JPH10199586A - 電線の溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素線径が４．０ｍｍ以下の電線の溶接におい
て溶接時に融着部の容積を確保することにある。 【解決手段】 溶接器内に溶接材を挿入し、素線径が
４．０ｍｍ以下の接続すべき２本の電線の端部に湯留め
具を設け、接続すべき２本の電線を溶接材を挟んで溶接
器内に挿入し、酸化還元反応熱によって溶接材を加熱溶
融して両電線の端部を溶接するに際し、加熱溶融時に両
電線を湯留め具とともに溶接材に向かって押圧しながら
移動し、加熱溶融時に発生する溶接材の溶融物を、溶接
器に設けた湯溜まり部内に溜めるとともに、同時に発生
するガス，水蒸気などの気体を溶接器に設けた気体排気
用の通路を介して外部へ排出しながら、湯止め具により
湯溜まり部の所定の容積を確保し、加熱溶融が終わり温
度が低下し、溶融物が凝固して収縮し始めると、この収
縮部位に湯溜まり部に溜められていた溶融物を流し込む
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電線の端部を溶接
によって結合する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電線を溶接する方法としては、電
線の端末部分に、テルミット反応によって生じる高温の
金属溶融物を流し込み、溶融物のもつ熱で電線の端末部
分を溶融し、電線端末を対向プレスし溶接する方法（例
えば、特開昭５０−５３８８６号公報参照）、また、電
線と電気的に良質の特性をもつ溶接材を電線の端末部分
に配置し、これを外部から間接的に加熱溶融し溶接する
方法（例えば、特開昭４８−３４０４９号公報等参照）
が開示されている。

【０００３】しかし、前者の方法では、電線の溶接部に
テルミット反応によって生じた金属溶融物が残り、電線
の溶接部に混入するおそれがある。そのため、電気抵抗
が規格（日本電線工業会規格ＪＣＳ ２５１）を外れる
という問題があった。また、後者の方法では、溶融した
溶接材が、外部加熱部分と電線との間から流れるおそれ
がある。

【０００４】そのため、溶接材の流れ出しによって溶接
が不十分となって電気抵抗が規格（日本電線工業会規格
ＪＣＳ ２５１）を外れるという問題があった。このよ
うな問題点を解決するものとして、特開平６−２６７６
３３号公報および特開平７−５７８４７号公報に開示さ
れる電線の溶接方法およびその装置が知られている。

【０００５】しかし、特開平６−２６７６３３号公報に
よる電線の溶接方法およびその装置においては、加熱さ
れた電線と溶接材の溶融物が、溶融状態から凝固状態に
変わる時に体積の変化により収縮し、一般にいわれる鋳
巣が発生すると同時に、加熱溶融時に溶融物が、溶接す
る電線の端面の隙間を流れて融着物に凹みが発生する。
このため、電線の溶接部（融着部分）の結合性能を低下
させ、電気抵抗が規格（日本電線工業規格ＪＣＳ ２５
１）を外れるという問題がある。

【０００６】一方、特開平７−５７８４７号公報による
電線の溶接方法およびその装置においては、電線の溶接
部における鋳巣および凹みを防止することができる利点
を有する。この電線の溶接方法およびその装置を図７に
基づいて説明する。収容部１は、例えば、厚紙製の薬包
外筒２と半割の筒状鉄板製の隔壁部材３と２つの止め部
材４とドーナツ状の端板８と加熱剤９と点火具７とから
なる。

【０００７】この収容部１は、予め薬包外筒２と隔壁部
材３と一方の端板８によって筒状体を形成した後、その
内部に加熱剤９を充填するとともに、残りの端板８を取
り付ける。最後に、点火具７を取り付けることによって
形成される。半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３は、両端
にフランジ３ａ，３ｂを有する。そして、一方のフラン
ジ３ａが他方のフランジ３ｂよりも長くしてある。

【０００８】長くした一方のフランジ３ａのほぼ中央部
には、図９および図１０に示すように、湯溜まり部１５
を形成するための凹部３ｃと、連通部１７を形成するた
めの凹部３ｄと、気体排気用の通路１６を形成するため
の凹溝３ｅが設けられている。この半割りの筒状鉄板製
の隔壁部材３は、そのフランジ３ａ，３ｂを断面略Ｕ字
状の金属製の止め部材４によって被嵌されることによっ
て、筒状体とされる。止め部材４は、例えば、直径２．
４mmの円弧部４ａが形成されるように加工されている。

【０００９】これによって、図９に示すように、半割り
の筒状鉄板製の隔壁部材３のフランジ３ａ，３ｂを被嵌
した時、フランジ３ａ，３ａと円弧部４ａとの間に排気
用の通路１１が形成されるようになっている。加熱剤９
は、テルミット反応で代表される金属酸化物と金属また
は金属合金との酸化還元反応を応用したものである。

【００１０】点火具７は、図示しない電源に連絡し、着
火薬を点火して加熱剤９を作動させるものである。収容
部１内には、アルミニウム溶接材１２が配置されてい
る。アルミニウム溶接材１２の両側には、接続すべき２
本のアルミニウム電線１３，１３の端部１３ａ，１３ａ
が当接されている。

【００１１】また、アルミニウム電線１３，１３の端部
１３ａ，１３ａには、収容部１内に嵌入する長さに亘っ
て耐熱性のセラミック製繊維を巻き付けた後に、その上
をセロハンテープ、ガラス繊維を用いたテープなどによ
って止着することによって、湯止め具１４が形成されて
いる。この湯止め具１４，１４を形成する耐熱性のセラ
ミック製繊維は、表面が起毛状になっており、例えば、
フェールトのようである。このため、電線表面の凹凸に
なじみ易く、半割りの筒状鉄板製の隔壁部材３とアルミ
ニウム電線１３の間を塞ぎ、アルミニウム溶接材１２の
溶融物の流出を防ぐことができる。

【００１２】つぎに、この電線の溶接方法を説明する。
まず、２つ割りの隔壁部材３のフランジ３ａ，３ｂを重
ね合わせた後、止め部材１０を被嵌する。ついで、薬包
外筒２と隔壁部材３と一方の端板８によって筒状体を形
成した後、その内部に加熱剤９を充填する。ついで、残
りの端板８を取り付ける。最後に、加熱剤９が充填され
ている箇所に点火具７を取り付けることによって、収容
部１を形成する。

【００１３】つぎに、収容部１内にアルミニウム溶接材
１２を配置する。一方、接続すべき２本のアルミニウム
電線１３，１３は、予めそれぞれの端部１３ａ，１３ａ
に収容部１内に嵌入する長さに亘って耐熱性のセラミッ
ク製繊維を巻き付けるとともに、その上をセロハンテー
プ，ガラス繊維を用いたテープなどによって止着するこ
とによって、湯止め具１４，１４，を形成しておく。

【００１４】このように湯止め具１４，１４を設けたア
ルミニウム電線１３，１３を、収容部１の両端側から接
続すべき２本のアルミニウム電線１３，１３の端部１３
ａ，１３ａを挿入し、それぞれの先端がアルミニウム溶
接材１２と当接したところで、その移動を停止する。こ
の状態で、酸化還元反応を起こす加熱剤９を充填した収
容部１の点火具７を操作して、加熱剤９を反応させる。

【００１５】この加熱剤９による酸化還元反応熱が、収
容部１の隔壁部材３を介してアルミニウム溶接材１２に
加えられて加熱溶融する。この時、溶融したアルミニウ
ム溶接材１２がフランジ３ａ，３ａの凹部３ｄ，３ｄで
形成される連通部１７を通り、フランジ３ａ，３ａの凹
部３ｃ，３ｃで形成される湯溜まり部１５に溜まる。

【００１６】同時に、ガス，水蒸気などの気体が発生す
るが、この気体は湯溜まり部１５に連通するフランジ３
ａ，３ａの凹溝３ｅ，３ｅで形成される気体排気用の通
路１６を経て、隔壁部材３のフランジ３ａ，３ａの上部
側と止め部材４の円弧部４ａとの間の通路１１から外部
へ排出される。また、溶融した溶接材は、両電線１３，
１３の端末部分から電線の表面を伝って流れ出す。

【００１７】また、溶融したアルミニウムは、両アルミ
ニウム電線１３，１３の端部１３ａ，１３ａ部分から電
線の表面を伝って流れ出す。そして、溶融したアルミニ
ウムが、湯止め具１４，１４の位置まで来ると、隔壁部
材３と湯止め具１４，１４とによって外部への流出が阻
止される。

【００１８】その後、加熱が終わり予熱によって温度が
低くなり、融着部が凝固し始めると、同時に収縮し始め
る。この時に、湯溜まり部１５に貯留されていた溶接材
の溶融物が、融着部の収縮部の凹み部や鋳巣部に流れこ
み、融着部の凹みや鋳巣の発生を防止する。その後、ア
ルミニウムが冷却固化したところで、収容部１を破壊し
た後、半割の隔壁部材３を分解し、湯止め具１４を取り
除くことによって、図１１に示すように、アルミニウム
溶接材の溶融物１９で溶接されたアルミニウム電線１８
を得ることができる。

【００１９】以上のように、加熱剤９の反応熱によって
アルミニウム溶接材１２が加熱溶融した時、溶融物の一
部が連通部１７を介して湯溜まり部１５内に流入して貯
留されると同時に、加熱溶融時に生ずるガス，水蒸気な
どが、隔壁部材３内に止まることなく、フランジ３ａに
設けた凹溝３ｅ，３ｅによって形成される通路１６を介
して外部へ通じる通路１１を介して排気されので、アル
ミニウム溶接材１２の体積膨張に伴って流出しようとす
る溶融物が、無理なく湯溜まり部１５内に流入すること
ができる。

【００２０】そして、加熱溶融が終わって温度が低下
し、溶融物が凝固して収縮し始めると、この収縮部位に
湯溜まり部１５に溜められていた溶融物が、両電線１
３，１３の溶接部位に流し込むように構成されているか
ら、気泡による凹み部や収縮による鋳巣部を覆い、凹み
や鋳巣を防止することができる。また、湯溜まり部１５
は、図８に示すように、収容部１の中心部に近い位置に
配置されているので、加熱剤９による加熱が終了して
も、その予熱によって加温され、内部に貯留されている
アルミニウム溶接剤１２の溶融物を急激に冷却すること
がない。

【００２１】そのため、溶接部位での冷却が始まった時
に、確実に溶融状態のアルミニウム溶接材１２を確実に
供給することができる。また、溶融したアルミニウム溶
接材１２の溶接部が収容部１の隔壁部材３と湯止め具１
４，１４とによって外部への流出が阻止される。

【００２２】また、溶接部位が湯止め具１４，１４によ
って閉塞されているので、溶接時に収容部１を水平姿勢
に保持しなくとも、例えば、斜めや垂直にして使用する
ことができる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】この特開平７−５７８
４７号公報による電線の溶接方法およびその装置におい
ては、従来の溶接電線に比し、溶接部における気泡によ
る凹み部や収縮による鋳巣部を覆い、凹みや鋳巣を防止
することができる。

【００２４】しかし、この電線の溶接方法およびその装
置では、素線径が４．５ｍｍまでの鋼心アルミより線に
おいてはその機能を十分に発揮することができるが、素
線径が４．０ｍｍ以下の場合には、湯止め具１４の機能
に難点があることが確認された。湯留め具１４は、一定
の容積を湯溜まり部１５に溶けた溶融物が固まるまで溶
接する電線１３，１３に保持する必要がある。

【００２５】湯止め具１４は、溶接材１２が加熱溶融す
ると、電線１３を保持し溶接材１２を保持している電線
１３の端部１３ａに向かって付勢している電線保持具
（図示せず）のばね力で、接続する２本の電線１３，１
３の段部１３ａが溶接材１２に向かって一緒に移動する
必要がある。しかし、素線径が４．０ｍｍ以下の素線が
細い種類の電線では、融着時の加熱剤の熱で素線の強度
が弱くなり電線保持具のばね力で外へ広がる。この時、
湯止め具１４も外へ押し広げられ、湯止め具１４が電線
１３および湯止め具１４を覆っている隔壁部材３に押し
付けられ、電線１３が移動しても、湯止め具１４はもと
の位置に止まっている。

【００２６】このため、電線の溶接部の溶けた溶接材が
電線１３の隙間へ逃げてしまい、融着部の容積が所望の
大きさに比べて大きくなり、溶融物１９の絶対量が不足
し、溶接が正常に行えなくなるおそれがある。本発明は
かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、
その目的は、素線径が４．０ｍｍ以下の電線の溶接にお
いて溶接時に融着部の容積を確保することができる電線
の溶接方法を提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
溶接器内に溶接材を挿入し、素線径が４．０ｍｍ以下の
接続すべき２本の電線の端部に湯留め具を設け、接続す
べき２本の電線を溶接材を挟んで溶接器内に挿入し、酸
化還元反応熱によって溶接材を加熱溶融して両電線の端
部を溶接するに際し、加熱溶融時に両電線を湯留め具と
ともに溶接材に向かって押圧しながら移動し、加熱溶融
時に発生する溶接材の溶融物を、溶接器に設けた湯溜ま
り部内に溜めるとともに、同時に発生するガス，水蒸気
などの気体を溶接器に設けた気体排気用の通路を介して
外部へ排出しながら、湯止め具により融着部の所定の容
積を確保し、加熱溶融が終わり温度が低下し、溶融物が
凝固して収縮し始めると、この収縮部位に湯溜まり部に
溜められていた溶融物を流し込むようにすることを特徴
とするものである。

【００２８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の電
線の溶接方法において、接続すべき２本の電線の素線径
は、２．６〜４．０ｍｍであることを特徴とするもので
ある。請求項３の発明は、請求項１又は２記載の電線の
溶接方法において、接続すべき２本の電線は、鋼心アル
ミより線であることを特徴とするものである。請求項４
記載の発明は、請求項３記載の電線の溶接方法におい
て、鋼心アルミより線は、鋼心がアルミ被覆された鋼心
アルミより線、鋼心が亜鉛メッキ被覆された鋼心アルミ
より線、鋼心がアルミ被覆された耐熱鋼心アルミより
線、鋼心が亜鉛メッキ被覆された耐熱鋼心アルミより線
であることを特徴とするものである。

【００２９】請求項５記載の発明は、請求項１ないし請
求項４記載の電線の溶接方法において、湯止め具は、両
電線の端部に耐熱性のセラミック製繊維を取り付けた
後、この耐熱性のセラミック製繊維の外周にガラス繊維
製テープを介してフッ素樹脂製テープを取り付けてなる
ことを特徴とするものである。請求項６記載の発明は、
請求項１ないし請求項５記載の電線の溶接方法におい
て、加熱溶融前では、両電線は溶接器の中央部に溶接材
が位置するように挟んで溶接器内に挿入され、湯留め具
は湯溜まり部より外方に位置していることを特徴とする
ものである。

【００３０】（作用）請求項１ないし請求項６記載の発
明においては、まず、筒状の隔壁部材のフランジに止め
部材を取り付ける。つぎに、薬包外筒と隔壁部材の一方
の端板によって筒状体を形成した後、内部に酸化還元反
応を起こす加熱剤を充填する。その後、隔壁部材の他方
の端板を取り付けることによって、収容部を形成する。

【００３１】つぎに、収容部内に溶接材を配置する。こ
の溶接器とは別に、接続すべき両電線の端部に、まず、
耐熱性のセラミック製繊維を取り付けた後、この耐熱性
のセラミック製繊維の外周にガラス繊維製テープを介し
てフッ素樹脂製テープを取り付けることによって湯留め
具を取り付ける。

【００３２】その後、端部にそれぞれ湯止め具を取り付
けた接続すべき２本の電線を隔壁部材の両端側から挿入
し、それぞれの先端が溶接材を当接したところで、その
移動を停止する。つぎに、この両電線を保持治具により
通常のバネの力で対向プレスし、接合する。

【００３３】この状態で、収容部に点火具を装着し、こ
の点火具を点火して加熱剤を反応させる。この加熱剤に
よる酸化還元反応熱が、収容部の隔壁部材を介して溶接
材を加熱溶融する。

【００３４】この時、両電線の端部は、湯留め具ととも
に溶接材に向かって押圧されながら移動し、湯止め具に
より融着部の所定の容積を確保し、溶融した溶接材の一
部がフランジの連通部を通り、湯溜まり部に溜まる。こ
こで、湯止め部においては、筒状の隔壁部材を通して、
加熱剤の熱がフッ素樹脂製テープおよびガラス繊維製テ
ープに伝播すると、フッ素樹脂製テープおよびガラス繊
維製テープの結合材であるプラスチック部分が燃えてし
まう。この時、フッ素樹脂製テープから発生するガスが
ガラス繊維と反応し、ガラスを熱から保護する。ガラス
繊維はフッ素樹脂がないと熱に犯され、粉々になってし
まうが、フッ素樹脂で保護されガラス繊維は繊維として
の形状を保つことができる。

【００３５】同時に、ガス，水蒸気などの気体が発生す
るが、この気体は湯溜まり部に連通する気体排気用の通
路を経て、隔壁部材のフランジと止め部材とで形成され
る排気用の通路から外部へ排気される。また、溶融した
溶接材は、両電線の端末部分から電線の表面を伝って流
れ出す。そして、溶融した溶接材が、湯止め具の位置ま
で来ると、隔壁部材と湯止め具とによって外部への流出
が阻止されるとともに、湯止め具の位置で、冷却固化さ
れる。

【００３６】その後、加熱が終わり放熱によって温度が
低くなり、融着部が凝固し始めると、同時に収縮し始め
る。この時に、湯溜まり部に貯留されていた溶接材の溶
融物が、融着部の収縮部の凹み部や鋳巣部に流れこみ、
融着部の凹みや鋳巣の発生を防止する。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００３８】図１ないし図５は、請求項１ないし６記載
の電線の溶接方法の一実施形態を示す。図において、２
１は、収容部を表す。

【００３９】この収容部２１は、例えば、セラミック製
の薬包外筒２２と半割の筒状鉄板製の隔壁部材２３と２
つの止め部材２４とドーナツ状の端板２８と加熱剤２９
と点火具２７とからなる。この収容部２１は、予め薬包
外筒２２と隔壁部材２３と一方の端板２８によって筒状
体を形成した後、その内部に加熱剤２９を充填するとと
もに、残りの端板２８を取り付ける。最後に、点火具２
７を取り付けることによって形成される。

【００４０】半割りの筒状鉄板製の隔壁部材２３は、両
端にフランジ２３ａ，２３ｂを有する。そして、一方の
フランジ２３ａのほぼ中央部には、湯溜まり部３５を形
成するための凹部２３ｃと、連通部３７を形成するため
の凹部２３ｄと、気体排気用の通路３６を形成するため
の凹溝２３ｅが設けられている。この半割りの筒状鉄板
製の隔壁部材２３は、例えば、約１．２mmの厚みの鉄板
で構成され、約１５００℃までは溶けずに形状保持がで
きるようになっている。

【００４１】この半割りの筒状鉄板製の隔壁部材２３
は、そのフランジ２３ａ，２３ｂを断面略Ｕ字状の金属
製の止め部材２４によって被嵌されることによって、筒
状体とされる。止め部材２４は、例えば、直径２．４mm
の円弧部２４ａが形成されるように加工されている。

【００４２】これによって、半割りの筒状鉄板製の隔壁
部材２３のフランジ２３ａ，２３ｂを被嵌した時、フラ
ンジ２３ａ，２３ａと円弧部２４ａとの間に排気用の通
路３１が形成されるようになっている。加熱剤２９は、
テルミット反応で代表される金属酸化物と金属または金
属合金との酸化還元反応を応用したものである。

【００４３】本実施形態では、加熱剤２９の組成配合比
としては、アルミニウム２５重量％、鉄−アルミニウム
合金１０重量％、珪素鉄２０重量％、酸化銅１０重量
％、四三酸化鉄２０重量％、酸化第二鉄１０重量％、二
酸化マンガン５重量％とした。この加熱剤２９は、熱を
発するだけで、発熱中流動するものではない。点火具２
７は、図示しない電源に連絡し、着火薬を点火して加熱
剤２９を作動させるものである。

【００４４】収容部２１内には、アルミニウム溶接材３
２が配置されている。このアルミニウム溶接材３２は、
アルミニウム電線３３，３３と電気的に同じかもしくは
良質のアルミニウム材が用いられている。ここで、アル
ミニウム溶接材３２としては、純度９９．９％以上のア
ルミニウム材が用いられている。また、融点は６６０℃
である。

【００４５】また、その大きさは、２本のアルミニウム
電線３３，３３を溶接するに十分な大きさとしてある。
アルミニウム溶接材３２の両側には、接続すべき２本の
アルミニウム電線３３，３３の端部３３ａ，３３ａが当
接される。アルミニウム電線３３，３３は、本実施形態
では、素線径が４．０ｍｍの鋼心アルミより線（ＡＣＳ
Ｒ、公称断面積３３０ｍｍ²）を用いた。このアルミニ
ウム電線３３，３３は、ＪＩＳ Ｈ−２１１０（電気用
アルミニウム地金）で構成されている。その組成は、Ａ
ｌ９９．６５重量％以上で、Ｓｉ０．１０重量％以下、
Ｆｅ０．２５重量％以下、Ｃｕ０．００５重量％以下、
Ｍｎ０．００５重量％以下、Ｔｉ＋Ｖ０．００５重量％
以下である。また、融点は６６０℃である。

【００４６】また、アルミニウム電線３３，３３の端部
３３ａ，３３ａには、湯止め具３４が形成されている。
この湯止め具３４が、収納部２１の中央部にアルミニウ
ム溶接材３２が位置するように挟んで挿入された時に、
湯溜まり部３５より外方に位置するように形成されてい
る。湯止め具３４は、図３に示すように、まず、耐熱性
のセラミック製繊維（セラミックファイバー）を有機バ
インダーで固めた湯止めシート３４ａを粘着剤の付いた
ガラス繊維製テープ（グラスファイバーテープ）３４ｂ
で接着し、つぎに、ガラス繊維製テープ（グラスファイ
バーテープ）３４ｂの粘着剤のない面に粘着剤の付いた
フッ素樹脂製テープ（フッ素樹脂の商品名テフロン製テ
ープ）３４ｃを貼り付けることにより構成されている。

【００４７】この湯止め具３４，３４の湯止めシート３
４ａを形成する耐熱性のセラミック製繊維は、表面が起
毛状になっており、例えば、フェールトのようである。
このため、電線表面の凹凸になじみ易く、半割りの筒状
鉄板製の隔壁部材２３とアルミニウム電線３３の間を塞
ぎ、アルミニウム溶接材３２の溶融物の流出を防ぐこと
ができる。

【００４８】つぎに、このように構成された本実施形態
の作用を説明する。まず、２つ割りの隔壁部材２３のフ
ランジ２３ａ，２３ｂを重ね合わせた後、止め部材２４
を被嵌する。ついで、薬包外筒２２と隔壁部材２３と一
方の端板２８によって筒状体を形成した後、その内部に
加熱剤２９を充填する。ついで、残りの端板２８を取り
付ける。最後に、加熱剤２９が充填されている箇所に点
火具２７を取り付けることによって、収容部２１を形成
する。

【００４９】つぎに、収容部２１内にアルミニウム溶接
材３２を配置する。一方、接続すべき２本のアルミニウ
ム電線３３，３３は、予めそれぞれの端部３３ａ，３３
ａに湯止め具３４，３４を形成しておく。このように湯
止め具３４，３４を設けたアルミニウム電線３３，３３
を、図５に示すように、収容部２１の両端側から接続す
べき２本のアルミニウム電線３３，３３の端部３３ａ，
３３ａを挿入し、それぞれの先端がアルミニウム溶接材
３２と当接したところで、酸化還元反応を起こす加熱剤
２９を充填した収容部２１の点火具２７を操作して、加
熱剤２９を反応させる。

【００５０】なお、溶接開始から溶接完了までは、外部
に設けた電線保持具のばね力によって電線３３を収納部
２１の中心に向けて押圧し続ける。したがって、電線３
３の動きに伴って湯止め具３４も一緒に移動する。

【００５１】この加熱剤２９による酸化還元反応熱が、
収容部２１の隔壁部材２３を介してアルミニウム溶接材
３２に加えられて加熱溶融する。この時、溶融したアル
ミニウム溶接材３２がフランジ２３ａ，２３ａの凹部２
３ｄ，２３ｄで形成される連通部３７を通り、フランジ
２３ａ，２３ａの凹部２３ｃ，２３ｃで形成される湯溜
まり部３５に溜まる。

【００５２】ここで、湯止め部３５においては、筒状の
隔壁部材２３を通して、加熱剤２９の熱がフッ素樹脂製
テープ３４ｃおよびガラス繊維製テープ３４ｂに伝播す
ると、フッ素樹脂製テープ３４ｃおよびガラス繊維製テ
ープ３４ｂの結合材であるプラスチック部分が燃えてし
まう。この時、フッ素樹脂製テープ３４ｃから発生する
ガスがガラス繊維と反応し、ガラスを熱から保護する。
ガラス繊維はフッ素樹脂がないと熱に犯され、粉々にな
ってしまうが、フッ素樹脂で保護されガラス繊維は繊維
としての形状を保つことができる。

【００５３】同時に、ガス，水蒸気などの気体が発生す
るが、この気体は湯溜まり部３５に連通するフランジ２
３ａ，２３ａの凹溝２３ｅ，２３ｅで形成される気体排
気用の通路３６を経て、隔壁部材２３のフランジ２３
ａ，２３ａの上部側と止め部材２４の円弧部２４ａとの
間の通路３１から外部へ排出される。また、溶融した溶
接材は、中心に向かって押し付けられている両電線３
３，３３の端末部分から電線の表面を伝って流れ出す。

【００５４】また、溶融したアルミニウムは、両アルミ
ニウム電線３３，３３の端部３３ａ，３３ａ部分から電
線の表面を伝って流れ出す。そして、溶融したアルミニ
ウムが、湯止め具３４，３４の位置まで来ると、隔壁部
材２３と湯止め具３４，３４とによって外部への流出が
阻止される。その後、加熱が終わり予熱によって温度が
低くなり、融着部が凝固し始めると、同時に収縮し始め
る。

【００５５】この時に、湯溜まり部３５に貯留されてい
た溶接材の溶融物が、融着部の収縮部の凹み部や鋳巣部
に流れこみ、融着部の凹みや鋳巣の発生を防止する。そ
の後、アルミニウムが冷却固化したところで、収容部１
を破壊した後、半割の隔壁部材２３を分解し、湯止め具
３４を取り除くことによって、図１１に示すように、ア
ルミニウム溶接材の溶融物１９で溶接されたアルミニウ
ム電線１８を得ることができる。

【００５６】以上のように、本実施形態では、素線径が
４．０ｍｍ以下の細い電線であっても、湯止め部３５の
外周に設けたフッ素樹脂製テープ３４ｃによりガラス繊
維製テープ３４ｂが繊維としての形状を保つことができ
るため、融着時の加熱剤２９の熱で素線の強度が弱くな
り電線保持具のばね力で外へ広がろうとする電線３３を
規制し、溶接部の溶けた溶接材を確実に電線３３の接合
部に供給することができる。

【００５７】ここで、湯止め具３５についてさらに詳述
する。本実施形態において、湯止め具３５の外周に設け
たフッ素樹脂製テープ３４ｃっを取り除いた場合では、
加熱剤の量が比較的多く必要な電線種では、湯溜まり部
３５にたまった溶融アルミが強熱されると、下に落ちや
すくなるため、融着部が凝固する前に湯止めシート３４
ａと隔壁部材２３との間に溶融アルミの落下道を作り、
湯止めシート３４ａを脇にどけながら、湯止めシート３
４ａと隔壁部材２３との間に全部落ちてしまう。

【００５８】このため、融着後に融着外観上、凹部など
が発生してしまう。これに対し、本実施形態では、フッ
素樹脂で保護されたガラス繊維が湯止めシート３４ａの
形状を保たせているため、溶融アルミの落下する道を作
らないし、また隔壁部材２３と湯止めシート３４ａとの
間に溶融アルミが入り込む隙間を作らない。

【００５９】このため、溶融アルミが湯溜まり部３５に
保持され、融着部が凝固する際のアルミの収縮に対して
補充でき、凝固後の融着部外観が綺麗に仕上がる。ま
た、本実施形態においても、従来と同様に、加熱剤２９
の反応熱によってアルミニウム溶接材３２が加熱溶融し
た時、溶融物の一部が連通部３７を介して湯溜まり部３
５内に流入して貯留されると同時に、加熱溶融時に生ず
るガス，水蒸気などが、隔壁部材２３内に止まることな
く、フランジ２３ａに設けた凹溝２３ｅ，２３ｅによっ
て形成される通路３６を介して外部へ通じる通路３１を
介して排気されので、アルミニウム溶接材３２の体積膨
張に伴って流出しようとする溶融物が、無理なく湯溜ま
り部３５内に流入することができる。

【００６０】そして、加熱溶融が終わって温度が低下
し、溶融物が凝固して収縮し始めると、この収縮部位に
湯溜まり部３５に溜められていた溶融物が、両電線３
３，３３の溶接部位に流し込むように構成されているか
ら、気泡による凹み部や収縮による鋳巣部を覆い、凹み
や鋳巣を防止することができる。また、湯溜まり部３５
は、図１、図２に示すように、収容部２１の中心部に近
い位置に配置されているので、加熱剤２９による加熱が
終了しても、その予熱によって加温され、内部に貯留さ
れているアルミニウム溶接剤３２の溶融物を急激に冷却
することがない。

【００６１】そのため、溶接部位での冷却が始まった時
に、溶融状態のアルミニウム溶接材３２を確実に供給す
ることができる。図６は、本発明の別の実施形態を示
す。本実施形態では、アルミニウム溶接材３２の外側に
アルミパイプ５０を配置したものである。

【００６２】本実施形態も上記実施形態と同様の効果を
奏することができる。なお、上記実施形態では、素線径
が４．０ｍｍの鋼心アルミより線（ＡＣＳＲ、公称断面
積３３０ｍｍ²）を用いた場合について説明したが、本
発明はこれに限るものではない。例えば、素線径が３．
８ｍｍの鋼心アルミより線（ＡＣＳＲ、公称断面積６１
０ｍｍ²）、素線径が３．２ｍｍの鋼心アルミより線
（ＡＣＳＲ、公称断面積２４０ｍｍ²）、素線径が２．
６ｍｍの鋼心アルミより線（ＡＣＳＲ、公称断面積１６
０ｍｍ²）がある。

【００６３】また、本発明が適用できる鋼心アルミより
線としては、鋼心がアルミ被覆された鋼心アルミより線
（ＡＣＳＲ／ＡＣ線）、鋼心が亜鉛メッキ被覆された鋼
心アルミより線（ＡＣＳＲ／ＡＣＳＲ線）、鋼心がアル
ミ被覆された耐熱鋼心アルミより線（ＴＡＣＳＲ／ＡＣ
線）、鋼心が亜鉛メッキ被覆された耐熱鋼心アルミより
線（ＴＡＣＳＲ／ＡＣＳＲ線）であり、素線径が４．０
ｍｍ以下であればよい。

【００６４】なお、上記各実施形態では、アルミニウム
電線３３の溶接について説明したが、本発明は、これに
限定するものではない。例えば、銅電線の溶接にも適用
できる。銅電線は、ＪＩＳ Ｈ−２１２３（タフピッチ
形銅が素材として使われている）に規定されてある。融
点は１０８４℃である。

【００６５】また、銅の溶接材は、銅電線と同質であ
り、Ｃｕ９９．９０重量％以上のものを用いる。融点は
１０８４℃である。さらに、本発明において、電線は、
単線でもより線でも良く、特に限定するものではない。
また、両者の接続に当たっては、一方が単線で他方がよ
り線でも溶接は可能である。

【００６６】

【発明の効果】以上のように、請求項１ないし請求項６
記載の発明によれば、素線径が４．０ｍｍ以下の電線の
溶接において、湯止め具の外周に設けたフッ素樹脂製テ
ープによりガラス繊維製テープが繊維としての形状を保
つことができるため、融着時の加熱剤の熱で素線の強度
が弱くなり電線保持具のばね力で外へ広がろうとする電
線を規制し、融着部の溶けた溶接材を確実に電線の接合
部に供給することができるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１ないし６記載の電線の溶接方法の一実
施形態を示す横断面図である。

【図２】図１のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図である。

【図３】図１に用いる湯止め具の展開図である。

【図４】図１の電線の縦断面図である。

【図５】図１の電線の溶接方法の一実施形態における溶
接時の状況を示すを示す横断面図である。

【図６】請求項１ないし６記載の電線の溶接方法の別の
実施形態を示す横断面図である。

【図７】従来の電線の溶接方法およびその溶接装置をア
ルミニウム電線の溶接に適用した一例を示す横断面図で
ある。

【図８】図７のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図９】図７の要部拡大断面図である。

【図１０】図７の隔壁部材の斜視図である。

【図１１】結合されたアルミニウム電線の要部拡大図で
ある。

【符号の説明】

２１ 収容部 ２２ 薬包外筒 ２３ 隔壁部材 ２４ 止め部材 ２７ 点火具 ２９ 加熱剤 ３２ アルミニウム溶接材 ３３ 電線 ３４ 湯止め具 ３４ａ 湯止めシート ３４ｂ ガラス繊維製テープ ３４ｃ フッ素樹脂製テープ ３５ 湯溜まり部

フロントページの続き (72)発明者 松崎 伸一 福島県西白河郡西郷村大字長坂字土生２の １ 日本工機株式会社内 (72)発明者 佐藤 公春 福島県西白河郡西郷村大字長坂字土生２の １ 日本工機株式会社内 (72)発明者 佐藤 義光 福島県西白河郡西郷村大字長坂字土生２の １ 日本工機株式会社内 (72)発明者 菊地 秀昭 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 (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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接器内に溶接材を挿入し、素線径が
   ４．０ｍｍ以下の接続すべき２本の電線の端部に湯留め
   具を設け、接続すべき２本の電線を溶接材を挟んで溶接
   器内に挿入し、酸化還元反応熱によって溶接材を加熱溶
   融して両電線の端部を溶接するに際し、 加熱溶融時に両電線を湯留め具とともに溶接材に向かっ
   て押圧しながら移動し、加熱溶融時に発生する溶接材の
   溶融物を、溶接器に設けた湯溜まり部内に溜めるととも
   に、同時に発生するガス，水蒸気などの気体を溶接器に
   設けた気体排気用の通路を介して外部へ排出しながら、
   湯止め具により融着部の所定の容積を確保し、加熱溶融
   が終わり温度が低下し、溶融物が凝固して収縮し始める
   と、この収縮部位に湯溜まり部に溜められていた溶融物
   を流し込むようにすることを特徴とする電線の溶接方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電線の溶接方法におい
   て、 接続すべき２本の電線の素線径は、２．６〜４．０ｍｍ
   であることを特徴とする電線の溶接方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の電線の溶接方法に
   おいて、 接続すべき２本の電線は、鋼心アルミより線であること
   を特徴とする電線の溶接方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の電線の溶接方法におい
   て、 鋼心アルミより線は、鋼心がアルミ被覆された鋼心アル
   ミより線、鋼心が亜鉛メッキ被覆された鋼心アルミより
   線、鋼心がアルミ被覆された耐熱鋼心アルミより線、鋼
   心が亜鉛メッキ被覆された耐熱鋼心アルミより線である
   ことを特徴とする電線の溶接方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４記載の電線の溶
   接方法において、 湯止め具は、両電線の端部に耐熱性のセラミック製繊維
   を取り付けた後、この耐熱性のセラミック製繊維の外周
   にガラス繊維製テープを介してフッ素樹脂製テープを取
   り付けてなることを特徴とする電線の溶接方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５記載の電線の溶
   接方法において、 加熱溶融前では、両電線は溶接器の中央部に溶接材が位
   置するように挟んで溶接器内に挿入され、湯留め具は湯
   溜まり部より外方に位置していることを特徴とする電線
   の溶接方法。