JPS61288115A - 光フアイバ方式位置検出装置 - 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） 本発明は、被検出物体の回転変位等を検出する光ファイ
バ方式位置検出装置に関する。

（従来の技術） 被検出物体の回転変位および直線変位等を検出する光フ
ァイバセンサは、符号板に光通過用スリットが設けられ
、光源からの光が投光ファイバを介して伝送されて、こ
の投射された光の符号板スリットに対する透過光が受光
ファイバを介して光パルスで検出され、この光パルスの
読み取りによって被検出物体の回転変位および直線変位
等が計測される。

（発明が解決しようどする問題点） しかしながら、このような従来の光ファイバ方式位置検
出装置においては、符号板のスリットに光を照射するの
で光の回折や拡散を生じ、これが検出精度や感度を低下
させるという問題があった。

そこで、本発明は上記した従来の装置の問題点を解消す
べくなされたものであり、高分解能による高度の検出精
度が得られる光ファイバ方式位置検出装置の提供を目的
としている。

（問題点を解決するための手段） この目的達成のために、本発明による光ファイバ方式位
置検出装置は、被検出物体の移動に連動して移動自在な
移動体と、前記移動体にその移動方向に沿って単一ファ
イバに分束された各々の一方端が等間隔に配列されかつ
前記単一ファイバの各々の他方端が集束されて組み込ま
れたバンドルファイバと、前記バンドルファイバの分束
一方端の各々に対向する位置に設けられた少なくとも１
つの受光ファイバと、前記バンドルファイバの集束他方
端に対向してこれに光を投射する投光ファイバと、を備
え、前記移動体の移動によって前記受光ファイバに入射
される前記バンドルファイバからの光を検出できるよう
になされている。

（実施例） 以下、本発明による光ファイバ方式位置検出装置の一実
施例について図を参照しつつ説明する。

第１図において、実施例の装置は、主に検出部（１）と
、投光ファイバおよび受光ファイバからなる光ファイバ
伝送ケーブル（Ｉｆ）と、検出された光パルス信号の読
み取り装置（ＩＩＩ）の３つのブロックに大別される。

検出部（Ｉ）の詳しくは、回転変位の検出対象である被
検出物体を回転駆動するモータ（図示せず）には、回転
入力シャフト１が回転自在に連結され、この回転入力シ
ャフトｌのフランジ端部１ａには回転筒体２（移動体）
が一体向に結合されている。回転筒体２の内部において
は、非常に小径の太さの単一繊維（ファイバ）が集束さ
れたバンドルファイバ３が、回転筒体２の回転軸線から
半径方向に放射状に延設され、回転入力シャフト１側に
向かって単一ファイバに分束されて恰もラッパ状に拡開
している。バンドルファイバ３の分束一方端は回転筒体
２の円周面上に等間隔で露呈するように延びており、こ
れらバンドルファイバ３の露呈端同士の間には光を透過
しない間隔保持用スペーサとなるファイバ片（以下、こ
れをダミーファイバ４と称する）が配置され、バンドル
ファイバ３とダミーファイバ４とは互いの位置ズレがな
いように回転筒体２に接着されている。

ここで、第２図（ａｌ、（′ｂ）は回転筒体２の内部に
おけるバンドルファイバ３とダミーファイバ４との組付
は加工態様の一例を示している。回転筒体２の材質とし
てはステンレス材等が用いられ、回転軸線から半径方向
にラッパ状に拡開したファイバ取付孔２ａが設けられて
いる。このファイバ取付孔２ａの曲面に沿って単一ファ
イバに分束されたバンドルファイバ３がダミーファイバ
４によって等間隔に保持されながら接着剤で固着される
。このとき、バンドルファイバ３０分束一方端の各々の
先端部３ａは回転筒体２の側端から円周表面上に露呈す
るように組み付けられる。このような段取りを踏まえて
、分束拡開されたバンドルファイバ３の先端部３ａを挟
み着けるようにして、回転入力シャフト１のフランジ端
部１ａに回転筒体２が一体的に接着接合される。なお、
フランジ端部Ｉａには接着剤注入孔１ｂが設けられ、バ
ンドルファイバ３が回転筒体２に仮着された状態から回
転筒体２とハンドルファイバ３との接合後に、接着剤注
入孔１ｂから接着剤が注入されてバンドルファイバ３の
固着に万全を期す。

つぎに、光ファイバ伝送ケーブル（ＩＩ）は、１本の大
径の投光ファイバ５と、２本の比較的小径の受光ファイ
バ６．７とによって構成されている。

投光ファイバ５は回転入力シャフト１の回転軸線上にお
いて、回転筒体２に組み込まれたバンドルファイバ３の
集束他方端に対向するようにして配置され、受光ファイ
バ６．７は、回転筒体２の円周表面上に露呈しているバ
ンドルファイバ３の先端部３ａに対向するようにして、
光信号が所定位相差をもって入射するように配置されて
いる。このようにするのは、公知の手法によって回転筒
体２の回転方向を検出するためである。なお、読み取り
装Ｗ　（ＤＩ）の構成は周知であるのでその説明は省略
する。また、バンドルファイバ３の先端部３ａはフラン
ジ端部１ａのシャフト側の端面に露呈するように構成し
ても良い。

つぎに、実施例の作用を説明する。

光源からの光が投光ファイバ５を介して投射されると、
この入射光はバンドルファイバ３の集束ファイバ個数に
相当するだけ均等に分光される。

被検出物体の回転に応動して回転入力シャフト１が時計
廻り方向または反時計廻り方向の何れかに回転すると、
その回転方向に対応する受光ファイバ６．７の何れかに
対し、回転筒体２が回転した回転角度領域で対応するバ
ンドルファイバ先端部３ａの個数分の光信号が入射され
る。このようにして、検出個数分の光信号は光パルス信
号として伝送されて読み取り装置（ＩＩ［）で読み取ら
れ、回転筒体２を介して回転入力シャフト１の回転角度
すなわち被検出物体の回転変位が検出される。

なお、実施例では放射状に配列されたバンドルファイバ
３のロータリ方式のものが説明されたが、これを第３図
に示されるように、第１図の回転筒体２に代えて、被検
出物体に連動する直線移動型の可動体８に、バンドルフ
ァイバ３の分束一方端の各々を等間隔にダミーファイバ
４を介して羅列したリニア方式とする構成も可能である
。なお、図中１１は集光と分光の両機能を有したレンズ
である。また、実施例で用いられたバンドルファイバ３
の径サイズは現在１０数μｍφのものが技術的に製作可
能とされているから、従来の光ファイバセンサにおいて
設定されるスリット分割数のものを本発明の実施例に適
用すれば、非常に装置全体の小型化を図ることができる
。

（発明の効果） 上記したことから理解されるように、本発明による光フ
ァイバ方式位置検出装置は、従来のように符号化板を必
要としないから、光の回折特性による影響は皆無であり
、かつ光の拡散も最小限に押えられるので、高分解能に
よる検出光量の検出感度が向上する。また、従来の仕様
のものを実施例の装置に適用すると、その従来のものに
比較して格段に装置の小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図（ａｌ、（ｂｌは本発明による光フ
ァイバ方式位置検出装置の一実施例を示し、第１図は装
置全体の斜視図、第２図（ａｌは回転筒体およびバンド
ルファイバによる要部の断面図、第２図（ｂｌは回転筒
体と回転入力シャフトとの結合による検出部の構造図、
第３図は本発明によるものをリニア方式に適用した例の
概略斜視図である。 １・・・・・・回転人力シャフト、 ２・・・・・・回転筒体（移動体）、 ３・・・・・・バンドルファイバ、 ４・・・・・・ダミーファイバ、 ５．９・・・・・・投光ファイバ、 ６．７．１０・・・・・・受光ファイバ、８・・・・・
・直線可動体、 ■・・・・・・検出部、 ■・・・・・・光ファイバ伝送ケーブル、■・・・・・
・読み取り装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検出物体の移動に連動して移動自在な移動体と、前記
   移動体にその移動方向に沿って単一ファイバに分束され
   た各々の一方端が等間隔に配列されかつ前記単一ファイ
   バの各々の他方端が集束されて組み込まれたバンドルフ
   ァイバと、前記バンドルファイバの分束一方端の各々に
   対向する位置に設けられた少なくとも１つの受光ファイ
   バと、前記バンドルファイバの集束他方端に対向してこ
   れに光を投射する投光ファイバと、を備え、前記移動体
   の移動によって前記受光ファイバに入射される前記バン
   ドルファイバからの光を検出できるようにしたことを特
   徴とする光ファイバ方式位置検出装置。