JPH0636366U - スリップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐久性、高層多極化、接触信頼性の向上等の
性能向上と組み立てコストの低減を図ることができるス
リップリングを提供すること。 【構成】 固定軸側の摺動ブラシ１が回転軸側のリング
４に接触した構造からなるスリップリングである。摺動
ブラシ１にはこの摺動ブラシ１とリング４との接触部位
を分岐した状態で渡り線２または補助ブラシ等からなる
導電性部材が摺動ブラシ１の先端部と末端部に固定され
る。ブラシホルダ１３はリング４の中心軸に対し、異な
る放射方向に位置し、各々の摺動ブラシ１は互いに干渉
することなくリング４の中心軸方向に交互に対向して積
層状に構成されている。リング４の内周面および外周面
はそれぞれ溝加工され、絶縁材はリング４の内周面の溝
に入り込んだ状態でリング４の内周面及び側面部に接合
されてリング４と一体成形したモジュールを備えてい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転軸と固定軸との電気的結合に用いられるスリップリングに関す る。

【０００２】

【従来の技術】

一般に磁界の中で線輪（コイル）を回すと、交流起電力が発生し、回転軸側の リングと、このリングに接触するように揺動自在に固定軸側に設けられた摺動ブ ラシを経て、負荷に交流が供給される。

【０００３】 この種の回転軸と固定軸との電気的結合に用いられるスリップリングは、摺動 ブラシ及びリングが回転軸に対し円周方向に拡がって行くディスク型、摺動ブラ シ及びリングが回転軸の円周囲を回転軸方向に積層状に構成されるドラム型とに 大別されるが、ノイズ特性、ブラシの横振れ、耐摩耗性等の点からドラム型が用 いられることが多い。

【０００４】 前記ドラム型は、回転軸上にリングと絶縁体とが交互に積み重ねられており、 また、固定軸側は回転軸からある距離をおいてブラシホルダが積層状に構成され 、ブラシホルダにより固定されたブラシがリングに接触するように構成されてい る。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来のスリップリングでは、耐久性、多極信頼性、組立工数の節約の点に ついて配慮されておらず、次のような問題があった。

【０００６】 （１） スリップリングに大電流を流した場合、摺動ブラシ材におけるジュール 発熱によりブラシ材が異常に高温になり、それがスリップリングを介して絶縁物 を高温上昇させることによって損傷を与え、また、接触部である摺動ブラシとリ ングとの摩擦発熱とマイクロスパークによる異常摩耗と接触抵抗の変動により、 信号の正確な伝達ができない問題があった。

【０００７】 （２） スリップリングを多極化のため多層化した場合、ブラシホルダに固定さ れた摺動ブラシをリングの片方向からリングに接触させているため、リングが軸 方向の曲げ力を受け、リングの回転が偏心し、リングの軸方向における上極部と 下極部で安定した接触抵抗が得られず、また、振動に対しても弱く、ジッタが発 生して信号の正確な伝達ができない問題があった。

【０００８】 （３） スリップリングを多極化する場合、分割されたリングと絶縁材を交互に 積み重る構造としていたため、耐振性が悪く信号の正確な伝達ができなかった。 また、リングと絶縁材は各々分割された構造であるため、組立作業が煩雑である と共に組立コストが高くなる問題があった。

【０００９】 本考案の目的は、上記問題点を解決し、耐久性、高層多極化、接触信頼性の向 上などの性能向上と組立コストの低減を図ることができるスリップリングを提供 することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

スリップリングに大電流を流した時の発熱や異常摩耗と接触抵抗の変動を防止 し、スリップリングの耐久性を向上させ、接触信頼性の性能向上を図るという目 的は、摺動ブラシとリングとの接触部位を分岐する状態で摺動ブラシに対し、渡 り線又は補助ブラシ等の導電性部材を架設することによって達成される。

【００１１】 スリップリングの耐久性を向上させ、高層多極化を行なった場合にも接触信頼 性の性能向上を図るという目的は、摺動ブラシを固定するためのブラシホルダを リングの中心軸に対して異なる放射方向に複数個配置すると共に複数個のブラシ ホルダがリングの中心軸方向に積層され、ブラシホルダに固定された摺動ブラシ が各々互いに干渉することなく交互に対向させて積層状に配置することによって 達成される。

【００１２】 スリップリングの高層多極化を容易にし、接触信頼性の性能向上と組み立てコ ストの低減を図るという目的は、絶縁材の脱落防止のためのリング内周面の溝加 工及び摺動ブラシの脱落防止のためのリング外周面の溝加工を施し、リングと絶 縁材とを一体成形したモジュール構造とすることによって達成される。

【００１３】

【作用】

スリップリングに大電流を流した場合、大電流は摺動ブラシに架設された渡り 線又は補助ブラシ等の導電性部材に分流し、発熱及びマイクロスパークによるリ ング表面の酸化物付着を防止する作用により耐久性、接触信頼性の向上が図られ る。

【００１４】 また、摺動ブラシを固定するためのブラシホルダをリングの中心軸に対して異 なる放射方向に複数個配置すると共に複数個のブラシホルダがリングの中心軸方 向に積層され、ブラシホルダに固定された摺動ブラシが各々互いに干渉すること なく交互に対向させて積層状に配置しリングに回転力方向の曲げ力がかからない 構造としているため、摺動ブラシとリングとの接触面圧が一定になり、接触面圧 変化によるマイクロスパークの発生が防止される。

【００１５】 また、リングと絶縁材との一体成形によるモジュール化によって剛性向上の作 用により高層多極化、接触信頼性の向上および組み立てコストの低減の作用を有 する。

【００１６】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図１〜図４は本考案の一実 施例を示し、図１は本考案における摺動ブラシの一実施例を示す斜視図、図２は 本考案におけるリングと絶縁材との一体成形したモジュールの一実施例を示す斜 視図、図３は本考案のスリップリングの一実施例を示す部分断面側面図、図４は 図３の平面図である。

【００１７】 図１に示す摺動ブラシ１は、略コ字状に形成されており、その先端部と末端部 との間にそれぞれ導電性の渡り線２が架設され、各々の端部は固定端子３により 摺動ブラシ１に固定されると共に渡り線２の固定部分以外は摺動ブラシ１に対し て分岐するようになっている。摺動ブラシ１は断面略円形状に形成されており、 摺動ブラシ１とリングとの接触面は、摺動ブラシ１の先端部と末端部との間の略 先端よりが使用される。

【００１８】 図２はリングと絶縁材とを一体成形したモジュール構造の一部を示し、リング ４はその内周面に溝加工が施され、また、リング４の外周面に断面略半円形状の 溝加工が施されており、絶縁材５はリング４の内周面と側面（図中、符号４で示 す面と対応する面）に接合した状態で一体成形されている。

【００１９】 このモジュールにはリング４を絶縁材５を介してリング４の中心軸方向に積層 して多極化する際にこのモジュールをボルト等により固定するための取付孔６が 絶縁材５のモジュールの内周面側の延長部部分における円周方向にほぼ等間隔に 設けられ、また、リング４からの信号を伝達するためのリード線を接続するため の端子板７がモジュールの内周面側の延長部部分にリング４と導通可能に設けら れている。

【００２０】 図２に示すモジュールは、一つのリング４と絶縁材５を一体化した例を示して いるが、複数個のリング４と複数個の絶縁材５を交互に積層状に一体成形した構 造にすることができる。

【００２１】 図３において、ベース８にリング固定ベース９が回転自在に嵌合され、リング 固定ベース９上に図２に示すモジュールが交互に積層された構造のモジュール１ ０が配置されている。このモジュール１０は固定ネジ１１が図２に示す取付孔６ をそれぞれ貫通してナットにより固定することによりリング固定ベース９上に固 定される。

【００２２】 摺動ブラシ１は一端部が開口された略円弧状のホルダ固定板１２にブラシホル ダ１３を固定ネジ１４により固定することよって所定位置に設置される。図４で は、このようなブラシホルダ１３によりホルダ固定板１２に固定された摺動ブラ シ１を図の右側に示しており、図の左側に示す摺動ブラシ１は、図の右側の一端 部が開口した図示していないホルダ固定板１２に図示していないブラシホルダ１ ３を介して固定されており、図中、垂直方向の上側又は下側に配置されている。

【００２３】 したがって、リング４の中心軸に対して図中右側のホルダ固定板１２と図中左 側のホルダ固定板１２は対称な位置にあり、リング４の中心軸方向に交互に配置 されていることになる。また、摺動ブラシ１は、積層状に構成されたブラシホル ダ１３からリング４に接触するように固定され、反対方向からの摺動ブラシ１に 干渉しないように交互に対向させて取り付けられている。さらに、端子板７には リード線１５が接続され、リング固定ベース９は回転軸１６に固定されている。

【００２４】 次に上記のように構成されるスリップリングの作用について説明する。 回転軸１６が回転するとリング固定ベース９に固定されたリング４と絶縁体５ との積層構造からなるモジュール１０が回転する。この際、モジュール１０の各 々のリング４の外周面に形成された溝に接触している摺動ブラシ１を経て所定の 負荷に電流が供給される。この場合、リング４の外周面の溝は断面略半円形状に 形成され、摺動ブラシ１は断面略円形状に形成されているため、リング４の外周 面の溝に摺動ブラシ１の断面略半分が摺動自在に嵌合され、リング４回転時にお けるリング４からの摺動ブラシ１の脱落が確実に防止される。

【００２５】 摺動ブラシ１の材料としては、通常、耐摩耗性の高いばね材が用いられるが、 通常の電線に比べると電気抵抗が大きい。この摺動ブラシ１に大電流を流すと、 ジュール発熱によりブラシ材が高温になるばかりでなく、絶縁材５まで高温にな り、損傷を与える。そこで、電気抵抗が小さい電線を用いた渡り線２を設けるこ とによりブラシ先端に渡り線２を介して直接給電することにより摺動ブラシ１の 電流密度を下げ、ジュール発熱を低減することができる。さらに、接触部である 摺動ブラシ１とリング４との摩擦発熱やマイクロスパークによるリング４の表面 での酸化物付着が防止でき、かつ、接触抵抗の変動を防止することができる。

【００２６】 モジュール１０は従来のようなリングと絶縁体とを交互に積層組み立てる工程 ではなく、リング４と絶縁材５との一体成形で得られ、かつ、絶縁材５がリング ４の内周面に形成された溝に入り込んだ状態で接合しているため、振動に対して 強く耐久性の向上が図られる。更にモジュール１０におけるリング４に接触する 摺動ブラシ１は上記した実施例においてはリング４の中心軸から異なる放射方向 に各段ごとに交互に配置されているため、スリップリングの上極部と下極部で安 定した接触抵抗が得られ、振動に対しても安定した接触が可能であるからジッタ が発生することがなく、信号の正確な伝達が可能となる。

【００２７】 上記した実施例においては、摺動ブラシ１に対して導電性の渡り線２を設けて いるが、本考案においては摺動ブラシ１のリング４に対する接触面に対して分岐 可能な補助ブラシを設置しても同様な効果が得られる。 また上記した実施例においては、摺動ブラシ１をリング４の中心軸に対して反 対方向に対称な位置に設置しているが、要はリング４の中心軸から異なる放射方 向に複数個設けることもできる。このような摺動ブラシ１の設置によってリング ４と摺動ブラシ１との安定した接触抵抗を図ることができる。

【００２８】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、大電流を流した時の摺動ブラシとリングとの発 熱やマイクロスパークを未然に防止することができるため、接触信頼性が向上し 、耐久性が大幅に向上する。またリングと絶縁材との一体成形によるモジュール を用いているためにサイズを小型化することができ材料費低減、スペースの縮小 等の効果を図ることができる。さらに高層多極化の信頼性も向上し、モジュール 化による耐振性、組立コスト低減の効果を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案における摺動ブラシの一実施例を示す斜
視図である。

【図２】本考案におけるリングと絶縁材との一体成形し
たモジュールの一実施例を示す斜視図である。

【図３】本考案のスリップリングの一実施例を示す部分
断面側面図である。

【図４】図３の平面図である。

【符号の説明】

１ 摺動ブラシ ２ 渡り線 ３ 固定端子 ４ リング ５ 絶縁材 ６ 取付孔 ７ 端子板 ８ ベース ９ リング固定ベース １０ リングと絶縁材とのモジュール １１ 固定ネジ １２ ホルダ固定板 １３ ブラシホルダ １４ 固定ネジ １５ リード線 １６ 回転軸

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と固定軸との電気的結合に用いら
   れ、固定軸側の摺動ブラシが回転軸側のリングに接触し
   た構造からなるスリップリングにおいて、 前記摺動ブラシにおける少なくとも前記リングとの接触
   部位を分岐した状態で前記摺動ブラシに対して導電性部
   材を架設したことを特徴とするスリップリング。
2. 【請求項２】 前記導電性部材が、導電性の渡り線であ
   ることを特徴とする請求項１のスリップリング。
3. 【請求項３】 前記導電性部材が、補助ブラシであるこ
   とを特徴とする請求項１のスリップリング。
4. 【請求項４】 回転軸と固定軸との電気的結合に用いら
   れ、固定軸側の摺動ブラシが回転軸側のリングに接触し
   た構造からなるスリップリングにおいて、 前記摺動ブラシを固定するためのブラシホルダが前記リ
   ングの中心軸に対して異なる放射方向に複数個配置され
   ると共に複数個のブラシホルダがリングの中心軸方向に
   積層され、該ブラシホルダに固定された摺動ブラシが各
   々互いに干渉することなく交互に対向させて積層状に配
   置されていることを特徴とするスリップリング。
5. 【請求項５】 前記摺動ブラシをリングの中心軸に対し
   て交互に対称な位置に対向させ、リングの中心軸方向に
   積層状に配置したことを特徴とする請求項４のスリップ
   リング。
6. 【請求項６】 回転軸と固定軸との電気的結合に用いら
   れ、固定軸側の摺動ブラシがリングに接触した構造から
   なるスリップリングにおいて、 前記リングの内周面及び外周面をそれぞれ溝加工し、リ
   ングと絶縁材とを一体成形したモジュールを備えたこと
   を特徴とするスリップリング。