JPH0220450B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、剛性を持つ本体がアルミニウム製形
材からなり、この形材に集電体の接触を代替する
ようにステンレス鋼成分を設けた所謂Al−SUS
複合剛体トロリーに関する。

この種の剛体トロリーは、従来から一般に使用
されてきた鉄系や銅系の剛体トロリーに対して非
常に軽量であつて、しかも鉄系のものに対して通
電容量が遥かに大きくとれるとともに、銅系のも
のに対して耐摩耗性能を飛躍的に向上できる等々
幾多の特徴をもつている。

しかしながら、Al−SUS複合剛体トロリーは、
非常に硬質で導電率の低いステンレス鋼成分が集
電面に採用されていることに最大の難点があつ
た。

従来、こうした認識のもとに、かかるステンレ
ス鋼成分を厚みが十分に小さい帯材（テープ）と
して採用してきた。

即ち、アルミニウム製形材の表面をテープ素材
で覆う形をとり、そして集電体をその薄いステン
レス鋼帯材を通して、アルミニウム製形材と導通
関係におくことによつて、十分なる集電をそれ程
抵抗なく行えるようにしたものである。

ステンレス鋼をテープ素材とすることは、さら
に次のことを意図している。

即ち、その厚みが、曲げ加工に影響のない範囲
で選定されることによつて、形材に対して曲折被
覆を可能にし、集電体の接触面を多面化すること
ができる。

通常集電体は、移動機器や車輌に備えられた腕
に支えられ、そして剛体トロリーに直角に懸架す
る体勢がとられるが、そのような体勢は、移動体
の走行状況や剛体トロリーの布設状況によつて変
化することがあり、その場合には集電体が剛体ト
ロリーに斜めに懸架する体勢があり得る。

従つて、耐摩耗性の接触面は、集電体が直角に
に懸架する場合に接触させる平面部分に限らず、
同平面部分から連なる側面部分までに延長させる
ことが望まれる。

従来、そうした観点から、アルミニウム製形材
の長さ方向側部に横断面が台形状若しくは矩形状
に隆起する頭部を形成し、この頭部にステンレス
鋼製の帯材を横断面略Ｕ字状に成形しつつ折り曲
げ被覆し、さらに被覆した帯材の両側縁を形材側
に形成した溝部に嵌入し、該溝部を画成するフラ
ンジ状部分（リブ）の部分を加締めて一体化した
構造のものが提案されている。（例えば、特開昭
50−82710号公報に開示されているので、これを
参照されたい。） 上記した剛体トロリーは、機械的な結合（メカ
ニカルクランプ）による方式として良く知られて
おり、特に集電体が形材に対して直角に懸架接触
したり斜めに懸架接触するといつた多面的な接触
態様をとつても、集電体がステンレス鋼成分の表
面を常に接触できるように改良が加えられてい
る。

しかしながら、上記のような剛体トロリーにお
いては、ステンレス鋼製帯材を曲折被覆するが故
に、アルミニウム製形材との電気的及び機械的結
合において確実性に欠けるという技術的問題を生
ずる。

即ち、ステンレス鋼製帯材は非常に硬くてアル
ミニウム金属とのなじみが良くないため、これを
曲折被覆したアルミニウム製形材との間に細隙を
生じさせる傾向があつた。この細隙は、アルミニ
ウム製形材とステンレス鋼製帯材との電気的結合
にすくなからず影響を与え、而も湿気を含んだ気
体を介入させるのに十分な程度に生じ得る。

従つて、異種金属となるアルミニウムとステン
レス鋼との接触面間で水分を媒体として腐食させ
る傾向があり、この腐食はかかる電気的結合にさ
らに悪影響を及ぼし、特にこの種剛体トロリーは
モノレールや路上の交通輸送機関の給電線路に採
用されるので、長期間安定して信頼性のある集電
体系とするには不安があつた。

ところで、そうした機械的結合による複合剛体
トロリーに対し、それ固有の電気的結合に関する
問題の解決策が幾つか試みられている。

例えば、アルミニウム製形材の表面に導電性の
コンパウンドを塗布し、該コンパウンド塗布面の
上にステンレス鋼製帯材を曲折被覆する方法、或
いはアルミニウム製形材とこれに曲折被覆するス
テンレス鋼製帯材との面間に防蝕テープを介在さ
せる方法等があつた。

ところが、これらの方法は、ステンレス鋼製帯
材の曲折被覆の状況如何によつて密着度合に大き
な違いが生じてしまい、一様に密着させることが
困難であつて、不正確な手段であるといわざるを
得ないものであつた。

特に、前者の導電性コンパウンド塗布手段によ
れば、一様な膜厚にすることは困難で必ずや塗り
斑が生じてかかる細隙を完全に埋め尽くすことが
できない傾向があり、またこの塗布部分が電気的
導通経路を司るので、アルミニウム製形材に対し
て表面に生成される電気的接触に有害な酸化皮膜
の除去（ブラツシング）やステンレス鋼製帯材の
表面における付着物の除去によつて、接触しあう
表面の清浄処理を必要とし、入念にして多大な処
理作業を経なければならないが、折角これら処理
がなされても、かかる塗り斑による電気的導通を
不安定にしていた。

他方、後者の防蝕テープの介在手段によれば、
ステンレス鋼とアルミニウムの導通経路の大部分
が電気的に絶縁されてしまい、上記のような異種
金属特に一方が高い電気抵抗を有するものにとつ
ては問題が大きい。

上記の防蝕テープの代用として、亜鉛製のテー
プを介在することも考えられたが、これは導電性
コンパウンド塗布の場合と同様の表面処理を必要
とし、而も腐食を完全に防止することはできな
い。なぜならば、かかる介在テープを形成する金
属亜鉛は、鉄系とアルミニウムとの中間のイオン
化傾向を有する性質が利用されており、換言すれ
ば、亜鉛製テープとアルミニウム製形材、ステン
レス鋼製帯材とは相変わらず異種金属の接触部と
なるからである。

さらに付け加えるならば、これらの介在物は、
集電体の接触面に非常に接近した位置に有し、集
電体の接触つまり押圧及び摺動が繰り返されるこ
とで経時的に厚みが減少して、介在物とアルミニ
ウム、ステンレス鋼金属表面との結合状況に影響
を与え易く、また細隙を次第に増大させてステン
レス鋼製帯材がアルミニウム製形材から浮き上が
つてガタガタの状態となり、ついにはステンレス
鋼製形材が剥離してしまう恐れすらあつた。

本発明は、以上の従来技術に鑑みてなされたも
ので、アルミニウム製形材に対して、ステンレス
鋼製帯材を曲折被覆するものであつて、集電体の
接触位置に非常に近いと分で形成されるアルミニ
ウムとステンレス鋼との異種金属同士の結合が緊
密にして冶金学的にすることができ、而も集電体
の被接触によつて影響を受けることのない構造的
結合強度を容易に得ることのできる、Al−SUS
複合剛体トロリーの提供を目的とする。

即ち、本発明の複合剛体トロリーは、ステンレ
ス鋼製帯材とアルミニウム帯材とが一体的に結合
しあい且つ結合後でステンレス鋼製帯材の幅が小
さくて幅方向の両側縁にアルミニウム帯材のみに
よる耳状側縁を有した帯状クラツド材と、所定の
曲げ剛性を与えるような形状に仕上げられたアル
ミニウム製形材とからなり、当該帯状クラツド材
をアルミニウム製形材の長手方向側部にそのステ
ンレス鋼製帯材を外側に表出せるように曲折され
て連続被覆せしめてなるとともに、内側に向けら
れたアルミニウム帯材の当該耳状側縁とアルミニ
ウム製形材とによつて形成された合せ部におい
て、溶接一体化ならしめたことを特徴とする。

上記帯状クラツド材は、例えばステンレス鋼製
帯材とテープ状のアルミニウム帯材とを、互いに
重ね合わせつつ圧延ロール間に供給して、該ロー
ルの圧下によりアルミニウム帯材が塑性変形して
ステンレス鋼製帯材よりも大きな幅員となるよう
に成形されるとともに、ステンレス鋼製帯材との
冶金学的な結合一体化が図られたものであるか、
或いはステンレス鋼帯材をアルミニウム押出機の
成形ダイス口を通過させつつアルミニウム材料の
押出成形とともに当該ステンレス鋼製帯材との冶
金学的な結合一体化が図られたものを指称する。

また、クラツド材において、ステンレス鋼製帯
材の幅員をアルミニウム帯材の幅員よりも小さく
し且つ両側縁をアルミニウム帯材のみの耳状側縁
とするものの態様には、トツプレイ（top lay）
型クラツド材とするか、或いはステンレス鋼製帯
材がアルミニウム帯材の中に埋め込ませたインレ
イ（in lay）型クラツド材としたものが実際的で
ある。

上記のような帯状クラツド材は、帯の形を堅持
することから、コイル巻き状に巻装するでき、従
つて、一枚の長尺材とすることによつて如何なる
条長にも対応できる。

一方、アルミニウム製形材は、従来から行われ
ているように、押出成型方法によつて容易に作り
出すことができる。

形材に要求される特性は、高い導電率を確保す
ることと、曲げ剛性を強固にすることにある。

このような特性は、形材の寸法にもよるが、高
い導電性を得る点は、それ自身の使用される導電
材料のアルミニウムによつて補われ、また所定の
曲げ剛性を与える点については、その横断面形状
に求めることができる。そのような形状は、例え
ば型、中空矩形などの従来一般に採用されてい
る形状を採用すれば良い。

かかる形材に関しては、上記したクラツド材の
被覆にあてる部分即ち、長手方向側部には、台形
状若しくは矩形状に隆起した頭部を形成すること
が望ましく、而も隆起により形成される角部を十
分に丸めることが望ましい。

上記した金属材料において、アルミニウムとし
ては、例えば耐蝕アルミニウム合金が好適で、こ
れは6000系合金によつて得られる。

また、ステンレス鋼としては、加工性、耐摩耗
性、耐蝕性を考慮するとオーステナイト系のもの
が好ましく、これは例えばSUS304によつて得ら
れる。

さらに、上記帯状クラツド材のアルミニウム帯
材とアルミニウム製形材との溶接手段としては、
種々考えられるが、特にアルミニウム合金のよう
な特殊金属であることから、例えばイナートガス
アーク溶接が好適で、これにはテイグ溶接、ミグ
溶接が含まれる。

以下、添付した実施例図面により説明する。

第１図には、本発明において適用される部材を
分解した状態で示してあり、第２図にはそれらの
各部材を合体させて完成された複合剛体トロリー
を示している。

図において、１０は、インレイ型帯状クラツド
材を示し、２０はアルミニウム製形を示す。

帯状クラツド材１０は、十分に厚みを小さくし
たアルミニウム帯材１１の片面側に、厚みがそれ
よりもさらに小さくしたステンレス鋼製帯材１２
を埋め込んだ状態で一体化して構成されており、
ステンレス鋼製帯材１２の方が幅員を小さくして
いることによつて、アルミニウム帯材１１がステ
ンレス鋼製帯材１２の両側縁よりもさらに外側に
延出した耳状側縁１１ａ，１１ａが形成されてい
る。

一方のアルミニウム製形材２０は、全体を略Ｉ
の字形の横断面として作り出されていて、長く伸
びた側の側縁において、一方に大きく延びた座２
１を形成しているとともに、他方の側に隆起した
頭部２２を形成しており、頭部２２には、側端の
平面２２ａとその両脇の側面２２ｂ，２２ｂとの
三面構成となつていて、各面２２ａと２２ｂとの
間の略90゜の稜角部を十分に丸く形成した部分２
２ｃ，２２ｃを形成してある。

このようにして製造された帯状クラツド材１０
とアルミニウム製形材２０は、テープを基調とす
る帯状クラツド材１０をアルミニウム製形材２０
の頭部２２に略Ｕの字状に曲折被覆することによ
つて組み合わせられる。

即ち、帯状クラツド材１０を、アルミニウム帯
材１１の中央位置をアルミニウム製形材２０の頭
部２２の平面２２ａにあてがい、そしてその平面
より両側に突出する両側縁部分を丸く成形した稜
角部分２２ｃ，２２ｃを案内として、横断面が略
Ｕの字状に形状付けられるまで成形ロール等を用
いて折り曲げていき、最終的にはアルミニウム帯
材１１の耳状側縁部１１ａ，１１ａが頭部２２の
側面２２ｂ，２２ｂに接する態様とする。

このようにしてアルミニウム製形材２０に被覆
させた帯状クラツド材１０のアルミニウム帯材１
１とアルミニウム製形材２０とによつて、頭部２
２の下縁部とアルミニウム帯材１１における耳状
側縁１１ａ，１１ａとの合せ部分において、テイ
グ若しくはミグ溶接によつて長さ方向に連続溶接
し、もつて、帯状クラツド材１０とアルミニウム
製形材２０との一体化が図られるものである。３
０，３０は、かかる溶接による肉盛部分を示す。

第２図は、以上のようにして完成された複合剛
体トロリーを横断面方向からみたものである。

同図から明らかなように、アルミニウム製形材
２０の頭部２２に対して、平面１２ａとその両脇
の側面１２ｂ，１２ｂの三面で構成されさらにそ
れら各面１２ａと１２ｂとの間の稜角部で丸く成
形された部分１２ｃ，１２ｃとによつて、表面形
状が与えられており、従つて、これら各面１２ａ
〜１２ｃの全てが集電体の直接の接触面とするこ
とができる。

そして、アルミニウム製形材２０に流れる電流
は、溶接部３０，３０を介してアルミニウム帯材
１１へ流れ、さらにそのアルミニウム帯材１１か
らそれと冶金学的に連ねられたステンレス鋼製帯
材１２へ流れるが、ステンレス鋼製帯材１２は十
分に薄くされているので、当該ステンレス鋼製帯
材１２に付勢接触している集電体へ問題なく容易
に流れていく。

上記のように構成された複合剛体トロリーは、
アルミニウム製形材２０の座２１を支持碍子の頭
部に取り付けことにより、電気的に絶縁しつつ布
設に供することができる。

本発明によれば、このような複合剛体トロリー
は、帯状クラツド材１０とアルミニウム製形材２
０の製造に引き続き、夫々を上記の手順で一体化
して完成した製品として出荷し、そして布設現地
へ搬入して、線路を構成することができる。

しかし、そのような一般の方法の他に、線路を
構成するに際して次の方法も実施できるものであ
る。

即ち、ステンレス鋼製帯材とアルミニウム帯材
との一体化によつて得られている帯状クラツド材
１０をコイル状に巻装し、一方のアルミニウム製
形材２０を所定の長さに切断選定し、これら帯状
クラツド材１０の長尺巻き製品と、定尺のアルミ
ニウム製形材２０の複数本とを、ともに出荷して
布設現地に搬入し、そして先ず複数本のアルミニ
ウム製形材２０を端部同士が一体的に突き合わさ
るようにしつつ、順次支持碍子に固定布設してい
く。これに引き続いて巻装された長尺の帯状クラ
ツド材１０を、巻きほぐしつつ整直ロールにかけ
て引き出すとともに、固定布設された夫々のアル
ミニウム製形材２０の長手側部（頭部）に対して
アルミニウム帯材の面を向けつつ縦添して３〜４
段式成型ロールを用いて略Ｕの字状の横断面形状
となるように連続成形して行き、この成形に続い
て帯状クラツド材の両側縁におけるアルミニウム
帯材１１の耳状側縁１１ａ，１１ａとアルミニウ
ム製形材２０の合せ目を溶接装置により長手方向
に連続溶接し、もつて目的の複合剛体トロリーを
布設の完了とともに得るものである。

上記の方法によつて布設された剛体トロリーの
線路によれば、剛体トロリーそれ自身の完成され
た製品の製造と布設とに時間的且つ場所的に段階
を経なければならない前述の方法に比して、極め
て能率的に完成できるものである。

そして何よりも、ステンレス鋼製帯材を曲折に
よつて剛体のアルミニウム製形材に取り付けられ
るこの種の線路において、線路全体にわたつて電
気的に且つ機械的に極めて安定した結合とともに
集電体が継目を通過せずに接触移動できるという
最も理想に近づいた線路体系をとることができる
のである。

第３図は、本発明において適用される帯状クラ
ツド材の変形例であつて、所定幅のアルミニウム
帯材１１′の片面に、その幅員よりも小さな幅の
ステンレス鋼製帯材１２′が結合されて構成され
たトツプレイ型の帯状クラツド材１０′であり、
その他両側縁にアルミニウム帯材１１′の耳状側
縁を形成すること、この耳状側縁をアルミニウム
製形材との合わせ目として溶接結合部分とするこ
と等は、前述した実施例と同様である。

以上説明してきたように、本発明の複合剛体ト
ロリーによれば、アルミニウム製形材の長手側部
にステンレス鋼製帯材を曲折して被覆一体化する
ものにおいて、予めステンレス鋼製帯材の片面に
冶金学的に金属結合されているアルミニウム帯材
を当該アルミニウム製形材に対する直接の被覆面
として構成されるから、両者の異種金属接触によ
る腐食問題が一掃され、そしてかかるアルミニウ
ム帯材とアルミニウム製形材とを溶接により結合
するので、アルミニウム表面に生成される酸化皮
膜を除去する作業を殊更必要とせずに極めて簡単
な方法で冶金学的にして安定した電気的且つ機械
的結合を得ることができる。

さらに、ステンレス製帯材に結合一体化される
アルミニウム帯材は、当該ステンレス製帯材より
も幅員を大きくして両側縁にアルミニウムのみの
耳状側縁を形成しており、この耳状側縁でアルミ
ニウム製形材の長手側部と合わせ目を形成して溶
接部分とすることから、集電体の接触位置から最
も遠く而もステンレス鋼製帯材との結合部分から
離れた位置で溶接されることとなり、従つて、集
電体の接触つまり押圧摺動等による物理的影響を
軽減して極めて安定した溶接結合部分を提供する
ことができ、また、ステンレス鋼製帯材とアルミ
ニウム帯材とのクラツド結合部分が溶接による熱
の影響を軽減できるため、特にスプリングバツク
の大きいステンレス鋼製帯材が剥離する懸念も無
くなる。等々、剛体としてのアルミニウム製形材
にステンレス鋼製帯材を曲折被覆して構成される
この種複合剛体トロリーにおいて、電気的且つ機
械的結合に安定したものを簡単な設備で得るとい
う当初の目的は十分に達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明にかかる複合剛体
トロリーの一実施例を示し、第１図は夫々用意さ
れた部材を分解状態で示す横断面的説明図、第２
図は当該部材の結合により完成された状態を示す
横断面説明図であり、さらに第３図は、本発明に
おいて適用される帯状クラツド材の変形例を示す
横断面的説明図である。 １０，１０′……帯状クラツド材、１１，１
１′……アルミニウム帯材、１２，１２′……ステ
ンレス鋼製形材、２０……アルミニウム製形材、
３０……溶接肉盛。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステンレス鋼製帯材とアルミニウム帯材とが
   一体的に結合しあい且つ結合後でステンレス鋼製
   帯材の幅が小さくて幅方向の両側縁にアルミニウ
   ム帯材のみによる耳状側縁を有した帯状クラツド
   材と、所定の曲げ剛性を与えるような形状に仕上
   げられたアルミニウム製形材とからなり、当該帯
   状クラツド材をアルミニウム製形材の長手方向側
   部にそのステンレス鋼製帯材を外側に表出せるよ
   うに曲折されて連続被覆せしめてなるとともに、
   内側に向けられたアルミニウム帯材の当該耳状側
   縁とアルミニウム製形材とによつて形成された合
   せ部において、溶接一体化ならしめたことを特徴
   とする複合剛体トロリー。