JPH0254112A - 光ファイバエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、光ファイバを用いた透過式のロータリエン
コーダに関する。

（従来の技術及びその解決すべき課題）円周上の所定位
置に１個ないしは多数の透孔を有する回転板を回転軸に
取り付け、この回転板を挟んで一対の光ファイバの端面
を対向させ、一方の光ファイバから光信号を出射し、他
方の光ファイバにより回転板の透孔を通過する光を受光
することにより上述の回転軸の回転量（回転角度、回転
速度、回転加速度等）を検出する透過式の光ファイバエ
ンコーダは知られている。

この従来の光ファイバエンコーダは、情報の引き出しを
回転板を挟んで対向配置される光ファイバで行っている
ために、回転板を挟んで光発光素子と光受光素子とを対
向させ、これらの素子に接続される電導線（メタル線）
により情報を引き出すものに比較して、より高温雰囲気
での使用に耐え、無誘導でノイズに強いという点で優れ
ている。

しかしながら、光ファイバエンコーダにおいては光結合
損を掻力小さくするために、対向するファイバ端面間距
離を出来る限り小さくなるように光ファイバを配置する
必要がある一方、この端面間距離が小さ過ぎると回転板
の回転軸方向の僅か振れで回転板と光ファイバの端面が
接触して光ファイバの端面状態が劣化し、却って光結合
損が増加してしまうという問題があり、従来の光ファイ
バエンコーダは実用に供し得るような長時間の使用に耐
えることが出来なかった。

本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもので
、回転板の許容できる移動空間を規定する内部構造を付
加すると共に、この内部構造の機能を損なうことなく光
フアイバ端面を保護し、光結合撰が小さく、しかも寿命
の長い光ファイバエンコーダを提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明に依れば、回転軸に
取り付けられ、透孔を有する回転板を挟んで一対の光フ
ァイバの端面を対向させ、一方の光ファイバから光信号
を出射し、前記回転板の透孔を通過する光信号を他方の
光ファイバで受光することにより前記回転軸の回転量を
検出する光ファイバエンコーダにおいて、前記回転板を
挟んで互いに所定の距離だけ離間し、前記回転板の回転
軸方向の許容移動空間を規定する対向壁面を設け、前記
光ファイバの各端面ば、対応する対向壁面より、前記回
転板から離反する方向に後退した位置に配されているこ
とを特徴とする光ファイバエンコーダが提供される。

（作用） 対向壁面が回転板の回転軸方向の移動！（振れ量）を規
定するために、回転板が許容移動空間を外れて移動する
ことがない、そして、光ファイバの端面が対応する対向
壁面より、回転板から離反する方向に後退した位置に配
されているために、回転板と光ファイバの端面とが直接
接触することがない。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図乃至第３図は本発明に係る光ファイバエンコーダ
１を示し、回転量（回転角度、回転速度、回転加速度等
）を検出すべき回転軸２に回転円板３が取り付けられ、
この円板３を挟んで２対の光ファイバ５ａ、５ｂ、６ａ
、６ｂが対向配列されている。

より具体的には、回転軸２は、大径段部２ａと先端に形
成される小径段部２ｂとを有し、大径段部２ａの基端側
端面に当接するように嵌装されたヘアリング４ａと、小
径段部２ｂに嵌装されたベアリング４ｂとにより軸方向
及び径方向の位置決めをされて本体ブラケット７に回転
自在に軸支されている。

回転円板３は、例えばステンレス製の円板であり、所定
の同心円周上に、即ち、対向する光ファイバ５ａ、５ｂ
、及び光ファイバ６ａ、６ｂにそれぞれ対応する円周上
に、−個ないしは複数個の透孔３ａ、３ｂが夫々周方向
所定位置に穿設されている。大径段部２ａの先端側端面
に当接するように、回転軸２の外周に鍔状の支持体１０
が嵌着され、回転円板３の中心孔に回転軸２を嵌挿した
後、押さえｖｉｌｌと支持体１０とで回転円板３を挟持
してこれを回転軸２に固定する。回転円板３は、図に示
すようにその径方向路外半分の周縁部のみを支持体１０
及び押さえ板１１の外周に延出させて固定されているの
で、回転円板３自体の振動による回転軸方向の振れが抑
制されている。

本体ブラケ・ント７は上部ブラケット８と下部ブラケッ
ト９とで構成され、上部ブラケント８は円筒状部８ａと
フランジ部８ｂとからなり、円筒状部８ａの内周壁に前
述のベアリング４ｂが嵌装される。下部ブラケット９も
円筒状部９ａとフランジ部９ｂとからなり、円筒状部９
ａの内周壁に前述のベアリング４ａが嵌装される。下部
ブラケット９のフランジ部９ｂの、上部ブラケット８の
７ランノ部８ｂに対向する壁面９ｃの外周縁に沿って円
環状の境部９ｄが形成される一方、上部ブラケット８の
フランジ部８ｂの壁面８ｃに、この境部９ｄに対向する
位置に、境部９ｄを嵌合させる環状の段部８ｄが形成さ
れている。境部９ｄの内周径は上述の回転円板３の外径
より僅かに大きく設定されている。そして、上部ブラケ
ット８と下部ブラケット９とを、境部９ｄ及び段部８ｄ
を嵌合させて重合し、互いにねじ１３で螺着固定される
。このとき、前記境部９ｄ及び段部８ｄの高さを適宜値
に設定することにより上部ブラケット８及び下部ブラケ
ット９の壁面８ｃと９０が所定路１ｆｌｆｌ（第３図参
照）を存して対向している０回転円Ｖｉ、３はこの対向
する壁面８ｃと９ａ間に、各壁面から略等距離位置にな
るように嵌装される。

上述の所定路Ｍ１１は回転円板３の回転軸方向の許容移
動空間を規定している。

上下のブラケット８及び９のフランジ部８ｂ。

９ｂには、前記回転円板３の透孔３ａに対向する位置に
後述するスリーブ１４を嵌挿させる所定径の貫通孔８ｅ
、９ｅが同軸状にそれぞれ穿設されており、同様に透孔
３ｂに対向する位置にも所定径の貫通孔８ｒ、９ｆが同
軸状に穿設されている。

これらの貫通孔８ｅ、８ｆ、９ｅ、９ｒは同一径方向に
並んで配列されている。

スリーブ１４は、上述の貫通孔８ｅ、　８ｆ、　９ｅ、
　９ｆに嵌合する小径筒部１４ａを有し、この筒部１４
ａは貫通孔８ｅ、８ｆ、９ｅ、９ｆの孔深さより僅かに
短く成形されている。そして、スリーブ１４は、各光フ
ァイバ５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂの端部に取り付けた後、
光ファイバと共に端面研磨される。光ファイバの端面を
研磨することにより端面の乱反射を最小に抑制すること
が出来る。スリーブ１４を取り付けた光ファイバ５ａ、
５ｂ、６ａ、６ｂは、フランジ部８ｂ、９ｂの対応する
貫通孔８ｅ、８ｆ９ｅ、９ｆに嵌挿され、押さえ板１６
及び１８によりそれぞれフランジ部８ｂ、９ｂに固定さ
れる。このとき、光ファイバ５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂの
各端面は、それぞれの対応する壁面８ｃ及び９ｃから所
定路＃１２だけ回転円板３より離反する方向に後退した
位置に位置している（第３図参照）。

尚、押さえｔｆｆ１６（１Ｂ）とフランジ部８ｂ（９ｂ
）間のスリーブ１４の周りにはゴム等の緩衝部材１９が
取り付けである。また、光ファイバエンコーダ１より引
き出された光ファイバ５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂは、図示
しない信号制御回路に接続されている。

次に、作用を説明する。

光ファイバ５ａ、６ａは上述した信号制御回路から伝送
される光信号を常時出射しており、光ファイバ５ｂ、６
ｂは、光ファイバ５ａ、６ａから出射され、回転する回
転円板３の透孔３ａ及び３ｂを通過してきた光信号を受
信し、これを信号制御ｎ回路に伝送し、信号制御回路は
従来公知の方法により回転軸２の回転量（回転速度等）
を検出する。

このとき、回転円板３が上下のフランジ部８ｂ９ｂの対
向壁面８ｃ、９ａ間を高速で回転して回転軸方向に振動
しても、対向壁面８ｃ、９ｃが所定の距離２１だけ離間
しており、更に、光ファイバ５ａ、６ａ、５ｂ、６ｂの
各端面が対応する対向壁面８ｃ、９ｃから距離１２だけ
後退した位置に配置されているので、回転円板３の振れ
は対向壁面８ｃ、９ｃにより規制され、回転円板３が壁
面８ｃ、９ｃに接触することがあっても光ファイバ５ａ
、６ａ、５ｂ、６ｂの端面に接触することがなく、光フ
ァイバの端面劣化を招く虞がない。また、上記の所定路
８１１及びｒ２は最小値に設定されているので、光ファ
イバ５ａ、６ａと対応する光ファイバ５ｂ、６ｂ間の光
損失が許容できる範囲内に抑えることが出来る。

因みに、回転円板３の板厚を０．２ｍｍ　、許容移動空
間距Ｍ１１を０．４＋ａｍ　、光フアイバ端面の引き込
み量１２を０．１１にそれぞれ設定したとき、光フアイ
バ間の光結合損失が２ｄＢ以下となり、十分実用に供し
得る値が得られている。

尚、上述の実施例で使用される光ファイバ５ａ＋６ａ、
５ｂ、６ｂは、コア及びクラッドが共にプラスチックの
光ファイバであってもよいし、コアがガラス、クラッド
がプラスチックのもの、コア及びクラッドが共にガラス
のもの等であってもよい。

又、光ファイバエンコーダ１に取り付ける光ファイバは
上述の実施例のように２ビツトタイプの２対であっても
よいし、これ以上又は以下のものであっても良い。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の光ファイバエンコーダに依
れば、回転板を挟んで互いに所定の距離だけ離間し、回
転板の回転軸方向の許容移動空間を規定する対向壁面を
設け、光ファイバの各端面４゜ を、対応する対向壁面より、回転板から離反する方向に
後退した位置に配するようにしたので、回転板の許容で
きる移動空間を規定する内部構造の機能を損なうことな
く光フアイバ端面を保護することが出来、光結合損が小
さく、しかも寿命が長くなるという優れた効果を奏す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ファイバエンコーダの上面図、
第２図は同一部断面側面図、第３図は、第２図に示す円
■の要部拡大図である。 ｌ・・・光ファイバエンコーダ、２・・・回転軸、３・
・・回転円板、５ａ、６ａ、５ｂ、６ｂ・・・光ファイ
バ、７・・・本体ブラケット、８・・・上部ブラケット
、８ｃ・・・対向壁面、９・・・下部ブラケット、９ｃ
・・・対向壁面、１４・・・スリーブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸に取り付けられ、透孔を有する回転板を挟んで一
   対の光ファイバの端面を対向させ、一方の光ファイバか
   ら光信号を出射し、前記回転板の透孔を通過する光信号
   を他方の光ファイバで受光することにより前記回転軸の
   回転量を検出する光ファイバエンコーダにおいて、前記
   回転板を挟んで互いに所定の距離だけ離間し、前記回転
   板の回転軸方向の許容移動空間を規定する対向壁面を設
   け、前記光ファイバの各端面は、対応する対向壁面より
   、前記回転板から離反する方向に後退した位置に配され
   ていることを特徴とする光ファイバエンコーダ。