JPS5836882B2 - 光結合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多数の固定端末機と相対的に移動する移動体と
の間で光信号を授受するための光結合装置で、固定端末
機への分岐を自由に増やすことを可能としたものに関す
る。

たとえば海底探査機と船上の測定器又は制御器との間に
おける信号伝送を多心光ケーブルを仲介として行なう場
合を例にとると、海底探査機と測定器又は制御器とをつ
なぐ光ケーブルとしては水深の浅深により繰出す長さを
変化させねばならないので、光ケーブルの収納部を簡単
に光ケーブルの出し入れができて取扱いが簡単でありし
かも専有空間をとらないものとすることが望ましく、こ
のため通常光ファイバをドラム巻きにすることが好適で
ある。

この場合、問題となるのは回転するドラムと相対的に静
止する測定器又は制御器との間の光ケーブル（光ファイ
バ）の接続についてである。

そして、この問題の解決には回転と静止の結合のみなら
ず光ファイバどうしの接続それも多心の光ケーブルにお
ける各光ファイバの接続に関連する特異の配慮が必要で
ある。

第１図および第２図は従来より提案されている光結合装
置の一例を示し、ドラムなどからなる回転体１には二心
光ケーブル２が巻回され、この二心光ケーブル２の始端
には海底探査機３が接続されるとともに二心光ケーブル
２の巻回終端は回転体１の巻胴にある貫通孔１ａ内に導
かれている。

また、回転体１内は中空となっており、この回転体１の
側方には中空の回転軸４が回転体１と一体に備えられ、
この回転軸４の端は回転継手５となっている。

回転継手５としては一方が回転軸４の端であり他方が固
定フレーム６に固定された有底円筒７である。

そして、前述の回転体１内に導かれた光ケーブル２は２
本の光ファイバ２ａに分岐され回転軸４内を通って軸心
で回転軸４の端に位置決めされる。

一方、固定端末機８に一端が接続された光ファイバ９の
他端は、回転継手５の有底円筒γの軸心に位置決めされ
る。

そして、光ファイバ９と光ファイバ２ａとの間は回転軸
４の端と有底円筒γの底とが微小に離間するかまたは接
触して軸心にあるので信号の伝送にとって好適に結合で
きる。

また、図中、１０は回転体１を回転可能に支持する軸受
である。

ところが、この第１図および第２図に示す構造のもので
は二心光ケーブルにつき適用できるが、三心以上の多心
光ケーブルについてはたとえ適用してーも回転体１の軸
心で光ファイバか撚り合わされるなどのため実際上適用
不可能である。

本発明は上述の欠点に鑑み三心以上の光ケーブルにおい
ても回転体と固定端末機との間の接続を好適に行なえる
ようにした光結合装置の提供を目的とし、新規な着想に
基づき発明されたものである０ かかる目的を達成するため本発明としては、回転体に巻
回した光ケーブルの始端を移動体に接続するとともに巻
回終端を上記回転体内に導き、この回転体内に導かれた
上記光ケーブルの光ファイバを、上記回転体の軸と同一
軸に増付けてあり上記回転体と一体に回転するダミーボ
ビンに巻回したダミーファイバの巻回終端に接続し、さ
らにこのダミーファイバの始端を上記回転体の軸と異軸
にある結合ボビンに巻回してこの結合ボビン内に導き、
この結合ボビン内に導かれた上記ダミーファイバを上記
結合ボビンの軸端に設けた回転軸受の軸心に位置させる
とともにこの回転軸受の軸心にハ固定端末機に一端が接
続された光ファイバの他端を位置させたことを特徴とす
る。

ここで、第３図以下を参照して本発明の実施例を説明し
、第１図および第２図と同一部分には同一符号を付す。

第３図は五心九ケーブルを利用した場合である。

回転軸４を有する回転体１には始端が海底探査機３に接
続された五心の光ケーブル２が巻回されており、この光
ケーブル２は貫通孔１ａから回転体１内に導かれて５本
の光ファイバ２ａに分けられる。

光ファイバ２ａのうちの１本は回転軸４の端に備えられ
た回転継手５ａを介し光ファイバ９ａに結合され固定端
末機８ａに至っている。

また、光ファイバ２ａのうちの他の１本は回転軸４の他
の端に備えられた回転継手５ｂを介し光ファイバ９ｂに
結合され固定端末機８ｂに至っている。

そして、光ファイバ２ａと光ファイバ９ａ ，９ｂとの
接続は第２図でも明示したように回転継手５ａ，５ｂの
軸心にて行なわれている。

回転軸４には更に従動プーり１１が取付けられ、この従
動プーり１１はモータ１２の軸に固定され？駆動プーり
１３と駆動ベルト１４にて連結され、モータ１２の駆動
によって回転軸４ひいては回転体１を回転させている。

さらに、回転軸４には３個のダ−ボビン１５ｘ，１５ｙ
，１５ｚが取付けられるとともに３個のプーり１ ６ｘ
， １ ６ｙ ，１６ｚが取付けられ、回転軸４と一
体に回転する。

回転体１内にある残りの３本の光ファイバは各々ダ−ボ
ビン１５ｘ，１５ｙ，１５ｚの貫通孔１５ａに至ってい
る。

ダミーボビン１５ｘ，１５ｙ，１５ｚにはダミーファイ
バ１７ｘ，１γｙ，１７ｚが巻回され、それぞれの巻回
終端は貫通孔１５ａにて前述の回転体１からの３本の光
ファイバにつなげられている一方、ダミーファイバ１１
Ｘ，１７ｙ，１７ｚの始端はダ−ボビン１ ５ ｘ ｓ
１ ５ ｙ ，１５ｚに対応する結合ボビン１８ｘ，
１８ｙ，１８ｚに巻回されており、しかもこの結合ボビ
ン１８ｘ，１８ｙ，１８ｚの貫通孔１８ａに至っている
。

結合ボビン１８ｘ，１８ｙ，１８ｚは回転軸４とは別の
回転軸４ｘ ，４ｙ，４ｚにて回転可能に増付けられ、
このそれぞれの回転軸４ｘｓ４ｙ，４ｚの一端には回転
継手５ｘ，５ｙ，５ｚが備えられており、他端にはすべ
り継手１９ｘ，１９ｙ，１９ｚが備えられ、このすべり
継手１９ｘ，１９ｙ，１９ｚには従動プーり２０Ｘ，２
０ｙ，２０ｚが連結され、この従動プーり２０Ｘ，２０
ｙ ，２０ｚは前述のプーり１６ｘ，１６ｙ，１６ｚと
それぞれベルト２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによりつなげら
れている。

また、回転継手５ｘ，５ｙ ，５ｚの有底円筒γｘ，？
ｙ，γ２には固定端末機８ｘ，８ｙ ｓ８ｚに一端が接
続される光ファイバ９ ｘｓ ９ ｙ ｔ ９’ｚの他
端が接続されている。

そして、回転継手５ｘ，５ｙ，５ｚには結合ボビン１８
ｘ，１８ｙ，１８ｚの貫通孔１８ａ内に至ったダ−ファ
イバ１７ｘ，１７ｙ，１７ｚがそれぞれの回転軸４ｘ，
４ｙ，４ｚに沿い至っており、このダミーファイバ１７
ｘ，１γｙ，１７ｚは光ファイバ９ｘ，９ｙ，９ｚと結
合されている。

この結果、海底探査機３に接続されている五心の光ケー
ブル２としては回転体１に巻回され、回転体１内にて光
ファイバ２ａに分岐されて２本は回転継手５ａ，５ｂに
至り、他の３本はダミーポビン１５ｘ，１５ｙ，１５ｚ
からダミーファイバ１γｘ，１７ｙ，１７ｚにつなげら
れて結合ホヒン１８ｘ，１８ｙ，１８ｚ内に入ったダミ
ーファ？バ１γｘ，ｉγｙ，１γ２は回転継手５ｘ，５
ｙ，５ｚに至っており、回転継手５ａ ，ｓｂ ，５ｘ
，５ｙ ，５ｚから光ファイバ９ａ＊９ｂ，９ｘ，９
ｙ，９ｚを介して固定端末機８ａ＊８ｂ，８ｘ，８ｙ
，８ｚにつなげられる。

そして、回転体１の回転とともに海底探査機３への光ケ
ーブル２が巻出されたり巻取られるが、回転軸１内の光
ファイバ２ａは回転体１とともに回転するだけであり、
同様に回転体１の回転に伴いダミーボビン１５ｘ，１５
ｙ，１５ｚと結合ボビン１８Ｘ，１８ｙ，１８ｚとの間
でダミーファイバ１７Ｘ，１γｙ，１γ２の授受はある
ものの結合ポビン１８ｘ，１８ｙ，１８ｚ内のダミーフ
ァイバ１１ｘ，１γｙ，１７ｚは結合ボビン１８ｘ，１
８ｙ，１８ｚとともに回転するだけである。

したがって、光ファイバ２ａｓおよひダミーファイバ１
１ｘ，１γｙ，１７ｚには撚りなどの不都合は生じない
。

なお、本実施例では光ケーブル２の光ファイバ２ａとグ
ーファイバ１７ｘ，１７ｙ，１７ｚとを別のものとして
説明しているが、光ケーブル２の光ファイバ２ａを伸ば
してダミーホビン１５Ｘ，１５ｙ，１５ｚおよび結合ポ
ビン１８ｘ，１８ｙ，１８ｚに巻回すれば、ダ−ファイ
バ１γＸ，１γｙ，１γ２は不要になる。

また、ダミーポビン１５ｘ，１５ｙ，１５ｚに巻回され
ているダミーファイバ１７ｘ，１γｙ，１γ２の巻回方
向は回転体１に巻回されている光ケーブル２の巻回方向
と同じでも逆でも良い。

つまり、上述の巻回方向が同方向の場合、回転体１から
光ケーブル２が繰出されるとダミーボビン１５ｘ，１５
ｙ，１５からダミーファイバ１７ｘ，１γｙ，１γ２が
繰出され、逆方向の場合光ケーブル２が繰出されるとダ
ミーポビン１５ｘ，１５ｙ，１５ｚヘダミーファイバ１
γｘ，１７ｙ，１γ２が繰入れられる。

さらに、ダミーボビン１５ｘ，１５ｙ，１５ｚに巻回さ
れているダ−ファイバ１７ｘ，１γｙ，１７ｚの長さは
回転体１に巻回された光ケーブル２の長さをｌとし回転
体の巻胴直径（実効直径）をＤとし、しかもダミーボビ
ン１８Ｘ，１８ｙ，１８ｚの巻胴直径（実効直径）をｄ
とした場合、Ｌ＝ｌｌｄ／Ｄを満たす長さＬ以上であれ
ば回転体１の光ケーブル２をたとえ全部繰出してもダミ
ーボビン１５ｘ，１５ｙ，１５ｚにはグーファイバ１７
ｘ，１γｙ，１γ２が若干でも残っている？とになりダ
ミーファイバ１７ｘ，１γｙ，１γ２が不足するという
障害は生じない。

ダミーボビン１５ｘ，１５ｙ，１５ｚおよび結合ポビン
１８ｘ，１８ｙ，１８ｚの駆動については、回転体１の
回転とともにダミーボビン１５Ｘ，１５ｙ，１５ｚが回
転することはもちろん、回転軸４に取付けられたプーり
１ ６ｘ，１６ｙ，１６ｚの回転によりベルト２１ｘ，
２１ｙ，２１ｚを介して従動プーり２０ｘ，２０ｙ，２
０ｚが回転して結合ボビン１８ｘ，１８ｙ，１８ｚが回
転する。

この場合、従動プーり２０ｘ ，２０ｙ ，２０ｚの回
転数は結合ボビン１ ８ ｘ ，１ ８ ｙ ｓ １
８ ｚを若干上回る回転数とし、従動プー’） ２ ０
ｘ ， ２ ０ ｙ ，２０ｚと結合ポビン１８ｘ，
１８ｙ，１８ｚの回転数差はすべり継手１９ｘ，１９ｙ
，１９ｚにて滑らせることで補い、ダミーボビン１５ｘ
，１５ｙ，１５ｚから繰出されたダミーファイバ１１ｘ
，１γｙ，１７ｚをすべりトルクに係る張力にて結合ボ
ビン１８ｘ，１８ｙ，１８ｚに繰入れるようにしている
。

また、結合ボビン１８ｘ，１８ｙ，１８ｚからダミーボ
ビン１５ｘ，１５ｙ，１５ｚにダミーファイバ１γｘ，
１７ｙ，１γ２を送るときはすべり継手１９ｘ，１９ｙ
，１９ｚは切離され、結合ポビン１８ｘ，１８ｙ，１８
ｚの回転トルクに相当する張力にて行なわれる。

なお、この後者の場合、結合ボビン１８ｘ，１８ｙ，１
８ｚにブレーキを装着すれば制御性は向上する。

上述の例では回転軸４の回転力により回転軸４ｘ，４ｙ
，４ｚを駆動する方式としたが、これはあくまで一例で
あって回転軸４ｘ，４ｙ，４ｚの駆動方式はこれに限ら
ない。

こうして、複数の固定端末機８ａ＊８ｂ＋８ｘ＋８ｙ
，８ｚと海底探査機３とを無理なくつなぐことができる
。

なお、変形例として第５図に示すように回転体１とダミ
ーボビン１５ｘ，１５ｙおよびダ−ホビン１５ｘ，１５
ｙどうしの連結に際して回転軸４を偏心させるようにし
てもよい。

さらに、ダミーファイバ１γＸ，１γｙ，１７ｚおよび
光ケーブル２はダ−ポビン１５ｘ，１５ｙ，１５ｚおよ
び結合ホビン１８ｘ，１８ｙ，１８ｚ１さらに回転体１
に巻回しつつ復動するため、光ファイハ、光ケーブルお
よびこれらのシースについては機械強度の点に留意する
必要がある。

以上実施例にて説明したように本発明によれば、三心以
上の多心光ケーブルにつき移動体と固定端末機との間の
光結合を無理なく好適に行なうことができる外、ダミー
ボビンおよび結合ボビンの大きさを前述のｄ／Ｄを適宜
採ることで全体をコンパクト化することができるなど多
犬な効果を奏するＯ

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の光結合装置の一例を示し、
第１図は簡略斜視図、第２図は断面図、第３図ないし第
５図は本発明による光結合装置の一実施例を示し、第３
図は簡略構造図、第４図は簡略斜視図、第５図は部分斜
視図である。 図面中、１は回転体、２は光ケーブル、２ａ，９ａ，９
ｂ，９ｘ，９ｙ，９ｚは光ファイバ、５ａ，５ｂ，５ｘ
，５ｙ，５ｚは回転軸受、８ａｓｓｂ ，８ｘ ，８ｙ
，８ｚは固定端末機、１５ｘ，１ ５ｙ ， １ ５
ｚはダミーボビン、１γｘｓ１γｙ，１７ｚはダミーフ
ァイバ、１８ｘ，１８ｙ，１８ｚは結合ボビンである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転体に巻回した光ケーブルの始端を移動体に接続
   するとともに巻回終端を上記回転体内に導き、この回転
   体内に導かれた上記光ケーブルの光ファイバを上記回転
   体の軸と同一軸に取付けてあり上記回転体と一体に回転
   するダミーボビンに巻回したダミーファイバの巻回終端
   に接続し、さらにこのグーファイバの始端を上記回転体
   の軸と異軸にある結合ボビンに巻回してこの結合ボビン
   内に導き、この結合ボビン内に導かれた上記ダミーファ
   イバを上記結合ボビンの軸端に設けた回転軸受の軸心に
   位置させるとともにこの回転軸受の軸心には固定端末機
   に一端が接続された光ファイバの他端を位置させた光結
   合装置。