JP2007535794A - 接点組立体 - Google Patents

Abstract

同軸の部材間で電気的な接続を生じさせるための接点組立体は一般に複数の離間した円周方向の導電性のリングを有するロータと、ロータを取り囲み、そこからの可変の距離で複数のリングと整合する複数の離間した溝を備えたステータとを有する。複数の円形の傾斜したコイルバネが設けられ、各バネは対応する溝内に位置し、圧縮リングと溝との間の可変の距離に関係なく、対応するリングに対して一定の力を提供する。複数の電気リード線が設けられ、各リード線は対応するリングに電気的に接続される。

Description

この出願は、すべての明細書及び図面を含むその全体をここに組み込む、２００４年４月２９日に出願した米国仮特許出願番号第６０／５６６，７５８号からの優先権を主張する。

本発明は一般に静止の部材と回転する部材との間で電流を伝達するための接点組立体に関する。特に、本発明は静止の本体と回転する本体との間での改善された電流及び電気信号の伝達に関する。

ステータとロータとの間で電気的接続を提供するために、従来、連続的に相互に摺動接触する、ブラシ及び普通スリップリングとして知られる接点リングの構成を提供することが慣行であった。

例えばカートリッジ、片持ち梁、ワイヤ複合体及び多繊維ワイヤ等のような種々の形式のブラシが存在する。これらすべてのブラシの形状は、任意の与えられた位置において接触面の限られた部分を通る電気的な経路を提供する装置により特徴づけられる。

しかし、磨耗中のブラシ及び接点のみならず、表面の不規則さにより、不必要な通電を維持するに当り、困難が生じる。
本発明は、一貫した耐久性のある電気的接続を提供する、スリップリングとの摺動接点としての傾斜したコイルバネの有用性を提供する。

同軸の部材間で電気的な接続を生じさせるための本発明に係る接点組立体は一般に、複数の離間した円周方向の導電性リングを有するロータと共に、ロータを取り囲み、そこからの可変の距離で複数のリングと整合する複数の離間した溝を有するステータを備える。

このような可変の距離は初期の組立て又は導電性リングの磨耗による不整合によって生じる。
複数の円形の傾斜したコイルバネが設けられ、各バネは対応する溝内に位置し、対応する導電性リング及び溝間の可変の距離に関係なく、対応するリングに対して一定の力を提供する。

更に、複数のリード線が設けられ、各リード線は対応するバネに電気的に接続される。
適所にあるときに、傾斜したコイルバネのコイルは副軸に沿って偏向し、一定の力を提供する。この一定の力はバネと対応するリングとの間の過剰な摩擦を阻止するのに十分なほど小さくなければならないと共に、同時に、いかなる表面フィルムをも破壊するための十分な力を提供するものでなければならない。

本発明に係る接点コイルバネは可変の距離よりも大きな幅広い偏向範囲にわたってほぼ一定の力を提供し、それによって、磨耗が生じたときに、一定の力を提供する。
更に、バネの偏向は組合う部品間の一層大きな公差を提供する。その理由は、偏向が変化するときに、傾斜したコイルバネの力／偏向特性がほぼ一定の力を維持し、それによって、表面の不規則さに対する装置の感度を減少させるからである。

特に、本発明に従って使用される溝は平坦な底部、Ｖ字状の底部又は先細りした底部を有することができる。更に、バネはラジアル（半径方向）バネ又は軸方向バネとすることができる。特に、ラジアルバネは円形のコイル又は楕円形のコイルを有することができ、バネ及び溝を維持するために、コイルは対応する溝の幅よりも大きな幅を有することができる。

本発明は添付図面に関連しての以下の詳細な説明を参照して一層明確に理解できる。
図１Ａ、１Ｂを参照すると、比較の目的で、ロータ１２と、ステータ１４と、複数のブラシと、片持ち梁バネ２６によりステータ１４と連通する、ブラシ１８に対する接触スリップリング２２とを有する従来のスリップリング組立体１０を示す。上述したように、不規則さ及び磨耗はしばしばこのような組立体の限られた寿命を生じさせる。

図２を参照すると、本発明に係るロータ３０が示され、このロータは絶縁ストリップ３４により隔離された複数の離間した円周方向の導電性リング３２を有する。
図３、４に示すように、本発明に係るステータ４０は一般にロータ３０を受け入れるための貫通するボア４２を有し、組立て時にロータ３０の導電性リング３２と整合可能な複数の離間した溝４４を有する。

組立て時には、溝４４は、不規則さ、製造、公差及び磨耗のために、リング３２から可変の距離にある。
従って、本発明によれば、円形の傾斜したコイルバネ４８は、その間の可変距離とは関係なく、対応するリング３２に対して一定の力を提供するように形状づけられる。

図３はまた、複数のリード線５０を示し、各リード線５０は対応するバネ４８に電気的に接続される。
このようなバネは、図５Ａ、５Ｂに示すようなラジアルバネ４８Ａ又は図６Ａ、６Ｂに示すような軸方向バネ４８Ｂとすることができる。

ラジアルバネ４８Ａは、図６Ｂに矢印５４で示すように、圧縮力が図６Ｂに示す中心線５６に垂直に円弧の半径に沿うようなバネである。円形のラジアルバネは、コイル高さがコイル幅に等しいようなバネである。

図６Ａ、６Ｂに簡単に示すものは、軸方向バネ４８Ｂであり、コイル幅よりも大きいコイル高さを有し、この場合、図６Ｂに示すように、矢印６２により示す圧縮力は軸線６４に沿う。

本発明に使用するのに適したバネの完全な説明は米国特許第４，８９３，７９５号、同第４，８７６，７８１号、同第４，９７４，８２１号、同第５，１０８，０７８号、同第５，１３９，２４３号、同第５，１３９，２７６号、同第５，０８２，３９０号、同第５，０９１，６０６号、同第５，４１１，３４８号、同第５，５４５，８４２号、同第５，６１５，８７０号、同第５，７０９，３７１号及び同第５，７９１，６３８号各明細書において見出すことができる。ラジアル及び軸方向の円形の傾斜したコイルバネを述べる目的ですべての明細書及び図面を含むすべてのこれらの特許はその全体をここに組み込む。
米国特許第４，８９３，７９５号明細書 米国特許第４，８７６，７８１号明細書 米国特許第４，９７４，８２１号明細書 米国特許第５，１０８，０７８号明細書 米国特許第５，１３９，２４３号明細書 米国特許第５，１３９，２７６号明細書 米国特許第５，０８２，３９０号明細書 米国特許第５，０９１，６０６号明細書 米国特許第５，４１１，３４８号明細書 米国特許第５，５４５，８４２号明細書 米国特許第５，６１５，８７０号明細書 米国特許第５，７０９，３７１号明細書 米国特許第５，７９１，６３８号明細書 ラジアルバネのための図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ及び軸方向バネ４８Ｂのための図８Ａ、８Ｂ、８Ｃに示すように、平坦な底部の溝４４Ａ、Ｖ字状の底部の溝４４Ｂ及び先細りした底部の溝４４Ｃを含む種々の溝デザインを使用することができる。

本発明を有利に使用できる方法を示す目的で、本発明に係る特定の接点組立体を以上で説明したが、本発明はこれに限定されないことを認識すべきである。すなわち、本発明は列挙した素子からなるか又はそれらの素子のみからなるか又は実質上それらの素子のみから適当になることができる。更に、ここで例示的に説明した本発明は、ここで特別に開示しなかった任意の素子が無くても、適当に実施することができる。従って、当業者が行うことのできる任意の又はすべての修正、変形又は等価の構成は特許請求の範囲で規定するような本発明の要旨内に入るものと考えるべきである。

図１Ａ、１Ｂはブラシを利用する従来のスリップリング組立体の側面図及び前面図である。 一般に複数の離間した円周方向の導電性リングを有する本発明に係るロータの斜視図である。 図2に示すロータの導電性リングと整合するようになった複数の離間した溝を実質上示す本発明に係るステータの横断面図である。 ４−４線における図３に示すステータの横断面図である。 図５Ａ、５Ｂは本発明に係る圧縮力を示す傾斜したラジアルコイルバネの平面図及び横断面側面図である。 図６Ａ、６Ｂは本発明に係る傾斜した軸方向のコイルバネの平面図及び横断面側面図である。 図７Ａ、７Ｂ及び７Ｃはその中でのラジアルバネの配置を示す本発明に適した種々の溝を示す図である。 図８Ａ、８Ｂ及び８Ｃは図７Ａ、７Ｂ及び７Ｃと同様の図であるが、本発明に適した種々の溝内に配置された軸方向バネを示す図である。

Claims (9)

1. 同軸の部材間で電気的接続を生じさせるための接点組立体において、
   複数の離間した円周方向の導電性リングを有するロータと；
   上記ロータを取り囲み、そこからの可変の距離で上記複数のリングと整合する複数の離間した溝を有するステータと；
   各々対応する溝内に位置し、対応する上記リング及び溝間の可変の距離とは独立に、対応するリングに対して一定の力を提供する、複数の円形の傾斜したコイルバネと；
   各々対応するリングに電気的に接続された複数のリード線と；
   を有することを特徴とする接点組立体。
2. 各溝が平坦な底部を有することを特徴とする請求項１に記載の組立体。
3. 各溝がＶ字状の底部を有することを特徴とする請求項１に記載の組立体。
4. 各溝が先細りした底部を有することを特徴とする請求項１に記載の組立体。
5. 各バネがラジアルバネであることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
6. 各バネが円形のコイルを有することを特徴とする請求項２に記載の組立体。
7. 各バネが楕円形のコイルを有することを特徴とする請求項２に記載の組立体。
8. 各バネが軸方向のバネであることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
9. 各バネは、各バネが対応する溝内で旋回するのを阻止するために、上記対応する溝の幅よりも大きなコイル幅を有することを特徴とする請求項１に記載の組立体。

Images