JPH07105761A - 繊維強化複合線の製造方法 - Google Patents
繊維強化複合線の製造方法Info
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- JPH07105761A JPH07105761A JP25167993A JP25167993A JPH07105761A JP H07105761 A JPH07105761 A JP H07105761A JP 25167993 A JP25167993 A JP 25167993A JP 25167993 A JP25167993 A JP 25167993A JP H07105761 A JPH07105761 A JP H07105761A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長尺の炭化ケイ素繊維により強化されると共
に送電線として満足する構造をもつ繊維強化複合線を製
造する方法を提供することである。 【構成】 長尺繊維とアルミ又はアルミ合金とからなる
プリフォームワイヤ１本又は複数本を芯線とし、これを
アルミ又はアルミ合金の溶湯中に連続的に通してアルミ
又はアルミ合金で被覆し、複合線６を製造する。
に送電線として満足する構造をもつ繊維強化複合線を製
造する方法を提供することである。 【構成】 長尺繊維とアルミ又はアルミ合金とからなる
プリフォームワイヤ１本又は複数本を芯線とし、これを
アルミ又はアルミ合金の溶湯中に連続的に通してアルミ
又はアルミ合金で被覆し、複合線６を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は繊維強化複合線の製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】送電線用複合線の製造方法としては従来
から幾つか知られており、繊維で強化する方法も既にあ
る。この繊維で強化する方法としては、特開平2-181303
号公報に開示されているものがあり、この方法は、アル
ミニウムに強化用短繊維を分散して固化して製造した短
繊維分散材を、鋳造間隙の位置でアルミニウム溶湯中に
添加し、この溶湯をベルト・アンド・ホイール方法によ
り連続的に複合線として鋳造圧延するものである。
から幾つか知られており、繊維で強化する方法も既にあ
る。この繊維で強化する方法としては、特開平2-181303
号公報に開示されているものがあり、この方法は、アル
ミニウムに強化用短繊維を分散して固化して製造した短
繊維分散材を、鋳造間隙の位置でアルミニウム溶湯中に
添加し、この溶湯をベルト・アンド・ホイール方法によ
り連続的に複合線として鋳造圧延するものである。
【０００３】また、一般的な複合材の製造方法として
は、(1) 金属箔あるいは薄板と繊維を重ね合わせ、ホッ
トプレスにより高温で圧力を加えながら、繊維とマトリ
クスを拡散結合させる拡散結合方法、(2) 整列した繊維
束の間に溶融金属を浸透させ、これを高圧で鋳造する高
圧鋳造方法、(3) 繊維束を溶湯中に通して連続的に引き
上げ、あるいは引きおろして複合する溶融浸透方法など
がある。
は、(1) 金属箔あるいは薄板と繊維を重ね合わせ、ホッ
トプレスにより高温で圧力を加えながら、繊維とマトリ
クスを拡散結合させる拡散結合方法、(2) 整列した繊維
束の間に溶融金属を浸透させ、これを高圧で鋳造する高
圧鋳造方法、(3) 繊維束を溶湯中に通して連続的に引き
上げ、あるいは引きおろして複合する溶融浸透方法など
がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の複合
線の製造方法では、送電線として満足する構造をもった
複合線を連続的に製造することが困難な場合がある。
線の製造方法では、送電線として満足する構造をもった
複合線を連続的に製造することが困難な場合がある。
【０００５】すなわち、ベルト・アンド・ホイール方法
を用いた連続鋳造法の場合、短繊維を複合したインゴッ
トを圧延・伸線することにより素線製造が可能である
が、長尺繊維を複合する場合、繊維がほとんど伸びない
という特性から圧延・伸線が困難である。
を用いた連続鋳造法の場合、短繊維を複合したインゴッ
トを圧延・伸線することにより素線製造が可能である
が、長尺繊維を複合する場合、繊維がほとんど伸びない
という特性から圧延・伸線が困難である。
【０００６】ホットプレスを用いた拡散結合法、あるい
は高圧鋳造法の場合、短尺あるいは短繊維を複合する場
合には有効ではあるが、長尺繊維（1000ｍ程度）を連続
的に複合することは困難である。
は高圧鋳造法の場合、短尺あるいは短繊維を複合する場
合には有効ではあるが、長尺繊維（1000ｍ程度）を連続
的に複合することは困難である。
【０００７】繊維束を溶湯中に通して、連続的に複合さ
せる溶融浸透法の場合、繊維のフィラメント数（一束の
繊維数）がある範囲に限定されていることや、製造法の
理由から、素線径が小さく（φ0.5 程度）、かつ構造が
一定のものしか得られない。又、素線はダイスを用い絞
って製造するため、繊維が表面に露出し、損傷を招くお
それがある。
せる溶融浸透法の場合、繊維のフィラメント数（一束の
繊維数）がある範囲に限定されていることや、製造法の
理由から、素線径が小さく（φ0.5 程度）、かつ構造が
一定のものしか得られない。又、素線はダイスを用い絞
って製造するため、繊維が表面に露出し、損傷を招くお
それがある。
【０００８】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、長尺の炭化ケイ素繊維に
より強化されると共に送電線として満足する構造をもつ
繊維強化複合線の製造方法を提供することにある。
れたものであり、その目的は、長尺の炭化ケイ素繊維に
より強化されると共に送電線として満足する構造をもつ
繊維強化複合線の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、長尺繊維とアルミ又はアルミ合金とから
なるプリフォームワイヤ１本又は複数本を芯線とし、こ
れをアルミ又はアルミ合金の溶湯中に連続的に通してア
ルミ又はアルミ合金で被覆し、複合線を製造するもので
ある。
成するために、長尺繊維とアルミ又はアルミ合金とから
なるプリフォームワイヤ１本又は複数本を芯線とし、こ
れをアルミ又はアルミ合金の溶湯中に連続的に通してア
ルミ又はアルミ合金で被覆し、複合線を製造するもので
ある。
【００１０】また、長尺繊維とアルミ又はアルミ合金と
からなるプリフォームワイヤ複数本を芯線とし、これを
アルミ又はアルミ合金の溶湯中に通すと共にその溶湯中
に備えられたワイヤ束の径を絞るガイドを通過させてア
ルミ又はアルミ合金で被覆し、複合線を製造するもので
ある。
からなるプリフォームワイヤ複数本を芯線とし、これを
アルミ又はアルミ合金の溶湯中に通すと共にその溶湯中
に備えられたワイヤ束の径を絞るガイドを通過させてア
ルミ又はアルミ合金で被覆し、複合線を製造するもので
ある。
【００１１】さらに、長尺繊維とアルミ又はアルミ合金
とからなるプリフォームワイヤ１本又は複数本を芯線と
し、これをアルミ又はアルミ合金の２つの溶湯槽を通し
てアルミ又はアルミ合金で被覆し、複合線を製造するも
のである。
とからなるプリフォームワイヤ１本又は複数本を芯線と
し、これをアルミ又はアルミ合金の２つの溶湯槽を通し
てアルミ又はアルミ合金で被覆し、複合線を製造するも
のである。
【００１２】さらにまた、長尺繊維とアルミ又はアルミ
合金とからなるプリフォームワイヤ複数本を芯線とし、
これをアルミ又はアルミ合金の第１溶湯槽を通過させて
複数本のプリフォームワイヤを再溶融して一体化し、そ
の後、これを第２溶湯槽を通過させてアルミ又はアルミ
合金で被覆し、複合線を製造するものである。
合金とからなるプリフォームワイヤ複数本を芯線とし、
これをアルミ又はアルミ合金の第１溶湯槽を通過させて
複数本のプリフォームワイヤを再溶融して一体化し、そ
の後、これを第２溶湯槽を通過させてアルミ又はアルミ
合金で被覆し、複合線を製造するものである。
【００１３】
【作用】プリフォームワイヤを溶湯中に連続的に通して
アルミ又はアルミ合金で被覆することで、ワイヤ（複合
部）が繊維とＡｌからなるため、ワイヤ自身のアルミが
外層となるアルミと溶け合って一部一体化するので、ワ
イヤの外周にアルミが接着しやすく複合部が中心でアル
ミが外層となった構造の複合線が製造される。この構造
は撚線等の製造工程中のプレフォームが容易の構造であ
る。従って、長尺の繊維により強化されると共に送電線
として満足する構造をもつ繊維強化複合線が得られるこ
とになる。
アルミ又はアルミ合金で被覆することで、ワイヤ（複合
部）が繊維とＡｌからなるため、ワイヤ自身のアルミが
外層となるアルミと溶け合って一部一体化するので、ワ
イヤの外周にアルミが接着しやすく複合部が中心でアル
ミが外層となった構造の複合線が製造される。この構造
は撚線等の製造工程中のプレフォームが容易の構造であ
る。従って、長尺の繊維により強化されると共に送電線
として満足する構造をもつ繊維強化複合線が得られるこ
とになる。
【００１４】また、芯線を溶湯中に通す際、ガイドを通
過させることで、複数のワイヤをより確実に中心に配置
することが可能となる。
過させることで、複数のワイヤをより確実に中心に配置
することが可能となる。
【００１５】さらに、芯線を２つの溶湯槽を通すこと
で、ワイヤの形状や外層のアルミの形状を任意に代えた
構造の複合線を製造することが可能となる。
で、ワイヤの形状や外層のアルミの形状を任意に代えた
構造の複合線を製造することが可能となる。
【００１６】さらにまた、複数のプリフォームワイヤを
第１溶湯槽を通過させて再溶融して一体化し、その後、
これを第２溶湯槽を通過させることで、中心部のワイヤ
束の径が小さくなる。即ち、中心部である繊維とＡｌの
複合部の径が小さくなり、外層のアルミの肉厚を大きく
することができ、よりプレフォームが容易となる。
第１溶湯槽を通過させて再溶融して一体化し、その後、
これを第２溶湯槽を通過させることで、中心部のワイヤ
束の径が小さくなる。即ち、中心部である繊維とＡｌの
複合部の径が小さくなり、外層のアルミの肉厚を大きく
することができ、よりプレフォームが容易となる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
説明する。
【００１８】図１は本発明の繊維強化複合線の製造方法
を実施するためのディップフォーミング法による複合線
の製造装置の一例を示す図である。
を実施するためのディップフォーミング法による複合線
の製造装置の一例を示す図である。
【００１９】図１において、１はアルミ又はアルミ合金
の溶湯槽を示し、この溶湯槽１は例えば円筒状に形成さ
れ外側にアルミの溶融温度を制御するヒータ２が配設さ
れている。
の溶湯槽を示し、この溶湯槽１は例えば円筒状に形成さ
れ外側にアルミの溶融温度を制御するヒータ２が配設さ
れている。
【００２０】溶湯槽１の下部中央部には複合するプリフ
ォームワイヤ３の本数（例えば７本）と同数の挿入穴４
を有するニップル５が設けられている。
ォームワイヤ３の本数（例えば７本）と同数の挿入穴４
を有するニップル５が設けられている。
【００２１】ニップル５の挿入穴４は、製造される複合
線６の複合部６ａの形状に応じて任意に配置される（例
えば図２及び図３に示すような複合線６を製造する場合
には１つが真ん中で、その周りに６つが60°間隔を隔て
て配置される）と共に、挿入穴４を通る際複数のワイヤ
が平行になるように形成され、これらの挿入穴４にワイ
ヤ供給源７からの長尺ＳｉＣ繊維とアルミ又はアルミ合
金とからなるプリフォームワイヤ３が１本ずつ挿入され
る。
線６の複合部６ａの形状に応じて任意に配置される（例
えば図２及び図３に示すような複合線６を製造する場合
には１つが真ん中で、その周りに６つが60°間隔を隔て
て配置される）と共に、挿入穴４を通る際複数のワイヤ
が平行になるように形成され、これらの挿入穴４にワイ
ヤ供給源７からの長尺ＳｉＣ繊維とアルミ又はアルミ合
金とからなるプリフォームワイヤ３が１本ずつ挿入され
る。
【００２２】また、溶湯槽１の中央部には挿入されたワ
イヤ３の束を任意の径に絞るガイド８が配設され、この
ガイド８の内径ｄは複合線６の中心部（複合部）６ａの
径と同じ大きさに形成される。すなわち、ガイド８の内
径ｄを任意に変えることにより、所望の径の複合部６ａ
を有する複合線６を製造することが可能となる。
イヤ３の束を任意の径に絞るガイド８が配設され、この
ガイド８の内径ｄは複合線６の中心部（複合部）６ａの
径と同じ大きさに形成される。すなわち、ガイド８の内
径ｄを任意に変えることにより、所望の径の複合部６ａ
を有する複合線６を製造することが可能となる。
【００２３】さらに、溶湯槽１内の湯面の中央部には、
複合部６ａに一定厚のアルミを被覆するための所定の内
径（所望する複合線６の外径と同じ大きさの径）のダイ
ス９が配設されており、ワイヤ供給源７から引き出され
た複数のプリフォームワイヤ３はそれぞれのニップル５
の挿入穴４を通って溶湯槽１内に入り、ガイド８で所定
の径に絞られてからダイス９を介してその外側にアルミ
が被覆され、最終素線（複合線６）となって湯面上に至
るようになっている。
複合部６ａに一定厚のアルミを被覆するための所定の内
径（所望する複合線６の外径と同じ大きさの径）のダイ
ス９が配設されており、ワイヤ供給源７から引き出され
た複数のプリフォームワイヤ３はそれぞれのニップル５
の挿入穴４を通って溶湯槽１内に入り、ガイド８で所定
の径に絞られてからダイス９を介してその外側にアルミ
が被覆され、最終素線（複合線６）となって湯面上に至
るようになっている。
【００２４】さて、複合線６を得るには、先ず長尺Ｓｉ
Ｃ繊維とアルミ又はアルミ合金とからなるプリフォーム
ワイヤ（例えば外径 0.5mmのプリフォームワイヤ）３
を、ワイヤ供給源７からそれぞれ引き出してニップル５
の挿入穴４に１本ずつ挿通する。このワイヤ３の本数
は、所望の繊維体積率を得るために任意に設定すること
ができ、本実施例では７本である。挿入穴４を挿通させ
たワイヤ３はガイド８を介してからダイス９を通るよう
に装着する。
Ｃ繊維とアルミ又はアルミ合金とからなるプリフォーム
ワイヤ（例えば外径 0.5mmのプリフォームワイヤ）３
を、ワイヤ供給源７からそれぞれ引き出してニップル５
の挿入穴４に１本ずつ挿通する。このワイヤ３の本数
は、所望の繊維体積率を得るために任意に設定すること
ができ、本実施例では７本である。挿入穴４を挿通させ
たワイヤ３はガイド８を介してからダイス９を通るよう
に装着する。
【００２５】そして、溶湯槽１内のアルミを例えば 680
〜700 ℃に加熱して溶融すると共に、装着したワイヤ３
をダイス９から連続的に引き出すように引っ張る。
〜700 ℃に加熱して溶融すると共に、装着したワイヤ３
をダイス９から連続的に引き出すように引っ張る。
【００２６】これにより、ニップル５の挿入穴４から溶
湯槽１内に入り、ガイド８及びダイス９を介したプリフ
ォームワイヤ３の外側にアルミが被覆され、最終素線
（複合線６）となって湯面上に至る。この際、ガイド８
として内径ｄ1 のものを用いることにより、図２に示す
ように、複合部６ａの外径がｄ1 で、アルミの被覆厚が
ｔ1 の複合線６が得られる。また、ガイド８として内径
ｄ2 のものを用いることにより、図３に示すように、複
合部６ａの外径がｄ2 の複合線６が得られる。
湯槽１内に入り、ガイド８及びダイス９を介したプリフ
ォームワイヤ３の外側にアルミが被覆され、最終素線
（複合線６）となって湯面上に至る。この際、ガイド８
として内径ｄ1 のものを用いることにより、図２に示す
ように、複合部６ａの外径がｄ1 で、アルミの被覆厚が
ｔ1 の複合線６が得られる。また、ガイド８として内径
ｄ2 のものを用いることにより、図３に示すように、複
合部６ａの外径がｄ2 の複合線６が得られる。
【００２７】このように、溶湯槽１を用いてデイップフ
ォーミング法を適用し、プリフォームワイヤ３を溶湯中
に連続的に通してアルミで被覆することにより、ワイヤ
３（複合部６ａ）が繊維とＡｌからなるため、ワイヤ自
身のアルミの外周が外層となる被覆用のアルミと溶け合
って一部一体化するので、ワイヤの外周にアルミが密着
強度高く接着して、複合部６ａが中心でアルミが外層の
構造の複合線６（例えば外径 2.4mmで繊維体積率12％の
アルミ充填率の高い複合線）が連続的に製造される。こ
の複合線６は、アルミが外層に配置されるため、撚線等
の製造工程中のプレフォーム（バラケないための加工）
を外層のアルミの塑性変形により達成することができ
る。よって、長尺の炭化ケイ素繊維により強化されると
共に送電線として満足する構造をもつ繊維強化複合線６
が得られることになる。
ォーミング法を適用し、プリフォームワイヤ３を溶湯中
に連続的に通してアルミで被覆することにより、ワイヤ
３（複合部６ａ）が繊維とＡｌからなるため、ワイヤ自
身のアルミの外周が外層となる被覆用のアルミと溶け合
って一部一体化するので、ワイヤの外周にアルミが密着
強度高く接着して、複合部６ａが中心でアルミが外層の
構造の複合線６（例えば外径 2.4mmで繊維体積率12％の
アルミ充填率の高い複合線）が連続的に製造される。こ
の複合線６は、アルミが外層に配置されるため、撚線等
の製造工程中のプレフォーム（バラケないための加工）
を外層のアルミの塑性変形により達成することができ
る。よって、長尺の炭化ケイ素繊維により強化されると
共に送電線として満足する構造をもつ繊維強化複合線６
が得られることになる。
【００２８】また、複数のワイヤ３を溶湯中に通す際、
ガイド８を通過させることで、複数のワイヤ３をより確
実に複合線６の中心に配置することができる。そのガイ
ド８の内径は、複合線６の複合部６ａの外径と同じにな
るため、その内径を任意に変えることにより、所望の径
の複合部６ａを有する複合線６を製造することが可能と
なる。これにより、複合部６ａの外径が撚線工程におけ
る曲げ剛性（曲げやすさ）の点から非常に重要なパラメ
ータであり電線設計により最適な径を選定することがで
きる。また、外層のアルミの肉厚はダイス９の内径を変
えることにより、ある程度調節可能である。さらに、ダ
イス９を内径の異なるものと交換することにより任意の
外径の複合線６を製造することが可能である。
ガイド８を通過させることで、複数のワイヤ３をより確
実に複合線６の中心に配置することができる。そのガイ
ド８の内径は、複合線６の複合部６ａの外径と同じにな
るため、その内径を任意に変えることにより、所望の径
の複合部６ａを有する複合線６を製造することが可能と
なる。これにより、複合部６ａの外径が撚線工程におけ
る曲げ剛性（曲げやすさ）の点から非常に重要なパラメ
ータであり電線設計により最適な径を選定することがで
きる。また、外層のアルミの肉厚はダイス９の内径を変
えることにより、ある程度調節可能である。さらに、ダ
イス９を内径の異なるものと交換することにより任意の
外径の複合線６を製造することが可能である。
【００２９】さらに、ニップル５のワイヤ３の挿入穴４
をワイヤ１本毎に設けることにより、ワイヤ３間へのア
ルミの充填が容易になる。すなわち、複数本のワイヤ３
はニップルの５挿入穴４の配置に従い相互に所定の間隔
を隔ててから溶湯内に供給されるため、ワイヤ３間にア
ルミが十分に浸透されることになる。よって、図３に示
すような複合線６を製造する場合には、特にワイヤ３間
にアルミが隙間なく充填され、かつワイヤ３自身のアル
ミの外周が外層となる被覆用のアルミと溶け合って一部
一体化するので、密着強度高くアルミが被覆された複合
線６を製造することができる。
をワイヤ１本毎に設けることにより、ワイヤ３間へのア
ルミの充填が容易になる。すなわち、複数本のワイヤ３
はニップルの５挿入穴４の配置に従い相互に所定の間隔
を隔ててから溶湯内に供給されるため、ワイヤ３間にア
ルミが十分に浸透されることになる。よって、図３に示
すような複合線６を製造する場合には、特にワイヤ３間
にアルミが隙間なく充填され、かつワイヤ３自身のアル
ミの外周が外層となる被覆用のアルミと溶け合って一部
一体化するので、密着強度高くアルミが被覆された複合
線６を製造することができる。
【００３０】従って、送電線として軽量化、低弛度化、
増容量化が期待できる繊維強化複合線６を連続的に製造
することが可能となる。
増容量化が期待できる繊維強化複合線６を連続的に製造
することが可能となる。
【００３１】図４は本発明の繊維強化複合線の製造方法
を実施するためのディップフォーミング法による複合線
の製造装置の他の例を示す図である。
を実施するためのディップフォーミング法による複合線
の製造装置の他の例を示す図である。
【００３２】図４において、１０はアルミ又はアルミ合
金の溶湯槽を示し、この溶湯槽１０にはアルミ又はアル
ミ合金を溶融するヒータ１１が配設されている。
金の溶湯槽を示し、この溶湯槽１０にはアルミ又はアル
ミ合金を溶融するヒータ１１が配設されている。
【００３３】溶湯槽１０の溶湯面より下方の側部には上
下２段にノズル１２，１３が設けられ、これらノズル１
２，１３は実質的に溶湯槽が２つ設けられたことにな
る。各ノズル１２，１３には、ノズル１２，１３内の溶
湯の温度を測定する温度計１４，１５が配設されている
と共に、ノズル内の溶融の温度を各温度計１４，１５に
基づいて所定の温度に維持するように制御されるヒータ
１６，１７がそれぞれ配設されている。
下２段にノズル１２，１３が設けられ、これらノズル１
２，１３は実質的に溶湯槽が２つ設けられたことにな
る。各ノズル１２，１３には、ノズル１２，１３内の溶
湯の温度を測定する温度計１４，１５が配設されている
と共に、ノズル内の溶融の温度を各温度計１４，１５に
基づいて所定の温度に維持するように制御されるヒータ
１６，１７がそれぞれ配設されている。
【００３４】第１溶湯槽である下段のノズル１３は、図
４及び図５に示すように、複数のプリフォームワイヤ３
の束を一体化せしめるもので、ワイヤ３中のアルミがあ
る程度溶融しても良い溶融温度（例えば 680〜700 ℃）
にヒータ１７により維持されるようになっている。下段
のノズル１３の下部には、ワイヤ３の浸漬距離ｈを可変
できるようにワイヤ３の長手方向に沿って移動自在に形
成されていると共に、複合するプリフォームワイヤ３の
本数と同数の挿入穴１８を有する下段ニップル１９が設
けられている。その下段ニップル１９の挿入穴１８に
は、ワイヤ供給源７からの長尺ＳｉＣ繊維とアルミ又は
アルミ合金とからなるプリフォームワイヤ３が１本ずつ
挿入される。下段ノズル１３の上部には、ワイヤ束の外
径（図８に示すように複数のワイヤを束ねた際の外径ｄ
3 ）より小さい内径ｄ4 の下段ダイス２０が設けられて
いる。
４及び図５に示すように、複数のプリフォームワイヤ３
の束を一体化せしめるもので、ワイヤ３中のアルミがあ
る程度溶融しても良い溶融温度（例えば 680〜700 ℃）
にヒータ１７により維持されるようになっている。下段
のノズル１３の下部には、ワイヤ３の浸漬距離ｈを可変
できるようにワイヤ３の長手方向に沿って移動自在に形
成されていると共に、複合するプリフォームワイヤ３の
本数と同数の挿入穴１８を有する下段ニップル１９が設
けられている。その下段ニップル１９の挿入穴１８に
は、ワイヤ供給源７からの長尺ＳｉＣ繊維とアルミ又は
アルミ合金とからなるプリフォームワイヤ３が１本ずつ
挿入される。下段ノズル１３の上部には、ワイヤ束の外
径（図８に示すように複数のワイヤを束ねた際の外径ｄ
3 ）より小さい内径ｄ4 の下段ダイス２０が設けられて
いる。
【００３５】第２溶湯槽である上段のノズル１２は、図
４及び図６に示すように、下段のノズル１３で一体化し
たワイヤ２１に一定厚（例えば図７に示す複合線を製造
する場合にはｔ2 ）のアルミを被覆するもので、凝固に
よる被覆を行うため溶融しない程度の浸漬時間及び溶湯
温度（例えば 670〜680 ℃）に維持されるようになって
いる。上段のノズル１２の下部には、ワイヤ２１の浸漬
距離を可変できるようにワイヤ３の長手方向に沿って移
動自在なニップル（上段ニップル）２２が設けられてい
ると共に、上部には一体化したワイヤ２１の外径より大
きな内径ｄ5 のダイス（上段ダイス）２３が設けられて
いる。
４及び図６に示すように、下段のノズル１３で一体化し
たワイヤ２１に一定厚（例えば図７に示す複合線を製造
する場合にはｔ2 ）のアルミを被覆するもので、凝固に
よる被覆を行うため溶融しない程度の浸漬時間及び溶湯
温度（例えば 670〜680 ℃）に維持されるようになって
いる。上段のノズル１２の下部には、ワイヤ２１の浸漬
距離を可変できるようにワイヤ３の長手方向に沿って移
動自在なニップル（上段ニップル）２２が設けられてい
ると共に、上部には一体化したワイヤ２１の外径より大
きな内径ｄ5 のダイス（上段ダイス）２３が設けられて
いる。
【００３６】前記下段ニップル１９、下段ダイス２０、
上段ニップル２２及び上段ダイス２３は直線状に配置さ
れていると共に、下段と上段のノズル１３，１２の間
（下段ダイス２０と上段ニップル２２の間）には、不活
性ガスが供給されて不活性ガス雰囲気になる不活性ガス
路２４が設けられている。
上段ニップル２２及び上段ダイス２３は直線状に配置さ
れていると共に、下段と上段のノズル１３，１２の間
（下段ダイス２０と上段ニップル２２の間）には、不活
性ガスが供給されて不活性ガス雰囲気になる不活性ガス
路２４が設けられている。
【００３７】尚、本複合線の製造装置では、１つの溶湯
槽の側部に２つのノズルを設けて実質的に２つの溶湯槽
を形成したが、２つの別々の溶湯槽を用いるようにして
もよい。
槽の側部に２つのノズルを設けて実質的に２つの溶湯槽
を形成したが、２つの別々の溶湯槽を用いるようにして
もよい。
【００３８】さて、例えば図７に示すような複合線２５
を得るには、先ず長尺ＳｉＣ繊維とアルミ又はアルミ合
金とからなる所定の径（例えば外径 0.5mm）のプリフォ
ームワイヤ３を、所望の繊維体積率を得るために設定し
た本数（例とえば１３本）装着する。この装着は、複数
のワイヤ３を下段ニップル１９の挿入穴１８に１本ずつ
挿通する。そして、下段ダイス２０、不活性ガス路２
４、上段ニップル２２及び上段ダイス２３を通って引き
出されるようにする。
を得るには、先ず長尺ＳｉＣ繊維とアルミ又はアルミ合
金とからなる所定の径（例えば外径 0.5mm）のプリフォ
ームワイヤ３を、所望の繊維体積率を得るために設定し
た本数（例とえば１３本）装着する。この装着は、複数
のワイヤ３を下段ニップル１９の挿入穴１８に１本ずつ
挿通する。そして、下段ダイス２０、不活性ガス路２
４、上段ニップル２２及び上段ダイス２３を通って引き
出されるようにする。
【００３９】その後、溶湯槽１０内のアルミを加熱して
溶融し、下段ノズル１３内の溶湯の温度を例えば 680〜
700 ℃にすると共に、上段ノズル１２内の溶湯の温度を
例えば 670〜680 ℃に維持し、装着したワイヤ３を連続
的に上段ダイス２３から引き出す。
溶融し、下段ノズル１３内の溶湯の温度を例えば 680〜
700 ℃にすると共に、上段ノズル１２内の溶湯の温度を
例えば 670〜680 ℃に維持し、装着したワイヤ３を連続
的に上段ダイス２３から引き出す。
【００４０】これにより、ワイヤ供給源７からの複数の
プリフォームワイヤ３は下段ニップル１９から下段ノズ
ル１３に入り、ノズル１３内を通って下段ダイス２０に
至り、複数のワイヤ３の束が一体化された素線（ワイヤ
２１）が製造される。この際、下段ダイス２３として、
ワイヤ束の外径ｄ3 より小さい内径ｄ4 のダイスを用い
ることにより、ワイヤ間に隙間がなくなるので、強度が
向上した一体化素線を製造することができる。
プリフォームワイヤ３は下段ニップル１９から下段ノズ
ル１３に入り、ノズル１３内を通って下段ダイス２０に
至り、複数のワイヤ３の束が一体化された素線（ワイヤ
２１）が製造される。この際、下段ダイス２３として、
ワイヤ束の外径ｄ3 より小さい内径ｄ4 のダイスを用い
ることにより、ワイヤ間に隙間がなくなるので、強度が
向上した一体化素線を製造することができる。
【００４１】一体化したワイヤ２１は、下段ダイス２０
から不活性雰囲気中の不活性ガス路２４を通って上段ニ
ップル２２から上段ノズル１２内に入る。そして、ノズ
ル１２内を通って上段ダイス２３に至り、その外側に所
定厚ｔ2 のアルミが被覆され、図７に示すような最終素
線（複合線２５）となってノズル１２から引き出され
る。例えば、下段ノズル１３内の溶湯の温度を 680〜70
0 ℃、上段ノズル１２内の溶湯んｐ温度 670〜680 ℃、
下段ノズル１３内での浸漬距離を20mmにすることによ
り、外径 2.0mmで繊維体積率17％の複合線が製造可能で
ある。
から不活性雰囲気中の不活性ガス路２４を通って上段ニ
ップル２２から上段ノズル１２内に入る。そして、ノズ
ル１２内を通って上段ダイス２３に至り、その外側に所
定厚ｔ2 のアルミが被覆され、図７に示すような最終素
線（複合線２５）となってノズル１２から引き出され
る。例えば、下段ノズル１３内の溶湯の温度を 680〜70
0 ℃、上段ノズル１２内の溶湯んｐ温度 670〜680 ℃、
下段ノズル１３内での浸漬距離を20mmにすることによ
り、外径 2.0mmで繊維体積率17％の複合線が製造可能で
ある。
【００４２】このように、２つの異なる溶湯槽（ノズル
１２，１３）を有したデイップフォーミング法による製
造装置を用いて、プリフォームワイヤ３を溶湯中に連続
的に通してアルミ又はアルミ合金で被覆するため、ワイ
ヤ自身のアルミの外周が外層となる被覆用アルミと溶け
合って一部一体化するので、ワイヤ３の外周にアルミが
密着強度高く接着して、複合部が中心でアルミが外層の
構造の複合線２５が連続的に製造される。よって、長尺
の炭化ケイ素繊維により強化されると共に送電線として
満足する構造をもつ繊維強化複合線２５が得られること
になる。
１２，１３）を有したデイップフォーミング法による製
造装置を用いて、プリフォームワイヤ３を溶湯中に連続
的に通してアルミ又はアルミ合金で被覆するため、ワイ
ヤ自身のアルミの外周が外層となる被覆用アルミと溶け
合って一部一体化するので、ワイヤ３の外周にアルミが
密着強度高く接着して、複合部が中心でアルミが外層の
構造の複合線２５が連続的に製造される。よって、長尺
の炭化ケイ素繊維により強化されると共に送電線として
満足する構造をもつ繊維強化複合線２５が得られること
になる。
【００４３】また、複数のワイヤ３を下段ノズル１３を
通して一体化するため、複合部（ワイヤ束）の径が小さ
くなる。すなわち、複数のワイヤ３を単に束ねるだけで
は図８に示すようにワイヤ束の外径はｄ3 となるが、そ
のワイヤ束を一体化することで図７に示すようにワイヤ
束の外径を小さくすることができ、かつそれに伴い外層
のアルミの厚さもｔ3 からｔ2 へと厚くなるので、撚線
時のプレフォームがより容易となる。
通して一体化するため、複合部（ワイヤ束）の径が小さ
くなる。すなわち、複数のワイヤ３を単に束ねるだけで
は図８に示すようにワイヤ束の外径はｄ3 となるが、そ
のワイヤ束を一体化することで図７に示すようにワイヤ
束の外径を小さくすることができ、かつそれに伴い外層
のアルミの厚さもｔ3 からｔ2 へと厚くなるので、撚線
時のプレフォームがより容易となる。
【００４４】さらに、ワイヤ３の本数、ニップル１９，
２２、ダイス２０，２３を変えることにより、任意の繊
維体積率及び外径を有する複合線を製造することが可能
となる。
２２、ダイス２０，２３を変えることにより、任意の繊
維体積率及び外径を有する複合線を製造することが可能
となる。
【００４５】従って、送電線として軽量化、低弛度化、
増容量化が期待できる繊維強化複合線２５を連続的に製
造することが可能となる。
増容量化が期待できる繊維強化複合線２５を連続的に製
造することが可能となる。
【００４６】また、前述の２つの複合線の製造装置を用
いることにより、本出願人が先に提案した図９及び図１
０に示す複合線３０を製造することができる。この複合
線３０は、図示するように、長尺炭化ケイ素繊維３１が
中心部でその外周に短尺繊維又はウイスカー３２を配設
した中心部複合線３３の外周に、アルミ又はアルミ合金
のアルミ層３４を設けた複合線であり、中心部複合線３
３を製造装置のニップルからアルミの溶湯中に通すこと
により、その外周にアルミを被覆することが可能とな
る。
いることにより、本出願人が先に提案した図９及び図１
０に示す複合線３０を製造することができる。この複合
線３０は、図示するように、長尺炭化ケイ素繊維３１が
中心部でその外周に短尺繊維又はウイスカー３２を配設
した中心部複合線３３の外周に、アルミ又はアルミ合金
のアルミ層３４を設けた複合線であり、中心部複合線３
３を製造装置のニップルからアルミの溶湯中に通すこと
により、その外周にアルミを被覆することが可能とな
る。
【００４７】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば次のような
効果を奏する。
効果を奏する。
【００４８】(1) プリフォームワイヤを溶湯中に連続的
に通してアルミ又はアルミ合金で被覆するので、撚線等
の製造工程中のプレフォームが容易の構造をもつ繊維強
化複合線が得られる。
に通してアルミ又はアルミ合金で被覆するので、撚線等
の製造工程中のプレフォームが容易の構造をもつ繊維強
化複合線が得られる。
【００４９】(2) 複数のプリフォームワイヤを溶湯中に
通す際、ガイドを通過させることで、複数のワイヤから
なる複合部をより確実に中心に配置することができる。
通す際、ガイドを通過させることで、複数のワイヤから
なる複合部をより確実に中心に配置することができる。
【００５０】(3) プリフォームワイヤを２つの溶湯槽を
通すことで、ワイヤの形状や外層のアルミの形状を任意
に代えた構造の複合線を製造することができる。
通すことで、ワイヤの形状や外層のアルミの形状を任意
に代えた構造の複合線を製造することができる。
【００５１】(4) 複数のプリフォームワイヤを第１溶湯
槽を通過させて再溶融して一体化し、その後、これを第
２溶湯槽を通過させることで、複合部（中心部）の径を
小さくできると共に外層のアルミの肉厚を大きくするこ
とができ、よりプレフォームが容易の構造の繊維強化複
合線が得られる。
槽を通過させて再溶融して一体化し、その後、これを第
２溶湯槽を通過させることで、複合部（中心部）の径を
小さくできると共に外層のアルミの肉厚を大きくするこ
とができ、よりプレフォームが容易の構造の繊維強化複
合線が得られる。
【図１】本発明の方法を実施するための複合線の製造装
置の一例を示す概略断面図である。
置の一例を示す概略断面図である。
【図２】複合線の一例を示す断面図である。
【図３】複合線の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明の方法を実施するための複合線の製造装
置の他の例を示す概略断面図である。
置の他の例を示す概略断面図である。
【図５】図４に示す製造装置の下段のノズルの状態を示
す断面図である。
す断面図である。
【図６】図４に示す製造装置の上段のノズルの状態を示
す断面図である。
す断面図である。
【図７】複合線の他の例を示す断面図である。
【図８】複合線の他の例を示す断面図である。
【図９】本出願人が先に提案した複合線の横断面であ
る。
る。
【図１０】図９中Ａ−Ａ線矢視断面図である。
１ 溶湯槽 ３ プリフォームワイヤ ６ 複合線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 洋光 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 窪川 弘 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 長尺繊維とアルミ又はアルミ合金とから
なるプリフォームワイヤ１本又は複数本を芯線とし、こ
れをアルミ又はアルミ合金の溶湯中に連続的に通してア
ルミ又はアルミ合金で被覆し、複合線を製造することを
特徴とする繊維強化複合線の製造方法。 - 【請求項２】 長尺繊維とアルミ又はアルミ合金とから
なるプリフォームワイヤ複数本を芯線とし、これをアル
ミ又はアルミ合金の溶湯中に通すと共にその溶湯中に備
えられたワイヤ束の径を絞るガイドを通過させてアルミ
又はアルミ合金で被覆し、複合線を製造することを特徴
とする繊維強化複合線の製造方法。 - 【請求項３】 長尺繊維とアルミ又はアルミ合金とから
なるプリフォームワイヤ１本又は複数本を芯線とし、こ
れをアルミ又はアルミ合金の２つの溶湯槽を通してアル
ミ又はアルミ合金で被覆し、複合線を製造することを特
徴とする繊維強化複合線の製造方法。 - 【請求項４】 長尺繊維とアルミ又はアルミ合金とから
なるプリフォームワイヤ複数本を芯線とし、これをアル
ミ又はアルミ合金の第１溶湯槽を通過させて複数本のプ
リフォームワイヤを再溶融して一体化し、その後、これ
を第２溶湯槽を通過させてアルミ又はアルミ合金で被覆
し、複合線を製造することを特徴とする繊維強化複合線
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25167993A JPH07105761A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 繊維強化複合線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25167993A JPH07105761A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 繊維強化複合線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07105761A true JPH07105761A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17226404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25167993A Pending JPH07105761A (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 繊維強化複合線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105761A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997000976A1 (en) * | 1995-06-21 | 1997-01-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Fiber reinforced aluminum matrix composite |
| WO2002006549A1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-24 | 3M Innovative Properties Company | Metal matrix composite wires, cables, and method |
| WO2002006552A1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-24 | 3M Innovative Properties Company | Metal matrix composite wires, cables, and method |
| US6576844B1 (en) | 1999-09-30 | 2003-06-10 | Yazaki Corporation | High-strength light-weight conductor and twisted and compressed conductor |
| US6692842B2 (en) | 2000-07-14 | 2004-02-17 | 3M Innovative Properties Company | Aluminum matrix composite wires, cables, and method |
| CN104517673A (zh) * | 2013-10-08 | 2015-04-15 | 国家电网公司 | 碳纤维复合材料芯导线及制备方法 |
-
1993
- 1993-10-07 JP JP25167993A patent/JPH07105761A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997000976A1 (en) * | 1995-06-21 | 1997-01-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Fiber reinforced aluminum matrix composite |
| KR100420198B1 (ko) * | 1995-06-21 | 2004-07-23 | 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니 | 섬유강화형 알루미늄 모재 복합재료 |
| US6576844B1 (en) | 1999-09-30 | 2003-06-10 | Yazaki Corporation | High-strength light-weight conductor and twisted and compressed conductor |
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| US6692842B2 (en) | 2000-07-14 | 2004-02-17 | 3M Innovative Properties Company | Aluminum matrix composite wires, cables, and method |
| US6723451B1 (en) | 2000-07-14 | 2004-04-20 | 3M Innovative Properties Company | Aluminum matrix composite wires, cables, and method |
| US6796365B1 (en) | 2000-07-14 | 2004-09-28 | 3M Innovative Properties Company | Method of making aluminum matrix composite wire |
| US6913838B2 (en) | 2000-07-14 | 2005-07-05 | 3M Innovative Properties Company | Aluminum matrix composite wire |
| KR100770817B1 (ko) * | 2000-07-14 | 2007-10-26 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 | 금속 기지 복합 와이어, 케이블 및 방법 |
| KR100780975B1 (ko) * | 2000-07-14 | 2007-11-29 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 | 금속 기지 복합 와이어, 케이블 및 방법 |
| CN104517673A (zh) * | 2013-10-08 | 2015-04-15 | 国家电网公司 | 碳纤维复合材料芯导线及制备方法 |
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