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JPH0793171B2 - Multi-stage slip ring device - Google Patents
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JPH0793171B2 - Multi-stage slip ring device - Google Patents

Multi-stage slip ring device

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Publication number
JPH0793171B2
JPH0793171B2 JP4288213A JP28821392A JPH0793171B2 JP H0793171 B2 JPH0793171 B2 JP H0793171B2 JP 4288213 A JP4288213 A JP 4288213A JP 28821392 A JP28821392 A JP 28821392A JP H0793171 B2 JPH0793171 B2 JP H0793171B2
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JP
Japan
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rotating body
rotating
fixed base
rotary
rotation
Prior art date
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JP4288213A
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Inventor
修 岡本
輝臣 中谷
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科学技術庁航空宇宙技術研究所長
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Publication date
Application filed by 科学技術庁航空宇宙技術研究所長 filed Critical 科学技術庁航空宇宙技術研究所長
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多重の回転軸や単軸の
高速回転軸を有する被回転供試体に電気エネルギーの供
給、又はこれらの被回転供試体からの各種物理情報を直
接電気信号として取り出す回転接続用コネクタとしての
スリップリング装置、さらには出力軸に被回転供試体を
搭載し、超低速から高速までの回転試験ができる装置と
して応用が可能な多段スリップリング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention supplies electric energy to a rotating test object having multiple rotating shafts or a single high-speed rotating shaft, or directly outputs various physical information from these rotating test objects to an electric signal. The present invention relates to a slip ring device as a connector for rotary connection, and further to a multi-stage slip ring device which can be applied as a device capable of performing a rotation test from an ultra-low speed to a high speed by mounting a rotating test object on an output shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、回転体への電力供給や信号伝達手
段としての回転接続用コネクタには、スリップリングが
用いられているが、その型式には種々のものがある。ス
リップリングの接点・接触部に関しては、ブラシ接点タ
イプ、水銀接点タイプ、誘導タイプ等種々の方式のもの
が知られている。また、接触回転部の形状については、
ディスクタイプ、円筒タイプ及びディスク挾み込みタイ
プ等を用いた単軸スリップリングが知られている。これ
ら従来のものは、何れも単軸回転型であり、単軸の被回
転供試体上に電気エネルギーを送ること、又は被回転供
試体の各種物理現象を電気信号として固定機体側に取り
出すことはできるが、被回転供試体が多軸の回転軸を有
するものには適用できず、多軸の場合はそれぞれ別々に
スリップリングを設けなければならず、配線が複雑にな
り、電線が絡まる等の不都合があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, a slip ring has been used for a rotary connection connector as a means for supplying electric power to a rotating body and a signal transmitting means, but there are various types thereof. With respect to the contacts and contact parts of the slip ring, various types such as a brush contact type, a mercury contact type, and an induction type are known. Also, regarding the shape of the contact rotating part,
A uniaxial slip ring using a disc type, a cylinder type, a disc sandwiched type or the like is known. These conventional ones are all uniaxial rotation type, and it is not possible to send electric energy onto a uniaxial rotating specimen or to extract various physical phenomena of the rotating specimen to the stationary machine side as electric signals. However, it cannot be applied to the rotating test object that has a multi-axis rotating shaft, and in the case of multi-axis, slip rings must be provided separately, wiring becomes complicated, and electric wires are entangled. There was an inconvenience.

【0003】一方、これら従来のスリップリングの高速
接続性能は、ブラシ等の接点・接触部や軸受の性能上、
最大15,000rpmが限度であった。さらに、宇宙
空間等の真空中において使用するスリップリングの場合
は、固体潤滑剤を用いた軸受の性能に制約があり、最大
300〜400rpm位が限度であった。従って、それ以
上の回転速度で回転する被回転供試体に対しては、誤動
作がなく精度良く電気エネルギーや信号を伝達すること
はスリップリングによっては困難であった。そのため、
従来高速回転体から情報収集する方法として、電波方式
が主に用いられているが、電波方式の場合高速回転体に
電池、発信機等を装着しなければならず、それによる重
量のアンバランスが生じたり、電気エネルギー供給能力
や多チャンネル化に制限を受ける等の問題があった。
On the other hand, the high-speed connection performance of these conventional slip rings is due to the performance of the contact points / contact parts such as brushes and the bearings.
The maximum was 15,000 rpm. Further, in the case of a slip ring used in a vacuum such as outer space, the performance of a bearing using a solid lubricant is limited, and the maximum limit is 300 to 400 rpm. Therefore, it has been difficult for the slip ring to accurately transmit electric energy and signals to the rotating specimen to be rotated at a higher rotation speed without malfunction. for that reason,
Conventionally, the radio wave method is mainly used as a method for collecting information from a high-speed rotating body, but in the case of the radio wave method, a high-speed rotating body needs to be equipped with a battery, a transmitter, and the like, which causes an imbalance in weight. However, there are problems such as the occurrence of electric energy and the limitation of electric energy supply capacity and multi-channel.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記のように、従来の
スリップリングは単軸回転型であるため、被回転供試体
が多重回転軸を有するものである場合、多重回転軸上の
それぞれに電気エネルギーを供給したり、又は各種信号
を固体機体側に取り出すことはできない問題がある。ま
た、従来のスリップリングは、性能的に最大15000
rpm、宇宙空間や真空中では最大300〜400rpmが限
度であり、それ以上の高速回転する被回転供試体に対し
ては誤情報のもとになり、適用できない問題があった。
本発明は、従来のスリップリングの上記問題点を解消す
るために創案されたものであって、被回転供試体が多重
回転軸を有するものであっても、超高速回転する被回転
供試体であっても、確実に電気エネルギーの供給や電気
信号等の取出や送信ができ、また被回転供試体を積極的
に回転させて回転試験装置にも適用できる多段スリップ
リング装置を提供することを目的とする。
As described above, since the conventional slip ring is of the uniaxial rotation type, when the specimen to be rotated has multiple rotation axes, electric power is applied to each of the multiple rotation axes. There is a problem that energy cannot be supplied or various signals cannot be taken out to the solid body side. The conventional slip ring has a maximum performance of 15,000.
The maximum speed is 300 to 400 rpm in the space, or in vacuum, and it is a source of erroneous information for a rotating sample to be rotated at a higher speed, and there is a problem that it cannot be applied.
The present invention was devised in order to solve the above problems of the conventional slip ring, and even if the rotating test object has multiple rotating shafts, it is a rotating test object that rotates at an extremely high speed. Even if there is, the purpose is to provide a multi-stage slip ring device that can reliably supply electric energy, extract and transmit electric signals, etc., and that can also be applied to a rotation test device by positively rotating the test specimen. And

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の多段スリップリ
ング装置は、固定基体、端部に被回転供試体取付部を有
する内側回転体及び外側回転体とを有し、前記固定基体
と前記内側回転体との間に1段以上の外側回転体がそれ
ぞれ軸受を介して同心に回転自在に嵌合して設けられ、
前記固定基体と外側回転体間、及び外側回転体と前記内
側回転体間の対向するそれぞれの嵌合壁面に、多極多接
点回転接続用コネクタ機構を設け、且つ少なくとも前記
内側回転体と前記固定基体に前記多極多接点回転接続用
コネクタ機構に導通する入出力用端子を設け、さらに前
記固定基体と前記外側回転体間に、固定基体がステータ
を構成し、外側回転体がロータを構成するコアレスの電
動モータを設け、該外側回転体を固定基体に対して直接
回転駆動して該外側回転体を任意の回転速度に回転制御
でき、前記内側回転体に取り付けられる被回転供試体と
外部と電気エネルギーや信号の授受ができることを特徴
とする構成によって、前記固定基体に対する前記内側回
転体の見掛け上の回転速度を減少させることができ、超
高速で回転する被回転供試体との電気エネルギーや信号
の授受を可能にし、上記問題点を解決したものである。
A multistage slip ring device of the present invention comprises a fixed base body, an inner rotary body and an outer rotary body each having a rotating test specimen mounting portion at an end thereof , and the fixed base body and the inner rotary body. One or more stages of outer rotors are concentrically and rotatably fitted to the rotors via bearings, respectively.
A multi-pole multi-contact rotary connection connector mechanism is provided on each of the opposing fitting wall surfaces between the fixed base body and the outer rotating body and between the outer rotating body and the inner rotating body, and at least the above.
The input-output terminals electrically connected to said multipolar multi-contact rotary connector mechanism and inner rotating body to the fixed body provided further before
Between the fixed base and the outer rotating body, the fixed base is a stator.
And the outer rotating body constitutes the rotor.
A dynamic motor is provided, and the outer rotating body is directly attached to the fixed base.
Rotate to control the outer rotor to rotate at any speed
Can, by the structure wherein the can transfer of the rotating specimen and external electrical energy and signals attached to the inner rotational member, the inner rotating relative to the stationary base
It is possible to reduce the apparent rotation speed of the rolling
Electrical energy and signals with the rotating specimen rotating at high speed
It is possible to give and receive, and solve the above problems.

【0006】前記外側回転体が外側回転体入出力用端子
を有し、前記固体基体に設けた固定基体入出力用端子の
各極端子配線が、外側の多極多接点回転接続用コネクタ
機構を介して前記外側回転体内でそれぞれ分岐し、一方
は外側回転体に設けた前記外側回転体入出力用端子に接
続し、他方はさらに内側の多極多接点回転接続用コネク
タ機構を介して内側回転体に設けた内側回転体入出力用
端子に接続することによって、前記内側回転体及び外側
回転体に取り付けられる被回転供試体の各回転軸間及び
外部との電気エネルギーや信号授受を可能にした。
The outer rotating body is an outer rotating body input / output terminal.
Have the respective terminal wires of the fixed base input-output terminals arranged on a solid substrate, via the outside of the multipolar multi-contact rotary connector mechanism branched respectively by the outer rotary body, one outer rotation Connect to the outer rotary body input / output terminal provided on the body, and connect the other to the inner rotary body input / output terminal provided on the inner rotary body via the inner multipole / multicontact rotary connection connector mechanism. By said inner rotating body and outer
Between the rotating shafts of the DUT that is attached to the rotating body and
It has become possible to exchange electric energy and signals with the outside .

【0007】固定基体、端部に被回転供試体取付部を有
する内側回転体及び外側回転体とを有し、前記固定基体
と前記内側回転体との間に1段以上の外側回転体がそれ
ぞれ軸受を介して同心に回転自在に嵌合して設けられ、
前記固定基体と外側回転体間、及び外側回転体と前記内
側回転体間の対向するそれぞれの嵌合壁面に、多極多接
点回転接続用コネクタ機構を設け、且つ前記固定基体、
前記内側回転体に前記多極多接点回転接続用コネクタ機
構に導通する入出力用端子を設け、さらに前記固定基体
と前記外側回転体間、及び外側回転体と内側回転体間
に、前記各回転体を固定基体に対してそれぞれ独立して
相対的に直接回転駆動するコアレスの電動モータを設
け、これらの前記電動モータを可逆制御することにより
前記内側回転体に取り付けられる被回転供試体を、超低
速から超高速まで回転制御することができると共に、前
記各多極多接点回転接続用コネクタ機構を介して被回転
供試体と外部と電気エネルギーや信号の授受ができるこ
とを特徴とする構成によって、それ自体が直接回転試験
装置として使用することが可能なスリップリング装置を
得ることができた。前記多極多接点回転接続用コネクタ
機構としては、ブラシタイプ、ニードルタイプ、誘導タ
イプ等の接触式又は非接触式のスリップリング機構が採
用できる。
There is provided a fixed base body, an inner rotary body and an outer rotary body each having a rotating test piece mounting portion at an end thereof, and one or more outer rotary bodies are provided between the fixed base body and the inner rotary body. It is rotatably fitted concentrically through a bearing.
A multi-pole multi-contact rotary connection connector mechanism is provided on the opposing fitting wall surfaces between the fixed base body and the outer rotary body and between the outer rotary body and the inner rotary body, respectively, and the fixed base body,
The inner rotating body is provided with input / output terminals that are electrically connected to the multi-pole / multi-contact rotating connection connector mechanism, and further, each of the rotating members is connected between the fixed base body and the outer rotating body and between the outer rotating body and the inner rotating body. A coreless electric motor is provided that drives the body to rotate directly relative to the fixed base independently of each other, and a rotating test object attached to the inner rotating body by reversibly controlling these electric motors is It is possible to control rotation from low speed to ultra high speed, and to transmit and receive electrical energy and signals to and from the rotating test object through the multi-pole multi-contact rotary connection connector mechanism. It was possible to obtain a slip ring device which itself could be used as a direct rotation test device. As the multipole / multicontact rotary connection connector mechanism, a contact type or non-contact type slip ring mechanism such as a brush type, a needle type, and an induction type can be adopted.

【0008】[0008]

【作用】被回転供試体が多重同軸回転軸を有する場合、
固定基体の取付け部に被回転供試体の基盤を結合し、外
側回転体及び内側回転体に順次被回転供試体の各回転軸
を結合し、各回転軸に配線された電気エネルギー線や各
種信号線をそれぞれが結合された外側回転体または内側
回転体に設けられた入出力用端子にそれぞれ接続する。
被回転供試体の各回転軸の回転に応じて外側回転体及び
内側回転体が独立して回転し、各回転軸間の信号や電気
エネルギーのやり取りが本スリップリングを介して行う
ことができ、またその出力は固定基体に設けられた入出
力用端子を介して外部に取り出すこともできる。また、
逆に外部から入出力用端子を介して被回転供試体の各回
転軸に電気エネルギーや信号を供給することができる。
これら信号や電気エネルギーの授受は、各多極多接点回
転接続用コネクタ機構の配線を適宜選択することによっ
て任意に変更することができる。また、被回転供試体が
高速回転する単軸回転軸を有するものである場合、内側
回転体に回転軸に結合し、回転軸の電気エネルギー線及
び又は信号線を内側回転体の入出力用端子に接続する。
そして、電動モータを作動させて、単軸回転軸の回転方
向と同方向に外側回転体を回転させることによって、外
側回転体と内側回転体間の相対速度が低減させることが
でき、見掛け上超高速で回転する被回転軸へのエネルギ
ーや信号の授受が可能となる。
[Operation] When the rotating test object has multiple coaxial rotating shafts,
The base of the DUT is connected to the mounting part of the fixed base, the rotary shafts of the DUT are sequentially connected to the outer and inner rotating bodies, and the electric energy rays and various signals wired to the respective rotary shafts are connected. The wires are respectively connected to input / output terminals provided on the outer rotating body or the inner rotating body, which are connected to each other.
The outer rotating body and the inner rotating body rotate independently according to the rotation of each rotating shaft of the rotating test object, and signals and electric energy can be exchanged between the rotating shafts through the slip ring, The output can also be taken out through the input / output terminals provided on the fixed base. Also,
Conversely, electrical energy or a signal can be supplied from the outside to each rotating shaft of the rotating test object via the input / output terminal.
The transmission and reception of these signals and electric energy can be arbitrarily changed by appropriately selecting the wiring of each multipole / multicontact rotary connection connector mechanism. When the DUT has a single-axis rotating shaft that rotates at high speed, it is connected to the inner rotating body by the rotating shaft, and the electric energy lines and / or signal lines of the rotating shaft are connected to the input / output terminals of the inner rotating body. Connect to.
Then, by operating the electric motor to rotate the outer rotating body in the same direction as the rotation direction of the single-spindle rotating shaft, the relative speed between the outer rotating body and the inner rotating body can be reduced. Energy and signals can be transferred to and from the rotated shaft that rotates at high speed.

【0009】さらに、内側回転体と外側回転体との間に
も電動モータを設けることによって、内側回転体を積極
的に回転させることができ、しかも外側の電動モータと
内側の電動モータとの相互作用により、内側回転体を超
低速から超高速まで回転制御することができる。従っ
て、内側回転体に被回転供試体を結合すれば、被回転供
試体を任意の速度で回転させることができると共に、被
回転供試体への電気エネルギーの供給や被回転供試体と
の物理情報等電気信号の授受ができ回転試験機として利
用することができる。
Further, by providing the electric motor between the inner rotating body and the outer rotating body, the inner rotating body can be positively rotated, and the outer electric motor and the inner electric motor can be mutually rotated. By the action, the rotation of the inner rotating body can be controlled from ultra-low speed to ultra-high speed. Therefore, if the rotating specimen is coupled to the inner rotating body, the rotating specimen can be rotated at an arbitrary speed, and at the same time, supply of electric energy to the rotating specimen and physical information about the rotating specimen. It can send and receive electrical signals, etc. and can be used as a rotation tester.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を基に詳細に説
明する。図1は本発明の実施例に係る多段スリップリン
グ装置の断面図である。本実施例装置は、多重同軸の回
転軸を有する被回転供試体に取付け、被回転供試体の回
転軸間の信号の授受を行うとか、単軸で超高速回転する
被回転供試体に電気エネルギーの供給や信号の授受を行
うことに適用する場合の一実施例を示している。その全
体構造は、円筒状の固定基体1と、該円筒状の固定基体
の円筒内に回転可能に1段又は複数段(図の実施例では
1段)の外側回転体2と、さらに該外側回転体に回転可
能に嵌合された内側回転体3とからなり、固定基体1と
外側回転体2間、外側回転体2と内側回転体3間との間
にそれぞれ軸受4が設けられ、これらの軸受を介して外
側回転体及び内側回転体が固定基体1に対して互いに回
転自在に嵌合されている。そして、これらの固定基体、
外側回転体2、内側回転体3の各頂部には、被回転供試
体を取付けるためのフランジ5、6、7がそれぞれ設け
られている。そして、前記固定基体1と外側回転体2
間、及び外側回転体2と前記内側回転体3間の対向する
それぞれの嵌合壁面に、多極多接点回転接続用コネクタ
機構としての外側の多極多接点スリップリング機構9及
び内側の多極多接点スリップリング機構10が設けられ
ている。前記固定基体1の外周部に設けた固定基体入出
力用端子8の各極が外側のスリップリング機構9を介し
て外側回転体2内でそれぞれ分岐し、一方は外側回転体
2のフランジ近傍に設けた外側回転体入出力用端子11
の各極に接続し、他方はさらに内側のスリップ機構10
を介して内側回転体のフランジ近傍に設けた内側回転体
入出力用端子12の各極に接続している。それにより、
被回転供試体のそれぞれの軸上に電気エネルギーや信号
の供給及び又は取出ができるようになっている。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a multistage slip ring device according to an embodiment of the present invention. The device of the present embodiment is attached to a rotating test object having multiple coaxial rotating shafts to exchange signals between rotating shafts of the rotating test object, or electric energy is applied to a rotating test object that rotates at a single axis at an extremely high speed. 1 shows an embodiment in the case of being applied to supply of power and exchange of signals. The overall structure is as follows: a cylindrical fixed base body 1, an outer rotating body 2 rotatably in one or more stages (one stage in the illustrated embodiment) in a cylinder of the cylindrical fixed base body, and further outside The inner rotating body 3 is rotatably fitted to the rotating body, and the bearings 4 are provided between the fixed base body 1 and the outer rotating body 2 and between the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3, respectively. The outer rotating body and the inner rotating body are rotatably fitted to the fixed base body 1 via the bearings. And these fixed substrates,
Flange 5, 6, and 7 for mounting the rotating sample is provided on the tops of the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3, respectively. Then, the fixed base 1 and the outer rotating body 2
The outer multi-pole multi-contact slip ring mechanism 9 and the inner multi-pole as a multi-pole multi-contact rotary connection connector mechanism on the fitting wall surfaces of the outer rotor 2 and the inner rotor 3 facing each other. A multi-contact slip ring mechanism 10 is provided. Each pole of the fixed base body input / output terminal 8 provided on the outer peripheral portion of the fixed base body 1 branches inside the outer rotary body 2 via the outer slip ring mechanism 9, and one of them is located near the flange of the outer rotary body 2. Provided outer rotor input / output terminal 11
Of the slip mechanism 10 connected to each pole of the
To the respective poles of the inner rotating body input / output terminal 12 provided near the flange of the inner rotating body. Thereby,
It is possible to supply and / or take out electric energy and signals on the respective axes of the rotating specimen.

【0011】さらに、前記固定基体1と外側回転体2間
に、前記フランジと反対側にコアレス・フレームレスモ
ータ等の電動モータ15を並設して設け、被回転供試体
の回転によって高速回転する内側回転体と同方向に外側
回転体を回転させ、内側回転体の固定基体に対する相対
速度を低減させることができるようになっている。な
お、図中16はコアレス・フレームレスモータのステー
タ側コイルを示し、17はロータ側永久磁石を示してい
る。
Further, an electric motor 15 such as a coreless or frameless motor is provided in parallel between the fixed base body 1 and the outer rotating body 2 on the side opposite to the flange, and is rotated at a high speed by the rotation of the rotating test object. By rotating the outer rotating body in the same direction as the inner rotating body, the relative speed of the inner rotating body with respect to the fixed base can be reduced. In the figure, 16 indicates a coil on the stator side of a coreless / frameless motor, and 17 indicates a permanent magnet on the rotor side.

【0012】本実施例の装置は、以上のように構成さ
れ、次のように使用される。例えば、被回転供試体が基
盤に同心の第1回転軸と第2回転軸を順次有して、第1
回転軸及び第2回転軸がそれぞれ相対的に回転駆動する
ようなものである場合、固定基体1のフランジ5を被回
転供試体の基盤に固定し、且つ外側回転体2のフランジ
6を被回転供試体の第1回転軸に、内側回転体3のフラ
ンジ7を被回転供試体の第2回転軸にそれぞれフレキシ
ブル継手等を介して又は直接固定し、被回転供試体の第
1回転軸、第2回転軸に配線された電気エネルギー線や
各種信号線の端子をそれぞれに固定された本実施例の多
段スリップリング装置のフランジに設けられている外側
回転体入出力用端子、及び内側回転体入出力用端子にそ
れぞれ接続することによって、被回転供試体の各回転軸
と共に外側回転体及び内側回転体も回転し、各回転体間
の信号や電気エネルギーのやり取りがスリップリング機
構9、10を介して行うことができ、またその出力は固
定基体1に設けられた出力端子8を介して外部に取り出
すこともできる。また、逆に外部から出力端子8、前記
両入スリップリング機構9、10を介して被回転供試体
の第1回転軸及び第2回転軸に電気エネルギーや信号を
供給することができる。
The apparatus of this embodiment is constructed as described above and used as follows. For example, the rotating test object has a first rotating shaft and a second rotating shaft, which are concentric to each other, on the base,
When the rotating shaft and the second rotating shaft are driven to rotate relative to each other, the flange 5 of the fixed base 1 is fixed to the base of the rotating test object, and the flange 6 of the outer rotating body 2 is rotated. The flange 7 of the inner rotating body 3 is fixed to the first rotating shaft of the specimen under test by a flexible joint or the like directly on the second rotating shaft of the specimen under test. Outer rotor input / output terminals and inner rotor inserts provided on the flange of the multi-stage slip ring device of this embodiment, to which terminals of electric energy lines and various signal lines wired on two rotating shafts are fixed respectively. By connecting to the output terminals respectively, the outer rotating body and the inner rotating body also rotate together with the respective rotating shafts of the rotating test object, and the exchange of signals and electric energy between the rotating bodies is carried out through the slip ring mechanisms 9 and 10. It can be performed, also the output can also be taken out through an output terminal 8 provided on the fixed base 1. Conversely, electrical energy or a signal can be supplied from the outside via the output terminal 8 and the double-entry slip ring mechanisms 9 and 10 to the first rotating shaft and the second rotating shaft of the sample to be rotated.

【0013】なお、各端子と内側及び外側の各多極多接
点スリップリング機構との配線は、目的に応じて任意に
選択することができ、例えば上記実施例のように固定基
体入出力端子、外側回転体入出力端子、内側回転体入出
力端子を相互に接続することによって、上記のような機
能を有するが、外側回転体入出力端子と内側回転体入出
力端子とを内側及び外側の各多極多接点スリップリング
機構の別々の極を介して固定基体の出力端子に接続すれ
ば、それぞれ別個に信号や電気エネルギーを授受するこ
とができる。
The wiring between each terminal and each of the inner and outer multi-pole / multi-contact slip ring mechanisms can be arbitrarily selected according to the purpose. For example, as in the above embodiment, the fixed base input / output terminal, By connecting the outer rotating body input / output terminal and the inner rotating body input / output terminal to each other, the outer rotating body input / output terminal and the inner rotating body input / output terminal have inner and outer sides. If they are connected to the output terminals of the fixed base body through separate poles of the multi-pole multi-contact slip ring mechanism, signals and electric energy can be individually transmitted and received.

【0014】また、被回転供試体が高速回転する1軸の
回転軸を有するものである場合、内側回転体3のフラン
ジ7を被回転供試体の回転軸に結合し、回転軸の電気エ
ネルギー線及び又は信号線を内側回転体3の内側回転体
入出力用端子12に接続する。そして、電動モータ15
を作動させて、高速回転体の回転方向と同方向に外側回
転体2を回転させることによって、外側回転体2と内側
回転体3間の相対速度が低減させることができ、超高速
で回転する被回転供試体の回転軸への電気エネルギーや
信号の授受が可能となる。例えば、前記電動モータ15
を被回転供試体の回転軸の1/2の速度で同方向に回転
させると、外側回転体と内側回転体間の相対速度は、被
回転供試体の1/2の速度に低減することになり、15
000rpm以上に高速回転する被回転供試体であっても
楽に信号等の授受ができる。従って、例えばジャイロの
ロータ、タービンブレード、遠心分離機、ポリゴンミラ
等の単軸高速回転体に適用すれば、電気エネルギーの供
給と同時に回転体から物理情報等を電気信号として直接
取り出すことができる。
When the DUT has a single rotating shaft that rotates at a high speed, the flange 7 of the inner rotating body 3 is connected to the rotating shaft of the DUT, and the electric energy line of the rotating shaft is connected. And / or the signal line is connected to the inner rotary body input / output terminal 12 of the inner rotary body 3. And the electric motor 15
Is operated to rotate the outer rotating body 2 in the same direction as the rotating direction of the high speed rotating body, the relative speed between the outer rotating body 2 and the inner rotating body 3 can be reduced, and the rotating body rotates at an ultrahigh speed. It is possible to send and receive electrical energy and signals to the rotating shaft of the rotating test object. For example, the electric motor 15
Is rotated in the same direction at half the speed of the rotating shaft of the rotating specimen, the relative speed between the outer and inner rotating bodies is reduced to half the speed of the rotating specimen. Become 15
Signals and the like can be easily transmitted and received even for a test object that rotates at a high speed of 000 rpm or more. Therefore, when applied to a single-axis high-speed rotating body such as a gyro rotor, a turbine blade, a centrifuge, a polygon mirror, etc., physical information and the like can be directly extracted from the rotating body as an electric signal simultaneously with the supply of electric energy.

【0015】図2は、回転試験機に適用することができ
る本発明のスリップリング装置の他の実施例を示してい
る。なお、図において前記実施例と同様な部分について
は、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。本実施
例の装置と前記実施例の装置との構造上の主な相違点
は、内側回転体2と外側回転体1との間にもコアレス・
フレームレス電動モータ20を設けた点である。それに
より、本実施例装置では、内側回転体3を積極的に回転
させることができ、しかも外側の電動モータ15と内側
の電動モータ20の独立した回転による相殺相乗速度に
より、内側回転体を超低速から超高速まで回転制御する
ことができる。すなわち、外側の電動モータ20が回転
数Noで回転し、内側の電動モータ20が同方向に回転
数Niで回転すれば、内側回転体は回転数(No+Ni)
で回転し、両モータが互いに逆方向に回転すれば回転数
(Ni−No)で回転するから、例えば両モータを等速で
同方向に回転させれば、内側回転体3は2倍の速度で回
転し、逆方向に等速で回転させれば相対速度はゼロとな
る。
FIG. 2 shows another embodiment of the slip ring device of the present invention which can be applied to a rotation tester. In the figure, the same parts as those in the above embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The main structural difference between the apparatus according to the present embodiment and the apparatus according to the above-described embodiment is that a coreless structure is provided between the inner rotor 2 and the outer rotor 1.
The point is that the frameless electric motor 20 is provided. As a result, in the device of the present embodiment, the inner rotating body 3 can be positively rotated, and the inner rotating body is superposed by the offset synergistic speed due to the independent rotation of the outer electric motor 15 and the inner electric motor 20. Rotation can be controlled from low speed to ultra high speed. That is, if the outer electric motor 20 rotates at the rotation speed No and the inner electric motor 20 rotates at the rotation speed Ni in the same direction, the inner rotating body rotates at the rotation speed (No + Ni).
When both motors rotate in opposite directions, they rotate at the number of revolutions (Ni-No). Therefore, for example, if both motors rotate at the same speed in the same direction, the inner rotating body 3 doubles in speed. The relative speed becomes zero if it is rotated at, and is rotated at the same speed in the opposite direction.

【0016】従って、内側回転体3のフランジ7に被回
転供試体を結合すれば、被回転供試体を任意の速度で回
転させることができ、回転試験機として利用することが
できる。図2は回転試験機として、タービンブレードの
回転試験を行っている場合を示している。図中、30が
被回転供試体としてのブレードであり、該ブレードを取
付けた中空軸31を内側回転体のフランジ7に固定し、
ブレード30に歪ゲージ32を貼り付けて、その信号線
33を中空軸31の中空部を通って内側回転体入出力用
端子12に接続してある。従って、歪ゲージ32で計測
されるブレード30の歪情報は内側の多極多接点スリッ
プリング機構10、外側の多極多接点スリップリング機
構9を介して固定基体入出力端子8に送られ、外部に取
り出すことができる。なお、図中21は内側の電動モー
タ20のステータ側コイル、22はロータ側永久磁石で
ある。また、34は被回転供試体を外方を外部から区画
するためのケーシングである。
Therefore, by connecting the rotating sample to the flange 7 of the inner rotary body 3, the rotating sample can be rotated at an arbitrary speed and can be used as a rotation tester. FIG. 2 shows a case where a turbine blade rotation test is performed as a rotation tester. In the figure, 30 is a blade as a test object, and a hollow shaft 31 to which the blade is attached is fixed to the flange 7 of the inner rotating body,
A strain gauge 32 is attached to the blade 30, and a signal wire 33 thereof is connected to the inner rotor input / output terminal 12 through the hollow portion of the hollow shaft 31. Therefore, the strain information of the blade 30 measured by the strain gauge 32 is sent to the fixed substrate input / output terminal 8 via the inner multi-pole / multi-contact slip ring mechanism 10 and the outer multi-pole / multi-contact slip ring mechanism 9, and externally. Can be taken out. In the figure, 21 is a stator side coil of the inner electric motor 20, and 22 is a rotor side permanent magnet. Further, reference numeral 34 is a casing for partitioning the rotating test object from the outside.

【0017】回転試験は、その内側の電動モータ20及
び外側の電動モータ15の回転速度を組合せることによ
って、ブレード31を超低速回転から超高速回転まで所
望の条件で回転させることができ、そのときのブレード
32に発生する歪など回転試験中の諸情報を確実に外部
に取り出すことができ、回転試験機として非常に有用で
ある。以上、本発明の好適な実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限るものでなく、例えば外側回転体を
それぞれ回転自在に嵌合した多段の回転体で構成し、各
外側回転体間の間にも電動モータを設ければ、被回転供
試体をより超高速で回転させ、精度良く信号や電気エネ
ルギーの授受ができる等、種々の設計変更が可能であ
る。
In the rotation test, by combining the rotation speeds of the electric motor 20 on the inner side and the electric motor 15 on the outer side, the blade 31 can be rotated under desired conditions from ultra-low speed rotation to ultra-high speed rotation. Various information during the rotation test, such as the strain generated in the blade 32 at that time, can be reliably taken out to the outside, which is very useful as a rotation tester. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, each of the outer rotating bodies is constituted by a multi-stage rotating body that is rotatably fitted. If an electric motor is provided between the two, it is possible to make various changes in design, such as rotating the DUT at ultra-high speed and transmitting and receiving signals and electric energy with high precision.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され、次の
ような格別の効果を奏する。外側回転体を固定基体間が
直接コアレス電動モータを構成するので、外側回転体を
任意の速度で回転駆動することができ、外側回転体と内
側回転体間の相対速度を任意に低減させることができ
る。従って、従来のスリップリング機構では信号の授受
が困難であった超高速回転する被回転供試体であって
も、確実に精度良くエネルギーの供給や信号の授受を行
うことができ、高速回転で使用するタービンブレードや
ジャイロ等の遠心歪、破壊等の特性試験のデータ収集が
可能である。 また、多軸回転体を有する被回転供試体の
場合、各回転軸を内側回転体と外側回転体に別々に接続
して、各回転軸の回転に応じて外側回転体及び内側回転
体が独立して回転することができるので、外側回転体に
も入出力端子を設けることによって、各回転軸間の信号
や電気エネルギーのやり取りが確実にでき、且つ外部と
電気エネルギーや信号の授受が直接できる。さらに、
求項3の構成によれば、内側回転体を積極的に回転させ
ることができ、しかも外側の電動モータと内側の電動モ
ータとの相互作用により、内側回転体を超低速から超高
速まで回転制御することができ、内側回転体に結合され
る被回転供試体を任意の速度で回転させることができる
と共に、被回転供試体への電気エネルギーの供給や被回
転供試体との物理情報等電気信号の授受ができ回転試験
機として利用することができる。
The present invention is constructed as described above and has the following special effects. The outer rotating body is fixed between the bases
Since the coreless electric motor is constructed directly,
It can be driven to rotate at any speed, and can rotate outside and inside
The relative speed between the side rotating bodies can be reduced arbitrarily.
It Therefore, the conventional slip ring mechanism sends and receives signals.
It was difficult to perform
Also, it is possible to reliably and accurately supply energy and send and receive signals.
Turbine blades that are used at high speeds
Collecting data for characteristic tests such as centrifugal distortion and destruction of gyros
It is possible. In addition, the
Case, connect each rotary shaft to the inner and outer rotors separately
The outer rotor and inner rotor according to the rotation of each rotary shaft.
Since the body can rotate independently,
By providing an input / output terminal,
And the exchange of electrical energy can be done reliably, and with the outside
You can directly exchange electrical energy and signals. Furthermore, the contract
According to the configuration of claim 3, the inner rotor can be positively rotated, and the inner rotor is controlled to rotate from ultra-low speed to ultra-high speed by the interaction between the outer electric motor and the inner electric motor. It is possible to rotate the DUT to be coupled to the inner rotating body at an arbitrary speed, and also to supply electrical energy to the DUT and an electrical signal such as physical information with the DUT. Can be used as a rotation tester.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係る多段スリップリング装置
の縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a multi-stage slip ring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例に係る多段スリップリング
装置の縦断面図である。
FIG. 2 is a vertical sectional view of a multistage slip ring device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固定機体 2 外側回
転体 3 内側回転体 4 軸受 8 固定基体入出力端子 9 外側の多極多接点スリップリング機構 10 内側の多極多接点スリップリング機構 11 外側回転体入出力用端子 12 内側
回転体入出力用端子 15、20 電動モータ 30 ブレ
ード 32 歪ゲージ
1 Fixed Machine Body 2 Outer Rotating Body 3 Inner Rotating Body 4 Bearing 8 Fixed Base I / O Terminal 9 Outer Multi-Pole Multi-Contact Slip Ring Mechanism 10 Inner Multi-Pole Multi-Contact Slip Ring Mechanism 11 Outer Rotating Body I / O Terminal 12 Inner Rotation Body input / output terminals 15, 20 Electric motor 30 Blade 32 Strain gauge

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定基体、端部に被回転供試体取付部を
有する内側回転体及び外側回転体とを有し、前記固定基
体と前記内側回転体との間に1段以上の外側回転体がそ
れぞれ軸受を介して同心に回転自在に嵌合して設けら
れ、前記固定基体と外側回転体間、及び外側回転体と前
記内側回転体間の対向するそれぞれの嵌合壁面に、多極
多接点回転接続用コネクタ機構を設け、且つ少なくとも
前記内側回転体と前記固定基体に前記多極多接点回転接
続用コネクタ機構に導通する入出力用端子を設け、さら
に前記固定基体と前記外側回転体間に、前記固定基体が
ステータを構成し、前記外側回転体がロータを構成する
コアレスの電動モータを設け、該外側回転体を固定基体
に対して直接回転駆動して該外側回転体を任意の回転速
度に回転制御でき、前記内側回転体に取り付けられる被
回転供試体と外部と電気エネルギーや信号の授受ができ
ることを特徴とする多段スリップリング装置。
1. An outer rotating body having a fixed base body, an inner rotating body and an outer rotating body each having a rotating specimen mounting portion at an end thereof, and one or more stages of outer rotating body between the fixed base body and the inner rotating body. Are rotatably and concentrically fitted to each other via bearings, and are provided on the fitting wall surfaces facing each other between the fixed base body and the outer rotary body and between the outer rotary body and the inner rotary body, respectively. A contact rotation connection connector mechanism is provided, and at least
The input-output terminals electrically connected to said multipolar multi-contact rotary connector mechanism to the fixed base and the inner rotary member is provided, further
Between the fixed base and the outer rotating body, the fixed base is
It constitutes a stator, and the outer rotating body constitutes a rotor.
A coreless electric motor is provided, and the outer rotating body is fixed to a base body.
To rotate the outer rotating body to an arbitrary rotation speed.
A multi-stage slip ring device, characterized in that rotation control can be performed every time, and electrical energy and signals can be exchanged with a rotating test object attached to the inner rotating body and the outside.
【請求項2】 前記外側回転体が外側回転体入出力用端
子を有し、前記固体基体に設けた固定基体入出力用端子
の各極端子配線が外側の多極多接点回転接続用コネクタ
機構を介して前記外側回転体内でそれぞれ分岐し、一方
は外側回転体に設けた前記外側回転体入出力用端子に接
続し、他方はさらに内側の多極多接点回転接続用コネク
タ機構を介して内側回転体に設けた内側回転体入出力用
端子に接続している請求項1記載の多段スリツプリング
装置。 【請求項】 固定基体、端部に被回転供試体取付部を
有する内側回転体及び外側回転体とを有し、前記固定基
体と前記内側回転体との間に1段以上の外側回転体がそ
れぞれ軸受を介して同心に回転自在に嵌合して設けら
れ、前記固定基体と外側回転体間、及び外側回転体と前
記内側回転体間の対向するそれぞれの嵌合壁面に、多極
多接点回転接続用コネクタ機構を設け、且つ前記固定基
体、前記内側回転体に前記多極多接点回転接続用コネク
タ機構に導通する入出力用端子を設け、さらに、前記固
定基体と前記外側回転体間、及び外側回転体と内側回転
体間に、前記各回転体を固定基体に対してそれぞれ独立
して相対的に直接回転駆動するコアレスの電動モータを
設け、これらの前記電動モータを可逆回転制御すること
により前記内側回転体に取り付けられる被回転供試体
を、超低速から超高速まで回転制御することができると
共に、前記各多極多接点回転接続用コネクタ機構を介し
て被回転供試体と外部と電気エネルギーや信号の授受が
できることを特徴とする多段スリップリング装置。
2. The outer rotating body is an end for outer rotating body input / output.
Each fixed terminal input / output terminal provided on the solid base has a terminal, and each pole terminal wiring branches in the outer rotating body through an outer multi-pole multi-contact rotation connecting connector mechanism, and one of them rotates outside. Connected to the outer rotary body input / output terminal provided on the body, the other is further connected to the inner rotary body input / output terminal provided on the inner rotary body through the inner multi-pole multi-contact rotary connection connector mechanism. A multi-stage slipping device according to claim 1. 3. An outer rotary body having one or more stages between the fixed base body and the inner rotary body, which has a fixed base body, an inner rotary body and an outer rotary body each having a specimen-to-be-rotated mounting portion at an end thereof. Are rotatably and concentrically fitted to each other via bearings, and are provided on the fitting wall surfaces facing each other between the fixed base body and the outer rotary body and between the outer rotary body and the inner rotary body, respectively. A contact rotation connection connector mechanism is provided, and an input / output terminal is provided on the fixed base body and the inner rotating body for conducting to the multi-pole multi-contact rotation connection connector mechanism, and further, between the fixed base body and the outer rotating body. , and between the outer rotor and the inner rotating body, said each independently a coreless electric motor to relatively direct rotary drive provided for each rotating body fixed base, reversibly rotating control these of the electric motor The inside rotation by It is possible to control the rotation of the rotated sample to be attached from the ultra-low speed to the ultra-high speed, and to transfer electrical energy and signals to and from the rotated sample via the multi-pole multi-contact rotary connection connector mechanism. A multi-stage slip ring device characterized by being capable of
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