JP6749237B2 - 放電装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも２つの導体部を備えるカーボンファイバ構成部を有する曲げ弾性導体を備えるシャフトから静電荷を放出するための放電装置であって、導体部が、ホルダ上に配置されて、シャフトの長手方向軸に対して横方向に延び、ホルダから絶縁されるとともに、ホルダ内に受け入れられるそれらの部端を介して接地導体に接続可能であり、導体部のそれぞれがシャフト接触部を有し、シャフト接触部が、シャフト接触面内で互いに反対側に配置されるシャフト外周の２つの外周接触領域との接触を形成するための接触配置を共に成し、それにより、シャフト接触部が、シャフト外周と接触を形成するときにシャフト外周に対して接線方向に配置される、放電装置に関する。

シャフトから静電荷を放出するための放電装置が米国特許第７，１９３，８３６号から知られており、この放電装置では、複数のフィラメントから形成されるカーボンファイバ構成部が、シャフトに同軸に配置される環状のホルダ上に配置される。シャフトと物理的な接触を形成するために、個々のフィラメントのシャフト接触部がシャフト外周に対して垂直に方向付けられる。したがって、フィラメントとシャフト外周との間の物理的な接触は、フィラメントの軸方向端部でのみ起こる。環状ホルダ上のカーボンファイバ構成部の配置に起因して、既知の放電装置は、所定の外周を有するシャフトにのみ適している。

本発明の目的は、回転方向とは無関係にシャフト外周と安全な接触を形成できるようにするとともに、異なるシャフト直径を有するシャフトから静電荷を放出するのに更に適した放電装置を提供することである。

この目的は、請求項１の特徴を有する本発明に係る放電装置によって達成される。

本発明によれば、放電装置には、少なくとも２つの導体部を備えるカーボンファイバ構成部を有する曲げ弾性導体が設けられ、導体部は、ホルダ上に配置されて、接触されるべきシャフトの長手方向軸に対して横方向に延びるとともに、ホルダから絶縁される。導体部は、ホルダ内に受け入れられるそれらの部端を介して接地導体に接続され得る。導体部のそれぞれがシャフト接触部を有し、前記シャフト接触部は、シャフト接触面内で互いに反対側に配置されるシャフト外周の２つの外周接触領域との接触を形成するための接触配置を共に成す。シャフト接触部は、シャフト外周と接触を形成するときにシャフト外周に対して接線方向に配置される。

導体部の絶縁された配置、又は、特にホルダ内の導電部の部端の絶縁された配置においては、ホルダを非導電材料、特にプラスチックから形成することができる。

シャフト外周の両側の外周接触領域でシャフト外周と接線方向で当接するシャフト接触部はダブルで実現されるため、本発明に係る放電装置は、回転方向とは無関係に機能する。また、導体部の部端を有する曲げ弾性導体がシャフトの長手方向軸に対して横方向に延びる配置であって、前記部端がホルダ内に受け入れられる配置は、異なるシャフト直径またはシャフト外周長の場合にシャフト接触部とシャフト外周との間で接触を形成できるようにする。これは、導体の曲げ弾性設計に起因してシャフト接触部を離れるように移動させることができるからである。更に大きいシャフト外周の場合には、導体部が曲げ弾性態様で変形されて、シャフト接触部がシャフト外周と接線方向で接触したままとどまる。シャフト外周の拡大は、シャフト外周上に配置されるシャフトの外周接触領域の移動をもたらすにすぎない。

また、導体部の部端がホルダの導体ガイド内に相対的に移動できる態様で受け入れられれば、シャフト接触部間の距離が拡大する場合には、それに対応して導体部に作用する曲げ応力が減少されるように導体ガイド内で部端が相対的に移動することによって前記距離拡大の少なくとも一部を補償できる。

導体ガイドがそれぞれホルダ内のガイドチャネルによって形成され、前述の相対的な移動性を可能にするべくガイドチャネルが導体の直径よりも大きいチャネル直径を有すれば、特に有利である。

また、ガイドチャネルのチャネル直径がホルダの導体出口面へ向けて拡径して、導体出口面の領域で導体部に作用する曲げ抵抗が存在しないようにすれば、特に有利である。

他の実施形態にしたがって、ホルダから突出する自由導体部が長さを変えられ得るように部端がホルダ内に長手方向に移動できる態様で受け入れられれば、導体の自由屈曲長さを変え、それに伴ってシャフト接触部がシャフト外周に当接する際の接触力を変えることによって、接触力の大きさを調整することができる。

導体部の部端が接地導体を介して互いに接続されれば、接地導体を介して互いに接続されて接点を共同して形成する個々の互いに独立した導体セクションから導体部を形成することができる。

また、接続部が接地導体との接続を形成するために使用されるように、接続部を介して部端を互いに一体を成して接続する。
好ましくは、一体を成して形成される導体はＵ形状又はＶ形状である。

放電装置の特別な実施形態にしたがって、ホルダがシャフト接触面に対してオフセットされるホルダ面内に配置され、導体部が、ホルダ面からシャフト接触面へと延びる移行部を有すれば、対応する取り付け状況に合わせて配置を調整するべくホルダをシャフト接触面に対してオフセットした態様でシャフトの長手方向軸の方向に配置することができる。

導体のカーボンファイバ構成部が熱分解的に堆積されるカーボンのコーティングを備えるファイバ網を有し、それにより、パイロカーボンのコーティングが、導体の接触面をコンパクトにする役目を果たすだけでなく、ファイバ網を支持するとともにファイバ網と協働して導体の所望の曲げ弾性特性を与えるエンベロープも形成し、前記導体が、特にコーティングの厚さによっても影響され得る曲げ剛性を有すれば、特に有利である。

ＣＶＩ法（化学蒸着浸透法）の適用は、この方法が所望の表面コーティングを与えるだけでなくファイバ網の個々のフィラメント間の結合力の形成も更にもたらすため、コーティングを形成するのに特に有利であることが分かってきた。

導体の長手方向に延びるとともに、ファイバ間の隙間がシャフト外周から油脂や湿気を除去するための毛管効果の利用を可能にする毛管を形成するように互いに略平行に延びるフィラメントを有する、一方向性のファイバ鎖のエンベロープとしてファイバ網が実現されれば特に有利であるのが分かる。

導体の曲げ剛性を高めるために、ファイバ網に樹脂マトリックスが設けられれば有利である。

放電装置の実用的な使用のため、及び、放電装置の導体の交換に関連してメンテナンスの労力を軽減するために、ホルダがハウジングカバーとして実現され或いはハウジングカバーに接続されれば特に有利である。

以下の記述では、図面を参照して本発明の有利な実施形態が更に詳しく説明される。

第１の実施形態に係る放電装置を長手方向断面図で示す。 図１に例示される放電装置を正面図で示す。 放電装置の導体を個別的な例示で示す。 図３に示される導体を貫く断面を示す。 放電装置の他の実施形態を側面図で示す。 図５に示される放電装置を正面図で示す。

図１及び図２には放電装置１０が示されており、この放電装置１０は、伝動シャフトとモータシャフトとの間の機械ハウジング１１内に配置されるシャフトカップリング１４に取り付けられる。機械ハウジング１１はメンテナンスカバー１５を備えるメンテナンス開口を有し、前記メンテナンスカバー１５は放電装置１０を配置するためにも同時に使用される。

放電装置１０は、メンテナンスカバー１５に接続されるホルダ１６を有する。特に図１及び図２の組み合わされた図から明らかとなるように、手近な実施形態例の場合、ホルダ１６は、好ましくはプラスチックから形成されるとともにＵ形状ガイドチャネル構成部１８が形成されて成るホルダ本体１７と、手近な実施形態例では同様にプラスチックから形成されるホルダカバー１９とを備える。ガイドチャネル構成部１８は、導体２３の取り付け部分２０を受ける役目を果たし、前記導体の導体部２１、２２がガイドチャネル構成部１８から抜け出て案内される。

図３に示される本実施形態例の場合、導体２３は、その取り付けの前には、Ｕの脚により形成される２つの導体部２１、２２と、Ｕの基部を形成する接続部２４とを含むＵ形状形態を有するとともに、その取り付け部分２０がガイドチャネル構成部１８内に配置された後には、脚により形成される導体部２１、２２が僅かな拡大を受ける。これは、図２に示されるように、ホルダ１６の上側導体出口面２５へ向けて延びるガイドチャネル構成部１８のガイドチャネル３７、３８がホルダ１６の側面２６、２７へ向けて僅かに傾けられるからである。導体２３の取り付け部分２０の配置後、図２に示される導体２３の形態が定められ、また、導体２３を前記形態に固定するべくホルダカバー１９がホルダ本体１７に接続される。

図２及び図３に示されるように、導体部２１、２２にはそれらの端部に導体端２８、２９が設けられ、前記導体端２８、２９は傾いた態様で外側に曲げられており、それにより、放電装置１０がシャフトカップリング１４のカップリングフランジ４７へ向けて径方向に案内される放電装置１０の取り付け時に導体端２８、２９が座屈されるのを防止する。

図１及び図２から明らかとなるように、導体部２１、２２はシャフト接触面Ｗ内に配置され、このシャフト接触面Ｗは、放電装置１０の場合には、ホルダ面Ｈと一致し、該ホルダ面Ｈ内には導体２３の取り付け部分２０が位置される。また、特に図２は、導体部２１、２２のシャフト接触部３０、３１が外周接触領域３３、３４でシャフト外周３２と接線方向で当接することを示し、前記シャフト外周３２は、この場合には、カップリングフランジ４７の外套面によって形成され、シャフト接触部３０、３１は、導体部２１、２２の曲げ弾性設計に起因する接触力Ｋを伴って外周接触領域３３、３４でシャフト外周３２と当接する。これは、外周接触領域３３、３４で図２に描かれる接触接線ｔ１、ｔ２の例示から特に明らかとなる。

図２に係る例示から更に明らかとなるように、放電装置１０の導体２３は、その導体部２１、２２がシャフト外周３２とだけでなく幾分更に大きなシャフト外周とも更に接触を形成できるようにする。

一例として、図２における一点鎖線は、更に大きなシャフト外周３５を示す。したがって、導体部２１、２２と更に大きなシャフト外周３５との間で接触が形成されるときには、この位置で同様に一点鎖線により示される導体部２１、２２の間で距離の拡大が生じる。ホルダの導体出口面２５へ向けて拡径するガイドチャネル３７、３８のチャネル直径に起因して、導体部２１、２２の部端４０、４１がガイドチャネル３７、３８内に移動可能な態様で配置され、また、導体部２１、２２と接続部２４との間の移行領域ではガイドチャネル３７、３８の下側領域において導体部２１、２２の曲げが実質的に起こる。

図示の実施形態例の場合、接続部２４は、接地導体４２の接続のために使用される。
また、図２からも解釈できるように、導体部２１、２２と更に大きいシャフト外周３５との間の接触の形成に起因する導体部２１、２２間の距離の拡大は、下方へ、したがってホルダ１６へ向けて移動される外周接触領域４８、４９の形成を引き起こす。

図４は、導体部２１、２２の拡大断面図を示し、この図から解釈できるように、導体のカーボンファイバ構成部は、導体２３の長手方向に延びるとともに互いに略平行に延びるフィラメント５２を備える一方向性のファイバ鎖５１のエンベロープとして実現されるファイバ網５０を有する。ファイバ網５０には、熱分解的に堆積されるカーボンのコーティング５３が設けられ、このコーティング５３は、図２に描かれる接触力Ｋなどの導体に作用する横方向力の方向で導体の補強をもたらす。ファイバ鎖５１のフィラメント５２間に形成されるファイバ隙間５４によって毛管効果が可能にされる。

図５及び図６には、ホルダ６５内に受け入れられるようになっている取り付け部分６４に隣接して実現される導体部６２、６３を有する導体６１をそれが有するという点において図１及び図２に関連して説明された放電装置１０とは異なる放電装置６０が示される。導体部６２、６３は移行部６６、６７を有し、これらの移行部６６、６７は、傾いた態様で延びるとともに、特に図５に示されるように、シャフト接触面Ｗに対してオフセットされるホルダ面Ｈ内にホルダ６５が配置されるように放電装置６０を取り付けることができるようにする。

Claims (9)

1. 少なくとも２つの導体部を備えるカーボンファイバ構成部を有する曲げ弾性導体を備えるシャフトから静電荷を放出するための放電装置であって、前記導体部は、ホルダ上に配置されて、前記シャフトの長手方向軸に対して横方向に延び、前記ホルダから絶縁されるとともに、前記ホルダ内に受け入れられるそれらの部端を介して接地導体に接続可能であり、前記導体部のそれぞれがシャフト接触部を有し、前記シャフト接触部は、シャフト接触面Ｗ内で互いに反対側に配置されるシャフト外周の２つの外周接触領域との接触を形成するための接触配置を共に成し、前記導体部の前記部端は、前記ホルダの導体ガイド内に相対的に移動できる態様で受け入れられ、前記導体ガイドがそれぞれ前記ホルダ内のガイドチャネルによって形成され、前記ガイドチャネルは、前記導体の直径よりも大きいチャネル直径を有し、前記ガイドチャネルのチャネル直径は、前記ホルダの導体出口面へ向けて拡径し、前記部端が接続部を介して互いに一体を成して接続され、前記接続部が前記接地導体との接続を形成するために使用され、それにより、前記シャフト接触部は、前記シャフト外周と接触を形成するときに前記シャフト外周に対して接線方向に配置されるべく真っ直ぐを成すとともにシャフト外周を拡大するときに接線方向での接触が維持されてシャフト外周上に配置されるシャフトの前記外周接触領域だけが移動するように前記導体部の自由端によって形成される、放電装置。
2. 前記部端は、前記ホルダから突出する自由導体部が長さを変えられ得るように前記ホルダ内に長手方向に移動できる態様で受け入れられることを特徴とする請求項１に記載の放電装置。
3. 前記部端が前記接地導体を介して互いに接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の放電装置。
4. 前記導体がＵ形状又はＶ形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の放電装置。
5. 前記ホルダは、前記シャフト接触面Ｗに対してオフセットされるホルダ面Ｈ内に配置され、前記導体部は、前記ホルダ面Ｈから前記シャフト接触面Ｗへと傾いた態様で延びる移行部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の放電装置。
6. 前記導体のカーボンファイバ構成部は、熱分解的に堆積されるカーボンのコーティングを備えるファイバ網を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の放電装置。
7. 前記ファイバ網は、前記導体の長手方向に延びる一方向性のファイバ鎖のエンベロープとして実現されることを特徴とする請求項６に記載の放電装置。
8. 前記ファイバ網には樹脂マトリックスが設けられる請求項６又は請求項７に記載の放電装置。
9. 前記ホルダがハウジングカバーとして実現され或いはハウジングカバーに接続されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の放電装置。

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