特開 2024-33632 トロリ線、及びトロリ線の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024033632

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】トロリ線、及びトロリ線の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22C 9/00 20060101AFI20240306BHJP

   C22F 1/08 20060101ALI20240306BHJP

   B60M 1/13 20060101ALI20240306BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20240306BHJP

【ＦＩ】

C22C9/00

C22F1/08 C

B60M1/13 H

C22F1/00 606

C22F1/00 625

C22F1/00 627

C22F1/00 630C

C22F1/00 630D

C22F1/00 660Z

C22F1/00 685Z

C22F1/00 694A

C22F1/00 694Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022137335

(22)【出願日】2022-08-30

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100147

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116366

【弁理士】

【氏名又は名称】二島 英明

(72)【発明者】

【氏名】井水 啓仁

(72)【発明者】

【氏名】坂本 慧

(72)【発明者】

【氏名】池田 七海

(72)【発明者】

【氏名】後藤 和宏

(72)【発明者】

【氏名】高橋 美郷

(57)【要約】

【課題】中心部の硬度が高いトロリ線を提供する。
【解決手段】銀を０．０８質量％以上０．６０質量％以下含む銅合金からなる組成と、中心部及び外周部を有する横断面と、を備え、前記中心部は、Ｘ線回折で求められた結晶の１１１面の配向割合が７０％以上の領域であり、前記外周部は、前記配向割合が７０％未満の領域である、トロリ線。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

銀を０．０８質量％以上０．６０質量％以下含む銅合金からなる組成と、
中心部及び外周部を有する横断面と、を備え、
前記中心部は、Ｘ線回折で求められた結晶の１１１面の配向割合が７０％以上の領域であり、
前記外周部は、前記配向割合が７０％未満の領域である、
トロリ線。

【請求項2】

前記中心部は、前記横断面における互いに直交する第一線分と第二線分との交点を中心とする円の内部であり、
前記第一線分は、前記トロリ線の摺動面の頂部の法線であり、
前記第二線分は、前記第一線分を二等分する点を通る直線であり、
前記円の半径は、前記第一線分の長さと前記第二線分の長さとの平均値の半分である、請求項１に記載のトロリ線。

【請求項3】

前記中心部のビッカース硬さと前記外周部のビッカース硬さとの差が５以上である、請求項１又は請求項２に記載のトロリ線。

【請求項4】

銀を０．０８質量％以上０．６０質量％以下含む銅合金からなる素線を複数のダイスに順に通して伸線加工を行う工程を備え、
前記伸線加工を行う工程は、前記素線を１回当たりの減面率が２０％以上となる特定の伸線ダイスに通す伸線加工を１回以上行い、かつ前記素線を冷間で７個以上のダイスに通すことを含む、
トロリ線の製造方法。

【請求項5】

前記伸線加工を行う工程では、前記複数のダイスによる総減面率を５５％以上とする、請求項４に記載のトロリ線の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、トロリ線、及びトロリ線の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、銀を含む銅合金からなるトロリ線を開示する。このトロリ線は、上記銅合金からなる線材に１５０℃以下の温度において５０％以上の加工度で冷間加工を施すことで製造される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１７２１７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

トロリ線の中心部の硬度が高いことが望まれている。トロリ線の中心部の硬度が高いと、トロリ線が摩耗したとしても断線し難い。特許文献１の技術では、トロリ線の中心部の硬度に関して、更なる改善の余地がある。

【0005】

本開示は、中心部の硬度が高いトロリ線を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のトロリ線は、銀を０．０８質量％以上０．６０質量％以下含む銅合金からなる組成と、中心部及び外周部を有する横断面と、を備え、前記中心部は、Ｘ線回折で求められた結晶の１１１面の配向割合が７０％以上の領域であり、前記外周部は、前記配向割合が７０％未満の領域である。

【発明の効果】

【0007】

本開示のトロリ線は、中心部の硬度が高い。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態のトロリ線の横断面図である。

【図2】図２は、実施形態のトロリ線の横断面における１１１面の配向割合の分布の一例を示す図である。

【図3】図３は、実施形態のトロリ線の横断面における特定の結晶面の配向割合を測定する方法を説明する図である。

【図4】図４は、実施形態のトロリ線の別の一例を示す横断面図である。

【図5】図５は、実施形態のトロリ線の別の一例を示す横断面図である。

【図6】図６は、実施形態のトロリ線の製造方法を実施するトロリ線の製造装置の一例を示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

【0010】

（１）本開示の実施形態に係るトロリ線は、銀を０．０８質量％以上０．６０質量％以下含む銅合金からなる組成と、中心部及び外周部を有する横断面と、を備え、前記中心部は、Ｘ線回折で求められた結晶の１１１面の配向割合が７０％以上の領域であり、前記外周部は、前記配向割合が７０％未満の領域である。

【0011】

本開示における１１１面は、結晶学において（１１１）と表記される結晶面を意味する。本開示における１１１面の配向割合は、トロリ線の横断面の全域にＸ線回折を行うことで得られた以下の三つの回折強度をそれぞれ規格化した値を用いて求められる。本開示における１１１面の配向割合は、三つの規格化した値を合計した値に対する１１１面の回折強度を規格化した値の割合である。三つの回折強度は、１１１面の回折強度、２００面の回折強度、２２０面の回折強度である。２００面、２２０面は、結晶学において（２００）、（２２０）と表記される結晶面を意味する。本開示における１１１面の配向割合の測定方法は後述する。

【0012】

本開示のトロリ線では、トロリ線の横断面において、中心部の１１１面の配向割合が、外周部よりも大きく、かつ７０％以上である。このような横断面を備えるトロリ線は、中心部の硬度が高い。中心部の硬度が高いと、トロリ線がパンタグラフとの摺動によって摩耗したとしても断線し難い。中心部の硬度が高いと、トロリ線がトロリ線の長手方向に引っ張られても断線し難い。外周部の硬度が中心部よりも小さいと、トロリ線が曲げ易く、トロリ線の配線が容易である。

【0013】

（２）上記（１）のトロリ線において、前記中心部は、前記横断面における互いに直交する第一線分と第二線分との交点を中心とする円の内部であり、前記第一線分は、前記トロリ線の摺動面の頂部の法線であり、前記第二線分は、前記第一線分を二等分する点を通る直線であり、前記円の半径は、前記第一線分の長さと前記第二線分の長さとの平均値の半分であってもよい。

【0014】

中心部が上記円の内部であると、トロリ線の横断面におけるある程度大きな範囲に１１１面が配向していると言える。上記（２）の構成によれば、トロリ線がパンタグラフとの摺動によって摩耗したとしてもより断線し難い。上記（２）の構成によれば、トロリ線がトロリ線の長手方向に引っ張られてもより断線し難い。

【0015】

（３）上記（１）又は上記（２）のトロリ線において、前記中心部のビッカース硬さと前記外周部のビッカース硬さとの差が５以上であってもよい。

【0016】

上記（３）の構成によれば、中心部の硬さが高く、かつトロリ線が曲げ易い。

【0017】

（４）本開示の実施形態に係るトロリ線の製造方法は、銀を０．０８質量％以上０．６０質量％以下含む銅合金からなる素線を複数のダイスに順に通して伸線加工を行う工程を備え、前記伸線加工を行う工程は、前記素線を１回当たりの減面率が２０％以上となる特定の伸線ダイスに通す伸線加工を１回以上行い、かつ前記素線を冷間で７個以上のダイスに通すことを含む。

【0018】

本開示において、１回の伸線加工は、素線が１個のダイスを通ることを意味する。ここでの素線は、最終製品であるトロリ線に製造されるまでの線のことを言う。例えば、３個のダイスを通ってトロリ線が製造される場合、１個目のダイスを通る前の線、１個目のダイスを通った後で２個目のダイスを通る前の線、及び２個目のダイスを通った後で３個目のダイスを通る前の線の各々を素線と言う。３個目のダイスを通った後の線はトロリ線と言う。素線を複数のダイスに順に通すと、伸線加工が順に複数回行われる。伸線加工の回数は、素線が１個のダイスを通る回数である。伸線加工の回数とダイスの個数とが同じである。複数のダイスは、素線の減面に寄与するダイス、及び素線の減面に寄与しないダイスを含む。素線の減面に寄与するダイスは、素線を引き伸ばす伸線ダイス、及び素線の表面を削り落とす皮剥ぎダイスを含む。１回当たりの減面率が２０％以上となるダイスは伸線ダイスである。素線の減面に寄与しないダイスは、素線を位置決めするための芯出しダイス、及び素線に溝を形成する溝付けダイスを含む。本開示におけるトロリ線の製造方法では、素線が１個のダイスを通ると、素線の減面の有無にかかわらず伸線加工が１回行われたとカウントする。

【0019】

複数のダイスに順に通して伸線加工を行うとは、隣り合うダイス間を通る加工途中の素線に熱処理を行うことなく、常に冷間加工を行うことを言う。素線を冷間で７個以上のダイスに通す際には、途中で熱処理は行われていない。

【0020】

本開示のトロリ線の製造方法では、素線を特定の伸線ダイスに通す伸線加工を１回以上行い、かつ冷間で７個以上のダイスに通すことで、トロリ線の中心部において１１１面の配向性が高められる。１１１面の配向性が高められることで、中心部の硬度が高いトロリ線を得ることができる。

【0021】

（５）上記（４）のトロリ線の製造方法において、前記伸線加工を行う工程では、前記複数のダイスによる総減面率を５５％以上としてもよい。

【0022】

複数のダイスによる総減面率を５５％以上とすると、中心部の硬度が高いトロリ線を良好に得ることができる。

【0023】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示のトロリ線及びトロリ線の製造方法の具体例を、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。図面における各部の寸法比も実際と異なる場合がある。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0024】

＜トロリ線＞
図１に示すトロリ線１は、移動体へパンタグラフを通して給電する接触電線である。移動体は、例えば鉄道車両、トロリーバス、台車、搬送機械、又はクレーンである。実施形態のトロリ線１の特徴の一つは、トロリ線１の横断面５が、１１１面の配向割合が高い中心部６を備える点にある。横断面５は、トロリ線１をトロリ線１の長手方向に直交する平面で切断した断面である。

【0025】

≪中心部と外周部≫
トロリ線１は、図１に示すように、摺動面２と二つの懸架溝３を備える。摺動面２は、パンタグラフの擦り板に摺動する領域である。二つの懸架溝３は、摺動面２と離れた位置に第一線分５１を挟んで左右対称に設けられている。第一線分５１については後述する。各懸架溝３は、外方に向けて開口している。本例における各懸架溝３は、Ｖ字状の溝である。本例における二つの懸架溝３には、トロリ線１を懸架するイヤーが嵌め込まれる。摺動面２と二つの懸架溝３は、トロリ線１の長手方向に沿って設けられている。トロリ線１は、例えば、鉄道車両の上部において路線の長手方向に間隔をあけて配置された架台に対して、摺動面２が鉄道車両に向いた状態となるように懸架溝３にイヤーが嵌め込まれて固定される。鉄道車両のパンタグラフの擦り板は摺動面２に接触し、トロリ線１はパンタグラフを通して鉄道車両に給電する。

【0026】

横断面５は、中心部６と外周部７を備える。中心部６は、横断面５における互いに直交する第一線分５１と第二線分５２との交点５０を中心とする円の内部の領域である。図１では、第一線分５１及び第二線分５２の各々は一点鎖線で示されている。第一線分５１の両端部及び第二線分５２の両端部の各々は、横断面５の外周縁上に位置する。第一線分５１は、摺動面２の頂部２０の法線である。摺動面２の頂部２０は、未使用のトロリ線１の摺動面２のうち最も外方に位置する箇所である。本例の第一線分５１は、二つの懸架溝３の底部を結ぶ線分を二等分する点を通る。第二線分５２は、第一線分５１に直交する線分である。第二線分５２は、第一線分５１を二等分する点を通る直線である。第二線分５２は、二つの懸架溝３を結ぶ線分から頂部２０に近づく方向に位置する。図１では、上記円の輪郭、つまり中心部６の外縁の輪郭は二点鎖線で示されている。上記円の半径は、第一線分５１の長さと第二線分５２の長さとの平均値の半分である。中心部６が上記円の内部であると、横断面５に占める中心部６の領域が大きく確保される。第一線分５１の長さ又は第二線分５２の長さによっては、上記円の輪郭が懸架溝３によって欠ける場合がある。この場合、一部欠けた円の内部が中心部６となる。

【0027】

外周部７は、横断面５のうち中心部６以外の領域である。外周部７は、中心部６の外周縁とトロリ線１の外周縁とで囲まれたリング状の領域である。

【0028】

横断面５の形状は、図１に示すように略円形であってもよいし、図４に示すように略台形であってもよいし、図５に示すように摺動面２に対して段差部を有する形状であってもよい。いずれの形状であっても、中心部６は、未使用のトロリ線１の摺動面２のうち最も外方に位置する頂部２０を基準として設定される。

【0029】

≪組成≫
トロリ線１の組成は、銀（Ａｇ）を含む銅合金である。銀の含有量は、０．０８質量％以上０．６０質量％以下である。銀の含有量が０．０８質量％以上であると、トロリ線１の強度が高い。銀の含有量が０．６０質量％以下であると、トロリ線１の導電率が高い。組成における各元素の含有量は、銅合金の組成を１００質量％としたときの各元素の質量割合である。

【0030】

≪組織≫
トロリ線１の組織は、横断面５において、１１１面の配向割合が高い中心部６を備える。１１１面の配向割合が高いとは、１１１面の配向割合が７０％以上であることを言う。つまり、中心部６は、１１１面の配向割合が７０％以上の領域である。１１１面の配向割合が高いと、硬度が高くなり易い。中心部６の硬度が高いトロリ線１は、パンタグラフとの摺動によって摩耗したとしても断線し難い。中心部６の硬度が高いトロリ線１は、トロリ線１の長手方向に引っ張られても断線し難い。中心部６の１１１面の配向割合は、７２％以上、７５％以上、７７％以上、８０％以上であってもよい。

【0031】

外周部７は、１１１面の配向割合が７０％未満の領域である。外周部７の１１１面の配向割合が中心部６よりも小さいと、外周部７の硬度が中心部６よりも小さい。外周部７の硬度が中心部６よりも小さいと、トロリ線１が曲げ易く、トロリ線１の配線が容易である。

【0032】

以下、図３を参照して、１１１面の配向割合の測定方法を説明する。トロリ線１をトロリ線１の長手方向に垂直な平面で切断した試料１００を採取する。試料１００は小さな柱状体であり、向かい合う二つの端面の各々が図１に示す横断面５である。二つの横断面５のうち一方の横断面５の全域を機械研磨によって平滑にする。研磨後の横断面５の表面粗さは算術平均粗さＲａで０．２μｍ程度である。機械研磨には例えば２０００番の耐水ペーパーを利用することができる。研磨した横断面５の全域を以下のようにＸ線回折する。

【0033】

可動ステージ３００の表面３１０上に試料１００を配置する。表面３１０は平面である。この配置は、試料１００における上述の機械研磨された横断面５が上記表面３１０に平行となるように、かつ所定の方向ＤからＸ線２００が横断面５に照射されるように行う。所定の方向Ｄは所定の面指数Ｆに対応した方向である。所定の面指数Ｆはミラー指数によって特定される結晶面である。面指数Ｆは１１１面、２００面、２２０面の三つの結晶面のいずれか一つの結晶面である。なお、図５では、図示しないＸ線源からのＸ線２００及び回折したＸ線２１０を破線で示す。

【0034】

試料１００の横断面５に対して所定の方向ＤからＸ線２００を照射することで、横断面５から回折したＸ線２１０を検出器４００によって検出する。Ｘ線２１０の検出は、横断面５の全域が測定されるように、可動ステージ３００によって試料１００を横断面５に平行な面内で２次元に動かしながら繰り返し行う。こうすることで横断面５の全域における回折強度の分布を得る。なお、試料１００を２次元的に動かす際にＸ線２００は動かさない。また、横断面５が存在しない位置からの回折強度を除外するように後述の演算装置４１０を設定する。

【0035】

面指数Ｆに応じて角度θ、角度２θを変更することで、１１１面の回折強度の分布、２００面の回折強度の分布、及び２２０面の回折強度の分布を得る。角度θは面指数ＦとＸ線２００とがなす角度である。角度２θは所定の方向Ｄと回折したＸ線２１０とがなす角度である。所定の方向Ｄに基づく理論値を用いて上記の各回折強度を規格化した値を算出する。上記規格化した値は、各回折強度をＸ線回折の回折強度のピーク強度の理論値で除することによって得られる値である。上記規格化した値を用いて、各回折強度の分布から規格化分布を算出する。即ち１１１面の規格化分布、２００面の規格化分布、２２０面の規格化分布を算出する。上記理論値はＩＣＤＤ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｒｅ ｆｏｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）が公開するＰＤＦ（Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｆｉｌｅ）のデータベースから取得するとよい。なお、ピーク強度は、生データのピーク強度ではなく、各測定点におけるＸ線プロファイルデータをフィッティングして、このフィッティング曲線の最大値又は積分値を用いてもよい。上記のフィッティングに用いるフィッティング関数は例えばＬｏｒｅｎｔｚ関数、Ｇａｕｓｓ関数である。

【0036】

横断面５の測定点ごとに１１１面の回折強度を規格化した値と２００面の回折強度を規格化した値と２２０面の回折強度を規格化した値とを求める。更にこれら三つの規格化した値を合計した値を求める。更に上記合計した値に対する１１１面の回折強度を規格化した値の割合を求める。この割合が各測定点における１１１面の配向割合である。１１１面の配向割合は、全ての測定点における１１１面の配向割合を平均した値である。同様にして、２００面の配向割合及び２２０面の配向割合を求めることができる。

【0037】

Ｘ線２００は例えば放射光施設ＳＡＧＡ－ＬＳに存在するＢＬ１６を用いることができる。本ビームラインは波長λが例えば０．０９１９ｎｍのＸ線を用いることができる。スリット幅は例えば０．５ｍｍ角を用いることができる。検出器４００は例えば市販の２次元検出器であるＤｅｃｔｒｉｓ社、ＰＩＬＡＴＵＳ １００Ｋを用いることができる。試料１００の横断面５におけるＸ線２００が照射された箇所から検出器４００までの距離は０．５１２ｍである。演算装置４１０は市販のコンピュータを用いることができる。

【0038】

角度θ，２θは上述の波長λに応じて選択する。波長λが０．０９１９ｎｍである場合、角度θ，２θは例えば以下の値である。なお、図３に示すθ，２θは例示である。所定の面指数Ｆが１１１面である場合、試料１００の１１１面とＸ線２００とがなす角度θは１２．７度を用いる。所定の方向Ｄと回折したＸ線２１０とがなす角度２θは２５．４度を用いる。所定の面指数Ｆが２００面である場合、試料１００の２００面とＸ線２００とがなす角度θは１４．７度を用いる。所定の方向Ｄと回折したＸ線２１０とがなす角度２θは２９．４度を用いる。所定の面指数が２２０面である場合、試料１００の２２０面とＸ線２００とがなす角度θは２１．０度を用いる。所定の方向Ｄと回折したＸ線２１０とがなす角度２θは４２．０度を用いる。

【0039】

以下、図２を参照して、上述した測定方法によって得られた横断面５における結晶面の配向割合の分布の一例を説明する。図２は、１１１面の配向割合の分布を示しており、横断面５の全域において上述の測定点ごとの１１１面の配向割合をグレースケールの濃淡に変換した図である。１１１面の配向割合は、順に白、グレー、黒の色別で表されている。図２の右に示すバーはカウント数に応じた濃淡を示す。各測定点の１１１面の配向割合を例えばゼロから１００までのカウント数に変換する。白色はカウント数がゼロであることを意味する。黒色はカウント数が１００であることを意味する。

【0040】

図２に示すように、横断面５の中心部６では、黒色の測定点が多い。横断面５の外周部７では、灰色の測定点が多い。つまり、中心部６は、外周部７よりも１１１面の配向割合が大きいと言える。

【0041】

≪硬度≫
トロリ線１の硬度は、１１１面の配向割合に依存する傾向にある。トロリ線１の横断面５において、中心部６の１１１面の配向割合が外周部７よりも大きいと、中心部６の硬度が外周部７よりも大きい。中心部６のビッカース硬さと外周部７のビッカース硬さとの差は、例えば５以上である。上記差が５以上であると、中心部６の硬さが高く、かつトロリ線１が曲げ易い。上記差は、７以上、８以上、１０以上であってもよい。

【0042】

＜トロリ線の製造方法＞
図６を参照して、実施形態のトロリ線の製造方法を説明する。図６に示す製造装置９は、供給装置９１、巻取装置９２、移送装置９３、ガイド９４、及び複数のダイス９５を備える。供給装置９１は、コイル状に巻き取られた素線１０を繰り出し、素線１０を後段のダイス９５に供給するためのものである。巻取装置９２は、複数のダイス９５を通って製造されたトロリ線１を巻き取るためのものである。移送装置９３は、供給装置９１から巻取装置９２まで線を搬送するためのものである。ガイド９４は、複数のダイス９５を通って製造されたトロリ線１を巻取装置９２まで案内するためのものである。供給装置９１、巻取装置９２、移送装置９３、及びガイド９４は、公知のものが利用できる。

【0043】

複数のダイス９５は、供給装置９１とガイド９４との間の適所に配置されている。供給装置９１から繰り出された素線１０は、複数のダイス９５に順に通される。図６では、分かり易いように、供給装置９１と移送装置９３との間、及び隣り合う移送装置９３の間の各々に一つのダイス９５が図示されている。隣り合う移送装置９３の間に複数のダイス９５が配置されていてもよい。

【0044】

本例の製造装置９は、素線１０の繰り出しから複数のダイス９５を順に通って製造されたトロリ線１の巻き取りまでを連続して行う生産ラインになっている。素線１０を複数のダイス９５に順に通して伸線加工を行うとは、隣り合うダイス９５間を通る加工途中の素線１０に熱処理を行うことなく、常に冷間加工を行うことを言う。冷間加工を行うにあたり、例えば、移送装置９３において冷却水で素線１０を冷却してもよい。素線１０の冷却は、複数のダイス９５のうち後述する溝付けダイスを通した後の素線１０には行わなくてもよい。溝付けダイスでの加工熱によるトロリ線１の中心部６の組織の粗大化を抑制するために、溝付けダイスを通した後の素線１０を冷却水で冷却してもよい。冷却水は、例えばチラーで冷却してもよい。

【0045】

実施形態のトロリ線の製造方法の特徴の一つは、素線１０を複数のダイス９５に順に通して伸線加工を行う工程において、素線１０を特定の伸線ダイス９６に通す伸線加工１回以上行い、かつ素線１０を冷間で７個以上のダイス９５に通すことを含む点にある。図６では、特定の伸線ダイス９６を通す伸線加工１回行う例を示している。素線１０の組成は、上述したトロリ線１の組成と同じである。

【0046】

複数のダイス９５は、素線１０の減面に寄与するダイス、及び素線１０の減面に寄与しないダイスを含む。素線１０の減面に寄与するダイスは、伸線ダイス、及び皮剥ぎダイスを含む。素線１０の減面に寄与しないダイスは、芯出しダイス、及び溝付けダイスを含む。伸線ダイスは、素線１０を所定の線径となるまで素線１０を引き伸ばすダイスである。伸線ダイスは丸孔ダイスである。皮剥ぎダイスは、素線１０の表面の酸化皮膜及び微小な欠陥を除去するためのものである。芯出しダイスは、一般的に皮剥ぎダイスよりも上流に配置され、皮剥ぎダイスの切り刃に対して位置決めするために素線１０の芯出しを行うためのものである。芯出しダイス及び皮剥ぎダイスの各々は丸孔ダイスである。溝付けダイスは、素線１０に溝を形成してトロリ線１に加工するためのものである。溝付けダイスは、トロリ線１の形状に対応した異形孔ダイスである。各ダイス９５は、公知のものが利用できる。素線１０が１個のダイス９５を通ると、素線１０の減面の有無にかかわらず伸線加工が１回行われたとカウントする。

【0047】

供給装置９１に巻き取られた素線１０は、図示しない単頭伸線機によって所定の線径に伸ばされた線であってもよい。単頭伸線機による加工と図６に示す製造装置９による加工との間に熱処理を行わなければ、単頭伸線機による加工と図６に示す製造装置９による加工とが連続で行われているとみなす。つまり、単頭伸線機で行われる伸線加工も上記の伸線加工を行う工程に含まれる。単頭伸線機に設けられたダイスも複数のダイス９５に含まれる。

【0048】

特定の伸線ダイス９６は、１回当たりの減面率が２０％以上となる伸線ダイスである。１回あたりの減面率は、特定の伸線ダイス９６を通る前の素線１０の断面積Ａ０及び特定の伸線ダイス９６を通った後の素線１０の断面積Ａ１を用いて、｛（Ａ０－Ａ１）／Ａ０｝×１００で求められる値である。１回あたりの減面率が大きいほど、得られるトロリ線１の中心部６（図１）の１１１面の配向割合が高くなる。特定の伸線ダイス９６における１回あたりの減面率は、２５％以上であってもよい。特定の伸線ダイス９６における１回あたりの減面率が３０％以下であると、断線し難い。特定の伸線ダイス９６における１回あたりの減面率は、２０％以上３０％以下であってもよい。

【0049】

特定の伸線ダイス９６は、供給装置９１とガイド９４との間のどこに配置されていてもよい。単頭伸線機による伸線加工が含まれる場合、特定の伸線ダイス９６は、単頭伸線機に配置されていてもよい。複数の特定の伸線ダイス９６が配置されている場合、特定の伸線ダイス９６は、連続して配置されていてもよいし、他のダイス９５を挟んで離れて配置されていてもよい。特定の伸線ダイス９６は、例えば、素線１０の引き伸ばしによる減面を伴わないダイスよりも上流に配置されている。素線１０の引き伸ばしによる減面を伴わないダイスは、芯出しダイス、皮剥ぎダイス、及び溝付けダイスである。言い換えると、特定の伸線ダイス９６は、例えば芯出しダイス、皮剥ぎダイス、及び溝付けダイスよりも上流に配置されている。特定の伸線ダイス９６は、素線１０の引き伸ばしによる減面を伴わないダイスよりも下流に配置されていてもよい。素線１０を特定の伸線ダイス９６に通す伸線加工を行う場合、特定の伸線ダイス９６の数は、１個でもよいし、複数でもよい。

【0050】

伸線加工を行う工程では、素線１０を７個以上のダイス９５に通してトロリ線１を製造する。７個以上のダイス９５には、特定の伸線ダイス９６が含まれる。素線１０を通すダイス９５の数は、８個以上としてもよい。

【0051】

伸線加工を行う工程では、例えば複数のダイス９５による総減面率を５５％以上とする。総減面率は、ダイス９５を通る前の素線１０の断面積Ｂ０及び全てのダイス９５を通った後のトロリ線１の断面積Ｂ１を用いて、｛（Ｂ０－Ｂ１）／Ｂ０｝×１００で求められる値である。複数のダイス９５の数、及び各ダイス９５の減面率は、総減面率に応じて適宜選択できる。

【0052】

伸線加工では、素線１０を各ダイス９５に通す際に素線１０の表面に潤滑剤を塗布するとよい。潤滑剤は、例えば固体潤滑剤である。固体潤滑剤は、例えば金属石けん、石灰、及びタルクである。固体潤滑剤は、二酸化モリブデンを含んでもよい。潤滑剤は、液体潤滑剤であってもよい。液体潤滑剤は、例えば種油である。種油は、例えば菜種油である。

【0053】

［試験例］
銀を含む銅合金からなる素線に伸線加工を行ってトロリ線を製造し、そのトロリ線の組織観察を行うと共に硬度を調べた。

【0054】

＜試料の作製＞
各試料のトロリ線は、溶解→鋳造→熱間圧延→伸線の順に作製した。溶解から熱間圧延までは連続鋳造圧延設備により加工を行った。まず、銀を含む溶解銅合金を連続鋳造及び熱間圧延して素線を作製した。銀の含有量は表１の「Ａｇ濃度」に示す。得られた素線を複数のダイスに順に通して伸線加工を行ってトロリ線を作製した。伸線加工に使用されたダイスの個数は表１の「ダイスの個数」に示す。ダイスの個数には、伸線ダイス、芯出しダイス、皮剥ぎダイス、及び溝付けダイスの数を含む。伸線加工に使用された特定の伸線ダイスの個数は表１の「特定の伸線ダイスの個数」に示す。表１の「ダイスの個数」には「特定の伸線ダイスの個数」を含む。特定の伸線ダイスは、１回当たりの減面率が２０％以上となる伸線ダイスである。試料Ｎｏ．１では、素線を特定の伸線ダイスに通す伸線加工を４回行った。試料Ｎｏ．２では、素線を特定の伸線ダイスに通す伸線加工を３回行った。試料Ｎｏ．３及び試料Ｎｏ．４では、素線を特定の伸線ダイスに通す伸線加工を１回行った。試料Ｎｏ．５及び試料Ｎｏ．６では、素線を特定の伸線ダイスに通す伸線加工を２回行った。試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．６では、素線を冷間で連続して７個又は８個のダイスに通した。試料Ｎｏ．１１では、素線を特定の伸線ダイスに通す伸線加工を２回行ったが、ダイスの個数が６個であった。試料Ｎｏ．１２及び試料Ｎｏ．１３では、素線を特定の伸線ダイスに通す伸線加工を行わず、かつダイスの個数が７個未満であった。複数のダイスによる総減面率は表１の「総減面率」に示す。

【0055】

＜組織観察＞
各試料のトロリ線について、横断面の全域にＸ線回折を行うことで結晶の１１１面の配向割合を調べた。１１１面の配向割合は、横断面の中心部及び外周部の各々の領域で求めた。１１１面の配向割合の測定方法は上述の通りである。横断面の中心部及び外周部の領域は上述の通りである。中心部の１１１面の配向割合は表１に示す。外周部の１１１面の配向割合は、いずれの試料も７０％未満であった。

【0056】

＜硬度＞
各試料のトロリ線について、以下のようにして、中心部のビッカース硬さと外周部のビッカース硬さとの差を調べた。まず、横断面における中心部について、任意の測定点を３箇所選択し、ビッカース硬度計を用いて、各測定点の硬さを測定した。このとき、中心部の中心箇所及び外周部に近い箇所を測定点として含んだ。測定した各測定点での硬さの平均値を算出し、中心部の硬さとした。同様に、横断面における外周部について、任意の測定点を３箇所選択し、ビッカース硬度計を用いて、各測定点の硬さを測定した。このとき、外周部の周方向に沿った複数箇所を測定点として含んだ。測定した各測定点での硬さの平均値を算出し、中心部の硬さとした。中心部の硬さと外周部の硬さとの差を求めた。その結果は表１の「硬度差」に示す。

【0057】

【表1】

【0058】

表１に示すように、素線を特定の伸線ダイスに通す伸線加工を１回以上行い、かつ素線を冷間で７個以上のダイスに通した試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．６は、中心部の１１１面の配向割合が７０％以上を満たすことがわかった。中心部の１１１面の配向割合が７０％以上であると、中心部の硬度が高くなり、硬度差が５以上となることがわかった。試料Ｎｏ．６のように、銀の含有量が高いと、中心部の１１１面の配向割合が大きくなり易いことがわかった。銀の含有量によっても、中心部の１１１面の配向割合を調整できると考えられる。

【符号の説明】

【0059】

１ トロリ線
２ 摺動面、２０ 頂部
３ 懸架溝
５ 横断面
５０ 交点、５１ 第一線分、５２ 第二線分
６ 中心部
７ 外周部
９ 製造装置
９１ 供給装置、９２ 巻取装置、９３ 移送装置、９４ ガイド
９５ ダイス、９６ 特定の伸線ダイス
１０ 素線
１００ 試料
２００，２１０ Ｘ線
３００ 可動ステージ、３１０ 表面
４００ 検出器、４１０ 演算装置
Ｄ 方向、Ｆ 面指数、θ，２θ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】