JPH0270540A - 耐アーク性トロリ線 - 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］ 本発明は耐熱性を有し、強度が高いと共に、着霜があっ
てもパンタグラフとの接触部でアーク断線が生じないよ
うにした耐アーク性トロリ線に関する。

［従来の技術］ 従来からトロリ線は、銅及び銅合金が使用されてきた。

銅の使用は導電性及び耐食性の双方が優れているためで
ある。一方、トロリ線はパンタグラフとの摺動による摩
耗により、線径が減少するため、電車の通過頻度が多い
線路では、その寿命を゛延長させるため耐摩耗性が高い
銅合金のトロリ線が使用されている。ところで、冬季の
朝のようにトロリ線の表面に着霜が著しく生じていると
き、この霜のためにパンタグラフとトロリ線との間が導
通不良となり、両者間にアークが発生して、トロリ線が
断線する事故が発生することがある。この断線の原因は
、パンタグラフとの接触部でのアーク発生に伴い、トロ
リ線が局部的に高温に達して軟化し、架線張力に耐えら
れずに破断するためとされている。また、アーク発生部
では銅トロリ線が一部溶損しており、実質的な断面積の
減少もみられている。このような、断線防止のために、
従来、トロリ線に油を塗布して霜がつきに＜＜シたり、
霜よけのために送風ファンをまわしてトロリ線に風を送
給しておく等の対策が採られている（鉄道と電気；第４
２巻第６号１９８８年発行第５４乃至５７頁）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、着霜を防止するために、上述の如く、ト
ロリ線に油を塗布したり、ファンから送風したりするこ
とは極めて煩雑な作業を強いられることになるという問
題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
着霜があり、アークが発生しても断線が生じにくい耐ア
ーク性トロリ線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］ 本発明に係る耐アーク性１〜ロリ線は、Ｗ４線を芯材と
してその周囲に銅又は銅合金の層を被覆し、鋼線と銅又
は銅合金被覆層を金属学的に結合させたトロリ線であっ
て、パンタグラフと接触する面に平坦な領域を有するこ
とを特徴とする。

［作用］ 本発明に係る耐アーク性トロリ線は、鋼線からなる芯材
を銅又は銅合金層で被覆した複合体構造を有し、鋼線と
銅又は銅合金被覆層とは金属学的に結合されて強固に結
合されている。このため、トロリ線がアーク熱により高
温になっても、芯材の鋼線部分が架線張力に耐え得る強
度を有しているから、局部的に高温になったトロリ線が
破断することはない。また、このトロリ線はパンタグラ
フと接触する側の面に平坦な領域を有するので、トロリ
線はパンタグラフと面接触するため、この面接触部にお
けるアーク電流密度は低い。このため、接触部における
溶損が軽減される。

従って、本発明によれば、トロリ線に着霜があった場合
でも、そのアーク発生によるトロリ線の断線が抑制され
る。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の実施例に係る耐アーク性トロリ線を示
す断面図である。このトロリ線は芯材が鋼線１であり、
この鋼線１の周囲を銅又は銅合金の被覆層２により被覆
した複合線構造を有する。

鋼線１と銅又は銅合金被覆層２とは金属学的に結合して
いて極めて強固に結合されている。このような金属学的
な結合は、例えば、銅又は銅合金のパイプ内に鋼線を挿
入し、この状態で伸線加工することにより得られる。

銅又は銅合金被覆層２の被覆率はトロリ線全体に対して
体積比で４５乃至７５％にすることが好ましい、銅又は
銅合金被覆層２の被覆率が４５％未満の場合は、得られ
たトロリ線の導電率が低下し、トロリ線として要求され
る導電率を得にくくなる。一方、被覆率が７５％を超え
ると、相対的に鋼線部分が少なくなり、強度が低下する
。

トロリ線の上半部側に偏った位置であって、その周方向
の２カ所の位置には、トロリ線の長手方向に延びる溝部
３が設けられていて、トロリ線はこの溝部３を介して吊
金具により握持することによって架設される。

而して、本実施例のトロリ線はパンタグラフとの摺動面
４が平坦に成形されている。

このように構成された耐アーク性トロリ線においては、
鋼線１からなる芯材があるため、高温強度が高い、この
ため、アークの発生によりトロリ線に局部的な昇温が生
じてもアーク張力下で断線することはない。一方、鋼線
１の周囲は導電性が優れた銅又は銅合金からなる被覆層
２により被着され゛ているから、トロリ線としての十分
な導電率を保有する。

また、このトロリ線はその摺動面４が平坦であり、パン
タグラフの摺動面も平坦であることから、トロリ線はパ
ンタグラフと面接触する。ところで、従来のトロリ線は
摺動面が大円弧面であるため、パンタグラフと線接触す
る。このため、従来のトロリ線は接触部において、電流
密度が高く、溶損が生じやすいものであったが、本実施
例のトロリ線はパンタグラフと面接触するため、給電電
流の電流密度が小さくなり、溶損が抑制される。また、
アークが発生した場合にも、トロリ線の摺動面は平坦で
あるため、アーク電流の電流密度は低い。

換言すれば、アークがトロリ線の平坦な摺動面に分散し
て生起されるので、アークが発生してもそのアーク熱に
よる溶損が軽減される。

次に、本発明の実施例に係るトロリ線を製造し、その特
性を評価した結果について比較例及び従来例のトロリ線
と比較して説明する。

線径が１４市の銅被覆鋼線を伸線加工し、次いで、溝付
加工することにより、ＪＩＳＥ２１０１の公称断面積が
１１０ｍｎ１の銅被覆鋼トロリ線を得た。このトロリ線
の線径は約１２．３４ｍｍであり、＠層の厚さは約２詣
である。更に、異形ダイスを使用してトロリ線の摺動子
定面を平滑にする加工を施した。これにより、下記第１
表に示す実施例１．２のトロリ線を得た。なお、実施例
１は平坦面の幅が３１＋ＩＩ＋、実施例２は同じ（６ｍ
＋ｎである。比較例は異形ダイスによる平滑面処理をし
ない断面円形の銅被覆鋼トロリ線である。また、従来例
１は硬銅トロリ線、従来例２はスズー銅合金製トロリ線
である。

第１表 これらの各トロリ線に対し、ｌ・ロリ線に局部的にアー
クが集中してトロリ線が高温度になったことを想定し、
３００°Ｃ及び５００°Ｃにおいて高温引張試験を行っ
た。そのときの破断荷重を室温における破断荷重と共に
、前記第１表に示す。また、トロリ線を水平に載置し、
パンタグラフと同一の材質である焼結銅合金板を１０ｍ
ｍの幅に仕上げ、この焼結銅合金板をパンタグラフに見
立てて、トロリ線に接触させたり、離隔させたりする操
作を繰返した。このとき、トロリ線と焼結銅合金板との
間に１００Ｖの電圧を印加し、１分間に１０回接触・離
隔を繰返して、アークの発生及び停止を繰返した。この
場合のトロリ線の接触部における溶損状況を前記第１表
に併せて示す。

この第１表から明らかな如く、従来例１．２のトロリ線
は強度が低く、特に、５００℃の試験温度においては、
強度低下が極めて大きかった。これに対し、実施例１，
２及び比較例の銅被覆鋼線は室温での強度が高いだけで
なく、３００℃及び５００℃のような高温度においても
高強度を維持する。従って、アーク発生により局部的に
高温に曝された場合に、従来の銅又は銅合金トロリ線は
架線張力により破断する虞れがあるのに対し、実施例１
，２及び比較例の銅被覆鋼トロリ線は架線張力によって
破断することはない。

また、同じ銅被覆鋼トロリ線であっても、底面を平坦に
仕上げた実施例１，２のトロリ線は、アーク発生に伴う
接触部での局部的溶損が少ないのに対し、比較例の円形
断面の複合トロリ線は、著しい溶損が生じた。従って、
実施例１，２のように面接触にすることにより極めて優
れた溶損防止効果が得られることがわかる。

し発明の効果］ 本発明によれば、鋼線の周りに銅又は銅合金被覆層を設
けたから、所要の導電率を保有すると共に、高強度のト
ロリ線が得らる。また、このトロリ線は高温強度が高く
、アークの発生によりトロリ線が局部的に昇温しても、
架線張力に十分耐え得るので破断することはない。しか
も、パンタグラフとの接触面が平坦であるので、アーク
が発生してもその電流密度が低く溶損が軽減される。

従って、本発明に係るトロリ線は着霜があってアークが
発生しても、それにより断線することが抑制されるので
電車の安全走行上極めて有益であると共に、トロリ線の
保守点検作業が著しく軽減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る耐アーク性トロリ線の断
面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼線を芯材としてその周囲に銅又は銅合金の層を
   被覆し、鋼線と銅又は銅合金被覆層を金属学的に結合さ
   せたトロリ線であって、パンタグラフと接触する面に平
   坦な領域を有することを特徴とする耐アーク性トロリ線
   。