JP5502687B2 - Slip ring device - Google Patents

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Description

一実施形態はスリップリング装置に関する。   One embodiment relates to a slip ring device.

例えばレーダ装置等のアンテナ指向装置は上下垂直方向に延びる回転軸を持つ縦型のスリップリング装置を有する。この種のスリップリング装置においては、回転側に電極リングを設け、固定側にブラシを設け、このブラシが電極リングのリング外周面に摺接可能になっている。回転側の電極リングが回転駆動されると、固定側のブラシがリング外周面に摺接し、回転側と固定側との間で電気的結合が行われる。ブラシ材質に黒鉛を含有させることによりブラシの配向性を高めて、ブラシの摺接に伴う摩擦の低減が図られている。   For example, an antenna directing device such as a radar device has a vertical slip ring device having a rotation axis extending in the vertical direction. In this type of slip ring device, an electrode ring is provided on the rotating side, a brush is provided on the fixed side, and the brush can slide on the ring outer peripheral surface of the electrode ring. When the rotation-side electrode ring is driven to rotate, the fixed-side brush comes into sliding contact with the outer peripheral surface of the ring, and electrical coupling is performed between the rotation-side and the fixed-side. By incorporating graphite into the brush material, the orientation of the brush is increased, and friction associated with the sliding contact of the brush is reduced.

特開2003−324905号公報JP 2003-324905 A 特許第2848838号公報Japanese Patent No. 2,848,838 特開平07−23546号公報JP 07-23546 A

ところで、電極リングであるスリップリングは、上下方向に複数積重状に配置されているため、ブラシとスリップリングの外周面とが摺接して磨耗粉が生じる。この磨耗粉はブラシ摺接箇所よりも下方のスリップリング上面に堆積する。スリップリングが回転すると、その回転駆動により摩耗粉がスリップリングの周囲に飛び散る。摩耗粉が、ブラシを支持するフレームの表面や、スリップリングを覆うカバーの内壁に付着する。電気的結合において高精度での電力調整が困難となり、電気ノイズや絶縁不良を招くという問題を有する。   By the way, since the slip ring which is an electrode ring is arrange | positioned in multiple numbers by the up-down direction, a brush and the outer peripheral surface of a slip ring will slidably contact, and an abrasion powder will arise. The wear powder accumulates on the upper surface of the slip ring below the brush sliding contact portion. When the slip ring rotates, the abrasion powder scatters around the slip ring by the rotational drive. The abrasion powder adheres to the surface of the frame that supports the brush and the inner wall of the cover that covers the slip ring. In electrical coupling, it is difficult to adjust the power with high accuracy, resulting in problems such as electrical noise and poor insulation.

このため、本発明者は、既に、回転駆動自在に支持されるものであって、内周壁にスリップリングが形成される第1の回転部と外周壁にスリップリングが形成される第2の回転部とが同軸的に積重されて配置された回転体と、この回転体の第1及び第2の回転部間に介在され、相互間を電気的に絶縁する絶縁板と、前記回転体の回転に連動して前記第1の回転部のスリップリングに摺接される第1のブラシと、前記回転体の回転に連動して前記第2の回転部のスリップリングに摺接される第2のブラシとを備えたスリップリング装置を提案した。このスリップリング装置は、第1のブラシ及びリング内周壁とを接触させ、第2のブラシ及びリング外周壁とを接触させる。   For this reason, the present inventor has already been supported so as to be freely rotatable, and the second rotation in which the slip ring is formed on the outer peripheral wall and the first rotation portion in which the slip ring is formed on the inner peripheral wall. A rotating body disposed coaxially with each other, an insulating plate interposed between the first and second rotating parts of the rotating body and electrically insulating each other, and the rotating body A first brush that is slidably contacted with the slip ring of the first rotating part in conjunction with the rotation, and a second brush that is slidably contacted with the slip ring of the second rotating part in conjunction with the rotation of the rotating body. A slip ring device with a brush was proposed. This slip ring device makes a 1st brush and a ring inner peripheral wall contact, and makes a 2nd brush and a ring outer peripheral wall contact.

しかしながら、各電極リングはそれぞれ直流電源から大電流を給電され、ブラシ摺接により熱が発生し、この熱により、黒鉛による固体潤滑性能が劣化することがある。   However, each electrode ring is supplied with a large current from a DC power supply, and heat is generated by brush sliding contact, which may deteriorate the solid lubricating performance by graphite.

このような課題を解決するため、一実施形態によれば、上下方向に延びる軸の周りに回転可能に支持される軸体と、それぞれこの軸体に空隙を介して回転可能に積層配置され、各外周壁にスリップリングが形成される複数の第1電極リングと、それぞれこれらの第1電極リングの各外周壁に接触し、前記複数の第1電極リングの間で同じ電位の給電を行う複数の第1のブラシと、これらの第1のブラシおよび前記複数の第1電極リングよりも前記軸体の軸方向両端のうちの一方の端側に設けられた電気的な絶縁体と、それぞれこの絶縁体よりも前記一方の端側に設けられ、前記軸体に空隙を介して回転可能に積層配置され、各内周壁にスリップリングが形成される複数の第2電極リングと、それぞれこれらの第2電極リングの各内周壁に接触し、前記複数の第2電極リングの間で同じであり前記電位と異なる電位の給電を行う複数の第2のブラシと、前記第2のブラシが前記第2電極リングの内周壁に接触して発生する熱を放熱し、この第2電極リングの外周壁よりも前記軸体の径方向外方に設けられた放熱部材と、を備え、この放熱部材は、前記熱を前記第2のブラシの接触面とは反対側の前記外周壁から受けて放熱することを特徴とするスリップリング装置が提供される。   In order to solve such a problem, according to one embodiment, a shaft body that is rotatably supported around an axis extending in the vertical direction, and each of the shaft bodies are stacked and disposed so as to be rotatable through a gap. A plurality of first electrode rings each having a slip ring formed on each outer peripheral wall, and a plurality of first electrode rings that are in contact with each outer peripheral wall of each of the first electrode rings and feed the same potential between the plurality of first electrode rings. Each of the first brushes, and an electrical insulator provided on one of the axial ends of the shaft body with respect to the first brush and the plurality of first electrode rings, A plurality of second electrode rings which are provided on the one end side of the insulator, and are rotatably stacked on the shaft body through a gap, each of which has a slip ring formed on each inner peripheral wall; Contact each inner wall of 2 electrode ring And a plurality of second brushes that supply the same potential between the plurality of second electrode rings and different from the potential, and the second brush contacts the inner peripheral wall of the second electrode ring. And a heat radiating member provided radially outward of the shaft body from the outer peripheral wall of the second electrode ring, and the heat radiating member radiates the heat to the second brush. A slip ring device is provided which receives heat from the outer peripheral wall opposite to the surface and dissipates heat.

また、別の一実施形態によれば、上下方向に延びる軸の周りに回転可能に支持される軸体と、それぞれこの軸体に空隙を介して回転可能に積層配置され、各内周壁にスリップリングが形成される複数の第2電極リングと、それぞれこれらの第2電極リングの各内周壁に接触し、前記複数の第2電極リングの間で同じ電位の給電を行う複数の第2のブラシと、これらの第2のブラシおよび前記複数の第2電極リングよりも前記軸体の軸方向両端のうちの他方の端側に設けられた電気的な絶縁体と、それぞれこの絶縁体よりも前記他方の端側に設けられ、前記軸体に空隙を介して回転可能に積層配置され、各外周壁にスリップリングが形成される複数の第1電極リングと、それぞれこれらの第1電極リングの各外周壁に接触し、前記複数の第1電極リングの間で同じであり前記電位と異なる電位の給電を行う複数の第1のブラシと、前記第1のブラシが前記第1電極リングの外周壁に接触して発生する熱を受熱し、この第1電極リングの内周壁に貼設された素子と、を備え、この素子は、前記熱を前記第1のブラシの接触面とは反対側の前記内周壁から受熱することを特徴とするスリップリング装置が提供される。   Further, according to another embodiment, a shaft body rotatably supported around a shaft extending in the vertical direction, and each of the shaft bodies are stacked so as to be rotatable via a gap, and slip to each inner peripheral wall. A plurality of second electrode rings in which a ring is formed, and a plurality of second brushes that are in contact with the respective inner peripheral walls of these second electrode rings and that feed the same potential between the plurality of second electrode rings An electrical insulator provided on the other end side of the axial ends of the shaft body with respect to the second brush and the plurality of second electrode rings, and the insulator more than the insulator, respectively. A plurality of first electrode rings which are provided on the other end side, are rotatably arranged on the shaft body via a gap, and each of the first electrode rings has a slip ring formed on each outer peripheral wall; A plurality of first electric power contacts the outer peripheral wall; A plurality of first brushes that supply the same potential between the rings and a potential different from the potential, and receive heat generated by the first brush coming into contact with the outer peripheral wall of the first electrode ring; An element attached to the inner peripheral wall of the first electrode ring, and the element receives the heat from the inner peripheral wall opposite to the contact surface of the first brush. A ring device is provided.

実施形態に係るスリップリング装置の斜視図である。It is a perspective view of the slip ring device concerning an embodiment. 実施形態に係るスリップリング装置をカバーを取り払った状態で下方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the slip ring device concerning an embodiment from the lower part in the state where the cover was removed. 実施形態に係るスリップリング装置の第1の電極リング、第2の電極リング及び絶縁体を含むアウターリング単体の正面図である。It is a front view of the outer ring simple substance containing the 1st electrode ring of the slip ring device concerning an embodiment, the 2nd electrode ring, and an insulator. 実施形態に係るスリップリング装置の上面図である。It is a top view of the slip ring device concerning an embodiment. 実施形態に係るスリップリング装置の下面図である。It is a bottom view of the slip ring device concerning an embodiment. 従来例に係るスリップリング装置の正面図である。It is a front view of the slip ring apparatus which concerns on a prior art example. 他の実施形態に係るスリップリング装置の上面図である。It is a top view of the slip ring device concerning other embodiments. 他の実施形態に係るスリップリング装置の下面図である。It is a bottom view of the slip ring device concerning other embodiments.

以下、実施の形態に係るスリップリング装置について、図1乃至図7を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。
図1(a)は実施の形態に係るスリップリング装置の斜視図である。図1(b)はカバーを取り払った状態のスリップリング装置を上方から見た斜視図である。図2はカバーを取り払った状態のスリップリング装置を下方から見た斜視図であり、同図には電極リングの段数を適宜多くして多層に配置し、上板を取付けした場合のアウターリングが示されている。図3はアウターリング単体の正面図である。図4Aは内外リング、ブラシ及びブラシホルダの配置構造を示すスリップリング装置の上面図である。図4Bは内外リング等の配置構造を示すスリップリング装置の下面図である。図4A、図4Bではカバーを取り払った状態の同じスリップリング装置の構造例が示されており、図4A、図4Bの矢印Aは図3の正面方向に対応する。これらの図中、同じ符号を持つ要素は互いに同じ要素を表す。
Hereinafter, a slip ring device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7. In the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
FIG. 1A is a perspective view of a slip ring device according to an embodiment. FIG.1 (b) is the perspective view which looked at the slip ring apparatus of the state which removed the cover from upper direction. FIG. 2 is a perspective view of the slip ring device with the cover removed as viewed from below. In FIG. 2, the outer ring when the upper plate is attached with the number of electrode ring stages increased as appropriate is arranged. It is shown. FIG. 3 is a front view of a single outer ring. FIG. 4A is a top view of a slip ring device showing an arrangement structure of inner and outer rings, brushes, and brush holders. FIG. 4B is a bottom view of the slip ring device showing the arrangement structure of the inner and outer rings and the like. 4A and 4B show an example of the structure of the same slip ring device with the cover removed, and the arrow A in FIGS. 4A and 4B corresponds to the front direction in FIG. In these drawings, elements having the same reference numerals represent the same elements.

スリップリング装置1は縦軸周りに互いに同軸的に積層状に配置された複数の環状の電極リングと、複数のブラシの群とを介して電源電力及び信号を伝達する縦型の回転体装置である。スリップリング装置1は、複数の電極リングのうち上半分の各電極リングを全てグラウンド電位用のスリップリングとし、高さ方向中央部に設けた絶縁インシュレータを介して下半分の各電極リングを全てプラス電位用のスリップリングとして用いている。本実施形態では、スリップリング装置1は、これらの全電極リングのうち、上半分のグラウンド電位用の各電極リングと、下半分のプラス電位用の各電極リングとを個別に冷却する構造を有する。   The slip ring device 1 is a vertical rotating body device that transmits power supply power and signals via a plurality of annular electrode rings arranged in a coaxial manner around a longitudinal axis and a plurality of brush groups. is there. The slip ring device 1 uses all the upper half of the plurality of electrode rings as a ground potential slip ring, and adds all the lower half of the electrode rings via an insulating insulator provided in the center in the height direction. Used as a potential slip ring. In the present embodiment, the slip ring device 1 has a structure in which the upper half ground potential electrode rings and the lower half positive potential electrode rings are individually cooled among all the electrode rings. .

スリップリング装置1は、図示しない駆動機構から駆動力を伝達され上下軸線方向に沿って回転する軸体(回転軸)101と、この軸体101の回転とともに回転する中空円筒状のアウターリング10と、アウターリング10の内部に配置されたインナーリング18と、アウターリング10の外周部を覆うカバー19とを備えている。   The slip ring device 1 includes a shaft body (rotating shaft) 101 that receives a driving force from a driving mechanism (not shown) and rotates in the vertical axis direction, and a hollow cylindrical outer ring 10 that rotates with the rotation of the shaft body 101. The inner ring 18 disposed inside the outer ring 10 and the cover 19 that covers the outer periphery of the outer ring 10 are provided.

軸体101はロータシャフトである。アウターリング10は、スリップリング装置1に接続された電源からの直流電力を、スリップリング装置1に接続された例えばアンテナ指向装置などに給電するための電源段リングである。電源は、プラス電位用のホット端子と、接地電位用のリターン端子とを有する。インナーリング18は信号伝送用の信号段リングである。インナーリング18は軸体101の外周面に固定されている。アウターリング10の内周面がインナーリング18の外周面に対して接触しないようにして、これらのインナーリング18及びアウターリング10は内外互いに嵌挿されている。   The shaft body 101 is a rotor shaft. The outer ring 10 is a power stage ring for supplying DC power from a power source connected to the slip ring device 1 to, for example, an antenna directing device connected to the slip ring device 1. The power supply has a hot terminal for positive potential and a return terminal for ground potential. The inner ring 18 is a signal stage ring for signal transmission. The inner ring 18 is fixed to the outer peripheral surface of the shaft body 101. The inner ring 18 and the outer ring 10 are inserted into each other so that the inner peripheral surface of the outer ring 10 does not contact the outer peripheral surface of the inner ring 18.

スリップリング装置1が伝達可能な電源電力及び信号のうち電源電力の伝達機能について述べると、アウターリング10は、図3に示すように、それぞれ回転体でありグラウンド電位が印加される2段の接地電極リング111(第2電極リング)と、それぞれ回転体でありプラス電位が印加される2段のプラス電極リング121(第1電極リング)と、下側接地電極リング111及び上側プラス電極リング121間を電気的に絶縁する絶縁板13(絶縁体)とを備えている。20はフランジ部を表す。   Of the power source power and signals that can be transmitted by the slip ring device 1, the power source power transmission function will be described. As shown in FIG. 3, the outer ring 10 is a rotating body and is a two-stage ground to which a ground potential is applied. Between the electrode ring 111 (second electrode ring), a two-stage plus electrode ring 121 (first electrode ring) that is a rotating body and to which a plus potential is applied, and between the lower ground electrode ring 111 and the upper plus electrode ring 121 And an insulating plate 13 (insulator) that electrically insulates. Reference numeral 20 denotes a flange portion.

2段の接地電極リング111はいずれも円筒状であり接地電極段リング11を構成する。接地電極リング111どうしは空隙を介して分離されている。2段のプラス電極リング121も円筒状でありプラス電極段リング12を構成する。プラス電極リング121どうしも空隙を介して分離されている。接地電極段リング11及びプラス電極段リング12はともに二層円筒形状を外観上呈する。アウターリング10は、軸体101が軸受14を介して固定体15に回転駆動自在に支持され、図示しない駆動機構及び伝達機構を介して回転力を加えられるようにされている。   The two-stage ground electrode ring 111 is cylindrical and constitutes the ground electrode stage ring 11. The ground electrode rings 111 are separated by a gap. The two-stage positive electrode ring 121 is also cylindrical and constitutes the positive electrode step ring 12. The positive electrode rings 121 are separated from each other via a gap. Both the ground electrode step ring 11 and the plus electrode step ring 12 have a two-layer cylindrical shape in appearance. In the outer ring 10, the shaft body 101 is rotatably supported by the fixed body 15 via a bearing 14, and a rotational force can be applied via a drive mechanism and a transmission mechanism (not shown).

絶縁板13は軸周りに中空部を有し外観略ドーナツ形状を呈する。中空部を通って接地電極リング111からの摩耗粉や、糸状の金属片、切りくずなどが固定体15上へ落下可能にされている。絶縁板13の外径寸法は、接地電極段リング11の外径寸法及びプラス電極段リング12の外径寸法のいずれよりも大きい。絶縁板13は接地電極段リング11及びプラス電極段リング12間を絶縁するために高さ方向に十分な板厚を有する。絶縁板13には例えば合成樹脂の成型物が用いられる。絶縁板13は各ブラシ17及び各プラス電極リング121よりも軸体101上端側に位置し、各ブラシ16及び各接地電極リング111よりも軸体101下端側に位置する。   The insulating plate 13 has a hollow portion around the axis and has a substantially donut shape in appearance. Wear powder, thread-like metal pieces, chips and the like from the ground electrode ring 111 can be dropped onto the fixed body 15 through the hollow portion. The outer diameter dimension of the insulating plate 13 is larger than both the outer diameter dimension of the ground electrode step ring 11 and the outer diameter dimension of the plus electrode step ring 12. The insulating plate 13 has a sufficient thickness in the height direction in order to insulate the ground electrode step ring 11 and the plus electrode step ring 12 from each other. For example, a synthetic resin molding is used for the insulating plate 13. The insulating plate 13 is located on the upper end side of the shaft body 101 with respect to each brush 17 and each plus electrode ring 121, and is located on the lower end side of the shaft body 101 with respect to each brush 16 and each ground electrode ring 111.

2段の接地電極リング111は金属筒体から成り、内側の内周壁面と外側の外周壁面とを有する。内周壁には例えば上下平行2列の銀めっきが施されている。2列の銀めっきはそれぞれ上下方向に沿って幅を有し、各銀めっきの間には間隙が設けられている。帯状の銀めっきは互いにリング内周壁面上を周回形成されている。アウターリング10の上半分を上面視すると、図4Aに示すように、接地電極リング111内部にはそれぞれ銀黒鉛等で形成された2個の第1のブラシ16が設けられている。これらのブラシ16は各接地電極リング111の内周面に当接した状態でそれぞれブラシホルダ21に保持されている。各ブラシ16は静止物である。   The two-stage ground electrode ring 111 is made of a metal cylinder, and has an inner inner peripheral wall surface and an outer outer peripheral wall surface. The inner peripheral wall is subjected to, for example, two parallel rows of silver plating. The two rows of silver plating each have a width along the vertical direction, and a gap is provided between the silver platings. The strip-shaped silver plating is formed around the inner peripheral wall surface of the ring. When the upper half of the outer ring 10 is viewed from above, as shown in FIG. 4A, two first brushes 16 each formed of silver graphite or the like are provided inside the ground electrode ring 111. These brushes 16 are respectively held by the brush holders 21 in contact with the inner peripheral surface of each ground electrode ring 111. Each brush 16 is a stationary object.

ブラシ16の材質は黒鉛(カーボン)に銀を混合させた成分を有する。この成分を焼結等して固めることによりブラシ16はチップ状に形成されている。この黒鉛によりブラシ16は配向性を与えられている。配向性とは、リング外周面上で周方向と直交する上下方向にブラシが滑る性質あるいは滑りやすさを指す。   The material of the brush 16 has a component in which graphite is mixed with silver. The brush 16 is formed in a chip shape by sintering and hardening this component. The orientation of the brush 16 is given by this graphite. The orientation refers to the property that the brush slides in the vertical direction perpendicular to the circumferential direction on the ring outer peripheral surface or the ease of sliding.

2本のブラシホルダ21は絶縁材料からなる。各ブラシホルダ21はそれぞれ上下方向に並置されており、2段の接地電極リング111に対応している。これらのブラシホルダ21にはブラシ16と導通するための端子や接点と、電源と導通するための端子や接点とが設けられている。この電源への配線材は接地電極リング111の内周面と、インナーリング18の外周面との間の隙間空間を通るようにして配線されている。この隙間空間には板状のブラシ取付板22が立設している。このブラシ取付板22に2本のブラシホルダ21が取付けられている。ブラシ取付板22の下端部は、固定体15あるいはこの固定体15から上方へ延在した支持材などに固定される。ブラシホルダ21に固定された状態で複数のブラシ16はブラシの群を成す。各ブラシ16の上下方向の位置はリング内周面上の銀めっきのめっき幅の高さに合わせて決められる。これらのブラシ16と、2段の接地電極リング111の内周壁とはスリップリングを構成し、各スリップリングにグラウンド(GND)電位が与えられる。   The two brush holders 21 are made of an insulating material. Each brush holder 21 is juxtaposed in the vertical direction, and corresponds to the two-stage ground electrode ring 111. These brush holders 21 are provided with terminals and contacts for conducting with the brush 16 and terminals and contacts for conducting with the power source. The wiring material to the power source is wired so as to pass through a gap space between the inner peripheral surface of the ground electrode ring 111 and the outer peripheral surface of the inner ring 18. A plate-like brush mounting plate 22 is erected in the gap space. Two brush holders 21 are attached to the brush attachment plate 22. The lower end portion of the brush mounting plate 22 is fixed to the fixed body 15 or a support member extending upward from the fixed body 15. The plurality of brushes 16 form a group of brushes while being fixed to the brush holder 21. The vertical position of each brush 16 is determined according to the height of the silver plating width on the inner peripheral surface of the ring. These brushes 16 and the inner peripheral wall of the two-stage ground electrode ring 111 constitute a slip ring, and a ground (GND) potential is applied to each slip ring.

ブラシホルダ21について詳述すると、ブラシホルダ21は棒体又は細長い薄板であり、棒又は板の途中部2箇所が互いに同じ方向に向かって屈曲した形状を有する。ブラシホルダ21全体のうち、ブラシ取付板22の平面部に接触する部分からそれぞれ上面視「ハ」の字状に拡がるアーム部の先端にそれぞれブラシ16が取付けられている。例えばスプリングや、板ばねなどの弾性体によって、これらのアーム部には、アウターリング10の回転軸芯に向かう外方からの力が加えられ、各ブラシ16はスプリング等を介してリング内周面に押さえ付けられるようになっている。軸体101とブラシ16とが電気的に結合されるようになっている。   The brush holder 21 will be described in detail. The brush holder 21 is a rod body or an elongated thin plate, and has a shape in which two middle portions of the rod or plate are bent in the same direction. Of the entire brush holder 21, the brushes 16 are respectively attached to the tips of the arm portions that expand from the portion that contacts the flat portion of the brush mounting plate 22 in a “C” shape when viewed from above. For example, an elastic force such as a spring or a leaf spring is applied to these arm portions from the outside toward the rotational axis of the outer ring 10, and each brush 16 is connected to the inner peripheral surface of the ring via a spring or the like. Can be pressed down. The shaft body 101 and the brush 16 are electrically coupled.

本実施形態では、アウターリング10は、各接地電極リング111の外周壁面近傍に開放された空きスペースに、一対のヒートシンク23(放熱部材)を各フィン部が向き合うようにして配置している。従来例に係るスリップリング装置はブラシを外周外方に配置して空きスペースを持たない点で、空きスペースを外気に接触させているスリップリング装置1と異なる。ヒートシンク23の材料としては、コルゲートフィン等に用いられる材料と実質同じである。この材料は放熱性に優れた特性を有する。上側の接地電極リング111と、下側の接地電極リング111とにそれぞれ2つのヒートシンク23が設けられており、一対のヒートシンク23はリング断面円周上で対向する2箇所に水平に設けられている。これらのヒートシンク23はヒートシンク取付板24(図2)の軸芯側の板面に取付けられている。図3の例では、フィン部は、それぞれ水平な複数枚のフィンの列が垂直に配置されるようにして2つのヒートシンク23は取付けられている。ヒートシンク取付板24は、カバー19内周面及びアウターリング10に接触しない板であり、ヒートシンク23の軸芯とは逆側の板面にはコネクタや、コンセント、端子類が設けられている。このヒートシンク取付板24は常に静止している。各ブラシ16が接地電極リング111の内側に配されている場合、この接地電極リング111の外側は外気に触れている。ブラシ16とリング外周面とが接触して熱が発生する箇所の近傍にヒートシンク23等を取付けることによって外側から放熱し接地電極リング111の温度の上昇を抑制するようにしている。放熱フィンによって冷却性が向上するようになっている。   In the present embodiment, the outer ring 10 has a pair of heat sinks 23 (heat dissipating members) disposed in open spaces in the vicinity of the outer peripheral wall surface of each ground electrode ring 111 so that the fin portions face each other. The slip ring device according to the conventional example is different from the slip ring device 1 in which the empty space is brought into contact with the outside air in that the brush is arranged on the outer periphery and does not have an empty space. The material of the heat sink 23 is substantially the same as that used for corrugated fins and the like. This material has excellent heat dissipation characteristics. Two heat sinks 23 are provided for the upper ground electrode ring 111 and the lower ground electrode ring 111, respectively, and the pair of heat sinks 23 are provided horizontally at two opposite locations on the circumference of the ring cross section. . These heat sinks 23 are attached to the plate surface on the axial center side of the heat sink attachment plate 24 (FIG. 2). In the example of FIG. 3, the two heat sinks 23 are attached to the fin portion so that a plurality of horizontal fin rows are arranged vertically. The heat sink mounting plate 24 is a plate that does not contact the inner peripheral surface of the cover 19 and the outer ring 10, and a connector, an outlet, and terminals are provided on the plate surface opposite to the shaft core of the heat sink 23. The heat sink mounting plate 24 is always stationary. When each brush 16 is disposed inside the ground electrode ring 111, the outside of the ground electrode ring 111 is in contact with outside air. A heat sink 23 or the like is attached in the vicinity of the portion where the brush 16 and the ring outer peripheral surface come into contact with each other to dissipate heat from the outside, thereby suppressing an increase in the temperature of the ground electrode ring 111. The cooling performance is improved by the radiation fins.

また、下側の2段のプラス電極リング121は金属円筒であり、各外周壁には銀めっきが施されている。図4Bに示すように、各プラス電極リング121の内周壁面には熱輸送用の素子25が貼設されている。素子25は高熱伝導材料、又はベルチェ素子等の導熱性物質である。同図の例では、1段のプラス電極リング121には2個の素子25が設けられている。これらの素子25は1段のプラス電極リング121のリング高さ方向で同じ位置に、間隔を空けてリング内周面に接触した状態で貼付けられている。各素子25には線材26(熱輸送材)の一端が接続されている。線材26の他端は外気との間で熱交換を行う。線材26は例えばリード線状、繊維状あるいは線条体状である。線材26の材料は高熱伝導材料又はベルチェ素子等の導熱性物質を用いてもよい。線材26はプラス電極リング121の内周面上を這わせて設けられている。一端が素子25に接続された線材26の他端は固定体15あるいはこの固定体15から上方へ延在した支持材などに接続されている。   The lower two-stage positive electrode ring 121 is a metal cylinder, and silver plating is applied to each outer peripheral wall. As shown in FIG. 4B, a heat transport element 25 is attached to the inner peripheral wall surface of each positive electrode ring 121. The element 25 is a heat conductive material such as a highly heat conductive material or a Beltier element. In the example shown in the figure, two elements 25 are provided in one positive electrode ring 121. These elements 25 are affixed at the same position in the ring height direction of the one-stage positive electrode ring 121 in a state of being in contact with the inner peripheral surface of the ring with a space therebetween. One end of a wire 26 (heat transport material) is connected to each element 25. The other end of the wire 26 exchanges heat with the outside air. The wire material 26 is, for example, a lead wire shape, a fiber shape, or a wire shape. As the material of the wire rod 26, a highly heat conductive material or a heat conductive material such as a Beltier element may be used. The wire 26 is provided on the inner peripheral surface of the plus electrode ring 121. The other end of the wire 26 having one end connected to the element 25 is connected to the fixed body 15 or a support member extending upward from the fixed body 15.

プラス電極リング121のリング外周面はブラシ17(第2のブラシ)が摺動接触し、このリング外周面及びブラシ17間に熱が発生する。ブラシ接触面とは反対側のリング内周面が伝熱面として機能する。このリング内周面により1段のプラス電極リング121につき2個の素子25がリング外周面からの熱を受熱する。線材26は、その途中部がプラス電極段リング12の内部を経由しこのプラス電極段リング12の下方の開口より線材26の他端が外気に触れるように引き回されている。外気との熱交換が可能となりアウターリング10の内部発熱による温度上昇が抑制される。素子25はリングの内側(ブラシ接触面の反対側)を直接冷却する。このアウターリング10は内部から効率的に放熱、冷却することが可能となり、熱上昇を抑えることができるようになっている。   The brush 17 (second brush) is in sliding contact with the ring outer peripheral surface of the positive electrode ring 121, and heat is generated between the ring outer peripheral surface and the brush 17. The inner circumferential surface of the ring opposite to the brush contact surface functions as a heat transfer surface. Two elements 25 per one positive electrode ring 121 receive heat from the ring outer peripheral surface by the ring inner peripheral surface. The wire rod 26 is routed so that the other end of the wire rod 26 is exposed to the outside air through the inside of the plus electrode step ring 12 through the opening below the plus electrode step ring 12. Heat exchange with the outside air becomes possible, and temperature rise due to internal heat generation of the outer ring 10 is suppressed. The element 25 directly cools the inside of the ring (opposite the brush contact surface). The outer ring 10 can be efficiently radiated and cooled from the inside, and the rise in heat can be suppressed.

接地電極リング111では、リング内外のうちのいずれか一方がブラシ接触用の空間であり、リング内外のうちの他方がこの一方で発生した熱の冷却用の空間である。接地電極リング111はリング内外で2つの空間を利用するという2重構造を有する。プラス電極リング121もリング内外で2重構造を有する。   In the ground electrode ring 111, one of the inside and outside of the ring is a space for brush contact, and the other of the inside and outside of the ring is a space for cooling the generated heat. The ground electrode ring 111 has a double structure in which two spaces are used inside and outside the ring. The positive electrode ring 121 also has a double structure inside and outside the ring.

また、図2、図4A、図4Bに示すように、スリップリング装置1は、それぞれアウターリング10の外周部側方に上下平行に立設した例えば4本のピラー27と、高さ方向下側で2本のピラー27間に架け渡された2枚の板状のブラシ取付板28(1枚のみが表示されている)と、高さ方向上側で2本のピラー27の間に架け渡された2枚の板状のヒートシンク取付板24(1枚のみが表示されている)と、それぞれブラシ取付板28の軸芯側の板面に固定された複数本のブラシホルダ29と、これらのブラシホルダ29の各一端及び各他端に設けられた2個のブラシ17とを備えている。ブラシの群を成すこれらのブラシ17と、2段のプラス電極リング121の外周面とはスリップリングを構成し、各スリップリングにプラス電位が与えられている。   As shown in FIGS. 2, 4A, and 4B, the slip ring device 1 includes, for example, four pillars 27 erected in parallel vertically on the outer peripheral side of the outer ring 10, and a lower side in the height direction. Between the two pillars 27 and the two plate-like brush mounting plates 28 (only one is shown), and between the two pillars 27 on the upper side in the height direction. Two plate-like heat sink mounting plates 24 (only one is shown), a plurality of brush holders 29 fixed to the plate surface on the axis side of each brush mounting plate 28, and these brushes Two brushes 17 provided at each one end and each other end of the holder 29 are provided. These brushes 17 constituting a group of brushes and the outer peripheral surface of the two-stage positive electrode ring 121 constitute a slip ring, and a positive potential is applied to each slip ring.

各ピラー27は静止物であり回転体に対して常に静止している。これらのピラー27の上部は、フランジ部20の環状フランジ面20aに固定されている。フランジ部20は静止物であり回転体に対して常に静止している。ブラシ取付板28は常に静止しており、軸芯と逆側の板面にはコネクタや、コンセント、端子類が設けられている。複数本のブラシホルダ29は絶縁材料から成り、これらのブラシホルダ29は縦方向に並置されている。これらのブラシホルダ29にはブラシ17と導通する端子、接点と、電源側と導通する端子、接点とが設けられている。ブラシ17は黒鉛に銀を混合させた成分を有する材質から成り、この成分が焼結されて固められチップ状に形成されている。環状フランジ面20aの対向面側のフランジ面20b側には上部支持体30及び固定体31が設けられている。上部支持体30及び固定体31はいずれも回転体であり、これらはアウターリング10の回転とともに回転する。上部支持体30と、フランジ部20との間にはベアリング等が設けられている。各ピラー27から延びたブラシホルダ29の両端に設けられた各ブラシ17は、回転駆動されるアウターリング10の外周導電部位に接触摺動し、このアウターリング10と電気的に結合するようになっている。   Each pillar 27 is a stationary object and is always stationary with respect to the rotating body. The upper portions of these pillars 27 are fixed to the annular flange surface 20 a of the flange portion 20. The flange portion 20 is a stationary object and is always stationary with respect to the rotating body. The brush mounting plate 28 is always stationary, and a connector, an outlet, and terminals are provided on the plate surface opposite to the shaft core. The plurality of brush holders 29 are made of an insulating material, and these brush holders 29 are juxtaposed in the vertical direction. These brush holders 29 are provided with terminals and contacts that are electrically connected to the brush 17 and terminals and contacts that are electrically connected to the power supply side. The brush 17 is made of a material having a component in which graphite is mixed with silver, and this component is sintered and hardened to form a chip shape. An upper support 30 and a fixed body 31 are provided on the flange surface 20b side on the opposite surface side of the annular flange surface 20a. Both the upper support 30 and the fixed body 31 are rotating bodies, and these rotate with the rotation of the outer ring 10. A bearing or the like is provided between the upper support 30 and the flange portion 20. Each brush 17 provided at both ends of a brush holder 29 extending from each pillar 27 comes into contact with and slides on the outer peripheral conductive portion of the outer ring 10 that is driven to rotate, and is electrically coupled to the outer ring 10. ing.

このような構成のスリップリング装置1と、直流電源との間に、ホット用のプラス配線、及びリターン用のグラウンド配線が接続されると、スリップリング装置1は慣らし回転を行われる。スリップリング装置1は実運用時の電流値よりも小さい電流を加えられ、各ブラシ16の表面と接地電極リング111の内周面とを擦り合わせられる。各ブラシ17の表面と、プラス電極リング121の外周面とが擦り合わせられる。電源から印加された電流が金属抵抗により発熱し、熱によってブラシ、リング周面間の接触部位が電気的に融解する。接触部位の凹凸が除去されて表面粗さが目視では視認できない程度に小さくされる。   When the plus wiring for hot and the ground wiring for return are connected between the slip ring device 1 having such a configuration and the DC power source, the slip ring device 1 is conditioned. The slip ring device 1 is applied with a current smaller than the current value during actual operation, and the surface of each brush 16 and the inner peripheral surface of the ground electrode ring 111 are rubbed together. The surface of each brush 17 and the outer peripheral surface of the plus electrode ring 121 are rubbed together. The current applied from the power source generates heat due to the metal resistance, and the contact portion between the brush and ring peripheral surface is electrically melted by the heat. The unevenness of the contact part is removed, and the surface roughness is reduced to such an extent that it cannot be visually recognized.

その後、スリップリング装置1は実運用を開始し、直流電源から電流を加えられる。ブラシ16及びブラシ17の各表面は黒鉛により覆われており、ブラシ、リング内周面間と、ブラシ、リング外周面間とはいずれも銀どうしが直接接触せずに、各ブラシ群は接触摺動する。接地電極リング111と、プラス電極リング121とはそれぞれ電気的に結合し、電力を伝達する。ブラシ16及び接地電極リング111内周面間の接触部分に固体潤滑層が形成される。ブラシ17及びプラス電極リング121外周面間の接触部分に固体潤滑層が形成される。リング内外で潤滑された状態でアウターリング10は回転する。   Thereafter, the slip ring device 1 starts actual operation, and a current is applied from the DC power source. Each surface of the brush 16 and the brush 17 is covered with graphite, and silver is not in direct contact between the brush and the inner peripheral surface of the ring and between the brush and the outer peripheral surface of the ring. Move. The ground electrode ring 111 and the plus electrode ring 121 are electrically coupled to each other and transmit electric power. A solid lubricant layer is formed at the contact portion between the brush 16 and the inner peripheral surface of the ground electrode ring 111. A solid lubricating layer is formed at the contact portion between the brush 17 and the outer peripheral surface of the plus electrode ring 121. The outer ring 10 rotates while being lubricated inside and outside the ring.

回転の回数が累積すると、外周面側、内周面側のそれぞれにおいて磨耗粉が発生する。また、髪の毛のような形状のブラシ16、17の切りくずが出ることがある。2段の接地電極リング111は、ブラシ16との摺接により摩耗粉を発生させる。切りくずや磨耗粉は、各接地電極リング111の内周壁から絶縁板13の内径孔を通り、各プラス電極リング121の内周壁を通り下方の固定体15上に落下する。   When the number of rotations accumulates, wear powder is generated on each of the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side. Further, chips of the brushes 16 and 17 shaped like hair may appear. The two-stage ground electrode ring 111 generates abrasion powder by sliding contact with the brush 16. Chips and wear powder fall from the inner peripheral wall of each ground electrode ring 111 through the inner diameter hole of the insulating plate 13, pass through the inner peripheral wall of each positive electrode ring 121, and fall on the lower fixed body 15.

2段のプラス電極リング121は、ブラシ17との摺接により摩耗粉を発生させる。この磨耗粉は、各プラス電極リング121の外周壁の下方の固定体15上に落下する。アウターリング10の内側と、外側との2つの経路を通って、磨耗粉は分散して落下する。これにより、積層配置されるスリップリング構造における磨耗粉による全路短絡の発生を防止できる。全路短絡とはデッドショートを指す。本実施形態に係るスリップリング装置1では、この全路短絡等の発生による絶縁不良の防止の促進を図ることができ、高品質な電気的結合を、長期間に亘り確保することが可能となる。   The two-stage positive electrode ring 121 generates abrasion powder by sliding contact with the brush 17. The wear powder falls on the fixed body 15 below the outer peripheral wall of each positive electrode ring 121. Wear powder is dispersed and falls through two paths, the inner side and the outer side of the outer ring 10. Thereby, generation | occurrence | production of the short circuit of all the paths by the abrasion powder in the slip ring structure laminated | stacked can be prevented. Short circuit all means dead short. In the slip ring device 1 according to the present embodiment, it is possible to promote the prevention of insulation failure due to the occurrence of this all-circuit short circuit and the like, and it is possible to ensure high-quality electrical coupling over a long period of time. .

また、アウターリング10は筒体の内外が2重である構造を有する。上側の接地電極リング111について、ブラシ16が接地電極リング111内周面上を摺動するブラシ接触面の反対側である接地電極リング111外周面の外方にヒートシンク23が位置する。このため、ブラシ接触面の反対側から効率的に放熱、冷却することが可能になる。   The outer ring 10 has a structure in which the inside and outside of the cylinder are doubled. With respect to the upper ground electrode ring 111, the heat sink 23 is located outside the outer peripheral surface of the ground electrode ring 111, which is the opposite side of the brush contact surface on which the brush 16 slides on the inner peripheral surface of the ground electrode ring 111. For this reason, it becomes possible to efficiently radiate and cool from the opposite side of the brush contact surface.

一般にブラシ16、17のようなブラシチップはこれらとリングとの接触部位で水分による潤滑を要するため、回転体装置内には湿度を要する。ブラシチップの損耗率は湿度が低下すると加速する。損耗率とは摩擦による損耗率であり、使用前のブラシチップの重量と、使用後の同じブラシチップの重量とを比較して得たブラシチップ重量の減少率を指す。冷風等を電極リングの外周面、内周面またはブラシチップに直接あてた場合、リング表面の水膜が失われて金属摩耗粉が乾燥し、ブラシの異常摩耗につながる可能性がある。ブラシが異常摩耗した場合、摩耗粉が増加しスリップリングの寿命を短縮することを招く。   In general, brush tips such as the brushes 16 and 17 require lubrication by moisture at the contact portion between the brush tip and the ring, and therefore humidity is required in the rotating body device. The wear rate of brush tips accelerates as humidity decreases. The wear rate is a wear rate due to friction, and indicates a reduction rate of the weight of the brush tip obtained by comparing the weight of the brush tip before use with the weight of the same brush tip after use. When cold air or the like is applied directly to the outer peripheral surface, inner peripheral surface or brush tip of the electrode ring, the water film on the ring surface may be lost, and the metal wear powder may dry out, leading to abnormal brush wear. When the brush is abnormally worn, the wear powder increases and the life of the slip ring is shortened.

これに対して、本実施形態に係るスリップリング装置1では、接地電極リング111のリング表面を乾燥させずに、接地電極リング111自体の温度の上昇を抑制することができる。特にリング外周面とブラシ16との接触部分における温度上昇を抑制することができる。   On the other hand, in the slip ring device 1 according to the present embodiment, the temperature increase of the ground electrode ring 111 itself can be suppressed without drying the ring surface of the ground electrode ring 111. In particular, the temperature rise at the contact portion between the ring outer peripheral surface and the brush 16 can be suppressed.

また、図4Aに示すようにブラシ16がリング内側に配されている場合、リング外側は外気に触れていることから接地電極リング111にヒートシンク23等を付けることによりリング外側から放熱することができ、接地電極リング111の温度上昇を抑制することができるようになる。このようにして放熱フィンによる冷却性を向上させることができる。   As shown in FIG. 4A, when the brush 16 is arranged on the inner side of the ring, the outer side of the ring is in contact with the outside air, so heat can be radiated from the outer side of the ring by attaching a heat sink 23 or the like to the ground electrode ring 111. The temperature rise of the ground electrode ring 111 can be suppressed. In this way, the cooling performance by the heat radiating fins can be improved.

図4Bに示すように、ブラシ17がリング外側に配されている場合、プラス電極リング121は2重構造を利用してこのプラス電極リング121の内部に高熱伝導材料、またはベルチェ素子等の導熱性物質から成る素子25を接触させる。素子25から見て径方向で外方のリング外周面を外気に触れさせることにより内部発熱による温度上昇を抑制でき、プラス電極リング121を内部から冷却させることができる。接触部位に近く、他の部品の妨げとならないことから、プラス電極リング121、ブラシ17どうしの接触面の内側が効果的である。このようにして高熱伝導材料によって冷却性を向上させることができる。線材26の代わりにヒートパイプや強制空冷装置を用いること、あるいは線材26とヒートパイプや強制空冷装置とを併用することによっても放熱性の向上を期待出来る。   As shown in FIG. 4B, when the brush 17 is arranged on the outer side of the ring, the plus electrode ring 121 uses a double structure, and the inside of the plus electrode ring 121 has a high thermal conductivity material or a heat conducting material such as a Beltier element. The element 25 made of a substance is brought into contact. A temperature increase due to internal heat generation can be suppressed by contacting the outer peripheral surface of the outer ring in the radial direction as viewed from the element 25 with the outside air, and the plus electrode ring 121 can be cooled from the inside. Since it is close to the contact portion and does not interfere with other parts, the inside of the contact surface between the positive electrode ring 121 and the brush 17 is effective. In this way, the cooling performance can be improved by the high heat conductive material. Improvement of heat dissipation can also be expected by using a heat pipe or a forced air cooling device instead of the wire material 26, or by using the wire material 26 in combination with a heat pipe or a forced air cooling device.

スリップリング装置1の運用時、接地電極リング111やプラス電極リング121は、各リング全体に亘って均等に温度が上昇するとは限らない。スリップリング装置1のうち、ブラシ16やブラシ17との接触部分における温度が残りの部分における温度に比べて高い。上側ではフィンにより放熱し、下側ではプラス電極リング121の内側に熱を逃がす素子25を貼設して線材26により熱を輸送する。このため、高温になりやすい部位からの熱を逃がすことができ、効率的な冷却ができる。   During operation of the slip ring device 1, the temperature of the ground electrode ring 111 and the plus electrode ring 121 does not always rise evenly over the entire ring. In the slip ring device 1, the temperature at the contact portion with the brush 16 or the brush 17 is higher than the temperature at the remaining portion. On the upper side, heat is dissipated by fins, and on the lower side, an element 25 for releasing heat is attached inside the positive electrode ring 121 and heat is transported by the wire 26. For this reason, the heat from the site | part which becomes high temperature can be released, and efficient cooling can be performed.

図5は従来例に係る縦型スリップリング装置の正面図である。スリップリング装置200を構成するアウターリングは、電極リング210、220が同軸状に積層されて成る直流大電力用の電極段リング250を有する。異電位の電極リング210、220間の絶縁性能を高めるため、リング間に絶縁板230を介在させている。スリップリング装置200は、固定側に設けたブラシ240を同時に摺接させて電気的結合を行っている。スリップリング装置20は各電極リングの下部に他の電極リングを有することから、スリップリング装置200の下段において全路短絡を起こしやすい。電極段リング250では摺動摩耗に加え、電流による影響により金属の摩耗粉が発生し、この摩耗粉が異電位の電極リング210、220間における全路短絡の要因となる。リング間に絶縁板230を挿入した場合、摩耗粉が蓄積して、ブラシ240が外周面上に形成された金属塊に乗り上げて電気的なパスが形成されスパークが発生することがある。   FIG. 5 is a front view of a vertical slip ring device according to a conventional example. The outer ring constituting the slip ring device 200 has an electrode step ring 250 for DC high power, in which electrode rings 210 and 220 are laminated coaxially. In order to improve the insulation performance between the electrode rings 210 and 220 having different potentials, an insulating plate 230 is interposed between the rings. The slip ring device 200 is electrically connected by simultaneously sliding the brush 240 provided on the fixed side. Since the slip ring device 20 has other electrode rings at the lower part of each electrode ring, a short circuit is likely to occur in the lower stage of the slip ring device 200. In the electrode step ring 250, in addition to sliding wear, metal wear powder is generated due to the influence of current, and this wear powder causes a short circuit in the entire path between the electrode rings 210 and 220 having different potentials. When the insulating plate 230 is inserted between the rings, the abrasion powder accumulates, and the brush 240 may ride on the metal block formed on the outer peripheral surface to form an electrical path and generate a spark.

高温により外周面の銀めっきが融解し、スリップリング装置200が冷えると、融解した金属により、金属塊が生成され、リング表面が荒れる。金属塊はブラシ240とリング外周面との間のギャップの値を変える。摺接走行中のブラシ240から外周面にかかる押圧力が一瞬減ると、ブラシ240は外周面上より浮き上がる。外周面付近の電界が変化し、いずれかの箇所では電荷の集中が生じ、再度、スパークやアークが起こる。   When the silver plating on the outer peripheral surface is melted by the high temperature and the slip ring device 200 is cooled, a metal lump is generated by the melted metal, and the ring surface is roughened. The metal mass changes the value of the gap between the brush 240 and the ring outer peripheral surface. When the pressing force applied to the outer peripheral surface from the brush 240 in sliding contact is reduced for a moment, the brush 240 is lifted from the outer peripheral surface. The electric field in the vicinity of the outer peripheral surface changes, charge concentration occurs at any point, and sparks and arcs occur again.

これに対して、スリップリング装置1では、ブラシ17が接触する面の逆側の面から冷却することによりリング表面の接触時の雰囲気を保持したまま、放熱させることができる。雰囲気とは温度及び湿度を指す。スリップリング装置1の冷却構造により、リング表面が冷却され、リング表面が銀めっきの融点を超えることがなくなる。また、温度の過剰な上昇が防止されるため、リング表面が過度に乾燥することが避けられる。スリップリング装置1内の温度の上昇を抑えることができ、温度変動に対して十分な値の湿度をスリップリング装置1は保つ続けることができる。湿度に対して適切な温度に調整することによって、空気中の湿気から得られる水の膜を用いて黒鉛による潤滑性能を引き出すことができる。コントロールすることが難しい湿度の代わりに、温度を使って放熱や冷却をコントロールでき、取扱いの利便性が上がる。   On the other hand, in the slip ring device 1, it is possible to radiate heat while maintaining the atmosphere at the time of contact with the ring surface by cooling from the surface opposite to the surface with which the brush 17 contacts. Atmosphere refers to temperature and humidity. The ring surface is cooled by the cooling structure of the slip ring device 1, and the ring surface does not exceed the melting point of silver plating. Moreover, since excessive rise in temperature is prevented, it is possible to avoid excessively drying the ring surface. An increase in temperature in the slip ring device 1 can be suppressed, and the slip ring device 1 can continue to maintain a sufficient humidity with respect to temperature fluctuation. By adjusting to an appropriate temperature with respect to the humidity, it is possible to draw out the lubricating performance by graphite using a film of water obtained from moisture in the air. Instead of humidity, which is difficult to control, temperature can be used to control heat dissipation and cooling, increasing convenience in handling.

(変形例)
(1)アウターリング10の上側の第1のブラシ16と、下側の第2のブラシ17とはそれぞれ1つのアウターリング10について複数個設けてもよい。図6に他の実施形態に係るスリップリング装置の上面図を示す。図7に同装置の下面図を示す。
(Modification)
(1) A plurality of first brushes 16 on the upper side of the outer ring 10 and a plurality of lower brushes 17 on the lower side may be provided for each outer ring 10. FIG. 6 shows a top view of a slip ring device according to another embodiment. FIG. 7 shows a bottom view of the apparatus.

これにより、アウターリング10Aが回転駆動されると、図6のように1つの接地電極リング111の内周面に対して4個のブラシ16が接触摺動する。図7のように、1つのプラス電極リング121の外周面に対して4個のブラシ17が接触摺動する。アウターリング10Aと電源との間で電気的結合が実行される。   As a result, when the outer ring 10A is driven to rotate, the four brushes 16 contact and slide against the inner peripheral surface of one ground electrode ring 111 as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the four brushes 17 slide in contact with the outer peripheral surface of one plus electrode ring 121. Electrical coupling is performed between the outer ring 10A and the power source.

(2)上記実施の形態では、プラス電極段リング12の上に接地電極段リング11を積重したアウターリング10を用いた例で説明したが、アウターリングは接地電極段リング11の上にプラス電極段リング12を積重してもよい。接地電極段リング11、プラス電極段リング12に、それぞれ例えば1段あるいは3段以上のスリップリングを設けるように構成してもよい。あるいは接地電極段リング11の外周壁にブラシ16を対向させ、プラス電極段リング12の内周壁にブラシ17を対向させて構成してもよい。これらの電極リングないしは電極段リングの積層配置を変えた場合の効果は上記実施形態の効果と同様の効果が得られる。 (2) In the above embodiment, the example using the outer ring 10 in which the ground electrode step ring 11 is stacked on the plus electrode step ring 12 has been described. However, the outer ring is added on the ground electrode step ring 11. The electrode step ring 12 may be stacked. For example, each of the ground electrode step ring 11 and the plus electrode step ring 12 may be provided with one step or three or more steps of slip rings. Alternatively, the brush 16 may be opposed to the outer peripheral wall of the ground electrode step ring 11 and the brush 17 may be opposed to the inner peripheral wall of the plus electrode step ring 12. The effect of changing the stacking arrangement of these electrode rings or electrode step rings is the same as that of the above embodiment.

(3)上記実施の形態では、アウターリング10は、上段側の接地電極リング111をグラウンド電位に用いて下段側のプラス電極リング121をプラス電位に用いていたが、上段側電極リングの電位や極性と、下段側電極リングの電位や極性との組合せは、マイナス電位及びグラウンド電位や、グラウンド電位及びマイナス電位としてもよく、あるいはマイナス電位及びプラス電位、プラス電位及びマイナス電位、マイナス電位及びマイナス電位としてもよい。これらの電位や極性を変えた場合の効果は上記実施形態の効果と同様の効果が得られる。 (3) In the above embodiment, the outer ring 10 uses the upper ground electrode ring 111 as a ground potential and the lower positive electrode ring 121 as a positive potential. The combination of the polarity and the potential and polarity of the lower electrode ring may be a minus potential and a ground potential, a ground potential and a minus potential, or a minus potential and a plus potential, a plus potential and a minus potential, a minus potential and a minus potential. It is good. The effects obtained by changing these potentials and polarities are the same as those of the above embodiment.

(4)放熱部材としてのヒートシンク23の形状、構造、個数、位置などは種々変更可能である。放熱部材としてヒートシンク23の代わりにヒートパイプや、送風機などの強制空冷装置を用いてもよい。例えば送風機からの冷風によりヒートシンク23や接地電極リング111を直接冷却させてもよく、このようにすれば、冷却効率を更に改善することができる。また、ヒートシンク23、ヒートパイプ、及び強制空冷装置を併用してもよい。熱輸送用の素子25が貼られる位置や個数や大きさ等は種々変更可能である。放熱部材や熱輸送用の素子25は水冷装置を併用してもよい。ピラー27などの支柱の形状や構造、アウターリング、インナーリングのリング厚等は種々変更可能であり、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得る。これらの変更を行って実施したに過ぎない発明に対して本実施形態に係るスリップリング装置の優位性は何ら損なわれるものではない。 (4) The shape, structure, number, position, etc. of the heat sink 23 as a heat radiating member can be variously changed. Instead of the heat sink 23, a forced air cooling device such as a heat pipe or a blower may be used as the heat radiating member. For example, the heat sink 23 and the ground electrode ring 111 may be directly cooled by cold air from a blower. In this way, the cooling efficiency can be further improved. Moreover, you may use together the heat sink 23, a heat pipe, and a forced air cooling device. The position, number, size, and the like of the heat transport element 25 can be variously changed. The heat dissipating member and the heat transport element 25 may be used in combination with a water cooling device. The shape and structure of the pillars such as the pillar 27, the ring thickness of the outer ring, the inner ring, and the like can be variously changed, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. The superiority of the slip ring device according to the present embodiment with respect to the invention that has only been implemented with these changes is not impaired.

(5)本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 (5) Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…スリップリング装置、10,10A…アウターリング、11…接地電極段リング、12…プラス電極段リング、13…絶縁板(絶縁体)、14…軸受、15…固定体、16…ブラシ(第1のブラシ)、17…ブラシ(第2のブラシ)、18…インナーリング、19…カバー、20…フランジ部、20a…環状フランジ面、20b…フランジ面、21…ブラシホルダ、22…ブラシ取付板、23…ヒートシンク(放熱部材)、24…ヒートシンク取付板、25…素子(熱輸送材)、26…線材、27…ピラー、28…ブラシ取付板、29…ブラシホルダ、30…上部支持体、31…固定体、101…軸体、111…接地電極リング(第2電極リング)、121…プラス電極リング(第1電極リング)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Slip ring device 10, 10A ... Outer ring, 11 ... Ground electrode step ring, 12 ... Positive electrode step ring, 13 ... Insulating plate (insulator), 14 ... Bearing, 15 ... Fixed body, 16 ... Brush (No. 1) 1 brush), 17 ... brush (second brush), 18 ... inner ring, 19 ... cover, 20 ... flange portion, 20a ... annular flange surface, 20b ... flange surface, 21 ... brush holder, 22 ... brush mounting plate 23 ... Heat sink (heat radiating member), 24 ... Heat sink mounting plate, 25 ... Element (heat transport material), 26 ... Wire rod, 27 ... Pillar, 28 ... Brush mounting plate, 29 ... Brush holder, 30 ... Upper support, 31 ... fixed body, 101 ... shaft, 111 ... ground electrode ring (second electrode ring), 121 ... positive electrode ring (first electrode ring).

Claims (5)

上下方向に延びる軸の周りに回転可能に支持される軸体と、
それぞれこの軸体に空隙を介して回転可能に積層配置され、各外周壁にスリップリングが形成される複数の第1電極リングと、
それぞれこれらの第1電極リングの各外周壁に接触し、前記複数の第1電極リングの間で同じ電位の給電を行う複数の第1のブラシと、
これらの第1のブラシおよび前記複数の第1電極リングよりも前記軸体の軸方向両端のうちの一方の端側に設けられた電気的な絶縁体と、
それぞれこの絶縁体よりも前記一方の端側に設けられ、前記軸体に空隙を介して回転可能に積層配置され、各内周壁にスリップリングが形成される複数の第2電極リングと、
それぞれこれらの第2電極リングの各内周壁に接触し、前記複数の第2電極リングの間で同じであり前記電位と異なる電位の給電を行う複数の第2のブラシと、
前記第2のブラシが前記第2電極リングの内周壁に接触して発生する熱を放熱し、この第2電極リングの外周壁よりも前記軸体の径方向外方に設けられた放熱部材と、を備え、
この放熱部材は、前記熱を前記第2のブラシの接触面とは反対側の前記外周壁から受けて放熱することを特徴とするスリップリング装置。
A shaft body rotatably supported around an axis extending in the vertical direction;
A plurality of first electrode rings, each of which is rotatably stacked on the shaft body via a gap, and a slip ring is formed on each outer peripheral wall;
A plurality of first brushes that contact each outer peripheral wall of each of the first electrode rings and feed the same potential between the plurality of first electrode rings;
An electrical insulator provided on one of the axial ends of the shaft body with respect to the first brush and the plurality of first electrode rings; and
A plurality of second electrode rings that are provided on the one end side than the insulators, are rotatably stacked on the shaft body via a gap, and have a slip ring formed on each inner peripheral wall;
A plurality of second brushes that are in contact with the respective inner peripheral walls of these second electrode rings, respectively, and that feed power of the same potential between the plurality of second electrode rings and different from the potential;
The second brush dissipates heat generated by contacting the inner peripheral wall of the second electrode ring, and a heat dissipating member provided radially outward of the shaft body from the outer peripheral wall of the second electrode ring; With
The heat dissipation member radiates heat by receiving the heat from the outer peripheral wall opposite to the contact surface of the second brush.
上下方向に延びる軸の周りに回転可能に支持される軸体と、
それぞれこの軸体に空隙を介して回転可能に積層配置され、各内周壁にスリップリングが形成される複数の第2電極リングと、
それぞれこれらの第2電極リングの各内周壁に接触し、前記複数の第2電極リングの間で同じ電位の給電を行う複数の第2のブラシと、
これらの第2のブラシおよび前記複数の第2電極リングよりも前記軸体の軸方向両端のうちの他方の端側に設けられた電気的な絶縁体と、
それぞれこの絶縁体よりも前記他方の端側に設けられ、前記軸体に空隙を介して回転可能に積層配置され、各外周壁にスリップリングが形成される複数の第1電極リングと、
それぞれこれらの第1電極リングの各外周壁に接触し、前記複数の第1電極リングの間で同じであり前記電位と異なる電位の給電を行う複数の第1のブラシと、
前記第1のブラシが前記第1電極リングの外周壁に接触して発生する熱を受熱し、この第1電極リングの内周壁に貼設された素子と、を備え、
この素子は、前記熱を前記第1のブラシの接触面とは反対側の前記内周壁から受熱することを特徴とするスリップリング装置。
A shaft body rotatably supported around an axis extending in the vertical direction;
A plurality of second electrode rings, each of which is rotatably stacked on the shaft body via a gap, and a slip ring is formed on each inner peripheral wall;
A plurality of second brushes that contact each inner peripheral wall of each of these second electrode rings and feed the same potential between the plurality of second electrode rings;
An electrical insulator provided on the other end side of the axial ends of the shaft body with respect to the second brush and the plurality of second electrode rings; and
A plurality of first electrode rings which are provided on the other end side than the insulators, are rotatably stacked on the shaft body via a gap, and have slip rings formed on the outer peripheral walls;
A plurality of first brushes that contact each outer peripheral wall of each of these first electrode rings, and that feed power of the same potential between the plurality of first electrode rings and different from the potential;
Receiving the heat generated when the first brush contacts the outer peripheral wall of the first electrode ring, and an element attached to the inner peripheral wall of the first electrode ring, and
This element receives the heat from the inner peripheral wall on the side opposite to the contact surface of the first brush.
前記複数の第1の電極リングおよび前記複数の第2電極リングを覆うカバーと、このカバーの内壁および前記第2電極リングの外周壁の間に設けられ前記熱を冷却する冷却装置とを更に備えたことを特徴とする請求項1記載のスリップリング装置。   A cover that covers the plurality of first electrode rings and the plurality of second electrode rings, and a cooling device that is provided between an inner wall of the cover and an outer peripheral wall of the second electrode ring, and cools the heat. The slip ring device according to claim 1, wherein 前記素子の素子材料は高熱伝導材料又は導熱性物質であることを特徴とする請求項2記載のスリップリング装置。   3. The slip ring device according to claim 2, wherein the element material of the element is a highly heat conductive material or a heat conductive material. 前記素子には、前記複数の第1電極リングの内側で前記熱を輸送しこの熱を外気との間で熱交換する熱輸送材が接続されたことを特徴とする請求項2記載のスリップリング装置。   3. The slip ring according to claim 2, wherein the element is connected to a heat transport material that transports the heat inside the plurality of first electrode rings and exchanges heat with the outside air. apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2924817B1 (en) * 2014-03-27 2018-08-29 Schleifring GmbH Slipring with Active Cooling
JP6253552B2 (en) * 2014-09-04 2017-12-27 株式会社東芝 Slip ring device and antenna device
JP6253558B2 (en) * 2014-09-25 2017-12-27 株式会社東芝 Slip ring device
JP6405911B2 (en) * 2014-11-10 2018-10-17 アイシン精機株式会社 Electric motor
DE102019204035A1 (en) * 2019-03-25 2020-10-01 Mando Corporation Brake or steering system with redundant components

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5793079U (en) * 1980-11-28 1982-06-08
JPS6025370U (en) * 1983-07-25 1985-02-21 三菱電機株式会社 commutator cooling system
JPH01104066U (en) * 1987-12-28 1989-07-13
JPH01110967U (en) * 1988-01-21 1989-07-26
JPH04255684A (en) * 1991-02-07 1992-09-10 Hitachi Chem Co Ltd Current collector
JP2008310978A (en) * 2007-06-12 2008-12-25 Canon Inc Slip ring and pan head device
JP2010010121A (en) * 2008-05-26 2010-01-14 Toshiba Corp Slip ring with wear powder removal function
JP2011054441A (en) * 2009-09-02 2011-03-17 Toshiba Corp Slip ring device

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