JPH0265603A - 高速電気車用軽量複合耐摩摺動集電板 - Google Patents
高速電気車用軽量複合耐摩摺動集電板Info
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- JPH0265603A JPH0265603A JP63213677A JP21367788A JPH0265603A JP H0265603 A JPH0265603 A JP H0265603A JP 63213677 A JP63213677 A JP 63213677A JP 21367788 A JP21367788 A JP 21367788A JP H0265603 A JPH0265603 A JP H0265603A
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- B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
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-
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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。
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、電気車用摺動集電仮に関し、さらに詳しくは
、潤滑油を用いないで摺動しつつ集電する電気車用摺板
、特に新幹線のように２２０〜２７０ｋ１１１／１１で
走行する高速電気車として好適な軽量複合耐摩摺動集電
板に関するものである。
、潤滑油を用いないで摺動しつつ集電する電気車用摺板
、特に新幹線のように２２０〜２７０ｋ１１１／１１で
走行する高速電気車として好適な軽量複合耐摩摺動集電
板に関するものである。
従来の電気車用の摺動集電板は、第２図（イ）（ロ）に
示すように、全体が同一材質の単体で構成されている。
示すように、全体が同一材質の単体で構成されている。
そして、この種の摺動集電板は。
電気車の速度などに対応して、引張強さ、衝撃値。
硬度などの機械的特性と、電気比抵抗とが要求されてお
り、このため現在新幹線で使用されている鉄系耐摩焼結
合金の比重は約７以上、銅系耐摩焼結合金の比重は８以
上であって、それ以下の比重のものは要求される機械的
ならびに電気的特性を満足することはできない。なお、
従来のこの種の電気車用耐摩焼結合金には、特公昭５５
−４４１４３号公報、特公昭５４−４２３３２号公報、
特公昭５２−２４４８７号公報、特公昭５０−３６８０
９号公報などがある。
り、このため現在新幹線で使用されている鉄系耐摩焼結
合金の比重は約７以上、銅系耐摩焼結合金の比重は８以
上であって、それ以下の比重のものは要求される機械的
ならびに電気的特性を満足することはできない。なお、
従来のこの種の電気車用耐摩焼結合金には、特公昭５５
−４４１４３号公報、特公昭５４−４２３３２号公報、
特公昭５２−２４４８７号公報、特公昭５０−３６８０
９号公報などがある。
ところで、現在の新幹線用摺板の規格は、厚さＴ ＝
１０ｎｎ、幅Ｗ＝２５Ｒ１１，長さ１＝２７ｏｎ＋ｎ＋
であって、このため鉄系ｆ＃を摩焼結合金１本の重量は
約４８０ｇ。
１０ｎｎ、幅Ｗ＝２５Ｒ１１，長さ１＝２７ｏｎ＋ｎ＋
であって、このため鉄系ｆ＃を摩焼結合金１本の重量は
約４８０ｇ。
銅系耐摩焼結合金１本の重量は約５６０ｇである。
また、新幹線用摺板は１パンタグラフに６本、在来線電
車用摺板は１パンタグラフに８本、電気機関車用摺板は
１パンタグラフに１２本取付けられており、従って、新
幹線用摺板１パンタロ本の合計１址は鉄系で約２，８８
０ｇ、銅系で３，３６０ｇである。
車用摺板は１パンタグラフに８本、電気機関車用摺板は
１パンタグラフに１２本取付けられており、従って、新
幹線用摺板１パンタロ本の合計１址は鉄系で約２，８８
０ｇ、銅系で３，３６０ｇである。
このように、現在の電気車用摺板はその重さが相当大き
いので、現行においてはバネの押上刃５．５ｋｇでパン
タグラフをトロリー線に対し下方より押しつけて通電し
、電気車を進行させてし）るカス、高速になるに従って
摺板の追随性が悪くなってスパークが多発し、このため
トロリー線と摺板とのＪｉ！耗焼損が増大するという問
題がある。すなわち、電気車が進行する際の摺板と１ヘ
ロリー線の摩耗は。
いので、現行においてはバネの押上刃５．５ｋｇでパン
タグラフをトロリー線に対し下方より押しつけて通電し
、電気車を進行させてし）るカス、高速になるに従って
摺板の追随性が悪くなってスパークが多発し、このため
トロリー線と摺板とのＪｉ！耗焼損が増大するという問
題がある。すなわち、電気車が進行する際の摺板と１ヘ
ロリー線の摩耗は。
パンタグラフに取付けである摺板とトロリー線との機械
的摺動による摩耗とスパークによる損焼摩耗との合算に
なり、高速になればなるほど追随性が悪いことに基づく
スパーク焼損が増大するという問題がある。
的摺動による摩耗とスパークによる損焼摩耗との合算に
なり、高速になればなるほど追随性が悪いことに基づく
スパーク焼損が増大するという問題がある。
本発明は、前記の如き従来技術の問題点を改善し、摺板
の重量を極力経世化して、電気車進行時のトロリー線に
対する摺板の追随性を良好ならしめ、以て摺板およびト
ロリー線の摩耗を減少せしめんとするものである。
の重量を極力経世化して、電気車進行時のトロリー線に
対する摺板の追随性を良好ならしめ、以て摺板およびト
ロリー線の摩耗を減少せしめんとするものである。
本発明は、前記の如き目的を達成せんがため、トロリー
線に接触して摺動集電する表面部材と。
線に接触して摺動集電する表面部材と。
身体に取付けられる裏面部材とよりなり、前記表面部材
を、所望とする機械的特性および電気比抵抗を有する耐
摩性金属板により構成し、かつ、前記裏面部材を、表面
部材と同等若しくは同等以上の機械的特性と、表面部材
と同等若しくはそれより低い電気比抵抗を有すると共に
、表面部材より比重が小さい金属板により構成し、前記
表面部材と裏面部材とを一体的に結合して所望とする性
能を維持しつつ軽量化したことを特徴とする。
を、所望とする機械的特性および電気比抵抗を有する耐
摩性金属板により構成し、かつ、前記裏面部材を、表面
部材と同等若しくは同等以上の機械的特性と、表面部材
と同等若しくはそれより低い電気比抵抗を有すると共に
、表面部材より比重が小さい金属板により構成し、前記
表面部材と裏面部材とを一体的に結合して所望とする性
能を維持しつつ軽量化したことを特徴とする。
本発明の耐摩摺動集電板は、前記の如く、所望とする機
械的特性および電気比抵抗を有する表面部材と、該表面
部材より比重が小さい裏面部材とを一体的に結合し、し
かもその裏面部材は、表面部材と同等若しくは同等以上
の機械的特性と、表面部材と同等若しくはそれより低い
電気比抵抗を有する金属板よりなるので、耐摩摺動集電
板として必要とする性能を具備しながら、全体としての
比重を小さくし、これによりトロリー線に対する追随性
を良好ならしめることができる。また、裏面部材は、表
面部材より耐摩潤滑性においては劣るが、新幹線の場合
、安全運転のために摺板の残り厚みが約５Ｗｎ（約半分
）内外になると摺板を取外して新たな摺板と交換される
ので、裏面部材が表面部材より耐摩潤滑性が劣ることは
何等の不都合も来たさない。
械的特性および電気比抵抗を有する表面部材と、該表面
部材より比重が小さい裏面部材とを一体的に結合し、し
かもその裏面部材は、表面部材と同等若しくは同等以上
の機械的特性と、表面部材と同等若しくはそれより低い
電気比抵抗を有する金属板よりなるので、耐摩摺動集電
板として必要とする性能を具備しながら、全体としての
比重を小さくし、これによりトロリー線に対する追随性
を良好ならしめることができる。また、裏面部材は、表
面部材より耐摩潤滑性においては劣るが、新幹線の場合
、安全運転のために摺板の残り厚みが約５Ｗｎ（約半分
）内外になると摺板を取外して新たな摺板と交換される
ので、裏面部材が表面部材より耐摩潤滑性が劣ることは
何等の不都合も来たさない。
第１図（イ）は本発明による複合耐摩摺動集電板の実施
の一例を示す平面図、第１図（ロ）は同じく側面図であ
る。
の一例を示す平面図、第１図（ロ）は同じく側面図であ
る。
本発明においては、第１図（イ）（ロ）に示す如く。
規格に適合する長さＬ（＝２７０）と幅Ｗ （＝ ２５
）とを有し、かつ、規格に適合する厚さＴ（＝１０）よ
り薄い厚さｔ２を有する表面部材Ａと、同じく規格に適
合する長さＬと幅Ｗとを有し、かつ規格に適合する厚さ
’ｒ−ｔ２の厚さｔ！を有する裏面部材Ｂとを別体に製
造し、その両部材Ａ、Ｂを重ね合せてネジＣにより一体
的に結合する。
）とを有し、かつ、規格に適合する厚さＴ（＝１０）よ
り薄い厚さｔ２を有する表面部材Ａと、同じく規格に適
合する長さＬと幅Ｗとを有し、かつ規格に適合する厚さ
’ｒ−ｔ２の厚さｔ！を有する裏面部材Ｂとを別体に製
造し、その両部材Ａ、Ｂを重ね合せてネジＣにより一体
的に結合する。
そして、前記表面部材Ａは、所望とする機械的特性およ
び電気比抵抗を有する耐摩性焼結合金により構成し、前
記裏面部材Ｂは、表面部材と同等若しくは同等以上の機
械的特性と、表面部材と同等若しくは同等以下の電気比
抵抗とを有し、かつ、表面部材より比重が小さい金属板
により構成する６第１図および第２図において、Ｄは身
体への取付用のネジ孔である。
び電気比抵抗を有する耐摩性焼結合金により構成し、前
記裏面部材Ｂは、表面部材と同等若しくは同等以上の機
械的特性と、表面部材と同等若しくは同等以下の電気比
抵抗とを有し、かつ、表面部材より比重が小さい金属板
により構成する６第１図および第２図において、Ｄは身
体への取付用のネジ孔である。
なお、前記ｔ１とｔ２は、適用する電気車によっても多
少変動するが、ｔ１＝３〜５１ｆｆ１１．ｔ２＝７〜５
ｍｍにするのが適当である。前記ｔ Ｉ＝ ｔ ２ ：
５ ｍｍとした場合の具体例を下記に示す。
少変動するが、ｔ１＝３〜５１ｆｆ１１．ｔ２＝７〜５
ｍｍにするのが適当である。前記ｔ Ｉ＝ ｔ ２ ：
５ ｍｍとした場合の具体例を下記に示す。
実施例１
新幹線用鉄系摺板として現在使用されている弓張強さ２
３ｋｇ／ｎｕ’、シャルピー衝撃値１ 、３ ｋｇ ｍ
／ ａｌ 。
３ｋｇ／ｎｕ’、シャルピー衝撃値１ 、３ ｋｇ ｍ
／ ａｌ 。
ブリネル硬度９５．電気比抵抗３６μΩ印、比重７の物
性を有する表面部材Ａを厚さ５×幅２５×長さ２７０講
に形成し、他方、引張強さ４６ｋｇ／１ｍ”、シャルピ
ー衝撃値３ ｋｇ ｍ ／ ｃＡ 、ブリネル硬度９８
．電気比抵抗３．２μΩ口、比重２．８の物性を有する
表面部材Ｂを高力アルミニウム合金により前記表面部材
と同一寸法に形成し、ＡとＢとを重ね合せ、ネジＣによ
り一体的に結合して厚さ１０Ｘ幅２５×長さ２７０ｗｎ
、重量約３３３ｇの鉄系軽量腹合耐摩摺動集電板を得た
。
性を有する表面部材Ａを厚さ５×幅２５×長さ２７０講
に形成し、他方、引張強さ４６ｋｇ／１ｍ”、シャルピ
ー衝撃値３ ｋｇ ｍ ／ ｃＡ 、ブリネル硬度９８
．電気比抵抗３．２μΩ口、比重２．８の物性を有する
表面部材Ｂを高力アルミニウム合金により前記表面部材
と同一寸法に形成し、ＡとＢとを重ね合せ、ネジＣによ
り一体的に結合して厚さ１０Ｘ幅２５×長さ２７０ｗｎ
、重量約３３３ｇの鉄系軽量腹合耐摩摺動集電板を得た
。
比較例１
実施例１における表面部材Ａと同一の材質よりなる厚さ
１０×幅２５×長さ２７０ｍの鉄系耐摩摺動集電板（重
量約４８０ ｇ ）を製造した。
１０×幅２５×長さ２７０ｍの鉄系耐摩摺動集電板（重
量約４８０ ｇ ）を製造した。
実施例２
新幹線用銅系摺板として現在使用されている引張強さ３
２ｋｇ／ｍｍ’、シャルピー衝撃値１．５ ｋｇ ｍ
／ ｃｉ 。
２ｋｇ／ｍｍ’、シャルピー衝撃値１．５ ｋｇ ｍ
／ ｃｉ 。
ブリネル硬度９１．電気比抵抗１８μΩ■、比重８の物
性を有する表面部材Ａを厚さ５×幅２５×長さ２７０ｍ
に形成し、他方、実施例１と同一の高力アルミニウム合
金製の裏面部材Ｂを形成し、ＡとＢとを重ね合せ、ネジ
Ｃにより結合して厚さｔＯＸ幅２５Ｘ長さ２７０ ｒｍ
、重量約３７３ｇの銅系軽量複合耐摩摺動焦電板を得た
。
性を有する表面部材Ａを厚さ５×幅２５×長さ２７０ｍ
に形成し、他方、実施例１と同一の高力アルミニウム合
金製の裏面部材Ｂを形成し、ＡとＢとを重ね合せ、ネジ
Ｃにより結合して厚さｔＯＸ幅２５Ｘ長さ２７０ ｒｍ
、重量約３７３ｇの銅系軽量複合耐摩摺動焦電板を得た
。
比較例２
実施例２における表面部材Ａと同一の材質よりなる厚さ
１０ｘ幅２５×長さ２７０ｍ、重量約５６０ｇの銅系耐
摩摺動集電板を製造した。
１０ｘ幅２５×長さ２７０ｍ、重量約５６０ｇの銅系耐
摩摺動集電板を製造した。
上記実施例１と比較例１どの物性特性を比較すると、引
張強さ、衝撃値、硬度とも前者は後者より大で、かつ、
電気比抵抗は少であり、しかも前音は後者より軽量であ
る。
張強さ、衝撃値、硬度とも前者は後者より大で、かつ、
電気比抵抗は少であり、しかも前音は後者より軽量であ
る。
同様に、実施例２と比較例２との物理特性を比較すると
、実施例１および比較例１の場合と同様に、前者が機械
的特性および電気的特性に優れており、しかも、前者は
後者よりも軽量である。
、実施例１および比較例１の場合と同様に、前者が機械
的特性および電気的特性に優れており、しかも、前者は
後者よりも軽量である。
試験
上記実施例１〜２により得た複合摺板と比較例１〜２よ
り得た単体摺板１０ Ｘ ２５ Ｘ ２７０ｍｇより試
験片１０Ｘ２５Ｘ９０ｎｎ＋を切出して回転式集電摺動
試験機に取付け、押上刃５．５ｋｇでトロリー線に押付
けなから摺動速度１６０ｋｍ／Ｈ，ＡＣｌｏｏＡで６０
分間摺動させ、その時の各試験片の比摩耗率およびトロ
リー線に対し各試験片が一万回通過当りのトロリー線の
摩耗厚み順を測定した。
り得た単体摺板１０ Ｘ ２５ Ｘ ２７０ｍｇより試
験片１０Ｘ２５Ｘ９０ｎｎ＋を切出して回転式集電摺動
試験機に取付け、押上刃５．５ｋｇでトロリー線に押付
けなから摺動速度１６０ｋｍ／Ｈ，ＡＣｌｏｏＡで６０
分間摺動させ、その時の各試験片の比摩耗率およびトロ
リー線に対し各試験片が一万回通過当りのトロリー線の
摩耗厚み順を測定した。
その結果を下表に示す。
以下余白
前記の表により明らかなように、本発明によって得られ
た実施例１および２の軽量複合摺板は、それぞれ比較例
１および２の同質ｍ体層板に比較すると軽量のためトロ
リー線に対する追随性が良好となり、このため電気スパ
ークによる摺板並びにトロリー線の焼損摩耗を顕著に減
少せしめることができる。
た実施例１および２の軽量複合摺板は、それぞれ比較例
１および２の同質ｍ体層板に比較すると軽量のためトロ
リー線に対する追随性が良好となり、このため電気スパ
ークによる摺板並びにトロリー線の焼損摩耗を顕著に減
少せしめることができる。
ちなみに、前記実施例１と比較例１、ならびに実施例２
と比較例２の重量を比較すると下記のとおりである。
と比較例２の重量を比較すると下記のとおりである。
実施例１により得た摺板１本の重量 約３３３ｇ比較
例１により得た摺板１本の重量 約４８０ｇ実施例１
：比較例１＝３３３÷４８０；０．６９実施例２により
得た摺板１本の重量 約３７３ｇ比較例２により得た
摺板１本の重量 約５６０ｇ実施例１：比較例２＝３
７３÷５６０４０．６７次に、１つのパンタグラフに取
付けられる重量を比較すると、新幹線の場合、比較例１
では４８０ｇＸ ６ ＝ ２８８０ｇに対し、実施例１
では３３０ｇ Ｘ ６ ＝ １９９８ｇで、前者が後者
より８８２ｇの重量分だけ押上げバネに多くの負担をか
けている。
例１により得た摺板１本の重量 約４８０ｇ実施例１
：比較例１＝３３３÷４８０；０．６９実施例２により
得た摺板１本の重量 約３７３ｇ比較例２により得た
摺板１本の重量 約５６０ｇ実施例１：比較例２＝３
７３÷５６０４０．６７次に、１つのパンタグラフに取
付けられる重量を比較すると、新幹線の場合、比較例１
では４８０ｇＸ ６ ＝ ２８８０ｇに対し、実施例１
では３３０ｇ Ｘ ６ ＝ １９９８ｇで、前者が後者
より８８２ｇの重量分だけ押上げバネに多くの負担をか
けている。
同様に、比較例２では５６０ｇ Ｘ ６ ＝ ３３６０
ｇに対し、実施例２では３７３ｇ Ｘ ６ ＝ ２２３
８ｇで、前者が後者より１．１２２ｇの重量分だけ押上
げバネに多くの負担をかけている。
ｇに対し、実施例２では３７３ｇ Ｘ ６ ＝ ２２３
８ｇで、前者が後者より１．１２２ｇの重量分だけ押上
げバネに多くの負担をかけている。
以上述べたように１本発明によれば、必要とする耐摩摺
動集電機能を具備しながら軽量化することができるので
、トロリー線に対する追随性が良くなって離線によるス
パークの発生を減少させ。
動集電機能を具備しながら軽量化することができるので
、トロリー線に対する追随性が良くなって離線によるス
パークの発生を減少させ。
従って、トロリー線の摩耗を少なくすると共に、摺板自
身の摩耗も少なくすることができる効果がある。
身の摩耗も少なくすることができる効果がある。
第１図（イ）は本発明の実施の一例を示す平面図。
第１図（ロ）は同じく側面図である。第２図（イ）は従
来例を示す平面図、第２図（ロ）は同じく側面図である
。 Ａ・・・表面部材、Ｂ・・・裏面部材、Ｃ・・・ネジ。 特許出願人 帝国カーボン工業株式会社代理人弁理士
秋 本 正 実 外１名第１図 第２図 手続宇市正書（自発） 昭和６３年１０月１４日
来例を示す平面図、第２図（ロ）は同じく側面図である
。 Ａ・・・表面部材、Ｂ・・・裏面部材、Ｃ・・・ネジ。 特許出願人 帝国カーボン工業株式会社代理人弁理士
秋 本 正 実 外１名第１図 第２図 手続宇市正書（自発） 昭和６３年１０月１４日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、トロリー線に接触して摺動集電する表面部材と、身
体に取付けられる裏面部材とよりなり、前記表面部材を
、所望とする機械的特性および電気比抵抗を有する耐摩
性金属板により構成し、かつ、前記裏面部材を、表面部
材と同等若しくは同等以上の機械的特性と、表面部材と
同等若しくはそれより低い電気比抵抗を有すると共に、
表面部材より比重が小さい金属板により構成し、前記表
面部材と裏面部材とを一体的に結合したことを特徴とす
る軽量複合耐摩摺動集電板。 ２、表面部材と裏面部材の厚みをそれぞれ規格寸法のほ
ゞ１／２とした請求項１に記載の軽量複合耐摩摺動集電
板。 ３、表面部材を鉄系または銅系の耐摩焼結合金により構
成すると共に、裏面部材を高力アルミニウム合金により
構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の軽
量複合耐摩摺動集電板。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63213677A JPH0787642B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 高速電気車用軽量複合耐摩摺動集電板 |
| US07/398,603 US5041702A (en) | 1988-08-30 | 1989-08-25 | Contact strip for pantograph used on electric railcar |
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