JPH0624330B2 - 第１，第２の系間用信号伝送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転数の異なる回転系と回転系との間、ある
いは回転系と固定系との間などのように、相対的な回転
が生じている第１の系と第２の系との間で信号の伝送を
行う第１、第２の系間用信号伝送装置に係るものであ
る。具体的な利用例としては、例えば拡底坑掘削機にお
いて、バケットを回転させるケリーバと、これに対向す
るケリーバ回転駆動部の固定側とに本装置を取り付け、
バケットの拡開量検出器と降下量検出器から生ずる信号
を運転席側に伝達させるなどのように利用される。

〔従来の技術〕

相対的な回転が生ずる第１の系と第２の系との間の従来
の信号伝送装置としては、(イ)スリップリング方式によ
るもの、(ロ)光信号の送受方式によるもの、(ハ)電波信
号の送受方式によるものなどがあった。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記(イ)のスリップリング方式のものでは、早
い信号を伝送する場合に、ノイズが発生したり信号が欠
落したりして良好に信号が伝わらない問題点がある。ま
た、(ロ)の光信号の送受方式は、屋外で用いる場合に汚
染空気、煙、雨雪等で光信号が遮ぎられることが多く、
伝送不良を来たし易い。さらに、(ハ)の電波信号の送受
方式は、通常の電波信号を用いると遠方に達して電波法
上の問題があり、これを防止するため、出力を小さくす
ると周囲の動力源等から生じるノイズと識別ができなく
なる欠点があるほか、金属構造物、金属材などが近接し
ているとその影響を大きく受けるという問題点があっ
た。

本発明の目的は、相対的な回転が生ずる第１の系と第２
の系との間において、早い信号であっても、あるいは屋
外であっても支障なく信号を伝送でき、且つこの信号が
遠方に伝搬せず、金属構造物などの影響を受けることも
ない信号伝送装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成する本発明の信号伝送装置は、相対的
に回転する第１の系と第２の系とに第１のアンテナと第
２のアンテナとが相対向して設置され、相互のアンテナ
間で信号の伝送を行う第１，第２の系間用信号伝送装置
において、 前記第１のアンテナはループ形の前記第２のアンテナに
磁界波のみで結合されるように、回転中心にほぼ同心な
円弧上を入力端から前記円弧をほぼ２分する位置の第１
の折り返し部に至る第１半ループと、前記第１の折り返
し部で折り返されて一周し前記第１の折り返し部に近接
した第２の折り返し部に至る円ループと、前記第２の折
り返し部で折り返され前記入力端に隣接した出力端に至
る第２半ループとを備えて構成されたことを特徴として
いる。

〔作 用〕

第１のアンテナは、前述したように第１半ループと円ル
ープと第２半ループとで特殊な二重ループ型に構成され
ているから、第４図示のように小さなループアンテナを
同一円周上に配列したものと等価なものとなる。このよ
うに小さなループアンテナによれば、ループが小さいた
め信号は遠方に伝搬されないので電波法上の問題が生ぜ
ず、この小さたループアンテナの列が形成する円の回り
に信号が良好に伝達される。

また、この第１のアンテナは、電界波を用いずに磁界波
のみで第２のアンテナに結合されるから、雨、雪などに
より該アンテナが濡れても発信効果が低下することはな
い。なお、この第１のアンテナに静電シールドを行う
と、雨、雪などの影響を皆無にすることができる。

さらに、通常のループアンテナではループの直径範囲内
に金属構造物、金属材などを近接させると動作不良を来
たすが、この第１のアンテナは小さなループアンテナの
整列体と等価であるから、金属構造物や機器などに近接
して設置することができる。

〔実施例〕

本発明の第１，第２系間用信号伝送装置は、第３図にそ
の一例を示すように、回転する第１の系(2)の回転中心
(1)に対して同心状に設置された第１のアンテナ(3)と、
これに隣接して固定された第２の系(4)に前記第１のア
ンテナ(3)と対向させて設置したループ形の第２のアン
テナ(5)によって構成される。

第１図及び第２図は、第１のアンテナ(3)の第１の実施
例を示すもので、回転中心(1)にほぼ同心な円弧上の片
側外周を入力端(3ａ)からの第１の折り返し部(3ｂ)に至
る第１半ループ(3ｃ)と、前記第１の折り返し部(3ｂ)で
内向きに折り返されて第１半ループ(3ｃ)の内側を一周
し、前記第１の折り返し部(3ｂ)に近接した第２の折り
返し部(3ｄ)に至る円ループ(3ｅ)と、前記第２の折り返
し部(3ｄ)で外向きに折り返され、前記円ループ(3e)の
外側に沿って前記入力端(3ａ)に隣接した出力端(3ｆ)に
至る第２半ループ(3ｇ)とを備えており、ループ形の第
２のアンテナ(5)に磁界波のみで結合されるように構成
してある。

また、第５図は、第１のアンテナ(3)の第２の実施例を
示しており、第１半ループ(3ｃ)は第１の折り返し部(3
ｂ)で上向き（下向きでもよい）に折り返され、これに
連続して一周する円ループ(3ｅ)は第２の折り返し部(3
ｄ)で下向き（上向きでもよい）に折り返されて第２半
ループ(3ｇ)に連続しており、これら第１半ループ(3
ｃ)、円ループ(3ｅ)、第２半ループ(3ｇ)は、同一直径
の円弧上に上下２段に構成されている。

前記の各実施例において、第１のアンテナ(3)の入力端
(3ａ)に印加された電流は、まず、第１半ループ(3ｃ)を
矢印方向に流れて第１の折り返し部(3ｂ)に至り、この
第１の折り返し部(3ｂ)で円ループ(3ｅ)に流れ込み、第
１半ループ(3ｃ)とは逆向きに流れて第２の折り返し部
(3ｄ)に至り、さらに、第２の折り返し部(3ｄ)で第２半
ループ(3ｇ)に流れ込み、この第２半ループ(3ｇ)を円ル
ープ(3ｅ)とは逆向きに矢印方向に流れ、出力端(3ｆ)に
至るのである。

すなわち、隣り合う内外のループ(3ｅ)と(3ｃ)、(3ｅ)
と(3ｇ)とに電流は逆向きに流れるので、この第１のア
ンテナ(3)は、第４図示のように、多数の小さなループ
アンテナ(6)を同一円周上に並べたものと等価になる。

なお、前記実施例では、第１のアンテナ(3)を有する第
１の系(2)を回転系とし、第２のアンテナ(5)を有する第
２の系(4)を固定系としたが、これを逆に設定してもよ
いし、また、第１，第２の系(2)，(4)が回転数を異にす
る回転系であってもよい。さらに、第２のアンテナ(5)
は、第１のループアンテナ(3)と同様に２つの折り返し
部を有する二重ループ構造としてもよい。

第６図は、本発明の信号伝送装置の使用例を示したもの
である。この例では、回転する第１の系に設けられた第
１のアンテナ(3)の入力端(3ａ)に入力されたデータ信号
(7)は、磁界結合されて固定の第２の系に設けられたル
ープ形の第２のアンテナ(5)に伝送され、増幅器(8)で増
幅され、位相同期ループ回路(ＰＬＬ)(9)を経て位相同
期がとられ、出力される。

また、第７図は本発明の信号伝送装置の他の使用例であ
り、第２のアンテナ(5)も、２つの折り返し部を有する
二重ループ構造にして使用する例を示している。

第８図は、円盤状の金属構造物(10)の中心に円柱状の金
属材(11)が突出しているような物体に第１のアンテナ
(3)を使用する例で、金属材(11)をアンテナ(3)のループ
内に挿通し、金属構造物(10)からは二重ループの幅だけ
絶縁物(12)で浮上させて取り付けてある。このように取
り付けて使用しても、該第１のアンテナ(3)は前述した
ように小さなループアンテナ(6)の集合体と等価となる
ので、支障なく使用することができる。

さらに、第９図は、第１のアンテナ(3)を前述した第２
実施例の構成にした場合の使用例であり、この場合に
は、第１のアンテナ(3)は、例えば円筒体又はシヤフト
等(13)に取り付けて使用することが可能である。

〔効 果〕

上記のごとく、本発明の装置によれば、(イ)第１のアン
テナは、入力端からほぼ半周して第１の折り返し部に至
る第１半ループと、この第１半ループで折り返され第１
半ループの内側のほぼ一周して第１の折り返し部に近接
した第２の折り返し部に至る円ループと、この第２の折
り返し部で折り返され円ループの外側をほぼ半周して入
力端に隣接した出力端に至る第２半ループとからなる特
殊な二重ループ構造としたので、多数の小さなループア
ンテナを円周上に配列したものと等価となり、信号が遠
方に伝搬しないために電波法上の問題点を解消すること
ができ、このアンテナに隣接する第２のアンテナに良好
に信号を伝送することができる、（ロ）この装置では磁
界波のみを用いるので、雨などにより各アンテナが濡れ
ても発信効果が低下しないから、屋外で使用しても天候
その他の諸条件に影響されず、確実に信号の伝送を行う
ことができる、（ハ）第１のアンテナを金属構造物など
に近接させて設置しても影響を受けない、（ニ）早い信
号を伝送しても、ノイズの発生、信号の欠けなどは生じ
ないので確実な伝送が可能となる、など多くの効果が達
成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の信号伝送装置の要部をなす第１のアン
テナの第１実施例の斜面図、第２図はその平面図、第３
図は第１、第２の系と第１、第２のアンテナとの関係を
示す概念図、第４図は第２図に示す第１のアンテナの等
価図、第５図は第１のアンテナの第２実施例の斜面図、
第６図ないし第８図は第１実施例の使用例を示す斜面
図、第９図は第２実施例の使用例を示す斜面図である。 １……回転中心、２……第１の系、 ３……第１のアンテナ、３ａ……入力端、 ３ｂ……第１の折り返し部、 ３ｃ……第１半ループ、 ３ｄ……第２の折り返し部、 ３ｅ……円ループ、３ｆ……出力端、 ３ｇ……第２半ループ、４……第２の系、 ５……第２のアンテナ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対的に回転する第１の系と第２の系とに
   第１のアンテナと第２のアンテナとが相対向して設置さ
   れ、相互のアンテナ間で信号の伝送を行う第１，第２の
   系間用信号伝送装置において、 前記第１のアンテナは、ループ形の前記第２のアンテナ
   に磁界波のみで結合されるように、回転中心にほぼ同心
   な円弧上を入力端から前記円弧をほぼ２分する位置の第
   １の折り返し部に至る第１半ループと、前記第１の折り
   返し部で折り返されて一周し前記第１の折り返し部に近
   接した第２の折り返し部に至る円ループと、前記第２の
   折り返し部で折り返され前記入力端に隣接した出力端に
   至る第２半ループとを備えて構成されたことを特徴とす
   る第１，第２の系間用信号伝送装置。