專利名稱：滾輪電極滾及其固定定子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在金屬罐體成形時，為將其邊縫的重合部利用接縫電阻進行焊接而使用的滾輪電極滾及其固定定子。
以往的技術(shù)中，是先使金屬板成圓形，然后對其接縫重合部，通過銅線電極，并由其里面和外面的滾輪電極滾對其夾壓、通電進行焊接。利用接縫電阻來制作罐體時所用的電極滾，其固定部分4與外周轉(zhuǎn)子2及3的微小空隙部封入具有導(dǎo)電性的液體金屬水銀。
上述技術(shù)中存在著以下欠缺1.由于使用水銀作為導(dǎo)電材料，當溫度升高時就會產(chǎn)生有毒氣體，所以要借助冷卻機來使用5～8℃的冷水。
2.當密封不嚴時，水銀會流出到滾子的外面。
3.由于水銀的導(dǎo)電性不佳(電阻率為96μΩcm)，要通過大電流時，就要求有大的導(dǎo)電體積。
4.由于僅使用了以鎵為主體的低溶融合金為導(dǎo)電材料，就必須進行防止金屬腐蝕的表面處理。
5.防止水銀泄漏所使用的橡膠密封材料的旋轉(zhuǎn)阻力大，因而旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大。
6.左右轉(zhuǎn)子的接合是通過鏍釘、銀焊來連接的，其導(dǎo)電性及熱傳導(dǎo)性不佳。
7.僅使用鎵合金作為導(dǎo)電材料時，結(jié)構(gòu)就變得復(fù)雜，封入孔的表面處理也要加以特別注意。
本實用新型的目的在于提供一種無毒、無腐蝕、耐磨損且導(dǎo)電性能好的滾輪電極滾及其固定定子。
本實用新型為達到上述目的，在轉(zhuǎn)子與定子間的空隙處放入導(dǎo)電環(huán)，其與雙方表面總是保持著適當接觸，具有能使其與轉(zhuǎn)子內(nèi)表面在低接觸力下圓滑滑動的波紋，對定子有必要保持較大的接觸壓力及接觸面積，因此在定子內(nèi)的水路呈數(shù)條放射狀孔，孔塞則是球狀體等。為確保端子的接觸面積上的滑動面積，在定子的周圍3處分別設(shè)有波紋形狀不同的導(dǎo)電環(huán)，其與定子貼緊，且與轉(zhuǎn)子的拋光內(nèi)表面保持張力。
另外，作為導(dǎo)電材料的氟油薄膜(數(shù)μmm)具有良好的導(dǎo)電性能，更加上為減小導(dǎo)電環(huán)的滑動摩擦阻力，在油中混合有銀的超細粉，使得導(dǎo)電性進一步提高。
在上述氟油銀的外面還覆有混合入石墨超細粉的硅油。
再有，對以鎵為主體的低溶融金屬，例如以Ga 62.3％、In20.5％、Sn 8.5％、Zn 3.8％、Ag 4.4％、Al 0.5％的混合體為中心，在其外側(cè)包覆上上述類油，然后將其封入導(dǎo)電環(huán)的滑動側(cè)及沒有導(dǎo)電環(huán)的空隙處，再在兩側(cè)用兩個低阻力特氟隆密封件封住。這樣就形成了滾輪電極滾。
還有，左、右轉(zhuǎn)子的接合是通過摩擦壓、2液性金屬接合劑來連接的，所以可省去環(huán)形等密封件。
這樣，本實用新型的滾輪電極滾，僅靠導(dǎo)電環(huán)就具有充分的導(dǎo)電性能，而又加上比水銀有著更好導(dǎo)電性的銀、石墨、鎵的作用，就使得該電極滾在無毒狀況中又具有極高的導(dǎo)電性能。
定子兩端流過的電流，從定子經(jīng)導(dǎo)電環(huán)流過轉(zhuǎn)子與電線槽連通。被氟油銀及硅油石墨包覆著的鎵，因不直接與銅合金等金屬接觸，所以不會發(fā)生對金屬的腐蝕。
下面通過附圖來對本實用新型的實施例進行說明。


圖1是滾輪電極滾的半剖視圖。
圖2是焊接用關(guān)節(jié)式連接器的剖視圖。
圖中符號為A-導(dǎo)電材料B-電極的電線插入槽C-冷卻水路1-導(dǎo)電環(huán)2-左轉(zhuǎn)子3-右轉(zhuǎn)子4-定子
5-密封件6-絕緣環(huán)7-軸承8-絕緣填料9-球體10-軸承止動環(huán)11-左端子12-右端子
圖1中，從作為旋轉(zhuǎn)體的左轉(zhuǎn)子(2)的外周槽(B)流出的電流，使左轉(zhuǎn)子(2)與右轉(zhuǎn)子(3)一起旋轉(zhuǎn)。其是從中心部作為固定體的定子(4)流向?qū)щ姯h(huán)(1)及導(dǎo)電材料(A)。導(dǎo)電環(huán)(1)是板簧式波紋環(huán)，與轉(zhuǎn)子的拋光內(nèi)表面及定子保持著接觸，而其外周的空隙處則充填滿導(dǎo)電材料。導(dǎo)電材料是在氟油中混合進銀的超細粉的混合物，而且為了提高潤滑性，還放入硅油和石墨的超細粉的混合物，而在其中心部則放入鎵低溶融合金。
板簧式導(dǎo)電環(huán)，是由精煉銅薄板及無氧銅薄板壓制成形的，為能保持張力，還有鍍銀表面。作為導(dǎo)電主體的導(dǎo)電環(huán)，其左、右、外周壓制成3種不同的形狀，呈波紋狀。
起輔助導(dǎo)電作用的導(dǎo)電材料只放入極小的量，是作為空隙處的填充物。固定部分的定子(4)使用的是導(dǎo)電性很高的鉻銅合金。為使由中心孔給出的水能達到導(dǎo)電材料的近處，采用了形水路，其端部使用特氟隆球塞，這樣在防止漏水的同時，也加大了導(dǎo)電表面積。旋轉(zhuǎn)部分的左轉(zhuǎn)子(2)導(dǎo)電性很高，電阻率為13.2μΩcm，用的是高硬度(HRC38)、潤滑性好、耐摩耗青銅鋁。此外這種材料的熱傳導(dǎo)性也很好(0.16ca 1℃-1seccm-1)，因而能將焊接部的熱量通過冷卻水吸收。而且還能防止負重50公斤的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的電線部位的磨耗。
旋轉(zhuǎn)部分的右轉(zhuǎn)子(3)，使用的是能保持剛性的黃銅或無磁性的不銹鋼材料。左右轉(zhuǎn)子是通過絕緣環(huán)(6)由兩個支撐軸承(7)支撐著的。為防止裝在空隙部的導(dǎo)電材料泄漏，裝有特氟隆唇形密封件(5)。
圖2示出的是有關(guān)在做復(fù)雜動作的焊接機器人上使用的實施例。圖示的是在不可能裝設(shè)大電流電纜的地點，從焊接機直接通電的關(guān)節(jié)式連接器。在球面形左端子(11)和球面承形右端子(12)的球面間隙處，由于封入了導(dǎo)電材料(A)，就可以一邊旋轉(zhuǎn)擺動，一邊保持通電。這是一個不需要用電纜的例子。
根據(jù)以上說明，本實用新型的滾輪電極滾確保了通過固體的滑動導(dǎo)電，同時由于在固體間隙處封入了液體導(dǎo)電材料，使得在取得極高導(dǎo)電性的情況下，該液體在導(dǎo)電的同時還可大大減小固體的接觸阻力，使導(dǎo)電環(huán)的磨耗減小，使轉(zhuǎn)子的磨耗減小，從而取得長壽命滾輪電極滾的效果。
而且本滾輪電極滾，沒有水銀的毒性；其導(dǎo)電環(huán)即使磨損，由于有導(dǎo)電材料之故，其導(dǎo)電性能不會降低；其能夠長時間低轉(zhuǎn)矩運轉(zhuǎn)；電極滾的溫度即使上升，因沒有水銀從而是安全的；由于其冷卻水的溫度不必是迄今為止那樣的低溫，就不需要用水冷卻機，而以10℃～50℃水溫的水來進行冷卻就已足夠了。
權(quán)利要求1.一種滾輪電極滾及其固定定子，包括固定部分及能沿固定部分外周自如旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部分，其特征在于，在該固定部分與旋轉(zhuǎn)部分間形成的間隙內(nèi)，封入了數(shù)個壓制板導(dǎo)電環(huán)，在導(dǎo)電環(huán)的間隙內(nèi)，作為導(dǎo)電的輔助手段，又封入了小量的以鎵為主要成分的數(shù)種金屬混合而成的低溶融合金，在該低溶融合金的外部包覆著氟油銀及硅油石墨混合液的導(dǎo)電油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種滾輪電極滾及其固定定子，其特征在于，該固定部分的冷卻水路，是由從中心部呈放射狀的數(shù)條縱孔、橫孔連結(jié)而成的，在返回中心孔的水路孔的小孔端部，用圓棒塞或球塞來防止泄漏。
專利摘要一種在罐體成型時,利用接縫電阻對重合金屬板進行焊接的滾輪電極滾。為能在小尺寸下通過大電流來高速制罐的苛刻條件下工作,以往技術(shù)中要使用液體金屬水銀,其次是僅用鎵來代替水銀。水銀有毒,而僅用鎵易腐蝕。本實用新型則由于使用了不同的液體導(dǎo)電材料就提供了使用壽命長、無毒無害的滾輪電極滾。其一并使用了固體導(dǎo)電環(huán)及液體導(dǎo)電材料,其轉(zhuǎn)子使用了高潤滑、高硬度且導(dǎo)電性佳的材料。其良好的水路結(jié)構(gòu)可保證在常溫下冷卻。
文檔編號B23K11/06GK2277846SQ96216579
公開日1998年4月8日 申請日期1996年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月1日
發(fā)明者炭崎太志 申請人:炭崎太志, 炭崎公政