JPH0435729B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転自在な多芯の光フアイバケーブ
ルのロータリコネクタに関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、光フアイバケーブルのロータリコネ
クタの回転自在な回転部からの光信号を、本体部
に設けたリング状の受光素子で光信号を断続する
ことなく受光できるようにしたものであり、ロー
タリコネクタで信号が欠落することを防止するよ
うにしたものである。

〔従来の技術〕

近年、海底探査用のビデオモニタや海底作業用
ロボツトの信号伝送線として同軸ケーブルより大
容量のデータを伝送できる多芯の光フアイバケー
ブルが使われるようになつた。

第３図はかかる光フアイバケーブルの一使用例
を示したもので、船又はブイ２４から導出された
光フアイバケーブル２３は海底２５に設置される
機器２１に回転自在のロータリコネクタ２２を介
して接続されており、機器２１の動作、又は光フ
アイバケーブル２３の回転等に伴う光フアイバケ
ーブル２３の捩りを除去して光フアイバケーブル
２３を保護している。

第４図ａはかかる従来の光フアイバケーブルの
ロータリコネクタの断面図である。

この図において、ロータリコネクタ２２は回転
部３１と本体部４１からなり、回転部３１はころ
がり軸受３９により本体部４１に回転自在に固着
されている。

回転部３１のブーツ３３には光フアイバケーブ
ル３２の端末部が導入固着され、ブーツ３３内で
光フアイバケーブル３２の被覆が除去され複数の
光フアイバ芯線３４に分離される。各々の光フア
イバ芯線３４は、ブーツ３３が固着されている円
筒状の回転部コネクタ３５の軸方向に設けられた
孔部に挿通固定され、光フアイバ芯線３４の端部
は、第４図ｃに示すように回転部コネクタ３５の
端面３５Ｂに露出している。光フアイバ芯線３４
の芯線F₁は端面３５Ｂの中心に、芯線F₂，F₃は
中心から距離ａ，ｂを隔てて設けられている。回
転部コネクタ３５はねじ３７により回転部ケース
３６に固着されており、回転部ケース３６の突出
部外周にころがり軸受３９がねじ３８により固着
されている。ころがり軸受３９の外周は本体部ケ
ース４５の内周に回転自在に当接している。

本体部ケース４５の内側に固着された円筒状の
本体部コネクタ４４内には軸方向に、本体部コネ
クタ４４の軸を中心として同心円状に配列された
多数の光フアイバからなる光フアイバガイドアレ
イ４３が複数挿通固定されている。そして、本体
部コネクタ４４の端面４４Ａは微少な距離を隔て
て、回転部コネクタ３５の端面３５Ｂに対向し、
この端面４４Ａには光フアイバガイドアレイ４３
の同心円状の端面が露出している。

すなわち、第４図ｂに示すように、光フアイバ
ガイドアレイF₁′の露出した端面は端面４４Ａの
中心に設けられており、光フアイバガイドアレイ
F₂′の露出した端面は芯線F₂と中心までの寸法ａ
を半径とした同心円を形成しており、光フアイバ
ガイドアレイF₃′の露出した端面は、芯線F₃と中
心までの寸法ｂを半径とした同心円を形成してい
る。

次に、光フアイバケーブル２３からの信号がロ
ータリコネクタ２２内でどのように伝達されるか
を説明すると、光フアイバケーブル２３の光フア
イバ芯線３４内を導かれた光信号は回転部コネク
タ３５の端面３５Ｂから光信号として放射され
る。回転コネクタ３５が回転するに伴い、光フア
イバ芯線３４の内芯線F₂，F₃については円を描
く軌道上に光信号を放射することになる。この放
射された光信号は本体部コネクタ４４の端面４４
Ａに露出している。光フアイバからなる光ガイド
４２、あるいは光フアイバ芯線３４の芯線F₂，
F₃の描く円軌道上に設けられた多数の光フアイ
バからなる光ガイドアレイ４３で受光され、光信
号として光ガイド４２、光ガイドアレイ４３を伝
達して行き、ロータリコネクタ２２に固着された
図示しない信号受信装置へ導入される。

従つて、回転部コネクタ３５が回転しても芯線
F₁からの光信号は光フアイバガイドF₁′に、芯線
F₂からの光信号は光フアイバガイドF₂′に、芯線
F₃からの光信号は光フアイバガイドF₃′にそれぞ
れ伝達され、信号受信装置へ導かれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記のような構成のロータリコネク
タ２２では、光フアイバガイドアレイ４３は多数
の光フアイバを同心円上に設けて構成しているた
め、光フアイバガイドアレイ４３を構成する多数
の光フアイバの谷間に回転部３１の光フアイバ芯
線３４が位置した時と、光フアイバガイドアレイ
４３の１つの光フアイバ上に回転部３１の光フア
イバ芯線３４が位置した時では、光フアイバガイ
ドアレイ４３から出力される光信号の振幅が異な
るようになり、信号の後処理が複雑になると共
に、甚しい場合には信号の伝達が不可能になると
いう欠点がある。

また、光フアイバガイドアレイ４３を構成する
各フアイバの伝送特性、耐面寸法精度を均一に揃
える必要があり、製作上の歩留りが極めて悪いと
いう問題もある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、この発明は以上の問題点に着目してな
されたものであつて、少なくとも２本以上の光フ
アイバ芯線を挿通固定し、前記光フアイバ端面が
露出された信号伝達面から形成されている回転部
と、前記光信号伝達面に対向している面に光信号
受信面が形成されている本体部からなり、前記光
信号受信面には、前記回転部、または本体部が回
転した時に前記光信号伝達面に露出している２本
以上の光フアイバ端面が描く軌跡に対応した位置
にPN接合部を有するリング状の半導体受光面を
設けることにより、光フアイバケーブルが回転し
ても伝達される信号を断続または停止することな
く伝達できると共に、製作上の歩留りを向上でき
るロータリコネクタを得るようにしたものであ
る。

〔作用〕

本体側光コネクタの光信号を受光する受光素子
はリング状に形成された半導体受光面によつて一
体的に形成されているので、リング状の受光素子
のどの部位で光信号を受光しても、その出力は一
定であり、光信号を断続あるいは停止することな
く電気信号に変換することができる。

また、受光素子はリング状に一体に形成されて
いるのでその製作が容易であり、歩留りも向上す
る。

〔実施例〕

以下、図面に従つて本発明の構成が実際上どの
ように具体化されるかをその作用と共に説明す
る。

第１図ａは本発明の第１の実施例に従う光フア
イバケーブルのロータリコネクタの回転部コネク
タと本体部コネクタが対向している部分の断面図
である。

第１図ａにおいて、光フアイバケーブル５を構
成している光フアイバ芯線５Ａ，５Ｂ，５Ｃは回
転部コネクタ７の成端部６Ａ，６Ｂ，６Ｃに挿入
固着されている。回転部コネクタ７は一端が閉じ
た短円筒状であり断面コ字状に形成され、閉じた
側の内面Ｂに光フアイバ芯線５Ａ，５Ｂ，５Ｃの
端面が露出している。

すなわち、第１図ｃに示すように光フアイバ芯
線５Ａの露出した端面は回転部コネクタ７の円形
の内面Ｂの中心に位置しており、光フアイバ芯線
５Ｂ，５Ｃの露出した端面はそれぞれ中心から距
離ａ，ｂを隔てて位置している。

回転部コネクタ７の短円筒部内面にころがり軸
受３の外周端部がねじ８で固着されている。ま
た、ころがり軸受３の内周端部が本体部コネクタ
２にねじ４及び突起２Ｂで固着されて、回転部コ
ネクタ７は回転自在に本体部コネクタ２にころが
り軸受３を介して固着されている。本体部コネク
タ２には、回転部コネクタ７の内面Ｂと対向する
側に円板状の受光部１が設けられている。この円
板状の受光部１の表面には第１図ｂに示すよう
に、PN接合部を有する半導体受光面によつてリ
ング状の受光素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃが形成されて
いる。受光素子１Ａは回転部コネクタ７の内面Ｂ
に対向している端面Ａの中心に、受光素子１Ｂ，
１Ｃは受光素子１Ａを中心としてそれぞれ半径
ａ，ｂを持つ円周上に設けられている。そして、
受光素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃはそれぞれ光フアイバ
芯線５Ａ，５Ｂ，５Ｃからの光信号を充分受光で
きる幅及び面積を有する半導体受光部によつて形
成している。光フアイバ芯線５Ａからは回転部コ
ネクタ７の回転軸に沿つて光信号が放射され、上
記回転軸上に設けられた受光素子１Ａで受光され
る。また、光フアイバ芯線５Ｂ，５Ｃから放射さ
れる光信号は回転部コネクタ７の回転に伴い円軌
道を描くが、放射される光信号はこの円軌道と同
じ形状を有するリング状の受光素子１Ｂ，１Ｃで
受光することができる。リング状の受光素子１
Ｂ，１Ｃはリング状のどの部分で光を受けても光
信号に応じた電気信号に変換できる構成を有して
いる。

従つて、受光素子１Ａ，１Ｂ，１Ｃで光信号は
電気信号に変換されて、それぞれリード線９Ａ，
９Ｂ，９Ｃを介し、図示しない信号受信装置へ導
かれる。

なお、回転部コネクタ７はねじ穴７Ａにねじを
螺合することにより図示しない回転部ケースに固
着され、本体部コネクタ２はねじ穴２Ａにねじを
螺合することにより図示しない本体部ケースに固
着されている。

各受光素子１，Ａ，Ｂ，Ｃはフオトダイオー
ド、フオトトンジスタ等の光を効率良く電気信号
に変換できる半導体素子を用い、受光面をリング
状に形成してある。

第１図ｄは受光素子１Ｂ，１Ｃの一実施例を示
すもので、セラミツク基板Ｃの上に導電層M₂を
形成し、その上にリング状に形成されたシリコン
基板を固定し、このシリコン基板にドープ材を加
えることによつてPN接合を形成して表面を透明
電極M₂で被覆したものである。

第２図は本発明の第２の実施例に従うロータリ
コネクタの断面図である。

第２図において、回転部コネクタ１７は、取付
孔１７Ａを有するつば部と円筒状部分１７Ｂで構
成されており、円筒状部分１７Ｂの外周に等間隔
に設けられた複数の光フアイバ成端部１６にそれ
ぞれ光フアイバ芯線１５が挿通固着されている。
回転部コネクタ１７の内側にはころがり軸受１４
を介して回転自在に本体部コネクタ１３が配置さ
れており、本体部コネクタ１３は円筒状であり、
その一端に電気信号受信装置への固定具１９が固
着されている。

回転部コネクタ１７の円筒状部分１７Ｂの内周
面に露出した光フアイバ芯線１５のそれぞれに対
向すると共に微少の空隙を隔てて、光フアイバ芯
線１５と同数のリング状の受光素子１１が本体部
コネクタ１３の外周面に設けられている。受光素
子１１間には絶縁スペーサ１８が配置されて、他
の光フアイバ芯線１５からの光信号を受光するこ
とを防止してぃる。

光フアイバ芯線１５からの光信号は回転部コネ
クタ１７の円筒状部１７Ｂの内周面に露出した端
面から放射されて、対向して設けられた本体部コ
ネクタ１３の外周面上に形成されている複数の受
光素子と１１で受光され電気信号に変換される。
変換された電気信号は本体部コネクタ１３の孔１
３Ａを挿通するリード線１２を介して図示しない
電気信号受信装置に導かれる。

第２図に示したものは回転部コネクタ１７の内
側に本体部コネクタ１３が設けられているが、本
体部コネクタの内側に回転部コネクタを設けるよ
うな構成としても同様に光信号を伝達することが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればPN接合
部を有するリング状の半導体受光面によつて形成
されている受光素子で回転自在に固着した光フア
イバ芯線からの光信号を受光できる構造のロータ
リコネクタとしたので、光フアイバケーブルの捩
りを吸収できると共に、光フアイバケーブルが回
転しても光信号は断続あるいは停止することなく
受信装置に導かれ、光フアイバを用いた海洋にお
ける探査装置ロボツト、ブイ等に適用すればより
有効である。

また、本発明によるロータリコネクタをケーブ
ルドラムに装着してケーブル製造中のインライン
への光フアイバ特性変化のモニタリングや巻上機
付き諸計測システム等へ適用することができる。

さらに、受光素子はPN接合部を有する半導体
セラミツク基板等の上にIC技術を利用してリン
グ状に一体形成されれば良いので、製造が容易か
つ安価になると共に歩留りも向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃ，ｄは本発明の第１の実施例
に従うロータリコネクタの部分断面図、第２図は
本発明の第２の実施例に従うロータリコネクタの
断面図、第３図は本発明の使用例の説明図、第４
図ａは従来のロータリコネクタの断面図、第４図
ｂ，ｃは信号伝達面の断面図である。 図中、１は円板状の受光部、１１は受光素子、
２，１３は本体部コネクタ、３，１４はころがり
軸受、５，１５は光フアイバ芯線、７，１７は回
転部コネクタ、１８は絶縁スペーサである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも２本以上の光フアイバ芯線を挿通
   固定し、前記光フアイバ端面が露出した部分に光
   信号伝達面が形成されている回転部と、前記光信
   号伝達面に対向している面に光信号受信面が形成
   され、前記回転部を支持している本体部からな
   り、前記光信号受信面には、前記回転部、または
   前記本体部が回転した時に前記光信号伝達面に露
   出している２本以上の光フアイバ端面が描く軌跡
   に対応した位置にPN接合部を有するリング状の
   半導体受光面が設けられていることを特徴とする
   光フアイバケーブルのロータリコネクタ。 ２ PN接合部を有するリング状の半導体受光面
   が円板状の光信号受信面の軸心を中心として同心
   円状に形成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の光フアイバケーブルのロータ
   リコネクタ。 ３ PN接合部を有するリング状の半導体受光面
   が円筒状の外周面に所定距離だけ離間して設けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光フアイバケーブルのロータリコネクタ。