JPS5836153A - 水銀型スリツプリング及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、入出力構造体即ち装置の固定部と回転部との
間に電流の導通を与える水銀を、この構造体の運搬前、
運搬中、作動中、並びに分解及び修理中に周囲環境への
汚染を防止することによって、安全に使用することに関
する。

水銀型スリップリングを安全に使用することについて述
べた文献はなく、むしろ環境汚染という点から業界では
その使用が避けられており、それに代るものとして同軸
的な空気結合コア及びそれと同等のものを用いて、回転
機械と電気エネルギがやシ取りされている。

本発明＃′ｉ、装置の回転部品と固定部品との間のスリ
ップリング型接続体として水銀を利用する場合に水銀の
閉じ込められ方ｔ−３つの存在形態で監視するものであ
る。先ずオＩＫ、水＃Ｉは、装置部品を運搬即ち非使用
状態にできる様にするため閉じ九２２胴及び／又はカプ
セル内に閉じ込められ、そして装置の使用が間近になっ
た時にのみ任意に装置内に解放される。第２に、この解
放された水銀は最少限の漏出路、加工又は研摩された接
触面、該面を閉じる様に作用される圧力、及び考えられ
る漏出路に用いられる無害化物質、のうちの１つ以上を
使用することによって部品に対して閉じ込められる。第
３に、無害化物質の個々の収容源が装置内に保持され、
そして修理等のために分解を行う萌にこの物質が解放さ
れて水銀を中和し、修理者に害ｔ′＆はしたり大気を汚
染したシしない様にされる。

本発明は、１！気機械の固定部と回転部との間に電気を
送るのに使用される流体収容手段（水銀型スリップリン
グ）の設計及び構造に係る。

本発明の主たる目的は、（例えは）水銀が大気中へ蒸発
することによって大気汚染が生じたりこの様な蒸発によ
って液体水銀が失なわれて装置の作動を不能にしてしま
うことをなくすために入出力回路組立体を密封する手段
を提供することでおる。

本発明の更に別の目的は、製造中の組立を容易にし且つ
又安全な保管及び運搬を与えるために、装ａｔ使用する
前に流体媒体（水銀）を組立体内であって然も流体接続
体（スリップリング）自体の外側に閉じ込める様な手段
を提供することである。

本発明の更に別の目的は、オーバーホール又は修理のた
めに装置を分解する作業者に対して水銀を無害なものに
するため、通常は粒状形態の成る物質を水銀に結合即ち
アマルガム形成することにより、組立体内で水銀を安全
に無害化する手段を提供することである。上記物質は銀
の微粒子、硫黄、又は他の既知の物質よシ成るものであ
る。

水銀スリップリング組立体は中空クヤ７）２ｔ−備え、
これに対してベアリング３及び１１並びに内側スリップ
リンタフが固定され、該リングの電１１７１３は穴７Ａ
に半田付けされそして穴２Ａ、２８を経てシャフト２へ
入シそして同軸穴２Ｃ’ｋＭてシャフト２から出される
。穴２Ａ、２Ｂは製造中の組立作業を容易にするためス
ロットの形態で作られる。又、シャフト２にはシャフト
絶縁体９及びシャフト絶縁スリーブ５も固定され、これ
はシャツ）２ｔ−内側スリップリング７から電気的に絶
縁し且つ内側スリップリング７ｔ−互いに電気的に絶縁
し、且つ重要な組立ノ・−ドウエア即ち絶縁支持ワッシ
ャ４及び組立ナラ）１２から電気的に絶縁する。

通常の場合には、上記部品が組立てらｊた／ギフト２が
回転しそして組立体のその他の部分が固定である。もち
ろん、成る場合には、シャフト２及びその組立部品を固
定（非回転）にしそしてその他の部品を回転させること
が所望される。

ここに述べる設計の通常の固定部品は前部筺体１と、中
央筐体１０と、後部筺体１４とｔ含んでおり、これらの
間に外側スリップリング８及びそれらのスリップリング
−４６が組立てられる。これらの固定部品は組立ネジ１
５（１つしか示されていない）Ｋよって一緒に保持され
る。外側スリップリング８は外側スリップリング絶縁体
１６によって組立ネジ１５から電気的に絶縁され且つ互
いに絶縁され、この絶縁体１６は各々の外側スリップリ
ング８′に対して３個必要とされるが、牙１図及びｆ２
図には各々の外側スリップリングに対して１つしか示さ
れていない。前部筐体ｌ、中央筐体１０及び後部筺体１
４は全てここに述べる設計ではフェノール又は他の適当
な絶縁材で作られ、従って外側スリップリングは互いに
絶縁され且つベアリング３，１１からも絶縁される。

外側スリップリング８への電気接続は、接続ネジ１７（
第１図）で取り付けられた電線又はストラップ・・・・
・・１ピグテイル”・・・・・・（図示せず）によって
行なわれる。

図示されてここく説明された設計では２つの電気接続を
与える２組のスリップリングが含まれているが、場合に
よってはいかなる個数のスリップリングを用いてもよい
。

水銀スリップリング組立体を効果的に密封、し且つ汚染
をなくす様に寄与する特徴は次の通りである。

１、筐体の穴に沿って蒸気が漏出するのをなくす様に前
部筐体１と前部ベアリング３とが密接に嵌着される。

２、スラストバネとして働いて前部ベアリング３を前部
筐体１内のその安住部に押しつける波状ワッシャ１３に
よってこの密接嵌着が促進される。

３、前部ベアリング３がボールベアリングの典型である
２重シールを含んでいる。

４、第３図に示され丸裸に、外側スリップリング８とス
リップリング蓋６とがしまりばめされ、これら２つの部
品間での水銀の漏出が効果的に防止される。密接組立ネ
ジ１５が中央筐体１０とスリップリング−Ｊｉ６との間
にびつ九りとした接触を維持し、次いでスリップリング
蓋６と外側スリップリング８との間にびったυとした接
触を維持する。もちろん、前部筺体１、これに隣接する
スリップリング蓋６及び外側スリップリング８にも同じ
状態が当てはまる。

５、外側スリップリング８、スリップリング蓋６並びに
筐体１，１０．１４の面に対するきめの細かい加工仕上
けにより、これらの界面にガスケットを設ける必要性が
効果的に除去されるが、所望或いは必要ならば％　６０
″リングの様なガスケットを用いることもできる。

６、後部筐体１４の閉端構造により明らかに漏れ領域が
かくされる。商業的な製造裕度並びに熱膨張係数によっ
て成る型式のスラストバネが必要とされる。貫通シャフ
トを用い九水銀スリップリング組立体を構成することが
所要される場合には、波状ワッシャ１３に代って所要の
スラスト特性及び密封特性を与えることのできる′″０
”リングを用いることができる。

更に、シャフト絶縁体９と中央筐体１０との間、並びに
シャフト絶縁スリーブ５と外側スリップリング８又はス
リップリング蓋６との間の間隙を最小限にすることが有
用であると分っている。これらの小さな間ｔ＊＃′ｉ水
銀を少なくともその液体状態の間にスリップリングの穴
（ウェル）内に保持するのに有効であると分っている。

シャフト絶縁体９及びシャフト絶縁スリーブ５はスロッ
ト２人及び２Ｂｔ−有し、これらは電線を内側スリップ
リング７からシャフト２へ通せる様にする。これらスロ
ットは上記部品の外径までは延びず、従って水銀がシャ
フト２へ接近することはない。

各々の外側スリップリング８（第１図）の外周から水銀
穴へと半径方向に水銀充填口があけられる。予め測定さ
れた量の水銀を充填した後に、接続ネジ１７と同様のネ
ジでこの充填口が閉ざされる。

ざて第２及び第３の目的について駁明する。第４図及び
第５図は、水銀を中央筐体１０内に閉じ込める手段と、
水銀スリップリング組立体を使用状態にすることが所望
された時に任意に水＊１−カプセル１９から解放してス
リップリングの穴へ流し込める様にする手段とを示して
いる。

中央筐体１０及び後部筐体１４には各々空胴１０Ａ及び
１４Ａ（第１図）が設けられている。

これら空胴に交差しているのはネジ部及び円錐状弁座１
０Ｂ及びｌ０Ｃ（第４図）であり、後部筐体１４の対応
部分は図示されていない。以下で述べる様に、これらの
ネジ部及び弁座には円錐状尖端のカプセル突き刺しψ空
胴密封ネジ１８が任意に取ｊ　　られる。弁座はＩＯＤ
の様なボート（第４図、に通じており、′これは外側ス
リップリング８へ穴あけされたボー）８Ａに通じている
１゜所望ならば、前部筐体１には、部品の相対寸法が許
すならば、中央筐体１０及び後部筺体１４と同様に、空
胴、弁座及びボートが構成されてもよい。

組立ての際に、所要量の水銀を含んだ柔軟なプラスチッ
クカプセル１９（第４図）がＩＯＡの如き空胴内に配ｔ
″：５．れる。これらのカプセル１９は若干の空気又は
他の適当なガスを含むことが重要である。水銀スリップ
リング組立体を使用状態にすることが所望される時には
、カプセル突き刺し・空胴密封ネジ１８が筐体１０．１
４へ押し込まれる。ネジ１８の鋭い尖端がカプセル１９
のＬ面全貫通する。上記した様にカプセル１９け若干の
空気を含んでいるので、カプセル１９はネジ１８の圧力
の下で変形せしめられ、それ故カプセル１９が突き刺さ
れる時に水銀がネジ１８の尖端の周りに放出されること
はない。

更にネジ１８はカプセル１９の下部を突き刺すまで押し
込まれる。次いでネジ１８は部分的に引き抜かれ、水銀
がボートＩＯＤ、８Ａｔ−経て外側スリップリング８の
穴内へ流れ込む様にせしめる。

全ての水銀が外側スリップリング８の穴内へ流れ込むに
充分な時間の後に、ネジ１８會筐体１０゜１４へ完全に
押し込んで、ネジ１８の円錐尖端が１０Ｃの如き円錐弁
座に完全に係合する様にし、それによυ水銀をスリップ
リング組立体内に密封する。重力の作用で水銀が外側ス
リップリング８の穴へと下方に流れ込む様にするには、
当然、ネジ１８がこの操作中最上部に位置されねばなら
ない。

筐体１０．１４及びそれらの空胴１０Ａ、１４人の相対
的な寸法を考えると、各々の筺体１０゜１４内に多数の
空胴を設けられることが容易に明らかであろう。所望危
らば、弁座１０Ｃ，１４Ｃ及びボー）１０Ｄ、１４Ｄｋ
持った第２の空胴１０Ａ、１４Ａｔ’各筐体１０．１４
内に作ることもできる。これら空胴は付加的な弁座１０
Ｃ等に連通し、そしてカプセル突き刺し＠９胴密封ネジ
１８と同様又は同一の円錐尖端ネジが設けられる。

上記した付加的な特徴によシ第３の目的を達成する手段
が設けられる。というのは、従来の水銀蒸気用組立体は
安全に修理することができず、もしこの組立体を開くと
、有害な水銀蒸気が大気中へ漏出するからである。本発
明は、密封された水銀蒸気領域と連通ずる無毒止材空胴
又はカプセル受は入れ領域を備えており、この無毒化材
を上記連通部へ任意に放出することによって水銀蒸気が
無害化される。

この化学物質は水銀を中和して蒸気の漏出會防止し、そ
してこの化学物質は水銀とでアマルガム會形成する様な
亜鉛又は硫黄粉末並びにこの目的に適した他の良く知ら
れた物質を含む。

組立中に、第２空胴には密封ネジ１８が設けられ、これ
は−１ＯＡの如き空胴ｔスリップリングの穴から密閉す
る様に完全に押し込まれる。水銀と結合し即ちアマルガ
ムを形成する例えば粒状鉄の様な成る物質がこの空胴に
入れられる。水銀を無害なものにすることが所望される
場合には、この第２空胴の密封ネジ１８がその弁座から
数回転引き抜かれる。水銀スリップリング組立体はこの
密封ネジ及び空胴が下方になる様に配置される。従って
水銀はこの空胴へ流れ込み、アマルガム形成物体と結合
して水銀を無害なものにする。

上記したものに対する変形態様として、アマルガム形成
物質を含む第２空胴に弁座１０Ｃ，１４Ｃ又は密封ネジ
１８ｔ−設けない様にし、その代シにボー）１０Ｄ、１
４Ｄが粒状物質より相当に小さくされる。

この場合には、アマルガム形成物質は水銀蒸気が存在す
ればこれと結合してこれｔ無害なものにする。

もちろん、水銀スリップリング組立体は、水銀充填並び
に水銀除去及び／又はアマルガム形成に対する前記特徴
のいずれかヲ有する様に構成することもできるしその全
部を有する様に構成することもできる。

アマルガム形成物質は、考えられる水銀漏出経路の外縁
に配置されて、水銀が周囲環境へ到達しようとする場合
だけこれを無害化する様にされるっこの様な位置は第３
図の筐体部材１０と１４との間の、外周に向いた位置、
ベアリング３の右縁に沿った位置、ベアリングｌｉｔ通
して外側スリップリング８０両級に沿った位置、及び組
立ネジ１５に沿った位置である。

【図面の簡単な説明】

第１図は好ましい水銀型スリップリング構造体の分解図
、 第２図はその組立体の断面図、 第３図は外側のスリップリングを密封するスリップリン
グ蓋の拡大図、 セして第４図及び第５図は水銀充填及びカプセル突き刺
し並びに空胴密封構成体ｔ−詳細に示す図である。 １・・・前部筐体 ２・・・中空シャフト ３．１１・・・ベアリング ５・・・シャフト絶縁スリーブ ７・・・内側スリップリング ８・・・外側スリップリング ９・・・シャフト絶絃体 １０・・・中央筐体 １４・・・後部筐体 １５・・・組立ネジ １７・・・接続ネジ １０Ａ、１４Ａ・・・空胴 １０Ｂ・・・ネジ部 １ｏＣ・・・弁座 １０Ｄ・・・ボート １８・・・カプセル突き刺し２＠空胴密封ネジ１９・・
・カプセル ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転回路用の入出力装置において、本体と、 この本体内にある流体導電性媒体と、 少なくとも部分的に上記媒体内にある回転手段とを具備
   し、 上記本体祉上記媒体に接触する外部接続用の固定本体手
   段金備え、 上記媒体は上記回転手段を上記固定手段に電気的に接続
   し、 そして更に、上記媒体が周囲環境へ放出しない様に液体
   又は気体状態の上記媒体を密封する手段を具備したこと
   ’ｔ’！黴とする装置。 ２、上記媒体を閉じ込め、そして上記媒体全上記回転手
   段及び固定本体手段と上記接触する様に解放する手段七
   更に具備した特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３、上記解放は上記装置を利用する時点でのみ行なわれ
   る特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ４、上記解放は１回だけ行なわれる特許請求の範囲第３
   項に記載の装置。 ５、上記解放する手段は、上記閉じ込められた媒体を入
   口ボー）１経て密封領域へ解放する機械的手段金偏えて
   いる特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６、上記機械的手段は、上記媒体に対して上記入口ポー
   トを密封する様に働く特許請求の範囲第５項に記載の装
   置。 、７．上記媒体は少なくとも部分的に液体状態で上記密
   封領域内に収容され、そして上記機械的手段は上記液体
   状態からの蒸気を解放する様に働く特許請求の範囲オ６
   項に記載の装置。 ８、上記媒体は水銀である特許請求の範囲オフ項に記載
   の装置。 ９、上記密封を行なう圧着手段を儂えた特許請求の範囲
   オ８項に記載の装置。 １０、上記水＃には破壊可能なカプセル内に状容される
   特許請求の範囲オ９項に記載の装置。 １１．　　上記カプセルは更にガスを含ｔｒ　特許請求
   の範囲オフ０項に記載の装置。 １２、上記密封領域からの考えられる漏出路に付着され
   た成る物質の被膜を備え、上記水銀は解放される際には
   上記密封領域の被膜物質と結合して無害なものにされる
   特許請求の範囲オフ１項に記載の装置。 １３、上記密封領域と連通ずる様にされる物質の個別の
   容器手段を更に備え、上記連通を任意に作用させた際に
   は上記水銀が中和される特許請求の範囲第１２項に記載
   の装置。 １４、上記容器手段の物質は亜鉛粉末、又は硫黄粉末、
   或いはその他水釧と容易に結合し得る物質を含む％ＦＦ
   請求の範囲オフ３項に記載の装置。 １５、上記密封を行なう手段は、考えられる漏出路に沿
   って分配されて上記流体とアマルガムを形成する様な物
   質を備え、そして更に、０リングシール、波状ワッシャ
   、及び圧力シールのうちの少なくとも１つを備えている
   特許請求の範囲第１項に記載の装置。 １６、装置の固定部品と回転部品との間のスリップリン
   グ電気接続体として水銀を用いるべき時に、周囲環境を
   水銀汚染から保護する方法において、装置を使用する用
   意をする時に解放される様に装置内に水銀を収容し、 上記固定部品及び回転部品の１部を取り巻く空間を包囲
   し、 水銀を上記空間へ解放して利用し、 水銀を無害化するに適した物質を収容し、そして 上記装置を分解する前に上記物質を上記空間へ解放する
   ことを特徴とする方法。 １７、上記包囲する段階は、上記空間からの考えられる
   漏出路の各々を無害化物質で被覆することを含む特許請
   求の範囲オフ６項に記載の方法。 １８、上記包囲する段階は、上記包囲された空間を形成
   する衝接部品の接触面を加工又は研摩し、そして上記部
   品に圧着力を与えて上記接触面を密封することを含む特
   許請求の範囲オフ７項に記載の方法。 １９、上記圧着力は密封を行う波状ワッシャによって与
   えられる特許請求の範囲第１８項に記載の方法。 ２０、ギャップ間に電気エネルギを与える装置において
   、 一本体スリップリングｔＶする本体部材と、上記ギャッ
   プを残す様に上記本体スリップリングに隣接し九位置に
   対して回転可能なスリップリングｔＶする回転可能な部
   材と、 上記ギャップに配置される様に上記本体の空胴に含まれ
   た流体水銀と、 上記ギャップの周りの領域？密封する。手段とを具備し
   、 上記空胴は上記領域と連通され、 そして更に、上記連通ｔ１回だけ確立する手段を具備し
   たことを特徴とする装置。 ２１、上記水銀を無害化することのできる物質を含みそ
   して上記領域に連通される更に別の空胴と、上記部材を
   分解する前に上記連通を確立する手段とを更に具備した
   特許請求の範囲１７２０項に記載の装置。 ２２、上記密封手段は、上記領域と大気との間に考えら
   れる各々の漏出路に設けられ九無害化物質の被膜よシ成
   る特許請求の範囲第２１項に記載の装置。