TW475007B - Ringless-collector conductor roll - Google Patents

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五、 發明説明（i Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本發明係關於，電鍍設備等所用之導體軋輥。 傳統上，電㈣在導體乾輥（以下稱作咖)之兩軸端 部裝設集電環（以下稱作c環），介由電刷子通電進行電鍵 ’而為了維持電鍍穩定性’穩定之動作，除了要確保與鋼 帶直接接觸之CDR本體表面性狀，確保集電部分之通電性能也很重要。 以往之CDR係在左右之輥軸端部裝設較鋼製之親轴徑為大之鑄造銅製之C環，藉此供電，因而存在有下列⑴〜 (3)之問題。 (1) 起因於C環與親站技艇丁 ώ 衣/、钿釉接觸不良之電刷子等之燒損故很多。 即’因_整修’C環裝設不良等造成之對接觸不 部通電時大量發熱而成高溫，而由於材f之差異而在敎 脹率有很大之差值，且因C環之熱膨脹較親軸為大，因 C環與親軸之接觸不良變大。起因於這種整修，Mo 及戟時之C：環純軸之朗不良，對裝在U輥轴料 之C環均專流通之電流之平衡祐 衡破破壞，在接觸電阻小之C 環側流通大電流，招致該七環側衣W之電刷子，引線之燒損 故。 、 ⑺在輥子本體補修作業時，卸下⑼，产 滑接調整之作業負荷报大。 、衣 (3)因為摩損，c環，電刷子 命很短。 】子專之滑動集電構件之 本發明之目的在提供，可、&了以々除上述燒損事故，免除 事 良 膨 此良 事 及 壽 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) _加.

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格 -4- :下絲，滑接調整C環之作業，同時可延長滑動集電構 件之哥命之無集電環導體軋輥。 為了達成上述目的，本發明提供，在導體札親轴端部 之外周面配設，維氏硬度麵W上之電鍍鋼層，而令電 刷子直接接躲該料，為其特徵之無集t環之導體㈣ -上述電制狀厚度如果太小，_之仙層補修次 數纽頻繁，因此最好有3mm以上，但若太厚，則有成本 太兩之傾向，因此以6mm以下為宜。 再有，上述電鏡銅層之維氏硬度最好在ΐ5.以上， 200Hv更佳。 本發明係在導體乾親之軸端部外周面配設，與禱造銅 樣有低電阻之電鍍銅層，而令電刷子直接接觸於該部分 猎此可以不使用C環，直接通電。 若在導體乾輥軸端部之外周面設上述電鍍銅層，鍍銅 層係牢固雜於_外心，通料之料中狀接觸電 阻’較在輥軸裝設C環時之該等中間之接觸電阻大幅度降 因上述接觸電阻之大幅度降低，通電發熱也大幅度降 低/皿度也下降，輕轴與電鑛鋼層之熱膨服差變小，因而 可防止界面_。其結果’在通料，亦可有效防止軸 外周面與鍍銅層之界面之接觸不良。 口此可以肩除’起因於c環與輥軸之接觸部分之接觸 不良之左右通電電流不平衡造成之燒彳員事故。同時， 475007 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（3 ) 軸補修作業時可以免除C環之卸下、安裝、滑接調整等作 業。 而在CDR軸端部之外周面設上述電鍍銅層時，與鑄造 銅（維氏硬度：35〜50Hv)比較，其表面硬度（維氏硬度）會 提高約200%以上，同時其摩擦阻力會成為1/2以下。其表 面硬度（維氏硬度）提高約200%以上，同時其摩擦阻力下降 到1/2以下之理由並不很清楚，但可能是在鑄造銅，構成 此鑄造銅之銅之結晶構造粗糙，而在電鍍銅層，構成此電 鍍銅層之銅之結晶構造為電子結合，比較緻密。因為電鍍 銅層之表面硬度較鑄造銅製C環為高，摩擦阻力較低，因 此電刷子接觸時，可以減輕滑接所造成之摩損量。 而且，設有上述電鍍銅層之輥軸之外徑較C環之外徑 小，上述電刷子接觸到時，CDR每轉一次之滑動距離較短 ，加上上述摩擦阻力之降低，可大幅減輕電刷子之摩損量 〇 形成上述電鍍銅層時所用之電解質之種類，只要是電 鍍銅層有ΙΟΟΗν以上之維氏硬度，並不特別限制，其代表 例子有，硫酸銅、吡咯啉酸銅、硼氟化銅、氰化銅等。再 者，使用上述電解質之電解液，可視需要添加，例如糖蜜 、硫脲、重氮硫（thiadiazol)等之添加材，以提高所形成之 電鍍銅層之硬度。 而對在輥軸端部之外周面形成電鍍銅層時之電鍍液條 件，也沒有特別限制。通常電解質濃度為，硫酸銅180〜220 g/Ι，硫酸30〜40 g/Ι左右，電解液溫度為25〜35°C，電流 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6- 475007 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（4 ) 密度為3〜1 OA/dm2左右即可。 再者，也可以在鋼製之輥軸端部之外周面形成3〜7//m 左右之鍍鎳層，接著在其上面如上述形成鍍銅層，以提高 軸材質之鋼與鍍銅之密接性。 實施例 其次再依據實施例詳細說明本發明之無集電環之導體 軋輥。 先準備具有第1圖所示軸形狀之導體軋輥1。而為了提 高軸材質之鋼與鍍銅之密接性，在含有硫酸鎳250〜300 gA 、氯化鎳 40〜60 gd、硼酸40〜50 gn、液溫55±l°c、ρΗ=3·8 〜4.8之電解液中，浸泡外周面以外之部分掩蔽（masking) 之輥軸部2，以4A/dm2之電流密度進行電鍍，在其外周面 形成厚度5mm之鍍銅層3，獲得無集電環之導體軋輥（本發 明品A)。並以不鑛鎳之情況下.以上述條件鍵銅，在輥軸 端部之外周面形成厚度5mm之鍍銅層，獲得另一無集電環 之導體軋輥（本發明品B)。 為了調查這些鍍銅層之表面硬度，製成在直徑100mm ，厚度15mm之銅圓棒外周面，以上述電鍍條件施加厚度 5mm之鍍銅試料，並依JIS Z 2244測量其維氏硬度。其結 果是209Hv。 另一方面準備第2圖所示之在軸端部裝設鑄造銅製集 電環5之導體軋輥1。並使用車床及模具切削床加工與裝設 在輥軸者一樣之集電環，採取厚度l〇mm，20mm角之試料 ，而依JIS Z 2244測量上述集電環之維氏硬度，其結果為 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -7- 475007 A7 ____B7 五、發明説明（5 ) 47Hv 〇 再將接觸面積37mmX37mm之電刷子4沿軸方向排列6 個，構成電刷子列，而以周方向4列壓接在第丨圖之本發明 品A、B ’同樣將上述電刷子4沿軸方向排列3個，構成電 刷子列，而以周方向8列同一壓力壓接在第2圖之傳統品。 而以此狀態測量所需轉動扭矩。其結果，本發明品A、B 係3.5kg_m，傳統品係9.6kg-m。同時測量本發明品A之軸 (40mm)-Ni層（5#m)-Cu層（5mm)間之接觸電阻，與傳統品 之軸（40mm)與C環（5mm)間之接觸電阻。其結果，本發明 品 A為 0· 1 X ΐ〇·6(q )，傳統品為 2 χ 1〇_6(q )。 然後將本發明品A、B及傳統品安裝在錫電鍍作業線 上，使用5600小時（單側集電電流8〇〇〇八），調查電刷子接 觸邓之Cu表面溫度（c )，Cu摩損量（mm/日），電刷子之摩 損量（mm/日）。其結果如表1所示。 表1

Cu表面溫度 CO Cu摩損量 (mm/ 曰） 電刷子摩損量 (mm/ 曰） 本發明品A 50 0.0027 0.0047 _本發明品B 48 0.0027 0.0047 — 傳統品 85〜90 h 0.0205 0.096 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 從表1可以看出，Cu摩損量減輕成傳統品之丨/8以下 電刷子摩損量減輕到傳統品 之 1/20。 此 所 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 通#電刷子總摩損量到達一定量時便被更換掉，因 本I月阳之電刷子壽命達傳統品之約2〇倍。而第2圖 八寸之木電環在摩損量達7 · 5mm時即達應更換之壽命 ’弟1圖之無集電環之導體軋輥之電鍍銅層厚度 ‘紙張尺細中國 475007 五、發明説明（ 為5麵’而此鍍銅層在摩損消失後則再度加以電鑛 銅層之壽命為第2圖之集電環之約5倍。 X 又 同時，本發明品並沒有傳統品之集電環與轴間之 之接觸電阻，因此，表1之本發 統品大幅度降低。 明品之Cu表面溫度會較傳 在錫電I線使用傳統品時，電刷子，引線之燒毁事故 之發生頻率為每年4次，但使用本發明品時則完全沒有。 本發明之無集電環之導體軋輥可消除起因於c環與輕 軸接觸不良之燒損事故，免除補修輕子本體時㈣之卸下 安裝及肩整滑接等作業，同時可延長滑動集電構件之壽 命 圖式之簡單說明 第1圖係表示本發明之無集電環之導體軋輥之一實施 例； 第2圖係表示使用傳統之集電環之導體軋輥之一 個例 子0 元件標號對照 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1···導體軋輥 2···輥軸部 3…鍍銅層 4.··電刷子 5···集電環 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（21〇Χ297公釐） -9

Claims (1)

1. 475007 广—"---------———.—^ ^ A8 s B8 一二:一 -X一 C8 _丨 - ；08___ 六、申請專利範圍 1. 一種無集電環之導體軋輥，其特徵在於，在導體軋輥 軸端部之外周面設維氏硬度（Vickers hardness)100Hv之 銅電鍍層，而令電刷子直接接觸於該部分。 2·如申請專利範圍第1項之無集電環之導體軋輥，其特徵 在於，銅電鍍層之厚度為3〜6mm。 (請4?閱I背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（cns ) A4規格（210X297公釐） -10-