JPH08222903A - 信号伝送用ロータリージョイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信号伝送用ロータリージョイントを安定回転
させる。 【構成】 アンテナ部と送受信部とを含んだ回転体をシ
ャフトに取り付ける。回転体のハウジング１３をブロッ
ク１５を介しシャフトに回転可能に支える。シャフトの
側面に接するように延びる複数個の平坦面１５ａ〜１５
ｈによりブロックの周方向の輪郭を整える。また、静釣
合い条件及び動釣合い条件を満たすように重量を分布さ
せる。ハウジング内壁面と平坦面との間に形成される複
数個の空室内に送受信部を分割配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像信号のようなアナ
ログ信号、制御信号のようなデジタル信号を電波で送受
信する信号伝送用ロータリージョイントに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロータリー式検査装置、充填装置
等のように回転部と固定部とがあって両者間で信号を伝
送する必要がある場合、両者間に信号伝送用ロータリー
ジョイントが介装され、該信号伝送用ロータリージョイ
ントを介して信号の授受がなされる。

【０００３】このようなロータリージョイントとして信
号を電波で伝送する非接触型のロータリージョイントが
考えられている。これは回転部側に取り付けられる回転
体と固定部側に取り付けられる固定体とを備え、回転体
と固定体の各ハウジング内には夫々アンテナ部と送受信
部とが設けられ、アンテナ部同士が対向するようにハウ
ジングが組み合わされることにより構成されている。

【０００４】また、回転体及び固定体のハウジングは円
筒形に作られ、該円筒内に送信部や受信部のユニット等
が適当に配置されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のロータ
リージョイントの回転体及び固定体のハウジングは一般
に単なる円筒形であり、その中に送信部や受信部のユニ
ット等を相互に干渉しないように配置し、また適切に引
き回しをするのは極めて面倒である。干渉の程度によっ
ては回路パターンを変更したり、新たに遮蔽板等を設置
したりしなければならない。

【０００６】また、殊に回転体はその回転動作を安定さ
せる必要があることから、静釣合い条件及び動釣合い条
件を満たすように送受信部等をレイアウトしなければな
らないが、重量バランスを調整しつつ送受信部を配置す
るのは回路の設計変更等を伴い極めて面倒である。

【０００７】従って、本発明はそのような問題点を解決
することができる手段を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、アンテナ部１，２と送受信部３ａ，４
ｂ，３ｂ，４ａとを含んだ回転体５，６がシャフト７に
取り付けられた信号伝送用ロータリージョイントにおい
て、上記回転体５，６はハウジング１３，１４と、該ハ
ウジング１３，１４を上記シャフト７に対し回転可能に
支えるブロック１５，１６とを備え、該ブロック１５，
１６はその周方向の輪郭が上記シャフト７の側面に接す
るように延びる複数個の平坦面１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６
ｇ，１６ｈにより整えられると共にその重量分布が静釣
合い条件及び動釣合い条件を満たすように形成され、上
記ハウジング１３，１４の内壁面と上記平坦面１５ａ，
１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１
５ｈ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６
ｆ，１６ｇ，１６ｈとの間に形成される複数個の空室１
７，１８，１９，２０内には上記送受信部３ａ，４ｂ，
３ｂ，４ａが分割配置された構成を採用し、また、該信
号伝送用ロータリージョイントにおいて、上記ブロック
１５，１６はその横断面が略Ｈ型になるように八つの平
坦面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５
ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６
ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ，１６ｈにより周方向の輪
郭が整えられた構成を採用し、また、該信号伝送用ロー
タリージョイントにおいて、上記ハウジング１３，１４
の内壁面には雌ネジ２１が形成され、上記ブロック１
５，１６の周壁面には上記雌ネジ２１に螺合する雄ネジ
２５が形成された構成を採用している。

【０００９】

【作用】回転体５，６のハウジング１３，１４内にはブ
ロック１５，１６により複数個の空室１７，１８，１
９，２０が形成され、各空室１７，１８，１９，２０内
に送受信部３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂが分割配置される。
これにより、干渉し合うおそれのある送受信部３ａ，３
ｂ，４ａ，４ｂが隔離される。

【００１０】空室１７，１８，１９，２０を形成するブ
ロック１５，１６の平坦面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１
５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ，１６ｈ
はシャフト７の側面に接するように延びるのでできるだ
け広く確保される。従って、送受信部３ａ，３ｂ，４
ａ，４ｂの回路基板の配置が容易になる。

【００１１】平坦面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，
１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１６ａ，１６ｂ，１
６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ，１６ｈが形成
された後のブロック１５，１６はその重量分布が静釣合
い条件及び動釣合い条件を満たすようになっているの
で、ブロック１５，１６自体安定回転する。また、送受
信部３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂは各空室１７，１８，１
９，２０内に分割配置されるので、回転体５，６全体と
しても重量分布がバランスし、低速、高速の如何を問わ
ず安定して回転する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。この信号伝送用ロータリージョイントは、図１乃
至図５（Ａ）に示されるように、アンテナ部１，２と送
受信部３ａ，４ｂ，３ｂ，４ａとを含んだ二つの回転体
５，６が、それらのアンテナ部１，２同士が相対向しつ
つ相対的に回転するように、シャフト７にベアリング
８，９を介して取り付けられ、導電性のある筒体１０が
上記二つのアンテナ部１，２を囲み、該筒体１０が上記
二つの回転体５，６に対しベアリング１１，１２を介し
支持されることにより構成されている。

【００１３】上記回転体５，６は、図４及び図５（Ａ）
に示されるように、ハウジング１３，１４と、該ハウジ
ング１３，１４を上記シャフト７に対し回転可能に支え
るブロック１５，１６とを備え、該ブロック１５，１６
はその周方向の輪郭が上記シャフト７の側面に接するよ
うに延びる複数個の平坦面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１
５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ，１６ｈ
により整えられると共にその重量分布が静釣合い条件及
び動釣合い条件を満たすように形成され、上記ハウジン
グ１３，１４の内壁面と上記平坦面１５ａ，１５ｂ，１
５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６
ｇ，１６ｈとの間に形成される複数個の空室１７，１
８，１９，２０内には送受信部が分割配置されている。

【００１４】ハウジング１３，１４は、金属製の円筒体
であり、ブロック１５，１６及びベアリング８，９を介
してシャフト７に支えられている。円筒体の内壁面には
ブロック１５，１６を固定するための雌ネジ２１が形成
されている。

【００１５】ブロック１５，１６は、金属製であり、そ
の周方向の輪郭が八つの平坦面１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６
ｇ，１６ｈにより整えられて横断面略Ｈ型に形成されて
いる。このＨ型はブロック１５，１６の重量分布が静釣
合い条件及び動釣合い条件を満たすように形成されてい
る。すなわち、ブロック１５，１６の重心が出来るだけ
シャフト７の中心軸７ａ上に来るように、またブロック
１５，１６の重心を通る慣性主軸の一つが出来るだけシ
ャフト７の中心軸７ａに一致するように重量配分がなさ
れている。これによりブロック１５，１６は機械振動を
生ずることなく安定回転することとなる。

【００１６】ブロック１５，１６の中心部には上記シャ
フト７が挿通される穴２２が設けられ、該穴２２内に上
記ベアリング８，９が介装されることによりブロック１
５，１６はシャフト７に対して回転自在となっている。
また、ブロック１５，１６の上下方向の一端には円形の
端板２３，２４が設けられ、該端板２３，２４で各ハウ
ジング１３，１４の一端を閉じるようになっている。

【００１７】上記ブロック１５，１６の周壁面であるＨ
型の自由端と端板２３，２４の外周とには上記ハウジン
グ１３，１４の内壁面の雌ネジ２１に螺合する雄ネジ２
５が形成されている。図４に示されるようにブロック１
５，１６がハウジング１３，１４に対していずれかの向
きに回されることによりハウジング１３，１４内に挿入
され又はハウジング１３，１４外に取り出されることに
なる。

【００１８】ブロック１５，１６が上述の如くＨ型に形
成されていることから、空室１７，１８，１９，２０は
ハウジング１３，１４の内壁面と平坦面１５ａ，１５
ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５
ｈ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６
ｆ，１６ｇ，１６ｈとの間に四つ形成され、各空室１
７，１８，１９，２０内に送受信部等が分割配置されて
いる。このロータリージョイントは、図３に示されるよ
うに、信号を二系統で相互に送受信するようになってお
り、一方の回転体５に送信部３ａ、受信部４ｂ、合成部
２６及び電源部（図示せず）を備え、他方の回転体６に
上記送信部３ａに対応する受信部４ａ、上記受信部４ｂ
に対応する送信部３ｂ、合成部２７及び電源部（図示せ
ず）を備えており、これらが上記各回転体５，６の四つ
の空室１７，１８，１９，２０に分割収納されている。
具体的には、図５（Ａ）に示されるように、シャフト７
を挟んで相対向する空室１９，２０内に夫々送信部３
ｂ、受信部４ａが収納され、夫々の基板が相対向する平
坦面１６ｃ，１６ｄに固定され、他の対向する空室１
７，１８内に電源部２８，２９が収納され、夫々の基板
が相対向する平坦面に固定されている。これにより、回
転体５，６全体としても静釣合い条件及び動釣合い条件
に近付けることができ、安定した回転を得ることができ
る。

【００１９】なお、送受信部３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂに
入出力するためのコネクタ３０，３１が上記端板２３，
２４に取り付けられている。また、上記電源部２８，２
９はハウジング１３，１４外に設けることも可能であ
る。

【００２０】また、上記ブロック１５，１６は、Ｈ型に
限らず、図５（Ｂ）のように平坦面をシャフト７を通す
穴２２の回りに点対称形に多数設け空室を横断面扇型に
形成するようにしてもよい。その場合は静釣合い状態及
び動釣合い状態に更に接近することになる。図５（Ｃ）
のように平坦面を穴２２を挟んで二つ設けるようにした
場合は、空室が二つに減るが、その容積と基板の設置面
積とが増大することになる。図５（Ｂ）の例はＨ型の変
形例であり、Ｈ型の場合の相対向した二つの空室１９，
２０を拡張することができる。

【００２１】上記回転体５，６の相対向する箇所にはフ
ランジ状のナット３２，３３及び導電Ｏリング３４，３
５を介しアンテナ支持部３６，３７が取り付けられ、該
アンテナ支持部３６，３７にアンテナ部１，２が取り付
けられている。アンテナ部１，２は、夫々二枚の偏平な
リング状のアンテナエレメント３８が対向配置され、両
アンテナエレメント３８がエポキシ樹脂等からなる充填
材３９で接合されることにより構成され、該充填材３９
によりアンテナ支持部３６，３７に接着されている。ア
ンテナ部１，２同士は所定の隙間を介して対向してお
り、該隙間は、両アンテナ支持部３６，３７が夫々ベア
リング４０，４１を介してシャフト７に支持されること
により、より適正に保たれるようになっている。

【００２２】なお、アンテナ支持部３６，３７には、ア
ンテナエレメント３８と合成部２６，２７とを繋ぐケー
ブルを通すための通孔４２，４３が設けられ、また、結
露等による水、余剰の潤滑油、ガス等を外部に排出する
ためのドレン孔４４，４５が設けられている。

【００２３】上記回転体５，６間に介装される筒体１０
は金属等の導電材料で作られた円筒であり、両アンテナ
支持部３６，３７及び両アンテナ部１，２を囲んでい
る。この筒体１０は上記二つのベアリング１１，１２を
介してアンテナ支持部３６，３７に支持され、アンテナ
支持部３６，３７に対し相対回転可能である。これによ
り、アンテナエレメント３８からの電波リークが防止さ
れることになる。また、筒体１０を介してこの信号伝送
用ロータリージョイントをロータリー式検査装置等の所
望箇所に固定することが可能になる。

【００２４】次に、この信号伝送用ロータリージョイン
トの使用方法について説明する。ロータリー式検査装置
等において複数の回転部間で信号を伝送する必要がある
場合、ロータリージョイントの双方の回転体５，６のハ
ウジングが各回転部に取り付けられる。また、筒体１０
がロータリー式検査装置等のフレーム等の固定部に取り
付けられる。

【００２５】ロータリー式検査装置等において回転部と
固定部との間にロータリージョイントを設ける場合は、
そのいずれか一方の回転体が回転部に取り付けられ、他
方の回転体が固定部に取り付けられる。

【００２６】回転体５，６はロータリー式検査装置等の
回転部の回転と共に回転するが、その静釣合い及び動釣
合いは適正であるから、低速・高速の如何を問わず滑ら
かに安定して回転し、アンテナエレメント３８間の隙間
も一定に保持される。従って、アンテナ部１，２間での
信号の授受が正確になされることになる。

【００２７】なお、このロータリージョイントによれば
片方向伝送、双方向伝送のいずれも可能である。片方向
伝送はロータリー式検査装置その他の各種装置のモニタ
リング等に利用することができ、例えば次のような信号
の伝送がなされる。

【００２８】 各種装置に設けられた各種センサによ
る温度、圧力、寸法、重量、位置、角度、方向、トルク
等の信号 シリンダ、バルブ等の動作の確認信号 静止画像、動画像のデジタル信号 ヒーターの断線、異常振動等の故障診断信号 双方向伝送はロータリー式検査装置その他の各種装置の
制御、シーケンサーのネットワーク化等に利用され、例
えば次のような信号の伝送がなされる。

【００２９】 充填機とウエイトチェッカーとの連動
のための信号、サーボモーターのドライブ信号、バルブ
の操作信号 シーケンサー間のリンク信号

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、回転体のハウジング内
にブロックにより複数個の空室が形成され、各空室内に
送受信部が分割配置されるので、干渉し合うおそれのあ
る送受信部等を隔離することができる。また、空室を形
成するブロックの平坦面はシャフトの側面に接するよう
に延びるのでできるだけ広く確保される。従って、送受
信部の回路基板の配置が容易になる。

【００３１】また、平坦面が形成された後のブロックは
静釣合い及び動釣合いに近付けられ安定回転し、かつ送
受信部は各空室内に分割配置され回転体全体としても重
量分布がバランスするので、回転体は低速、高速の如何
を問わず安定して回転する。従って、信号の授受が適正
かつ円滑になされることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る信号伝送用ロータリージョイント
の半断面図である。

【図２】上記信号伝送用ロータリージョイントの平面図
である。

【図３】上記信号伝送用ロータリージョイントの基本構
成を示すブロック図である。

【図４】上記信号伝送用ロータリージョイントの回転体
のハウジングの構成を示す分解斜視図である。

【図５】上記信号伝送用ロータリージョイントの回転体
のハウジングの水平断面図であり、（Ａ）は図１中Ｖ−
Ｖ線断面図、（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は夫々本発明の他の実
施例の断面図である。

【符号の説明】

１，２…アンテナ部 ３ａ，４ｂ，３ｂ，４ａ…送受信部 ５，６…回転体 ７…シャフト １３，１４…ハウジング １５，１６…ブロック １５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１
５ｇ，１５ｈ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６
ｅ，１６ｆ，１６ｇ，１６ｈ…平坦面 １７，１８，１９，２０…空室 ２１…雌ネジ ２５…雄ネジ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンテナ部と送受信部とを含んだ回転体
   がシャフトに取り付けられた信号伝送用ロータリージョ
   イントにおいて、上記回転体はハウジングと、該ハウジ
   ングを上記シャフトに対し回転可能に支えるブロックと
   を備え、該ブロックはその周方向の輪郭が上記シャフト
   の側面に接するように延びる複数個の平坦面により整え
   られると共にその重量分布が静釣合い条件及び動釣合い
   条件を満たすように形成され、上記ハウジング内壁面と
   上記平坦面との間に形成される複数個の空室内に上記送
   受信部が分割配置されたことを特徴とする信号伝送用ロ
   ータリージョイント。
2. 【請求項２】 上記ブロックはその横断面が略Ｈ型にな
   るように八つの平坦面により周方向の輪郭が整えられた
   ことを特徴とする信号伝送用ロータリージョイント。
3. 【請求項３】 上記ハウジングの内壁面には雌ネジが形
   成され、上記ブロックの周壁面には上記雌ネジに螺合す
   る雄ネジが形成されたことを特徴とする信号伝送用ロー
   タリージョイント。