JP2691495B2 - Slip ring support device - Google Patents

Slip ring support device

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JP2691495B2
JP2691495B2 JP29826592A JP29826592A JP2691495B2 JP 2691495 B2 JP2691495 B2 JP 2691495B2 JP 29826592 A JP29826592 A JP 29826592A JP 29826592 A JP29826592 A JP 29826592A JP 2691495 B2 JP2691495 B2 JP 2691495B2
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rotating
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supporting device
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隆広 野見山
安朝 織田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回転体よりの電気信号
をブラシの作用によって非回転部位に取り出すスリップ
リングの支持装置に関する。特には、衝撃的振動のある
環境下で高速回転している車軸等に用いるスリップリン
グを緩衝支持して、スリップリングの安定動作と長寿命
に寄与しうる支持装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a slip ring supporting device for extracting an electric signal from a rotating body to a non-rotating portion by the action of a brush. In particular, the present invention relates to a support device that buffers and supports a slip ring used for an axle or the like that is rotating at a high speed in an environment with shocking vibration and can contribute to stable operation and long life of the slip ring.

【0002】[0002]

【従来の技術】車軸やポンプ軸・モータ軸等の回転体か
ら電気信号(本明細書中では電気動力をも含む意味に用
いる。)を取り出したり、回転体に電気信号を供給した
りする場合、スリップリングがよく用いられる。スリッ
プリング中には、プラシと、それと摺動接触しつつ相対
的に回転するスリップ部とが設けられており、両者の間
の電気導通状態を利用して電気信号が回転体と固定部と
の間でやり取りされる。
2. Description of the Related Art In the case of taking out an electric signal (used to include electric power in this specification) from a rotating body such as an axle, a pump shaft, a motor shaft, or supplying an electric signal to the rotating body. , Slip rings are often used. The slip ring is provided with a plus and a slip part that relatively rotates while being in sliding contact therewith, and an electrical signal between the rotating body and the fixed part is used by utilizing the electrical conduction state between them. Exchanged between.

【0003】回転体の一例として鉄道車輛の車軸につい
て述べる。車軸は、車体と車輪の間にあって車体を支え
る重要保安部品である。また、激しい振動と曲げ・ねじ
り等の諸荷重にさらされている。その中でも重要なもの
は、車輪のツバにかかる横方向の荷重である。この横荷
重の値と上下方向荷重の値の比がある値以上となると、
車輪(車輛)の脱線が起るおそれがある。もし、脱線や
車軸の重大損傷という事態となった場合、重大車輛事故
に直結する。そのため、昨今の鉄道車輛の高速走行試験
においては、車軸の状態は常にリアルタイムで把握する
ようになっている。
An axle of a railway vehicle will be described as an example of a rotating body. The axle is an important safety component that supports the vehicle body between the vehicle body and the wheels. In addition, it is exposed to severe vibration and various loads such as bending and twisting. Of particular importance is the lateral load on the brim of the wheel. When the ratio of the value of the lateral load and the value of the vertical direction load exceeds a certain value,
Derailment of wheels (vehicles) may occur. If a derailment or serious axle damage occurs, a serious vehicle accident will result. Therefore, in the recent high-speed running tests of railway vehicles, the state of axles is always known in real time.

【0004】車軸の状態を把握するための情報として
は、上述の軸方向及び垂直方向の荷重値や車軸ベアリン
グ部ブレーキディスク部の温度、車軸の曲げ・ねじり応
力等がある。これらの情報は、ストレンゲージ等のセン
サーから電線を通して車軸端に集められ、スリップリン
グを介して、軸受箱(軸箱)等の非回転部位に取り出さ
れ、さらに、車内に積載されているマイコン等に送られ
処理される。車軸一本当り、例えば最新型新幹線では、
情報の点数は10点にも昇る。これらの情報が正確に伝
えられなければ、フェイルセーフ思想に基づき車輛は停
止されることとなる。従って、車軸のスリップリングの
信頼性と耐久性、高速回転対応力の確保と向上は、現代
の鉄道車輛の安全性と高信頼性運行を支えるきわめて重
要な技術課題であると言える。
Information for grasping the state of the axle includes the load values in the axial and vertical directions, the temperature of the axle bearing portion, the brake disc portion, and the bending / torsion stress of the axle. These pieces of information are collected from sensors such as strain gauges to the axle end through electric wires, taken out to non-rotating parts such as bearing boxes (axle boxes) via slip rings, and further loaded into the vehicle such as microcomputers. Sent to and processed. For each axle, for example, in the latest Shinkansen,
The information score rises to 10. If this information is not accurately transmitted, the vehicle will be stopped based on the fail-safe concept. Therefore, it can be said that securing and improving the reliability and durability of the slip ring of the axle and the ability to support high-speed rotation are extremely important technical issues that support the safety and high-reliability operation of modern railway vehicles.

【0005】次に、鉄道車輛の車軸回りに作用する厳し
い振動環境について説明する。車軸回りの装置について
述べる前に、基準となる方向についてまず明確にしてお
く。車軸の軸方向を左右方向と言う。車軸と直角方向の
うち、重力のかかる方向を上下方向、車軸の進む方向を
前後方向と言う。
Next, a severe vibration environment that acts around the axle of a railway vehicle will be described. Before describing the device around the axle, the reference direction is first clarified. The axial direction of the axle is called the left-right direction. Of the directions perpendicular to the axle, the direction in which gravity is applied is called the up-down direction, and the direction in which the axle advances is called the front-back direction.

【0006】左右方向の振動の主たる原因は、車輪とレ
ールの内ツバとの間のギャップの間で、車輪(従って車
軸)が左右に踊る現象である。上下方向の振動の主たる
原因は、レール継ぎ目部や分岐器の継ぎ目部の凹凸であ
る。
The main cause of lateral vibration is a phenomenon in which the wheel (and therefore the axle) dances left and right in the gap between the wheel and the inner brim of the rail. The main cause of vertical vibration is unevenness at rail joints and joints of turnouts.

【0007】このように激甚かつ多彩な振動環境が、車
軸のスリップリングを取り巻いているのである。さら
に、もしスリップリングを車軸と軸箱の双方にまたがっ
てセットするとすれば、状況は一層複雑となる。車軸系
(車輪、車軸、ベアリング)の振動モードと、軸箱系
(軸箱、車体)の振動モードが異なっているので、この
両者に対応可能な防振システムを考えなければならなく
なるからである。
Such a violent and diverse vibration environment surrounds the slip ring of the axle. Furthermore, if the slip rings are set across both the axle and the axle box, the situation becomes more complicated. This is because the vibration mode of the axle system (wheels, axles, bearings) and the vibration mode of the axle box system (axle box, vehicle body) are different, so it is necessary to consider an anti-vibration system that can handle both. .

【0008】ここで、従来のスリップリング支持装置に
ついて説明する。図4は、従来多用されてきたクランク
型のスリップリング支持装置を示す一部断面側面図であ
る。スリップリング組立品1は、スリップリング軸3
3、スリップリング軸フランジ31を介して、クランク
軸フランジ57によって支持されている。クランク軸フ
ランジ57は、クランク軸55に固定されており、クラ
ンク軸55はクランク軸受51によって回転自在に支持
されている。クランク軸受51は、クランク軸防振ゴム
53を介して軸箱フランジ7に支持されている。
Here, a conventional slip ring supporting device will be described. FIG. 4 is a partial cross-sectional side view showing a crank type slip ring supporting device which has been frequently used. The slip ring assembly 1 has a slip ring shaft 3
3, supported by the crankshaft flange 57 via the slip ring shaft flange 31. The crankshaft flange 57 is fixed to the crankshaft 55, and the crankshaft 55 is rotatably supported by the crank bearing 51. The crank bearing 51 is supported by the shaft box flange 7 via a crankshaft vibration-proof rubber 53.

【0009】クランク軸55の右端には、円板状のクラ
ンク59が設けられており、同クランク59の一部はク
ランク溝61として切り欠かれている。クランク溝61
には、クランクピン63がクランクの半径方向に摺動自
在にはめ込まれている。クランクピン63は、車軸13
に突設されている。なお、スリップリング外筒37は、
上下・左右・前後方向には柔軟な構造の回転止め5によ
って回転しないようになっている。
A disk-shaped crank 59 is provided at the right end of the crankshaft 55, and a part of the crank 59 is cut out as a crank groove 61. Crank groove 61
A crank pin 63 is slidably fitted in the shaft in the radial direction of the crank. The crank pin 63 is attached to the axle 13
It is projected. The slip ring outer cylinder 37 is
The rotation stopper 5 having a flexible structure prevents rotation in the vertical, horizontal, and front-back directions.

【0010】このクランク型の支持装置のネライは次の
点にある。 車軸13の左右方向の振動(車軸回りの振動の中で
最も激しい)を、クランクピン63とクランク61との
摺動で逃がしてやり、スリップリング1に伝えない。 車軸に比較して振動の少ない軸箱9でスリップリン
グを支持する。 車軸と、クランク軸55やスリップリングとの芯合
わせが不要なため、スリップリング等の組付け・取替が
容易である。
The Nerai of this crank type supporting device is as follows. The lateral vibration of the axle 13 (the most intense vibration around the axle) is released by sliding between the crank pin 63 and the crank 61 and is not transmitted to the slip ring 1. The slip ring is supported by the axle box 9 which causes less vibration than the axle. Since it is not necessary to align the axle with the crankshaft 55 and the slip ring, it is easy to assemble and replace the slip ring and the like.

【0011】しかし、クランク型の支持装置には、次の
ような問題点が有り、そのため、車輛のさらなる高速化
に対応しえなくなってきた。 クランクピンとクランクとの摺動に伴う加振力によ
る振動が無視しえなくなってきた。 上記の摺動に起因するピンの摩耗が著しくなったた
め、ピンの折損事故のおそれやメンテナンス頻度が増え
た。
However, the crank-type supporting device has the following problems, which makes it impossible to cope with further speeding up of the vehicle. The vibration due to the exciting force caused by the sliding of the crank pin and the crank has become non-negligible. Since the wear of the pins due to the above-mentioned sliding became remarkable, the possibility of breakage of the pins and the frequency of maintenance increased.

【0012】 部品点数が多く、また、部品寸法の小
型化にも限界があるので、スリップリング回り装置の簡
素化・小型化がむずかしい。それに伴い、メンテナンス
労力の省力化ができない。 軸箱系の振動も、車輛の高速化・軽量化によってよ
り厳しくなってきたため、スリップリングの寿命が短く
なってきた。特に、図4のようにスリップリングの重
心、慣性中心が、クランク軸受51や同防振ゴム53か
ら大きく左方向にズレ出ている場合、スリップリング部
では振動が増幅されて、上記の傾向が強くなる。
Since the number of parts is large and there is a limit to the size reduction of parts, it is difficult to simplify and downsize the slip ring rotation device. As a result, maintenance labor cannot be saved. The vibration of the axle box system has become more severe due to the higher speed and lighter weight of the vehicle, and the life of the slip ring has become shorter. In particular, as shown in FIG. 4, when the center of gravity and the center of inertia of the slip ring are largely displaced leftward from the crank bearing 51 and the vibration isolating rubber 53, the vibration is amplified in the slip ring portion, and the above tendency tends to occur. Become stronger.

【0013】従来のスリップリング支持装置の他の一例
について説明する。図5は、主に低速車輛の車軸用に従
来より用いられてきた外筒回転型のスリップリング支持
装置を示す一部断面側面図である。このタイプの特徴
は、スリップリング外筒37が防振材21、回転外枠1
9を介して車軸13に取付けられていることである。従
って、スリップリング外筒37及びブラシ39は車軸と
共に回転し、そのためブラシには遠心力がかかる。
Another example of the conventional slip ring supporting device will be described. FIG. 5 is a partial sectional side view showing an outer cylinder rotating type slip ring supporting device which has been conventionally used mainly for an axle of a low speed vehicle. The characteristic of this type is that the slip ring outer cylinder 37 includes the vibration-proof material 21, and the rotating outer frame 1.
It is attached to the axle 13 via 9. Therefore, the slip ring outer cylinder 37 and the brush 39 rotate together with the axle, so that a centrifugal force is applied to the brush.

【0014】このタイプの支持方法の問題点は、上述の
遠心力に起因する。すなわち、車軸の回転が速くなる
と、それに比例してブラシ39(正面図については図2
参照)を開く方向に遠心力が働くため、ブラシのスリッ
プリング軸33に対する押し付け圧力が弱くなる。その
結果、ブラシとスリップリング軸との間の電気的導通が
不安定となり、信号伝達が不良となる問題が起る。その
ため、このタイプの支持方法は高速回転には信頼性が乏
しく不向きである。
The problem with this type of support method is due to the centrifugal forces mentioned above. That is, when the rotation of the axle becomes faster, the brush 39 (in the front view, as shown in FIG.
Since the centrifugal force acts in the opening direction (see the reference), the pressing pressure of the brush against the slip ring shaft 33 becomes weak. As a result, electrical conduction between the brush and the slip ring shaft becomes unstable, causing a problem of poor signal transmission. Therefore, this type of support method is unreliable and unsuitable for high speed rotation.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、防振性能に
優れ、部品点数の少い簡潔な構造を有し、メンテナンス
フリーであり、高速回転対応が可能で、スリップリング
の長寿命化と信頼性確保が可能な、スリップリング支持
装置を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has excellent vibration damping performance, has a simple structure with a small number of parts, is maintenance-free, is capable of high-speed rotation, and has a long-life slip ring. An object of the present invention is to provide a slip ring supporting device capable of ensuring reliability.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、上記
課題を解決するため、車軸回りの振動の測定・解析を行
うとともに、各種の試作開発・実験・分析検討を行った
結果、本発明を完成するに至った。
In order to solve the above-mentioned problems, the inventor of the present invention measures and analyzes the vibration around the axle and, as a result of various trial developments, experiments and analysis studies, The invention was completed.

【0017】本発明のスリップリング支持装置は、回転
体よりの信号又は動力をブラシの作用によって非回転部
位に取り出すスリップリングの支持装置であって;上記
スリップリングは、回転するスリップリング軸と、非回
転のスリップリング外筒とを有しており、ここで該外筒
は該軸に装着されたベアリングによって支持されてお
り、また該外筒は該軸と摺動接触するブラシを備えてお
り、上記スリップリング軸が防振材を介して上記回転体
によって支えられていることを特徴とする。
The slip ring support device of the present invention is a slip ring support device for extracting a signal or power from a rotating body to a non-rotating portion by the action of a brush; the slip ring is a rotating slip ring shaft, A non-rotating slip ring sleeve, wherein the sleeve is supported by bearings mounted on the shaft, and the sleeve comprises a brush in sliding contact with the shaft. The slip ring shaft is supported by the rotating body via a vibration isolator.

【0018】ここに言う回転体は、車軸・ポンプ軸・モ
ータ軸等の回転軸に代表される、回転する物(機械要素
等)のすべてを意味する。信号及び動力には電気信号と
電気動力を含むがこれに限定されるものではなく、ブラ
シの摺動接触部によって伝達されうるもの全てを含む。
ブラシとは、相対運動する2つの物体間で押し付け力を
伴う摺動接触が行われている機械要素全てを指す意味で
ある。
The term "rotating body" as used herein means all of rotating objects (machine elements, etc.) represented by rotating shafts such as axles, pump shafts and motor shafts. Signals and powers include, but are not limited to, electrical signals and powers, and anything that can be transmitted by a sliding contact of a brush.
The brush means all mechanical elements that are in sliding contact with a pressing force between two objects that move relative to each other.

【0019】スリップリング外筒の形状は円筒形に限定
されるものではない。ベアリングは、ころがり軸受に限
定されるものではなく、すべり軸受や磁気浮上式軸受等
も含む。防振材の材質は特に限定されない。ゴム、発泡
ゴム、プラスチック、発泡プラスチックを含む。
The shape of the slip ring outer cylinder is not limited to the cylindrical shape. The bearing is not limited to a rolling bearing, but includes a slide bearing, a magnetic levitation bearing, and the like. The material of the vibration isolator is not particularly limited. Including rubber, foam rubber, plastic, foam plastic.

【0020】本発明のスリップリング支持装置において
は、防振材がスリップリング外筒の外周域に設けられて
いることが好ましい。ここで、外筒の外周域とは、外筒
から軸方向に左又は右に隔った位置ではなく、外筒の上
下及び/又は前後の外側という意味である。外周域とは
言っても、外筒の外側の全周にという意味ではない。防
振性能さえ満足すれば、外周域の一部に設けられていて
もよい。
In the slip ring supporting apparatus of the present invention, it is preferable that the vibration isolator is provided in the outer peripheral area of the slip ring outer cylinder. Here, the outer peripheral region of the outer cylinder does not mean a position separated axially left or right from the outer cylinder, but means the outer side above and / or behind the outer cylinder. The outer peripheral area does not mean the entire outer circumference of the outer cylinder. It may be provided in a part of the outer peripheral region as long as the vibration damping performance is satisfied.

【0021】防振材がスリップリングの外周域に設けら
れるのが好ましい理由は、スリップリングの上下、前
後、左右方向の変位を一対一で防振材が受け止めること
ができるからである。すなわち、スリップリングが上に
mm上がれば、スリップリングの上の防振材はその変位
を防振材自身の1mmの圧縮という、ほぼ対応した寸法量
で受け止めることができる。その逆も同様である。これ
がもし、防振材の変形が増幅されてスリップリングの変
位になるようであると、スリップリングの振れを押さえ
るうえで好ましくない状態にもなりうる。
The reason why the vibration isolator is preferably provided in the outer peripheral region of the slip ring is that the vibration isolator can receive the displacement of the slip ring in the up-down, front-rear, and left-right directions one-to-one. That is, if the slip ring moves upward by 1 mm , the vibration isolator on the slip ring can receive the displacement with a substantially corresponding dimension amount of 1 mm compression of the vibration isolator itself. The reverse is also true. If the deformation of the anti-vibration material is amplified to the displacement of the slip ring, this may cause an undesirable state in suppressing the vibration of the slip ring.

【0022】本発明のスリップリング支持装置の一実施
態様においては、上記スリップリング軸が、上記スリッ
プリングの重心及び/又は慣性中心を内包する筒状の回
転内枠に接続されており、該回転内枠の外周域には上記
防振材が配置されており、該防振材の外周域には上記回
転体に取り付けられた回転外枠が配置されている。ここ
で、スリップリングの慣性中心とは、スリップリングの
慣性モーメントがその点の回りで最小となる点の意味で
ある。外周域の意味は前述のとおりである。この実施態
様においては、スリップリングの上下、前後、左右方向
の振動や慣性中心回りの回転振動の減衰効果が高い。
In one embodiment of the slip ring supporting device of the present invention, the slip ring shaft is connected to a cylindrical rotating inner frame that encloses the center of gravity and / or the center of inertia of the slip ring, The vibration isolator is arranged in the outer peripheral area of the inner frame, and the rotating outer frame attached to the rotating body is arranged in the outer peripheral area of the vibration isolator. Here, the center of inertia of the slip ring means the point at which the moment of inertia of the slip ring becomes the minimum around that point. The meaning of the outer peripheral area is as described above. In this embodiment, the effect of damping the vertical, front-rear, left-right vibration of the slip ring and the rotational vibration around the center of inertia is high.

【0023】[0023]

【作用】本発明のスリップリング支持装置は以下のよう
に作用する。 ブラシを備えたスリップリング外筒は回転しないの
で、ブラシに遠心力が働くことはない。 スリップリング外筒(固定側)とスリップリング軸
(回転側)のいずれもが回転体によって上下、前後、左
右方向に支持されているので、スリップリングの振動は
回転体系の振動のみによって支配される。従って、防振
の対象となる振動現象はより単純なものとなり、防振材
の選択と設計における自由度が増すとともに最適化が可
能となる。
The slip ring supporting device of the present invention operates as follows. Since the slip ring outer cylinder equipped with the brush does not rotate, centrifugal force does not act on the brush. Since both the slip ring outer cylinder (fixed side) and the slip ring shaft (rotating side) are supported by the rotating body in the up / down, front / rear, and left / right directions, the vibration of the slip ring is governed only by the vibration of the rotating system. . Therefore, the vibration phenomenon targeted for vibration isolation becomes simpler, and the degree of freedom in selection and design of the vibration isolation material is increased, and optimization is possible.

【0024】[0024]

【実施例】本発明の実施例に係るスリップリング支持装
置の図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の一実
施例に係るスリップリング支持装置を示す一部断面側面
図である。図2は、図1の装置のブラシ周辺部分を図1
IIII方向に見た断面矢視図である。図3は、図1の
装置の回転止め周辺部分を図1のIII III 方向に見た
矢視図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A slip ring supporting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional side view showing a slip ring support device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the brush peripheral portion of the apparatus of FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II - II of FIG. FIG. 3 is a view of the peripheral portion of the rotation stopper of the apparatus of FIG. 1 as seen in the direction of III - III in FIG.

【0025】図1において、スリップリング組立品1
は、スリップリング外筒37、該外筒に植設されたブラ
シ39、図2に示すように該ブラシ2枚の間に挟まれて
いるスリップリング軸33、該軸33とスリップリング
外筒を回転自在の関係に保持しているスリップリングベ
アリング35及びスリップリング軸の一端に設けられて
いるスリップリング軸フランジ31を有している。ここ
で、スリップリング軸33、スリップリング軸フランジ
31、及びスリップリングベアリング35の内輪と玉は
回転しているが、その他は回転していない。ここで、図
2に明確に示されているように、ブラシ39は横からス
リップリング軸33に当接している。つまり、ブラシ3
9は、スリップリング軸33に対して、段落0006に
おいて前述した主たる振動方向(上下方向及び左右方
向)に直交する方向(前後方向)に押し当てられてい
る。このため、振動加速度がブラシの押し付け力に影響
せず、より信頼性の高い信号伝達を実現できる。
In FIG. 1, a slip ring assembly 1
Is a slip ring outer cylinder 37, a brush 39 implanted in the outer cylinder, a slip ring shaft 33 sandwiched between the two brushes as shown in FIG. 2, and the shaft 33 and the slip ring outer cylinder. It has a slip ring bearing 35 held in a rotatable relationship and a slip ring shaft flange 31 provided at one end of the slip ring shaft. Here, the slip ring shaft 33, the slip ring shaft flange 31, and the inner ring and balls of the slip ring bearing 35 are rotating, but the others are not rotating. Where the figure
The brush 39 slides from the side, as clearly shown in 2.
It is in contact with the lip ring shaft 33. That is, brush 3
9 is in paragraph 0006 with respect to the slip ring shaft 33.
The main vibration direction (vertical direction and lateral direction)
Is pressed in the direction (front-back direction) orthogonal to
You. Therefore, the vibration acceleration affects the pressing force of the brush.
Without doing so, more reliable signal transmission can be realized.

【0026】スリップリング外筒37は、上下、前後、
左右方向に対しては、ベアリング35を介してスリップ
リング軸33によって支持されている。つまり、外筒の
自重及び外筒に上記方向に働く慣性力はリング軸33に
よって受け持たれている。外筒37は、回転止め5によ
って、軸の回りに回転しないように拘束されている。た
だし、回転止め5は、図3に示されているように、上
下、前後、左右方向には柔軟な構造に作られているた
め、同方向に外筒37を拘束したり、軸箱側の振動を有
害な程度にまで伝えたりすることはない。ここで、図1
に明確に示されているように、スリップリング外筒37
は、その片端部において1個のベアリング35で支持さ
れている。このため、スリップリングの軸方向寸法を短
くすることができる。
The slip ring outer cylinder 37 is composed of upper and lower, front and rear,
In the left-right direction, it is supported by a slip ring shaft 33 via a bearing 35. That is, the ring shaft 33 bears the weight of the outer cylinder and the inertial force acting on the outer cylinder in the above direction. The outer cylinder 37 is constrained by the rotation stopper 5 so as not to rotate around the axis. However, as shown in FIG. 3, the rotation stopper 5 has a flexible structure in the up / down, front / rear, and left / right directions. The vibration is not transmitted to a harmful degree. Here, FIG.
As shown clearly in Fig.
Is supported by one bearing 35 at its one end.
Have been. For this reason, the axial dimension of the slip ring can be shortened.
You can do it.

【0027】スリップリング軸フランジ31は、複数の
ボルト27で回転内枠23の内側端に取り付けられてい
る。この取付け方法はボルトに限られることはない。回
転内枠23の形状はこの実施例では円筒形であるが、そ
れに限られるものではない。軸フランジ31と回転内枠
23との間には、内側配線17を通すスキマ25が開け
られている。
The slip ring shaft flange 31 is attached to the inner end of the rotating inner frame 23 by a plurality of bolts 27. This mounting method is not limited to bolts. The shape of the rotating inner frame 23 is cylindrical in this embodiment, but is not limited thereto. Between the shaft flange 31 and the rotating inner frame 23, a skimmer 25 for opening the inner wiring 17 is opened.

【0028】回転内枠23の外周部には防振材21が同
芯円筒状に取り巻いている。防振材21の外周部は、回
転外枠19の内側にはめ込まれている。防振材21の両
端はツバ等によって位置決めされている。回転内枠23
と防振材21、及び、防振材21と回転外枠19の間の
面は接着剤等を用いて接着しておくことが好ましい。内
枠と外枠の間が広がるような方向にスリップリングが動
く部分については、防振材の引張り力に基く振動抑制効
果が得られ、防振材の効果が倍増するからである。
A vibration isolator 21 is concentrically wrapped around the outer periphery of the rotating inner frame 23. The outer peripheral portion of the vibration isolator 21 is fitted inside the rotating outer frame 19. Both ends of the vibration isolator 21 are positioned by a collar or the like. Rotating inner frame 23
It is preferable that the vibration damping material 21 and the surface between the vibration damping material 21 and the rotating outer frame 19 are bonded by using an adhesive or the like. This is because in the portion where the slip ring moves in the direction in which the space between the inner frame and the outer frame spreads, the vibration suppressing effect based on the tensile force of the vibration isolator is obtained, and the effect of the vibration isolator is doubled.

【0029】防振材の材質として好ましいのは、気泡を
含むゴムである。信号伝達用のスリップリング組立品は
一般に軽量であるので、防振材に固い材質を用いると、
回転体側の振動があまり減衰されないままにスリップリ
ング組立品へ伝わってしまうこととなる。気泡を含むゴ
ム(発泡ゴム)においては、気泡の含有率を変えること
により、適度な弾性を有する防振材を得ることができ
る。また、発泡ゴムの機械的特性は方向による差が少な
いのも好ましいことである。
A preferable material for the vibration isolator is rubber containing bubbles. Since the slip ring assembly for signal transmission is generally lightweight, if you use a hard material for the vibration isolator,
Vibrations on the rotor side are transmitted to the slip ring assembly without being significantly damped. In rubber containing bubbles (foamed rubber), by changing the content of bubbles, it is possible to obtain a vibration damping material having appropriate elasticity. In addition, it is also preferable that the mechanical properties of the foamed rubber have little difference depending on the direction.

【0030】本実施例の防振材に用いた発泡ゴムの諸元
を以下に示す。 材質:EPDM(エチレン・プロピレン・ジエンタ
ーポリマー)ゴム 気泡構造:独立 硬度:HS20±5 見掛密度:0.15±0.03g/cm3 反発弾性:55±15% 25%圧縮荷重:400〜800g/cm2
Specifications of foamed rubber used in the vibration-proof material of this example
Is shown below. Material: EPDM (Ethylene / Propylene / Dienta
-Polymer) Rubber Cell structure: Independent Hardness: HS20 ± 5 Apparent density: 0.15 ± 0.03g / cmThree  Impact resilience: 55 ± 15% 25% Compressive load: 400-800g / cmTwo

【0031】上記発泡ゴムをΦ38×Φ74×b14mm
のリング状に加工し、スリップリング(自重195g
と回転内枠(自重78g )を保持した。この装置を車輛
に搭載し、351km/Hr (車軸回転数2162rpm )の
高速運転を行ったところ、良好な結果が得られた。
Φ38 × Φ74 × b14 mm
Processed into a ring shape, slip ring (self-weight 195 g )
And the rotating inner frame (self-weight 78 g ) was held. When this device was mounted on a vehicle and operated at a high speed of 351 km / Hr (axle rotation speed 2162 rpm ), good results were obtained.

【0032】回転外枠19の内側の端は回転体(車軸)
13の端面に取り付けられている。取付け部には、芯合
わせのためのインロー等を設けることができる。車軸1
3は車軸ベアリング11を介して軸箱9に支持されてい
る。回転外枠19からスリップリング組体品1までは一
式組立品としておいて、軸に取付けたり、取替えたりす
ることができる。
The inner end of the rotating outer frame 19 is a rotating body (axle).
It is attached to the end face of 13. The mounting portion may be provided with a spigot or the like for centering. Axle 1
3 is supported by the axle box 9 via an axle bearing 11. The rotating outer frame 19 to the slip ring assembly 1 can be attached to the shaft or replaced as a complete assembly.

【0033】ここで、車軸側の信号(軸方向荷重値、軸
応力、温度等配線合計20本)は、内側配線17を通じ
てスリップリング軸導線32を通りスリップリング軸表
面に伝達される。同表面と各ブラシ39の表面とは摺動
接触して導通状態を保っているので、信号はブラシに伝
達され、つづいて、外筒導線41を通り、外部配線3に
取り出される。
Here, signals on the axle side (total of 20 wirings such as axial load value, axial stress, temperature, etc.) are transmitted through the inner wiring 17 to the slip ring shaft surface through the slip ring shaft conductor 32. Since the same surface and the surface of each brush 39 are in sliding contact with each other to maintain a conductive state, a signal is transmitted to the brush, and subsequently passes through the outer cylinder conducting wire 41 and is taken out to the external wiring 3.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のスリップリング支持装置は以下の効果を発揮する。 防振性能に優れているので、スリップリングの長寿
命化や高速運転への対応さらに故障防止が可能になる。 部品点数が少く簡単な構造なので装置の小型化と軽
量化が可能になる。また、装置取替等の労力も少なくて
すむ。
As is apparent from the above description, the slip ring supporting device of the present invention exhibits the following effects. Since it has excellent anti-vibration performance, it makes it possible to extend the life of the slip ring, support high-speed operation, and prevent failures. The simple structure with a small number of parts enables downsizing and weight reduction of the device. Further, the labor for replacing the device can be reduced.

【0035】 クランクピン等の消耗部品が無いので
長期間メンテナンスフリーの運転が可能になる。 回転速度の早い遅いによってブラシ部の接触圧力が
左右されることは無いので、高速においても信頼性のあ
る信号伝達が可能となる。
Since there are no consumable parts such as crankpins, maintenance-free operation is possible for a long period of time. Since the contact pressure of the brush portion is not influenced by the fast and slow rotation speed, reliable signal transmission is possible even at high speed.

【0036】 上記、、の結果、メンテナンス
コストが削減できる。特に、高速車輛用の多チャンネル
(20)スリップリングの価格は非常に高い(50万円
/個)ので、スリップリング長寿命化の経済的な効果は
著しい。 上記、、、の結果、超高速鉄道車輛(時速
300km/hr 以上)の安全運転に資するところ極めて大
である。
As a result of the above, the maintenance cost can be reduced. In particular, since the price of a multi-channel (20) slip ring for high-speed vehicles is very high (500,000 yen / piece), the economic effect of extending the life of the slip ring is remarkable. As a result of the above, ..., It is extremely large that it contributes to safe driving of ultra high-speed railway vehicles (300 km / hr or more per hour).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るスリップリング支持装
置を示す一部断面側面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view showing a slip ring supporting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置のブラシ周辺部分を図1のIIII
向に見た断面矢視図である。
2 is a cross-sectional view of the brush peripheral portion of the apparatus of FIG. 1 as seen in the direction II - II of FIG.

【図3】図1の装置の回転止め周辺部分を図1のIII
III 方向に見た矢視図である。
[3] The rotation stopping peripheral portion of the apparatus of FIG. 1 in FIG. 1 III -
It is the arrow line view seen in the III direction.

【図4】従来多用されてきたクランク型のスリップリン
グ支持装置を示す一部断面側面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional side view showing a crank-type slip ring supporting device that has been frequently used in the past.

【図5】主に低速車輛の車軸用に従来より用いられてき
た外筒回転型のスリップリング支持装置を示す一部断面
側面図である。
FIG. 5 is a partial sectional side view showing an outer cylinder rotating type slip ring supporting device which has been conventionally used mainly for an axle of a low speed vehicle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:スリップリング組立品 31:スリップ
リング軸フランジ 3:外側配線 32:スリップ
リング軸導線 5:回転止め 33:スリップ
リング軸 6:ビス 35:スリップ
リングベアリング 7:軸箱フランジ 37:スリップ
リング外筒 9:軸箱 39:ブラシ 11:回転体(車軸)ベアリング 41:外筒導
線 13:回転体(車軸) 51:クラン
ク軸受 15:回転体中心穴 53:クラン
ク軸受防振ゴム 17:内側配線 55:クラン
ク軸 19:回転外枠 57:クラン
ク軸フランジ 21:防振材 59:クラン
ク 23:回転内枠 61:クラン
ク溝 25:スキマ 63:クラン
クピン 27:ボルト
1: Slip ring assembly 31: Slip ring shaft flange 3: Outer wiring 32: Slip ring shaft conductor 5: Rotation stop 33: Slip ring shaft 6: Screw 35: Slip ring bearing 7: Shaft box flange 37: Slip ring outer cylinder 9: Shaft box 39: Brush 11: Rotating body (axle) bearing 41: Outer cylinder conductor 13: Rotating body (axle) 51: Crank bearing 15: Rotating body center hole 53: Crank bearing anti-vibration rubber 17: Inner wiring 55: Crankshaft 19: Rotating outer frame 57: Crankshaft flange 21: Anti-vibration material 59: Crank 23: Rotating inner frame 61: Crank groove 25: Clearance 63: Crank pin 27: Bolt

フロントページの続き (72)発明者 織田 安朝 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財 団法人鉄道総合技術研究所内 (56)参考文献 実開 昭62−88388(JP,U) 実開 平3−125933(JP,U)Front page continuation (72) Inventor Ansa Oda 38-8, Hikarimachi, Kokubunji, Tokyo 38 Inside the Railway Technical Research Institute (56) References 3-125933 (JP, U)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 回転体よりの信号又は動力をブラシの作
用によって非回転部位に取り出すスリップリングの支持
装置であって; 上記スリップリングは、回転するスリップリング軸と、
非回転のスリップリング外筒とを有しており、ここで該
外筒は該軸に装着されたベアリングによって支持されて
おり、また該外筒は該軸と摺動接触するブラシを備えて
おり、上記スリップリング軸が防振材を介して上記回転
体によって支えられていることを特徴とするスリップリ
ング支持装置。
1. A support device of a slip ring for extracting a signal or power from a rotating body to a non-rotating portion by the action of a brush; said slip ring comprising a rotating slip ring shaft,
A non-rotating slip ring sleeve, wherein the sleeve is supported by bearings mounted on the shaft, and the sleeve comprises a brush in sliding contact with the shaft. The slip ring support device, wherein the slip ring shaft is supported by the rotating body via a vibration isolator.
【請求項2】 上記防振材が、上記スリップリング外筒
の外周域に設けられている請求項1記載のスリップリン
グ支持装置。
2. The slip ring supporting device according to claim 1, wherein the vibration isolator is provided in an outer peripheral region of the slip ring outer cylinder.
【請求項3】 上記スリップリング軸が、上記スリップ
リングの重心及び/又は慣性中心を内包する筒状の回転
内枠に接続されており、該回転内枠の外周域には上記防
振材が配置されており、該防振材の外周域には上記回転
体に取り付けられた回転外枠が配置されている請求項1
記載のスリップリング支持装置。
3. The slip ring shaft is connected to a cylindrical rotating inner frame that encloses the center of gravity and / or the center of inertia of the slip ring, and the vibration isolator is provided in the outer peripheral area of the rotating inner frame. The rotating outer frame attached to the rotating body is arranged in the outer peripheral area of the vibration isolator.
The slip ring support device described.
【請求項4】 上記回転体が、時速300km/hr以
上の速度で走行可能な車輛の車軸である請求項1記載の
スリップリング支持装置。
4. The slip ring supporting device according to claim 1, wherein the rotating body is an axle of a vehicle capable of traveling at a speed of 300 km / hr or more.
【請求項5】 上記防振材が気泡を含むゴム製である請
求項1、2又は3記載のスリップリング支持装置。
5. The slip ring supporting device according to claim 1, 2 or 3, wherein the vibration isolator is made of rubber containing bubbles.
【請求項6】 上記ブラシが2枚組であり、上記スリッ
プリング軸がブラシ2枚の間に挟まれている請求項1〜
5いずれか1項記載のスリップリング支持装置。
6. The set of two brushes, wherein the slip ring shaft is sandwiched between two brushes.
5. The slip ring supporting device according to any one of 5 above.
【請求項7】 上記ブラシが横からスリップリング軸に
当接している請求項1〜5いずれか1項記載のスリップ
リング支持装置。
7. The slip ring supporting device according to claim 1, wherein the brush is in lateral contact with the slip ring shaft.
【請求項8】 上記ブラシが、スリップリング軸に対し
て、主たる振動方向に直交する方向に押し当てられてい
る請求項1〜5いずれか1項記載のスリップリング支持
装置。
8. The slip ring supporting device according to claim 1, wherein the brush is pressed against a slip ring shaft in a direction orthogonal to a main vibration direction.
【請求項9】 上記スリップリング外筒がその片端部に
おいて1個のベアリングで支持されている請求項1〜5
いずれか1項記載のスリップリング支持装置。
9. The slip ring outer cylinder is supported by one bearing at one end thereof.
The slip ring supporting device according to claim 1.
【請求項10】 上記防振材が周辺部材に接着されてい
る請求項1〜5いずれか1項記載のスリップリング支持
装置。
10. The slip ring supporting device according to claim 1, wherein the vibration isolator is bonded to a peripheral member.
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