JPH03268832A

JPH03268832A - 高導電率銅被覆鋼トロリ線の製造方法

Info

Publication number: JPH03268832A
Application number: JP2070049A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Takayama; 高山　輝之; Hiroki Nagasawa; 廣樹長澤; Sumihisa Aoki; 青木　純久; Haruo Tominaga; 晴夫冨永; Kazuo Yokoyama; 一雄横山
Original assignee: Fujikura Ltd; Railway Technical Research Institute
Current assignee: Fujikura Ltd; Railway Technical Research Institute
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1991-11-29
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPH07106412B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は鋼線を芯材とし、この芯材の周りを銅又は銅合
金で被覆した銅被覆鋼トロリ線の製造方法に関し、特に
、高導電率及び高強度であると共に、耐摩耗性が優れて
おり、摩耗限界の検知が容易な銅被覆鋼トロリ線を製造
する方法に関する。

［従来の技術］鉄道用トロリ線は通常銅線又は銅合金線が使用されてい
る。このトロリ線に要求される特性としては、導電率及
び強度が高いこと、耐摩耗性が優れていること等がある
が、特に近年はトロリ線の強度を高めることに対する要
望が強い。これは、電車の高速運行の要請が強いためで
あり、電車の運行速度を高速化するためには、トロリ線
の波動伝搬速度を高めておく必要があるからである。こ
の場合に、波動伝搬速度Ｃは下記数式にて表わされる。

Ｃ＝、ｒＴ７コＴ但し、Ｔは架線張力であり、ρはトロリ線の線密度（単
位長当りの重さ）である。

この式から明らかなように、波動伝搬速度Ｃを高くする
ためには、張力Ｔを大きくするか、又は線密度ρを小さ
くする必要がある。そこで、線密度ρを小さくして伝搬
速度Ｃを高める技術として、鋼線の周りにアルミニウム
を被覆して圧着させたアルミニウム複合トロリ線が提案
されている。

また、トロリ線の強度を溜めることにより、架線張力Ｔ
を通常の場合よりも高く設定して伝搬速度Ｃを高くする
技術として、銅より高強度の鉄系材料と銅系材料との複
合トロリ線が提案されている（特公昭５３−１２２７８
Ｅｉ号参照）。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、これらの従来のトロリ線は、以下に示す
ような欠点を有する。

先ず、アルミニウム複合トロリ線においては、トロリ線
の取付金具が調合金製であるため、取付金具の銅合金と
トロリ線のアルミニウム被覆層とが接触して接触腐食が
生ずるという問題点がある。

この腐食を回避するためには、現在普及している取付金
具を全てアルミニウムとの間で接触腐食が生じない材料
のものに変更する必要があり、コストの点で実用的では
ない。

また、鉄系材料と銅系材料との複合トロリ線においては
、鉄系材料と銅系材料との境界で腐食が発生しやすく、
実用上の不都合が多い。更に、この鉄系材料と銅系材料
との間に、鉛又は錫等の層を介在させて腐食を防止する
技術も提案されているが、このような中間層が介在する
ことはトロリ線の強度上１問題になるのに加え、製造工
程が複雑化するため、好ましくない。

更に、従来のトロリ線は、耐摩耗性が満足できるもので
はなく、運行頻度が高い路線においては、寿命の延長を
可能にする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、
高導電率及び高強度であると共に、耐摩耗性が優れてお
り、摩耗限界の検知が容易な銅被覆鋼トロリ線を低コス
トで製造することができる高導電率銅被覆鋼トロリ線の
製造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係る高導電率銅被覆鋼トロリ線の製造方法は、
鋼線を銅又は銅合金の溶湯中に連続的に浸漬し、前記鋼
線の周囲に銅又は銅合金を凝固させて付着させた後、こ
の銅被覆鋼線にカリバーロールによる第１回目の熱間圧
延を施し、次いでこの圧延した線材を銅又は銅合金の溶
湯中に少なくとも１回浸漬して銅又は銅合金を付着凝固
させ、次いで７５０乃至８５０″Ｃの温度で圧延比が１
０乃至４０％の条件で熱間圧延し、更に断面減少率で２
０％以上の冷間伸線加工を施すことを特徴とする。

［作用コ本発明においては、先ず種線としての鋼線を銅（又は銅
合金）の溶湯中に浸漬してその鋼線の周面に銅（又は銅
合金）を凝固付着させる。そして、得られた銅被覆鋼線
に対し、カリバーロールによる第１回目の熱間圧延を施
す。

次いで、この圧延線材を再変調（又は銅合金）の溶湯中
に浸漬することによってその周囲に更に銅（又は銅合金
）を凝固付着させる。これにより、銅（又は銅合金）の
断面面積比率が極めて大きな銅被覆鋼線素線が得られる
。なお、この溶鋼浸漬工程は２回以上設けてもよい。

次いで、この銅被覆鋼線を温度が７５０乃至８５０°Ｃ
１圧延比力月０乃至４０％の条件で熱間圧延する。

このように、溶鋼浸漬及び熱間圧延の工程を少なくとも
２回繰り返すのは、１回の溶鋼浸漬では銅（又は銅合金
）の付着量が不足するため、高導電率のトロリ線を得る
ことができないからである。

これに対し、２回以上繰り返して溶鋼浸漬することによ
り極めて多量の銅（又は銅合金）を鋼線に付着させ、高
導電率の銅被覆鋼線を得ることができる。

また、最初の溶鋼浸漬工程で鋼線に銅（又は銅合金）を
付着させた後、第１回目の熱間圧延を施すことにより、
第１層鋼（又は銅合金）部分と鋼線とが強固に金属結合
される。そして、第１回目の熱間圧延後、更に溶鋼浸漬
し、その後７５０乃至８５０°Ｃの温度でＩＯ乃至４０
％の圧延比で熱間圧延することにより、前記第１層鋼（
又は銅合金）部分と２回目及びそれ以降の溶鋼浸漬工程
で付着させた第２層鋼（又は銅合金）部分とが強固に金
属結合される。これにより、鋼線と銅（又は銅合金）被
覆部分との境界部での接合強度が高い銅被覆鋼トロリ線
が得られ、その境界部での腐食の進行が防止される。

本発明において、圧延比が１０％以上であるのは、それ
未満であると鋼線と銅又は銅合金領域とを十分に金属結
合させ得ないからである。また、圧延比が４０％以下で
あるのは、それを超えると、加工度が高くなり過ぎて銅
又は銅合金被覆材の肉厚が均一にならないからである。

このような理由で、本発明においては、圧延比をＩＯ乃
至４０％に設定する。また、圧延温度が７５０乃至８５
０°Ｃであるのは、同様に高強度の金属結合を得ると共
に、上述の圧延比による圧延を円滑に実施するためであ
る。

また、本発明においては、鋼線を溶融鋼（又は銅合金）
に浸漬させて鋼線を銅（又は銅合金）で被覆するから、
トロリ線のように大径であって、厚い銅（又は銅合金）
被覆層を有する線材を、電気メツキ法等に比して低コス
トで製造することができる。

更に、熱間圧延後、断面減少率で２０％以上の冷間伸線
加工を施す。伸線加工を行う理由は、冷間加工を施すこ
とにより、トロリ線の強度を増加させるためである。こ
の場合に、強度を確実に向上させるためには断面減少率
で２０％以上の加工を施すことが必要である。

而して、本発明においては、第１回目の熱間圧延を、下
記不等式（１）にて示す範囲の条件で行うことが好まし
い。

０．９７≦Ｘ／Ｒ≦１．１０　　　　　　　・・・（１
）但し、Ｒ；銅被覆鋼線における前記カリバーロールの
凹面接触位置と、銅被覆鋼線の中心との間の距離、Ｘ；前記カリバーロールの非接触位置での銅被覆鋼線の
表面と、銅被覆鋼線の中心との間の距離である。

以下、この理由について説明する。芯線を溶鋼中に浸漬
する前に、この芯線を皮剥き加工してその表面を清浄に
するが、通常、更にこの皮剥きの前に芯線を伸線加工し
てその表面を硬化させる。

この場合に、鋼線又は銅線のように、単一種類の材料か
らなる線材は、材質が均一なので問題がないが、銅被覆
鋼線のように、材質が異なるものからなる複合線を芯線
とする場合には、伸線加工により断面形状が所望のもの
から偏位してしまうという難点がある。即ち、前記比Ｘ
／Ｒが０．９７よりも小さい場合には、その側面が若干
凹んだ断面形状となる。そうすると、この銅被覆鋼線に
対し前記皮剥き前の伸線加工を施すと、前記銅被覆鋼線
の被覆銅部分が芯線鋼線部分よりも軟質で変形しやすい
ので、前Ｊ己伸線加工によって前記側面の凹んだ部分に
、その上半部及び下半部の径が長い部分の銅又は銅合金
が流動して折りたたまれてしまう。これにより、線材の
側面にこの線材の軸方向に延びる溝が連続的に形成され
てしまう。

また、Ｘ／Ｒカ月、１０よりも大きい場合には、銅被覆
鋼線の側面に凸部が形成される。このため、この銅被覆
鋼線を皮剥き前に伸線加工すると、芯部の鋼線部分か硬
いので、この側面凸部の被覆銅部分が銅被覆鋼線の円周
方向に流動し、上半部及び下半部に所謂かぶりが発生す
る。これにより、同様に、銅被覆鋼線の軸方向に延びる
溝が形成される。

いずれの場合も、溝又はかぶりが存在すると、皮剥ダイ
スで表面切削しても、上述の溝又はかぶりを完全に除去
することができないことがある。

そうすると、この溝又はかぶりの残存部分に潤滑油が残
留するため、２回目以降の溶鋼浸漬工程において鋼被覆
鋼線を溶鋼中に浸漬した場合に、溶鋼がこの溝又はかぶ
りの残存部分に付着せず、局所的に銅被覆層が薄い部分
が発生する。このため、銅被覆ｍ線として著しい欠陥と
なる。

このように、第１回目の熱間圧延時の外観寸法が銅被覆
鋼線トロリ線としての製品品質に重要な影響を及ぼす。

このため、第１回目の熱間圧延時には、その比Ｘ／Ｒを
前記（１）式にて規定する範囲に設定することが好まし
い。

［実施例コ以下、添付の図面を参照して本発明の実施例方法につい
て説明する。

先ず、第１図に基づいて、本発明の実施例において使用
する所謂デイツプフォーミング装置について説明する。

このデイツプフォーミングｉｔにおいては、鋼線の供給
装置１ｃＬの上方に銅の被覆装置１１が配設されている
。

供給装置１１の気密構造のハウジング１１には、適宜の
真空排気装置に連結された排気口１５が設けられており
、この排気口１５を介してハウジング１１内は所定の真
空度に排気される。次いて、ハウジング１１内に適宜の
非酸化性ガスが導入されてハウジング１１内が非酸化性
雰囲気に保持される。ハウジング１１の側部の鋼線入口
には、皮剥ダイス１２が設置されており、この入口がら
ハウジング１１内に供給される鋼線１は皮剥ダイス１２
によりその表面層が切削される。

ハウジング１１内には、キャプスタン１３が設置されて
おり、ｊｌｉ１線１はこのキャプスタン１３に巻き架け
られてその進行方向を上方に変更する。

ハウジング１１内の上部には、２対のピンチロール１６
が配設されており、鋼線１はこのピンチロール１６によ
り引き抜き駆動されて、ハウジング１１内から被覆装置
且に供給される。

ピンチロール１６とキャプスタン１３との間のハウジン
グｌｌ内には、鋼線ｌの曲がりぐせを矯正する整直装置
１４が配設されている。この整直装置１４は、キャプス
タン１３により曲げられた鋼線の内側に転動する２個の
コロト４ａ、１４ｃと、このコロ１４ａ、１４ｃの間に
て鋼線の外側に転胴するコロ１４ｂとを仲する。キャプ
スタン１３から送うレタ鋼線１は、コｏ１４ａ、１４ｂ
。

１４ｃにこの順に転勤されることによって、キャプスタ
ン１３に巻き架けられたときの曲がりくせが矯正される
。なお、コロ１４　ａ、　　１４　ｂ、　　１４Ｃは適
宜の駆動装置（図示せず）により自刃回転させてもよい
し、アイドラ形式で鋼線１に従動させるだけでもよい。

また、コロ１４ａ、１４ｂ。

１４ｃ間の間隔は、鋼線の種類及び曲がりくせの強弱等
に応じて調整をすることができるようになっている。

被覆装置２０は、下段の被覆装置２０ａと上段の被覆装
置２０ｂとから構成されている。被覆装置２０ａ　（２
０ｂ）は、銅の溶湯２１が貯留されたルツボ２２（３２
）を宵する。このルツボ２２゜３２は黒鉛等の耐火物製
のものであり、ルツボ２２はその外底面が供給装置１ｏ
のハウジング１１の上端出口を気密的に塞いだ状態で、
ハウジング１１に連結されている。ルツボ２２の底部に
は、鋼線１の直径と実質的に同一径の挿入孔２３が形成
されていて、鋼線１は液密的に挿入孔２３を通過してル
ツボ２２内に導入される。また、ルツボ３２はルツボ２
２の上端開口を塞いた状態てルツボ２２の上に載置され
ている。そして、ルツボ３２の底部には、第１層銅被覆
鋼線である複合線２の直径と実質的に同一径の挿入孔３
３が形成されていて、複合線２は液密的に挿入孔３３を
通過してルツボ３２内に導入される。

ルツボ２２　（３２）の側部には、銅の溶解装置３０　
（４０）に連結された溶湯供給口２４（３４）が設けら
れており、溶湯２１はこの供給口２４（３４）を介して
ルツボ２２　（３２）内に補給される。

被覆装置２０の上方には、線材の引取装置（図示せず）
が設置されており、鋼線１の周囲に銅が２層になって被
覆された複合線３がこの引取装置により上方に引き取ら
れる。この複合線３は被覆装置２０から後工程の熱間圧
延装置（図示せす）に送給される。

本発明の実施例においては、このように構成されるデイ
ツプフォーミング装置を使用して鋼線に銅を被覆した後
、更に、この銅被１鋼複合線２を銅の溶湯中に再度浸漬
させて銅を付着凝固させる。

そして、得られた鋳造複合線３を熱間圧延する。

先ず、第１図に示すように、鋼線１は皮剥ダイス１２に
よりその表面層が連続研削されつつ非酸化性雰囲気に保
持されたハウジング１１内に導入される。この清浄な表
面を有する鋼線１はキャプスタン１３に巻き架けられそ
の進行方向を上方に変更する。この場合に、キャプスタ
ン１３により鋼線１には曲がりぐせがつくが、この鋼線
は整直装置１４の各コロ１４　ａ　、１４　ｂ　＋　　
１４　ｃにより真直に矯正される。

次いで、鋼線１はピンチロール１６により上方に引き抜
かれ、被覆装置２０のルツボ２２の底部に設けられた挿
入口２３からルツボ２２内に導入される。そして、鋼線
１はルツボ２２内を上方に引き取られ、その間にルツボ
２２内の溶湯２１が鋼線１の周面に付着して凝固する。

これにより、鋼線１の周囲に銅か付着した複合線２が得
られる。

次いで、複合線２は挿入口３３からルツボ３２内に導入
され、ルツボ３２内を上方に引き取られる。この複合線
２がルツボ３２内を上方に引き取られる間にルツボ３２
内の溶湯２１が凝固して複合線２の周囲に更に第２属調
が付着した複合線３が得られる。このようにして、鋼線
を銅溶湯中に２回浸漬することによって、銅の断面面積
比率が極めて高い銅被１鋼複合線が製造される。

複合線３は更に次工程で熱間圧延装置により第１回目の
熱間圧延を施される。これにより、芯材の鋼線と、被覆
材の銅又は銅合金領域とが金属結合する。

次いで、この複合線３は再度第１図に示す被覆装置２０
と同様の溶鋼被覆装置（図示せず）に導入され、その周
面に銅又は銅合金が付着して蘭固する。この第１回目の
熱間圧延後の溶鋼浸漬により、更に一層厚（銅又は銅合
金からなる被覆層が形成される。

その後、この２回以上の溶鋼浸漬工程を経た銅被覆鋼線
は７５０乃至８５０″Ｃの温度範囲にて、１０乃至４０
％の圧延比で熱間圧延される。これにより、被覆材の第
１属調領域と第２属調領域とが金属結合し、被覆材が芯
材に強固に被着される。

次いで、熱間圧延後の複合線３を冷間て伸線加工する。

これにより、トロリ線としての強度が向上する。

その後、伸線加工後の複合線を溝切り加工し、第２図に
その断面図を示すように、芯材鋼線１を被覆する銅被覆
材４に、１対の７字状溝５を形成する。これにより、ト
ロリ線が製造される。この溝５を介して銅製の金具によ
り握持することによって、トロリ線が架設される。

本実施例により製造される金属結合を有する複合線にお
いては、鋼線と銅領域との界面で原子の拡散が生じ、極
めて強固に接合される。従って、例えば、この複合線に
対してその直径方向に圧縮荷重を印加した場合でも、鋼
線と銅領域との間に剥離は発生しない。これは、複合線
を引張破断させた場合及び曲げ変形を加えた場合も同様
である。

このため、トロリ線が摩耗して芯材の鋼線１が露出した
場合でも、銅の被覆材４と芯材１との境界に水等が侵入
することはない。従って、この境界部が優先的に腐食さ
れることはない。

被覆装置２０ａ、２０ｂにより被覆された銅からなる被
覆材４の被覆率は、断面面積比率（トロリ線全体の断面
面積に対する被覆材の面積の比：＄）で７５乃至９０％
に設定することが好ましい。

被覆材４の被覆率が７５％未満である場合は、胴部分が
少なくて十分高い導電率を得ることが困難である。この
ため、トロリ線として使用される用途が限定される。こ
れに対して、被覆率が９０％を超えると、鋼線芯材部分
が不足して十分な強度が得られない。このため被覆材４
の被覆率は断面面積比率で、７５乃至９０％にすること
が望ましい。

また、被覆率を７５乃至９０％に限定することにより、
摩耗限界を容易に判別することができるという利点もあ
る。第３図に示すように、トロリ線はパンタグラフの摺
接による摩耗によって径が減少し、残存高さＨが所定の
値に迄減少すると交換する必要がある。この場合にトロ
リ線の摩耗状況を把握するためには、従来、高さＨを直
接測定するか、又は幅Ｗを測定して高さＨを推定してい
た。

このため、Ｈ又はＷを作業員が測定治具を駆使してトロ
リ線の全長に亘って測定する必要があり、極めて煩雑な
作業を行っていた。しかしながら、本実施例のように、
銅の被覆率を７５乃至９０％にすることにより、前記摩
耗限界に到達すると、丁度銅被覆鋼トロリ線は芯材鋼線
部分が露出することから、この鋼線１の露出を目視によ
って把握することにより、摩耗限界を容易に判定できる
。

このように構成された銅被覆鋼トロリ線は、銅の被覆材
４により所定の被覆率で被覆されているから、トロリ線
を懸架する取付金具にはこの被覆材４が接触する。従っ
て、銅合金製取付金具との間で接触腐食が発生すること
はなく、また、導電率も高い。更に、芯材として鋼線１
を使用しているから、トロリ線の強度が高く、耐摩耗性
が優れていると共に、摩耗限界の検知が容易である。こ
のようにトロリ線の強度が高いことにより、架線張力Ｔ
を高く設定することができる。このため、前述の如く、
波動伝搬速度Ｃを高めることができ、電車の高速化が可
能となる。

鋼線１の鋼種としては、任意のものを使用することがで
きるが、鋼線の強度が高過ぎると、製造工程又はトロリ
線の架線工事において取扱いが不便である。このため、
鋼線の材質としては、炭素含有量が０．３５重量％以下
のものを使用することが好ましい。炭素含有量が０．３
５重量％を超えると、鋼線の強度が高くなり過ぎて、例
えば、前述のデイツプフォーミング法による複合線の製
造工程において、皮剥ダイス１２の寿命が短くなる。

本実施例においては、所謂デイツプフォーミング法によ
り鋼線に銅を被覆するから銅被覆鋼トロリ線を低コスト
で製造することができる。トロリ線は、主として直径が
１０ｍｍ以上の太い線材であると共に、被覆材（銅）も
架設用溝を形成する必要上厚く形成する必要があるため
、電気メツキ法等によって銅被覆鋼線を製造せんとする
と、極めてコストが高くなる。これに対して、本実施例
のようにデイ、プフォーミング法により銅を被覆して、
銅被覆鋼線とした後、この線材を更に再度鋼溶渦中に浸
漬することによって、低コストでトロリ線用複合線を製
造することができる。

本実施例においては、キャプスタン１３を通過して曲が
りぐせがついた鋼線１は整直装置１４の各コロ１４ａ、
１４ｂ、１４ｃにより真直に矯正される。従来、鋼線の
デイツプフォーミング装置においては、このような整直
装置は設置されていない。しかしながら、本実施例のよ
うに、鋼線をデイツプフォーミングする場合は、整直装
置１４を設けないと鋼線を円滑にルツボ２２内に導入す
ることが困難である。

つまり、鋼線１は、銅線に比して碩いため、キャプスタ
ン１３に巻き架けられたときに曲がりぐせがついてしま
う。この曲がりくせはピンチロール１６により引張った
だけでは修正されず、ルツボ２２の挿入孔２３にて鋼線
１が引っかかり、運転停止の事態が発生する虞れがある
。しかしながら、本実施例のように、例えば、３個のコ
０１４ａ、１４ｂ、１４ｃにより鋼線１を矯正すること
により、鋼線１は真直になるので、挿入孔２３にて、詰
まり及び引っかかりが生ずることなく安定して鋼線１を
ルツボ２２内に供給することができる。

次に、本発明方法により、銅被覆鋼トロリ線を製造した
結果（実施例）について、従来例に係るトロリ線の製造
結果と比較して説明する。

本実施例においては、芯材鋼線として、ＪＩＳ　Ｇ３５
０５、　ＳＷＲ旧０の軟鋼線材（直径が１４ｍ１１）を
使用した。この軟鋼線材を皮剥ダイス１２により直径が
１２．７ｍｍになるように皮剥し、整直装置１４により
矯正した後、被覆装置２０に送給した。この場合に、各
コロ１４　ａ　、１４　ｂ　＋　　Ｌ　４　ｃの間隔を
適切に調節した結果、ｌ０００ｍ＋ｎの長さ部分におい
て曲がり量を約３乃至ｌ０Ｉｌｆｆｌに抑制することが
できた。これに対し、整直装置１４を使用しない場合は
、１０００ｍｍの長さ部分において約４０乃至６０關も
曲がってしまい、鋼線を安定して挿入孔２３に通すこと
ができない。

被覆装置２０ａにおいて、鋼線１の周面に銅が被覆され
た銅被覆鋼鋳造線を製造し、次いて、被覆ｇ置２０ｂに
おいて、この銅被覆鋼鋳造線を再度鋼溶渦中に浸漬して
銅被覆率を高めた。この２段のデイツプフォーミングを
経た銅被覆鋼鋳造線を熱間圧延（圧延比３５％）して直
径り月７市の複合線を得た。この熱間圧延により、鋼線
と銅又は銅合金領域とが強固に接合された。

次いで、加工度５０％で伸線加工した後、溝切り加工を
施して、第２図に示す断面形状を宵し、断面積が１１０
−のトロリ線を製造した。

このようにして、銅の被覆率が異なる実施例１゜２．３
のトロリ線を製造した。なお、銅の被覆率はルツボ２２
，３２内における鋼線の浸漬時間及び浸漬繰り返し数等
を調節することにより、種々変更することができ、これ
により、所望の厚さの銅の被覆層を形成した。

このトロリ線に対し、導電率及び引張強さを測定し、金
具取付性の良否、摩耗限界検知の容易さ及び耐摩耗性を
試験した。その結果を従来のトロリ線についての試験結
果と共に下記第１表に示す。

但し、金具取付性、摩耗限界の検知の容易性及び耐摩耗
性の欄において、○は良い場合、△はやや悪い場合、×
は悪い場合を示す。また、導電率の単位は％ｌＡｃ５．
引張強さの単位はｋｇｆ／ｍ＋＆である。

比較例１，２は夫々銅被覆率が多過ぎる場合及び少な過
ぎる場合であり、また、従来例１は銅ｌ・口り線、従来
例２は銅合金トロリ線、従来例３はアルミニウム被覆鋼
トロリ線の場合である。なお、従来例３のみ断面積が２
００−であり、その他のトロリ線は断面積が１１０−で
ある。

第１表に示すように、実施例１乃至３は、導電率及び引
張強さの双方が高導電率及び高強度のトロリ線として十
分な特性を有している。

これに対し、従来例１，２の場合は導電率は毘いものの
、強度が不足する。更に、実施例１乃至３は摩耗限界を
検知しやすいと共に、金具取付性及び耐摩耗性が優れて
いるという利点がある。また、実施例１乃至３は銅と鋼
線との境界が強固に結合されているため、耐食性が優れ
ている。

比較例１は、銅被覆率が高過ぎるので、導電率が極めて
高いものの、引張強さが低く、また耐摩耗性も劣る。比
較例２は銅被覆率が低過ぎるため、引張強さ及び耐摩耗
性は優れているものの、導電率が従来例１，２より低い
と共に、摩耗限界に至るより著しく早い時期に銅芯が露
出するので、張り替えの目安となる摩耗限界の検知に銅
芯の露出を利用できない。

また、従来例１及び従来例２は夫々銅トロυ線及び銅合
金トロリ線であるから、強度が低く、耐摩耗性が悪い。

更にまた、従来例３は、アルミニウム被覆鋼トロリ線で
あるから、強度が低いのに加え、銅合金製取付金具との
間で接触腐食が発生するので、金具取付性が悪い。

なお、上記実施例は、断面積が１１０−のトロリ線につ
いてのものであるが、断面積が１７０−等、他の種類の
トロリ線に本発明を適用することができることは勿論で
ある。

また、本実施例では鋼線上に銅を付着凝固する例につい
て説明したが、銅の代わりに銅合金を使用しても導電率
及び強度をいずれも所望の値とすることができる。

更に、上記実施例は鋼線周面に銅を付着凝固させた後、
連続的に銅を再度付着凝固させるものであるが、１回目
の銅の付着凝固により得られた鋳造ロッドを更に同一の
被覆装置に通すことにより２回目の銅の付着凝固を行う
こととしてもよい。

更にまた、銅の付着工程は２回に限らす、３回以上行っ
てもよい。

次に、銅被覆鋼線の冷間伸線と強度との関係について調
査した結果について説明する。

銅被覆率が７５％及び９０％の２つの場合について、伸
線加工度を種々変更設定したときの引張強さを調べた。

その結果を下記第２表に示す。

第２表銅被覆率によって引張強さは変化するものの。

２０％以上の伸線加工度を付与することによって従来の
トロリ線の強度以上の引張強さを得ることができる。。

次に、Ｘ／Ｒの値の影響について試験した結果について
説明する。

Ｘ／Ｒの値に影響を及ぼす製造条件は熱間圧延条件であ
り、特に圧延ロールのカリバー凹面の形状と圧下率が大
きな影響を及ぼす。これらの製造条件を適切に選択する
ことによって、Ｘ／Ｒは種々変化する。例えば、鋳造ロ
ッドの第１パス目の熱間圧延の圧下率が大きくなると、
次の第２バス目の圧延を施しても、Ｘ／Ｒカ月、０より
も小さくなりやすく、また第１バスの圧下率が小さすぎ
ると、Ｘ／Ｒが１．０よりもかなり大きくなる。このよ
うに圧延条件を選択するこきでＸ／Ｒは種々変化するの
で、第１回目の浸漬及び圧延においてその圧延条件を種
々選択することによって種々の断面形状を有する銅被覆
鋼線を製造した。そして、この銅被覆鋼線を伸線加工し
てその長手方向に溝が形成されるか、又はかぶりが発生
するか否かについて調査した。その結果、下記第３表に
示すように、Ｘ／Ｒが０．９７乃至１．１０の範囲で溝
及びかぶりの双方が発生しなかった。これに対し、Ｘ／
Ｒが０．９２及びＩ、２０の場合は溝又はかぶりが発生
した。

第３表なお）第２回目の浸漬被覆を行うときにも、皮剥ダイス
で表面切削しており、第１回目の圧延で形成された溝が
浅いと、この皮剥ダイスによる切削でこの溝を除去する
ことができるが、この皮剥きによる切削を常に同一の厚
さで均一に行うことは不可能である。このため、本発明
のように、材質面の改良から、溝を有しない円形断面に
伸線加工しやすい熱間圧延ロッドを開発することは極め
て有益である。

また）第２回目の浸漬被覆後の熱間圧延においては、上
述の条件は不要である。第２回目以降のように、銅の被
覆率が増大すると、圧延においては、銅の変形が大半を
占め、変形しにくい中心部鋼部分による拘束が弱くなり
、溝の形成及びかぶりの発生が認められなくなるからで
ある。

［発明の効果コ本発明によれば、鋼線と銅又は銅合金とを強固に金属結
合させることができ、また、銅被覆率を極めて高くした
銅被覆鋼トロリ線を製造することができる。このトロリ
線は、従来の銅合金トロリ線よりも導電率及び強度が高
＜、シかも耐摩耗性が優れている。更に鋼線の露出の程
度により、摩耗限界を検知することができるため、摩耗
限界の検知が極めて容易である。

更に、銅又は銅合金被覆部と鋼線とが熱間圧延による金
属結合によって強固に結合しているため、鋼線が露出し
ても境界部に水等が侵入して腐食が発生することはない
。

本発明によれば、このように優れた特性を有する銅被覆
トロリ線を安定して低コストで製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にて使用するデイツプフォーミ
ング装置を示す断面図、第２図はトロリ線を示す断面図
、第３図は摩耗後のトロリ線を示す断面図である。１；鋼線、２，３；複合線、４；被覆材、５；溝部、１
２；皮剥ダイス、１３；キャプスタン、１４；整直装置
、２２；ルツボ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋼線を銅又は銅合金の溶湯中に連続的に浸漬し、
前記鋼線の周囲に銅又は銅合金を凝固させて付着させた
後、この銅被覆鋼線にカリバーロールによる第１回目の
熱間圧延を施し、次いでこの圧延した線材を銅又は銅合
金の溶湯中に少なくとも１回浸漬して銅又は銅合金を付
着凝固させ、次いで７５０乃至８５０℃の温度で圧延比
が１０乃至４０％の条件で熱間圧延し、更に断面減少率
で２０％以上の冷間伸線加工を施すことを特徴とする高
導電率銅被覆鋼トロリ線の製造方法。
（２）前記カリバーロールによる第１回目の熱間圧延に
おいて、その銅被覆鋼線における前記カリバーロールの
凹面接触位置及び非接触位置での銅被覆鋼線の表面と、
銅被覆鋼線の中心との間の距離を、夫々Ｒ及びＸとした
とき、０．９７≦Ｘ／Ｒ≦１．１０の範囲内で圧延を行
うことを特徴とする請求項１に記載の高導電率銅被覆鋼
トロリ線の製造方法。
（３）前記熱間圧延の終了後の銅又は銅合金部分が断面
面積比率で素線全体の７５乃至９０％であることを特徴
とする請求項１又は２に記載の高導電率銅被覆鋼トロリ
線の製造方法。
（４）前記銅又は銅合金の溶湯は容器内に貯留され、前
記鋼線は直線状に矯正された後この容器の底部から容器
内に入り、容器内を上方に引き抜かれる間に鋼線の周囲
に前記溶湯が付着することを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の高導電率銅被覆鋼トロリ線の製
造方法。