JP6441720B2 - Rotating mechanism and rotating scanner - Google Patents

Rotating mechanism and rotating scanner Download PDF

Info

Publication number
JP6441720B2
JP6441720B2 JP2015056345A JP2015056345A JP6441720B2 JP 6441720 B2 JP6441720 B2 JP 6441720B2 JP 2015056345 A JP2015056345 A JP 2015056345A JP 2015056345 A JP2015056345 A JP 2015056345A JP 6441720 B2 JP6441720 B2 JP 6441720B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
rotor
rotating
film
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015056345A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016177949A (en
Inventor
正翁 早川
正翁 早川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Subaru Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Subaru Corp filed Critical Subaru Corp
Priority to JP2015056345A priority Critical patent/JP6441720B2/en
Publication of JP2016177949A publication Critical patent/JP2016177949A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6441720B2 publication Critical patent/JP6441720B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

本発明の実施形態は、回転機構及び回転式スキャナに関する。   Embodiments described herein relate generally to a rotation mechanism and a rotary scanner.

従来、回転体に電力や信号を伝達するための機構としてスリップリングが知られている。典型的なスリップリングは、導電性のブラシを回転体に固定した導電性の回転リングに接触させることによって、電力や信号を回転体に伝達する構成を有している(例えば特許文献1参照)。   Conventionally, a slip ring is known as a mechanism for transmitting electric power and signals to a rotating body. A typical slip ring has a configuration in which electric power and a signal are transmitted to a rotating body by bringing a conductive brush into contact with the conductive rotating ring fixed to the rotating body (see, for example, Patent Document 1). .

特開2015−22942号公報JP2015-222942A

しかしながら、従来の一般的な産業用のスリップリングは構造が複雑で重いため、航空機のように重量に制限がある移動体への搭載には不向きである。また、導電性のブラシの消耗や変形等に伴うメンテナンスが必要となる。一方、電話の受話器のケーブルを絡ませないようにするための回転機構に用いられるような、構造を単純化した簡易なスリップリングには、電力供給や信号伝達が安定しないという問題がある。   However, the conventional general industrial slip ring is complicated and heavy, and is not suitable for mounting on a moving body such as an aircraft having a limited weight. In addition, maintenance associated with wear and deformation of the conductive brush is required. On the other hand, a simple slip ring with a simplified structure such as that used in a rotating mechanism for preventing the cable of a telephone handset from being entangled has a problem that power supply and signal transmission are not stable.

そこで、本発明は、信頼性及び軽量化を両立しつつ電力又は信号を回転体に伝達できるようにすることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to enable transmission of electric power or a signal to a rotating body while achieving both reliability and weight reduction.

本発明の実施形態に係る回転機構は、ステータとロータとを備える。ステータは、第1の電極を有する。ロータは、前記ステータに対して回転し、第2の電極を有する。前記第2の電極は、少なくとも前記ロータが回転している状態において前記第1の電極と接触する湾曲したフィルム状又は板状の部分を有する。
また、本発明の実施形態に係る回転式スキャナは、前記回転機構、センサ及び動力部を備える。センサは、前記回転機構の前記ロータ側に取付けられ、前記第2の電極を介して信号の入力及び出力の少なくとも一方を行う。動力部は、前記ロータの回転軸に動力を負荷することによって前記ロータとともに前記センサを回転させる。
A rotating mechanism according to an embodiment of the present invention includes a stator and a rotor. The stator has a first electrode. The rotor rotates relative to the stator and has a second electrode. The second electrode has a curved film-like or plate-like portion that comes into contact with the first electrode at least when the rotor is rotating.
A rotary scanner according to an embodiment of the present invention includes the rotation mechanism, a sensor, and a power unit. The sensor is attached to the rotor side of the rotation mechanism, and performs at least one of signal input and output through the second electrode. The power unit rotates the sensor together with the rotor by applying power to the rotating shaft of the rotor.

本発明の第1の実施形態に係る回転機構の構成を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the rotation mechanism which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示す回転機構の位置A−Aにおける横断面図。The cross-sectional view in position AA of the rotation mechanism shown in FIG. 図1に示す回転機構の位置B−Bにおける横断面図。The cross-sectional view in position BB of the rotation mechanism shown in FIG. 図1に示す回転機構を用いた回転式スキャナの構成例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a rotary scanner using the rotation mechanism illustrated in FIG. 1. 本発明の第2の実施形態に係る回転機構の構成を示す横断面図。The cross-sectional view which shows the structure of the rotation mechanism which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

本発明の実施形態に係る回転機構及び回転式スキャナについて添付図面を参照して説明する。   A rotation mechanism and a rotary scanner according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施形態)
(構成及び機能)
図1は本発明の第1の実施形態に係る回転機構の構成を示す縦断面図、図2は図1に示す回転機構の位置A−Aにおける横断面図、図3は図1に示す回転機構の位置B−Bにおける横断面図である。
(First embodiment)
(Configuration and function)
1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a rotating mechanism according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a transverse sectional view at a position AA of the rotating mechanism shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a rotation shown in FIG. It is a cross-sectional view in position BB of the mechanism.

回転機構1は、所望の回転体に信号及び電力の少なくとも一方を伝達するための機構である。そのために、回転機構1は、ステータ(固定子)2及びロータ(回転子)3を有する。ステータ2は、第1の電極4を有する。ロータ3は、第2の電極5を有する。   The rotating mechanism 1 is a mechanism for transmitting at least one of a signal and electric power to a desired rotating body. For this purpose, the rotation mechanism 1 includes a stator (stator) 2 and a rotor (rotor) 3. The stator 2 has a first electrode 4. The rotor 3 has a second electrode 5.

ステータ2は、中心に貫通孔を有する二重円筒状のプラスチック等の絶縁体で構成することができる。外側の円筒部分と内側の円筒部分は、一端側で連結することができる。ステータ2の外周面には、必要な数の第1の電極4が設けられる。図示された例では、3つのリング状の第1の電極4が、互いに異なる軸方向の位置に、ステータ2の外周面側に露出するように設けられている。リング状の各第1の電極4の一部は、ステータ2の外側の円筒部分と内側の円筒部分との間に形成される空間に突出している。   The stator 2 can be formed of an insulator such as a double cylindrical plastic having a through hole in the center. The outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion can be connected at one end side. A necessary number of first electrodes 4 are provided on the outer peripheral surface of the stator 2. In the illustrated example, three ring-shaped first electrodes 4 are provided at different axial positions so as to be exposed on the outer peripheral surface side of the stator 2. A part of each ring-shaped first electrode 4 protrudes into a space formed between the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion of the stator 2.

ステータ2の外側の円筒部分と内側の円筒部分との間に形成される空間は、第1の電極4と接続される第1の電線6を通すための空間として利用される。すなわち、外側の円筒部分と内側の円筒部分との間は、一端が閉塞されているが、他端が開放されている。このため、外側の円筒部分及び内側の円筒部分の開放された他端から第1の電極4の数と同数の第1の電線6を挿入することができる。そして、ステータ2の外側の円筒部分と内側の円筒部分との間の空間に挿入された各第1の電線6を、ステータ2の外側の円筒部分と内側の円筒部分との間に突出する各第1の電極4に、それぞれ接続することができる。   A space formed between the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion of the stator 2 is used as a space for passing the first electric wire 6 connected to the first electrode 4. That is, one end is closed between the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion, but the other end is opened. For this reason, the same number of first electric wires 6 as the number of the first electrodes 4 can be inserted from the other open end of the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion. And each 1st electric wire 6 inserted in the space between the cylindrical part of the outer side of the stator 2 and an inner side cylindrical part protrudes between the cylindrical part of the outer side of the stator 2, and an inner side cylindrical part. Each can be connected to the first electrode 4.

一方、ロータ3は、ステータ2に対して回転可能な構造を有している。具体例として、図示されるように、一端が閉口する円筒状の絶縁体の中心に、回転軸3Aを設けてロータ3を構成することができる。回転軸3Aをプラスチック等の絶縁体で構成する場合には、ロータ3の円筒状の部分と回転軸3Aとを1つの部品として成形することもできる。但し、回転軸3Aに強度が要求される場合には、金属等の任意の材料で回転軸3Aを構成することができる。   On the other hand, the rotor 3 has a structure rotatable with respect to the stator 2. As a specific example, as shown in the figure, the rotor 3 can be configured by providing a rotating shaft 3A at the center of a cylindrical insulator whose one end is closed. When the rotating shaft 3A is made of an insulator such as plastic, the cylindrical portion of the rotor 3 and the rotating shaft 3A can be molded as one part. However, when the strength is required for the rotating shaft 3A, the rotating shaft 3A can be made of any material such as metal.

ロータ3の円筒状の部分は、ステータ2の外側の円筒部分よりも大きいサイズとなっている。そして、ロータ3の回転軸3Aは、ステータ2の中心に形成された貫通孔に挿入される。これにより、ステータ2は、ロータ3の内部に収納される。   The cylindrical portion of the rotor 3 is larger in size than the cylindrical portion outside the stator 2. The rotating shaft 3 </ b> A of the rotor 3 is inserted into a through hole formed at the center of the stator 2. Thereby, the stator 2 is accommodated in the rotor 3.

ロータ3の第2の電極5は、ステータ2の外側となる位置に配置される。ロータ3の第2の電極5は、ステータ2の第1の電極4と接触させるための電極である。従って、図示された例では、3つの第1の電極4と、それぞれ軸方向において略同じ位置となるように、3つの第2の電極5がロータ3に設けられている。   The second electrode 5 of the rotor 3 is disposed at a position that is outside the stator 2. The second electrode 5 of the rotor 3 is an electrode for making contact with the first electrode 4 of the stator 2. Therefore, in the illustrated example, the three second electrodes 5 are provided on the rotor 3 so as to be in substantially the same position in the axial direction as the three first electrodes 4.

第2の電極5は、両端がロータ3を構成する円筒状の部分から外部に突出する帯状の電極である。すなわち、ロータ3を構成する円筒状の部分に貫通孔が設けられ、帯状の第2の電極5の両端が円筒状の部分の貫通孔に挿入される。従って、第2の電極5の中央側は、ロータ3の内部となる。   The second electrode 5 is a strip-shaped electrode whose both ends protrude outward from a cylindrical portion constituting the rotor 3. That is, a through-hole is provided in a cylindrical portion constituting the rotor 3, and both ends of the belt-like second electrode 5 are inserted into the through-hole of the cylindrical portion. Therefore, the center side of the second electrode 5 is inside the rotor 3.

ロータ3の円筒状の部分から外部に突出した第2の電極5の一端には、第2の電線7が接続される。そのため、第2の電極5の端部を、2枚の板状の導体を貼合せた剛体とすることができる。   A second electric wire 7 is connected to one end of the second electrode 5 protruding outside from the cylindrical portion of the rotor 3. Therefore, the end of the second electrode 5 can be a rigid body in which two plate-like conductors are bonded.

更に、第2の電極5は、少なくともロータ3が回転している状態において第1の電極4と接触する湾曲したフィルム状の部分5Aを有する。すなわち、図2及び図3に示すように、第2の電極5は、ロータ3の内部においてステータ2の外形に沿って湾曲するフィルム状の部分5Aを有する。フィルム状の部分5Aは、可撓性又は弾性を有する銅箔等の薄い導体で構成することができる。   Furthermore, the second electrode 5 has a curved film-like portion 5A that contacts the first electrode 4 at least when the rotor 3 is rotating. That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the second electrode 5 has a film-like portion 5 </ b> A that curves along the outer shape of the stator 2 inside the rotor 3. The film-like portion 5A can be composed of a thin conductor such as a copper foil having flexibility or elasticity.

つまり、ステータ2に設けられたリング状の第1の電極4に、可撓性又は弾性を有する帯状の第2の電極5が宛てがわれる。そして、ロータ3が回転すると、帯状の第2の電極5は、滑りながらリング状の第1の電極4に接触する。そこで、ステータ2に、ロータ3の回転中に帯状の第2の電極5の湾曲したフィルム状の部分5Aが軸方向にずれることを防止するためのガイド2Aを設けることが望ましい。   That is, the band-shaped second electrode 5 having flexibility or elasticity is applied to the ring-shaped first electrode 4 provided on the stator 2. When the rotor 3 rotates, the strip-shaped second electrode 5 contacts the ring-shaped first electrode 4 while sliding. Therefore, it is desirable to provide the stator 2 with a guide 2A for preventing the curved film-like portion 5A of the belt-like second electrode 5 from shifting in the axial direction while the rotor 3 is rotating.

図示された例では、ステータ2にガイド2Aとしてリング状の溝が形成され、溝の底面がリング状の第1の電極4の表面となっている。そして、ステータ2の溝及びリング状の第1の電極4の幅よりも狭い第2の電極5のフィルム状の部分5Aがステータ2の溝に宛がわれている。これにより、フィルム状の部分5Aのずれを防止することができる。   In the illustrated example, a ring-shaped groove is formed as a guide 2 </ b> A in the stator 2, and the bottom surface of the groove is the surface of the ring-shaped first electrode 4. The film-like portion 5 </ b> A of the second electrode 5 narrower than the groove of the stator 2 and the ring-shaped first electrode 4 is directed to the groove of the stator 2. Thereby, the shift | offset | difference of film-like part 5A can be prevented.

更に、第2の電極5の両端には重り8が設けられる。従って、ロータ3が回転すると、重り8には遠心力が生じる。そうすると、ロータ3が回転している状態において、重り8の遠心力によってフィルム状の部分5Aが遠心力が作用する方向に引張られる。このため、フィルム状の部分5Aの張力によって、フィルム状の部分5Aが第1の電極4に強く接触する。これにより、ロータ3の回転時においてフィルム状の部分5Aと第1の電極4との間における接触を確保することができる。特に、ロータ3の回転速度が速くなる程、遠心力が増加するため、フィルム状の部分5Aがより強く第1の電極4に接触することになる。   Furthermore, weights 8 are provided at both ends of the second electrode 5. Therefore, when the rotor 3 rotates, a centrifugal force is generated in the weight 8. Then, in the state where the rotor 3 is rotating, the film-like portion 5A is pulled in the direction in which the centrifugal force acts by the centrifugal force of the weight 8. For this reason, the film-like portion 5 </ b> A comes into strong contact with the first electrode 4 due to the tension of the film-like portion 5 </ b> A. Thereby, the contact between the film-like portion 5 </ b> A and the first electrode 4 can be ensured when the rotor 3 rotates. In particular, since the centrifugal force increases as the rotational speed of the rotor 3 increases, the film-like portion 5 </ b> A comes into contact with the first electrode 4 more strongly.

従って、第2の電極5の両端部分は、ロータ3の貫通孔内を滑ることができるように構成される。このため、第2の電極5の両端部分のサイズと、第2の電極5の両端部分を挿入するための、ロータ3の貫通孔のサイズとの間における公差は、隙間嵌めの公差にすることが適切である。   Accordingly, both end portions of the second electrode 5 are configured to be able to slide in the through holes of the rotor 3. For this reason, the tolerance between the size of both end portions of the second electrode 5 and the size of the through hole of the rotor 3 for inserting both end portions of the second electrode 5 should be a clearance fitting tolerance. Is appropriate.

第2の電極5のフィルム状の部分5Aに遠心力を作用させるためには、少なくとも1つの重り8が必要である。従って、帯状の第2の電極5の両端を重ねて1つの重り8を第2の電極5の端部に設けるようにしてもよい。或いは、帯状の第2の電極5の両端を重ねずに一端にのみ重り8を設け、他端をロータ3に固定するようにしてもよい。   In order to apply centrifugal force to the film-like portion 5A of the second electrode 5, at least one weight 8 is necessary. Therefore, one end 8 of the second electrode 5 may be provided by overlapping both ends of the band-shaped second electrode 5. Alternatively, the weight 8 may be provided only at one end without overlapping both ends of the band-shaped second electrode 5 and the other end may be fixed to the rotor 3.

但し、重り8が1つであると、ロータ3の遠心力に偏りが生じ、ロータ3の中心が偏心する恐れがある。そこで、図示されるように、第2の電極5に、遠心力が互いに逆向きに発生する2つの重り8を設けることが望ましい。この場合には、図示されるように、2つの重り8の間に2枚のフィルム状の部分5Aを設け、2枚のフィルム状の部分5Aの間にステータ2を配置することができる。すなわち、2枚のフィルム状の部分5Aでリング状の第1の電極4を挟み込むことができる。   However, if the weight 8 is one, the centrifugal force of the rotor 3 is biased and the center of the rotor 3 may be eccentric. Therefore, as shown in the drawing, it is desirable to provide the second electrode 5 with two weights 8 that generate centrifugal forces in opposite directions. In this case, as shown in the figure, two film-like portions 5A can be provided between the two weights 8, and the stator 2 can be disposed between the two film-like portions 5A. That is, the ring-shaped first electrode 4 can be sandwiched between the two film-like portions 5A.

また、3枚以上のフィルム状の部分5Aを設け、3つ以上の重り8をフィルム状の部分5Aの端部に設けることもできる。その場合には、複数のフィルム状の部分5Aの少なくとも1つがリング状の第1の電極4と接触するようにすればよい。   Further, three or more film-like portions 5A can be provided, and three or more weights 8 can be provided at the end of the film-like portion 5A. In that case, at least one of the plurality of film-like portions 5A may be in contact with the ring-shaped first electrode 4.

但し、図示されるように2枚のフィルム状の部分5A及び2つの重り8を配置することが、フィルム状の部分5Aと第1の電極4との間における接触面積及び圧力を十分に確保する観点から好適である。   However, the arrangement of the two film-like portions 5A and the two weights 8 as shown in the drawing ensures a sufficient contact area and pressure between the film-like portion 5A and the first electrode 4. It is preferable from the viewpoint.

フィルム状の部分5Aの端部を剛体の部分と接続する方法は任意である。例えば、2枚の板状の導体の間にフィルム状の部分5Aの端部を挟んでネジやはんだ付け等で固定することもできる。或いは、フィルム状の部分5Aの端部を、剛体の部分に直接はんだ付け等で接続してもよい。   A method of connecting the end of the film-like portion 5A to the rigid portion is arbitrary. For example, the end of the film-like portion 5A may be sandwiched between two plate-like conductors and fixed by screws or soldering. Alternatively, the end of the film-like portion 5A may be directly connected to the rigid portion by soldering or the like.

逆に、第2の電極5の両端に剛体部を設けずに、フィルム状の部分5Aのみで第2の電極5を構成するようにしてもよい。その場合には、重り8で2枚のフィルム状の部分5Aの端部を束ねて保持するようにしてもよい。すなわち、重り8が第2の電極5の保持部材を兼ねるようにしてもよい。また、第2の電極5自体の端部に重さを設けて重り8として用いてもよい。   Conversely, the second electrode 5 may be configured by only the film-like portion 5 </ b> A without providing rigid portions at both ends of the second electrode 5. In that case, the end portions of the two film-like portions 5A may be bundled and held by the weight 8. That is, the weight 8 may also serve as a holding member for the second electrode 5. Further, the end of the second electrode 5 itself may be provided with a weight and used as the weight 8.

重り8の重さは、ロータ3の回転速度及び重り8の回転半径に基づいて決定することができる。重り8の材料は、必要な重さが得られれば任意である。従って、重り8が第2の電極5の一部でなければ、鉄や鋼等の金属に限らず、不導体で構成することもできる、   The weight of the weight 8 can be determined based on the rotation speed of the rotor 3 and the rotation radius of the weight 8. The material of the weight 8 is arbitrary as long as a necessary weight is obtained. Therefore, if the weight 8 is not a part of the second electrode 5, it is not limited to a metal such as iron or steel, and can be composed of a nonconductor.

以上のような構成を有する回転機構1を介して、第1の電線6をそれぞれ対応する第2の電線7と接続することができる。第1の電線6及び第2の電線7は、電源から電力を供給するための電力線であっても良いし、制御装置からの制御信号を送信するための信号線であってもよい。或いは、第1の電線6及び第2の電線7は、所望のセンサからの検出信号を信号処理装置に送信するための信号線であってもよい。このため、回転機構1を電力又は信号を伝達する必要がある様々な回転体の構成要素として用いることができる。   The first electric wires 6 can be connected to the corresponding second electric wires 7 via the rotating mechanism 1 having the above-described configuration. The first electric wire 6 and the second electric wire 7 may be power lines for supplying power from a power source, or may be signal lines for transmitting a control signal from the control device. Alternatively, the first electric wire 6 and the second electric wire 7 may be signal lines for transmitting a detection signal from a desired sensor to the signal processing device. For this reason, the rotating mechanism 1 can be used as a component of various rotating bodies that need to transmit electric power or signals.

図4は、図1に示す回転機構1を用いた回転式スキャナの構成例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a rotary scanner using the rotation mechanism 1 shown in FIG.

回転式スキャナ10は、少なくとも回転機構1、センサ11及び動力部12を用いて構成される。回転式スキャナ10には、必要に応じて制御装置13を設けることもできる。   The rotary scanner 10 is configured using at least a rotation mechanism 1, a sensor 11, and a power unit 12. The rotary scanner 10 may be provided with a control device 13 as necessary.

センサ11は、回転機構1のロータ3側に取付けられる。そして、センサ11は第2の電線7及びロータ3側の第2の電極5を介して信号の入力及び出力の少なくとも一方を行うように構成されている。センサ11としては、走査対象となる物理量に応じて任意のセンサを用いることができる。   The sensor 11 is attached to the rotor 3 side of the rotation mechanism 1. The sensor 11 is configured to perform at least one of signal input and output via the second electric wire 7 and the second electrode 5 on the rotor 3 side. As the sensor 11, any sensor can be used according to the physical quantity to be scanned.

例えば、回転式スキャナ10をレーザスキャナとする場合には、レーザ用のセンサを回転機構1のロータ3側に搭載することができる。レーザスキャナは、センサと計測対象物との間におけるレーザパルスの往復時間を計測することによって計測対象物までの距離を計測する装置である。また、3次元レーザスキャナでは、レーザパルスの照射角度を計測することによって計測対象点の3次元空間座標を取得することができる。   For example, when the rotary scanner 10 is a laser scanner, a laser sensor can be mounted on the rotor 3 side of the rotation mechanism 1. A laser scanner is a device that measures the distance to a measurement object by measuring the round-trip time of a laser pulse between the sensor and the measurement object. In the three-dimensional laser scanner, the three-dimensional space coordinates of the measurement target point can be acquired by measuring the irradiation angle of the laser pulse.

動力部12は、ロータ3の回転軸3Aに動力を負荷するモータ等の装置である。すなわち、動力部12によってロータ3とともにセンサ11が回転する。   The power unit 12 is a device such as a motor that applies power to the rotating shaft 3 </ b> A of the rotor 3. That is, the sensor 11 is rotated together with the rotor 3 by the power unit 12.

制御装置13は、センサ11に制御信号を送信する一方、センサ11からの検出信号を受信して信号処理を行う装置である。従って、制御装置13は、第1の電線6によってステータ2の第1の電極4と接続される。制御装置13には、センサ11に電力を供給する電源としての機能を設けてもよい。また、動力部12を制御することによって、センサ11の回転角度を制御する機能を、制御装置13に設けてもよい。   The control device 13 is a device that transmits a control signal to the sensor 11 and receives a detection signal from the sensor 11 to perform signal processing. Therefore, the control device 13 is connected to the first electrode 4 of the stator 2 by the first electric wire 6. The control device 13 may be provided with a function as a power source for supplying power to the sensor 11. Further, the control device 13 may be provided with a function of controlling the rotation angle of the sensor 11 by controlling the power unit 12.

そして、制御装置13からセンサ11に入出力される電力及び信号を、回転機構1を介して制御装置13とセンサ11との間で送受信することができる。   Then, power and signals input / output from / to the sensor 11 from the control device 13 can be transmitted / received between the control device 13 and the sensor 11 via the rotation mechanism 1.

以上のように、回転機構1及び回転式スキャナ10は、重り8の遠心力を利用してステータ2側の第1の電極4とロータ3側の第2の電極5との間における接触を確保するようにしたものである。   As described above, the rotation mechanism 1 and the rotary scanner 10 ensure contact between the first electrode 4 on the stator 2 side and the second electrode 5 on the rotor 3 side using the centrifugal force of the weight 8. It is what you do.

(効果)
このため、回転機構1によれば、回転体への電力や信号の入出力を安定的に行うことができる。しかも、回転機構1の構造は非常に単純である。すなわち、回転機構1の構造は、同心円状にパーツを重ねただけの構造である。このため、回転機構1の小型化及び軽量化が容易である。また、回転機構1の組立及び解体も容易である。
(effect)
For this reason, according to the rotation mechanism 1, the input and output of the electric power and signal to a rotary body can be performed stably. Moreover, the structure of the rotation mechanism 1 is very simple. That is, the structure of the rotating mechanism 1 is a structure in which parts are stacked in a concentric manner. For this reason, the rotation mechanism 1 can be easily reduced in size and weight. In addition, assembly and disassembly of the rotation mechanism 1 is easy.

従って、回転機構1を用いれば、導電性のブラシを導電性の回転リングに接触させることによって電力や信号を回転体に伝達する従来のスリップリングでは困難であった回転体への電力や信号の伝達が可能となる。   Therefore, when the rotating mechanism 1 is used, the power and signal to the rotating body, which is difficult with the conventional slip ring that transmits the power and the signal to the rotating body by bringing the conductive brush into contact with the conductive rotating ring, is used. Communication is possible.

例えば、ヘリコプタ、ヘリコプタのラジコン、無人航空機、自動車或いは自動車のラジコンのような移動体には、重量の重いスリップリングやサイズが大きいスリップリングを搭載することが困難である。また、振動や慣性力を伴う移動体にスリップリングを搭載すると、接触不良が生じる場合がある。   For example, it is difficult to mount a heavy weight slip ring or a large size slip ring on a moving body such as a helicopter, a helicopter radio control, an unmanned aerial vehicle, an automobile, or an automobile radio control. In addition, when a slip ring is mounted on a moving body with vibration or inertia, contact failure may occur.

これに対して、回転機構1は高い信頼性を有し、かつ重量及びサイズが小さいため、上述したような移動体であっても搭載することができる。このため、レーザスキャナ等を回転機構1を介して移動体に搭載することが可能となる。これにより、従来は、自由に回転させることができなかった航空機搭載用のレーザスキャナを360度方向に自由に回転させることが可能となる。また、小型のラジコンカーに回転式のレーザスキャナを搭載することも可能となる。   On the other hand, since the rotation mechanism 1 has high reliability and is small in weight and size, it can be mounted even on a moving body as described above. For this reason, a laser scanner or the like can be mounted on the moving body via the rotation mechanism 1. As a result, it is possible to freely rotate the airborne laser scanner that could not be freely rotated in the 360-degree direction. It is also possible to mount a rotary laser scanner on a small radio-controlled car.

もちろん、ラジコンのヘリコプタ、ラジコンでない無人のヘリコプタ或いは有人のヘリコプタの回転翼を回転機構1のロータ3側に固定し、ヘリコプタの回転翼側に取付けられた任意の装置に電力の供給又は信号の入出力を行うこともできる。その場合、回転機構1のロータ3を回転させるためのモータと、ヘリコプタの回転翼を回転させるためのモータとを共通にすることができる。   Of course, the helicopter of the radio control, the unmanned helicopter that is not the radio control, or the rotor blade of the manned helicopter is fixed to the rotor 3 side of the rotating mechanism 1, and power is supplied or input / output of signals to any device attached to the rotor blade side of the helicopter. Can also be done. In that case, the motor for rotating the rotor 3 of the rotation mechanism 1 and the motor for rotating the rotor blades of the helicopter can be made common.

(第2の実施形態)
図5は本発明の第2の実施形態に係る回転機構の構成を示す横断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a rotating mechanism according to the second embodiment of the present invention.

図5に示された第2の実施形態における回転機構1Aでは、ロータ3側の第2の電極5の構成が第1の実施形態における回転機構1と相違する。第2の実施形態における回転機構1Aの他の構成及び作用については第1の実施形態における回転機構1と実質的に異ならないため同一の構成又は対応する構成については同符号を付して説明を省略する。   In the rotation mechanism 1A in the second embodiment shown in FIG. 5, the configuration of the second electrode 5 on the rotor 3 side is different from that in the rotation mechanism 1 in the first embodiment. Since the other configuration and operation of the rotation mechanism 1A in the second embodiment are not substantially different from those in the rotation mechanism 1 in the first embodiment, the same or corresponding configurations are denoted by the same reference numerals and described. Omitted.

第2の実施形態における回転機構1Aに備えられるロータ3側の帯状の第2の電極5は、弾性力によってステータ2側の第1の電極4と接触する湾曲した板状の部分5Bを有する。従って、第2の電極5の端部には、必ずしも重り8を設ける必要がない。   The belt-like second electrode 5 on the rotor 3 side provided in the rotation mechanism 1A in the second embodiment has a curved plate-like portion 5B that comes into contact with the first electrode 4 on the stator 2 side by elastic force. Therefore, it is not always necessary to provide the weight 8 at the end of the second electrode 5.

このような第2の実施形態における回転機構1Aによっても、第1の実施形態における回転機構1と同様な効果を得ることができる。   Also by the rotation mechanism 1A in the second embodiment, the same effect as that of the rotation mechanism 1 in the first embodiment can be obtained.

(他の実施形態)
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
(Other embodiments)
Although specific embodiments have been described above, the described embodiments are merely examples, and do not limit the scope of the invention. The novel methods and apparatus described herein can be implemented in a variety of other ways. Various omissions, substitutions, and changes can be made in the method and apparatus described herein without departing from the spirit of the invention. The appended claims and their equivalents include such various forms and modifications as are encompassed by the scope and spirit of the invention.

1、1A 回転機構
2 ステータ(固定子)
2A ガイド
3 ロータ(回転子)
3A 回転軸
4 第1の電極
5 第2の電極
5A フィルム状の部分
5B 板状の部分
6 第1の電線
7 第2の電線
8 重り
10 回転式スキャナ
11 センサ
12 動力部
13 制御装置
1, 1A Rotating mechanism 2 Stator (stator)
2A Guide 3 Rotor (Rotor)
3A Rotating shaft 4 First electrode 5 Second electrode 5A Film-like portion 5B Plate-like portion 6 First electric wire 7 Second electric wire 8 Weight 10 Rotary scanner 11 Sensor 12 Power unit 13 Controller

Claims (7)

第1の電極を有するステータと、
前記ステータに対して回転し、第2の電極を有するロータとを備え、
前記第2の電極は、少なくとも前記ロータが回転している状態において前記第1の電極と接触する湾曲したフィルム状又は板状の部分を有する回転機構。
A stator having a first electrode;
A rotor that rotates relative to the stator and has a second electrode;
The second electrode is a rotating mechanism having a curved film-like or plate-like portion that comes into contact with the first electrode at least in a state where the rotor is rotating.
前記第2の電極は、可撓性又は弾性を有する湾曲したフィルム状の部分を有し、
前記第2の電極に、前記ロータが回転している状態において遠心力によって前記フィルム状の部分を前記遠心力が作用する方向に引張ることにより、前記フィルム状の部分と前記第1の電極との間における接触を確保するための重りを設けた請求項1記載の回転機構。
The second electrode has a curved film-like portion having flexibility or elasticity,
By pulling the film-like part in the direction in which the centrifugal force acts on the second electrode by centrifugal force while the rotor is rotating, the film-like part and the first electrode The rotation mechanism according to claim 1, further comprising a weight for securing contact between the two.
前記第2の電極に、遠心力が互いに逆向きに発生する2つの重りを設けた請求項2記載の回転機構。   The rotating mechanism according to claim 2, wherein the second electrode is provided with two weights that generate centrifugal forces in opposite directions. 前記2つの重りの間に2枚のフィルム状の部分を設け、前記2枚のフィルム状の部分の間に前記ステータを配置した請求項3記載の回転機構。   The rotation mechanism according to claim 3, wherein two film-like portions are provided between the two weights, and the stator is disposed between the two film-like portions. 前記第2の電極は、弾性力によって前記第1の電極と接触する湾曲した板状の部分を有する請求項1記載の回転機構。   The rotation mechanism according to claim 1, wherein the second electrode has a curved plate-like portion that comes into contact with the first electrode by an elastic force. 前記ステータに、前記第2の電極の前記湾曲した部分におけるずれを防止するためのガイドを設けた請求項1乃至5のいずれか1項に記載の回転機構。   The rotation mechanism according to any one of claims 1 to 5, wherein a guide is provided on the stator to prevent a shift of the curved portion of the second electrode. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の回転機構と、
前記回転機構の前記ロータ側に取付けられ、前記第2の電極を介して信号の入力及び出力の少なくとも一方を行うセンサと、
前記ロータの回転軸に動力を負荷することによって前記ロータとともに前記センサを回転させる動力部と、
を備える回転式スキャナ。
The rotation mechanism according to any one of claims 1 to 6,
A sensor that is attached to the rotor side of the rotating mechanism and that performs at least one of signal input and output via the second electrode;
A power unit that rotates the sensor together with the rotor by applying power to the rotating shaft of the rotor;
Rotary scanner with
JP2015056345A 2015-03-19 2015-03-19 Rotating mechanism and rotating scanner Active JP6441720B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015056345A JP6441720B2 (en) 2015-03-19 2015-03-19 Rotating mechanism and rotating scanner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015056345A JP6441720B2 (en) 2015-03-19 2015-03-19 Rotating mechanism and rotating scanner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016177949A JP2016177949A (en) 2016-10-06
JP6441720B2 true JP6441720B2 (en) 2018-12-19

Family

ID=57070183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015056345A Active JP6441720B2 (en) 2015-03-19 2015-03-19 Rotating mechanism and rotating scanner

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6441720B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6519522B2 (en) * 2016-04-28 2019-05-29 三菱電機株式会社 Flight trajectory acquisition device, flight body
CN107658625A (en) * 2017-10-23 2018-02-02 温州金樽家具有限公司 A kind of multifunction rotary disc
DE102020007030A1 (en) 2020-11-16 2022-05-19 Kaco Gmbh + Co. Kg shaft grounding element

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5317366B2 (en) * 1973-02-27 1978-06-08
JPS53101991A (en) * 1977-02-17 1978-09-05 Toshiba Corp Rotary slide conductor
JPS58173189U (en) * 1982-05-14 1983-11-19 株式会社日立メデイコ power supply device
JPH06267627A (en) * 1993-03-16 1994-09-22 Fuji Xerox Co Ltd Device for feeding electricity to rotary unit and for sending/receiving signal to/from rotary unit in image forming device
JP3905349B2 (en) * 2001-10-19 2007-04-18 日本電産株式会社 Motor and disk device
JP4703373B2 (en) * 2005-11-04 2011-06-15 株式会社東芝 X-ray computed tomography system
JP2009086409A (en) * 2007-10-01 2009-04-23 Panasonic Corp Polygon mirror scanner motor
JP2015022942A (en) * 2013-07-19 2015-02-02 キヤノン株式会社 Slip ring device
WO2016059105A2 (en) * 2014-10-14 2016-04-21 Schleifring Und Apparatebau Gmbh Slip-ring with wear monitoring

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016177949A (en) 2016-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6441720B2 (en) Rotating mechanism and rotating scanner
US11002355B2 (en) Actuator with sensor on output flange
US9713247B2 (en) Robot
CN108513621A (en) Radar installations and unmanned vehicle
CN112889201A (en) Contactless power supply and data communication device and system having rotary drive unit using the same
US20180364118A1 (en) Power transmission apparatus capable of measuring torque and power generation apparatus using the same
US11949296B2 (en) Sensor arrangement comprising two rotation angle sensors of different types
EP3480889A1 (en) Pedestal apparatus having antenna attached thereto capable of biaxial motion
US9673892B2 (en) Device for transmitting signals between two rotatable sub-assemblies
US20200313293A1 (en) Wireless system and method for controlling wireless system
KR101297072B1 (en) Hollow shaft type motor
CN108200779B (en) Vehicle/ship/aircraft with rotatable antenna
JP6730704B2 (en) Rotorcraft and power supply system
CN111372796B (en) Roll stabilizer, motor vehicle and method for operating a motor vehicle
US9801272B2 (en) Robot
KR102636715B1 (en) Non-contact power supply and data communication device and rotary driving lidar system using the same
JP7420418B2 (en) Contactless power supply and data communication device, and rotary drive lidar system using the same
CN110832794A (en) Rotatable communication connector and radar and unmanned aerial vehicle with same
EP2928028A2 (en) Slip ring
JP2017216775A (en) Power generator and electronic apparatus
CN104882262B (en) Rotary transformer
JP2016025814A (en) Rotary electric machine
KR102199971B1 (en) Torque measuring apparatus
US20180019644A1 (en) Gear structure and servo motor
KR101702993B1 (en) Wireless power supply system for multi-rotator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180220

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181018

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181030

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181122

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6441720

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250