(57)【要約】【課題】軽量であり、かつ屈曲性に優れる溶接用ケーブルを提供する。【解決手段】アルミニウム又はアルミニウム合金からなる複数の素線が撚り合わされた撚線を有する導体と、樹脂からなり、前記導体の外周を覆うシースと、前記導体と前記シースとを仕切るセパレータとを備え、前記複数の素線のうち前記導体の最外層に位置する複数の素線を最外素線とし、前記最外素線のうち隣り合う一組の最外素線と、前記一組の最外素線に外接する外接線とで形成される仮想領域の断面積をＳとするとき、前記シース及び前記セパレータによる前記仮想領域への侵入領域の断面積が、前記仮想領域の断面積Ｓの５０％未満である溶接用ケーブル。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる複数の素線が撚り合わされた撚線を有する導体と、
樹脂からなり、前記導体の外周を覆うシースと、
前記導体と前記シースとを仕切るセパレータとを備え、
前記複数の素線のうち前記導体の最外層に位置する複数の素線を最外素線とし、前記最外素線のうち隣り合う一組の最外素線と、前記一組の最外素線に外接する外接線とで形成される仮想領域の断面積をＳとするとき、
前記シース及び前記セパレータによる前記仮想領域への侵入領域の断面積が、前記仮想領域の断面積Ｓの５０％未満である溶接用ケーブル。
【請求項２】
前記複数の素線のうち少なくとも一つの素線は、アルミニウム合金からなり、
前記アルミニウム合金は、Ｆｅを１質量％以上３質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物である請求項１に記載の溶接用ケーブル。
【請求項３】
前記導体の断面積が２２ｍｍ２以上である請求項１又は請求項２に記載の溶接用ケーブル。
【請求項４】
前記溶接用ケーブルの断面積が、前記導体の断面積の３倍以上である請求項３に記載の溶接用ケーブル。
【請求項５】
前記セパレータがナイロンからなる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の溶接用ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、溶接用ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、建設現場などで使用される溶接装置用の電圧供給用ケーブル及びアース用ケーブルが開示されている。電圧供給用ケーブルは、溶接電源ボックスと溶接ホルダとを繋ぐ。アース用ケーブルは、溶接電源ボックスとアースクランプとを繋ぐ。電圧供給用ケーブルやアース用ケーブルといった溶接用ケーブルは、代表的には、ＪＩＳ  Ｃ  ３４０４（２０００）で規定されている。この溶接用ケーブルは、導体と、導体上に被覆されるシースとを備える。導体は、軟銅線を撚り合わせた撚線構造で構成される。シースは、天然ゴムなどのゴム材料からなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２００２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
溶接用ケーブルは、作業現場が変わるたびに作業者によって運搬される。溶接用ケーブルの重さは作業者にとって大きな負担となる。そのため、溶接用ケーブルの軽量化が望まれている。
【０００５】
本発明者らは、銅よりも軽量であるアルミニウム又はアルミニウム合金によって導体を構成することを検討した。しかし、アルミニウムは銅よりも摩擦係数が高い。そのため、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる素線を撚り合わせた撚線構造の導体の場合、銅又は銅合金からなる素線を撚り合わせた撚線構造の導体に比較して、素線間の滑り性に劣る。特に、導体上に被覆されるシースによる拘束によって素線間の滑り性が更に悪化する傾向にある。素線間の滑り性が劣ると、溶接用ケーブルの屈曲性に劣る。
【０００６】
そこで、本開示は、軽量であり、かつ屈曲性に優れる溶接用ケーブルを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る溶接用ケーブルは、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる複数の素線が撚り合わされた撚線を有する導体と、
樹脂からなり、前記導体の外周を覆うシースと、
前記導体と前記シースとを仕切るセパレータとを備え、
前記複数の素線のうち前記導体の最外層に位置する複数の素線を最外素線とし、前記最外素線のうち隣り合う一組の最外素線と、前記一組の最外素線に外接する外接線とで形成される仮想領域の断面積をＳとするとき、
前記シース及び前記セパレータによる前記仮想領域への侵入領域の断面積が、前記仮想領域の断面積Ｓの５０％未満である。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の溶接用ケーブルは、軽量であり、かつ屈曲性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１に係る溶接用ケーブルを示す模式断面図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る溶接用ケーブルに備わる導体における撚線を構成する隣り合う素線間で形成される仮想領域近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る溶接用ケーブルの配置状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１１】
（１）本開示の実施形態に係る溶接用ケーブルは、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる複数の素線が撚り合わされた撚線を有する導体と、
樹脂からなり、前記導体の外周を覆うシースと、
前記導体と前記シースとを仕切るセパレータとを備え、
前記複数の素線のうち前記導体の最外層に位置する複数の素線を最外素線とし、前記最外素線のうち隣り合う一組の最外素線と、前記一組の最外素線に外接する外接線とで形成される仮想領域の断面積をＳとするとき、
前記シース及び前記セパレータによる前記仮想領域への侵入領域の断面積が、前記仮想領域の断面積Ｓの５０％未満である。
【００１２】
上記溶接用ケーブルは、導体を構成する素線がアルミニウム又はアルミニウム合金からなるため、軽量である。素線がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、上記仮想領域にシース及びセパレータの一部が大きく侵入すると、シース及びセパレータによる拘束によって素線間の滑り性が悪化する。素線間の滑り性が悪化すると、屈曲性に劣る傾向にある。上記溶接用ケーブルは、最外素線で形成される仮想領域へのシース及びセパレータの侵入領域の断面積が仮想領域の断面積Ｓの５０％未満であり、仮想領域にある程度大きな空間を有する。そのため、上記溶接用ケーブルは、導体がシース及びセパレータに拘束され難い。よって、上記溶接用ケーブルは、シース及びセパレータによる拘束によって素線間の滑り性が悪化することを抑制できる。素線間の滑り性の悪化を抑制できることで、上記溶接用ケーブルは、屈曲性に優れる。
【００１３】
上記溶接用ケーブルは、導体とシースとがセパレータで仕切られている。そのため、シースの材質によらず、最外素線で形成される仮想領域にシースが侵入し難い。このことからも、上記溶接用ケーブルは、仮想領域にある程度大きな空間を形成できる。
【００１４】
また、導体とシースとがセパレータで仕切られていることで、溶接用ケーブルの製造過程において、導体の外周をセパレータで保護できる。そのため、導体の外周にシースを形成する際に、導体の損傷を抑制できる。導体の外周をセパレータで保護できることで、従来の銅製の導体を備える溶接用ケーブルの製造ラインを利用して、アルミニウム製の導体を備える溶接用ケーブルを製造でき、生産性に優れる。セパレータによって、アルミニウム製の導体に銅が混入することを抑制できるからである。
【００１５】
（２）本開示の溶接用ケーブルの一例として、前記複数の素線のうち少なくとも一つの素線は、アルミニウム合金からなり、前記アルミニウム合金は、Ｆｅを１質量％以上３質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物であることが挙げられる。
【００１６】
素線が上記組成のアルミニウム合金からなる場合、引張強さなどの強度や破断伸びなどの靱性といった機械的特性に優れる。しかし、素線が上記組成のアルミニウム合金からなる場合、素線間の滑り性が悪化し易い。上記溶接用ケーブルは、最外素線で形成される仮想領域にある程度大きな空間を有する。そのため、上記溶接用ケーブルは、素線が上記組成のアルミニウム合金からなる場合であっても、素線間の滑り性が悪化することを効果的に抑制できる。
【００１７】
（３）本開示の溶接用ケーブルの一例として、前記導体の断面積が２２ｍｍ２以上であることが挙げられる。
【００１８】
導体の断面積が大きくなると、導体を構成する素線の数が多くなり、素線間の滑り性の影響が大きくなり易い。上記溶接用ケーブルは、最外素線で形成される仮想領域にある程度大きな空間を有する。そのため、導体の断面積が２２ｍｍ２以上であっても、素線間の滑り性が悪化することを効果的に抑制できる。
【００１９】
（４）導体の断面積が２２ｍｍ２以上である本開示の溶接用ケーブルの一例として、前記溶接用ケーブルの断面積が、前記導体の断面積の３倍以上であることが挙げられる。
【００２０】
導体の断面積に対する溶接用ケーブルの断面積が大きくなると、シースやセパレータの厚みが厚くなる。よって、シースやセパレータによる拘束力が大きくなり、素線間の滑り性の影響が大きくなり易い。上記溶接用ケーブルは、最外素線で形成される仮想領域にある程度大きな空間を有する。そのため、導体の断面積に対する溶接用ケーブルの断面積が３倍以上であっても、素線間の滑り性が悪化することを効果的に抑制できる。
【００２１】
（５）本開示の溶接用ケーブルの一例として、前記セパレータがナイロンからなることが挙げられる。
【００２２】
セパレータがナイロンからなることで、最外素線で形成される仮想領域にシースが侵入することを抑制し易く、仮想領域にある程度大きな空間を形成し易い。
【００２３】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態の詳細を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。図中の同一符号は、同一名称物を示す。
【００２４】
＜実施形態１＞
≪溶接用ケーブル≫
実施形態１に係る溶接用ケーブル１を図１及び図２に基づいて説明する。溶接用ケーブル１は、導体２と、シース３と、セパレータ４とを備える。導体２は、複数の素線２１が撚り合わされた撚線２０を有する。シース３は、導体２の外周を覆う。セパレータ４は、導体２とシース３とを仕切る。実施形態１に係る溶接用ケーブル１は、素線２１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる点を特徴の一つとする。また、実施形態１に係る溶接用ケーブル１は、複数の素線２１のうち導体２の最外層に位置する複数の最外素線２１ｏで形成される仮想領域８にある程度大きな空間を有する点を特徴の一つとする。以下、溶接用ケーブル１の構成を詳しく説明する。
【００２５】
図１は、溶接用ケーブル１をその長手方向と直交する方向に切断した横断面図である。図１では、説明の便宜上、シース３及びセパレータ４について、複数の撚線２０に外接する外接円と同心円上に位置する状態で図示している。つまり、図１では、最外素線２１ｏで形成される仮想領域８（図２、詳細は後述）にシース３及びセパレータ４が侵入していない。言い換えると、図１では、仮想領域８（図２）に最も大きな空間を有する。図２では、仮想領域８にシース３及びセパレータ４が侵入した状態を図示している。図２では、仮想領域８に細かい間隔の左下がりのハッチングを付している。図２では、シース３及びセパレータ４による仮想領域８への侵入領域９に細かい間隔のクロスハッチングを示している。
【００２６】
〔導体〕
導体２は、複数の素線２１が撚り合わされた撚線２０を有する。この例では、導体２は、複数の撚線２０が撚り合わされた撚線集合体で構成されている。この例の撚線２０は、１本の素線２１を中心として、この素線２１の外周に６本の素線２１から構成される第二層と、１２本の素線２１から構成される第三層（外層）とを備える。そして、導体２は、１本の撚線２０を中心として、この撚線２０の外周に６本の撚線２０が撚り合わされ、更にその外周に１２本の撚線が撚り合わされた三層構造で構成されている。図１では、導体２を構成する撚線２０について、一つの撚線２０について各素線２１を図示し、その他の撚線２０については各素線を簡略して一つの円で示す。
【００２７】
導体２は、素線２１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる。ここでの「アルミニウム（Ａｌ）」とは、Ａｌを９９質量％以上含有する純アルミニウムである。ここでの「アルミニウム（Ａｌ）合金」とは、Ａｌを５０質量％以上、好ましくは９０質量％以上含有し、Ａｌ以外の添加元素を１種以上含有するアルミニウム基合金である。Ａｌ合金の添加元素は、例えば、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ケイ素（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）などが挙げられる。添加元素の合計含有量は、０．００５質量％以上３．０質量％以下が挙げられ、更に０．０５質量％以上１．５質量％以下が挙げられる。各元素の含有量としては、Ｆｅを含む場合、１．０質量％以上３．０質量％以下が挙げられる。Ｍｇを含む場合、０．００５質量％以上１．０質量％以下が挙げられる。このようなＡｌ合金としては、例えば、Ａｌ−Ｆｅ合金、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｇ−（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ａｇ）合金、Ａｌ−Ｆｅ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｆｅ−Ｃｕ−（Ｍｇ，Ｓｉ）合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｃｕ合金などが挙げられる。
【００２８】
導体２を構成する複数の素線２１は、全ての素線２１を同一組成としてもよいし、異なる組成の素線２１を混在させてもよい。例えば、純アルミニウムからなる素線２１のみで導体２を構成してもよいし、同一組成のアルミニウム合金からなる素線２１のみで導体２を構成してもよい。また、純アルミニウムからなる素線２１とアルミニウム合金からなる素線２１とを混在させて導体２を構成してもよいし、異なる組成のアルミニウム合金からなる素線２１を混在させて導体２を構成してもよい。アルミニウム合金からなる素線２１を含む場合、Ｆｅを１．０質量％以上３．０質量％以下含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物であるアルミニウム合金からなる素線２１を用いることが好ましい。素線２１がこのアルミニウム合金からなる場合、引張強さなどの強度や破断伸びなどの靱性といった機械的特性を向上できる。
【００２９】
導体２の断面積は、２２ｍｍ２以上が挙げられる。導体２の断面積が大きくなると、導体２を構成する素線２１の数が多くなる。素線２１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、シース３の一部が素線２１間に大きく侵入していると、シース３による拘束によって素線２１間の滑り性に劣る。よって、素線２１の数が多くなると、素線２１間の滑り性の悪化が顕著になる。実施形態１に係る溶接用ケーブル１は、後述するように、複数の素線２１のうち導体２の最外層に位置する複数の最外素線２１ｏで形成される仮想領域８にある程度大きな空間を有する。そのため、導体２の断面積が２２ｍｍ２以上であっても、シース３による拘束によって素線２１間の滑り性が悪化することを効果的に抑制できる。導体２の断面積は、更に３０ｍｍ２以上が挙げられ、特に３３ｍｍ２以上が挙げられる。
【００３０】
〔シース〕
シース３は、絶縁性、耐熱性、耐水性などを有する樹脂からなる。特に、シース３は、耐熱温度が６０℃以上である樹脂からなることが挙げられる。耐熱温度は、ケーブル通電時の導体温度である。具体的には、シース３は、天然ゴム、ネオプレンゴム、テトラフルオロエチレンとエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、架橋ポリオレフィン、特に架橋ポリエチレンからなることが挙げられる。アルミニウムは銅よりも電気抵抗が高い。そのため、素線２１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、素線２１が銅又は銅合金からなる場合と同じ導体断面積で同じ電流を流すと導体２の温度が高くなる。シース３が上記樹脂からなることで、素線２１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合であっても、素線２１が銅又は銅合金からなる場合と同じ導体断面積で同じ電流を流すことができる。特に、シース３が耐熱温度の高い樹脂からなることで、シース３が比較的耐熱温度の低い樹脂からなる場合に比較して大きな電流を流すことができる。
【００３１】
シース３の厚みは、導体２の断面積などに応じて適宜選択できる。例えば、シース３の厚みは、溶接用ケーブル１の断面積が、導体２の断面積の３倍以上を満たすように選択することが挙げられる。後述するセパレータ４の厚みを一定とする。このとき、導体２の断面積に対する溶接用ケーブル１の断面積が大きくなると、シース３の厚みが厚くなる。シース３の厚みが厚くなると、シース３による拘束力が大きくなり、素線２１間の滑り性の悪化が顕著になる。実施形態１に係る溶接用ケーブル１は、後述するように、複数の素線２１のうち導体２の最外層に位置する複数の最外素線２１ｏで形成される仮想領域８にある程度大きな空間を有する。そのため、導体２の断面積に対する溶接用ケーブル１の断面積が３倍以上を満たすようなシース３の厚みであっても、シース３による拘束によって素線２１間の滑り性が悪化することを効果的に抑制できる。シース３の厚みは、溶接用ケーブル１の断面積が、導体２の断面積の更に３．３倍以上、特に３．５倍以上を満たすように選択することが挙げられる。
【００３２】
シース３の厚みは、以下のように測定できる。まず、複数の最外素線２１ｏのうち隣り合う一組の最外素線２１ｏに外接する外接線をとる。この外接線と最外素線２１ｏとの接点αをとる。この接点αを通り、上記外接線に直交する垂線を引く。この垂線とセパレータ４の外周縁との交点β、及び垂線とシース３の外周縁との交点γをとる。次に、接点αと交点βとの間の長さＡ、及び接点αと交点γとの間の長さＢを測定する。そして、上記長さＡと上記長さＢとの差を算出する。シース３の周方向のほぼ等間隔に位置する３本以上の最外素線２１ｏにて上記差を求め、得られた差の平均値をシース３の厚みとする。
【００３３】
〔セパレータ〕
セパレータ４は、導体２とシース３との間に介在されて、導体２とシース３とを仕切る部材である。セパレータ４は、容易に破れないテープ材からなる。また、セパレータ４は、溶接用ケーブル１の製造時にシース３を形成する際に、熱で溶けたり変質したりしないテープ材からなる。セパレータ４は、導体２の外周にテープ材をらせん状に巻回して構成される。導体２とシース３とがセパレータ４で仕切られることで、シース３の材質によらず、最外素線２１ｏで形成される仮想領域８にシース３が侵入することを抑制し易い。このことからも、仮想領域８にある程度大きな空間を形成できる。また、導体２とシース３とがセパレータ４で仕切られることで、溶接用ケーブル１の製造過程において、導体２の外周をセパレータ４で保護できる。そのため、導体２の外周にシース３を形成する際に、導体２の損傷を抑制できる。導体２の外周をセパレータ４で保護できることで、従来の銅導体の製造ラインを利用した場合であっても、銅の混入を抑制できる。
【００３４】
セパレータ４は、ナイロン、紙、プラスチックからなることが挙げられる。特に、セパレータ４がナイロンからなることで、仮想領域８にシース３が侵入することを抑制し易く、仮想領域８にある程度大きな空間を形成し易い。
【００３５】
セパレータ４の厚みは、２０μｍ以上が挙げられる。セパレータ４の厚みが２０μｍ以上であることで、仮想領域８にシース３が侵入することを抑制し易く、仮想領域８にある程度大きな空間を形成し易い。セパレータ４の厚みは、更に２５μｍ以上が挙げられる。一方、セパレータ４の厚みが５０μｍ以下であることで、セパレータ４の過度の厚肉化を抑制できる。セパレータの厚みは、更に２２μｍ以上２５μｍ以下が挙げられる。セパレータ４の厚みは、以下のように測定できる。まず、複数の最外素線２１ｏのうち隣り合う一組の最外素線２１ｏに外接する外接線をとる。この外接線と最外素線２１ｏとの接点αをとる。この接点αを通り、上記外接線に直交する垂線を引く。この垂線とセパレータ４の外周縁との交点βをとる。次に、接点αと交点βとの長さＡを測定する。セパレータ４の周方向のほぼ等間隔に位置する３本以上の最外素線２１ｏにて上記長さＡを求め、得られた長さＡの平均値をセパレータ４の厚みとする。
【００３６】
セパレータ４は、テープ材を重ね巻き又は突合せ巻きにより巻回して構成されることが好ましい。テープ材の幅は、例えば２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下が挙げられる。テープ材の幅が２０ｍｍ以上であることで、テープ材間に隙間が形成され難く、導体２とセパレータ４との間を確実に仕切り易い。一方、テープ材の幅が８０ｍｍ以下であることで、テープ材を巻回し易い。テープ材の幅は、更に２５ｍｍ以上７５ｍｍ以下が挙げられ、特に３０ｍｍ以上７０ｍｍ以下が挙げられる。
【００３７】
セパレータ４を構成するテープ材の巻回ピッチは、テープ材の幅の０．５倍以上０．８５倍以下が挙げられる。テープ材の巻回ピッチがテープ材の幅の０．５倍以上であることで、過度に巻回数が多くならず、テープ材を巻回し易い。一方、テープ材の巻回ピッチがテープ材の幅の０．８５倍以下であることで、テープ材間に隙間が形成され難く、導体２とセパレータ４との間を確実に仕切り易い。テープ材の巻回ピッチは、更にテープ材の幅の０．５５倍以上０．８倍以下が挙げられ、特に０．６倍以上０．７５倍以下が挙げられる。
【００３８】
〔仮想領域に対するシースの侵入領域〕
導体２を構成する複数の素線２１のうち導体２の最外層に位置する複数の最外素線２１ｏで形成される仮想領域８には、空間を有する。仮想領域８の具体的な設定方法は後述する。複数の最外素線２１ｏのうち隣り合う一組の最外素線２１ｏの外周縁と、当該一組の最外素線２１ｏに外接する外接線とで形成される仮想領域８の断面積をＳとする。このとき、シース３及びセパレータ４における仮想領域８への侵入領域９の断面積Ｔが、仮想領域８の断面積Ｓの５０％未満である。なお、一組の最外素線２１ｏに外接する外接線は、導体２の内周側と外周側とに形成される２本の接線のうち、導体２の外周側に位置する接線のことである。この接線は、直線で構成される。素線２１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、シース３及びセパレータ４による拘束によって素線２１間の滑り性に劣る。そこで、仮想領域８にある程度大きな空間を有することで、シース３及びセパレータ４による拘束を低減する。シース３及びセパレータ４による拘束を低減することで、素線２１間の滑り性が悪化することを抑制できる。
【００３９】
隣り合う一組の最外素線２１ｏは、互いに接触しているものもあれば（図２の右側に図示する一組の最外素線２１ｏを参照）、非接触のものもある（図２の左側に図示する一組の最外素線２１ｏを参照）。隣り合う一組の最外素線２１ｏが非接触である場合、当該一組の最外素線２１ｏの外周縁と、当該一組の最外素線２１ｏの重心同士を結ぶ直線と、当該一組の最外素線２１ｏに外接する外接線とで形成される領域を仮想領域８とする。
【００４０】
シース３及びセパレータ４における仮想領域８への侵入領域９の断面積Ｔは、小さいほど、仮想領域８の空間を大きくできる。仮想領域８の空間が大きいほど、シース３及びセパレータ４による素線２１の拘束を低減できる。そのため、シース３及びセパレータ４における仮想領域８への侵入領域９の断面積Ｔは、仮想領域８の断面積Ｓの２０％未満、更に１０％未満、特に５％未満が挙げられる。なお、仮想領域８に大きな空間を確保し、かつ製品としてシース３に適した外観を得るためには、シース３及びセパレータ４における仮想領域８への侵入領域９の断面積Ｔは、１０％以上、更に２０％以上、特に３０％以上とすることが挙げられる。
【００４１】
仮想領域８の断面積Ｓに対する侵入領域９の断面積Ｔの割合は、撚線２０ごとに仮想領域８を四カ所以上選定し、その仮想領域８における全割合の平均値とする。この例では、導体２は、複数の撚線２０が撚り合わされた撚線集合体で構成されている。この場合、撚線２０ごとに四カ所以上の仮想領域８を選定し、仮想領域８の断面積Ｓに対する侵入領域９の断面積Ｔの割合の平均値を算出する。そして、全撚線２０の平均値を、その導体２における仮想領域８の断面積Ｓに対する侵入領域９の断面積Ｔの割合とする。なお、導体２が撚線集合体で構成される場合、隣り合う撚線２０間に形成される大きな溝部は除外する。仮想領域８の断面積Ｓに対する侵入領域９の断面積Ｔの割合は、画像解析によって測定できる。
【００４２】
≪溶接用ケーブルの製造方法≫
上述した溶接用ケーブル１は、代表的には、導体２を用意する工程と、導体２の外周にセパレータ４を形成する工程と、セパレータ４の外周にシース３を形成する工程とを経て製造できる。
【００４３】
〔導体を用意する工程〕
所望の形状及び大きさの導体２を用意する。アルミニウム又はアルミニウム合金からなる素線２１は、代表的には、鋳造、圧延、伸線、必要に応じて軟化処理という工程を経て製造できる。軟化処理を行ってある程度伸び易くすると、伸線加工時に断線を低減したり、素線２１を撚り合わせる際に断線を低減したりし易い。アルミニウム又はアルミニウム合金からなる素線２１の基本的な製造方法は、公知の製造方法を利用できる。
【００４４】
所定の本数の素線２１を用意して、所定の撚りピッチ、撚り方向に応じて撚り合わせることで、撚線２０を製造できる。撚線２０の基本的な製造方法は、公知の製造方法を利用できる。導体２を撚線集合体で構成する場合、所定の本数の撚線２０を用意して、所定の撚りピッチ、撚り方向に応じて撚り合わせる。
【００４５】
〔セパレータを形成する工程〕
導体２の外周にセパレータ４をらせん状に巻回する。セパレータ４は、所定の幅のテープ材を重ね巻き又は突合せ巻きにより巻回して構成する。
【００４６】
〔シースを形成する工程〕
セパレータ４の外周にシース３を押出などで被覆する。押出方法としては、充実押出が挙げられる。充実押出は、セパレータ４に樹脂を接触させて押し出すことでセパレータ４にシース３を被覆する。充実押出は、シース３の外観をきれいに仕上げることができる。しかし、充実押出は、セパレータ４とシース３との間に隙間が実質的に形成されず、セパレータ４とシース３とが密着し易い。なお、押出方法として、引き落としによる押出もある。引き落としによる押出は、ダイスにセパレータ４が被覆された導体２を通して引き出し、チューブ状のシース３に張力をかけて長さ方向に引き伸ばしながらセパレータ４にシース３を被覆する。引き落としによる押出は、セパレータ４とシース３との間に隙間を形成し易い。しかし、引き落としによる押出は、シース３の外観が劣る傾向にある。シース３の基本的な製造方法は、公知の製造方法を利用できる。
【００４７】
≪用途≫
溶接用ケーブル１は、図３に示すように、建設現場などで使用される溶接装置１００用のパワーケーブル１４０やアースケーブル１５０として用いられる。パワーケーブル１４０は、溶接機１１０と溶接ホルダ１２０とを繋ぐ。アースケーブル１５０は、溶接機１１０とアースクランプ１３０とを繋ぐ。
【００４８】
≪効果≫
上述した実施形態１に係る溶接用ケーブル１は、導体２を構成する素線２１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなるため、軽量である。素線２１がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、シース３及びセパレータ４の一部が素線２１間に大きく侵入していると、シース３及びセパレータ４による拘束によって素線２１間の滑り性に劣る傾向にある。上記溶接用ケーブル１は、最外素線２１ｏで形成される仮想領域８にある程度大きな空間を有する。そのため、シース３及びセパレータ４による拘束によって素線２１間の滑り性が悪化することを抑制でき、屈曲性に優れる。
【００４９】
［試験例］
導体を構成する最外素線で形成される仮想領域の空間面積が異なる複数の溶接用ケーブルを作製し、その溶接用ケーブルの屈曲性を調べた。
【００５０】
≪試験体≫
・試験体１
アルミニウム合金からなる１９本の素線を内側から順に１本、６本、１２本となるように三層構造に撚り合わせた撚線を１９本準備した。１９本の撚線を内側から順に１本、６本、１２本となるように三層構造に撚り合わせた撚線集合体を導体とした。この導体の外周にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるセパレータを螺旋状に巻回した。そして、このセパレータの外周に、架橋ポリエチレンからなるシースを充実押出によって被覆し、溶接用ケーブルを作製した（図１を参照）。この試験体１の溶接用ケーブルは、導体の断面積が６０ｍｍ２、セパレータの厚みが０．０２５ｍｍ、シースの厚みが２．８ｍｍである。
【００５１】
・試験体２
試験体２では、ナイロンからなるセパレータを用いた。セパレータの材質以外は、試験体１と同様である。
【００５２】
・試験体３
試験体３では、ナイロンからなるセパレータを用いた。また、試験体３では、セパレータの外周にシースを引き落としによる押出によって被覆した。セパレータの材質、及びシースの押出方法以外は、試験体１と同様である。
【００５３】
≪仮想領域に対するシース及びセパレータの侵入領域の測定≫
各試験体において、導体を構成する最外素線で形成される仮想領域へのシース及びセパレータの侵入領域の割合を測定した。試験体１〜３は、導体が撚線集合体で構成されているため、撚線ごとに四カ所の仮想領域を選択し、選択した仮想領域に対してそれぞれ上記割合を測定し、この測定した割合の平均値を、その試験体における仮想領域へのシース及びセパレータの侵入領域の割合とした。その結果を表１に示す。
【００５４】
≪曲げ試験≫
各試験体において、曲げ剛性を測定した。６０ｍｍ離間して配置した一組の支持台の上に溶接用ケーブルを架け渡す。この一組の支持台の中間地点にて溶接用ケーブルに上方から徐々に荷重をかける。溶接用ケーブルの曲率半径が２００ｍｍとなった位置の曲げ剛性を測定した。曲げ剛性は、（Ｐ×Ｌ３）／（４８×ｄ）で求めた。Ｐは荷重であり、Ｌは試験幅（今回は６０ｍｍ）、ｄは荷重のストロークである。その結果を表１に併せて示す。
【００５５】
≪外観観察≫
各試験体において、外観を目視により確認した。シースが製品として適した外観である場合を「Ａ」、シースが製品として不適切な外観である場合を「Ｂ」とする。
【００５６】
【表１】
2020104146.tif 000003
【００５７】
表１に示すように、導体を構成する最外素線で形成される仮想領域へのシースの侵入領域の割合が５０％未満である試験体２及び試験体３は、曲げ剛性が低く、屈曲性に優れる。具体的には、試験体２及び試験体３は、曲げ剛性が４００ＧＰａ未満を満たし、更に３９０ＧＰａ以下を満たし、特に３８０ＧＰａ以下を満たす。これは、仮想領域にある程度大きな空間を形成できたことで、導体がシース及びセパレータに拘束され難く、シース及びセパレータによる拘束によって素線間の滑り性が悪化することを抑制できたからと考えられる。具体的には、ナイロンからなるセパレータを用いた試験体２は、ＰＥＴからなるセパレータを用いた試験体１に比較して、上記割合が低く、曲げ剛性が低い。これは、ナイロンからなるセパレータが、シースを充実押出した際にシースに生じる内方に向かう力を抑制する機能を果たしたからと考えられる。その結果、仮想領域により大きな空間を形成できたと考えられる。一方、引き落としによる押出によってシースを形成した試験体３は、上記割合が実質的にゼロであり、曲げ剛性が非常に小さい。これは、引き落としによる押出の場合、シースに生じる内方に向かう力がほぼ発生しないためと考えられる。しかし、引き落としによる押出の場合、充実押出の場合に比較して、外観が劣る。つまり、充実押出を行うことで、シースの外観に優れる溶接用ケーブルが得られると言える。
【００５８】
以上より、仮想領域にある程度大きな空間を形成することで、溶接用ケーブルは、屈曲性に優れることがわかった。また、仮想領域にある程度大きな空間を形成するには、シースを引き落としによる押出によって形成すること、又は導体の外周にナイロンからなるセパレータを備えることが効果的であることがわかった。更に、シースの外観をきれいに仕上げるには、充実押出が効果的であることがわかった。
【符号の説明】
【００５９】
１  溶接用ケーブル
２  導体
２０  撚線
２１  素線
２１ｏ  最外素線
３  シース
４  セパレータ
８  仮想領域
９  侵入領域
１００  溶接装置
１１０  溶接機
１２０  溶接ホルダ
１３０  アースクランプ
１４０  パワーケーブル
１５０  アースケーブル
【図１】
2020104146.tif 000004
【図２】
2020104146.tif 000005
【図３】
2020104146.tif 000006