(57)【要約】【課題】  発光手段の光が溝内で広く拡がることから、高速回転時でも高速で情報の授受が可能である。【解決手段】  円盤状で、円周に沿って穿設された円環状の溝を有する回転側基台と、円盤状で、円周に沿って穿設された略円環状の溝を有する固定側基台と、回転側基台又は固定側基台の溝の溝内を照らすように設けられた少なくとも１つの発光手段と、回転側基台又は固定側基台の溝の溝内の光を受光するように設けられた少なくとも１つの受光手段とを備え、回転側基台と固定側基台とが、同心円状で、且つそれぞれの溝が互いに対向するように配置され、回転側基台又は固定側基台に設けられた発光手段と、回転側基台又は固定側基台に設けられた受光手段との間で信号を授受することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体から回転体又は該回転体から該固定体に対して電力や信号を授受するための非接触ロータリーコネクタにおいて、
円盤状で、円周に沿って穿設された略円環状の溝を有する回転側基台と、
円盤状で、円周に沿って穿設された略円環状の溝を有する固定側基台と、
該回転側基台又は該固定側基台の該溝の溝内を照らすように設けられた少なくとも１つの発光手段と、
該回転側基台又は該固定側基台の該溝の溝内の光を受光するように設けられた少なくとも１つの受光手段とを備え、
該回転側基台と該固定側基台とが、同心円状で、且つ該それぞれの溝が互いに対向するように配置され、
該回転側基台又は該固定側基台に設けられた該発光手段と、該回転側基台又は該固定側基台に設けられた該受光手段との間で信号を授受することを特徴とする非接触ロータリーコネクタ。
【請求項２】
前記発光手段が、前記回転側基台又は前記固定側基台の前記溝の底側から前記溝内を照らすように設けられており、
前記受光手段が、該回転側基台又は該固定側基台の該溝の底側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の非接触ロータリーコネクタ。
【請求項３】
前記発光手段が、前記回転側基台又は前記固定側基台のいずれかの前記溝の底面に円周に沿って複数設けられ、
該複数の発光手段のそれぞれの間隔が、該発光手段が発光した状態で、該溝内に該発光手段からの光が円周方向で途切れない間隔であり、
該複数の発光手段から発せられる信号が同一であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の非接触ロータリーコネクタ。
【請求項４】
前記回転側基台及び前記固定側基台に、前記溝が、同心円状に平行して複数穿設され、
対向する該溝毎に、前記発光手段と前記受光手段との授受のペアが構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の非接触ロータリーコネクタ。
【請求項５】
前記回転側基台及び又は前記固定側基台が、樹脂製であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の非接触ロータリーコネクタ。
【請求項６】
前記回転側基台及び又は前記固定側基台の前記溝に、該回転側基台が回転時に外部から空気を導く流路を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の非接触ロータリーコネクタ。
【請求項７】
前記回転側基台及び前記固定側基台に、円環状で、該回転側基台又は該固定側基台に対向するように円周方向に渡ってコイル溝が穿設されたフェライトを備え、
それぞれの該フェライトの溝に、コイルが配置されることにより、回転トランスが形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の非接触ロータリーコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定体から回転体又は回転体から固定体に対して電力や信号を授受するための非接触ロータリーコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、固定体から回転体又は回転体から固定体に対して電力や信号を授受するための手段として、非接触ロータリーコネクタが用いられている。例えば、特許文献１に示される非接触ロータリーコネクタである回転型非接触コネクタは、回転トランスと、回転子に設けられた発光素子又は受光素子と、固定配置の発光素子又は受光素子とを有し、回転トランスによって回転子側に電力供給を受けつつ、発光素子と受光素子間でデータ伝送を行うと共に、固定トランスと光電体の組合せによって、電源及び信号の伝送を行うようにした構成である。
【０００３】
この特許文献１の回転型非接触コネクタは、発光素子と受光素子との間で、受光素子出力を回転に伴い順次切換えて、各チャンネルの出力信号の途切れや干渉無くデータ通信ができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−７５７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の回転型非接触コネクタでは、受光素子出力を回転に伴い順次切換えているため、スイッチ切換の制御が煩雑で、高速の情報の授受が困難である。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高速回転時でも高速で情報の授受が可能な非接触ロータリーコネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の非接触ロータリーコネクタは、円盤状で、円周に沿って穿設された円環状の溝を有する回転側基台と、円盤状で、円周に沿って穿設された略円環状の溝を有する固定側基台と、回転側基台又は固定側基台の溝の溝内を照らすように設けられた少なくとも１つの発光手段と、回転側基台又は固定側基台の溝の溝内の光を受光するように設けられた少なくとも１つの受光手段とを備え、回転側基台と固定側基台とが、同心円状で、且つそれぞれの溝が互いに対向するように配置され、回転側基台又は固定側基台に設けられた発光手段と、回転側基台又は固定側基台に設けられた受光手段との間で信号を授受することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の非接触ロータリーコネクタは、発光手段が、回転側基台又は固定側基台の溝の底側から溝内を照らすように設けられており、受光手段が、回転側基台又は固定側基台の溝の底側に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の非接触ロータリーコネクタは、発光手段が、回転側基台又は固定側基台のいずれかの溝の底面に円周に沿って複数設けられ、複数の発光手段のそれぞれの間隔が、発光手段が発光した状態で、溝内に発光手段からの光が円周方向で途切れない間隔であり、複数の発光手段から発せられる信号が同一であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の非接触ロータリーコネクタは、回転側基台及び固定側基台に、溝が、同心円状に平行して複数穿設され、対向する溝毎に、発光手段と受光手段との授受のペアが構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の非接触ロータリーコネクタは、回転側基台及び又は固定側基台が、樹脂製であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の非接触ロータリーコネクタは、回転側基台及び又は固定側基台の溝に、回転側基台が回転時に外部から空気を導く流路を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の非接触ロータリーコネクタは、回転側基台及び固定側基台に、円環状で、回転側基台又は固定側基台に対向するように円周方向に渡ってコイル溝が穿設されたフェライトを備え、それぞれのフェライトの溝に、コイルが配置されることにより、回転トランスが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願の発明によれば、発光手段の光が溝内で広く拡がることから、高速回転時でも高速で情報の授受が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る同非接触ロータリーコネクタの一例を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】同非接触ロータリーコネクタの固定部の正面図である。
【図４】同非接触ロータリーコネクタの回転部の正面図である。
【図５】同非接触ロータリーコネクタの固定部の正面側から見た説明図である。
【図６】同非接触ロータリーコネクタの回転部の正面側から見た説明図である。
【図７】同非接触ロータリーコネクタの発光手段の発光の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本発明に係る同非接触ロータリーコネクタの一例を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。図３は、同非接触ロータリーコネクタの固定部の正面図である。図４は、同非接触ロータリーコネクタの回転部の正面図である。図５は、同非接触ロータリーコネクタの固定部の正面側から見た説明図である。図６は、同非接触ロータリーコネクタの回転部の正面側から見た説明図である。図７は、同非接触ロータリーコネクタの発光手段の発光の様子を示す説明図である。
【００１７】
図における非接触ロータリーコネクタ１は、円盤状の固定体１０と同じく円盤状の回転体３０とから構成されている。固定体１０は、円盤状で、円周に沿って穿設された円環状の溝１４，１６を有する固定側基台１２と基板２０とで構成されている。また、回転体３０は、円盤状で、円周に沿って穿設された円環状の溝３４，３６を有する回転側基台３２と基板４０とで構成されている。そして、固定体１０と回転体３０とが、図１及び図２で示すように、組み合わされて使用される。尚、溝１４と溝１６及び溝３４と溝３６とは、それぞれが同心円状に平行して穿設されている。
【００１８】
より具体的には、固定体１０の固定側基台１２の軸部分に穿設された穴の筒内周１２ａに、回転体３０の回転側基台３２の軸部分に設けられた筒状部分の筒外周３２ａが、挿入された状態で、ベアリング５０を介して固定され、回転体３０が固定体１０に支持された状態で回転可能に連結される。これにより、固定側基台１２と回転側基台３２とが、同心円状に連結されたことになるが、このとき、固定側基台１２と回転側基台３２のそれぞれの溝１４，１６と溝３４，３６とが互いに対向するように配置される。
【００１９】
固定体１０の基板２０は、円盤状で、固定側基台１２の溝１４，１６とは反対側の面に沿って配置されている。そして、基板２０の固定側基台１２側には、受光手段２２及び発光手段２４が起立するようにマウントされ、図３に示すように、固定側基台１２の溝１４，１６の底面に位置するように配置されている。本実施の形態の例では、図３に示すように、溝１４の底面には、３０度の等間隔で発光手段２４が配置され、発光手段２４と発光手段２４との間に１つだけ受光手段２２が配置されている。また、溝１４と同様に、溝１６の底面にも、３０度の等間隔で発光手段２４が配置され、発光手段２４と発光手段２４との間に１つだけ受光手段２２が配置されている。
【００２０】
また、回転体３０の基板４０は、円盤状で、回転側基台３２の溝３４，３６とは反対側の面に沿って配置されている。そして、基板４０の回転側基台３２側には、受光手段４２及び発光手段４４が起立するようにマウントされ、図４に示すように、回転側基台３２の溝３４，３６の底面に位置するように配置されている。本実施の形態の例では、図４に示すように、溝３４の底面には、３０度の等間隔で発光手段４４が配置され、発光手段４４と発光手段４４との間に１つだけ受光手段４２が配置されている。また、溝３４と同様に、溝３６の底面にも、３０度の等間隔で発光手段４４が配置され、発光手段４４と発光手段４４との間に１つだけ受光手段２２が配置されている。
【００２１】
受光手段２２，４２及び発光手段２４，４４は、互いに光の授受により電子情報のやりとりが非接触でできる媒体であれば、特に限定されるものではないが、例えば、受光手段２２，４２がフォトダイオードで、発光手段２４，４４がＬＥＤである。
【００２２】
尚、固定体１０の固定側基台１２の溝１６の内周側には、円周に沿った溝状のフェライト挿嵌部１８が穿設されており、そのフェライト挿嵌部１８に円環状のフェライト２６が設けられている。また、フェライト２６の回転体３０側には、円周方向に渡ってコイル溝２６ａが穿設され、そのコイル溝２６ａにコイル２８が配置されている。
【００２３】
また、回転体３０の回転側基台３２の溝３６の内周側には、円周に沿った溝状のフェライト挿嵌部３８が穿設されており、そのフェライト挿嵌部３８に円環状のフェライト４６が設けられている。また、フェライト４６の固定体１０側には、円周方向に渡ってコイル溝４６ａが穿設され、そのコイル溝４６ａにコイル４８が配置されている。
【００２４】
そして、固定体１０側のフェライト２６及びコイル２８と、回転体３０側のフェライト４６及びコイル４８とで、回転トランスが形成され、固定体１０と回転体３０との間で電力の授受が可能な構成となっている。
【００２５】
次に、このように構成された非接触ロータリーコネクタ１の動作を説明する。非接触ロータリーコネクタ１は、回転体３０が、固定体１０に連結された状態で、回転体３０側が、回転する。まず、この回転で、固定体１０側のフェライト２６及びコイル２８と、回転体３０側のフェライト４６及びコイル４８とで構成される回転トランスにより、固定体１０と回転体３０との間で電力の授受が行われる。
【００２６】
次に、固定体１０と回転体３０との間の信号の授受を説明する。固定側基台１２及び回転側基台３２には、それぞれ溝１４，１６及び溝３４，３６が穿設されているが、溝１４と溝３４のペアと、溝１６と溝３６のペアは、いずれのペアも、回転軸に対して外周側と内周側との違いと、情報の授受の方向が異なるものの、基本的な動作は同じなので、まずは、溝１４と溝３４のペアでの動作を説明する。
【００２７】
まず、図２でもわかるように、溝１４と溝３４とは、互いに対向しており、その底面に設けられた受光手段２２と発光手段４４も相対的に対向している（回転の角度によっては、完全に対向する位置に来る瞬間もある）。このような構成の状態で、すべての発光手段２４が、同一の情報の発光を行う。
【００２８】
ここで、発光手段４４は、複数個、等間隔で設けられているが、発光手段４４が発光した状態で、溝１４，３４内に発光手段４４からの光が円周方向（回転方向）で途切れない間隔になっている。具体的に説明すると、まず、図７（ａ）に示すように、溝３４の底面で発光した光は、溝３４の内壁に沿うように、円周方向（回転方向）に広がりを持った光域４４ａを形成する。この発光手段４４の光は、対向する溝１４側にも同様な光域を形成させる。そして、この発光手段４４の光域４４ａが、溝３４（１４）の円周方向（回転方向）の全域にわたって途切れることなく繋がるので、図７（ｂ）に示すように、溝３４（１４）の全域が複数の発光手段４４が発光した同一の情報の光で満たされることになる。
【００２９】
この状態で、受光手段２２が、発光手段４４からの光を受け取れば、たとえ高速に回転していたとしても、絶えず同じ情報を、途切れることなく受け取ることができる。
【００３０】
上述の溝１４と溝３４のペアでは、回転体３０から固定体１０に対して情報を送る構成で説明したが、溝１４の底面に設けられた発光手段２４（発光手段４４と同様な考え方で等間隔に配置）を発光させ、溝３４の底面に設けられた受光手段４２による光を受け取る構成で使用してもよい。また、溝１６と溝３６のペアも同様な構成で動作させることが可能で、固定体１０から回転体３０、又は回転体３０から固定体１０のいずれかへの一方向通信を選択的に行うようにする。
【００３１】
尚、本実施の形態では、発光手段２４，４４を円周方向（回転方向）で光が途切れないように複数個配置しているが、必ずしも複数個である必要はなく、少なくとも１つあれば情報の授受は可能である。また、対向する片方の溝に発光手段だけを設け、対向する他方の溝に受光手段だけを設けて、１つの溝のペアを、いずれか一方向でのみ情報を送るように構成してもよい。また、本実施の形態では、溝１４と溝３４のペアと、溝１６と溝３６のペアとの複数のペアを設けた構成にしているが、ペアを１つにしても良いし、更に多くのペアを設けるようにしてもよい。また、ペア毎の情報の授受の方向も任意である。ペアを増やすことで、授受の方向をタイミングで切り換えるような情報の授受の速度を落としかねない煩雑な作業を行わなくても、情報の授受のチャネルを増やすことが可能である。このように、本発明の趣旨に沿った形態であれば、構成の仕方は任意である。
【００３２】
また、本実施の形態では、発光手段２４，４４を等間隔で配置しているが、必ずしも円周方向（回転方向）で光が途切れてはいけないものでもなく、溝１４，１６，３４，３６内に光が照射されれば、発光手段２４，４４が等間隔である必要もない。さらに、溝１４，１６，３４，３６も、完全に対向した円周方向（回転方向）に繋がって穿設されているが、途中が断絶した溝であっても、また周方向に蛇行した溝であっても、溝１４，１６，３４，３６の回転方向に光が少しでも長く伸びる構成であればよい。
【００３３】
このような構成の非接触ロータリーコネクタ１によれば、発光手段２４，４４の光が溝１４，１６，３４，３６内で広く拡がることから、高速回転時でも高速で情報の授受が可能である。また、発光手段２４，４４が溝１４，１６，３４，３６内に光を照射する位置、すなわち発光手段２４，４４の位置は、特に限定されるものではないが、発光手段２４、４４を、固定側基台１２又は回転側基台３２の溝の底側から溝１４，１６，３４，３６内を照らすように設け、また、受光手段２２，４２を、固定側基台１２又は回転側基台３２の溝１４，１６，３４，３６の底側に設けることにより、溝１４，１６，３４，３６内を広く照らすことができると共に、その光をより確実にとらえることが可能になる。
【００３４】
また、発光手段２４，４４の光域４４ａをより広い範囲にするために、溝１４，１６，３４，３６内を金属色にして反射を利用する方法もあるため、固定側基台１２及び回転側基台３２を金属で形成させることも可能であるが、本願発明によれば、必ずしも金属色でなくてもよいので、固定側基台１２及び回転側基台３２を樹脂などの金属以外の材質にすることも可能である。特に、樹脂製にした場合には、軽量化可能で、非接触ロータリーコネクタ１自体や他の機械的な構造の負担を少なくすることや、非接触ロータリーコネクタ１のさらなる高速回転化に寄与することになる。
【００３５】
さらに、回転体３０が固定体１０と至近距離で対向して回転し、且つ溝１４，１６，３４，３６内を照らすことから、回転側基台３２及び固定側基台１２の温度が上昇してしまう可能性がある。このような場合には、回転側基台３２及び又は固定側基台１２の溝１４，１６，３４，３６に、回転側基台３２が回転時に外部から空気を導く流路を設けるようにしてもよい。具体的には、光が漏れない形状で、回転時に外部から溝１４，１６，３４，３６内に空気が入る流路を、回転側基台３２及び又は固定側基台１２に設けるようにする。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明によれば、高速回転時でも高速で情報の授受が可能な非接触ロータリーコネクタを提供することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・・・非接触ロータリーコネクタ
１０・・・・固定体
１２・・・・固定側基台
１２ａ・・・筒内周
１４・・・・溝
１６・・・・溝
１８・・・・フェライト挿嵌部
２０・・・・基板
２２・・・・受光手段
２４・・・・発光手段
２６・・・・フェライト
２６ａ・・・コイル溝
２８・・・・コイル
３０・・・・回転体
３２・・・・回転側基台
３２ａ・・・筒外周
３４・・・・溝
３６・・・・溝
３８・・・・フェライト挿嵌部
４０・・・・基板
４２・・・・受光手段
４４・・・・発光手段
４４ａ・・・光域
４６・・・・フェライト
４６ａ・・・コイル溝
４８・・・・コイル
５０・・・・ベアリング
【図１】
2016039197.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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