JPH05130703A - アーク発生の少ない軽量電気車すり板材 - Google Patents
アーク発生の少ない軽量電気車すり板材Info
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- JPH05130703A JPH05130703A JP33580891A JP33580891A JPH05130703A JP H05130703 A JPH05130703 A JP H05130703A JP 33580891 A JP33580891 A JP 33580891A JP 33580891 A JP33580891 A JP 33580891A JP H05130703 A JPH05130703 A JP H05130703A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 摺動面におけるアーク発生の少ない軽量電気
車すり板材を開発する。 【構成】 軽量電気車すり板材が、多孔質Ｆｅ基焼結合
金基体の摺動面における進行方向と直交する少なくとも
先方端部の空孔が、所定幅に亘ってＣｕまたはＣｕ合金
からなる導電材で溶浸充填され、かつ前記基体の残りの
空孔が純Ａｌで含浸充填された構造を有する。
車すり板材を開発する。 【構成】 軽量電気車すり板材が、多孔質Ｆｅ基焼結合
金基体の摺動面における進行方向と直交する少なくとも
先方端部の空孔が、所定幅に亘ってＣｕまたはＣｕ合金
からなる導電材で溶浸充填され、かつ前記基体の残りの
空孔が純Ａｌで含浸充填された構造を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、摺動面におけるアー
ク発生がきわめて少なく、かつ軽量の電気車すり板材に
関するものである。
ク発生がきわめて少なく、かつ軽量の電気車すり板材に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気車のすり板材（集電材）とし
て、例えば特公昭６３−６５７４１号公報に記載される
ように、多孔質Ｆｅ基焼結合金基体の空孔に、Ｐｂまた
はＰｂ合金を含浸充填してなる材料はじめ、その他多く
の材料が用いられている。
て、例えば特公昭６３−６５７４１号公報に記載される
ように、多孔質Ｆｅ基焼結合金基体の空孔に、Ｐｂまた
はＰｂ合金を含浸充填してなる材料はじめ、その他多く
の材料が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の電気車の
高速化並びにすり板の集電電流の増加に伴ない、すり板
とトロリー線間のアーク発生が頻度を増すと共に、一段
と強力になる傾向にあり、かかる点からアーク発生がで
きるだけ少なく、かつこれと合せて軽量の電気車すり板
材が強く望まれているが、従来の各種電気車すり板材
は、上記の厳しい条件下で実用に供された場合、アーク
発生が一段と厳しく、かつ相対的に重質であることと相
まって、これらの要求に満足に対応することができない
のが現状である。
高速化並びにすり板の集電電流の増加に伴ない、すり板
とトロリー線間のアーク発生が頻度を増すと共に、一段
と強力になる傾向にあり、かかる点からアーク発生がで
きるだけ少なく、かつこれと合せて軽量の電気車すり板
材が強く望まれているが、従来の各種電気車すり板材
は、上記の厳しい条件下で実用に供された場合、アーク
発生が一段と厳しく、かつ相対的に重質であることと相
まって、これらの要求に満足に対応することができない
のが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、摺動面におけるアークの発生が
少なく、かつ軽量の電気車すり板材を開発すべく研究を
行なった結果、電気車すり板材を、多孔質Ｆｅ基焼結合
金基体の摺動面における進行方向と直交する先方端部、
あるいは先方端部と後方端部の空孔が、所定幅に亘って
ＣｕまたはＣｕ合金からなる導電材で溶浸充填され、か
つ前記基体の残りの空孔が純Ａｌで含浸充填された構造
をもつもの、とすると、上記の摺動面の先方端部、ある
いは先方端部と後方端部に溶浸された導電材によって、
高速走行状態でもトロリー線との間のアーク発生が著し
く抑制されるようになることから、使用寿命の延命化が
可能となるほか、安定的集電を行なうことができるよう
になり、さらに基体の残りの空孔に含浸充填されたＡｌ
合金によって相対的に軽量なものになるという研究結果
を得たのである。
上述のような観点から、摺動面におけるアークの発生が
少なく、かつ軽量の電気車すり板材を開発すべく研究を
行なった結果、電気車すり板材を、多孔質Ｆｅ基焼結合
金基体の摺動面における進行方向と直交する先方端部、
あるいは先方端部と後方端部の空孔が、所定幅に亘って
ＣｕまたはＣｕ合金からなる導電材で溶浸充填され、か
つ前記基体の残りの空孔が純Ａｌで含浸充填された構造
をもつもの、とすると、上記の摺動面の先方端部、ある
いは先方端部と後方端部に溶浸された導電材によって、
高速走行状態でもトロリー線との間のアーク発生が著し
く抑制されるようになることから、使用寿命の延命化が
可能となるほか、安定的集電を行なうことができるよう
になり、さらに基体の残りの空孔に含浸充填されたＡｌ
合金によって相対的に軽量なものになるという研究結果
を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、多孔質Ｆｅ基焼結合金基体の摺
動面における進行方向と直交する先方端部、あるいは先
方端部と後方端部の空孔が、所定幅に亘ってＣｕまたは
Ｃｕ合金からなる導電材で溶浸充填され、かつ前記基体
の残りの空孔がＡｌ合金で含浸充填された構造を有する
アーク発生の少ない軽量の電気車すり板材に特徴を有す
るものである。
なされたものであって、多孔質Ｆｅ基焼結合金基体の摺
動面における進行方向と直交する先方端部、あるいは先
方端部と後方端部の空孔が、所定幅に亘ってＣｕまたは
Ｃｕ合金からなる導電材で溶浸充填され、かつ前記基体
の残りの空孔がＡｌ合金で含浸充填された構造を有する
アーク発生の少ない軽量の電気車すり板材に特徴を有す
るものである。
【０００６】なお、この発明の軽量電気車すり板材を構
成する多孔質Ｆｅ基焼結合金基体は、重量％で（以下組
成に関する％は重量％を示す）、 Ｍｏ：３〜１５％， Ｃｒ：２〜１０％， Ｎｉ：１〜５％， Ｓｉ：０．５〜３％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｐ：０．３〜１％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並
びに５〜３０％の空孔率を有するＦｅ基焼結合金で構成
するのが望ましい。
成する多孔質Ｆｅ基焼結合金基体は、重量％で（以下組
成に関する％は重量％を示す）、 Ｍｏ：３〜１５％， Ｃｒ：２〜１０％， Ｎｉ：１〜５％， Ｓｉ：０．５〜３％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｐ：０．３〜１％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並
びに５〜３０％の空孔率を有するＦｅ基焼結合金で構成
するのが望ましい。
【０００７】また、同じくＣｕ合金導電材としては、 Ｃｏ：１〜５％， Ｆｅ：０．５〜２％， Ｍｎ：０．５〜２％， Ｓｎ：１〜１０％， Ｚｎ：０．５〜２％， Ｐｂ：１〜５０％、 のうちの１種または２種以上、を含有し、残りがＣｕと
不可避不純物からなる組成を有するＣｕ合金の使用が望
ましい。
不可避不純物からなる組成を有するＣｕ合金の使用が望
ましい。
【０００８】
【実施例】つぎに、この発明の軽量電気車すり板材を実
施例により具体的に説明する。原料粉末として、３０〜
２００メッシュの範囲内の所定の粒度を有するＣｒ粉
末、Ｆｅ−Ｃｒ合金（Ｃｒ：６０％含有）粉末、Ｆｅ−
Ｍｏ合金（Ｍｏ：６０％含有）粉末、Ｎｉ粉末、Ｆｅ−
Ｐ合金（Ｐ：２５％含有）粉末、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｓｉ合金
（Ｍｏ：４５％，Ｓｉ：１０％含有）粉末、および平均
粒径：３μｍのＭｏ粉末を用意し、これら原料粉末をそ
れぞれ表１に示される配合組成に配合し、ステアリン酸
亜鉛：１％を加えてミキサーにて３０分間混合した後、
５〜７ton/cm2 の範囲内の所定の圧力で圧粉体にプレス
形成し、この圧粉体を５００℃に３０分間保持して脱脂
し、ついでアンモニア分解ガス雰囲気中、１１００〜１
２００℃の範囲内の所定の温度に１時間保持の条件で焼
結して、同じく表１に示される空孔率を有し、かつ配合
組成と実質的に同一の組成、並びに幅：２５mm×厚さ：
１０mm×長さ：８０mmの寸法をもった多孔質Ｆｅ基焼結
合金基体Ａ〜Ｊを形成し、さらに表２に示される組成を
有するＣｕおよびＣｕ合金溶解材からなり、かつ長さは
８０mmといずれも同じであるが、基体への溶浸割合（基
体全体に占める体積％で示す）を調整する目的で断面寸
法をかえた各種の角棒状導電材ａ〜ｉをそれぞれ別途用
意した。
施例により具体的に説明する。原料粉末として、３０〜
２００メッシュの範囲内の所定の粒度を有するＣｒ粉
末、Ｆｅ−Ｃｒ合金（Ｃｒ：６０％含有）粉末、Ｆｅ−
Ｍｏ合金（Ｍｏ：６０％含有）粉末、Ｎｉ粉末、Ｆｅ−
Ｐ合金（Ｐ：２５％含有）粉末、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｓｉ合金
（Ｍｏ：４５％，Ｓｉ：１０％含有）粉末、および平均
粒径：３μｍのＭｏ粉末を用意し、これら原料粉末をそ
れぞれ表１に示される配合組成に配合し、ステアリン酸
亜鉛：１％を加えてミキサーにて３０分間混合した後、
５〜７ton/cm2 の範囲内の所定の圧力で圧粉体にプレス
形成し、この圧粉体を５００℃に３０分間保持して脱脂
し、ついでアンモニア分解ガス雰囲気中、１１００〜１
２００℃の範囲内の所定の温度に１時間保持の条件で焼
結して、同じく表１に示される空孔率を有し、かつ配合
組成と実質的に同一の組成、並びに幅：２５mm×厚さ：
１０mm×長さ：８０mmの寸法をもった多孔質Ｆｅ基焼結
合金基体Ａ〜Ｊを形成し、さらに表２に示される組成を
有するＣｕおよびＣｕ合金溶解材からなり、かつ長さは
８０mmといずれも同じであるが、基体への溶浸割合（基
体全体に占める体積％で示す）を調整する目的で断面寸
法をかえた各種の角棒状導電材ａ〜ｉをそれぞれ別途用
意した。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【表２】
【００１１】ついで、上記の基体を加熱炉内に平面状に
置き、表３に示される組合せで、上記導電材を上記基体
の長さ方向片側端部あるいは両側端部に載置し、この状
態で、メタン変成ガス雰囲気中、温度：１１００℃に１
５分間保持の条件で溶浸処理を行ない、同じく表３に示
される溶浸割合の導電材を基体の片側端部または両側端
部に溶浸充填し、引続いて窒素雰囲気中、７００℃に加
熱された純度：９９％の純Ａｌ浴中に浸漬し、浴表面に
９kg／cm2 の圧力を付加した状態で１時間保持の条件で
含浸処理を行ない、基体の残りの空孔を前記純Ａｌで含
浸充填することにより本発明電気車すり板材１〜１０を
それぞれ製造した。
置き、表３に示される組合せで、上記導電材を上記基体
の長さ方向片側端部あるいは両側端部に載置し、この状
態で、メタン変成ガス雰囲気中、温度：１１００℃に１
５分間保持の条件で溶浸処理を行ない、同じく表３に示
される溶浸割合の導電材を基体の片側端部または両側端
部に溶浸充填し、引続いて窒素雰囲気中、７００℃に加
熱された純度：９９％の純Ａｌ浴中に浸漬し、浴表面に
９kg／cm2 の圧力を付加した状態で１時間保持の条件で
含浸処理を行ない、基体の残りの空孔を前記純Ａｌで含
浸充填することにより本発明電気車すり板材１〜１０を
それぞれ製造した。
【００１２】
【表３】
【００１３】また、比較の目的で、上記の表１に示され
る多孔質Ｆｅ基焼結合金基体を用い、これに表４に示さ
れる組合せで、窒素雰囲気中、６００℃に加熱された純
ＰｂまたはＰｂ−Ｓｎ合金（Ｓｎ：３％含有）の浴中に
浸浸し、浴表面に９kg／cm2 の圧力を付加した状態で１
時間保持の条件で含浸処理を施し、前記基体の空孔を前
記純ＰｂまたはＰｂ−Ｓｎ合金で含浸充填することによ
り従来電気車すり板材１〜１０をそれぞれ製造した。
る多孔質Ｆｅ基焼結合金基体を用い、これに表４に示さ
れる組合せで、窒素雰囲気中、６００℃に加熱された純
ＰｂまたはＰｂ−Ｓｎ合金（Ｓｎ：３％含有）の浴中に
浸浸し、浴表面に９kg／cm2 の圧力を付加した状態で１
時間保持の条件で含浸処理を施し、前記基体の空孔を前
記純ＰｂまたはＰｂ−Ｓｎ合金で含浸充填することによ
り従来電気車すり板材１〜１０をそれぞれ製造した。
【００１４】
【表４】
【００１５】つぎに、この結果得られた各種の電気車す
り板材について、重量を測定し、上記の通り本発明電気
車すり板材１〜１０と従来電気車すり板材１〜１０とを
それぞれ個々に比較した場合、両者は同じ基体を使用し
ているので、本発明電気車すり板材１〜１０の重量を、
従来電気車すり板材１〜１０のそれぞれの重量を１００
％とし、これに対する相対重量割合で表３および表４に
それぞれ示した。
り板材について、重量を測定し、上記の通り本発明電気
車すり板材１〜１０と従来電気車すり板材１〜１０とを
それぞれ個々に比較した場合、両者は同じ基体を使用し
ているので、本発明電気車すり板材１〜１０の重量を、
従来電気車すり板材１〜１０のそれぞれの重量を１００
％とし、これに対する相対重量割合で表３および表４に
それぞれ示した。
【００１６】また、上記の各種電気車すり板材につい
て、加速摩耗試験を行なった。加速摩耗試験は、モータ
の水平回転軸に中心を固定することにより直立支持され
た外径２．２ｍの円板の片側面に、模擬トロリー線とし
て外径：２ｍ×高さ：１５mm×幅：５mmの硬銅リング
（ＪＩＳ・Ｃ１１００・ＢＢ−Ｈ）を５０mm偏心して取
付けた装置を用い、上記硬銅リングに、直径線上の２箇
所で２本のすり板材を、前記硬銅リングの直径方向に前
記基体の長さ方向をそろえた状態で、それぞれ５kgの押
付力で面接触させ、前記硬銅リングとすり板材との間に
１００Ａの電流を流しながら、上記円板の回転を４分で
２００km／hrの回転速度に上げ、この速度に５．５分間
保持した後、４分かけて停止を１サイクルとし、これを
３回繰り返すことにより行ない、すり板材の比摩耗量お
よび相手材である模擬トロリー線の摩耗深さを測定し
た。この結果を模擬トロリー線５０００回転当りの値に
換算し、かつ２本のすり板材の平均値として表３および
表４にそれぞれ示した。
て、加速摩耗試験を行なった。加速摩耗試験は、モータ
の水平回転軸に中心を固定することにより直立支持され
た外径２．２ｍの円板の片側面に、模擬トロリー線とし
て外径：２ｍ×高さ：１５mm×幅：５mmの硬銅リング
（ＪＩＳ・Ｃ１１００・ＢＢ−Ｈ）を５０mm偏心して取
付けた装置を用い、上記硬銅リングに、直径線上の２箇
所で２本のすり板材を、前記硬銅リングの直径方向に前
記基体の長さ方向をそろえた状態で、それぞれ５kgの押
付力で面接触させ、前記硬銅リングとすり板材との間に
１００Ａの電流を流しながら、上記円板の回転を４分で
２００km／hrの回転速度に上げ、この速度に５．５分間
保持した後、４分かけて停止を１サイクルとし、これを
３回繰り返すことにより行ない、すり板材の比摩耗量お
よび相手材である模擬トロリー線の摩耗深さを測定し
た。この結果を模擬トロリー線５０００回転当りの値に
換算し、かつ２本のすり板材の平均値として表３および
表４にそれぞれ示した。
【００１７】
【発明の効果】表３および表４に示される結果から、本
発明電気車すり板材１〜１０は、摺動面に発生するアー
クが進行方向と直交する先方端部、あるいは先方端部と
後方端部の空孔に溶浸充填された導電材によって著しく
抑制されるので、従来電気車すり板材１〜１０に比して
すぐれた耐摩耗性を示し、かつ相手攻撃性もきわめて小
さいことが明らかであり、かつ相対的に軽量であること
も明白である。
発明電気車すり板材１〜１０は、摺動面に発生するアー
クが進行方向と直交する先方端部、あるいは先方端部と
後方端部の空孔に溶浸充填された導電材によって著しく
抑制されるので、従来電気車すり板材１〜１０に比して
すぐれた耐摩耗性を示し、かつ相手攻撃性もきわめて小
さいことが明らかであり、かつ相対的に軽量であること
も明白である。
【００１８】上述のように、この発明の電気車すり板材
は、摺動面におけるアーク発生が著しく少ないので、高
速走行でも摺動面の摩耗並びに相手材であるトロリー線
の損耗が著しく抑制されるようになると共に、安定的集
電を可能とするものであり、加えて軽量であることと相
まって、長期に亘ってすぐれた性能を発揮するのであ
る。
は、摺動面におけるアーク発生が著しく少ないので、高
速走行でも摺動面の摩耗並びに相手材であるトロリー線
の損耗が著しく抑制されるようになると共に、安定的集
電を可能とするものであり、加えて軽量であることと相
まって、長期に亘ってすぐれた性能を発揮するのであ
る。
【手続補正書】
【提出日】平成４年１月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、摺動面におけるアークの発生が
少なく、かつ軽量の電気車すり板材を開発すべく研究を
行なった結果、電気車すり板材を、多孔質Ｆｅ基焼結合
金基体の摺動面における進行方向と直交する先方端部、
あるいは先方端部と後方端部の空孔が、所定幅に亘って
ＣｕまたはＣｕ合金からなる導電材で溶浸充填され、か
つ前記基体の残りの空孔が純Ａｌで含浸充填された構造
をもつもの、とすると、上記の摺動面の先方端部、ある
いは先方端部と後方端部に溶浸された導電材によって、
高速走行状態でもトロリー線との間のアーク発生が著し
く抑制されるようになることから、使用寿命の延命化が
可能となるほか、安定的集電を行なうことができるよう
になり、さらに基体の残りの空孔に含浸充填された純Ａ
ｌによって相対的に軽量なものになるという研究結果を
得たのである。
上述のような観点から、摺動面におけるアークの発生が
少なく、かつ軽量の電気車すり板材を開発すべく研究を
行なった結果、電気車すり板材を、多孔質Ｆｅ基焼結合
金基体の摺動面における進行方向と直交する先方端部、
あるいは先方端部と後方端部の空孔が、所定幅に亘って
ＣｕまたはＣｕ合金からなる導電材で溶浸充填され、か
つ前記基体の残りの空孔が純Ａｌで含浸充填された構造
をもつもの、とすると、上記の摺動面の先方端部、ある
いは先方端部と後方端部に溶浸された導電材によって、
高速走行状態でもトロリー線との間のアーク発生が著し
く抑制されるようになることから、使用寿命の延命化が
可能となるほか、安定的集電を行なうことができるよう
になり、さらに基体の残りの空孔に含浸充填された純Ａ
ｌによって相対的に軽量なものになるという研究結果を
得たのである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】 この発明は、上記の研究結果にもとづい
てなされたものであって、多孔質Ｆｅ基焼結合金基体の
摺動面における進行方向と直交する先方端部、あるいは
先方端部と後方端部の空孔が、所定幅に亘ってＣｕまた
はＣｕ合金からなる導電材で溶浸充填され、かつ前記基
体の残りの空孔が純Ａｌで含浸充填された構造を有する
アーク発生の少ない軽量の電気車すり板材に特徴を有す
るものである。
てなされたものであって、多孔質Ｆｅ基焼結合金基体の
摺動面における進行方向と直交する先方端部、あるいは
先方端部と後方端部の空孔が、所定幅に亘ってＣｕまた
はＣｕ合金からなる導電材で溶浸充填され、かつ前記基
体の残りの空孔が純Ａｌで含浸充填された構造を有する
アーク発生の少ない軽量の電気車すり板材に特徴を有す
るものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 なお、この発明の軽量電気車すり板材を
構成する多孔質Ｆｅ基焼結合金基体は、重量％で（以下
組成に関する％は重量％を示す）、 Ｍｏ：３〜１５％， Ｃｒ：２〜１０％，Ｎｉ：１〜５％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｐ：０．３〜１％， Ｓｉ：０．５〜３％、 のうちの１種または２種、 を含有し、残りがＦｅと不可
避不純物からなる組成、並びに５〜３０％の空孔率を有
するＦｅ基焼結合金で構成するのが望ましい。
構成する多孔質Ｆｅ基焼結合金基体は、重量％で（以下
組成に関する％は重量％を示す）、 Ｍｏ：３〜１５％， Ｃｒ：２〜１０％，Ｎｉ：１〜５％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｐ：０．３〜１％， Ｓｉ：０．５〜３％、 のうちの１種または２種、 を含有し、残りがＦｅと不可
避不純物からなる組成、並びに５〜３０％の空孔率を有
するＦｅ基焼結合金で構成するのが望ましい。
Claims (2)
- 【請求項１】 多孔質Ｆｅ基焼結合金基体の摺動面にお
ける進行方向と直交する少なくとも先方端部の空孔が、
所定幅に亘ってＣｕまたはＣｕ合金からなる導電材で溶
浸充填され、かつ前記基体の残りの空孔が純Ａｌで含浸
充填された構造を有することを特徴とするアーク発生の
少ない軽量電気車すり板材。 - 【請求項２】 多孔質Ｆｅ基焼結合金基体の摺動面にお
ける進行方向と直交する先方および後方の両端部の空孔
が、所定幅に亘ってＣｕまたはＣｕ合金からなる導電材
で溶浸充填された上記請求項１記載のアーク発生の少な
い軽量電気車すり板材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33580891A JPH05130703A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | アーク発生の少ない軽量電気車すり板材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33580891A JPH05130703A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | アーク発生の少ない軽量電気車すり板材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05130703A true JPH05130703A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=18292653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33580891A Withdrawn JPH05130703A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | アーク発生の少ない軽量電気車すり板材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05130703A (ja) |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP33580891A patent/JPH05130703A/ja not_active Withdrawn
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