JPH08191557A - スリップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大電流を流すことができ、且つ、回転リング
を重ねて使用する場合にも、小型化が可能なスリップリ
ングの提供。 【構成】 回転軸と固定軸との電気的結合に用いられ、
固定軸側の摺動ブラシ１ａ，１ｂが回転軸側の回転リン
グ４に接触する構造を有するスリップリングである。摺
動ブラシ１ａ，１ｂは断面矩形状の板状からなり、その
厚みよりも幅が大きい形状からなっており、特に幅と厚
みの比率が２：１以上である。この摺動ブラシ１ａ，１
ｂは弾性体としてのバネ３を介して回転リング４に押さ
え付けられている。回転リング４は絶縁材６と一体成形
され、これらが回転リング４の中心軸方向に沿って積層
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転軸と固定軸との電
気的結合に用いられるスリップリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に磁界の中で線輪（コイル）を回す
と、交流起電力が発生し、回転軸側のリングと、このリ
ングに接触するように摺動自在に設けられた固定軸側の
摺動ブラシを経て、負荷に交流が供給される。

【０００３】この種の回転軸と固定軸との電気的結合に
用いられるスリップリングは、摺動ブラシ及びリングが
回転軸に対し円周方向に拡がって行くディスク型、摺動
ブラシ及びリングが回転軸の円周囲を回転軸方向に積層
状に構成されるドラム型とに大別されるが、ノイズ特
性、ブラシの横振れ、耐摩耗性等の点からドラム型が用
いられることが多い。

【０００４】前記ドラム型は、回転軸上にリングと絶縁
体とが交互に積み重ねられており、また、固定軸側は回
転軸からある距離をおいてブラシホルダが積層状に構成
され、ブラシホルダにより固定されたブラシがリングに
接触するように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のスリップリ
ングでは、耐久性、多極信頼性、組立工数の節約の点に
ついて配慮されておらず、次のような問題があった。

【０００６】（１） スリップリングに大電流を流した
場合、摺動ブラシ材におけるジュール発熱によりブラシ
材が異常に高温になり、それがスリップリングを介して
絶縁物を高温上昇させることによって損傷を与え、ま
た、接触部である摺動ブラシとリングとの摩擦発熱とマ
イクロスパークによる異常摩耗と接触抵抗の変動によ
り、信号の正確な伝達ができない問題があった。

【０００７】（２） スリップリングを多極化のため多
層化した場合、ブラシホルダに固定された摺動ブラシを
リングの片方向からリングに接触させているため、リン
グが軸方向の曲げ力を受け、リングの回転が偏心し、リ
ングの軸方向における上極部と下極部で安定した接触抵
抗が得られず、また、振動に対しても弱く、ジッタが発
生して信号の正確な伝達ができない問題があった。

【０００８】（３） スリップリングを多極化する場
合、分割されたリングと絶縁材を交互に積み重ねる構造
としていたため、耐振性が悪く信号の正確な伝達ができ
なかった。また、リングと絶縁材は各々分割された構造
であるため、組立作業が煩雑であると共に組立コストが
高くなる問題があった。

【０００９】そこで本出願人らは、このような問題点を
解決し、耐久性、高層多極化、接触信頼性の向上などの
性能向上と組立コストの低減を図ることができるスリッ
プリングを先に出願した。

【００１０】このスリップリングは、未公知ではある
が、図４に示す構造からなっている。このスリップリン
グにおいて、摺動ブラシ４０は略コ字状に形成されてお
り、その構造から発生するバネ力でもって回転軸の回転
リング４１へ押し付けられている。

【００１１】摺動ブラシ４０の先端部と末端部との間に
それぞれ導電性の渡り線４２を架設し、各端部は固定端
子４３ａ，４３ｂにより摺動ブラシ４０に固定され、摺
動ブラシ４０に流れる電流を分割して流すことによりジ
ュール発熱を低減した構造となっている。そして、摺動
ブラシ４０はホルダ固定板４４に取り付けられたブラシ
ホルダ４５に固定されており、スリップリングはこのよ
うな構造物が積層されている。

【００１２】上記スリップリングは、摺動ブラシ４０の
もつバネ力で摺動ブラシ４０を回転リング４１へ押し付
けているため、摺動ブラシ４０を短くするとバネ力が大
きくなり摺動ブラシ４０の摩耗が増大する。また、バネ
力を小さくするため、摺動ブラシ４０を細くすると大電
流を流せない。更に回転リング４１を重ねて使用する場
合、大電流用の摺動ブラシ４０の太さ及び摺動ブラシ４
０に架設された渡り線４２の固定端子部４３ａ，４３ｂ
が上下で干渉するため、回転リング４１を薄く出来ない
などの大電流を流すスリップリングを小型化できない問
題があった。

【００１３】本発明の目的は、上記した従来のスリップ
リングの有する欠点を解消すると共に先に出願したスリ
ップリングの問題点をも解決し、耐久性、多極信頼性、
組立工数の低減を図り、同時に回転リングを薄くするこ
とによって小型化を図ることができるスリップリングを
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は回転リングに接触する摺動ブラシを断
面矩形状の板状部材とし、その厚みよりも幅を大きく、
望ましくは幅と厚みの比率を２：１以上としたものであ
る。さらに望ましくは、摺動ブラシをバネ等の弾性体を
介して回転リングに押さえつける構造としたものであ
る。

【００１５】

【作用】回転リングに接触する摺動ブラシは、断面矩形
状の板状部材からなり、その厚みよりも幅を大きくする
ことにより、電流路の断面積を大きくできるので大電流
を流すことができ、ジュール熱を抑えることができる。
その結果、ブラシの温度上昇を低く抑えることができる
ので、ブラシの摩耗を少なくでき、スリップリングの特
性の維持と長寿命化に有効である。

【００１６】さらに摺動ブラシは板状部材からなり、渡
り線を固定するための固定端子を要しないため積層状態
における固定端子等の上下の干渉がないため回転リング
を薄くできる結果スリップリングの小型化が図られる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１（Ａ）は本発明のスリップリングの一実施例
を示す要部平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ線
断面図である。図１において、摺動ブラシ１は略く字状
の板状部材１ａと略逆く字状の板状部材１ｂの一対の板
状部材によって略Ｙ字状に構成されている。

【００１８】摺動ブラシ１を構成するこれらの板状部材
１ａ，１ｂは、各々ピン２ａ，２ｂに枢支されており、
板状部材１ａ，１ｂの間に弾性体としてのバネ３が介在
しており、このバネ３によってバネ３側の板状部材１
ａ，１ｂは外側に付勢され、これによって各々の板状部
材１ａ，１ｂは回転リング４に押さえ付けられている。
また、各々の板状部材１ａ，１ｂは導電性の渡り線５に
よって電気的に繋がれている。

【００１９】回転リング４には、図１（Ｂ）に示すよう
にその内側面側に断面４角形状の溝部４ａが形成されて
おり、この溝部４ａに板状部材１ａの外周縁部が摺動可
能に接触している。また、回転リング４の外側部と下面
部とを覆うように絶縁材６が一体成形されて、モジュー
ルを形成している。

【００２０】板状部材１ａ，１ｂは図１に示すように断
面矩形状をなし、その幅が厚みよりも大きい構造となっ
ており、特に図示の例では幅と厚みの比率が２：１以上
となっている。

【００２１】回転リング４には、各々のモジュールを積
層した状態で各回転リング４・・・・・・を電気的に接
続するためのリード線が取り付けられる端子台７が設け
られている。また、回転リング４の中心軸方向にモジュ
ールをボルト等を介して積層固定するために絶縁材６の
延長部分としてモジュールの内周面側に円周方向にほぼ
等間隔に取付孔８が複数個（図示の例では３個）設けら
れている。

【００２２】図２は本発明のスリップリングの一実施例
を示す断面平面図、図３は図２の部分断面側面図であ
る。ベース９にリング固定ベース１０が回転自在に嵌合
され、リング固定ベース１０上に図１に示すモジュール
が積層された構造のモジュール１１が配置されている。
このモジュール１１は、図１に示す取付孔８をそれぞれ
貫通してナットにより固定することによりリング固定ベ
ース１０上に固定される。従って、リング固定ベース１
０の回転に伴ってモジュールを構成する回転リング４が
回転するようになっている。

【００２３】図３において、図１に示した摺動ブラシ１
とバネ３を嵌め込んで固定できるように形成されたブラ
シホルダー１２を左右交互に摺動ブラシ１が積層される
ようにベース９上に積層され、ブラシホルダー固定ネジ
１３によってベース１０に固定されている。

【００２４】次に上記のように構成されるスリップリン
グの作用について説明する。回転軸が回転するとリング
固定ベース１０に固定された回転リング４と絶縁体６と
の積層構造からなるモジュールが回転する。この際、モ
ジュールの各々の回転リング４の外周面に形成された溝
に接触している摺動ブラシ１を経て所定の負荷に電流が
供給される。

【００２５】この場合、回転リング４の外周面の溝は断
面四角形状に形成され、摺動ブラシ１は断面矩形状に形
成されているため、回転リング４の外周面の溝に摺動ブ
ラシ１の外周縁部が摺動自在に嵌合され、回転リング４
の回転時における回転リング４からの摺動ブラシ１の脱
落が確実に防止される。

【００２６】摺動ブラシ１の材料としては、通常、耐摩
耗性の高いばね材が用いられるが、通常の電線に比べる
と電気抵抗が大きい。この摺動ブラシ１に大電流を流す
と、ジュール発熱によりブラシ材が高温になるばかりで
なく、絶縁材６まで高温になり、損傷を与える。

【００２７】本実施例において、摺動ブラシ１は一対の
板状部材１ａ、１ｂからなり、その幅は厚みよりも大き
いため、電流路の断面積を大きくでき、大電流を流すこ
とができ、ジュール発熱を抑えることができ、その結
果、ブラシの温度上昇を低くでき、ブラシの摩耗を少な
くできる。このため、摺動ブラシ１の寿命は比較的長い
ため、極端に耐摩耗性が要求されないから電気抵抗が比
較的小さい材料を選定することが可能となる。従って、
この点からも大電流を流すことができ、また、シュール
発熱が大きくない。

【００２８】また、摺動ブラシ１は、板状部材からな
り、しかも渡り線を固定するための固定端子を要しない
ため、積層状態における固定端子等の干渉がなく、回転
リング４を薄くできる結果、スリップリング自体を薄く
小型化できる。

【００２９】前記した実施例では、特にバネ３について
説明したが、本発明はバネに制約されるものでなく、板
状部材１ａ、１ｂを回転リング４に押し付ける作用を有
する限り、他の弾性体であってもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、回転リン
グに接触する摺動ブラシを断面矩形状の板状部材とし、
その厚みよりも幅を大きくしたためにジュール発熱を押
さえることができるとともに回転リングを薄くできる結
果、スリップリングの小型化を図ることができる。ま
た、上記した効果は摺動ブラシの幅と厚みの比率を２：
１以上とするとより顕著なものとなる。

【００３１】摺動ブラシを弾性体を介して回転リングに
押さえつける構造とすることによって回転リングに対す
る摺動ブラシの押付力を容易に調整することができ、異
常な摩擦発熱マイクロスパークによる異常摩耗と接触抵
抗の変動等を防止することができる。

【００３２】摺動ブラシを一対の板状部材とし、これら
の板状部材の間に弾性体を介在させ、このような位置関
係を回転軸の軸方向に対し、交互に設けることによって
リングの回転の偏心等を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明のスリップリングの一実施例を
示す要部平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図であ
る。

【図２】本発明のスリップリングの一実施例を示す断面
平面図である。

【図３】図２の部分断面側面図である。

【図４】本発明のスリップリングの参考例を示す平面図
である。

【符号の説明】

１ 摺動ブラシ ３ バネ ４ 回転リング ５ 渡り線 ６ 絶縁材 ７ 端子台 ８ 取付孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と固定軸との電気的結合に用いら
   れ、固定軸側の摺動ブラシが回転軸側の回転リングに接
   触した構造からなるスリップリングにおいて、前記摺動
   ブラシが断面矩形状の板状部材からなり、その厚みより
   も幅が大きいことを特徴とするスリップリング。
2. 【請求項２】 前記摺動ブラシの幅と、厚みの比率が
   ２：１以上である請求項１のスリップリング。
3. 【請求項３】 前記摺動ブラシが弾性体を介して前記回
   転リングに押さえ付けられていること請求項１のスリッ
   プリング。
4. 【請求項４】 前記摺動ブラシが一対の板状部材からな
   り、これらの板状部材の間に弾性体が介在していること
   を特徴とする請求項３のスリップリング。
5. 【請求項５】 前記弾性体がバネからなることを特徴と
   する請求項３又は請求項４のスリップリング。