特開 2024-130676 ロータリコネクタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024130676

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】ロータリコネクタ

(51)【国際特許分類】

   H01R 39/28 20060101AFI20240920BHJP

【ＦＩ】

H01R39/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040535

(22)【出願日】2023-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】511040388

【氏名又は名称】株式会社ヒサワ技研

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100204467

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 好文

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(74)【代理人】

【識別番号】100206911

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 岳彦

(72)【発明者】

【氏名】江藤 隼太

(72)【発明者】

【氏名】早田 葵

(72)【発明者】

【氏名】古川 泰成

(72)【発明者】

【氏名】神谷 真司

(72)【発明者】

【氏名】沢田 博史

(57)【要約】

【課題】局を複数有するロータリコネクタを提供する。
【解決手段】環状の外周電極５と、外周電極５に挿通され外周電極５と相対回動可能に配置された内周電極４と、外周電極５と内周電極４の間に配置され外周電極５と内周電極４に接触する環状のローラ集電子６０と、ローラ集電子６０に挿入されローラ集電子６０を保持するリテーナピン６１と、リテーナピン６１を軸支するリテーナプレート７Ｂと、を備えるロータリコネクタ１であって、リテーナプレート７Ｂの軸方向で一方側と他方側にリテーナピン６１がそれぞれ軸支されており、一方側に軸支されたリテーナピン６１と他方側に軸支されたリテーナピン６１は、異なる位相で配置されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状の外周電極と、前記外周電極に挿通され該外周電極と相対回動可能に配置された内周電極と、前記外周電極と前記内周電極の間に配置され前記外周電極と前記内周電極に接触する環状のローラ集電子と、前記ローラ集電子に挿入され当該ローラ集電子を保持するリテーナピンと、前記リテーナピンを軸支するリテーナプレートと、を備えるロータリコネクタであって、
前記リテーナプレートの軸方向で一方側と他方側に前記リテーナピンがそれぞれ軸支されており、
前記一方側に軸支された前記リテーナピンと前記他方側に軸支された前記リテーナピンは、異なる位相で配置されているロータリコネクタ。

【請求項2】

前記リテーナピンは周方向で等配されている請求項１に記載のロータリコネクタ。

【請求項3】

前記リテーナプレートには、複数の貫通孔が形成されている請求項１に記載のロータリコネクタ。

【請求項4】

前記複数の貫通孔は、一つの円周上に形成されている請求項３に記載のロータリコネクタ。

【請求項5】

前記リテーナプレートには、軸方向一方側の面と軸方向他方側の面にそれぞれ複数の凹部が形成されている請求項１に記載のロータリコネクタ。

【請求項6】

前記複数の凹部は、一つの円周上に形成されている請求項５に記載のロータリコネクタ。

【請求項7】

前記一方側に軸支された前記リテーナピンと前記他方側に軸支された前記リテーナピンは、それぞれ前記リテーナプレートに対する軸方向反対側に配置される別のリテーナプレートにも軸支されている請求項１に記載のロータリコネクタ。

【請求項8】

前記ロータリコネクタは縦置きであり、前記他方側に軸支された前記リテーナピンは、その下端側が前記リテーナプレートとは別の下端側のリテーナプレートに軸支されており、
前記下端側のリテーナプレートは、前記外周電極側および前記内周電極側の一方から他方に向かって延びる下端側の延出部に載置されている請求項１に記載のロータリコネクタ。

【請求項9】

前記一方側に軸支された前記リテーナピンは、その上端側が前記リテーナプレートとは別の上端側のリテーナプレートに軸支されており、
前記上端側のリテーナプレートは、前記外周電極側および前記内周電極側の一方から他方に向かって延びる上端側の延出部よりも下方に配置されている請求項８に記載のロータリコネクタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータリコネクタ、例えば複数の局を有するロータリコネクタに関する。

【背景技術】

【0002】

様々な産業分野で、回動機構における回動側要素と静止側要素とを電気的に接続するために利用されているロータリコネクタは、回動側要素に連結される導電性を有する内周電極と、静止側要素に電気的に接続される導電性を有する外周電極との間に配置されている集電要素を通じて、これら内周電極および外周電極を電気的に接続することが可能となっている。

【0003】

このようなロータリコネクタは、集電要素として、水銀、ガリウム合金などの液体金属が充填されているものと、通電性を有する複数のローラ集電子が配置されているものと、が知られている。近年では、液漏れによる環境負荷、漏電リスクなどの観点から、ローラ集電子が適用されているロータリコネクタが注目されている。

【0004】

例えば、特許文献１に示されるロータリコネクタは、回転軸とボディとの間に、複数の通電リングが配置されている。各通電リングは、複数のリテーナピンと、一対のリテーナプレートによって互いの間隔が保持されている。リテーナプレートには、軸方向に貫通する複数の貫通孔が等配されている。各リテーナピンは、各リテーナプレートにおいて対応する貫通孔に内挿されて、各リテーナプレートに対して相対回動可能に保持されている。各通電リングは、リテーナプレートに外挿されて保持されている。

【0005】

このように構成されているロータリコネクタにおいて通電リングは、回転軸の回転に従動してリテーナピンと一体にリテーナプレートに対して相対回転、すなわち自転する。また、通電リングは、回転軸の回転に従動してリテーナプレートが回動することにより公転して、いわゆる遊星運動する。これらにより、特許文献１のようなロータリコネクタは、回転軸の回転を保ちながら、回転軸とボディを電気的に接続することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２１－１７０５２１号公報（第２，３頁、第１図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１のようなロータリコネクタは、上述したように回転軸の回転を保ちながら、回転軸とボディを電気的に接続することができるばかりでなく、回転軸の周りに通電容量に応じた数の通電リングを配置することで通電容量を適宜調整することができる。このような優れた特性を備える局を複数有するロータリコネクタが兼ねてより求められていた。

【0008】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、局を複数有するロータリコネクタを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記課題を解決するために、本発明のロータリコネクタは、
環状の外周電極と、前記外周電極に挿通され該外周電極と相対回動可能に配置された内周電極と、前記外周電極と前記内周電極の間に配置され前記外周電極と前記内周電極に接触する環状のローラ集電子と、前記ローラ集電子に挿入され当該ローラ集電子を保持するリテーナピンと、前記リテーナピンを軸支するリテーナプレートと、を備えるロータリコネクタであって、
前記リテーナプレートの軸方向で一方側と他方側に前記リテーナピンがそれぞれ軸支されており、
前記一方側に軸支された前記リテーナピンと前記他方側に軸支された前記リテーナピンは、異なる位相で配置されている。
これによれば、ロータリコネクタは、各段のリテーナピン同士が干渉することが防止されている。そのため、局を複数有し、かつ各局における通電容量を可変可能とすることができる。さらに、ロータリコネクタは、軸方向寸法を短くすることができる。

【0010】

前記リテーナピンは周方向で等配されていてもよい。
これによれば、ロータリコネクタは、それぞれの段のリテーナピンに対して、回転時の遠心力などによる悪影響が及ぶことを防ぐことができる。そのため、ロータリコネクタは、通電状態を安定して保持することができる。

【0011】

前記リテーナプレートには、複数の貫通孔が形成されていてもよい。
これによれば、ロータリコネクタは、求められる通電容量に応じてリテーナピンおよびローラ集電子の数を調節することが簡便である。また、ロータリコネクタは、簡便な構造で軸方向寸法を短くすることができる。

【0012】

前記複数の貫通孔は、一つの円周上に形成されていてもよい。
これによれば、ロータリコネクタは、小径に構成することができる。

【0013】

前記リテーナプレートには、軸方向一方側の面と軸方向他方側の面にそれぞれ複数の凹部が形成されていてもよい。
これによれば、ロータリコネクタは、求められる通電容量に応じてリテーナピンおよびローラ集電子の数を調節することが簡便である。また、ロータリコネクタは、簡便な構造で軸方向寸法を短くすることができる。

【0014】

前記複数の凹部は、一つの円周上に形成されていてもよい。
これによれば、ロータリコネクタは、小径に構成することができる。

【0015】

前記一方側に軸支された前記リテーナピンと前記他方側に軸支された前記リテーナピンは、それぞれ前記リテーナプレートに対する軸方向反対側に配置される別のリテーナプレートにも軸支されていてもよい。
これによれば、ロータリコネクタは、隣接する段の２群のリテーナピンと、中間のリテーナプレートと、２つの別のリテーナプレートにより構成される２層構造で１セットとすることができる。そのため、ロータリコネクタは、安定した構造を簡便に構成することができる。

【0016】

前記ロータリコネクタは縦置きであり、前記他方側に軸支された前記リテーナピンは、その下端側が前記リテーナプレートとは別の下端側のリテーナプレートに軸支されており、
前記下端側のリテーナプレートは、前記外周電極側および前記内周電極側の一方から他方に向かって延びる下端側の延出部に載置されていてもよい。
これによれば、ロータリコネクタは、積層されている複数のリテーナプレート、ローラ集電子、リテーナピンを確実に支持でき、通電効果を安定させることができる。また、ロータリコネクタは、延出部にて摩耗粉をトラップすることができる。

【0017】

前記一方側に軸支された前記リテーナピンは、その上端側が前記リテーナプレートとは別の上端側のリテーナプレートに軸支されており、
前記上端側のリテーナプレートは、前記外周電極側および前記内周電極側の一方から他方に向かって延びる上端側の延出部よりも下方に配置されていてもよい。
これによれば、軸方向両端に配置されている各別のリテーナプレートは、軸方向両端に配置されている各延出部の間に配置される。そのため、ロータリコネクタは、積層されている複数のリテーナプレート、ローラ集電子、リテーナピンが傾動することや軸方向に移動することを規制して、故障の発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施例１におけるロータリコネクタの斜視図である。

【図2】本発明の実施例１におけるロータリコネクタの断面図である。

【図3】（ａ）は図２におけるＡ－Ａ断面図であり、（ｂ）は図２におけるＢ－Ｂ断面図である。

【図4】図３におけるＣ－Ｃ断面図である。

【図5】本発明の実施例２におけるロータリコネクタの断面図である。

【図6】（ａ）は図５におけるＤ－Ｄ断面図であり、（ｂ）は図５におけるＥ－Ｅ断面図である。

【図7】図６におけるＦ－Ｆ断面図である。

【図8】本発明の実施例３におけるロータリコネクタの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明に係るロータリコネクタを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

【実施例0020】

実施例１に係るロータリコネクタにつき、図１～図４を参照して説明する。以下、図２の正面から見て上下をロータリコネクタの上下として説明する。

【0021】

本実施例のロータリコネクタ１は、例えば回転機器としての半導体製造機に適用され、半導体の基板を加熱する温調機器の通電や、加熱される基板の温度を測定する熱電対の通電に用いられる。

【0022】

図１，図２に示されるように、ロータリコネクタ１は、回転体２と、固定体３と、２セットの接続体６と、２つのベアリング８（図２参照）と、から主に構成されており、回転体２側と固定体３側にそれぞれ接続された４つの導線９０～９３を個別に通電させるための４つの局９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄを備えている。このロータリコネクタ１は縦置きで使用されている。

【0023】

回転体２は、回転軸２０と、５つのスペーサ２１～２５と、４つの内周電極４から主に構成されている。

【0024】

回転軸２０は、絶縁体製で円柱状に形成されている。回転軸２０は、固定体３における上端部と下端部に内嵌固定されている２つのベアリング８に内嵌されて軸支されている。なお、回転軸２０の形状は用途に応じて適宜変更されてもよく、例えば中空状であってもよく、先端に温調機器が設けられていてもよい。

【0025】

回転軸２０の外径側には４つの貫通溝２０ａ～２０ｄが形成されている。貫通溝２０ａ～２０ｄは、回転軸２０の外周面より内径側に凹設され、外径側に開放されており、かつ軸方向に貫通されている軸方向視Ｕ字状に形成されている（図１参照）。各貫通溝２０ａ～２０ｄには、導線９０～９３のいずれかが挿通されており、導線９０～９３同士で混線することが抑止されている。

【0026】

最上段に位置するスペーサ２１は、絶縁体製で断面矩形状の環状に形成されている。スペーサ２１の内径は回転軸２０の外径と略同寸であり、回転軸２０に外嵌固定されている。

【0027】

上から二段目に位置するスペーサ２２は、絶縁体製で断面矩形状の環状に形成されている。スペーサ２２の内径はスペーサ２１の内径と略同寸であり、回転軸２０に外嵌固定されている。

【0028】

上から三段目に位置し、各スペーサ２１～２５の中央に位置するスペーサ２３は、絶縁体製で断面矩形状の環状に形成されている。スペーサ２３の内径は回転軸２０の外径と略同寸であり、回転軸２０に外嵌固定されている。

【0029】

下から二段目に位置するスペーサ２４は、絶縁体製で断面矩形状の環状に形成されており、スペーサ２２と略同一形状である。スペーサ２４は、スペーサ２２と同様に回転軸２０に外嵌固定されている。

【0030】

最下段に位置するスペーサ２５は、絶縁体製で断面矩形状の環状に形成されている。スペーサ２５の内径は回転軸２０の外径と略同寸であり、回転軸２０に外嵌固定されている。

【0031】

各内周電極４は、金属製で断面矩形状の環状に形成されている。各内周電極４は、スペーサ２１～２５のうち、隣り合う２つのスペーサの間に１つずつ配置・固定されている。言い換えれば、各スペーサ２１～２５は内周電極４を介在させた状態で軸方向に連結されている。これにより、各内周電極４は、回転軸２０や各スペーサ２１～２５と共に回転する。

【0032】

また、各内周電極４の内径はスペーサ２１の内径よりもわずかに長寸である。

【0033】

また、各内周電極４における外径側には、内径側に向かって凹設され外径方向に開放されている環状の溝４０が形成されている。

【0034】

固定体３は、上部体３０と、５つのスペーサ３１～３５と、下部体３６と、４つの外周電極５から主に構成されている。なお、図１では、上部体３０と、５つのスペーサ３１～３５と、下部体３６にドット柄を付している。

【0035】

図２に示されるように、上部体３０は、絶縁体製で断面下向きＬ字状の環状に形成されている。上部体３０における径方向中央には、その下端面から軸方向上側に凹設され、下方側に向かって開放されている凹部３０ａが形成されている。凹部３０ａにはベアリング８が内嵌されている。また、凹部３０ａの径方向中央には、上下方向に貫通する孔形状の貫通部が連通している。貫通部の径寸法は、回転軸２０の径寸法よりも長寸となっている。

【0036】

最上段に位置するスペーサ３１は、絶縁体製で断面下向きＬ字状の環状に形成されている。スペーサ３１は、基部３１ａと、延出部としての鍔部３１ｂを備えている。基部３１ａは、断面矩形状の環状に形成されている。鍔部３１ｂは、基部３１ａにおける軸方向上端部から内径方向に向かって庇状に張り出す断面矩形状の環状に形成されている。すなわち鍔部３１ｂは内向きフランジ状に形成されている。

【0037】

また、スペーサ３１における基部３１ａの内径は上部体３０における凹部３０ａの径寸法と略同寸である。基部３１ａの外径は上部体３０の外径と略同寸である。基部３１ａの軸方向寸法は、回転体２におけるスペーサ２１の軸方向寸法と略同寸である。基部３１ａは、上部体３０に固定されている。

【0038】

上から二段目に位置するスペーサ３２は、絶縁体製で断面矩形状の環状に形成されている。スペーサ３２の軸方向寸法は、回転体２におけるスペーサ２２の軸方向寸法と略同寸である。それ以外はスペーサ３１における基部３１ａと略同一形状である。

【0039】

上から三段目に位置し、各スペーサ３１～３５の中央に位置するスペーサ３３は、絶縁体製で断面横向きＴ字状の環状に形成されている。スペーサ３３は、基部３３ａと、延出部としての鍔部３３ｂを備えている。基部３３ａは、軸方向に延伸した基部３１ａと略同一形状である。鍔部３３ｂは、基部３３ａの軸方向中央部から内径方向に向かって張り出す内向きフランジ状に形成されている。

【0040】

また、スペーサ３３における基部３３ａの軸方向寸法は、回転体２におけるスペーサ２３の軸方向寸法と略同寸である。それ以外はスペーサ３１における基部３１ａと略同一形状である。

【0041】

下から二段目に位置するスペーサ３４は、絶縁体製で断面矩形状の環状に形成されている。スペーサ３４の軸方向寸法は、回転体２におけるスペーサ２４の軸方向寸法と略同寸であり、スペーサ３２と略同一形状である。

【0042】

最下段に位置するスペーサ３５は、絶縁体製で断面Ｌ字状の環状に形成されている。スペーサ３５は、基部３５ａと、延出部としての鍔部３５ｂを備えている。基部３５ａは、基部３１ａと略同一形状である。鍔部３５ｂは、基部３５ａにおける軸方向下端部から内径方向に向かって張り出す内向きフランジ状に形成されている。

【0043】

また、スペーサ３５における基部３５ａの軸方向寸法は、回転体２におけるスペーサ２５の軸方向寸法と略同寸である。それ以外はスペーサ３１における基部３１ａと略同一形状である。

【0044】

下部体３６は、絶縁体製で断面Ｌ字状の環状に形成されている。下部体３６における径方向中央には、その上端面から軸方向下側に凹設され、上方側に向かって開放されている凹部３６ａが形成されている。凹部３６ａにはベアリング８が内嵌されている。また、凹部３６ａの径方向中央には、上下方向に貫通する孔形状の貫通部が連通している。貫通部の径寸法は、回転軸２０の径寸法よりも長寸となっている。下部体３６は、スペーサ３５に固定されている。

【0045】

各外周電極５は、金属製で断面矩形状の環状に形成されている。各外周電極５の内径はスペーサ３１の内径と略同寸である。各外周電極５は、スペーサ３１～３５のうち、隣り合う２つのスペーサの間に配置・固定されている。言い換えれば、各スペーサ３１～３５は外周電極５を介在させた状態で軸方向に連結されている。

【0046】

また、各外周電極５の外径はスペーサ３１の外径と略同寸である。さらに、各外周電極５の軸方向寸法は、各内周電極４の軸方向寸法と略同寸である。

【0047】

回転体２と固定体３との間には、２セットの接続体６（各セットの接続体６については図３，図４を参照）が配置されている。より詳しくは、１セットの接続体６は、最上段のスペーサ３１における鍔部３１ｂと、上から三段目のスペーサ３３における鍔部３３ｂとの間に配置されている。もう１セットの接続体６は、鍔部３３ｂと、最下段のスペーサ３５における鍔部３５ｂとの間に配置されている。これら接続体６は、略同一構成であるため、以降の説明では、特に断らない限り上方の接続体６を例示して説明する。

【0048】

図２～図４に示されるように、接続体６は、回転軸２０の軸回りに回動可能、すなわち自転可能な環状に形成されている。接続体６は、複数のローラ集電子６０（本実施例では、上段側が８つ、下段側が８つ）と、複数のリテーナピン６１（本実施例では、上段側が８つ、下段側が８つ）と、３つのガイドプレート７Ａ，７Ｂ，７Ｃから構成されている。

【0049】

なお、図３（ａ）ではガイドプレート７Ａの直下に配設されている各ローラ集電子６０のうちガイドプレート７Ａと軸方向に重なっている部分を破線で図示しており、ガイドプレート７Ｂの直下に配設されている各ローラ集電子６０については、ガイドプレート７Ａ，７Ｂよりも径方向に張り出している部分のみ図示している。また、図３（ｂ）ではガイドプレート７Ｂの直下に配設されている各ローラ集電子６０のうちガイドプレート７Ｂと軸方向に重なっている部分を一部破線で図示している。

【0050】

ローラ集電子６０は、金属製で円筒状に形成されており、リテーナピン６１における胴部中央に外挿・固定されており、その一部は内周電極４における溝４０内に配置されている（図２参照）。ローラ集電子６０は、内周電極４の回転に従動して、リテーナピン６１と共に同リテーナピン６１の軸回りに自転する。溝４０の上下は外径側に張り出していることから、ローラ集電子６０はリテーナピン６１と共に軸方向への移動が規制されている。

【0051】

なお、ローラ集電子６０の一部が配置される溝は、内周電極４に形成されている溝４０に限られず、外周電極５にも形成されていてもよく、外周電極５にのみ形成されていてもよく、適宜変更されてもよい。また、溝に代えて内周電極４と外周電極５とに環状段部を軸方向に対向するようにそれぞれ設け、これら環状段部の間にローラ集電子６０を介在するように配置することで、ローラ集電子６０を軸方向に保持してもよい。

【0052】

ローラ集電子６０の外径は、内周電極４の外周面と外周電極５の内周面との間の径方向寸法と略同寸となっている。

【0053】

図４を参照して、リテーナピン６１は絶縁体製である。円柱状の胴部における上端と下端それぞれに、この胴部よりも小径な円柱状の軸部６１ａ，６１ｂが形成されている。軸部６１ａは上端側（軸方向一方側）であり、軸部６１ｂは下端側（軸方向他方側）である。

【0054】

図２～図４を参照して、ガイドプレート７Ａ～７Ｃは、絶縁体製で環状の薄板である。なお、ガイドプレート７Ａ～７Ｃはいずれも同じ構造である。そのため、特に断らない限り、ガイドプレート７Ｂを例示して説明する。

【0055】

ガイドプレート７Ａは、上端側に配置されており、本発明の別の上端側のリテーナプレートである。ガイドプレート７Ｂは、ガイドプレート７Ａ，７Ｃの間、すなわち中段に配置されており、本発明のリテーナプレートである。ガイドプレート７Ｃは、下端側に配置されており、本発明の別の下端側のリテーナプレートである。

【0056】

図２を参照して、ガイドプレート７Ｂの軸方向寸法は、スペーサ２２，２４，３２，３４それぞれの軸方向寸法と略同寸である。ガイドプレート７Ｂの内径は、スペーサ２１～２５の外径よりも大径であり、鍔部３１ｂ，３３ｂ，３５ｂそれぞれの内径よりも小径である。

【0057】

また、ガイドプレート７Ｂの外径は、鍔部３１ｂ，３３ｂ，３５ｂそれぞれの内径よりも大径であり、基部３１ａ，３３ａ，３５ａそれぞれの内径およびスペーサ３２，３４それぞれの内径よりも小径である。

【0058】

図２，図３を参照して、ガイドプレート７Ｂにおける幅寸法、すなわち内周面から外周面までの径方向寸法は、ローラ集電子６０の外径よりも短寸である。

【0059】

図３を参照して、ガイドプレート７Ｂには、軸方向に貫通する貫通孔７０が同一円上に１６等配されている。各貫通孔７０の径寸法は、リテーナピン６１における軸部６１ａ，６１ｂの径寸法よりもわずかに長寸である。これにより、ガイドプレート７Ａ～７Ｃは、リテーナピン６１における軸部６１ａ，６１ｂのいずれかが内挿されることで、リテーナピン６１を自転可能に軸支することができる。

【0060】

上方の接続体６においてガイドプレート７Ａ，７Ｂの間には、それぞれにローラ集電子６０が外挿された８つのリテーナピン６１が等配されている。また、ガイドプレート７Ｂ，７Ｃの間には、それぞれにローラ集電子６０が外挿された８つのリテーナピン６１が等配されている。すなわち、ガイドプレート７Ｂは、その軸方向で一方側としての上方側と他方側としての下方側にてそれぞれリテーナピン６１を軸支している。

【0061】

これについてより詳しくは、ガイドプレート７Ａ，７Ｂの間に配置されている８つのリテーナピン６１における軸部６１ｂは、ガイドプレート７Ｂにおける軸方向上方側の面７０ｆ側より、ガイドプレート７Ｂにおける貫通孔７０に内挿されて軸支されている。また、これらリテーナピン６１における軸部６１ｂは、ガイドプレート７Ｂにおいて１６等配されている貫通孔７０のうち、一つ飛ばしに内挿されている。

【0062】

また、これらのリテーナピン６１における軸部６１ａは、ガイドプレート７Ａにおいて１６等配されている貫通孔７０のうち、軸部６１ｂが内挿されているガイドプレート７Ｂにおける貫通孔７０の軸方向延伸上に位置する貫通孔７０に、ガイドプレート７Ａにおける軸方向下方側の面７０ｒ側より内挿、すなわち一つ飛ばしに内挿されている。

【0063】

ガイドプレート７Ｂ，７Ｃの間に配置されている各リテーナピン６１における軸部６１ａは、ガイドプレート７Ｂにおける軸方向下方側の面７０ｒ側より、ガイドプレート７Ｂにおける貫通孔７０に内挿されて軸支されている。また、これらリテーナピン６１における軸部６１ａは、ガイドプレート７Ａ，７Ｂの間に配置されている各リテーナピン６１における軸部６１ｂが内挿されている貫通孔７０の隣にある貫通孔７０に内挿されている。

【0064】

また、これらのリテーナピン６１における軸部６１ｂは、ガイドプレート７Ｃにおいて１６等配されている貫通孔７０のうち、軸部６１ａが内挿されているガイドプレート７Ｂにおける貫通孔７０の軸方向延伸上に位置する貫通孔７０に、ガイドプレート７Ｃにおける軸方向上方側の面７０ｆ側より内挿、すなわち一つ飛ばしに内挿されている。言い換えれば、ガイドプレート７Ｂは、軸方向他方側としての軸方向下方側に配置されるリテーナピン６１を軸支している。

【0065】

すなわち、ガイドプレート７Ａ，７Ｂの間に配置されている各リテーナピン６１と、ガイドプレート７Ｂ，７Ｃの間に配置されている各リテーナピン６１は、ガイドプレート７Ｂにおいて周方向に交互に配置されている。

【0066】

言い換えれば、ロータリコネクタ１は、中段のガイドプレート７Ｂを挟んで配置されている上段側の各リテーナピン６１と下段側の各リテーナピン６１が、ガイドプレート７Ｂに対して周方向で異なる位置で軸支されている。そのため、各段のリテーナピン６１同士が干渉することが防止されている。

【0067】

以上のように構成されている、本実施例のロータリコネクタ１は、４つの内周電極４と４つの外周電極５と、２セットの接続体６によって４つの局９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄが構成されている。

【0068】

最上段に位置する局９Ａは、最上段の内周電極４と外周電極５が、上方の接続体６のうち、ガイドプレート７Ａ，７Ｂの間に配置されている上段側の群の各ローラ集電子６０によって電気的に接続されて構成されている。

【0069】

また、上から二段目に位置する局９Ｂは、上から二段目の内周電極４と外周電極５が、上方の接続体６のうち、ガイドプレート７Ｂ，７Ｃの間に配置されている下段側の群の各ローラ集電子６０によって電気的に接続されて構成されている。

【0070】

また、下から二段目に位置する局９Ｃは、下から二段目の内周電極４と外周電極５が、下方の接続体６のうち、上段側の群の各ローラ集電子６０によって電気的に接続されて構成されている。

【0071】

また、最下段に位置する局９Ｄは、最下段の内周電極４と外周電極５が、下方の接続体６のうち、下段側の群の各ローラ集電子６０によって電気的に接続されて構成されている。

【0072】

内周電極４の回転時には、各ローラ集電子６０は、内周電極４における外周面と外周電極５における内周面とに当接した状態のまま、内周電極４の回転に応じてリテーナピン６１と共にその軸部６１ａ，６１ｂ回りに自転する。なお、各ローラ集電子６０は、リテーナピン６１に遊嵌されていてリテーナピン６１に対して相対回動してもよい。

【0073】

また、接続体６は、回転体２の回転に応じて自転する。これにより、各ローラ集電子６０は公転する。すなわち、各ローラ集電子６０は遊星運動する。

【0074】

さらに、ロータリコネクタ１は、各局９Ａ～９Ｄにおいて求められる通電容量に応じた数のローラ集電子６０を配置することで通電容量を適宜調整することができる。

【0075】

これについて、例えば、多くの通電容量が求められる電気負荷を最上段の局９Ａと上から二段目の局９Ｂに接続するにあたっては、上方の接続体６における各段のローラ集電子６０の数を増やすことで（本実施例では最大８つ）通電容量を増加させることができる。

【0076】

また、必要な通電容量が少ない電気負荷を下から二段目の局９Ｃと最下段の局９Ｄに接続するにあたっては、ローラ集電子６０の数を減らすことで（本実施例では最小１つ）通電容量を減少させることができる。これにより、ロータリコネクタ１は、例えば電気信号の伝導にも適用することができる。

【0077】

これらにより、本実施例のロータリコネクタ１は、例えば回転軸２０の高速回転や多くの通電容量が求められる回転機器に適用される場合であっても、さらには局ごとに要求される通電容量が異なる場合であっても、回転機器の回転を妨げることなく、各内周電極４と対応する外周電極５との電気的な接続を保ち続けることができる。

【0078】

さらに、ロータリコネクタ１は、例えばそれぞれの段のリテーナピン６１を同軸に配置するような構成と比較して、それぞれの段のリテーナピン６１同士が干渉することを防止しつつ、ガイドプレート７Ｂの厚み、すなわち軸方向寸法を短くすることができる。これに応じて、対応するスペーサ２２，３２やスペーサ２４，３４の厚みも短くすることができる。そのため、ロータリコネクタ１は、軸方向寸法を短くすることができる。

【0079】

それぞれの段のリテーナピン６１同士が干渉することが防止されている点についてより詳しくは、例えば本実施例とは異なり、それぞれの段のリテーナピンを同軸すなわち同じ貫通孔に配置すると、上段のリテーナピンにおける軸部の下端面と、下段のリテーナピンにおける軸部の上端面が当接摺動することとなる。

【0080】

そのため、本実施例のロータリコネクタ１は、それぞれの段のリテーナピン６１同士の摺動により摩擦が生じること、摩耗粉が生じること、ガイドプレート７Ａ～７Ｃからリテーナピン６１が脱落することなどが防止されている。つまり、多局構造のため軸方向に複数のリテーナピン６１を用いる場合でも、リテーナピン６１およびローラ集電子６０の動きを安定化でき、通電効果が安定する。

【0081】

また、各接続体６においてそれぞれの段のリテーナピン６１は等配されている。これによれば、ロータリコネクタ１は、各セットの接続体６それぞれの段のリテーナピン６１に対して回転時に作用する遠心力の影響が小さくなり、悪影響が及ぶことを防ぐことができる。そのため、ロータリコネクタ１は、通電状態を安定して保持することができる。

【0082】

また、ガイドプレート７Ｂには、１６の貫通孔７０が形成されている。そのため、ガイドプレート７Ｂは、それぞれの段のリテーナピン６１における軸部６１ａまたは軸部６１ｂが異なる貫通孔７０に内挿されることで各リテーナピン６１を軸支することができる。これによれば、ロータリコネクタ１は、求められる通電容量に応じてリテーナピン６１およびローラ集電子６０の数を調節することが簡便である。

【0083】

さらに、ロータリコネクタ１は、例えばリテーナプレートから延びている軸部にリテーナが軸支される構成と比較して、リテーナピン６１の一部を貫通孔７０内に収容することができる。そのため、簡便な構造で軸方向寸法を短くすることができる。

【0084】

また、貫通孔７０は、一つの円周上に形成されている。これによれば、本実施例のロータリコネクタ１は、例えば貫通孔がリテーナプレートにおける内径側の円周上と、外径側の円周上に形成されている構成、すなわち径方向に異なる位置に貫通孔が形成されている構成と比較して、ガイドプレート７Ｂの径方向寸法を小さくすることができる。これによれば、本実施例のロータリコネクタ１は、小径に構成することができる。

【0085】

さらに、貫通孔７０は、一つの円周上に形成されていることに加えて、各ローラ集電子６０と、リテーナピン６１は略同一形状のものが使用されている。これにより、ガイドプレート７Ａ，７Ｂに軸支されている各ローラ集電子６０に対して内径側に配置される各内周電極４の外径を略同寸とすることができる。すなわち、同じ形状の内周電極４のみで製造することができる。

【0086】

これに対して、例えば貫通孔がリテーナプレートにおける径方向に異なる位置に形成されている、言い換えると内径側の円周上と、外径側の円周上に沿って形成されている構成において、上段側に配置されるリテーナピンが内径側の貫通孔に軸支され、下段側に配置されるリテーナピンが外径側の貫通孔に軸支される構成であれば、上段側の内周電極は、下段側の内周電極よりも小径な内周電極を適用する必要がある。

【0087】

このように、本実施例のロータリコネクタ１は、同じ形状の内周電極４を複数適用することで構成することができるため、製造コストや組み立てコストを低減することができる。これは、外周電極５についても同様である。

【0088】

また、ロータリコネクタ１は、隣接する段の２郡のリテーナピン６１と、中間のガイドプレート７Ｂと、２つの別のガイドプレート７Ａ，７Ｃにより構成される２層構造で１セットの接続体６が構成されている。

【0089】

そのため、接続体６は簡単な構造で機械的強度が高くかつ寸法公差が小さくなっている。これにより、例えば各部材の公差により一つの接続体６の段数を増やすほどに顕著となりやすい接続体６の傾動、回転軸２０に対する偏心、ガイドプレート７Ｂからのリテーナピン６１の脱落などを抑制しやすくなっている。

【0090】

さらに、ロータリコネクタ１は、１セットの接続体６を２層構造とすることで、１セット３層構造以上の接続体よりも軽量にすることができる。これにより、下端側のガイドプレート７Ｃにかかる荷重が軽減されるため、軸方向中央のスペーサ３３における鍔部３３ｂとの摺接による摩耗が抑制されている。

【0091】

また、ロータリコネクタ１は、ガイドプレート７Ｂを挟んで上段側の各リテーナピン６１と下段側の各リテーナピン６１が配置されている。これにより、接続体６が自転するにあたり、上段側の各リテーナピン６１が公転する速度と下段側の各リテーナピン６１が公転する速度を同速とすることができる。

【0092】

そのため、本実施例のロータリコネクタ１は、上段側の各リテーナピン６１における軸部６１ｂが軸支されているガイドプレートが、下段側の各リテーナピン６１における軸部６１ａが軸支されているガイドプレートに相対移動可能に載置されているような構成と比較して、通電効果を安定させることができる。

【0093】

特に本実施例のように、２つの局９Ａ，９Ｂ分の内周電極４と対応する外周電極５を１セットの接続体６で電気的に接続する構成であれば、＋極側と－極側とに使い分けができるとともに、＋極側と－極側それぞれの通電状態が安定する。すなわち、本実施例のロータリコネクタ１は、電源線や電気信号線などにおいて用途が多い２局構成を容易に設計・製造することができる。

【0094】

さらに、ロータリコネクタ１は、上方の接続体６と下方の接続体６において、ローラ集電子６０の数の違いから、回転に伴い生じる摩擦に差が生じる場合がある。このような場合であっても、本実施例のロータリコネクタ１は、上方の接続体６と下方の接続体６同士の干渉が防止されている。

【0095】

そのため、ロータリコネクタ１は、接続体６ごとに配置されているローラ集電子６０の数が異なっていても、回転軸２０の回動を保ちつつ、各内周電極４と対応する外周電極５との電気的な接続を保ち続けることができる。

【0096】

また、ロータリコネクタ１は、回転体２における各スペーサ２１～２５と、固定体３における各スペーサ３１～３５が互いに別体である。各内周電極４と対応する外周電極５の軸方向位置が保たれるばかりでなく、回転体２が回転するにあたり、各スペーサ２１～２５と各スペーサ３１～３５が接触すること、各内周電極４と各スペーサ３１～３５が接触することが防止されている。

【0097】

また、上方の接続体６は、その下端側のガイドプレート７Ｃが軸方向中央のスペーサ３３における鍔部３３ｂに載置されている。これにより、ロータリコネクタ１は、１セットの接続体６を確実に支持でき、通電効果を安定させることができる。

【0098】

また、ロータリコネクタ１は、回転軸２０の回転速度と接続体６の自転速度の速度差よりも、接続体６の自転速度と静止している固定体３の速度差のほうが小さい。このことから、本実施例のロータリコネクタ１は、回転軸２０と一体に回転する回転体２側に設けられた鍔部に接続体６が載置支持される構成と比較して、ガイドプレート７Ｃと鍔部３３ｂとの摺接による摩耗粉が生じにくくなっている。

【0099】

また、ロータリコネクタ１は、例えばローラ集電子６０と内周電極４が摺接することで摩耗粉が生じる場合がある。このような場合でも、スペーサ３３における鍔部３３ｂやスペーサ３５における鍔部３５ｂにて摩耗粉をトラップすることができる。

【0100】

なお、本実施例において鍔部３１ｂ，３３ｂ，３５ｂは周方向に亘って連続している環状であるが、これに限られず、不連続の延出片が１つ以上配置されている構成であってもよい。

【0101】

また、上方の接続体６は、その上端側のガイドプレート７Ａが最上段のスペーサ３１における鍔部３１ｂよりも下方に配置されている。そのため、ロータリコネクタ１は、積層されている３つのガイドプレート７Ａ，７Ｂ，７Ｃ、各ローラ集電子６０、各リテーナピン６１それぞれが個々に傾動することや軸方向に移動することを規制して、対応する内周電極４と外周電極５の電気的な接続を保つとともに、故障の発生を抑制できる。

【0102】

より詳しくは、鍔部３１ｂは、接続体６におけるガイドプレート７Ｃが鍔部３３ｂに載置されている状態において、接続体６におけるガイドプレート７Ａよりもわずかに上方に位置している。

【0103】

そのため、本実施例のロータリコネクタ１は、接続体６が回転軸２０回りに自転するにあたり、接続体６が常時鍔部３１ｂ，３３ｂと接触している構成と比較して、生じ得る摩擦が低減されている。なお、接続体６が常時鍔部３１ｂ，３３ｂと接触している構成であってもよく、このような構成であればガイドプレート７Ａ，７Ｃや鍔部３１ｂ，３３ｂが低摩擦部材製であること、潤滑材が介在されていることが好ましい。

【0104】

また、鍔部３１ｂと接続体６におけるガイドプレート７Ａとの軸方向における離間寸法は、いずれかのリテーナピン６１における軸部６１ａ，６１ｂの一方が、挿入されている貫通孔７０から抜け出すために必要な軸方向寸法よりも短寸となっている。これにより、ロータリコネクタ１は、接続体６が軸方向に移動する場合であっても、接続体６の立体構造を保持し続けることができる。

【0105】

言い換えれば、本実施例のロータリコネクタ１は、例えばガイドプレート７Ａ，７Ｂを連結するための支柱などを設ける必要がないため、接続体６を簡便に構成することができる。

【0106】

なお、ガイドプレート７Ａ，７Ｂに対して相対回動不能にリテーナピン６１が係合されている構造、すなわちガイドプレート７Ａ，７Ｂがリテーナピン６１によって固定的に連結されていてもよく、一方のリテーナプレートと一体に形成されているリテーナピン６１が他方のリテーナプレートの貫通孔７０や凹部に内嵌固定される構成であってもよく、リテーナピン６１とは別の支柱などによりガイドプレート７Ａ，７Ｂが連結されていてもよい。このような構成であれば、接続体６の立体構造をより確実に保持することができる。

【0107】

さらになお、ガイドプレート７Ａ，７Ｂがリテーナピン６１によって固定的に連結されている構成や、リテーナピン６１が一方のリテーナプレートと一体に形成されている構成であれば、ローラ集電子６０がリテーナピン６１に対して相対回動可能に軸支されていることが好ましい。

【0108】

また、リテーナピン６１の形状は、例えば円柱状であってもよく、四角柱状であってもよく、円柱状の胴部の軸方向両端にフランジを有するようなボビン状であってもよく、適宜変更されてもよい。これは、軸部についても同様である。

【0109】

また、ローラ集電子６０は、リテーナピン６１に対して相対回動可能に外挿されている構成であれば、径方向に弾性変形する構成であってもよい。このような構成であれば、内周電極４や外周電極５に対して過度な負荷が作用することを防止することができる。

【0110】

また、本実施例の接続体６は、ガイドプレート７Ａ～７Ｃが同一形状であり、部材の種類が低減されるため、部材コストや製造コストを低減することができる。

【0111】

なお、ガイドプレート７Ａ～７Ｃの形状は異なっていてもよい。例えば、ガイドプレート７Ａ，７Ｃに形成されている貫通孔７０の数は、ガイドプレート７Ｂに形成されている貫通孔７０の数より少なくてもよい。

【0112】

また、上述したように、ガイドプレート７Ａ～７Ｃにおける幅寸法は、ローラ集電子６０の外径よりも短寸である。加えて、回転体２側の各スペーサ２１～２５における外周面は略面一である。さらに、固定体３側の各スペーサ３２，３４における内周面と、各基部３１ａ，３３ａ，３５ａにおける内周面と、各外周電極５における内周面は略面一である。

【0113】

これらにより、ローラ集電子６０が対応する内周電極４と外周電極５に当接している状態において、各ガイドプレート７Ａ～７Ｃを各スペーサ２１～２５における外周面や、各スペーサ３２，３４における内周面や、各基部３１ａ，３３ａ，３５ａにおける内周面から径方向に離間した位置に保持し続けることができる。これにより、ロータリコネクタ１は、接続体６が自転するにあたって発生し得る摩擦を軽減することができる。

【0114】

また、ローラ集電子６０の外径は、リテーナピン６１の最大外径、すなわちリテーナピン６１における胴部の外径よりも大径となっている。

【0115】

これにより、自転するにあたりローラ集電子６０は、リテーナピン６１が内周電極４や外周電極５に接触することを防止している。そのため、ロータリコネクタ１は、ローラ集電子６０が自転するにあたって発生し得る摩擦を軽減することができる。

【実施例0116】

次に、実施例２に係るロータリコネクタにつき、図５～図７を参照して説明する。なお、前記実施例１に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0117】

図５に示されるように、本実施例２のロータリコネクタ１０１は、回転体２と、固定体３と、２セットの接続体１０６から構成されている。接続体１０６は、複数のローラ集電子６０と、複数のリテーナピン１６１と、ガイドプレート１０７Ａ～１０７Ｃから主に構成されている。

【0118】

図６，図７を参照して、ガイドプレート１０７Ｂには、軸方向上方側の面１７０ｆより下方に凹設され、上方に向かって開放されている８つの上向き開放凹部１７０ａが等配されている。また、ガイドプレート１０７Ｂには、軸方向下方側の面１７０ｒより上方に凹設され、下方に向かって開放されている８つの下向き開放凹部１７０ｂが等配されている。これら、凹部１７０ａ，１７０ｂは周方向に交互に配置されている。

【0119】

このことから、本実施例のガイドプレート１０７Ｂは、１つの上向き開放凹部１７０ａと１つの下向き開放凹部１７０ｂが同軸上に形成されている構成と比較して、薄く形成することができる。

【0120】

ガイドプレート１０７Ａには、等配されている８つの下向き開放凹部１７０ｂのみが形成されている。ガイドプレート１０７Ｃには、等配されている８つの上向き開放凹部１７０ａのみが形成されている。

【0121】

なお、図６（ａ）ではガイドプレート１０７Ａにおける下向き開放凹部１７０ｂを破線で図示しており、図６（ｂ）ではガイドプレート１０７Ｂにおける凹部１７０ａ，１７０ｂを破線で図示している。

【0122】

これによれば、ガイドプレート１０７Ａにおける下向き開放凹部１７０ｂにリテーナピン１６１の上端側（軸方向一方側）の軸部１６１ａを相対回動可能に遊嵌し、同リテーナピン１６１の下端側（軸方向他方側）の軸部１６１ｂをガイドプレート１０７Ｂにおける上向き開放凹部１７０ａに遊嵌することで、ガイドプレート１０７Ａ，１０７Ｂは、リテーナピン１６１を軸支することができる。

【0123】

また、ガイドプレート１０７Ｂにおける下向き開放凹部１７０ｂにリテーナピン１６１の上端側の軸部１６１ａを相対回動可能に遊嵌し、同リテーナピン１６１の下端側の軸部１６１ｂをガイドプレート１０７Ｃにおける上向き開放凹部１７０ａに遊嵌することで、ガイドプレート１０７Ｂ，１０７Ｃは、リテーナピン１６１を軸支することができる。

【0124】

さらに、ガイドプレート１０７Ａ，１０７Ｂの間に配置されるリテーナピン１６１と、ガイドプレート１０７Ｂ，１０７Ｃの間に配置されるリテーナピン１６１を、ガイドプレート１０７Ｂに対して異なる位置に配置することができる。

【0125】

このように、ガイドプレート１０７Ｂに８つの上向き開放凹部１７０ａと８つの下向き開放凹部１７０ｂが形成されている構成であっても、求められる通電容量に応じてリテーナピン１６１およびローラ集電子６０の数を調節することが簡便なロータリコネクタ１０１を提供することができる。

【0126】

また、ガイドプレート１０７Ｂは、リテーナピン１６１の一部を凹部１７０ａまたは１７０ｂ内に収容することができる。そのため、簡便な構造で軸方向寸法を短くすることができる。

【0127】

また、８つの上向き開放凹部１７０ａと８つの下向き開放凹部１７０ｂはそれぞれ一つの円周上に形成されている。そのため、本実施例２のロータリコネクタ１０１についても、小径に構成することができる。

【0128】

また、ガイドプレート１０７Ｃにおける軸方向下方側の面１７０ｒは平坦面であるため、鍔部３３ｂ（図２参照）とより円滑に摺接させることができる。

【0129】

同様に、ガイドプレート１０７Ａにおける軸方向上方側の面１７０ｆは平坦面であるため、鍔部３１ｂ（図２参照）とより円滑に摺接させることができる。

【0130】

なお、ガイドプレート１０７Ａ，１０７Ｃは、ガイドプレート１０７Ｂと同じ形状の部材であってもよい。このような構成であれば、部材の種類が低減されるため、部材コストや製造コストを低減することができる。