(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
き電線の硬アルミニウム撚り線を挿入する第１接続孔と、分岐線等の硬銅撚り線を挿入する第２接続孔とを有し、第１接続孔に硬アルミニウム撚り線を、第２接続孔に硬銅撚り線を、それぞれ挿入、圧着することにより撚り線同士を電気的に接続するようにし、金属撚り線接続管の本体を、アルミニウム系金属で以て形成するとともに、前記硬銅撚り線を、銅系金属からなるスリーブ及び銅系金属とアルミニウム系金属の中間の腐食電位を有する金属からなる中間金属層を介して圧着するようにした金属撚り線接続管であって、前記金属撚り線接続管の本体を、第１接続孔の一部及び第２接続孔を構成する本体部分と、き電線の硬アルミニウム撚り線を第１接続孔に挿入するために本体部分に形成した開口部を硬アルミニウム撚り線を挿入した後閉鎖する第１接続孔の一部を構成する蓋部分とで構成し、本体部分と蓋部分の接合面に嵌合部を形成して一体化できるようにするとともに、前記中間金属層を、金属撚り線接続管の本体部分に形成した第２接続孔と該第２接続孔に挿入した銅系金属からなるスリーブとの間隙に溶融したスズ−亜鉛合金を流し込むことにより形成してなることを特徴とする金属撚り線接続管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気鉄道におけるき電線の硬アルミニウム撚り線を挿入する第１接続孔と、分岐線等の硬銅撚り線を挿入する第２接続孔とを有し、第１接続孔に硬アルミニウム撚り線を、第２接続孔に硬銅撚り線を、それぞれ挿入、圧着することにより撚り線同士を電気的に接続するようにした平行分岐接続管等の金属撚り線接続管に関し、特に、部材間の腐食電位差による部材の腐食を防止するようにした金属撚り線接続管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、変電所から電車に対して送電するために、変電所からき電線を通して送られた電力を、一定区間毎に設けられた分岐線を介して、電車線（トロリ線）へ供給するようにしている。
この場合において、例えば、き電線には硬アルミニウム（アルミニウム合金）撚り線を、また、分岐線には硬銅（銅合金）撚り線を、通常、用いるようにしている。
そして、き電線と分岐線の接続には、き電線を挿入する第１接続孔と、分岐線を挿入する第２接続孔とを有し、第１接続孔にき電線を、第２接続孔に分岐線を、それぞれ挿入、圧着することにより、き電線と分岐線を電気的に接続する、電気的特性に優れ、加工及び成形が容易なアルミニウムで以て形成した平行分岐接続管を用いるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現在用いられている硬アルミニウム撚り線からなるき電線の期待寿命は、約３０年であるにも関わらず、実際には、２０年前後で平行分岐接続管の一部が腐食に伴う接触抵抗の増大により温度が上昇して中間金属層が溶出してしまい、分岐線が抜け出す事故が発生している。
この断線の原因として、アルミニウムで以て形成した平行分岐接続管の経年劣化、すなわち、アルミニウムが、酸化アルミニウムや水酸化アルミニウム等からなる腐食生成物を発生させて劣化することが考えられる。
【０００４】
以下、硬アルミニウム撚り線からなるき電線の断線のメカニズムについて、説明することとする。
上記のとおり、アルミニウムで以て形成した平行分岐接続管に、硬銅撚り線からなる分岐線を、平行分岐接続管の第２接続孔に挿入して、圧着することにより電気的に接続するようにしているが、この場合、硬銅撚り線間や硬銅撚り線と平行分岐接続管の間には多くの隙間が存在する。
この隙間に雨水等の水分が侵入して滞留すると、局部電池が形成され、腐食電位の小さい方の金属、すなわち、アルミニウムで以て形成した平行分岐接続管の一部が溶出して腐食する。この時、塩分等の電解質が付着していると、腐食の進行がより早められるものとなる。
このようにして発生した腐食生成物や平行分岐接続管及びき電線に付着した異物は、接触抵抗を増大させ、接触抵抗が増大することによって、極部的に過大な電流が流れ、ジュール熱により平行分岐接続管及びき電線の温度が上昇する。
この温度上昇は、特に、放熱面積が小さいき電線に、部分的に、より具体的には、平行分岐接続管から１００ｍｍ程度離れた位置に顕著に現れることとなる。
このような状態の下で、電車の有無等により、分岐線に流れる電流の増減が繰り返されると、中間金属層の腐食が促進され、次第に平行分岐接続管と分岐線の間の接触抵抗が増大して温度が上昇し、最後には中間金属層が溶出しまい、分岐線が抜け出してしまう。
ところで、き電線には、常時張力が加えられているため、このように平行分岐接続管の温度が上昇すると、硬アルミニウム撚り線の温度も上昇して、それを構成する素線に強度の低下が生じると、電気的及び機械的負荷がかかりやすい外層の素線から脆性破断が発生することとなる。
このように、硬アルミニウム撚り線の外層の素線に脆性破断が発生すると、残りの素線で電気的及び機械的全負荷を負担しなければならなくなり、これが繰り返されることにより、硬アルミニウム撚り線の外層の素線から内層の素線に向けて脆性破断が進行し、残りの素線が張力に抗しきれずに断線に至ることとなる。
【０００５】
ところで、上記の分岐線の抜け出しや、き電線の断線による事故を防止するために、アルミニウムで以て形成した平行分岐接続管に、硬銅撚り線からなる分岐線を、平行分岐接続管の第２接続孔に挿入して、圧着するに際して、銅系金属とアルミニウム系金属の中間の腐食電位を有する金属、例えば、スズ−亜鉛合金からなる中間金属層を介して、圧着することが提案されている。
しかしながら、この場合も、硬銅撚り線間や硬銅撚り線と中間金属層の間には多くの隙間が存在するため、この隙間に雨水等の水分が侵入して滞留すると、局部電池が形成され、腐食電位の小さい方の金属、すなわち、硬銅撚り線より腐食電位の小さい中間金属層の一部が溶出して腐食することとなる。
そして、この腐食は、順次拡大し、最終的にアルミニウムで以て形成した平行分岐接続管の一部において、程度の差こそあれ、腐食を起因とした温度上昇によって、中間合金層の溶出による分岐線の抜け出しや、き電線の断線といった事故を完全には防止することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の部材間の腐食電位差による部材の腐食によってもたらされる分岐線の抜け出しや、き電線の断線による事故等を防止することができるようにした平行分岐接続管等の金属撚り線接続管を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の金属撚り線接続管は、き電線の硬アルミニウム撚り線を挿入する第１接続孔と、分岐線等の硬銅撚り線を挿入する第２接続孔とを有し、第１接続孔に硬アルミニウム撚り線を、第２接続孔に硬銅撚り線を、それぞれ挿入、圧着することにより撚り線同士を電気的に接続するようにし、金属撚り線接続管の本体を、アルミニウム系金属で以て形成するとともに、前記硬銅撚り線を、銅系金属からなるスリーブ及び銅系金属とアルミニウム系金属の中間の腐食電位を有する金属からなる中間金属層を介して圧着するようにした金属撚り線接続管であって、前記金属撚り線接続管の本体を、第１接続孔の一部及び第２接続孔を構成する本体部分と、き電線の硬アルミニウム撚り線を第１接続孔に挿入するために本体部分に形成した開口部を硬アルミニウム撚り線を挿入した後閉鎖する第１接続孔の一部を構成する蓋部分とで構成し、本体部分と蓋部分の接合面に嵌合部を形成して一体化できるようにするとともに、前記中間金属層を、金属撚り線接続管の本体部分に形成した第２接続孔と該第２接続孔に挿入した銅系金属からなるスリーブとの間隙に溶融したスズ−亜鉛合金を流し込むことにより形成してなることを特徴とする。
【０００８】
この金属撚り線接続管は、金属撚り線接続管の本体を、アルミニウム系金属で以て形成するとともに、硬銅撚り線を、銅系金属からなるスリーブ及び銅系金属とアルミニウム系金属の中間の腐食電位を有する金属からなる中間金属層を介して圧着するようにしているため、硬銅撚り線間や硬銅撚り線と銅系金属からなるスリーブの間の隙間に雨水等の水分が侵入して滞留しても、局部電池が形成されることがなく、また、銅系金属からなるスリーブと中間金属層の間及び中間金属層と金属撚り線接続管の本体の間には隙間がなく、局部電池が形成されることがないため、硬銅撚り線、銅系金属からなるスリーブ、中間金属層及び金属撚り線接続管の本体が、部材間の腐食電位差によって腐食することがなく、き電線の硬アルミニウム撚り線及び分岐線等の硬銅撚り線を含む金属撚り線接続管の耐久性を向上することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の金属撚り線接続管の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図２に、本発明の金属撚り線接続管を、き電線の硬アルミニウム撚り線と、分岐線等の硬銅撚り線とを電気的に接続する平行分岐接続管に適用した一実施例を示す。
【００１１】
この平行分岐接続管は、き電線の硬アルミニウム撚り線４を挿入する第１接続孔１１と、分岐線等の硬銅撚り線５を挿入する第２接続孔１２とを有し、第１接続孔１１に硬アルミニウム撚り線４を、第２接続孔１２に硬銅撚り線５を、それぞれ挿入、圧着することにより撚り線４，５同士を電気的に接続するようにするとともに、金属撚り線接続管の本体１を、電気的特性に優れ、加工及び成形が容易なアルミニウム系金属（本実施例においては、アルミニウム）で以て形成し、硬銅撚り線５を、銅系金属（本実施例においては、銅）からなるスリーブ２及び銅系金属とアルミニウム系金属の中間の腐食電位を有する金属（本実施例においては、スズ−亜鉛合金）からなる中間金属層３を介して圧着するように構成する。
【００１２】
金属撚り線接続管の本体１は、第１接続孔１１の一部及び第２接続孔１２を構成する本体部分１Ａと、き電線の硬アルミニウム撚り線４を第１接続孔１１に挿入するために本体部分１１に形成した開口部１３を、硬アルミニウム撚り線４を挿入した後、閉鎖する第１接続孔１１の一部を構成する蓋部分１Ｂとで構成する。
この場合、金属撚り線接続管の本体１は、第１接続孔１１に硬アルミニウム撚り線４を挿入した後、本体部分１Ａに対して、蓋部分１Ｂを嵌入して両者を一体化できるように、本体部分１Ａと蓋部分１Ｂの接合面に嵌合部１４を形成するようにする。
【００１３】
第１接続孔１１及び第２接続孔１２の形状（直径）は、接続孔１１，１２に挿入するき電線の硬アルミニウム撚り線４及び分岐線等の硬銅撚り線５（銅系金属からなるスリーブ２及び銅系金属とアルミニウム系金属の中間の腐食電位を有する金属からなる中間金属層３）の形状（径）に応じて設定することができるが、通常、き電線の硬アルミニウム撚り線４を挿入する第１接続孔１１を大径に、分岐線等の硬銅撚り線５を挿入する分岐線接続孔１２を小径に形成する。
【００１４】
この場合において、第１接続孔１１には、部材間の腐食電位差による部材の腐食のおそれがないため、き電線の硬アルミニウム撚り線４を直接挿入するようにする。
【００１５】
一方、第２接続孔１２には、部材間の腐食電位差による部材の腐食を防止するために、銅系金属からなるスリーブ２及び銅系金属とアルミニウム系金属の中間の腐食電位を有する金属からなる中間金属層３を介して、分岐線等の硬銅撚り線５を挿入するようにする。
この場合、中間金属層３は、金属撚り線接続管の本体部分１Ａに形成した第２接続孔１２に、銅系金属からなるスリーブ２を挿入した状態で、第２接続孔１２とスリーブ２の間隙に、溶融したスズ−亜鉛合金を流し込むことにより形成することができ、これにより、銅系金属からなるスリーブ２と中間金属層３の間及び中間金属層３と金属撚り線接続管の本体部分１Ａの間の隙間を確実になくすことができる。
【００１６】
この平行分岐接続管は、第１接続孔１１に、き電線の硬アルミニウム撚り線４を挿入した後、本体部分１Ａに対して、蓋部分１Ｂを嵌入して両者を一体化するとともに、第２接続孔１２に銅系金属とアルミニウム系金属の中間の腐食電位を有する金属からなる中間金属層３を介して設けた銅系金属からなるスリーブ２に、分岐線等の硬銅撚り線５を挿入する。
【００１７】
そして、適宜の圧着工具を用いて、平行分岐接続管の本体１を外側から圧縮する（かしめる）ことにより、第１接続孔１１の内周面にき電線の硬アルミニウム撚り線４、第２接続孔１２に銅系金属とアルミニウム系金属の中間の腐食電位を有する金属からなる中間金属層３を介して設けた銅系金属からなるスリーブ２の内周面に分岐線等の硬銅撚り線５を、それぞれ圧着することにより、平行分岐接続管の本体１を介して、撚り線４，５同士を電気的に接続するようにする。
【００１８】
これにより、分岐線等の硬銅撚り線５間や硬銅撚り線５と銅系金属からなるスリーブ２の間の隙間に雨水等の水分が侵入して滞留しても、局部電池が形成されることがなく、また、銅系金属からなるスリーブ２と銅系金属とアルミニウム系金属の中間の腐食電位を有する金属からなる中間金属層３の間及び中間金属層３と金属撚り線接続管の本体１の間には隙間がなく、局部電池が形成されることがないため、硬銅撚り線５、銅系金属からなるスリーブ２、中間金属層３及び金属撚り線接続管の本体１が、部材間の腐食電位差によって腐食することを防止することができるものとなる。
【００１９】
以上、本発明の金属撚り線接続管について、き電線の硬アルミニウム撚り線５と、分岐線等の硬銅撚り線６とを電気的に接続する平行分岐接続管を例に説明したが、本発明の金属撚り線接続管の構成は、このほか、２本の金属撚り線を直線状に接続するジャンパ接続管にも適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の金属撚り線接続管は、金属撚り線接続管の本体を、アルミニウム系金属で以て形成するとともに、硬銅撚り線を、銅系金属からなるスリーブ及び銅系金属とアルミニウム系金属の中間の腐食電位を有する金属からなる中間金属層を介して圧着するようにしているため、硬銅撚り線間や硬銅撚り線と銅系金属からなるスリーブの間の隙間に雨水等の水分が侵入して滞留しても、局部電池が形成されることがなく、また、銅系金属からなるスリーブと中間金属層の間及び中間金属層と金属撚り線接続管の本体の間には隙間がなく、局部電池が形成されることがないため、硬銅撚り線、銅系金属からなるスリーブ、中間金属層及び金属撚り線接続管の本体が、部材間の腐食電位差によって腐食することがなく、き電線の硬アルミニウム撚り線及び分岐線等の硬銅撚り線を含む金属撚り線接続管の耐久性を向上することができ、部材間の腐食電位差による部材の腐食によってもたらされる分岐線の抜け出しや、き電線の断線による事故を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の金属撚り線接続管の一実施例を示す断面図である。
【図２】  同金属撚り線を圧着した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１    平行分岐接続管（金属撚り線接続管）の本体
１Ａ  本体部分
１Ｂ  蓋部分
１１  第１接続孔
１２  第２接続孔
１３  開口部
１４  嵌合部
２    スリーブ
３    中間金属層
４    硬アルミニウム撚り線
５    硬銅撚り線
【図１】
0004108194.tif 000002
【図２】
0004108194.tif 000003