JP3351023B2 - 吊架線 - Google Patents
吊架線Info
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- JP3351023B2 JP3351023B2 JP12547193A JP12547193A JP3351023B2 JP 3351023 B2 JP3351023 B2 JP 3351023B2 JP 12547193 A JP12547193 A JP 12547193A JP 12547193 A JP12547193 A JP 12547193A JP 3351023 B2 JP3351023 B2 JP 3351023B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高温クリープ特性に
優れた電気鉄道の吊架線に関するものである。
優れた電気鉄道の吊架線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気鉄道における架線は、電気鉄道車に
電力を供給するトロリ線、供給電力の不足を補給しかつ
トロリ線を空中で支えるための吊架線およびき電線で構
成されている。
電力を供給するトロリ線、供給電力の不足を補給しかつ
トロリ線を空中で支えるための吊架線およびき電線で構
成されている。
【０００３】吊架線は上述のようにトロリ線を空中で支
えかつトロリ線に不足電力を補供する必要から、高導電
性（７５％ＩＡＣＳ以上）および高強度（６０kgf/mm2
以上）の特性が要求されている。従来の吊架線には硬銅
線の撚線が用いられていたが、近年、Ｃｒ：０．３〜
１．５％、Ｚｒ：０．１〜０．５％を含有し、残りが実
質的にＣｕからなる組成の銅合金線を撚った吊架線も提
案されている（特公昭６３−３９３６号公報参照）。
えかつトロリ線に不足電力を補供する必要から、高導電
性（７５％ＩＡＣＳ以上）および高強度（６０kgf/mm2
以上）の特性が要求されている。従来の吊架線には硬銅
線の撚線が用いられていたが、近年、Ｃｒ：０．３〜
１．５％、Ｚｒ：０．１〜０．５％を含有し、残りが実
質的にＣｕからなる組成の銅合金線を撚った吊架線も提
案されている（特公昭６３−３９３６号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来銅
トロリ線と硬銅線撚線の吊架線で構成されていた架線系
のうち、近年同じ断面積の鋼芯銅トロリ線が使用され、
トロリ線自体の電力供給能力が減少し、その不足分の電
力供給量を従来以上に（約６０％増し）吊架線に負担さ
せる処置がとられるようになった。また近年電気鉄道車
の一列車当りの電力使用量が増大し、それら列車本数も
増加した。一方、電気鉄道車はますます高速化している
関係で、波動伝播速度の関係から、電気鉄道車が安定的
にトロリ線から集電出来るようにするため、架線径全体
の軽量化が要求されており、吊架線も例えば、直径４．
３mmの細線７本から直径３．７mmの細線７本といった細
径化されるようになった。従って吊架線には今まで以上
に電流が流れるため、その発熱量はますます増大した。
そこで吊架線材料には、この対策として引張り強さに優
れ、しかも２００℃あるいは３００℃までの耐熱クリー
ブ特性に優れた特性が要求された。吊架線は、端末を約
１０００kgの重りを、垂直に懸垂し、その張力で張って
いるが、電気鉄道車が通過した場合など、この端末部に
繰り返し曲げ応力がかかり、これが何万回繰り返された
場合、この部分で破断するといったようなことが発生す
る。この部分に対して吊架線には９０°繰り返し曲げ特
性に優れるといった特性も要求されている。
トロリ線と硬銅線撚線の吊架線で構成されていた架線系
のうち、近年同じ断面積の鋼芯銅トロリ線が使用され、
トロリ線自体の電力供給能力が減少し、その不足分の電
力供給量を従来以上に（約６０％増し）吊架線に負担さ
せる処置がとられるようになった。また近年電気鉄道車
の一列車当りの電力使用量が増大し、それら列車本数も
増加した。一方、電気鉄道車はますます高速化している
関係で、波動伝播速度の関係から、電気鉄道車が安定的
にトロリ線から集電出来るようにするため、架線径全体
の軽量化が要求されており、吊架線も例えば、直径４．
３mmの細線７本から直径３．７mmの細線７本といった細
径化されるようになった。従って吊架線には今まで以上
に電流が流れるため、その発熱量はますます増大した。
そこで吊架線材料には、この対策として引張り強さに優
れ、しかも２００℃あるいは３００℃までの耐熱クリー
ブ特性に優れた特性が要求された。吊架線は、端末を約
１０００kgの重りを、垂直に懸垂し、その張力で張って
いるが、電気鉄道車が通過した場合など、この端末部に
繰り返し曲げ応力がかかり、これが何万回繰り返された
場合、この部分で破断するといったようなことが発生す
る。この部分に対して吊架線には９０°繰り返し曲げ特
性に優れるといった特性も要求されている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
かかる要求をみたすことのできる銅合金製吊架線を開発
すべく研究を行っていたところ、従来のＣｒおよびＺｒ
を含有する銅合金に含まれる酸素を１０ppm 以下にした
銅合金からなる吊架線は高温環境下において張られてい
ても破断することがなく、導電性にも優れているという
研究結果を得られたのである。
かかる要求をみたすことのできる銅合金製吊架線を開発
すべく研究を行っていたところ、従来のＣｒおよびＺｒ
を含有する銅合金に含まれる酸素を１０ppm 以下にした
銅合金からなる吊架線は高温環境下において張られてい
ても破断することがなく、導電性にも優れているという
研究結果を得られたのである。
【０００６】この発明は、かかる研究結果にもとづいて
なされたものであって、質量％で（以下、％は質量％を
示す）、Ｃｒ：０．１５〜１％、Ｚｒ：０．０１〜０．
３％、酸素：１０ppm 以下を含有し、残りがＣｕおよび
不可避不純物からなる組成の銅合金線からなる吊架線に
特徴を有するものである。
なされたものであって、質量％で（以下、％は質量％を
示す）、Ｃｒ：０．１５〜１％、Ｚｒ：０．０１〜０．
３％、酸素：１０ppm 以下を含有し、残りがＣｕおよび
不可避不純物からなる組成の銅合金線からなる吊架線に
特徴を有するものである。
【０００７】この発明の吊架線を構成する銅合金線の成
分組成を上記の如く限定した理由は、Ｃｒが１％を越え
て含有されてもまたＺｒが０．３％を越えて含有されて
も熱間加工性が低下して線材に加工することが難しくな
り、一方、Ｃｒが０．１５％未満であってもまたＺｒが
０．０１％未満であっても所望の引張り強さが得られな
い。
分組成を上記の如く限定した理由は、Ｃｒが１％を越え
て含有されてもまたＺｒが０．３％を越えて含有されて
も熱間加工性が低下して線材に加工することが難しくな
り、一方、Ｃｒが０．１５％未満であってもまたＺｒが
０．０１％未満であっても所望の引張り強さが得られな
い。
【０００８】また、酸素は１０ppm を越えて含有すると
２００℃以上の高温クリープ強度が得られないところか
ら酸素含有量は１０ppm 以下に定めた。
２００℃以上の高温クリープ強度が得られないところか
ら酸素含有量は１０ppm 以下に定めた。
【０００９】
【実施例】原料として酸素含有量：２０ppm の電気銅を
用意し、この電気銅を黒鉛るつぼに装入し、Ａｒガス雰
囲気中にて溶解し、溶銅温度が１２００℃になった時点
で約１０ｌ／分の流量のＣＯガスを黒鉛ノズルを通して
吹込み、１０分間続けて吹込んだのち、上記黒鉛ノズル
を通してＣｕ2 Ｏ粉末を１０００ｇ瞬間的に吹込み、さ
らに上記ＣＯガスを１０分間続けて吹込むことによりＯ
2 ：１０ppm 以下の極低酸素銅溶湯を作製し、この溶湯
中にＣｒを添加し、さらにＺｒを添加攪拌し、ついで得
られた銅合金溶湯を金型に鋳込んで直径：２５０mm、長
さ：３ｍの寸法を有し、表１に示される成分組成の円柱
状銅合金鋳塊を得た。
用意し、この電気銅を黒鉛るつぼに装入し、Ａｒガス雰
囲気中にて溶解し、溶銅温度が１２００℃になった時点
で約１０ｌ／分の流量のＣＯガスを黒鉛ノズルを通して
吹込み、１０分間続けて吹込んだのち、上記黒鉛ノズル
を通してＣｕ2 Ｏ粉末を１０００ｇ瞬間的に吹込み、さ
らに上記ＣＯガスを１０分間続けて吹込むことによりＯ
2 ：１０ppm 以下の極低酸素銅溶湯を作製し、この溶湯
中にＣｒを添加し、さらにＺｒを添加攪拌し、ついで得
られた銅合金溶湯を金型に鋳込んで直径：２５０mm、長
さ：３ｍの寸法を有し、表１に示される成分組成の円柱
状銅合金鋳塊を得た。
【００１０】この円柱状銅合金鋳塊を熱間圧延すること
により直径：１８mmの線材を製造し、コイル状に巻き取
ったのち９５０℃、３０分間加熱し、これを水冷するこ
とにより溶体化処理を施し、冷間引抜きして直径：１３
mmの線材とし、これをコイル状に巻き取った。
により直径：１８mmの線材を製造し、コイル状に巻き取
ったのち９５０℃、３０分間加熱し、これを水冷するこ
とにより溶体化処理を施し、冷間引抜きして直径：１３
mmの線材とし、これをコイル状に巻き取った。
【００１１】このコイル状に巻き取った線材を還元雰囲
気中、４７０℃、２時間保持の条件で析出時効処理を施
したのち、直径：４．３mmの線材になるように冷間引抜
き加工し、これをコイル状に巻き取ったのち、還元雰囲
気中、温度：４６０℃、２時間保持の条件で再び析出時
効処理し、上記直径：４．３mmの線材を７本をピッチ１
５０mm、導体外径：１２．９５mmで撚線し、本発明吊架
線１〜５を製造した。一方、表１に示される成分組成の
従来吊架線も用意した。本発明吊架線１〜５および従来
吊架線について、常温での引張り強さ、０．２％耐力、
伸びおよび導電率を測定し、さらに、Ｎ2 ガス雰囲気
中、温度：２００℃および３００℃において、表２に示
される時間保持の条件で高温クリープラプチャー試験を
行ない、破断に至るまでの時間を測定し、その結果を表
２に示した。さらに、本発明吊架線１〜５および従来吊
架線について、繰り返し曲げ試験を行ない、破断するま
での曲げ回数を測定し、その結果も表２に示した。な
お、上記繰り返し曲げ試験は、曲げの内側半径を線径の
２．５倍とし、曲げ方向は垂直の位置から９０°曲げた
のち元の位置にもどし、これを１回とし、つぎに反対方
向へ９０°曲げたのち、元の位置にもどし、これを２回
とし、これを繰り返すことにより行った。
気中、４７０℃、２時間保持の条件で析出時効処理を施
したのち、直径：４．３mmの線材になるように冷間引抜
き加工し、これをコイル状に巻き取ったのち、還元雰囲
気中、温度：４６０℃、２時間保持の条件で再び析出時
効処理し、上記直径：４．３mmの線材を７本をピッチ１
５０mm、導体外径：１２．９５mmで撚線し、本発明吊架
線１〜５を製造した。一方、表１に示される成分組成の
従来吊架線も用意した。本発明吊架線１〜５および従来
吊架線について、常温での引張り強さ、０．２％耐力、
伸びおよび導電率を測定し、さらに、Ｎ2 ガス雰囲気
中、温度：２００℃および３００℃において、表２に示
される時間保持の条件で高温クリープラプチャー試験を
行ない、破断に至るまでの時間を測定し、その結果を表
２に示した。さらに、本発明吊架線１〜５および従来吊
架線について、繰り返し曲げ試験を行ない、破断するま
での曲げ回数を測定し、その結果も表２に示した。な
お、上記繰り返し曲げ試験は、曲げの内側半径を線径の
２．５倍とし、曲げ方向は垂直の位置から９０°曲げた
のち元の位置にもどし、これを１回とし、つぎに反対方
向へ９０°曲げたのち、元の位置にもどし、これを２回
とし、これを繰り返すことにより行った。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【発明の効果】表１および表２に示される結果から、酸
素含有量：２０ppm 以上の従来吊架線に比べて酸素含
有量：１０ppm 以下の本発明吊架線１〜５はいずれも高
温クリープ強度に優れていることがわかる。したがっ
て、この発明の吊架線は現在および将来にわたって予測
される苛酷な環境下にあっても安心して使用することが
でき、さらに、この発明の吊架線はき電線としても使用
することができるものである。
素含有量：２０ppm 以上の従来吊架線に比べて酸素含
有量：１０ppm 以下の本発明吊架線１〜５はいずれも高
温クリープ強度に優れていることがわかる。したがっ
て、この発明の吊架線は現在および将来にわたって予測
される苛酷な環境下にあっても安心して使用することが
でき、さらに、この発明の吊架線はき電線としても使用
することができるものである。
フロントページの続き (72)発明者 前 義治 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社 中央研究所内 (72)発明者 古柴 豊 東京都千代田区丸の内一丁目５番１号 三菱マテリアル株式会社内 (72)発明者 矢島 健児 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社 中央研究所内 (72)発明者 石橋 俊司 東京都千代田区丸の内一丁目５番１号 三菱マテリアル株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−232327（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−3936（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−28971（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 9/00
Claims (1)
- 【請求項１】 質量％で、Ｃｒ：０．１５〜１％、Ｚ
ｒ：０．０１〜０．３％、酸素：１０ppm 以下を含有
し、残りがＣｕおよび不可避不純物からなる組成の銅合
金線からなることを特徴とする吊架線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12547193A JP3351023B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 吊架線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12547193A JP3351023B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 吊架線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06316735A JPH06316735A (ja) | 1994-11-15 |
| JP3351023B2 true JP3351023B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=14910913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12547193A Expired - Lifetime JP3351023B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 吊架線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3351023B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102356435B (zh) * | 2009-01-26 | 2013-08-07 | 古河电气工业株式会社 | 布线用电线导体、布线用电线导体的制造方法、布线用电线及铜合金线料 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011106518B4 (de) * | 2011-06-15 | 2017-12-28 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Draht für Schleifkontakte und Schleifkontakte |
| JP6207539B2 (ja) * | 2015-02-04 | 2017-10-04 | Ｊｘ金属株式会社 | 銅合金条およびそれを備える大電流用電子部品及び放熱用電子部品 |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP12547193A patent/JP3351023B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102356435B (zh) * | 2009-01-26 | 2013-08-07 | 古河电气工业株式会社 | 布线用电线导体、布线用电线导体的制造方法、布线用电线及铜合金线料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06316735A (ja) | 1994-11-15 |
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