JP5906412B2

JP5906412B2 - 電路システム用の導体

Info

Publication number: JP5906412B2
Application number: JP2011254844A
Authority: JP
Inventors: 智也仁藤; 幸博松信
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2031-11-22
Also published as: KR20130056824A; TW201337963A; TWI456593B; KR101380704B1; CN103138140A; CN103138140B; JP2013107526A

Description

本発明は、集電子が導体に摺接して集電を行う電路システム用の導体に関する。

従来から、走行体の走行経路に沿って導体が設置され、走行体が該走行体に設けられる集電子を導体に摺接させながら走行し、導体より集電を行う電路システムが利用されている。

導体は、長尺の導電性部材からなり、その一面が摺接面となるもので、この摺接面に走行体が備える集電子が摺接し、導体および集電子を介して走行体に設けられた電気機器に給電が行われる。

このような集電システムにあっては、導体と集電子とが摺接するため、これらの摺接面が荒損し易いものである。すなわち、図１２（ａ）に示すように、導体１と集電子２との摺接面は微視的にみれば凹凸面であり、両者が相互に摺接されることで、凸部８１同士が接触して破壊され（すなわち摩耗し）、摩耗粉８２となって摺接面間から排出される。その際、凸部８１同士の原子が結合し合金化し易い金属である程、凝着（焼き付き）を生じ易く、凝着後に剪断によって一方の凸部８１が小片となって他方の凸部８１に移着する。移着が継続するうちに、小片が本体から分離されて独立した摩耗粉８２となるものである。

また、移着した小片が更に新たな凸部８１を生成し、この移着の繰り返しによって、摺接面間では摩耗粉８２が排出されずに成長し、図１２（ｂ）に示すようなバリ８３が発生することがある。このバリ８３は、摺接面間から両側へ押し出されるようにして生成され、導体１の長手方向に繊維状に繋がるように発生するものである。このように、長い線状のバリ８３が発生すると、隣接して設置される他の相の導体１やアースとなるハウジング等に接触し、短絡、地絡が生じる惧れがある。そこで、この問題を解決するため、従来技術が開発されている（例えば特許文献１参照）。

実開平３−９７３０２号公報

特許文献１に示される従来技術は、導体の摺接面に、該導体の長手方向と交差する方向に形成される溝が所定間隔で複数設けられるものである。これにより、摺接面間で発生するバリがこの溝の部分で切れて溝を跨いで長手方向に成長するのが防止され、バリによる短絡、地絡が防止されるものである。

しかしながら、摺接面に溝が形成されていると、摺接面に溝が形成されていない場合に比べて、集電子と導体の摺接による摩耗や振動が増大してしまうものであった。

本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、集電子と導体の摺接によるバリの発生が抑制され、且つ、摩耗や振動が増大するのが抑制される集電システム用の導体を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、以下のような構成とする。

走行体の走行経路に沿って複数の導体が所定の隣接間隔をあけて並設され、前記走行体が該走行体に設けられる集電子を前記導体に摺接させながら走行して前記導体より集電を行う電路システムに用いられる前記導体であって、前記集電子と摺接する摺接面と、前記摺接面に対して前記走行体の走行方向と直交する方向の両側にそれぞれ隣接する隣接面とを有し、前記摺接面と両側の前記隣接面との境界となる部分にそれぞれ、前記走行方向に所定の間隔をあけて複数の切れ込みが形成され、前記摺接面と一方の側の前記隣接面との境界となる部分に形成される前記切れ込みと、前記摺接面と他方の側の前記隣接面との境界となる部分に形成される前記切れ込みとは、前記摺接面を挟んで離間しかつ前記走行方向にずれた位置に形成され、前記所定の間隔は、前記所定の隣接間隔から所定の絶縁距離を減じた値の半分よりも小さいことを特徴とする。

また、走行体の走行経路に沿って導体を収容した絶縁シースが設けられ、前記走行体が該走行体に設けられる集電子を前記導体に摺接させながら走行して前記導体より集電を行う電路システムに用いられる前記導体であって、前記集電子と摺接する摺接面と、前記摺接面に対して前記走行体の走行方向と直交する方向の両側にそれぞれ隣接する隣接面とを有し、前記摺接面と両側の前記隣接面との境界となる部分にそれぞれ、前記走行方向に所定の間隔をあけて複数の切れ込みが形成され、前記摺接面と一方の側の前記隣接面との境界となる部分に形成される前記切れ込みと、前記摺接面と他方の側の前記隣接面との境界となる部分に形成される前記切れ込みとは、前記摺接面を挟んで離間しかつ前記走行方向にずれた位置に形成され、前記所定の間隔は、前記絶縁シースの幅から導体の幅を減じた値の半分よりも小さいことを特徴とする。

また、１６．８ｍｍの隣接間隔をあけて複数の前記導体が並設され、前記所定の間隔は、前記１６．８ｍｍの隣接間隔から９ｍｍの絶縁距離を減じた値の半分である３．９ｍｍよりも小さいことが好ましい。

また、９ｍｍの隣接間隔をあけて複数の前記導体が並設され、前記所定の間隔は、前記９ｍｍの隣接間隔から６ｍｍの絶縁距離を減じた値の半分である１．５ｍｍよりも小さいことが好ましい。

本発明にあっては、集電子と導体の摺接によるバリの発生が抑制され、且つ、摩耗や振動が増大するのが抑制される。

本発明の一実施形態の導体を示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は下面図であり、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。電路システムと搬送システムと走行体の一部を示す斜視図である。電路システムと搬送システムと走行体を示す一部断面図である。電路システムのハウジングレールの内部の絶縁シースと導体とを透視した斜視図である。（ａ）は同上の実施形態における絶縁シースと導体とを収容したハウジングレールの断面図であり、（ｂ）は（ａ）において隣接する導体の絶縁距離を説明する拡大図である。他の実施形態における絶縁シースと導体とを収容したハウジングレールの断面図である。さらに他の実施形態の導体とこれを収容する絶縁シースの断面図である。さらに他の実施形態の導体の断面図である。さらに他の実施形態の集電子の斜視図である。さらに他の実施形態の集電子の斜視図である。さらに他の実施形態の集電子の斜視図である。従来例である電路システム用の導体と集電子との摺接状態を示し、（ａ）は相互摺接面からの摩耗粉の排出を説明する断面図であり、（ｂ）は相互摺接面でのバリの発生を説明する断面図である。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

電路システムは、走行体の走行経路に沿って導体が設置され、走行体が該走行体に設けられる集電子を導体に摺接させながら走行することで、導体より集電を行うものである。本実施形態では、図２、図３に示すように、所定の走行経路に沿って設置された搬送レール７１を走行体３が走行する搬送システム７が設けられ、この搬送システム７に電路システムが並設されている。

走行体３としては、クレーンやホイスト、製造ラインや検査ライン等において移動する部材をはじめとする様々な移動体が挙げられ、本実施形態では電気機器４として電動ホイストを備えたものであるが、特に限定されない。

本実施形態では、建屋の走行体３の走行経路の上側の部分に架設バー７０が設けられ、この架設バー７０に、搬送システム７の搬送レール７１と、電路システムのハウジングレール６１とが吊り下げられる。

搬送レール７１には、走行体３の本体３０が走行自在に支持されるとともに、ハウジングレール６１には走行体３の一部でありトロリーとなる集電装置５が走行自在に支持される。走行体３の本体３０は、電気機器４が設けられるとともに、牽引アーム３１を介して集電装置５と連結されており、本体３０の走行に伴って集電装置５も走行される。

ハウジングレール６１は、図３、図４に示すように、下方へ開口する鋼板製型材で形成されるアースとなるもので、その下方への開口縁部に集電子ホルダ５１が走行自在に支持される。ハウジングレール６１の内部の上部には、絶縁材料からなり、一方（図では下方）に開口する絶縁シース６２が設けられ、この絶縁シース６２に導体１が固定される。

導体１は、図１に示すように、長尺の導電性部材で形成され、その一面が集電子２と摺接する摺接面１１となるもので、本実施形態では、銅やその他の単体金属や合金で形成される、所定の断面形状を有する型材にて構成される。導体１の断面形状は特に限定されないが、本実施形態ではフランジ部１０１とウェブ部１０２とからなる略Ｈ形をしている。そして、一方のフランジ部１０１の外面（ウェブ部１０２と反対側の面）が摺接面１１となるとともに、フランジ部１０１の両側の側面が摺接面１１に隣接して連続する隣接面１２となる。この導体１は、図５（ａ）に示すように、複数が所定の隣接間隔Ｌ１をあけて並設され、且つ、各摺接面１１が下方を向くように絶縁シース６２に固定されるもので、本実施形態では、３本の導体１が、１６．８ｍｍの隣接間隔Ｌ１をあけて並設されている。そして、この摺接面１１に下方より集電子２が摺接する。

集電子２は、図３に示すように、集電装置５の上端部に設けられる集電子ホルダ５１により保持され、その摺接面２１が導体１の摺接面１１を向くように（本実施形態では上方を向くように）固定される。

そして、図１に示すように、導体１の摺接面１１と隣接面１２との境界となる部分に、所定の間隔Ｌをあけて複数の切れ込み１３が形成されるものである。切れ込み１３は、導体１の長手方向、すなわち、摺接面１１に摺接する走行体３の走行方向に所定の間隔Ｌをあけて複数形成されるものである。ここで、所定の間隔Ｌは、電路システムにて給電する電流・電圧により定まる所定の絶縁距離Ｌ２に応じて決定される。ここで、本実施形態での絶縁距離Ｌ２とは、図５（ｂ）に示すように、隣接する導体１から互いに対向する方向に後述する長さＬのバリ８３が発生した場合に、バリ８３同士の間に形成される隙間の長さをいうものとする。図５に示す本実施形態の電路システムにおいては、定格電流が１００Ａ以下で、定格電圧が３００Ｖを超え６００Ｖ以下であり、この場合の所定の絶縁距離Ｌ２は、ＪＩＳ規格の場合には９ｍｍである（日本規格協会著、「ＪＩＳハンドブック２０１１(19)電気設備Ｉ」、Ｃ８３７３トロリーバスダクト、２３４７頁の表３参照）。そして、所定の間隔Ｌが、所定の隣接間隔Ｌ１から所定の絶縁距離Ｌ２を減じた値の半分よりも小さい値に設定される。本実施形態では、所定の間隔Ｌ＜（１６．８ｍｍ−９ｍｍ）／２＝３．９ｍｍとなるように設定されればよいが、さらに余裕分（本実施形態では０．１ｍｍ）を減じて所定の間隔Ｌ＜３．８ｍｍとなるように設定されるのが好ましい。なお、余裕分の長さは０．１ｍｍに限定されない。

摺接面１１、２１が相互に摺接されると、凝着後に剪断によって移着が発生して、図５（ｂ）に示すようにバリ８３が発生することがある。本実施形態では、バリ８３が発生する導体１の摺接面１１と隣接面１２との境界となる部分に切れ込み１３が設けられているため、切れ込み１３を跨いで長手方向にバリ８３が成長するのが防止される。すなわち、バリ８３は、切れ込み１３の間隔（すなわち所定の間隔Ｌ）を超える長さには成長し難いものである。そして、所定の間隔Ｌが、所定の隣接間隔Ｌ１から所定の絶縁距離Ｌ２を減じた値の半分よりも小さい値に設定されるため、隣接する導体１、１のバリ８３同士が互いに対向するように伸びても、その間には所定の絶縁距離Ｌ２以上の隙間がある。これにより、たとえ導体１にバリ８３が発生しても、バリ８３の間には所定の絶縁距離Ｌ２が確保され、バリ８３による短絡、地絡が防止されるものである。また、集電子２が摺接面１１を摺接する時に発生する摩耗や振動は、摺接面１１に溝が形成されている場合のように大きくない。

次に、他の実施形態について図６に基いて説明する。なお、上記実施形態と同じ構成については同符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。本実施形態は、導体１の本数と、所定の間隔Ｌと、所定の隣接間隔Ｌ１と、所定の絶縁距離Ｌ２とが上記実施形態と異なる。

すなわち、本実施形態の電路システムにおいては、定格電流が１００Ａ以下、定格電圧が３００Ｖ以下であり、この場合の所定の絶縁距離Ｌ２は、ＪＩＳ規格の場合には６ｍｍである。また、５本の導体１が、９ｍｍの隣接間隔Ｌ１をあけて並設されている。この時、所定の間隔Ｌ＜（９ｍｍ−６ｍｍ）／２＝１．５ｍｍとなるように設定されればよいが、さらに余裕分（本実施形態では０．１ｍｍ）を減じて所定の間隔Ｌ＜１．４ｍｍとなるように設定されるのが好ましいものである。なお、余裕分の長さは０．１ｍｍに限定されない。これにより、上記実施形態と同様の効果が得られるものである。

次に、さらに他の実施形態について図７に基いて説明する。なお、上記実施形態と同じ構成については同符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。

本実施形態は、導体１は複数設けられる必要はなく、この導体１が収容される絶縁シース６２の幅Ｌ３（長手方向と直交する長さ）と、導体１の幅Ｌ４（長手方向と直交する長さ）とにより、所定の間隔Ｌが設定される。具体的には、所定の間隔Ｌは、絶縁シース６２の幅Ｌ３から導体１の幅Ｌ４を減じた値の半分よりも小さい値（すなわちＬ＜（Ｌ３−Ｌ４）／２）に設定される。

導体１を収容した絶縁シース６２の開口方向には、走行する集電子２を避けるため特に部材は設けられないが、絶縁シース６２の幅方向の外側には、導電性を有する部材（不図示）が設けられる場合がある。このような場合でも、上記のように所定の間隔Ｌが設定されることで、導体１の幅方向の外側にバリ８３が成長しても、絶縁シース６２の幅方向の外側には至らない。これにより、絶縁シース６２の外側の導電性を有する部材と導体１のバリ８３による短絡、地絡が防止されるものである。

次に、さらに他の実施形態について図８に基いて説明する。なお、上記実施形態と同じ構成については同符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。

本実施形態は、走行体３の走行経路に沿って導体１が設置され、走行体３が該走行体３に設けられる集電子２を導体１に摺接させながら走行して導体１より集電を行う電路システムに用いられる導体１についてのものである。そして、集電子２と摺接する摺接面１１が凸曲面となるように形成することに特徴を有するものである。これにより、集電子２と導体１の摺接する面積を小さくすることができ、バリ８３の成長が抑制され、バリ８３による短絡、地絡が防止されるものである。

次に、さらに他の実施形態について図９に基いて説明する。なお、上記実施形態と同じ構成については同符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。

本実施形態は、走行体３の走行経路に沿って導体１が設置され、走行体３が該走行体３に設けられる集電子２を導体１に摺接させながら走行して導体１より集電を行う電路システムに用いられる集電子２についてのものである。そして、導体１と摺接する摺接面２１が凸曲面となるように形成することに特徴を有するものである。なお、図中の符号５２は、集電子２を導体１に押圧するためのばねからなる付勢部材である。これにより、集電子２と導体１の摺接する面積を小さくすることができ、バリ８３の成長が抑制され、バリ８３による短絡、地絡が防止されるものである。

次に、さらに他の実施形態について図１０に基いて説明する。なお、上記実施形態と同じ構成については同符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。

本実施形態は、走行体３の走行経路に沿って導体１が設置され、走行体３が該走行体３に設けられる集電子２を導体１に摺接させながら走行して導体１より集電を行う電路システムに用いられる集電子２についてのものである。そして、導体１と摺接する摺接面２１と、摺接面２１に隣接する隣接面とを有し、摺接面２１と隣接面との境界となる部分に、走行方向全長に亘って切欠２２が形成されることに特徴を有するものである。これにより、集電子２と導体１の摺接する面積を小さくすることができ、バリ８３の成長が抑制され、バリ８３による短絡、地絡が防止されるものである。

次に、さらに他の実施形態について図１１に基いて説明する。なお、上記実施形態と同じ構成については同符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。

本実施形態は、走行体３の走行経路に沿って導体１が設置され、走行体３が該走行体３に設けられる集電子２を導体１に摺接させながら走行して導体１より集電を行う電路システムに用いられる集電子２についてのものである。そして、導体１と摺接する摺接面２１に、固形潤滑剤２３が露出するように埋設されるものである。これにより、摺接面１１、２１間に潤滑剤が供給されて、摺接面１１、２１間におけるバリ８３の成長が抑制され、バリ８３による短絡、地絡が防止されるものである。

次に、さらに他の実施形態について基いて説明する。なお、上記実施形態と同じ構成については説明を省略し、異なる構成について説明する。

本実施形態は、走行体３の走行経路に沿って導体１が設置され、走行体３が該走行体３に設けられる集電子２を導体１に摺接させながら走行して導体１より集電を行う電路システムに用いられる導体１についてのものである。そして、集電子２と摺接する摺接面１１に、固形潤滑剤が露出するように埋設されるものである。これにより、摺接面１１、２１間に潤滑剤が供給されて、摺接面１１、２１間におけるバリ８３の成長が抑制され、バリ８３による短絡、地絡が防止されるものである。

１導体
１０１フランジ部
１０２ウェブ部
１１摺接面
１２隣接面
１３切れ込み
２集電子
２１摺接面
２２切欠
２３固形潤滑剤
３走行体
３０本体
３１牽引アーム
４電気機器
５集電装置
５１集電子ホルダ
６１ハウジングレール
６２絶縁シース
７搬送システム
Ｌ所定の間隔
Ｌ１所定の隣接間隔
Ｌ２所定の絶縁距離

Claims

走行体の走行経路に沿って複数の導体が所定の隣接間隔をあけて並設され、前記走行体が該走行体に設けられる集電子を前記導体に摺接させながら走行して前記導体より集電を行う電路システムに用いられる前記導体であって、前記集電子と摺接する摺接面と、前記摺接面に対して前記走行体の走行方向と直交する方向の両側にそれぞれ隣接する隣接面とを有し、前記摺接面と両側の前記隣接面との境界となる部分にそれぞれ、前記走行方向に所定の間隔をあけて複数の切れ込みが形成され、前記摺接面と一方の側の前記隣接面との境界となる部分に形成される前記切れ込みと、前記摺接面と他方の側の前記隣接面との境界となる部分に形成される前記切れ込みとは、前記摺接面を挟んで離間しかつ前記走行方向にずれた位置に形成され、前記所定の間隔は、前記所定の隣接間隔から所定の絶縁距離を減じた値の半分よりも小さいことを特徴とする電路システム用の導体。
走行体の走行経路に沿って導体を収容した絶縁シースが設けられ、前記走行体が該走行体に設けられる集電子を前記導体に摺接させながら走行して前記導体より集電を行う電路システムに用いられる前記導体であって、前記集電子と摺接する摺接面と、前記摺接面に対して前記走行体の走行方向と直交する方向の両側にそれぞれ隣接する隣接面とを有し、前記摺接面と両側の前記隣接面との境界となる部分にそれぞれ、前記走行方向に所定の間隔をあけて複数の切れ込みが形成され、前記摺接面と一方の側の前記隣接面との境界となる部分に形成される前記切れ込みと、前記摺接面と他方の側の前記隣接面との境界となる部分に形成される前記切れ込みとは、前記摺接面を挟んで離間しかつ前記走行方向にずれた位置に形成され、前記所定の間隔は、前記絶縁シースの幅から導体の幅を減じた値の半分よりも小さいことを特徴とする電路システム用の導体。
１６．８ｍｍの隣接間隔をあけて複数の前記導体が並設され、前記所定の間隔は、前記
１６．８ｍｍの隣接間隔から９ｍｍの絶縁距離を減じた値の半分である３．９ｍｍよりも
小さいことを特徴とする請求項１または２記載の電路システム用の導体。
９ｍｍの隣接間隔をあけて複数の前記導体が並設され、前記所定の間隔は、前記９ｍｍ
の隣接間隔から６ｍｍの絶縁距離を減じた値の半分である１．５ｍｍよりも小さいことを
特徴とする請求項１または２記載の電路システム用の導体。