JPH05105994A - 高速電気車両用パンタグラフすり板 - Google Patents
高速電気車両用パンタグラフすり板Info
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- JPH05105994A JPH05105994A JP29502491A JP29502491A JPH05105994A JP H05105994 A JPH05105994 A JP H05105994A JP 29502491 A JP29502491 A JP 29502491A JP 29502491 A JP29502491 A JP 29502491A JP H05105994 A JPH05105994 A JP H05105994A
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Abstract
(57)【要約】
［目的］ トロリ線を損耗させずにその耐摩耗性を向上
させることができる高速電気車両用パンタグラフの提
供。 ［構成］ Ｆｅを基地とする焼結すり板内にＦｅ−Ｔｉ
合金、Ｆｅ−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ合金の
１種若しくは２種以上をそれぞれ単味若しくは合計で１
５〜５０重量％を分散析出した組織を有する焼結体、或
いはこれにＭｏＳ2及び／又はＷＳ2を１〜５重量％分散
析出した組織を有するものからなる高速電気車両用パン
タグラフ。
させることができる高速電気車両用パンタグラフの提
供。 ［構成］ Ｆｅを基地とする焼結すり板内にＦｅ−Ｔｉ
合金、Ｆｅ−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ合金の
１種若しくは２種以上をそれぞれ単味若しくは合計で１
５〜５０重量％を分散析出した組織を有する焼結体、或
いはこれにＭｏＳ2及び／又はＷＳ2を１〜５重量％分散
析出した組織を有するものからなる高速電気車両用パン
タグラフ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高速電気車両用パンタグ
ラフすり板に係り、詳しくは、高速電気車両における集
電用すり板であって、これを集電材として用いると、ト
ロリ線を損耗させずにその耐摩耗性を向上させることが
できる高速電気車両用パンタグラフすり板に係る。
ラフすり板に係り、詳しくは、高速電気車両における集
電用すり板であって、これを集電材として用いると、ト
ロリ線を損耗させずにその耐摩耗性を向上させることが
できる高速電気車両用パンタグラフすり板に係る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電気車両に電気を集電するた
めに金属焼結体あるいは複合焼結体からなるパンタグラ
フ集電用すり板が使用されている。これらのすり板は振
動の激しい所で使用されるため、次のような性能が要求
されている。 （１）接点としての耐ア−ク性のよいこと、（２）断線
事故のおこらないように摩擦係数が小さいこと、（３）
車両の高速化に伴う振動に耐えるよう軽比重であるこ
と、（４）急熱急冷に耐えること、等である。
めに金属焼結体あるいは複合焼結体からなるパンタグラ
フ集電用すり板が使用されている。これらのすり板は振
動の激しい所で使用されるため、次のような性能が要求
されている。 （１）接点としての耐ア−ク性のよいこと、（２）断線
事故のおこらないように摩擦係数が小さいこと、（３）
車両の高速化に伴う振動に耐えるよう軽比重であるこ
と、（４）急熱急冷に耐えること、等である。
【０００３】このような要求に対し、従来はＣｕ系のす
り板などを用いていたが、Ｃｕ系のすり板は車両の高速
化による離線の増大によりすり板の摩耗が大であるた
め、Ｆｅ系の焼結合金からなるすり板が用いられるよう
になった。これはＣｕ系は材質の安定性および熱伝導と
電気伝導という点ではすぐれているが、融点、摩擦係
数、比重の点でＦｅ系がすぐれているからである。
り板などを用いていたが、Ｃｕ系のすり板は車両の高速
化による離線の増大によりすり板の摩耗が大であるた
め、Ｆｅ系の焼結合金からなるすり板が用いられるよう
になった。これはＣｕ系は材質の安定性および熱伝導と
電気伝導という点ではすぐれているが、融点、摩擦係
数、比重の点でＦｅ系がすぐれているからである。
【０００４】ところで近年、走行距離の延長化、高速度
化および走行頻度の増加に伴って、パンタグラフの集電
用すり板の摩耗が一層激しくなり、耐摩耗性の高いもの
が要求されるようになった。
化および走行頻度の増加に伴って、パンタグラフの集電
用すり板の摩耗が一層激しくなり、耐摩耗性の高いもの
が要求されるようになった。
【０００５】例えば、新幹線用すり板として用いられて
いるＦｅ系焼結合金はＦｅ粉末を主体とするもので潤滑
性に劣るため、所定の気孔率を有するＦｅ系焼結合金母
体をつくり、この焼結合金母体中に鉛を１７〜２７％程
度含浸させたものである。このような鉛を多量に含む焼
結合金はスケルトンが多孔質になりすぎるため、高速集
電時にア−クによる高熱に耐えられなくなり摩耗が多く
なる。
いるＦｅ系焼結合金はＦｅ粉末を主体とするもので潤滑
性に劣るため、所定の気孔率を有するＦｅ系焼結合金母
体をつくり、この焼結合金母体中に鉛を１７〜２７％程
度含浸させたものである。このような鉛を多量に含む焼
結合金はスケルトンが多孔質になりすぎるため、高速集
電時にア−クによる高熱に耐えられなくなり摩耗が多く
なる。
【０００６】これを改良する方法として、例えば、特開
昭６２−１０２３８号公報記載の如く、粒粉状クロム２
〜１４％、金属硫化物２〜７％、燐１％以下を含み残部
がＦｅ粉末からなる粉状素材を混合圧縮成形後、焼結合
金母体とし、これに鉛若しくは鉛合金を２〜８％含浸さ
せる方法がある。
昭６２−１０２３８号公報記載の如く、粒粉状クロム２
〜１４％、金属硫化物２〜７％、燐１％以下を含み残部
がＦｅ粉末からなる粉状素材を混合圧縮成形後、焼結合
金母体とし、これに鉛若しくは鉛合金を２〜８％含浸さ
せる方法がある。
【０００７】また、特開昭６２−５０４５１号公報に記
載の如く、分散相形成成分としてＭｏ：０．１〜８％、
Ｆｅ−Ｃｒ合金及び／又はＦｅ−Ｍｏ合金１〜１５％、
ＷＳ2、Ｐｂ、ＢＮの内１種以上の潤滑剤０．２〜１０
％を含み、素地形成成分としてＮｉ０．１〜５％、Ｃ
０．０２〜０．５％を含有し、残部がＦｅと不可避成分
とから成る焼結合金材料がある。これらの方法はいずれ
も耐摩耗性ならびに潤滑性については一応の効果は認め
られるが、これらは高速用パンタグラフすり板に要求さ
れる物性、特に耐摩耗性については更に向上が求められ
ている。
載の如く、分散相形成成分としてＭｏ：０．１〜８％、
Ｆｅ−Ｃｒ合金及び／又はＦｅ−Ｍｏ合金１〜１５％、
ＷＳ2、Ｐｂ、ＢＮの内１種以上の潤滑剤０．２〜１０
％を含み、素地形成成分としてＮｉ０．１〜５％、Ｃ
０．０２〜０．５％を含有し、残部がＦｅと不可避成分
とから成る焼結合金材料がある。これらの方法はいずれ
も耐摩耗性ならびに潤滑性については一応の効果は認め
られるが、これらは高速用パンタグラフすり板に要求さ
れる物性、特に耐摩耗性については更に向上が求められ
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれら問題の
解決を目的とし、具体的には、トロリ線を損耗させずに
その耐摩耗性を向上させた高速電気車両用パンタグラフ
すり板を提案することを目的とする。
解決を目的とし、具体的には、トロリ線を損耗させずに
その耐摩耗性を向上させた高速電気車両用パンタグラフ
すり板を提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、Ｆ
ｅを基地とする焼結すり板内にＦｅ−Ｔｉ合金、Ｆｅ−
Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ合金のうち１種若し
くは２種以上をそれぞれ単味若しくは合計で１５〜５０
重量％を分散析出した組織を有するものであることを特
徴とし、Ｆｅを基地とする焼結すり板内に、Ｆｅ−Ｔｉ
合金、Ｆｅ−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ合金の
うち１種若しくは２種以上をそれぞれ単味若しくは合計
で１５〜５０重量％とＭｏＳ2及び／又はＷＳ2を１〜５
重量％とを分散析出した組織を有するものであることを
特徴とする。
ｅを基地とする焼結すり板内にＦｅ−Ｔｉ合金、Ｆｅ−
Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ合金のうち１種若し
くは２種以上をそれぞれ単味若しくは合計で１５〜５０
重量％を分散析出した組織を有するものであることを特
徴とし、Ｆｅを基地とする焼結すり板内に、Ｆｅ−Ｔｉ
合金、Ｆｅ−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ合金の
うち１種若しくは２種以上をそれぞれ単味若しくは合計
で１５〜５０重量％とＭｏＳ2及び／又はＷＳ2を１〜５
重量％とを分散析出した組織を有するものであることを
特徴とする。
【００１０】以下、本発明の手段たる構成ならびにその
作用について詳しく説明すると、次の通りである。
作用について詳しく説明すると、次の通りである。
【００１１】まず、本発明の請求項１記載の発明につい
て説明する。
て説明する。
【００１２】本発明のＦｅを基地とする焼結すり板内に
Ｆｅ−Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−
Ｍｏ合金（以下、地金分散材という。）を分散析出した
組織を有するものである。これら地金分散材を上記のよ
うに限定したのは各成分が耐摩耗性が大であり、しか
も、摺動時に敷石効果による耐摩耗成分として働くから
である。また、トロリ線とすり板との接触によるア−ク
発生により生ずる損耗を防止する効果を有する。
Ｆｅ−Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−
Ｍｏ合金（以下、地金分散材という。）を分散析出した
組織を有するものである。これら地金分散材を上記のよ
うに限定したのは各成分が耐摩耗性が大であり、しか
も、摺動時に敷石効果による耐摩耗成分として働くから
である。また、トロリ線とすり板との接触によるア−ク
発生により生ずる損耗を防止する効果を有する。
【００１３】地金分散材の分散析出する量はＦｅ地金内
に１５〜５０重量％、好ましくは２０〜５０％、更に好
ましくは３０〜５０％である。１５％未満ではその添加
効果は少なく、また、５０％をこえると、すり板全体の
強度が低下すると共に焼結時の各粒子の結合が不十分と
なり、その摩耗が増大する。
に１５〜５０重量％、好ましくは２０〜５０％、更に好
ましくは３０〜５０％である。１５％未満ではその添加
効果は少なく、また、５０％をこえると、すり板全体の
強度が低下すると共に焼結時の各粒子の結合が不十分と
なり、その摩耗が増大する。
【００１４】また、すり板の使用条件等によりすり板全
体の強度を更に必要とする場合には溶製法等による銅板
又は鉄板をロ−付け等の裏打により補強して使用でき
る。
体の強度を更に必要とする場合には溶製法等による銅板
又は鉄板をロ−付け等の裏打により補強して使用でき
る。
【００１５】次に、その製造法について説明する。
【００１６】例えば、粒度１５０μｍ以下の鉄粉８５〜
４０部と粒度４５０μｍ以下の地金分散材粉１５〜５０
部と公知の潤滑剤、例えば、ステアリン酸鉛０．５部を
Ｖ型混合機に入れ、これらを十分に混合する。この混合
物を所定形状の金型内に充填し、約７ｔ／ｃｍ2の圧力
でプレスして成型する。次いで、この成型体をこれらの
混合物の溶融点以下の温度で還元ガス又は中性ガス雰囲
気下焼結して地金分散材粒子を分散析出した組織を有す
るものとし、次いで、これを所定形状のすり板とすれば
よい。
４０部と粒度４５０μｍ以下の地金分散材粉１５〜５０
部と公知の潤滑剤、例えば、ステアリン酸鉛０．５部を
Ｖ型混合機に入れ、これらを十分に混合する。この混合
物を所定形状の金型内に充填し、約７ｔ／ｃｍ2の圧力
でプレスして成型する。次いで、この成型体をこれらの
混合物の溶融点以下の温度で還元ガス又は中性ガス雰囲
気下焼結して地金分散材粒子を分散析出した組織を有す
るものとし、次いで、これを所定形状のすり板とすれば
よい。
【００１７】次に、請求項２記載の発明ならびにその製
造法について説明する。
造法について説明する。
【００１８】請求項２記載の発明は請求項１記載の発明
において更に潤滑性を付与するため、ＭｏＳ2及び／又
はＷＳ2を分散析出した組織を有するものにしたもので
ある。
において更に潤滑性を付与するため、ＭｏＳ2及び／又
はＷＳ2を分散析出した組織を有するものにしたもので
ある。
【００１９】ＭｏＳ2及び／又はＷＳ2は一般的に固体潤
滑剤として広く用いられているものであるが、これら微
粉、例えば、１５０μｍ以下の粒度のものを製造時に鉄
粉、Ｆｅ−Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆ
ｅ−Ｍｏ合金の１種若しくは２種以上とともに所定量添
加混合、焼結して、このＦｅ系焼結すり板内に分散析出
する組織を有するものにしたものである。そのＦｅ地金
に対する配合量としては１〜５％である。
滑剤として広く用いられているものであるが、これら微
粉、例えば、１５０μｍ以下の粒度のものを製造時に鉄
粉、Ｆｅ−Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆ
ｅ−Ｍｏ合金の１種若しくは２種以上とともに所定量添
加混合、焼結して、このＦｅ系焼結すり板内に分散析出
する組織を有するものにしたものである。そのＦｅ地金
に対する配合量としては１〜５％である。
【００２０】このように特定したのは１％未満では潤滑
効果は少なく、また、５％をこえると焼結時に分解した
り、また、その他の化学反応によって基地強度を弱め、
摩耗が増大するからである。なお、明細書記載の部なら
びに％はいずれも重量基準で示した。
効果は少なく、また、５％をこえると焼結時に分解した
り、また、その他の化学反応によって基地強度を弱め、
摩耗が増大するからである。なお、明細書記載の部なら
びに％はいずれも重量基準で示した。
【００２１】
【実施例】以下、実施例について述べる。
【００２２】表１に示す組成の原料粉末を用いて、粉末
冶金法により焼結体とした後、加工してすり板本体を製
造した。
冶金法により焼結体とした後、加工してすり板本体を製
造した。
【００２３】なお、焼結体製造用原料であるＦｅ粉末は
１５０μｍ以下のもの、地金分散材はそれぞれ４５０μ
ｍのものを用いた。また、ＭｏＳ2、ＷＳ2からなる固体
潤滑剤の粉末はそれぞれ５０μｍ以下のものを用いた。
１５０μｍ以下のもの、地金分散材はそれぞれ４５０μ
ｍのものを用いた。また、ＭｏＳ2、ＷＳ2からなる固体
潤滑剤の粉末はそれぞれ５０μｍ以下のものを用いた。
【００２４】これら原料粉末に潤滑剤としてステアリン
酸亜鉛を０．５％添加し、Ｖ型混合機により３０分間撹
拌して均一な混合物とした。
酸亜鉛を０．５％添加し、Ｖ型混合機により３０分間撹
拌して均一な混合物とした。
【００２５】次いで、これを所定形状の型に入れ、圧力
７ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えて加圧成形した。
７ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えて加圧成形した。
【００２６】この成形体を焼結炉で還元雰囲気下１２０
分、１１５０℃の温度に加熱し焼結体とした。この焼結
体の物性試験を行なった結果を表１に示した。なお、比
摩耗量試験装置は図１に示す装置を用い、その試験条件
を表２に示した。
分、１１５０℃の温度に加熱し焼結体とした。この焼結
体の物性試験を行なった結果を表１に示した。なお、比
摩耗量試験装置は図１に示す装置を用い、その試験条件
を表２に示した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明は、
Ｆｅを基地とする焼結すり板内にＦｅ−Ｔｉ合金、Ｆｅ
−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ合金のうち１種若
しくは２種以上をそれぞれ単味若しくは合計で１５〜５
０重量％を分散析出した組織を有するものであることを
特徴とし、Ｆｅを基地とする焼結すり板内に、Ｆｅ−Ｔ
ｉ合金、Ｆｅ−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ合金
のうち１種若しくは２種以上をそれぞれ単味若しくは合
計で１５〜５０重量％とＭｏＳ2及び／又はＷＳ2を１〜
５重量％とを分散析出した組織を有するものであること
を特徴とする。
Ｆｅを基地とする焼結すり板内にＦｅ−Ｔｉ合金、Ｆｅ
−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ合金のうち１種若
しくは２種以上をそれぞれ単味若しくは合計で１５〜５
０重量％を分散析出した組織を有するものであることを
特徴とし、Ｆｅを基地とする焼結すり板内に、Ｆｅ−Ｔ
ｉ合金、Ｆｅ−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ合金
のうち１種若しくは２種以上をそれぞれ単味若しくは合
計で１５〜５０重量％とＭｏＳ2及び／又はＷＳ2を１〜
５重量％とを分散析出した組織を有するものであること
を特徴とする。
【００３０】従って、本発明品は高速電気車両用パンタ
グラフ用すり板であって、これを集電材として用いる
と、トロリ線を損耗させずに耐摩耗性を向上させること
ができる。
グラフ用すり板であって、これを集電材として用いる
と、トロリ線を損耗させずに耐摩耗性を向上させること
ができる。
【図１】本発明の実施例に用いた比摩耗量試験装置の説
明図である。
明図である。
１ 擬似トロリ線 ２ テストピ−ス ３ エアシリンダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福原 邦夫 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 冨山 嘉孝 京都府京都市山科区栗栖野狐塚５−１ 日 本粉末合金株式会社山科事業所内 (72)発明者 斎藤 浩次郎 京都府京都市山科区栗栖野狐塚５−１ 日 本粉末合金株式会社山科事業所内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｆｅを基地とする焼結すり板内にＦｅ−
Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ合
金のうち１種若しくは２種以上をそれぞれ単味若しくは
合計で１５〜５０重量％を分散析出した組織を有するも
のであることを特徴とする高速電気車両用パンタグラフ
すり板。 - 【請求項２】 Ｆｅを基地とする焼結すり板内に、Ｆｅ
−Ｔｉ合金、Ｆｅ−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ
合金のうち１種若しくは２種以上をそれぞれ単味若しく
は合計で１５〜５０重量％とＭｏＳ2及び／又はＷＳ2を
１〜５重量％とを分散析出した組織を有するものである
ことを特徴とする高速電気車両用パンタグラフすり板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29502491A JPH05105994A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 高速電気車両用パンタグラフすり板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29502491A JPH05105994A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 高速電気車両用パンタグラフすり板 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25814395A Division JPH0885854A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 高速電気車両用パンタグラフすり板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05105994A true JPH05105994A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=17815344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29502491A Pending JPH05105994A (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 高速電気車両用パンタグラフすり板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05105994A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5127806A (ja) * | 1974-09-02 | 1976-03-09 | Mitsubishi Metal Corp | Taimamoseitetsukeishoketsugokin |
| JPS6250451A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-05 | Japanese National Railways<Jnr> | Ｆｅ基焼結材料製電気車のパンタグラフすり板材 |
| JPS6250445A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-05 | Japanese National Railways<Jnr> | Ｆｅ基焼結材料製電気車のパンタグラフすり板材 |
| JPH03183746A (ja) * | 1989-12-13 | 1991-08-09 | Mitsubishi Materials Corp | 耐摩耗性を有するＦｅ基集電摺動材料 |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP29502491A patent/JPH05105994A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5127806A (ja) * | 1974-09-02 | 1976-03-09 | Mitsubishi Metal Corp | Taimamoseitetsukeishoketsugokin |
| JPS6250451A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-05 | Japanese National Railways<Jnr> | Ｆｅ基焼結材料製電気車のパンタグラフすり板材 |
| JPS6250445A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-05 | Japanese National Railways<Jnr> | Ｆｅ基焼結材料製電気車のパンタグラフすり板材 |
| JPH03183746A (ja) * | 1989-12-13 | 1991-08-09 | Mitsubishi Materials Corp | 耐摩耗性を有するＦｅ基集電摺動材料 |
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