JPH01127422A - 銅被覆トロリ線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は芯材の周りを銅で被覆した銅被覆トロリ線に関
し、耐摩耗性が優れた高張力銅被覆トロリ線に関する。

［従来の技術］ 鉄道用トロリ線は、高導電性、耐摩耗性及び耐熱性等が
要求され、通常、銅線が使用されている。

ところで、近時、電車の高速運行の要請が強く、このた
め、高張力で架線することができるように、トロリ線の
強度を一層高めることが要求されている。

このような要求を満足すべく、純銅のトロリ線に替えて
、約０．３重量％のスズを含有する調合金製のトロリ線
が実用化されているが、このスズー銅合金製のトロリ線
は必ずしも強度及び耐摩耗性が十分とはいえない。

また、強度及び耐摩耗性を高めるために、鋼線を芯材と
して使用し、この芯材の周りに銅を被覆した複合トロリ
線も提案されている。

しかしながら、この鋼線芯材と銅被覆材との複合トロリ
線においては、鉄系材料と銅系材料との間で接触腐食が
発生しやすく、鉄が優先的に腐食されてしまうという問
題点がある。

さらにまた、銅合金を芯材としてその周囲に純銅を被覆
したトロリ線も提案されている（特公昭６０−４２５５
号公報）。

［発明が解決し、ようとする問題点コ しかしながら、この銅合金と純銅との複合トロリ線は、
強度及び耐摩耗性が十分ではないため、電車の高速運行
を可能とするのに十分の高い張力で架線することができ
ない。このため、従来のトロリ線はいずれも電車の高速
運行の要求を満足させることができない。このような背
景のもとで、耐食性が高いと共に、強度及び耐摩耗性が
優れたトロリ線の開発が要望されている。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
耐食性、強度及び耐摩耗性がいずれも優れており、電車
の高速運行に好適の銅被覆トロリ線を提供することを目
的とする。

［問題点を解決するための手段コ 本発明に係る銅被覆トロリ線は、３乃至４０重量％の鉄
を含有し残部が銅である鉄−銅合金からなる芯材と、銅
で形成され前記芯材の周りを被覆する被覆材とを有し、
前記被覆材は断面面積比率で２０乃至６５％の被覆率を
有することを特徴とする。

［作用］ 本発明においては、芯材として３乃至４０重量％（以下
、単に％で表わす）の鉄を含有する鉄−銅合金を使用す
るから、引張強さが高く、耐摩耗性が優れている。また
、芯材の鉄−銅合金はアーク消耗特性が優れているので
耐摩耗性が高い。更に、芯材が銅合金であるから、従来
のように鋼製芯材の場合に比して耐食性が向上する。一
方、被覆材は純銅であるから、トロリ線の導電率は高い
。

し実施例コ トロリ線の摩耗としては、パンタグラフの摺動による機
械的摩耗と、トロリ線の振動時におけるパンタグラフと
トロリ線との接離により生ずるアーク消耗とがある。こ
の機械的摩耗に関しては、架線張力を大きくしてトロリ
線の振動を抑制することにより軽減することができる。

このように架線張力を大きくするためには、Ｉ・ロリ線
の強度を高めることが必要である。

一方、本願発明者等は、銅合金の組成によってはアーク
消耗が著しく減少することを見出した。

従って、アーク消耗については、芯材となる銅合金の組
成を適切に選択することが必要である。

このように、本願発明は、耐摩耗性を向上させるために
は、トロリ線の強度を高め、芯材銅合金の組成を適切に
選択すればよいとの観点に立ってなされたものである。

以下、本発明の実施例について具体的に説明する。

本発明に係る銅被覆トロリ線の芯材は、３乃至４０重１
％の鉄を含有し残部が銅である鉄−銅合金で形成されて
いる。

鉄−銅合金における鉄の含有量が３％以上であるのは、
鉄含有量が３％未満であると、架線張力を高めるための
十分な強度を得ることができないと共に、アーク消耗を
低減させる効果が少ないからである。従って、強度が高
く耐摩耗性が優れたトロリ線を得るために、芯材の鉄−
銅合金の鉄含有量を３％以上にする。

一方、鉄含有量が４０％を超えると、芯材の加工性が低
下する。このため、鉄含有量は４０％以下にする。

本発明においては、この芯材の周囲に、純銅で形成され
た被覆材が被覆されている。芯材の銅合金は導電率が極
めて低い。従っ−て、芯材のみではトロリ線として使用
することができないので、純銀を被覆することにより導
電率を向上させる。

トロリ線の導電率は５０％ｌＡＣ３（純銅焼鈍材の導電
率を１００としたときの値）以上であることが必要であ
る。ところが、鉄を４０％含有する鉄−銅合金の導電率
は約１５％ｌＡＣ３であり、鉄を３％含有する鉄−銅合
金の導電率は約４０％ｌＡＣ３である。このため、芯材
の導電率が約１５％ＩＡＣＳの場合には、被覆材の銅の
被覆率を断面面積比率で約４０％以上にすることにより
、トロリ線としての導電率を５０％ｌＡＣ３以上にする
。一方、芯材の導電率が約４０％ｌＡＣ３の場合には、
被覆材の被覆率を約２０％以上にずれば、５０％ｌＡＣ
３以上の導電率を確保することができる。従って、銅被
覆材の被覆率は少なくとも２０％以上にすることが好ま
しい。

ところで、トロリ線の強度及び耐摩耗性の観点からは、
芯材となる銅合金の被覆率（断面面積比率）が大きく、
被覆材の銅の面積比率が小さい方が好ましい。しかしな
がら、芯材の銅合金の面積比率が３５％より小さい場合
、つまり被覆材の銅の面積比率が６５％より大きい場合
は、銅合金による耐摩耗性の向上効果が著しく小さくな
る。通常、トロリ線は直径の約半分まで摩耗すると交換
する。しかし、銅被覆材の断面面積比率が６５％を超え
ると、芯材の銅合金が露出してからの窄耗代が極めて少
なくなるためである。このため、銅被覆材の被覆率は断
面面積比率で６５％以下とする。

このように構成された銅被覆トロリ線においては、芯材
が従来のようにｇ４線ではなく、銅合金線であるから、
銅と鉄との間の接触腐食が回避される。また、芯材の銅
合金線は鉄の含有量が３乃至４０％であるから強度及び
耐摩耗性が高い。このため、架線張力を高くすることが
でき、電車の高速運行が可能となる。更に、銅被覆材の
被覆率は２０乃至６５％であるから、トロリ線は十分な
導電率を有する。

次に、この銅被覆トロリ線の製造方法について説明する
。通常の鋳造圧延方法により鉄−銅合金線を製造した後
、所謂デイツプフォーミング（浸漬被覆形成）法により
、銅合金線を溶融鋼中に浸漬して銅合金線の周囲に被覆
材の銅を同心円状に付着凝固させる。これにより、銅被
覆銅合金鋳造線を得る。次いで、この鋳造線を連続的に
熱間圧延することにより銅被覆層が銅合金芯材に強固に
密着した複合ワイヤロッドが得られる。そして、この複
合ワイヤロッドをダイスを使用して所定の断面形状に伸
線加工することにより、銅被覆トロリ線が製造される。

次に、本発明の実施例に係る銅被覆銅合金トロリ線を製
・遺してその特性を試験した結果について、比較例及び
従来例に係るトロリ線の特性試験結果と併せて説明する
。

鉄の含有量を下記第１表に示す組成の鉄−銅合金を芯材
とし、第１表に示す断面面積比率で純銅を被覆したトロ
リ線について、引張強さ、導電率、耐摩耗性、及び耐食
性を求めた。その結果を第１表に併せて示す。

第１表 なお、第１表において、耐摩耗性の評価は、０゜３％ス
ズ−銅合金トロリ線の摩耗度を１００としたとき、この
中耗度が１５０以上の場合を◎、１００未満の場合をΔ
、その中間を○で示した。この掌耗度とは、トロリ線の
径の減少とパンタグラフ通過回数との関係を調べて、一
定回数での径の減少程度を比較したものである。また、
耐食性は０．３％スズ−銅合金トロリ線の耐食性度を１
００としたとき、この耐食性度が９０以上の場合を○、
９０未満の場合を△とした。この耐食性度とは、塩水噴
霧を行い、噴霧時間とトロリ線の重量減少割合との関係
を測定して比較したものである。

芯材加工性は、圧延において割れやすいものを×、割れ
ないものを○とした。

第１表に示すように、鉄含有量が３〜４０％の鉄−銅合
金を芯材とした銅被覆銅合金トロリ線（実施例１〜４）
は導電率が５０％以上であり、引張強さは０．３％スズ
含有鋼合金トロリ線より高く、耐摩耗性及び耐食性が優
れている。これに対し、比較例１〜４及び従来例１〜３
のトロリ線は少なくとも耐食性、耐摩耗性、引張強さ又
は導電率のいずれかが劣る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、芯材を鉄含有量が
３乃至４０％の鉄−銅合金とし、この芯材に純銅を２０
乃至６５％の被覆率で被覆したから、所定の導電率を確
保することができると共に、芯材の強度が高いのでトロ
リ線の引張強さが高くなり、従って架線張力を大きくす
ることができるため、機械的摩耗に対する耐摩耗性が向
上する。

また、アーク消耗特性が優れた鉄−銅合金を芯材として
いるので、アークに対する耐摩耗性も向上する。このよ
うに、本発明に係る銅被覆トロリ線は強度及び耐摩耗性
が優れているので、電車の高速運行が可能となる。

更に、銅合金を芯材とするから、銅芯を使用する場合に
比して、鉄と銅との間の接触腐食が回避され、耐食性が
向上する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３乃至４０重量％の鉄を含有し残部が銅である鉄−銅合
   金からなる芯材と、銅で形成され前記芯材の周りを被覆
   する被覆材とを有し、前記被覆材は断面面積比率で２０
   乃至６５％の被覆率を有することを特徴とする銅被覆ト
   ロリ線。