JPS601778A - スリツプリングのブラシ支持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転体よりの信号、例えば前記回転体の物理
的変状を示す電気信号を、前記回転体外周上に設けられ
たスリップリングから接触接続により外部へ取り出すた
めのブラシ支持機構に関するものである。

回転体の応力解析を行なう場合、一般に回転体にひずみ
ゲージ等の受感素子を添着し、このひずみゲージの抵抗
変化をホイートストンブリッジを構成することにより検
出し応力解析を行なう。また回転軸のトルクの検出に関
しても同様である。このように回転体内に設置された受
感素子の入出力は、主としてリード線の捩れを防ぐため
、前記回転体の外周上に入出力端子の役を担うスリップ
リングを設け、このスリップリングに導電体よりなるブ
ラシを接触させることにより電気信号の授受を行なって
いる。

上記のような機構に用いられていた従来のブラシの支持
機構を図をもとに説明する。

第１図は回転体及びブラシ支持機構の概略を示す模式図
である。回転体１は円筒状を呈し、その周壁上には前記
回転体１に生じる応力あるいはトルクを検出するための
ひずみゲージ等の受感素子（不図示）が添着されている
。回転体１の外周には、絶縁体２が嵌合され、その絶縁
体２の外周にはリング状のスリップリング３が嵌合され
ている。回転体１に添着された受感素子の入出力端子（
不図示）は、リード線によりスリップリング３と接続さ
れている。すなわち、前記スリップリング３は前記受感
素子の入出力端子の役を担うこととなる。このスリップ
リング３の外周面には、弾性体よりなるブラシ板４の先
端に固着されたカーボン等よりなるブラシ５が接触して
いる。このブラシ板４の基端は、ブラシホルダ６、スペ
ーサ７及び絶縁体８を介してボルト等（不図示）により
固定部９に固定されている。

受感素子よりの電気信号はスリップリング３よりブラシ
５及びブラシ板４を通して外部に導出される。

第２図（Ａ）〜（Ｃ）は、回転体】が回転し、その結果
、ブラシ５が摩耗して行くときの経時変化を示す模式図
である。同図において破線部はブラシ５の摩耗した部分
を示す。

」１記構成よりなる従来のブラシ支持機構においては、
次のような欠点があった。

第１に、第２図に見られるように回転体１が回転すると
同図においてブラシ板４によるブラシ５の押付力の方向
が回転体１の軸心に向いていないためブラシ５の左側か
ら摩耗していき、ブラシ５の寿命を短くする要因の１つ
となっていた。また、ブラシ５の摩耗により角部が形成
されてしまうため滑らかな回転が生じない。そのため回
転体１に設置された受感素子からの電気信号にノイズが
発生してしまい測定に大きな影響を来たしてしまうもの
であった。このノイズは、特に受感素子としてひずみゲ
ージを用いている場合トニおいては出力が微弱であるた
め、測定が不可能になることさえあった。

第２に、回転体１は一般に偏心等により回転むらが生じ
るため、常にブラシ５がスリップリング３上に接触して
いるように構成する必要がある。そのためブラシ板４を
剛性の大きな板材とし、この板材にバネ（不図示）を張
架してブラシ５を回転体１に圧接する向きにモーメント
＝３＝ を与えている。ところが、このような機構に用いるブラ
シ板は多数の信号の授受を行なう関係上長さが１０〜２
０＋ｎｍ、幅が１ｍｍ前後と極めて小型に形成する必要
があることに伴ない、バネ自体も非常に小型に形成しな
ければならない。

更に、そのように小型のものを組立てるには多大なる労
力と熟練を要するものであった。更にまた、このような
バネは一般に固有振動数が低くなってしまうため、時と
して回転体の偏心回転あるいは振動に追従することがで
きなく接触不良、すなわち断線と同様の瞬断現象が生じ
易いものであった。

第３に、回転体のトルク検出や応力解析における信号系
は、一般に数１０〜数１００チャンネルに及ぶことが多
く、そのためスリップリング３もその数に応じて必要と
なる。そこでスリップリング３の回転軸方向の幅は１〜
２ｍｍとなることが多い。このような場合、ブラシ５は
確実に相対応するスリップリング３上に常時接触してい
なければならないが、従来のようにブラシ４− 板４の一端のみ固定されているものでは、ブラシ板４の
幅方向のズレやブレが生じるため、この場合も時として
接触不良等の事故を引き起こしていた。

以上のように、従来のスリップリングのブラシ支持機構
にはいくつかの重大なる欠点があった。

本発明は上記の欠点に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、第１に、回転体の回転方向を問わずスリ
ップリングとブラシとの摩擦抵抗がほぼ同じで測定にノ
イズを与えないブラシ支持機構を提供すること、第２に
、回転体の偏心あるいは振動によるブラシの接触不良が
起きないブラシ支持機構を提供すること、第３にスリッ
プリングとブラシとの接触箇所が一定で安定した信号の
授受を行ない得るブラシ支持機構を提供することにある
。

本発明は上記目的を達成するために円筒状を呈する回転
体の外周上に設けられ、前記回転体よりの信号を外部へ
と伝達するための出力端子であるスリップリングに接触
し、該信号を取り出すためのブラシにおいて、両端が固
定部に弾性支持された板材または両端が該固定部に固定
された弾性板材よりなるブラシ支持部材の中央部に、前
記ブラシを固着し、前記ブラシを前記スリップリングに
弾接せしめた構成としたものである。

以下１図面を参照しつつ本発明の一実施例を詳細に説明
する。

第３図は本発明しニ係るブラシ支持機構の一実施例の構
成を示す模式図である。ここで同図において従来例であ
る第１図と共通の部材（または部分）には同一の符号を
付しである。

同図においてブラシ５はブラシ支持部材としてのブラシ
板４の中央部に固着されている。前記ブラシ板４の両端
部は、それぞれ、スプリング】０、ブラシホルダ６、ス
ペーサ７、絶縁体８を順次介して固定部９に固定されて
いる。この実施例におけるブラシ板４は剛性が大きく殆
んど撓まない板材により形成されている。

上記の如き構成とすれば、回転体１が偏心あるいは振動
を起こしてもブラシ４の両端部に設置されたスプリング
１０がこの動きを滑らかに吸収し、ブラシ５とスリップ
リング３との接触状態を常に一定に保つ働きをする。さ
らに回転体１が時計廻りあるいは反時計廻りいずれの回
動をする場合においてもブラシ５は常に均一に摩耗され
るようにスプリング１０が働く。そのため、このような
機構においては回転体１の内部の例えば受感素子と外部
に設けられた計測機器との間における信号の授受を安定
に行なうことができる。さらにスペーサ７の厚さを変え
ることによりブラシ５と回転体１との間の圧力を自由に
調節し得るよう構成しであるので、信号の伝達に必要な
接触圧に適宜調節して過剰圧力によるブラシ５の無用な
消耗を防止することができる。

また、ブラシ板４は両端部がスプリング１０により支え
られているため、ブラシ５の幅方向のブレは極めて少な
く、多数並設された幅の狭７− いスリップリング３に接触させて用いた場合においても
接触不良、信号の混信等の事故を引き起こすおそれをな
くすことができる。

第４図は、本発明に係るブラシ支持機構の他の実施例の
構成を示す模式図である。

同図において、ブラシ５は、弾性板材よりなるブラシ４
′の中間部に固着されている。本実施例と前記の実施例
との相違点はスプリング１０を用いることなくブラシ板
り′自体に弾性を持たせその両端を固定部９に固定した
点にある。

このように構成することにより前記の実施例のものと同
様の効果を得ることができるが、特に、ブラシ板４の幅
方向のプレ量が少ないという利点が得られる。

尚、本発明は、上述した実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能
であることは勿論である。

例えば、第１の実施例において用いられたスプリング１
０の代りに、弾性ゴムその他の弾性部材を用いることも
できる。また、第３図の実−８＝ 施例におけるブラシ板４を適当な弾性を有する弾性板材
としてもよい。

また、ブラシ５の部材としては、カーボン、銀、モリブ
デン等の電導性および潤滑性の良いものが一般に用いら
れる。

以上詳述したように本発明によれば、従来のスリップリ
ングのブラシ支持機構に比べて以下に述べる数々の利点
を有するブラシ支持機構を提供することができる。

第１に、本発明によれば、回転体の回転方向を問わずス
リップリングとブラシとの間の摩擦抵抗が同じであり、
ブラシの摺接面が均一に摩耗するためその摺接が円滑で
、授受される信号中にブラシノイズが混入する虞れがな
く、第２に、回転体の偏心あるいは振動によるスリップ
リングとブラシとの間の離反現象がなく、すなわち小型
、軽量化してブラシ板の固有振動数を高めることが可能
でありスリップリングの振動、偏心にも充分追従させる
ことができ、第３にブラシのスリップリング上における
接触位置が常に一定であるので入出力信号の授受が安定
であると共に対応するスリップリングを外れて接触不良
、誤動作等をおこす虞れがない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図（Ａ）〜（Ｃ）は、従来例、第３図及
び第４図は本発明の実施例に関するものである。 第１図は回転体及びブラシ支持機構の模式図、第２図（
Ａ）〜（Ｃ）はブラシとスリップリングとの接触部分の
摩耗度を順を追って説明した図、第３図及び第４図は、
本発明のそれぞれ異なる実施例におけるブラシ支持機構
の模式図をそれぞれ示す。 ■・・・・・・回転体、２，８・・・・・・絶縁体、３
・・・・・・スリップリング、 ４．４′・・・・・・ブラシ板、　５・・・・・・ブラ
シ、７・・・・・・スペーサ、　１０・・・・・・スプ
リング。 特許出願人　玉菱重工業株式会社 同　上　株式会社　共和電業 １１−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　円筒状を呈する回転体の外周上に設けられ、前
   記回転体よりの信号を外部へと伝達するための出力端子
   であるスリップリングに接触し、該信号を取り出すため
   のブラシを支持する機構であって、両端が回転体の回転
   中心を中心とする対称の固定部に弾性支持された板材ま
   たは両端が該固定部に固定された弾性板材よりなり、上
   記板材の中央部に前記ブラシを固着し、前記ブラシを前
   記スリップリングに弾接せしめたことを特徴とするスリ
   ップリングのブラシ支持機構。