JPH0722881Y2

JPH0722881Y2 - 回転中継装置

Info

Publication number: JPH0722881Y2
Application number: JP8340489U
Authority: JP
Inventors: 敏明城阪; 信幸天
Original assignee: デイエツクスアンテナ株式会社
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2004-07-14
Also published as: JPH0322402U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、回転体上に設けた電気機器に対して電気信号
を送受する際に用いる回転中継装置に関する。

［従来の技術］従来、回転体に設けた電気機器に対して電気信号を送受
する場合、ケーブル等が絡まるのを防止するために、第
７図に示すように、回転体２の外周面にその周方向に沿
ってスリップリング４、４‥‥を設け、回転体２の外方
にスリップリング４、４‥‥と接触させてバネ式のスリ
ップリング接点６、６‥‥を固定し、スリップリング
４、４‥‥を回転体２上の機器にケーブルを用いて接続
し、スリップリング接点６、６‥‥にケーブルを介して
回転体２の外部に設けた電気機器を接続することが行な
われている。

［考案が解決しようとする課題］上記のようにスリップリングを用いたものでは、直流信
号や低周波信号の授受を行なう場合には、充分に実用と
なるが、高周波信号、特に超高周波信号の送受の場合、
スリップリング４、４‥‥やスリップリング接点６、６
‥‥の漏洩インダクタンスや、スリップリング４、４間
に発生する浮遊容量や、スリップリング接点６、６間に
発生する浮遊容量等の影響を無視することができず、こ
れらの影響を補正するために、超高周波信号が伝送され
る同軸ケーブルの心線８が接続されるスリップリング４
と同軸ケーブルの外部基準導体10が接続されるスリップ
リング４との間に、コンデンサ12を接続したり、別の同
軸ケーブルの心線14が接続されるスリップリング接点６
と、その同軸ケーブルの外部基準導体16が接続されるス
リップリング接点６との間にコンデンサ18を接続して
も、高周波特性が余り良くなかった。即ち、第８図に符
号Ａで示すのは、第７図に示したものの中継損失と周波
数との関係を示すもので、周波数が高くなればなるほど
中継損失が大きくなっていることを示している。また、
同図に符号Ｂで示すのは第７図に示したものの反射損失
と周波数との関係を示すもので、1GHzで2dB以上にな
り、特性が悪い。しかも、スリップリング接点６のバネ
力が、経時変化した場合には、高周波特性を一定に保つ
ことが難しく、また回転時にスリップリング接点６のバ
ネ力が変化して、ショックノイズを発生し、やはり高周
波特性を一定に保つことが難しかった。

本考案は上記の問題点を解決した回転中継装置を提供し
ようとするものである。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するために、本考案は、中心軸線を回
転中心として回転する状態に設けられた回転体と、この
回転体の外周面にその周方向に沿って設けられたスリッ
プリングと、回転体の外方にスリップリングと接触した
状態に設けられたスリップリング接点と、中心軸線上に
位置させて回転体内に、これと共に回転する状態に設け
られた第１の高周波ロータリジョイント部と、中心軸線
上に位置させて回転体内における固定部に設けた第２の
高周波ロータリジョイント部とを、有している。さら
に、第１及び第２の高周波ロータリジョイント部は、同
軸ケーブルの基準電位導体が超高周波電気的に接続され
る導電性外囲器と、この外囲器内に設けられ、同軸ケー
ブルの中心導体が超高周波電気的に接続される接続部を
有し、第１及び第２の高周波ロータリジョイント部の外
囲器同士が超高周波電気的に接触し、所定の間隔を有す
ると共に、接続部同士が所定の間隔を隔てて位置する状
態に第１及び第２のロータリジョイント部を配置してな
るものである。

接続部は、インダクタンス素子であることが望ましく、
特にスパイラル状のインダクタンス素子とするのが最も
望ましい。

［作用］本考案によれば、スリップリングとスリップリング接点
とが接触しているので、回転体が回転しても、従来のも
のと同様に直流信号や低周波信号を回転体上に設けた電
気機器と送受することができる。また、２つの同軸ケー
ブルの中心導体同士は、その先端間に設けた接続部間に
発生する容量及び誘導によって結合され、同軸ケーブル
の外部基準導体は、外囲器同士の接触または大容量によ
って接続されている。さらに、第１の高周波ロータリジ
ョイント部は、回転体と共に回転する。従って、回転体
が回転しても、高周波信号、特に超高周波信号でも、第
１及び第２の高周波ロータリジョイント部によって回転
体上の機器と送受することができる。

［実施例］この実施例は、第１図に示すように、基台22を有してい
る。この基台22は、例えば車両、船舶、列車等の移動物
体（図示せず）上に固定されている。この基台22上に
は、固定部24が設けられ、この固定部24に回転自在に回
転体26が支持されている。

この回転体26は概略円管状に形成され、その中心軸線が
固定部24の中心軸線と一致するように配置されている。
この回転体26の上部の外周部はフランジ状に形成され、
その周縁に沿って歯車28が形成され、この歯車28は、回
転体26の外方に設けたギヤヘッド及びモータ30と噛み合
っている。従って、この回転体26は、その中心軸線を回
転中心として回転する。

この回転体26の上面には蓋状体32が設けられており、こ
の蓋状体32上に、例えば平面アンテナまたはパラボラア
ンテナのような衛星放送受信用アンテナ、この衛星放送
受信用アンテナの仰角を調整するための機構と、これを
駆動するためのモータ、このモータや上述したギヤヘッ
ド及びモータ30を制御するための制御部、衛星放送受信
用アンテナで受信した衛星放送信号を中間周波信号に変
換するためのコンバータ等（いずれも図示せず）が設け
られている。従って、回転体26が回転することによって
衛星放送受信用アンテナの方位角が変更される。

回転体26の外周面には、その上下方向に間隔を隔てて複
数のスリップリング34、34……が設けられている。これ
らスリップリング34、34……は、回転体26の周方向に沿
って設けられている。これらスリップリング34、34……
は、回転体26上に設けた端子金具36、36……に、図には
示していないが、それぞれ接続されている。そして、こ
れら端子金具36、36……は、上述したモータや制御部に
交流の動作電源電力を供給したり、制御部からギヤヘッ
ド及びモータ30に直流の制御信号を供給したりするため
に、制御部の所定の端子に接続されている。

回転体26の外方には、端子台38が設けられており、これ
には各スリップリング34、34……にそれぞれ接触させた
状態でバネ式のスリップリング接点40、40……が設けら
れている。これらスリップリング接点40、40……は、端
子台38に設けられている端子金具42、42……にそれぞれ
接続されている。そして、これら端子金具42、42……
は、動作電源やギヤヘッド及びモータ30等に接続されて
いる。

蓋状体32の中心から回転体26内に向って回転体26の中心
軸線に沿ってスリーブ状体44が伸延しており、その先端
部に第１の高周波ロータリジョイント部46aが固定さ
れ、これと対向するように第２の高周波ロータリジョイ
ント部46bが固定部24内に配置され、これら第１及び第
２の高周波ロータリジョイント部46a、46bは、相対的に
回転可能に固定部24に固定金具48a、48bによって結合さ
れている。

第２図を参照しながら、第１及び第２の高周波ロータリ
ジョイント部46a、46bについて詳細に説明すると、第１
及び第２の高周波ロータリジョイント部46a、46bは同一
の構成であり、導電金属製の外囲器50a、50bを有し、こ
れら外囲器50a、50bは、大径の胴部52a、52bと、これに
連なる小径の首部54a、54bと、この首部54a、54bに連な
り胴部52a、52bとほぼ同径の頭部56a、56bとからなり、
頭部56a、56bの先端部にはフランジ状部58a、58bが形成
されている。さらに、胴部52a、42b及び首部54a、54b内
には、その中心を通って同軸ケーブル挿入孔60a、60bが
穿設され、頭部56a、56b内には、同軸ケーブル挿入孔60
a、60bよりも大径のインダクタンス素子挿入孔62a、62b
が同軸ケーブル挿入孔60a、60bと同心に且つ連通した状
態に形成されている。第１の高周波ロータリジョイント
部46aの同軸ケーブル挿入孔60aには、コンバータの出力
端子に一端が接続されている同軸ケーブルの他端が、そ
の外部基準導体63aを同軸ケーブル挿入孔60aの内周面に
接触した状態で挿入され、スリーブ状体44にボルト64
a、64aによって固定されている。従って、回転体26が回
転すると、それにつれて外囲器50aも回転する。同様
に、第２の高周波ロータリジョイント部46bの同軸ケー
ブル挿入孔60bには、一端が衛星放送受信用チューナ
（図示せず）の入力端子に接続された同軸ケーブルの他
端が、その外部基準導体63bを同軸ケーブル挿入孔60bの
内周面に接触させた状態に挿入され、ボルト64b、64bに
よって固定されている。

外囲器50a、50bの頭部56a、56bのインダクタンス素子挿
入孔62a、62b内におけるフランジ状部58a、58bの位置す
る面よりも幾分首部54a、54b側に偏った位置に、それぞ
れ中心軸線にほぼ垂直にプリント基板66a、66bが配置さ
れ、これらの対向する面には第３図及び第４図に示すよ
うに、中心から所定方向、例えば右巻き方向で外周にそ
れぞれ向うスパイラル状インダクタンス素子68a、68bが
形成されている。即ち、スパイラル状インダクタンス素
子68a、68bは、同一形状のものである。そして、これら
スパイラル状インダクタンス素子68a、68bの中心には、
それぞれの同軸ケーブルの心線69a、69bが接続されてい
る。なお、70a、70bは、同軸ケーブルの心線69a、69bの
スペーサである。

固定金具48a、48bは、それぞれ頭部56a、56bを挿通可能
な内口72a、72bを有し、それら内口72a、72bの周面にそ
れぞれフランジ状部58a、58bが侵入する凹所74a、74bを
有している。そして、これら凹所74a、74bにフランジ状
部58a、58bが侵入した状態で、即ち、両フランジ状部58
a、58bが接触し、かつ両プリント基板66a、66bが所定の
間隔を隔てて位置した状態で、ボルト76、76によって固
定部24に固定金具48a、48bが押圧固定されている。

このように構成された回転中継装置では、各スリップリ
ング34、34……と各スリップリング接点40、40……とが
接触しているので、回転体26が回転しても、各スリップ
リング34、34……と各スリップリング接点40、40……と
の接触状態は変化しないので、回転体26上の仰角調整駆
動用モータや制御部への動作電力が各スリップリング3
4、34……と各スリップリング接点40、40……とを介し
て供給され、制御部からのギヤヘッド及びモータへの制
御信号も各スリップリング34、34……と各スリップリン
グ接点40、40……とを介して伝送される。

一方、第１及び第２の高周波ロータリジョイント部で
は、スリーブ状部44に第１の高周波ロータリジョイント
部46aの外囲器50aの胴部52aが結合されているので、回
転体26の回転と共に第１の高周波ロータリジョイント部
46aが回転する。このとき回転しても、フランジ状部58
a、58b間の間隔及びプリント基板66a、66b間の間隔は、
ほとんど変化しない。従って、第１及び第２の高周波ロ
ータリジョイント部46a、46bは、第５図に示すように、
それぞれの同軸ケーブルの外部基準導体63a、63bに接続
されている外囲器50a、50b間が両者間の浮遊容量C₁によ
って結合され、それぞれの同軸ケーブルの心線69a、69b
に接続されているスパイラル状インダクタンス素子68
a、68bが、両者間の分布容量C₂及び相互誘導結合Ｍによ
って結合された状態となり、一種の帯域通過フィルタを
構成している。ここで、スパイラル状インダクタンス素
子68a、68bを用いているので、集中定数のインダクタン
ス素子を用いた場合よりも分布容量が大きくなる。第６
図は、第１の高周波ロータリジョイント部46aが、ある
基準位置と、これからそれぞれ90°ずつ回転した際の第
１及び第２の高周波ロータリジョイント部46a、46bの中
継損失対周波数特性を示したもので、衛星放送受信用コ
ンバータから中間周波信号の周波数帯がカバーされてい
る約1GHzから約1.4GHzにわたって最悪でも中継損失が約
1dBとなり、充分に中継器として実用となることが分か
る。なお、第１の高周波ロータリジョイント部46aが回
転したことにより若干特性が変化するのは、回転したこ
とにより、相互誘導結合の値が若干変動するためであ
る。

上記の実施例では、プリント基板上に形成したスパイラ
ル状インダクタンス素子を用いたが、これに替えて導線
をスパイラル状に巻回して形成したスパイラル状インダ
クタンス素子を用いてもよい。また、スパイラル状のイ
ンダクタンス素子に代えて、例えば導体で作った中空状
のコイル等の通常のインダクタンス素子を用いてもよ
い。さらに、上記の実施例では、この考案による回転中
継装置を、移動物体上に搭載した衛星放送受信用アンテ
ナの方位角を変更するのに用いたが、これに限ったもの
ではなく、例えばロボットアーム等のように複数の回転
箇所を有するものにも使用することができる。この場
合、第１及び第２の高周波ロータリジョイント部によっ
て構成された高周波ロータリジョイントを複数個、直列
に接続して、これによって例えば制御信号で高周波信号
である搬送波信号を変調したものを伝送すればよい。し
かし、この伝送による減衰を補うために、各高周波ロー
タリジョイント間に高周波増幅器を設け、これら高周波
増幅器への動作電力の供給をスリップリングとスリップ
リング接点とを用いて行なえばよい。

［考案の効果］以上のように、本考案による回転中継装置では、回転体
上の機器とその外部の機器との間での直流信号や動作電
力のような低周波信号の授受を、従来のものと同様に、
スリップリングとスリップリング接点によって伝送し、
回転体上の機器とその外部の機器との間での高周波信号
の授受は、高周波ロータリジョイントによって行なって
いるので、直流、低周波、高周波のいずれの信号も良好
に授受することができる。しかも、高周波ロータリジョ
イントにおける同軸ケーブルの心線間の接続は、その先
端それぞれ設けたインダクタンス素子と、その素子間の
分布容量によって行なわれるので、一種の帯域通過フィ
ルタとして機能し、不要な信号を伝送することを防止で
きる。さらに、インダクタンス素子をスパイラル状とす
ると、分布容量が大きくなり、帯域通過フィルタの通過
帯域を広げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による回転中継装置の一実施例の縦断面
図、第２図は同実施例の高周波ロータリジョイント部の
拡大縦断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線からプリント
基板66bを見た状態を示す図、第４図は第２図のＡ−Ａ
線からプリント基板66aを見た状態を示す図、第５図は
本実施例の等価回路図、第６図は本実施例の伝送損失対
周波数特性図、第７図は従来の回転中継装置の部分省略
破断側面図、第８図は第７図の回転中継装置の中継損失
及び反射損失対周波数特性図である。 26……回転体、34……スリップリング、40……スリップ
リング接点、46a……第１の高周波ロータリジョイント
部、46b……第２の高周波ロータリジョイント部、50a、
50b……外囲器、66a、66b……プリント基板（接続
部）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】中心軸線を回転中心として回転する状態に
設けられた回転体と、この回転体の外周面にその周方向
に沿って設けられたスリップリングと、上記回転体の外
方に上記スリップリングと接触した状態に設けられたス
リップリング接点と、上記中心軸線上に位置させて上記
回転体内にこれと共に回転する状態に設けられた第１の
高周波ロータリジョイント部と、上記中心軸線上に位置
させて上記回転体内における固定部に設けた第２の高周
波ロータリジョイント部とを、有し、第１及び第２の高周波ロータリジョイント部は、同軸ケ
ーブルの基準電位導体が超高周波電気的に接続される導
電性外囲器と、この外囲器内に設けられ上記同軸ケーブ
ルの中心導体が超高周波電気的に接続される接続部を有
し、第１及び第２の高周波ロータリジョイント部の外囲
器同士が超高周波電気的に接触し所定の間隔を有すると
共に、上記接続部同士が所定の間隔を隔てて位置する状
態に第１及び第２のロータリジョイント部を配置してな
る回転中継装置。
【請求項２】上記接続部がインダクタンス素子であるこ
とを特徴とする請求項１記載の回転中継装置。
【請求項３】上記接続部がスパイラル状のインダクタン
ス素子であることを特徴とする請求項１記載の回転中継
装置。