JPH097725A

JPH097725A - 爆薬の爆発圧力による電線の接合方法

Info

Publication number: JPH097725A
Application number: JP17690895A
Authority: JP
Inventors: Masato Araki; 正任荒木; Hideaki Kikuchi; 秀昭菊地; Eiji Nishida; 英司西田
Original assignee: SUTAASHIP KK; Asahi Electric Works Ltd
Current assignee: SUTAASHIP KK; Asahi Electric Works Ltd
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】送配電線等のアルミニウムやその合金の撚り
線、銅或は銅合金の撚り線、鋼心アルミ撚り線(ＡＣＳ
Ｒ)などの電線を、爆発圧力を利用して接合する際に、
機械的な圧縮やかしめ効果によらず、撚り線の表面に表
れた部分のみでなく、電線に損傷を与えずに内層部分ま
で冶金的に接合する方法を提供する。【構成】接合しようとする電線の外周に、電線撚り線外
層の材質と同系統の金属からなり予め管状の曲面に成形
した保護体を被せ、その外側には保護体と同材質の金属
からなりかつ爆薬の爆発圧力によって飛翔し保護体と衝
突する飛翔管を配置し、飛翔管と保護体並びに電線を一
体に冶金的に接合する方法であり、爆薬は飛翔管を包囲
するように設置され、爆薬の一端から他端へ進行的に爆
発を進行させ、爆発の進行速度（爆発速度）が接合しよ
うとする電線外層の金属の音速の７０％以下であり、飛
翔管の爆発の進行方向と直角な方向への飛翔速度が内層
の撚り線同士も接合するに充分とすることを特徴とする
電線の接合方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送配電線を爆薬の爆発
圧力で接合する方法に関し、特に飛翔管と保護管及び電
線を一体に冶金的に接合することにより、少ない爆薬量
で高い強度と耐候性に優れた信頼性の高い接合を得る方
法であり、電力等の動力や機械類の使用が困難な山間僻
地でも実施でき、また爆薬の使用量が少ないため、軽量
の爆発消音装置を使用することが可能で、人家の多い地
域でも容易に爆発騒音の公害なく実施できる方法であ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の送配電線を爆薬の爆発圧力で接合
する方法に於いては、接合を要する電線の端を金属管内
で突き合せ、金属管の外側を厚い（約１０ｍｍ程度）ゴ
ムなどの弾性の保護体で覆った上に導爆線を巻き付け、
その導爆線を爆発させることにより金属管を収縮させて
電線を機械的に圧縮やかしめで電線を接合していた。従
来技術の特許文献としては、特公昭５１−２５５９２，
実公昭５８−３２８６５等の公報がある。

【０００３】この方法による場合、導爆線の爆発速度は
電線に使用される金属の音速より高速か略等しく、その
ような場合金属を爆発圧力によって冶金的に接合するこ
とは出来ないことが知られている。また、金属管の外側
を厚いゴムなどの弾性の保護体で覆った上に導爆線を巻
き付けることにより、弾性の保護体が金属管に伝わる爆
発圧力を減衰させるため、それを補うため大量の導爆線
を使用する必要が生じ、単に金属管を圧縮やかしめで接
合するのに必要な以上の爆薬を要する。

【０００４】更に、機械的な圧縮による接合は、冶金的
な接合に較べて接合強度が低いために、電線の接合部分
の長さを大きく取る必要があり、これも導爆線の使用量
を多くする要因の一つであった。加えて、単に金属管を
機械的に圧縮や締め付けその応力で接合することについ
ては、信頼性が低いという問題と、金属管と電線、電線
の撚り線間の空隙に雨水や腐蝕性のガスが入り、この様
な方法で接合された接続部には、爆発の強大な圧力によ
って金属が強加工を受けたため、大きな残留応力が含ま
れ、他の部分より容易に浸蝕されるという大きな問題が
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】上記の従来の爆薬の
爆発による電線の接合方法の有する欠点を除去するには
次のような問題があった。（１）雨水やガスの接合部への侵入を防ぐには、接合は
機械的なかしめによらず、飛翔管と保護管及び撚り線の
内部まで冶金的に接合し、撚り線の間の空隙を塞ぎ、そ
れらが侵入できないようにする必要がある。そのために
は、爆発速度が導爆線より低く、よって爆発圧力も低い
爆薬を使用する必要が生じ、よって爆薬の使用量が増加
する恐れがある。（２）爆薬の使用量を低くするため、爆薬と金属管の間
の厚い保護層を設けないようにすると、接合のための金
属管や電線を爆発圧力により損傷する恐れが生ずる。（３）電線内層の撚り線同士まで接合するには強力な爆
発力を必要とし、その結果、飛翔管を直接電線に衝突さ
せて接合しようとすると、電線が大きな変形や場合によ
っては破断する恐れがある。これらの問題点について、発明者らは多くの理論的、実
験的検討を進めた結果、以下の結論に到達した。

【０００６】

【問題を解決するための手段】上記の各問題点につき以
下の対策を講ずれば、解決できると考えられる。各番号
は上記問題点の番号に対応する。（１）飛翔管と保護管及び撚り線の内部まで冶金的に接
合出来るようになった場合、接合部の強度は接合部を構
成する金属本来の強度或はそれ以上の強度を有し、従来
の爆発で接合する方法による冶金的接合を伴わない機械
的圧縮やかしめによる接合に対して遙かに高い強度を有
する。従って従来の方法では、電線長で例えば３００ｍ
ｍとか５００ｍｍの長さの接合部を設けて強度を確保し
ていたのを、例えば１００ｍｍ以下で接合して、従来の
接合方法による強度以上を確保しつつ、接合部長を短縮
したことにより、爆薬量を従来以下とする。また、次項
に詳しく説明するが、厚い弾性体の保護層を排除して、
接合部に伝達される爆発圧力の減衰を防止することによ
り、爆薬量の減少を可能とする。

【０００７】（２）厚い保護層を排除することにより爆
薬量の減少を図ると、金属管や電線を爆発圧力により損
傷する恐れが生ずるが、それに対しては導爆線のよう
に線条状の爆薬を用いず、粉状、又は可塑性の爆薬を用
いて、金属表面に導爆線の線条痕が圧印されるのを防止
する、爆薬に直接接触する飛翔管を、電線を包囲保護
する金属管（保護管）を介して電線に衝突させ、飛翔管
が直接電線に衝突することにより電線が破損することを
防止すると共に、飛翔管と保護管の両方を電線に冶金的
に接合することにより、充分な接合強度を得る。これら
の手段により、少ない爆薬量で電線を疵つけることな
く、高い接合強度を有する冶金的接合を得ることが出来
る。

【０００８】（３）電線内層の撚り線同士まで接合する
ような強力な爆発力で処理することよる、電線の大きな
変形や破断を防止するには、（２）で厚いゴム等の保護
層を排除するために採用することを考えた保護管が、そ
のまま有効に作用する。

【０００９】以下図によって本発明の構成を説明する。
図１は本発明の代表的な実施態様を示す断面図で、１は
爆薬、２は爆薬１が粉状の場合それを収納するための紙
或はプラスチック等で作った爆薬ケース、３は飛翔管４
の表面を保護するための薄い保護材、５は飛翔管４と保
護管６の間に適切な距離を維持するためのスペーサ、７
は保護管６と電線８の表面部分に適切な距離を維持する
ためのスペーサ、９は爆薬を起爆するための電気雷管、
１０は電気雷管９による起爆を素早く爆薬１の全周に伝
達するための導爆線である。

【００１０】爆薬１は、金属を接合するにはそれらの金
属の縦波の音速（以後、音速という）以下の爆発速度で
爆発するものであることが必要とされる。しかし、本発
明に於いては、接合部を構成する部品全てを良好に接合
するには、それらの金属の音速の７０％以下の速度で爆
発するものであることが必要であることが、多くの実験
の結果明らかとなった。例えば純アルミニウムの場合、
その音速は６，４２０ｍ／秒であるが、その７０％４，
４９４ｍ／秒以下であることが必要である。４，４９４
ｍ／秒以下の爆発速度で爆発する爆薬は多くのものが知
られ、本発明の実施例で上げられるもの以外にも、工業
用爆薬の多くのものが使用出来、当業者であれば本発明
を参考にして容易に選定し得る。

【００１１】爆薬１を収納する爆薬ケース２は、単に爆
薬を所定の形状で所定の場所に保持するためのものであ
り、目的を達するものであればどの様な材質でも差し支
えない。また、爆薬１が可塑性で、容器なしでも自らの
形状を保持できるものであれば使用しなくてもよい。保
護材３は、本発明では粉状又は可塑性の爆薬を使用する
ため従来の方法におけるような導爆線を用いないので、
線条痕が残る恐れがなく、よって薄い塗膜やプラスチッ
ク製或いは紙製のテープを張り付ける程度で良く、最大
でも１ｍｍ以下の厚さで充分である。飛翔管４は、材質
が電線と略同じであり、後に詳しく述べる形状を有する
必要がある。

【００１２】スペーサ５は、飛翔管４と保護管６の間に
適切な距離を維持するためのものであり、これも後に爆
薬１の要件と飛翔管４の要件と共に詳しく説明する。保
護管６は、電線８と異った材種であると電蝕を被るた
め、飛翔管４及びスペーサ５と共に電線８と同系統の材
質である必要がある。即ち電線８が銅線の場合は飛翔管
４とスペーサ５並びに保護管６は銅又は銅合金、アルミ
ニウム線の場合はアルミニウム又はアルミニウム合金で
なければならない。また、電線８が外層がアルミニウム
合金で内層(中心層)が鋼から成るＡＣＳＲ(鋼心アルミ
撚り線)系の電線の場合は、外層の材質に合わせて、飛
翔管４とスペーサ５並びに保護管６はアルミニウム又は
アルミニウム合金でなければならない。

【００１３】スペーサ７もスペーサ５と同様に、電線８
と保護管６の間に適切な距離を維持するためのものであ
り、電線８と同種の材質である必要がある。電気雷管９
は、爆薬１を起爆するためのもので、爆薬１の全周に急
速に爆発を伝えるため、爆薬の一端全周に巡らした導爆
線１０に接続してあるが、この導爆線１０は必要とは限
らず、雷管９は爆薬１の端の一点に接触させて起爆して
も差し支えなく、接合の計画者の裁量の範囲である。

【００１４】図２は、図１に於いて爆薬１が雷管９によ
って導爆線１０を介して起爆され爆発して行く過程の爆
発部分の近傍を拡大して描いた断面図である。図で１’
は爆発している途中の爆薬、ＤＦは爆薬が爆発してガス
となる過程の境界で爆轟波面と呼ばれる。矢印Ｄは爆発
速度を示し、矢印Ｖｐは飛翔管４’が爆発圧力によって
爆薬と反対側に飛ばされる爆発の進行方向に垂直な速
度、矢印Ｖｇは保護管６’が飛翔管４’の衝突する衝撃
によって電線８’の方向に向かって爆発進行方向に垂直
な方向に飛ばされる速度、矢印Ｖｈは飛翔管４’が保護
管６’に衝突する点の爆発方向に進行する速度、矢印Ｖ
ｕは保護管６’が電線８’に衝突する点が爆発方向に進
行する速度である。

【００１５】ここで重要なことは、図１で爆薬１、飛翔
管４、保護管６及び電線８の全てが互いに平行に配置さ
れていることと、それらが同心円上に配置されているこ
とで、よって、爆発の進行速度Ｄと飛翔管４’が保護管
６’に衝突する点の爆発方向に進行する速度Ｖｈ及び保
護管６’が電線８’に衝突する点が爆発方向に進行する
速度Ｖｕの全てが等しいことである。また、本発明の要
件としてそれらの速度は全て接合しようとする金属の音
速の７０％以下でなければならない。即ち、金属の音速
をＣとすれば、０．７Ｃ＞Ｄ＝Ｖｈ＝Ｖｕ・・・・・・・・１）で表わされる。

【００１６】また、本発明の撚り線からなる電線８’の
内層部まで接合するという達成要件を満たすためには、
飛翔管４’の爆発進行方向に垂直な方向への速度Ｖｐが
極めて重要な要素となる。Ｖｐが低すぎると、電線の内
層部は愚か、飛翔管４’と保護管６’の接合も達成でき
ず、それを達成できても保護管６’と電線８’の表面さ
え接合できないこともあり得る。また、飛翔管４’と保
護管６’、保護管６’と電線８’の表面は接合できても
電線８’の内層部の撚り線同士が接合されてなければ本
発明の目的は達成されない。

【００１７】発明者らは、多くの実験と理論的検討を繰
り返した結果、次の結論に到達した。即ち、電線８の内
層部の撚り線同士まで接合するには、電線８の材種毎に
定まる電線８の体積あたり一定以上のエネルギを、飛翔
管４の飛翔による運動エネルギとして、電線８に投入す
る必要があると云うことである。例えば、アルミニウム
の撚り線からなる電線８の場合、電線８内部の空隙を含
む体積１ｍ³当り、４００Ｍｊ以上のエネルギを投入する
必要があることが判明した。また、銅の撚り線からなる
場合は、９００Ｍｊ以上のエネルギを投入する必要があ
る。この電線８の材質がアルミニウムと銅で違う理由
は、銅はアルミニウムより変形抵抗と融点が高いため、
より大きなエネルギを投入しないと良好な接合が出来な
いためと考えられる。

【００１８】必要な速度Ｖｐを飛翔管４に与える方法は
次のようにして決定できる。飛翔管４に本発明の実施例
を参考にして適当量の爆薬を装着し、爆薬を爆発させて
飛翔管４が管内部に向かって飛翔して行く過程をフラッ
シュＸ線によって撮影し、飛翔管４の傾斜角度から判定
する方法がある。また、飛翔管４の内部に距離を変えて
電気的接点であるピンを並べ、それが飛翔管４が変形す
る過程で次々に電気的にショートして行くのをオッシロ
スコープ等の電気的記録手段で記録し、距離−時間関係
から判定する方法も有効である。これらの方法は、爆発
現象の測定に関する参考書、教科書等には多く説明され
ており、当業者であればそれらを参考にして容易に実施
できる。

【００１９】それらの測定手段を利用しないで有効な薬
量を決定する手段としては、本発明の実施例を参考にし
て各値を設定し、実際に接合を行い、接合された電線８
を切断して検査し、電線８の内層まで接合されていなけ
れば爆薬量を少しづつ増加して良好な接合が得られる条
件を探索する方法がある。逆に電線８が破断されたり、
接合部に大きな疵が発生したりする場合は、爆薬量が多
すぎる可能性があるので、薬量を漸減して適切な接合が
得られる量を設定すればよい。

【００２０】飛翔管４と保護管６の間の距離、或はそれ
を決めるスペーサ５の寸法は、飛翔管４が保護管６に衝
突する爆発に垂直な方向の速度Ｖｐを決定するのに重要
な役割を果たす。即ち、爆発速度が金属の音速の７０％
以下の爆薬で金属板や管を加速する場合、その速度は飛
翔距離と共に増加し、本発明に利用するような飛翔管と
しての金属管の厚さが５ｍｍ以下程度の場合、飛翔距離
が１０ｍｍ程度までは飛翔速度が増加する。従って、少
ない薬量で有効に接合しようとする場合、飛翔管４と保
護管６の距離は１０ｍｍ程度までの範囲で大きい方が有
利であるが、過剰に大きいと、スペーサ５が飛翔管４が
飛翔によって変形するのを妨げるので、時には飛翔の過
程で飛翔管４の破断をもたらしたり、保護管６に大きく
食い込んで電線８を保護する役目を妨げたりすることが
あるので、余りに大きな距離を取ることは不利であるこ
とが多い。これも、当業者であれば、本発明明細書を参
考にして適当な値を設定することは容易である。スペー
サ５は、飛翔管４と保護管６の管に全周を取り巻いて設
置してもよく、また、数個の金属片を円周上に等距離で
配置してもよく、何れにしても飛翔管４と保護管６が同
心円として配置されるようにすればよい。

【００２１】飛翔管４と保護管６の厚さは、次の要素を
考慮に入れて決定する。接合が行われた後、飛翔管４と
保護管６は接合部での電線の機械的強度を受け持つと共
に、一方の電線から他方の電線へ電流が流れる場合の電
路の役割を果たす。まず、電線の機械的強度を保証する
には、次の要件を満たす必要がある。電線は全て規格に
よって定められ、各種類により一定以上の破断強度を保
証しなければならない。仮に保証す可き強度をＦ、飛翔
管４の断面積をＳｆ、保護管６の断面積をＳｕ、飛翔管
４と保護管６の材質が等しいものとしてその単位断面積
当り破断強度をｆとすると、ｆ（Ｓｆ＋Ｓｕ）＞Ｆ・・・・・・・・・・・・２）を満足するようにＳｆとＳｕを設定すればよい。

【００２２】次に、飛翔管４と保護管６の断面積、或は
厚さの振り分け方であるが、飛翔管４の厚さは、その飛
翔速度とその結果接合のために投入されるエネルギの決
定に関わる。上記によって、飛翔管４の飛翔速度が分れ
ば、どれだけのエネルギが接合に投入されるかを次式に
よって求めることが出来る。Ｅ＝ｍＶｐ²／２・・・・・・・・・・・・・３）ここで、Ｅは飛翔管４の運動エネルギ、ｍは飛翔管４の
質量である。このＥが先に述べた接合に必要なエネルギ
に達していれば、接合のための必要条件は満たされたこ
とになる。

【００２３】保護管６の厚さは、飛翔管４の厚さが投入
エネルギＥと関連するのと異なり、飛翔管４が保護管６
に衝突した際、自らを大きく疵つけることなく、電線８
が疵ついたり、破断することを防ぐに足る厚さとするこ
とが必要で、経験的に決める必要がある。ただし、保護
管６の厚さが飛翔管の厚さより５０％以上も厚いような
設定は避ける可きである。しかし、これも当業者であれ
ば本発明明細書を参考にして容易に決定できる。

【００２４】保護管６と電線８の間の距離、或はそれを
決めるスペーサ７の寸法は、スペーサ５の場合程厳密に
定める必要はない。その理由は、飛翔管４が保護管６に
衝突して保護管６が電線８に向かって飛ばされる垂直方
向の速度Ｖｇは、保護管６の厚さが飛翔管４の厚さと同
程度以下であれば、飛翔管４の垂直方向の速度Ｖｐより
やヽ低い程度で、Ｖｐとほぼ等しいと考えてよく、ま
た、先に述べた必要な投入エネルギの要件さえ達成され
ていれば、問題とするほどのことではないからである。
一般的に、保護管６と電線８の間の距離、或はそれを決
めるスペーサ７の寸法は０．１ｍｍから１ｍｍの間で設
定すればよいが、必要があればそれ以下でもそれ以上で
も良い。また、スペーサ７の形状はスペーサ５の形状と
同様なものとしてよい。

【００２５】当然のことながら、飛翔管４と保護管６及
び電線８は第１図の配置で左右対称に置くことが好まし
く、特に電線８は飛翔管４の中央で接合端が突き合わさ
れるようにすることが適当であるが、接合の要件によっ
ては適宜ずらすことも可能であり、これも設計者の裁量
範囲と考えてよい。また、飛翔管４の長さは、電気的に
良好な接合を達成する要件として、全部の長さにわたっ
て保護管６を介して電線８に接合され、電線８は飛翔管
４の中央で突き合わされるものと考えれば、電線８の半
径をｒ、飛翔管４の長さをＬとして、 πｒＬ≧πｒ² ・・・・・・・・・・４）であることが必要である。これは、電線８の片側の接合
部表面面積が、電線の断面積と等しいかより大きい必要
があることを意味する。ただし、アルミニウム電線で、
中心部に補強のための鋼線が配されている電線（ＡＣＳ
Ｒ等）の場合は、右辺は導電体としての有効面積を宛て
ればよい。また、４）式は電線が撚り線でなく一体のも
のと仮定して断面積を求めているが、撚り線の有効断面
積が分っている場合、右辺にはその値を入れればよい。

【００２６】例えばアルミニウムの撚り線からなる電線
の、外径が１８．２ｍｍでφ２．６ｍｍのアルミニウム
線３０本をφ２．６ｍｍの鋼線７本を中心にして撚り合
わせたＡＣＳＲ１６０と呼称される送電線では、その有
効断面積は１５９.３ｍｍ²であり、これを右辺に代入し
て必要な飛翔管４の長さＬを求めると、５．６ｍｍとな
る。実際には、長さ６ｍｍ足らずの飛翔管４を爆薬で高
速に加速して保護管６を介して電線８に接合することは
出来ないので、例えば全長４０ｍｍ程度以上の飛翔管４
を接合することになるが、上記から、実用的に接合でき
る長さの飛翔管４を用いれば、どのような長さでも電気
的な接合要件は達成できることが分る。

【００２７】

【作用】本発明は、送配電線等のアルミニウムやその合
金の撚り線、銅或は銅合金の撚り線、鋼心アルミ撚り線
(ＡＣＳＲ)などの電線を、爆発圧力を利用して接合する
際に、機械的な圧縮やかしめ効果によらず、撚り線の表
面に表われた部分のみでなく、内層部分まで冶金的に接
合させるもので、従来の単に機械的な圧縮により接合す
る方法に較べて少ない接合で長さで、従って少ない爆薬
の使用量で信頼性の高い接合を可能とし、金属管と電
線、電線の撚り線間の空隙がないため、そこに雨水や腐
蝕性のガスが入って容易に浸蝕されることがない方法を
提供している。

【００２８】

【実施例１】以下実施例によって本発明を説明する。図
１の飛翔管４として外径３２ｍｍ、内径２６ｍｍ、長さ
８０ｍｍの工業用純アルミニウム管を用意し、その外側
表面に保護材３として塩化ビニール系塗料一層をスプレ
ー塗装した。飛翔管４の全周を覆って周囲と端部を厚さ
０．２ｍｍの画用紙で囲って爆薬ケース２とし、爆薬１
として厚さ１０ｍｍの黒カーリット爆薬を配置した。そ
の結果爆薬１の寸法は外径５２ｍｍ、内径３２ｍｍ、長
さ８０ｍｍとなった。また、爆薬の量は１１９ｇで、装
填密度は１.１３ｇ／ｃｍ³となった。爆薬１の一方の端
には、長さ３００ｍｍの導爆線１０の一端を直径４０ｍ
ｍの輪としたものを、輪が爆薬１の厚さの略中央に位置
するようにして取り付けた。

【００２９】接合する電線８として、ＡＣＳＲ１６０と
呼称される送電線で、外径が１８．２ｍｍでφ２．６ｍ
ｍのアルミニウム線３０本をφ２．６ｍｍの鋼線７本を
中心にして撚り合わせた長さ３００ｍｍのもの２本のそ
れぞれの一端を、外径２２ｍｍ、内径１９ｍｍ、長さ１
２０ｍｍの工業用純アルミニウム管を保護管６としてそ
の両端から挿し込み、中央で突き合わせた。その際、ス
ペーサ７として、直径０．３ｍｍのアルミニウム線を電
線８の保護管６に挿し込む側の端から５ｍｍの位置と５
５ｍｍの位置に一回巻き付け、電線８が保護管６の略中
心に位置するようにした。保護管６の両端と電線８の保
護管６から突出した部分を塩化ビニールの接着テープで
固定し、前記の爆薬１その他を装着した飛翔管４をその
長さ方向の中心が保護管６の長さ方向の中心と一致する
ようにして、飛翔管４の両端に外径２６ｍｍ、内径２２
ｍｍ、幅１ｍｍの工業用純アルミニウム管をスペーサ５
として取り付け、保護管６が飛翔管４の同心円位置にな
るようにして取り付け、両端を塩化ビニールの接着テー
プで固定した。

【００３０】以上のようにして組合わせたものを砂を厚
さ約３００ｍｍ、直径約２，０００ｍｍに盛り上げた上
に置き、導爆線１０の環状にした部分から突き出した紐
状の部分の端に電気雷管９を紙製の接着テープで固定し
て、遠隔した位置から塩化ビニール被覆した平行電線で
電気雷管１０に通電して爆薬１を起爆した。その結果、
爆薬１は２，０３０ｍ／秒の爆発速度で爆発した。

【００３１】爆薬１の爆発によって、飛翔管４は高速で
保護管６に衝突し、保護管６と接合しつつ電線８に接合
した。爆発後に回収した接合体を電線８の長手方向の軸
を中心にして、軸に平行に切断して接合面を光学顕微鏡
で検査したところ、飛翔管４と保護管６、保護管６と電
線８の表面、更に電線８の内層部分の撚り線同士の何れ
も、波形の境界で冶金的に接合していた。

【００３２】上記と同様にして作った他の接合体を、引
張試験機によって引張強度試験を行ったところ、電線８
は接合部以外の部分で規定強度以上の７，１１０ｋｇｆ
で破断したが、接合部には破断が認められず、接合は充
分な強度で達成されたと認められた。

【００３３】接合時にどれだけのエネルギが投入された
かを調べるため、接合するための組合わせからスペーサ
５、保護管６、スペーサ７及び電線８を取り除いたもの
を用意し、飛翔管４の内部に、飛翔管４の飛翔速度を測
定するために電気的接触点となるピンを６本、飛翔管４
の内面からの距離を変えて設置し、爆薬１を爆発させて
ピンの各位置に於いての接触時間をオッシロスコープに
記録した。その結果、飛翔管４と保護管６が衝突する飛
翔管４の内面から２ｍｍの位置での飛翔管の速度は６６
８ｍ／秒であった。得られた飛翔速度と爆薬１の量及び
飛翔管４の質量とから、３）式によって接合に投入され
たエネルギを計算すると、電線の単位体積当り６３１Ｍ
ｊ／ｍ³が投入されていることが分った。

【００３４】

【比較例１】実施例１と同様の実験を行った。ただし、
他の条件は等しく、爆薬の外径のみ４０ｍｍとした。そ
の結果、爆薬の量は４１ｇで、装填密度は１.１２ｇ／
ｃｍ³であった。爆薬１を爆発させた結果、爆薬１は爆
発速度１，９２０ｍ／秒で爆発した。回収した接合体の
断面を実施例１と同様にして検査したところ、飛翔管４
と保護管６、保護管６と電線８の表面は冶金的に接合し
ていたが、電線８の内層の撚り線同士は接合していなか
った。引張試験を実施したところ、保護管の片方の端の
部分で表面のアルミニウム線が破断し、内層の鋼線が電
線８の接合端の部分まで破断されずに引き出された。

【００３５】実施例１と同様にして飛翔管４の飛翔速度
を測定したところ、飛翔管４と保護管６の衝突する位置
での速度は５２２ｍ／秒で、３）式から電線の単位体積
当り３８５Ｍｊ/ｍ³が投入されていることが分った。こ
の値は、電線単位体積当りに投入されることを要するエ
ネルギ、４００Ｍｊ／ｍ³より少なく、良好な接合を得る
には、更に大きなエネルギを投入する必要があることが
分った。

【００３６】

【比較例２】実施例１と同様な実験を行った。ただし、
飛翔管４としては外径２８ｍｍ、内径２２ｍｍ、長さ８
０ｍｍの工業用純アルミニウム管を用意し、その外側表
面に保護材３として塩化ビニール系塗料一層をスプレー
塗装した。また飛翔管４の全周を覆う爆薬１としては厚
さ１０ｍｍの黒カーリット爆薬を配置し、爆薬１の寸法
は外径４８ｍｍ、内径２８ｍｍ、長さ８０ｍｍとなっ
た。また、爆薬の量は１０８ｇで、装填密度は１.１３
ｇ／ｃｍ³となった。爆薬１には実施例１と同様にして
導爆線１０を取り付けた。

【００３７】実施例１と異なる点として、飛翔管４を保
護管６なしで電線８が飛翔管４の同心円位置になるよう
に内外径を調節した、幅１ｍｍのスペーサ５を飛翔管４
の両端に置いて固定した。以上のようにして組合わせた
ものを砂上に置き、実施例１と同様にして爆薬１を起爆
した。その結果、飛翔管４は電線８に衝突し、飛翔管４
と電線８は電線８の内層の撚り線同士も含めて強固に冶
金的に接合されたが、電線８の飛翔管４の端から突き出
した部分は、鋼線の芯を残してアルミニウムの撚り線が
全て切断されていた。これは、保護管６が無いため、飛
翔管４の端で発生する剪断応力により、アルミニウム線
が切断されたためと考えられる。

【００３８】比較例１の結果と併せて考えると、保護管
６なしの場合、電線８の内層の撚り線同士まで接合しよ
うとすると飛翔管４の両端から突き出した電線８が剪断
により切断され、それを防ごうとして弱い衝撃で接合し
ようとすると電線８の内層の撚り線同士が接合できなく
なることが明白である。

【００３９】

【実施例２】第１図の飛翔管４として外径３２ｍｍ、内
径２６ｍｍ、長さ８０ｍｍの銅管を用意し、その外側表
面に保護材３として塩化ビニール系塗料一層をスプレー
塗装した。飛翔管４の全周を覆って周囲と端部を厚さ
０．２ｍｍの画用紙で囲って、爆薬１として厚さ１５ｍ
ｍの黒カーリット爆薬を配置した。その結果爆薬１の寸
法は外径６２ｍｍ、内径３２ｍｍ、長さ８０ｍｍとなっ
た。また、爆薬の量は２００ｇで、装填密度は１.１３
ｇ／ｃｍ³となった。爆薬１の一方の端には、長さ３０
０ｍｍの導爆線１０の一端を直径４０ｍｍの輪としたも
のを、輪が爆薬１の厚さの略中央に位置するようにして
取り付けた。

【００４０】接合する電線８として、硬銅の送電線で外
径が１８．２ｍｍのφ２．６ｍｍの硬銅線３７本を撚り
合わせた長さ３００ｍｍのもの２本のそれぞれの一端
を、外径２２ｍｍ、内径１９ｍｍ、長さ１２０ｍｍの銅
管を保護管６としてその両端から挿し込み、中央で突き
合わせた。その際、スペーサ７として、直径０．３ｍｍ
の銅線を電線８の保護管６に挿し込む側の端から５ｍｍ
の位置と５５ｍｍの位置に一回巻き付け、電線８が保護
管６の略中心に位置するようにした。保護管６の両端と
電線８の保護管６から突出した部分を塩化ビニールの接
着テープで固定し、前記の爆薬１その他を装着した飛翔
管４をその長さ方向の中心が保護管６の長さ方向の中心
と一致するようにして、飛翔管４の両端に外径２６ｍ
ｍ、内径２２ｍｍ、幅１ｍｍの銅管をスペーサ５として
取り付け、保護管６が飛翔管４の同心円位置になるよう
にして取り付け、両端を塩化ビニールの接着テープで固
定した。

【００４１】以上のようにして組合わせたものを砂を厚
さ約３００ｍｍ、直径約２，０００ｍｍに盛り上げた上
に置き、導爆線１０の環状にした部分から突き出した紐
状の部分の端に電気雷管９を紙製の接着テープで固定し
て、遠隔した位置から塩化ビニール被覆した平行電線で
電気雷管９に通電して爆薬１を起爆した。その結果、爆
薬１は２，２７０ｍ／秒の爆発速度で爆発した。

【００４２】爆薬１の爆発によって、飛翔管４は高速で
保護管６に衝突し、保護管６と接合しつつ電線８に接合
した。爆発後に回収した接合体を電線８の長手方向の軸
を中心にして、軸に平行に切断して接合面を光学顕微鏡
で検査したところ、飛翔管４と保護管６、保護管６と電
線８の表面、更に電線８の内層部分の撚り線同士の何れ
も、波形の境界で冶金的に接合していた。

【００４３】上記と同様にして作った他の接合体を、引
張試験機によって引張強度試験を行ったところ、電線８
は接合部以外の部分で規定強度以上の７，９３０ｋｇｆ
で破断したが、接合部には破断が認められず、接合は充
分な強度で達成されたと認められた。

【００４４】接合時にどれだけのエネルギが投入された
かを調べるため、接合するための組合わせからスペーサ
５、保護管６、スペーサ７及び電線８を取り除いたもの
を用意し、飛翔管４の内部に、飛翔管４の飛翔速度を測
定するために電気的接触点となるピンを６本、飛翔管４
の内面からの距離を変えて設置し、爆薬１を爆発させて
ピンの各位置に於いての接触時間をオッシロスコープに
記録した。その結果、飛翔管４と保護管６が衝突する飛
翔管４の内面から２ｍｍの位置での飛翔管の速度は８９
５ｍ／秒であった。得られた飛翔速度と爆薬１の量及び
飛翔管４の質量とから、３）式によって接合に投入され
たエネルギを計算すると、電線の単位体積当り１,０８
７Ｍｊ／ｍ3^が投入されていることが分った。この値
は、銅撚り線を接合するに必要な最低の値である９００
Ｍｊ／ｍ³ を上回っている。

【００４５】

【比較例３】実施例２の実験を繰り返した。ただし、爆
薬１の外径のみ５２ｍｍに変更した。その結果、爆薬１
の厚さは１０ｍｍとなり、その重量は１２０ｇで、装填
密度は１.１４ｇ／ｃｍ³であった。爆薬１を爆発させた
結果、爆薬１は爆発速度２，０６０ｍ／秒で爆発した。
回収した接合体の断面を実施例１と同様にして検査した
ところ、飛翔管４と保護管６は良好に冶金的な接合を示
し、保護管６と電線８の表面は部分的に冶金的接合をし
ていたが、電線８の内層の撚り線同士は接合していなか
った。

【００４６】実施例１と同様にして飛翔管４の飛翔速度
を測定したところ、飛翔管４と保護管６の衝突する位置
での速度は３５１ｍ／秒で、３）式から電線８の単位体
積当り５７６Ｍｊ/ｍ³が投入されていることが分った。
この値は、銅撚り線の単位体積当りに投入されることを
要するエネルギ、９００Ｍｊ／ｍ³より少なく、良好な接
合を得るには、更に大きなエネルギを投入する必要があ
ることが分った。

【００４７】

【比較例４】実施例２の実験を繰り返した。ただし、保
護管６を取り除き、飛翔管４を外径３０ｍｍ、内径２４
ｍｍ、長さ８０ｍｍの銅管とした。また、爆薬１の内径
が、飛翔管４に保護材３として塩化ビニール系塗料一層
をスプレー塗装したものに接し、外径が６０ｍｍで内径
が３０ｍｍとなるように、厚さ０．２ｍｍの画用紙で囲
い爆薬１を装填した。その結果、爆薬１は１９０ｇが装
填され、装填密度は１.１２ｇ／ｃｍ³であった>。。飛
翔管４を保護管６なしで電線８が飛翔管４の同心円位置
になるように内外径を調節した幅１ｍｍのスペーサ５を
飛翔管４の両端に置いて固定した。爆薬１を爆発させた
ところ、爆薬は２，０８０ｍ／秒の爆発速度で爆発し、
飛翔管４と電線８は接合されたが、電線８の飛翔管４の
端からはみ出した部分は飛翔管の両端で各５乃至７本の
撚り線を除いて、飛翔管４の衝突による剪断応力で破断
された。

【００４８】接合部分を電線の長手の軸に平行に切断し
て光学顕微鏡で検査したところ、飛翔管４と電線８の表
面及び電線８の内層の撚り線同士の間は冶金的に接合し
ていた。また、別の実験で飛翔管４が電線８に衝突する
位置での飛翔管４の速度を測定したところ、４５４ｍ／
秒であった。この速度から、３）式から電線８の単位体
積当り８９７Ｍｊ／ｍ³が投入されていることが分っ
た。この値は、銅撚り線の単位体積当りに投入されるこ
とを要するエネルギ、９００Ｍｊ／ｍ³とほぼ等しく、良
好な接合が得られる条件の下限と云えるが、電線８の内
層の撚り線同士を接合することは達成したが、保護管６
を欠くために飛翔管４の両端で電線８を剪断応力により
破断し、保護管６の存在が投入エネルギ量と共に良好な
接合を達成するための重要な要件であることを示してい
る。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、従来爆発圧力で金属管
を継ぎ手として電線を接合する場合、爆発圧力で金属管
や電線が損傷するのを防止するため、厚いゴム等の保護
材で金属管と電線を覆っていたことにより、大量の爆薬
を使用することが必要で、かつ金属管と電線、電線内層
の撚り線の間は単に機械的な圧縮やかしめによって接合
していたのを、極端に厚い保護材を廃し、電線を保護す
るための金属の保護管を取り入れ、かつ適正な投入エネ
ルギで施工することによって、爆発圧力で加速されて高
速で飛翔する金属管を撚り線からなる電線に衝突させて
接合する方法に於いて、電線の内層の撚り線同士に至る
まで冶金的に接合し、雨水や腐蝕性のガスが撚り線接合
部の空隙に入って電線を腐蝕するのを防ぐと共に、金属
管の両端で金属管が電線に衝突する際の剪断応力で電線
が破断することを有効に防止して良好な接合部が簡便に
得られる、産業上有効な発明である。

【００５０】さらに、従来から電線接続に良く使われて
いる爆圧式電線ジョイントに比較すると、爆薬の量は少
なくなり保護管等の付属の装置も小さくなり、全体とし
てコンパクトな設計が可能となった。また、この種のジ
ョイントは爆発時の騒音が非常に大きいため、人家から
遠い山間部の送電線等に主として使われていたが、この
発明によれば爆発音も比較的小さくなり、爆発の防音装
置を設けるとしてもコンパクトな防音装置で済み、これ
まで適用できなかった市街地近隣の送配電線等でも施工
時の環境問題をクリヤすることが可能となったため、性
能と施工性共に満足のいく爆圧式の電線接続装置の提供
ができるようになった。なお、この発明の明細書では、
２本の電線の突き合わせて接合する方法、すなわち直線
スリーブのような接合方法について説明してきたが、こ
れに限らず、１本の連続した電線についても適用できる
ことはもちろんであ。例えば、電線の素線が損傷または
切断した場合に用いられる補修スリーブのような使い方
もできることは、当業者なら容易に考えられることであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための部材の組み合わせ方を
示す図である。

【図２】本発明を実施する際の、爆薬の爆発時の状況を
示す図である。

【符号の説明】

１爆薬２爆薬ケース３保護材４飛翔管５飛翔管と保護管の間のスペーサ６保護管（保護体）７保護管と電線の間のスペーサ８電線９雷管１０導爆線１’ 爆発している途中の爆薬ＤＦ爆薬が爆発してガスとなる過程の境界Ｄ爆発方向と爆発速度Ｖｐ飛翔管４の爆発の進行方向に垂直な速度Ｖｇ保護管６’の爆発進行方向に垂直な方向に飛
ばされる速度Ｖｈ飛翔管４’が保護管６’に衝突する点の爆発
方向に進行する速度Ｖｕ保護管６’が電線８’に衝突する点が爆発方
向に進行する速度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西田英司神奈川県川崎市高津区久本１丁目８番１号旭電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接合しようとする電線の外周に、電線撚
り線外層の材質と同系統の金属からなり予め管状の曲面
に成形した保護体（保護管）を被せ、その外側には保護
体と同材質の金属からなりかつ爆薬の爆発圧力によって
飛翔し保護体と衝突する飛翔管を配置し、飛翔管と保護
体並びに電線を一体に冶金的に接合する方法であり、爆
薬は飛翔管を包囲するように設置され、爆薬の一端から
他端へ進行的に爆発を進行させ、爆発の進行速度（爆発
速度）が接合しようとする電線外層の金属の音速の７０
％以下であり、飛翔管の爆発の進行方向と直角な方向へ
の飛翔速度が内層の撚り線同士も接合するに充分とする
ことを特徴とする電線の接合方法。