JP4476641B2 - Slip ring device - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、人工衛星に搭載される回転体に取り付けられ、回転側と固定側の電気的結合に用いられるスリップリング装置に関するものである。 The present invention relates to a slip ring device that is attached to a rotating body mounted on an artificial satellite and used for electrical coupling between a rotating side and a fixed side, for example.
スリップリング装置は、回転軸と固定側の電気的結合に用いられるが、その基本的な構造は次の通りである。
まず、回転体の回転軸には、導電体材からなる回転リングと絶縁体とが交互に積み重ねられている。一方、回転体の固定側には、その回転軸からある距離をおいて、導電体材からなるブラシホルダーが回転軸方向に積層状に配置され、そのブラシホルダーによってブラシがリングに接触するように固定されている。
The slip ring device is used for electrical coupling between the rotating shaft and the fixed side, and its basic structure is as follows.
First, rotating rings and insulators made of a conductive material are alternately stacked on the rotating shaft of the rotating body. On the other hand, on the fixed side of the rotating body, a brush holder made of a conductive material is arranged in a layered manner in the direction of the rotating shaft at a distance from the rotating shaft so that the brush contacts the ring by the brush holder. It is fixed.
上記のようなスリップリング装置の場合、設置スペースを小さくするためには、一リング/ブラシ当たりの軸方向の幅寸法を小さくすることが望まれる。
しかし、軸方向の幅寸法を小さくすると、スリップリング装置の電気抵抗から発生する熱が問題になる。
即ち、スリップリング装置のブラシや回転リングには電気抵抗が存在し、また、そのブラシと回転リングの接触部にも電気抵抗が存在する。
これらの電気抵抗のうち、比較的サイズの小さいブラシの電気抵抗(以下、ブラシ抵抗という)と、そのブラシと回転リングの接触部における電気抵抗(以下、接触電気抵抗という)は、その回転リングの電気抵抗と比べて大きい。
In the case of the slip ring device as described above, in order to reduce the installation space, it is desired to reduce the axial width dimension per ring / brush.
However, when the axial width dimension is reduced, heat generated from the electrical resistance of the slip ring device becomes a problem.
That is, an electric resistance exists in the brush and the rotating ring of the slip ring device, and an electric resistance also exists in a contact portion between the brush and the rotating ring.
Of these electrical resistances, the electrical resistance of a relatively small brush (hereinafter referred to as brush resistance) and the electrical resistance at the contact portion between the brush and the rotating ring (hereinafter referred to as contact electrical resistance) Greater than electrical resistance.
このため、スリップリング装置に電流を流すと、電気抵抗が大きいブラシから発熱を生じ、また、ブラシとリングの接触部から発熱を生じる。このような発熱を生じると、ブラシが高温軟化して熱変形を生じるなどの問題が発生する。また、ブラシと回転リングの接触部の温度上昇により摩耗増大が生じるなどの問題が発生する。 For this reason, when an electric current is passed through the slip ring device, heat is generated from a brush having a large electric resistance, and heat is generated from a contact portion between the brush and the ring. When such heat generation occurs, problems such as the softening of the brush at a high temperature and the occurrence of thermal deformation occur. In addition, problems such as increased wear occur due to a temperature rise at the contact portion between the brush and the rotating ring.
従来のスリップリング装置は、上記のような問題を解決するため、回転リングに接触して摺動する摺動ブラシを断面矩形状の板で構成し、その摺動ブラシの幅を厚みより大きい形状にしている。
また、この摺動ブラシは、一つの回転リングに2つ設けられ、バネを介して回転リングに押さえ付けられている。
これにより、従来のスリップリング装置では、摺動ブラシの断面積が拡大されるため、ブラシ抵抗が低減している。また、摺動ブラシの厚みよりも幅を大きくしているため、回転リングの回転軸方向の幅を拡大することなく、回転リングを小型にすることが可能になっている(例えば、特許文献1参照)。
In order to solve the above-described problems, the conventional slip ring device has a sliding brush that contacts the rotating ring and slides with a plate having a rectangular cross section, and the width of the sliding brush is larger than the thickness. I have to.
Two sliding brushes are provided on one rotating ring, and are pressed against the rotating ring via a spring.
Thereby, in the conventional slip ring apparatus, since the cross-sectional area of a sliding brush is expanded, brush resistance is reducing. In addition, since the width is larger than the thickness of the sliding brush, it is possible to reduce the size of the rotating ring without increasing the width of the rotating ring in the rotation axis direction (for example, Patent Document 1). reference).
従来のスリップリング装置は以上のように構成されているので、回転リングの回転に伴って、摺動ブラシと回転リングの接触部における接触電気抵抗が増大して、大きな発熱を生じることがあるなどの課題があった。
即ち、摺動ブラシと回転リングが回転摺動することにより、両者から摩耗粉が発生し、この摩耗粉が摺動ブラシと回転リングの間に介在することがある。このような状況下では、回転リングが摺動ブラシから離れ、実質的な電気通路が摩耗粉部分となり、導電部面積が狭くなるため、接触電気抵抗の増加が発生する。また、上記の摩耗粉以外にも周囲の微小なコンタミや回転中にリング表面が磨耗することによって生じるリング表面の微小な凹凸の影響リング表面が磨耗することによる回転リングの表面凹凸などによっても上記と同様の理由により、接触電気抵抗の増大が発生する。
Since the conventional slip ring device is configured as described above, the contact electrical resistance at the contact portion between the sliding brush and the rotating ring increases with the rotation of the rotating ring, which may generate a large amount of heat. There was a problem.
That is, when the sliding brush and the rotating ring rotate and slide, wear powder is generated from both, and this wear powder may be interposed between the sliding brush and the rotating ring. Under such circumstances, the rotating ring is separated from the sliding brush, the substantial electric path becomes a worn powder portion, and the conductive portion area is reduced, so that an increase in contact electric resistance occurs. In addition to the above-mentioned wear powder, the influence of minute contamination on the ring surface caused by wear of the ring surface during rotation and the surface unevenness of the rotation ring caused by wear of the ring surface also cause the above For the same reason, an increase in contact electric resistance occurs.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、摩擦粉や回転リングの表面凹凸などが存在していても、ブラシと回転リングの接触部における接触電気抵抗の増大を抑制することができるスリップリング装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and suppresses an increase in the contact electric resistance at the contact portion between the brush and the rotating ring even if there is friction powder or surface irregularities of the rotating ring. An object of the present invention is to obtain a slip ring device that can be used.
この発明に係るスリップリング装置は、ブラシが可撓性のある導電部材で構成されるとともに、断面形状が矩形であり、かつ、平面形状が櫛形である櫛部と屈曲部が設けられ、上記櫛部が上記回転リングの回転軸方向に複数並べられ、1つのブラシホルダーに複数のブラシが上下に積層され、上記櫛部の先端が同一方向を向くように保持され、一方のブラシの櫛部が他方のブラシの櫛部に交互に入り込むように配置されるとともに、上記上下に積層されたブラシの櫛部が電気的に絶縁された1つの回転リングを圧接するように配置されているものである。 In the slip ring device according to the present invention, the brush is made of a flexible conductive member, the cross-sectional shape is rectangular, and the planar shape is a comb-like shape and a bent portion. A plurality of brushes are arranged in the direction of the rotation axis of the rotating ring, a plurality of brushes are stacked vertically on one brush holder, the tip of the comb portion is held so as to face the same direction, and the comb portion of one brush is together they are arranged so as to enter alternately comb, in which combs the brush laminated on the top and bottom are arranged so as to press the electrically insulated one rotating ring.
この発明によれば、ブラシが可撓性のある導電部材で構成されるとともに、断面形状が矩形であり、かつ、平面形状が櫛形である櫛部と屈曲部が設けられ、上記櫛部が上記回転リングの回転軸方向に複数並べられ、1つのブラシホルダーに複数のブラシが上下に積層され、上記櫛部の先端が同一方向を向くように保持され、一方のブラシの櫛部が他方のブラシの櫛部に交互に入り込むように配置されるとともに、上記上下に積層されたブラシの櫛部が電気的に絶縁された1つの回転リングを圧接して配置するように構成したので、摩擦粉や回転リングの表面凹凸などが存在していても、ブラシと回転リングの接触部における回転中の接触電気抵抗の増大を抑制することができる。また、ブラシホルダーが複数のブラシを別々に保持する必要はなく、ブラシホルダーが複数の櫛部を有するブラシを保持すればよく、組み立てが容易になる。また、ブラシは一枚の板から加工されるため、回転リングと接触する面を容易に揃えることができる効果がある。 According to the present invention, the brush is made of a flexible conductive member, the cross-sectional shape is rectangular, and the comb portion and the bent portion having a planar shape are provided in a comb shape, and the comb portion is the rotating ring. A plurality of brushes are stacked one above the other in the direction of the rotation axis of the brush, and a plurality of brushes are stacked vertically on one brush holder, and the tip of the comb portion is held in the same direction, and the comb portion of one brush alternates with the comb portion of the other brush. Since it is arranged to press and place one rotating ring in which the comb parts of the brushes stacked above and below are electrically insulated , the friction powder and the surface irregularities of the rotating ring, etc. Even if exists, it is possible to suppress an increase in electrical contact resistance during rotation at the contact portion between the brush and the rotating ring. Further, it is not necessary for the brush holder to hold a plurality of brushes separately, and the brush holder only needs to hold a brush having a plurality of comb portions, and assembly is facilitated. In addition, since the brush is processed from a single plate, the surface in contact with the rotating ring can be easily aligned.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるスリップリング装置を示す斜視図であり、図において、断面形状が矩形で可撓性のある平板ブラシ1は回転リング3が回転しているとき、回転リング3との接触を維持して、回転リング3と電気的に結合するものであり、平板ブラシ1は回転リング3の回転軸AA’方向に互いに側面を接するように3枚並べられ、導電性部材からなるブラシホルダー2に保持されている。また、平板ブラシ1は自身が撓むことにより、回転リング3に対して所定の圧接力で接触するように固定されている。
FIG. 1 is a perspective view showing a slip ring device according to
ブラシホルダー2は固定フレーム5に電気的に絶縁された状態で固定され、平板ブラシ1が回転リング3を圧接するように、平板ブラシ1を保持している。
回転リング3は導電性部材から構成されており、複数段の回転リング3を設けた場合に隣り合う回転リング3間の電気的絶縁を確保するため、回転軸AA’方向の両端面には絶縁スペーサ4が設けられている。
なお、ブラシホルダー2と回転リング3には導線(図示せず)が接続されており、それらの導線の片端は固定側、回転側の所定の電気接点に接続されている。
The
The rotating
A conductive wire (not shown) is connected to the
次に動作について説明する。
まず、回転リング3は、図示していない外部機器の作用により、回転軸AA’周りに回転が与えられる。
この際、平板ブラシ1は、回転リング3を圧接するように、ブラシホルダー2によって保持されているので、回転リング3の回転時においても、回転リング3との接触を維持し、回転リング3との電気的な結合状態を継続する。
Next, the operation will be described.
First, the
At this time, since the
ここで、平板ブラシ1は、電気伝導性が良好な部材を用いて構成される。例えば、銅やアルミ、あるいは、それらを基材とする合金、もしくは、金、銀、プラチナなどの貴金属を含む合金が部材として用いられる。
特に、Cu系合金のBeCu(ベリリウム銅)は、種々の導電性材料のなかで、可撓性や耐食性、電気伝導度が良好であり、平板ブラシ1の適材である。さらに好ましくは、比較的安価な銅合金を母材とし、その表面に金メッキを施すようにする。金メッキを施すことにより、隣り合う平板ブラシ1同士の接触部の摩擦を低減するとともに、側面の固着を防止することができる。
Here, the
In particular, Cu-based alloy BeCu (beryllium copper) is a suitable material for the
平板ブラシ1の長さl、1枚の幅w、厚さtは、次のようにして決定される。
まず、平板ブラシ1の長さlは、ブラシホルダー2が回転リング3や絶縁スペーサ4などの周辺の構成部材に干渉しない位置に固定可能な長さを有するようにする。
平板ブラシ1の幅wは、回転リング3の幅Wの方向(回転軸AA’方向)に、少なくとも2枚以上並べることが可能な幅とする(図1の例では、3枚並べている)。望ましくは、5枚以上並べることが可能な幅wとする。具体的には、平板ブラシ1の幅wは0.2〜0.3mm程度が望ましい。
The length l, the width w, and the thickness t of the
First, the
The width w of the
平板ブラシ1の厚さtは、所定のブラシ抵抗値が得られるように決定される。即ち、所望の平板ブラシ1の抵抗値がR1Ωである場合、平板ブラシ1の厚さtは下記の式(1)から決められる。
t=R1/(ρ×n×l/w) (1)
式(1)において、ρは平板ブラシ1の材質の比抵抗であり、nは並べられている平板ブラシ1の個数である。
The thickness t of the
t = R1 / (ρ × n × l / w) (1)
In equation (1), ρ is the specific resistance of the material of the
次に、回転リング3は、平板ブラシ1を構成できる材質を用いて構成すればよい。特に、平板ブラシ1と回転リング3を相互に異なる部材で構成すれば、低温溶着や摩耗を防止することができる効果が得られる。
また、回転リング3における平板ブラシ1との接触部分には金メッキを施すようにしてもよい。その接触部分に金メッキを施すようにした場合、金の良好な導電性と耐食性を回転リング3の母材に付与することができる。
金メッキの厚さは、望ましくは30μm以上とする。また、その表面の粗さはRmax1μm以下が望ましい。
絶縁スペーサ4は、例えば、絶縁性と機械的強度の点からガラス繊維を含むエポキシ系樹脂やテフロン(登録商標)樹脂、あるいは、アルミナなどのセラミック系材料を用いて構成する。
Next, the rotating
Further, the contact portion of the rotating
The thickness of the gold plating is desirably 30 μm or more. The surface roughness is preferably Rmax 1 μm or less.
The insulating
上記のような構成によれば、平板ブラシ1の断面形状が矩形であるため、平板ブラシ1の厚さtを厚くすることにより、回転リング3の幅W内で、最も効率よく平板ブラシ1の断面積を稼げ、平板ブラシ1のブラシ抵抗を下げることができる。
また、平板ブラシ1を回転リング3の回転軸方向に複数並べたことにより、回転リング3が回転しているとき、平板ブラシ1と回転リング3の接触部に生じる接触電気抵抗(以下、ダイナミック抵抗という)を低減することが可能になる。
According to the above configuration, since the cross-sectional shape of the
Further, by arranging a plurality of
図2は平板ブラシ1が1枚だけ配置された場合のダイナミック抵抗の測定結果を示す説明図であり、図3は平板ブラシ1が5枚並べられた場合のダイナミック抵抗の測定結果を示す説明図である。
ただし、図2における平板ブラシ1の幅は1mmであるのに対し、図3における平板ブラシ1の幅は0.2mmであり、5枚分の平板ブラシ1の幅は1mmである。
また、図2及び図3における平板ブラシ1は、それぞれ同等の回転リング3に対して同じ荷重で接触させられているものとする。
また、平板ブラシ1の材質はBeCuであり、回転リング3は金メッキが施された銅材からなるものとする。回転リング3の金メッキが施された面の粗さは、Rmax1μm以下としている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the measurement result of dynamic resistance when only one
However, the width of the
Moreover, the
The
本構成では、回転リング3と平板ブラシ1の見かけの接触面積は同じである。したがって、理想的には、両者の接触電気抵抗は概ね同じ値となると考えられる。
しかし、回転リング3の回転時のダイナミック抵抗は、図2及び図3に示すように、平板ブラシ1が1枚だけ配置されている場合より、5枚の平板ブラシ1が並べられている場合の方が著しく小さい。
In this configuration, the apparent contact area between the
However, as shown in FIGS. 2 and 3, the dynamic resistance during rotation of the
ダイナミック抵抗の増大は、平板ブラシ1と回転リング3の接触部に摩耗粉や外部からコンタミなどが進入して介在し、平板ブラシ1と回転リング3の接触を妨げるため、導電部面積が減少することが一要因である。その他の要因として、回転リング3の摺動部表面の微小な凹凸により平板ブラシ1が振動し、回転リング3との十分な接触状態が一時的に確保できなくなるなどがある。
The increase in dynamic resistance is caused by abrasion powder or contamination entering from the outside into the contact portion between the
複数の平板ブラシ1が並べられている場合、個々の平板ブラシ1が回転リング3への接触方向に対して、互いに独立して動くことができる。このため、複数の平板ブラシ1のうち、いくつかの平板ブラシ1に摩耗粉や突起が介在しても、残る平板ブラシ1が回転リング3との接触を維持する。
即ち、1枚の平板ブラシ1だけが配置されている場合より、複数の平板ブラシ1が並べられている場合の方が、平板ブラシ1と回転リング3の接触部が確保される確率が高くなる。
上記のような理由から、ダイナミック抵抗の増大を防止することができる。
When a plurality of
That is, the probability that the contact portion between the
For the reasons described above, an increase in dynamic resistance can be prevented.
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、平板ブラシ1が可撓性のある導電部材で構成されるとともに、回転リング3の回転軸方向に複数並べられ、複数の平板ブラシ1が回転リング3を圧接するように、ブラシホルダー2が複数の平板ブラシ1を保持するように構成したので、摩擦粉やリング表面が摩擦することによる回転リングの表面凹凸などが存在していても、いくつかの平板ブラシ1が回転リング3に接触することで導電を確保する確率が向上し、回転中のダイナミック抵抗の増大を抑制することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the
なお、1枚の平板ブラシ1を回転リング3の外周にわたって配置した場合にも同様の効果が得られるが、ブラシホルダー2の固定部数が多くなり、構造的に複雑となることが考えられる。
この実施の形態1では、平板ブラシ1が回転リング3の回転軸AA’方向に互いに側面を接するように3枚並べられているものについて示したが、3枚に限るものではなく、例えば、5枚以上並べるようにしてもよい。
また、この実施の形態1では、断面が矩形の平板ブラシとしたが、これに限らない。ブラシ抵抗値が所定の値を満たせば、断面が円形もしくは、楕円形でも良い。
The same effect can be obtained when one
In the first embodiment, the three
Moreover, in this
実施の形態2.
上記実施の形態1では、断面形状が矩形である平板ブラシ1が回転リング3の回転軸AA’方向に並べられているものについて示したが、図4から図6に示すように、断面形状が矩形であり、かつ、平面形状が櫛形である平板ブラシ11,12を回転リング3の回転軸AA’方向に並べるようにしてもよい。即ち、平板の一部にスリット11bが施されて、櫛部11aが形成されている平板ブラシ11と、平板の一部にスリット12bが施されて、櫛部12aが形成されている平板ブラシ12とを、櫛部11a,12aが交互に入り込むように配置することにより、その櫛部11a,12aをブラシとして使用するようにしてもよい。
In
図4(a)は平板ブラシ11,12や回転リング3を上から見た平面図であり、図4(b)は平板ブラシ11,12や回転リング3を横から見た断面図である。
また、図5は平板ブラシ11の平面形状や側面形状を示す構成図であり、図6は平板ブラシ12の平面形状や側面形状を示す構成図である。
4A is a plan view of the
FIG. 5 is a configuration diagram showing a planar shape and a side shape of the
平板ブラシ11,12は、図4から図6に示すように、平板ブラシ11の櫛部11aが平板ブラシ12のスリット12bに入り込み、かつ、平板ブラシ12の櫛部12aが平板ブラシ11のスリット11bに入り込むように配置するとともに、平板ブラシ11,12の櫛部11a,12aが同一平面をなすように配置する。
この際、平板ブラシ11,12には屈曲部11c,12cが設けられているので、平板ブラシ11,12は一つのブラシホルダー2に保持される。ブラシホルダー2の内部においては、平板ブラシ11,12は上下に積層されるように保持される。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
At this time, since the
なお、図4の例では、平板ブラシ11,12のスリット11b,12bは、ブラシホルダー2内に挿入される部分まで施されているが(ブラシホルダー2の外に出ている部分の平板ブラシ11,12の長さlがスリット11b,12bの長さL1と一致している)、これに限るものではなく、例えば、ブラシホルダー2内に挿入される手前の部分まで施されていてもよいし(l>L1)、ブラシホルダー2内に固定されている部分まで施されていてもよいし(l<L1)。また、スリット11b,12bの長さもL1に限るものではない。
ただし、スリット11b,12bの長さは、平板ブラシ11,12を回転リング3に所定の押付力で接触させたときに、スリット11b,12bが設けられた長さ分のブラシ部のたわみが、望ましくは1mm以上となるように設定されるものである。
In the example of FIG. 4, the
However, the lengths of the
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、断面形状が矩形であり、かつ、平面形状が櫛形である平板ブラシ11,12の櫛部11a,12aが交互に入り込むように配置され、櫛部11a,12aがブラシとして使用されるように構成したので、上記実施の形態1と同様の効果を奏する。また、上記実施の形態1のように、ブラシホルダー2が複数のブラシ1を別々に保持する必要はなく、ブラシホルダー2が複数の櫛部を有する平板ブラシ11,12を保持すればよく(図4の例では、上記実施の形態1のブラシ1に相当する櫛部11a,12aが4つあるが、ブラシホルダー2は2つの平板を保持すれば足りる)、組み立てが容易になる効果を奏する。
図1に示すような平板ブラシ1の幅wが小さい場合に、その組み立て性が格段に容易になり、この効果が顕著になる。
また、平板ブラシ11,12は、一枚の板から加工されるため、回転リング3と接触する面を容易に揃えることができる効果も奏する。
As apparent from the above, according to the second embodiment, the
When the width w of the
Moreover, since the
実施の形態3.
上記実施の形態2では、平板ブラシ11,12に屈曲部11c,12cを設けることにより、平板ブラシ11,12の櫛部11a,12aの先端が同一方向を向くように配置して、一つのブラシホルダー2が平板ブラシ11,12を保持するものについて示したが、図7に示すように、平板ブラシ11,12の櫛部11a,12aと同様の櫛部13a,14aを有するが、屈曲部11c,12cが設けられていない平板ブラシ13,14(平板ブラシ13,14の平面形状は平板ブラシ11,12と同じ)を互いに角度θをつけてブラシホルダー2に保持されるようにしてもよい。
図7(a)は平板ブラシ13,14や回転リング3を上から見た平面図であり、図7(b)は平板ブラシ13,14や回転リング3を横から見た断面図である。
In the second embodiment, the
7A is a plan view of the
この実施の形態3によれば、上記実施の形態2と同様の効果を奏する他、上記実施の形態2のように、平板ブラシ11,12に屈曲部11c,12cを設ける必要がないため、一枚の平らな板にスリットを施すだけで平板ブラシ13,14を形成することができ、加工が容易になる効果を奏する。
According to the third embodiment, in addition to the same effects as the second embodiment, it is not necessary to provide the
実施の形態4.
上記実施の形態2では、平板ブラシ11,12に屈曲部11c,12cを設けることにより、平板ブラシ11,12の櫛部11a,12aの先端が同一方向を向くように配置して、一つのブラシホルダー2が平板ブラシ11,12を保持するものについて示したが、図8に示すように、断面形状が矩形であり、かつ、平面形状が櫛形である平板ブラシ15,16の櫛部15a,16aの先端が逆方向を向くように対向配置してもよい。
In the second embodiment, the
即ち、平板の一部にスリット15bが施されて、櫛部15aが形成されている平板ブラシ15と、平板の一部にスリット16bが施されて、櫛部16aが形成されている平板ブラシ16とを用意し、平板ブラシ15の櫛部15aの先端を図中左方向にして、平板ブラシ15の櫛部15aを平板ブラシ16のスリット16bに入れ込み、かつ、平板ブラシ16の櫛部16aの先端を図中右方向にして、平板ブラシ16の櫛部16aを平板ブラシ15のスリット15bに入れ込むように配置することにより、その櫛部15a,16aをブラシとして使用する。
That is, the
図8(a)は平板ブラシ15,16や回転リング3を上から見た平面図であり、図8(b)は平板ブラシ15,16や回転リング3を横から見た断面図である。
なお、平板ブラシ15,16には、櫛部15a,16aが設けられていない側の端部が折り曲げられており(図8(b)を参照)、一つのブラシホルダー2がその折り曲げ部15c,16cを保持するようにしている。
8A is a plan view of the
The flat brushes 15 and 16 are bent at the ends where the
この実施の形態4によれば、上記実施の形態2と同様の効果を奏する他、平板ブラシ15と平板ブラシ16が互いに対向して配置されているため、回転リング3の回転方向が正転と逆転の2方向ある場合でも、ブラシの固定方向の影響が平均化され、安定した接触電気抵抗を得ることができる効果を奏する。
According to the fourth embodiment, in addition to the same effects as those of the second embodiment, since the
実施の形態5.
上記実施の形態1〜4では、複数の平板ブラシ1が回転リング3の回転軸AA’方向に並べられ、あるいは、複数の平板ブラシの櫛部を交互に入れ込むように配置されているものについて示したが、図9に示すように、平板ブラシ1、あるいは、平板ブラシ1に相当する櫛部を図中BB’方向に複数段積層するようにしてもよい。
図9(a)は平板ブラシ1や回転リング3を横から見た断面図であり、図9(b)は図9(a)のBB’断面図である。
In the first to fourth embodiments, a plurality of
9A is a cross-sectional view of the
図9の例では、平板ブラシ1(あるいは、平板ブラシ1に相当する櫛部)の上に、その平板ブラシ1と材質が同じであり、かつ、その平板ブラシ1と概ね等しい幅wと長さlを有する補助平板ブラシ21を重ねるようにしている。
例えば、平板ブラシ1の厚さがt1であって、補助平板ブラシ21の厚さがt2であるとすると、その合計の厚さがt1+t2となるが、この際、平板ブラシ1及び補助平板ブラシ21からなるブラシと、厚さがt1+t2の平板ブラシとを比較すると、平板ブラシ1及び補助平板ブラシ21からなるブラシの方がたわみ剛性が低くなる。このとき、ブラシ抵抗は、ブラシの断面積が同じであることから概ね同一とすることができる。
In the example of FIG. 9, on the flat brush 1 (or a comb portion corresponding to the flat brush 1), the material is the same as that of the
For example, if the thickness of the
したがって、平板ブラシ1及び補助平板ブラシ21からなるブラシは、所望のブラシ接触力を得るためのブラシたわみ量に誤差や変動が生じても、ブラシの接触力に与える影響を少なくすることができる効果が得られる。即ち、組み立て時の接触力調整が容易となる効果が得られる。また、ブラシや回転リング3が摩耗し、ブラシたわみ量が減少することによるブラシ接触力の低下を少なくする効果が得られる。
Therefore, the brush composed of the
なお、この実施の形態5では、平板ブラシ1(あるいは、平板ブラシ1に相当する櫛部)の上に、1枚だけ補助平板ブラシ21を重ねるようにしているが、これに限るものではなく、2枚以上の補助平板ブラシ21を重ねるようにしてもよい。
In the fifth embodiment, only one auxiliary
実施の形態6.
上記実施の形態5では、平板ブラシ1と材質が同じである補助平板ブラシ21を重ねるものについて示したが、平板ブラシ1よりも電気導電性が高い材質からなる補助平板ブラシ21を重ねるようにしてもよい。
In the fifth embodiment, the auxiliary
例えば、平板ブラシ1の材質がBeCuであるとき、BeCuより電気導電性が高いCu(銅)を用いて補助平板ブラシ21を構成してもよい。
この実施の形態6によれば、平板ブラシ1と回転リング3との摩耗・摩擦特性を維持しつつ、BeCuのみで構成した場合よりもブラシ抵抗を低くすることができる効果を奏する。
For example, when the material of the
According to the sixth embodiment, while maintaining the wear / friction characteristics of the
実施の形態7.
上記実施の形態1〜6では、回転リング3と接触する側の平板ブラシ1(あるいは、平板ブラシ1に相当する櫛部)の面が一様に加工されているものについて示したが、図10に示すように、回転リング3と接触する側の平板ブラシ1(あるいは、平板ブラシ1に相当する櫛部)の接触面1aのエッジが面取りされているようにしてもよい。
即ち、平板ブラシ1の接触面1aのエッジに曲率部1bを形成してもよい。
図10は平板ブラシ1の断面形状を示す断面図である。
Embodiment 7 FIG.
In the said Embodiment 1-6, although shown about what the surface of the flat brush 1 (or the comb part equivalent to the flat brush 1) by the side which contacts the
That is, you may form the curvature part 1b in the edge of the contact surface 1a of the
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape of the
この実施の形態7によれば、回転リング3と断面矩形の平板ブラシ1が接触したとき、平板ブラシ1のエッジ部分に発生する接触面圧集中を緩和することができる。
即ち、平板ブラシ1における接触部の平板ブラシ幅方向の接触面圧分布を一様にすることができる。
これにより、平板ブラシ1の断面形状が矩形である場合に発生しやすいエッジ接触部における過度の摩耗を低減して、摩耗粉による接触電気抵抗変動を低減することができる効果を奏する。
According to the seventh embodiment, when the
That is, the contact surface pressure distribution in the flat brush width direction of the contact portion in the
Thereby, the excessive wear in the edge contact part which is easy to occur when the cross-sectional shape of the
実施の形態8.
上記実施の形態1〜7では、複数の平板ブラシ1(あるいは、平板ブラシ1に相当する櫛部)が回転リング3の回転軸方向に並べられているものについて示したが、図11に示すように、複数の平板ブラシ1(あるいは、平板ブラシ1に相当する櫛部)の組を回転リングの円周方向に複数配置するようにしてもよい。
図11はこの発明の実施の形態8によるスリップリング装置を示す断面図である。
In the said Embodiment 1-7, although it showed about what the some flat brush 1 (or the comb part equivalent to the flat brush 1) was arranged in the rotating shaft direction of the
FIG. 11 is a sectional view showing a slip ring device according to
図11の例では、回転リング3の上部と接触する位置に平板ブラシ1の組を配置するとともに、回転リング3の下部と接触する位置に平板ブラシ1の組を配置しているものを示している。
また、図11の例では、2組の平板ブラシ1とブラシホルダー2の位置関係は、回転リング3に対して、線対称の関係となるように配置している。
なお、すべての平板ブラシ1は、電気的に並列接続となるように図示せぬ導線により接続されている。
In the example of FIG. 11, a set of the
Further, in the example of FIG. 11, the positional relationship between the two sets of the
In addition, all the
以上で明らかなように、この実施の形態8によれば、2組の平板ブラシ1が一つの回転リング3に対して電気的に並列に接触しているため、接触電気抵抗とブラシの抵抗値が、上記実施の形態1〜7の略半分になる効果が得られる。
また、2組の平板ブラシ1が互いに線対称に配置されているため、回転リング3の回転方向が正転、逆転のいずれであっても、電気特性が平均化される効果が得られる。
As apparent from the above, according to the eighth embodiment, since the two sets of
Further, since the two sets of
なお、この実施の形態8では、2組の平板ブラシ1が一つの回転リング3に配置されているものについて示したが、3組以上の平板ブラシ1が一つの回転リング3に配置されていてもよく、同様の効果を奏することができる。
In the eighth embodiment, two sets of
1 平板ブラシ、1a 接触面、1b 曲率部、2 ブラシホルダー、3 回転リング、4 絶縁スペーサ、5 固定フレーム、11 平板ブラシ、11a 櫛部、11b スリット、11c 屈曲部、12 平板ブラシ、12a 櫛部、12b スリット、12c 屈曲部、13 平板ブラシ、13a 櫛部、14 平板ブラシ、14a 櫛部、15 平板ブラシ、15a 櫛部、15b スリット、15c 折り曲げ部、16 平板ブラシ、16a 櫛部、16b スリット、16c 折り曲げ部、21 補助平板ブラシ。
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