(57)【要約】  回転端子機構（１）では、同心円状に配置されている第１の外側電極（８）の円形内周面（８１）と第１の内側電極（７）の円形外周面（７１）の間に、僅かに押し潰した状態で第１の導電性リング（１４）を挿入してある。第１の導電性リング（１４）は、その弾性復帰力により第１の外側電極（８）および第１の内側電極（７）に接触した状態が保持されている。第１の外側電極（８）および第１の内側電極（７）が相対的に回転すると、第１の導電性リング（１４）は、これらの円形内周面（８１）および円形外周面（７１）に弾性力によって押し付けられた状態を保持したままで、これらの面に沿って転動する。よって、第１の外側電極（８）および第１の内側電極（７）が相対回転しても、それらの間の電気的接続が常に形成される。構造が簡単で、部品点数も少なくて済む小型化に有利な回転端子機構を実現できる。
2008012875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形内周面を備えた外側電極と、
前記円形内周面に対して一定の間隔で同心円状に配置された円形外周面を備えた内側電極と、
前記円形内周面および前記円形外周面の間に挿入されている直径方向に撓み可能な複数個の導電性リングとを有し、
前記導電性リングの外径は前記円形内周面および前記円形外周面の間隔より大きく、
各導電性リングは、楕円に撓められた状態で前記円形内周面および前記円形外周面の間に挿入され、その弾性復帰力によって前記円形内周面および前記円形外周面に押し付けられ、この状態で、これらの面に沿って転動可能であり、
前記外側電極および前記内側電極のうち、一方が固定側電極であり、他方が回転側電極であることを特徴とする回転端子機構。
【請求項２】
請求項１において、
各導電性リングの間隔を一定に保持するために各導電性リングの間に配置されたリテーナスペーサを有していることを特徴とする回転端子機構。
【請求項３】
請求項２において、
前記外側電極および前記内側電極はリング状電極であることを特徴とする回転端子機構。
【請求項４】
請求項３において、
固定側ケースと、
前記固定側ケースの内側端面に一定の間隔を開けて同軸状態で対峙している内側端面を備えた回転側ケースとを有し、
当該回転側ケースは、軸受けを介して、回転自在の状態で前記固定側ケースによって支持されており、
前記固定側ケースの前記内側端面に前記固定側電極が取り付けられ、前記回転側ケースの前記内側端面には前記回転側電極が取り付けられていることを特徴とする回転端子機構。
【請求項５】
請求項４において、
前記固定側ケースおよび前記回転側ケースの一方には、前記導電性リングおよび前記リテーナスペーサを前記外側電極の前記円形内周面および前記内側電極の前記円形外周面の間に挿入するための挿入用開口部が形成されており、
当該挿入用開口部が蓋部材によって封鎖されていることを特徴とする回転端子機構。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
前記外側電極および前記内側電極の対が同心円状に複数配置されており、
各対の前記外側電極および前記内側電極の間に前記導電性リングが挿入されていることを特徴とする回転端子機構。
【請求項７】
請求項１ないし６のうちのいずれかの項において、
前記外側電極および前記内側電極の対が、これら外側電極および内側電極の中心軸線の方向に複数組配置されており、
各対の前記外側電極および前記内側電極の間に前記導電性リングが挿入されていることを特徴とする回転端子機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転対の間で電力や信号の伝達を行うために用いられる小型化に有利な構造の回転端子（スリップリング）機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転側部材と固定側部材の間を常に電気的に接続した状態に保持するためにスリップリングが用いられている。スリップリングでは、極数が増えると、それに対応した枚数のスリップリングを同軸状態に積層する必要がある。また、接触点の数が少ない場合において、伝送容量を確保するためには、スリップリングの幅を広げて接触面積を確保する必要がある。いずれの場合にも、軸線方向に長くなるので、スリップリングの薄型化には不利である。【０００３】
薄型化に適したスリップリングが特許文献１に開示されている。ここに開示のスリップリングでは、同心円状に配置された可動側の内側リングと固定側の外側リングの間に、これらに接触しながら自転および公転する遊星板を配置した構造となっている。また、両リングと遊星板の接触状態を確保するために、両リングを、それらの中心軸線方向の両側から遊星板によって弾性的に挟持するようにしている。この構造のスリップリングでは、同心円状に内側リングおよび外側リングからなるリング対を複数配置することにより、多極化に対応できる。また、遊星板の数を増やすことによって接触面積を確保できる。よって、スリップリングの薄型化に有利である。
【特許文献１】特開平５−８２２２３号公報
【０００４】
しかしながら、この構造の遊星板を備えたスリップリングでは、内側リングおよび外側リングを両側から弾性板を備えた遊星板によって挟み込む必要がある。また、遊星板が、これらのリングの間の円環状空間において自転および公転できるように、円環状あるいは円弧状のリテーナをリング間に配置し、当該リテーナに軸を取り付け、当該軸によって回転自在の状態で遊星板を支持する必要がある。したがって、構造が複雑であり、部品点数も多いという問題点がある。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、構造が簡単であり、部品点数も少なくて済む小型化に有利な回転端子機構を提案することにある。
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の回転端子機構は、
円形内周面を備えた外側電極と、
前記円形内周面に対して一定の間隔で同心円状に配置された円形外周面を備えた内側電極と、
前記円形内周面および前記円形外周面の間に挿入されている直径方向に撓み可能な複数個の導電性リングとを有し、
前記導電性リングの外径は前記円形内周面および前記円形外周面の間隔より大きく、
各導電性リングは、楕円に撓められた状態で前記円形内周面および前記円形外周面の間に挿入され、その弾性復帰力によって前記円形内周面および前記円形外周面に押し付けられ、この状態で、これらの面に沿って摺動可能であり、
前記外側電極および前記内側電極のうち、一方が固定側電極であり、他方が回転側電極であることを特徴としている。
【０００７】
本発明の回転端子機構では、同心円状に配置されている外側電極の円形内周面と内側電極の円形外周面の間に、僅かに撓めた状態で導電性リングを挿入してある。導電性リングは、その弾性復帰力により外側電極および内側電極に接触した状態が保持されている。外側電極および内側電極が相対的に回転すると、導電性リングは、これらの円形内周面および円形外周面に弾性力によって押し付けられた状態を保持したままで、これらの面に沿って転動（自転および公転）する。よって、外側電極および内側電極が相対回転しても、それらの間の電気的接続が常に形成される。
【０００８】
本発明の回転端子機構では、固定側部材に取り付けた固定側電極と、回転側部材に取り付けた回転側電極との間の電気的接続を、これらの間に僅かに押し潰した状態で挿入された導電性リングを用いて確保している。転がり軸受け機構において外輪および内輪の間に転動体を挿入する場合と同様に、両電極の間に導電性リングを入れるだけでよい。よって、構造が簡単で、部品点数が少ない回転端子機構を実現できる。また、固定側電極および回転側電極の組を、同心円状に多数組配置することにより、多極化に対応できる。また、導電性リングの個数を増やすことにより、両電極間の接触面積を大きくすることができる。よって、小型化、特に、中心軸線方向の厚さを薄くするのに有利な回転端子機構を実現できる。
【０００９】
ここで、本発明では、各導電性リングの間隔を一定に保持し、摩擦ロスを低減するために各導電性リングの間に配置されたリテーナスペーサを有していることを特徴としている。各リテーナスペーサとしては、前記円形内周面および前記円形外周面に沿って転動可能な状態で、これらの面の間に挿入されている円柱形状のものを用いることができる。リテーナスペーサを配置することによって、各導電性リングを等角度間隔に保持できる。
【００１０】
また、本発明では、前記外側電極および前記内側電極はリング状電極であることを特徴としている。リング状電極を同心円状に配置することにより、回転端子機構の多極化を簡単に実現できる。
【００１１】
さらに、本発明では、固定側ケースと、当該固定側ケースの内側端面に一定の間隔を開けて同軸状態で対峙している内側端面を備えた回転側ケースとを有し、当該回転側ケースは、軸受けを介して、回転自在の状態で前記固定側ケースによって支持されており、前記固定側ケースの前記内側端面に前記固定側電極が取り付けられ、前記回転側ケースの前記内側端面には前記回転側電極が取り付けられていることを特徴としている。
【００１２】
ここで、前記固定側ケースおよび前記回転側ケースの一方には、前記導電性リングおよび前記リテーナスペーサを前記外側電極の前記円形内周面および前記内側電極の前記円形外周面の間に挿入するための挿入用開口部が形成されており、当該挿入用開口部が蓋部材によって封鎖されていることを特徴としている。転がり軸受け機構のコロ挿入構造と同様な構造を採用することによって、導電性リングが挿入された回転端子機構を簡単に組み立てることができる。
【００１３】
次に、本発明の回転端子機構では、前記外側電極および前記内側電極の対が同心円状に複数配置されており、各対の前記外側電極および前記内側電極の間に前記導電性リングが挿入されていることを特徴としている。このようにすれば、回転端子機構の多極化を中心軸線方向の厚さを増やすことなく実現できる。
【００１４】
また、回転端子機構の外径を増加させることなく多極化を図るためには、前記外側電極および前記内側電極の対を、これら外側電極および内側電極の中心軸線の方向に複数組配置し、各対の前記外側電極および前記内側電極の間に前記導電性リングを挿入すればよい。
【００１５】
本発明の回転端子機構では、固定側部材に取り付けた固定側電極と、回転側部材に取り付けた回転側電極との間の電気的接続を、これらの間に僅かに押し潰した状態で挿入された導電性リングを用いて確保している。転がり軸受け機構において外輪および内輪の間に転動体を挿入する場合と同様に、両電極の間に導電性リングを入れるだけでよい。よって、構造が簡単で、部品点数が少ない回転端子機構を実現できる。また、固定側電極および回転側電極の組を、同心円状に多数組配置することにより、多極化に対応できる。また、導電性リングの個数を増やすことにより、両電極間の接触面積を大きくすることができる。よって、小型化、特に、中心軸線方向の厚さを薄くするのに有利な回転端子機構を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した２極用の回転端子機構を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した部分を示す横断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した回転端子機構の実施の形態を説明する。【００１８】
図１は本発明を適用した２極用の回転端子機構を示す縦断面図であり、図２はそのＩＩ−ＩＩ線で切断した部分を示す横断面図である。これらの図を参照して説明すると、回転端子機構１は中空回転軸２を備え、この中空回転軸２の外周に同軸状態で絶縁性の回転側ケース３がネジ１８によって固定されている。回転側ケース３には、中空回転軸２がはめ込まれている中空部を備えた円筒状ボス３１と、この円筒状ボス３１の外周面から中空回転軸２の中心軸線２ａに直交する方向に広がっている回転側円板３２とが一体形成されている。【００１９】
また、中空回転軸２の外周には、同軸状態で絶縁性の固定側ケース４が回転自在の状態で取り付けられている。固定側ケース４には、軸受け５を介して中空回転軸２の外周面部分によって回転自在の状態で支持されている円筒状ボス４１と、この円筒状ボス４１の一端から半径方向に広がっている固定側円板４２とが一体形成されている。固定側円板４２は回転側円板３２に対して中心軸線２ａの方向に一定の間隔で対峙しており、その外周縁からは回転側円板３２に向けて直角に折れ曲がって延びている円筒４３が一体形成されている。円筒４３の先端面は、回転側円板３２の内側端面３４における外周縁側部分に摺動可能な状態で当接している。【００２０】
これら回転側ケース３および固定側ケース４によって、実質的に閉鎖された縦長の矩形断面をした円環状空間６が形成されている。この円環状空間６の内部に、同心円状に、中心側から、第１の内側電極７、第１の外側電極８、第２の内側電極９および第２の外側電極１０がこの順序で配置されている。【００２１】
第１の内側電極７は全体としてリング状電極であり、固定側円板４２における内側端面４４の内周縁側の部分に複数本のネジ１１によって固定されている。したがって、第１の内側電極７は固定側電極である。この第１の内側電極７はＬ形断面形状をしており、その内周縁部分のみが円環状空間６とほぼ同一の広幅とされ、当該広幅部分に円形外周面７１が形成されている。【００２２】
第１の外側電極８は、第１の内側電極７の円形外周面７１とほぼ同一幅のリング状電極であり、回転側円板３２の内側端面３４に複数本のネジ１２によって固定されている。したがって、第１の外側電極８は回転側電極である。この第１の外側電極８の円形内周面８１と、第１の内側電極７の円形外周面７１との間に、所定の幅および厚さの第１の円環状空間１３が形成されている。【００２３】
第１の円環状空間１３には、半径方向に撓み可能な複数個の第１の導電性リング、図示の例では８個の第１の導電性リング１４が挿入されている。これらの第１の導電性リング１４の幅は、第１の円環状空間１３の厚さ（中心軸線２ａの方向の寸法）より僅かに狭い。しかるに、導電性リング１４の外径は、第１の円環状空間１３の幅、すなわち、円形外周面７１と円形内周面８１の半径方向の間隔よりも僅かに大きい。したがって、これらの第１の導電性リング１４は、楕円状に僅かに撓めた状態で第１の円環状空間１３に挿入されており、それらの弾性復帰力によって、第１の内側電極７の円形外周面７１および第１の外側電極８の円形内周面８１に対して押し付けられている。また、この状態で、導電性リング１４は、これらの面７１、８１に沿って転動（自転および公転）可能な状態とされている。【００２４】
本例では、各第１の導電性リング１４を、第１の円環状空間１３内においてその円周方向に沿って等角度間隔に保持するために、各第１の導電性リング１４の間には、それらに当接した状態で偏平な円柱状の第１のリテーナスペーサ１５が挿入されている。リテーナスペーサ１５は、第１の導電性リング１４とほぼ同一幅であり、その外径は、第１の内側電極７の円形外周面７１と第１の外側電極８の円形内周面８１の間隔と同一か、あるいは僅かに小さい。したがって、各第１のリテーナスペーサ１５は、第１の円環状空間１３内において、円形外周面７１および円形内周面８１に沿って転動自在である。これら第１のリテーナスペーサ１５は絶縁性の樹脂から形成されている。【００２５】
次に、第１の外側電極８の外側には、一定の間隔を開けて、第２の内側電極９が配置されている。第２の内側電極９は第１の外側電極８と同一断面形状のものであり、回転側円板３２に複数本のネジ１６によって固定されている。したがって、第２の内側電極９は回転側電極である。この第２の内側電極９の外側には、一定の間隔を開けて第２の外側電極１０が配置されている。第２の外側電極１０は第１の内側電極７と同一断面形状のものであるが、外周縁側に広幅部分が位置するように配置されている。この第２の外側電極１０は固定側円板４２にネジ１７によって固定されている。したがって、この第２の外側電極１０は固定側電極である。【００２６】
これら第２の内側電極９の円形外周面９１および第２の外側電極１０の円形内周面１０１の間には、第１の円環状空間１３と同一断面の第２の円環状空間２３が形成されている。この第２の円環状空間２３には、複数個、図示の例では１７個の第２の導電性リング２４が挿入されている。第２の導電性リング２４は第１の導電性リング１４と同一形状のものであり、僅かに楕円形に撓めて第２の円環状空間２３に挿入されている。【００２７】
また、各第２の導電性リング２４の間には、樹脂製の偏平な円柱状の第２のリテーナスペーサ２５が配置されている。第２のリテーナスペーサ２５は第１のリテーナスペーサ１５と同一形状のものである。【００２８】
このように、本例の回転端子機構１では、同心円状に、第１の内側電極７、第１の外側電極８、導電性リング１４およびリテーナスペーサ１５からなる組と、第２の内側電極９、第２の外側電極１０、第２の導電性リング２４および第２のリテーナスペーサ２５からなる組が配列されている。【００２９】
ここで、回転側ケース３における回転側円板３２には、図２において想像線で示す位置Ａに、半径方向に長い長穴３５が形成されている。この長穴３５は、第１の導電性リング１４および第１のリテーナスペーサ１５、並びに、第２の導電性リング２４および第２のリテーナスペーサ２５を、それぞれ、第１の円環状空間１３および第２の円環状空間２３に挿入するための挿入用開口部である。この長穴３５は、同一輪郭形状で同一厚さの長円形の封鎖板３６によって封鎖されている。本例では、回転側円板３２に固定された第１の外側電極８および第２の内側電極９に、２本のネジ１２、１６によって固定されている。【００３０】
このように構成した２極用の回転端子機構１では、第１の内側電極７から第１の固定側リード線（図示せず）が引き出され、第１の外側電極８から第１の回転側リード線（図示せず）が引き出される。これらの間の電気的接続状態が、第１の内側電極７、第２の外側電極８および、これらの間に楕円状に撓めて挿入した複数個の第１の導電性リング１４によって形成される。同様に、第２の外側電極１０から第２の固定側リード線（図示せず）が引き出され、第２の内側電極９から第２の回転側リード線（図示せず）が引き出される。これらの間の電気的接続が、第２の外側電極１０、第２の内側電極９、およびこれらの間に楕円状に撓めて挿入した複数個の第２の導電性リング２４によって形成される。【００３１】
例えば、同心円状に配置されている第１の外側電極８の円形内周面８１と第１の内側電極７の円形外周面７１の間には、僅かに押し潰した状態で第１の導電性リング１４が挿入されている。第１の導電性リング１４は、その弾性復帰力により第１の外側電極８および第１の内側電極７に常に接触した状態に保持される。第１の外側電極８および第１の内側電極７が相対的に回転すると、第１の導電性リング１４は、これらの円形内周面８１および円形外周面７１に弾性力によって押し付けられた状態を保持したままで、これらの面８１、７１に沿って転動（自転および公転）する。よって、第１の外側電極８および第１の内側電極７が相対回転しても、それらの間の電気的接続が常に形成される。【００３２】
このように、本例の回転端子機構１は、転がり軸受け機構において外輪および内輪の間に転動体を挿入する場合と同様に、両電極７、８の間、および両電極９、１０の間に、それぞれ、導電性リング１４、２４を入れるだけで構築できる。よって、構造が簡単で、部品点数が少ない回転端子機構を実現できる。また、本例のように、固定側電極および回転側電極の対を、同心円状に多数組配置することにより、中心軸線方向の厚さを増やすことなく、多極化を実現できる。さらに、導電性リングの個数を増やすことにより、両電極間の接触面積を大きくすることができる。よって、小型化、特に、中心軸線方向の厚さを薄くするのに有利な回転端子機構を実現できる。【００３３】
（その他の実施の形態）
上記の例は２極用の回転端子機構であるが、本発明は１極用、３極以上の多極用の回転端子機構にも同様に適用できる。【００３４】
また、内側電極および外側電極の対を同心円状に複数配置する代わりに、中心軸線の方向に内側電極および外側電極の対を積層して、多極の回転端子機構を構築することもできる。この場合には、外径寸法の増加を招くことなく、多極化を実現できる。【００３５】
さらに、上記の例は、回転端子機構１の中空回転軸２を、モータの出力軸や、回転アクチュエータの回転出力軸に取り付けるように構成されたユニットである。この代わりに、モータや、回転アクチュエータなどの回転機構に直接に組み込むことも可能である。例えば、中空回転軸２を省略して、モータの回転軸に直接に組み付けることができる。
【図１】
2008012875.tif 000003
【図２】
2008012875.tif 000004
【国際調査報告】
2008012875.tif 000005
2008012875.tif 000006
2008012875.tif 000007
2008012875.tif 000008