宇宙における長寿命導電性スリップリングの応用

科学技術レベルの継続的な向上に伴い、人類は宇宙分野への関与を深めており、あらゆる種類の人工衛星や宇宙船が誕生しています。導電性スリップリングは、主に宇宙船内の機器への信号と電力の伝送のために、さまざまなエネルギーコンポーネントを使用することを指します。この種の導電性スリップリングは、宇宙環境のため、地上で使用される作業環境とは大きく異なります。主な相違点は以下のとおりです。
1. 使用環境の違い：宇宙船がまだ地表にある場合、その環境条件は一般的な航空機の環境と同じですが、いったん軌道に入ると環境は異なります。宇宙空間では、宇宙船全体が真空に近い状態であり、このとき、電気接点材料間の摩擦係数、電気ノイズのレベル、アーク発生の条件は、大気環境とは明らかに異なり、設計においてディレーティングを考慮する必要があります。
2. 宇宙船が宇宙を飛行する際、完全な無重力状態になるため、導電リングとブラシ間の摩擦によって発生する研磨デブリが空間に浮遊し、導電性スリップリングの絶縁抵抗の低下、さらには短絡を引き起こす可能性があります。
3. 宇宙船への宇宙用導電性スリップリングの搭載により、現在の機器は小型化、精密化が進んでおり、導電性スリップリングの設置スペースの制約が厳しくなっています。したがって、コンバイナリングの体積と重量に対する要求は非常に厳格です。
4. 打ち上げから軌道投入まで、大きな衝撃と振動に耐えなければなりません。したがって、スリップリング全体の構造の剛性が非常に高いことが求められます。
5. 通信衛星など、一部の宇宙合流リングは10〜20年、あるいはそれ以上の期間動作する必要があります。真空環境下でのメンテナンスや修理は不可能であるため、これらの宇宙で使用されるスリップリングはメンテナンスフリーである必要があります。

したがって、宇宙用導電性スリップリングの要件に基づき、SPR-ing Optoelectronicsが開発した導電性スリップリングは、以下の技術指標を備えています。
a. 作業環境：安定範囲：-40℃〜+65℃
真空：1*10のマイナス3乗Pa
b. 電気的性能指標：静的接触抵抗変化：2mΩ以下
動的接触抵抗変化：6mΩ以下
                        
ノイズ電圧：低速時2mV/A以下、高速時5mV/A以下
絶縁抵抗：200MΩ以上
耐電圧：500V.AC.1分
電圧降下：0.4V以下（電力ループ）0.2V以下（信号ループ）
d. 摩擦トルク：0.8〜1N・m
e. 速度：0.06°/s（通常）0.6°/s（高速）
f. 寿命：1億5000万rpm