JPH10237690A - コレクターリングレスコンダクターロール - Google Patents
コレクターリングレスコンダクターロールInfo
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- JPH10237690A JPH10237690A JP9036261A JP3626197A JPH10237690A JP H10237690 A JPH10237690 A JP H10237690A JP 9036261 A JP9036261 A JP 9036261A JP 3626197 A JP3626197 A JP 3626197A JP H10237690 A JPH10237690 A JP H10237690A
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- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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- C25D7/06—Wires; Strips; Foils
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- C25D7/0614—Strips or foils
- C25D7/0657—Conducting rolls
Abstract
の接触不良に起因する電刷子、リード線の焼損トラブ
ル、ロール本体補修作業時のCリング取外、取付、スリ
合調整の作業を解消すると共に、摺動集電部材の寿命を
延長できるコンダクターロールを提供する。 【解決手段】 コンダクターロール軸端部の外周面にビ
ッカース硬度が100Hv以上の電気銅メッキ層を設け
て、その部分に電刷子を直接接触させるようにしたこと
を特徴とするコレクターリングレスコンダクターロー
ル。
Description
に用いられるコンダクターロールに関するものである。
ロール(以下CDRという)の両軸端部にコレクターリ
ング(以下、Cリングという)を装着し、電刷子を介し
て通電しメッキを行っており、メッキ安定性・安定稼動
を維持するためには、鋼ストリップ(鋼帯)と直接接触
するCDR本体表面性状の確保は勿論、集電部分での通
電性能を確保することが重要である。
きい鋳造銅製のCリングを左右のロール軸端部に装着し
給電していることから、 (1)Cリングとロール軸との接触不良に起因する電刷子
等の焼損トラブルが多い。即ち、ロール軸整備・Cリン
グ装着不良等による接触不良部への通電による大きな発
熱で高温となり、材質の相違から、熱膨張代に差が生
じ、Cリングの方がロール軸よりも熱膨張代が大きくな
るために、Cリングとロール軸の接触不良が大きくな
る。このような整備・装着不良および通電に伴うCリン
グとロール軸の接触不良に起因して、左右のロール軸端
部に装着したCリングに均等に流れている電流のバラン
スが崩れて、接触抵抗の小さいCリング側に大電流が流
れて、そのCリングサイドの電刷子、リード線の焼損ト
ラブルに到る。 (2)ロール本体補修作業時にCリング取外、取付、スリ
合調整の作業負荷が大きい。 (3)摩耗によるCリング、電刷子等の摺動集電部材の寿
命が短い。 等の問題を抱えている。
ラブルや、Cリング取外、取付、スリ合調整作業を解消
すると共に、摺動集電部材の寿命を延長することができ
るコレクターリングレスコンダクターロールを提供する
ことを目的とするものである。
ロール軸端部の外周面にビッカース硬度が100Hv以上
の電気銅メッキ層を設けて、その部分に電刷子を直接接
触させるようにしたことを特徴とするコレクターリング
レスコンダクターロールにある。上記電気銅メッキ層の
厚さは、あまりにも小さい場合、ロール軸の銅メッキ補
修が頻繁となるため3mm以上とするのが好ましく、また
あまりにも大きい場合にはコスト高となる傾向があるの
で6mm以下とすることが好ましい。なお、上記電気銅メ
ッキ層のビッカース硬度は、好ましくは150Hv以上、
更に好ましくは200Hv以上であることが望ましい。
の軸端部の外周面に、鋳造銅と同様に低電気抵抗を有す
る電気銅メッキ層を設けて、その部分に電刷子を直接接
触させるようにして、Cリングを用いることなく、直接
通電を可能としている。上記電気銅メッキ層をコンダク
ターロール軸端部の外周面に設けると、銅メッキ層はロ
ール軸外周面に強固に密着しており、通電時のそれらの
間の接触抵抗は、Cリングをロール軸に装着した場合の
それらの間の接触抵抗に比べて大幅に低下する。
も大幅に低減し温度も低下し、ロール軸と電気銅メッキ
層の熱膨張代の差が小さくなり界面剥離が防止される。
これらの結果、通電時においても、ロール軸の外周面と
電気銅メッキ層の界面の接触不良が有効に防止される。
従って、Cリングとロール軸との接触部での接触不良に
起因する左右の通電電流アンバランスによる焼損トラブ
ルを解消できる。また、ロール本体補修作業時にCリン
グ取外、取付、スリ合調整の作業を解消できる。
の外周面に設けると、鋳造銅(ビッカース硬度:35〜
50Hv)と対比して、その表面硬度(ビッカース硬度)
が約200%以上も向上すると共にその摩擦抵抗が1/
2以下となる。このように、その表面硬度(ビッカース
硬度)が約200%以上も向上すると共にその摩擦抵抗
が1/2以下となる理由は定かでないが、おそらく鋳造
銅においては、この鋳造銅を構成している銅の結晶構造
が粗であるのに対し、電気銅メッキ層においては、この
電気銅メッキ層を構成している銅の結晶構造が電子的結
合であり密になっていることにもとづくものではない
か、と考えられる。このように鋳造銅製Cリングに比べ
て電気銅メッキ層は表面硬度が高く、また摩擦抵抗が低
いので、電刷子を接触させた場合、その摺動による摩耗
量を軽減できる。
ル軸の外径は、Cリングの外径に比べて小径であり、上
記電刷子を接触させた場合、CDR1回転当りの摺動距
離が小さくなり、上記摩擦抵抗の低下とあいまって、電
刷子の摩耗量を軽減できる。
る電解質の種類は、電気銅メッキ層がビッカース硬度1
00Hv以上を有する限り任意であり、その代表例として
は、例えば硫酸銅、ピロリン酸銅、ホウフッ化銅、シア
ン化銅等が挙げられる。なお、上記電解質を用いた電解
液には、必要により、形成する電気銅メッキ層の硬度を
向上させるために,例えば糖蜜、チオ尿素、チオジアゾ
ール等の添加材を添加しても良い。
キ層を形成する際の電解メッキ液条件についても、特に
限定がない。通常、電解質濃度は、硫酸銅180〜22
0g/l 、硫酸30〜40g/l 程度、電解液の温度は25
〜35℃、電流密度は3〜10A/dm2 程度であれば良
い。
7μm 程度のNiメッキ層を形成させ、次いでその上に
上記の如くして銅メッキ層を形成して軸材質の鋼と銅メ
ッキの密着性を高めても良い。
クターロールを実施例に基づいて詳細に説明する。図1
に示す軸形状を有するコンダクターロール1を準備し
た。そして軸材質の鋼と銅メッキの密着性を高めるため
に、硫酸ニッケル250〜300g/l 、塩化ニッケル4
0〜60g/l 、ホウ酸40〜50g/l 含有する、液温5
5±1℃、pH=3.8〜4.8の電解液中に、図1のロ
ール軸部2を、その外周面以外はマスキングして浸漬さ
せ、電流密度4A/dm2 で電気メッキを行い、その外周面
に厚さ5μm のNiメッキ層を形成した。水洗後、硫酸
銅200g/l 、硫酸30g/l 、塩素40mg/l、および光
沢剤3mg/l含有する液温30℃の電解液中に、図1のロ
ール軸部を、その外周面以外はマスキングし浸漬させ、
電流密度8A/dm2 で電気メッキを行い、その外周面に厚
さ5mmの銅メッキ層3を形成し、コレクターリングレス
コンダクターロール(本発明品A)を得た。また上記N
iメッキを施すことなく、上記条件で銅メッキを施し、
ロール軸端部の外周面に厚さ5mmの銅メッキ層を形成
し、別のコレクターリングレスコンダクターロール(本
発明品B)を得た。
ため、直径100mm、厚さ15mmの銅丸棒の外周面に上
記電気メッキ条件で、厚さ5mmの銅メッキを施した試料
を作成し、ビッカース硬度をJIS Z 2244に準
拠して測定した。その結果は209Hvであった。
ング5を軸端部に装着したコンダクターロール1を準備
した。上記コレクターリングのビッカース硬度は、ロー
ル軸に装着したと同じコレクターリングを旋盤及び型削
盤を用いて加工し、厚さ10mm、20mm角の試料を採取
し、JIS Z 2244に準拠して測定したところ、
47Hvであった。
子を、図1の本発明品A、Bに対しては、軸方向に6個
配列した電刷子列を、周方向に4列、電気銅メッキ層
に、また図2の従来品に対しては、軸方向に3個配列し
た電刷子列を、周方向に8列、コレクターリングに同一
圧にて圧接した。この状態で必要回転トルクを測定し
た。その結果、本発明品A、Bは、3.5kg-mであり、
従来品は9.6kg-mであった。また本発明品Aの軸(4
0mm)−Ni層(5μm )−Cu層(5mm)間の電気接
触抵抗と従来品の軸(40mm)とCリング(5mm)間の
電気接触抵抗を測定した。その結果、本発明品Aは0.
1×10−6(Ω)、従来品は2×10−6(Ω)であ
った。
ッキラインに取付け、5600時間(片側集電電流80
00A)使用し、電刷子接触部のCu表面温度(℃)、
Cu摩耗量(mm/日)、電刷子の摩耗量(mm/日)を調
査した。その結果は表1の通りであった。
の1/8以下に軽減され、電刷子摩耗量も1/20に軽
減されることが明らかである。電刷子は、通常、トータ
ル摩耗量が所定量になると寿命交換されるから、発明品
における電刷子寿命は、従来品のそれの約20倍にな
る。また、図2のサイズのコレクターリングは、摩耗量
が7.5mmになると交換され寿命となる。一方、図1の
コレクターリングレスのコンダクターロールの電気銅メ
ッキ層厚は5mmで、この銅メッキ層が摩耗消滅すると再
度、電気メッキするものであるが、電気銅メッキ層の寿
命は、図2のコレクターリングのそれの約5倍になる。
リングと軸の間にある大きな電気的接触抵抗がないの
で、表1のように本発明品のCu表面温度は従来品より
も大幅に低くなる。電気錫メッキラインに従来品を用い
た場合、電刷子、リード線の焼損トラブルの発生頻度
は、4回/年であったが、本発明品を用いたところ皆無
になった。
ターロールは、Cリングとロール軸との接触不良に起因
する焼損トラブル、ロール本体補修作業時にCリング取
外、取付、スリ合調整作業を解消すると共に、摺動集電
部材の寿命を延長することができる。
ールの一実施例の説明図。
ロールの一例の説明図。
Claims (2)
- 【請求項1】 コンダクターロール軸端部の外周面にビ
ッカース硬度が100Hv以上の電気銅メッキ層を設け
て、その部分に電刷子を直接接触させるようにしたこと
を特徴とするコレクターリングレスコンダクターロー
ル。 - 【請求項2】 電気銅メッキ層の厚みが3〜6mmである
ことを特徴とする請求項1に記載のコレクターリングレ
スコンダクターロール。
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