ロータリコネクタおよびそれを備えたメッキ装置
【課題】有害物質である水銀を使用しない低抵抗のロータリコネクタを提供する。
【解決手段】本発明のロータリコネクタ１０は、回転部材に電源供給手段から電気を供給するものであり、回転部材と同期して回転する銅ロール３２と、固定して配置されると共に電源供給手段と接続される銅板３６と、上面が銅ロール３２と摺動可能な状態で接触し、下面が銅板３６に接触する滑り軸受１６を備えている。係る構成により、電源供給手段から銅板３６に供給された電流は、滑り軸受１６を経由して銅ロール３２に伝導する。
【解決手段】本発明のロータリコネクタ１０は、回転部材に電源供給手段から電気を供給するものであり、回転部材と同期して回転する銅ロール３２と、固定して配置されると共に電源供給手段と接続される銅板３６と、上面が銅ロール３２と摺動可能な状態で接触し、下面が銅板３６に接触する滑り軸受１６を備えている。係る構成により、電源供給手段から銅板３６に供給された電流は、滑り軸受１６を経由して銅ロール３２に伝導する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部材と電源供給手段とを接続するロータリコネクタおよびそれを備えたメッキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転する部材間で電力線や信号線を接続するためには、回転可能な接続を可能とするロータリコネクタが部材間の経路に介装されている。そして、ロータリコネクタとしては、スリップリング機構（下記特許文献１）と水銀接点を用いたもの（下記特許文献２）がある。
【０００３】
特許文献１の図２を参照すると、スリップリング機構は、固定軸の外周部に設けたスリップリングと、回転軸の内周部に設けたブラシから構成されている。この機構により、固定軸の内部に挿入されたケーブルと、回転軸の外部に配置された制御ケーブルとが回転自在に接続される。
【０００４】
特許文献２の図２を参照すると、水銀接点を使用したロータリコネクタの場合は、外筒の内部に回転自在な回転軸が備えられている。この回転軸の外周には環状溝が形成され、その底面に導電リングが収納されている。そして、この導電リングと対向する位置には外筒に係合する導電体が配置されており、環状溝に充填された水銀により、導電リングと導電体が接続されている。
【０００５】
更に、特許文献３を参照すると、コイル体を接点として使用するロータリジョイントが開示されている。具体的には、この文献の図１および図２を参照して、外側筐体１２の第１接続子１６と内部筐体１４の第２接続子１８との間に、コイル接点３４が配置される構成となっている。この様に、コイル接点３４を介して両接続子を接続することにより、両接続子の接続状態が安定となり、結果的にチャタリングが低減されてノイズが抑制される利点がある。
【０００６】
上記したロータリコネクタは、例えば、電解メッキ処理に使用されるメッキ装置に使用される（下記特許文献４）。具外的には、メッキ装置では、回転する給電ロールを使用して被メッキ部材である薄板ワークに給電してメッキ膜を形成している。そして、回転する給電ロールと外部の電源とは、ロータリコネクタを介して接続される。
【特許文献１】特開平０５−１７５７１６号公報
【特許文献２】特開平１０−２２２１００号公報
【特許文献３】特開２００７−１６５１８４号公報
【特許文献４】特開平１０−５３８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、使用状況下に於いてリングに当接するブラシが摩耗してしまい、この摩耗により導電性の粉塵が排出されてしまう問題があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載された水銀を使用したロータリコネクタは、液状である水銀を介して接続が成されるので、摩耗等の問題が発生しないことから、現在一般的に使用されている。しかしながら、水銀はＲｏＨＳ（特定有害物質の使用制限に関する欧州議会等の指令）で使用が制限されている物質であるので、この様な物質がロータリコネクタに内蔵されることは好ましくない。更に、水銀を内蔵するロータリコネクタが上記したメッキ装置に採用された場合、ロータリコネクタから漏出した水銀がメッキ液に混入すると、製品である被メッキ部材に有害な水銀が付着することとなる。また、回転部の転がり軸受けの磨耗・劣化により、ロータリコネクタを定期的に交換する必要があり、腐食性ガスの存在する環境では、その交換頻度を多くする必要がある。更に、水銀含有部品のため、廃棄時の処理費用が高額である点や、大電流を使用する用途には制約がある等の問題があった。
【０００９】
更に、特許文献３に記載された技術であると、上記した特許文献１が有する問題は緩和されるが、構成が複雑であり部品点数が増加するため、ロータリコネクタの製造にかかるコストが増加する問題があった。
【００１０】
本発明は上記した問題を鑑みて成されたものであり、本発明の主たる目的は、摩耗による種々の問題を解消すると共に水銀を使用しない低コストのロータリコネクタおよびそれを備えたメッキ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、回転部材に電源供給手段から電気を供給するロータリコネクタであり、前記回転部材と同期して回転する第１導電部材と、固定して配置されると共に前記電源供給手段と接続される第２導電部材と、一主面が前記第１導電部材に摺動自在な状態で接触し、他主面が前記第２導電部材に接触すると共に、導電性の材料から成る滑り軸受と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
更に本発明のメッキ装置は、上記構成のロータリコネクタを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のロータリコネクタによれば、回転部材と同期して回転する第１導電部材と、固定して配置される第２導電部材との間に、導電性材料から成る滑り軸受を配置している。このことにより、回転自在な滑り軸受を経由して第１導電部材と第２導電部材とが導通されると共に、第１導電部材が回転可能に配置される。従って、長期間に渡りロータリコネクタを使用しても、導電部材の摺動部の摩耗が極めて少ないので、接触抵抗の増加が抑制される。更に、有害な水銀を内蔵していないため、本発明のロータリコネクタは環境に対する悪影響が無い。
【００１４】
更にまた、第１導電部材の自重により、その下面を滑り軸受の上面に押圧しているので、第１導電部材に作用する押圧力が長期間に渡り一定となり、両者の接触面の接触抵抗が低い状態で一定となる。更に、第１導電部材と滑り軸受とは面積に接触しているため、両者の接続面の接触抵抗が低く、通電しようとする電流量により、部品の大きさを選択し、前記接触面の面積を十分確保することができ、従来型の水銀を用いたロータリコネクタよりも大電流を流すことができる。
【００１５】
更に、本発明のメッキ装置によれば、安定した品質のメッキ処理を低コスト且つ安全に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態の一例を、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１を参照して、先ず、本実施形態のロータリコネクタ１０の構成を説明する。この図はロータリコネクタ１０を、回転軸の方向に分解して示した斜視図である。実際の使用状況下に於いては、銅ロール３２、滑り軸受１６および銅板３６は、密着して使用される。
【００１８】
図１を参照して、本実施形態のロータリコネクタ１０は、回転可能に構成された回転部材を電源供給手段と電気的に接続するものである。具体的には、ロータリコネクタ１０は、回転部材と同期して回転する第１導電部材である銅ロール３２と、固定して配置されると共に外部に位置する電源供給手段と接続される第２導電部材である銅板３６と、上面が銅ロール３２と摺動自在な状態で接触し、下面が銅板３６に接触して導電性材料から成る滑り軸受１６とを備えた構成と成っている。係る構成の本実施形態のロータリコネクタ１０により、電源供給手段と回転部材とは、銅板３６、滑り軸受１６および銅ロール３２を経由して接続される。
【００１９】
銅ロール３２は、モーターなどの駆動手段により回転する回転部材と同期して回転する部位であり、例えば銅または銅合金を円筒状（ロール状）に成形したものである。銅ロール３２の下面は滑り軸受１６との摩擦抵抗を小さくするために、平滑な平坦面とされている。また、銅ロール３２を軸方向に貫通して設けられる略円筒状の空洞部の直径は、この部位に挿入される回転部材の直径よりも大きく設定されている。更に、銅ロール３２の内壁を部分的に切り欠いて形成した切欠き部１２が設けられており、回転する回転部材の突出部に切欠き部１２が嵌合することで、銅ロール３２は回転部材と同期して回転する。
【００２０】
銅板３６は、ロータリコネクタ１０が備えられる装置に固定されており、外部の電源装置や制御装置に接続されて電流が供給される。銅板３６は、銅を主体とする金属を板状に成形したものである。
【００２１】
滑り軸受１６は、銅ロール３２と銅板３６との間に位置して両者を電気的に接続させる接続体であり、真鍮等の金属を円環状に形成したものである。滑り軸受１６の上面は摺動可能な状態で銅ロール３２に面的に接触し、下面は銅板３６の上面に面的に接触している。滑り軸受１６を構成する金属の厚み方向に孔部が設けられており、この孔部には固体潤滑材１８が埋め込まれている。固体潤滑材１８は導電性を備えており、カーボンから成る導電性の粉末が混入されている。また、滑り軸受１６は、ネジ止め等の固定手段により銅板３６の上面に固着されている。この様にすることで、滑り軸受１６の下面は銅板３６の上面に接触した状態で固定される。一方、滑り軸受１６は銅ロール３２に対しては固定されておらず、使用状況下では両者は摺動しつつ接触する。
【００２２】
更に、滑り軸受１６の材料としては、銅ロール３２の材料よりも耐摩耗性が低い材料が好適である。本実施形態では、銅ロール３２は銅を主体とする金属から成り、滑り軸受１６は銅と亜鉛との合金である真鍮が採用されており、滑り軸受１６は銅ロール３２よりも耐摩耗性が低い。この様に構成することで、銅ロール３２と滑り軸受１６とを摺動させると、滑り軸受１６の摩耗量が相対的に大きくなる。従って、滑り軸受１６を消耗品と見なして定期的に交換することでロータリコネクタ１０のメンテナンスを行うことができる。更に、滑り軸受１６が摩耗することにより、厚み方向に埋設された固体潤滑材１８が滑り軸受１６の上面に好適に供給される利点もある。更には、相対的に耐摩耗性に優れた銅ロール３２の摩耗を抑止して、自重により滑り軸受１６に押圧される銅ロール３２の質量の変化が抑止される。
【００２３】
上記した銅ロール３２の下面は、銅ロール３２の自重により、滑り軸受１６の上面に接触されている。具体的には、銅ロール３２は不図示の回転部材と共に回転するが、重力が作用する上下方向には位置は固定されておらず移動自在な状態とされている。また、銅ロール３２は、比重が大きい銅から成るので、大きな重力が作用する。従って、回転する銅ロール３２の下面は、常に一定の重力により滑り軸受１６の上面に押圧されることとなり、両者の接触抵抗の変化が抑制され、良好な導通が長期間に渡り保証される。一方、押圧力を発生させる押圧手段としてはバネが代表的であるが、バネは長期間の使用により押圧力が劣化する恐れがあるので、銅ロール３２と滑り軸受１６との接触抵抗が増大する恐れがある。
【００２４】
また、上記した銅ロール３２、滑り軸受１６および銅板３６には、重畳した位置に貫通孔が設けられ、これらの貫通孔には回転部材の一部が挿入されて使用される。
【００２５】
上記した構成のロータリコネクタ１０では、先ず、従来例のようにブラシが使用されず、滑り軸受１６の上面と銅ロール３２の下面とで摺動面が構成されている。従って、摺動する部材の劣化が抑制される。更には、摺動により滑り軸受１６の上面が摩耗したとしても、摩耗後でも滑り軸受１６の上面は平坦性が確保されるので、銅ロール３２と滑り軸受１６との接触部の抵抗値の増大が抑制される。
【００２６】
更に、滑り軸受１６は銅ロール３２よりも耐摩耗性が低い材料から成る。従って、滑り軸受１６の上面に載置された銅ロール３２が回転すると、銅ロール３２よりも滑り軸受１６の方が優先的に摩耗する。このことから、ロータリコネクタ１０を長期間連続して使用しても、銅ロール３２の摩耗は少なく質量の変化が小さいので、銅ロール３２に作用する重力は基本的には変化しない。従って、本実施形態では、銅ロール３２に作用する重力により、銅ロール３２の下面を滑り軸受１６の上面に押圧しているので、この押圧力が長期間に渡り一定となり、両者の接触面の接触抵抗が一定となる。
【００２７】
更に、ロータリコネクタ１０では、従来例の如き水銀等の有害物質を構成要素としていないので、環境規則に適合した構成が実現されている。
【００２８】
図２を参照して、上記したロータリコネクタ１０が組み込まれたメッキ装置４４の構成を説明する。図２（Ａ）はメッキ装置４４の一部を示す図であり、図２（Ｂ）はメッキ装置に備えられるロータリコネクタ１０の取り付け構造を示す図である。
【００２９】
図２（Ａ）を参照して、電解メッキを行うメッキ装置４４は、貯留されたメッキ液２２にワーク２４が浸漬されるメッキ槽２０と、メッキ槽２０の近傍に設けられて回転しつつワーク２４に接触する給電ロール２８と、メッキ液２２と給電ロール２８に電流を供給する電源１４とを主要に備えた構成と成っている。係る構成のメッキ装置４４により、電解メッキ処理が行われ、ワーク２４の表面にメッキ膜が被着される。
【００３０】
ワーク２４は、厚みが数十μｍ〜数百μｍ程度の銅等の金属から成る金属箔であり、５ｃｍ〜数十ｃｍ程度の幅で長さが数千メートル程度である。ワーク２４の両端は不図示のリールに巻回して収納される。そして、メッキ処理が行われるときは、ワーク２４が一方のリールから送り出され、メッキ処理を行ったワーク２４は他方のリールに巻き取られる。ここで、ワーク２４は、選択的なメッキ処理を行うために、マスクにより表面が部分的に被覆された状態でも良いし、マスクにより被覆されずに全面的にメッキ処理が施されても良い。
【００３１】
メッキ槽２０は、ワーク２４の進行方向に対して細長い形状の槽であり、その内部にはメッキ液２２が貯留されている。更に、メッキ槽２０の内部には、ニッケル、銅等の電着用金属が浸漬されており、この電着用金属は電源の陽極と接続される。また、メッキ槽２０の側壁を部分的に開口することで、ワーク２４が通過可能なスリットが形成されている。更に、メッキ槽２０の側面に設けられたスリットとワーク２４との間には、メッキ液２２の流出を抑制するためのパッキンが介装される。
【００３２】
給電ロール２８は、メッキ槽２０を挟んだワーク２４の輸送経路の前後に設けられている。移動するワーク２４に給電ロール２８が回転しつつ接触することで、両者は摩擦が殆ど無い状態で接触される。給電ロール２８の下方には上記した構成のロータリコネクタ１０が備えられており、ロータリコネクタ１０を経由して電源１４の陰極と給電ロール２８とが接続される。
【００３３】
電源１４（電源供給手段）は、メッキ装置に対して直流電流を供給する機能を有し、陽極がメッキ液２２に接続され、陰極がロータリコネクタ１０を経由して給電ロール２８に接続されている。電源１４からは、例えば２Ａ〜５０Ａ程度の大電流が供給される。
【００３４】
給電ロール２８は、メッキ槽２０の両側に、ワーク２４を狭持可能なように３つがそれぞれ設けられている。メッキ槽２０の左右それぞれに於いて、２つの給電ロール２８が紙面上にて手前側からワーク２４の主面に接触し、中央部の１つの給電ロール２８は、紙面上にて奥側からワーク２４の主面に接触している。ここで、全ての給電ロール２８が電源１４と接続される必要はなく、例えば中央に位置する給電ロール２８を電源と接続せずに単にロールとして使用し、両端の給電ロール２８から電流をワーク２４に供給しても良い。
【００３５】
図２（Ｂ）を参照して、円柱状の導電性材料から成る給電ロール２８（回転部材）の下端からは、金属を細長い円柱状に形成したシャフト３０が下方に延在し、このシャフト３０にロータリコネクタ１０が接続されている。従って、給電ロール２８は、シャフト３０およびロータリコネクタ１０を経由して、電源１４（図２（Ａ）参照）と接続されている。
【００３６】
シャフト３０は、ロータリコネクタ１０を構成する銅ロール３２、滑り軸受１６および銅板３６を貫通して延在している。そして、シャフト３０の途中には不図示のギアが介装され、このギアを介してモータの駆動力が伝達されてシャフト３０および給電ロール２８が所定の回転速度で回転される。シャフト３０の外周部には、図１に示す銅ロール３２の切欠き部１２と嵌合する突出部が設けられているので、シャフト３０および給電ロール２８が回転すると、それらと共に銅ロール３２も同期して回転する。一方、滑り軸受１６および銅板３６は、シャフト３０と共に回転するのではなく、支持板３４に固定して配置されている。従って、メッキ装置４４を稼働させて給電ロール２８およびシャフト３０を回転させると、銅ロール３２は滑り軸受１６の上面に載置された状態で回転する。そして、電源１４から供給された電流は、ロータリコネクタ１０（銅板３６、滑り軸受１６、銅ロール３２）およびシャフト３０を経由して銅ロール３２に供給される。
【００３７】
ここでは、ロータリコネクタ１０の構成要素は、支持板３４に組み込まれている。この支持板３４は、ベークライト系の樹脂材料等から成り、銅ロール３２や滑り軸受１６を収容可能な大きさの開口部３８が設けられている。そして、銅板３６は、開口部３８を塞ぐように、支持板３４の下面側に固定されている。銅板３６の上面に固着された滑り軸受１６は、支持板３４の開口部３８に収納されており、銅ロール３２は支持板３４の上面から滑り軸受１６に接触するように組み込まれている。ここで、支持板３４には２つの開口部３８が設けられ、各々の開口部３８にロータリコネクタ１０が備えられている。また、各々の開口部３８に対して配置された銅板３６は、配線４６を介して電気的に接続されている。この様にすることで、２つのロータリコネクタ１０を、１つのモジュールとして取り扱うことが可能となり、ロータリコネクタ１０のメンテナンス、据え付けおよび交換を容易にすることができる。
【００３８】
図３を参照して、ロータリコネクタ１０が組み込まれた支持板３４の構成を更に説明する。図３（Ａ）は支持板３４を部分的に示す平面図であり、図３（Ｂ）はその断面図である。
【００３９】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照して、支持板３４に設けられる開口部３８は、内部に収納される滑り軸受１６や銅ロール３２よりも直径が大きな円形の形状を備えている。この様に構成することで、回転する銅ロール３２が支持板３４の開口部３８の側壁に接触してしまうことが防止される。更には、銅ロール３２の滑り軸受１６との接触面から発生した粉塵が開口部３８の周辺部に排出され、この粉塵が両者の界面に残留することが防止される。
【００４０】
また、銅板３６の４隅はビス等の固定手段により支持板３４の下面に固定されているが、図３（Ｂ）を参照すると、銅板３６の上面と支持板３４とは密着されるのではなく、両者は離間されている。この様にすることで、銅ロール３２と滑り軸受１６との摺動面から発生した導電性の粉塵を、銅板３６と支持板３４の間隙から外部に放出させることができる。
【００４１】
更に、銅ロール３２には、軸方向に挿入されるシャフト３０の側面を押圧して、シャフト３０を銅ロール３２の内壁に接触させる押圧ピン２６（押圧手段）が備えられている。具体的には、図３（Ｂ）を参照して、押圧ピン２６は、銅ロール３２を中心方向（径方向）に対して貫通して設けられた貫通孔に収納されている。そして、押圧ピン２６の先端部は、銅ロール３２の内壁よりも内側に突出してシャフト３０の側面に接触している。押圧ピン２６は内蔵されたバネにより付勢されているので、押圧ピン２６が接触する部分とは対向する側のシャフト３０の側面は、銅ロール３２の内壁に接触する。図３（Ａ）を参照すると、切欠き部１２に対向するように２つの押圧ピン２６が設けられている。従って、押圧ピン２６の押圧力によりシャフト３０の側面は、銅ロール３２の内壁の一部である切欠き部１２に押圧される。
【００４２】
本実施形態では、銅ロール３２の自重により銅ロール３２の下面を滑り軸受１６の上面に押圧させているので、銅ロール３２はシャフト３０に対して上下方向に移動自在である必要がある。このことから、シャフト３０の直径は、銅ロール３２の内壁の直径よりも小さくしてあり、結果的にシャフト３０と銅ロール３２との間には間隙が生じる。しかしながら、その間隙をそのままの状態にしておくと、シャフト３０および銅ロール３２の回転時に、両者が接触する面積が狭くなり、スパークが発生する恐れがある。このことを回避するために本実施形態では、銅ロール３２に押圧ピン２６を設け、この押圧ピン２６でシャフト３０の側面を銅ロール３２の内壁に当接させている。この様にすることで、回転時に於いてもシャフト３０と銅ロール３２とが接触する面積が一定に保たれ、両者の導通が良好に確保される。
【００４３】
上記した構成のメッキ装置４４によれば、滑り軸受１６を備えたロータリコネクタ１０が安定して抵抗値が低いため、電解メッキ処理により成膜されるメッキ膜の品質が向上される。更に、ロータリコネクタ１０は、長期間に渡りメンテナンス無しで使用できるため、メッキ装置のメンテナンスの頻度を少なくしてコストを低減させることができる。
【００４４】
次に、図４を参照して、上記したロータリコネクタ１０を備えた給電ロール２８を実際に稼働させた実施例と比較例とを以下に説明する。図４（Ａ）は実施例を示す図であり、図４（Ｂ）は第１比較例および第２比較例を示す図であり、図４（Ｃ）は第３比較例を示す図であり、図４（Ｄ）は第４比較例を示す図である。ここで、使用された銅ロール３２は、直径が６０ｍｍであり、高さが５０ｍｍの円筒状であり、その重量は０．９６ｋｇｆである。
【００４５】
実施例の条件は、図４（Ａ）を参照して、先ず、滑り軸受１６を介在させた銅ロール３２および銅板３６からロータリコネクタ１０が構成されている。滑り軸受１６としては、高力黄銅合金に固体潤滑剤を埋め込んだ軸受け（株式会社オイレス工業製スラストワッシャーＳＰＷ−３００５）が使用されている。そして、湿式めっき設備の給電ロール２８および銅ロール３２を４０ｒｐｍで回転させ、電流量４５．０Ａで給電ロール２８に給電した。この時の、ロータリコネクタ１０の銅板３６と、めっき槽中のめっき液間との抵抗値を測定したところ、０．０５Ωであった。
【００４６】
その後、４０ｒｐｍで給電ロール２８を回転させ、給電ロール２８への電流量４５．０Ａで給電をおこなう運転を、平均１６時間／日で運転をおこなった。この運転開始の３０日後および１８０日後に、前記方法で抵抗値を測定したところ、いずれも電流量４５．０Ａで０．０５Ωであり、抵抗値の増加は認められなかった。
【００４７】
更に、前記運転開始の１８０日後に、ロータリコネクタ１０を分解して確認したところ、銅ロール３２と軸受１６の摺動面が黒く変色していたが、磨耗粉体の排出は認められなかった。上記により、本実施の形態のロータリコネクタ１０は、抵抗値の増加がなく、磨耗粉体の排出がない状態をメンテナンスなしで６ヶ月間以上保つことが可能であることを確認した。
【００４８】
比較例１では、図４（Ｂ）を参照して、滑り軸受１６が使用されていない。即ち、この図に示すロータリコネクタ１０Ａは、銅ロール３２の下面は直に銅板３６の上面に接触している。そして、他の条件は上記した実施例と同様で抵抗値の測定を行ったら、電流量４５．０Ａで抵抗値は０．０５Ωであった。
【００４９】
比較例２は、上記比較例１の条件で１０時間運転を行った状態である。運転開始時の運転開始の１０時間後にロータリコネクタ１０Ａから異音および振動が発生したために運転を停止した。ロータリコネクタ１０Ａを分解して確認したところ、銅板３６および銅ロール３２の表面が削れており、凹凸が生じていた。実施例と同じ方法で測定した抵抗値は、電流量４５．０Ａで０．１８Ω〜∞の間を変動していた。このため、以降の運転を中止した。即ち、図４（Ｂ）に示すロータリコネクタ１０Ａでは、銅ロール３２の下面および銅板３６の上面が短時間で摩耗して粗面となり、抵抗値の上昇することを確認した。
【００５０】
比較例３は、図４（Ｃ）を参照して、比較例２に導電性のグリース４０を適用させた構成である。即ち、この図に示すロータリコネクタ１０Ｂでは、滑り軸受１６を用いずに、銅ロール３２と銅板３６との間に導電性フッ素から成るグリース４０（住鉱潤滑剤株式会社製スミテックＦ９７０）１ｇを塗布している。他は実施例と同じ方法で抵抗値の測定を行った。運転開始時の抵抗値は電流量４５．０Ａで０．０５Ωであり、運転開始の３０日後の抵抗値は、電流量４５Ａで０．０５Ωであった。運転開始の３５日後にロータリコネクタ１０Ｂから異音がしたために運転を停止し、ロータリコネクタ１０Ｂを分解し、確認したところ、グリースが偏在していた。そして、このときの電流量４５．０Ａでの抵抗値は０．１８Ωと上昇していたため、以降の運転を中止した。結果的に、この方法では、実施例と比較してメンテナンス頻度を多くする必要があった。
【００５１】
比較例４は、図４（Ｄ）を参照して、水銀を使用したロータリコネクタ４２（ＵＳＡメルコタック社製ロータリーコネクタ１２５０−ＳＳ）を用いている。他の条件は実施例と同じ方法で抵抗値の測定を行った。運転開始時では電流量４５．０Ａで抵抗値が０．０５Ωであり、運転開始の３０日後および１８０日後ともに、電量流４５．０Ａで抵抗値は０．０５Ωであり、抵抗値について、実施例の結果と差は見られなかった。
【００５２】
更に、上記した実施例、比較例１、比較例２、比較例３および比較例４のそれぞれに関して、整流器（電源装置）から供給される電流値を、２．４Ａ、３．６Ａ、１２．０Ａに変化させて、上記抵抗値を測定した。この結果を図５に示す。
【００５３】
実施例によれば、ロータリコネクタに供給される電流値を変化させても、抵抗値の増大は見受けられなかった。また、実施例の抵抗値は、水銀接点コネクタを使用した比較例４とほぼ等しい値を示しているので、本実施形態のロータリコネクタは、水銀を使用したコネクタに準じた性能を備えていると判断できる。
【００５４】
比較例１によれば、各電流値に於いて実施例と同等の抵抗値が計測されているが、比較例１の装置を稼働させた後の比較例２の結果を見ると、抵抗値は増大している。特に、電流値が１２．０Ａの際の比較例２の抵抗値は極めて大きくなっている。従って、比較例１に示された構成のロータリコネクタは、実用に耐え得ないと判断される。
【００５５】
比較例３によれば、各電流値において実施例と同等の抵抗値を示している。しかしながら、上記したように比較例３によれば、定期的なグリースの塗布が必要とされているので、メンテナンスに必要とされるコストが高くなる問題がある。
【００５６】
また、比較例４の結果は実施例と同等の値を示しているが、この例では有害な水銀がコネクタに含まれるため、コネクタ自体が将来的に使用不可となる恐れがある。
【００５７】
上記の実験結果から、滑り軸受を採用した本実施形態のロータリコネクタは、水銀接点を備えた一般的なロータリコネクタの代替として使用することが可能なことが明らかとなった。
【００５８】
尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、ロータリコネクタに要求される性能を備えることができれば以下のように変更可能である。
【００５９】
図１を参照すると、滑り軸受１６はネジ止めにより銅板３６の上面に固定されているが、必ずしも滑り軸受１６は銅板３６に対して固定される必要はなく、滑り軸受１６を銅板３６に固定せずに載置するのみでも良い。係る構成によっても、銅ロール３２と銅板３６の間に介装される滑り軸受１６により、両者は回転自在な状態で電気的に接続される。
【００６０】
更に、図１に示す滑り軸受１６は円環状の形状を呈するが、滑り軸受１６を円盤状の形状とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のロータリコネクタを分解した状態で示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は本発明のロータリコネクタを備えたメッキ装置の概要を示す図であり、（Ｂ）はメッキ装置の一部分を示す図である。
【図３】本発明のロータリコネクタが備えられた支持板を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明のロータリコネクタの実施例を示す図であり、（Ｂ）（Ｃ）および（Ｄ）は比較例のロータリコネクタを示す図である。
【図５】実施例および比較例に対して行った実験結果を示す表である。
【符号の説明】
【００６２】
１０、１０Ａ、１０Ｂ ロータリコネクタ
１２ 切欠き部
１４ 電源
１６ 滑り軸受
１８ 固体潤滑材
２０ メッキ槽
２２ メッキ液
２４ ワーク
２６ 押圧ピン
２８ 給電ロール
３０ シャフト
３２ 銅ロール
３４ 支持板
３６ 銅板
３８ 開口部
４２ ロータリコネクタ
４４ メッキ装置
４６ 配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部材と電源供給手段とを接続するロータリコネクタおよびそれを備えたメッキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転する部材間で電力線や信号線を接続するためには、回転可能な接続を可能とするロータリコネクタが部材間の経路に介装されている。そして、ロータリコネクタとしては、スリップリング機構（下記特許文献１）と水銀接点を用いたもの（下記特許文献２）がある。
【０００３】
特許文献１の図２を参照すると、スリップリング機構は、固定軸の外周部に設けたスリップリングと、回転軸の内周部に設けたブラシから構成されている。この機構により、固定軸の内部に挿入されたケーブルと、回転軸の外部に配置された制御ケーブルとが回転自在に接続される。
【０００４】
特許文献２の図２を参照すると、水銀接点を使用したロータリコネクタの場合は、外筒の内部に回転自在な回転軸が備えられている。この回転軸の外周には環状溝が形成され、その底面に導電リングが収納されている。そして、この導電リングと対向する位置には外筒に係合する導電体が配置されており、環状溝に充填された水銀により、導電リングと導電体が接続されている。
【０００５】
更に、特許文献３を参照すると、コイル体を接点として使用するロータリジョイントが開示されている。具体的には、この文献の図１および図２を参照して、外側筐体１２の第１接続子１６と内部筐体１４の第２接続子１８との間に、コイル接点３４が配置される構成となっている。この様に、コイル接点３４を介して両接続子を接続することにより、両接続子の接続状態が安定となり、結果的にチャタリングが低減されてノイズが抑制される利点がある。
【０００６】
上記したロータリコネクタは、例えば、電解メッキ処理に使用されるメッキ装置に使用される（下記特許文献４）。具外的には、メッキ装置では、回転する給電ロールを使用して被メッキ部材である薄板ワークに給電してメッキ膜を形成している。そして、回転する給電ロールと外部の電源とは、ロータリコネクタを介して接続される。
【特許文献１】特開平０５−１７５７１６号公報
【特許文献２】特開平１０−２２２１００号公報
【特許文献３】特開２００７−１６５１８４号公報
【特許文献４】特開平１０−５３８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、使用状況下に於いてリングに当接するブラシが摩耗してしまい、この摩耗により導電性の粉塵が排出されてしまう問題があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載された水銀を使用したロータリコネクタは、液状である水銀を介して接続が成されるので、摩耗等の問題が発生しないことから、現在一般的に使用されている。しかしながら、水銀はＲｏＨＳ（特定有害物質の使用制限に関する欧州議会等の指令）で使用が制限されている物質であるので、この様な物質がロータリコネクタに内蔵されることは好ましくない。更に、水銀を内蔵するロータリコネクタが上記したメッキ装置に採用された場合、ロータリコネクタから漏出した水銀がメッキ液に混入すると、製品である被メッキ部材に有害な水銀が付着することとなる。また、回転部の転がり軸受けの磨耗・劣化により、ロータリコネクタを定期的に交換する必要があり、腐食性ガスの存在する環境では、その交換頻度を多くする必要がある。更に、水銀含有部品のため、廃棄時の処理費用が高額である点や、大電流を使用する用途には制約がある等の問題があった。
【０００９】
更に、特許文献３に記載された技術であると、上記した特許文献１が有する問題は緩和されるが、構成が複雑であり部品点数が増加するため、ロータリコネクタの製造にかかるコストが増加する問題があった。
【００１０】
本発明は上記した問題を鑑みて成されたものであり、本発明の主たる目的は、摩耗による種々の問題を解消すると共に水銀を使用しない低コストのロータリコネクタおよびそれを備えたメッキ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、回転部材に電源供給手段から電気を供給するロータリコネクタであり、前記回転部材と同期して回転する第１導電部材と、固定して配置されると共に前記電源供給手段と接続される第２導電部材と、一主面が前記第１導電部材に摺動自在な状態で接触し、他主面が前記第２導電部材に接触すると共に、導電性の材料から成る滑り軸受と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
更に本発明のメッキ装置は、上記構成のロータリコネクタを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のロータリコネクタによれば、回転部材と同期して回転する第１導電部材と、固定して配置される第２導電部材との間に、導電性材料から成る滑り軸受を配置している。このことにより、回転自在な滑り軸受を経由して第１導電部材と第２導電部材とが導通されると共に、第１導電部材が回転可能に配置される。従って、長期間に渡りロータリコネクタを使用しても、導電部材の摺動部の摩耗が極めて少ないので、接触抵抗の増加が抑制される。更に、有害な水銀を内蔵していないため、本発明のロータリコネクタは環境に対する悪影響が無い。
【００１４】
更にまた、第１導電部材の自重により、その下面を滑り軸受の上面に押圧しているので、第１導電部材に作用する押圧力が長期間に渡り一定となり、両者の接触面の接触抵抗が低い状態で一定となる。更に、第１導電部材と滑り軸受とは面積に接触しているため、両者の接続面の接触抵抗が低く、通電しようとする電流量により、部品の大きさを選択し、前記接触面の面積を十分確保することができ、従来型の水銀を用いたロータリコネクタよりも大電流を流すことができる。
【００１５】
更に、本発明のメッキ装置によれば、安定した品質のメッキ処理を低コスト且つ安全に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態の一例を、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１を参照して、先ず、本実施形態のロータリコネクタ１０の構成を説明する。この図はロータリコネクタ１０を、回転軸の方向に分解して示した斜視図である。実際の使用状況下に於いては、銅ロール３２、滑り軸受１６および銅板３６は、密着して使用される。
【００１８】
図１を参照して、本実施形態のロータリコネクタ１０は、回転可能に構成された回転部材を電源供給手段と電気的に接続するものである。具体的には、ロータリコネクタ１０は、回転部材と同期して回転する第１導電部材である銅ロール３２と、固定して配置されると共に外部に位置する電源供給手段と接続される第２導電部材である銅板３６と、上面が銅ロール３２と摺動自在な状態で接触し、下面が銅板３６に接触して導電性材料から成る滑り軸受１６とを備えた構成と成っている。係る構成の本実施形態のロータリコネクタ１０により、電源供給手段と回転部材とは、銅板３６、滑り軸受１６および銅ロール３２を経由して接続される。
【００１９】
銅ロール３２は、モーターなどの駆動手段により回転する回転部材と同期して回転する部位であり、例えば銅または銅合金を円筒状（ロール状）に成形したものである。銅ロール３２の下面は滑り軸受１６との摩擦抵抗を小さくするために、平滑な平坦面とされている。また、銅ロール３２を軸方向に貫通して設けられる略円筒状の空洞部の直径は、この部位に挿入される回転部材の直径よりも大きく設定されている。更に、銅ロール３２の内壁を部分的に切り欠いて形成した切欠き部１２が設けられており、回転する回転部材の突出部に切欠き部１２が嵌合することで、銅ロール３２は回転部材と同期して回転する。
【００２０】
銅板３６は、ロータリコネクタ１０が備えられる装置に固定されており、外部の電源装置や制御装置に接続されて電流が供給される。銅板３６は、銅を主体とする金属を板状に成形したものである。
【００２１】
滑り軸受１６は、銅ロール３２と銅板３６との間に位置して両者を電気的に接続させる接続体であり、真鍮等の金属を円環状に形成したものである。滑り軸受１６の上面は摺動可能な状態で銅ロール３２に面的に接触し、下面は銅板３６の上面に面的に接触している。滑り軸受１６を構成する金属の厚み方向に孔部が設けられており、この孔部には固体潤滑材１８が埋め込まれている。固体潤滑材１８は導電性を備えており、カーボンから成る導電性の粉末が混入されている。また、滑り軸受１６は、ネジ止め等の固定手段により銅板３６の上面に固着されている。この様にすることで、滑り軸受１６の下面は銅板３６の上面に接触した状態で固定される。一方、滑り軸受１６は銅ロール３２に対しては固定されておらず、使用状況下では両者は摺動しつつ接触する。
【００２２】
更に、滑り軸受１６の材料としては、銅ロール３２の材料よりも耐摩耗性が低い材料が好適である。本実施形態では、銅ロール３２は銅を主体とする金属から成り、滑り軸受１６は銅と亜鉛との合金である真鍮が採用されており、滑り軸受１６は銅ロール３２よりも耐摩耗性が低い。この様に構成することで、銅ロール３２と滑り軸受１６とを摺動させると、滑り軸受１６の摩耗量が相対的に大きくなる。従って、滑り軸受１６を消耗品と見なして定期的に交換することでロータリコネクタ１０のメンテナンスを行うことができる。更に、滑り軸受１６が摩耗することにより、厚み方向に埋設された固体潤滑材１８が滑り軸受１６の上面に好適に供給される利点もある。更には、相対的に耐摩耗性に優れた銅ロール３２の摩耗を抑止して、自重により滑り軸受１６に押圧される銅ロール３２の質量の変化が抑止される。
【００２３】
上記した銅ロール３２の下面は、銅ロール３２の自重により、滑り軸受１６の上面に接触されている。具体的には、銅ロール３２は不図示の回転部材と共に回転するが、重力が作用する上下方向には位置は固定されておらず移動自在な状態とされている。また、銅ロール３２は、比重が大きい銅から成るので、大きな重力が作用する。従って、回転する銅ロール３２の下面は、常に一定の重力により滑り軸受１６の上面に押圧されることとなり、両者の接触抵抗の変化が抑制され、良好な導通が長期間に渡り保証される。一方、押圧力を発生させる押圧手段としてはバネが代表的であるが、バネは長期間の使用により押圧力が劣化する恐れがあるので、銅ロール３２と滑り軸受１６との接触抵抗が増大する恐れがある。
【００２４】
また、上記した銅ロール３２、滑り軸受１６および銅板３６には、重畳した位置に貫通孔が設けられ、これらの貫通孔には回転部材の一部が挿入されて使用される。
【００２５】
上記した構成のロータリコネクタ１０では、先ず、従来例のようにブラシが使用されず、滑り軸受１６の上面と銅ロール３２の下面とで摺動面が構成されている。従って、摺動する部材の劣化が抑制される。更には、摺動により滑り軸受１６の上面が摩耗したとしても、摩耗後でも滑り軸受１６の上面は平坦性が確保されるので、銅ロール３２と滑り軸受１６との接触部の抵抗値の増大が抑制される。
【００２６】
更に、滑り軸受１６は銅ロール３２よりも耐摩耗性が低い材料から成る。従って、滑り軸受１６の上面に載置された銅ロール３２が回転すると、銅ロール３２よりも滑り軸受１６の方が優先的に摩耗する。このことから、ロータリコネクタ１０を長期間連続して使用しても、銅ロール３２の摩耗は少なく質量の変化が小さいので、銅ロール３２に作用する重力は基本的には変化しない。従って、本実施形態では、銅ロール３２に作用する重力により、銅ロール３２の下面を滑り軸受１６の上面に押圧しているので、この押圧力が長期間に渡り一定となり、両者の接触面の接触抵抗が一定となる。
【００２７】
更に、ロータリコネクタ１０では、従来例の如き水銀等の有害物質を構成要素としていないので、環境規則に適合した構成が実現されている。
【００２８】
図２を参照して、上記したロータリコネクタ１０が組み込まれたメッキ装置４４の構成を説明する。図２（Ａ）はメッキ装置４４の一部を示す図であり、図２（Ｂ）はメッキ装置に備えられるロータリコネクタ１０の取り付け構造を示す図である。
【００２９】
図２（Ａ）を参照して、電解メッキを行うメッキ装置４４は、貯留されたメッキ液２２にワーク２４が浸漬されるメッキ槽２０と、メッキ槽２０の近傍に設けられて回転しつつワーク２４に接触する給電ロール２８と、メッキ液２２と給電ロール２８に電流を供給する電源１４とを主要に備えた構成と成っている。係る構成のメッキ装置４４により、電解メッキ処理が行われ、ワーク２４の表面にメッキ膜が被着される。
【００３０】
ワーク２４は、厚みが数十μｍ〜数百μｍ程度の銅等の金属から成る金属箔であり、５ｃｍ〜数十ｃｍ程度の幅で長さが数千メートル程度である。ワーク２４の両端は不図示のリールに巻回して収納される。そして、メッキ処理が行われるときは、ワーク２４が一方のリールから送り出され、メッキ処理を行ったワーク２４は他方のリールに巻き取られる。ここで、ワーク２４は、選択的なメッキ処理を行うために、マスクにより表面が部分的に被覆された状態でも良いし、マスクにより被覆されずに全面的にメッキ処理が施されても良い。
【００３１】
メッキ槽２０は、ワーク２４の進行方向に対して細長い形状の槽であり、その内部にはメッキ液２２が貯留されている。更に、メッキ槽２０の内部には、ニッケル、銅等の電着用金属が浸漬されており、この電着用金属は電源の陽極と接続される。また、メッキ槽２０の側壁を部分的に開口することで、ワーク２４が通過可能なスリットが形成されている。更に、メッキ槽２０の側面に設けられたスリットとワーク２４との間には、メッキ液２２の流出を抑制するためのパッキンが介装される。
【００３２】
給電ロール２８は、メッキ槽２０を挟んだワーク２４の輸送経路の前後に設けられている。移動するワーク２４に給電ロール２８が回転しつつ接触することで、両者は摩擦が殆ど無い状態で接触される。給電ロール２８の下方には上記した構成のロータリコネクタ１０が備えられており、ロータリコネクタ１０を経由して電源１４の陰極と給電ロール２８とが接続される。
【００３３】
電源１４（電源供給手段）は、メッキ装置に対して直流電流を供給する機能を有し、陽極がメッキ液２２に接続され、陰極がロータリコネクタ１０を経由して給電ロール２８に接続されている。電源１４からは、例えば２Ａ〜５０Ａ程度の大電流が供給される。
【００３４】
給電ロール２８は、メッキ槽２０の両側に、ワーク２４を狭持可能なように３つがそれぞれ設けられている。メッキ槽２０の左右それぞれに於いて、２つの給電ロール２８が紙面上にて手前側からワーク２４の主面に接触し、中央部の１つの給電ロール２８は、紙面上にて奥側からワーク２４の主面に接触している。ここで、全ての給電ロール２８が電源１４と接続される必要はなく、例えば中央に位置する給電ロール２８を電源と接続せずに単にロールとして使用し、両端の給電ロール２８から電流をワーク２４に供給しても良い。
【００３５】
図２（Ｂ）を参照して、円柱状の導電性材料から成る給電ロール２８（回転部材）の下端からは、金属を細長い円柱状に形成したシャフト３０が下方に延在し、このシャフト３０にロータリコネクタ１０が接続されている。従って、給電ロール２８は、シャフト３０およびロータリコネクタ１０を経由して、電源１４（図２（Ａ）参照）と接続されている。
【００３６】
シャフト３０は、ロータリコネクタ１０を構成する銅ロール３２、滑り軸受１６および銅板３６を貫通して延在している。そして、シャフト３０の途中には不図示のギアが介装され、このギアを介してモータの駆動力が伝達されてシャフト３０および給電ロール２８が所定の回転速度で回転される。シャフト３０の外周部には、図１に示す銅ロール３２の切欠き部１２と嵌合する突出部が設けられているので、シャフト３０および給電ロール２８が回転すると、それらと共に銅ロール３２も同期して回転する。一方、滑り軸受１６および銅板３６は、シャフト３０と共に回転するのではなく、支持板３４に固定して配置されている。従って、メッキ装置４４を稼働させて給電ロール２８およびシャフト３０を回転させると、銅ロール３２は滑り軸受１６の上面に載置された状態で回転する。そして、電源１４から供給された電流は、ロータリコネクタ１０（銅板３６、滑り軸受１６、銅ロール３２）およびシャフト３０を経由して銅ロール３２に供給される。
【００３７】
ここでは、ロータリコネクタ１０の構成要素は、支持板３４に組み込まれている。この支持板３４は、ベークライト系の樹脂材料等から成り、銅ロール３２や滑り軸受１６を収容可能な大きさの開口部３８が設けられている。そして、銅板３６は、開口部３８を塞ぐように、支持板３４の下面側に固定されている。銅板３６の上面に固着された滑り軸受１６は、支持板３４の開口部３８に収納されており、銅ロール３２は支持板３４の上面から滑り軸受１６に接触するように組み込まれている。ここで、支持板３４には２つの開口部３８が設けられ、各々の開口部３８にロータリコネクタ１０が備えられている。また、各々の開口部３８に対して配置された銅板３６は、配線４６を介して電気的に接続されている。この様にすることで、２つのロータリコネクタ１０を、１つのモジュールとして取り扱うことが可能となり、ロータリコネクタ１０のメンテナンス、据え付けおよび交換を容易にすることができる。
【００３８】
図３を参照して、ロータリコネクタ１０が組み込まれた支持板３４の構成を更に説明する。図３（Ａ）は支持板３４を部分的に示す平面図であり、図３（Ｂ）はその断面図である。
【００３９】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照して、支持板３４に設けられる開口部３８は、内部に収納される滑り軸受１６や銅ロール３２よりも直径が大きな円形の形状を備えている。この様に構成することで、回転する銅ロール３２が支持板３４の開口部３８の側壁に接触してしまうことが防止される。更には、銅ロール３２の滑り軸受１６との接触面から発生した粉塵が開口部３８の周辺部に排出され、この粉塵が両者の界面に残留することが防止される。
【００４０】
また、銅板３６の４隅はビス等の固定手段により支持板３４の下面に固定されているが、図３（Ｂ）を参照すると、銅板３６の上面と支持板３４とは密着されるのではなく、両者は離間されている。この様にすることで、銅ロール３２と滑り軸受１６との摺動面から発生した導電性の粉塵を、銅板３６と支持板３４の間隙から外部に放出させることができる。
【００４１】
更に、銅ロール３２には、軸方向に挿入されるシャフト３０の側面を押圧して、シャフト３０を銅ロール３２の内壁に接触させる押圧ピン２６（押圧手段）が備えられている。具体的には、図３（Ｂ）を参照して、押圧ピン２６は、銅ロール３２を中心方向（径方向）に対して貫通して設けられた貫通孔に収納されている。そして、押圧ピン２６の先端部は、銅ロール３２の内壁よりも内側に突出してシャフト３０の側面に接触している。押圧ピン２６は内蔵されたバネにより付勢されているので、押圧ピン２６が接触する部分とは対向する側のシャフト３０の側面は、銅ロール３２の内壁に接触する。図３（Ａ）を参照すると、切欠き部１２に対向するように２つの押圧ピン２６が設けられている。従って、押圧ピン２６の押圧力によりシャフト３０の側面は、銅ロール３２の内壁の一部である切欠き部１２に押圧される。
【００４２】
本実施形態では、銅ロール３２の自重により銅ロール３２の下面を滑り軸受１６の上面に押圧させているので、銅ロール３２はシャフト３０に対して上下方向に移動自在である必要がある。このことから、シャフト３０の直径は、銅ロール３２の内壁の直径よりも小さくしてあり、結果的にシャフト３０と銅ロール３２との間には間隙が生じる。しかしながら、その間隙をそのままの状態にしておくと、シャフト３０および銅ロール３２の回転時に、両者が接触する面積が狭くなり、スパークが発生する恐れがある。このことを回避するために本実施形態では、銅ロール３２に押圧ピン２６を設け、この押圧ピン２６でシャフト３０の側面を銅ロール３２の内壁に当接させている。この様にすることで、回転時に於いてもシャフト３０と銅ロール３２とが接触する面積が一定に保たれ、両者の導通が良好に確保される。
【００４３】
上記した構成のメッキ装置４４によれば、滑り軸受１６を備えたロータリコネクタ１０が安定して抵抗値が低いため、電解メッキ処理により成膜されるメッキ膜の品質が向上される。更に、ロータリコネクタ１０は、長期間に渡りメンテナンス無しで使用できるため、メッキ装置のメンテナンスの頻度を少なくしてコストを低減させることができる。
【００４４】
次に、図４を参照して、上記したロータリコネクタ１０を備えた給電ロール２８を実際に稼働させた実施例と比較例とを以下に説明する。図４（Ａ）は実施例を示す図であり、図４（Ｂ）は第１比較例および第２比較例を示す図であり、図４（Ｃ）は第３比較例を示す図であり、図４（Ｄ）は第４比較例を示す図である。ここで、使用された銅ロール３２は、直径が６０ｍｍであり、高さが５０ｍｍの円筒状であり、その重量は０．９６ｋｇｆである。
【００４５】
実施例の条件は、図４（Ａ）を参照して、先ず、滑り軸受１６を介在させた銅ロール３２および銅板３６からロータリコネクタ１０が構成されている。滑り軸受１６としては、高力黄銅合金に固体潤滑剤を埋め込んだ軸受け（株式会社オイレス工業製スラストワッシャーＳＰＷ−３００５）が使用されている。そして、湿式めっき設備の給電ロール２８および銅ロール３２を４０ｒｐｍで回転させ、電流量４５．０Ａで給電ロール２８に給電した。この時の、ロータリコネクタ１０の銅板３６と、めっき槽中のめっき液間との抵抗値を測定したところ、０．０５Ωであった。
【００４６】
その後、４０ｒｐｍで給電ロール２８を回転させ、給電ロール２８への電流量４５．０Ａで給電をおこなう運転を、平均１６時間／日で運転をおこなった。この運転開始の３０日後および１８０日後に、前記方法で抵抗値を測定したところ、いずれも電流量４５．０Ａで０．０５Ωであり、抵抗値の増加は認められなかった。
【００４７】
更に、前記運転開始の１８０日後に、ロータリコネクタ１０を分解して確認したところ、銅ロール３２と軸受１６の摺動面が黒く変色していたが、磨耗粉体の排出は認められなかった。上記により、本実施の形態のロータリコネクタ１０は、抵抗値の増加がなく、磨耗粉体の排出がない状態をメンテナンスなしで６ヶ月間以上保つことが可能であることを確認した。
【００４８】
比較例１では、図４（Ｂ）を参照して、滑り軸受１６が使用されていない。即ち、この図に示すロータリコネクタ１０Ａは、銅ロール３２の下面は直に銅板３６の上面に接触している。そして、他の条件は上記した実施例と同様で抵抗値の測定を行ったら、電流量４５．０Ａで抵抗値は０．０５Ωであった。
【００４９】
比較例２は、上記比較例１の条件で１０時間運転を行った状態である。運転開始時の運転開始の１０時間後にロータリコネクタ１０Ａから異音および振動が発生したために運転を停止した。ロータリコネクタ１０Ａを分解して確認したところ、銅板３６および銅ロール３２の表面が削れており、凹凸が生じていた。実施例と同じ方法で測定した抵抗値は、電流量４５．０Ａで０．１８Ω〜∞の間を変動していた。このため、以降の運転を中止した。即ち、図４（Ｂ）に示すロータリコネクタ１０Ａでは、銅ロール３２の下面および銅板３６の上面が短時間で摩耗して粗面となり、抵抗値の上昇することを確認した。
【００５０】
比較例３は、図４（Ｃ）を参照して、比較例２に導電性のグリース４０を適用させた構成である。即ち、この図に示すロータリコネクタ１０Ｂでは、滑り軸受１６を用いずに、銅ロール３２と銅板３６との間に導電性フッ素から成るグリース４０（住鉱潤滑剤株式会社製スミテックＦ９７０）１ｇを塗布している。他は実施例と同じ方法で抵抗値の測定を行った。運転開始時の抵抗値は電流量４５．０Ａで０．０５Ωであり、運転開始の３０日後の抵抗値は、電流量４５Ａで０．０５Ωであった。運転開始の３５日後にロータリコネクタ１０Ｂから異音がしたために運転を停止し、ロータリコネクタ１０Ｂを分解し、確認したところ、グリースが偏在していた。そして、このときの電流量４５．０Ａでの抵抗値は０．１８Ωと上昇していたため、以降の運転を中止した。結果的に、この方法では、実施例と比較してメンテナンス頻度を多くする必要があった。
【００５１】
比較例４は、図４（Ｄ）を参照して、水銀を使用したロータリコネクタ４２（ＵＳＡメルコタック社製ロータリーコネクタ１２５０−ＳＳ）を用いている。他の条件は実施例と同じ方法で抵抗値の測定を行った。運転開始時では電流量４５．０Ａで抵抗値が０．０５Ωであり、運転開始の３０日後および１８０日後ともに、電量流４５．０Ａで抵抗値は０．０５Ωであり、抵抗値について、実施例の結果と差は見られなかった。
【００５２】
更に、上記した実施例、比較例１、比較例２、比較例３および比較例４のそれぞれに関して、整流器（電源装置）から供給される電流値を、２．４Ａ、３．６Ａ、１２．０Ａに変化させて、上記抵抗値を測定した。この結果を図５に示す。
【００５３】
実施例によれば、ロータリコネクタに供給される電流値を変化させても、抵抗値の増大は見受けられなかった。また、実施例の抵抗値は、水銀接点コネクタを使用した比較例４とほぼ等しい値を示しているので、本実施形態のロータリコネクタは、水銀を使用したコネクタに準じた性能を備えていると判断できる。
【００５４】
比較例１によれば、各電流値に於いて実施例と同等の抵抗値が計測されているが、比較例１の装置を稼働させた後の比較例２の結果を見ると、抵抗値は増大している。特に、電流値が１２．０Ａの際の比較例２の抵抗値は極めて大きくなっている。従って、比較例１に示された構成のロータリコネクタは、実用に耐え得ないと判断される。
【００５５】
比較例３によれば、各電流値において実施例と同等の抵抗値を示している。しかしながら、上記したように比較例３によれば、定期的なグリースの塗布が必要とされているので、メンテナンスに必要とされるコストが高くなる問題がある。
【００５６】
また、比較例４の結果は実施例と同等の値を示しているが、この例では有害な水銀がコネクタに含まれるため、コネクタ自体が将来的に使用不可となる恐れがある。
【００５７】
上記の実験結果から、滑り軸受を採用した本実施形態のロータリコネクタは、水銀接点を備えた一般的なロータリコネクタの代替として使用することが可能なことが明らかとなった。
【００５８】
尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、ロータリコネクタに要求される性能を備えることができれば以下のように変更可能である。
【００５９】
図１を参照すると、滑り軸受１６はネジ止めにより銅板３６の上面に固定されているが、必ずしも滑り軸受１６は銅板３６に対して固定される必要はなく、滑り軸受１６を銅板３６に固定せずに載置するのみでも良い。係る構成によっても、銅ロール３２と銅板３６の間に介装される滑り軸受１６により、両者は回転自在な状態で電気的に接続される。
【００６０】
更に、図１に示す滑り軸受１６は円環状の形状を呈するが、滑り軸受１６を円盤状の形状とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のロータリコネクタを分解した状態で示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は本発明のロータリコネクタを備えたメッキ装置の概要を示す図であり、（Ｂ）はメッキ装置の一部分を示す図である。
【図３】本発明のロータリコネクタが備えられた支持板を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明のロータリコネクタの実施例を示す図であり、（Ｂ）（Ｃ）および（Ｄ）は比較例のロータリコネクタを示す図である。
【図５】実施例および比較例に対して行った実験結果を示す表である。
【符号の説明】
【００６２】
１０、１０Ａ、１０Ｂ ロータリコネクタ
１２ 切欠き部
１４ 電源
１６ 滑り軸受
１８ 固体潤滑材
２０ メッキ槽
２２ メッキ液
２４ ワーク
２６ 押圧ピン
２８ 給電ロール
３０ シャフト
３２ 銅ロール
３４ 支持板
３６ 銅板
３８ 開口部
４２ ロータリコネクタ
４４ メッキ装置
４６ 配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材に電源供給手段から電気を供給するロータリコネクタであり、
前記回転部材と同期して回転する第１導電部材と、
固定して配置されると共に前記電源供給手段と接続される第２導電部材と、
一主面が前記第１導電部材に摺動自在な状態で接触し、他主面が前記第２導電部材に接触すると共に、導電性の材料から成る滑り軸受と、を備えることを特徴とするロータリコネクタ。
【請求項２】
前記第１導電部材の自重により、前記第１導電部材が前記滑り軸受の一主面に押圧されて面的に接触することを特徴とする請求項１記載のロータリコネクタ。
【請求項３】
前記第１導電部材は、重力が作用する方向に移動可能な状態で、前記回転部材に対してその回転方向に固定されることを特徴とする請求項１記載のロータリコネクタ。
【請求項４】
前記滑り軸受を構成する材料は、前記第１導電部材よりも耐摩耗性が低いことを特徴とする請求項１記載のロータリコネクタ。
【請求項５】
前記第１導電部材は銅または銅合金から成り、前記滑り軸受は真鍮から成ることを特徴とする請求項４記載のロータリコネクタ。
【請求項６】
前記滑り軸受を厚み方向に設けた孔部に潤滑材が埋設されることを特徴とする請求項１記載のロータリコネクタ。
【請求項７】
前記第１導電部材は円筒状の形状を備え、
前記第１導電部材を軸方向に貫通する前記回転部材を径方向に押圧して、前記第１導電部材の側面を前記第１導電部材の内壁に接触させる押圧手段を前記第１導電部材に設けることを特徴とする請求項１記載のロータリコネクタ。
【請求項８】
前記滑り軸受は前記第２導電部材に固定され、
前記第１導電部材が前記滑り軸受の一主面に対して摺動自在であることを特徴とする請求項１記載のロータリコネクタ。
【請求項９】
請求項１に記載のロータリコネクタを備えることを特徴とするメッキ装置。
【請求項１】
回転部材に電源供給手段から電気を供給するロータリコネクタであり、
前記回転部材と同期して回転する第１導電部材と、
固定して配置されると共に前記電源供給手段と接続される第２導電部材と、
一主面が前記第１導電部材に摺動自在な状態で接触し、他主面が前記第２導電部材に接触すると共に、導電性の材料から成る滑り軸受と、を備えることを特徴とするロータリコネクタ。
【請求項２】
前記第１導電部材の自重により、前記第１導電部材が前記滑り軸受の一主面に押圧されて面的に接触することを特徴とする請求項１記載のロータリコネクタ。
【請求項３】
前記第１導電部材は、重力が作用する方向に移動可能な状態で、前記回転部材に対してその回転方向に固定されることを特徴とする請求項１記載のロータリコネクタ。
【請求項４】
前記滑り軸受を構成する材料は、前記第１導電部材よりも耐摩耗性が低いことを特徴とする請求項１記載のロータリコネクタ。
【請求項５】
前記第１導電部材は銅または銅合金から成り、前記滑り軸受は真鍮から成ることを特徴とする請求項４記載のロータリコネクタ。
【請求項６】
前記滑り軸受を厚み方向に設けた孔部に潤滑材が埋設されることを特徴とする請求項１記載のロータリコネクタ。
【請求項７】
前記第１導電部材は円筒状の形状を備え、
前記第１導電部材を軸方向に貫通する前記回転部材を径方向に押圧して、前記第１導電部材の側面を前記第１導電部材の内壁に接触させる押圧手段を前記第１導電部材に設けることを特徴とする請求項１記載のロータリコネクタ。
【請求項８】
前記滑り軸受は前記第２導電部材に固定され、
前記第１導電部材が前記滑り軸受の一主面に対して摺動自在であることを特徴とする請求項１記載のロータリコネクタ。
【請求項９】
請求項１に記載のロータリコネクタを備えることを特徴とするメッキ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２３８４７３（Ｐ２００９−２３８４７３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８０９５１（Ｐ２００８−８０９５１）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（５０７０２７１６２）ＤＯＷＡテクノロジー株式会社 (11)
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（５０７０２７１６２）ＤＯＷＡテクノロジー株式会社 (11)
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