JP4342341B2 - 導電構造 - Google Patents
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また、既存のコイルばねを用いることにより、従来のブラシ方式と比較して製造コスト及び重量を大幅に低減することができる。また、振動や衝撃が生じた場合でも、コイルばねが自在に弾性変形することで耐振動性及び耐衝撃性を向上させることができる。さらに、従来から用いられていたブラシとブラシホルダーが不要となるため、これらを設けるスペースも不要となり、小型化を実現することができる。
一方、回転軸が回転すると、回転軸の回転力が駆動力伝達部材を介して回転体に伝達される。これにより、回転体に回転駆動力が発生し回転する。また逆に、回転体の回転力は、駆動力伝達部材を介して回転軸に伝達される。
このように、コイルばねは駆動力伝達部材と回転軸又は筒状部とにそれぞれ接触しているため、駆動力伝達性能と通電性能とを両立させることができ、特に、駆動性及び導電性がそれぞれ必要な車両の輪軸などに幅広く用いることができる。
また、既存のコイルばねを用いていることにより、従来のブラシ方式と比較して製造コスト及び重量を大幅に低減することができる。また、振動や衝撃が生じた場合でも、コイルばねが自在に弾性変形することで耐振動性及び耐衝撃性を向上させることができる。さらに、従来から用いられていたブラシとブラシホルダーが不要となるため、これらを設けるスペースも不要となり、小型化を実現することができる。
一方、回転軸が回転すると、回転軸の回転力が駆動力伝達部材を介して回転体に伝達される。これにより、回転体に回転駆動力が発生し回転する。また逆に、回転体の回転力は、駆動力伝達部材を介して回転軸に伝達される。このように、駆動力伝達部材及びコイルばねは回転軸及び筒状部にそれぞれ接触しているため、駆動力伝達性能と通電性能とを両立させることができ、特に、駆動性及び導電性がそれぞれ必要な車両の輪軸などに幅広く用いることができる。
また、駆動力伝達部材にコイルばねを設けている場合には、駆動力伝達部材を位置決めすることにより、コイルばねも位置決めすることができる。この結果、駆動力伝達部材を複数設けた場合に、駆動力伝達部材が筒状部又は回転軸の一部の部位に偏ることがなく、また、コイルばねも筒状部又は回転軸の一部の部位に偏ることがないため、回転軸と回転体との通電状態の安定性を維持できる。
また、コイルばねが回転軸又は筒状部から圧力を受けた場合には、コイルばねが弾性変形して凹部の内部に隠れるため、コイルばね自体が圧力により破損することを防止できる。さらに、コイルばねが弾性変形した状態で駆動力伝達部材や回転軸又は筒状部と接触することにより、両者の接触圧力を高めることができ、回転軸と回転体との通電状態の安定性をさらに向上させることができる。
また、既存のコイルばねを用いていることにより、従来のブラシ方式と比較して製造コスト及び重量を大幅に低減することができる。また、振動や衝撃が生じた場合でも、コイルばねが自在に弾性変形することで耐振動性及び耐衝撃性を向上させることができる。また、従来から用いられていたブラシとブラシホルダーが不要となるため、これらを設けるスペースも不要となり、小型化を実現することができる。
さらに、コイルばねは駆動力伝達部材と回転軸又は筒状部とにそれぞれ接触しているため、駆動力伝達性能と通電性能とを両立させることができ、特に、駆動性及び導電性がそれぞれ必要な車両の輪軸などに幅広く用いることができる。
また、既存のコイルばねを用いていることにより、従来のブラシ方式と比較して製造コスト及び重量を大幅に低減することができる。また、振動や衝撃が生じた場合でも、コイルばねが自在に弾性変形することで耐振動性及び耐衝撃性を向上させることができる。また、従来から用いられていたブラシとブラシホルダーが不要となるため、これらを設けるスペースも不要となり、小型化を実現することができる。
さらに、駆動力伝達部材及びコイルばねは回転軸及び筒状部にそれぞれ接触しているため、駆動力伝達性能と通電性能とを両立させることができ、特に、駆動性及び導電性がそれぞれ必要な車両の輪軸などに幅広く用いることができる。
また、駆動力伝達部材にコイルばねを設けている場合には、駆動力伝達部材を位置決めすることにより、コイルばねも位置決めすることができる。この結果、駆動力伝達部材を複数設けた場合に、駆動力伝達部材が筒状部又は回転軸の一部の部位に偏ることがなく、また、コイルばねも筒状部又は回転軸の一部の部位に偏ることがないため、回転軸と回転体との通電状態の安定性を維持できる。
また、コイルばねが回転軸又は筒状部から圧力を受けた場合には、コイルばねが弾性変形して凹部の内部に隠れるため、コイルばね自体が圧力により破損することを防止できる。さらに、コイルばねが弾性変形した状態で駆動力伝達部材や回転軸又は筒状部と接触することにより、両者の接触圧力を高めることができ、回転軸と回転体との通電状態の安定性をさらに向上させることができる。
なお、本実施形態においては、導電構造が電車の輪軸の駆動機構に用いられる形態を例にとり説明するが、これに限られることはなく、本発明の導電構造は、一方の部材と他方の部材との通電状態を維持することが必要な全てのものに適用することができる。
また、アウタースリーブ24は、台車(図示省略)に組み付けられた軸箱(軸受け部材)22に支持されている。軸箱22の内部にはアウタースリーブ24の外周に位置するボールなど(図示省略)が配置されており、アウタースリーブ24はこのボールなどにより軸箱22に対して回転する。
また、インナースリーブ18の溝部18Bとアウタースリーブ24の溝部24Bとの間であって車輪20側と軸方向反対側の第2領域には金属性のコイルばね14が配置されている。このため、コイルばね14は、インナースリーブ18の溝部18B及びアウタースリーブ24の溝部24Bの多くの点でそれぞれ接触した状態となっている。このため、車軸16からインナースリーブ18及びアウタースリーブ24を介して車輪20まで電気的に接続された状態(導電性)になっている。
また、コイルばね14をインナースリーブ18の溝部18Bとアウタースリーブ24の溝部24Bとの間に配置させることにより、コイルばね14を位置決めすることができ、駆動力伝達時に所定の駆動力がコイルばね14に作用した場合でもコイルばね14がインナースリーブ18上を移動することがない。この結果、車軸16から車輪20における通電状態の安定性を向上することができる。
また、インナースリーブ18がアウタースリーブ24に挿入された状態において車輪20側と軸方向反対側のインナースリーブ18の外周には、円柱状部材12及びコイルばね14の移動を阻止する第2ワイヤー部材(区分け部材)27と、インナースリーブ18の溝部18Bに塗布されたグリースの外部への飛散や外部からのゴミ・埃の侵入を阻止するための第2シール部材25(区分け部材)がそれぞれ配置されている。第2シール部材25と第2ワイヤー部材27は第1領域と第2領域との境界近傍に配置されており、第2ワイヤー部材27を設けることにより円柱状部材12が第2領域に移動することを防止し、あるいはコイルばね14が第1領域に移動することを防止している。さらに、第2ワイヤー部材27を設けることにより円柱状部材12又はコイルばね14が磨耗や劣化などにより破損した場合に生じる円柱状部材12又はコイルばね14のそれぞれの破片が他の領域に混入してしまうことを防止している。特に、円柱状部材12又はコイルばね14のそれぞれの破片が微粒の場合には、第2シール部材25によって各破片の他の領域への混入を防止することもできる。
さらに、インナースリーブ18がアウタースリーブ24に挿入された状態において第2シール部材25側と軸方向反対側のインナースリーブ18の外周には、コイルばね14の抜けを防止するための第3ワイヤー部材23と、インナースリーブ18の溝部18Bに塗布されたグリースの外部への飛散や外部からのゴミ・埃の侵入を阻止するための第3シール部材21がそれぞれ配置されている。
また逆に、車輪20の回転力は、アウタースリーブ24、円柱状部材12及び軸インナースリーブ18を介して車軸16に伝達される。
ここで、駆動力伝達時には、コイルばね14に車軸16又は車輪20から所定の圧力が作用する。コイルばね14に圧力が作用し続けると、コイルばね14が劣化しあるいは磨耗する。このとき、コイルばね14の破片は、第2シール部材25及び第2ワイヤー部材27により遮断されるため第1領域に混入することがない。この結果、コイルばね14が破損などした場合にも駆動力伝達性能に悪影響を与えることがない。また、メンテナンス時において、円柱状部材12を取り出すことなく、コイルばね14のみを新しいものに取り換えることができ、メンテナンス性を向上できる。
なお、凹部56及びコイルばね54の個数は、単数個でもよく、3個以上の複数個としてもよい。
また、コイルばね54が凹部56に設けられているため、コイルばね54の円柱状部材52に対する位置ずれを防止できる。これにより、振動や衝撃が生じた場合でも、コイルばね54が円柱状部材52から分離してしまうことがないため、車軸16と車輪20との通電状態を維持することができ、通電状態の安定性を向上させることができる。
さらに、円柱状部材52はインナースリーブ18の溝部18Bとアウタースリーブ24の溝部24Bとの間に配置されており、円柱状部材52が溝部18B、24Bにより位置決めされるため、円柱状部材52のインナースリーブ18又はアウタースリーブ24に対する位置ずれを防止できる。この結果、円柱状部材52の凹部56に設けられているコイルばね54のインナースリーブ18又はアウタースリーブ24に対する位置ずれも防止することができ、車軸16と車輪20との通電状態の安定性を向上させることができる。
一方、モータが駆動すると車軸16が回転する。車軸16が回転すると、その回転駆動力が円柱状部材52を介して伝達し、軸箱22が回転する。軸箱22が回転すると車輪20が回転する。このように、車軸16をモータ等により回転駆動させることにより、車輪20を回転させることができる。
また逆に、車輪20の回転力は、軸箱22を介して車軸16に伝達される。
ここで、駆動力伝達時には、コイルばね54にインナースリーブ18又はアウタースリーブ24から所定の圧力が作用し、コイルばね54自体が弾性変形する。コイルばね54が弾性変形するとコイルばね54が凹部56の内部に隠れた状態となる。これにより、圧力が作用することによりコイルばね54が破損してしまうことを防止でき、同時にコイルばね54のインナースリーブ18又はアウタースリーブ24に対する接触圧力を高めることができ、車軸16と車輪20との通電状態の安定性を向上させることができる。
なお、凹部76及びコイルばね74の個数は、単数個でもよく、また複数個としてもよい。
なお、凹部96及びコイルばね94の個数は、単数個でもよく、また複数個としてもよい。
14、54、74、94 コイルばね
16 車軸(回転軸)
20 車輪(回転体)
24 アウタースリーブ(筒状部)
25 第2シール部材(区分け部材)
27 第2ワイヤー部材(区分け部材)
56、76、96 凹部
Claims (10)
- 導電性の回転軸と、前記回転軸の軸回りに前記回転軸と共に回転する導電性の回転体と、前記回転体に設けられ前記回転軸が挿入された状態で前記回転体と共に回転する導電性の筒状部と、前記回転軸と前記筒状部との間に設けられ前記回転軸又は前記回転体の回転力を前記回転体又は前記回転軸に伝達する導電性の駆動力伝達部材と、前記駆動力伝達部材と前記回転軸又は前記筒状部との間に設けられ前記駆動力伝達部材と前記回転軸又は前記筒状部にそれぞれ接触するコイルばねと、を有することを特徴とする導電構造。
- 導電性の回転軸と、前記回転軸の軸回りに前記回転軸と共に回転する導電性の回転体と、前記回転体に設けられ前記回転軸が挿入された状態で前記回転体と共に回転する導電性の筒状部と、前記回転軸と前記筒状部との間に設けられ前記回転軸又は前記回転体の回転力を前記回転体又は前記回転軸に伝達する導電性の駆動力伝達部材と、前記回転軸と前記筒状部との間に設けられ前記回転軸及び前記筒状部にそれぞれ接触するコイルばねと、を有することを特徴とする導電構造。
- 前記回転軸と前記筒状部との間には、前記駆動力伝達部材が設けられている第1領域と前記コイルばねが設けられている第2領域とを区分けする区分け部材を有することを特徴とする請求項2に記載の導電構造。
- 前記筒状部は、前記回転体に一体形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の導電構造。
- 前記回転軸及び前記筒状部には、前記駆動力伝達部材を位置決めする溝部がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の導電構造。
- 前記コイルばねは、前記駆動力伝達部材の外表面に前記駆動力伝達部材の軸方向に対して略直交する方向に沿って巻き付けられていることを特徴とする請求項1、4、5のいずれか1項に記載の導電構造。
- 前記駆動力伝達部材の外表面に凹部が形成されており、前記凹部に前記コイルばねが設けられていることを特徴とする請求項1、4、5、6のいずれか1項に記載の導電構造。
- 前記凹部は、前記駆動力伝達部材の軸方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項7に記載の導電構造。
- 前記凹部は、前記駆動力伝達部材の軸方向に対して傾斜して形成されていることを特徴とする請求項7に記載の導電構造。
- 前記回転体は、電車の車輪であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の導電構造。
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