(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状ホルダ（１１）と導体配列（１２）とを備え、前記導体配列が前記ホルダ上に配置される少なくとも１つの曲げ方向で弾力性がある導体（１３）を備える、シャフト（３９）から静電荷を放出するための放電装置（１０）であって、
前記導体が炭素繊維配列から形成され、前記導体の各端部（１６、１７）が前記ホルダ内に受け入れられ、前記導体配列は、長手方向シャフト軸（３２）に対して横方向に延びる少なくとも２つの導体部（３３）を備え、前記導体部はそれぞれ、シャフト外周（３５）の２つの周方向接触領域と接触されるように接触配列を共に形成するシャフト接触部（３４）を備え、前記周方向接触領域は、前記シャフト接触部が前記シャフト外周に対する接触時に前記シャフト外周に対して接線方向に配置されるようにシャフト接触面Ｗ内に配置されることを特徴とする放電装置（１０）。
【請求項２】
前記導体部が前記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に記載の放電装置。
【請求項３】
前記導体部（３３）がそれぞれ前記導体（１３）によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の放電装置。
【請求項４】
前記導体（１３）の前記端部（１６、１７）がそれぞれ前記ホルダ（１１）のアンカーベアリング内に受け入れられ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。
【請求項５】
少なくとも１つのアンカーベアリングは、前記端部（１６、１７）がクランプによって前記アンカーベアリング内に固定されるように実現されることを特徴とする請求項４に記載の放電装置。
【請求項６】
前記導体（１３）の第１の端部（１６）が予張力付与アンカー（２４）に締結され、前記導体の第２の端部（１７）は、予張力が長手方向で前記導体にもたらされるように引留アンカー（２５）に締結されることを特徴とする請求項４又は５に記載の放電装置。
【請求項７】
前記導体の第１の端部が移動可能なアンカーに締結され、前記導体の第２の端部（１７）は、前記導体を長手方向で移動できるように前記ホルダ（１１）の引留アンカー（２５）に締結されることを特徴とする請求項４又は５に記載の放電装置。
【請求項８】
前記導体（１３）の端部（１７）がロープソケット（２６）により収容されることを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載の放電装置。
【請求項９】
互いに周方向で等しい距離を隔ててシャフト接触面Ｗ内に配置される周方向接触領域と接触する、２つ、好ましくは３つ、特に好ましくは４つ以上の導体部（３３）が形成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。
【請求項１０】
前記導体部（３３）は、前記ホルダ（１１）に形成される直線状のガイドチャネル（１８）を通じて延び、チャネル直径が導体直径よりも大きいことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の放電装置。
【請求項１１】
前記ホルダ（１１）が一体のリングとして形成されることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の放電装置。
【請求項１２】
前記ホルダは、互いに接続されるリングセグメントにより構成される多部品リングとして形成されることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の放電装置。
【請求項１３】
前記ホルダは、ハウジングカバーとして実現され、又は、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１２のいずれか一項に記載の放電装置。
【請求項１４】
前記導体（１３）の前記炭素繊維配列は、熱分解して堆積される炭素のコーティングが設けられる繊維網目構造（１５）を備えることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の放電装置。
【請求項１５】
前記繊維網目構造（１５）は、前記導体（１３）の長手方向に延びる一方向繊維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１４に記載の放電装置。
【請求項１６】
前記繊維網目構造（１５）には樹脂マトリックスが設けられることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状ホルダと導体配列とを備え、導体配列がホルダ上に配置される少なくとも１つの曲げ方向で弾力性がある導体を備える、シャフトから静電荷を放出するための放電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に比較的大きい直径を有するシャフトから静電荷を放出するときには、一般に、環状の放電装置が使用される。最新技術から知られる環状の放電装置はシャフトを周方向で取り囲み、炭素繊維が、放電装置上に例えば束を成して配置されるとともに、それらの微細な端部により回転シャフトの外周に沿ってブラッシング（軽くこするように接触）し、それにより、シャフトと電気的に接触する。
【０００３】
米国特許７，１９３，８３６号からは、シャフトから静電荷を放出するための放電装置が知られており、この放電装置では、複数のフィラメント（繊維）から形成される炭素繊維がホルダ上に配置され、該ホルダは、環状であるとともに、シャフトと同軸的に配置される。シャフトとの物理的な接触を成すために、個々のフィラメントのシャフト接触部はシャフト外周に対して垂直に配向される。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の端部のみで起こる。シャフト外周に対するフィラメントの垂直配置に起因して、フィラメントは、シャフトのそれぞれの回転方向に傾けられる。フィラメントは、特にシャフトの回転方向が変えられたときには、反対方向に傾いている。これにより、回転方向が頻繁に変えられる場合には、フィラメントが破損する可能性があるとともに、炭素繊維配列が斜めに広がる可能性がある。シャフトの電気的な接触はもはや所望の態様で確保されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許７，１９３，８３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、回転方向とは無関係に比較的大きいシャフト外周と確実に接触できる放電装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴を有する放電装置によって達成される。
【０００７】
シャフトから静電荷を放出するための本発明に係る放電装置は、環状ホルダと導体配列とを備え、導体配列がホルダ上に配置される少なくとも１つの曲げ方向で弾力性がある導体を備え、前記導体が炭素繊維配列から形成され、導体の各端部がホルダ内に受け入れられ、前記導体配列は、長手方向シャフト軸に対して横方向に延びる少なくとも２つの導体部を備え、前記導体部はそれぞれ、シャフト外周の２つの周方向接触領域に接触されるように接触配列を共に形成するシャフト接触部を備え、周方向接触領域は、シャフト接触部がシャフト外周に対する接触時にシャフト外周に対して接線方向に配置されるようにシャフト接触面Ｗ内に配置される。
【０００８】
放電装置は、シャフト外周の周方向接触領域でシャフト外周と接線方向で当接する少なくとも二重構造のシャフト接触部とすることにより、回転方向の影響を受けない構成を実現した。炭素繊維配列の炭素繊維は、シャフト外周に接触する自由端を有さない。むしろ、導体は、該導体が円に対するある種の接線のようにシャフト外周に対して接線方向に延びるように環状ホルダ上に配置される。特に、両端がホルダ内に受け入れられることにより、導体がそれ自体を端部で回転方向の方向に向けることも防止され得る。したがって、回転方向に依存しない導体の移動、及び、端部が斜めに広がることが防止される。それにもかかわらず、導体は、曲げ方向で弾力性があるとともに、それ自体をシャフト外周に合わせるように形作ることができ、それにより、確実な接触と同時に、放電装置のより長い耐用寿命が可能にされる。
【０００９】
放電装置の１つの実施形態では、導体を介して導体部を互いに接続することができる。このとき、導体は、例えば２つ以上の導体部を形成できる。その後、導体がシャフト外周に特定の部分でのみ接触される又は導体部に接触されるように導体を環状ホルダに締結できる。したがって、このとき、放電装置はそれ自体で個々の導体を備えることもでき、それにより、導体の想定し得る交換がかなり簡略化される。また、それぞれが２つ以上の導体部を有する複数の導体を放電装置が備えることも考えられる。
【００１０】
他の実施形態では、導体部をそれぞれ導体によって形成することができる。この場合、少なくとも２つの導体部のそれぞれは、それら自体の導体によって形成される。導体部が新しくされなければならない場合、導体部の全てを交換する必要はない。
【００１１】
導体の端部はそれぞれ、ホルダのアンカーベアリング内に受け入れられ得る。この目的のため、その後、端部をそれぞれのアンカーベアリングに強固に固定できる。
【００１２】
少なくとも１つのアンカーベアリングは、端部がクランプによってアンカーベアリング内に固定されるように実現され得る。これは、特にネジを用いて導体をクランプすることによって行なうことができる。任意に、楔又はコレットを使用してクランプにより導体をホルダに固定できる。これにより、導体の長さをシャフト外周に合わせて調整できる。
【００１３】
導体の第１の端部を予張力付与アンカーに締結することができ、また、予張力を導体において長手方向で実現できるように導体の第２の端部を引留アンカーに締結することができる。任意に、勿論、予張力付与アンカー間に導体を掛け渡すこともできる。引留アンカーは、例えば、導体の端部を導体部よりも厚くすることによって実現され得る。その結果、端部を形状適合態様で例えば引掛けられることにより引留アンカーに簡単に締結できる。導体を引留アンカーに締結した後、張力を導体に及ぼすことができ、この場合、導体或いはむしろ第１の端部を例えば予張力付与アンカー内にクランプできる。したがって、導体に予張力を形成することもできる。互いに対向して配置される導体部がシャフト直径よりも短い相対距離を有するように導体が環状ホルダに配置される場合には、バネ力が、導体又は導体部からそれぞれ、シャフト導体部又は導体部の領域でそれぞれシャフト外周に作用することができ、それにより、シャフト外周の特に確実な接触が可能となる。
【００１４】
或いは、導体の第１の端部を移動可能なアンカーに締結することができ、また、導体を長手方向で移動できるように導体の第２の端部をホルダの引留アンカーに締結することができる。移動可能なアンカーは、例えばホルダの単なる孔であってもよく、この孔内に導体が緩く配置され又は挿入される。その結果、導体をその長手方向に移動させることができる。導体が少なくとも部分的に曲げ方向で抵抗力があれば、例えば熱分解して堆積される炭素のコーティングを導体に設けることにより、導体は、シャフトにバネ力を及ぼすことができるとともに、移動可能なアンカー内で移動できることによって大部分が可撓性を有する。その結果、アンカーを特に容易に交換することもできる。
【００１５】
環状ホルダに対する導体の固定又は装着を簡略化するために、導体の端部をロープソケットにより収容することができる。導体の両端をそれぞれロープソケットにより収容できることが好ましい。ロープソケットは、導体の炭素繊維を端部に対してクランプできる。ソケットロープは、導体を形状適合態様でホルダに容易に締結することにも役立つことができる。したがって、孔をホルダに設けることができ、この孔を通じてロープソケットではなく導体を案内できる。
【００１６】
互いに周方向で等しい距離を隔ててシャフト接触面Ｗ内に配置される周方向接触領域と接触するために、２つ、好ましくは３つ、特に好ましくは４つ以上の導体部を形成することができる。３つの導体部が形成されるときには、例えば、中心角を１つの導体部からそれぞれの隣り合う導体部までシャフト軸に対して１２０°にすることができる。常に放電装置がシャフト外周に対して同軸的に配置されるようにすることもできる。その結果、放電装置がそれ自体を中心付けるため、シャフト外周に対する放電装置の装着がかなり簡略化される。
【００１７】
導体部は、ホルダに形成される直線状のガイドチャネルを通じて延びることができ、チャネル直径を導体直径よりも長くすることができる。ガイドチャネルは、環状ホルダを貫通して延びる単なる孔であってもよく、環状ホルダは、アルミニウム又は例えば絃のような他の適した金属から成ることができる。これに関連して、環状ホルダが環であってもよい。ガイドチャネルは、該ガイドチャネルが環の２つの部分を貫通して延びるように環内径から出て再び環内径に入ることができる。しかしながら、ガイドチャネルが環に切削される溝であってもよく、前記溝は、導体が環の内径にわたって及んでそこで導体部を形成するように環の少なくとも特定の部分を遮断し得る。チャネル直径が導体直径よりも大きい場合には、導体をガイドチャネル内へ特に容易に挿入できるとともに、そこで導体が必要に応じて柔軟に移動できる。
【００１８】
ホルダが一体のリングとして実現される場合には、ホルダを特に容易に実現できる。一体のリング或いはむしろ環は、回転によって容易に製造され得る。そのようなホルダは、シャフト自由端に装着されるのに特に適している。
【００１９】
任意に、リングセグメント（構成部品）を互いに接続して構成する多部品リングとして、ホルダを形成してもよい。特にシャフト部が閉じられるときには、環状ホルダを装着することが可能になる。多部品リングは、導体部の数に応じて、１／２リング、１／３リング、１／４リング等によって形成され得る。これらのリングセグメントをネジ接続又はリベット接続によって互いに直接に接続できる。リングセグメントを間接的な接続を伴うことなく例えばアンカーチェアに直接に装着し、それにより、環状ホルダを形成することもできる。その結果、静電荷をホルダから環状チェアへ直接に放出できる。
【００２０】
しかしながら、ホルダをハウジングカバーとして形成することができ又はハウジングカバーに接続できる。これは、放電装置の実際の使用において及び放電装置の導体の交換に関連してメンテナンス労力を減らすために特に有利である。
【００２１】
導体の炭素繊維配列は、熱分解して堆積される炭素のコーティングが設けられる繊維網目構造を備えることができ、この場合、熱分解炭素から形成されるコーティングは、導体の接触面を緻密にするのに役立つだけでなく、繊維網目構造を支持するケーシングを形成することにも役立つとともに、繊維網目構造と関連して導体の曲げ方向で弾力性がある所望の特性を与えるようになっており、前記導体は、特にコーティングの厚さによって影響され得る曲げ剛性を有する。
【００２２】
コーティングをＣＶＩ法（化学気相浸透法）を使用して形成すると、特に有利であることが分かってきた。これは、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、繊維網目構造の個々のフィラメント間に結合力も形成するからである。
【００２３】
導体の長手方向に延びるとともに互いに略平行なフィラメントを備える一方向繊維網目構造のエンベロープから繊維網目構造が形成され、それにより、繊維間の空間によって毛管が形成されて、毛管がシャフト外周からグリース又は湿気を除去するための毛管効果を有利に使用できるようにすれば特に有利であることが分かってきた。
【００２４】
導体の曲げ剛性を高めるために、繊維網目構造に樹脂マトリックスが設けられれば有利である。
【００２５】
以下、図面を用いて本発明の有利な実施形態について更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】放電装置の斜視図を示す。
【図２】放電装置の正面図を示す。
【図３】放電装置の左側面図を示す。
【図４】放電装置を図３の線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図で示す。
【図５】放電装置を図２の線Ｖ−Ｖに沿う断面図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１〜図５の概要は、アルミニウムから形成される環状ホルダ１１と導体配列１２とによって形成される放電装置１０を示す。導体配列１２は、曲げ方向で弾力性がある３つの導体１３を備える。導体１３はそれぞれ、繊維網目構造１５を成す炭素繊維１４から形成される。導体１３は、第１の端部１６と第２の端部１７とを備える。導体１３は、ホルダ１１に形成される直線状のガイドチャネル１８内に配置される。導体１３の長手方向軸１９は、ガイドチャネル１８のチャネル軸２０と同一平面内で位置合わせされる。ガイドチャネル１８は貫通孔２１により形成され、各貫通孔は第１の孔部２２と第２の孔部２３とを有する。第１の孔部２２は予張力付与アンカー２４を形成し、第２の孔部２３は導体１３のための引留アンカー２５を形成する。ロープソケット２６が導体１３の第２の端部１７にそれぞれ固定配置され又はクランプされ、前記ロープソケット２６は形状適合態様で引留アンカー２５に固定される。導体１３の第１の端部１６は、２つのネジ２７を使用してクランプされることによって予張力付与アンカー２４内に固定される。
【００２８】
ホルダ１１は周方向内側溝２９を内径２８に備える。内径２８は、ここでは仮想的に示されるにすぎないシャフト３９のシャフト直径３０よりも僅かに大きい。内径２８とシャフト直径３０との間に隙間３１が認識される。したがって、ホルダ１１は、装着される際に長手方向シャフト軸３２と同軸に配置される。そのため、導体配列１２或いはむしろ導体１３は、長手方向シャフト軸３２に対して横方向に延びる導体部３３を形成する。導体部３３はそれぞれシャフト接触領域３４を備え、シャフト接触領域３４はそれぞれシャフト外周３５の周方向接触領域を形成し、前記周方向領域はここには示されず、前記シャフト外周３５のみが仮想的に示されているにすぎない。シャフト接触部３４はシャフト接触面Ｗ内で延び、前記シャフト接触部３４は、シャフト外周３５に対する接触時にシャフト外周３５に対して接線方向に配置される。ここに示される直線状の方向性とは異なり、導体１３が曲げ方向で弾力性を有するため、導体１３の少なくとも一部を長手方向軸１９に沿って三日月形状に変形させて、導体自体をシャフト外周３５に合わせて形成することができる。導体１３或いはむしろ導体部３３はそれぞれ、互いに等しい距離を隔てて配置される。
【００２９】
個々の導体１３は、ネジ２７を緩めてホルダ１１の外径３６上の貫通孔２１から導体１３を除去することによって容易に交換できる。ホルダ１１の環状面３７に４つの貫通孔３８が設けられ、前記ホルダ１１或いはむしろ放電装置１０を、例えばアンカーチェア上で、ネジを介してアンカーチェアに簡単に装着できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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