JPH05325086A

JPH05325086A - 信号伝送機構

Info

Publication number: JPH05325086A
Application number: JP15559792A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Okumura; 義孝奥村
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】スリップリングの特性インピーダンスを小さ
く設定しながらも、スリップリング間の隔壁の機械的強
度を充分保持する【構成】スリップリング６，７を環状の電気絶縁体５
の外周面に配し、電気絶縁体５の内周面に接地導体８を
配備する。この線路の特性インピーダンスは電気絶縁体
５の厚みｈ（スリップリング７と接地導体８との距離）
に依存するから、スリップリング６，７間の距離Ｄを狭
める必要がなく、厚みｈを薄くすることで特性インピー
ダンスを小さくする。電気絶縁体５の機械的強度は厚み
方向に補強部材15を設けることで容易に確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、位置固定された装置
と、回転体に支持された装置との間で電気信号の授受を
行う信号伝送機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の信号伝送機構はその構造上、２
つの伝送線路を接合したものになる。すなわち、位置固
定の装置に接続される第１の伝送線路と、回転体に支持
された装置に接続される第２の環状の伝送線路とであ
り、これらの伝送線路が接触子を介して接合される。具
体例を図２に示す。この図は、Ｘ線照射用のＸ線管３
と、透過Ｘ線を検出するＸ線検出器20、およびその検出
信号をデジタル信号に変換するデータ収集部21とを対向
した状態で回転体２に取り付け、その回転体２を被検体
（図示せず）の周囲で回転させて断層撮影を行うＸ線Ｃ
Ｔ装置の一例を示している。

【０００３】この例において、位置固定の装置はデータ
収集部21からのデジタル信号を取り込んで画像再構成処
理を行う画像処理装置14であり、この画像処理装置14に
接続される第１の伝送線路としては同軸ケーブル10が使
用される。回転体２に支持されたデータ収集部21に接続
される第２の環状の伝送線路は、回転体２に一体的に取
り付けられる環状の電気絶縁体23の外周面に配されたス
リップリング24である。符号25は接触子としての給電ブ
ラシ，１は回転体２を支持するベアリング，22は回転体
２を回転駆動する電動モータである。

【０００４】なお、Ｘ線管３への電力供給は回転体３に
別途取り付けられるスリップリングと給電ブラシ（とも
に図示せず）が用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】環状の電気絶縁体23の
外周面に配されたスリップリング24を伝送線路の形態で
分類すると、いわゆる平行２線の線路になる（ただし、
スリップリング24の本数は図２のように２本には限らな
い）。平行２線の特性インピーダンスＺ₀は、Ｚ₀＝ 277 log₁₀Ｄ／ｒ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）で表される。（１）式において、符号Ｄは２線間の距
離、ｒは線路半径であり、特性インピーダンスＺ₀は主
として２線間の距離Ｄに依存する。

【０００６】したがって、特性インピーダンスＺ₀を小
さくするには、２本のスリップリング24間の距離を小さ
く設定しなければならないが、そうすると、スリップリ
ング24を支持している電気絶縁体23の機械的強度が充分
に保てないという不都合がある。２本のスリップリング
24間の隔壁は給電ブラシ25のブレを抑えるガイドの役目
を担っており、また、回転体２が高速で回転駆動される
ことから、その隔壁の厚みを余りに薄くすると破損の可
能性があり、ある程度の機械的強度を有している必要が
ある。言い換えると、その隔壁の機械的強度を保持する
ために、特性インピーダンスＺ₀を余り小さな値に設定
できないのである。

【０００７】特性インピーダンスＺ₀を小さくしたい理
由の１つは、スリップリング24を伝送する信号の減衰を
低くして損失を抑えることと、第１の線路としての同軸
ケーブル10とのインピーダンス整合をとることの２つで
ある。同軸ケーブル10の特性インピーダンスは中心導体
13と外部導体11の直径の比と、それらの間に介在される
絶縁体の誘電率とで決まり、その値は一般に低く、およ
そ数十Ωに設定されることが多い。例えば、これを50Ω
とする。

【０００８】インピーダンス整合をとるため、スリップ
リング24の特性インピーダンスＺ₀も50Ωに設定するこ
とが望まれるが、そうすると、（１）式から、Ｄ／ｒ≒
1.52mmとなり、２本のスリップリング24間の距離をかな
り狭める必要があり、上記したような隔壁の機械的強度
が懸念される。２本のスリップリング24間に介在される
電気絶縁体23の比誘電率によってもスリップリング24の
特性インピーダンスＺ₀は可変するが、例えば、電気絶
縁体23の誘電率を2.3 に設定したとしてもＤ／ｒ≒1.88
mmであまり変化はない。

【０００９】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、上記のスリップリング（第２の環状
の伝送線路）の特性インピーダンスを小さく設定しなが
らも、スリップリング間の隔壁の機械的強度を充分保持
することができる信号伝送機構を提供することを目的と
している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために次のような構成をとる。すなわち、この
発明は、位置固定の装置に接続される第１の伝送線路
と、回転体に支持された装置に接続される第２の環状の
伝送線路とを接触子を介して接合してなる信号伝送機構
において、前記第２の環状の伝送線路を環状の電気絶縁
体の外周面に配し、その電気絶縁体の内周面に接地導体
を配したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】この発明の構成によると、第２の環状の伝送線
路は、それ自体を環状の電気絶縁体の外周面に配し、さ
らにその電気絶縁体の内周面に接地導体を配した、いわ
ゆるマイクロストリップ線路と同等の構造になる（マイ
クロストリップ線路は、平行な２導体間（一方は接地導
体）に電気絶縁体を介在させた線路で、平行な２導体
が、環状の電気絶縁体の外周面と内周面に配された第２
の環状の伝送線路および接地導体に相当する）。

【００１２】周知のとおり、マイクロストリップ線路の
特性インピーダンスは、第２の環状の伝送線路（以下、
従来例との対比のためスリップリングに置き換える）の
幅と電気絶縁体の比誘電率に反比例し、電気絶縁体の厚
さに比例する。前述の理由から、特性インピーダンスを
小さくしようとすれば、スリップリングの幅を大きくす
るか、あるいは電気絶縁体の厚さを薄くすることになる
が、スリップリングの幅の大型化にはこれを適用する装
置等の設計上の制約があるため、電気絶縁体の厚さを薄
くする方向で行われる。

【００１３】すなわち、従来のように、２本のスリップ
リング間の距離を狭めるのではなく、環状の電気絶縁体
の厚みを薄くして特性インピーダンスを小さくするので
あるから、スリップリングに接触する接触子のガイドの
役目を担う壁部（スリップリングは主に電気絶縁体に形
成された溝内に配される）の機械的強度を損なうことは
ない。

【００１４】ただし、環状の電気絶縁体の厚みが薄くな
るので、これ自体の機械的強度は低くなるが、厚み方向
の補強は容易に行え、また、補強により特性インピーダ
ンスに影響を与えることはない（電気絶縁体の内周面に
配される接地導体のさらに内周面に補強部材を配備すれ
ばよく、接地導体とスリップリングとの距離、すなわ
ち、特性インピーダンスを決定する電気絶縁体の厚みに
変化はない）。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１は、この発明の要部を示したＸ線ＣＴ装
置の一部断面図である。ベアリング１によって回転自在
に支持されている回転体２にＸ線曝射用のＸ線管３が取
り付けられている。図１では省略しているが、このＸ線
管３と対向する位置において、透過Ｘ線を検出するＸ線
検出器と、そのＸ線検出器からの検出信号をデジタル信
号に変換するデータ収集部が回転体２に取り付けられて
いる（図２の符号21参照）。符号４は回転体２を回転駆
動する電動モータ（図２の符号22参照）のプーリーに架
け渡されている伝動ベルトである。ここまでの構成は従
来のものと同じである。

【００１６】Ｘ線管３が支持されている回転体２の反対
側の面に、環状の電気絶縁体５が一体的に取り付けられ
ている。環状の電気絶縁体５の外周面には溝が形成され
（この例では２ヵ所に溝が形成されている）、その溝内
に環状のスリップリング６，７が設けられている。これ
らスリップリング６，７は上述のデータ収集部に接続さ
れる。

【００１７】環状の電気絶縁体５の内周面には導体８が
全面に配されており、この導体８とスリップリング６と
が電気的に接続されている。そして、スリップリング６
を給電ブラシ９を介して同軸ケーブル10の外部導体11に
接続し、外部導体11を接地してある。

【００１８】一方のスリップリング７は給電ブラシ12を
介して同軸ケーブル10の中心導体13に接続されており、
中心導体13は画像処理装置14へのデータ入力線路となっ
ている。なお、符号15は導体８の内周面に配備された環
状の補強部材である。

【００１９】上述したＸ線ＣＴ装置において、位置固定
の装置が画像処理装置14に相当し、これに接続される第
１の伝送線路が同軸ケーブル10に、給電ブラシ９，12が
接触子に、スリップリング６，７が第２の環状の伝送線
路に相当し、スリップリング７に接続されるデータ収集
部（図２の符号21参照）が回転体２に支持された装置に
相当している。また、環状の電気絶縁体５の内周面に配
され、スリップリング６，給電ブラシ９，同軸ケーブル
10の外部導体11を介して接地されている導体８が接地導
体である（以下、導体８を接地導体８に変えて記載す
る）。

【００２０】第２の環状の伝送線路であるスリップリン
グ６，７のうち、スリップリング６は接地導体８と同電
位であるので、これを接地導体８の一部分と見なし、ス
リップリング７と接地導体８との構造に着目すれば、こ
れは明らかなように、マイクロストリップ線路を環状に
形成した構造である。

【００２１】マイクロストリップ線路の特性インピーダ
ンスは、スリップリング７の幅Ｗと電気絶縁体５の比誘
電率とに反比例し、電気絶縁体５の厚みｈに比例する。
スリップリング７の幅ＷはＸ線ＣＴ装置のサイズ等によ
って制約を受け、また、電気絶縁体５の比誘電率は材質
によって一意に決まるので、これらの値を一定であると
すれば、特性インピーダンスは電気絶縁体５の厚みｈに
依存する。

【００２２】電気絶縁体５の厚みｈは、すなわち、接地
導体８とスリップリング７との距離であり、したがっ
て、この厚みｈに加え、接地導体８と一体化されている
スリップリング６とスリップリング７との距離Ｄも特性
インピーダンスを決定する因子になる。ただし、接地導
体８，スリップリング６のうち、スリップリング７に近
い方がグランドとしての役目を果たす。

【００２３】「発明が解決しようとする課題」に記載し
たように、スリップリング６とスリップリング７との距
離Ｄ、つまり両者の隔壁の厚さは、給電ブラシ９のブレ
を抑えるガイドとして機能させるためにもある程度の厚
み（機械的強度）が必要であり、距離Ｄを余り狭めるこ
とはできない。その場合、接地導体８とスリップリング
７との距離（電気絶縁体５の厚みｈ）を狭めることによ
って、特性インピーダンスを低く設定する。これが本実
施例の信号伝送機構の特徴であって、スリップリング６
とスリップリング７との間の隔壁の機械的強度を保持し
ながらも特性インピーダンスを小さくできる。

【００２４】電気絶縁体５の厚みｈを薄く設定すると、
電気絶縁体５自体の機械的強度が低くなるが、それは図
１に示すような補強部材15を接地導体８の内周面に配備
することで解消できる。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明の信号伝送機構によれば、回転体に支持された装置に
接続される第２の環状の伝送線路を、環状の電気絶縁体
の外周面に配し、さらにその電気絶縁体の内周面に接地
導体を配した、いわゆるマイクロストリップ線路と同等
の構造にしてあるので、電気絶縁体の厚さを可変するこ
とで第２の伝送線路の特性インピーダンスを任意に設定
できる。したがって、電気絶縁体の厚みを薄くすれば特
性インピーダンスを低く設定することができ、従来のよ
うに、２本のスリップリング（これが第２の伝送線路に
相当する）間の距離を狭めてスリップリングに接触する
接触子のガイドの役目を担う壁部の機械的強度を損なう
ことがない。また、環状の電気絶縁体の厚み方向の補強
は特性インピーダンスに関係なく容易に行え、電気絶縁
体の機械的強度を損なうこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る信号伝送機構が適用
されるＸ線ＣＴ装置の一部断面図である。

【図２】従来の信号伝送機構が適用されるＸ線ＣＴ装置
の一部断面図である。

【符号の説明】

２・・・回転体３・・・Ｘ線管５・・・電気絶縁体６，７・・・スリップリング（第２の環状の伝送線路）８・・・接地導体９，12・・・給電ブラシ（接触子） 10・・・同軸ケーブル（第１の伝送線路） 20・・・Ｘ線検出器 21・・・データ収集部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】位置固定の装置に接続される第１の伝送
線路と、回転体に支持された装置に接続される第２の環
状の伝送線路とを接触子を介して接合してなる信号伝送
機構において、前記第２の環状の伝送線路を環状の電気絶縁体の外周面
に配し、その電気絶縁体の内周面に接地導体を配したこ
とを特徴とする信号伝送機構。