電気スリップリング：何ですか？

スリップリングとは何ですか？

スリップリングは、静止システムと回転システムを接続するために使用される電気機械装置として定義されます。これは、回転しながら電力または電気信号を伝送する必要があるアプリケーションで使用されます。

スリップリングはまた、電気回転ジョイント、回転電気コネクタ、または電気スウィベルとも呼ばれています。様々な電気機器で使用され、機械性能の向上と操作の簡素化に役立ちます。

デバイスが一定の回転数で回転する場合、十分な長さの電源ケーブルを使用することが可能です。しかし、これは非常に複雑な設定であり、コンポーネントが連続的に回転する場合は不可能です。この設定は、このようなアプリケーションには実用的でも信頼性もありません。

スリップリングはどのように動作しますか？

スリップリングは主に2つの構成要素からなります。金属リングとブラシ接触部です。マシンのアプリケーションと設計に基づいて、リングとブラシの数が決定されます。

ブラシはグラファイトまたはホウ素青銅で作られています。グラファイトは経済的な選択肢ですが、ホウ素青銅は導電性が高く、より耐久性があります。

RPM（毎分回転数）に応じて、ブラシは回転リングに固定されるか、あるいはリングが固定されたブラシと共に回転します。どちらの場合でも、ブラシはスプリングからの圧力によってリングとの接触を維持します。

一般的には、リングはロータに取り付けられて回転し、ブラシはブラシハウジングに固定されています。

リングは真鍮や銀などの導電性金属でできており、シャフトに取り付けられていますが、中央のシャフトと絶縁されています。リングはナイロンやプラスチックで互いに絶縁されています。

リングが回転すると、電流はブラシを通じて伝導されます。これにより、リング（回転システム）とブラシ（固定システム）との間で連続的な接続が可能になります。

スリップリング vs コミュータータ

スリップリングとコミュータータは両方とも、回転システムと電気システムとの接続を維持するために使用されます。しかし、これらのアレンジメントの機能は異なります。スリップリングとコミュータータは両方とも導電性材料で作られています。

以下の表では、スリップリングとコミュータータの違いをまとめています。

スリップリングの種類

スリップリングは、構造とサイズによって様々な種類に分類されます。スリップリングの種類は以下の通りです。

パンケーキスリップリング

このタイプのスリップリングでは、導体が平らな円盤上に配置されています。この同心円盤は回転シャフトの中心に配置されます。このスリップリングの形状は平らなので、フラットスリップリングまたはプラッタースリップリングとも呼ばれます。

これは軸方向の長さを減らします。したがって、このタイプのスリップリングはスペース制約のあるアプリケーション向けに設計されています。このアレンジメントは重量と容積が大きくなりますが、静電容量が大きく、ブラシの摩耗も大きくなります。

パンケーキスリップリング

水銀接触スリップリング

このタイプのスリップリングでは、水銀接触が導電媒体として使用されます。通常の温度条件下では、液体金属を通じて電流と電気信号を伝送することができます。

水銀接触スリップリングは安定性が高く、ノイズが少ない特徴を持っています。産業用途において最も科学的かつ経済的な選択肢を提供します。

しかし、水銀の使用は安全性の懸念を引き起こします。水銀は有害物質であり、食品製造や製薬などでの使用は非常に危険です。水銀漏れが発生すると、製品が汚染される可能性があるためです。

水銀接触スリップリング

スルー穴スリップリング

このタイプのスリップリングは、スリップリングの中心に穴があります。360˚回転する必要があるデバイスで電力や信号を伝送する際に使用されます。

このタイプのスリップリングは、スリーブブラケットにフランジを付けて設置するように設計されています。回転中にケーブルに影響を与えることなく、マシンのシャフトを接続するための中央の自由空間があります。

長寿命で低ノイズ、メンテナンスが少なく、油圧・空気圧のパスをルーティングするのに使用されます。また、高周波ジョイントと統合することもできます。

スルー穴スリップリング

イーサネットスリップリング

このタイプのスリップリングは、回転システムを通じてイーサネットプロトコルを伝送できる信頼性の高い製品を開発するために設計されました。

通信のためにイーサネットスリップリングを選択する際には、反射損失、挿入損失、クロストークという3つの重要なパラメータを考慮する必要があります。

イーサネットスリップリングは、インピーダンスの一致、損失の削減、およびクロストークの制御の要件を満たすように設計されています。

イーサネットスリップリング

ミニチュアスリップリング

このタイプのスリップリングは非常に小さく、小さなデバイスで回転デバイスから信号や電力を伝送するように設計されています。

ミニチュアスリップリングは、制御パネル、ビデオトランスミッタ、センサーなどの電気機器に適しています。