JP2016066512A - Slip ring device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a slip ring device which improves noise resistance.SOLUTION: The slip ring device includes: a shaft body that is rotatable around an axis; an electrode ring group including a plurality of electrode rings each being formed from a ring-shaped conductor and fixed to the shaft body so as to surround the shaft body; a brush group including a plurality of brushes each being formed from a conductor and disposed so as to be brought into contact with the plurality of electrode rings; and a plurality of insulators which are separated from each other in a length direction of the shaft body and provided so as to hold the electrode ring group and the brush group therebetween. The brush group is formed from a signaling brush to which a desired signal is transmitted and a shielding brush which is disposed proximately to the signaling brush and of which the voltage is fixed. The electrode ring group is formed from a signaling electrode ring that can be brought into contact with the signaling brush, and a shielding electrode ring which is disposed proximately to the signaling electrode ring and can be brought into contact with the shielding brush.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、スリップリング装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a slip ring device.

例えばアンテナ指向装置は、この装置の外部の信号源において生成された信号を受け取って、所望の方向に出力するものである。ここで、アンテナ指向装置のうち、少なくとも信号を出射する出力部位は回転するのに対して、出力部位に信号を供給する信号源は固定されている。このように、回転側の負荷と固定側の信号源とを電気的に接続するために、通常はスリップリング装置が用いられている。スリップリング装置は、回転側の負荷と固定側の信号源との間に、同軸ケーブルによって接続される。   For example, the antenna directing device receives a signal generated in a signal source outside the device and outputs the signal in a desired direction. Here, among the antenna directing devices, at least an output part that emits a signal rotates, while a signal source that supplies a signal to the output part is fixed. Thus, in order to electrically connect the load on the rotation side and the signal source on the fixed side, a slip ring device is usually used. The slip ring device is connected by a coaxial cable between a rotating load and a fixed signal source.

このように回転側の負荷と固定側の信号源との間に接続されるスリップリング装置においては、耐ノイズ性が高いことが要求される。   Thus, the slip ring device connected between the load on the rotating side and the signal source on the fixed side is required to have high noise resistance.

特開２０１２−１２４０４７号公報JP 2012-124047 A

実施形態は、耐ノイズ性に優れたスリップリング装置を提供することを目的とする。   Embodiment aims at providing the slip ring apparatus excellent in noise resistance.

実施形態に係るスリップリング装置は、軸周りに回転可能な軸体と、それぞれがリング形状の導電体によって構成されるとともに、前記軸体を囲うように前記軸体に固定された複数の電極リング、を有する電極リング群と、それぞれが導電体によって構成されるとともに、前記複数の電極リングに接触可能に配置された複数のブラシ、を有するブラシ群と、前記軸体の長手方向において互いに離間し、前記電極リング群および前記ブラシ群を間に挟むように設けられた複数の絶縁体と、を具備する。前記ブラシ群は、所望の信号が伝送される信号用ブラシ、および前記信号用ブラシに近接配置され、一定電圧であるシールド用ブラシ、によって構成され、前記電極リング群は、前記信号用ブラシに接触可能な信号用電極リング、および前記信号用電極リングに近接配置され、前記シールド用ブラシに接触可能なシールド用電極リング、によって構成される。   A slip ring device according to an embodiment includes a shaft body that is rotatable around an axis, and a plurality of electrode rings that are each configured by a ring-shaped conductor and that are fixed to the shaft body so as to surround the shaft body. And a plurality of brushes each configured to be in contact with the plurality of electrode rings, and spaced apart from each other in the longitudinal direction of the shaft body. And a plurality of insulators provided so as to sandwich the electrode ring group and the brush group. The brush group includes a signal brush for transmitting a desired signal, and a shielding brush that is disposed in proximity to the signal brush and has a constant voltage, and the electrode ring group is in contact with the signal brush. A signal electrode ring that is possible, and a shield electrode ring that is disposed close to the signal electrode ring and that can contact the shield brush.

第１の実施形態に係るスリップリング装置を示す正面図である。It is a front view which shows the slip ring apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るスリップリング装置の信号用電極リングおよび信号用ブラシを示す上面図である。It is a top view which shows the electrode ring for signals and the brush for signals of the slip ring apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るスリップリング装置のシールド用電極リングおよびシールド用ブラシを示す上面図である。It is a top view which shows the electrode ring for shielding and the brush for shielding of the slip ring apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るスリップリング装置の一組のブラシ群および一組の電極リング群を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows a set of brush groups and a set of electrode ring groups of the slip ring apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施形態に係るスリップリング装置を示す正面図である。It is a front view which shows the slip ring apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係るスリップリング装置の一組のブラシ群および一組の電極リング群を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows a set of brush groups and a set of electrode ring groups of the slip ring apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係るスリップリング装置を示す正面図である。It is a front view which shows the slip ring apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第３の実施形態に係るスリップリング装置の信号用電極リングおよび信号用ブラシを示す上面図である。It is a top view which shows the electrode ring for signals and the brush for signals of the slip ring apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 信号用ブラシおよびシールド用ブラシの変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the modification of a signal brush and a shield brush. 図８に示すシールド用ブラシおよびこのブラシに接するシールド用電極リングを示す上面図である。It is a top view which shows the brush for a shield shown in FIG. 8, and the electrode ring for a shield which touches this brush.

以下に、実施形態に係るスリップリング装置について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a slip ring device according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係るスリップリング装置を示す正面図である。なお、図１においては、カバーを取り除いた状態のスリップリング装置を示している。図１に示すスリップリング装置１０は、固定側の信号源（不図示）と、回転側の負荷（例えばアンテナ指向装置）（不図示）と、の間に同軸ケーブル（不図示）を介して接続され、信号源において生成された信号を負荷に伝送する。このスリップリング装置１０は、上下軸線方向に沿って回転する軸体１１、軸体１１の回転とともに回転する複数の電極リング１２、および複数の電極リング１２の外周面に接触する複数のブラシ１３、を備える。また、スリップリング装置１０は、複数の電極リング１２、複数のブラシ１３等を覆う筒状のカバー１４、を備える。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a front view showing a slip ring device according to a first embodiment. In addition, in FIG. 1, the slip ring apparatus of the state which removed the cover is shown. A slip ring device 10 shown in FIG. 1 is connected via a coaxial cable (not shown) between a fixed-side signal source (not shown) and a rotation-side load (for example, an antenna directing device) (not shown). The signal generated in the signal source is transmitted to the load. The slip ring device 10 includes a shaft body 11 that rotates along the vertical axis direction, a plurality of electrode rings 12 that rotate with the rotation of the shaft body 11, and a plurality of brushes 13 that come into contact with the outer peripheral surfaces of the plurality of electrode rings 12. Is provided. The slip ring device 10 includes a cylindrical cover 14 that covers the plurality of electrode rings 12, the plurality of brushes 13, and the like.

軸体１１は、例えばロータシャフトであって、軸受１５を介して固定体１６に、軸周りに回転自在に支持されている。   The shaft body 11 is, for example, a rotor shaft, and is supported by a fixed body 16 via a bearing 15 so as to be rotatable around an axis.

複数の電極リング１２の各々は、リング状の導電体であって、外周面には金めっきが施されており、軸体１１を囲うように軸体１１に固定されている。従って、複数の電極リング１２の各々は、軸体１１の回転によって回転する。複数の電極リング１２は、後述する信号用ブラシ１３ｓが接触することにより、信号源（不図示）において生成された信号が伝送される複数の信号用電極リング１２ｓ、および後述するシールド用ブラシ１３ｇが接触することにより一定電位（例えば接地電位）となる複数のシールド用電極リング１２ｇ、によって構成される。   Each of the plurality of electrode rings 12 is a ring-shaped conductor, the outer peripheral surface of which is plated with gold, and is fixed to the shaft body 11 so as to surround the shaft body 11. Accordingly, each of the plurality of electrode rings 12 is rotated by the rotation of the shaft body 11. The plurality of electrode rings 12 are contacted by a later-described signal brush 13s, whereby a plurality of signal electrode rings 12s to which a signal generated in a signal source (not shown) is transmitted and a later-described shield brush 13g. The plurality of shield electrode rings 12g are brought to a constant potential (for example, ground potential) by contact with each other.

互いに近接する信号用電極リング１２ｓおよびシールド用電極リング１２ｇは、互いに等しい直径（外径）のリング形状であって、軸体１１の長手方向に沿う方向に、わずかに離間して積層配置されており、一組の電極リング群１２Ｇを構成する。複数の電極リング１２は、複数組の電極リング群１２Ｇによって構成され、複数組の電極リング群１２Ｇは、軸体１１の長手方向に沿う方向に積層配置される。   The signal electrode ring 12s and the shield electrode ring 12g that are close to each other have a ring shape with the same diameter (outer diameter), and are stacked in a slightly spaced manner in the direction along the longitudinal direction of the shaft body 11. And constitutes a set of electrode ring groups 12G. The plurality of electrode rings 12 are constituted by a plurality of sets of electrode ring groups 12G, and the plurality of sets of electrode ring groups 12G are stacked in a direction along the longitudinal direction of the shaft body 11.

電極リング群１２Ｇを構成する信号用電極リング１２ｓおよびシールド用電極リング１２ｇは、自身の特性インピーダンスが、各電極リング１２ｓ、１２ｇおよび後述のブラシ１３に接続される同軸ケーブル（不図示）の特性インピーダンスに実質的に一致するように設けられている。この結果、スリップリング装置１０に接続される同軸ケーブルとのインピーダンスの不整合が抑制される。なお、ここで述べる特性インピーダンスの実質的な一致とは、一致のみならず、相違する場合であっても、要求される性能を満足する程度に相違する場合も含まれる。以下、同様である。   The signal electrode ring 12s and the shield electrode ring 12g constituting the electrode ring group 12G have their own characteristic impedances, that is, characteristic impedances of coaxial cables (not shown) connected to the electrode rings 12s and 12g and the brush 13 described later. Are provided so as to substantially coincide with each other. As a result, impedance mismatch with the coaxial cable connected to the slip ring device 10 is suppressed. Note that the substantial matching of characteristic impedances described here includes not only matching but also cases where they differ to such an extent that required performance is satisfied. The same applies hereinafter.

各組の電極リング群１２Ｇは、軸体１１の長手方向において互いに離間するように設けられたリング状の２枚の絶縁体１７の間に挟まれている。２枚の絶縁体１７の各々は、軸体１１を囲うように軸体１１に固定されており、軸体１１の回転とともに回転する。これらの絶縁体１７は、各組の電極リング群１２Ｇを構成する複数の電極リング１２ｓ、１２ｇの外周面より外側にはみ出すように形成されている。この結果、各組の電極リング群１２Ｇの全体が絶縁体１７間に挟まれ、さらに、複数の電極リング１２ｓ、１２ｇに接触する複数のブラシ１３も、絶縁体１７の間に挟まれるように配置される。   Each group of electrode ring groups 12G is sandwiched between two ring-shaped insulators 17 provided so as to be separated from each other in the longitudinal direction of the shaft body 11. Each of the two insulators 17 is fixed to the shaft body 11 so as to surround the shaft body 11, and rotates with the rotation of the shaft body 11. These insulators 17 are formed so as to protrude outside the outer peripheral surfaces of the plurality of electrode rings 12s and 12g constituting each set of electrode ring group 12G. As a result, the entire electrode ring group 12G of each set is sandwiched between the insulators 17, and the plurality of brushes 13 that contact the plurality of electrode rings 12s and 12g are also disposed between the insulators 17. Is done.

なお、これらの電極リング１２ｓ、１２ｇは、一端が電極リング１２ｓ、１２ｇの内周面に固定されるとともに、他端が軸体１１に固定されたフランジ部１８の開口（不図示）から上方に引出され、電極リング１２ｓ、１２ｇの内部に配置された同軸ケーブル（不図示）を介して、フランジ部１８の上方に配置されるアンテナ指向装置（不図示）等の回転する負荷に接続される。   The electrode rings 12 s and 12 g have one end fixed to the inner peripheral surface of the electrode rings 12 s and 12 g and the other end upward from an opening (not shown) of the flange portion 18 fixed to the shaft body 11. It is pulled out and connected to a rotating load such as an antenna directing device (not shown) arranged above the flange portion 18 via a coaxial cable (not shown) arranged inside the electrode rings 12s and 12g.

複数のブラシ１３は、信号源（不図示）において生成された信号が伝送され、複数の信号用電極リング１２ｓに接触可能な複数の信号用ブラシ１３ｓ、および一定電位（例えば接地電位）であり、複数のシールド用電極リング１２ｇに接触可能な複数のシールド用ブラシ１３ｇ、によって構成される。   The plurality of brushes 13 are transmitted with signals generated in a signal source (not shown), are a plurality of signal brushes 13s that can contact the plurality of signal electrode rings 12s, and a constant potential (for example, ground potential), The plurality of shielding brushes 13g that can come into contact with the plurality of shielding electrode rings 12g.

互いに離間して近接配置される信号用ブラシ１３ｓおよびシールド用ブラシ１３ｇは、一組のブラシ群１３Ｇを構成する。複数のブラシ１３は、複数組のブラシ群１３Ｇによって構成される。   The signal brushes 13s and the shield brushes 13g that are arranged close to each other apart from each other constitute a set of brush groups 13G. The plurality of brushes 13 includes a plurality of sets of brush groups 13G.

図２Ａは、信号用電極リングおよび信号用ブラシを示す上面図である。図２Ａに示すように、信号用電極リング１２ｓに接する信号用ブラシ１３ｓは、金等の導電性材料によって構成される一対の針状導電体である。信号用ブラシ１３ｓを構成する針状導電体は、絶縁性のブラシホルダ１９に固定されており、ブラシホルダ１９から離れるにしたがって互いの間隔が離れるように、ハ字状に設けられている。そして、信号用ブラシ１３ｓは、「ハ」字状に設けられた一対の針状導電体の間に配置される信号用電極リング１２ｓの外周面に接するように設けられている。   FIG. 2A is a top view showing a signal electrode ring and a signal brush. As shown in FIG. 2A, the signal brush 13s in contact with the signal electrode ring 12s is a pair of needle-like conductors made of a conductive material such as gold. The needle-like conductors constituting the signal brush 13 s are fixed to an insulating brush holder 19, and are provided in a C shape so that the distance from each other increases as the distance from the brush holder 19 increases. The signal brush 13s is provided so as to be in contact with the outer peripheral surface of the signal electrode ring 12s disposed between a pair of needle-like conductors provided in a “C” shape.

図２Ｂは、シールド用電極リングおよびシールド用ブラシを示す上面図である。図２Ｂに示すように、シールド用電極リング１２ｇおよびシールド用ブラシ１３ｇについても、信号用電極リング１２ｓおよび信号用ブラシ１３ｓと同様に設けられている。   FIG. 2B is a top view showing the shielding electrode ring and the shielding brush. As shown in FIG. 2B, the shield electrode ring 12g and the shield brush 13g are also provided in the same manner as the signal electrode ring 12s and the signal brush 13s.

なお、各々のブラシ１３ｓ、１３ｇは、スリップリング装置１０の外部に固定配置された信号源（不図示）に、同軸ケーブル（不図示）を介して接続されている。   Each brush 13s, 13g is connected to a signal source (not shown) fixedly arranged outside the slip ring device 10 via a coaxial cable (not shown).

図３は、一組のブラシ群および一組の電極リング群を示す要部拡大図である。図３に示すように、一組のブラシ群１３Ｇを構成する信号用ブラシ１３ｓおよびシールド用ブラシ１３ｇは、自身の特性インピーダンスが、各電極リング１２ｓ、１２ｇおよびブラシ群１３Ｇに接続されるそれぞれの同軸ケーブル（不図示）の特性インピーダンスに実質的に一致するように、並行２線線路を形成している。   FIG. 3 is an enlarged view of a main part showing a set of brush groups and a set of electrode ring groups. As shown in FIG. 3, the signal brushes 13s and the shielding brushes 13g constituting the set of brush groups 13G have their own characteristic impedances connected to the respective electrode rings 12s, 12g and the brush groups 13G. Parallel two-wire lines are formed so as to substantially match the characteristic impedance of a cable (not shown).

ここで、並行２線線路を形成する信号用ブラシ１３ｓおよびシールド用ブラシ１３ｇの特性インピーダンスＺは、以下の式（１）によって算出される。   Here, the characteristic impedance Z of the signal brush 13s and the shield brush 13g forming the parallel two-wire line is calculated by the following equation (1).

Ｚ＝（１／π）（μ／ε）１／２ ｃｏｓｈ−１（Ｄ／ｄ）・・・式（１）
なお、式（１）において、μは透磁率、εは誘電率、Ｄはブラシ（針状導電体）間の距離、ｄはブラシを構成する針状導電体の直径、ｃｏｓｈ−１は逆双曲線関数、を示す。 Z = (1 / π) (μ / ε) 1/2 cos −1 (D / d) (1)
In equation (1), μ is the magnetic permeability, ε is the dielectric constant, D is the distance between the brushes (acicular conductors), d is the diameter of the acicular conductors constituting the brush, and cosh −1 is the inverse hyperbola. Function.

一組のブラシ群１３Ｇを構成する信号用ブラシ１３ｓおよびシールド用ブラシ１３ｇは、式（１）を用いて算出される自身の特性インピーダンスＺが、同軸ケーブルの特性インピーダンス（例えば５０Ω）に実質的に一致するように形成されている。この結果、信号用ブラシ１３ｓおよびシールド用ブラシ１３ｇは、これらのブラシ１３ｓ、１３ｇに接続される同軸ケーブルと同様の電気的構成を有し、同軸ケーブルとのインピーダンスの不整合が抑制される。   The signal brush 13s and the shield brush 13g constituting the set of brush groups 13G have their own characteristic impedance Z calculated using the equation (1) substantially equal to the characteristic impedance (for example, 50Ω) of the coaxial cable. It is formed to match. As a result, the signal brush 13s and the shield brush 13g have the same electrical configuration as the coaxial cable connected to the brushes 13s and 13g, and impedance mismatch with the coaxial cable is suppressed.

以上に説明した第１の実施形態に係るスリップリング装置１０によれば、一定電位となるシールド用電極リング１２ｇを信号用電極リング１２ｓに近接配置し、これらを一組の電極リング群１２Ｇとして用いている。また、シールド用ブラシ１３ｇを信号用ブラシ１３ｓに近傍配置し、これらを一組のブラシ群１３Ｇとして用いている。さらに、これら一組の電極リング群１２Ｇおよび一組のブラシ群１３Ｇは、絶縁体１７に挟まれている。したがって、耐ノイズ性に優れたスリップリング装置を提供することができる。   According to the slip ring device 10 according to the first embodiment described above, the shield electrode ring 12g having a constant potential is disposed close to the signal electrode ring 12s, and these are used as a set of electrode ring groups 12G. ing. Further, the shielding brush 13g is arranged in the vicinity of the signal brush 13s, and these are used as a set of brush groups 13G. Further, the set of electrode ring groups 12G and the set of brush groups 13G are sandwiched between insulators 17. Therefore, a slip ring device having excellent noise resistance can be provided.

＜第２の実施形態＞
図４は、第２の実施形態に係るスリップリング装置を示す正面図である。なお、図４においても、カバーを取り除いた状態のスリップリング装置を示している。このスリップリング装置２０は、第１の実施形態に係るスリップリング装置１０と比較して、各組の電極リング群２２Ｇの構成が異なっている。また、電極リング群２２Ｇの構成の相違にともなって、各組のブラシ群２３Ｇの構成が異なっている。なお、他の構成については第１の実施形態に係るスリップリング装置１０と同様であるため、説明を省略する。 <Second Embodiment>
FIG. 4 is a front view showing the slip ring device according to the second embodiment. FIG. 4 also shows the slip ring device with the cover removed. The slip ring device 20 is different from the slip ring device 10 according to the first embodiment in the configuration of each group of electrode ring groups 22G. Further, the configuration of each group of brush groups 23G differs with the difference in configuration of the electrode ring group 22G. Since other configurations are the same as those of the slip ring device 10 according to the first embodiment, description thereof is omitted.

図４に示すように、各組の電極リング群２２Ｇは、信号用電極リング２２ｓ、およびこの電極リング２２ｓを間に挟むように配置された２つのシールド用電極リング２２ｇ、によって構成される。これらの電極リング２２ｓ、２２ｇは、互いに離間して近接配置されている。信号用電極リング２２ｓは、後述の信号用ブラシ２３ｓが接触することにより信号が伝送される電極リングであり、各々のシールド用電極リング２２ｇは、接地された後述のシールド用ブラシ２３ｇが接触することにより接地される電極リングである。これらの電極リング２２ｓ、２２ｇは、互いに等しい直径（外径）のリング形状である。   As shown in FIG. 4, each group of electrode ring groups 22G includes a signal electrode ring 22s and two shield electrode rings 22g arranged so as to sandwich the electrode ring 22s therebetween. These electrode rings 22s and 22g are arranged in close proximity to each other. The signal electrode ring 22s is an electrode ring through which a signal is transmitted when a later-described signal brush 23s comes into contact. Each shield electrode ring 22g comes into contact with a later-described shield brush 23g that is grounded. This is an electrode ring that is grounded by. These electrode rings 22s and 22g are ring shapes having the same diameter (outer diameter).

このような各組の電極リング群２２Ｇが、中空円盤状の２枚の絶縁体１７の間に挟まれている。   Each set of electrode ring groups 22G is sandwiched between two hollow disk-shaped insulators 17.

また、このような各組の電極リング群２２Ｇの構成に対応して、各組のブラシ群２３Ｇは、信号用ブラシ２３ｓおよびこのブラシ２３ｓを間に挟むように配置された２つのシールド用ブラシ２３ｇ、によって構成される。これらのブラシ２３ｓ、２３ｇは、互いに離間して近接配置されている。信号用ブラシ２３ｓは、信号源（不図示）から信号が伝送されるブラシであり、各々のシールド用ブラシ２３ｇは、接地されたブラシである。   Corresponding to the configuration of each group of electrode ring groups 22G, each group of brush groups 23G includes a signal brush 23s and two shield brushes 23g arranged so as to sandwich the brush 23s therebetween. It is comprised by. The brushes 23s and 23g are arranged in close proximity to each other. The signal brush 23s is a brush that transmits a signal from a signal source (not shown), and each shield brush 23g is a grounded brush.

図５は、一組のブラシ群および一組の電極リング群を示す要部拡大図である。図５に示すように、一組のブラシ群２３Ｇを構成する信号用ブラシ２３ｓおよび信号用ブラシ２３ｓの上方において隣接する一方のシールド用ブラシ２３ｇは、上述の式（１）を用いて算出される自身の特性インピーダンスＺが、スリップリング装置２０に接続される同軸ケーブルの特性インピーダンス（例えば５０Ω）に実質的に一致するように、並行２線線路を形成している。同様に、信号用ブラシ２３ｓおよび信号用ブラシ２３の下方において隣接する他方のシールド用ブラシ２３ｇも、上述の式（１）を用いて算出される自身の特性インピーダンスＺが、スリップリング装置２０に接続される同軸ケーブルの特性インピーダンス（例えば５０Ω）に実質的に一致するように、並行２線線路を形成している。この結果、信号用ブラシ２３ｓおよび各シールド用ブラシ２３ｇは、これらのブラシ２３ｓ、２３ｇに接続される同軸ケーブルと同様の電気的構成を有し、同軸ケーブルとのインピーダンスの不整合が抑制される。   FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing a set of brush groups and a set of electrode ring groups. As shown in FIG. 5, the signal brush 23s and the one shielding brush 23g adjacent to the upper side of the signal brush 23s constituting the pair of brush groups 23G are calculated using the above-described equation (1). The parallel two-line line is formed so that its own characteristic impedance Z substantially matches the characteristic impedance (for example, 50Ω) of the coaxial cable connected to the slip ring device 20. Similarly, the signal brush 23s and the other shielding brush 23g adjacent to the lower side of the signal brush 23 also have their own characteristic impedance Z calculated using the above equation (1) connected to the slip ring device 20. The parallel two-wire lines are formed so as to substantially match the characteristic impedance (for example, 50Ω) of the coaxial cable. As a result, the signal brush 23s and the shielding brushes 23g have the same electrical configuration as the coaxial cables connected to the brushes 23s and 23g, and impedance mismatch with the coaxial cables is suppressed.

以上に説明した第２の実施形態に係るスリップリング装置２０においても、接地されたシールド用電極リング２２ｇを信号用電極リング２２ｓに近接配置し、これらを一組の電極リング群２２Ｇとして用いている。また、シールド用ブラシ２３ｇを信号用ブラシ２３ｓに近傍配置し、これらを一組のブラシ群２３Ｇとして用いている。さらに、これら一組の電極リング群２２Ｇおよび一組のブラシ群２３Ｇは、絶縁体１７の間に挟まれている。したがって、耐ノイズ性に優れたスリップリング装置を提供することができる。   Also in the slip ring device 20 according to the second embodiment described above, the grounded shield electrode ring 22g is disposed close to the signal electrode ring 22s, and these are used as a set of electrode ring groups 22G. . Further, the shielding brush 23g is arranged in the vicinity of the signal brush 23s, and these are used as a set of brush groups 23G. Further, the set of electrode ring groups 22G and the set of brush groups 23G are sandwiched between insulators 17. Therefore, a slip ring device having excellent noise resistance can be provided.

さらに、第２の実施形態に係るスリップリング装置２０においては、信号用電極リング２２ｓを接地された２つのシールド用電極リング２２ｇの間に挟むように配置するとともに、信号用ブラシ２３ｓを接地された２つのシールド用ブラシ２３ｇの間に挟むように配置している。したがって、第１の実施形態に係るスリップリング装置１０と比較して、より耐ノイズ性に優れたスリップリング装置を提供することができる。   Furthermore, in the slip ring device 20 according to the second embodiment, the signal electrode ring 22s is disposed so as to be sandwiched between two grounded electrode rings 22g, and the signal brush 23s is grounded. They are arranged so as to be sandwiched between two shielding brushes 23g. Therefore, compared with the slip ring apparatus 10 which concerns on 1st Embodiment, the slip ring apparatus excellent in noise resistance can be provided.

＜第３の実施形態＞
図６は、第３の実施形態に係るスリップリング装置を示す正面図である。なお、図６においても、カバーを取り除いた状態のスリップリング装置を示している。このスリップリング装置３０は、第２の実施形態に係るスリップリング装置２０と比較して、各組の電極リング群３２Ｇの構成が異なっている。また、電極リング群３２Ｇの構成の相違にともなって、各組のブラシ群３３Ｇの構成が異なっている。なお、他の構成については第２の実施形態に係るスリップリング装置２０と同様であるため、説明を省略する。 <Third Embodiment>
FIG. 6 is a front view showing a slip ring device according to a third embodiment. FIG. 6 also shows the slip ring device with the cover removed. The slip ring device 30 is different from the slip ring device 20 according to the second embodiment in the configuration of each group of electrode ring groups 32G. Further, the configuration of each group of brush groups 33G differs with the difference in configuration of the electrode ring group 32G. Since other configurations are the same as those of the slip ring device 20 according to the second embodiment, description thereof is omitted.

図６に示すように、各組の電極リング群３２Ｇは、信号用電極リング３２ｓ、およびこの電極リング３２ｓを間に挟むように配置された２つのシールド用電極リング３２ｇ、によって構成される。この点においては、第２の実施形態に係るスリップリング装置２０と同様である。   As shown in FIG. 6, each set of electrode ring group 32G includes a signal electrode ring 32s and two shield electrode rings 32g arranged so as to sandwich the electrode ring 32s therebetween. This is the same as the slip ring device 20 according to the second embodiment.

しかしながら、第３の実施形態に係るスリップリング装置３０において、各組の電極リング群３２Ｇを構成する信号用電極リング３２ｓと、シールド用電極リング３２ｇとは、互いに直径（外径）が異なるリング形状である。信号用電極リング３２ｓの直径（外径）は、シールド用電極リング３２ｇの直径（外径）より小さくなっている。   However, in the slip ring device 30 according to the third embodiment, the signal electrode ring 32s and the shield electrode ring 32g constituting each set of electrode ring group 32G have ring shapes having different diameters (outer diameters). It is. The diameter (outer diameter) of the signal electrode ring 32s is smaller than the diameter (outer diameter) of the shielding electrode ring 32g.

そして、このような各組の電極リング群３２Ｇが、中空円盤状の２枚の絶縁体１７の間に挟まれている。   Each set of electrode ring groups 32G is sandwiched between two insulators 17 each having a hollow disk shape.

また、第２の実施形態に係るスリップリング装置２０と同様に、各組のブラシ群３３Ｇは、信号用ブラシ３３ｓおよびこのブラシ３３ｓを間に挟むように配置された２つのシールド用ブラシ３３ｇ、によって構成される。   Similarly to the slip ring device 20 according to the second embodiment, each group of brush groups 33G includes a signal brush 33s and two shield brushes 33g disposed so as to sandwich the brush 33s therebetween. Composed.

しかしながら、各組の電極リング群３２Ｇの構成に対応して、信号用ブラシ３３ｓの曲率と、シールド用ブラシ３３ｇの曲率とは互いに異なっている。ここで、ブラシの曲率とは、ブラシを構成する２本の針状導電体の開き具合を示す。「曲率が大きい」とは、２本の針状導電体の開き具合が大きいことを示し、「曲率が小さい」とは、２本の針状導電体の開き具合が小さいことを示す。   However, the curvature of the signal brush 33s and the curvature of the shield brush 33g are different from each other in accordance with the configuration of each pair of electrode ring groups 32G. Here, the curvature of the brush indicates the degree of opening of the two needle-like conductors constituting the brush. “Large curvature” indicates that the opening degree of the two needle-shaped conductors is large, and “small curvature” indicates that the opening degree of the two needle-shaped conductors is small.

図７は、信号用電極リングおよび信号用ブラシを示す上面図である。なお、図中の点線は、シールド用電極リング３２ｇおよびシールド用ブラシ３３ｇを示している。図７から明らかなように、信号用電極リング３２ｓの直径（外径）は、シールド用電極リング３２ｇの直径（外径）より小さくなっている。したがって、信号用電極リング３２ｓに接する信号用ブラシ３３ｓの曲率は、シールド用電極リング３２ｇに接するシールド用ブラシ３３ｇの曲率より小さくなっている。   FIG. 7 is a top view showing the signal electrode ring and the signal brush. In addition, the dotted line in a figure has shown the electrode ring 32g for a shield, and the brush 33g for a shield. As is clear from FIG. 7, the diameter (outer diameter) of the signal electrode ring 32s is smaller than the diameter (outer diameter) of the shielding electrode ring 32g. Therefore, the curvature of the signal brush 33s in contact with the signal electrode ring 32s is smaller than the curvature of the shield brush 33g in contact with the shield electrode ring 32g.

以上に説明した第３の実施形態に係るスリップリング装置３０においても、信号用電極リング３２ｓを２つのシールド用電極リング３２ｇの間に挟むように配置するとともに、信号用ブラシ３３ｓを２つのシールド用ブラシ３３ｇの間に挟むように配置している。したがって、耐ノイズ性に優れたスリップリング装置を提供することができる。   Also in the slip ring device 30 according to the third embodiment described above, the signal electrode ring 32s is arranged so as to be sandwiched between the two shield electrode rings 32g, and the signal brush 33s is used for the two shields. It arrange | positions so that it may pinch | interpose between the brushes 33g. Therefore, a slip ring device having excellent noise resistance can be provided.

さらに、第３の実施形態に係るスリップリング装置３０においては、信号用電極リング３２ｓの直径（外径）を、シールド用電極リング３２ｇの直径（外径）より小さくしているとともに、信号用ブラシ３３ｓの曲率を、シールド用ブラシ３３ｇの曲率より小さくしている。この結果、第２の実施形態に係るスリップリング装置２０と比較して、信号用電極リング３２ｓがより確実にシールド用電極リング３２ｇに囲まれるとともに、信号用ブラシ３３ｓがより確実にシールド用ブラシ３３ｇに囲まれる。この結果、第２の実施形態に係るスリップリング装置２０と比較して、より耐ノイズ性に優れたスリップリング装置を提供することができる。   Furthermore, in the slip ring device 30 according to the third embodiment, the diameter (outer diameter) of the signal electrode ring 32s is made smaller than the diameter (outer diameter) of the shielding electrode ring 32g, and the signal brush The curvature of 33s is made smaller than the curvature of the shielding brush 33g. As a result, compared with the slip ring device 20 according to the second embodiment, the signal electrode ring 32s is more reliably surrounded by the shield electrode ring 32g, and the signal brush 33s is more reliably shielded. Surrounded by As a result, it is possible to provide a slip ring device that is more excellent in noise resistance than the slip ring device 20 according to the second embodiment.

以上に、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although the embodiment of the present invention has been described above, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

例えば、上記第２、第３の実施形態に係るスリップリング装置２０、３０において、シールド用ブラシ２３ｇ、３３ｇは、左右１本ずつの針状導電体によって構成されており、シールド用ブラシ２３ｇ、３３ｇは、シールド用電極リング２２ｇ、３２ｇに対して２箇所で接している。しかしながら、シールド用ブラシを構成する針状導電体の数はこれに限定されない。例えば図８に示すように、シールド用ブラシ４３ｇは、左右２本ずつの針状導電体によって構成されてもよい。すなわち、シールド用ブラシ４３ｇは、左右１本ずつの針状導電体によって構成される第１のシールド用ブラシ４３ｇ−１、および左右１本ずつの針状導電体によって構成され、第１のシールド用ブラシ４３ｇ−１より小さい曲率を有する第２のシールド用ブラシ４３ｇ−２、によって構成されてもよい。このように、シールド用ブラシ４３ｇを、互いに曲率が異なる複数対の針状導電体によって構成することにより、シールド用ブラシ４３ｇとシールド用電極リング２２ｇ、３２ｇとの接触の信頼性を向上させることができる。   For example, in the slip ring devices 20 and 30 according to the second and third embodiments, the shielding brushes 23g and 33g are configured by one needle-like conductor on each of the left and right sides, and the shielding brushes 23g and 33g. Are in contact with the shielding electrode rings 22g and 32g at two locations. However, the number of acicular conductors constituting the shielding brush is not limited to this. For example, as shown in FIG. 8, the shielding brush 43g may be constituted by two needle-like conductors on the left and right. That is, the shielding brush 43g is composed of the first shielding brush 43g-1 constituted by the left and right needle-like conductors, and the left and right needle-like conductors, and is used for the first shielding. The second shield brush 43g-2 may have a curvature smaller than that of the brush 43g-1. Thus, the reliability of the contact between the shielding brush 43g and the shielding electrode rings 22g and 32g can be improved by configuring the shielding brush 43g with a plurality of pairs of needle-like conductors having different curvatures. it can.

すなわち、シールド用電極リング２２ｇ、３２ｇは回転するため振動する。この振動周波数がシールド用ブラシ４３ｇの共振周波数に一致したとき、シールド用ブラシ４３ｇも振動して、シールド用電極リング２２ｇ、３２ｇから離れ、両者が電気的に絶縁される。しかしながら、シールド用ブラシ４３ｇの共振周波数は、一対の針状導電体の曲率によって異なる。したがって、図９に示すように、シールド用ブラシ４３ｇを、互いに曲率が異なる複数対の針状導電体によって構成された第１、第２のシールド用ブラシ４３ｇ−１、４３ｇ−２によって構成することにより、第１のシールド用ブラシ４３ｇ−１と第２のシールド用ブラシ４３ｇ−２とで互いに共振周波数を異ならせることができる。このため、例えば第１のシールド用ブラシ４３ｇ−１が共振してシールド用電極リング２２ｇ、３２ｇから離れても、共振周波数が異なる第２のシールド用ブラシ４３ｇ−２は共振せず、シールド用電極リング２２ｇ、３２ｇに接したままとなる。したがって、シールド用ブラシ４３ｇとシールド用電極リング２２ｇ、３２ｇとの接触の信頼性を向上させることができる。   That is, the shield electrode rings 22g and 32g vibrate because they rotate. When this vibration frequency coincides with the resonance frequency of the shielding brush 43g, the shielding brush 43g also vibrates and is separated from the shielding electrode rings 22g and 32g, and both are electrically insulated. However, the resonance frequency of the shielding brush 43g varies depending on the curvature of the pair of needle conductors. Therefore, as shown in FIG. 9, the shielding brush 43g is constituted by the first and second shielding brushes 43g-1 and 43g-2 which are constituted by a plurality of pairs of needle-like conductors having different curvatures. Thus, the resonance frequency can be made different between the first shielding brush 43g-1 and the second shielding brush 43g-2. For this reason, for example, even if the first shield brush 43g-1 resonates and separates from the shield electrode rings 22g and 32g, the second shield brush 43g-2 having a different resonance frequency does not resonate, and the shield electrode It remains in contact with the rings 22g and 32g. Therefore, the reliability of contact between the shielding brush 43g and the shielding electrode rings 22g and 32g can be improved.

１０、２０、３０・・・スリップリング装置
１１・・・軸体
１２、２２、３２・・・電極リング
１２ｓ、２２ｓ、３２ｓ・・・信号用電極リング
１２ｇ、２２ｇ、３２ｇ・・・シールド用電極リング
１２Ｇ、２２Ｇ、３２Ｇ・・・電極リング群
１３、２３、３３・・・ブラシ
１３ｓ、２３ｓ、３３ｓ・・・信号用ブラシ
１３ｇ、２３ｇ、３３ｇ、４３ｇ・・・シールド用ブラシ
１３Ｇ、２３Ｇ、３３Ｇ・・・ブラシ群
１４・・・カバー
１５・・・軸受
１６・・・固定体
１７・・・絶縁体
１８・・・フランジ部
１９・・・ブラシホルダ
４３ｇ−１・・・第１のシールド用ブラシ
４３ｇ−２・・・第２のシールド用ブラシ 10, 20, 30 ... slip ring device 11 ... shaft bodies 12, 22, 32 ... electrode rings 12s, 22s, 32s ... signal electrode rings 12g, 22g, 32g ... shield electrodes Rings 12G, 22G, 32G ... electrode ring groups 13, 23, 33 ... brushes 13s, 23s, 33s ... signal brushes 13g, 23g, 33g, 43g ... shield brushes 13G, 23G, 33G ... Brush group 14 ... Cover 15 ... Bearing 16 ... Fixed body 17 ... Insulator 18 ... Flange part 19 ... Brush holder 43g-1 ... First shield Brush 43g-2 ... Second shield brush

Claims (5)

軸周りに回転可能な軸体と、
それぞれがリング形状の導電体によって構成されるとともに、前記軸体を囲うように前記軸体に固定された複数の電極リング、を有する電極リング群と、
それぞれが導電体によって構成されるとともに、前記複数の電極リングに接触可能に配置された複数のブラシ、を有するブラシ群と、
前記軸体の長手方向において互いに離間し、前記電極リング群および前記ブラシ群を間に挟むように設けられた複数の絶縁体と、
を具備し、
前記ブラシ群は、所望の信号が伝送される信号用ブラシ、および前記信号用ブラシに近接配置され、一定電圧であるシールド用ブラシ、によって構成され、
前記電極リング群は、前記信号用ブラシに接触可能な信号用電極リング、および前記信号用電極リングに近接配置され、前記シールド用ブラシに接触可能なシールド用電極リング、によって構成されることを特徴とするスリップリング装置。 A shaft body rotatable around the axis;
An electrode ring group having a plurality of electrode rings each configured by a ring-shaped conductor and fixed to the shaft body so as to surround the shaft body,
A brush group each having a plurality of brushes arranged to be in contact with the plurality of electrode rings, each being constituted by a conductor;
A plurality of insulators that are spaced apart from each other in the longitudinal direction of the shaft body and that sandwich the electrode ring group and the brush group,
Comprising
The brush group is configured by a signal brush that transmits a desired signal, and a shielding brush that is arranged close to the signal brush and has a constant voltage,
The electrode ring group includes a signal electrode ring that can contact the signal brush, and a shield electrode ring that is disposed in proximity to the signal electrode ring and can contact the shield brush. And slip ring device. 前記ブラシ群は、所望の信号が伝送される信号用ブラシ、および前記信号用ブラシを間に挟むように前記信号用ブラシに近接配置され、互いに接地される複数のシールド用ブラシ、によって構成され、
前記電極リング群は、前記信号用ブラシに接触可能な信号用電極リング、および前記信号用電極リングを間に挟むように前記信号用電極リングに近接配置され、前記複数のシールド用ブラシに接触可能な複数のシールド用電極リング、によって構成されることを特徴とする請求項１に記載のスリップリング装置。 The brush group is composed of a signal brush for transmitting a desired signal, and a plurality of shield brushes that are arranged close to the signal brush so as to sandwich the signal brush therebetween and are grounded to each other.
The electrode ring group is disposed in proximity to the signal electrode ring so as to sandwich the signal electrode ring, and the signal electrode ring can contact the plurality of shielding brushes. The slip ring device according to claim 1, comprising a plurality of shielding electrode rings. 前記信号用電極リングの直径は、前記シールド用電極リングの直径より小さいことを特徴とする請求項２に記載のスリップリング装置。   The slip ring device according to claim 2, wherein the diameter of the signal electrode ring is smaller than the diameter of the shield electrode ring. 前記信号用ブラシの曲率は、前記シールド用ブラシの曲率より小さいことを特徴とする請求項３に記載のスリップリング装置。   The slip ring device according to claim 3, wherein a curvature of the signal brush is smaller than a curvature of the shield brush. 前記信号用ブラシと前記シールド用ブラシとは、並行２線線路を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスリップリング装置。   The slip ring device according to claim 1, wherein the signal brush and the shield brush form a parallel two-wire line.
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