JP2003123178A - Light slip ring - Google Patents

Light slip ring

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JP2003123178A
JP2003123178A JP2001317854A JP2001317854A JP2003123178A JP 2003123178 A JP2003123178 A JP 2003123178A JP 2001317854 A JP2001317854 A JP 2001317854A JP 2001317854 A JP2001317854 A JP 2001317854A JP 2003123178 A JP2003123178 A JP 2003123178A
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JP
Japan
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rotating
optical
transmitter
slip ring
transmitting
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Application number
JP2001317854A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kohei Tanaka
行平 田中
Original Assignee
Hitachi Ltd
株式会社日立製作所
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To transmit an optical signal to be transmitted from an electronic device installed at a rotor to an electronic device installed at a solid body in non-contact manner by transmitting information between the rotor and the solid body with the optical signal. SOLUTION: The electronic device 2 or a sensor 3 installed at the rotor 1 is connected with the transmission and reception part 5 via an optical fiber 4, and the information originated from the electronic device 2 is received by a transmission and reception part 7 installed at the rotor 6 from the transmission and reception part 5 and transmitted to the electronic device 9 outside of the rotor via an optical fiber 8. In order to suppress the deterioration of the information due to biasing of a shaft, a collimator lens 10 is installed at the tips of the optical fibers of the transmission and reception parts 5 and 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転体に設置され
た電子機器と固定体に設置された電子機器の間で、非接
触に光学的に情報を伝送する光スリップリングに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical slip ring for non-contact optically transmitting information between an electronic device installed on a rotating body and an electronic device installed on a fixed body.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、発電機、自動車機器、工作機械等
の回転体内部センサにより測定された温度、ひずみ、応
力、振動数等の物理量を回転体外部に送信する手段とし
て、機械的な接触式スリップリングやFMテレメータが
存在する。しかし、接触式のスリップリングは接触時の
ノイズの発生と接触部の劣化等の問題があり、FMテレ
メータもノイズの影響を受けやすく特にノイズの大きい
発電機、自動車機器では使用が難しかった。
2. Description of the Related Art Conventionally, mechanical contact has been used as means for transmitting physical quantities such as temperature, strain, stress, and frequency measured by internal sensors of a rotating body such as generators, automobile equipment, and machine tools to the outside of the rotating body. There are slip rings and FM telemeters. However, the contact type slip ring has problems such as generation of noise at the time of contact and deterioration of the contact portion, and the FM telemeter is also easily affected by noise, and it has been difficult to use it in generators and automobile equipment with particularly large noise.
【0003】この問題を解決するため、特開平5-72436
号公報では回転体外周部に光ファイバを設置し、固定体
側にフォトダイオードを設置することにより情報を伝達
する光スリップリングを提案しているが、光情報をスリ
ップリング部で電気情報に変換しており、情報伝送量の
低下を招いている。特開平9-297901号公報では、回転体
と固定体間に複数の分波プリズムと合波プリズムを設置
し、複数の伝送波を送受信する光ロータリートランスを
提案しているが、多数の部品から構成され装置が複雑で
あり、使用条件の厳しい回転体に設置することは困難で
ある。
In order to solve this problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-72436
In the publication, an optical slip ring that transmits information by installing an optical fiber on the outer periphery of the rotating body and a photodiode on the fixed body side is proposed, but the optical information is converted into electrical information by the slip ring unit. Therefore, the amount of information transmitted is reduced. Japanese Patent Laid-Open No. 9-297901 proposes an optical rotary transformer that transmits and receives a plurality of transmission waves by installing a plurality of demultiplexing prisms and a combining prism between a rotating body and a fixed body. The structure is complicated and the device is difficult to install on a rotating body under severe usage conditions.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】回転体内部のセンシン
グ情報の伝達あるいは制御のための信号伝達のために、
回転体内部と回転体外部の間に光ファイバによる情報伝
達網が設置されたシステムが増えている。本発明の目的
は、光情報の劣化を防ぎ且つ部品点数を少なくするた
め、光情報を直接回転体と固定体間で伝送することであ
る。
In order to transmit sensing information or control signals inside the rotating body,
An increasing number of systems have an optical fiber information transmission network installed between the inside and outside of the rotating body. An object of the present invention is to directly transmit optical information between a rotating body and a fixed body in order to prevent deterioration of optical information and reduce the number of parts.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために以下の特徴を持つ光スリップリングを提
供する。なお、本発明は、回転体側から固定体側への光
信号送信を行う場合、固定体側から回転体側への光信号
送信を行う場合、及び回転体側と固定体側の間の双方向
の光信号送信を行う場合を含むので、以下の説明で、
「送受信部」という場合、「光信号の送信部、受信部、
送受信部のいずれか」を意味する。 (1)回転体側に設置された送受信部と、固定体側に設
置された送受信部の、それぞれ先端にコリメータレンズ
を設置し、固定体側、回転体側の送受信部のいずれか一
方あるいは双方に複数の集光レンズを備える。 (2)回転体の回転軸線上に、光軸を回転軸線と一致さ
せて回転体側の送受信部を配置し、この回転体側の送受
信部に対向させて固定体側の送受信部を、その光軸を回
転軸線と一致させて配置する。 (3)回転体の回転軸線方向端面に、回転軸線を中心線
とする円柱状の突出部を形成し、この突出部外周に装着
された複数の軸受を介して固定体に形成された円筒部を
回転可能に嵌合させ、前記突出部に光軸を回転軸線と一
致させて回転体側の送受信部を配置し、この回転体側の
送受信部に対向させて固定体側の送受信部を、その光軸
を前記回転軸線と一致させて配置する。 (4)回転体に送受信部を後付けする場合や製品の設計
上の都合により回転軸中央に送受信部を設置できない場
合、回転体の回転中心から半径方向に距離rだけ離れた
位置に、光軸を回転軸線に平行させて回転体の送受信部
を設置し、固定体と前記回転体の間に前記回転体と同
心、同速度で回転する副回転体を設置し、この副回転体
の前記回転体の送受信部に対向する位置、すなわち回転
軸線から半径方向に距離rだけ離れた位置に副回転体の
回転体側送受信部を設置し、副回転体の固定体側回転軸
中央に、前記副回転体の回転体側送受信部に光ファイバ
で接続された副回転体の固定体側送受信部を光軸を回転
軸線に平行させて設置し、副回転体の固定体側送受信部
に対向する位置に、固定体の送受信部を設置する。 (5)回転体内部の複数の装置あるいはセンサと情報を
送受信するため、回転体内部に光スイッチを設置するこ
とにより、同スイッチの切り替えで多点の情報を前記回
転体の送受信部に光信号として送りこむようにしてもよ
い。また、カプラにより光情報を多重化して多点の情報
を入手できるようにし、あるいはFBG光ファイバセン
サ等反射波の波長変化により多点のセンシング情報を光
信号として送受信可能なセンサを備え、それらの光信号
を前記回転体の送受信部に光信号として送りこむように
してもよい。
In order to achieve the above object, the present invention provides an optical slip ring having the following features. The present invention, when performing optical signal transmission from the rotating body side to the fixed body side, when performing optical signal transmission from the fixed body side to the rotating body side, and bidirectional optical signal transmission between the rotating body side and the fixed body side. Including the case to do, in the following explanation,
When referring to "transceiver", "optical signal transmitter, receiver,
Either of the transmitter and the receiver. " (1) A transmitter / receiver unit installed on the rotating body side and a transmitter / receiver unit installed on the fixed body side are provided with collimator lenses at their respective ends, and a plurality of collecting units are installed on either or both of the transmitter / receiver unit on the fixed body side and the rotating body side. Equipped with an optical lens. (2) The transmitter / receiver on the rotor side is arranged on the axis of rotation of the rotor with the optical axis aligned with the axis of rotation, and the transmitter / receiver on the fixed body is placed facing the transmitter / receiver on the rotor side. Place it so that it matches the axis of rotation. (3) A cylindrical protrusion formed on the end face in the rotation axis direction of the rotating body and having a center line on the rotation axis, and a cylindrical portion formed on the fixed body via a plurality of bearings mounted on the outer periphery of the protrusion. Is rotatably fitted, the optical axis is aligned with the axis of rotation on the protrusion, and the transmitter / receiver on the rotating body side is arranged. Are aligned with the axis of rotation. (4) When the transmitter / receiver is attached to the rotating body or the transmitter / receiver cannot be installed in the center of the rotating shaft due to the design of the product, the optical axis is placed at a position r away from the center of rotation of the rotating body in the radial direction. Is installed parallel to the axis of rotation, and a transmitter / receiver section of the rotating body is installed, and a sub-rotating body that is concentric with the rotating body and rotates at the same speed is installed between the fixed body and the rotating body. The rotating body side transmitting / receiving section of the sub-rotating body is installed at a position facing the transmitting / receiving section of the body, that is, at a position distant from the rotation axis by a distance r in the radial direction. The fixed body side transmitter / receiver of the sub-rotor, which is connected to the rotary body side transmitter / receiver by an optical fiber, is installed with the optical axis parallel to the rotation axis, and the fixed body is placed at a position facing the fixed body side transmitter / receiver of the sub rotor. Install a transceiver. (5) In order to transmit / receive information to / from a plurality of devices or sensors inside the rotating body, an optical switch is installed inside the rotating body. By switching the switch, multi-point information is transmitted to the transmitting / receiving unit of the rotating body as an optical signal. It may be sent as. In addition, optical information is multiplexed by a coupler so that multipoint information can be obtained, or a sensor such as an FBG optical fiber sensor that is capable of transmitting and receiving multipoint sensing information as an optical signal by wavelength change of a reflected wave is provided. The optical signal may be sent to the transmitting / receiving unit of the rotating body as an optical signal.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に従っ
て説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の第1の実施の形態であ
る光スリップリングの斜視図である。本実施の形態に係
る光スリップリングは、回転体1内に配置された光ファ
イバ4と、光ファイバ4に接続して回転体1の回転軸中
心に光軸を一致させて配置された送受信部5と、固定体
6の送受信部5に対向する位置に配置された送受信部7
と、送受信部7に接続された光ファイバ8と、を含んで
構成されている。軸の偏心による情報劣化を抑制するた
め、送受信部5,7の光ファイバ先端にはコリメータレ
ンズ10が設置されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a perspective view of an optical slip ring according to a first embodiment of the present invention. The optical slip ring according to the present embodiment includes an optical fiber 4 arranged in the rotating body 1 and a transmitting / receiving unit connected to the optical fiber 4 and arranged so that the optical axes coincide with the center of the rotating shaft of the rotating body 1. 5 and a transmitter / receiver 7 arranged at a position facing the transmitter / receiver 5 of the fixed body 6.
And an optical fiber 8 connected to the transmission / reception unit 7. In order to suppress the deterioration of information due to the eccentricity of the shaft, a collimator lens 10 is installed at the tips of the optical fibers of the transmitting / receiving sections 5 and 7.
【0007】図において、回転体1に設置した電子機器
2あるいはセンサ3は、光ファイバ4を介して送受信部
5に連なり、電子機器2から光信号として発信された情
報は送受信部5に送られる。そして送受信部5より固定
体6に設置された送受信部7に向けて光信号として送信
され、送受信部7で受信された光信号は光ファイバ8を
経由して回転体1外部の電子機器9に伝送される。
In the figure, an electronic device 2 or a sensor 3 installed on a rotating body 1 is connected to a transmitter / receiver 5 via an optical fiber 4, and the information transmitted as an optical signal from the electronic device 2 is sent to the transmitter / receiver 5. . Then, the optical signal transmitted from the transmitting / receiving unit 5 to the transmitting / receiving unit 7 installed on the fixed body 6 and received by the transmitting / receiving unit 7 is transmitted to the electronic device 9 outside the rotating body 1 via the optical fiber 8. Is transmitted.
【0008】図2に、先端部にコリメータレンズ10を
設置した光ファイバ間で光信号を伝達した時の、偏心軸
ずれ距離Δxと光損失の関係の測定結果を示す。偏心軸
ずれ距離Δx=200μm、カップリング距離(送受信部間の
距離)d=70mmの場合、光損失は3dB以下で、光スリップ
リングとして実用上十分に使用できる。
FIG. 2 shows the measurement results of the relationship between the eccentric axis deviation distance Δx and the optical loss when an optical signal is transmitted between the optical fibers having the collimator lens 10 at the tip. When the eccentric axis deviation distance Δx = 200 μm and the coupling distance (distance between transmitting and receiving parts) d = 70 mm, the optical loss is 3 dB or less, and it can be practically used as an optical slip ring.
【0009】図3は、先端部にコリメータレンズ10を
設置し、カップリング距離d=70mm、偏心軸ずれ距離Δx=
0とした光ファイバ間で光信号を伝達した時の、光軸角
度ずれθと光損失の関係の測定結果を示している。図か
ら分かるように、カップリング距離d=70mmで光損失を10
dB以下に抑えるためには、角度ずれθを約0.2度以下に
する必要がある。
In FIG. 3, the collimator lens 10 is installed at the tip, the coupling distance d = 70 mm, the eccentric axis deviation distance Δx =
The measurement result of the relationship between the optical axis angle deviation θ and the optical loss when the optical signal is transmitted between the optical fibers set to 0 is shown. As can be seen from the figure, the optical loss is 10 at the coupling distance d = 70 mm.
In order to suppress it to be dB or less, it is necessary to set the angle deviation θ to about 0.2 degrees or less.
【0010】図4は回転体1と固定体6側の光信号送受
信部の拡大断面図である。回転体1の中心軸に光軸を一
致させて回転体側の送受信部5を取りつけても、固定体
側の送受信部7を、その光軸が送受信部5の光軸に一致
するように取りつけるには、細かな調整が必要である。
図4に示す構成は、回転体側の送受信部5の光軸と固定
体側の送受信部7の光軸を一致させるためのものであ
る。
FIG. 4 is an enlarged sectional view of the optical signal transmitting / receiving section on the side of the rotating body 1 and the fixed body 6. Even if the transmitter / receiver unit 5 on the rotating body side is mounted by aligning the optical axis with the central axis of the rotating body 1 and the transmitter / receiver unit 7 on the fixed body side is mounted so that its optical axis matches the optical axis of the transmitter / receiver unit 5. , Fine adjustment is needed.
The configuration shown in FIG. 4 is for aligning the optical axis of the transmitting / receiving unit 5 on the rotating body side with the optical axis of the transmitting / receiving unit 7 on the fixed body side.
【0011】回転体1の中心軸に円柱状の突出部1aが
形成され、中心線上に送受信部5が装着されている。固
定体6は、送受信部7がその中心線上に装着された円板
部6bと、この円板部6bに同心状に結合された円筒部
6aで構成され、前記突出部1aの外周に、複数のベア
リング14を介して固定体6側の円筒部6aが嵌合され
ている。
A cylindrical protrusion 1a is formed on the center axis of the rotary body 1, and a transmitter / receiver 5 is mounted on the center line. The fixed body 6 is composed of a disc portion 6b having the transmitting / receiving portion 7 mounted on its center line and a cylindrical portion 6a concentrically coupled to the disc portion 6b. The cylindrical portion 6a on the side of the fixed body 6 is fitted through the bearing 14 of FIG.
【0012】この構成では、回転体と固定体は複数のベ
アリング14を介して連結されており、送受信部の光軸
ずれの精度はベアリングの精度に依存する。一般的に、
ベアリングの径が小さいほどその精度を上げることが容
易であり、前記突出部1aの径を小さくすることによ
り、送受信部の偏心軸ずれ距離は200μm以下に抑えるこ
とが可能である。他方光軸角度ずれを0.2度以下とする
ことは、自動車機器用の小型光スリップリングでは対向
設置したコリメータレンズ10付光ファイバ4にて可能
であるが、大型の発電機器では難しい。
In this structure, the rotating body and the fixed body are connected via a plurality of bearings 14, and the accuracy of the optical axis shift of the transmitting / receiving section depends on the accuracy of the bearings. Typically,
The smaller the diameter of the bearing, the easier it is to increase the accuracy, and by reducing the diameter of the protrusion 1a, it is possible to suppress the eccentric axis shift distance of the transmitter / receiver to 200 μm or less. On the other hand, it is possible to set the optical axis angle deviation to be 0.2 degrees or less by the optical fiber 4 with the collimator lens 10 installed oppositely in a small optical slip ring for automobile equipment, but it is difficult in a large power generator.
【0013】図5は光信号送受信部の拡大断面図で、光
軸角度ずれを抑制するためのレンズを固定体側に設置し
た例を示す。本実施の形態では、コリメータレンズとシ
リンドリカルレンズを連結した角度ずれ補正レンズ群1
5により光軸角度のずれを補正する構成としてある。同
様に集光レンズを使用してもよいし、コリメータレンズ
を二重化して角度ずれ補正レンズ群としてもよい。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the optical signal transmitting / receiving section, showing an example in which a lens for suppressing the deviation of the optical axis angle is installed on the fixed body side. In this embodiment, an angle deviation correction lens group 1 in which a collimator lens and a cylindrical lens are connected
5 is used to correct the deviation of the optical axis angle. Similarly, a condenser lens may be used, or the collimator lens may be doubled to form an angle deviation correction lens group.
【0014】図6は光信号送受信部の拡大断面図で、固
定体側と回転体側の双方の送受信部に角度ずれ補正レン
ズ群15を設置した例である。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the optical signal transmitter / receiver, which is an example in which the angle deviation correction lens group 15 is installed in both the transmitter and receiver of the fixed body side and the rotary body side.
【0015】本実施の形態によれば、回転体1の内部で
生成された信号を光信号とし、光信号の状態で回転体外
部に取り出すことが可能となると共に、回転体1の外部
で生成された信号を光信号とし、光信号の状態で回転体
内部に送りこむことが可能となる。したがって、比較電
気信号で通信を行う場合に伴なうノイズの混入が回避さ
れ、かつ、大量の情報を送受信することが可能である。
また、装置としても、前記光ロータリートランスに比
べ、構成が簡易で部品点数が少なくて済む。 (実施の形態2)本発明の第2の実施の形態を図7、図
8を参照して説明する。本実施の形態が前記図4に示す
実施の形態と異なるのは、回転体1内部に複数のセンサ
が設置されており、複数のセンサからの情報を送受信部
5から固定体側に送信することが可能となっている点で
ある。
According to the present embodiment, the signal generated inside the rotating body 1 can be used as an optical signal and can be taken out to the outside of the rotating body in the state of the optical signal, and can be generated outside the rotating body 1. The signal thus generated can be used as an optical signal and can be sent into the rotating body in the state of the optical signal. Therefore, it is possible to avoid the mixing of noise that accompanies the communication with the comparison electric signal, and it is possible to transmit and receive a large amount of information.
Also, the device has a simpler structure and a smaller number of parts than the optical rotary transformer. (Embodiment 2) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 4 in that a plurality of sensors are installed inside the rotating body 1 and information from the plurality of sensors can be transmitted from the transmitting / receiving unit 5 to the fixed body side. This is possible.
【0016】図7に示す装置では、回転体1内部に複数
のセンサ16が設置されており、回転体内部に設置した
光スイッチ17の切り替えにより任意のセンサの情報を
外部に送信できるように構成されている。
In the apparatus shown in FIG. 7, a plurality of sensors 16 are installed inside the rotating body 1, and the information of an arbitrary sensor can be transmitted to the outside by switching the optical switch 17 installed inside the rotating body. Has been done.
【0017】図8に示す装置では、ファイバー・ブラッ
ク・グレーティング(FBG)センサ18等の光ファイ
バセンサが回転体内部に設置されている。同センサは光
ファイバ内部に設けたセンサ部の反射波長を変えること
により多点の温度、ひずみ、応力計測が可能で、光スリ
ップリングを経由して回転体外部に設置したFBGセン
サアンプ19に計測情報を伝送する。
In the apparatus shown in FIG. 8, an optical fiber sensor such as a fiber black grating (FBG) sensor 18 is installed inside the rotating body. This sensor can measure temperature, strain, and stress at multiple points by changing the reflection wavelength of the sensor part provided inside the optical fiber. It is measured by the FBG sensor amplifier 19 installed outside the rotating body via the optical slip ring. Transmit information.
【0018】本実施の形態によれば、前記第1の実施の
形態による効果に加え、回転体内部の複数のセンサや機
器との情報の送受信が可能になるという効果がある。 (実施の形態3)本発明の第3の実施の形態を図9を参
照して説明する。本実施の形態が前記図4に示す実施の
形態と異なるのは、固定体6が回転体1にベアリング1
4により係合されていない点である。図9は回転自在に
接続される機構部分にあって、回転体と固定体側の距離
を任意に変更できるよう可動部を設けた際の光スリップ
リングシステムの斜視図であり、自動車機器、オートジ
ャイロ等で使用する。固定体6は回転体1の送受信部5
の動作に連動して移動し、送受信部5、7には光軸角度
ずれを0.2度以下に抑えるよう角度ずれ補正レンズ群1
5が設置されている。また、図2に示したように、回転
体と固定体6の距離が変動した場合、即ちカップリング
距離dが変動した場合、光損失量も変動するため、カッ
プリング距離の変動量が一定範囲内に納まるよう、図示
されていない固定体駆動制御装置にて固定体6の位置を
制御する。 (実施の形態4)本発明の第4の実施の形態を図10を
参照して説明する。本実施の形態が前記各実施の形態と
異なるのは、回転体側の送受信部5が、実施の形態1〜
3では回転体側の送受信部5は光軸が回転軸線に一致す
るように配置されているのに対し、本実施の形態では、
回転体1の中心軸線から半径方向に離れた位置に設置さ
れている点である。回転体の機器形状や配置の制限のた
めに、送受信部5を回転軸線上に配置できない場合があ
る。また、光スリップリングを機器設置後に後付けする
ために、送受信部5を回転軸線上に配置できない場合が
ある。本実施の形態はそのような場合に対応するもので
ある。
According to the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, there is an effect that information can be transmitted / received to / from a plurality of sensors and devices inside the rotating body. (Embodiment 3) A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 4 in that the fixed body 6 is attached to the rotating body 1 and the bearing 1
4 is not engaged. FIG. 9 is a perspective view of an optical slip ring system in which a movable portion is provided so as to freely change the distance between a rotating body and a fixed body in a rotatably connected mechanical portion. Used in etc. The fixed body 6 is the transmitting / receiving unit 5 of the rotating body 1.
The lens group 1 for correcting the angle deviation is moved to the transmitting / receiving sections 5 and 7 so as to keep the optical axis angle deviation to 0.2 degrees or less.
5 are installed. Further, as shown in FIG. 2, when the distance between the rotating body and the fixed body 6 changes, that is, when the coupling distance d changes, the optical loss amount also changes. The position of the fixed body 6 is controlled by a fixed body drive control device (not shown) so as to fit inside. (Embodiment 4) A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from each of the above-described embodiments in that the transmitter / receiver unit 5 on the rotating body side has
3, the transmitting / receiving section 5 on the rotating body side is arranged so that the optical axis thereof coincides with the rotating axis line, whereas in the present embodiment,
This is a point installed at a position distant from the central axis of the rotating body 1 in the radial direction. In some cases, the transmitting / receiving unit 5 cannot be arranged on the rotation axis due to the limitation of the shape and arrangement of the rotating body. In addition, since the optical slip ring is attached after the device is installed, the transmitter / receiver 5 may not be arranged on the rotation axis. This embodiment deals with such a case.
【0019】図10に示す実施の形態の光スリップリン
グは、主回転体22の軸線方向端面の回転軸線から半径
方向に距離rだけずれた位置に設置された送受信部5
と、主回転体22の軸線方向端面に対向して配置された
副回転体23と、副回転体23を挟んで主回転体22の
軸線方向端面に対向する固定体6と、副回転体23の主
回転体22の軸線方向端面に対向した面(回転体側面)
の前記送受信部5に対向する位置に配置された送受信部
5aと、副回転体23の固定体6に対向した面(固定体
側面)に配置され前記送受信部5aに光ファイバで接続
された送受信部7aと、固定体6の送受信部7aに対向
する位置に配置された送受信部7と、を含んで構成され
ている。
The optical slip ring of the embodiment shown in FIG. 10 has a transmitting / receiving section 5 installed at a position radially displaced from the rotation axis of the axial end surface of the main rotating body 22 by a distance r.
A sub-rotating body 23 arranged to face the axial end surface of the main rotating body 22, a fixed body 6 facing the axial end surface of the main rotating body 22 with the sub-rotating body 23 interposed therebetween, and a sub-rotating body 23. Of the main rotating body 22 facing the axial end surface (side surface of the rotating body)
And a transmitting / receiving section 5a arranged at a position facing the transmitting / receiving section 5, and a transmitting / receiving section arranged on a surface (fixed body side surface) of the sub-rotating body 23 facing the fixed body 6 and connected to the transmitting / receiving section 5a by an optical fiber. It is configured to include a section 7a and a transmitting / receiving section 7 arranged at a position facing the transmitting / receiving section 7a of the fixed body 6.
【0020】副回転体23は、主回転体22の回転軸線
の延長線を回転軸として回転するように配置され、主回
転体と同じ回転数で回転する。
The sub-rotating body 23 is arranged so as to rotate about an extension of the rotation axis of the main rotating body 22 and rotates at the same number of revolutions as the main rotating body.
【0021】送受信部5aは、副回転体23の回転軸線
から半径方向にrだけずれた位置に設置され、常に回転
体22の送受信部5に対向している。送受信部7aは、
副回転体23の回転軸線上に、光軸を副回転体23の回
転軸線に一致させて配置され、送受信部7は、固定体6
の副回転体23に対向する面に、前記送受信部7aに対
向し、送受信部7aの光軸上に配置されている。副回転
体23と固定体6間の情報送信は第1の実施の形態と同
様の手段で行われる。なお、図示されていないが、固定
体6は前記図4に示したように、副回転体23の外周面
に複数のベアリングを介して結合する構成とする。
The transmitter / receiver 5a is installed at a position displaced by r in the radial direction from the rotation axis of the sub-rotor 23, and always faces the transmitter / receiver 5 of the rotor 22. The transmitter / receiver 7a
The optical axis is arranged on the rotation axis of the sub-rotating body 23 so as to match the rotation axis of the sub-rotating body 23.
On the surface facing the sub-rotating body 23, it faces the transmitting / receiving unit 7a and is arranged on the optical axis of the transmitting / receiving unit 7a. Information transmission between the sub-rotating body 23 and the fixed body 6 is performed by the same means as in the first embodiment. Although not shown, the fixed body 6 is connected to the outer peripheral surface of the auxiliary rotary body 23 via a plurality of bearings, as shown in FIG.
【0022】本実施の形態によれば、回転体の機器形状
や配置の制限のために、送受信部5を回転軸線上に配置
できない場合、また、光スリップリングを機器設置後に
後付けするために、送受信部5を回転軸線上に配置でき
ない場合にも、回転体の内部と回転体の外部の間で、光
信号による信号の送受信を行うことができ、前記第1の
実施の形態と同様の効果が得られる。 (実施の形態5)本発明の第5の実施の形態を図11を
参照して説明する。上記各実施の形態は、回転体もしく
は副回転体の回転軸線上に一方の送受信部を配置したも
のであるが、本実施の形態は、回転体の軸方向端面の、
回転軸線から半径方向に距離sだけ離れた位置に回転体
の送受信部5を配置した場合の例である。固定体側の送
受信部7は、回転体22の回転軸線の延長線から半径方
向に距離sだけ離れた位置に、光軸を回転体22の回転
軸線に平行させ、送受信部5に対向して設置される。
According to the present embodiment, when the transmitter / receiver 5 cannot be arranged on the axis of rotation due to the limitation of the shape and arrangement of the rotating body, and in order to retrofit the optical slip ring after the equipment is installed, Even when the transmitting / receiving unit 5 cannot be arranged on the rotation axis, signals can be transmitted / received by an optical signal between the inside of the rotating body and the outside of the rotating body, and the same effect as that of the first embodiment. Is obtained. (Embodiment 5) A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In each of the above-described embodiments, one transmitting / receiving unit is arranged on the rotation axis of the rotating body or the sub-rotating body, but in the present embodiment, the axial end surface of the rotating body is
This is an example of the case where the transmitting / receiving unit 5 of the rotating body is arranged at a position distant from the rotation axis by a distance s in the radial direction. The transmitter / receiver 7 on the fixed body side is installed at a position distant from the extension of the rotation axis of the rotating body 22 by a distance s in the radial direction, with the optical axis parallel to the rotation axis of the rotating body 22 and facing the transmitter / receiver 5. To be done.
【0023】回転体22の回転とともに、送受信部5は
回転し、回転体22が特定の回転角度範囲にあるとき、
送受信部5と送受信部7の間で、光信号の送受信が行わ
れる。光信号の送信は、回転体22が回転している間連
続的に行い、送受信部5と送受信部7がちょうど対向す
る回転角度にあるとき、受信側が光信号を受信する。送
受信部5と送受信部7がちょうど対向する回転角度にあ
るときに、送信側から信号が送信されるように制御して
もよい。
As the rotating body 22 rotates, the transmitting / receiving section 5 rotates, and when the rotating body 22 is within a specific rotation angle range,
Optical signals are transmitted and received between the transmission / reception unit 5 and the transmission / reception unit 7. The optical signal is continuously transmitted while the rotating body 22 is rotating, and the receiving side receives the optical signal when the transmitting / receiving unit 5 and the transmitting / receiving unit 7 are at the rotation angles just opposite to each other. Control may be performed so that a signal is transmitted from the transmission side when the transmission / reception unit 5 and the transmission / reception unit 7 are at exactly opposite rotation angles.
【0024】このような構成とすれば、たとえば、回転
体側に、回転軸線から同一距離の位置に複数の送受信部
5を分散配置し、各送受信部にそれぞれ異なる機器ある
いはセンサを接続しておくことにより、固定体側から異
なる送受信部5に異なる信号を送ることが可能になる。
すなわち、光スイッチの機能を兼ねたものとすることが
できる。
With such a structure, for example, a plurality of transmitter / receivers 5 are dispersedly arranged at the same distance from the rotation axis on the side of the rotating body, and different devices or sensors are connected to the transmitter / receivers. This makes it possible to send different signals from the fixed body side to different transmitting / receiving sections 5.
In other words, it can also have the function of an optical switch.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転体に設置された電子機器、センサより出力された光信
号を、固定体に設置された電子機器、アンプに非接触に
送信することができる。
As described above, according to the present invention, the optical signal output from the electronic device installed on the rotating body and the sensor is transmitted to the electronic device installed on the fixed body and the amplifier in a non-contact manner. be able to.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.
【図2】送受信部相互の偏心軸ずれ距離と光損失の関係
を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between an eccentric axis shift distance and optical loss between transmitting and receiving units.
【図3】送受信部相互の光軸角度ずれと光損失の関係を
示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the optical axis angle shift and the optical loss between the transmitter and receiver.
【図4】図1に示す実施の形態の部分の詳細を示す拡大
断面図である。
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing details of a portion of the embodiment shown in FIG.
【図5】図1に示す実施の形態の部分の詳細の他の例を
示す拡大断面図である。
5 is an enlarged cross-sectional view showing another example of details of the portion of the embodiment shown in FIG.
【図6】図1に示す実施の形態の部分の詳細のさらに他
の例を示す拡大断面図である。
6 is an enlarged cross-sectional view showing still another example of details of the portion of the embodiment shown in FIG.
【図7】本発明の第2の実施の形態を示す断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第2の実施の形態の他の例を示す断面
図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another example of the second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第3の実施の形態を示す斜視図であ
る。
FIG. 9 is a perspective view showing a third embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第4の実施の形態を示す斜視図であ
る。
FIG. 10 is a perspective view showing a fourth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第5の実施の形態を示す斜視図であ
る。
FIG. 11 is a perspective view showing a fifth embodiment of the present invention.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 回転体 2 電子機器 3 センサ 4 光ファイバ 5 回転体の送受信部 6 固定体 7 固定体の送受信部 8 光ファイバ 9 電子機器 10 コリメータレンズ、 11 偏心軸ずれ距離 14 ベアリング 15 角度ずれ補正レンズ群 16 センサ 17 光スイッチ 18 FBGセンサ 19 FBGセンサアンプ 22 主回転体 23 副回転体 1 rotating body 2 electronic devices 3 sensors 4 optical fiber 5 Transmitter / receiver of rotating body 6 fixed body 7 Transmitter / receiver of fixed body 8 optical fibers 9 electronic devices 10 Collimator lens, 11 Eccentric axis deviation distance 14 bearings 15 Angle deviation correction lens group 16 sensors 17 Optical switch 18 FBG sensor 19 FBG sensor amplifier 22 Main rotating body 23 Sub rotating body

Claims (6)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 回転体に設置され、該回転体に設置され
    た電子機器よりの光信号を送信する送信部と、前記回転
    体の外部の固定体に前記送信部に対向して設置され前記
    送信部より送信された光信号を非接触に受信する受信部
    とを有してなる光スリップリング。
    1. A transmitter installed on a rotating body for transmitting an optical signal from an electronic device installed on the rotating body; and a transmitter mounted on a fixed body outside the rotating body so as to face the transmitter. An optical slip ring, comprising a receiver that receives the optical signal transmitted from the transmitter in a contactless manner.
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光スリップリングにおい
    て、前記送信部は、回転体の回転軸の回転軸線上に、光
    軸を回転軸中心線に一致させて配置され、前記固定体の
    受信部は、前記送信部に対向して配置されていることを
    特徴とする光スリップリング。
    2. The optical slip ring according to claim 1, wherein the transmitting unit is arranged on the rotation axis of the rotation axis of the rotating body such that the optical axis coincides with the rotation axis center line, and the fixed body receives the light. The optical slip ring is characterized in that the section is arranged to face the transmitting section.
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の光スリップリン
    グにおいて、送受信部双方にコリメータレンズを設置し
    たことを特徴とする光スリップリング。
    3. The optical slip ring according to claim 1, wherein collimator lenses are installed on both the transmitting and receiving parts.
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のうちのいずれか1項に記
    載の光スリップリングにおいて、前記送信部は、回転体
    の回転軸の軸方向端面に軸線を回転軸中心線と一致させ
    て形成された円柱状の突出部の中心線上に、光軸を回転
    軸中心線と一致させて配置され、前記固定体は円筒部を
    備えて形成されていてその円筒部はその内周面を前記円
    柱状の突出部に複数の軸受を介して相対回転可能に嵌合
    され、受信部は、前記円筒部の底面に、前記送信部に対
    向して配置されていることを特徴とする光スリップリン
    グ。
    4. The optical slip ring according to any one of claims 1 to 3, wherein the transmitting unit has an axis line on an axial end face of a rotation shaft of a rotating body and a rotation axis center line. On the center line of the formed cylindrical protrusion, the optical axis is arranged to coincide with the rotation axis center line, and the fixed body is provided with a cylindrical portion, and the cylindrical portion has its inner peripheral surface defined by An optical slip ring, which is rotatably fitted into a cylindrical protrusion through a plurality of bearings, and a receiver is disposed on the bottom surface of the cylindrical portion so as to face the transmitter. .
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のうちのいずれか1項に記
    載の光スリップリングにおいて、集光レンズあるいはシ
    リンドリカルレンズもしくはその双方を含んでなる角度
    ずれ補正レンズ群を、受信部あるいは受信部と送信部の
    双方に設置したことを特徴とする光スリップリング。
    5. The optical slip ring according to claim 1, wherein the angle shift correction lens group including a condenser lens or a cylindrical lens, or both of the condenser lens and the cylindrical lens is used as a receiving unit or a receiving unit. An optical slip ring that is installed on both the transmitter and transmitter.
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のうちのいずれか1項に記
    載の光スリップリングにおいて、光信号の送信部と受信
    部は双方向の信号の受け渡しが可能で、固定体に設置さ
    れた電子機器より回転体に設置された電子機器への光信
    号による情報の伝送も可能であることを特徴とする光ス
    リップリング。
    6. The optical slip ring according to any one of claims 1 to 5, wherein the optical signal transmitter and receiver are capable of bidirectional signal transfer and are installed on a fixed body. An optical slip ring, which is capable of transmitting information by an optical signal from an electronic device to an electronic device installed on a rotating body.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006120099A (en) * 2004-10-25 2006-05-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Control signal transmitter of feeding apparatus in rotary press
JP2007132793A (en) * 2005-11-10 2007-05-31 Ishikawajima Inspection & Instrumentation Co Measuring device
JP2007183105A (en) * 2005-12-30 2007-07-19 Railway Technical Res Inst Method and detector for detecting axial direction strain of rolling element in roller bearing
KR100845181B1 (en) * 2004-05-14 2008-07-10 한국과학기술연구원 Monitoring device for rotating body
JP2009020013A (en) * 2007-07-12 2009-01-29 Nsk Ltd Device for measuring and monitoring bearing rotary status
US7526155B2 (en) 2006-09-14 2009-04-28 Victor Company Of Japan, Limited Rotary joint
JP2010502967A (en) * 2006-09-06 2010-01-28 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Optical device for monitoring a rotatable shaft with a directional axis
EP2210136A1 (en) * 2007-11-20 2010-07-28 Siemens Aktiengesellschaft Adjustment device for coupled optics for measuring using fiber optic sensors on rotating parts
EP2600114A2 (en) 2011-12-01 2013-06-05 Hitachi Ltd. Multi-point measuring method of fbg sensor and multi-point measuring apparatus
JP2016502681A (en) * 2012-10-31 2016-01-28 テクニシェ・ホッホシューレ・ニュルンベルク・ゲオルク・ジモン・オーム Optical rotary transmitter
WO2016182430A1 (en) * 2015-05-08 2016-11-17 Fugro Technology B.V. Sensor system and method for monitoring a powertrain

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100845181B1 (en) * 2004-05-14 2008-07-10 한국과학기술연구원 Monitoring device for rotating body
JP2006120099A (en) * 2004-10-25 2006-05-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Control signal transmitter of feeding apparatus in rotary press
JP2007132793A (en) * 2005-11-10 2007-05-31 Ishikawajima Inspection & Instrumentation Co Measuring device
JP2007183105A (en) * 2005-12-30 2007-07-19 Railway Technical Res Inst Method and detector for detecting axial direction strain of rolling element in roller bearing
JP2010502967A (en) * 2006-09-06 2010-01-28 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Optical device for monitoring a rotatable shaft with a directional axis
US7526155B2 (en) 2006-09-14 2009-04-28 Victor Company Of Japan, Limited Rotary joint
JP2009020013A (en) * 2007-07-12 2009-01-29 Nsk Ltd Device for measuring and monitoring bearing rotary status
US8938140B2 (en) 2007-11-20 2015-01-20 Siemens Aktiengesellschaft Adjustment device for coupled optics for measuring using fiber-optic sensors on rotating parts
JP2011503667A (en) * 2007-11-20 2011-01-27 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Adjusting device for coupling optics for measuring with a fiber optic sensor on rotating parts
EP2210136A1 (en) * 2007-11-20 2010-07-28 Siemens Aktiengesellschaft Adjustment device for coupled optics for measuring using fiber optic sensors on rotating parts
EP2600114A2 (en) 2011-12-01 2013-06-05 Hitachi Ltd. Multi-point measuring method of fbg sensor and multi-point measuring apparatus
US9062965B2 (en) 2011-12-01 2015-06-23 Hitachi, Ltd. Multi-point measuring apparatus and method of FBG sensor having multiple delaying fibers
JP2016502681A (en) * 2012-10-31 2016-01-28 テクニシェ・ホッホシューレ・ニュルンベルク・ゲオルク・ジモン・オーム Optical rotary transmitter
WO2016182430A1 (en) * 2015-05-08 2016-11-17 Fugro Technology B.V. Sensor system and method for monitoring a powertrain
US10545060B2 (en) 2015-05-08 2020-01-28 Fugro Technology B.V. Sensor system and method for monitoring a powertrain

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