JP2006172838A - Low thermal expansion linear body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低熱膨張線状体に関するものである。 The present invention relates to a low thermal expansion linear body.
従来、本願発明者らは低熱膨張線状体として、正の線膨張特性を持つ導電性材料と負の線膨張特性を持つ有機材料との複合構造化を図り、熱膨張を極力抑えることができる低熱膨張線状体を提案している(下記特許文献1参照)。
しかしながら、従来の低熱膨張線状体においては、その構成に工夫を要し、かつ高価にならざるを得ないといった問題があった。 However, the conventional low thermal expansion linear body has a problem that it requires a device for its configuration and is inevitably expensive.
本発明は、上記状況に鑑みて、より簡便であり、かつ低価格な低熱膨張線状体を提供することを目的とする。 In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a low thermal expansion linear body that is simpler and less expensive.
本発明は、上記目的を達成するために、
〔1〕低熱膨張線状体において、(a)長さ方向に溝が形成される正の熱膨張係数の導電性線状体と、(b)前記溝に配置され、前記正の熱膨張係数の導電性線状体より低い正の低熱膨張係数乃至負の熱膨張係数の線状体とを具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides
[1] In the low thermal expansion linear body, (a) a conductive linear body having a positive thermal expansion coefficient in which a groove is formed in the length direction, and (b) the positive thermal expansion coefficient disposed in the groove. A linear body having a positive low thermal expansion coefficient or a negative thermal expansion coefficient lower than that of the conductive linear body.
〔2〕上記〔1〕記載の低熱膨張線状体において、前記溝を複数形成し、該複数の溝の全てに前記線状体を挿入することを特徴とする。 [2] The low thermal expansion linear body according to [1], wherein a plurality of the grooves are formed, and the linear body is inserted into all of the plurality of grooves.
〔3〕上記〔2〕記載の低熱膨張線状体において、前記複数の溝を前記導電性線状体の中心線に対して対称に形成することを特徴とする。 [3] The low thermal expansion linear body according to [2], wherein the plurality of grooves are formed symmetrically with respect to a center line of the conductive linear body.
〔4〕上記〔1〕記載の低熱膨張線状体において、前記溝の形状がU字型又はV字型であることを特徴とする。 [4] The low thermal expansion linear body according to [1], wherein the groove has a U-shape or a V-shape.
〔5〕上記〔1〕記載の低熱膨張線状体において、少なくとも表面の一部には金属の導電性材料が形成されていることを特徴とする。 [5] The low thermal expansion linear body according to [1] above, wherein a metal conductive material is formed on at least a part of the surface.
〔6〕上記〔1〕記載の低熱膨張線状体において、前記導電性線状体は金属棒であることを特徴とする。 [6] The low thermal expansion linear body according to [1], wherein the conductive linear body is a metal rod.
〔7〕上記〔1〕記載の低熱膨張線状体において、前記(b)における線状体はザイロンからなることを特徴とする。 [7] The low thermal expansion linear body according to the above [1], wherein the linear body in (b) is made of Zylon.
〔8〕上記〔1〕記載の低熱膨張線状体において、前記(b)における線状体はダイニーマからなることを特徴とする。 [8] The low thermal expansion linear body according to [1], wherein the linear body in (b) is made of a dyneema.
本発明によれば、低熱膨張線状体の構成をより簡便にし、かつ低価格化を図ることができる。 According to the present invention, the configuration of the low thermal expansion linear body can be simplified and the cost can be reduced.
また、正の熱膨張係数の導電性線状体に形成した溝内に繊維を外から連続的に一様に押し込むことが可能であり、溝内の繊維(ヤーンプリプレグ)を接着時に押さえ続けることが可能な構造とすることにより、接着性が向上し、繊維密度を向上させた低熱膨張線状体を得ることが可能になり、低熱膨張の効果をより引き出しつつ表面に導電層を確保することができる。 In addition, it is possible to push the fiber continuously into the groove formed in the conductive linear body having a positive thermal expansion coefficient from the outside, and keep pressing the fiber (yarn prepreg) in the groove at the time of bonding. It is possible to obtain a low thermal expansion linear body with improved adhesion and improved fiber density, and a conductive layer is secured on the surface while drawing out the effect of low thermal expansion. Can do.
本発明の低熱膨張線状体は、長さ方向に溝が形成される正の熱膨張係数の導電性線状体と、前記溝に挿入され、前記正の熱膨張係数の導電性線状体より低い正の低熱膨張係数乃至負の熱膨張係数の線状体とを具備する。よって、構成がより簡便で、かつ低価格な低熱膨張線状体を提供することができる。 The low thermal expansion linear body of the present invention includes a conductive linear body having a positive thermal expansion coefficient in which a groove is formed in a length direction, and a conductive linear body having a positive thermal expansion coefficient that is inserted into the groove. A linear body having a lower positive low thermal expansion coefficient or a negative thermal expansion coefficient. Therefore, it is possible to provide a low thermal expansion linear body having a simpler configuration and lower cost.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
図1は本発明の実施例を示す低熱膨張線状体の分解斜視図、図2はその低熱膨張線状体の正の熱膨張係数の導電性線状体の断面図、図3はその低熱膨張線状体の断面図、図4はその低熱膨張線状体の斜視図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view of a low thermal expansion linear body according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a conductive linear body having a positive thermal expansion coefficient of the low thermal expansion linear body, and FIG. FIG. 4 is a perspective view of the low thermal expansion linear body.
これらの図において、1は正の熱膨張係数の導電性線状体(例えば、銅棒)、2はその導電性線状体1に長さ方向に形成された溝(ここでは4本のU字型溝)、3はその溝2に挿入されるロッド状の負の熱膨張係数の線状体(例えば、東洋紡製のPBO繊維であるザイロン)である。通常は、溝2の中に接着剤を塗布して、その接着剤によって線状体3を固定するようにする。ただし、接着剤を用いることなく、強嵌合により固定するようにしてもよい。
In these drawings, 1 is a conductive linear body (for example, a copper rod) having a positive thermal expansion coefficient, and 2 is a groove (here, four U-shaped grooves) formed in the conductive
なお、上記実施例では、負の熱膨張係数の線状体3として、ロッド状のザイロンを示したが、これに代えて、ヤーンプリプレグ、シートプリプレグを巻く繊維などでもよい。
In the above embodiment, a rod-shaped xylon is shown as the
因みに、図2において、銅棒1の直径Xは16.93mm、銅棒1の直径Yは16.93mm、溝の幅は5.18〜5.25mm、溝の深さは4.86〜5.56mm、丸みRは2.5〜2.6である。
In FIG. 2, the diameter X of the
また、上記した導電性線状体1に複数の溝2を配置する場合には、熱収縮量のバランスが良くなるように、導電性線状体1の中心線に対して対称になるように形成するのが望ましい。
Further, when a plurality of
なお、負の線膨張係数を持つ線状体3の新材料としては、超高分子量ポリエチレン繊維「ダイニーマ」やPBO繊維「ザイロン」などが上げられる。
In addition, as a new material of the
特に、ザイロンは、室温付近での線膨張係数が−6×10-6/K程度の負の膨張を示し、高強力、高弾性率で耐衝撃性が高い、比重が小さいなどの特性も持つ有機系材料である。ザイロンの諸特性を表1にまとめる。 In particular, xylon exhibits a negative expansion with a linear expansion coefficient of around -6 × 10 -6 / K near room temperature, and has characteristics such as high strength, high elastic modulus, high impact resistance, and low specific gravity. It is an organic material. Table 1 summarizes the characteristics of Zylon.
なお、導電性線状体に形成される溝は、図5に示すように、導電性線状体11に1本の溝12を形成し、そこに1本の線状体13を挿入するようにしてもよい。また、図6に示すように、導電性線状体21に2本の溝22を形成し、そこに2本の線状体23を挿入するようにしてもよい。この2本の溝22の場合にも、導電性線状体21の中心線に対して対称になるように形成するのが望ましい。
In addition, as shown in FIG. 5, the groove | channel formed in a conductive linear body forms the one groove |
なお、上記実施例では、負の熱膨張係数の線状体を用いるように説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、低熱膨張係数の線状体であれば、負の熱膨張係数を有するものでなくともよい。かかる低い熱膨張係数の線状体としては、インバーなどの金属体やカーボンなどを挙げることができる。ただし、低熱膨張係数の線状体の熱膨張係数が導電性線状体の熱膨張係数より小さいことが成立することを条件とする。 In the above embodiment, the linear body having a negative thermal expansion coefficient has been described. However, the present invention is not limited thereto, and a linear body having a low thermal expansion coefficient may have a negative thermal expansion. It does not have to have a coefficient. Examples of such a linear body having a low coefficient of thermal expansion include metal bodies such as invar, carbon, and the like. However, it is a condition that the thermal expansion coefficient of the linear body having a low thermal expansion coefficient is smaller than the thermal expansion coefficient of the conductive linear body.
また、溝の形状はU字型にかえてV字型などであってもよい。さらに、目的に合わせてその他各種形状の溝を形成してもよい。また、銅のような導電性線状体の一部に隙間を設け、そこから負の熱膨張係数の線状体としての繊維(ヤーンプリプレグ)を連続して押し込むことができる形状であってもよい。 Further, the shape of the groove may be V-shaped instead of U-shaped. Furthermore, you may form the groove | channel of other various shapes according to the objective. Moreover, even if it has a shape in which a gap is provided in a part of a conductive linear body such as copper and fibers (yarn prepreg) as a linear body having a negative thermal expansion coefficient can be continuously pushed in from there. Good.
更に、かかる低熱膨張線状体をトロリ線に用いるような場合には、導電性線状体1の少なくともその表面には、金属の導電性材料が形成され、十分なる集電機能を果たすようにすることが重要である。
Further, when such a low thermal expansion linear body is used for a trolley wire, a metal conductive material is formed on at least the surface of the conductive
図7は本発明の他の実施例を示す低熱膨張線状体(その1)の断面図、図8はその低熱膨張線状体(その2)の断面図、図9はその低熱膨張線状体(その3)の断面図である。 7 is a sectional view of a low thermal expansion linear body (part 1) showing another embodiment of the present invention, FIG. 8 is a sectional view of the low thermal expansion linear body (part 2), and FIG. 9 is a low thermal expansion linear body thereof. It is sectional drawing of a body (the 3).
この実施例では、図7に示すように、導電性線状体31に4本のU字型溝32を形成し、この4本の溝32内にヤーンプリプレグ(負の熱膨張係数の線状体)33を充填するようにして、低熱膨張線状体を形成するようにしている。つまり、ザイロン繊維にエポキシ樹脂を含浸した半硬化状態のヤーンプリプレグを導電性線状体31の4本の溝32の中に充填し、ヤーンプリプレグに含浸されているエポキシ樹脂を加熱硬化させて複合化する。
In this embodiment, as shown in FIG. 7, four
また、図8に示すように、導電性線状体41に1本のU字型溝42を形成し、この1本の溝42内にヤーンプリプレグ(負の熱膨張係数の線状体)43を充填したり、図9に示すように、導電性線状体51に2本のU字型溝52を形成し、この2本の溝52内にヤーンプリプレグ(負の熱膨張係数の線状体)53を充填するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 8, one U-shaped groove 42 is formed in the conductive
このように構成したので、溝内に繊維(ヤーンプリプレグ)を外から連続的に一様に押し込むことが可能であり、溝内の繊維を接着時に押さえ続けることが可能な構造とすることにより、接着性が向上し、低熱膨張特性を持つ繊維の密度を上げられた低熱膨張線状体を得ることが可能となり、低熱膨張の効果をより引き出しつつ表面に導電層を確保することができる。 Since it is configured in this way, it is possible to continuously and uniformly push the fiber (yarn prepreg) into the groove from the outside, and by making a structure that can keep pressing the fiber in the groove during bonding, It is possible to obtain a low thermal expansion linear body with improved adhesion and increased density of fibers having low thermal expansion characteristics, and a conductive layer can be secured on the surface while further exerting the effect of low thermal expansion.
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。 In addition, this invention is not limited to the said Example, Based on the meaning of this invention, a various deformation | transformation is possible and these are not excluded from the scope of the present invention.
本発明の低熱膨張線状体は、熱膨張を極力抑えることができるため、鉄道車両への給電を行うためのトロリ線に好適である。 Since the low thermal expansion linear body of the present invention can suppress thermal expansion as much as possible, it is suitable for a trolley wire for supplying power to a railway vehicle.
1,11,21,31,41,51 正の熱膨張係数の導電性線状体
2,12,22,32,42,52 溝
3,13,23 ロッド状の負の熱膨張係数の線状体
33,43,53 ヤーンプリプレグ(負の熱膨張係数の線状体)
1,11,21,31,41,51 Conductive linear body with positive
Claims (8)
(b)前記溝に配置され、前記正の熱膨張係数の導電性線状体より低い正の低熱膨張係数乃至負の熱膨張係数の線状体とを具備することを特徴とする低熱膨張線状体。 (A) a conductive linear body having a positive coefficient of thermal expansion in which grooves are formed in the length direction;
(B) A low thermal expansion line comprising a linear body having a positive low thermal expansion coefficient or a negative thermal expansion coefficient which is disposed in the groove and lower than the conductive linear body having a positive thermal expansion coefficient. The state.
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