JPS62223710A - 光フアイバケ−ブルのロ−タリコネクタ - 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、回転自在な多芯の光ファ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、光ファ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、７１株底深査用のビデオモニタや海底作業用ロボ
ッ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ァイバケーブルが使われるよ
うになった。

第３図はかかる光ファ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ァイバケー
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２
１の動作、又は光ファイバケーブル２３の回転等に伴う
光ファイバケーブル２３の捩りを除去して光ファイバケ
ーブル２３を保護している。

第４図（ａ）はかかる従来の光ファ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３−１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には光ファイバケーブル３２の
端末部が導入固着され、ブーツ３３内で光ファイバケー
ブル３２の被覆が除去され複数の光ファイバ芯線３４に
分離される。各々の光ファイバ芯線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、光ファイバ芯線３４
の端部は、第４図（Ｃ）に示すように回転部コネクタ３
５の端面３５Ｂに露出している。光ファイバ芯線３４の
芯線Ｆｌ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３
９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ァイバから
なる光ファイバガイドアレイ４３が複数組挿通固定され
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には光ファイバガイドアレイ４
３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、光ファイバガイ
ドアレイＦｌ’の露出した端面は端面４４Ａの中心に設
けられており、光ファイバガイドアレイＦ２’の露出し
た端面ば芯線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、光ファイバガイドアレイＦ３’の露
出した端面は、芯線Ｆ３と中心までの寸法すを半径とし
た同心円を形成している・ 次に、光ファイバケーブル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、
光ファイバケーブル２３の光ファイバ芯線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、光ファイバ芯線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４４Ａに露
出している。光ファイバからなる光ガイド４２、あるい
は光ファイバ芯線３４の芯線Ｆ２゜Ｆ３の描く円軌道上
に設けられた多数の光ファ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。

従って、回転部コネクタ３５が回転しても芯線Ｆｌから
の光信号は光ファイバガイドＦｌ’に、芯線Ｆ２からの
光信号は光ファイバガイドＦ２’に、芯線Ｆ３からの光
信号は光ファイバガイド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、光ファイバガイドアレイ４３は多数の光ファイバを
同心円上に設けて構成しているため、光ファイバガイド
アレイ４３を構成する多数の光ファイバの谷間に回転部
３１の光ファイバ芯線３４が位置した時と、光ファイバ
ガイドアレイ４３の１つの光ファイバ上に回転部３１の
光ファイバ芯線３４が位置した時では、光ファイバガイ
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、光ファイバガイドアレイ４３を構成する各光ファ
イバの伝送特性、端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
のであって、少なくとも２本以上の光ファイバ芯線な挿
通固定し、前記光ファ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未
以上の光ファイバ端面が描く軌跡に対応したリング状の
受光素子を設けることにより、光ファイバケーブルが回
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
状に一体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ト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、図面に従っ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ァイバ
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、光ファイバケーブル５を構成し
ている光ファイバ芯線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に光ファイ
バ芯線５Ａ、５Ｂ、５Ｃの端面が露出している。

すなわち、第１図（Ｃ）に示すように光ファイバ芯線５
Ａ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、光ファイバ芯線５Ｂ　、５Ｃの露
出した端面ばそれぞれ中心から距＃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
する側にリング状の受光素”子１が設けられている。

このリング状の受光素子ｌは第１図（ｂ）に示すように
、受光素子ＩＡ、ＩＢ、Ｉｃからなり、円板状の形状を
している。受光素子ＩＡ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ＩＢ　、ＩＣは
受光素子ＩＡを中心としてそれぞれ半径ａ、ｂを持つ円
周」−に設けられている。そして、受光素子ＩＡ、ＩＢ
、ＩＣはそれぞれ光ファイバ芯線５Ａ　、５Ｂ　、５Ｃ
からの光信時を充分受光できる幅及び面積を有している
。

光ファイバ芯線５Ａからは回転部コネクタ７の回転軸に
沿っ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ｌの受光素子ＩＡで受光される。また、光ファイ
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Ｉ
Ｂ、ＩＣで受光することができる。リング状の受光素子
ＩＢ、ＩＣ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。

従って、受光素子ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ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１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。

受光素子ｌはフォトダイオード、フォトトランジスタ等
の光を効率良く電気信号に変換できる素子を用い、受光
面をリング状に形成しである。

第１図（ｄ）は受光素子ＩＢ（ＩＣ）の一実施例を示す
もので、セラミック基板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ってＰＮ
接合を形成して表面を透明電極Ｍ？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
ファイバ成端部１６にそれぞれ光ファイバ芯線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
した光ファイバ芯線１５のそれぞれに対向すると共に微
少の空隙を隔てて、光ファイバ芯線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、他の光ファイバ芯線１５からの光信号を受光
することを防止している。

光ファイバ芯線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
の受光素子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１３Ａ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１−説明したように、本発明によればリング状に形成
した受光素子で、回転自在に固着した光ファイバ芯線か
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、光ファイバケーブルの捩りを吸収できると共に、
光ファ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、光ファイバを用い
た海洋における探査装置ロボット、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ァイバ
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、ｌ、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は光ファイバ芯線
、７．１７は回転部コネクタ、１８は絶縁スペーサであ
る。 木き明の光ロータリコネクタの断面図 筒１　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも２本以上の光ファイバ芯線を挿通固定
   し、前記光ファ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本以上の光ファイバ端面が描く軌
   跡に対応したリング状の受光素子が設けられていること
   を特徴とする光ファイバケーブルのロータリコネクタ。
2. （２）リング状の受光素子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）項記載の光ファイバケーブ
   ルのロータリコネクタ。
3. （３）リング状の受光素子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）項記載の光ファイバケーブルのロータリ
   コネクタ。