回転電気コネクタ選択ガイド: タイプ、技術要件、および用途

回転電気コネクタは、静止構造と機械の回転部分の間で電力、制御信号、センサー フィードバック、または通信データを転送します。可動ジョイント上で固定ケーブルがねじれたり、締め付けられたり、繰り返し屈曲したりすることなく、回路の接続を維持します。

これらのコネクタは、包装機械、ケーブル リール、回転テーブル、クレーン、ロボット、風力タービン、アンテナ、テスト システム、医療機器、および動力付きま​​たは計装された回転アセンブリを備えたその他の機械で使用されます。 ByTune の紹介スリップリングの目的この基本機能に関する追加の背景を提供します。

適切なユニットを選択するには、ワイヤの数を一致させるだけでは不十分です。各回路、信号プロトコル、動作パターン、設置寸法、環境暴露、メンテナンス要件、および受け入れテストは、最終設計に影響を与える可能性があります。このガイドでは、標準製品とカスタム製品を比較する前に、これらの要件を整理する方法について説明します。

回転電気コネクタはスリップ リングと同じですか?

これらの用語は頻繁に同じ意味で使用されます。スリップ リングは、固定部分と回転部分の間の電気的連続性を維持する回転電気インターフェイスです。サプライヤーは、回転電気コネクタ、コレクタ リング、電気ロータリー ジョイント、回転コンタクト、回転電気インターフェースなどの用語を使用することもあります。

これらの名前は、必ずしも基礎となるコンタクト テクノロジを識別するものではありません。ブラシ付き、ブラシレス、非接触、水銀-湿式、光ファイバー、またはハイブリッドとして説明される製品は、非常に異なる方法で動作する可能性があります。したがって、購入者は名前以外にも目を向けて、次のことを確認する必要があります。

• 電力や信号が回転インターフェースを通過する仕組み
• 物理的な電気的接触が関係しているかどうか
• どのコンポーネントが摩耗しやすいか
• どのような点検やメンテナンスが必要か
• 速度と温度による電流容量の変化
• 記載されている信号と耐用年数のパフォーマンスがどのように検証されたか-

利用可能な構造のより広範な比較については、ByTune のガイドを参照してください。さまざまなタイプのスリップリング.

一般的な回転電気コネクタのタイプ

カプセルと-エンドオブ-シャフトの設計

コンパクトな設計は、オートメーション機器、カメラ システム、小型ターンテーブル、ロボット工学、実験室機器、および包装機械の回転軸の端で一般的に使用されます。利用可能なカプセルスリップリングのラインナップは、典型的なコンパクト製品アーキテクチャを示しています。

必要な回路数が少ないという理由だけで、シャフト端の設計が自動的に適切になるわけではありません。{0}{1}エンジニアは、ケーブルの曲げスペース、軸方向の全長、コネクタへのアクセス、取り付け位置、トルク、各回路に必要な電流も確認する必要があります。

-ボア設計を通じて

A スルーホールスリップリング中央に穴が開いています。これにより、既存のシャフト、チューブ、中央駆動コンポーネント、油圧通路、またはケーブル束の周囲に取り付けることができます。

ボア径を単独で評価してはなりません。中央の開口部を大きくすると、通常、ハウジング全体の直径に影響し、利用可能な回路の数、電流容量、取り付け配置、およびケーブル出口にも影響する可能性があります。したがって、寸法を記入した機械図面は、ボア要件のみを指定するよりも役立ちます。

パンケーキのデザイン

A パンケーキスリップリング導電パスをフラットに配置。軸方向の高さの問題は解決できますが、設置総体積が必ずしも減少するとは限りません。{1}設計者は軸方向の長さを半径方向の直径に置き換え、シールド、トラック間隔、取り付け精度、および環境保護も検討する必要がある場合があります。

高-高-設計

大電流アプリケーションには、回転溶接システム、ヒーター、大型モーター、充電装置、重工業用電力伝送などがあります。{0}}仕様には、すべての回路の連続電流とピーク電流、デューティサイクル、動作電圧、周囲温度、回転速度、接地配置、および許容可能な温度上昇を記載する必要があります。

大電流を流すことができる製品は、自動的に高電圧に適しているわけではありません。大電流の選択では、導体サイズ、接触抵抗、発熱、熱管理に重点を置きます。-高電圧を選択するには、適切な絶縁、間隔、沿面距離、空間距離、電気的破壊に対する保護も必要です。- ByTune の概要大電流-スリップリング関連する技術パスを提供します。

高速設計

回転速度は、接触動作、ベアリング負荷、機械的バランス、温度、摩耗、信号の安定性に影響を与える可能性があります。テスト サイクル中に一時的に高速に達したコネクタには、その速度で継続的に動作するコネクタと同じ義務はありません。

仕様では、通常速度、最高速度、最高速度での継続時間、加速度、方向変更、動作時間、およびバランス要件を区別する必要があります。に関する記事高速スリップリング-この製品カテゴリについて詳しく説明します。

電気および流体のハイブリッド設計

一部の機械では、電気回路を圧縮空気、作動油、冷却剤、真空、またはその他のプロセス媒体と一緒に転送する必要があります。ハイブリッド アセンブリでは、個別の回転コンポーネントの数を減らすことができますが、各システムを個別に指定する必要がなくなるわけではありません。

電気的要件には、回路スケジュールと信号情報が含まれている必要があります。流体要件には、媒体、圧力、流量、通路数、継手のタイプ、温度、材料の適合性、および許容漏れを含める必要があります。 ByTune's空気圧スリップリングの範囲では、流体およびハイブリッド回転インターフェイスの例を示します。

アプリケーション-から-コネクタ選択マトリックス

この表は初期スクリーニング ツールであり、モデル選択表ではありません。{0}}同じカテゴリのマシンでも、電流、データ、速度、環境、寸法の要件が異なる場合があります。

コネクタの選択を制御する 6 つの技術上の決定

1. 回路ごとに電気負荷回路を定義する

合計電流値やワイヤ数から始めないでください。すべての回路の目的、電圧、連続電流、ピークまたは突入電流、AC または DC 動作、デューティ サイクル、接地、ワイヤ サイズ、および接続された負荷を示す回路スケジュールを作成します。

モーター、ヒーター、ブレーキ、ソレノイド、エンコーダー、データチャネルを同等の接点として扱うことはできません。制御信号のみを伝送する 24 チャンネル コネクタは、モーター電力、ヒーター、センサー、イーサネットを伝送する 24 チャンネル コネクタとは設計が異なります。-}-

すべての導電性インターフェースがある程度の電圧降下と熱を発生させるため、接触抵抗が重要になります。高電流回路の場合、サプライヤーは指定された負荷と回転の下で抵抗と温度上昇がどのように評価されるかを説明する必要があります。-電流が接点間で均等に分割されない可能性があるため、メーカーが配置を承認しない限り、複数の小さな接点を並列に配置しないでください。

2. 信号に名前を付け、テスト方法を定義します

「信号回路」は完全な仕様ではありません。スイッチ入力、熱電対、エンコーダ、CAN ネットワーク、イーサネット リンク、USB 接続、およびビデオ チャネルには、異なる電気要件があります。

機密回線またはデータ回線ごとに、以下を特定します。

• 正確な信号またはプロトコル
• データレート
• ケーブルとコネクタの種類
• 該当する場合の特性インピーダンス
• シールドとアースの配置
• 許容可能なノイズまたはエラー
• コネクタが回転している間に必要なテスト

イーサネットは、IEEE 802.3ワーキンググループただし、「イーサネット」だけを指定しても完全な回転リンクは定義されません。注文する前に、イーサネットのタイプ、ケーブルの形状、コネクタ、チャネル分離、接地、および動的テスト条件について合意する必要があります。

高速データは、インピーダンスの不連続、シールド ギャップ、クロストーク、電磁干渉、コネクタの遷移の影響を受ける可能性があります。導通テストにより、導体が断線していないことが確認されます。信頼性の高いパケット送信を確認するものではありません。 ByTune'sイーサネット スリップ リング ガイド追加のアプリケーション コンテキストを提供します。

3. リアルモーションプロファイルの説明

動きが連続的な回転なのか、それとも限られた角度の振動なのかを述べます。{0}}通常速度、最高速度、最高速度での時間、方向転換、始動と停止、加速度、1 日の稼働時間、および予想されるサービス期間が含まれます。

これらの条件は、単一の最大 rpm 値に下げるのではなく、一緒に検討する必要があります。-連続動作では温度と長期的な摩耗がより重視されますが、逆方向の動作を繰り返すと、異なる接触とケーブルの負荷パターンが生じる可能性があります。-

4. モデルを選択する前に機械インターフェースをフリーズする

以下を示す寸法付きの図面を提供します。

• 必要な穴
• 最大外径
• 最大軸長
• 軸寸法
• フランジまたは取り付け穴
• 固定側と回転側
• 反回転点-
• ケーブル取出し方向
• コネクタとサービスクリアランス
• 近くの可動部品

コネクタは、固定側を拘束するためにサポートされていないワイヤに依存しないでください。位置のずれ、回転防止の取り付けが固い、張力緩和が不十分、またはケーブルのクリアランスが不十分であると、アセンブリに意図しない負荷がかかる可能性があります。-メーカーのインストール手順機械の設計が最終決定される前にレビューする必要があります。

5. IP 番号だけでなく環境を定義する

実際の暴露について説明します: 微細な粉塵、大きな破片、雨、直接噴流水、洗い流し、一時的な浸漬、結露、油、塩、肥料、洗浄剤、腐食、紫外線暴露、別の筐体内への設置。

のIECによるIP定格の説明IEC 60529 は、粉塵や液体の侵入に対するエンクロージャの保護を分類していると述べています。 IP 定格は役に立ちますが、それ自体で化学的適合性、耐食性、結露制御、ケーブル グランド シーリング、コネクタ保護、または取り付け方向を定義するものではありません。{2}}

選択した保護は、外部コネクタ、フライング リード、ケーブル エントリ、周囲のカバーを含む、取り付けられたアセンブリ全体に適用する必要があります。 ByTune のガイドスリップリングのIP定格初期の環境レビューをサポートできます。

6. 耐用年数、コンプライアンス、および受け入れテストについての合意

耐用年数の主張は、動作条件が定義されている場合にのみ意味を持ちます。{0}意図した電流、速度、温度、デューティ サイクル、環境、振動、およびメンテナンス スケジュールの下で製品を比較します。

どのコンポーネントが摩耗する可能性があるか、どのような検査が必要か、ブラシやベアリングは保守可能かどうか、どのような条件が寿命を縮めるか、設置後にユニットをどのように交換できるかについて尋ねてください。

コンプライアンス要件は、正確な製品と対象市場によっても異なります。欧州委員会は次のように説明しています。RoHS指令電気および電子機器に含まれる特定の有害物質を制限します。購入者は、1 つの文書が製品ファミリー全体をカバーしていると仮定するのではなく、要求された宣言が正確なコネクタ構成に適用されるかどうかを確認する必要があります。

受け入れテストはアプリケーションのリスクと一致する必要があります。これには次のものが含まれる場合があります。

• 導通および絶縁チェック
• 静的および動的抵抗測定
• 負荷下での温度上昇テスト-
• 指定された速度とデューティサイクルでの回転テスト
• ローテーション中の信号またはプロトコルのテスト
• 寸法検査
• 必要に応じて環境試験を行う
• お客様による-特定の最初の商品検査-

ByTune のガイドスリップリングをテストする方法では、一般的な検査および電気試験の考慮事項を概説します。

実践例: 回転梱包テーブルの指定

以下は、選択プロセスを示すことを目的とした仮説的な例です。

包装機には、1 つの小型モーター、2 つのヒーター、いくつかの空気圧バルブ、位置センサー、エンコーダー、産業用イーサネット デバイス、および 2 つの圧縮空気通路を搭載した連続回転テーブルがあります。-

「2 つのエアポートを備えた 24 チャンネルのスリップ リング」というリクエストは不完全です。どのチャンネルがヒーター電流を流しているのか、どの回路にモーター突入電流があるのか​​、エンコーダーがノイズに敏感かどうか、イーサネットリンクがどのようにテストされるのかなどは示されていません。

電気負荷

モーターと各ヒーターは、電圧、連続電流、ピーク電流、デューティ サイクル、ワイヤ サイズとともに個別にリストする必要があります。単に 1 つの合計電流値を取得するために、バルブおよびセンサー回路をヒーター回路とグループ化しないでください。

信号とデータ

仕様では、エンコーダのタイプと正確なイーサネット プロトコルを特定する必要があります。ケーブル、コネクタ、シールド、接地、チャネル分離、および動的通信テストは、承認前に定義する必要があります。

空気圧要件

通路の数、動作圧力、ピーク圧力、流量、空気の質、継手のタイプ、温度、および許容漏れは、電気スケジュールとは別に記載する必要があります。

機械的および環境的要件

サプライヤーは、必要なボア、最大直径、軸方向スペース、テーブル速度、ケーブル方向、洗浄方法、周囲温度、メンテナンス アクセス図を受け取る必要があります。-

この情報により、購入者は、標準スルーボア ハイブリッド プラットフォーム、修正された標準アセンブリ、完全なカスタム コネクタを同じ技術ベースで比較できます。{0}{1}{1}

標準、修正済み-標準、それとも完全カスタム?

カスタム設計が自動的に優れているわけではありません。実証済みの標準プラットフォームは、アプリケーションを満足させる場合、技術的なリスク、コスト、リードタイムを削減できます。の比較標準およびカスタムのスリップリング有用な意思決定の枠組みを提供します。

既存のプラットフォームが重要な電気、信号、機械、環境、流体要件を満たしていない場合、プロジェクトは次の段階に移行する必要があります。カスタムスリップリングエンジニアリング.

よくある選択の間違い

RFQ およびサプライヤーレビューのチェックリスト

完全な見積依頼により、サプライヤーは最も近いカタログ モデルを見積もるのではなく、同じアプリケーションを評価できるようになります。

• マシンとアプリケーションの説明
• 固定側と回転側の識別
• 完全な電気回路スケジュール
• 各電源回路の連続電流とピーク電流
• 正確なセンサー、エンコーダー、通信、ビデオ、またはデータ プロトコル
• ケーブル、コネクタ、シールド、接地、およびインピーダンスの要件
• 連続回転または振動
• 通常速度と最高速度
• デューティサイクルと予想されるサービス期間
• 必要な穴径、最大径、長さ、取付図
• ケーブル出口、コネクタの隙間、回転防止の配置-
• 温度、振動、衝撃条件
• 粉塵、水、洗い流し、化学薬品、腐食、紫外線への曝露
• 空気圧、油圧、真空、または冷却剤の要件
• 必要な申告、検査報告書、トレーサビリティ
• 電気、回転、信号、環境の受け入れ試験
• 試作数量、年間数量、プロジェクトスケジュール
• 設置写真または寸法図

提案を承認する前に、どの標準プラットフォームが使用されているか、どの要件に変更が必要か、どのようなメンテナンスが必要か、どのテストが正確な構成に適用されるか、ケーブルとコネクタが環境保護主張に含まれているかどうかを確認してください。

申請情報が完成しましたら、こちらから送信してください。ByTune のお問い合わせおよび見積ページ技術的なレビューのために。

最終的な推奨事項

最良の回転電気コネクタは、必ずしもチャネル数が最も多いモデルや最も強力な性能を主張するモデルであるとは限りません。電気的負荷、信号整合性、動作、機械的適合性、環境保護、メンテナンス計画、および受け入れテストが実機と一致する構成です。

まずサーキットスケジュールを作成します。次に、信号、動作、寸法、環境、サービスの期待、およびテストを定義します。この順序により、標準オプションとカスタム オプションの比較が容易になり、見積もりの​​遅延が軽減され、コネクタをインストールする前に技術的な競合が明らかになります。