JP6925255B2 - ロータリージョイント装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転体と固定体の間の複数の通信経路を形成するロータリージョイント装置に関する。

アンテナを回転させて目標を追尾するアンテナ装置において、アンテナの輻射部である回転体と、送受信機である固定体とを接続するために、ロータリージョイント装置が設けられる。ロータリージョイント装置は、回転体と固定体の間の通信経路を形成する。回転体と固定体との間に複数の通信経路を形成し、かつ、回転体が±１８０度以上回転する必要がある場合、多チャネルのロータリージョイント装置が用いられる。しかしながら、多チャネルのロータリージョイント装置は、単一チャネルのロータリージョイント装置と比べ、構造が複雑であり、所望の電気性能を得ることが難しい。そこで、回転体と固定体との間に複数の通信経路を形成し、かつ、回転体の回転範囲を±１８０度以上とするために、単一チャネルのロータリージョイント装置を組み合わせることが行われている。

特許文献１に開示される導波管ロータリージョイント装置は、固定側導波管、回転側導波管、固定側導波管と回転側導波管の間に設けられる連結器、ならびに、固定側導波管および回転側導波管に連結器の両端に設けられたロータリージョイント部を介して接続され、回転自在に設けられる中継用導波管を備える。上記構成により、特許文献１に開示される導波管ロータリージョイント装置は、回転側導波管を３６０度以上回転させることができる。特許文献１に開示される導波管ロータリージョイント装置が備えるロータリージョイント部は、単一チャネルであり、多チャネルのロータリージョイント装置と比べて、構造が簡易であり、所望の電気性能を得ることが容易である。

特開平１０−１９０３０３号公報

特許文献１に開示される導波管ロータリージョイント装置においては、回転側導波管が回転して中継用導波管を押圧し、押圧された中継用導波管は固定側導波管に当接するまで回転する。そのため、回転側導波管の回転する速度が速くなると、回転側導波管および中継用導波管との接触によって、回転側導波管および中継用導波管が損傷する可能性がある。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、回転体の回転範囲を拡大しながら、各導波管の接触による損傷を防ぐことが目的である。

上記目的を達成するため、本発明に係るロータリージョイント装置は、回転体と固定体の間の複数の通信経路を形成するロータリージョイント装置であって、複数の回転導波管、複数の固定導波管、中継導波管、複数のジョイント部、および第１ギア機構を備える。複数の回転導波管は、回転体に取り付けられ、回転体と一体に回転する。複数の固定導波管は、固定体に取り付けられる。中継導波管は、回転導波管と固定導波管の間の通信経路を形成する。複数のジョイント部のそれぞれは、回転導波管、固定導波管、および中継導波管のいずれか２つの導波管を相互に回転可能に接続する。第１ギア機構は、回転体と一体に回転する第１ギア、および、第１ギアの回転に伴って回転することで中継導波管を回転させる第２ギアを有する。複数の回転導波管の回転軸、中継導波管の回転軸、および、複数のジョイント部の回転軸は、回転体の回転軸に一致する。中継導波管の両端は、２つのジョイント部に接続される。該中継導波管は、２つのジョイント部の間に位置するジョイント部を、回転体の回転軸に対して径方向に迂回する形状を有する。中継導波管の回転速度は、回転体の回転速度より小さい。

本発明によれば、中継導波管、および、回転体の回転に伴って、中継導波管を回転させる第１ギア機構を備えることで、回転体の回転範囲を拡大しながら、各導波管の接触による損傷を防ぐことが可能である。

本発明の実施の形態１に係るロータリージョイント装置の正面図 実施の形態１に係るロータリージョイント装置の回転を示す図 実施の形態１に係るロータリージョイント装置の回転を示す図 実施の形態１に係るロータリージョイント装置の回転を示す図 実施の形態１における各導波管の位置を示す図 実施の形態１における各導波管の位置を示す図 本発明の実施の形態２に係るロータリージョイント装置の正面図 本発明の実施の形態３に係るロータリージョイント装置の正面図 実施の形態３に係るロータリージョイント装置の回転を示す図 実施の形態３に係るロータリージョイント装置の回転を示す図 実施の形態３に係るロータリージョイント装置の回転を示す図 実施の形態３における各導波管の位置を示す図 実施の形態３における各導波管の位置を示す図 実施の形態３に係るロータリージョイント装置におけるギア比の算出例を示す図 本発明の実施の形態４に係るロータリージョイント装置の正面図 本発明の実施の形態５に係るロータリージョイント装置の正面図 本発明の実施の形態６に係るロータリージョイント装置の正面図

以下、本発明の実施の形態に係るロータリージョイント装置について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るロータリージョイント装置の正面図である。ロータリージョイント装置（以下、ジョイント装置という）１は、図示しない回転体と固定体の間の複数の通信経路を形成する。図の上部が回転体側、図の下部が固定体側である。ジョイント装置１は、回転体に取り付けられ、回転体と一体に回転する複数の回転導波管１１，１２、固定体に取り付けられる複数の固定導波管１３，１４、および回転導波管１２と固定導波管１４の間の通信経路を形成する中継導波管１５を備える。

ジョイント装置１はさらに、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５のいずれか２つの導波管を相互に回転可能に接続するジョイント部１６，１７，１８を備える。該２つの導波管は、回転導波管１１，１２のいずれかと固定導波管１３，１４のいずれか、回転導波管１１，１２のいずれかと中継導波管１５、または、固定導波管１３，１４のいずれかと中継導波管１５を意味する。回転導波管１１，１２同士、または、固定導波管１３，１４同士が接続されることはない。２つの導波管を相互に回転可能に接続するということは、２つの導波管の一方が、該２つの導波管の他方と異なる速度で回転可能であることを意味する。

詳細には、ジョイント部１６は、回転導波管１１と固定導波管１３を相互に回転可能に接続する。ジョイント部１７は、回転導波管１２と中継導波管１５を相互に回転可能に接続する。ジョイント部１８は、中継導波管１５と固定導波管１４を相互に回転可能に接続する。回転導波管１１，１２の回転軸、中継導波管１５の回転軸、およびジョイント部１６，１７，１８の回転軸は、図１において一点鎖線で示される回転体の回転軸に一致する。上述の構成により、ジョイント装置１は、回転導波管１１および固定導波管１３を通る第１経路、ならびに、回転導波管１２、中継導波管１５、および固定導波管１４を通る第２経路を形成する。

ジョイント装置１は、さらに回転体の回転を中継導波管１５に伝達する第１ギア機構１９を備える。第１ギア機構１９は、回転体と一体に回転する第１ギア１９ａ、および第１ギア１９ａの回転に伴って回転することで中継導波管１５を回転させる第２ギア１９ｂを有する。上記構成の第１ギア機構１９を備えることで、回転体の回転に伴って、中継導波管１５が回転する。中継導波管１５の回転速度は、回転体の回転速度より小さい。すなわち、第１ギア機構１９のギア比は１未満である。また中継導波管１５の両端は、２つのジョイント部１７，１８に接続される。中継導波管１５は、２つのジョイント部１７，１８の間に位置するジョイント部１６を、回転体の回転軸に対して径方向に迂回する形状を有する。上述の形状を有する中継導波管１５を設け、回転体の回転を第１ギア機構１９を介して中継導波管１５に伝達することで、回転導波管１１，１２の回転範囲を±１８０度より拡大することが可能である。導波管の接触によって回転体の回転を伝達することなく、第１ギア機構１９によって回転体の回転体を中継導波管１５に伝達することで、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５の接触による損傷を防ぐことが可能である。

ジョイント装置１の各部について説明する。ジョイント部１６，１７，１８はそれぞれ、２つの回転部を有する。２つの回転部は、互いに独立して回転可能である。２つの回転部は、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５のいずれか２つの導波管に接続され、接続された導波管と一体に回転する。上記構成により、ジョイント部１６，１７，１８は、２つの導波管を相互に回転可能に接続することができる。

詳細には、ジョイント部１６は、回転部１６ａ，１６ｂを有する。回転部１６ａ，１６ｂは互いに独立して回転する。回転部１６ａ，１６ｂが回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５のいずれの導波管にも接続されていない場合、回転部１６ａ，１６ｂの回転範囲に制約はない。回転部１６ａは、回転導波管１１に接続され、回転導波管１１と一体に回転する。回転部１６ｂは、固定導波管１３に接続される。固定導波管１３が回転しないため、回転部１６ｂは回転しない。同様に、ジョイント部１７は、回転部１７ａ，１７ｂを有する。回転部１７ａは、回転導波管１２に接続され、回転導波管１２と一体に回転する。後述するように、回転導波管１１，１２は一体に回転するため、回転部１６ａ，１７ａは一体に回転する。回転部１７ｂは、中継導波管１５に接続され、中継導波管１５と一体に回転する。同様に、ジョイント部１８は、回転部１８ａ，１８ｂを有する。回転部１８ａは中継導波管１５に接続され、中継導波管１５と一体に回転する。回転部１８ｂは、固定導波管１４に接続される。固定導波管１４が回転しないため、回転部１８ｂは回転しない。

第１ギア機構１９は、第１ギア１９ａ、第２ギア１９ｂ、および第１ギアシャフト１９ｃを有する。第１ギア１９ａは、回転導波管１１に接続された回転部１６ａと一体に回転する。第２ギア１９ｂは、中継導波管１５に接続された回転部１８ａと一体に回転する。図１の例では、第１ギア１９ａおよび第２ギア１９ｂの回転軸は、回転体の回転軸と一致する。第１ギア１９ａは、回転部１６ａに取り付けられる。また第２ギア１９ｂは、回転部１８ａに取り付けられる。第１ギアシャフト１９ｃは、第１ギア１９ａおよび第２ギア１９ｂと噛み合い、第１ギア１９ａの回転を第２ギア１９ｂに伝達する。

ジョイント装置１は、回転導波管１１，１２および回転部１７ａを支持する回転支持部２０、ならびに、固定導波管１３，１４および回転部１６ｂ，１８ｂを支持する固定支持部２１をさらに備える。回転導波管１１，１２および回転部１７ａは、共に回転支持部２０に固定されており、一体に回転する。固定支持部２１は、固定導波管１３，１４および回転部１６ｂ，１８ｂを支持する。すなわち、固定導波管１３，１４および回転部１６ｂ，１８ｂは共に固定支持部２１に固定されている。さらに固定支持部２１は、第１ギアシャフト１９ｃを回転可能に支持する。

回転体から中継導波管１５への回転の伝達について説明する。回転導波管１１，１２が回転体と一体に回転すると、回転部１６ａ，１７ａおよび第１ギア１９ａは、回転導波管１１，１２と一体に回転する。第１ギアシャフト１９ｃは、第１ギア１９ａと噛み合うため、第１ギア１９ａの回転に伴って、第１ギアシャフト１９ｃが回転する。第１ギアシャフト１９ｃは、第２ギア１９ｂとも噛み合うため、第１ギアシャフト１９ｃの回転に伴って、第２ギア１９ｂが回転する。第２ギア１９ｂが回転すると、回転部１８ａおよび中継導波管１５は、第２ギア１９ｂと一体に回転する。

出力側である第２ギア１９ｂの回転速度を、入力側である第１ギア１９ａの回転速度で除算した値が第１ギア機構１９の変速比、すなわちギア比である。第１ギア機構１９のギア比は、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５が互いに離隔する条件に基づいて定められる。すなわち、回転導波管１１，１２が回転範囲において移動する間、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５は互いに接触しない。第１ギア機構１９のギア比をαとした場合を例にして、回転導波管１１および中継導波管１５の回転について説明する。回転導波管１２は回転導波管１１と一体に回転するため、回転導波管１２についての説明は省略する。

図２から図４は、実施の形態１に係るロータリージョイント装置の回転を示す図である。煩雑さを避けるため、図２から図４において、ジョイント装置１の一部の記載を省略した。図２は、図１に示すＡ−Ａ線での断面図である。図２における回転導波管１１の位置が、回転導波管１１の初期位置である。初期位置は、回転導波管１１の回転範囲の中央の位置である。回転導波管１１が初期位置に位置する場合、回転導波管１１および固定導波管１３，１４は、回転軸に対して、中継導波管１５と反対側に位置する。

図３は、図２の位置から、回転導波管１１が反時計回りにΔθだけ回転した場合の図である。回転導波管１１が反時計回りにΔθだけ回転すると、中継導波管１５は、反時計回りにα・Δθだけ回転する。同様に、図４は、図２の位置から、回転導波管１１が反時計回りにΔθ’だけ回転し、回転範囲の端に到達した場合の図である。回転導波管１１が反時計回りにΔθ’だけ回転すると、中継導波管１５は、反時計回りにα・Δθ’だけ回転する。回転導波管１１が図２の位置から図４の位置に到達するまでの間、回転導波管１１、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５は互いに離隔している。上述のように、回転導波管１１，１２は一体に回転するので、回転導波管１１，１２が回転範囲において移動する間、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５は互いに離隔している。

ギア比αの算定方法について極座標を用いて説明する。図５および図６は、実施の形態１における各導波管の位置を示す図である。詳細には、図５および図６は、回転導波管１１、固定導波管１３、および中継導波管１５の位置を極座標で示した図である。極座標の原点が、回転体の回転軸に直交する断面での回転体の回転軸の位置に相当する。回転導波管１２は回転導波管１１と一体に回転するため、回転導波管１２の記載を省略する。また固定導波管１３，１４はともに回転せず、極座標における角度が同じであるため、固定導波管１４の記載を省略する。図５は、回転導波管１１が初期位置に位置する場合の図であり、図６は、回転導波管１１が初期位置からΔθだけ回転した場合の図である。図６に示すように、回転導波管１１がΔθだけ回転すると、中継導波管１５はα・Δθだけ回転する。図５および図６において、丸が固定導波管１３を示し、四角が回転導波管１１を示し、三角が中継導波管１５を示す。図６における、点線の四角は、図５における回転導波管１１の位置を示し、点線の三角は、図５における中継導波管１５の位置を示す。

図５および図６の極座標の動径をｒとし、図５における固定導波管１３の座標を（ｒ，θ１）、回転導波管１１の座標を（ｒ，θ２_ｉｎｔ）、中継導波管１５の座標を（ｒ，θ３_ｉｎｔ）とした場合を例にして説明する。固定導波管１３の角度θ１は１８０度で固定される。回転導波管１１が初期位置から反時計回りに回転して回転範囲の端に到達するまでの間、回転導波管１１は中継導波管１５に接触しない。すなわち、回転導波管１１が初期位置から反時計回りに回転して回転範囲の端に到達するまでの任意の時点における、回転導波管１１の角度をθ２、中継導波管１５の角度をθ３とすると、下記（１）式が成り立つ。αの算出においては、回転導波管１１および中継導波管１５の大きさは考慮せずに、下記（１）式の右辺を０とする。回転導波管１１の初期位置からの回転量をΔθとすると、θ２およびθ３は、下記（２）、（３）式で表される。下記（２），（３）式を下記（１）式に代入することで、下記（４）式が導き出される。
θ３−θ２＞０ ・・・（１）
θ２＝θ２_ｉｎｔ＋Δθ ・・・（２）
θ３＝θ３_ｉｎｔ＋α・Δθ ・・・（３）
Δθ＜（θ３_ｉｎｔ−θ２_ｉｎｔ）／（１−α） ・・・（４）

また回転導波管１１が初期位置から反時計回りに回転して回転範囲の端に到達するまでの間、中継導波管１５は固定導波管１３の位置に到達しないため、下記（５）式が成り立つ。下記（５）式に上記（３）式を代入することで、下記（６）式が導き出される。
θ１−θ３＞０ ・・・（５）
Δθ＜（θ１−θ３_ｉｎｔ）／α ・・・（６）

上記（４），（６）式が成立するΔθが回転導波管１１の回転範囲である。回転範囲を最大化するためには、上記（４），（６）式において、分子を最大化しながら、分母を正の値の範囲で最小化すればよい。まず上記（４），（６）式における分子の最大化について説明する。上記（４）式において、（θ３_ｉｎｔ−θ２_ｉｎｔ）の最大値は１８０であるから、下記（７）式が成り立つ。すなわち、（θ３_ｉｎｔ−θ２_ｉｎｔ）を最大化するためには、回転導波管１１が初期位置にある場合に、回転導波管１１がジョイント装置１の回転軸に対して中継導波管１５と反対側に位置すればよい。また上記式（６）において、（θ１−θ３_ｉｎｔ）の最大値は１８０であり、θ１＝１８０であるから、下記（８）式が成り立つ。下記（８）式を下記（７）式に代入して、下記（９）式が導き出される。
θ３_ｉｎｔ＝θ２_ｉｎｔ＋１８０ ・・・（７）
θ３_ｉｎｔ＝０ ・・・（８）
θ２_ｉｎｔ＝−１８０ ・・・（９）

次に、上記（４），（６）式における分母の正の値の範囲での最小化について説明する。上記（４）式の分母である（１−α）の最小化、および、上記（６）式の分母であるαの最小化は、同時に成り立たない。そこで、（１−α）、αをそれぞれ目的関数とする、多目的最適化問題を解くことで、回転導波管１１の回転範囲を最大とするαを得ることができる。上記多目的最適化問題を解くと、α＝１／２が得られる。α＝１／２の場合に、回転導波管１１の回転範囲が最大となる。したがって、第２ギア１９ｂの歯数を第１ギア１９ａの歯数の２倍にして、第１ギア機構１９を構成すればよい。

α＝１／２とすることで、図４に示すように、回転導波管１１は反時計回りに一周回転するとみなせる回転範囲を得る。時計回りに回転する場合も同様である。すなわち、回転体は、±３６０度とみなせる回転範囲を得る。

以上説明したとおり、本実施の形態１に係るジョイント装置１は、中継導波管１５、および、回転体の回転に伴って、中継導波管１５を回転させる第１ギア機構１９を備えることで、回転体の回転範囲を±１８０度より拡大しながら、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５の接触による損傷を防ぐことが可能である。さらに第１ギア機構１９によって、回転体の回転が中継導波管１５に伝達されるため、回転体の回転した角度Δθに応じて、回転導波管１１，１２および中継導波管１５の位置を一意に求められる。そのため、回転角度Δθに応じた電気特性の変化を管理することが可能である。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係るロータリージョイント装置の正面図である。図の見方は、図１と同様である。ジョイント装置２が形成する第１経路および第２経路は、ジョイント装置１と同様である。ジョイント装置２は、ジョイント装置１が有する固定支持部２１に代えて、固定支持部２２を備え、ジョイント装置１が有する第１ギア機構１９に代えて、第１ギア機構２４を備える。第１ギア機構２４を備えることで、回転体の回転に伴って、中継導波管１５が回転する。実施の形態１と同様の形状の中継導波管１５を設け、回転体の回転を第１ギア機構２４を介して中継導波管１５に伝達することで、回転体の回転範囲を±１８０度より拡大することが可能である。導波管の接触によって回転体の回転を伝達する代わりに、第１ギア機構２４によって回転体の回転を中継導波管１５に伝達するため、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５の接触による損傷を防ぐことが可能である。

ジョイント装置２の各部に関し、ジョイント装置１との差異を説明する。固定支持部２２の一部は、円筒の形状である。固定支持部２２は、固定支持部２１と同様に、固定導波管１３，１４および回転部１６ｂ，１８ｂを支持する。詳細には、上記円筒の内周面から円筒の内部に向かって伸びる突起部分が回転部１６ｂ，１８ｂを支持する。ジョイント装置２の各部の説明のため、図７において、固定支持部２２の円筒の部分については、断面を記載した。ジョイント装置２は、固定支持部２２の円筒の内周面に設けられた内歯車２３をさらに備える。内歯車２３は、回転導波管１１およびジョイント部１７を、回転体の回転軸に対して周方向に取り囲む。

第１ギア機構２４は、遊星歯車機構である。詳細には、第１ギア機構２４は、第１ギア２４ａ、第２ギア２４ｂ、および、第２ギア２４ｂを回転可能に支持する第１アーム２４ｃを有する。第１ギア２４ａは、回転導波管１２に接続された回転部１７ａと一体に回転する。第２ギア２４ｂは、第１ギア２４ａおよび内歯車２３と噛み合い、回転しながら、第１ギア２４ａの周りを公転する。第２ギア２４ｂが公転する方向は、第１ギア２４ａの回転方向と同じである。第１アーム２４ｃは、第２ギア２４ｂの公転に伴って回転する。図７の例では、第１ギア２４ａおよび第１アーム２４ｃの回転軸が回転体の回転軸と一致する。第１アーム２４ｃは回転部１７ｂに取り付けられる。

回転体から中継導波管１５への回転の伝達について説明する。回転導波管１１，１２が回転体と一体に回転すると、回転部１７ａおよび第１ギア２４ａは、回転導波管１１，１２と一体に回転する。第２ギア２４ｂは第１ギア２４ａと噛み合うため、第１ギア２４ａの回転に伴って、第２ギア２４ｂは、回転しながら第１ギア２４ａの周りを公転する。第１アーム２４ｃは、第２ギア２４ｂの公転に伴って、回転する。回転部１７ｂおよび中継導波管１５は、第１アーム２４ｃと一体に回転する。

ジョイント装置２における回転導波管１１，１２および中継導波管１５の回転は、図２から図４に示されるジョイント装置１の場合と同様である。ジョイント装置２においても、ジョイント装置１と同様に、ギア比が定められる。第１ギア機構２４のギア比は、出力側である第１アーム２４ｃの回転速度を、入力側である第１ギア２４ａの回転速度で除算した値である。

また、ジョイント装置２に、ジョイント装置１の第１ギア機構１９をさらに設ける構成としてもよい。さらに設けられた第１ギア機構１９の構成は、ジョイント装置１と同様である。さらに設けられた第１ギア機構１９のギア比は、ジョイント装置２の第１ギア機構２４と同じ値である。この構成により、中継導波管１５をジョイント部１７とジョイント部１８との両側から回転させることが可能である。そのため、中継導波管１５のねじれを抑制することができ、回転を安定化することができる。

以上説明したとおり、本実施の形態２に係るジョイント装置２によれば、遊星歯車機構である第１ギア機構２４を備えることで、実施の形態１に係るジョイント装置１と同様に、回転体の回転範囲を拡大しながら、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５の接触による損傷を防ぐことが可能である。またジョイント装置２においても、ジョイント装置１と同様に、回転角度Δθに応じた電気特性の変化を管理することが可能である。

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係るロータリージョイント装置の正面図である。図の見方は、図７と同様である。ジョイント装置１，２よりも、回転体の回転範囲を拡大するため、ジョイント装置３は、ジョイント装置２の構成に加えて、中継導波管２５およびジョイント部２６をさらに備える。すなわち、ジョイント装置３は複数の中継導波管１５，２５を備える。ジョイント装置２とは異なり、ジョイント装置３において、ジョイント部１６は、回転導波管１１と中継導波管２５を相互に回転可能に接続する。ジョイント部２６は、中継導波管２５と固定導波管１３を相互に回転可能に接続する。回転導波管１１，１２の回転軸、中継導波管１５，２５の回転軸、およびジョイント部１６，１７，１８，２６の回転軸は、図８において一点鎖線で示される回転体の回転軸に一致する。ジョイント装置３は、回転導波管１１、中継導波管２５、および固定導波管１３を通る第１経路、ならびに、回転導波管１２、中継導波管１５、および固定導波管１４を通る第２経路を形成する。

ジョイント装置３は、回転体の回転を中継導波管１５に伝達する第１ギア機構２４に加え、中継導波管１５の回転を他の中継導波管である中継導波管２５に伝達する第２ギア機構２７を備える。第２ギア機構２７を備えることで、回転体の回転に伴って回転する中継導波管１５の回転を、他の中継導波管である中継導波管２５に伝達することができる。中継導波管１５，２５の回転速度は、回転体の回転速度より小さい。すなわち、第１ギア機構２４のギア比、および第１ギア機構２４と第２ギア機構２７の全体のギア比は、１未満である。中継導波管１５と同様に、中継導波管２５の両端は、２つのジョイント部１６，２６に接続される。中継導波管２５は、２つのジョイント部１６，２６の間に位置するジョイント部１８を、回転体の回転軸に対して径方向に迂回する形状を有する。上述の形状を有する中継導波管２５を設け、中継導波管１５の回転を第２ギア機構２７を介して中継導波管２５に伝達することで、ジョイント装置１，２よりも、回転体の回転範囲を拡大することが可能である。導波管の接触によって回転体の回転を伝達する代わりに、第１ギア機構２４によって回転体の回転を中継導波管１５に伝達し、第２ギア機構２７によって中継導波管１５の回転を中継導波管２５に伝達することで、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５，２５の接触による損傷を防ぐことが可能である。

ジョイント装置３の各部に関し、ジョイント装置２との差異を説明する。ジョイント部２６は、ジョイント部１６，１７，１８と同様に、回転部２６ａ，２６ｂを有する。ジョイント装置３においては、回転部１６ｂは、中継導波管２５に接続され、中継導波管２５と一体に回転する。回転部２６ａは、回転部１６ｂと同様に、中継導波管２５に接続され、中継導波管２５と一体に回転する。すなわち、回転部１６ｂ，２６ａおよび中継導波管２５は一体に回転する。回転部２６ｂは、固定導波管１３に接続される。固定導波管１３が回転しないため、回転部２６ｂは回転しない。固定支持部２２は、回転部１８ｂ，２６ｂを支持する。

第２ギア機構２７は、第３ギア２７ａ、第４ギア２７ｂ、および第２ギアシャフト２７ｃを有する。第３ギア２７ａは、中継導波管１５と一体に回転する。第４ギア２７ｂは、第３ギア２７ａの回転に伴って回転することで他の中継導波管である中継導波管２５を回転させる。図８の例では、第３ギア２７ａおよび第４ギア２７ｂの回転軸は、回転体の回転軸と一致する。第３ギア２７ａは、回転部１８ａに取り付けられる。また第４ギア２７ｂは、回転部２６ａに取り付けられる。第２ギアシャフト２７ｃは、第３ギア２７ａおよび第４ギア２７ｂと噛み合い、第３ギア２７ａの回転を第４ギア２７ｂに伝達する。固定支持部２２は、第２ギアシャフト２７ｃを回転可能に支持する。詳細には、円筒の内周面から円筒の内部に向かって伸びる突起部分が回転部１８ｂを支持し、該突起部分が第２ギアシャフト２７ｃを回転可能に支持する。

回転体から中継導波管１５を介した中継導波管２５への回転の伝達について説明する。ジョイント装置２と同様に、回転部１７ａおよび第１ギア２４ａは、回転導波管１１，１２と一体に回転する。第２ギア２４ｂは第１ギア２４ａと噛み合うため、第１ギア２４ａの回転に伴って、第２ギア２４ｂは、回転しながら第１ギア２４ａの周りを公転する。第１アーム２４ｃは、第２ギア２４ｂの公転に伴って、回転する。回転部１７ｂ、および中継導波管１５は、第１アーム２４ｃと一体に回転する。

中継導波管１５が回転すると、回転部１８ａおよび第３ギア２７ａは、中継導波管１５と一体に回転する。第２ギアシャフト２７ｃは、第３ギア２７ａと噛み合うため、第３ギア２７ａの回転に伴って、第２ギアシャフト２７ｃが回転する。第２ギアシャフト２７ｃは、第４ギア２７ｂとも噛み合うため、第２ギアシャフト２７ｃの回転に伴って、第４ギア２７ｂが回転する。第４ギア２７ｂが回転すると、回転部２６ａおよび中継導波管２５は、第４ギア２７ｂと一体に回転する。

第１ギア機構２４のギア比および第２ギア機構２７のギア比は、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５，２５が互いに離隔する条件に基づいて定められる。すなわち、回転導波管１１，１２が回転範囲において移動する間、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５，２５は互いに接触しない。第１ギア機構２４のギア比をαとし、第１ギア機構２４と第２ギア機構２７の全体のギア比をβとした場合を例にして、回転導波管１１および中継導波管１５，２５の回転について説明する。回転導波管１２は回転導波管１１と一体に回転するため、回転導波管１２についての説明は省略する。

図９から図１１は、実施の形態３に係るロータリージョイント装置の回転を示す図である。煩雑さを避けるため、図９から図１１において、ジョイント装置３の一部の記載を省略した。図９は、図８に示すＢ−Ｂ線での断面図である。図９における回転導波管１１の位置が、回転導波管１１の初期位置である。回転導波管１１が初期位置に位置する場合、回転導波管１１および中継導波管２５は、回転軸に対して、固定導波管１３，１４および中継導波管１５と反対側に位置する。

図１０は、図９の位置から、回転導波管１１が反時計回りにΔθだけ回転した場合の図である。回転導波管１１が反時計回りにΔθだけ回転すると、中継導波管１５は、反時計回りにα・Δθだけ回転し、中継導波管２５は、反時計回りにβ・Δθだけ回転する。同様に、図１１は、図９の位置から、回転導波管１１が反時計回りにΔθ’だけ回転し、回転範囲の端に到達した場合の図である。回転導波管１１が反時計回りにΔθ’だけ回転すると、中継導波管１５は、反時計回りにα・Δθ’だけ回転し、中継導波管２５は、反時計回りにβ・Δθ’だけ回転する。回転導波管１１が図９の位置から図１１の位置に到達するまでの間、回転導波管１１、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５，２５は互いに離隔している。上述のように、回転導波管１１，１２は一体に回転するので、回転導波管１１，１２が回転範囲において移動する間、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５，２５は互いに離隔している。

ギア比α，βの算定方法について極座標を用いて説明する。図１２および図１３は、実施の形態３における各導波管の位置を示す図である。詳細には、図１２および図１３は、回転導波管１１、固定導波管１３、および中継導波管１５，２５の位置を極座標で示した図である。図の見方は、図５および図６と同様である。図１２は、回転導波管１１が初期位置に位置する場合の図であり、図１３は、回転導波管１１が初期位置からΔθだけ回転した場合の図である。図１３に示すように、回転導波管１１がΔθだけ回転すると、中継導波管１５はα・Δθだけ回転し、中継導波管２５はβ・Δθだけ回転する。図１２および図１３において、丸が固定導波管１３を示し、四角が回転導波管１１を示し、三角が中継導波管１５を示し、菱形が中継導波管２５を示す。図１３における、点線の四角は、図１２における回転導波管１１の位置を示し、点線の三角は、図１２における中継導波管１５の位置を示し、点線の菱形は図１２における中継導波管２５の位置を示す。

図１２および図１３の極座標の動径をｒとし、図１２における固定導波管１３の座標を（ｒ，θ１）、回転導波管１１の座標を（ｒ，θ２_ｉｎｔ）、中継導波管１５の座標を（ｒ，θ３_ｉｎｔ）、中継導波管２５の座標を（ｒ，θ４_ｉｎｔ）とした場合を例にして説明する。固定導波管１３の角度θ１は０度で固定される。ジョイント装置３においても、ジョイント装置１と同様に、上記（１）から（４）式が成り立つ。さらに、回転導波管１１が初期位置から反時計回りに回転して回転範囲の端に到達するまでの間、中継導波管１５は中継導波管２５に接触しない。すなわち、回転導波管１１が初期位置から反時計回りに回転して回転範囲の端に到達するまでの任意の時点における、中継導波管１５の角度をθ３、中継導波管２５の角度をθ４とすると、下記（１０）式が成り立つ。βの算出においては、回転導波管１１および中継導波管１５，２５の大きさは考慮せずに、下記（１０）式の右辺を０とする。回転導波管１１の初期位置からの回転量をΔθとすると、θ４は、下記（１１）式で表される。上記（３）式および下記（１１）式を下記（１０）式に代入することで、下記（１２）式が導き出される。
θ４−θ３＞０ ・・・（１０）
θ４＝θ４_ｉｎｔ＋β・Δθ ・・・（１１）
Δθ＜（θ４_ｉｎｔ−θ３_ｉｎｔ）／（α−β） ・・・（１２）

また回転導波管１１が初期位置から反時計回りに回転して回転範囲の端に到達するまでの間、中継導波管２５は固定導波管１３の位置に到達しないため、下記（１３）式が成り立つ。下記（１３）式に上記（１１）式を代入することで、下記（１４）式が導き出される。
θ１−θ４＞０ ・・・（１３）
Δθ＜（θ１−θ４_ｉｎｔ）／β ・・・（１４）

上記（４），（１２），（１４）式が成立するΔθが回転導波管１１の回転範囲である。回転範囲を最大化するためには、上記（４），（１２），（１４）式において、分子を最大化しながら、分母を正の値の範囲で最小化すればよい。まず上記（４），（１２），（１４）式における分子の最大化について説明する。上記（４）式において、（θ３_ｉｎｔ−θ２_ｉｎｔ）の最大値は１８０であるから、上記（７）式が成り立つ。また上記式（１２）において、（θ４_ｉｎｔ−θ３_ｉｎｔ）の最大値は１８０であるから、下記（１５）式が成り立つ。すなわち、（θ４_ｉｎｔ−θ３_ｉｎｔ）を最大化するためには、回転導波管１１が初期位置にある場合に、中継導波管１５がジョイント装置３の回転軸に対して中継導波管２５と反対側に位置すればよい。また上記（１４）式において、（θ１−θ４_ｉｎｔ）の最大値は１８０であり、θ１＝０であるから、下記（１６）式が成り立つ。下記（１６）式を下記（１５）式に代入して、下記（１７）式が導き出される。下記（１７）式を上記（７）式に代入して、下記（１８）式が導き出される。
θ４_ｉｎｔ＝θ３_ｉｎｔ＋１８０ ・・・（１５）
θ４_ｉｎｔ＝−１８０ ・・・（１６）
θ３_ｉｎｔ＝−３６０ ・・・（１７）
θ２_ｉｎｔ＝−５４０ ・・・（１８）

次に、上記（４），（１２），（１４）式における分母の正の値の範囲での最小化について説明する。上記（４）式の分母である（１−α）の最小化、上記（１２）式の分母である（α−β）の最小化、および、上記（１４）式の分母であるβの最小化は、同時に成り立たない。そこで、（１−α）、（α−β）、βをそれぞれ目的関数とする、多目的最適化問題を解くことで、回転導波管１１の回転範囲を最大とするα、βを得ることができる。

上記多目的最適化問題を解くことは、図１４に示す各グラフからの距離が最小となる点を求めることと等しい。図１４の横軸はα、縦軸はβである。詳細には、上記多目的最適化問題を解くことは、図１４に示すα＝１、α＝β、β＝０の各グラフからの距離が最小となる点を求めることと等しい。各グラフからの距離が最小となる点は、図１４において黒丸で示される位置であり、α＝２／３、β＝１／３の点である。すなわち、上記多目的最適化問題の解は、α＝２／３、β＝１／３である。α＝２／３、β＝１／３の場合、回転導波管１１の回転範囲が最大となる。したがって、出力側である第１アーム２４ｃの回転速度を、入力側である第１ギア２４ａの回転速度で除算した値が２／３となる第１ギア機構２４を形成すればよい。また第１ギア機構２４および第２ギア機構２７の全体のギア比が１／３であるから、第２ギア機構２７のギア比は、１／２である。したがって、第４ギア２７ｂの歯数を第３ギア２７ａの２倍にして、第２ギア機構２７を形成すればよい。

α＝２／３、β＝１／３とすることで、図１１に示すように、回転導波管１１は反時計回りに一周半回転するとみなせる回転範囲を得る。時計回りに回転する場合も同様である。すなわち、回転体は、±５４０度とみなせる回転範囲を得る。

以上説明したとおり、本実施の形態３に係るジョイント装置３によれば、さらに中継導波管２５を設け、中継導波管１５の回転に伴って、中継導波管２５を回転させる第２ギア機構２７を備える。上記構成により、ジョイント装置１，２よりも回転体の回転範囲を拡大しながら、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５，２５の接触による損傷を抑制することが可能である。上述のように、第１ギア機構２４によって、回転体の回転が中継導波管１５に伝達され、第２ギア機構２７によって中継導波管１５の回転が中継導波管２５に伝達される。そのため、回転体の回転した角度Δθに応じて、回転導波管１１，１２および中継導波管１５，２５の位置を一意に求められる。したがって、回転角度Δθに応じた電気特性の変化を管理することが可能である。

（実施の形態４）
図１５は、本発明の実施の形態４に係るロータリージョイント装置の正面図である。図の見方は、図８と同様である。ジョイント装置３よりも、回転体の回転範囲を拡大するため、ジョイント装置４は、ジョイント装置３の構成に加えて、中継導波管２８およびジョイント部２９をさらに備える。ジョイント装置３とは異なり、ジョイント装置４において、ジョイント部１８は、中継導波管１５と中継導波管２８を相互に回転可能に接続する。ジョイント部２９は、中継導波管２８と固定導波管１４を相互に回転可能に接続する。回転導波管１１，１２の回転軸、中継導波管１５，２５，２８の回転軸、およびジョイント部１６，１７，１８，２６，２９の回転軸は、図１５において一点鎖線で示される回転体の回転軸に一致する。ジョイント装置４は、回転導波管１１、中継導波管２５、および固定導波管１３を通る第１経路、ならびに、回転導波管１２、中継導波管１５，２８、および固定導波管１４を通る第２経路を形成する。

ジョイント装置４は、ジョイント装置３が備える第２ギア機構２７に代えて、中継導波管１５の回転を中継導波管２８に伝達する第２ギア機構３１を備える。第２ギア機構３１を備えることで、回転体の回転に伴って回転する中継導波管１５の回転を、他の中継導波管である中継導波管２８に伝達することができる。ジョイント装置４はさらに、中継導波管２８の回転を中継導波管２５に伝達する第２ギア機構３２を備える。第２ギア機構３２を備えることで、中継導波管２８の回転を、さらに他の中継導波管である中継導波管２５に伝達することができる。中継導波管１５，２５，２８の回転速度は、回転体の回転速度より小さい、すなわち、第１ギア機構２４のギア比、第１ギア機構２４と第２ギア機構３１の全体のギア比、および、第１ギア機構２４と第２ギア機構３１と第２ギア機構３２の全体のギア比は、１未満である。

中継導波管１５，２５と同様に、中継導波管２８の両端は、２つのジョイント部１８，２９に接続される。中継導波管２８は、２つのジョイント部１８，２９の間に位置するジョイント部２６を、回転体の回転軸に対して径方向に迂回する形状を有する。上述の形状を有する中継導波管２８を設け、中継導波管１５の回転を第２ギア機構３１を介して中継導波管２８に伝達し、中継導波管２８の回転を第２ギア機構３２を介して中継導波管２５に伝達することで、ジョイント装置３よりも、回転体の回転範囲を拡大することが可能である。導波管の接触によって回転体の回転を伝達する代わりに、第１ギア機構２４によって回転体の回転を中継導波管１５に伝達し、第２ギア機構３１によって中継導波管１５の回転を中継導波管２８に伝達し、第２ギア機構３２によって中継導波管２８の回転を中継導波管２５に伝達することで、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５，２５，２８の接触による損傷を防ぐことが可能である。

ジョイント装置４の各部に関し、ジョイント装置３との差異を説明する。ジョイント部２９は、ジョイント部１６，１７，１８，２６と同様に、回転部２９ａ，２９ｂを有する。ジョイント装置４においては、回転部１８ｂは、中継導波管２８に接続され、中継導波管２８と一体に回転する。回転部２９ａは、回転部１８ｂと同様に、中継導波管２８に接続され、中継導波管２８と一体に回転する。すなわち、回転部１８ｂ，２９ａおよび中継導波管２８は一体に回転する。回転部２９ｂは、固定導波管１４に接続される。固定導波管１４が回転しないため、回転部２９ｂは回転しない。固定支持部２２は、回転部２６ｂ，２９ｂを支持する。ジョイント装置４は、固定支持部２２の円筒の内周面に設けられた内歯車３０をさらに備える。

第２ギア機構３１は、遊星歯車機構である。詳細には、第２ギア機構３１は、第３ギア３１ａ、第４ギア３１ｂ、および第３ギア３１ａを回転可能に支持する第２アーム３１ｃを有する。第３ギア３１ａは、中継導波管１５に接続された回転部１８ａと一体に回転する。第４ギア３１ｂは、第３ギア３１ａおよび内歯車３０と噛み合い、回転しながら、第３ギア３１ａの周りを公転する。第４ギア３１ｂが公転する方向は、第３ギア３１ａの回転方向と同じである。第２アーム３１ｃは、第４ギア３１ｂの公転に伴って回転する。図１５の例では、第３ギア３１ａおよび第２アーム３１ｃの回転軸は、回転体の回転軸と一致する。第３ギア３１ａは回転部１７ａに取り付けられる。また第２アーム３１ｃは回転部１８ｂに取り付けられる。

第２ギア機構３２は、第３ギア３２ａ、第４ギア３２ｂ、および第２ギアシャフト３２ｃを有する。第３ギア３２ａは、中継導波管２８に接続された回転部２９ａと一体に回転する。第４ギア３２ｂは、中継導波管２８以外の他の中継導波管である中継導波管２５に接続された回転部２６ａと一体に回転する。図１５の例では、第３ギア３２ａの回転軸および第４ギア３２ｂの回転軸は、回転体の回転軸と一致する。第３ギア３２ａは、回転部２９ａに取り付けられる。また第４ギア３２ｂは、回転部２６ａに取り付けられる。第２ギアシャフト３２ｃは、第３ギア３２ａおよび第４ギア３２ｂと噛み合い、第３ギア３２ａの回転を第４ギア３２ｂに伝達する。固定支持部２２は、第２ギアシャフト３２ｃを回転可能に支持する。詳細には、円筒の内周面から円筒の内部に向かって伸びる突起部分が回転部２６ａを支持し、該突起部分が第２ギアシャフト３２ｃを回転可能に支持する。

回転体から中継導波管１５，２８を介した中継導波管２５への回転の伝達について説明する。ジョイント装置３と同様に、回転部１７ａおよび第１ギア２４ａは、回転導波管１１，１２と一体に回転する。第２ギア２４ｂは第１ギア２４ａと噛み合うため、第１ギア２４ａの回転に伴って、第２ギア２４ｂは、回転しながら第１ギア２４ａの周りを公転する。第１アーム２４ｃは、第２ギア２４ｂの公転に伴って、回転する。回転部１７ｂ、および中継導波管１５は、第１アーム２４ｃと一体に回転する。

中継導波管１５が回転すると、回転部１８ａおよび第３ギア３１ａは、中継導波管１５と一体に回転する。第４ギア３１ｂは第３ギア３１ａと噛み合うため、第３ギア３１ａの回転に伴って、第４ギア３１ｂは、回転しながら第３ギア３１ａの周りを公転する。第２アーム３１ｃは、第４ギア３１ｂの公転に伴って、回転する。回転部１８ｂ、および中継導波管２８は、第２アーム３１ｃと一体に回転する。

中継導波管２８が回転すると、回転部２９ａおよび第３ギア３２ａは、中継導波管２８と一体に回転する。第２ギアシャフト３２ｃは、第３ギア３２ａと噛み合うため、第３ギア３２ａの回転に伴って、第２ギアシャフト３２ｃが回転する。第２ギアシャフト３２ｃは、第４ギア３２ｂとも噛み合うため、第２ギアシャフト３２ｃの回転に伴って、第４ギア３２ｂが回転する。第４ギア３２ｂが回転すると、回転部２６ａおよび中継導波管２５は、第４ギア３２ｂと一体に回転する。

回転導波管１１，１２の回転軸および中継導波管１５，２５，２８の回転軸が回転体の回転軸からずれることを抑制するため、回転部１６ａに設けられた軸受３３は、回転部１７ｂに設けられた支持軸３４を回転可能に支持する。同様に、回転部１８ａに設けられた軸受３５は、回転部１６ｂに設けられた支持軸３６を回転可能に支持する。回転部２６ａに設けられた軸受３７は、回転部１８ｂに設けられた支持軸３８を回転可能に支持する。上記構成により、ジョイント部１６，１７，１８の中心軸のずれが抑制され、回転導波管１１，１２の回転軸および中継導波管１５，２５，２８の回転軸が回転体の回転軸からずれることが抑制される。なお回転部２６ｂおよび２９ｂは、固定支持部２２に固定されているので、回転部２６ｂ，２９ａの間に上述のように軸を固定する機構を設ける必要はない。

ギア比の算出の詳細については省略するが、ジョイント装置４においても、ジョイント装置３と同様の手法で、第１ギア機構２４および第２ギア機構３１，３２のそれぞれのギア比を算出することができる。第１ギア機構２４のギア比が３／４、第２ギア機構３１のギア比が１／３、第２ギア機構３２のギア比が２である場合、回転体の回転範囲が最大になる。この場合、回転体は、±７２０度とみなせる回転範囲を得る。

以上説明したとおり、本実施の形態４に係るジョイント装置４は、さらに中継導波管２８を設け、中継導波管１５の回転に伴って、中継導波管２８を回転させる第２ギア機構３１、および中継導波管２８の回転に伴って、中継導波管２５を回転させる第２ギア機構３２を備える。上記構成により、ジョイント装置３よりも回転体の回転範囲を拡大しながら、回転導波管１１，１２、固定導波管１３，１４、および中継導波管１５，２５，２８の接触による損傷を抑制することが可能である。第１ギア機構２４によって、回転体の回転が中継導波管１５に伝達され、第２ギア機構３１によって、中継導波管１５の回転が中継導波管２８に伝達され、第２ギア機構３２によって、中継導波管２８の回転が中継導波管２５に伝達される。そのため、回転体の回転した角度Δθに応じて、回転導波管１１，１２および中継導波管１５，２５，２８の位置を一意に求められる。したがって、回転角度Δθに応じた電気特性の変化を管理することが可能である。

（実施の形態５）
通信経路の数は２つに限られない。図１６は、本発明の実施の形態５に係るロータリージョイント装置の正面図である。図の見方は図１と同様である。実施の形態５に係るジョイント装置５は、３つの通信経路を形成する。ジョイント装置５は、ジョイント装置１の構成に加えて、回転体に取り付けられて回転体と一体に回転する回転導波管３９、中継導波管４０、および固定導波管４１を備える。ジョイント装置５はさらに、回転導波管３９と中継導波管４０を相互に回転可能に接続するジョイント部４２および中継導波管４０と固定導波管４１を相互に回転可能に接続するジョイント部４３をさらに備える。ジョイント装置５は、回転導波管１１、および固定導波管１３を通る第１経路、回転導波管１２、中継導波管１５、および固定導波管１４を通る第２経路、ならびに、回転導波管３９、中継導波管４０、および固定導波管４１を通る第３経路を形成する。

ジョイント装置５はさらに、中継導波管１５の回転を中継導波管４０に伝達する第２ギア機構４４を備える。第２ギア機構４４を備えることで、回転体の回転に伴って回転する中継導波管１５の回転を、他の中継導波管である中継導波管４０に伝達することができる。中継導波管１５，４０の回転速度は、回転体の回転速度より小さい、すなわち第１ギア機構１９のギア比、および第１ギア機構１９と第２ギア機構４４の全体のギア比は、１未満である。中継導波管１５と同様に、中継導波管４０の両端は、２つのジョイント部４２，４３に接続される。中継導波管４０は、２つのジョイント部４２，４３の間に位置するジョイント部１６，１７，１８を、回転体の回転軸に対して径方向に迂回する形状を有する。上述の形状を有する中継導波管４０を設け、中継導波管１５の回転を第２ギア機構４４を介して中継導波管４０に伝達することで、３つの通信経路を形成するジョイント装置５においても、回転体の回転範囲を±１８０度より拡大することが可能である。導波管の接触によって回転体の回転を伝達する代わりに、第１ギア機構１９によって回転体の回転を中継導波管１５に伝達し、第２ギア機構４４によって中継導波管１５の回転を中継導波管４０に伝達することで、回転導波管１１，１２，３９、固定導波管１３，１４，４１、および中継導波管１５，４０の接触による損傷を防ぐことが可能である。

ジョイント装置５の各部に関し、ジョイント装置１との差異を説明する。ジョイント部４２は、ジョイント部１６，１７，１８と同様に、回転部４２ａ，４２ｂを有する。同様に、ジョイント部４３は、回転部４３ａ，４３ｂを有する。回転部４２ａは、回転導波管３９に接続され、回転導波管３９と一体に回転する。回転導波管１１，１２，３９は一体に回転するため、回転部１６ａ，１７ａ，４２ａは一体に回転する。回転部４２ｂは、中継導波管４０に接続され、中継導波管４０と一体に回転する。回転部４３ａは、回転部４２ｂと同様に、中継導波管４０に接続され、中継導波管４０と一体に回転する。すなわち、回転部４２ｂ，４３ａおよび中継導波管４０は一体に回転する。回転部４３ｂは、固定導波管４１に取り付けられる。固定導波管４１が回転しないため、回転部４３ｂは回転しない。回転支持部２０は、回転導波管１１，１２，３９、および回転部１７ａ，４２ａを支持する。また固定支持部２１は、固定導波管１３，１４，４１および回転部１６ｂ，１８ｂ，４３ｂを支持する。

第２ギア機構４４は、第３ギア４４ａ、第４ギア４４ｂ、および第２ギアシャフト４４ｃを有する。第３ギア４４ａは、中継導波管１５に接続された回転部１８ａと一体に回転する。第４ギア４４ｂは、中継導波管４０に接続された回転部４３ａと一体に回転する。図１６の例では、第３ギア４４ａおよび第４ギア４４ｂの回転軸は、回転体の回転軸と一致する。第３ギア４４ａは、回転部１８ａに取り付けられる。また第４ギア４４ｂは、回転部４３ａに取り付けられる。第２ギアシャフト４４ｃは、第３ギア４４ａおよび第４ギア４４ｂと噛み合い、第３ギア４４ａの回転を第４ギア４４ｂに伝達する。固定支持部２１は、第２ギアシャフト４４ｃを回転可能に支持する。

回転体から中継導波管１５を介した中継導波管４０への回転の伝達について説明する。回転体から中継導波管１５への回転の伝達は、ジョイント装置１と同様である。中継導波管１５が回転すると、回転部１８ａおよび第３ギア４４ａは、中継導波管１５と一体に回転する。第２ギアシャフト４４ｃは、第３ギア４４ａと噛み合うため、第３ギア４４ａの回転に伴って、第２ギアシャフト４４ｃが回転する。第２ギアシャフト４４ｃは、第４ギア４４ｂとも噛み合うため、第２ギアシャフト４４ｃの回転に伴って、第４ギア４４ｂが回転する。第４ギア４４ｂが回転すると、回転部４３ａおよび中継導波管４０は、第４ギア４４ｂと一体に回転する。

ギア比の算出の詳細については省略するが、中継導波管１５，４０は、同じ回転速度で回転すればよいため、ジョイント装置５においても、ジョイント装置１と同様の手法で、第１ギア機構１９のギア比、および第２ギア機構４４のギア比を算出することができる。第１ギア機構１９のギア比が１／２、第２ギア機構４４のギア比が１である場合、回転体の回転範囲が最大になる。この場合、回転体は、±３６０度とみなせる回転範囲を得る。

以上説明したとおり、本実施の形態５に係るジョイント装置５によれば、３つの通信経路を形成するジョイント装置５においても、中継導波管１５の回転に伴って、中継導波管４０を回転させる第２ギア機構４４を備えることで、回転体の回転範囲を±１８０度より拡大しながら、回転導波管１１，１２，３９、固定導波管１３，１４，４１、および中継導波管１５，４０の接触による損傷を防ぐことが可能である。さらに第１ギア機構１９によって、回転体の回転が中継導波管１５に伝達され、第２ギア機構４４によって、中継導波管１５の回転が中継導波管４０に伝達されるため、回転体の回転した角度Δθに応じて、回転導波管１１，１２，３９および中継導波管１５，４０の位置を一意に求められる。そのため、回転角度Δθに応じた電気通過特性の変化を管理することが可能である。

（実施の形態６）
図１７は、本発明の実施の形態６に係るロータリージョイント装置の正面図である。ジョイント装置６が形成する第１経路、第２経路、および第３経路は、ジョイント装置５と同様である。

ジョイント装置６の各部に関し、ジョイント装置５との差異を説明する。ジョイント装置６は、ジョイント装置５が有する固定支持部２１に代えて、固定支持部２２を備え、ジョイント装置５が有する第１ギア機構１９に代えて第１ギア機構４５を備え、第２ギア機構４４に代えて、第２ギア機構４６を備える。固定支持部２２の形状は、ジョイント装置２が有する固定支持部２２と同様である。固定支持部２２は、固定導波管１３，１４，４１および回転部１６ｂ，１８ｂ，４３ｂを支持する。詳細には、円筒の内周面から円筒の内部に向かって伸びる突起部分が回転部１６ｂ，１８ｂ，４３ｂを支持する。ジョイント装置６は、固定支持部２２の内周面に設けられた内歯車２３をさらに備える。内歯車２３は、回転導波管１１，１２およびジョイント部４２を回転体の回転軸に対して周方向に取り囲む。

第１ギア機構４５は、遊星歯車機構である。詳細には、第１ギア機構４５は、第１ギア４５ａ、第２ギア４５ｂ、および、第２ギア４５ｂを回転可能に支持する第１アーム４５ｃを有する。第１ギア４５ａは、回転導波管３９に接続された回転部４２ａと一体に回転する。第２ギア４５ｂは、第１ギア４５ａおよび内歯車２３と噛み合い、回転しながら、第１ギア４５ａの周りを公転する。第２ギア４５ｂが公転する方向は、第１ギア４５ａの回転方向と同じである。第１アーム４５ｃは、第２ギア４５ｂの公転に伴って回転する。図１７の例では、第１ギア４５ａの回転軸および第１アーム４５ｃの回転軸は、回転体の回転軸と一致する。第１ギア４５ａは回転部４２ａに取り付けられる。また第１アーム４５ｃの回転軸は回転部４２ｂに取り付けられる。

第２ギア機構４６は、第３ギア４６ａ、第４ギア４６ｂ、および第２ギアシャフト４６ｃを有する。第３ギア４６ａは、中継導波管４０に接続された回転部４３ａと一体に回転する。第４ギア４６ｂは、中継導波管１５に接続された回転部１８ａと一体に回転する。図１７の例では、第３ギア４６ａおよび第４ギア４６ｂの回転軸が、回転体の回転軸と一致する。第３ギア４６ａは、回転部４３ａに取り付けられる。また第４ギア４６ｂは、回転部１８ａに取り付けられる。第２ギアシャフト４６ｃは、第３ギア４６ａおよび第４ギア４６ｂと噛み合い、第３ギア４６ａの回転を第４ギア４６ｂに伝達する。固定支持部２２は、第２ギアシャフト４６ｃを回転可能に支持する。詳細には、円筒の内周面から円筒の内部に向かって伸びる突起部分が回転部１８ｂを支持し、該突起部分が第２ギアシャフト４６ｃを回転可能に支持する。

回転体から中継導波管４０を介した中継導波管１５への回転の伝達について説明する。回転導波管１１，１２，３９が回転体と一体に回転すると、回転部４２ａおよび第１ギア４５ａは、回転導波管３９と一体に回転する。第２ギア４５ｂは第１ギア４５ａと噛み合うため、第１ギア４５ａの回転に伴って、第２ギア４５ｂは、回転しながら第１ギア４５ａの周りを公転する。第１アーム４５ｃは、第２ギア４５ｂの公転に伴って、回転する。回転部４２ｂおよび中継導波管４０は、第１アーム４５ｃと一体に回転する。

中継導波管４０が回転すると、回転部４３ａおよび第３ギア４６ａは、中継導波管４０と一体に回転する。第２ギアシャフト４６ｃは、第３ギア４６ａと噛み合うため、第３ギア４６ａの回転に伴って、第２ギアシャフト４６ｃが回転する。第２ギアシャフト４６ｃは、第４ギア４６ｂとも噛み合うため、第２ギアシャフト４６ｃの回転に伴って、第４ギア４６ｂが回転する。第４ギア４６ｂが回転すると、回転部１８ａおよび中継導波管１５は、第４ギア４６ｂと一体に回転する。

ギア比の算出の詳細については省略するが、中継導波管１５，４０は、同じ回転速度で回転すればよいため、ジョイント装置６においても、ジョイント装置１と同様の手法で、第１ギア機構４５のギア比、および第２ギア機構４６のギア比を算出することができる。第１ギア機構４５のギア比は、出力側である第１アーム４５ｃの回転速度を、入力側である第１ギア４５ａの回転速度で除算した値である。第１ギア機構４５のギア比が１／２、第２ギア機構４６のギア比が１である場合、回転体の回転範囲が最大になる。この場合、回転体は、±３６０度とみなせる回転範囲を得る。

以上説明したとおり、本実施の形態６に係るジョイント装置６は、遊星歯車機構である第１ギア機構４５、および中継導波管１５の回転に伴って、中継導波管４０を回転させる第２ギア機構４６を備える。上記構成により、３つの通信経路を形成するジョイント装置６においても、回転体の回転範囲を±１８０度より拡大しながら、回転導波管１１，１２，３９、固定導波管１３，１４，４１、および中継導波管１５，４０の接触による損傷を防ぐことが可能である。さらに第１ギア機構４５によって、回転体の回転が中継導波管４０に伝達され、第２ギア機構４６によって、中継導波管４０の回転が中継導波管１５に伝達されるため、回転体の回転した角度Δθに応じて、回転導波管１１，１２，３９および中継導波管１５，４０の位置を一意に求められる。そのため、回転角度Δθに応じた電気通過特性の変化を管理することが可能である。

本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。ジョイント装置は、３より多くの通信経路を形成してもよい。またジョイント装置は、さらに多くの中間導波管およびジョイント部を備えてもよい。回転支持部２０および固定支持部２１，２２の形状は上述の例に限られない。固定支持部２２の一部である円筒の内周面から円筒の内部に向かって伸びる突起部分の形状は任意である。

１，２，３，４，５，６ ジョイント装置、１１，１２，３９ 回転導波管、１３，１４，４１ 固定導波管、１５，２５，２８，４０ 中継導波管、１６，１７，１８，２６，２９，４２，４３ ジョイント部、１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ，２６ａ，２６ｂ，２９ａ，２９ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ 回転部、１９，２４，４５ 第１ギア機構、１９ａ，２４ａ，４５ａ， 第１ギア、１９ｂ，２４ｂ，４５ｂ 第２ギア、１９ｃ 第１ギアシャフト、２０ 回転支持部、２１，２２ 固定支持部、２３，３０ 内歯車、２４ｃ，４５ｃ 第１アーム、２７，３１，３２，４４，４６ 第２ギア機構、２７ａ，３１ａ，３２ａ，４４ａ，４６ａ 第３ギア、２７ｂ，３１ｂ，３２ｂ，４４ｂ，４６ｂ 第４ギア、２７ｃ，３２ｃ，４４ｃ，４６ｃ 第２ギアシャフト、３１ｃ 第２アーム、３３，３５，３７ 軸受、３４，３６，３８ 支持軸。

Claims (7)

1. 回転体と固定体の間の複数の通信経路を形成するロータリージョイント装置であって、
   前記回転体に取り付けられ、前記回転体と一体に回転する複数の回転導波管と、
   前記固定体に取り付けられる複数の固定導波管と、
   前記回転導波管と前記固定導波管の間の前記通信経路を形成する中継導波管と、
   それぞれが前記回転導波管、前記固定導波管、および前記中継導波管のいずれか２つの導波管を相互に回転可能に接続する複数のジョイント部と、
   前記回転体と一体に回転する第１ギア、および、前記第１ギアの回転に伴って回転することで前記中継導波管を回転させる第２ギアを有する第１ギア機構と、
   を備え、
   前記複数の回転導波管の回転軸、前記中継導波管の回転軸、および前記複数のジョイント部の回転軸は、前記回転体の回転軸に一致し、
   前記中継導波管の両端は、２つの前記ジョイント部に接続され、該中継導波管は、前記２つのジョイント部の間に位置する前記ジョイント部を、前記回転体の前記回転軸に対して径方向に迂回する形状を有し、
   前記中継導波管の回転速度は、前記回転体の回転速度より小さい、
   ロータリージョイント装置。
2. 複数の前記中継導波管を備え、
   前記中継導波管と一体に回転する第３ギア、および、前記第３ギアの回転に伴って回転することで他の前記中継導波管を回転させる第４ギアを有する第２ギア機構をさらに備える、
   請求項１に記載のロータリージョイント装置。
3. 前記複数のジョイント部の少なくともいずれかは、前記中継導波管と前記他の中継導波管を相互に回転可能に接続する、
   請求項２に記載のロータリージョイント装置。
4. 前記第１ギア機構は、前記第１ギアおよび前記第２ギアと噛み合い、該第１ギアの回転を該第２ギアに伝達する第１ギアシャフトをさらに有し、
   前記第２ギアの回転軸は、前記回転体の回転軸と一致する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のロータリージョイント装置。
5. 前記複数の回転導波管の少なくともいずれかまたは前記中継導波管、および、前記ジョイント部を、前記回転体の前記回転軸に対して周方向に取り囲む内歯車をさらに備え、
   前記第１ギア機構は、前記第２ギアを回転可能に支持する第１アームをさらに有し、
   前記第２ギアは、前記第１ギアおよび前記内歯車と噛み合い、回転しながら、前記第１ギアの周りを公転し、
   前記第１アームの回転軸は、前記回転体の回転軸と一致し、
   前記第１アームは、前記第２ギアの公転に伴って回転することで前記中継導波管を回転させる、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のロータリージョイント装置。
6. 前記第２ギア機構の少なくともいずれかは、前記第３ギアおよび前記第４ギアと噛み合い、該第３ギアの回転を該第４ギアに伝達する第２ギアシャフトをさらに有し、
   前記第２ギアシャフトを有する前記第２ギア機構において、前記第２ギアの回転軸は、前記回転体の回転軸に一致する、
   請求項２または３に記載のロータリージョイント装置。
7. 前記複数の回転導波管の少なくともいずれかまたは前記中継導波管、および、前記ジョイント部を、前記回転体の前記回転軸に対して周方向に取り囲む内歯車をさらに備え、
   前記第２ギア機構の少なくともいずれかは、前記第４ギアを回転可能に支持する第２アームをさらに有し、
   前記第２アームを有する前記第２ギア機構において、前記第４ギアは、前記第３ギアおよび前記内歯車と噛み合い、回転しながら、前記第３ギアの周りを公転し、
   前記第２アームの回転軸は、前記回転体の回転軸と一致し、
   前記第２アームは、前記第４ギアの公転に伴って回転することで前記中継導波管を回転させる、
   請求項２、３および６のいずれか１項に記載のロータリージョイント装置。

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