JP2986281B2

JP2986281B2 - 信号伝送装置

Info

Publication number: JP2986281B2
Application number: JP4070640A
Authority: JP
Inventors: 優星野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1999-12-06
Anticipated expiration: 2014-12-06
Also published as: JPH0590830A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は信号伝送装置に係り、特
に、回転部分と固定部分の相互間における信号伝送のた
めの信号伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転する部分と固定する部分相互
間信号の伝送には、送信アンテナと受信アンテナとを用
いて信号を授受する方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方式で
は、外部からの雑音の混入や雑音源となることがさけら
れず、正確な信号伝送が要求される場合には問題があっ
た。

【０００４】本発明の目的は、回転部と固定部相互間の
信号伝送において外部からの雑音混入がなく、外部への
雑音源ともならずしかも容易に製造し得る簡単な構造の
信号伝送装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を有する本発明
は、樹脂製円盤の両面に金属被膜を形成し、一方の面を
アースとし、他方の面をアンテナ面とし、アンテナ面を
相互に対面させて、信号の送受信を行なうようにした。

【０００６】また、前記対面されたアンテナ面間に、絶
縁性シートを配設した。

【０００７】

【作用】而して上記した信号伝送装置は、樹脂製円盤の
両面に金属被膜を形成し、一方の面をアースとし、他方
の面をアンテナ面とする。これは、プリント基盤すなわ
ちガラスエポキシ樹脂製の基盤の両面に銅を貼り付け、
エッチング加工をして、円形状のアンテナ部とする。こ
のように形成することによってアンテナ部を簡単に製造
することができ、しかもガラスエポキシ樹脂を使用する
ことによって材質が均質であるため、安定した送受信を
行なうことができる。

【０００８】また、対面したアンテナ面間に絶縁性シー
トを配設することにより、アンテナ面の接触を防止で
き、万一、両アンテナ面が接触することがあっても、電
気的特性を確保する。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の原理説明図である。図１に
おいて、信号伝送装置１００は、中空の電磁シールド体
１０３内に、それぞれ導線が引出された２個一対のリン
グ状導電体１０１，１０２を互いに所定の間隔を置いて
同軸上に対向配置し、かつ、いずれか一方のリング状導
電体を前記軸を中心として周方向に回転可能に設けて構
成される。

【００１０】次に、本発明にかかる信号伝送装置を用い
たロータリー式チューブ検査機の構成について図２、図
３及び図４を参照して説明する。このロータリー式チュ
ーブ検査機２は、基台３５と、モータ３６と、回転軸３
７と、回転検査台１２と、カム４６と、カムフォロア４
７と、ホルダー昇降回転軸４８と、センタリング治具３
８と、チューブ内検査装置３９と、カメラセレクタ４３
と、ミキサ４４と、信号伝送装置であるアンテナ部４５
と、回転レゾルバ４９と、固定レゾルバ５０と、光量チ
ェッカ５１等を備えている。

【００１１】基台３５上には図示しない固定軸が設けら
れ、管状の回転軸３７が固定軸と軸心を共有し、かつ固
定軸を被うように設けられている。回転軸３７はモータ
３６により回転駆動されるように構成されている。また
固定軸と回転軸の角度位置を計測するために回転レゾル
バ４９と固定レゾルバ５０とが設けられている。回転検
査台１２は回転軸３７に結合されており、回転軸３７の
回転に伴って回転する。回転検査台１２上にはホルダー
Ｈが載置可能となっている。ホルダーＨはホルダー昇降
回転軸４８により昇降及び回転駆動される。ホルダー昇
降回転軸４８の昇降動作はカム４６とホルダー昇降回転
軸４８の下端に設けられたカムフォロア４７によって行
われる。ホルダーＨにはラミネートチューブＴの絞り出
し口側が嵌挿可能となっている。また、ラミネートチュ
ーブＴの尾部側を円形に保持するセンタリング治具３８
がホルダーＨの上方に支持されている。ラミネートチュ
ーブＴの内部を検査するチューブ内検査装置３９は、チ
ューブ内挿入部４０と、ボアスコープ４１と、ＣＣＤカ
メラ４２と、を有している。ボアスコープ４１は、ボア
スコープ本体５２とボアスコープ挿入部５３とを含んで
いる。チューブ内挿入部４０はボアスコープ挿入部５３
と、発光ダイオード部５４と、フォトセンサ部５５と、
を含んでいる。このうち、ボアスコープ挿入部５３はラ
ミネートチューブＴの図上内底面側、すなわち絞り出し
口側を主として検査し、発光ダイオード部５４及びフォ
トセンサ部５５はラミネートチューブＴの内側面を主と
して検査する。

【００１２】次に、ロータリー式チューブ検査機の動作
を図２及び図３を参照して説明する。図２において、ラ
ミネートチューブＴはホルダーＨ上に載置され搬送コン
ベア９等によりスターホイル１１に搬送される。スター
ホイル１１はラミネートチューブＴをホルダーＨごとロ
ータリー式チューブ検査機２の回転検査台１２上に取り
込む。回転する回転検査台１２上に取り込まれた後、ホ
ルダーＨはカム４６のカム曲線にしたがいホルダー昇降
回転軸４８の昇降に伴って上昇し、かつホルダー昇降回
転軸４８の軸のまわりに間欠回転運動を行う。

【００１３】すなわち、図３に示すように、回転検査台
１２の回転方向に公転しながら検査位置で自転を行う
が、その際に図上Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄の点において
は回転を所定の時間一時停止する。ホルダーＨの上昇に
よりラミネートチューブＴも上昇し、センタリング治具
３８により円形に保持されたチューブ内部にチューブ内
検査装置３９のチューブ挿入部４０が挿入される。この
ように、チューブ内部にチューブ内挿入部４０が挿入さ
れた状態で、ラミネートチューブＴは点Ｐ₁〜Ｐ ₄間に
おいて間欠的に自転運動を行うことにより、チューブ内
検査装置３９を用いてこの区間でチューブ内底面及びチ
ューブ内側面の検査を行うことができる。１つのチュー
ブについて検査が終了すると、不良品のラミネートチュ
ーブＴが排出される。また、チューブ内挿入部４０はラ
ミネートチューブＴの内部に挿入される前に光量チェッ
カ５１により発光部の光量をチェックされ、その結果は
データ処理時に反映される。又、光量が基準値以下の場
合は、警報を発し、部品の取替等を行うこともできる。

【００１４】次に、チューブ内挿入部のさらに詳細な構
成を図９及び図１０に基づいて説明する。図１０（Ａ）
は、ラミネートチューブＴ内に挿入された状態のチュー
ブ内挿入部４０のＩ−Ｉ方向の断面を示している。ま
た、図１０（Ｃ）はII−II方向の断面図、図１０（Ｄ）
はIII −III 方向の断面図である。

【００１５】チューブ内挿入部４０は、ボアスコープ４
１に発光ダイオード部５４が、接合金具５６とボルト５
７を介して取り付けられ、発光ダイオード部５４とフォ
トセンサ５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅ、５
５ｆとが取り付けられている。

【００１６】ボアスコープ挿入部５３の断面図を図１０
（Ｂ）に示す。ボアスコープ挿入部５３は、ステンレス
チューブ５８の内部に画像を撮像するレンズ部６０が設
けられ、その周囲に細いグラスファイバを含む光源用フ
ァイバ部５９が設けられている。図１０（Ｄ）では、ボ
アスコープ挿入部５３の端面Ｓはボアスコープ挿入部５
３の軸心に垂直であるが、これは軸心に対しある角度を
もつように斜めにカットされた形状であってもよい。こ
の場合には垂直下方のみならず斜め方向にも視野が拡大
する。

【００１７】また、ボアスコープ挿入部５３はラミネー
トチューブＴの軸心から偏心しているが、その位置関係
を図９（Ａ）及び図９（Ｃ）に示す。すなわち、この場
合のボアスコープ挿入部５３の検査可能領域Ｆ₁は、正
方形状のカメラ視野からマスク部（ハッチ部分）を除い
た４分円形の部分となる。ラミネートチューブＴは、図
３に示したように間欠的に自転運動を行い点Ｐ₁、
Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄において一時停止するから、点Ｐ₁の
停止時に図９（Ｃ）における検査可能領域Ｆ₁を検査す
ることができ、点Ｐ₂の停止時には検査可能領域Ｆ₂を
検査することができる。以下、同様にして点Ｐ₃の停止
時に検査可能領域Ｆ₃を、点Ｐ₄の停止時に検査可能領
域Ｆ₄を、それぞれ検査することができる。このよう
に、図９（Ａ）及び（Ｃ）に示すように検査領域を分割
し、かつ内底面に接近して撮像、検査することにより、
図９（Ｂ）及び（Ｄ）に示すようにラミネートチューブ
Ｔの軸心にボアスコープ挿入部５３をすえ１つの検査領
域として検査するのに比べ、さらに解像度を向上させる
ことができ、より微細な混入物、キズ等の不良を検出す
ることが可能となる。検査領域の分割は４分割に限定さ
れず、他の数であってもかまわない。

【００１８】一方、発光ダイオード部５４は、ラミネー
トチューブＴの内底面から上部開口面までをカバーする
長さを有しており、内側面を上端から下端まで照らすこ
とができる。各フォトセンサ５５ａ〜５５ｆは、発光ダ
イオード部５４をはさんで両側に３個ずつ設けられ、図
１０（Ｃ）に示すように検査領域がオーバラップするよ
うに設けられている。このように構成することにより、
フォトセンサ５５ａ〜５５ｆ、ラミネートチューブＴが
自転している期間、すなわち図３において点Ｐ ₁、
Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄で停止している期間を除いた期間中、
内側面を検査することができる。ここにおいて、フォト
センサ５５ａ〜５５ｆは一列に設けられてもよく、ある
いは、フォトセンサ以外の他の光電変換素子、例えばＣ
ＣＤ素子等であってもよい。

【００１９】次に、チューブ内検査装置３９において検
出した検査情報の処理について説明する。ＣＣＤカメラ
４２において検出されたラミネートチューブＴの内底面
の画像情報はビデオ信号化され、フォトセンサ部５５に
おいて検出されたラミネートチューブＴの内側面の検査
情報は音声信号化されて、両者が混合され、外部に伝送
されて不良の可否が判別される。

【００２０】図１１はラミネートチューブＴの内底面の
画像情報処理の流れを示すブロック図である。図１１
は、回転ブロック８５と固定ブロック８６とに大別され
る。回転ブロック８５は１２個のＣＣＤカメラ４２ａ〜
４２ｌと、１２個のＣＣＤカメラを３つのカメラごとに
４つのグループに分け３つのカメラのうち１つを選択し
て、その画像情報を選択するＶＩＤＥＯセレクタ４３
ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄを有する。ＶＩＤＥＯセレ
クタ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄによって選択され
た画像情報はＲＦコンバータ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、
４４ｄで変換され、その情報は、ＲＦ増幅器４４ｅ、４
４ｆ、４４ｇ、４４ｈによって増幅される。ＲＦ増幅器
４４ｅ、４４ｆ、４４ｇ、４４ｈによって増幅された信
号はＢａｎｄＰａｓｓＦｉｌｔｏｒ（バンドパスフィ
ルタ）４４ｉ、４４ｊ、４４ｈ、４４ｌを介し、その
後、４つのＶＩＤＥＯセレクタ４３ａ、４３ｂ、４３
ｃ、４３ｄから選択された信号をミキシングする混合器
４４に送られる。混合器４４から出力された信号はＢＰ
Ｆ９５を通ってアンテナユニット４５に送られる。

【００２１】図７（Ａ），（Ｂ）を参照すると、アンテ
ナユニット４５は、固定部１１０と回転部１１１からな
る。回転部１１１は、円筒部１１１ａと円盤部１１１ｂ
とを有している。固定部１１０は溝１１０Ａ、１１０
Ｂ、１１０Ｃを有し、固定部１１０と回転部１１１が重
ねられ一つのアンテナを形成する。固定部１１０内に形
成された溝１１０Ａ内のアンテナの構造を例にとり説明
する。図５において、ガラスエポキシ樹脂からなるプリ
ント基板１２０の両側に銅の被膜１２１をはりエッチン
グ加工で円形状のものを作成する。そして細い帯状の形
状の方をアンテナ側１２１Ａとし、全面に銅の被膜で覆
った方をアース側１２１Ｅとする。その際送信側と受信
側とのアンテナのインピーダンスをマッチングさせるた
め、ガラスエポキシ樹脂上で形成されるプリント基板１
２０の厚さを１．６mm、プリント基板上のアンテナ部の
巾を２．７５mm、送信側アンテナＡＴと受信側アンテナ
ＲＸとの間の距離を１mmとし、アース側１２１Ｅとリー
ド線８１、８２との距離を１．６mmとし、これらの数値
を送信側アンテナＡＴと受信側アンテナＲＸと同じ数値
にすることによって送信側アンテナＡＴと受信側アンテ
ナＲＸのどちらからみてもインピーダンス５０Ωとな
り、インピーダンスをマッチングさせることができ（図
５（ｂ）参照）、定在波（ＳＷＲ）が発生せずノイズの
ない信号を送受信することができる。

【００２２】図７（Ａ）に示すように、アンテナ１２１
Ａの下面にはドーナツ状の厚さ０．２ｍｍのテフロンＴ
Ｆが貼付けられている。このテフロンＴＦを２個のアン
テナ１２１Ａの間に介在させることにより、アンテナ同
士が万一接触しても、ショートによる雑音の発生、画像
の乱れ、インピーダンス変化に伴う回路の破壊等を防止
することができる。なお、テフロンＴＦは上下の両アン
テナに貼付してもよく、下部のアンテナ上に載置しても
よい。また、テフロン以外の材料としては、ＰＴＦＥ
（弗素樹脂）、ＵＨＭＷ・ＰＥ（超高分子量ポリエチレ
ン）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＨＭＷ・ＰＥ（高分
子量ポリエチレン）等の絶縁性、滑性、耐摩擦性に優れ
た材料であればよい。なお、かかる樹脂シートは、溝１
１０Ｂ、１１０Ｃに配設されたアンテナにも介在させる
のは勿論である。

【００２３】図８に送信側アンテナＡＴと受信側アンテ
ナＥＸの概略構成図を示す。この図から理解できるよう
に送信側アンテナＡＴと受信側アンテナＥＸとはアンテ
ナ部１２１Ａ、１２１Ａがストライプ状になっておりア
ース部１２１Ｅが全面銅の被膜で履われている。

【００２４】また炭素工具鋼等で形成された摺接部１３
０（図７参照）が備えられている。アンテナ部１２１Ａ
は、リード線８１、８２により外部のユニットに接続さ
れている。アンテナ部１２１ＡはＢＮＣコネクタ１５０
とこのリード線８１、８２により信号を入出力する。

【００２５】このように、固定部１１０に形成された溝
１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃにおいて、同期信号を送
信するための１対の送受信用アンテナとして、各ＣＣＤ
カメラに使用する。送信アンテナと受信アンテナは非接
触状態で、回転ブロックが回転しても互いに常に対向し
ており、情報信号を安定的に授受できるうえ、電磁シー
ルドされているので外部からのノイズの影響を受けるこ
とがなく、外部への雑音源となることもない。

【００２６】ここで、チューナ内検査装置３９において
検出した検査情報の処理について説明する。各ＣＣＤカ
メラ４２ａ〜４２ｌからのラミネートチューブＴの内底
面の画像情報は、回転レゾルバ４９の検出した回転検査
台１２の角度位置で、情報を取り入れるべきカメラ４２
を特定し、そのカメラから画像情報を選択して取り入
れ、ミキサ（混合器）４４に伝達する。図３から明らか
なように、あるラミネートチューブＴが点Ｐ₄に達した
時には、既に点Ｐ₃、点Ｐ₂、点Ｐ₁にも後続のラミネ
ートチューブＴが達しているため、同時に４つのカメラ
からの画像情報が取り込まれる。混合器４４はこれらの
４つの画像情報をそれぞれ所定の搬送波で変調して混合
し、Ｂ．Ｐ．Ｆ．９５を介して送信アンテナ４６に出力
する。

【００２７】送信アンテナ４６に出力された信号は、導
線８１を通ってアンテナ部を収容する溝１１０Ａに送ら
れ、２個のアンテナ部１２１Ａ間で送受信され、受信さ
れた信号は、導線８２を通して、次に説明する固定ブロ
ック８６の分配器８８に送られる。

【００２８】固定ブロック８６は、受信した画像情報を
４つのチューナーに分配する分配器８８と、前記回転ブ
ロック８５の４つのＲＦコンバータ４４ａ、４４ｂ、４
４ｃ、４４ｄによって変換された周波数に対応したチュ
ーナ８９ａ、８９ｂ、８９ｃ、８９ｄと、前記４つのチ
ューナ８９ａ、８９ｂ、８９ｃ、８９ｄで再現された画
像を記録するメモリ部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０
ｄ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと、これらのメモ
リ部２０ａ〜２０ｄ、２１ａ〜２１ｄに記憶された画像
データを検査用データに処理するビデオイメージチェッ
カー９０Ａ、９０Ｂ等を有する。

【００２９】アンテナ４６により受信された混合画像情
報は、分配器８８により、周波数帯域を分割されて各チ
ューナ８９ａ〜８９ｈに送られ情報信号が検波される。
各チューナ８９ａ〜８９ｄのうち、チューナ８９ａ、８
９ｂからの情報信号はビデオイメージチェッカ９０Ａに
送られる。また、チューナ８９ｃ、８９ｄからの情報信
号はビデオイメージチェッカ９０Ｂに送られる。

【００３０】ビデオイメージチェッカ９０Ａ、９０Ｂに
よって画像情報を２値化し、その結果、異物、キズ、ゴ
ミ等が発見されなければ、ＯＫ信号を、それらが発見さ
れれば、ＮＧ信号を、それぞれ出力アンプ９１に出力
し、増幅された信号が判定出力となる。良・不良の判別
は、例えば画像情報信号を明度により２値化して、暗部
の画素の個数により判別する。

【００３１】一方、ビデオイメージチェッカー９０Ａ，
９０Ｂからは、ＣＣＤカメラ４２の同期をとるための水
平垂直同期信号がそれぞれアンプ９２ａ〜９２ｄ、９３
ａ〜９３ｄを介して混合器９４ａ，９４ｂに送られる。
各混合器９４ａ，９４ｂにおいてそれぞれ所定の搬送波
に変調されてアンテナ部４６の固定部の溝に送られる。
そして、前記搬送波はアンテナ部４６の回転部で受信さ
れ、それぞれ分配器９５ａ，９５ｂにより前記水平垂直
同期信号に対応した信号に分配され、アンプ９６ａ〜９
６ｄ，バッファ９７ａ，９７ｂを介してＣＣＤカメラ４
２に送られる。

【００３２】なお、上記実施例ではリング状導電体であ
る送信アンテナ、受信アンテナは円環板状である例につ
いて説明したが、環線状・円板状・直線状でもよく、径
方向に重なる二重リング状であってもよい。作用・効果
には変わりないからである。

【００３３】また、１つのアンテナ構造についてのみ説
明したが、複数のアンテナを形成するようにしてもよ
い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転部と固定部相互間において非接触で信号を送受信す
ることができ、しかも外部からの雑音混入のない外部へ
の雑音源となることのない信号伝送を行なうことができ
る信号伝送装置を提供することができる。

【００３５】また、送信側アンテナと受信側アンテナと
が万一接触しても、絶縁性シートのより電気的特性が確
保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の信号伝送装置を適用したロータリー式
チューブ検査機の構成図である。

【図３】前記ロータリー式チューブ検査機の動作説明図
である。

【図４】前記ロータリー式チューブ検査機の構成図であ
る。

【図５】前記実施例におけるアンテナ部の断面図と等価
回路図である。

【図６】前記アンテナ部の要部構成図である。

【図７】前記アンテナ部の構成図である。

【図８】前記アンテナ部の斜視図である。

【図９】前記実施例におけるチューブ内挿入部のカメラ
の視野を説明する図である。

【図１０】前記チューブ内挿入部の各部における断面図
である。

【図１１】前記ロータリーチューブ検査機のブロック図
である。

【符号の説明】

４５…アンテナ部４９…回転レゾルバ１１０…固定部１１０Ａ〜１１０Ｃ…溝１１１…回転部１２１…被膜１２１Ａ…アンテナ面１３０…摺接部ＴＦ…テフロン（絶縁性シート）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂製円盤の両面に金属被膜を形成し、
一方の面をアースとし、他方の面をアンテナ面とし、ア
ンテナ面を相互に対面させて、信号の送受信を行なうよ
うにした信号伝送装置。
【請求項２】前記金属被膜は銅膜であり、円盤はガラ
スエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１記載の
信号伝送装置。
【請求項３】前記対面されたアンテナ面間に、絶縁性
シートを配設したことを特徴とする請求項１または請求
項２記載の信号伝送装置。