JP2006164900A - ロータリーブラシ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 単位スリップリング1を多段に積層したスリップリング本体2と、このスリップリング本体2をカップリング3を介して回転自在に保持するベース本体5と、このベース本体5に保持され各単位スリップリング1の導電部に個別に摺動可能に当接する複数のワイヤ状ブラシ201とを備え、前述した各単位スリップリング1を、その外周端面にワイヤ状ブラシ201との当接面を備えた円板状のスリップリング素子11とこのスリップリング素子11の側面に配設され当該スリップリング素子11を固着保持する円板状絶縁板12とを備えた構成とする。そして、スリップリング素子11の外周端部で前述したワイヤ状ブラシ201と当接する箇所に、円板状の黒鉛部材をスリップリング素子11の一部として一体的に装着したこと。
【選択図】 図1
Description
この複数の各ワイヤ状ブラシ201は、ブラシ保持部材202,203に分かれて電気的にそれぞれ独立して保持されている。符号301は、カップリング103から作業領域にある照明や駆動用モータ或いは制御操作手段等に対して通電するための配線を示す。
このため、昨今にあっては、ロータリーブラシは、例えば特許文献1〜2に見られるように、その小型化及び耐久性の強化を図るため、種々の試みが成されている。
しかしながら、各集電環およびブラシ(刷子)とも金属製であることから、磨耗が多く、長時間の連続運転等に際しては耐久性に難点があった。
このようにしても前述した請求項1記載の発明と同等に機能するロータリーブラシを得ることができる。
このようにすると、ワイヤ状ブラシが両傾斜面に沿って谷部分に案内され且つ両傾斜面に当接した状態が維持されることから常時安定した接触状態を保持することができ、振動等があってもワイヤ状ブラシの安定した摺動状態が維持されるという利点がある。
このようにしても前述した請求項3記載のものと同等に機能するほか、黒鉛部材により形成された他方の円板状部材の外径部分を単純な円板状としたので、例えば切削性の劣る黒鉛部材の斜面切削加工等が不要となり、これにより、生産性向上を図り得るという利点がある。
このようにしても前述した請求項1記載のものと同等の機能を得ることができるほか、三層構造で且つその中央部の円板状部材を黒鉛部材としたので、黒鉛部材を安定した状態で長期にわたって保持することができ、かかる点において耐久性増大を図り得るという利点がある。
このようにすると、V字状溝の傾斜面におけるワイヤ状ブラシとの当接面では、黒鉛部材と一方の円板状部材の境界線上,及び黒鉛部材と他方の円板状部材の境界線上,の二箇所でワイヤ状ブラシが当接するように設定することができ、これによりワイヤ状ブラシに付着する黒鉛粒子の潤滑作用によって当該ワイヤ状ブラシをスリップリング素子に長期間円滑に当接させることができるという利点がある。
このようにしても、前述した各請求項に記載のものとほぼ同等の機能を備えたロータリブラシを得ることができるほか、更に、構造上、中央部にて挟持される黒鉛部材の外径部分を単純な円板状とすることができるので、切削性の劣る黒鉛部材の斜面切削加工等が不要となり、これにより、生産性向上を図り得るという利点がある。
このようにしても、前述した各請求項5〜7のものと同等の機能を得ることができるほか、振動等によってワイヤ状ブラシが瞬時に移動しても側壁部分(円板状部材)が直立した状態となっていることから当該側壁の円板状部材に当接した状態を維持することができ、かかる点において、悪条件下での使用によっても、スリップリング素子とブラシとの当接状態を良好に維持することができるという利点がある。
このようにしても、前述した各請求項1〜8のものと同等の機能を得ることができるほか、更に、複合部材が切削性良好な金属部材を含有した素材となっているので、切削加工が容易となり、これがため複合部材の形状や構造を自在に形成し得るので、生産性および保守性を著しく向上させることができる。
図1に本発明にかかるロータリーブラシの縦断面図を示す。又、図2には前述した図1の底面図を示す。ここで、図1はブラシ保持部材202,203を含んだ線(例えば図2のAーA線)に沿って切断した場合の概略断面図である。
ここで、スリップリング本体2は、本実施形態では図1に示すように8組の単位スリップリング1を備え、これによってベース本体(機器本体)5と作業領域との間で8組の独立した回路を常時連通し得るようになっている。
この出力端子11Aaについては、複数の各単位スリップリング1の積層一体化に際し、各スリップリング素子11が備えている出力端子11Aaが120°離れて配置されるように組み込まれている。図3(A)にその具体例を示す。
この場合、スリップリング素子11と円板状絶縁板12とは、予め同心軸上で係合可能なように別々に形成され、その後、図4(A)に示すようにその側面が密着した状態で係合され一体化されるようになっている。図4(B)(C)は、その一体化されて単位スリップリング1となった状態を示す。
又、この円板状絶縁板12の締結用ボルト穴2Aが形成される面は、当該円板状絶縁板12の内径側の穴12Aに沿って円板状で且つ図5(B)の左側へ向けて幾分突設されており、この円板状突設面12Bの周囲に前述した円板状のスリップリング素子11の内径側が嵌合されるようになっている。更に、この円板状突設面12Bの面上の三箇所に形成された締結用ボルト穴2Aの周囲には当該円板状突設面12Bの面よりも幾分突出した状態の係合用突出部12Cが設けられ、これに対応して、その反対側の端部には係合用凹部12Dが設けられている。
これを更に詳述すると、図6〜図7に示すように、スリップリング素子11は、円板状の黒鉛部材11Bを内側に挟んで、円板状部材である一方のスリップリング部材11Aと、同じく円板状部材である他方の側に設けられた他方のスリップリング部材11Cとで積層され、三層構造にて一体化されている。
又、この一方のスリップリング部材11Aは、本実施形態ではその円板状の内側の直径が他方のスリップリング部材11Cの円板状の内側の直径よりも小さく形成され、この内径側部分に、前述した円板状絶縁板12の係合用突出部12Cに当接し保持されるための凹部11Abが、周囲三箇所に均等に設けられている。
この凹部11Abは、前述した円板状絶縁板12の係合用突出部12Cの外径に合わせられて組み込まれるようになっている。
この場合、黒鉛部材11Bについては、そのノックピン11P用のピン孔11Bp(図7(A)参照)が本実施形態ではその焼結加工時に、予め同時に形成するという手法が採られている。又、このピン孔11Bpに合わせて一方と他方の各スリップリング部材11A,11Cにも、予めノックピン11P用のピン孔が形成され、これら三部材は本実施形態ではノックピン11Pを介して容易に一体化されるようになっている。
又、この場合、V字状溝部11Mの底部分のV字状溝は前述した円板状部材である黒鉛部材11Bによって形成され維持されている。上述した図7(A)は、このV字状溝部11Mの拡大図を示す。又、図7(B)に、このV字状溝部11Mと前述したワイヤ状ブラシ201との当接状態を示す。
ここで、上述した図1乃至図7に示す実施形態では、V字状溝部11Mについては、その底部を受け持つ黒鉛部材11Bについても比較的小さいV字溝を設ける場合を例示したが、この底部については、比較的小さいV字溝を設けることなく円板状の黒鉛部材11Bの円周端面そのものとしてもよい。
即ち、上述した三層構造のスリップリング素子11の内、両側面に位置する円板状部材(一方と他方のスリップリング部材11A,11C)の対向面側の外周端部に所定の傾斜面を設けてV字状溝部11Mとすると共に、このV字状溝部11Mの各傾斜面によって形成される谷部分の底面を、図8(A)に示すように、三層構造の中央部の黒鉛部材11Bの外周端面からV字状溝部11Mを取り除いた状態(溝加工前の状態)の溝のない外周端面そのもので構成してもよい。
このようにすると、円板状の黒鉛部材11BではV字状溝部11Mの底部をV字溝加工する必要がないことから当該黒鉛部材11Bの形状の特定が容易となり、全体的に生産性を大幅に改善することができる。
又、上述した図1乃至図7に示す実施形態における三層構造のスリップリング素子11の内、中央部に位置する円板状部材である黒鉛部材11Bの外周の直径をその両側面に位置する円板状部材(一方と他方のスリップリング部材11A,11C)の外周直径よりも小さく設定すると共に、当該両側面に位置する円板状部材11A,11C相互間の間隔を前述したワイヤ状ブラシ201の直径寸法よりも大きい寸法間隔に設定し、これによって前述したスリップリング素子11の外周部に形成したV字状溝部11Mに代えて断面U字状のU字状溝部11Uとした(図8(B)参照)。
ここで、円板状部材としては、前述した一方と他方のスリップリング部材11A,11Cに代えて、案内用の小傾斜面11Ea,11Faを備えた一方と他方のスリップリング部材11E,11Fを備えた形状のものとした。
このようにしても、前述したワイヤ状ブラシ201のばね作用によって前述した図1乃至図7に記載の実施形態とほぼ同等の作用効果を得ることができる。
(1).次に、他の実施形態を図9(A)(B)(C)に基づいて説明する。
まず、図9(A)に示す他の実施形態では、前述した図1乃至図7に開示した実施形態におけるスリップリング素子11に代えてこれとほぼ同等のスリップリング素子21を設け、このスリップリング素子21をそれぞれ同心軸上で側面が相互に当接された一方と他方の二枚の円板状部材21A,21Bで構成する。同時に、当該各円板状部材21A,21Bの外周端部には対向する側にそれぞれ所定角度β(図9(A)ではβ=45°)の傾斜面21Aa,21Baを設け、前述した他方の円板状部材21Bを黒鉛部材により構成する、とした。
このようにしても前述した図1乃至図7における実施形態とほぼ同等の作用効果を得ることができるほか、構成が単純化されるので、生産性および耐久性の向上を図ることができる。
この場合、他方の円板状部材22Aの傾斜面22Aaの角度βは、図9(B)では45°に設定されているが、45°以外の適当な角度に設定してもよい。その他の構成は、前述した図1乃至図7における実施形態と同一となっている。
即ち、この図9(C)に示すスリップリング素子23は、一体化された一方と他方の二枚の円板状部材23A,23Bを備え(他方の円板状部材23Bを黒鉛部材で形成し)、その円板状の外周端面全体をブラシ当接面とした。その他の構成は前述した図1乃至図7の実施形態と同一となっている。
このようにしても、前述したワイヤ状ブラシ201のばね作用によって前述した図8(C)に記載の実施形態とほぼ同等の作用効果を得ることができる。
これに対し、本項における他の実施形態では、上述した各実施形態およびその変形例において装備した円板状の黒鉛部材11B,21B,22B,23Bに代えて、黒鉛粒子と金属粒子とを混合(例えば、黒鉛粒子とアルミニウム粒子とを混合、又は黒鉛粒子と銅若しくは銅合金の粒子とを混合)して成形してなる円板状の複合部材を装備するようにした。その他の構成は前述した各実施形態およびその変形例等と同一となっている。
尚、ここで、複合部材の一部を成す金属粒子としては、前述したアルミニウム粒子,銀粒子,銅若しくは銅合金の粒子のほか、切削性および導電性が良好なものであれば、他の金属粒子であってもよい。
2 スリップリング本体
3 カップリング
11,21,22,23 スリップリング素子
11A 円板状部材としての一方のスリップリング部材
11Aa,11Ba,11Ca,21Aa,21Ba,22Aa 傾斜面
11B 円板状部材としての黒鉛部材
11C 円板状部材としての他方のスリップリング部材
11M,21M V字状溝
11U U字状溝
12 円板状絶縁体
21A 22A 23A 円板状部材
21B 22B 23B 円板状部材としての黒鉛部材
22M 変形V字状溝
201 ワイヤ状ブラシ
Claims (10)
- 複数の単位スリップリングを多段に積層して成るスリップリング本体と、このスリップリング本体をカップリングを介して回転自在に保持するベース本体と、このベース本体に電気的に独立して保持され且つ前記各単位スリップリングの導電部である外周端面に適度のバネ性をもって個別に摺動可能に当接する構造の複数のワイヤ状ブラシとを備えたロータリーブラシにおいて、
前記複数の各単位スリップリングを、その外周端面に前記ワイヤ状ブラシとの当接面を備えた円板状のスリップリング素子と、同じく円板状に形成され前記スリップリング素子の側面に配設されると共に当該スリップリング素子を固着保持する円板状絶縁板とを備えた構成とし、
前記スリップリング素子の外周端部で前記ワイヤ状ブラシと当接する箇所に、円板状の黒鉛部材をスリップリング素子の一部として一体的に装着したことを特徴とするロータリーブラシ。 - 前記スリップリング素子を、それぞれ同心軸上で側面が当接された二枚の円板状部材で構成すると共に、その内の何れか一方の円板状部材を黒鉛部材により構成したことを特徴とする請求項1記載のロータリーブラシ。
- 前記スリップリング素子をそれぞれ同心軸上で側面が当接された一方と他方の二枚の円板状部材で構成すると共に、当該各円板状部材の外周端部には対向する側にそれぞれ所定角度の傾斜面を設け、この内の何れか一方の円板状部材を黒鉛部材により構成したことを特徴とする請求項1記載のロータリーブラシ。
- 前記スリップリング素子をそれぞれ同心軸上で側面が当接された一方と他方の二枚の円板状部材で構成すると共に、当該他方の円板状部材の外周端部で前記一方の円板状部材に対向する側にブラシ当接用の傾斜面を設け、前記一方の円板状部材を黒鉛部材により構成したことを特徴とする請求項1記載のロータリーブラシ。
- 前記スリップリング素子を、それぞれ同心軸上で側面が当接された三枚の円板状部材で構成すると共に、その三層構造の中央部の円板状部材を黒鉛部材により構成したことを特徴とする請求項1記載のロータリーブラシ。
- 前記スリップリング素子の外周端面にブラシ受け用のV字状溝を形成したことを特徴とする請求項5記載のロータリーブラシ。
- 前記三層構造のスリップリング素子の内、両側面に位置する円板状部材の対向面側の外周端部に所定の傾斜面を設けると共に、この各傾斜面によって形成される谷部分の底面を、前記中央部の黒鉛部材の外周端面で構成したことを特徴とする請求項5記載のロータリーブラシ。
- 前記三層構造のスリップリング素子の内、中央部に位置する黒鉛部材の外周の直径を前記両側面に位置する円板状部材の外周直径よりも小さく設定すると共に、当該両側面に位置する円板状部材相互間の間隔を前記ワイヤ状ブラシの直径寸法と同一又はそれよりも大きい寸法間隔に設定したことを特徴とする請求項5記載のロータリーブラシ。
- 前記黒鉛部材に代えて、黒鉛粒子と金属粒子とを混合して成形してなる複合部材を使用したことを特徴とする請求項1乃至8の何れか一つに記載のロータリーブラシ。
- 前記黒鉛部材に代えて、黒鉛粒子と銅若しくは銅合金の粒子とを混合して成形してなる複合部材を使用したことを特徴とする請求項1乃至8の何れか一つに記載のロータリーブラシ。
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