JPS63108310A - 光ロ−タリ・ジヨイント - 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） この発明は光ロータリ・ジョイント、特に多チヤネル形
の単心光ファイバ月光ロータリ拳ジヨイントに関する。

（従来の技術） 従来、この種の光ロータリφジヨイントとして、例えば
、クレーン等の移動体上とのデータ伝送に用いられ一系
統形のものがある（例えば１文献：　「光技術応用シス
テムのフィーシビリテイ調査報告書■」財団法人　光産
業技術振興協会（昭和５８年３月）ｐｐ４４〜４６）。

第８図はこの従来の光ロータリ・ジョイント（コネクタ
）（以下、単にジヨイントと称して説明する。）の原理
を説明するための概略構成図である、このジヨイントは
主として第一及び第二の二つのジヨイント部１０及び１
１から構成されており、相互の突合せ端面１０ａ及びｌ
ｌａにそれぞれ段差を形成して凹凸面とし、凹凸部を互
いに嵌合させ、ポールベアリングＢＢを介して回転自在
に結合させるようにし、さらに、これらジヨイント１０
及び１１には、その回転軸を光軸とする光路を設け、こ
の光路にロッドレンズ１４及び１５を設け。

それぞれの突合せ端面とは反対側から光ファイバコネク
タ１６及び１７を単心光ファイバ１８及び１９の光軸と
ロー、ドレンズ！４及び１５の光軸とを一致させて設け
た構造となっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この従来の光ロータリｅジヨイントでは
、一方の単心光ファイバ１８から第一ジョイント部ｌＯ
に入射した光はロッドレンズ１４によって平行光ビーム
に拡大変換されて接続損失を少なくした状態で第二ジブ
インド部１１のロッドレンズ１５に入射し再度収束され
て単心光ファイバ１３へと出射するという、いわゆる一
系統（−チャネル）の光ファイバを接続する構造となっ
ているため、多チャネルを必要とする場合には、チャネ
ル数だけの光ロータリ・ジョイントを使用する煩わしさ
があった。

この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもので
あり、従って、この発明の目的は、二系統以上の光ファ
イバの接続を回置とした構造の多チヤネル形の光ロータ
リ・ジョイントを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明の光ロータリ・ジ
ョイントを以下のように構成する。

互いに突合せ端面を突合せて回転自在に結合された第一
及び第二ジヨイント部のそれぞれの突合せ端面側に、バ
ンドルファイバで、回転軸と同軸状に、それぞれ一個以
上形成され及び相互間で光の送受を行ための突合せ側光
結合系を設け、これら第一及び第二ジヨイント部の突合
せ端面側とは反対側の入出力ボートにはバンドルファイ
バと外部用単心光ファイバとの結合用の入出力側光結合
系をそれぞれ設けた構造とする。

この発明の実施に当り、入出力用光結合系をレンズ系を
以って構成するのが好適である。

さらに、この発明の好適実施例では、入出力ボートに外
部用単心光ファイバ用の光コネクタを設けるのが良い。

（作用） このように、この発明の多チヤネル形光ロータリ・ジョ
イントによれば、第一及び第二ジヨイント部の突合せ端
面にそれぞれ対向させかつ回転軸と同軸状にバンドルフ
ァイバを配設してそれぞれ形成した突合せ側光結合系を
具えると共に、入出力ボートにそのバンドアルファイバ
と外部単心光ファイバとの入出力側光結合系を設けた構
造となっているので、チャネル数に対応した個数の突合
せ側光結合系及び入出力側光結合系を設けることによっ
て、通信等の多チヤネル用の光損失の少ない光ロータリ
φジヨイントを提供することが出来る。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の実施例につき説明する
。尚、これらの図は、この発明を理解出来る程度に概略
的に示しであるにすぎず、従って、各構成成分の形状、
寸法及び配置関係は図示例にのみ限定されるものではな
いことを理解されたい。

また、以下の実施例では、−又はニチャネルのバンドル
ファイバの突合せ側光結合系に対する入出力側光結合系
を設けた場合につき説明するが。

この発明は三チャネル以上の多チャネルにも適用出来る
こと明らかである。

第１図はこの発明の第一実施例を示す縦断面図であり、
第２図は第１図のＡ−Ａ　、Ｂ−Ｂ　、Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄ
横断面図である。この光ロータリ・ジョイント（以下、
単に、ジヨイントと称する。）２０は第一及び第二ジヨ
イント部２１及び２２を具え、これらは互いに軸受ＢＢ
を用いて例えば矢印ａで示す方向に回転自在に突合せ結
合されている０通常は、一方の例えば第一ジョイント部
２１の中心部側を突出させて形成した凸部２１ａの突出
面を突合せ端面２３とし、他方の第二ジヨイント部２２
の中心側をへこませて形成した凹部２２ａの底面を突合
せ端面２４とし、この四部２２ａの凸部２１ａを回転自
在に嵌込んで両突合せ端面２４及び２３とを微小間隙Ｓ
Ｐを挟んで対向させている０図中、両ジヨイント部２１
及び２２の共通の回転軸をＲＡで示す。

この実施例では、第一及び第二ジヨイント部２１及び２
２には、その突合せ端面２３及び２４を含む内部に同一
チャネルの光結合系相互間で光の送受を行うための第一
及び第二チャネル用の、二組の突合せ側光結合系２５．
２８及び２７．２８をそれぞれ設けである。

この場合、これら突合せ側光結合系２５．２８及び２７
．２８を、これらジヨイント部２１及び２２の回転軸Ｒ
Ａを同心軸としこの回転軸ＲＡから放射方向（半径方向
）に異なる位置の円周に沿ってそれぞれ設ける。この図
示例では、第一及び第二チャネル用の突合せ側光結合系
２５及び２７をバンドルファイバ２９及び３１の一部分
を用いて形成し、一方の第一及び第二光結合系２Ｂ及び
２８を同様にバンドルファイバ３０及び３２の一部分を
用いて形成する。この実施例では、第一チャネル用の突
合せ側光結合系２５は。

バンドルファイバ２９の先端部分を回転軸ＲＡを中心軸
とする円内にばらさないで束ねた状態のまま配設して形
成し、及び第二チャネル用の突合せ側光結合系２７は、
バンドルファイバ３１の先端部分を光結合系２５の周囲
のこれとは離間した円周に沿って、バンドルファイバを
ばらした状態で、光ファイバが一様に分布するように配
設して形成する。これら突合せ側光結合系２５及び２７
のバンドルファイバの配置状態を第２図（Ｂ）に断面図
で示す。

第二ジヨイント部２２に設けた第一及び第二チャネル用
の突合せ側光結合系２Ｂ及び２日のバンドルファイバ３
０及び３２の先端部分についても同様にして、突合せ側
光結合系２５及び２７のバンドルファイバ２９及び３１
の先端部分にそれぞれ対向するように配設しである。こ
れら突合せ側光結合系２８及び２８のバンドルファイバ
の配置状態を第２図（Ｃ）の断面図に示す。

さらに、この発明のジヨイント２０では、各チャネルの
バンドルファイバ２９及び３１の突合せ側光結合系２５
及び２７とは反対側となる第一ジョイント部２１の他端
側の入出力ボート８１及び８３では、バンドルファイバ
２９は束ねた状態でそのまま引き出して終端してあり、
バンドルファイバ３１は円周に沿ってばらして一様に分
布させたファイバを他端側に向って集め最終的に束ねた
状態で終端しである。

このようなバンドルファイバ２９．３１の配置状態を第
２図（Ａ）に示す、同様に、第二ジヨイント部２２の突
合せ側光結合系２Ｂ及び２８を構成するバンドルファイ
バ３０及び３２も反対側に束ねた状態で入出カポ−トロ
２及び８４に導出して終端させである。このバンドルフ
ァイバ３０及び３２の配置状態を第２図（Ｄ）に示す。

さらに、この発明の構成例では、第一及び第二ジヨイン
ト２１及び２２のそれぞれのバンドルファイバ２９，３
１．及び３θ、３２と、各チャネルの外部単心光ファイ
バ８５．６７及び８ｓ、６ｓとの光結合を行わせるに好
適な、例えばレンズ系その他の任意好適な光学的手段で
構成した。入出力側光結合系６９．７１及び７０．７２
を具えた構造となっている。これら入出力光結合系８９
．７１及び７０．７２と外部単心光ファイバ８５．８７
及び！、８Ｂを入出力ボート１１１１．８３及び８２．
６４において直接結合させてジョイン）２０と一体構造
としても良いし、或は後述する実施例で説明するように
光コネクタ又はレセプタクルを入出力ボートに設けて所
要時に適宜接続出来るように構成しても良い。

第３図はこの発明の第二実施例を示す縦断面図及び第４
図はそのＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄ、Ｅ−Ｅ、Ｆ
−Ｆ断面図である。

この実施例では、各ジヨイント部２１及び２２の第一及
び第二チャネル用の突合せ側光結合系の一つ例えば第一
チャネル用の回転軸ＲＡ上に設けた光結合系３３及び３
４を単心光ファイバ３５及び３Ｂを用いてそれぞれ形成
し、及び他方のチャネル用の光結合系３７及び３８をバ
ンドルファイバ３９及び４０を用いて、第１図に示した
突合せ側光結合系２７及び２８のバンドルファイバ３１
及び３２と同様に、配設して形成する。この場合、第一
及び第二ジヨイント部２１及び２２の回転軸ＲＡを含む
中心部に突合せ端面から回転軸に沿ってそれぞれ穴４１
及び４２を設け、これらの穴４１及び４２にロッドレン
ズのような任意好適なレンズ系４３及び４４を嵌込み、
これらレンズ系４３及び４４に対して突合せ側光結合系
３３及び３４を形成する単心光ファイバ３５及び３８の
先端部分を光学的に結合させるのが好適である。尚、こ
れらレンズ系４３及び４４を含めて光結合系３３及び３
４としてもよい、そして、これら単心光ファイバ３５及
び３Ｂの他端側は、それぞれのジヨイント部２１及び２
２の突合せ端面２３及び２４とは反対側でバンドルファ
イバ３９及び４０の周辺の適当箇所に導出した構造とす
る。

この実施例の場合には、第一チャ−ネルは単心光ファイ
バ３５及び３８を用いて形成しているので、これら単心
光ファイバ３５及び３Ｂは入出力ポートを設けずに直接
ジヨイント２０の外部へ外部単心光ファイバとしてその
まも延長させて構成しても良く、或は後述する実施例の
ように、外部単心光ファイバ（図示せず）と別体に設け
て、これら外部単心光ファイバと接続を行うためのコネ
クタ或はレセプタクルをジヨイント２０に設けても良い
。

第３図に示したこの発明の構成例では第二チャネル用の
バンドルファイバ３８及び４０を、前述した第１図のバ
ンドルファイバ３１及び３２と同様に、入出カポ−ドア
３及び７４まで導出して終端させる。このバンドルファ
イバ３９及び４０と外部単心光ファイバ７５及び７Ｂと
の光結合な行わせるに好適な、第一実施例の場合と同様
な構成の入出力側光結合系７７及び７８を具えた構造と
なっている。これら入出力光結合系７７及び７８と外部
単心光ファイバ７５及び７Ｂを入出カポ−ドア３及び７
４において直接結合させてジヨイント２０と一体構造と
しても良いし、或は後述する実施例で説明するように光
コネクタ又はレセプタクルを入出力ポートに設けて所要
時に適宜接続出来るように構成しても良い。

この第３図に示す構造のジヨイント２０内の特定位置で
の配設状態を第４図（Ａ）〜（Ｆ）にそれぞれ示しであ
る。

第５図はこの発明の第三実施例である三チャネルの場合
の光ロータリ・ジョイントの構成例を説明するための縦
断面図及び第６図はそのＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ，Ｄ−
Ｄ、Ｅ−Ｅ、Ｆ−Ｆ横断面図である。

この実施例では、第一及び第ニジ、インド部２１及び２
２における第一チャネルを単心ファイバ４５及び４Ｂで
形成し、第二及び第三チャネルをバンドルファイバ４７
．４８及び４９．５０を用いてそれぞれ形成する。そし
て、この実施例では、第一チャネル用の各単心ファイバ
４５及び４８を回転軸ＲＡに配設し。

その先端部分で光結合系５１及び５２を形成するように
構成する。各ジヨイント部２１及び２２の突合せ端面２
３及び２４の中心部にそれぞれ設けた第二実施例の場合
と同様な穴４１及び４２に同様にレンズ系４３及び４４
を設け、これらレンズ系４３及び４４に単心ファイバ４
５及び４４の先端部分を光学的に接続させる。

第二チャネル用のそれぞれのバンドルファイバ４７及び
４８を、前述した第一及び第二実施例のバンドルファイ
バ３１．３２及び３９．４０と同様に、突合せ端面側で
ばらして光ファイバが回転軸ＲＡと同心の円周に沿って
一様に分布するように配設して第二チャネル用の光結合
系５３及び５４をそれぞれ形成する。

同様に、第三チャネル用のそれぞれのバンドルファイバ
４８及び５０を突合せ端面側でばらして第二チャネル用
の光結合系５３及び５４の周囲に一様分布させて第三チ
ャネル用の光結合系５５及び５Ｂを形成する。

ジヨイント２０内でのこれらの光ファイバ４５〜５０の
特定箇所での配設状態の一例を第６図（Ａ）〜（Ｆ）に
それぞれ示す・ さらに、この発明の構成例では、単心光ファイバ４５及
び４８に関して上述した第二実施例の場合と同様に、外
部単心光ファイバを兼ねて構成することが出来るし、或
は外部単心光ファイバとは別体に構成することが出来る
。また、第二及び第三チャネル用のバンドルファイバ４
７．４９及び４８．５０は、第−実施例及び第二実施例
のバンドルファイパ３１．３２及び３５．３８の構成と
同様に、構成することが出来る０図中、第二チャネルの
入出力ポートを７９及び８０、入出力側光結合系を８３
及び８４．及び外部単心光ファイバを８７及び８８でそ
れぞれ示しである。また、第三チャネルの入出力ポート
を８１及び８２、入出力側光結合系を８５及び８８、及
び外部単心光ファイバを８９及び９０でそれぞれ示しで
ある。

第７図はこの発明の第四実施例を説明するための縦断面
図である。この実施例は、第５図に示した第三実施例と
ほとんど変らないが、この実施例では、各チャネルの外
部単心光ファイバ８７〜９０を、それぞれ対応する入出
力側光結合系８３〜８Ｂと結合させるための光コネクタ
（或は光レセプタクル）９１〜８４を入出カポ−ドア８
〜８２にそれぞれ設けたている。この場合、ジヨイント
２０内の第一チャネルに対応する単心光ファイバ４５及
び４Ｂを外部の単心光ファイバ９５及び９Ｂと接続する
ための光コネクタ（或は光レセプタクル）９７及び９８
を設けることも出来る。

この第７図に示す構成のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ％Ｃ−Ｃ，Ｄ−
Ｄ、Ｅ−Ｅ、Ｆ−Ｆ横断面図は第５図の構成に対応する
第６図の横断面図と同一となるので図示を省略する。

上述した各実施例において、バンドルファイバから成る
各チャネルの入出力端に対して外部単心光ファイバから
の光を入出力側光結合系によって広げて、また、単心光
ファイバに対してこの入出力端からの光をこの光結合系
によって収束させて入射さることが出来る。従って、突
合せ側光結合系を形成するバンドファイバを均等に配置
するようにすることによって、ジヨイントのどの回転位
置に対しても、伝送される光出力を一定とすることが出
来ると共に、両ジヨイント部間での光の損失を実質的に
抑えることが出来る。尚、いづれの実施例においても、
光の伝送は両方向のいづれの方向からも行うことが出来
る。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の光ロー
タリ・ジョイントによれば、外部単心光ファイバで送ら
れてくる光情報を、両ジ、インド部間で光を広げて光損
失が生じないような状態にして送受出来る入出力側及び
突合せ側光結合系をチャネル毎に具える構成となってい
るので。

多チャネルの単心光ファイバ周光ロータリΦジヨイント
を実現することが出来る。

従って、この発明の光ロータリ・ジョイントは回転体や
クレーン等の移動体上との光通信を行う際に、多チャネ
ルの光伝送路を必要とする場合に使用して特に好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の光ロータリ・ジョイントの第一実施
例の縦断面図、 第２図は第１図の特定箇所での横断面図、第３図はこの
発明の光ロータリ・ジョイントの第二実施例の縦断面図
。 第４図は第２図の特定箇所での横断面図、第５図はこの
発明の光ロータリ・ジョイントの第三実施例め縦断面図
、 第６図は第５図の特定箇所での横断面図、第７図はこの
発明の第五実施例の縦断面図、第８図は従来の光ロータ
リ拳ジヨイントを示す断面図である。 ２０・・・光ロータリ拳ジヨイント ２１・・・第一ジヨイント部、２２・・・第二ジヨイン
ト部２１ａ・・・突出部、　　　　２２ａ・・・凹部２
３．２４・・・突合せ端面、 ２５．２８．３３．３４．５１．５２・・・（第一チャ
ネル用）光結合系 ２７．２８．３７．３８．５３．５４・・・（第二チャ
ネル用）光結合系 ２９〜３２．３９．４０．４７〜５０・・・バンドルフ
ァイバ３５．３Ｂ、４５．４Ｂ・・・単心ファイバ４１
．４２・・・穴、　　　　　　４３．４４・・・レンズ
系５５、５８・・・（第三チャネル用）光結合系８１〜
Ｂ４，７３，７４．７９〜８２・・・入出力ポート８５
〜８８　、７５．７８．８７〜θ０，９５，９１１ｔ・
・・外部単心光ファイバ ８９〜７２．７？、７８．８３〜８Ｂ・・・入出力側光
結合系９１〜９４，９７．９８・・・光コネクタ（或は
光レセプタクル） ＢＢ・・・軸受、　　　　　　ＲＡ・・・回転軸ＳＰ・
・・間隙。 特許出願人　　　　沖電気工業株式会社鵠／［１の棟町
品の 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに突合せ端面を突合せて回転自在に結合され
   た第一及び第二ジョイント部と、 該第一及び第二ジョイント部の突合せ端面側にバンドル
   ファイバで、回転軸と同軸状に、それぞれ一個以上形成
   され相互間で光の送受を行ための突合せ側光結合系と、 前記第一及び第二ジョイント部の突合せ端面側とは反対
   側の入出力ポートにそれぞれ設けられ前記バンドルファ
   イバと、外部単心光ファイバとの結合用の入出力側光結
   合系と をそれぞれ具えることを特徴とする光ロータリ・ジョイ
   ント。
2. （２）前記入出力側光結合系をレンズ系を以って構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光ロ
   ータリ・ジョイント。
3. （３）前記入出力ポートは前記外部単心光ファイバ用の
   光コネクタを具えることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載の光ロータリ・ジョイント。