JPH1022038A - 耐張力電線の爆発接合法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 鋼芯線部分をかしめにより接合して、本来の
電線強度以上の強度を有する接合を得ることが出来る方
法を提供する。 【解決手段】 接合しようとする２本の電線の端面のア
ルミニウムの撚り線を一定長さほぐして鋼芯線をむきだ
し、略それぞれの鋼芯線をむき出した部分の長さに合わ
せた長さの鋼スリーブに挿し込み、一端ほぐしたアルミ
ニウム線で鋼スリーブの周囲を覆ってからアルミニウム
線の外側に、アルミニウム線とほぼ等しい材質のアルミ
ニウム又はその合金製のスリーブで鋼スリーブの長さと
略等しい長さのものを被せ、同じくアルミニウム線とほ
ぼ等しい材質のアルミニウムスリーブをその外側に同心
円状に被せて、その外側に巻きつけた、爆速４，０００
ｍ／秒以下の爆薬を一端から爆発させて、アルミニウム
線を冶金的に一体に接合すると共に、接合部のない電線
と同等以上の耐張力を有する電線の突き合わせ接合を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、重機械を要することな
く山間僻地でも容易に送配電線（以下電線）を接合する
ことが出来る、爆薬の爆発によって電線を突き合わせて
粉末冶金的に接合し、かつ電線本来の強度を維持するこ
とができる電線の接合法に関する。従来、電線を爆薬の
爆発圧力によって接合するには、電線を同材質の金属管
（以下スリーブ）で覆い、突き合せ部を略その中央に位
置させ、スリーブに捲きつけた導爆線等の爆薬を爆発さ
せて接合することが行なわれていた。また、そのような
方法、或いは機械的にプレスによって電線接合部に被せ
たアルミニウム管をかしめて接合する方法では、接合部
の強度は、接合していない電線本来の強度の３０％強の
引張り強度しか得られず、更にアルミニウム線は機械的
接触によってのみ繋がり、冶金的接合を得られないた
め、長期使用によって接触不良を発生することが多く、
改善が要求されていた。

【０００２】本発明による耐張力電線の爆発による冶金
的接合法は、電線のアルミニウム部分を冶金的に接合す
ると共に、アルミニウム線で覆われた鋼芯線を鋼スリー
ブによってかしめ接合することにより、より確実に、少
ない爆薬量で、接合部の耐候性、径時性、強度等に優
れ、接合部のない電線と同等以上の抗張力が得られ、軽
量の爆発消音装置によって爆発の大音響を消音出来るた
め、山間僻地に限らず、市街地でも施工可能とするもの
である。

【０００３】

【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スリーブ
内で突き合せ、スリーブの外側を厚い（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スリーブを収
縮させて電線を機械的にかしめて電線を接合していた。
また、特殊な爆発速度の低い爆薬を使用して、スリーブ
内面と電線の外周及び電線を構成する個々の撚り線の間
の空間に面した部分の撚り線表面相互間を冶金的に接合
する試みも行なわれた。より一般的には、爆薬によら
ず、油圧プレスによって同様にスリーブをかしめて接合
することが行なわれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】爆薬の爆発によって
接合する方法では、導爆線を利用する場合、その爆発速
度は電線に使用される金属の音速より高速か略等しく、
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、スリーブの外側を厚いゴ
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、弾性の保護体がスリーブに伝わる爆発圧力
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、単にスリーブをかしめて接合するのに
必要な以上の爆薬を要する。

【０００５】更に、油圧プレスを利用した機械的なかし
めによる接合は、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、単にスリーブを機械的に締め付けてかしめ
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、スリーブと電線、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部分に
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。

【０００６】上記の問題を解決するため、爆発速度の低
い爆薬によって冶金的に電線を接合する方法も開発され
たが、電線を構成する撚り線相互が冶金的に接合して
も、得られる接合強度は接合部のない電線の抗張力の４
０数％程度であり、耐張力を要する部分には使用できな
かった。

【０００７】

【問題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため、発明者らは理論的、実験的な検討を重ねた結果、
以下の結論に達した。 （１）溶接やロウ付けのような熱的手段を利用せずに、
電線を現場で冶金的に突き合わせ接合するには、現在知
られている方法では爆薬の爆発を利用するしかない。 （２）アルミニウム部分を冶金的に接合するには、導爆
線のように爆発速度が５，８００ｍ／秒から６，４００
ｍ／秒と金属の音速より高いか略同等の爆薬を使用する
と冶 金的な接合が出来ず、機械的なかしめによる接合
となる。冶金的に接合しようとする場合、実質的には例
えばアルミニウム電線の場合、その音速である６，４２
０ｍ／秒 より充分に低い速度の４，０００ｍ／秒未
満、好ましくは３，０００ｍ／秒以下、銅 電線の場合
５，０１０ｍ／秒より充分に低い速度でアルミニウム電
線の場合と同様に ４，０００ｍ／秒未満、好ましくは
３，０００ｍ／秒以下である必要がある。

【０００８】（３）しかし、（２）の手段を講じること
によって、アルミニウム線についてはアルミ ニウム線
同士とアルミニウムスリーブの間には良好な接合が得ら
れても、鋼芯線は機 械的にも冶金的にも接合されてな
く、継目のない電線の耐えるべき引張強度には到底 耐
えられない。よって何等かの手段で鋼芯線同士も接合す
る必要がある。 （４）鋼芯線の場合は、アルミニウムと異なり融点硬度
共高く、爆発圧力をもってして も冶金的に接合するこ
とは極めて困難であり、かつ電気伝導上の役割は期待さ
れてな いので、機械的に引張強度に耐えるだけの強度
が維持できれば充分である。 （５）そのためには、鋼芯線をアルミニウムの場合と同
様に、鋼スリーブで覆い、アル ミニウムを冶金的に接
合するために負荷する爆発圧力によって同時に鋼スリー
ブをか しめて鋼芯線の周囲の凹凸に鋼スリーブ内面が
はまり込むようにすれば、鋼芯線は鋼スリーブを介して
機械的に接合されるので、冶金的に接合したアルミニウ
ム部分の強度と共同して、充分な強度を発揮し、継ぎ目
のない電線の引張強度を達成できることが期待できる。

【０００９】以上の考察に基づいて、適切な爆発圧力の
負荷方法や鋼芯線と鋼スリーブの組み合わせ方を設定す
れば、アルミニウム部分の冶金的接合と鋼部分の機械的
接合が達成され、電気的、機械的共に要求に応えられる
接合が得られると考えられる。

【００１０】考察及び実験の結果、上記のようにしてア
ルミニウム管とアルミニウム線が冶金的に一体に接合さ
れるに足りる爆発圧力を負荷した場合、その更に内側に
ある鋼スリーブは、鋼芯線の断面積の３倍程度の断面積
迄であれば変形して鋼芯線の周囲の凹凸に鋼スリーブ内
面がはまり込み、機械的な引張強度を受け持つことが分
った。

【００１１】以下図によって本発明の構成を説明する。
図１は本発明による耐張力電線の爆発接合法において、
電線のアルミニウム部分１、電線の鋼芯線部分２、内層
のアルミニウムスリーブ３、鋼スリーブ４、外層のアル
ミニウムスリーブ５、爆薬６等を配置し、組合わせ体を
電線に直角な面で切った状態を示す断面図である。図の
方法は、直接法を示している。電線のアルミニウム部分
１は、工業用アルミニウムの純金属や電気用の合金の単
線を撚り合わせたもので、電線の鋼芯線部分２は高張力
鋼線である。

【００１２】７はアルミニウムスリーブの表面が爆発の
衝撃や高温によって損傷することを防ぐため、爆薬とア
ルミニウム表面の間に設けたプラスチック膜やゴム膜或
いは塗料層のような保護層で、必要に応じてその種類や
厚さ、場合によっては保護膜を使用しないことも含めて
設定し得る。これも、爆薬の使用に関して知識を有する
当業者に取っては常識的なことであり、本発明明細書の
説明や実施例を見ることによって、容易に設定できる程
度のことである。８は爆薬を包囲して、形状を保つため
のケースを示し、爆薬が粉状や液状で形状を自己保持で
きない場合に使用する。１１はスペーサで、内層のアル
ミニウムスリーブと外層のアルミニウムスリーブの距離
を一定にしつつ、互いの位置を電線の中心軸に対して同
心円状に保つためのものである。

【００１３】図２は図１に示した本発明による対張力電
線の爆発接合法の例を、電線の軸に平行な断面で示した
例である。共通の部品は、図１の部品番号に「’」を付
けてある。図１に出ていない部品として、導爆線９’と
雷管１０’があるが、当然雷管１０’は爆薬６’を起爆
するためのものであり、導爆線９’は雷管１０’の爆発
を早急に爆薬６’の一端全周に行き渡らせるためのもの
である。また、接合部分の長さについても、当然のこと
ながらある一定長さまでは長ければ長いほど接合強度が
増すことは当然であるが、長すぎれば接合強度が増すこ
ともなく、単に資材の使用量を増すのみであるし、短か
すぎれば当然接合強度も低下することになるが、これに
ついても本発明明細書を参考にすれば、どの程度が適切
であるかは電線の種類や接合の要件に関して知識のある
当業者であれば、容易に判断できる程度のことである。

【００１４】図１及び２に示すように、金属が爆薬に接
して置かれ、爆薬の爆発によって空間を飛翔すると、あ
る程度の距離を飛翔する間は、飛翔距離が増すにつれて
その速度が増加することが知られている。従って、外層
のアルミニウムスリーブ５又は５’の外周に接した爆薬
６又は６’を爆発させる場合、外層のアルミニウムスリ
ーブを用いずに爆薬を直接内層のアルミニウムスリーブ
３ま他は３’の表面に設置するより少ない爆薬で目的を
達することが出来る。どの程度の量の爆薬６又は６’を
用いて、どの程度の距離を内層のアルミニウムスリーブ
３又は３’と外層のアルミニウムスリーブ５又は５’の
間に置くべきかは、当業者であれば、本発明明細書を参
考にして容易に設定することが出来る。

【００１５】外層のアルミニウムスリーブ５または５’
と内層のアルミニウムスリーブ３または３’が接合させ
るか否かは、外層と外層のアルミニウムスリーブが冶金
的に接合されれば、左右の電線のアルミニウム部分１又
は１’を繋ぐものは内層のアルミニウムスリーブ３又は
３’に外層のアルミニウムスリーブ５又は５’が加わる
ため、接合強度が高くなるが、そうでない場合、外層の
アルミニウムスリーブは内層のアルミニウムスリーブの
表面に機械的に固定されているだけで、電線のアルミニ
ウム部分１”の接合強度を増す効果は殆どない。外層と
内層のアルミニウムスリーブを冶金的に接合させるに
は、爆薬６又は６’に爆発速度が４，０００ｍ／秒好ま
しくは３，０００ｍ／秒未満で１，９００ｍ／秒以上の
ものを使うことが必要である。爆薬６又は６’の量につ
いては、外層と内層のアルミニウムスリーブの厚さや電
線のアルミニウム部分１または１’の径や本数によって
異なるが、爆薬の取扱いと電線の接合に関する知識を有
する当業者であれば、本発明明細書を参考にして、数回
の実験で容易に適量を設定できる。

【００１６】

【作用】本発明による耐張力電線の爆発接合法は、送電
線、配電線等のアルミニウムやその合金の撚り線で、よ
り合わせた鋼芯線を被覆した電線を突き合せて、２本の
電線の端面のアルミニウムの撚り線を一定長さほぐして
鋼芯線をむきだし、略それぞれの鋼芯線をむき出した部
分の長さに合わせた長さの鋼スリーブに挿し込み、一端
ほぐしたアルミニウム線で鋼スリーブの周囲を覆ってか
らアルミニウム線の外側に、アルミニウム線とほぼ等し
い材質のアルミニウム又はその合金製のスリーブで鋼ス
リーブの長さと略等しい長さのものを被せ、同じくアル
ミニウム線とほぼ等しい材質のアルミニウム又はその合
金製のスリーブで、内径がアルミニウム線に被せたスリ
ーブの外径よりやや大きいものを、その外側に同心円状
に被せて、その外側に巻きつけた、爆速４，０００ｍ／
秒以下の爆薬を一端から爆発させて、外層のアルミニウ
ムスリーブを高速で内層のアルミニウムスリーブの表面
に漸進的に衝突させ、外層のアルミニウムスリーブと内
層のアルミニウムスリーブ及びアルミニウム線を冶金的
に一体に接合すると共に鋼スリーブを収縮させて鋼芯線
の外周をかしめて機械的に接合することにより、電線の
アルミニウム部分とアルミニウムスリーブを冶金的に接
合することにより、従来長期間使用した場合頻発した電
気的接触不良を防ぎ、かつ冶金的に接合したアルミニウ
ム部分と機械的に接合した鋼の部分との共同で、接合部
の引張強度を接合していない本来の電線の強度以上とし
て接合出来る優れた発明である。

【００１７】次に実施例について説明する。 ＜実施例１＞ 長さ３０ｃｍの２本のＡＣＳＲ１６０と
呼ばれる７本のφ２．６ｍｍの撚り合わせた鋼芯線を３
０本のφ２．６ｍｍのアルミニウム撚り線で包んだ公称
外径φ１８．２ｍｍの電線の端部のアルミニウム撚り線
の部分を、各々約８０ｍｍの長さにわたってほぐし、長
さ１５０ｍｍで外径１３．８ｍｍ、内径９．６ｍｍの圧
力配管用鋼管に亜鉛メッキを施したものの中に、各７５
ｍｍづつ挿し込んだ。一旦ほぐしたアルミニウム線を鋼
管の外側に添わせて巻きつけ、長さ１６０ｍｍ、外径２
８ｍｍ、内径２４ｍｍの工業用純アルミニウムの管に挿
し込み、管中央部で密接に突き合わせた。更に外径３９
ｍｍ、内径３５ｍｍ長さ１６０ｍｍの同材質のアルミニ
ウムスリーブを、外層のアルミニウムスリーブとして、
電線に接したアルミニウムスリーブの長さ方向の中央部
に同心円状に、厚さ０．２ｍｍ、一端の高さが３ｍｍ、
他端の高さが５ｍｍ、長さが１０ｍｍの台形のアルミニ
ウム片を、片側について３枚づつ外層のアルミニウムス
リーブと電線に接したアルミニウムスリーブの間に挿し
込んで固定した。

【００１８】次に外層のアルミニウムスリーブの表面
に、塩化ビニールの絶縁用粘着テープを一層巻き、保護
層として、その外側に厚さ１０ｍｍ、長さ１６０ｍｍ、
密度０．６ｇ／ｍｌで、爆発速度２，７００ｍ／秒の爆
薬１４８ｇを巻きつけた。更に爆薬の一端に、外周径を
５６ｍｍに巻き、一端を環状にした部分から突き出させ
た長さ３００ｍｍの導爆線の環状の部分を密着して取り
付け、突き出した部分に電気雷管を紙製粘着テープで取
り付けた。そのように組み合わせたものを、盛り上げた
砂の上に置き、電気雷管に通電して爆薬を爆発させた。

【００１９】その結果、左右の電線とアルミニウム管は
一体に接合され、引張試験機で接合強度を測定したとこ
ろ、電線の接合部分の強度規格の２，０９４ｋｇｆを越
え、更に接合部のない電線の強度規格である６，９８０
ｋｇｆをも越える７，０８０ｋｇｆで破断した。破断部
分を光学顕微鏡で検査したところ、アルミニウムスリー
ブ同士と電線のアルミニウム部分及び鋼スリーブの外周
は冶金的に接合されていることが認められた。

【００２１】更に、鋼芯線に被せた鋼スリーブは、爆発
圧力によって内面が鋼芯線の外周に密着し、機械的にで
はあるが、強固に鋼芯線を保持して接合した電線の強度
を維持し、破断部は鋼スリーブで接合した以外の鋼芯線
の部分であった。

【００２２】＜比較例１＞ 実施例１と同様の実験を行
なった。ただし、実施例１において鋼芯線に被せた鋼ス
リーブは用いなかった。そのため、内層のアルミニウム
スリーブには長さ１６０ｍｍ、外径２６ｍｍ、内径２０
ｍｍのものを用い、外層のアルミニウムスリーブは外径
３７ｍｍ、内径３３ｍｍ、長さ１６０ｍｍのものとし、
爆薬の厚さを１０ｍｍとした結果、１４２ｇの爆薬量と
なった。実施例１と同様にして爆薬を爆発させたとこ
ろ、アルミニウムスリーブは電線に見掛上強固に接合し
たかに見えたが、引張試験機で接合強度を測定したとこ
ろ、電線の強度規格の６，９８０ｋｇｆの荷重に満たな
い３，０００ｋｇｆで破断した。

【００２３】

【発明の効果】中心部に鋼芯線を備えたアルミニウム電
線を、爆薬の爆発によって冶金的に接合する場合、従来
冶金的に接合される部分は、電線を構成する撚り線の谷
間の一部分に限られ、従ってその接合強度も充分ではな
かった。本発明は、アルミニウム線部分は適切な接合条
件を選ぶことによって冶金的に接合すると共に、鋼芯線
部分は鋼スリーブを被せて機械的にかしめて接合するこ
とにより強度を確保するため、冶金的に接合することに
よる長期使用時の電気的障害を防ぐと共に、本来の電線
強度以上の強度が得られる優れた方法である。

【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の
１例を示す電線に直角な面の断面図である。

【図２】図１の部材の組合わせを電線に平行な断面で切
った断面図である。

【符号の説明】

１、１’ 電線のアルミニウム部分 ２、２’ 電線の鋼芯線部分 ３、３’ 内層のアルミニウムスリーブ ４、４’ 鋼スリーブ ５、５’ 外層のアルミニウムスリーブ ６、６” 爆薬 ７、７’ 保護層 ８、８’ 爆薬ケース ９、９’ 導爆線 １０，１０’ 雷管 １１、１１’ スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 正任 愛知県半田市岩滑西町２丁目31番地31 株 式会社スターシップ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合しようとする２本の電線の端面のア
   ルミニウムの撚り線を一定長さほぐして鋼芯線をむきだ
   し、略それぞれの鋼芯線をむき出した部分の長さに合わ
   せた長さの鋼スリーブに挿し込み、一端ほぐしたアルミ
   ニウム線で鋼スリーブの周囲を覆い、その上から略鋼す
   りーぶの長さに等しい長さのアルミニウムスリーブを被
   せ、更にその外側に内径がアルミニウム線に被せたスリ
   ーブの外径よりやや大きいアルミニウムスリーブを同心
   円状に被せて、外層のアルミニウムスリーブの周囲に爆
   速４，０００ｍ／秒以下の爆薬を巻きつけ、爆薬を一端
   から爆発させることによって外層のアルミニウムスリー
   ブを高速で内層のアルミニウムスリーブの表面に漸進的
   に衝突させ、外層のアルミニウムスリーブと内層のアル
   ミニウムスリーブ及びアルミニウム線を冶金的に一体に
   接合すると共に、鋼芯の周囲の鋼スリーブを求心的にか
   しめて、鋼スリーブの内面が鋼芯の周囲の凹みにはまり
   込んで両方の鋼芯を機械的に強固に結合する対張力電線
   の粉末冶金的爆発接合法。