(57)【要約】【課題】  電気鉄道における電車線のトロリ線を提供する。【解決手段】Ｓｎ：０．１〜０．５％、Ｆｅ：０．００１〜０．３％、Ｐ：０．００１〜０．１％を含有し、残りがＣｕおよび不可避不純物からなる組成のＳｎ含有銅合金からなるトロリ線。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｓｎ：０．１〜０．５％、Ｆｅ：０．０１〜０．３％、Ｐ：０．００１〜０．１％を含有し、残りがＣｕおよび不可避不純物からなる組成のＳｎ含有銅合金からなることを特徴とするトロリ線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気鉄道における電車線のトロリ線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気鉄道における電車線のトロリ線は、通常、Ｓｎを含有する銅合金からなるトロリ線が使用されており、例えば、質量％で（以下、％は質量％を示す）、Ｓｎ：０．０１〜０．３５％を含有し、残りがＣｕおよび不可避不純物からなる成分組成のＳｎ含有銅合金からなるトロリ線、またはこれにさらにＦｅ０．００１〜０．３％を添加して耐集電摩耗性、耐熱性および強度を改善したＳｎ含有銅合金からなるトロリ線などが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−６７４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、電気車の走行スピードが向上するとともに都市部においては便数が増加し、それに伴ってトロリ線が激しく消耗するため、トロリ線を短期間で張り替えなければならず、これら頻繁な保守のための経費が年々増加している。そのため、強度、導電率、耐熱性などを維持または向上させつつ、耐集電摩耗性を改良したトロリ線を開発し、トロリ線摩耗量を抑え、保守回数を減らすことが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、本発明者等は、強度、耐熱性、耐集電摩耗性および導電性などが一層優れたトロリ線を開発すべく研究を行った結果、
従来のＳｎ：０．１〜０．５％含有するＳｎ含有銅合金に、Ｆｅ：０．０１〜０．３％およびＰ：０．００１〜０．１％を共に含有させたＳｎ含有銅合金は、素地中に高硬度のＦｅとＰの金属間化合物（例えば、Ｆｅ３Ｐ、Ｆｅ２Ｐなど）が析出し分散した組織を有し、かかるＳｎ含有銅合金からなるトロリ線は、従来のＳｎ含有銅合金からなるトロリ線に比べて耐集電摩耗性、引張強度、耐熱性および導電率が一層向上する、という研究結果が得られたのである。
【０００５】
この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
質量％で、Ｓｎ：０．１〜０．５％、Ｆｅ：０．０１〜０．３％、Ｐ：０．００１〜０．１％を含有し、残りがＣｕおよび不可避不純物からなる組成のＳｎ含有銅合金からなるトロリ線、に特徴を有するものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明のトロリ線は強度、耐集電摩耗性、耐熱性および導電性が一段と優れているために、トロリ線の交換など保守の回数を少なくすることができる。
【０００７】
この発明のトロリ線を構成する銅合金の成分組成を上記の如く限定した理由は下記の通りである。
Ｓｎ：
ＳｎはＣｕに固溶して耐集電摩耗性を向上せしめる成分であるが、Ｓｎが０．１％未満含有しても所望の効果が得られず、一方、Ｓｎが０．５％を越えて含有すると導電率が下がるので好ましくない。したがって、Ｓｎ：０．１〜０．５％の範囲となるように定めた。
【０００８】
Ｆｅ：
Ｆｅは素地に固溶して強度、耐熱性を向上させ、さらにＰと共に金属間化合物を析出させ素地中に均一分散することによりトロリ線の耐集電摩耗性を大幅に向上させる作用を有するが、その含有量が０．００３％未満では所望の効果が得られず、一方、０．３％を越えて含有するとトロリ線の導電率が低下するので好ましくない。したがって、Ｆｅ含有量を０．０１〜０．３％に定めた。
【０００９】
Ｐ：
ＰはＦｅと共存させることにより金属間化合物を形成して素地中に析出し、それによって耐集電摩耗性を向上させる効果を有するが、Ｐが０．００１％未満含まれていても耐集電摩耗性に有効な量の金属間化合物を析出させることができず、一方、Ｐが０．１％を越えて含有するとトロリ線の導電率が急激に低下するので好ましくない。したがって、Ｐ：０．００１〜０．１％に以下に定めた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
原料として通常の電気銅を用意し、この電気銅を黒煙るつぼに充填し、Ａｒガス雰囲気中にて溶解し、溶銅温度が１２００℃になった時点で約１０Ｌ／分の流量のＣＯガスを黒煙ノズルを通して吹込み、１０分間続けて吹込んで溶銅を作製し、この溶銅中にＡｒガスを吹込みながら溶銅を撹拌しつつＦｅを添加し、次いでＰおよびＳｎを添加し、得られた銅合金溶湯を金型に鋳込んで直径：１５０mm、長さ：２５０mmの寸法を有する円柱状Ｓｎ含有銅合金鋳塊を得た。
【００１１】
この円柱状Ｓｎ含有銅合金鋳塊をＣＯガス雰囲気中、温度：９００℃、１時間保持の条件で加熱したのち、直径：２０mmを有する粗圧延線を製造し、この粗圧延線の表面の酸化物を除去し、冷間引抜き加工を繰り返して最終的に直径：１２ｍｍの線材を作製した。このようにして得られたＳｎ含有銅合金線材を、さらに光輝焼鈍炉に装入し、ＣＯガス雰囲気中、温度：４５０℃に９０分間保持の時効処理を施すことにより表１に示される成分組成の本発明トロリ線１〜８、比較トロリ線１〜４および従来トロリ線１〜２を作製した。これらトロリ線についてＪＩＳ  Ｅ  ２１０１に示される方法で引張り強さを測定し、その結果を表１に示した。さらにＪＩＳ  Ｃ  ３００１に準拠した四端子法により１ｍで導電率を測定し、その結果を表１に示した。さらに半軟化温度を測定し、その結果を表１に示すことにより耐熱性を評価した。
【００１２】
さらに、図１に示される装置を用いて集電摩耗特性を評価した。図１は、集電摩耗特性を測定する為の装置の概略立面図であり、図１において、１は回転体、２はトロリ線、３はすり板、４は離線率計である。本発明トロリ線１〜８、比較トロリ線１〜６および従来トロリ線１〜２を図１に示されるように回転体１に巻き付け、一方、パンタグラフ用鉄系すり板（品名  ＴＦ−５Ａ）からなる集電板３を上記トロリ線に押付け力：２０Ｎで押付け、集電板３に２０Ａ、１００Ｖの直流電流を流しながら、上記回転体１を周速度：２０ｋｍ／ｈで６０分間回転し、集電摩耗量を求め、表１に示した。試験前後のトロリ線の重量を測定し、その重量減を集電摩耗量とした。集電摩耗量が少ない方が耐集電摩耗性に優れたトロリ線である。
【００１３】
【表１】
2005096679.tif 000002
【００１４】
表１に示される結果から、本発明トロリ線１〜８は従来トロリ線１〜２に比べて引張り強さ、導電率および半軟化温度が著しく上昇し、さらに集電摩耗量が少ないところから本発明トロリ線１〜８は従来トロリ線１〜２よりも耐集電摩耗性に優れていることがわかる。しかし、この発明の条件から外れた成分組成を有する比較トロリ線１〜６は引張強さ、導電率、半軟化温度の少なくとも一つの特性が劣り、集電摩耗量が多くなり、耐集電摩耗性が劣ることがわかる。
したがって、この発明の成分組成を有するＳｎ含有銅合金で作製したトロリ線は頻繁に走行する電気鉄道における電車線のトロリ線として使用した場合、寿命が従来のＳｎ含有銅合金で作製したトロリ線よりも大幅に向上し、保守の回数を大幅に減らすことができ、それによってコスト削減に大いに貢献できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】集電摩耗量を測定するための装置の概略説明図である。
【図１】
2005096679.tif 000003