巨人のテクノロジー|業界の新しい|2025 年 1 月 8 日
1. 導電性スリップリングの概要
1.1 定義
コレクタ リング、回転電気インターフェース、スリップ リング、コレクタ リングなどとしても知られる導電性スリップ リングは、2 つの相対的に回転する機構間で電気エネルギーと信号の伝達を実現する重要な電気機械部品です。回転運動を伴う機器において、電力や信号の安定した伝送を維持する必要がある多くの分野において、導電性スリップリングは欠かせない部品となっています。回転シナリオにおける従来のワイヤ接続の制限を打ち破り、機器を制限なく 360 度回転させ、ワイヤの絡まりやねじれなどの問題を回避します。航空宇宙、産業オートメーション、医療機器、風力発電、セキュリティ監視、ロボットなどの業界で広く使用されており、さまざまな複雑な電気機械システムが多機能、高精度、連続回転運動を実現するための確かな保証を提供します。それは現代のハイエンドインテリジェント機器の「中枢」と言えます。
1.2 動作原理
導電性スリップリングの核となる動作原理は、電流伝達と回転接続技術に基づいています。主に、導電性ブラシとスリップリングの 2 つの部分で構成されます。スリップリング部は回転軸に取り付けられ軸とともに回転し、導電性ブラシは固定部に固定されスリップリングに密着します。回転部と固定部間で電流や信号を伝達する必要がある場合、導電性ブラシとスリップリングの摺動接触により安定した電気接続が形成され、電流ループが形成されます。機器が回転すると、スリップリングも回転し続け、導電性ブラシとスリップリングの接触点も変化し続けます。しかし、ブラシの弾性圧力と合理的な構造設計により、両者は常に良好な接触を維持し、電気エネルギー、制御信号、データ信号などを継続的かつ安定的に伝送することができ、途切れのない電力供給と情報の供給を実現します。移動中の回転体の相互作用。
1.3 構造組成
導電性スリップ リングの構造は、主にスリップ リング、導電性ブラシ、ステータ、ローターなどの主要コンポーネントをカバーします。スリップリングは通常、銅、銀、金などの貴金属合金などの優れた導電特性を備えた材料で作られており、低抵抗で高効率の電流伝達を確保できるだけでなく、優れた耐摩耗性と耐食性も備えています。長期にわたる回転摩擦や複雑な作業環境に耐えられます。導電性ブラシは、主に貴金属合金やグラファイトなど、導電性と自己潤滑性に優れた材料で作られています。特殊な形状（II型など）をしており、スリップリングのリング溝と対称に二重接触します。ブラシの弾性圧力を利用してスリップリングにしっかりとフィットし、信号と電流の正確な伝達を実現します。ステータは固定部品であり、機器の固定構造エネルギーを接続し、導電性ブラシの安定したサポートを提供します。ローターは回転部品であり、装置の回転構造に接続され、回転構造と同期して回転し、スリップリングを回転させます。さらに、絶縁材、接着材、組み合わせブラケット、精密ベアリング、ダストカバーなどの付帯部品も含みます。絶縁材料は、短絡を防ぐためにさまざまな導電経路を絶縁するために使用されます。接着剤によりコンポーネント間の安定した結合が保証されます。結合ブラケットにはさまざまなコンポーネントが取り付けられ、全体の構造強度が確保されます。精密ベアリングにより回転摩擦抵抗が軽減され、回転精度と滑らかさが向上します。ダストカバーは、ほこり、湿気、その他の不純物の侵入を防ぎ、内部の精密部品を保護します。各部品は相互に補完し合い、導電性スリップリングの安定した信頼性の高い動作を保証します。
2. 導電性スリップリングの利点と特徴
2.1 動力伝達の信頼性
装置の連続回転条件下において、導電性スリップリングは優れた動力伝達安定性を発揮します。従来のワイヤ接続方法と比較して、機器の部品が回転すると、通常のワイヤは非常に絡みやすくねじれ、線の損傷や回路の破損を引き起こし、電力伝送を中断し、機器の動作に重大な影響を与えます。導電性スリップリングは、ブラシとスリップリング間の正確な滑り接触を通じて信頼性の高い電流経路を構築し、機器がどのように回転しても、継続的かつ安定した電流の供給を保証します。たとえば、風力タービンでは、ブレードが風を受けて高速で回転し、その速度は 1 分間に 10 回転以上、あるいはそれ以上に達することがあります。発電機は継続的に風力エネルギーを電気エネルギーに変換し、電力網に伝送する必要があります。キャビンに設置された導電性スリップリングは安定した送電容量を備えており、ブレードが長期間連続して回転する間、回転する発電機のロータ端から固定ステータおよび外部電力網に電気エネルギーがスムーズに伝達されます。 、ライントラブルによる発電停止を回避し、風力発電システムの信頼性と発電効率を大幅に向上させ、クリーンエネルギーの継続供給の基盤を築きます。
2.2 コンパクトな設計と便利な設置
導電性スリップリングは洗練されたコンパクトな構造設計を採用しており、スペース利用の点で大きな利点があります。最新の機器が小型化と統合化に向けて発展するにつれて、内部空間はますます貴重になっています。従来の複雑な配線接続は多くのスペースを占有し、回線干渉の問題を引き起こす可能性もあります。導電性スリップリングは、複数の導電経路をコンパクトな構造に統合し、機器の内部配線の複雑さを効果的に軽減します。スマートカメラを例に挙げてみましょう。画像をキャプチャし、ビデオ信号、制御信号、電力を同時に送信するには、360 度回転する必要があります。通常の配線を使用すると、配線がごちゃごちゃになり、回転ジョイント部分で詰まりやすくなります。内蔵のマイクロ導電性スリップリングは通常直径が数センチメートルで、マルチチャンネル信号伝送を統合できます。カメラが柔軟に回転すると、ラインが規則的になり、取り付けが簡単になります。狭いカメラハウジングに簡単に組み込むことができるため、機能要件を満たすだけでなく、デバイス全体の外観がシンプルになり、サイズもコンパクトになります。セキュリティ監視用の PTZ カメラやスマート ホーム用のパノラマ カメラなど、さまざまな監視シナリオでのインストールと展開が簡単です。ドローンの分野でも同様に、飛行姿勢調整、画像伝送、飛行制御用電源などの機能を実現するために、小型の導電性スリップリングを使用することで、限られたスペース内で複数の信号・電力伝送を実現し、軽量化を図りながら安全性を確保しています。飛行性能を向上させ、機器の携帯性と機能統合を向上させます。
2.3 耐摩耗性、耐食性、高温安定性
複雑で過酷な作業環境に直面する導電性スリップリングは、特殊な素材と精巧な職人技により優れた耐性を備えています。材料の選択に関して、スリップ リングは主に、金、銀、プラチナ合金、または特別に処理された銅合金などの耐摩耗性と耐腐食性の貴金属合金で作られています。ブラシは、自己潤滑性に優れた黒鉛系材料または貴金属ブラシで作られており、摩擦係数を低減し、摩耗を軽減します。製造プロセスレベルでは、ブラシとスリップリングが密着して均一に接触するように精密機械加工が使用され、表面は保護性能を高めるために特殊なコーティングまたはメッキで処理されます。風力発電産業を例に挙げると、洋上風力タービンは、長期間にわたって高湿度、高塩分霧の海洋環境に置かれます。空気中の大量の塩分と水分は非常に腐食性が高くなります。同時に、ファンハブとキャビン内の温度は動作に伴って大きく変動し、回転部品は継続的に摩擦を受けます。このような過酷な使用条件下でも、導電性スリップ リングは高品質の材料と保護技術により効果的に腐食に耐え、安定した電気的性能を維持することができ、数十年にわたる動作サイクル中にファンの安定した信頼性の高い電力と信号の伝送を保証し、電力消費を大幅に削減します。メンテナンスの頻度を高め、運用コストを削減します。また、高温、粉塵、強酸、強アルカリのガスが充満する冶金工業の製錬炉の周辺機器もその一例です。導電性スリップリングの高温耐性と耐食性により、高温炉の回転材料分配装置、温度測定装置、および制御装置で安定して動作することができ、スムーズで連続的な生産プロセスが保証され、装置全体の耐久性が向上します。設備の稼働停止や環境要因によるダウンタイムの削減など、工業生産の効率的かつ安定的な稼働をしっかりとサポートします。
3. 応用分野の分析
3.1 産業オートメーション
3.1.1 ロボットとロボットアーム
産業オートメーションの過程において、ロボットやロボットアームの普及は生産効率の向上と生産プロセスの最適化の重要な原動力となっており、導電性スリップリングはその中で不可欠な役割を果たしています。ロボットやロボットアームの関節は、柔軟な動きを実現するためのキーノードです。これらの関節は、つかむ、扱う、組み立てるなどの複雑で多様な動作タスクを完了するために、継続的に回転したり曲げたりする必要があります。関節部には導電性のスリップリングが設置されており、関節が回転し続けている間、モーターやセンサー、各種制御部品に電力や制御信号を安定して伝達することができます。自動車製造業を例にとると、自動車の車体溶接生産ラインでは、ロボットアームがさまざまな部品を車体フレームに正確かつ迅速に溶接して組み立てる必要があります。関節の高周波回転には、途切れることのない電力と信号の送信が必要です。導電性スリップリングは、複雑な動作シーケンス下でのロボットアームのスムーズな実行を保証し、溶接プロセスの安定性と効率を確保し、自動車生産の自動化の度合いと生産効率を大幅に向上させます。同様に、物流および倉庫業界では、貨物の仕分けやパレタイジングに使用されるロボットは、導電性スリップリングを使用して柔軟な関節動作を実現し、貨物を正確に識別して掴み、さまざまな貨物の種類や保管レイアウトに適応し、物流回転率を加速し、人件費を削減します。
3.1.2 生産ライン設備
工業用生産ラインでは、多くの装置に回転部品が含まれており、導電性スリップ リングは生産ラインの連続稼働を維持するための重要なサポートを提供します。回転テーブルは一般的な加工補助装置として、食品包装や電子機器製造などの生産ラインで広く使用されています。製品の多面的な処理、テスト、または包装を実現するには、継続的に回転する必要があります。導電性スリップリングは、回転テーブルの回転中に電力を継続的に供給し、制御信号をテーブル上の治具、検出センサー、その他のコンポーネントに正確に送信して、生産プロセスの継続性と精度を保証します。たとえば、食品包装ラインでは、回転テーブルで製品を駆動し、充填、シール、ラベル貼付などの工程を順番に完了させます。導電性スリップリングの安定した伝送性能により、線巻線や信号中断によるダウンタイムが回避され、梱包効率と製品認定率が向上します。コンベア内のローラーやスプロケットなどの回転部品も、導電性スリップリングの適用シナリオです。モーター駆動力の安定した伝達を確保し、生産ラインの材料をスムーズに伝達し、上流および下流の設備と連携して動作し、全体の生産リズムを向上させ、大規模な工業生産に確実な保証を提供します。であり、現代の製造において効率的で安定した生産を実現するための中核コンポーネントの 1 つです。
3.2 エネルギーと電力
3.2.1 風力タービン
風力発電の分野では、導電性スリップリングは風力タービンの安定した動作と効率的な発電を確保するための重要なハブです。風力タービンは通常、風力ローター、ナセル、タワーなどの部品で構成されます。風力ローターは風力エネルギーを受け取り、ナセル内の発電機を駆動して回転させて発電します。このうち、風車ハブとナセルの間には相対回転運動があり、ここに導電性スリップリングが設置され、電力や制御信号の伝達を担う。一方では、発電機によって生成された交流は、スリップリングを介してナセル内のコンバータに送られ、系統接続要件を満たす電力に変換されてから電力網に送られます。一方、ブレードピッチ調整、ナセルヨー制御、その他の信号など、制御システムのさまざまなコマンド信号がハブ内のアクチュエーターに正確に送信され、風力タービンが状況に応じてリアルタイムで動作状態を調整します。風速や風向きの変化。業界のデータによると、メガワット級の風力タービンのブレード速度は毎分 10 ～ 20 回転に達することがあります。このような高速回転条件下において、信頼性に優れた導電性スリップリングは、風力発電システムの年間利用時間を効果的に延長し、送電故障による発電ロスを低減するという大きな意味を持ちます。クリーンエネルギーの大規模系統接続を促進し、エネルギー構造の変革を支援します。
3.2.2 火力発電と水力発電
火力発電や水力発電のシナリオでは、導電性スリップリングも重要な役割を果たします。火力発電所の大型の蒸気タービン発電機は、ローターを高速で回転させて発電します。導電性スリップリングは、モータ回転子巻線を外部静止回路に接続するために使用され、励磁電流の安定した入力を実現し、回転磁界を確立し、発電機の正常な発電を確保します。同時に、石炭供給装置、送風機、誘引送風機、その他の回転機械などの補助装置の制御システムにおいて、導電性スリップリングは制御信号を送信し、装置の動作パラメータを正確に調整し、燃料供給、換気の安定した動作を保証します。熱放散を抑制し、発電機セットの効率的な出力を維持します。水力発電は、水流の影響でタービンランナーが高速回転し、発電機を駆動して発電します。導電性スリップリングは発電機の主軸に取り付けられており、出力や速度調整、励磁などの制御信号を確実に伝達します。従来型水力発電所や揚水発電所などの各種水力発電所には、水車の回転数や運転条件に応じて仕様や性能の異なる導電性スリップリングが装備されており、低落差から大規模水力発電まで多様化する水力発電シナリオのニーズに応えています。流量を高落差まで小さくし、電力の安定供給を確保し、社会経済の発展に安定した電力を注入します。
3.3 インテリジェントなセキュリティと監視
3.3.1 インテリジェントカメラ
インテリジェントなセキュリティ監視の分野では、インテリジェント カメラは全方位で死角のない監視を中核的にサポートし、導電性スリップ リングは回転電源とデータ送信のボトルネックを突破するのに役立ちます。インテリジェントカメラは通常、監視フィールドを拡大し、全方向の画像をキャプチャするために 360 度回転する必要があります。これには、連続回転プロセス中に電源が安定してカメラの通常の動作が保証され、高解像度のビデオ信号と制御命令がリアルタイムで送信できることが必要です。カメラのパン/チルトの接合部には導電性スリップリングが組み込まれており、電力、ビデオ信号、制御信号の同期伝送を実現し、カメラがターゲットエリアに柔軟に向きを変えることができ、監視範囲と精度が向上します。都市交通監視システムでは、交差点にあるインテリジェント ボール カメラが導電性スリップ リングを使用して素早く回転し、交通の流れや違反を捕捉し、交通規制や事故処理にリアルタイムの画像を提供します。公園やコミュニティの防犯監視シーンでは、カメラが周囲の環境を全方位からパトロールし、異常な状況を適時に検出して監視センターにフィードバックし、防犯警告機能を強化し、公共の安全と秩序を効果的に維持します。
3.3.2 レーダー監視システム
レーダー監視システムは、軍事防衛、天気予報、航空宇宙などの分野で重要な役割を担っています。導電性スリップ リングにより、レーダー アンテナの安定した継続的な回転が確保され、正確な検出が実現されます。軍事偵察の分野では、地上の防空レーダーや艦載レーダーなどは、空中の目標を捜索および追跡するためにアンテナを継続的に回転させる必要があります。導電性スリップ リングにより、回転スキャン プロセス中にレーダーの送信機、受信機、その他のコア コンポーネントに電力が安定して供給されます。同時に、検出された目標エコー信号と機器ステータス信号は信号処理センターに正確に送信され、戦闘指揮にリアルタイムの情報を提供し、空域の安全を守るのに役立ちます。天気予報の分野では、気象レーダーはアンテナの回転により大気中に電磁波を送信し、雨滴や氷晶などの気象対象からの反射エコーを受信して気象状況を解析します。導電性スリップリングは、レーダーシステムの継続的な動作を保証し、収集したデータをリアルタイムで送信し、気象部門が降水量や暴風雨などの気象変化を正確に予測するのを支援し、防災と軽減の重要な基盤を提供し、人員を護衛します。さまざまな分野での生産と生活。
3.4 医療機器
3.4.1 医用画像機器
医療診断の分野では、医療画像機器は医師が人体の内部状態を洞察し、病気を正確に診断するための強力なアシスタントです。導電性スリップリングは、これらのデバイスの効率的な動作を保証する重要な役割を果たします。 CT（コンピュータ断層撮影）装置やMRI（磁気共鳴画像法）装置を例に挙げると、内部には回転する部品があります。 CT 装置のスキャン フレームは、X 線管を駆動して患者の周囲を回転させ、さまざまな角度で断層画像データを収集するために高速で回転する必要があります。磁石、傾斜磁場コイル、および MRI 装置のその他のコンポーネントも、イメージング処理中に回転して、正確な磁場傾斜度の変化を生成します。回転関節には導電性のスリップリングが取り付けられており、回転部分を駆動するための電気を安定して伝達します。同時に、収集された大量の画像データがリアルタイムでコンピュータ処理システムに送信され、鮮明で正確な画像が確保され、医師に信頼できる診断根拠が提供されます。病院の機器使用からのフィードバックによると、高品質の導電性スリップ リングは、画像機器の操作におけるアーチファクト、信号の中断、その他の問題を効果的に軽減し、診断精度を向上させ、早期の病気のスクリーニング、状態の評価、その他のリンクで重要な役割を果たします。患者の健康を守ります。
3.4.2 手術ロボット
現代の低侵襲手術を代表する最先端技術として、手術ロボットは従来の手術モデルを徐々に変えつつあります。導電性スリップリングは、正確かつ安全な手術の実施のためのコアサポートを提供します。手術ロボットのロボットアームは医師の手の動きをシミュレートし、狭い手術スペースで縫合、切断、組織の分離などの繊細な手術を実行します。これらのロボット アームは、複数の自由度で柔軟に回転する必要があります。関節には導電性のスリップリングが取り付けられており、継続的な電力供給が確保されており、モーターがロボットアームを駆動して正確に動くことができると同時に、センサーのフィードバック信号を送信することで、医師が手術部位の力のフィードバック情報をリアルタイムで認識できるようになり、人間と機械のコラボレーション。操作。脳神経外科では、手術ロボットは導電性スリップリングの安定した性能を利用して脳内の小さな病変に正確に到達し、手術による外傷のリスクを軽減します。整形外科の分野では、ロボットアームがプロテーゼの移植と骨折部位の固定を支援し、手術の精度と安定性を向上させ、より正確でインテリジェントな方向に発展する低侵襲手術を促進し、患者に外傷を少なく、より迅速に外科治療体験を提供します。回復。
IV.市場の現状と動向
4.1 市場規模と成長
近年、世界の導電性スリップリング市場は着実な成長傾向を示しています。権威ある市場調査機関のデータによると、世界の導電性スリップリング市場規模は2023年に約63億5,000万人民元に達し、2028年までに世界市場規模は年間平均複合成長率で約80億人民元に達すると予想されています。割合は約4.0％。地域分布の観点から見ると、アジア太平洋地域が最大の世界市場シェアを占め、2023年には約48.4%を占めます。これは主に、中国、日本、韓国およびその他の国々の製造業分野における活発な発展によるものです。電子情報産業、新エネルギーなどの分野で、導電性スリップリングの需要は引き続き旺盛です。中でも、中国は世界最大の製造拠点として、産業オートメーション、インテリジェントセキュリティ、新エネルギー機器などの産業の急速な発展に伴い、導電性スリップリング市場に強い勢いを注入してきました。 2023年の中国の導電性スリップリング市場規模は前年比5.6％増となり、今後も高い成長率を維持すると予想される。ヨーロッパと北米も重要な市場です。深い産業基盤、航空宇宙分野でのハイエンド需要、自動車産業の継続的なアップグレードにより、それぞれ約25%と20%というかなりの市場シェアを占めており、市場規模は着実に成長しています。世界市場の成長率と同じです。インドやブラジルなどの新興国におけるインフラ建設や産業近代化の加速に伴い、これらの地域の導電性スリップリング市場も今後大きな成長の可能性を示し、新たな市場の成長ポイントとなることが期待されています。
4.2 競争環境
現在、世界の導電性スリップリング市場は競争が激しく、多くの参加者がいます。本社は、深い技術蓄積、高度な製品研究開発能力、広範な市場チャネルにより、大きな市場シェアを占めています。米国のパーカー、米国のMOOG、フランスのCOBHAM、ドイツのMORGANなどの国際的な大手企業は、航空宇宙、軍事、国防などのハイエンド分野での長期的な努力に依存し、コア技術を習得しています。 、優れた製品性能を持ち、広範なブランド影響力を持っています。これらはハイエンドの導電性スリップリング市場で主導的な地位を占めています。同社の製品は、衛星、ミサイル、ハイエンド航空機などの主要機器に広く使用されており、精度、信頼性、極限環境への耐性が非常に高い要件が求められるシナリオにおいて、最も厳しい業界基準を満たしています。それに比べ、Mofulon Technology、Kaizhong Precision、Quansheng Electromechanical、Jiachi Electronics などの国内企業は近年急速に発展しています。研究開発投資を継続的に増加させることにより、一部の分野で技術的な進歩を達成し、製品の費用対効果の優位性が顕著になりました。彼らは徐々にローエンドおよびミッドエンド市場の市場シェアを獲得し、徐々にハイエンド市場に浸透してきました。例えば、産業オートメーション分野のロボットジョイントスリップリングやセキュリティ監視分野の高精細ビデオ信号スリップリングなど細分化された市場において、国内企業は現地に特化したサービスとサービスで多くの現地顧客の支持を獲得しています。市場の需要に迅速に対応する能力。しかし、全体として、我が国のハイエンド導電性スリップリングは、特に高精度、超高速、極限の作業条件を備えたハイエンド製品において、依然としてある程度の輸入依存度を持っています。国際的な大手企業の技術的障壁は比較的高く、国内企業は世界市場での競争力を高めるために引き続き追いつく必要がある。
4.3 技術革新の動向
将来に目を向けると、導電性スリップリングの技術革新のペースは加速しており、多面的な発展傾向を示しています。一方で、光ファイバースリップリング技術が登場しました。データ伝送分野における光通信技術の広範な普及に伴い、より高い帯域幅とより低い損失を必要とする信号伝送シナリオの数が増加しており、光ファイバースリップリングが登場しました。従来の電気信号伝送の代わりに光信号伝送を使用し、電磁干渉を効果的に回避し、伝送速度と容量を大幅に向上させます。 5G基地局のアンテナ回転接続、高精細ビデオ監視パンチルト、信号品質や伝送速度に厳しい要件が求められる航空宇宙用光学リモートセンシング機器などの分野で徐々に普及・応用が進んでおり、今後の普及が期待されています。導電性スリップリング技術による光通信の時代。一方で、スリップリングの高速・高周波化への需要も高まっています。半導体製造や電子精密検査などの先端製造分野では、装置の高速化が進み、高周波信号伝送の需要が急務となっています。高速・高周波信号の安定伝送に適応するスリップリングの研究開発が鍵となっています。ブラシとスリップリングの材質の最適化と接点構造設計の改良により、接触抵抗、摩耗、高速回転時の信号減衰を低減し、GHzレベルの高周波信号伝送に対応し、機器の効率的な動作を実現します。 。さらに、スリップリングの小型化も重要な開発方向です。モノのインターネット、ウェアラブルデバイス、マイクロ医療機器などの産業の台頭により、小型、低消費電力、多機能統合を備えた導電性スリップリングの需要が急増しています。マイクロ・ナノ加工技術と新素材の適用により、スリップリングのサイズをミリメートル、さらにはミクロンレベルまで縮小し、電源、データ、制御信号伝送機能を統合して、コア電源と信号の相互作用を提供します。マイクロインテリジェントデバイスのサポートにより、さまざまな産業が小型化とインテリジェンスに向けて進むことを促進し、導電性スリップリングの応用範囲を拡大し続けます。
V. 主な考慮事項
5.1 材料の選択
導電性スリップ リングの材料の選択は非常に重要であり、その性能、寿命、信頼性に直接関係します。アプリケーションのシナリオや現在の要件など、複数の要素に基づいて総合的に検討する必要があります。導電性材料に関しては、スリップ リングには通常、銅、銀、金などの貴金属合金、または特別に処理された銅合金が使用されます。たとえば、高精度と低抵抗の要件が求められる電子機器や医療画像機器では、金合金スリップ リングは、その優れた導電性と耐食性により、微弱な電気信号の正確な伝送を保証し、信号の減衰を低減できます。大電流伝送を伴う産業用モーターや風力発電設備の場合、高純度銅合金スリップ リングは通電要件を満たすだけでなく、コストも比較的制御可能です。ブラシの材質は主に黒鉛系材料や貴金属合金ブラシを使用します。グラファイトブラシは自己潤滑性に優れているため、摩擦係数が低減され、摩耗が軽減されます。低速でブラシ損失の影響を受けやすい装置に適しています。貴金属ブラシ（パラジウムや金合金ブラシなど）は、導電性が高く、接触抵抗が低いのが特徴です。これらは、航空宇宙機器のナビゲーション回転部分や半導体製造機器のウエハ伝送機構など、高速、高精度で信号品質が要求される場面でよく使用されます。断熱材も無視できません。一般的なものには、ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) やエポキシ樹脂が含まれます。 PTFE は、優れた絶縁性能、高温耐性、および強力な化学的安定性を備えています。高温、強酸、強アルカリ環境下での化学反応器の撹拌装置や深海探査装置の回転ジョイントの導電性スリップリングに広く使用されており、各導電経路間の確実な絶縁を確保し、短絡故障を防止し、安定した動作を保証します。機器の操作。
5.2 導電性ブラシのメンテナンスと交換
導電性スリップリングの主要な脆弱な部分として、導電性ブラシの定期的なメンテナンスと適時の交換は、機器の正常な動作を保証するために非常に重要です。スリップリングとの摩擦接触が続くと、ブラシが徐々に磨耗して発塵し、接触抵抗が増加して電流の伝達効率に影響を与え、場合によってはスパークや信号断などのトラブルを引き起こす可能性があるため、定期的なメンテナンス機構が必要です。設立。一般的に、設備の稼働強度や作業環境にもよりますが、メンテナンス周期は数週間から数か月となります。たとえば、深刻な粉塵汚染のある鉱山機械や冶金処理装置の導電性スリップ リングは、毎週検査してメンテナンスする必要がある場合があります。一方、屋内環境で安定して動作する OA 機器のスリップリングは数か月に及ぶ可能性があります。メンテナンス中は、まず装置をシャットダウンし、スリップ リングの電流を遮断し、接触面の損傷を避けるために特別なクリーニング ツールと試薬を使用してブラシとスリップ リングの表面から塵や油を丁寧に除去する必要があります。同時にブラシの弾性圧力をチェックして、ブラシがスリップリングにしっかりとフィットしていることを確認します。圧力が高すぎると摩耗が増加しやすく、圧力が低すぎると接触不良が発生する可能性があります。ブラシが元の高さの 1/3 ～ 1/2 まで磨耗したら、交換する必要があります。ブラシを交換する場合は、安定した接触性能を確保するために、必ず純正の仕様、型式、材質に合ったものをご使用ください。設置後は、ブラシの問題による装置の故障や停止を防止し、スムーズな生産および運用プロセスを確保するために、接触抵抗と動作の安定性を再度チェックする必要があります。
5.3 信頼性試験
導電性スリップリングが複雑で重要なアプリケーションシナリオで安定かつ確実に動作することを保証するには、厳格な信頼性テストが不可欠です。抵抗試験は基本的な試験プロジェクトです。高精度の抵抗測定器を使用して、静的回転と動的回転のさまざまな使用条件下でスリップリングの各経路の接触抵抗を測定します。抵抗値は安定し、設計基準を満たし、変動幅が非常に小さいことが求められます。例えば、電子精密検査装置に使用されるスリップリングでは、接触抵抗が過度に変化すると検査データの誤差が急増し、製品の品質管理に影響を及ぼします。耐電圧試験は、機器が動作中に遭遇する可能性のある高電圧衝撃をシミュレートします。スリップリングに定格電圧の数倍の試験電圧を一定時間印加し、絶縁材や絶縁ギャップがそれに十分耐えられるかどうかを試験し、実使用時の過電圧による絶縁破壊や短絡故障を防止します。人員と機器の安全を確保します。これは、電力システムや高電圧電気機器をサポートする導電性スリップ リングのテストにおいて特に重要です。航空宇宙の分野では、人工衛星や宇宙船の導電性スリップ リングは、複雑な宇宙環境での信頼性の高い動作と確実な信号と電力伝送を確保するために、宇宙の極限温度、真空、放射線環境をシミュレートした環境下で包括的なテストを受ける必要があります。ハイエンド製造業の自動生産ラインのスリップリングは、耐摩耗性と安定性を検証し、強固な基盤を築くために、数万回、さらには数十万回の回転サイクルをシミュレートする長期にわたる高強度の疲労試験を受ける必要があります。大規模で中断のない生産に対応します。微妙な信頼性リスクがあると、大きな生産損失や安全性リスクを引き起こす可能性があります。厳格なテストは品質保証の重要な防御線です。
VI.結論と展望
導電性スリップリングは、現代の電気機械システムに不可欠な主要コンポーネントとして、産業オートメーション、エネルギーと電力、インテリジェントセキュリティ、医療機器などの多くの分野で重要な役割を果たしています。独自の構造設計と優れた性能利点により、回転機器の電力および信号伝送のボトルネックを打破し、さまざまな複雑なシステムの安定した動作を確保し、業界の技術進歩と産業のアップグレードを促進しました。
市場レベルから見ると、世界の導電性スリップリング市場は着実に成長しており、アジア太平洋地域が主な成長原動力となっています。中国は、その巨大な製造基盤と新興産業の台頭により、産業の発展に強い勢いを注入してきました。熾烈な競争にもかかわらず、国内外の企業はさまざまな市場セグメントでその実力を発揮してきましたが、ハイエンド製品は依然として国際的な大手企業によって独占されています。国内企業はハイエンドの開発に向けて前進しており、その差は徐々に縮まっています。
将来に目を向けると、科学技術の継続的な革新により、導電性スリップリング技術はより広い世界をもたらします。一方で、光ファイバスリップリング、高速・高周波スリップリング、小型スリップリングなどの最先端技術が光り、新興分野における高速・高帯域・小型化の厳しい要求に応えます。 5G通信、半導体製造、モノのインターネットなど、アプリケーションの境界を拡大します。その一方で、クロスドメインの統合とイノベーションがトレンドとなり、人工知能、ビッグデータ、新材料技術と深く絡み合い、よりインテリジェントで適応性が高く、極限環境に適応できる製品が誕生し、重要なサポートを提供することになるでしょう。航空宇宙、深海探査、量子コンピューティングなどの最先端の探査に貢献し、世界の科学技術産業のエコシステムに継続的に力を与え、人類がより高度な技術時代に向かうのを支援します。
投稿時刻: 2025 年 1 月 8 日