JP2008227731A - Rotary coupler and electronic appliance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転体と固定体を回転可能に連結すると共に両者間で信号の伝送を可能とする回転結合器、及びその回転結合器を備えた電子機器に関するものである。 The present invention relates to a rotary coupler that rotatably connects a rotating body and a fixed body and enables transmission of signals between the two, and an electronic device including the rotary coupler.
回転可能に連結された回転体と固定体との間で信号の伝送を行う際に、ケーブルを用いると、回転体を無限回転させることができない。そこで、近年の回転結合器では、スリップリング等を用いた機械結合、電気信号を磁気信号に変換する磁気結合及び電気信号を光信号に変換する光結合等を適用することにより回転体と固定体との間で信号の伝送を行っている。 When a signal is transmitted between a rotating body and a fixed body that are rotatably connected, if the cable is used, the rotating body cannot be rotated infinitely. Therefore, in a recent rotary coupler, a rotating body and a fixed body are applied by applying mechanical coupling using a slip ring or the like, magnetic coupling for converting an electric signal into a magnetic signal, and optical coupling for converting an electric signal into an optical signal. Signals are transmitted to and from.
従来のこの種の回転結合器としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、回転部と固定部の間で信号伝送を行うための回転結合器に関するものが記載されている。この特許文献１に記載された回転結合器は、「回転部の回転中心を中心とする同心円周上に配置形成され互いに対向するマイクロストリップラインを回転部と固定部との対向面に設け、回転部側のマイクロストリップラインと固定部側のマイクロストリップラインとの間で高周波信号の授受を行うようにした」ことを特徴としている。 As a conventional rotary coupler of this type, for example, there is one described in Patent Document 1. Patent Document 1 describes a rotary coupler for performing signal transmission between a rotating part and a fixed part. The rotary coupler described in Patent Document 1 is provided with “a microstrip line arranged on a concentric circumference centering on the rotation center of the rotating part and facing each other on the opposing surface of the rotating part and the fixed part. A high-frequency signal is exchanged between the microstrip line on the part side and the microstrip line on the fixed part side ”.
このような構成を有する特許文献１に記載の回転結合器によれば、「極めて広帯域な信号伝送特性を実現することができる」等の効果が期待される。 According to the rotary coupler described in Patent Document 1 having such a configuration, an effect such as “a very broadband signal transmission characteristic can be realized” is expected.
また、従来のこの種の回転結合器の他の例としては、例えば、特許文献２に記載されているようなものもある。特許文献２には、光ファイバと回転軸を用いて伝送光を空間結合するようにした回転結合器に関するものが記載されている。この特許文献２に記載された回転結合器は、「光ファイバとフェルールとフェルール固定手段とベアリングと回転軸を備えた」ことを特徴としている。 Further, as another example of the conventional rotary coupler of this type, for example, there is one described in Patent Document 2. Patent Document 2 describes a rotary coupler in which transmission light is spatially coupled using an optical fiber and a rotary shaft. The rotary coupler described in Patent Document 2 is characterized by “equipped with an optical fiber, a ferrule, a ferrule fixing means, a bearing, and a rotating shaft”.
このような構成を有する特許文献２に記載の回転結合器によれば、「無限に回転する装置において、高速のデータを外来ノイズの影響を受けることなく安定に伝送できる（段落［００６６］を参照）」等の効果が期待される。
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載された回転結合器では、適用される機器の回転体と固定体を回転可能に連結する構成となっていた。そして、回転体を回転させるには、機器にモータを搭載すると共に、搭載したモータの駆動力を回転体に伝える歯車、ベルト等の伝達部を設けなければならなかった。そのため、回転結合器を備えた機器の機構が複雑化すると共に、回転体を高速且つ高精度に回転制御することが難しいという問題があった。また、適用される機器にモータ及びモータの駆動力を伝達する伝達部を設けるには、モータ及び伝達部を配置するためのスペースを確保する必要があり、機器の大型化を招いていた。 However, the rotary couplers described in Patent Document 1 and Patent Document 2 have a configuration in which a rotating body and a fixed body of an applied device are rotatably connected. In order to rotate the rotating body, a motor must be mounted on the device, and a transmission unit such as a gear and a belt for transmitting the driving force of the mounted motor to the rotating body has to be provided. For this reason, there is a problem that the mechanism of the device including the rotary coupler is complicated and it is difficult to control the rotation of the rotating body at high speed and with high accuracy. In addition, in order to provide a motor and a transmission unit for transmitting the driving force of the motor to the device to be applied, it is necessary to secure a space for arranging the motor and the transmission unit, resulting in an increase in size of the device.
本発明の目的は、上述の問題点を考慮し、適用される機器の機構を簡素化すると共に回転体を高速且つ高精度に回転制御することができる回転結合器及びその回転結合器を備えた電子機器を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rotary coupler capable of simplifying a mechanism of an applied device and controlling rotation of a rotating body at high speed and with high accuracy, and the rotary coupler in consideration of the above-described problems. To provide electronic equipment.
本発明の回転結合器は、固定体に対して回転体を回転可能に連結するものである。この回転結合器は、固定体に固定される固定子とその固定子に回転可能に支持される回転子とを有すると共に、電力が供給されることにより回転子を回転させるモータ部と、回転体に固定され、且つ、回転子の回転中心を貫通してその回転子と一体に回転すると共に、軸方向に光信号が通過する貫通孔を設けた回転軸部と、を備えたことを最も主要な特徴とする。 The rotary coupler of the present invention is configured to rotatably connect a rotating body to a fixed body. The rotary coupler includes a stator fixed to a fixed body and a rotor rotatably supported by the stator, and a motor unit that rotates the rotor when electric power is supplied, and the rotary body And a rotating shaft portion that has a through hole that passes through the rotation center of the rotor and rotates integrally with the rotor and through which an optical signal passes in the axial direction. Features.
また、本発明の電子機器は、固定体とこの固定体との間で信号の伝送を行う回転体とを有するものである。この電子機器は、固定体に対して回転体を回転可能に連結する回転結合器と、固定体及び回転体の一方に設けられると共に電気信号を光信号に変換して送信する電気−光変換部と、固定体及び回転体の他方に設けられると共に光信号を受信して電気信号に変換する光−電気変換部と、を備えている。そして、回転結合器は、固定体に固定される固定子とその固定子に回転可能に支持される回転子とを有すると共に、電力が供給されることにより回転子を回転させるモータ部と、回転体に固定され、且つ、回転子の回転中心を貫通してその回転子と一体に回転すると共に、軸方向に光信号が通過する貫通孔を設けた回転軸部と、を有することを特徴とする。 The electronic device of the present invention includes a fixed body and a rotating body that transmits signals between the fixed body. This electronic device includes a rotary coupler that rotatably connects a rotating body to a fixed body, and an electric-optical conversion unit that is provided on one of the fixed body and the rotating body and that converts an electrical signal into an optical signal and transmits the optical signal. And an optical-electric conversion unit that is provided on the other of the fixed body and the rotating body and receives an optical signal and converts it into an electrical signal. The rotary coupler includes a stator that is fixed to the fixed body and a rotor that is rotatably supported by the stator, and a motor unit that rotates the rotor by being supplied with electric power, and a rotation A rotating shaft portion that is fixed to the body and that passes through the rotation center of the rotor and rotates integrally with the rotor, and is provided with a through hole through which an optical signal passes in the axial direction. To do.
本発明の回転結合器及び電子機器によれば、回転体を高速且つ高精度に回転制御することができると共に、その回転体を回転させるための機構を簡素化することができる。しかも、固定体と回転体との間で信号を高速且つ安定して伝送することができる。 According to the rotary coupler and the electronic device of the present invention, it is possible to control the rotation of the rotating body at high speed and with high accuracy, and it is possible to simplify the mechanism for rotating the rotating body. In addition, signals can be transmitted at high speed and stably between the fixed body and the rotating body.
以下、本発明の回転結合器及び電子機器を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明するが、本発明は以下の形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the rotary coupler and electronic apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following modes.
図１〜図５は、本発明の実施の形態の例を示すものである。即ち、図１は本発明の回転結合器の第１の実施の形態を示すものであり、図１Ａは平面図、図１Ｂは図１Ａに示すＸ−Ｘ線部分の断面を模式的に示す説明図、図２は本発明の回転結合器の第２の実施の形態を説明する説明図である。図３及び図４は本発明の実施の形態の電子機器における一例のカメラ装置を示すものであり、図３は斜視図、図４は内部構成を示すブロック図である。図５は本発明の実施の形態の電子機器における他の例のアンテナ装置の内部構成を示すブロック図である。 1 to 5 show examples of embodiments of the present invention. That is, FIG. 1 shows a first embodiment of the rotary coupler of the present invention, FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is an explanation schematically showing a cross section taken along line XX shown in FIG. 1A. FIG. 2 and FIG. 2 are explanatory views for explaining a second embodiment of the rotary coupler of the present invention. 3 and 4 show an example of a camera device in an electronic apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view, and FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration. FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of another example of the antenna apparatus in the electronic apparatus according to the embodiment of the present invention.
図１Ａ及び図１Ｂに示す回転結合器１は、固定体に対して回転体を回転可能に連結する結合器である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、回転結合器１は、固定体に固定されるモータ部２と、このモータ部２に取り付けられて回転すると共に回転体に固定される回転軸部３とを備えて構成されている。 A rotary coupler 1 shown in FIGS. 1A and 1B is a coupler that rotatably connects a rotary body to a fixed body. As shown in FIGS. 1A and 1B, a rotary coupler 1 includes a motor unit 2 fixed to a fixed body, and a rotary shaft unit 3 that is attached to the motor unit 2 and rotates and is fixed to the rotary body. It is prepared for.
回転結合器１のモータ部２は、回転子５と、この回転子５を回転可能に支持すると共に固定体に固定される固定子６と、この固定子６と回転子５との間に介在される図示しないベアリング等を備えている。モータ部２の回転子５は、永久磁石により形成されており、略円筒体をなしている。この回転子５の極は、回転中心の円周方向に配置されている。 The motor unit 2 of the rotary coupler 1 includes a rotor 5, a stator 6 that rotatably supports the rotor 5 and is fixed to a fixed body, and is interposed between the stator 6 and the rotor 5. And a bearing (not shown). The rotor 5 of the motor unit 2 is formed of a permanent magnet and has a substantially cylindrical shape. The poles of the rotor 5 are arranged in the circumferential direction of the rotation center.
モータ部２の固定子６は、回転子５を覆う中空の筐体をなしている。この固定子６の上面６ａ及び下面６ｂには、中心線を同一にして互いに対向するように形成された開口窓７，８が設けられている。この開口窓７，８には、回転軸部３が貫通される。また、固定子６の内部には、図示しないコイルが設けられている。このコイルに供給する電流を変化させることにより、固定子６の内部に変動する磁界が発生される。そして、変動される磁界の影響を受けて回転子５が回転される。
The stator 6 of the motor unit 2 forms a hollow housing that covers the rotor 5. On the upper surface 6a and the lower surface 6b of the stator 6, there are provided
なお、本発明に係るモータ部としては、固定子に永久磁石を設けると共に、回転子にコイルを巻回して構成してもよく、また、永久磁石の代わりに電磁石を用いる構成とすることもできる。更に、本発明に係るモータ部としては、固定子と回転子にそれぞれコイルを設け、固定子に設けたコイルに交流電流を流すことにより、回転子のコイルに誘導電流を発生させて回転子を回転させる構成としてもよく、回転子を回転させるその他の構成を適用することもできる。 In addition, as a motor part which concerns on this invention, while providing a permanent magnet in a stator and winding a coil around a rotor, it can also be set as the structure which uses an electromagnet instead of a permanent magnet. . Furthermore, as the motor unit according to the present invention, the stator and the rotor are each provided with a coil, and an alternating current is caused to flow through the coil provided on the stator, thereby generating an induced current in the rotor coil. It is good also as a structure rotated, and the other structure which rotates a rotor is also applicable.
回転結合器１の回転軸部３は、筒孔である貫通穴９を有する円筒体をなしている。この回転軸部３は、モータ部２に設けた回転子５の筒孔に嵌合されており、この回転子５と一体に回転される。回転軸部３の一方の端部は、固定子６の開口窓７から外側に突出され、他方の端部が固定子６の開口窓８から外側に突出されている。また、回転軸部３の貫通孔９は、回転結合器１によって連結される回転体と固定体との間で光信号を伝送する際の光路となっている。
The rotary shaft portion 3 of the rotary coupler 1 forms a cylindrical body having a through hole 9 that is a cylindrical hole. The rotating shaft portion 3 is fitted in a cylindrical hole of a rotor 5 provided in the motor portion 2 and is rotated integrally with the rotor 5. One end portion of the rotating shaft portion 3 protrudes outward from the
回転軸部３の貫通孔９には、石英或いはプラスチック等の樹脂によって構成された光ファイバや、プラスチック等の樹脂によって構成された導光管を配置することができる。光ファイバや導光管を配置することにより、貫通孔９に直接光信号を通す場合よりも大容量の光信号を伝送することができる。 An optical fiber made of a resin such as quartz or plastic, or a light guide tube made of a resin such as plastic can be disposed in the through hole 9 of the rotating shaft portion 3. By disposing an optical fiber or a light guide tube, it is possible to transmit an optical signal having a larger capacity than when an optical signal is directly passed through the through hole 9.
このような構成を有する回転結合器１によれば、固定体に対して回転体を無限回転可能に連結することできると共に、回転軸部３の貫通孔９を介して両者間で光信号の伝送を行うことができる。 According to the rotary coupler 1 having such a configuration, the rotating body can be coupled to the fixed body in an infinitely rotatable manner, and an optical signal is transmitted between the two through the through hole 9 of the rotating shaft portion 3. It can be performed.
また、回転結合器１のモータ部２は、電力が供給されることにより回転子５及び回転軸部３を回転させるため、回転軸部３に固定される回転体のダイレクトモータとなる。これにより、回転結合器１によって回転体と固定体を連結させれば、回転体を回転させるモータを固定体に搭載する必要がなく、固定体及び回転体を有する機器の小型化を図ることができる。更に、モータの駆動力を回転体に伝達する歯車、ベルト等の伝達部を削減することができ、機器の機構を簡素化することができると共に、回転体を高速且つ高精度に回転制御することができる。 In addition, the motor unit 2 of the rotary coupler 1 is a direct motor of a rotating body fixed to the rotary shaft unit 3 because the rotor 5 and the rotary shaft unit 3 are rotated by supplying electric power. Accordingly, if the rotary body 1 and the fixed body are connected by the rotary coupler 1, it is not necessary to mount a motor for rotating the rotary body on the fixed body, and the device having the fixed body and the rotary body can be downsized. it can. Furthermore, transmission parts such as gears and belts that transmit the driving force of the motor to the rotating body can be reduced, the mechanism of the device can be simplified, and the rotating body can be controlled at high speed and with high accuracy. Can do.
図２は、本発明の回転結合器の第２の実施の形態を示すものである。この回転結合器１１は、第１の実施の形態の回転結合器１と同様な構成を有しており、異なるところは、固定子１６に取り付けられる光−電気変換部２１と、回転軸部３に取り付けられる電気−光変換部２２である。そのため、ここでは、光−電気変換部２１及び電気−光変換部２２について説明し、回転結合器１と共通する部分には同一符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 2 shows a second embodiment of the rotary coupler of the present invention. The rotary coupler 11 has the same configuration as that of the rotary coupler 1 of the first embodiment. The difference between the rotary coupler 11 is the photoelectric conversion unit 21 attached to the stator 16 and the rotary shaft unit 3. It is the electric-light conversion part 22 attached to. Therefore, here, the opto-electric conversion unit 21 and the electro-optical conversion unit 22 will be described, and portions common to the rotary coupler 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図２に示すように、回転結合器１１の固定子１６は、回転子５と回転軸３の固定体側の端部を覆う中空の筐体をなしている。この固定子１６の上面１６ａ及び下面１６ｂには、中心線を同一にして互いに対向するように形成された開口窓１７，１８が設けられている。固定子１６の開口窓１７には、回転軸部３の回転体側の端部が貫通される。また、固定子１６の開口窓１８側の内部には、段部１９が設けられており、この段部１９に光−電気変換部２１が取り付けられている。この光−電気変換部２１は、フォトディテクタ（ＰＤ）等から構成されており、受信した光信号を電気信号に変換する。
As shown in FIG. 2, the stator 16 of the rotary coupler 11 has a hollow casing that covers the end portions of the rotor 5 and the rotary shaft 3 on the fixed body side. The upper surface 16a and the lower surface 16b of the stator 16 are provided with opening
回転軸部３の回転体側の端部には、取付ブラケット２４を介して電気−光変換部２２が取り付けられている。取付ブラケット２４は、電気−光変換部２２を保持する保持部２５と、回転体に固定される固定部２６を有している。取付ブラケット２４の保持部２５は、円筒体をなしており、その筒孔に電気−光変換部２２が保持されると共に、回転軸部３の回転体側の端部が嵌合される。また、固定部２６は、保持部２５の周面に連続して半径方向外側に展開されていて、略円板状に形成されている。
An electro-optical conversion unit 22 is attached to the end of the rotating shaft 3 on the rotating body side via a mounting
電気−光変換部２２は、光信号を送信するＬＥＤ（Light Emitting Diode）或いはレーザーダイオード (laser diode)等を有しており、供給された電気信号を光信号に変換して送信する。モータ部２に取り付けられた光−電気変換部２１と回転軸部３に取り付けられた電気−光変換部２２は、回転軸部３の中心軸に一致された状態で貫通孔９を介して対向されている。これにより、回転体から出力される電気信号を固定体に供給することができる。 The electro-optical converter 22 includes an LED (Light Emitting Diode) or a laser diode that transmits an optical signal, and converts the supplied electric signal into an optical signal for transmission. The light-electricity conversion part 21 attached to the motor part 2 and the electricity-light conversion part 22 attached to the rotating shaft part 3 are opposed to each other through the through hole 9 in a state of being aligned with the central axis of the rotating shaft part 3. Has been. Thereby, the electric signal output from a rotary body can be supplied to a fixed body.
本実施の形態では、モータ部２に光−電気変換部２１を取り付け、回転軸部３に電気−光変換部２２を取り付けたが、これとは逆に、モータ部２に電気−光変換部２２を取り付け、回転軸部３に光−電気変換部２１を取り付ける構成としてもよい。これにより、固定体から出力される電気信号を回転体に供給することができる。 In the present embodiment, the light-electric conversion unit 21 is attached to the motor unit 2, and the electric-light conversion unit 22 is attached to the rotating shaft unit 3. Conversely, the electric-light conversion unit is attached to the motor unit 2. It is good also as a structure which attaches 22 and attaches the photoelectric conversion part 21 to the rotating shaft part 3. FIG. Thereby, the electrical signal output from a fixed body can be supplied to a rotary body.
また、回転体と固定体との間で信号の送受信が行えるように、モータ部２及び回転軸部３にそれぞれ光−電気変換部２１と電気−光変換部２２を設ける構成とすることもできる。この場合、光−電気変換部２１と電気−光変換部２２に光信号の送受信が可能な光コネクタを接続し、この光コネクタを回転軸部３の中心軸に一致させた状態で貫通孔９を介して対向させる。 Moreover, it can also be set as the structure which provides the optical-electrical conversion part 21 and the electrical-optical conversion part 22 in the motor part 2 and the rotating shaft part 3, respectively so that transmission / reception of a signal can be performed between a rotary body and a fixed body. . In this case, an optical connector capable of transmitting and receiving an optical signal is connected to the optical-electrical conversion unit 21 and the electrical-optical conversion unit 22, and the through hole 9 is in a state where the optical connector is aligned with the central axis of the rotary shaft unit 3. Opposing through.
このような構成を有する回転結合器１１によれば、第１の実施の形態の回転結合器１と同様に、固定体に対して回転体を無限回転可能に連結することできると共に、回転軸部３の貫通孔９を介して両者間で光信号の伝送を行うことができる。また、供給された電気信号を光信号に変換して送信する電気−光変換部２２と受信した光信号を電気信号に変換する光−電気変換部２１を設けたため、回転体及び固定体を有する機器を組み立てる際の作業性を向上させることができる。 According to the rotary coupler 11 having such a configuration, similarly to the rotary coupler 1 of the first embodiment, the rotary body can be coupled to the fixed body in an infinitely rotatable manner, and the rotary shaft portion The optical signal can be transmitted between the two through the three through holes 9. In addition, since the electric-optical conversion unit 22 that converts the supplied electric signal into an optical signal and transmits it and the optical-electric conversion unit 21 that converts the received optical signal into an electric signal are provided, the rotating body and the fixed body are provided. Workability when assembling the equipment can be improved.
更に、回転結合器１１のモータ部２は、回転体を回転させるダイレクトモータとなるため、回転体及び固定体を有する機器の機構を簡素化することができると共に、回転体を高速且つ高精度に回転制御することができる。しかも、回転結合器１１によって回転体と固定体を連結させれば、回転体を回転させるモータを固定体に搭載する必要がなく、機器の小型化を図ることができる。 Furthermore, since the motor unit 2 of the rotary coupler 11 is a direct motor that rotates the rotating body, the mechanism of the device having the rotating body and the fixed body can be simplified, and the rotating body can be moved at high speed and with high accuracy. The rotation can be controlled. Moreover, if the rotating body and the fixed body are connected by the rotary coupler 11, it is not necessary to mount a motor for rotating the rotating body on the fixed body, and the device can be downsized.
図３及び図４は、前述したような構成及び作用を有する回転結合器１を備えた電子機器の一例としてのカメラ装置を示すものである。このカメラ装置３１は、例えば、建造物の天井や支柱の上部等に設置されて使用される監視カメラ装置である。図３及び図４に示すように、カメラ装置３１は、建造物の天井や支柱の上部等に据え付けられる固定体３２と、カメラ３７を有する回転体３３と、この回転体３３を固定体３２に回転可能に連結する回転結合器１等を備えて構成されている。
3 and 4 show a camera apparatus as an example of an electronic apparatus including the rotary coupler 1 having the above-described configuration and operation. The camera device 31 is, for example, a surveillance camera device that is installed and used on a ceiling of a building, an upper portion of a support column, or the like. As shown in FIGS. 3 and 4, the camera device 31 includes a fixed body 32 that is installed on the ceiling of a building, an upper portion of a support column, a rotating
カメラ装置３１の固定体３２は、横長とされた偏平の筐体からなり、設置面に固定される上面３２ａと、この上面３２ａと反対側の面である下面３２ｂと、上面３２ａ及び下面３２ｂに連続して側部を形成する側面３２ｃを有している。この固定体３２の内部には、回転結合器１のモータ部２が固定されている。そして、固定体３２の下面３２ｂには、回転結合器１の回転軸部３を突出させるための図示しない開口部が設けられている。 The fixed body 32 of the camera device 31 is formed of a horizontally long flat housing, and includes an upper surface 32a fixed to the installation surface, a lower surface 32b opposite to the upper surface 32a, and an upper surface 32a and a lower surface 32b. It has a side surface 32c that continuously forms a side portion. Inside the fixed body 32, the motor unit 2 of the rotary coupler 1 is fixed. An opening (not shown) for projecting the rotating shaft 3 of the rotary coupler 1 is provided on the lower surface 32 b of the fixed body 32.
カメラ装置３１の回転体３３は、固定体３２と反対側である下方に至るにつれて径が小さくなる略円錐形をなしている。この回転体３３は、固定体３２の下面３２ｂから突出した回転結合器１の回転軸部３に固定される回転支持部材３５と、この回転支持部材３５に揺動可能に支持される揺動部材３６と、この揺動部材３６に搭載されるカメラ３７等を備えて構成されている。
The rotating
回転体３３の回転支持部材３５は、揺動部材３６を揺動させる図示しない揺動用モータを有している。この揺動用モータを駆動制御することにより、揺動部材３６は上下に揺動されるようになっている。即ち、カメラ３７は、揺動部材３６を介して上下に揺動（チルト）動作されると共に、回転支持部材３５を介して設置面と平行な方向に旋回（パン）動作されるようになっている。
The
また、固定体３２と回転体３３との間には、電気的な接点、例えば、スリップリングが設けられており、固定体３２を介してカメラ３７及び揺動用モータ等の電源が供給される。なお、揺動用モータ及びカメラ３７等の電源としては、回転支持部材３５に電池を着脱可能に収納する電池収納部を設け、収納した電池から供給するようにしてもよく、また、固定体３２から無線で電源を供給するようにしてもよい。
In addition, an electrical contact, for example, a slip ring is provided between the fixed body 32 and the
次に、カメラ装置３１の電装部の構成について図４を参照して説明する。カメラ装置３１の固定体３２には、制御部４１と、供給された電気信号を光信号に変換して出力する固定側電気−光変換部４２と、受信した光信号を電気信号に変換する固定側光−電気変換部４３と、固定側電気−光変換部４２及び固定側光−電気変換部４３に接続された固定側光コネクタ４４等が設けられている。
Next, the configuration of the electrical component of the camera device 31 will be described with reference to FIG. The fixed body 32 of the camera device 31 includes a
また、回転体３３には、カメラ３７を制御するカメラ制御部４６と、揺動用モータを駆動制御する揺動用モータ制御部４７と、供給された電気信号を光信号に変換して出力する回転側電気−光変換部４８と、受信した光信号を電気信号に変換して出力する回転側光−電気変換部４９と、回転側電気−光変換部４８及び回転側光−電気変換部４９に接続された回転側光コネクタ５０等が設けられている。
The rotating
制御部４１は、図示しない外部制御装置から供給された制御信号に基づいて回転結合器１のモータ部２に設けた回転子５の回転量、回転方向及び回転速度を制御する。これにより、カメラ３７が、回転支持部材３５を介して旋回（パン）動作される。また、制御部４１は、回転体３３のカメラ３７及び揺動用モータを制御する制御信号（電気信号）を固定側電気−光変換部４２に出力する。更に、制御部４１は、固定側光−電気変換部４３を介して供給される映像信号（電気信号）を図示しないモニタ装置に出力する。
The
固定側電気−光変換部４２は、制御部４１から供給される電気信号（制御信号）を光信号に変換して固定側光コネクタ４４に出力する。また、固定側光−電気変換部４３は、固定側光コネクタ４４から供給される光信号を電気信号（映像信号）に変換して制御部４１に出力する。
The fixed-side electro-
固定側光コネクタ４４と回転側光コネクタ５０は、回転結合器１の回転軸部３に設けた貫通孔９を介して光信号の送受信を行う。これら固定側光コネクタ４４及び回転側光コネクタ５０は、送受信する光信号が回転軸部３の中心軸上を通るように配置されている。そのため、回転体３３が回転結合器１によって旋回（回転）されても確実に光信号を伝送することができる。
The fixed-side
回転側電気−光変換部４８は、カメラ制御部４６から供給される電気信号（映像信号）を光信号に変換して回転側光コネクタ５０に出力する。また、回転側光−電気変換部４９は、回転側光コネクタ５０から供給される光信号を電気信号（制御信号）に変換してカメラ制御部４６及び揺動用モータ制御部４７に出力する。
The rotation-side electric-
カメラ制御部４６は、回転側光−電気変換部４９から供給される制御信号に基づいてカメラ３７を制御し、撮影やズーム動作を実行させる。また、カメラ制御部４６は、カメラ３７から供給される映像信号（電気信号）を回転側電気−光変換部４８に出力する。
The
揺動用モータ制御部４７は、回転側光−電気変換部４９から供給される制御信号に基づいて揺動用モータの回転量、回転方向及び回転速度を制御する。これにより、カメラ３７が、揺動部材３６を介して揺動（チルト）動作される。
The swing
本実施の形態では、映像信号（電気信号）をデジタルデータとして光伝送する方法を適用している。しかしながら、本発明に係る光伝送としては、映像信号（電気信号）をＦＭ変調して光伝送したり、１６ＱＡＭなどの多値直交振幅変調を用いて伝送したり、またそれらを組み合わせて伝送することもできることは勿論、その他の信号伝送を適用することもできる。 In the present embodiment, a method of optically transmitting a video signal (electric signal) as digital data is applied. However, as optical transmission according to the present invention, video signals (electrical signals) are FM-modulated for optical transmission, multi-value quadrature amplitude modulation such as 16QAM is used for transmission, or combinations thereof are used for transmission. Of course, other signal transmissions can be applied.
このような構成を有するカメラ装置３１によれば、カメラ３７を有する回転体３３を無限に回転させることができると共に、回転結合器１の回転軸部３に設けた貫通孔９を介して光信号を送受信させることができる。その結果、最小限の旋回動作でカメラ３７を所望の撮影方向に向けることができ、移動する被写体の追従性を向上させることができる。更に、ＥＭＣ条件（Electro-Magnetic Compatibility：電磁環境両立性）を十分に満たしながら、固定体３２と回転体３３間において高品質なデータを伝送することができる。
According to the camera device 31 having such a configuration, the rotating
また、回転結合器１によって回転体３３を回転（旋回）させるため、回転体３３を回転させる機構を簡素化することができると共に、小型化を実現させることができる。しかも、回転結合器１が回転体３３を回転させるダイレクトモータとなるため、回転体３３を高速且つ高精度に回転制御することができる。
Further, since the
図５は、前述したような構成及び作用を有する回転結合器１を備えた電子機器の他の例としてのアンテナ装置を示すものである。このアンテナ装置６１は、船舶や自動車等の移動体に設置され、衛星からの電波信号を受信する、いわゆる追尾アンテナ装置である。図５に示すように、アンテナ装置６１は、移動体に固定される固定体６２と、アンテナ６４を有する回転体６３と、この回転体６３を固定体６２に回転可能に連結する回転結合器１等を備えて構成されている。 FIG. 5 shows an antenna apparatus as another example of an electronic apparatus provided with the rotary coupler 1 having the configuration and operation as described above. The antenna device 61 is a so-called tracking antenna device that is installed in a moving body such as a ship or an automobile and receives a radio signal from a satellite. As shown in FIG. 5, the antenna device 61 includes a fixed body 62 fixed to a moving body, a rotating body 63 having an antenna 64, and a rotary coupler 1 that rotatably connects the rotating body 63 to the fixed body 62. Etc. are provided.
回転結合器１は、モータ部２が固定体６２に固定され、回転軸部３が回転体６３に固定されている。アンテナ装置６１の回転体６３には、復調部７１と、電界強度測定部７２と、多重化信号生成部７３と、電気−光変換部７４等が設けられている。また、固定体６２には、光−電気変換部７６と、制御部７７等が設けられている。
In the rotary coupler 1, the motor unit 2 is fixed to the fixed body 62, and the rotary shaft unit 3 is fixed to the rotary body 63. The rotator 63 of the antenna device 61 is provided with a
復調部７１は、衛星等からアンテナ６４に供給された電波信号をべ一スバンド信号に変換し、多重化信号生成部７３に出力する。また、電界強度測定部７２は、アンテナ６４が受信した受信電波から電界強度を測定し、測定した電界強度情報を多重化信号生成部７３に出力する。この電界強度情報は、衛星追尾の情報として用いられる。多重化信号生成部７３は、復調部７１から供給されたべ一スバンド信号と、電界強度測定部７２から供給された電界強度情報を多重化し、多重化信号（電気信号）として電気−光変換部７４に出力する。
The
電気−光変換部７４は、多重化信号生成部７３から供給された多重化信号（電気信号）を光信号に変換して送信する。送信された光信号は、回転結合器１に設けた回転軸部３の貫通孔９を通過し、固定体６２の光−電気変換部７６によって受信される。光−電気変換部７６は、受信した光信号を電気信号（多重化信号）に変換して制御部７７に出力する。
The electro-
制御部７７は、光−電気変換部７６から供給された多重化信号の電界強度情報に基づいて回転結合器１のモータ部２に設けた回転子５の回転量、回転方向及び回転速度を制御する。これにより、アンテナ６４が回転体６３を介して回転され、より強力な電波が受信可能な方向に向けられる。また、制御部７７は、光−電気変換部７６から供給された多重化信号のべ一スバンド信号を図示しないモニタ装置に出力する。
The
また、固定体６２と回転体６３との間には、電気的な接点、例えば、スリップリングが設けられており、固定体６２を介して復調部７１及び電界強度測定部７２等の電源が供給される。なお、復調部７１及び電界強度測定部７２等の電源としては、回転体６３に電池を着脱可能に収納する電池収納部を設け、収納した電池から供給するようにしてもよく、また、固定体６２から無線で電源を供給するようにしてもよい。
In addition, an electrical contact, for example, a slip ring is provided between the fixed body 62 and the rotating body 63, and power is supplied to the
このような構成を有するアンテナ装置６１によれば、アンテナ６４を有する回転体６３を無限に回転させることができると共に、回転結合器１の回転軸部３に設けた貫通孔９を介して光信号を伝送させることができる。その結果、最小限の回転動作でアンテナ６４を所望の方向に向けることができ、衛星等の電波を発信する発信源に対する追尾性を向上させることができる。 According to the antenna device 61 having such a configuration, the rotating body 63 having the antenna 64 can be rotated indefinitely, and an optical signal is transmitted through the through hole 9 provided in the rotating shaft portion 3 of the rotary coupler 1. Can be transmitted. As a result, the antenna 64 can be directed in a desired direction with a minimum rotational operation, and the tracking performance with respect to a transmission source that transmits a radio wave such as a satellite can be improved.
また、回転結合器１によって回転体６３を回転させるため、回転体６３を回転させる機構を簡素化することができると共に、装置全体の小型化を実現させることができる。しかも、回転結合器１が回転体６３を回転させるダイレクトモータとなるため、回転体６３を高速且つ高精度に回転制御することができる。 In addition, since the rotary body 63 is rotated by the rotary coupler 1, the mechanism for rotating the rotary body 63 can be simplified, and the size of the entire apparatus can be reduced. Moreover, since the rotary coupler 1 becomes a direct motor that rotates the rotating body 63, the rotating body 63 can be controlled to rotate at high speed and with high accuracy.
以上説明したように、本発明の回転結合器及び電子機器によれば、固定体に対して回転体を無限回転可能に連結することでき、回転軸部の貫通孔を介して固定体と回転体との間で光信号の伝送を行うことができる。その結果、外来ノイズの影響を受けることなく、信号を安定して伝送することができる。 As described above, according to the rotary coupler and the electronic apparatus of the present invention, the rotating body can be connected to the fixed body so as to be capable of infinite rotation, and the fixed body and the rotating body are connected via the through hole of the rotating shaft portion. Optical signals can be transmitted between the two. As a result, a signal can be stably transmitted without being affected by external noise.
また、回転結合器が回転体を回転させるダイレクトモータの役割を有するため、回転体を高速且つ高精度に回転制御することができると共に、回転体を回転させるための機構を簡素化することができる。しかも、回転体を回転させるためのモータを固定体に搭載する必要がなく、回転体及び固定体を有する機器の小型化を図ることができる。また、モータの駆動力を回転体に伝達する歯車、ベルト等の伝達部を設ける必要がなく、機器の部品点数を削減することができる。 Further, since the rotary coupler has a role of a direct motor for rotating the rotating body, the rotating body can be controlled to rotate at high speed and with high accuracy, and a mechanism for rotating the rotating body can be simplified. . In addition, it is not necessary to mount a motor for rotating the rotating body on the fixed body, and the device having the rotating body and the fixed body can be downsized. Further, it is not necessary to provide a transmission unit such as a gear or a belt for transmitting the driving force of the motor to the rotating body, and the number of parts of the device can be reduced.
本発明は前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施の形態においては、電子機器としてカメラ装置及びアンテナ装置を例に挙げて説明したが、固定体と回転体を有するロボットアーム装置等のその他の電子機器にも適用できるものである。 The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, a camera device and an antenna device have been described as examples of electronic devices. However, the present invention can also be applied to other electronic devices such as a robot arm device having a fixed body and a rotating body.
１，１１…回転結合器、 ２…モータ部、 ３…回転軸部、 ５…回転子、 ６，１６…固定子、 ７，８，１７，１８…開口窓、 ９…貫通孔、 １９…段部、 ２１…光−電気変換部、 ２２…電気−光変換部、 ２４…取付ブラケット、 ２５…保持部、 ２６…固定部、 ３１…カメラ装置（電子機器）、 ３２…固定体、 ３３…回転体、 ３５…回転支持部材、 ３６…揺動部材、 ３７…カメラ、 ４１…制御部、 ４２…固定側電気−光変換部、 ４３…固定側光−電気変換部、 ４４…固定側光コネクタ、 ４６…カメラ制御部、 ４７…揺動モータ制御部、 ４８…回転側電気−光変換部、 ４９…回転側光−電気変換部、 ５０…回転側光コネクタ、 ６１…アンテナ装置（電子機器） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 ... Rotary coupler, 2 ... Motor part, 3 ... Rotating shaft part, 5 ... Rotor, 6,16 ... Stator, 7, 8, 17, 18 ... Opening window, 9 ... Through-hole, 19 ... Stage , 21 ... light-electric conversion part, 22 ... electric-light conversion part, 24 ... mounting bracket, 25 ... holding part, 26 ... fixing part, 31 ... camera device (electronic device), 32 ... fixed body, 33 ... rotation 35: Rotation support member, 36: Oscillating member, 37: Camera, 41: Control unit, 42: Fixed-side electrical-optical conversion unit, 43: Fixed-side optical-electrical conversion unit, 44: Fixed-side optical connector, 46 ... Camera control unit, 47 ... Swing motor control unit, 48 ... Rotation side electrical-optical conversion unit, 49 ... Rotation side optical-electrical conversion unit, 50 ... Rotation side optical connector, 61 ... Antenna device (electronic equipment)
Claims (6)
前記固定体に固定される固定子と当該固定子に回転可能に支持される回転子とを有すると共に、電力が供給されることにより前記回転子を回転させるモータ部と、
前記回転体に固定され、且つ、前記回転子の回転中心を貫通して当該回転子と一体に回転すると共に、軸方向に光信号が通過する貫通孔を設けた回転軸部と、
を備えたことを特徴とする回転結合器。 In a rotary coupler that rotatably connects a rotating body to a fixed body,
A motor unit that has a stator fixed to the fixed body and a rotor that is rotatably supported by the stator, and that rotates the rotor by being supplied with electric power;
A rotating shaft portion fixed to the rotating body and provided with a through hole through which the optical signal passes in the axial direction while rotating integrally with the rotor through the rotation center of the rotor;
A rotary coupler comprising:
ことを特徴とする請求項１記載の回転結合器。 The rotary coupler according to claim 1, wherein an optical fiber or a light guide tube is disposed in the through hole.
前記回転軸部及び前記固定子の他方に取り付けられると共に、前記光信号を受信して電気信号に変換する光−電気変換部と、を有する
ことを特徴とする請求項１記載の回転結合器。 An electrical-optical converter that is attached to one of the rotating shaft and the stator and that converts an electrical signal into the optical signal and transmits the optical signal;
The rotary coupler according to claim 1, further comprising: an optical-electric conversion unit that is attached to the other of the rotation shaft unit and the stator and receives the optical signal and converts the optical signal into an electric signal.
前記固定体に対して前記回転体を回転可能に連結する回転結合器と、
前記固定体及び前記回転体の一方に取り付けられると共に電気信号を光信号に変換して送信する電気−光変換部と、
前記固定体及び前記回転体の他方に取り付けられると共に前記光信号を受信して電気信号に変換する光−電気変換部と、を備え、
前記回転結合器は、
前記固定体に固定される固定子と当該固定子に回転可能に支持される回転子とを有すると共に、電力が供給されることにより前記回転子を回転させるモータ部と、
前記回転体に固定され、且つ、前記回転子の回転中心を貫通して当該回転子と一体に回転すると共に、軸方向に前記光信号が通過する貫通孔を設けた回転軸部と、を有する
ことを特徴とする電子機器。 In an electronic device having a fixed body and a rotating body that transmits signals between the fixed body,
A rotary coupler for rotatably connecting the rotating body to the fixed body;
An electrical-optical converter that is attached to one of the fixed body and the rotating body and converts an electrical signal into an optical signal and transmits the optical signal;
An optical-electrical converter that is attached to the other of the fixed body and the rotating body and receives the optical signal and converts it into an electrical signal;
The rotary coupler is
A motor unit that has a stator fixed to the fixed body and a rotor that is rotatably supported by the stator, and that rotates the rotor by being supplied with electric power;
A rotating shaft portion fixed to the rotating body and having a through hole through which the optical signal passes in the axial direction while rotating integrally with the rotor through the rotation center of the rotor. An electronic device characterized by that.
前記固定体は、前記光−電気変換部から供給される電気信号を外部機器に出力すると共に、前記モータ部の駆動制御を行う制御部を有する
ことを特徴とする請求項４記載の電子機器。 The rotating body has a camera unit that supplies a captured image as an electric signal to the electro-optical conversion unit,
The electronic device according to claim 4, wherein the fixed body includes a control unit that outputs an electric signal supplied from the photoelectric conversion unit to an external device and controls driving of the motor unit.
前記固定体との間で信号の伝送を行う回転体と、
前記固定体に対して前記回転体を回転可能に連結する回転結合器と、を備え、
前記回転結合器は、
前記固定体に固定される固定子と当該固定子に回転可能に支持される回転子とを有すると共に、電力が供給されることにより前記回転子を回転させるモータ部と、
前記回転体に固定され、且つ、前記回転子の回転中心を貫通して当該回転子と一体に回転すると共に、軸方向に光信号が通過する貫通孔を設けた回転軸部と、
前記回転軸部及び前記固定子の一方に取り付けられると共に電気信号を前記光信号に変換して送信する電気−光変換部と、
前記回転軸部及び前記固定子の他方に取り付けられると共に前記光信号を受信して電気信号に変換する光−電気変換部と、を有する
ことを特徴とする電子機器。 A fixed body,
A rotating body that transmits signals to and from the fixed body;
A rotary coupler that rotatably connects the rotating body to the fixed body,
The rotary coupler is
A motor unit that has a stator fixed to the fixed body and a rotor that is rotatably supported by the stator, and that rotates the rotor by being supplied with electric power;
A rotating shaft portion fixed to the rotating body and provided with a through hole through which the optical signal passes in the axial direction while rotating integrally with the rotor through the rotation center of the rotor;
An electrical-optical conversion unit that is attached to one of the rotating shaft and the stator and converts an electrical signal into the optical signal and transmits the optical signal;
An electronic apparatus comprising: an optical-electric conversion unit that is attached to the other of the rotating shaft unit and the stator and receives the optical signal and converts the optical signal into an electrical signal.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2010038159A1 (en) | 2008-10-01 | 2010-04-08 | Andrew Llc | Enclosed reflector antenna mount |
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-
2007
- 2007-03-09 JP JP2007060513A patent/JP2008227731A/en active Pending
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