JP4625977B2 - Rotary brush - Google Patents
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Description
本発明は、ロータリーブラシに係り、特に産業機械等で旋回台と共に装備され、固定側である機械本体部の電源部から可動領域の各種作業機構に対する電源の供給や動作指令に伴う制御信号の伝達に際して常用されるロータリーブラシに関する。 The present invention relates to a rotary brush, in particular, equipped with a swivel base in an industrial machine or the like, and is supplied with power from a power supply unit of a machine body portion on a fixed side to various working mechanisms in a movable region and transmission of control signals accompanying operation commands. The present invention relates to a rotary brush that is commonly used.
トラッククレーン車や高所作業車等の建設車両にあっては、車体上に装備された旋回台を介して操縦室およびクレーン等が上方に装備され、この操縦室からの指令で、例えば車体側面に伸縮するアウトリガーの伸縮動作が制御され、又、作業内容に合わせてクレーン機構が自在に伸縮又は回転駆動されるようになっている。この場合、装備された各種動作機器に対する操縦室からの制御信号およびその動作上必要とする電源は、従来より、全方向性の配線接続用接点であるロータリブラシを介してそれぞれ常時導通され必要とする箇所に伝えられるようになっている。 In a construction vehicle such as a truck crane vehicle or an aerial work vehicle, a cockpit, a crane, and the like are equipped upward via a swivel mounted on the vehicle body. The outrigger's telescopic motion is controlled, and the crane mechanism is freely telescopic or rotationally driven according to the work content. In this case, the control signal from the cockpit for the various operating devices equipped and the power supply required for the operation are conventionally required to be always conducted through the rotary brush which is the omnidirectional wiring connection contact. It is supposed to be communicated to the place to do.
この種のロータリーブラシは、例えば、図10に示すように、複数の単位スリップリング101を多段に積層して成るスリップリング本体102と、このスリップリング本体102の同心軸上に連結されたカップリング103と、このカップリング103を介して前述したスリップリング本体102を回転自在に保持するベース本体(機器本体)105と、このベース本体105側に電気的に独立して保持され且つ前述した各単位スリップリング101の通電部表面に適度のバネ性をもって個別に摺動可能に当接する複数のワイヤ状ブラシ201とを備えた構造となっている。
この複数の各ワイヤ状ブラシ201は、ブラシ保持部材202,203に分かれて電気的にそれぞれ独立して保持されている。符号301は、カップリング103から作業領域にある照明や駆動用モータ或いは制御操作手段等に対して通電するための配線を示す。
For example, as shown in FIG. 10, this type of rotary brush includes a slip ring body 102 formed by laminating a plurality of
The plurality of wire-
このため、作業領域側がベース本体105に対し水平面内にて回転移動しても、ロータリーブラシのカップリング103およびスリップリング本体102がこれに有効に追従して回転動作することとなり、これがため、駆動電源及び操縦室から出力される各種制御信号を、当該各種制御信号に対応する各種機器に、個別に且つ円滑に伝達することが出来るようになっている。
For this reason, even if the work area side rotates relative to the base main body 105 in the horizontal plane, the
一方、クレーン車や建設機械(建機)等の産業機械は、その多機能化に相伴って各種動作機器用の駆動モータや照明手段等の数が増加しており、これに伴ってロータリーブラシは、その電極の数が増大している。又、ロータリーブラシは、連続運転に対して耐久性を強化するため、接点の厚さを厚くし或いは更に保護部材も追加装備される等で、次第に大型化されつつある。 On the other hand, industrial machinery such as cranes and construction machinery (construction machinery) has increased in number of drive motors and lighting means for various types of operating equipment with the increase in functionality. The number of electrodes is increasing. In addition, the rotary brush is gradually becoming larger by increasing the thickness of the contact or additionally providing a protective member in order to enhance durability against continuous operation.
これに対して、ロータリーブラシそのものは、本来電気的な配線の一部であることから、従来より、その小型化と耐久性の強化という相反する課題が、常に課せられている。
このため、昨今にあっては、ロータリーブラシは、例えば特許文献1〜2に見られるように、その小型化及び耐久性の強化を図るため、種々の試みが成されている。
For this reason, in recent years, various attempts have been made to reduce the size of the rotary brush and enhance the durability, as can be seen, for example, in
上記特許文献1〜2に記載の各ロータリーブラシ(スリップリング装置)は、各集電環である各単位スリップリングの内の一つの単位スリップリングに対し摺動可能に当接するブラシ(刷子)として、左右に分かれた複数のワイヤ状ブラシを装備し、これによって作動時における電気抵抗を小さく設定すると共に、ロータリーブラシ(スリップリング装置)全体の小型化を可能とした構成となっている。
しかしながら、各集電環およびブラシ(刷子)とも金属製であることから、磨耗が多く、長時間の連続運転等に際しては耐久性に難点があった。
Each rotary brush described in
However, since each current collecting ring and brush (brush) are made of metal, there is a lot of wear, and there is a problem in durability in continuous operation for a long time.
本発明では、かかる従来例の有する不都合を改善し、特に、小型化が可能で且つ耐久性良好なロータリーブラシを提供することを、その目的とする。 The object of the present invention is to improve the disadvantages of the conventional example, and in particular to provide a rotary brush that can be miniaturized and has good durability.
本発明では、ロータリーブラシは、複数の単位スリップリングを多段に積層して成るスリップリング本体と、このスリップリング本体の同心軸上に連結されたカップリングと、このカップリングを介して前述したスリップリング本体を回転自在に保持するベース本体と、このベース本体に電気的に独立して保持され且つ各単位スリップリングの通電部表面に適度のバネ性をもって個別に摺動可能に当接する複数のワイヤ状ブラシとを備えている。 In the present invention, the rotary brush includes a slip ring body formed by laminating a plurality of unit slip rings in multiple stages, a coupling connected on a concentric shaft of the slip ring body, and the slip described above via the coupling. A base body that rotatably holds the ring body, and a plurality of wires that are electrically held independently by the base body and that are individually slidably contacted with the current-carrying surface of each unit slip ring with appropriate springiness And a brush.
このため、例えばベース本体側の電源回路と当該本体に回転自在に装備された作業領域における各種制御回路やモーター等の負荷回路とを、作業領域が回転移動してもロータリーブラシを介して個別に且つ円滑に常時接続することができ、ロータリーブラシが備えているスリップリング本体の各単位スリップリングに当接するブラシをワイヤ状ブラシとしたので、ブラシが占める空間領域を極端に小さくすることができ、このため当該ロータリーブラシのベース本体全体(即ち、ロータリーブラシの外径全体)を大幅に小さく設定することが可能となっている。 For this reason, for example, the power circuit on the base body side and various control circuits and load circuits such as motors in the work area rotatably mounted on the main body are individually connected via the rotary brush even if the work area rotates. And since it is a wire-like brush that can be always connected smoothly and is in contact with each unit slip ring of the slip ring body provided in the rotary brush, the space area occupied by the brush can be extremely reduced, Therefore, the entire base body of the rotary brush (that is, the entire outer diameter of the rotary brush) can be set to be significantly small.
更に、本発明では、前述した複数の各単位スリップリングを、その外周端面にワイヤ状ブラシとの当接面を備えた円板状のスリップリング素子と、同じく円板状に形成され前述したスリップリング素子の側面に配設されると共に当該スリップリング素子を固着保持する円板状絶縁板とを備えている。
そして、前記円板状に形成されたスリップリング素子を、それぞれ同心軸上で側面が当接された三枚の円板状部材で一体化した状態に構成すると共に、この三層構造のスリップリング素子の中央部に位置する円板状部材を黒鉛部材により形成する、という構成を採っている(請求項1)。
Further, in the present invention, each of the plurality of unit slip rings described above is formed into a disk-shaped slip ring element having a contact surface with a wire-shaped brush on the outer peripheral end surface thereof, and is also formed in the shape of a disk and has the aforementioned slip. A disc-shaped insulating plate is provided on the side surface of the ring element and holds the slip ring element firmly .
And, the slip ring element formed in the disc shape is configured to be integrated by three disc members whose side surfaces are in contact with each other on the concentric axis, and this three-layer structure slip ring The disk-shaped member located in the center part of an element is formed with a graphite member (Claim 1).
このため、ブラシが当接する外周端部ではスリップリング素子の黒鉛部材部分にワイヤ状ブラシが常時当接することから、これによって生じる潤滑性の高い黒鉛粉がワイヤ状ブラシおよびスリップリング素子の外周端部に付着することとなり、ワイヤ状ブラシとスリップリング素子との当接が常に黒鉛粉を介して行われる。これがため、当該ワイヤ状ブラシおよびスリップリング素子の導通性をそれぞれ有効に維持しつつ耐磨耗性を著しく増大させることができるという利点がある。更に、三層構造で且つその中央部の円板状部材を黒鉛部材としたので、黒鉛部材を安定した状態で長期にわたって保持することができ、かかる点において耐久性増大を図り得るという利点がある。 For this reason, since the wire-like brush always abuts against the graphite member portion of the slip ring element at the outer peripheral end where the brush abuts, the highly lubricated graphite powder generated thereby causes the outer peripheral end of the wire brush and the slip ring element. Therefore, the contact between the wire brush and the slip ring element is always performed via the graphite powder. For this reason, there is an advantage that the wear resistance can be remarkably increased while effectively maintaining the continuity of the wire brush and the slip ring element. Further, since the disc-shaped member having a three-layer structure and the central part is a graphite member, the graphite member can be held in a stable state for a long period of time, and in this respect, there is an advantage that durability can be increased. .
ここで、前記三層構造のスリップリング素子における前記三枚の円板状部材は、相互にノックピンによってその複数カ所が係合され一体化された構成としてもよい(請求項2)。 Here, the three disc-shaped members in the slip ring element having the three-layer structure may be configured such that a plurality of portions are engaged with each other by knock pins and integrated .
又、前記三層構造のスリップリング素子における前記三枚の円板状部材については、各当接面に凹凸を設けると共に当該凹凸部分に充填した接着材をもって一体化された構成としてもよい(請求項3)。 In addition, the three disk-shaped members in the slip ring element having the three-layer structure may have a configuration in which each contact surface is provided with irregularities and is integrated with an adhesive filled in the irregular portions (claims). Item 3).
(削除) (Delete)
(削除) (Delete)
ここで、前述したスリップリング素子の外周端面には、ブラシ受け用のV字状溝を形成してもよい(請求項4)。
このようにすると、V字状溝の傾斜面におけるワイヤ状ブラシとの当接面では、黒鉛部材と一方の円板状部材の境界線上,及び黒鉛部材と他方の円板状部材の境界線上,の二箇所でワイヤ状ブラシが当接するように設定することができ、これによりワイヤ状ブラシに付着する黒鉛粒子の潤滑作用によって当該ワイヤ状ブラシをスリップリング素子に長期間円滑に当接させることができるという利点がある。
Here, the outer peripheral end face of the slip ring element described above, may be formed a V-shaped groove for receiving the brush (Claim 4).
If it does in this way, in the contact surface with the wire-shaped brush in the inclined surface of a V-shaped groove | channel, on the boundary line of a graphite member and one disk-shaped member, and on the boundary line of a graphite member and the other disk-shaped member, The wire-like brush can be set to abut at two locations, and this allows the wire-like brush to abut on the slip ring element smoothly for a long time by the lubricating action of the graphite particles adhering to the wire-like brush. There is an advantage that you can.
更に、前述した三層構造のスリップリング素子の内、両側面に位置する円板状部材の対向面側に所定の傾斜面(同一の傾斜角度でも異なった傾斜角度でもよい)を設けると共に、各傾斜面によって形成される谷部分の底面を、中央部の黒鉛部材の外周端面で構成するようにしてもよい(請求項5)。
このようにしても、前述した各請求項に記載のものとほぼ同等の機能を備えたロータリブラシを得ることができるほか、更に、構造上、中央部にて挟持される黒鉛部材の外径部分を単純な円板状とすることができるので、切削性の劣る黒鉛部材の斜面切削加工等が不要となり、これにより、生産性向上を図り得るという利点がある。
Furthermore, among the slip ring elements having the three-layer structure described above, predetermined inclined surfaces (which may be the same or different inclination angles) are provided on the opposing surfaces of the disk-like members located on both sides, You may make it comprise the bottom face of the trough part formed by an inclined surface with the outer peripheral end surface of the graphite member of a center part (Claim 5 ).
Even in this case, it is possible to obtain a rotary brush having substantially the same function as that described in each of the above-mentioned claims, and further, the outer diameter portion of the graphite member sandwiched in the central portion due to the structure. Can be made into a simple disk shape, so that it is not necessary to perform slope cutting of a graphite member having inferior machinability, and there is an advantage that productivity can be improved.
又、前述した三層構造のスリップリング素子の内、中央部に位置する黒鉛部材の外周の直径をその両側面に位置する円板状部材の外周直径よりも小さく設定すると共に、当該両側面に位置する円板状部材相互間の間隔を前述したワイヤ状ブラシの直径寸法よりも大きい寸法間隔に設定するようにしてもよい(請求項6)。
このようにすると、例えば、振動等によってワイヤ状ブラシが瞬時に移動しても側壁部分(円板状部材)が直立した状態となっていることから当該側壁の円板状部材に当接した状態を維持することができ、かかる点において、悪条件下での使用によっても、スリップリング素子とブラシとの当接状態を良好に維持することができるという利点がある。
In addition, the diameter of the outer periphery of the graphite member located at the center of the slip ring element having the three-layer structure described above is set smaller than the outer diameter of the disk-like member located on both sides thereof, and You may make it set the space | interval between the disk-shaped members located to a dimension space | interval larger than the diameter dimension of the wire-shaped brush mentioned above (Claim 6 ).
Thus Then, for example, wire-like brush by vibration or the like contact since the side wall portion be moved instantaneously (discoid member) is in the upright disk-shaped member of the side wall The state can be maintained, and in this respect, there is an advantage that the contact state between the slip ring element and the brush can be satisfactorily maintained even when used under adverse conditions.
更に、前述した黒鉛部材に代えて黒鉛粒子と金属粒子(例えばアルミニウム又は銀等の展延性の大きい金属からなる粒子)とを混合し成形してなる複合部材を使用したものであっても、或いは、黒鉛部材に代えて黒鉛粒子と銅若しくは銅合金の粒子とを混合し成形してなる複合部材を使用したものであってもよい(請求項7〜8)。
このようにしても、前述した各請求項1〜6のものと同等の機能を得ることができるほか、更に、複合部材が切削性良好な金属部材を含有した素材となっているので、切削加工が容易となり、これがため複合部材の形状や構造を自在に形成し得るので、生産性および保守性を著しく向上させることができる。
Further, instead of the above-described graphite member, a composite member formed by mixing and molding graphite particles and metal particles (for example, particles made of a metal having a high spreadability such as aluminum or silver) may be used. Instead of the graphite member, a composite member formed by mixing graphite particles and copper or copper alloy particles may be used (claims 7 to 8 ).
Even if it does in this way, since the function equivalent to the thing of each said Claims 1-6 can be obtained, and also the composite member is a raw material containing the metal member with favorable machinability, cutting work Therefore, the shape and structure of the composite member can be freely formed, so that productivity and maintainability can be remarkably improved.
本発明にかかるロータリブラシは、上述したように構成され機能するので、これによると、ワイヤ状ブラシの装備により全体的に小型化が可能となるばかりでなく、ワイヤ状ブラシが当接する各単位スリップリングの外周端面では作動中はスリップリング素子の黒鉛部材部分にもワイヤ状ブラシが当接することから、これによって生じる潤滑性の高い黒鉛粉(黒鉛粒子)がワイヤ状ブラシおよびスリップリング素子の外周面に付着することとなり、ワイヤ状ブラシとスリップリング素子との当接が常に黒鉛粉を介して行われる。これがため、当該ワイヤ状ブラシおよびスリップリング素子の導通性をそれぞれ有効に維持しつつ耐磨耗性を著しく増大させることができるという小型化と耐久性の大幅な改善とを同時に実現し得る従来にない優れたロータリブラシを提供することができる。 Since the rotary brush according to the present invention is constructed and functions as described above, according to this, not only can the overall size be reduced by the provision of the wire brush, but also each unit slip with which the wire brush abuts. Since the wire brush contacts the graphite member portion of the slip ring element during operation at the outer peripheral surface of the ring, the highly lubricated graphite powder (graphite particles) is generated on the outer peripheral surface of the wire brush and slip ring element. Therefore, the contact between the wire brush and the slip ring element is always performed via the graphite powder. For this reason, it is possible to realize both downsizing and significant improvement in durability at the same time that the wear resistance can be remarkably increased while effectively maintaining the continuity of the wire brush and slip ring element. No excellent rotary brush can be provided.
以下、本発明の最良の実施形態を添付図面に従って説明する。
図1に本発明にかかるロータリーブラシの縦断面図を示す。又、図2には前述した図1の底面図を示す。ここで、図1はブラシ保持部材202,203を含んだ線(例えば図2のAーA線)に沿って切断した場合の概略断面図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rotary brush according to the present invention. FIG. 2 is a bottom view of FIG. 1 described above. Here, FIG. 1 is a schematic cross-sectional view when cut along a line including the
この図1乃至図2に示すロータリーブラシは、複数の単位スリップリング1を多段に積層して成るスリップリング本体2と、このスリップリング本体2の同心軸上に連結されたカップリング3と、このカップリング3を介して前述したスリップリング本体2を回転自在に保持するベース本体(機器本体)5とを備えている。更に、このベース本体5側には、前述した各単位スリップリング1の通電部表面に適度のバネ性をもって個別に摺動可能に当接する複数のワイヤ状ブラシ201が、電気的に独立した状態で保持されている。
The rotary brush shown in FIGS. 1 and 2 includes a
この内、上述した複数の各ワイヤ状ブラシ201としては、例えばリン青銅等を素材とし図2に示すように適度のばね効果を備えてU字状に形成されたものが装備されている。この各ワイヤ状ブラシ201は、前述した図10に示す従来例の場合と同様に、ブラシ保持部材202,203に分かれて電気的にそれぞれ独立して保持されている。そして、この各ワイヤ状ブラシ201は、ベース本体(機器本体)5側に連結される所定の回路にそれぞれ独立して連通されるようになっている。
Among these, each of the plurality of wire-
符号301は、前述した図10(従来例)の場合と同様に、各単位スリップリング1から作業領域側にある照明又は駆動用モータ或いは制御操作手段等に対して通電するための配線を示す。
このため、ロータリーブラシが装備された建機等においては、操縦席等の作業領域側が例えばベース本体5側に対し水平面内にて回転移動しても、ロータリーブラシのカップリング3およびスリップリング本体2がこれに有効に追従して回転動作することとなり、これがため、駆動電源及び操縦室等から出力される各種制御信号等を、対応する各種機器等に円滑に伝達することが出来るようになっている。
ここで、スリップリング本体2は、本実施形態では図1に示すように8組の単位スリップリング1を備え、これによってベース本体(機器本体)5と作業領域との間で8組の独立した回路を常時連通し得るようになっている。
For this reason, in a construction machine or the like equipped with a rotary brush, even if the work area side such as a cockpit rotates and moves in a horizontal plane with respect to the
Here, the slip ring
図3は、上記スリップリング本体2の一部を取り出したもので、各単位スリップリング1を積層した状態を示す。符号2Aは、積層した8組の単位スリップリング1を共通に固定するための締結用ボルト穴を示す。この締結用ボルト穴2Aは、本実施形態では同一円周上に120°隔てて3か所に設けられ、これによって各単位スリップリング1は均一に締結されるようになっている。図2に、この場合の締結用ボルト2Bを示す。
FIG. 3 shows a state where a part of the
符号2Pは図1の下端部に位置する単位スリップリング1を保持するための保持プレートを示す。又、符号11Aaは、各単位スリップリング1の後述するスリップリング素子11に設けられた出力端子を示す。
この出力端子11Aaについては、複数の各単位スリップリング1の積層一体化に際し、各スリップリング素子11が備えている出力端子11Aaが120°離れて配置されるように組み込まれている。図3(A)にその具体例を示す。
The output terminal 11Aa is incorporated so that the output terminals 11Aa included in the
ここで、上述した各単位スリップリング1、特にスリップリング素子11について更に詳述する。
Here, each
まず、各単位スリップリング1は、図4に示すように、その外周端面に前述したワイヤ状ブラシ201との当接面を備えた円板状のスリップリング素子11と、同じく円板状に形成され当該スリップリング素子11の側面に配設されると共に当該円板状のスリップリング素子11を固着保持する円板状絶縁板12とを備えた構成となっている。
この場合、スリップリング素子11と円板状絶縁板12とは、予め同心軸上で係合可能なように別々に形成され、その後、図4(A)に示すようにその側面が密着した状態で係合され一体化されるようになっている。図4(B)(C)は、その一体化されて単位スリップリング1となった状態を示す。
First, as shown in FIG. 4, each
In this case, the
この場合、円板状のスリップリング素子11を保持するための円板状絶縁板12は、図5に示すように円板状に形成され、その内径側には、三箇所に(120°間隔で)中心部側に向けて突設された部分突設部12Aaが設けられている。そして、この部分突設部12Aaに、前述した積層係合用の前述した締結用ボルト穴2Aが設けられている。
又、この円板状絶縁板12の締結用ボルト穴2Aが形成される面は、当該円板状絶縁板12の内径側の穴12Aに沿って円板状で且つ図5(B)の左側へ向けて幾分突設されており、この円板状突設面12Bの周囲に前述した円板状のスリップリング素子11の内径側が嵌合されるようになっている。更に、この円板状突設面12Bの面上の三箇所に形成された締結用ボルト穴2Aの周囲には当該円板状突設面12Bの面よりも幾分突出した状態の係合用突出部12Cが設けられ、これに対応して、その反対側の端部には係合用凹部12Dが設けられている。
In this case, the disk-shaped insulating
Further, the surface of the disc-like insulating
そして、このようにして形成された円板状絶縁板12を有する各単位スリップリング1は、その複数個が、その円板状絶縁板12部分で相互にその係合用突出部12Cと係合用凹部12Dとで嵌合しされ、これによって同心軸上にて積層され前述したように(図3参照)一体化されるようになっている。
Each
前述した円板状のスリップリング素子11は、本実施形態では、それぞれ同心軸上で側面が相互に当接されサンドイッチ状に積層された三枚の円板状部材で構成され、その三層構造の中央部の円板状部材が黒鉛部材11Bにより形成されている。
これを更に詳述すると、図6〜図7に示すように、スリップリング素子11は、円板状の黒鉛部材11Bを内側に挟んで、円板状部材である一方のスリップリング部材11Aと、同じく円板状部材である他方の側に設けられた他方のスリップリング部材11Cとで積層され、三層構造にて一体化されている。
In the present embodiment, the disc-shaped
More specifically, as shown in FIGS. 6 to 7, the
この内、一方のスリップリング部材11Aには、図6に示すように、その内径側から中心部に向けて、前述した外部(作業領域)への配線301に接続する出力端子11Aaが突設されている。
又、この一方のスリップリング部材11Aは、本実施形態ではその円板状の内側の直径が他方のスリップリング部材11Cの円板状の内側の直径よりも小さく形成され、この内径側部分に、前述した円板状絶縁板12の係合用突出部12Cに当接し保持されるための凹部11Abが、周囲三箇所に均等に設けられている。
この凹部11Abは、前述した円板状絶縁板12の係合用突出部12Cの外径に合わせられて組み込まれるようになっている。
Among these, as shown in FIG. 6, one
In addition, in this embodiment, the one
The recess 11Ab is incorporated in accordance with the outer diameter of the engaging
このスリップリング素子11を構成する一方と他方の各スリップリング部材11A,11Cと、黒鉛部材11Bとは、複数箇所(本実施形態では8か所)でノックピン11Pによって係合され一体化されている。
この場合、黒鉛部材11Bについては、そのノックピン11P用のピン孔11Bp(図7(A)参照)が本実施形態ではその焼結加工時に、予め同時に形成するという手法が採られている。又、このピン孔11Bpに合わせて一方と他方の各スリップリング部材11A,11Cにも、予めノックピン11P用のピン孔が形成され、これら三部材は本実施形態ではノックピン11Pを介して容易に一体化されるようになっている。
One and the other
In this case, for the
尚、この一方と他方のスリップリング部材11A,11Cおよび黒鉛部材11Bの係合手段については、上記実施形態ではノックピン11Pによる場合を例示したが、本発明では必ずしもこれに限定するものではなく、例えば円板状の黒鉛部材11Bとその両側のスリップリング部材11A,11Cの各当接面に適度の凹凸(溝状でもよい)を設け、この部分に接着剤又は所定の係合部材等を充填して各側面で三者を一体的に固着するように構成してもよい。
In addition, about the engagement means of this one and the other
更に、上述したスリップリング素子11には、その外周端面(前述したワイヤ状ブラシ201と当接する箇所)の周囲に、断面V字状の溝部11Mが形成されている(図7(A)参照)。このV字状溝部11Mは、前述した一方と他方のスリップリング部材11A,11Cの各対向する側の角部に形成された所定の傾斜面11Ae,11Ceによって形成され、その開き角度αは本実施形態では90°に設定されている。
又、この場合、V字状溝部11Mの底部分のV字状溝は前述した円板状部材である黒鉛部材11Bによって形成され維持されている。上述した図7(A)は、このV字状溝部11Mの拡大図を示す。又、図7(B)に、このV字状溝部11Mと前述したワイヤ状ブラシ201との当接状態を示す。
Further, the
In this case, the V-shaped groove at the bottom of the V-shaped
このV字状溝部11Mは、図7(A)では左右対称で、その開き角度αは90°に設定されている。このため、図中、中央部に位置する円板状の黒鉛部材11Bも、本実施形態ではその外周端面がV字状溝部11Mの底部を構成している。このため、黒鉛部材11Bに於けるV字状溝部11M部分は、前述したノックピン11Pの場合と同様に、本実施形態ではその焼結加工時に予め同時に形成するという手法が採られている。この場合、一方と他方のスリップリング部材11A,11Cの対向面側は、予めV字状溝部11Mを想定して所定の傾斜面を加工しておいても、或いは黒鉛部材11Bを挟持した後にV字状溝部11Mを加工するようにしてもよい。
The V-shaped
図7(B)は、V字状溝部11M部分に前述したワイヤ状ブラシ201が当接した状態を示す。この場合、V字状溝部11Mの傾斜面では、一方と他方のスリップリング部材11A,11Cと黒鉛部材11Bとの同一断面内の左右二か所の境目にワイヤ状ブラシ201が当接する状態が得られるので、連続運転によっても良好な導通状態を維持しつつ適量の黒鉛粒子がV字状溝部11Mの傾斜面およびワイヤ状ブラシ201に付着することとなり、これによって当該V字状溝部11Mの傾斜面およびワイヤ状ブラシ201の相互間の摩擦抵抗が黒鉛粒子の潤滑作用によって低減され、その耐久性を大幅に改善することができる。
FIG. 7B shows a state in which the wire-shaped
以上のように、上述した本実施形態にあっては、スリップリング素子11のV字状溝部11M内に適度のばね力をもってワイヤ状ブラシ201が当接されているので、スリップリング素子11のV字状溝部11M内ではワイヤ状ブラシ201が同一断面内の二箇所で常時確実に接触して摺動することとなり、かかる点において両者間の安定した導通状態を維持することができる。
As described above, in the above-described embodiment, since the
又、ワイヤ状ブラシ201が当接する外周端面ではスリップリング素子11の黒鉛部材部分にワイヤ状ブラシが当接することから、これによって生じる潤滑性の高い黒鉛粉(黒鉛粒子)がワイヤ状ブラシ201およびスリップリング素子11の外周端面に付着することとなり、ワイヤ状ブラシ201とスリップリング素子11との当接が常に黒鉛粉を介して行われる。これがため、当該ワイヤ状ブラシ201およびスリップリング素子11の導通性をそれぞれ有効に維持しつつ耐磨耗性を著しく増大させることができる。
In addition, since the wire brush contacts the graphite member portion of the
更に、ロータリブラシのブラシとしてワイヤ状ブラシ201を備えたことからロータリブラシ全体の小型化が可能となり、同時に潤滑性の高い黒鉛粉(黒鉛粒子)がワイヤ状ブラシ201およびスリップリング素子11の外周端面に常時付着することから、当該黒鉛粒子の潤滑作用によってスリップリング素子11とワイヤ状ブラシ201の相互間の摩擦抵抗が低減され、これによって小型化と同時に耐久性が著しく改善されたロータリーブラシを得ることができる。
Further, since the
〔変形例(1)〕
ここで、上述した図1乃至図7に示す実施形態では、V字状溝部11Mについては、その底部を受け持つ黒鉛部材11Bについても比較的小さいV字溝を設ける場合を例示したが、この底部については、比較的小さいV字溝を設けることなく円板状の黒鉛部材11Bの円周端面そのものとしてもよい。
即ち、上述した三層構造のスリップリング素子11の内、両側面に位置する円板状部材(一方と他方のスリップリング部材11A,11C)の対向面側の外周端部に所定の傾斜面を設けてV字状溝部11Mとすると共に、このV字状溝部11Mの各傾斜面によって形成される谷部分の底面を、図8(A)に示すように、三層構造の中央部の黒鉛部材11Bの外周端面からV字状溝部11Mを取り除いた状態(溝加工前の状態)の溝のない外周端面そのもので構成してもよい。
このようにすると、円板状の黒鉛部材11BではV字状溝部11Mの底部をV字溝加工する必要がないことから当該黒鉛部材11Bの形状の特定が容易となり、全体的に生産性を大幅に改善することができる。
[Modification (1)]
Here, in the embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 7 described above, the V-shaped
That is, a predetermined inclined surface is formed at the outer peripheral end portion on the opposite surface side of the disk-like members (one and the other
In this way, the disk-shaped
〔変形例(2)〕
又、上述した図1乃至図7に示す実施形態における三層構造のスリップリング素子11の内、中央部に位置する円板状部材である黒鉛部材11Bの外周の直径をその両側面に位置する円板状部材(一方と他方のスリップリング部材11A,11C)の外周直径よりも小さく設定すると共に、当該両側面に位置する円板状部材11A,11C相互間の間隔を前述したワイヤ状ブラシ201の直径寸法よりも大きい寸法間隔に設定し、これによって前述したスリップリング素子11の外周部に形成したV字状溝部11Mに代えて断面U字状のU字状溝部11Uとした(図8(B)参照)。
ここで、円板状部材としては、前述した一方と他方のスリップリング部材11A,11Cに代えて、案内用の小傾斜面11Ea,11Faを備えた一方と他方のスリップリング部材11E,11Fを備えた形状のものとした。
[Modification (2)]
Moreover, the diameter of the outer periphery of the
Here, as the disk-shaped member, instead of the one and other
このようにしても、前述した図1乃至図7の実施形態のものと同等の作用効果を有するほか、更に、振動等によってワイヤ状ブラシ201が瞬時に移動しても側壁部分(円板状部材である一方と他方のスリップリング部材11E,11F)が直立した状態となっていることから当該側壁の円板状部材(一方と他方のスリップリング部材11E,11F)に当接した状態を維持することができ、かかる点において、悪条件下での使用によっても、スリップリング素子11とワイヤ状ブラシ201との当接状態を良好に維持することができるという利点がある。
Even if it does in this way, in addition to the effect similar to the thing of embodiment of FIG. 1 thru | or FIG. 7 mentioned above, even if the wire-
尚、上記図1乃至図7の実施形態および各変形例にあっては、スリップリング素子11として三層構造で且つその外周端面にV字状溝部11M又はU字状溝部11Uを設けた場合について例示したが、本発明は必ずしもこれに限定するものではなく、スリップリング素子11の構造としては、当該スリップリング素子11の外周端部で前述したワイヤ状ブラシ201と当接する箇所に、円板状の黒鉛部材がスリップリング素子11の一部として一体的に装着されているものであれば、必ずしも三層構造でなくてもよい。
1 to 7 and the modified examples, the
又、スリップリング素子11の外周端面の形状にしても、V字状溝部11M又はU字状溝部11Uを設けることなく、例えば図8(C)に示すように、円板状の外周端面にブラシ当接面を備え、断面が左右直線状の平坦な外周端面によって構成してもよい。
このようにしても、前述したワイヤ状ブラシ201のばね作用によって前述した図1乃至図7に記載の実施形態とほぼ同等の作用効果を得ることができる。
Further, even if the shape of the outer peripheral end surface of the
Even in this case, substantially the same effect as that of the embodiment described in FIGS. 1 to 7 can be obtained by the spring action of the
〔他の実施形態〕
(1).次に、他の実施形態を図9(A)(B)(C)に基づいて説明する。
まず、図9(A)に示す他の実施形態では、前述した図1乃至図7に開示した実施形態におけるスリップリング素子11に代えてこれとほぼ同等のスリップリング素子21を設け、このスリップリング素子21をそれぞれ同心軸上で側面が相互に当接された一方と他方の二枚の円板状部材21A,21Bで構成する。同時に、当該各円板状部材21A,21Bの外周端部には対向する側にそれぞれ所定角度β(図9(A)ではβ=45°)の傾斜面21Aa,21Baを設け、前述した他方の円板状部材21Bを黒鉛部材により構成する、とした。
[Other Embodiments]
(1). Next, another embodiment will be described based on FIGS. 9A, 9B, and 9C.
First, in another embodiment shown in FIG. 9A, a
この各円板状部材21A,21Bの外周端部に設けられた傾斜面によって、スリップリング素子21にも、前述したスリップリング素子11と同等のV字状溝部21Mが形成されている。この場合、前述した図9(A)では左右対称でその開き角度αは前述した図7(A)の場合と同様に90°に設定されている。その他の構成は、前述した図1乃至図7における実施形態と同一となっている。
このようにしても前述した図1乃至図7における実施形態とほぼ同等の作用効果を得ることができるほか、構成が単純化されるので、生産性および耐久性の向上を図ることができる。
Due to the inclined surfaces provided at the outer peripheral ends of the respective disk-
Even if it does in this way, since the effect substantially the same as embodiment in FIG. 1 thru | or FIG. 7 mentioned above can be acquired, since a structure is simplified, improvement of productivity and durability can be aimed at.
(2).又、図9(B)に示す他の実施形態は、前述した図1乃至図7に開示した実施形態におけるスリップリング素子11に代えてこれとほぼ同等のスリップリング素子22を設け、このスリップリング素子22をそれぞれ同心軸上で側面が当接された一方と他方の二枚の円板状部材22B,22Aで構成する。そして、この内、前述した一方の円板状部材22Bに対向する側の前述した他方の円板状部材22Aの外周端部にブラシ当接用の傾斜面22Aaを設け、同時に前述した一方の円板状部材22Bを円板状の黒鉛部材により構成し、これによってスリップリング素子22の外周端面には変形V字状溝部22Mが設けられた構造とした。
この場合、他方の円板状部材22Aの傾斜面22Aaの角度βは、図9(B)では45°に設定されているが、45°以外の適当な角度に設定してもよい。その他の構成は、前述した図1乃至図7における実施形態と同一となっている。
(2). Further, in another embodiment shown in FIG. 9B, a
In this case, the angle β of the inclined surface 22Aa of the other disk-shaped
このようにしても前述した図1乃至図7における実施形態と同等の作用効果を得ることができるほか、黒鉛部材22Bの周端部の加工が不要であることから、かかる点において生産性向上を図ることができる。
Even if it does in this way, since the effect similar to embodiment in FIG. 1 thru | or FIG. 7 mentioned above can be acquired, since the process of the peripheral edge part of the
(3).更に、図9(A)に示す他の実施形態では、スリップリング素子21の外周部分にV字状溝部21Mを設けた場合を例示したが、このスリップリング素子21に代えてこれとほぼ同等に機能するスリップリング素子23(図9(C)参照)を設けると共に、このスリップリング素子23を、外周端面の直径が同一でそれぞれ同心軸上で相互に側面が当接され一体化された一方と他方の二枚の円板状部材23A,23Bで構成する。そして、その内の何れか一方の円板状部材を黒鉛部材により構成したこの図9(C)に示す実施形態では、他方の円板状部材23Bを黒鉛部材で形成するようにした。
即ち、この図9(C)に示すスリップリング素子23は、一体化された一方と他方の二枚の円板状部材23A,23Bを備え(他方の円板状部材23Bを黒鉛部材で形成し)、その円板状の外周端面全体をブラシ当接面とした。その他の構成は前述した図1乃至図7の実施形態と同一となっている。
このようにしても、前述したワイヤ状ブラシ201のばね作用によって前述した図8(C)に記載の実施形態とほぼ同等の作用効果を得ることができる。
(3). Furthermore, in another embodiment shown in FIG. 9A, the case where the V-shaped
That is, the
Even in this case, the effect similar to that of the embodiment shown in FIG. 8C can be obtained by the spring action of the
(4).上述した各実施形態およびその変形例にあっては、円板状のスリップリング素子11,21,22,23の外周端部でワイヤ状ブラシ201と当接する箇所に、円板状の黒鉛部材11B,21B,22B,23Bをスリップリング素子の一部として一体的に装備した場合を開示した。
これに対し、本項における他の実施形態では、上述した各実施形態およびその変形例において装備した円板状の黒鉛部材11B,21B,22B,23Bに代えて、黒鉛粒子と金属粒子とを混合(例えば、黒鉛粒子とアルミニウム粒子とを混合、又は黒鉛粒子と銅若しくは銅合金の粒子とを混合)して成形してなる円板状の複合部材を装備するようにした。その他の構成は前述した各実施形態およびその変形例等と同一となっている。
尚、ここで、複合部材の一部を成す金属粒子としては、前述したアルミニウム粒子,銀粒子,銅若しくは銅合金の粒子のほか、切削性および導電性が良好なものであれば、他の金属粒子であってもよい。
(4). In each of the above-described embodiments and modifications thereof, the disk-shaped
On the other hand, in other embodiments in this section, graphite particles and metal particles are mixed instead of the disk-
Here, as the metal particles constituting a part of the composite member, in addition to the above-described aluminum particles, silver particles, copper or copper alloy particles, other metals can be used as long as they have good machinability and conductivity. It may be a particle.
このようにしても前述した各実施形態およびその変形例の場合とほぼ同等の作用効果を得ることができるほか、更に当該複合部材の加工性が黒鉛部材に較べて大幅に改善されることから、種々の形状に加工することができ、生産性および汎用性を著しく高めることができるという従来にない優れたロータリブラシを提供することがきる。 Even in this way, it is possible to obtain substantially the same operational effects as in the case of each of the above-described embodiments and modifications thereof, and further, the workability of the composite member is greatly improved compared to the graphite member, It is possible to provide an unprecedented excellent rotary brush that can be processed into various shapes and can significantly improve productivity and versatility.
更に又、上述した各実施形態にあっては、断面円形状のワイヤ状ブラシ201を装備した場合を例示したが、本発明では、このワイヤ状ブラシ201については、その断面を円形状にした場合に限定するものではなく、例えば単位スリップリング1のスリップリング素子との当接面に合わせて少なくとも当該当接箇所の断面を台形状に設定したり或いは板状に設定し、これによって接触面積の増加を図ったものとしてもよい。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the case where the wire-
尚、上記各実施形態およびその変形例において装備した円板状のスリップリング素子11,21,22,23は、三枚又は二枚の円板状部材(その内一枚は黒鉛部材)を同心軸上で係合した構造のものとしたが、円板状のスリップリング素子11,21,22,23の全体を、黒鉛粒子とアルミニウム粒子とを混合した複合部材又はアルミニウム以外の導電性良好な金属粒子と黒鉛粒子とを混合してなる複合部材で形成したものであってもよい。 このようにすると、切削が容易で耐磨耗性に富んだスリップリング素子を得ることができ、生産性および耐久性が良好で信頼性の高いロータリブラシを得ることができる。
The disc-shaped
本発明は、上述したように主として旋回台を備えた建設機械等に組込まれるロータリブラシを想定して説明したが、生産工場における多機能の加工ロボット用としても有効に使用され得るものである。 The present invention has been described assuming the rotary brush incorporated mainly in a construction machine or the like having a swivel base as described above. However, the present invention can be effectively used for a multi-function processing robot in a production factory.
1 単位スリップリング
2 スリップリング本体
3 カップリング
11,21,22,23 スリップリング素子
11A 円板状部材としての一方のスリップリング部材
11Aa,11Ba,11Ca,21Aa,21Ba,22Aa 傾斜面
11B 円板状部材としての黒鉛部材
11C 円板状部材としての他方のスリップリング部材
11M,21M V字状溝
11U U字状溝
12 円板状絶縁体
21A 22A 23A 円板状部材
21B 22B 23B 円板状部材としての黒鉛部材
22M 変形V字状溝
201 ワイヤ状ブラシ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数の各単位スリップリングを、その外周端面に前記ワイヤ状ブラシとの当接面を備えた円板状のスリップリング素子と、同じく円板状に形成され前記スリップリング素子の側面に配設されると共に当該スリップリング素子を固着保持する円板状絶縁板とを備えた構成とし、
前記円板状に形成されたスリップリング素子を、それぞれ同心軸上で側面が当接された三枚の円板状部材で一体化した状態に構成すると共に、この三層構造のスリップリング素子の中央部に位置する円板状部材を黒鉛部材により構成したことを特徴とするロータリーブラシ。 A slip ring body formed by laminating a plurality of unit slip rings in multiple stages, a base body for rotatably holding the slip ring body via a coupling, and electrically and independently held by the base body In a rotary brush provided with a plurality of wire-shaped brushes having a structure in which each unit slip ring is in contact with an outer peripheral end surface which is a conductive portion so as to be individually slidable with appropriate springiness,
Each of the plurality of unit slip rings has a disk-like slip ring element having a contact surface with the wire-like brush on an outer peripheral end surface thereof, and is also formed in a disk shape and disposed on a side surface of the slip ring element. And having a configuration including a disc-shaped insulating plate for fixing and holding the slip ring element,
The slip ring element formed in a disk shape is configured to be integrated with three disk members whose side surfaces are in contact with each other on a concentric shaft, and the slip ring element of this three-layer structure is configured. A rotary brush characterized in that a disk-shaped member located in the center is made of a graphite member.
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