JP2009238479A - 回転する金属溶解装置の集電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属溶解装置の傾動時、導電牲リングの偏心の動きに対して追随させてブラシを内周に配置したブラシホルダーの破損を防止することができる集電装置を提供する。
【解決手段】回転する金属溶解装置４のトラニオン軸３の外周に固定されてトラニオン軸４とともに回転する導電牲リング６と、導電牲リング６に接続されるとともに、トラニオン軸内に配設された、金属溶解装置４に通電する導電体８と、導電性リング６の外周を取り囲み且つ摺接する、ブラシホルダー９の内周に配置されたブラシ７との間で電力を伝達する集電装置において、ブラシホルダー９が、トラニオン軸３に回転可能に軸支されるとともに、導電牲リング６の偏心の動きに対して追随する追随機構を介して固定台１０に取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転する金属溶解装置の回転側の導電性リングとこれに摺接する固定側のブラシとの間で電力を伝達する集電装置に関する。

金属の溶解に電力を利用した回転する金属溶解装置が利用されている。例えば、電気炉、連続鋳造用タンディッシュ、真空溶解炉などにおいては、金属溶解装置に装入された装入物の溶解、保温あるいは精錬用として、操業時、金属溶解装置に集電装置を介して通電させて電力を供給している。また、非操業時には、電力の供給を停止し、金属溶解装置をその操業時の正立状態を境にして両側に傾動させて、金属溶解装置へ原料を装入したり、あるいは溶解物を出湯したりしている。

図５（ａ）は回転する溶解炉における従来の集電装置の正面を示す概略図、（ｂ）は集電装置の側面図である。

図５において、軸受支持台１に固定された軸受２にトラニオン軸３が回転自在に支持されている。トラニオン軸３の一端には溶解炉４が固定されている。溶解炉４への原料の装入または溶解物の出湯の際には、溶解炉４は操業時の正立状態を境にして傾動させており、トラニオン軸３も回転する。

トラニオン軸３の他端の外周には、溶解炉４に通電させて電力を供給するための集電装置５が配置されている。集電装置５は、回転側の導電性リング６と、導電性リング６が摺動する複数のブラシ７により構成されている。

導電性リング６はトラニオン軸３の他端に固定され、溶解炉４の傾動に伴いトラニオン軸３とともに回転する。導電性リング６はトラニオン軸３の内部に形成された中空部に配線された、溶解炉４に通電させる絶縁ケーブル８に接続されている。

回転する導電性リング６に接して摺動する複数のブラシ７は、導電性リング６の外周を囲むように間隔をおいてブラシホルダー９に取り付けられている。ブラシホルダー９は固定台１０に固定されている固定ブラケット１１に支持されている。

外部電源から供給された電気は、ブラシ７、このブラシ７に接して摺動する導電性リング６、この導電性リング６に接続されている、トラニオン軸３の中空部に配線された絶縁ケーブル８を流れて溶解炉４に供給される。

かかる集電装置として、特許文献１にモータブラシ保持構造が開示されている。前記特許文献１には、コミュテータ（ブラシが接触する電極）を有する回転子の外周位置に、固定配置した絶縁性の基盤の内周側に、バネ材にて内方向に移動するブラシを押しあて、これによりブラシの先端部はコミュテータに対して弾性的に安定状態で摺接し、両者間にて、安定した電気の供給が可能であることが記載されている。
特開２００２−２３８２０４号公報

しかしながら、前記従来の集電装置を、回転する溶解炉に適用した場合、以下の課題がある。

溶解炉の長期間の操業により溶解炉の炉体の基準位置に対して、図５の１点鎖線で示すように、トラニオン軸３の軸芯が上方向に変形（３０〜５０ｍｍ）すると、溶解炉１の傾動時、すなわちトラニオン軸３の回転時、トラニオン軸３の端部の外周に設けている回転側の導電性リング６（特許文献１のコミュテータ相当）も偏芯して回動する。この偏心により、導電性リング６が、これに接するブラシ７を押えているバネの収縮代を超えた振れ廻りとなり、固定側のブラシ７と回転側の導電性リング６が干渉し合って、内周にブラシ７を設けているブラシホルダー９の絶縁体本体が破損していた。

そこで、本願発明は、回転する金属溶解装置の回転側のトラニオン軸に固定された導電性リングとこれを取り囲む固定側のブラシとの間で電力を伝達する集電装置において、金属溶解装置の傾動時、導電牲リングの偏心の動きに対して追随させてブラシを内周に配置したブラシホルダーの破損を防止することができる集電装置を提供するものである。

本発明は、回転する金属溶解装置のトラニオン軸の外周に固定されてトラニオン軸とともに回転する導電牲リングと、前記導電牲リングに接続されるとともに、トラニオン軸内に配設された、金属溶解装置に通電する導電体と、前記導電性リングの外周を取り囲み且つ摺接する、ブラシホルダーの内周に配置されたブラシとの間で電力を伝達する集電装置において、前記ブラシホルダーが、前記トラニオン軸に回転可能に軸支されるとともに、前記導電牲リングの偏心の動きに対して追随する追随機構を介して固定台に取り付けられていることを特徴とする。

前記追随機構は、例えば、固定台にリンクアームの一端がピンで回転自在に枢着され、他端がブラシホルダーとピンで回転自在に枢着された機構によりブラシホルダーが接続され、導電牲リングの偏心の動きに対してブラシホルダーが上下左右に自在に動くように構成することができる。

本発明は、集電装置に追随機構を設けたので、溶解炉の操業により溶解炉の炉体に設けてあるトラニオン軸の軸芯が上方向に変形した場合においても、溶解炉の装入あるいは出湯の際の傾動時、回転側の導電性リングと内周にブラシを有する固定側のブラシホルダーとが同一に振れ回ることにより、それぞれが無理に干渉し合うことを確実に防止できる。その結果、ブラシホルダーの損傷を防止することができる。

本発明を実施例により説明する。

図１は本発明の集電装置の正面を示す概略図である。

図１において、軸受支持台１に固定された軸受２にトラニオン軸３が回転自在に支持されている。トラニオン軸３の一端に溶解炉４が固定されている。溶解炉４への原料の装入または出湯の際には、溶解炉４の操業時の正立状態を境にして溶解炉４を傾動させており、トラニオン軸３も回転する。

トラニオン軸３の他端の外周には、集電装置５が配置されている。集電装置５は、回転側の円形の導電性リング６と、導電性リング６が摺動する複数のブラシ７により構成される。ブラシ７にはカーボンブラシなどが使用される。

導電性リング６はトラニオン軸３の他端に固定され、溶解炉４が傾動する際は、トラニオン軸３とともに回転する。導電性リング６はトラニオン軸３の内部に形成された中空部に配線された導電体である絶縁ケーブル８に接続されている。以上説明した構成は、図４に示す従来例と変わるところはない。

本発明における集電装置５は、トラニオン軸３の振れ廻りを吸収するため、導電性リング６の動きに追随する追随機構を採用したものである。

図２は本発明の集電装置の側面図であり、図３はブラシのブラシホルダーへの取付構造を示す図である。

図２において、ブラシホルダー９を支持するトラニオン軸３に軸受１３を介して固定台１０から離れた状態で回転自在に支持されている。軸受１３でトラニオン軸３とブラシホルダー支持部材１２との間の回転を吸収することが可能となる。

ブラシホルダー９には、回転する導電性リング６が摺動する複数のブラシ７が導電性リング６の外周を囲むように間隔をおいて配置されている。

回転する導電性リング６に摺接するブラシ７は、図３に示すように、ブラシホルダー９と導電性リング６との間に配置されている。ブラシ７は、押えバネ１６により導電性リング６に押さえつけられ、電気的接触が維持されている。

ブラシ７のブラシホルダー９側には、ブラシホルダー９の貫通孔１４に挿入され、貫通孔１４内を移動可能なピン１５が設けられている。ピン１５には押えバネ１６が通されている。ピン１５が通された押えバネ１６はブラシホルダー９と導電性リング６との間に配置されている。ブラシ７は、押えバネ１６により導電性リング６に押さえつけられて、導電性リング６との電気的接触が維持される。

図２に示すように、固定台１０に固定されたブラケット１７とブラシホルダー支持部材１２（図示せず）に固定されたブラケット１８の間でリンクアーム１９の両端がそれぞれピン２０により回転自在に連結されている。固定台１０とブラシホルダー支持部材１２とがピンを介してリンクアーム１９により連結されているので、固定側のブラシホルダー９が溶解炉の傾動と共に回転するのを防止することができる。

本発明の摺動装置の動きについて説明する。

図４は本発明におけるブラシホルダーの追随機構の動きを示す図である。

図４（ａ）は溶解炉が正立状態にある正規基準位置を示すものである。この状態では、トラニオン軸が偏心していないので、ブラシホルダー９は正規基準位置にあり、リンクアーム１９は垂直の状態にある。

図４（ｂ）は溶解炉の長期間の操業により溶解炉の炉体の基準位置に対して、トラニオン軸３の軸心が上方向に変形した状態を示すものである。

図４（ａ）の正規基準位置からトラニオン軸の軸芯が上側に偏心して行く際に、導電性リング６も上側に移動する。導電性リング６の上側への移動に伴って、導電性リング６を取り囲むブラシホルダー９がブラシホルダー支持部材１２側のブラケット１８のピン２０の回りを上側（Ａ方向）に回転して導電性リング６の移動に追従する。そのため、トラニオン軸の偏心により導電性リング６が上側に移動しても、ブラシホルダー９が損傷することはない。

図４（ｃ）は溶解炉の傾動により、トラニオン軸の軸芯が右側に偏心する状態を示すものである。溶解炉が傾動してトラニオン軸の軸芯が右側に偏心して行く際に、導電性リング６も右側に移動する。導電性リング６の移動に伴って、リンクアーム１９が固定台１０のブラケット１７のピン２０の回りを回転して右側（Ｂ方向）に移動し、ブラシホルダー９も右側に移動して導電性リング６の移動に追従する。そのため、トラニオン軸の偏心により導電性リング６が右側に移動してもブラシホルダー９が損傷することはない。

図４（ｄ）は溶解炉の傾動により、トラニオン軸の軸芯が下側に偏心する状態を示すものである。溶解炉が傾動してトラニオン軸の軸芯が下側に偏心して行く際に、導電性リング６も下側に移動する。導電性リング６の下側への移動に伴って、導電性リング６を取り囲むブラシホルダー９もブラシホルダー支持部材１２のブラケット１８のピン２０の回りを下側（Ｃ方向）に回転して導電性リング６の移動に追従する。そのため、トラニオン軸の偏心により導電性リング６が下側に移動してもブラシホルダー９が損傷することはない。

図４（ｅ）は溶解炉の傾動により、トラニオン軸の軸芯が左側に偏心する状態を示すものである。溶解炉が傾動してトラニオン軸の軸芯が左側に偏心して行く際に、導電性リング６も左側に移動する。導電性リング６の移動に伴って、リンクアーム１９が固定台１０のブラケット１７のピン２０の回りを回転して左側（Ｄ方向）に移動し、ブラシホルダー９も左側に移動して導電性リング６の移動に追従する。そのため、トラニオン軸の偏心により導電性リング６が左側に移動してもブラシホルダー９が損傷することはない。

以上のとおり、本発明の集電装置は、トラニオン軸の軸芯の偏心により導電性リング６の上下左右の移動に伴って、ブラシホルダー９も導電性リング６の移動に追従し、ブラシホルダー９に無理な力が作用しないので、ブラシホルダー９の損傷を防止することができる。

本発明の集電装置の正面を示す概略図である。 本発明の集電装置の側面図である。 本発明のブラシのブラシホルダーへの取付構造を示す図である。 本発明におけるブラシホルダーの追随機構の動きを示す図である。 （ａ）は従来の集電装置の概略正面図、（ｂ）は同側面図である。

符号の説明

１：軸受支持台 ２：軸受
３：トラニオン軸 ４：溶解炉
５：集電装置 ６：導電性リング
７：ブラシ ８：絶縁ケーブル
９：ブラシホルダー １０：固定台
１１：固定ブラケット １２：ブラシホルダー支持部材
１３：軸受 １４：貫通孔
１５：ピン １６：押えバネ
１７：ブラケット １８：ブラケット
１９：リンクアーム ２０：ピン

Claims (2)

1. 回転する金属溶解装置のトラニオン軸の外周に固定されてトラニオン軸とともに回転する導電牲リングと、前記導電牲リングに接続されるとともに、トラニオン軸内に配設された、金属溶解装置に通電する導電体と、前記導電性リングの外周を取り囲み且つ摺接する、ブラシホルダーの内周に配置されたブラシとの間で電力を伝達する回転する金属溶解装置の集電装置において、
   前記ブラシホルダーが、前記トラニオン軸に回転可能に軸支されるとともに、前記導電牲リングの偏心の動きに対して追随する追随機構を介して固定台に取り付けられていることを特徴とする回転する金属溶解装置の集電装置。
2. 前記追随機構が、固定台にリンクアームの一端がピンで回転自在に枢着され、他端がブラシホルダーとピンで回転自在に枢着された機構によりブラシホルダーが接続されていることを特徴とする請求項１記載の回転する金属溶解装置の集電装置。

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