JPH07118351B2 - ケーブル多層巻き式ロータリージョイント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転体と非回転体との間で信号等の送受を行
なうケーブルの連結装置に関し、特にケーブルを多層巻
きにした無接点式ロータリージョイントに関する。

〔従来の技術〕

回転体と非回転体との間で信号等の送受を行なうケーブ
ルの連結装置として、従来ロータリージョイントが用い
られている。

ロータリージョイントは、第５図に示すように回転体12
の内部に配設されて固定側ケーブル4aを回転側ケーブル
4bに連結するか、第６図に示すように回転体12の外部に
配設されて固定側ケーブル4aを回転側ケーブル4bに連結
するかは別として、第3,4図に示すようにスリップリン
グとして構成されている。スリップリングはブラシ14を
バネ15でリング16に圧接する構造となっており、固定側
ケーブル4aをリング16に接続し、回転側ケーブル4bをブ
ラシ14に接続すると、ケーシング17の回転にともなって
リング16が回転してもブラシ14とリング16との摺動接触
により固定軸ケーブル4a,回転側ケーブル4b間の信号の
送受は行なわれるようになっている。なお、第３〜６図
において、符号10は回り止め、11はベアリング、13はロ
ータリージョイントを表わす。

また、このような従来のスリップリングにおける有接点
式の不具合を解消すべく、第7,8図に示すような無接点
式のロータリージョイントが考えられる。このロータリ
ージョイントは、固定軸２の回りに回転しうる枠体６
と、枠体６の回転軸線と同一の回転軸線を有しながら枠
体６と相対的に回転し得る回転軸１と、回転軸１に装着
された第１の歯車5aと、第１の歯車5aと歯合する第２の
歯車5bを有して枠体６に回転可能に設けられたガイド軸
３とをそなえるとともに、回転軸16の内部を通じ導入さ
れた回転側ケーブル4bを巻取るように回転軸１の外周部
に設けられた第１のケーブル巻取り部1aと、第１のケー
ブル巻取り部1aから導かれたケーブル４を逆向きに巻取
るようにしてガイド軸３の外周部に設けられた第２のケ
ーブル巻取り部3aと、第２のケーブル巻取り部3aから導
かれたケーブル４と同じ向きに巻取って固定軸２の内部
を通じて導出し得るように固定軸２の外周部に設けられ
た固定軸のケーブル巻取り部２′とをそなえて構成され
る。さらに、枠体６の軸線をはさんでガイド軸３とは対
称の位置に枠駆動軸18が設けられ、枠駆動軸18に装着さ
れた第３の歯車5cが第１の歯車5aと歯合するとともに、
固定軸２および枠駆動軸18にそれぞれ装着されたスプロ
ケット20にはチェイン19が巻回されている。

このように構成されたロータリージョイントは、各第１
のケーブル巻取り部1a,第２のケーブル巻取り部3aおよ
び固定軸のケーブル巻取り部２′にそれぞれケーブル４
が一層だけ捨巻きされており、回転軸１の回転により第
１の歯車5a,第３の歯車5c,スプロケット20,チェイン19
および回転軸のスプロケット20の歯合関係から、枠体６
は回転軸１の回転数の1/2で回転するとともに、ガイド
軸３が自転せずに公転して、捨巻きされたケーブル４を
第２のケーブル巻取り部3aを介して第１のケーブル巻取
り部1aから固定軸のケーブル巻取り部２′または固定軸
のケーブル巻取り部２′から第１のケーブル巻取り部1a
へと移動させるように作動する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述のような従来のスリップリング式のロー
タリージョイントでは、その構造上、ブラシ14とリング
16との間の摩擦による摩耗や、湿気の侵入による腐食の
ための性能の劣化を避けることができない問題点があ
る。

このような問題点を解決すべく考えられる上述のような
無接点式ロータリージョイントでは、上記の問題点は解
決させるものの、ケーブル４を一層しか巻くことができ
ないため、固定軸２の回転回数を増やそうとすると、そ
れだけ全体の長さを増さざるを得ないため、ロータリー
ジョイントの取付寸法に大きな問題点をもっている。

本発明は、このような問題点の解決をはかろうとするも
ので、無接点式ロータリージョイントにおけるケーブル
の巻回を多層化して無接点化により性能の劣化を避けつ
つ、取付け寸法の増加をまねくことなく回転軸の回転回
数を十分に増加させることができるケーブル多層巻き式
ロータリージョイントを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明のケーブル多層巻き
式ロータリージョイントは、固定軸の回りに回転しうる
枠体と、同枠体の回転軸線と同一の回転軸線を有しなが
ら同枠体と相対的に回転し得る回転軸と、同回転軸に装
着された第１の歯車と、同歯車と歯合する第２の歯車を
有して上記枠体に回転可能に設けられたガイド軸とをそ
なえるとともに、上記回転軸の内部を通じ導入されたケ
ーブルを巻取るように同回転軸の外周部に設けられた第
１のケーブル巻取り部と、同第１のケーブル巻取り部か
ら導かれたケーブルを逆向きに巻取るようにして上記ガ
イド軸の外周部に設けられた第２のケーブル巻取り部
と、同第２のケーブル巻取り部から導かれたケーブルを
逆向きに巻取るようにして上記ガイド軸の外周部に設け
られた第３のケーブル巻取り部と、同第３のケーブル巻
取り部から導かれたケーブルを同じ向きに巻取って上記
固定軸の内部を通じ導出し得るように同固定軸の外周部
に設けられた第４のケーブル巻取り部とをそなえて構成
されたことを特徴としている。

〔作用〕

上述の本発明のケーブル多層巻き式ロータリージョイン
トでは、回転軸の第１のケーブル巻取り部と固定軸の第
４のケーブル巻取り部とにケーブルをそれぞれ対称とな
るように多層に捨巻きされて動作する際に、回転軸とガ
イド軸およびガイド軸と固定軸との間のケーブルにかか
る張力に応じてガイド軸の公転と自転との比が自動的に
変化するように作用し、ケーブルの層数にかかわりな
く、各軸間相互のケーブルのたるみや張り過ぎを生じる
ことなく各軸間相互のケーブルの受けわたしが行なわれ
るように作用する。

〔実 施 例〕

次に、本発明の実施例について説明すると、第1,2図は
本発明の一実施例としてのケーブル多層巻き式ロータリ
ージョイントを示すもので、第１図はその側面図、第２
図はその正面図である。

第1,2図に示すように、ケーブル多層巻き式ロータリー
ジョイントは、固定軸２の回りに回転しうる枠体６と、
枠体６の回転軸線と同一の回転軸線を有しながら枠体６
と相対的に回転し得る回転軸１と、回転軸１の装着され
た第１の歯車5aと、第１の歯車5aと歯合する第２の歯車
5bを有して枠体６に回転可能に設けられたガイド軸３と
をそなえるとともに、回転軸１の内部に通じ導入された
回転側ケーブル4bを巻き取るように回転軸１の外周部に
設けられた第１のケーブル巻取り部1aと、第１のケーブ
ル巻取り部1aから導かれたケーブル４を逆向きに巻取る
ようにしてガイド軸３の外周部に設けられた第２のケー
ブル巻取り部3aと、第２のケーブル巻取り部3aから導か
れたケーブル４を逆向きに巻取るようにしてガイド軸３
の外周部に設けられた第３のケーブル巻取り部3bと、第
３のケーブル巻取り部3bから導かれたケーブル４を同じ
向きに巻取って固定軸２の内部を通じ導出し得るように
固定軸２の外周部に設けられた第４のケーブル巻取り部
2aとをそなえて構成されている。

第１図に示すように、第１のケーブル巻取り部1a,第２
のケーブル巻取り部3a,第３のケーブル巻取り部3bおよ
び第４のケーブル巻取り部2aの両側には、それぞれフラ
ンジ８が設けられ、ケーブル４の第２のケーブル巻取り
部3aと第３のケーブル巻取り部3bとの接続はコネクタ９
により行なわれている。なお、この図において、符号７
はバランスウェイト、10は回り止めを示す。

このように構成されたケーブル多層巻き式ロータリージ
ョイントの回転軸１は、回転体に連結され、回転体と同
速で回転する。固定軸２は回り止め10により固定されて
いるため回転しない。一方ガイド軸３は、遊星歯車とし
ての第２の歯車5bとケーブルの張力とによって回転軸１
の回転を伝達され、回転軸１および固定軸２に対して公
転と自転とを行なう。枠体６は、このガイド軸３の公転
によって回転し、その回転方向は、回転軸１の回転方向
と同方向となる。その際、回転軸1,固定軸２およびガイ
ド軸３の第１のケーブル巻取り部1a,第４のケーブル巻
取り部2a,第２のケーブル巻取り部3aおよび第３のケー
ブル巻取り部3bに付設されたフランジ８は、ケーブル４
を多層に巻くためのガイドとして作用する。またバラン
スウェイト７は、ガイド軸３が枠体６の一側にのみ設け
られることによるアンバランスを打消すために設けられ
ており、コネクタ９は、ロータリージョイント内でケー
ブル４を固定軸２側と回転軸１側それぞれに分離して捨
巻きすることで配線を容易化すべく設けられている。

回転軸１を第１のケーブル巻取り部1aにケーブル４が巻
取られる方向に回転させると、第１のケーブル巻取り部
1a側のケーブルは張り、ガイド軸３をケーブルの緩む方
向に回転させようとする。逆に、回転軸１からケーブル
４を繰り出す方向に回転させると、ケーブル４は緩もう
とするが、第２の歯車5bによってガイド軸３はケーブル
４が張る方向に回転する。したがって、ガイド軸３は自
動的にケーブル張力を保つように回転を変えるよう動作
する。さらに、回転軸１側と固定軸２とは左右対称に構
成されているので、完全に同期がとられ、片側にケーブ
ル４の緩みが発生するようなことはない。

また、ケーブル４を多層巻きにするには、ケーブル４の
移動を常に回転軸1,固定軸２およびガイド軸３に対して
ほぼ直角方向に保つ必要があるが、この構成によれば、
ケーブル巻層数をよほど多くしない限り、軸に対してケ
ーブル４を常に直角方向付近に保つことができるので、
ケーブル４間に隙間があいたり、ケーブル４が同じ層の
他のケーブル４に乗り上げたりするような乱巻き状態と
なることはなく、ケーブル４は整列密巻きとなる。

本発明の一実施例としてのケーブル多層巻き式ロータリ
ージョイントによれば、取付け寸法の増加をまねくこと
なく、回転軸の回転数を十分に増加させることができ
る。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明のケーブル多層巻き式ロー
タリージョイントによれば、有接点のスリップリング式
ロータリージョイントにみられる接点の劣化を避けるこ
とができるばかりでなく、ケーブル捨巻き式のロータリ
ージョイントにみられる著しい回転回数の制限をも自動
的に張力を保つべく公転と自転とを行なうガイド軸を用
いての多層にわたる捨巻きにより克服することができる
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第1,2図は本発明の一実施例としてのケーブル多層巻き
式ロータリージョイントを示すもので、第１図はその側
面図、第２図はその正面図であり、第３〜５図は従来の
スリップリング式ロータリージョイントを示すもので、
第３図はその側面図、第４図はその正面図、第５図はそ
の回転体内部への配置図、第６図はその回転体側部への
配置図であり、第7,8図は単層のケーブル捨巻き式ロー
タリージョイントを示すもので、第７図はその側面図、
第８図はその正面図である。 １……回転軸、1a……第１のケーブル巻取り部、２……
固定軸、2a……第４のケーブル巻取り部、３……ガイド
軸、3a……第２のケーブル巻取り部、3b……第３のケー
ブル巻取り部、４……ケーブル、4a……固定側ケーブ
ル、4b……回転側ケーブル、5a……第１の歯車、5b……
第２の歯車、5c……第３の歯車、６……枠体、７……バ
ランスウェイト、８……フランジ、９……コネクタ、10
……回り止め、12……回転体、13……ロータリージョイ
ント、14……ブラシ、15……バネ、16……リング、17…
…ケーシング、18……枠駆動軸、19……チェイン、20…
…スプロケット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定軸の回りに回転しうる枠体と、同枠体
   の回転軸線と同一の回転軸線を有しながら同枠体と相対
   的に回転し得る回転軸と、同回転軸に装着された第１の
   歯車と、同歯車と歯合する第２の歯車を有して上記枠体
   に回転可能に設けられたガイド軸とをそなえるととも
   に、上記回転軸の内部を通じ導入されたケーブルを巻取
   るように同回転軸の外周部に設けられた第１のケーブル
   巻取り部と、同第１のケーブル巻取り部から導かれたケ
   ーブルを逆向きに巻取るようにして上記ガイド軸の外周
   部に設けられた第２のケーブル巻取り部と、同第２のケ
   ーブル巻取り部から導かれたケーブルを逆向きに巻取る
   ようにして上記ガイド軸の外周部に設けられた第３のケ
   ーブル巻取り部と、同第３のケーブル巻取り部から導か
   れたケーブルを同じ向きに巻取って上記固定軸の内部を
   通じ導出し得るように同固定軸の外周部に設けられた第
   ４のケーブル巻取り部とをそなえて構成されたことを特
   徴とする、ケーブル多層巻き式ロータリージョイント。