JPS63108312A - 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
の光ロータリ・ジョイントに関する。

（従来の技術） 従来、この種の光ロータリ・ジョイントとして１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ｍ」財団法人　光
産業技術振興協会（昭和５８年３月）ｐｐ４４〜４６）
。

第９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ｌｅａ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、ボールベアリング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１Ｇ
及び１７を単心光ファイバ１８及び１１１の光軸とロッ
ドレンズ１４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φジ、インドでは
、一方の単心光ファイバ１８から第一ジョイント部１０
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ヨ
イント部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１９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・ジ茸インド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間開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
イバの接続を可能とした構造の多チヤネル形の光ロータ
リ・ジ、インド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ージ
、インドを以下のように構成する。

第一及び第ニジ、インド部のそれぞれに複数の光結合系
を設けるが、各ジヨイント部のそれぞれの突合せ端面に
おいてこれらジヨイント部の回転軸を同心軸としかつこ
れら回転軸から放射方向に異なる位置となるように、複
数の光結合系を分離して設けた構造とする。

この発明の実施に当り、光結合系の全てをバンドルファ
イバを用いて形成するのが好適である。

さらに、この発明の他の実施例においては一１光結合系
の一つを回転軸上に設けた単心ファイバを用いて形成し
、他の光結合系をバンドルファイバを用いて形成するの
が好適である。

さらに、この発明の他の好適実施例においては、突合せ
端面を段差を有する面とすることが出来る。

（作用） このように、この発明の多チャネル形光ロータリφジヨ
イントによれば、第一及び第二ジヨイント部の突合せ端
面においてそれぞれ対向させかつ回転軸を同心軸とする
異なる円周に沿ってチャネル毎の光ファイバを配設して
それぞれ形成した複数の光結合系を具える構造となって
いるので、通信及び又は照明等の多チヤネル用の光ロー
タリ・ジョイントを提供することが出来る。

（実施例） 以下１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、従うて、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、二又三チャネルの場合につき
説明するが、この発明は四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Ｏジ菖インド（以下、単に、
ジ鵞インドと称する。）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ｍ２Ｌ＆の突出面を突
合せ端面２３とし、他方の第ニジ、インド部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、この凹部２２ａの凸部２１ａを回転自在に嵌
込んで両大会せ端面２４及び２３とを微小間隙ＳＰを挟
んで対向させている０図中、両ジ、インド部２１及び２
２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、二組の光結合系２５．２７及び
２８．２８をそれぞれ設けである。

この場合、これら光結合系２５．２７及び２６．２８を
、これらジヨイント部２１及び２２の回転軸ＲＡ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光結合系２５及び２７の全
てをバンドルファイバ２８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の全て
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、第一チャネル用の光結合
系２５は、バンドルファイバ２８の先端部分を回転軸Ｒ
Ａ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光結合系２７は
、バンドルファイバ３１の先端部分電光結合系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ＣＤ）に断面図で示す
、第ニジ、インド部２２に設けた第一及び第二チャネル
用の光結合系２Ｂ及び２８のバンドルファイバ３０及び
３２の先端部分についても同様にして、光結合系２５及
び２７のバンドルファイバ２Ｂ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。これら光結合系２
Ｂ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。

これらバンドルファイバ２９及び３１の光結合系２５及
び２７とは反対側の第一ジョイント部２１の他端側では
、バンドルファイバ２８は束ねた状態でそのまま引き出
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
的に束ねた状態にする。このようなバンドルファイバ２
９．３１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
導出されている。

このバンドルファイバ３０及び３２の配置状態を第２図
ＣＤ）に示す。

この第１図に示した構成例では、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３０．３２をそのままジヨイントの外部へと延
長させた構造となっている。しかしながら、各ジヨイン
ト２１及び２２のそれぞれの突合せ端面２３及び２４と
は反対側の端面近くのジヨイント内部で各バンドルファ
イバ２９．３１及び３０．３２を終端せて構成しても良
い、その場合には、外部のバンドルファイバを各ジヨイ
ント２１及び２２内のそれぞれのバンドルファイバ２９
．３０及び３０．３２に個別的に接合するための任意好
適なコネクタ又はレセプタクル（図示せず）を各ジヨイ
ント２１及び２２に設けた構造とする。

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−り、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３４を単心
ファイバ３５及び３８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図に示した光結合系２
７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、第一及び第二ジョイ”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４
３及び４４に対して光結合系３３及び３４を形成する単
心ファイバ３５及び３６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を含めて光学系３３及
び３４としてもよい、そして、これら単心ファイバ３５
及び３６の他端側は、それぞれのジヨイント部２１及び
２２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も、第一実施例の場合と同
様にジョイン）２０の光結合系３３．３４及び３７．３
８をそれぞれ形成するファイバ３５．３８及び３９．４
０をジヨイント２０の外部へそのまも延長させるように
構成しても良く、或は外部ファイバ（図示せず）と別体
に設けて、これら外部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図に示した構成例での各光ファイバ３５．３８゜３
９及び４０のジョイン）２０内の特定位置での配設状態
を第４図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、第一及び第二ジヨイント部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４Ｂ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２３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４５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４８及び
５０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
４７及び４８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５６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。

第７図（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれこの発明の第四実施
例を説明するための縦断面図及び横断面図である。この
実施例は、第１図に示した第一実施例とほとんど変らな
いが、この実施例では第一及び第二ジヨイント部２１及
び２２のそれぞれの突合せ端面に凹凸を設けて段差付き
突合せ端面５７及び５８として形成して各チャネル間で
の光の漏れによる影響を除去する構成とした点が相違す
る。従って、その他の点は第１図の構成と実質的に同一
であるので、第１図の構成部分のうち主要な構成部分に
のみ符号を付して示し、その他は省略する。

また、第７図（Ａ）に示す構成のＡ−Ａ、Ｃ−ＣＤ−Ｄ
横断面図は第２図の対応する横断面図と同一となるので
図示を省略するが、Ｂ−Ｂ横断面図を第７図（Ｂ）に示
す。

第８図（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれこの発明の第五実施
例を説明するための縦断面図及び横断面図である。この
実施例では、第一及び第二ジヨイント部２１及び２２の
それぞれの突合せ端面にチャネル毎に凹凸を設けて段差
付き突合せ端面５８及び６０として形成して各チャネル
間での光の漏れによる形容を除去する構成とした点が相
違する。従って、その他の点は第５図の構成と実質的に
同一であるので、第５図の構成部分のうち主要な構成部
分にのみ符号を付して示し、その他は省略する。

また、第８図（Ａ）に示す構成のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｄ−
Ｄ、Ｅ−Ｅ、Ｆ−Ｆ横断面図は第６図の対応する横断面
図と同一となるので図示を省略するが、Ｃ−Ｃ横断面図
を第８図（Ｂ）に示す。

上述した各実施例において、各チャネル毎に回転軸と同
軸的に光結合系を設けであるので、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１インド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
１．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、回転軸に対して複数のチャ
ネルのそれぞれに対応する各光ファイバを同軸状に離間
配設すると共に１回転可能な突合せによる光結合系を有
する構成となっているので、多チャネル形光ロータリ・
ジョ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や光エネルギーの伝送
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−ジヨイントの第三実施例の縦断面図
、 第６図は第５図の特定箇所での横断面図、第７図（Ａ）
及びＣＢ）この発明の第五実施例の縦断面図及び横断面
図、 第８図（Ａ）及びＣＢ）はこの発明の第五実施例の縦断
面図及び横断面図、 第９図は従来の光ロータリ・ジョイントを示す断面図で
ある。 ２０・・・光ロータリ・ジョイント 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、２Ｂ、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 ２９〜３２．３９．４０．４５〜５０・・・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５５．５６
・・・（第三チャネル用）光結合系５７〜６０・・・段
付突合せ端面 ８Ｂ・・・軸受、　　　　　　ＲＡ・・・回転軸ｓｐ・
・・間隙。 特許出願人　　　　沖電気工業株式会社鵠ｆ記の２費町
品ｍ 第２図 （Ａ） ５７．　Ｉｌｌ　：繰五付臭合也塔勿 Ｂ−Ｂ白面 菫口文施４グ）の才責向面の 第７図

Claims (4)

【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
   及び相互間で光の送受を行う光結合系がそれぞれ設けら
   れた第一及び第二ジョイント部を具える光ロータリ・ジ
   ョイントにおいて、 第一及び第二ジョイント部に、それぞれの突合せ端面に
   おいてこれらジョイント部の回転軸を同心軸としかつ該
   回転軸から放射方向に異なる位置となるように、複数の
   光結合系を分離して配設して成る ことを特徴とする光ロータリ・ジョイント。
2. （２）前記光結合系の全てをバンドルファイバを用いて
   形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）前記光結合系の一つを回転軸上に設けた単心ファ
   イバを用いて形成し、他の光結合系をバンドルファイバ
   を用いて形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。
4. （４）前記突合せ面を段差を有する面としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項〜第３項のいづれか一つに
   記載の光ロータリ・ジョイント。