JPH0443845Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は回転体と固定体との間で、光の送受を
行うための光ロータリジヨイントに関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来から固定体の光フアイバから回転体の光フ
アイバへ光信号を送る手段として、光ロータリジ
ヨイントが種々提案されているが、 (1) 各々の光フアイバを同軸に配置し、かつ、わ
ずかの間隙を設け回転側の光フアイバをベアリ
ング等の回転系で保持するもの。（例えば実開
昭58−13509号） (2) 或いは、対向する光フアイバの端部にレンズ
を設け、光ビーム径を拡大させ、互の光軸ずれ
を緩和させ、ベアリングを介し、回転させるも
のや（例えば、特開昭57−100407号）、或いは
一体化した光フアイバとコリメートレンズをネ
ジにより、調芯させ、加工精度組立精度を緩和
させるもの（例えば特開昭59−94726号）等が
ある。

しかし、コア径８〜10μmのシングルモードフ
アイバ（以下SMフアイバ）をロータリジヨイン
トに使用する場合、前項(1)のフアイバに対向タイ
プでは、回転駆動させるボールベアリングの芯ず
れは、最上級のものでも3.5〜4μmあり、かつフ
アイバ保持フエルールの偏心も１〜2μmあり、計
5μmの偏心で、これらを対向させ、回転するとコ
ア面積で50％の変動があるため最低3dBの回転変
動を含め５〜6dBの挿入損失となる。

又、前項(2)のコリメートレンズを使用した場合
には、光軸ずれは大幅に緩和されるが、コリメー
トレンズとSMフアイバの光軸ずれは前項(1)の場
合と同様の特性である。又コリメートレンズ同志
の角度ずれは第３図で示すように、損失増加を
1dB以内におさめる場合、軸ずれは40μmとゆる
いが角度ずれは0.07度以下にする必要があり、高
精度の角度調整機構と同時にコリメートレンズと
SMフアイバの調整機構も必要となりコスアツプ
になる。

本考案の目的は前記した従来技術の問題点を解
消し、光フアイバ間の損失及び回転時の損失を大
幅に減少させることができる単心光ロータリジヨ
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］ 本考案の要旨は、コリメートレンズとSMフア
イバを調芯させ、かつ、回転側、静止側の光フア
イバコリメータ同志の角度ずれ、軸ずれを同時に
調芯可能な、凸球面を持つた光フアイバコリメー
タと、凸球面と線接触するリングを設け、YAG
レーザ等のレーザ溶接或いは半田固定を行い対向
するSMフアイバ間の軸ずれ、角度ずれ等の挿入
損失を大幅に低減させたものである。

［実施例］ 第１図において、凸球面座付ホルダ４ａの左端
には光フアイバ６と対向させコリメートレンズ８
を配し、右端はフエルール２１に成端されている
ピグテイルタイプの固定側光フアイバコリメータ
４を形成し、フエルール側は止メネジ２３によ
り、レセプタクル保持体１７に設置されたレセプ
タクル１９に取付けられる。凸球面座付ホルダ４
ａと固定体２の間には円錐リング１０が挿入され
ている。固定体２と回転体３の間にはボールベア
リング１３及びＶリング１２が、回転体３の外周
と固定フランジ１の間にもボールベアリング１４
が介在している。固定フランジ１には固定体２の
回転を止めるための回転止め板１１がネジ止めさ
れている。回転体３には円錐リング１０を介して
コリメートレンズ９と光フアイバ７と凸球面座付
ホルダ５ａとフエルール２２で形成されるピグテ
イルタイプ回転側光フアイバコリメータ５が設置
され、フエルール２２はレセプタクル保持体１８
に取付けられたレセプタクル２０に止めネジ２４
で固定される。

第３図にSMファイバコリメ−タ間の軸ずれ、
角度ずれ特性を示す。回転時の損失変動を１dB
以下と考えると、軸ずれ40μmとすると角度ずれ
は0.07度以下にする必要がある。第１図におい
て、予め調芯固定したコリメートレンズ９とフア
イバ７を組込んだ凸面座付ホルダ５ａを円錐リン
グ１０を介し、回転体３に押付け固定体２の周り
に回転させ、角度ずれ0.07度以内となるように調
芯し第２図に示すように、ホルダ５と円錐リング
及び、回転体３と円錐リング１０の突合せ部を例
えばYAGレーザ光で溶接する、この時θbは90°以
上であると線接触となり、溶接時の位置ずれは小
さくなり、θcが90℃以下であると、レーザ光は位
置ずれの少ない方向から照射できる。この場合、
回転側コリメータ５から出射した光ビームは回転
体３の回転軸と平行であるとは限らないので、コ
リメートレンズ８と光フアイバ６凸球面座ホルダ
４で構成した固定側コリメータ４も円錐リング１
０を介して、回転側コリメータ４の出射ビームに
合わせて、角度、軸の調芯を行い、前記同様、凸
球面座ホルダ４ａと円錐リング１０の突合せ面、
円錐リング１０と固定体２の突合面を例えば
YAGレーザ光で照射し溶接固着する。固定体２
の外周面と回転体３の内周面の間にゴム等の弾性
体のＶリングを挿入すると両コリメータ間への、
ベアリングの油脂、塵芥、水分、等の混入を防ぐ
ことができる。

回転体３の外側はベアリング１４を介して、本
ロータリジヨイントを固定するための固定フラン
ジ１に保持する。固定フランジ１に固定してある
回転止め板で固定体２をゆるめに保持（わずかの
ガタを有す）し、回転体３への回転トルクが光軸
をずらす方向の力を与えても、このガタが光軸を
ずらす力を吸収する効果を持つ。又光ロータリジ
ヨイントを、該当設備に取付ける時に固定フラン
ジ１１を湾曲させるような異常な力が作用しても
ベアリング１４をルーズに固定しておけば、前記
のガタによりこの力はコリメータの光軸をずらす
までにはならない。又レセプタクル１９，２０を
本ロータリジヨイントに組込むことにより、固定
体２及び回転体３と光コネクタで容易光信号を接
続させることができる。

尚、円錐リング１０の内側、固定体２の内側に
座屈率が1.0より大きい油（マツチングオイル）
２５を充填し、Ｖリング１２でシールすれば完全
密閉タイプとなり、例えば深海座等の超高水圧下
でも外からの水の侵入がない、光ロータリジヨイ
ントが構成できる。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案の光ロータリジヨ
イントは回転体と固定体のコリメータ同志の角度
ずれ、軸ずれを高精度に調整かつ、固定できるた
め次のような顕著な効果を奏する。

(1) コア径１０μm程度のSMフアイバの単芯光
ロータリジヨイントを抵損失かつ抵回転変動で
構成することができる。

(2) 角度ずれ、軸ずれが調整可能なため、低い加
工精度の部品が使用でき経済的である。

(3) 固定体２と固定フランジ１は、ラジアル方向
スラス方向にも間〓を設けて固定（ガタ有）し
ているため、回転体３にねじれ力、等の光軸を
ずらす力が働いても、ベアリング１４がゆるむ
ために設備されているため、回転体３と固定体
２が同軸で傾くため、回転時の損失変動が少な
い。

(4) 回転体コリメータ、と固定体コリメータは
夫々レーザ溶接或いは半田で回転体３、固定体
２に固着しているため、温度変化が著しい場所
或は強振動下の場所に設備しても安定した動作
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案光ロータリジヨイン
トの一実施例を示す縦断面図であり、第３図は
SMフアイバコリメータの軸ずれ、角度ずれによ
る特性の変化を示す説明図である。 １……固定フランジ、２……固定体、３……回
転体、４，５……凸球面座付ホルダ、６，７……
フアイバ、８，９……ロツドレンズ、１０……円
錐リング、１１……回転止め板、１２……Ｖリン
グ、１３，１４……ボールベアリング、１５，１
６……ベアリングおさえ、１７，１８……レセプ
タクル保持体、１９，２０……レセプタクル、２
１，２２……フアイバ用フエルール、２３，２４
……止メネジ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転体の回転中心軸上に設けられた光フアイバ
   と、固定体に設けた光フアイバとの端面を対向さ
   せて両光フアイバ間で光伝送を行うよう構成され
   た光ロータリジヨイントにおいて、前記両光フア
   イバの端部には夫々コリメートレンズを有する凸
   球面座付ホルダが装着されて光フアイバコリメー
   タが形成されており、前記回転体と該回転体側の
   前記光フアイバコリメータの凸球面座との間及び
   前記固定体と該固定体側の前記光フアイバコリメ
   ータの凸球面座との間には該凸球面座と円環状に
   線接触するリングが夫々設けられており、該リン
   グとこれに接する前記各部品との接触部が溶接或
   いは半田付されていることを特徴とする光ロータ
   リジヨイント。