JPS6353132A

JPS6353132A - 接触導体

Info

Publication number: JPS6353132A
Application number: JP20736287A
Authority: JP
Inventors: ポール−エミール・フォーティン; ウィラード・マーク・ギャラーネオールト
Original assignee: Alcan International Ltd Canada
Current assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1987-08-19
Publication date: 1988-03-07
Also published as: ZA875932B

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］本発明は電車、路面電車およびトロリーバスなどのよう
な乗物に電力を供給するために使用する接触導体に関す
る。

［従来の技術］従来、銅は導電率が大きく、また耐腐食性を有するので
、乗物用接触導体には硬引銅線または銅合金線が使用さ
れてきた。しかしながら、銅は高価であるので、アルミ
ニウムのような他の金属から製造した満足すべき性能を
有する接触ワイヤーが必要とされている。

アルミニウムは良好な導電率を有するが、強度および耐
摩耗性は比較的小さい。特に架空接触ワイヤーの場合に
、この問題点を解決するために、鋼線により必要な強度
を提供し、他方アルミニウム外装によって良好な導電性
を提供できるようになっているアルミニウム外装綱線が
提案されている。イギリス国特許出願第２，１４３，１
９０号（１゛　９８５年２月６日公開）には、アルミニ
ウム外側カバー内に完全に包囲された銅製コアを有する
復命導体が記載され、耐摩耗性にするために、導体の少
なくとも接触表面はケイ素、ニッケルおよびセリウムを
含む耐摩耗性アルミニウム合金から形成されている。

西ドイツ国特許公開第３，４３７，８７１号（１９８５
年４月２５日公開）には、電車に電力を供給する接触レ
ールが記載されており、該接触レールは、典型的には約
１０〜１３．５重量％のケイ素を含むアルミニウムーケ
イ素合金から作られている。また、この合金は、０．２
〜１重量％のマグネシウムを含むのが好ましいとされて
いる。

［発明の目的］改良した接触導体、特に、銅製の補強ワイヤーを使用す
ることなく、全体をアルミニウム合金から形成でき、十
分な引っ張り強さを有する架空接触ワイヤーを提供する
ことが本発明の目的である。

［発明の構成］本発明によると、電車に電力を供給する接触導体全体を
、過剰のケイ素を含む単一のアルミニウム合金から形成
できることが見出された。この合金は、マグネシウム０
．２〜１重量％およびケイ素１〜７重量％を含有し、残
部は、アルミウムおよびそれに付随する不純物である。

ケイ素含量は、１．５〜５％の範囲内に保持するのが好
ましい。

過剰のケイ素は、全ケイ素含量から化学量論比（Ｓｉｔ
に対してＭｇ１．７３）でＭｇ５ｉｌを生成する必要な
ケイ素およびＦｅ成分（ＡＩＦｅＳｉ）に関連するケイ
素を差し引くことにより計算される。後者のケイ素含量
は一定ではなく、Ｓｉ　　Ｉに対してＦｅａ付近で変化
する。従って、過剰ケイ素は、次式により計算できる：全Ｓｉ％−（Ｍｇ形／１．７３＋Ｆｅ％／３）本発明の
目的に有用であるためには、合金は少なくとも０．６％
の過剰ケイ素含量を有する必要がある。

ケイ素のアルミニウム中での溶解には限界があり、過剰
のケイ素は、細かく分布した金属ケイ素粒子として大部
分が存在し、この粒子は、エンジンブロックおよびベア
リングに使用される鋳物合金により証明されているよう
に、アルミニウムより堅く、優秀な耐摩耗性を提供する
。ケイ素の含量が増加すると、導電率が低下し、脆性が
大きくなる。

架空接触導体として有用であるためには、本発明の合金
ワイヤーは、良好な導電率および良好な耐摩耗性を有す
るだけでなく、良好な引っ張り特性を有する必要がある
。この引っ張り特性は、以下の工程を含む加工工程によ
り増大される：（１）合金を連続バーに鋳込む工程、（
２）中間冷却をせずにバーを熱間圧延してロッドに形成
する工程、（３）熱間圧延ロッドを急冷する工程、（４
）急冷ロッドを冷間変形する工程１．および（５）冷間
変形ロッドを人工エージングに付す工程。

好ましい聾様では、合金を連続鋳込み圧延機により鋳込
み、熱間圧延のために５００℃またはそれ以上の温度に
する必要がある場合は中間迎続再加熱をして、直ちに熱
間圧延して大きいロッドを形成する。熱間圧延は遅滞な
く行い、圧延機出口で水または水系エマルジョンにより
バーを急冷する。圧延したバーの寸法は、一般に１３〜
２５肩ズの範囲にある。次に、金属に所定の冷間変形を
加えるために、この熱間圧延バーに冷間圧延もしくは伸
線またはこの双方を行う。また、装着した接触ワイヤー
を吊り下げ、または接続するために、通常上記の操作の
間にバー断面に溝を形成する。

溝を形成する場合、伸線による溝の形成は、時には溝に
非常にひどい、また非常に局在した変形を引き起こし、
その結果、割れが生じるという問題点があることが判っ
た。材料は中間焼きなましをする必要があり、そのよう
にする場合、ワイヤーの引っ張り強さは顕著に減少した
。本発明の特に好ましい態様では、溝部分の冷間変形の
量は、熱間圧延操作の間に溝を大まかに予備形成するこ
とにより最小限にすることができる。これは、熱間圧延
機に使用するロールを修正することにより行うことがで
きる。

この方法で予備形成しｆこワイヤーは、引き続いて、最
終寸法に伸線し、所望の特性にエージング硬化すること
ができる。焼きなまし後に伸線する代わりに、熱間圧延
の間に溝を形成する場合、完全Ｔ４引っ張り特性が、焼
きなまし焼き戻しの完全軟化状態の代わりに、急冷ロッ
ドに保持されていることが見出された。

接触ワイヤーの最終の寸法および形態は、それぞれを装
着する場合の必要性に応じて変化する。

しかしながら、通常の寸法は、約１２５〜２００ｊ＋ｘ
”の断面積が一般的である。

−旦、ワイヤーを所望の形状に形成し、強度および導電
特性を最適にするために、ワイヤーを人工エージングに
付す。合金組成および必要な特性に応じて、エージング
処理は、１３０〜１８０°Ｃに加熱し、その温度で１〜
２４時間保持することから成ってよい。典型的なエージ
ング処理では、１５５°Ｃで約５時間保持する。

添付図面を参照して、本発明を実施例により説明する。

　　　・本発明の典型的な架空接触導体１０を第２図に示す。こ
ρ導体は、炭素シューなどに接触する接触表面１２を有
する下側ボディ部分１１を含む。

上側部分１３は、導体を吊り下げるハンガーによりつか
むことができるように圧延された２つの対向する溝１４
を形成することにより成形されている。

溝１４は、例えばプロバージ（Ｐ　ｒｏｐｅｒｚｉ）圧
延機による熱間圧延操作の間に好都合に形成できる。

溝１４を形成するように設計した圧延機のスタンドを第
３図に示す。一対の溝１４を形成するために、それぞれ
のスタンドで３つのロールを使用し、１つのロール１５
は標ｑ的な形態のままでありるが、２つのロール１６は
、溝１４を形成するのに適応した接触断面ををしｆニ修
正接触表面１７を有する。

実施例１合金ＡＡ６２０１を基礎とする３種類のアルミニウム合
金を試験した。これらの合金のうち２種類は、０．５〜
０．９％の通常範囲内でケイ素を含有し、残りの１種類
は、１．９６％のケイ素を含有した。合金組成および引
っ張り特性を以下の第１表に示す。

剃上聚上記合金を連続鋳込み機で鋳込み、直ちに５１０°Ｃで
熱間圧延して直径１９．３＋ｍのロットにし、水により
急冷した。ロットを伸線して直径１５８■にし、伸線ロ
ッドを異なる条件でエージングに付した。異なるエージ
ング条件の場合の強度および導電性特性を以下の第２表
に示す。

第２表実施例１の合金番号３を銅線と比較する摩耗試験を行っ
た。これらの試験では、ワイヤーを直径７．６２ｍのホ
イールに水平に配置した。電気コンタクトに銅含浸炭素
ブラシを付けた。電流は６０アンペアであり、ホイール
を５　Ｏｒｐｍで回転した。

ワイヤー断面の減少は通常の間隔で測定し、ブラシの通
過回数に対してプロットして第１図を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、種々の導体の摩耗特性を示すグラフ、第２図
は、大発明の導体のＩ形態の断面図、第３図は、熱間形
成ロールの一部分を示す部分断面図である。！０・・・導体、１１・・・下側ボディ部分、１２・・
・接触表面、１３・・・上側部分、１４・・・溝、１５
．１６・・・ロール、１７・・・修正接触表面。特許出願人　アルキャン・インターナショナル・リミテ
ッド代　理　人　弁理士　青白　葆　ほか２名通過回数（回
）第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】１．マグネシウム０．２〜１重量％、ケイ素１〜７重量
％を含み、残部がアルミウムおよびそれに付随する不純
物から成る耐摩耗性アルミニウム合金から形成した向上
した物理的強度を有する接触導体。２．ケイ素含量が１〜５重量％である特許請求の範囲第
１項記載の導体。３．１３０〜１８０℃で１〜２４時間エージングに付さ
れた特許請求の範囲第１項記載の導体。４．マグネシウム０．２〜１重量％、ケイ素１〜７重量
％を含み、残部がアルミウムおよびそれに付随する不純
物から成る耐摩耗性アルミニウム合金から向上した物理
的強度を有する接触導体を製造する方法であって、（１）該合金を連続バーに鋳込む工程、（２）中間冷却をせずに熱間圧延してロッドを形成する
工程、（３）熱間圧延ロッドを急冷する工程、（４）急冷ロッドを冷間変形する工程、および（５）冷間変形ロッドを人工エージングに付す工程を含んで成る方法。５．熱間圧延の場合に、バー温度を少なくとも５００℃
に保持する特許請求の範囲第４項記載の方法。６．急冷を水または水系エマルジョンにより行う特許請
求の範囲第４項記載の方法。７．冷間変形が、冷間圧延もしくは伸線、または冷間圧
延および伸線の双方を含んで成る特許請求の範囲第４項
記載の方法。８．１３０〜１８０℃で約１〜２４時間加熱することに
より人工エージングを行う特許請求の範囲第４項記載の
方法。９．ハンガーにグリップを提供するために、熱間圧延工
程の間に、一対の対向する溝をロッドの長手方向に形成
する特許請求の範囲第４項記載の方法。１０．溝が圧延により形成される特許請求の範囲第９項
記載の方法。