JP4446328B2 - 電気スリップリングアセンブリ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して電気スリップリングアセンブリの製造方法及び電気スリップリング装置に係り、更に詳細には、本発明は、多数の導電性スリップリングを支持するための互いに離れた複数のくし状構造物を使用する電気スリップリングアセンブリに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気スリップリングは、構造部材のうちの一つがもう一方に対して回転可能である一つの構造部材から別の構造部材に電気信号を伝達するための装置として公知である。例えば、このようなスリップリングアセンブリが、その外周面上に伸長する複数の導電性リングを有する相対的に固定された環状ベース部材からなっていてもよい。各リングはスリップリングベースの周上の相当の部分に伸長している。一連の導電性ブラシが、スリップリングベースの周りを回転する相対的に回転可能な構造部材上に配置されており、各ブラシが導電性リングベースのうちの一つの表面に接触するように配置されて、一連の、２つの構造部材間の電気的接続を形成している。
【０００３】
それゆえ、ここで述べたようなタイプのスリップリングベースの製造方法は、ベース自体を成形しながらベースの一部として導電性リングを成形するか、又は、溝を有するスリップリングベースを完成した後で、導電性リング用に形成された溝にメッキを施して導電性リングを作りこむか、のいずれかの工程を含んでいた。どちらの技術でも、非常に費用がかかると実証されている、高価な工具加工及び機械加工作業が必要である。
【０００４】
上述の成形過程に関して、例えば、エポキシがリングの周りに鋳込まれてスリップリングベースを生成するように、導電性リングを金型内に位置させることが必要である。この成形過程が行われる間、リングを適切な位置に支持しかつ維持するためには費用のかかる工具加工が必要である。成形過程が終了した後これらのリングはメッキが施されるが、その際にも別の工具加工が必要になる。この技術を使用して、鋳込まれたエポキシに空洞があったり又は導電性リング材料と適切に結合していなかったりする場合、メッキ溶液がエポキシ内又はリングの周りに閉じ込められることは稀なことではない。短期間スリップリングを使用した後、これらの溶液はリング表面に移動して過度の磨耗や間欠的な電気的接触異常を引き起こす。
【０００５】
成形の後にメッキを施す、これらの技術を使用すると、メッキがベース部材に適切に付着しないということは稀なことではない。この場合、導電性リングを取り除いて、機械加工を再度行い、メッキをし直さなければならない。これらの作業には費用及び時間がかかるということはすぐにわかるだろう。多くの場合、損傷を修復することが不可能であり、また少なくともスリップリングベース全体を処分しなければならない。この損失は大きなものである。
【０００６】
「電気スリップリングアセンブリの製造方法」という名称のＢｏｗｍａｎ他特許、米国特許第５，０５４，１８９号（以下、「‘１８９’特許」と称する）に、先行技術の電気スリップリング製造方法が記載されている。‘１８９’特許に記載の方法の困難としては、費用のかかる工具加工及び機械加工が電気スリップリングアセンブリを作るために必要になることが挙げられる。更に詳細には、‘１８９’特許では、環状ベース部材１０、溝１２及び１６が機械加工され、導電性ストリップ２０がその中に置かれる。更に、これを溝１２及び１６の中に巻き付けて導電性リング２０とすることは時間も費用もかかる。従って、このように費用のかかる工具加工及び機械加工の必要な、現在の電気スリップリング製造方法と比較して製造コストを削減できる方法及び装置が望まれている。
【０００７】
【先行技術文献】
【特許文献１】
米国特許第５，０５４，１８９号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ本発明の目的は、それを作るために費用のかかる工具加工及び機械加工が必要なく、製造コストを削減する、電気スリップリングアセンブリを提供することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、環状ベース部材の必要が無い電気スリップリングアセンブリを提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、複数の導電性スリップリングを支持するくし状構造物を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためになされた本発明による電気スリップリングアセンブリは、互いに離れた第一の複数の環状導電性のリングと、それぞれ内側に伸長する複数のスロットを有し、それらのスロットを一つの面に配列した支持構造物を形成して、周方向に互いに離れた第二の複数の非導電性支持構造物とから成るアセンブリにおいて、
前記非導電性支持構造物が櫛状構造を有し、前記複数のスロットがリングスロットとバリアスロットとを含み、各リングスロットがそれに隣接するバリアスロットを有し、前記リングがそれぞれ、前記リングスロットに取り付けられて、前記各リングが隣接するリングから離されており、さらに、前記バリアスロットに取り付けられたバリアを含み、前記バリアは環状であり、且つ、前記バリアは絶縁性であって、前記リングの上表面は前記リングスロット内に位置し、前記バリアは前記非導電性支持構造物の最上表面を越えて延伸されている、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、互いに離れた多数のくし状構造物によって位置が保持された複数の導電性リングを有する電気スリップリングアセンブリを対象とし、従来必要だった、ベースの一部として導電性リングを成形する、又は完成されたベースにメッキを施して導電性リングを作りこむ、手順を巧みに不要にした。更に、本発明によれば、環状ベースを加工し、機械加工済ベース部材に導電性ストリップを巻き付けるという費用も時間もかかる作業を行う必要がない。
【００１３】
本発明のこれら及びその他の目的は、ある電気スリップリングアセンブリによって達成される。その電気スリップリングアセンブリは、互いに離れた第一の複数個の環状導電性のリング、及び周方向に互いに離れた第二の複数個の非導電性支持構造物を包含している。非導電性支持構造物は、その一つの面に配列された、それぞれ内側に伸長するスロットを有している。第一の複数個の導電性リングはそれぞれ、第二の複数個の支持構造物内の内側に伸長しているスロットの内の、いくつかのスロットに取り付けられており、各導電性リングは隣接する導電性リングから離されている。さらに、前記内側に伸長している複数のスロットの内の、他のいくつかのスロットに取り付けられた、バリアを含む。
【００１４】
本発明の前述及びその他の目的は、好ましくは、また別の電気スリップリングアセンブリによって達成される。その場合、導電性リングは、第二の複数個の非導電性支持構造物に取り付けられる場合、互いに縦方向（軸方向）に離されている。
【００１５】
本発明の前述及びその他の目的は、好ましくは、また別の電気スリップリングアセンブリによって達成される。その場合、導電性リングは、第二の複数個の非導電性支持構造物に取り付けられる場合、互いに横方向（軸と直交する方向）に離されている。
【００１６】
本発明の更に他の目的及び利点は、発明を実施するための、考えられる最良の形態を単に図解するために示した、発明の好ましい実施例を記載した以下の詳細な説明から、当業者にはすぐに明らかになろう。もちろん、本発明は他の、異なる実施例が可能であり、そのいくつかの詳細はすべて、この発明から逸脱することなく種々の明らかな面において変更が可能である。従って以下の図面及び説明は、単に本発明を図解するためのものと見なすべきで、本発明を限定するものと見なすべきではない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、くし状構造物１０の斜視図が示される。以下に述べる通り、このくし状構造物による利点としては、ベースの一部として導電性リングを成形する、または完成されたベースにメッキを施して導電性リングを作りこむ必要がなくなる。更に、本発明により、環状ベースを機械加工したり、導電性ストリップをベース部材に巻き付けるという費用も時間もかかる作業を行う必要がなくなる。
【００１８】
くし状構造物１０は上表面１２及び下表面１４を有している。非導電性くし状構造物１０は適切な材料から機械加工または成形される。くしは、最上表面１６から伸長する一連の比較的狭い溝２０を包含している。溝２０は上表面１２とほぼ同じ高さで終わっているが、溝２０は図１に示す通り上表面１２の下まで伸長していてもよい。一連の比較的広い溝２２が、溝２０の間にある。図１に示す通り、２つの、隣接する比較的狭い溝２０’及び２０”があり、その用途を以下で詳細に説明する。
【００１９】
溝２２と位置合わせされた複数の比較的広い溝２４が下表面１４から内側に伸長している。貫通孔２６が溝２２の底面２８から溝２４の各底面まで伸長している。
【００２０】
図２（Ａ）を参照すると、くし状構造物１０は、それぞれ、スロット２０、２２に設けられたバリア５０及び導電性スリップリング５２と共に示されている。各スロット２０、２２は対応するバリア５０又は導電性リング５２を包含するが、簡単のため、一組のバリア５０及び導電性リング５２だけを図示する。電圧によって、バリアが必要なかったり、一つ以上のバリアが必要であったりする。ＵＬは電圧クリープパスに関する標準を有している。低電力又は信号回路には数ミリボルトの電位しかないので、バリアがなくてもよい。５００ボルト以上の高電圧回路には、一つの回路から別の回路へのアークを止めるための多数のバリアが必要になろう。
【００２１】
バリア５０及び導電性リング５２はくし状構造物１０と係合している。しかし、特に図３及び図４に関しては、リング５０、５２が円形環状リングであり、それらは一つ又はいくつかの部分に分けて機械加工又は成形してから、全３６０度環状リングとして完成できる、ということを理解されたい。リング５０、５２の断面形状は、取り付けられるべき溝２０、２２の形状にほぼ一致するように選択される。
【００２２】
図２（Ｂ）に示すように、バリア５０は圧入、エポキシ等の手段によってスロット２０に取り付けられる。リング５２は、溶接か他の方法でリング５２に固定された複数のスタッド５４を有している。スタッド５４は、くし状構造物１０内で対応する貫通孔２６を通って伸長している。ワッシャ及びナット、それぞれ５６、５８が、各溝２４内に位置しており、リング５２のそれぞれの部分をくし状構造物１０に固定している。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す通り、リング５２の厚みは対応する溝２０の深さより小さく、リング５２の上表面６０はくし状構造物１０の最上表面１６の下に位置している。一方、バリア５０は最上表面１６よりさらに上方に伸長している。このようにすることにより、ブラシ（図示せず）が、隣接するブラシ及び回転可能な構造部材（図示せず）中のリングと電気的に絶縁される。
【００２３】
パンケーキ型の実施例が図３に示されており、環状スリップリングアセンブリが図４（Ａ）及び（Ｂ）に示されている。図３では、複数のくし状構造物１０が、くし状構造物１０内の貫通孔３２及び３４を通ずる、適当なタイプの公知の固定子を使用して、ベース又はブラケット７０に固定されている。くし状構造物１０は周方向に互いに離れている。周上のくしの数は、導電性リング５２の機械的剛性によって決められる。ブラシが、くし状構造物１０の間の非支持領域上を移動する際に電気的接触を維持できるように、十分な数のくし状構造物をリング５２上に設ける必要がある。
【００２４】
図３に示す通り、リング５２及びバリア５０はくし状構造物１０に取り付けられている。電気的接続が各リングに対して行われ、電気的接続がくし状構造物１０の間を通ってスリップリングの内径側へ出る。導電性リング５２間の電気バリア５０は、エポキシ化するか、又は所定の位置に機械的にロック出来る。バリアは、くし状構造物１０内のスロット２０に容易に設けられる、可撓性、非導電性の適当な材料で作られている。くし状構造物１０、リング５０、５２が、図３に示すような面上の、又は図４に示すような周上の、何れかの方法でエポキシベースに固定出来る。図３に示す通り、各リング５０、５２は異なる直径を有している。
【００２５】
図４に示す通り、それぞれのくし状構造物１０は、くし状構造物を支持するベース又は別々のブラケットに取り付けられる。
【００２６】
図４（Ｂ）に示す通り、各電気リング５２は同じ直径を有している。他の全ての面において、図４の実施例は図３の実施例と同一である。
【００２７】
本発明が上述の目的全てを満たすことは、通常の当業者にはすぐに分かるであろう。前述の明細書を読めば、通常の当業者には、ここに大まかに開示された発明に対し、種々の変更、等価物による置換え、及び種々の他の側面を実現できるであろう。それゆえ、ここに与えられる保護は、添付の請求項及びその等価物に含まれる定義によってのみ限定される、つもりである。
【００２８】
本発明は、添付図面の図中において例として図解されているものであり、これに限定されるものではない。添付図面の図中、同一の参照番号を有する要素は全体を通して同様の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、くし状支持構造物の斜視図である。
【図２】（Ａ）は、くし状構造物のスロットに設けられたバリア及び導電性リングを含む、くし状支持構造物の斜視図である。
（Ｂ）は、くし状支持構造物に取り付けられたバリア及び導電性リングを含む、くし状構造物の一部の断面図である。
【図３】本発明による、パンケーキ型スリップリングの正面図である。
【図４】（Ａ）は、本発明による第二の実施例の側面図であり、各スリップリングが同じ径を有している。
（Ｂ）は、（Ａ）に示された実施例の正面図である。
【符号の説明】
１０ くし状構造物
１２ 上表面
１４ 下表面
１６ 最上表面
２０、２０’、２０” 浅い溝
２２、２４ 広い溝
２６、３２、３４ 貫通孔
２８、３０ 溝の底面
５０ バリア
５２ 導電性リング
５４ スタッド
５６ ワッシャ
５８ ナット
６０ （導電性リングの）上表面
７０ ベース又はブラケット

Claims (7)

1. 互いに離れた第一の複数の環状導電性のリングと、
   それぞれ内側に伸長する複数のスロットを有し、それらのスロットを一つの面に配列した支持構造物を形成して、周方向に互いに離れた第二の複数の非導電性支持構造物とから成るアセンブリにおいて、
   前記非導電性支持構造物が櫛状構造を有し、
   前記複数のスロットがリングスロットとバリアスロットとを含み、各リングスロットがそれに隣接するバリアスロットを有し、
   前記リングがそれぞれ、前記リングスロットに取り付けられて、前記各リングが隣接するリングから離されており、
   さらに、前記バリアスロットに取り付けられたバリアを含み、
   前記バリアは環状であり、且つ、
   前記バリアは絶縁性であって、
   前記リングの上表面は前記リングスロット内に位置し、
   前記バリアは前記非導電性支持構造物の最上表面を越えて延伸されている、ことを特徴とする電気スリップリングアセンブリ。
2. 前記導電性リングが、前記第二の複数の非導電性支持構造物に取り付けられる場合、互いに軸方向に離れていることを特徴とする、請求項１に記載の電気スリップリングアセンブリ。
3. 前記導電性リングが、前記第二の複数の非導電性支持構造物に取り付けられる場合、互いに軸と直交する方向に離れていることを特徴とする、請求項１に記載の電気スリップリングアセンブリ。
4. 前記バリアスロットが前記リングスロットより深いことを特徴とする、請求項１に記載の電気スリップリングアセンブリ。
5. 各前記第一の複数の導電性リングが同じ径を有することを特徴とする、請求項１に記載の電気スリップリングアセンブリ。
6. 各前記第一の複数の導電性リングが異なる径を有することを特徴とする、請求項１に記載の電気スリップリングアセンブリ。
7. 更に、前記第一の複数の導電性リングを前記第二の複数の支持構造物に固定するファスナを含む、請求項１に記載の電気スリップリングアセンブリ。

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