WO2002060654A1

WO2002060654A1 - Articulation simple

Info

Publication number: WO2002060654A1
Application number: PCT/JP2002/000673
Authority: WO
Inventors: Mikio Tsutsumi; Hitoshi Momota
Original assignee: Bl Autotec, Ltd.
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2002-08-08
Also published as: EP1358973A4; US20040067662A1; KR20030081412A; US6949847B2; KR100535425B1; JP2002224987A; EP1358973A1; JP3607928B2

Description

明糸田口一夕リジョイント (技術分野）

本発明は、ロボットのアーム先端部等に設けられるロータリジョイントに関し、特に、固定体と回転体との間で電気信号を安定して授受するための対策に関する技術分野に関する。

(背景技術）

従来より、この種のロータリジョイントにおいては、例えばロボヅトのアーム先端部に取付固定される固定体と、ロボットのハンド側に取付固定され、固定体に回転可能に連結支持された回転体とを備え、これら固定体及び回転体の間で空気、冷却水、溶接用ガス等の流体や動力用、信号用等の電気を授受可能として、ハンド側が固定側に対し回転しても常に流体や電気が授受できるようになつている。

そして、上記流体を授受するために、複数種類の流体通路を固定体及び回転体の摺接面間に並べて配置したスィベルジョイントが用いられ、動力電気を授受するためには、固定体又は回転体の一方に設けられた集電リングと、他方に設けられ、上記集電リングに摺接して電気を供給する摺動接点とからなるスリップリングが使用される。さらに、電気信号を固定体及び回転体間で授受するために電気信号スリップリングが知られている。この電気信号スリップリングの一例として、従来、例えば特開平 1 0— 2 2 3 3 4 6号公報に示されるように、固定体側に設けられたリング板状の固定側電極と、回転体側に設けられたリング板状の回転側電極と、これら両電極間に配設された転動体とを備え、回転体の固定体に対する相対回転により両電極上で転動体を転動させて両電極間で電気信号を授受するようにしたものが提案されている。

しかし、上記提案のものでは、複数の異なる電気信号を固定体及び回転体間で授受するために固定側及び回転側電極をそれぞれ複数並べて配置した場合、電極で滑り摩擦が発生して固定体及び回転体間で電気信号を安定して伝達するのが困難になるという問題がある。また、電極間で転動体を転動させて電気信号を伝達するので、転動体の滑りは生じ難くなるものの、その転動による摩耗粉が発生するのは避けられず、長期間の使用経過により、この摩耗粉が導通面に堆積したときには、やはり電気信号の安定した伝達が困難になる。

さらには、このような転動体の転動による電気信号の安定した伝達を確保するには、転動体の接触抵抗を可及的に低減することが望ましい。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもので、その目的は、上記口一タリジョイントにおける電気信号スリップリングの構造を改良することで、その固定体及び回転体の間で複数の異なる電気信号を授受する場合であっても、その電気信号を安定して伝達できるようにすることにある。

(発明の開示）

上記の目的を達成するために、本発明では、上記のように、固定体と、この固定体に回転可能に連結支持された回転体と、これら固定体及び回転体の間で複数の異なる電気信号を授受する電気信号スリップリングとを備えた口一タリジョイントとして、その電気信号スリヅプリングは、固定体の軸心と同心状にかつ軸方向に並んで配置された複数枚のリング板状の固定側電極と、回転体の軸心と同心状にかつ軸方向に並んで配置された複数枚のリング板状の回転側電極とを備えているものとする。

そして、上記複数枚の固定側電極のうち軸方向に隣り合う 1対の固定側電極を、両電極間にリング状の固定側絶縁層を介して積層配置してなる固定側電極積層体と、上記複数枚の回転側電極のうち軸方向に隣り合う 1対の回転側電極を、両電極間にリング状の回転側絶縁層を介して積層配置してなる回転側電極積層体とを設ける。さらに、上記固定側及び回転側電極積層体を、電気信号スリップリングの軸方向端部に位置する 1対の端部電極間に軸方向に交互に並んで配置し、上記端部電極と、この端部電極に軸方向に対向する、電極積層体の電極との間、並びに軸方向に隣り合う電極積層体の軸方向に対向する両電極間に、回転体の固定体に対する相対回転により両電極上を転動して両電極間で電気信号を授受する複数の転動体を配設する。

この構成により、複数枚の固定側電極のうちの 1対と固定側絶縁層とにより固定側電極積層体が、また複数枚の回転側電極のうちの 1対と回転側絶縁層とにより回転側電極積層体がそれぞれ形成され、これら電極積層体が電気信号スリップリングの軸方向端部に位置する 1対の端部電極間に交互に配置されて、端部電極の各々と電極積層体の電極との間、並びに軸方向に隣り合う電極積層体の軸方向に対向する両電極間に複数の転動体が配置されているので、固定体及び回転体の間で複数の異なる電気信号を授受する構造でありながら、固定側電極とそれに信号を授受する回転側電極との間に転動体が介在されて、両電極は複数の転動体を転動させながら相対移動するようになり、電極の滑りを可及的に抑制して、固定側電極と回転側電極との間の電気信号の授受を安定して行うことができる。

上記の口一夕リジョイントにおいて、上記端部電極の少なくとも一方を他方の端部電極に向かって押圧する押圧手段を設けてもよい。こうすれば、固定側電極と回転側電極との間の滑りをさらに確実に抑制して両電極間の電気信号の授受をより一層安定して行うことができる。

また、固定体と、この固定体に回転可能に支持されて連結された回転体と、これら固定体及び回転体の間で電気信号を授受する電気信号スリップリングとを備えたロータリジョイントとして、一端が固定体に開口する一方、他端が回転体に開口し、中間部が上記電気信号スリップリングに連通するエアプロ一通路を設けることもできる。. また、上記の発明の構成の口一タリジョイントにおいて、一端が固定体に開口する一方、他端が回転体に開口し、中間部が電気信号スリップリングに連通するエアプロ一通路を設けてもよい。

これらの構成によれば、電気信号スリップリングに電極等の摩耗による摩耗粉が発生したとしても、エアブロー通路に対しその端部の一方からエアプロ一を行うことにより、そのエア流によって摩耗粉をエアと共に他方の端部に吹き出させることができ、摩耗粉を容易に除去して、電極間の電気信号を長期間に亘り安定して伝達させることができる。

上記エアブロー通路は、電気信号スリップリングに接続する電線を揷通させるための電線挿通孔を含むものとすればよい。こうすると、既存の電線揷通孔を利用して電気信号スリヅプリングをエアブローでき、構造を簡単にすることができる。

上記発明の構成の口一夕リジョイントにおいて、電気信号スリップリングは、固定体又は回転体の一方に設けられた外側ハウジングと、固定体又は回転体の他方に設けられ、上記外側ハウジング内に環状空間をあけて略同心状に配置された内側ハウジングとを備え、これら両ハウジング間の環状空間に固定側及び回転側電極が収容されている構成とする。そして、上記固定側及び回転側電極の一方を外側ハウジング内周面に、内周縁部と内側ハウジング外周面との間に所定の間隙をあけた状態で嵌合支持する一方、固定側及び回転側電極の他方を内側ハウジング外周面に、外周縁部と外側ハウジング内周面との間に所定の間隙をあけた状態で嵌合支持するようにしてもよい。このことで、固定体と回転体との間の軸心、つまり電気信号スリップリングの外側及び内側ハウジング間の軸心がずれたとしても、その外側ハウジングの内周面に嵌合支持されている電極の内周縁部と内側ハウジング外周面との間の間隙、又は内側ハウジングの外周面に嵌合支持されている電極の外周縁部と外側ハウジング内周面との間の間隙がそれぞれなくなるのみとなって、複数の転動体が電極間で安定して転動するよって、固定体及び回転体間の軸ずれがあつても固定側及び回転側電極間で安定して電気信号の伝達を確保することができる。

その場合、上記固定側及び回転側電極における転動体の軌道面を平面とする。こうすると、複数の転動体が電極間でさらに安定して転動するようになり、固定体及び回転体間の軸ずれがあつても電気信号の伝達をより安定して確保することができる。上記電気信号スリップリングにおける転動体及び電極は、その各表面がメツキ処理されているものとする。このことで、転動体及び電極間の接触抵抗を安定して小さくすることができる。

(図面の簡単な説明）

図 1は、本発明の実施例に係る口一タリジョイントの断面図である。

図 2は、電気信号スリップリングの一側部を拡大して示す断面図である。

図 3は、電気信号スリップリングの他側部を拡大して示す断面図である。

図 4は、電気信号スリップリングをその一部を破断して示す拡大斜視図である。図 5は、固定体のボス部における水通路及びエア通路の構成部分を示す一部破断斜視図である。

図 6は、固定電極積層体の構成を示す斜視図である。

図 7は、回転電極積層体の構成を示す斜視図である。図 8は、電気信号スリップリングのハウジングの軸心が位置ずれした状態を示す説明図である。

図 9は、電気信号スリップリングの内部をエアブローしたときのエアの流れを示す断面図である。

図 1 0は、電気信号スリップリングの内部をエアブローしたときのエアの流れを示す平面図である。

図 1 1は、口一タリジョイントの上面図である。

図 1 2は、ロータリジョイントの正面図である。

図 1 3は、口一タリジョイントの底面図である。

(発明を実施するための最良の形態）

本発明を実施するための最良の形態を実施例として図面により説明する。

図 1 1〜図 1 3は本発明の実施例に係るロータリジョイント Aを示し、このロー夕リジョイント Aはスポット溶接を行う図外の溶接ロボットのアーム先端部に装着されるものである。

口一タリジョイント Aは、溶接ロボットのアーム側に取り付けられる略円筒状の固定体 1と、溶接ガン側（ハンド側）に取り付けられる略円筒状の回転体 6とを備え、この回転体 6は固定体 1に 3 6 0 ° 以上の角度に回転可能に連結支持されている。図 1に拡大して示すように、上記固定体 1は、上端（図 1で上端）に外向きフランジ 2がー体に形成された円筒状のボス部 3と、このボス部 3にその外周を取り囲むように同心状に配置されて一体的に固定され、下方に開放された有底円筒状のカバー部 4とを有する。

一方、回転体 6は上記固定体 1のボス部 3内に相対回転可能に嵌合された円筒状の軸部 7と、この軸部 7の上端にその開口を塞ぐように一体的に固定され、上記回転体 6における外向きフランジ 2の上側に位置する上側フランジ 8と、軸部 7の下端部外周に一体的に固定され、回転体 6におけるボス部 3下端を越えてカバー部 4の下端開口を塞ぐように半径方向外側に延びる下側フランジ 9とを備えている。

そして、上記固定体 1のボス部 3と回転体 6の軸部 7との間には固定体 1及び回転体 6の間で流体としての水及びエアを授受するためのスィベルジョイント 1 1が設けられている。また、固定体 1におけるボス部 3及びカバ一部 4と、回転体 6における下側フランジ 9とで囲まれる円筒状の空間には、固定体 1から回転体 6に溶接電力を供給するための電力スリヅプリング 2 1と、この電力スリヅプリング 2 1の内側に位置し、固定体 1及び回転体 6の間で複数（図示例では 6種類）の異なる電気信号を授受するための電気信号スリップリング 3 1とが同心状に装着されている。

上記スィベルジョイント 1 1は 2つの水通路 1 2 , 1 3及び 1つのエア通路 1 4を有し、これらの 3つの通路 1 2〜1 4はいずれも同様の構造である。すなわち、図 5 にも示すように、固定体 1のボス部 3内周面には 3本の環状溝 1 5， 1 5 , …が上下方向（軸方向）に間隔をあけて形成されている。また、ボス部 3の壁内部には上下方向に延びる 3つの縦孔 1 6， 1 6， … （一部のみ図示する）が円周方向に互いに近接して貫通形成され、この各縦孔 1 6の下端はそれぞれ対応する上記各環状溝 1 5の溝底面に開口している一方、上端は外向きフランジ 2の外周面に開口している。

これに対し、回転体 6における軸部 7の壁内部には円周方向の 3等分位置に上下方向に延びる 3つの縦孔 1 7， 1 7， … （一部のみ図示する）が貫通形成され、この各縦孔 1 7の上端は軸部 7の外周面にそれぞれ上記固定体 1のボス部 3における対応する各環状溝 1 5内と連通するように開口している一方、各縦孔 1 7の下端は下側フランジ 9下側の軸部 7外周面に開口している。そして、このように固定体 1のボス部 3 内周面に形成された 3本の環状溝 1 5， 1 5， …のうち上側の 2つの環状溝 1 5 1 5を含む通路が水通路 1 2 , 1 3に、また下側の 1つの環状溝 1 5を含む通路がエア通路 1 4にそれぞれ構成されており、これら水通路 1 2， 1 3及びエア通路 1 4により固定体 1及び回転体 6間で両者の回転状態でも水及びエアを授受できるようにしている。

尚、固定体 1のボス部 3内周面には 3本の環状溝 1 5， 1 5 , …の上下方向（軸方向）両側に 4本のシール溝 1 8， 1 8， …が形成され、この各シール溝 1 8にはゴム製のシールリング 1 9がその内周面を回転体 6の軸部 7外周面に摺接させてシールするように嵌挿されている。

また、図 5に示すように、上記固定体 1のボス部 3において各縦孔 1 6の各環状溝 1 5の溝底面への開口部は、ボス部直径方向の反対側外周面からその壁部を貫通させて孔開け加工することで形成されており、この壁部の貫通部は加工後にプラグ 2 0によって気密状に閉塞されている。

上記電力スリヅプリング 2 1は、固定体 1のボス部 3及びカバ一部 4と回転体 6の下側フランジ 9との間の円筒状空間に同心状に配置された 3本の集電リング 2 2 , 2 2， …を備え、これらの集電リング 2 2， 2 2 , …は絶縁リング 2 3 , 2 3， …を介して上下方向に積層されている。各集電リング 2 2には他の集電リング 2 2をそれと電気絶縁された状態で貫通する集電ポルト 2 4の先端部（上端部）が螺合締結され、この各集電ボルト 2 4は回転体 6の下側フランジ 9を絶縁状態で貫通し、その下端のへヅド部 2 4 aは下側フランジ 9の下方に突出していて、このへヅド部 2 4 aには溶接ガン（図示せず）に導通する電力ケーブル 2 5の端部が接続されている。

一方、上記固定体 1のカバー部 4の側壁には円周方向に等間隔をあけて互いに近接した位置に 3つの摺動接点 2 6， 2 6， …が絶縁状態で貫通しかつカバ一 2 6 aによりカバ一された状態で取付固定され、各摺動接点 2 6の内端部はそれぞれ対応する上記各集電リング 2 2の外周面に所定の押圧力で摺接可能に押し付けられており、この各摺動接点 2 6と集電リング 2 2との摺接により固定体 1及び回転体 6間で両者の回転状態でも大電流の溶接電力を供給するようにしている。

さらに、上記電気信号スリップリング 3 1は、固定体 1のボス部 3外周に外嵌合されて設けられた円筒状の内側ハウジング 3 2と、この内側ハウジング 3 2の周りに、後述の如く環状空間 3 4をあけて同心状に外嵌合されて設けられた円筒状の外側ハウジング 3 3とを備え、これら両ハウジング 3 2 , 3 3は樹脂等からなる。内側ハウジング 3 2の外周面の上下端部には外向きのフランジ部 3 2 a , 3 2 bがー体に形成されており、この両フランジ部 3 2 a , 3 2 bと、内側ハウジング 3 2外周面の上下中間部と、外側ハウジング 3 3とで囲まれて円筒状の環状空間 3 4が区画形成されてい o

そして、上記内外のハウジング 3 2 , 3 3間の環状空間 3 4にリング板状の 6枚の固定側電極 3 6 a〜3 6： f及び回転側電極 4 0 a〜4 0 fが収容されている。これら各電極3 6 &〜3 6 :£^? , 4 0 a〜4 0 fは例えばリン青銅からなり、その表面は例えば銀等によりメヅキ処理されている。このメツキ処理で用いられるメツキ材料は、鼋極 3 6 a〜3 6 f， 4 0 a〜4 0 f 自体の防鯖効果を持った良電導材料が望ましい。また、そのメツキ層の厚さは薄いのがよく、 5〃m以下であればメヅキ層が剥離し難くて好ましい。さらに、各電極 36 a〜36f , 40 a〜40 fの上下面、詳しくは後述の球体 44が転動する軌道面は平面とされている。

図 2及び図 3に拡大して詳示するように、上記 6枚の固定側電極 36a〜36 fは、固定体 1の軸心と同心状にかつ軸方向たる上下方向に並んで配置されている一方、 6 枚の回転側電極 40 a〜40 も、回転体 6の軸心と同心状にかつ軸方向たる上下方向に並んで配置されている。

上記 6枚の固定側電極 36 a〜36 fのうちの上下端（軸方向端部）に位置するもの 36 a, 36 fは端部電極とされ、この端部電極としての固定側電極 36 a, 36 f を除いた 4枚の固定側電極 36 b〜36 eについては、図 6にも示すように、その軸方向に隣り合う 1対の固定側電極 36b, 36 c及び 36 d, 36 eが該両電極 3 6 b, 36 c及び 36 d, 36 e間にリング状の固定側絶縁シート 37 a， 37 bを介して積層配置されていて、これら両電極 36 b， 36 c及び 36 d, 36 eと固定側絶縁シ一ト 37 a, 37bとにより 2つの固定側電極積層体 38 a, 38bが形成されている。

一方、上記 6枚の回転側電極 40 a〜40 f にあっては、図 7にも示すように、その軸方向に隣り合う 1対の回転側電極 40 a, 40b、 40 c, 40 d及び 40 e, 40 fが該両電極 40 a， 40 b、 40 c, 40 d及び 40 e , 40 f間にリング状の回転側絶縁シート 41 a〜41 cを介して積層配置されていて、これら両電極 40 a, 40b、 40 c, 40 (1及び406 , 40 f と、回転側絶縁シート 41 a〜 41 cとにより 3つの回転側電極積層体 42 a〜42 cが形成されている。

そして、上記 2つの固定側電極積層体 38 a, 38 b及び 3つの回転側電極積層体 42 a〜 42 cは、電気信号スリップリング 31の軸方向端部に位置する上記 1対の端部電極たる固定側電極 36 a, 36 f間に軸方向たる上下方向に交互に並んで配置されている。

さらに、上記端部電極たる固定側電極 36 a， 36でと、この端部の固定側電極 3 6 a, 36 fに軸方向に対向する、回転側電極積層体 42 a, 42 cの回転側電極 4 0 a, 4 O f との間、並びに軸方向に隣り合う固定側電極積層体 38 a, 38 b及び回転側電極積層体 42 a〜42 cにおいてその対向する固定側電極 36b〜36 e及び回転側電極 40 b〜40 eの間に、それぞれ回転体 6の固定体 1に対する相対回転により両電極 3 6 a〜3 6 f , 4 0 a〜4 0 f上を転動して両電極 3 6 a〜3 6 f , 4 0 a〜4 0 f間で電気信号を授受する転動体としての鋼球からなる球体 4 4が配設されている。この球体 4 4は、図 4に示すように、電極 3 6 a〜3 6 f , 4 0 a〜4 0 f間において円周方向に所定間隔をあけて複数設けられでおり、これらの複数の球体 4 4 , 4 4 , …の各々は両電極 3 6 a〜3 6 f， 4 0 a〜 4 0 f間に位置するリング板状のリテ一ナ 4 5の保持孔 4 5 aに嵌挿されて保持されている。この各球体 4 4 は例えば炭素鋼を焼入処理した鋼球からなり、その表面は銀等によりメッキ処理されている。この球体 4 4のメヅキ処理で用いられるメヅキ材料は、電極 3 6 a〜3 6 f , 4 0 a〜4 0 f 自体の防鯖効果を持った良電導材料が望ましい。

上記内側ハウジング 3 2における下側のフランジ部 3 2 bの上面には環状のばね溝 4 7が形成され、このばね溝 4 7には下側の端部電極たる固定側電極 3 6 f を上側の端部電極たる固定側電極 3 6 aに向かって押圧する押圧手段としてのばね 4 8が収容されている。下側の端部電極たる固定側電極 3 6 f とばね 4 8との間にはリング板状の絶縁体 4 9が介在されていて、ばね 4 8は絶縁体 4 9を介して押圧するようになつている。

また、内側ハウジング 3 2における上側のフランジ部 3 2 aの外周面には環状のパヅキン溝 5 0が形成され、このパッキン溝 5 0にはリップ部 5 1 aを有する断面略 V 字状のゴム製等のパヅキン 5 1がそのリヅプ部 5 1 aで外側ハウジング 3 3の上面を押圧した状態で収容されており、このパヅキン 5 1により両ハウジング 3 2， 3 3の上端部間の隙間をシールしている。

また、上記固定体 1側の内側ハウジング 3 2にはその上面に開口する矩形状の有底孔 5 3が形成されている。また、固定体 1のカバ一部 4外周面にはねじ孔 5 4を有するコネクタ取付部 5 5がー体的に取り付けられ、そのねじ孔 5 4に固定側コネクタ 5 6が螺合により取付固定されている。上記コネクタ取付部 5 5のねじ孔 5 4はカバー部 4に形成した貫通孔 5 7を介して上記内側ハウジング 3 2の有底孔 5 3内に連通されている。そして、図 6にも示すように、各固定側電極 3 6 a〜3 6 fの内周縁部には上記内側ハウジング 3 2の有底孔 5 3内に位置する接続端子 3 6 gが突設され、この接続端子 3 6 gには固定側電線 5 8の一端部が接続固定されている。これら 6本の固定側電線 5 8 , 5 8 , …は有底孔 5 3、カバー部 4の貫通孔 5 7及びコネクタ取付部 5 5のねじ孔 5 4の各内部を通って延び、各々の他端は上記固定側コネクタ 5 6に接続されている。 ·

一方、回転体 6側の外側ハウジング 3 3外周面にはその一部分を部分的に下面から矩形状に切り欠いてなる切欠部 6 3が形成されている。また、回転体 6の下側フランジ 9外周面にはねじ孔 6 4を有するコネクタ取付部 6 5がー体的に取り付けられ、そのねじ孔 6 4には回転側コネクタ 6 6が螺合により取付固定され、ねじ孔 6 4は下側フランジ 9に形成した貫通孔 6 7を介して上記外側ハウジング 3 3の切欠部 6 3内に連通されている。そして、図 7にも示す如く、各回転側電極 4 0 a〜4 0 fの外周縁部には上記外側ハウジング 3 3の切欠部 6 3内に位置する接続端子 4 0 gが突設され、この接続端子 4 0 gには回転側電線 6 8の一端部が接続固定されている。これら 6本の回転側電線 6 8 , 6 8 , …は切欠部 6 3、下側フランジ 9の貫通孔 6 7及びコネク夕取付部 6 5のねじ孔 6 4を通って延び、各々の他端は上記回転側コネクタ 6 6に接続されている。

そして、上記固定側電極 3 6 a〜3 6 f とそれに対向する回転側電極 4 0 a〜4 0 f とを球体 4 4を介して導通させることにより、表 1に示すように、固定体 1及び回転体 6間で両者の回転状態でも 6種類の電気信号を授受するようにしている。

信号固定体側球体回転体側

(内側ハウジング） (外側ハウジング）固定側電極 3 6 a

1 4 4

回転側電極 4 0 a 回転側絶縁シ一ト 4 1 a 回転側電極 4 0 b

2 4 4

固定側電極 3 6 b

固定側絶縁シート 3 7 a

固定側電極 3 6 c

3 4 4

回転側電極 4 0 c 回転側絶縁シート 4 1 b 回転側電極 4 0 d

4 4 4

固定側電極 3 6 d

固定側絶縁シ一ト 3 7 b

固定側電極 3 6 e

5 4 4

回転側電極 4 0 e 回転側絶縁シート 4 1 c 回転側電極 4 0 f

6 4 4

固定側電極 3 6 f さらに、図 2、図 3及び図 6に示すように、上記各固定側電極 3 6 a〜 3 6 fの外周縁部は円形状とされている一方、内周縁部には円周方向に等間隔をあけた位置に複数（図示例では 5つ）の当接部 3 6 h , 3 6 h , …が突設され、この固定側電極 3 6 a〜3 6 fは内側ハウジング 3 2外周面に当接部 3 6 h , 3 6 h ₅ …を当接させて位置決めされた状態で嵌合支持され、この固定側電極 3 6 a〜3 6 fの外周縁部と外側ハウジング 3 3内周面との間に所定の間隙があけられている。

一方、図 2、図 3及び図 7に示す如く、各回転側電極 4 0 a〜4 O fの内周縁部は円形状とされている一方、外周縁部には円周方向に等間隔をあけた位置に複数（図示例では 5つ）の当接部 4 0 h , 4 O h , …が突設され、この回転側電極 4 0 a〜4 0 ： fは外側ハウジング 3 3内周面に当接部 4 O h , 4 O h , …を当接させて位置決めされた状態で嵌合支持され、この回転側電極 4 0 a〜4 0 fの内周縁部と内側ハウジング 3 2外周面との間に所定の間隙があけられている。

また、図 1に示すように、上記固定体 1の外向きフランジ 2外周面に取り付けられているコネクタ取付部 5 5の側面には、その内部のねじ孔 5 4に連通するエアブロー孔 5 9が、また回転体 6の下側フランジ 9外周面に取り付けられているコネクタ取付部 6 5の側面には、その内部のねじ孔 6 4に連通するエアプロ一孔 6 9がそれぞれ開口されており、この固定体 1側のコネクタ取付部 5 5側面のエアブロー孔 5 9、その内部のねじ孔 5 4、カバ一部 4の貫通孔 5 7、電気信号スリヅプリング 3 1における . 内側ハウジング 3 2の有底孔 5 3、外側ハウジング 3 3の切欠部 6 3、回転体 6における下側フランジ 9の貫通孔 6 7、コネクタ取付部 6 5のねじ孔 6 4及びその側面のエアプロ一孔 6 9により、一端が固定体 1にコネクタ取付部 5 5側面のエアプロ一孔 5 9にて開口する一方、他端が回転体 6にコネクタ取付部 6 5側面のエアブロー孔 6 9にて開口するエアプロ一通路 6 1が形成され、このエアブロー通路 6 1の中間部は電気信号スリヅプリング 3 1内の固定側電極 3 6 a〜3 6 f及び回転側電極 4 0 a〜 4 0 fに連通している。このことで、エアブロー通路 6 1は、上記電気信号スリップリング 3 1に接続する電線 5 8 , 6 8を挿通させるための電線揷通孔を含んで構成されている。

そして、図 9及び図 1 0に示すように、固定体 1及び回転体 6を相対回転させながらヽ固定体 1側のコネクタ取付部 5 5側面のエアプロ一孔 5 9に圧縮エアを吹き込んだときには、そのエアを電気信号スリヅプリング 31における内側ハウジング 32の有底孔 53に供給してその有底孔 53から円周方向両側に分流させ、その分流した 2 つのエア流を外側ハウジング 33の切欠部 63で 1つに集合させた後に回転体 6のコネク夕取付部 65側面のエアブロー孔 69から吹き出させる一方、逆に、この回転体 6のコネクタ取付部 65側面のエアプロ一孔 69に圧縮エアを吹き込んだときには、そのエアを上記とは逆の流れでエアプロ一通路 61に流して固定体 1側のコネクタ取付部 55側面のエアブロー孔 59から吹き出させるようにしている。 ' したがって、この実施例においては、溶接ガンがワークを溶接する溶接ロボットの作動時に固定体 1に対し回転体 6が回転しているとき、スィベルジョイント 1 1における固定体 1及び回転体 6間で 2つの水通路 12, 13及びエア通路 14により水及びエアが授受される。また、電カスリヅプリング 21における固定体 1側の摺動接点 26, 26, …と回転体 6側の集電リング 22， 22, …とがそれぞれ摺接して大電流の溶接電力が固定体 1側から回転体 6側に供給される。

さらに、電気信号スリヅプリング 31により固定体 1及び回転体 6間で 6種類の電気信号が授受される。このとき、電気信号スリップリング 31における 6枚の固定側電極 36 a〜36 fのうち端部電極を除く 4枚の固定側電極 36 b〜36 eの 1対と固定側絶縁シート 37 a， 37 bとにより 2つの固定側電極積層体 38 a, 38bが、また 6枚の回転側電極 40 a〜4ひ fのうちの 1対と回転側絶縁シート 41 a〜 41 cとにより 3.つの回転側電極積層体 42 a〜42 cがそれぞれ形成され、これら電極積層体 38 a, 38 b, 42 a〜 42 cが端部電極たる固定側電極 36 a , 36 f間に交互に配置され、この端部電極たる固定側電極 36 a, 36 fの各々と回転側電極積層体 38 a， 38 bの回転側電極 40 a, 40 f との間、並びに軸方向に隣り合う固定側及び回転側電極積層体 38. a, 38 b, 42 a~ 42 cの軸方向に対向する両 ¾36b〜36 e, 40 b〜 40 e間に複数の球体 44 , 44, …が配置されているので、固定側電極 36 a〜36 f とそれに信号を授受する回転側電極 40 a〜40 ： f との間に球体 44， 44, …が介在されて、両電極 36 a〜36 f, 40 a〜40 fは球体 44, 44, …を転動させながら相対移動するようになり、固定体 1及び回転体 6の間で 6種類の異なる電気信号を授受する構造でありながら、電極の滑りを可及的に抑制して、固定側電極 36 a〜36 f と回転側電極 40 a〜4 Of との間の雷気信号の授受を安定して行うことができる。

しかも、上記下側の端部電極たる固定側電極 3 6 f をばね 4 8により上側の端部電極たる固定側電極 3 6 aに向かって押圧して、端部電極（固定側電極 3 6 a , 3 6 f ) 間で固定側電極 3 6 b〜3 6 e及び回転側電極 4 0 a〜4 0 f を球体 4 4 , 4 4， …に押し付けるように挟圧しているので、固定側電極 3 6 a〜3 6 f と回転側電極 4 0 a〜4 0 f との間の滑りをさらに確実に抑制して両電極 3 6 a〜3 6 f , 4 0 a〜 4 0 f間の電気信号の授受をより一層安定して行うことができる。

また、上記各球体 4 4及び電極 3 6 a〜 3 6 f， 4 0 a〜4 0 fの表面がいずれも銀等によりメツキ処理されているので、球体 4 4及び電極 3 6 a〜3 6'f , 4 0 a ~ 4 0 f間の接触抵抗を安定して小さくすることができる。

さらに、上記各固定側電極 3 6 a ~ 3 6 ί ま内側ハウジング 3 2外周面に内周縁部の当接部 3 6 h , 3 6 h , …を内側ハウジング 3 2外周面に当接させて位置決めされた状態で嵌合支持され、この固定側電極 3 6 a〜3 6 fの外周縁部と外側ハウジング 3 3内周面との間に所定の間隙があけられている一方、回転側電極 4 0 a〜4 0 fは外側ハウジング 3 3内周面に外周縁部の当接部 4 O h , 4 O h , …を外側ハウジング 3 3内周面に当接させて位置決めされた状態で嵌合支持され、この回転側電極 4 0 a 〜4 0 fの内周縁部と内側ハウジング 3 2外周面との間に所定の間隙があけられているので、回転体 6の回転中に、図 8. ( a ) に示すように電気信号スリヅプリング 3 1 の外側ハウジング 3 3と内側ハウジング 3 2との間の軸心が一致している状態からずれ、例えば図 8 ( c ) に示すように回転体 6側の外側ハウジング 3 3の軸心が固定体 1側の内側ハウジング 3 2の軸心に対し一方向（図で左方向）にずれたとしても、上記外側ハウジング 3 3の内周面に嵌合支持されている回転側電極 4 0 a〜4 0： fの内周縁部が内側ハウジング 3 2外周面に当接して両者間の間隙がなくなり、或いは逆に、図 8 ( b ) に示すように外側ハウジング 3 3の軸心が内側ハウジング 3 2の軸心に対し他方向（図で右方向）にずれても、内側ハウジング 3 2の外周面に嵌合支持されている固定側電極 3 6 a〜3 6 fの外周縁部が外側ハウジング 3 3内周面に当接して両者間の間隙がなくなるのみとなる。このことで、固定体 1及び回転体 6間の軸ずれがあっても、各球体 4 4を電極 3 6 a〜3 6 f , 4 0 a〜4 0 f間で安定して転動させて電気信号の伝達を確保することができる。しかも、電極 3 6 a〜3 6 f ， 4 0 a〜 4 0 :Πこおける球体 4 4の軌道面が平面であるので、それら複数の球体 4 4 , 4 4， …が電極 3 6 a〜3 6 f , 4 0 a〜4 0 f 間でさらに安定して転動して、固定体 1及び回転体 6間の軸ずれがあっても電気信号の伝達をより安定して確保することができる。

さらに、上記固定体 1側のコネクタ取付部 5 5側面のエアプロ一孔 5 9、その内部のねじ孔 5 4、カバ一部 4の貫通孔 5 7、電気信号スリップリング 3 1における内側ハウジング 3 2の有底孔 5 3、外側ハウジング 3 3の切欠部 6 3、回転体 6における下側フランジ 9の貫通孔 6 7、コネクタ取付部 6 5のねじ孔 6 4及びその側面のエアプロ一孔 6 9によりエアプロ一通路 6 1が形成されているので、図 9及び図 1 0に示すように、固定体 1及び回転体 6を相対回転させながら（望ましくは 2回転以上）、例えば固定体 1側のコネクタ取付部 5 5側面のエアプロ一孔 5 9に圧縮エアを吹き込んで、そのエアを電気信号スリップリング 3 1における内側ハウジング 3 2の有底孔 5 3に供給してその有底孔 5 3から円周方向両側に分流させ、その両エア流を外側ハウジング 3 3の切欠部 6 3で集合させた後に回転体 6のコネクタ取付部 6 5側面のェアブ口一孔 6 9から吹き出させ、次いで、上記と同様に固定体 1及び回転体 6を相対回転させながら、逆に、回転体 6のコネクタ取付部 6 5側面のエアプロ一孔 6 9に圧縮エアを吹き込んで、そのエアを上記とは逆の流れでエアブロー通路 6 1に流して固定体 1側のコネクタ取付部 5 5側面のエアプロ一孔 5 9から吹き出させる作業（逆の順序でもよい）を定期的に行うことで、電気信号スリヅプリング 3 1に電極 3 6 a〜 3 6 f , 4 0 a〜4 0 f等の摩耗による摩耗粉が発生したとしても、上記エアブロー通路 6 1を流れるエア流によって摩耗粉をエアと共にハウジング 3 2 , 3 3 (口一夕リジョイント A) 外に吹き出させることができ、摩耗粉を容易に除去して、電極 3 6 a〜3 6 f , 4 0 a〜4 0 f間の電気信号を長期間に亘り安定して伝達させることができる。

またそのとき、上記エアブロー通路 6 1は、電気信号スリップリング 3 1に接続する電線 5 8 , 6 8を揷通させるための電線揷通孔を含んで構成されているので、既存の電線揷通孔を利用して電気信号スリップリング 3 1をエアブローでき、構造を簡単にすることができる。尚、このエアプロ一通路 6 1は、電線揷通孔を用いずに別途新しく設けることもできる。しかし、構造を簡単にできる点で、上記の如く電線挿通孔を兼用するのが望ましい。

(産業上の利用可能性）

本発明は、固定体及び回転体の間で複数の異なる電気信号を授受する電気信号スリップリングを備えたロータリジョイントにおいて、固定体側に、軸方向に隣り合う 1 対のリング板状の固定側電極間にリング状の固定側絶縁層を介在させて固定側電極積層体を設ける一方、回転体側に、リング板状の回転側電極のうちの軸方向に隣り合う 1対のリング板状の回転側電極間にリング状の回転側絶縁層を介在させて回転側電極積層体を設け、固定側及び回転側電極積層体を、電気信号スリップリングの軸方向端部に位置する 1対の端部電極間に軸方向に交互に並んで配置し、軸方向に対向する電極間に複数の転動体を配設して両電極間で電気信号を授受させるので、両電極間での転動体の転動により電極の滑りを可及的に抑制して、固定側電極と回転側電極との間の電気信号の授受を安定して行うことができ、ロー夕リジョイントの信頼性を向上促進できる点で産業上の利用可能性は高い。

Claims

言啬求の範囲固定体と、該固定体に回転可能に連結支持された回転体と、上記固定体及び回転体の間で複数の異なる電気信号を授受する電気信号スリップリングとを備えた口一タリジョイントであって、

上記電気信号スリップリングは、固定体の軸心と同心状にかつ軸方向に並んで配置された複数枚のリング板状の固定側電極と、回転体の軸心と同心状にかつ軸方向に並んで配置された複数枚のリング板状の回転側電極とを備え、

上記複数枚の固定側電極のうち軸方向に隣り合う 1対の固定側電極を、該両電極間にリング状の固定側絶縁層を介して積層配置してなる固定側電極積層体と、上記複数枚の回転側電極のうち軸方向に隣り合う 1対の回転側電極を、該両電極間にリング状の回転側絶縁層を介して積層配置してなる回転側電極積層体とが設けられており、

上記固定側及び回転側電極積層体は、電気信号スリップリングの軸方向端部に位置する 1対の端部電極間に軸方向に交互に並んで配置され、

上記端部電極と該端部電極に軸方向に対向する、電極積層体の電極との間、並びに軸方向に隣り合う電極積層体の軸方向に対向する両電極間に、回転体の固定体に対する相対回転により両電極上を転動して両電極間で電気信号を授受する複数の転動体が配設されていることを特徴とする口一夕リジョイント。端部電極の少なくとも一方を他方の端部電極に向かって押圧する押圧手段を備えていることを特徴とする請求項 1記載の口一夕リジョイント。固定体と、該固定体に回転可能に支持されて連結された回転体と、上記固定体及び回転体の間で電気信号を授受する電気信号スリップリングとを備えた口一夕リジョイントであって、

一端が固定体に開口する一方、他端が回転体に開口し、中間部が上記電気信号スリヅプリングに連通するエアブロー通路が設けられていることを特徴とする口一夕リジョイント。一端が固定体に開口する一方、他端が回転体に開口し、中間部が電気信号スリップリングに連通するエアプロ一通路が設けられていることを特徴とする請求項 1又は 2記載の口一夕リジョイント。エアプロ一通路は、電気信号スリップリングに接続する電線を揷通させるための電線揷通孔を含むものであることを特徴とする請求項 3又は 4記載の口一夕リジョイント。電気信号スリップリングは、固定体又は回転体の一方に設けられた外側ハウジングと、固定体又は回転体の他方に設けられ、上記外側ハウジング内に環状空間をあけて略同心状に配置された内側ハウジングとを備え、

上記両ハウジング間の環状空間に固定側及び回転側電極が収容され、上記固定側及び回転側電極の一方が外側ハウジング内周面に、内周縁部と内側ハウジング外周面との間に所定の間隙をあけた状態で嵌合支持されている一方、上記固定側及び回転側電極の他方が内側ハウジング外周面に、外周縁部と外側ハウジング内周面との間に所定の間隙をあけた状態で嵌合支持されていることを特徴とする請求項 1又は 2記載の口一タリジョイント。固定側及び回転側電極における転動体の軌道面が平面であることを特徴とする請求項 6記載のロー夕リジョイント。転動体及び電極の各表面がメッキ処理されていることを特徴とする請求項 1又は 2記載の口一夕リジョイント。