腐食性に優れた架空配電用絶縁銅電線を製
造することを特徴とするものである。

即ち一般に、銅などの軟質材を荒引線から所望の線径ま
で伸線加工する場合、円弧ダイスを用いている。これは
、円弧ダイスの場合、引抜材とダイスとの接触面積が小
さいために、銅のような軟質の材料でも引抜時の摩擦力
によって線材が凝着することがなく、肌あれなどの問題
を生じることがないためである。

これに対し、第９図に示すような構造で知られる円錐ダ
イスは伸線時の引抜力が小さくなる利点を有するが、引
抜材とダイスの接触面積が大きいために、摩擦力による
問題を生じ易い欠点を持っている。このため通常円錐ダ
イスは硬質の材料にしか適用出来ないものとされてきた
。しかしながら本発明者らは、伸線時の在留応力を低減
させるため、円錐ダイスを用いた場合における上述の欠
点を除く方法について研究を重ねた結果、アプローチ全
角を１１”以下に設定した円錐ダイスを用いて伸線加工
することにより、摩擦力などによる問題を生じることな
しに、在留応力を低減した素線が得られることを見出だ
したものである。

ここでのアプローチ全角を１１”以下に限定する理由は
、ダイスのアプローチ全角が１１’以上になると素線表
層の応力緩和効果が少なくなり、耐応力腐食割れ性の改
善効果が得られなくなるからである。また、耐応力腐食
割れ性の面から見るとアプローチ全角は！！°以下であ
ってより小さい方が好ましいが、アプローチ全角を６°
より小°　　さくした場合は、使用するダイスの個数が
乏＜なりすぎて現状の伸線機械では伸線効率が悪くなる
ので、実用上は６〜１１°の範囲が好ましい。

「作用」 アプローチ全角を１１°以下に設定した円錐ダイスで伸
線加工を施すことによって伸線時に素線に付加される応
力が小さくなり、かつ、均一に分散されるから、素線内
部の在留応力が小さくなり、架空配電用絶縁銅電線の耐
応力腐食割れ性が向上する。

「実施例１」 連続鋳造圧延により製造された無酸素銅製の直径８ｍｍ
の複数の荒引線を用意するとともに、アプローチ全角を
６°に形成したダイスと、アプローチ全角を８°に形成
したダイスと、アプローチ全角をｌＯｏに形成したダイ
スと、アプローチ全μｍを１４°に形成したダイスを用
意した。ここでアプローチ全角とは、第９図に示す穴あ
きダイスｌにおいてダイス孔２の開口部の角度αを示す
しのである。

続いて前記各ダイスを用いて荒引線を冷間で伸線加工し
て直径２ｍｍの素線を得た。また仲線加工にはボビンの
巻きぐせ等の応力要因が入らないようにドローベンチを
用いた。

第１表に、前記伸線加工に用いたダイスの種類とアプロ
ーチ全角と使用ダイスの個数を記載した。

第１表 ここで用いるダイスのアプローチ全角は、伸線時に作用
する応力を均一に分散して応力集中を緩和する目的で１
１°以下が好ましく、６〜ｔｔ”の範囲が更に好ましい
。ダイスのアプローチ全角が１１’以上になると素線表
層の応力緩和効果が少なくなり、後述する応力腐食用の
強制腐食劣化試験を行った場合に延命効果を生じない。

更にアプローチ全角を６°より小さくした場合は、耐応
力腐食性は向上するものの、使用するダイスの個数が多
くなり、現状の伸線機械では伸線効率が悪い。また、ダ
イスのアプローチ全角をｌビ以下にすることで引抜時の
抵抗力を小さくすることができ、引抜作業が容易になる
とともに、ダイスに対する焼き付きも生じなくすること
ができる。

一方、第１図ないし第８図に、前記第１表に示す条件で
荒引線を伸線加工して得られた素線のビッカース硬度変
化と残留応力の測定結果を記載した。

第１図と第３図と第５図と第７図に示すビッカース硬度
（Ｈｖ）は、得られた線材の横断面における硬度分布を
示し、第２図と第４図と第６図と第８図に示す残留応力
（ｋｇ／ｍｍりはＸ線応力測定法により測定された値を
示している。

第７図と第８図はアプローチ全角を１４°に形成した従
来の円弧ダイスによって伸線した比較例の測定値を示し
ているが、この例の線材においては、表皮側と内部側で
不均一な変形が起こっているために表層部分は硬く、か
つ、引張り応力が残留していることが判明した。また、
冷間引抜加工を行う際に発生する残留応力は、表面近く
では張力として残留し中心近くでは圧縮力として残留し
ている。なお、第８図において、ごく表層付近で残留応
力がやや低下しているのは、ダイスによる伸線加工時に
生じた発熱によるものであると考えられる。

一方、第１図ないし第６図に示す測定値は、本発明例の
値を示すものであるが、第７図と第８図に示す値と比較
してビッカース硬度の分布が暖やかになり、残留応力も
少なくなっている。第１図ないし第６図に示す結果から
、アプローチ全角を小さくした方が硬度変化が少なく、
かつ、残留応力が少なくなることが明らかである。また
、残留応力を示す第２図と第４図と第６図において、表
層部分には残留応力の低下も見られないので伸線加工時
にダイスと素線との間に生じる発熱も少なくなり、引抜
時の抵抗が少なく、焼き付きなどの問題も生じない効果
がある。

「実施例２」 連続鋳造法により直径８ｍｍの無酸素銅製の荒引線を製
造し、この荒引線を前述のアプローチ全角度６°、８°
、１０°、！４°のダイスを用いて冷間伸線して直径２
．０１１１Ｆｌの素線を得た。なお、伸線加工において
は、ボビンの巻きぐせ等の応力要因が入らないようにド
ローベンチを用いた。

また、ここで用いた荒引線の組成を第２表に示し、更に
、機械特性を第３表に示す。

第３表 次いで前述の冷間伸線によって得られた素線を第１１図
に示す直径９０ｍｍの円柱状の木枠ＩＯに二重に巻き付
けるとともに、底部に腐食試験液を入れたデシケータの
内部に腐食試験液に触れないようにして前記素線を巻き
付けた木枠を挿入し、このデシケータを７０℃に２４時
間加熱した後に、２４時間常温に放置するというサイク
ルを１５サイクルまで繰り返す強制腐食劣化試験を行っ
た。

なお、使用した腐食試験液は、応力腐食割れを発生させ
易いことで知られるマトソン氏液を用いた。ここでマト
ソン氏液とは、ＮＨ，ＣＩ（５３，５ｇ／１２）＋　Ｃ
ｕＣ１−・２　ＨｔＯ（４，２６ｇ／１２）をＮＨ。

ＯＨでＰＨ調製したもので、割れ感受性が最も高くなる
ようにＰＨを８．０±０．５とした。また、この試験に
おいて、素線を木枠に巻いた際の弾性応力は、たわみは
りの計算から、次式で求めることができる。　　　　δ
＝εＥ ｓ　＝ｄ／　２　（１／ｒ＋　−１／ｒ＊）δ：弾性応
力　　　　ε；曲げ弾性歪 Ｅ：ギヤング率　　　ｄ：試料素線の直径ｒ、：木枠の
半径 ｒ、：試料破断後の半径（巻きぐせが描く半径）第１０
図に前述のように行った強制腐食劣化試験の結果を示す
。ただし、応力腐食割れには、木枠への巻付時の張力が
影響すると思われるので、第１０図においてグラフの横
軸には最大曲げ応力をとり、縦軸には破断時の時間（日
）をとった。

第１θ図から明らかなようにダイスのアプローチ全角が
小さいほど破断か起こりにくく、耐応力腐食割れ性に優
れていることが明らかになった。

なお、この試験の結果、アプローチ全角を６°に形成し
たダイスを用いて伸線した素線は破断することがなかっ
た。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明を実施することによって撚
線において除去することが困難な伸線後の残留応力を低
減させた素線を得ることができ、この素線を用いて架空
配電用絶縁銅電線を製造するものであるから、耐応力腐
食割れ性の優れた架空配電用絶縁銅電線を得ることがで
きる効果がある。また、アプローチ全角を小さくしたダ
イスで伸線するので、引抜時に必要な力を低減すること
ができ、引抜時の焼付も防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は、本発明を実施して縮径された素
線の特性を示すもので、第１図はアプローチ全角６°の
ダイスによって縮径した素線のビッカース硬度を示す線
図、第２図は同素線の残留応力を示す線図、第３図はア
プローチ全角８°のダイスによって縮径した素線のビッ
カース硬度を示す線図、第４図は同素線の残留応力を示
す線図、第５図はアプローチ全角ｌＯ°のダイスによっ
て縮径した素線のビッカース硬度を示す線図、第６図は
同素線の残留応力を示す線図、第７図は従来のダイスを
用いて縮径した素線のビッカース硬度を示す線図、第８
図は同素線の残留応力を示す線図、第９は本発明の実施
に用いる円錐ダイスの一例を示す断面図、第１Ｏ図は強
制腐食劣化試験結果を示す図、第１１図は強制腐食劣化
試験に用いる素線の状態を示す斜視図である。 ■・・・・・・ダイス、　　　２・・・・・・ダイス孔
、ｌＯ・・・素線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 架空配電用銅電線を構成するために用いる素線を、荒引
   線から最終線径に至るまで、アプローチ全角を１１゜以
   下に設定した円錐ダイスを用いて伸線加工し、この素線
   を用いて耐応力腐食割れ性に優れた架空配電用絶縁銅電
   線を製造することを特徴とする架空配電用絶縁銅電線の
   製造方法。