(57)【要約】【課題】  熱伝導性に優れた金属束線において、端面同士を容易にかつ確実に接続することが可能な、金属束線の接合方法を提供する。【解決手段】  金属束線Ａと金属束線Ｂの端部同士を対向して配置し、前記端部同士を含む空間に前記金属束線Ａと前記金属束線Ｂの融点よりも温度の高い溶融金属Ｃを注入し、前記溶融金属Ｃを冷却して凝固させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属束線Ａと金属束線Ｂの端部同士を対向して配置し、
前記端部同士を含む空間に前記金属束線Ａと前記金属束線Ｂの融点よりも温度の高い溶融金属Ｃを注入し、
前記溶融金属Ｃを冷却して凝固させることを特徴とする金属束線の接合方法
【請求項２】
前記金属束線Ａおよび前記金属束線Ｂ、前記溶融金属Ｃを、主要成分が同一の金属とする
ことを特徴とする請求項１に記載の金属束線の接合方法。
【請求項３】
前記主要成分を、銅またはアルミニウムにする
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属束線の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力ケーブルや信号ケーブルなど、複数の金属素線にて構成される金属束線の端末同士を接続する、金属束線の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブルや信号ケーブルなど、複数の金属素線で構成される金属束線は、所望の長さを得るために、端末同士を接続することがある。この接続方法としては、接続部材を介して接続する方法（例えば、特許文献１）、導電性コンパウンドを介して接続する方法（例えば、特許文献２）、端末の端面同士を突き合せて、ＴＩＧ溶接や抵抗溶接にて接続する方法（例えば、特許文献３）などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−３４７７６号公報
【特許文献２】特開２０１７−１４３６４５号公報
【特許文献３】特開２０１４−２３１０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
接続部材や導電性コンパウンドを介して接合する方法は、高温加熱を必要とせず、比較的容易な接合方法であるが、十分な引張強度を得られないことがある。特に、接続部材を介する方法は、接続部の外径が局所的に太くなることがあり、金属束線の取り扱いに支障をきたすことがある。
【０００５】
また、ＴＩＧ溶接により接合する方法は、電力ケーブルや信号ケーブルのように、熱伝導性の高い金属束線であると、突き合せ部から熱が拡散しやすく、突き合せ部を局所的に溶融するのが困難になることがある。すなわち、安定した接合部の形成が困難になることがある。また、突き合せ部を局所的に溶融できたとしても、凝固時の収縮により、溶融部と非溶融部の界面に、割れを生じることがある。
【０００６】
また、抵抗溶接により接続する方法は、全ての素線端面を突き合わせることが困難であり、接続の信頼性に問題が生じることがある。また、この方法は、太い金属束線の接合において大電流が必要であり、作業の安全性に問題が生じることがある。
【０００７】
そこで本発明では、電力ケーブルや信号ケーブルなど、熱伝導性に優れた金属束線において、端面同士を容易にかつ確実に接続することが可能な、金属束線の接合方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の金属束線の接合方法は、金属束線Ａと金属束線Ｂの端部同士を対向して配置し、前記端部同士を含む空間に前記金属束線Ａと前記金属束線Ｂの融点よりも温度の高い溶融金属Ｃを注入し、前記溶融金属Ｃを冷却して凝固させることを特徴とする金属束線の接合方法である。
【０００９】
また、本発明の金属束線の接合方法では、前記金属束線Ａおよび前記金属束線Ｂ、前記溶融金属Ｃを、主要成分が同一の金属にすることができる。
【００１０】
また、本発明の金属束線の接合方法では、前記主要成分を、銅またはアルミニウムにすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電力ケーブルや信号ケーブルなど、熱伝導性に優れた金属束線であっても、端末同士を容易に且つ確実に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態の金属束線接合方法の工程を説明する断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の金属束線接合方法の工程を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
本実施形態の接合方法について、図１（ａ）〜図１（ｆ）を用いて説明する。なお、図１（ａ’）は、図１（ａ）のＰ−Ｐ’断面、図１（ｂ’）は、図１（ｂ）のＱ−Ｑ’断面を示している。
【００１５】
本実施形態では、まず、図１（ａ）（ａ’）に示すように、１対の金属束線１と、２式のクランプ２、ブロック体３を準備し、１対の金属束線１を、端面１ｂ同士が対向するように、２式のクランプ２に固定する。そして、端面１ｂ周りに、ブロック体３を配置する。
【００１６】
ここで、図１（ａ）に示すように、金属束線１は、素線が直線状でも良いし、撚線状でも良い。また、それぞれの金属束線１は、主成分が異なる金属束線でも良いし、主成分が同じ金属束線でも良い。
また、金属束線１の配置は、図１（ａ）に示すように、端面１ｂ同士が接触する位置でも良いし、端面１ｂ間に隙間を設けても良い。
【００１７】
また、ブロック体３は、上体部３ａと下体部３ｂからなり、各々に、金属束線１を保持するＵ型溝４が形成されている。また、上体部３ａと下体部３ｂには、それぞれヒータ５ａ、５ｂが内蔵され、温度を個別に調整できるようにしている。また、ブロック体３のＵ型溝４の一部には、大径部４ａ、４ｂが形成されていて、金属束線１を保持した際、金属束線１の端部１ａの周囲に空間が形成されるようにしている。また、上部体３ａには、上方からＵ型溝４の大径部４ａに貫通する、供給口７が形成されている。
【００１８】
次に、図１（ｂ）（ｂ’）に示すように、ブロック体３の上部体３ａの平面対向部６ａと、下部体３ｂの平行対面部６ｂとを密着させて、上部体３ａと下部体３ｂを一体化する。
【００１９】
次に、図１（ｃ）に示すように、容器８の中に溶融金属９を準備し、溶融金属９を、供給口７から大径部４ａと４ｂに注入する。そして、図１（ｄ）に示すように、溶融金属９を冷却して凝固させる。
ここで、溶融金属９は、主成分が金属束線１と異なる金属であっても良いし、同一の金属であっても良い。なお、溶融金属９としては、電力ケーブルや信号ケーブルで一般的に用いられている、銅やアルミニウムを主成分とする溶融金属９を用いることができる。すなわち、一対の金属束線１と溶融金属９とを、主成分が同一の金属とすることで、電力ケーブルや信号ケーブルの端末の接続に用いることができる。
【００２０】
なお、図１（ｃ）において、金属束線１は、上部体３ａと下部体３ｂのＵ型溝４にて保持される。これにより、注入した溶融金属９は、平面対向部６ａと平行対面部６ｂとの密着面から漏れずに、端部１ａを含む空間に滞留させることができる。
また、金属束線１の端面１ｂ間に隙間を設けることで、端面１ｂ間に溶融金属を流入させやすくし、金属束線１の端面１ｂに溶融金属を確実に接触させることができる。
【００２１】
また、溶融金属９の温度は、金属束線１の融点よりも高くする。これにより、図1（ｃ）において、金属束線１の端部１ａを、溶融金属９の熱で溶かすとともに、溶融金属９の熱を、金属束線１とブロック体３に短時間で拡散させることができ、溶融金属９と端部１ａは融合させて一体化し、強固に結合させることができる。
また、端部１ａの溶解量や、溶融金属９の凝固速度は、供給前の溶融金属９の温度、ブロック体３の大きさ（熱容量）、ヒータ５ａと５ｂの温度調整具合、昇温停止タイミングなどで変えることができる。すなわち、これらパラメータにより、溶融状態を調整することもできる。
【００２２】
また、金属束線１や溶融金属９に酸化しやすい金属を用いる場合、容器８の周囲に窒素ガスやアルゴンガスを供給してもよい。これにより、接合部の酸化を抑制でき、信頼性の高い接合部にすることができる。
【００２３】
次に、図１（ｅ）に示すように、金属束線１からブロック体３を取り外す。
ブロック体３を、金属束線１と濡れ性の悪い材質、例えばステンレスやセラミックスにすることで、凝固完了後、金属束線１の接合体をブロック体３から容易に取り出すことができる。
なお、この状態では、金属束線１の接合部１０の直径が、局部的に太くなる可能性がある。その際は、プレス成型機等を用いて、図１（ｆ）のように均一な連続体に形状修正することもできる。
【００２４】
（第２実施形態）
本実施形態の接合方法について、図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。なお、本実施形態に用いることが可能な金属束線１、溶融金属９は、第１実施形態と同じであり、説明を省略する。
【００２５】
まず、図２（ａ）に示すように、１対の金属束線１を金型１２上に配置する。
ここで、金型１２は、Ｕ型溝４’が形成されていて、一対の金属束線１を、角度θにて対向保持できるようにしている。加えて、Ｕ型溝４’の屈曲部Ｒの近傍に、ヒータ５ｃが内蔵されていて、金属束線１を配置した際、端部１ａの温度が上がるようにしている。
【００２６】
次に、図２（ｂ）に示すように、容器８の中の溶融金属９を準備し、溶融金属９をＵ型溝４’の屈曲部Ｒに注入する。溶融金属９の注入量は、少なくともＵ型溝４’に注いだ溶融金属９の湯面が金属束線１の端面１ｂを覆う量にする。そして、溶融金属９の注入完了とほぼ同じタイミングでヒータ５ｃの昇温を止めるようにする。
【００２７】
溶融金属９がＵ型溝４’に注がれた直後、金属束線１の端部１ａは溶融金属９の熱で表層が溶け始めるが、溶融金属９の熱は短時間で金属束線１と金型１２に拡散し、溶融金属９とともに凝固する。これにより、溶融金属９と端部１ａとを融合させて一体化し、強固に結合させることができる。
なお、端部１ａの溶解量や、溶融金属９の凝固速度は、供給前の溶融金属９の温度、金型１２の大きさ（熱容量）、ヒータ５ｃの温度調整具合、昇温停止タイミングなどで変えることができる。すなわち、これらパラメータにより、溶融状態を調整することもできる。
【００２８】
溶融金属９が凝固した後、図２（ｃ）に示すように金型１２から金属束線１を取り出す。なお、第１実施形態と同様、金型１２の表面を、溶融金属９と濡れ性の悪い材質にすることが望ましい。
また、この状態では金属束線１の接合部１０が角度θで屈曲しているので、プレス成型機等を用いて、図２（ｄ）のように直線状で均一な太さの連続体に形状修正する。形状修正性を考慮すると、金属束線１を対向させる角度θは、１８０°に近い角度にする方が望ましい。
【００２９】
以上、本発明の接合方法について上記実施形態により説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定するものではない。特許請求の範囲に記載する技術範囲において、その実施形態を変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１：金属束線、１ａ：端部、１ｂ：端面
２：クランプ
３：ブロック体
３ａ：上部体、３ｂ：下部体
４、４’：Ｕ型溝
４ａ，４ｂ：大径部
５ａ、５ｂ、５ｃ：ヒータ
６ａ、６ｂ：平面対向部
７：供給口
８：容器
９：溶融金属
１０、１０’：接合部
１２：金型
Ｒ：屈曲部
【図１】
2020093280.tif 000003
【図２】
2020093280.tif 000004