JP2003107250A - 光ファイバコイルおよびその作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 省スペース化が可能であり、さらに張力緩和
が可能である簡単な構造で安価な光ファイバコイルおよ
びその作製方法を提供する。 【解決手段】 光ファイバコイルは、光ファイバ素線の
表面の一部または全面に接着剤層を設けて巻線してな
り、光ファイバ素線の表面の一部または全面に接着剤層
を設ける工程、および該接着剤層を設けた光ファイバ素
線を所望の形状に巻線する工程によって作製される。光
ファイバコイルの作製には鍔のない胴のみのボビンを用
いる。またそのボビンを取り除いてボビンレスの光ファ
イバコイルにしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファイバジャイ
ロ、センサー、光アンプ、レーザー、分散補償器、非線
型光学デバイス、遅延回路、ダミー回路、その他の長尺
光ファイバ応用部品、余長処理具等に用いられる、省ス
ペース化ができ、かつ低張力な光ファイバコイルおよび
その作製方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバをデバイスとして用いた光フ
ァイバ型デバイスは、センサー等の用途において広く用
いられている。また、近年、エルビウム、ツリウム、プ
ロセオジム等の元素ドープ光ファイバを用いた光アン
プ、分散補償光ファイバを用いた分散補償器、あるいは
非線型光学デバイスとして、光ファイバ型デバイスが注
目を浴びている。光ファイバデバイスは光ファイバにて
構成されているため、伝送路や他のデバイスとの結合性
がよく、特性も安定しており、優れたデバイスとして知
られている。光ファイバ型デバイスは、上述のように接
合性が良いという利点がある反面、必要とするファイバ
長が長ければ長いほど、体積が大きくなるという欠点が
ある。この欠点を回避するために、小径のボビンに巻線
することが行なわれている。しかしながら、小径のボビ
ンであっても、巻線後の光ファイバのコイル形状を維持
するために、現状ではボビンに鍔を設ける必要があっ
た。したがって、光ファイバの巻線径よりも、鍔の径と
厚みの分だけ余分な体積を必要として、デバイスの小サ
イズ化を阻害する一因となっている。

【０００３】また、光ファイバを小径に巻くと、巻き厚
が増加し、低張力で巻いてもコイルの内側、すなわち、
ボビンの胴付近で大きな巻き張力が発生する。光ファイ
バは大きな力を受けると、損失が増加するために、長尺
の光ファイバを小さなボビンに巻くと、損失が大きくな
り、光ファイバデバイスとして使用できなくなるという
問題があった。図６は、従来の光ファイバコイルの一例
を示すものであって、光ファイバ素線１は、鍔８、８を
有するボビン３に巻き取られて光ファイバコイルが形成
されている。

【０００４】この問題を回避するために、ボビンの胴部
に溝や開口部等を設けて、ピンを刺し込み、巻線後に、
このピンを外して、コイル内側の圧力を緩和し、光ファ
イバコイルの損失増加を防ぐことが行われているが、こ
の方法では、コイルに加えていた張力が大きいとピンが
抜けなかったり、無理矢理にピンを抜くと光ファイバを
傷つける可能性があった。これを改善するものとして、
特許第３２０１９８３号公報には、複数の溝にそれぞれ
２本のピンを挿入して、コイル巻き後、光ファイバと接
していない内側のピンを抜き、次いで外側のピンを抜く
ことが提案されている。しかしながら、これらの場合は
ボビン形状、構造が複雑になるために、コスト高の要因
となる等の問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上記のような問題点を解決することを目的とし
てなされたものである。すなわち、本発明の目的は、省
スペース化が可能であり、さらに張力緩和が可能である
簡単な構造で安価な光ファイバコイルおよびその作製方
法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバコイ
ルは、光ファイバ素線の表面の一部または全面に接着剤
層を設けて巻線してなることを特徴とする。本発明の光
ファイバコイルは、鍔のない胴のみのボビンを有しても
よく、またボビンを有していなくてもよい。

【０００７】本発明の上記の光ファイバコイルの作製方
法は、少なくとも、光ファイバ素線の表面の一部または
全面に接着剤層を設ける工程、および該接着剤層を設け
た光ファイバ素線を所望の形状に巻線する工程を含むこ
とを特徴とする。本発明の上記作製方法において、光フ
ァイバ素線の表面の一部または全面に接着剤層を設けた
後、光ファイバ素線を巻き取ることなく所望の形状に巻
線することによって光ファイバコイルを作製してもよ
い。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の光ファイ
バコイルの一例の断面図であり、図２は図１のＡ部の拡
大図である。図１および図２において、光ファイバコイ
ル１０は、鍔のない胴のみよりなるボビン３の上に、光
ファイバ素線１の全周にわたり接着剤層２を設けた接着
剤層付き光ファイバ素線１′が巻線され、光ファイバ素
線同士が接着してコイル形状を維持している。図３は本
発明の光ファイバコイルの他の一例の断面図であって、
光ファイバコイル１０にはボビンが存在していない場合
を示す。

【０００９】図４は、本発明の光ファイバコイルを作製
する方法の一例を説明する図である。図４（ａ）は光フ
ァイバ素線の表面に接着剤層を設ける工程を示すもので
あって、送り出しリール５から光ファイバ素線１を送り
出し、接着剤２′を溜めたダイス４を通過させることに
よって、光ファイバ素線１の表面に接着剤層を形成し、
巻取リール６上に巻き取られる。また、図４（ｂ）は接
着剤層を設けた光ファイバ素線を所望の形状に巻線する
工程を示すものであって、巻き取られた接着剤層付き光
ファイバ素線１′をリール６から送り出し、巻線機７に
よって鍔のないボビン３の上に巻線される。

【００１０】図５は、図４における各工程を連続的に実
施する場合を示すものであって、接着剤２′を溜めたダ
イス４を通過させることによって、光ファイバ素線に接
着剤を塗布する。次いで、接着剤層が形成された接着剤
層付き光ファイバ素線１′は、巻き取られることなく、
そのまま所望の形状に巻線され、光ファイバコイルが作
製される。

【００１１】本発明で使用する光ファイバは、光ファイ
バコイルの目的に応じて適宜選択して使用され、例え
ば、石英またはプラスチック製のシングルモード光ファ
イバ、マルチモード光ファイバ等が好ましく使用され
る。

【００１２】また、本発明において、光ファイバ素線の
表面に設ける接着剤層を構成する接着剤としては、光フ
ァイバを巻線することにより生じた張力に対応して、そ
のコイル形状を維持する接着力を有するものであれば、
如何なる接着剤でも使用することができ、例えば、ウレ
タン系、アクリル系、エポキシ系、ナイロン系、フェノ
ール系、ポリイミド系、ビニル系、シリコーン系、ゴム
系、フッ素化エポキシ系、フッ素化アクリル系等の熱可
塑性接着剤、熱硬化性接着剤、常温硬化性接着剤、紫外
線硬化性接着剤、電子線硬化性接着剤等種々のものが使
用できる。しかしながら、取り扱いやすさ等の作業性の
面と光ファイバとの接着性の面から、熱硬化性、常温硬
化性または紫外線硬化性のエポキシ系、ウレタン系また
はアクリル系接着剤が好ましく使用される。

【００１３】本発明の光ファイバコイルの作製方法は、
まず最初の工程において、光ファイバ素線の表面の一部
または全面に接着剤を塗布し、接着剤層を形成させる。
この場合、接着剤の塗布は、コイル巻きした時に隣接す
る光ファイバ素線同士が接着して相互に固定されるよう
に、光ファイバ素線の表面の少なくとも一部に設ける必
要がある。光ファイバ素線に接着剤を塗布する方法とし
ては、上記のように接着剤層を設けることができれば、
如何なる方法を用いてもよい。例えば、光ファイバ素線
を、接着剤が溜めてあるダイスを通すことによって塗布
する方法、または光ファイバ素線を接着剤を含んでいる
パッドに接触して通過させることによって塗布する方法
等が好ましく用いられる。上記のようにして接着剤層が
設けられた光ファイバ素線は、一旦リールに巻き取って
もよいが、そのまま直接次のコイル巻き工程に移行して
もよい。

【００１４】コイル巻き工程において、接着剤層が設け
られた光ファイバ素線は、巻線機を用いてコイル巻きさ
れ、次いで、適当な方法を用いて接着剤を乾燥または硬
化させて光ファイバコイルが作製される。

【００１５】この工程において、光ファイバコイルとし
て鍔のないボビンを有するものを作製する場合には、鍔
のないボビンを、例えば、段付きシャフトに入れ、両側
から固定フランジによりボビンを固定することにより、
鍔ありボビンと同様の形状にし、その後接着剤層が設け
られた光ファイバ素線を鍔のないボビンの上に巻き取れ
ばよい。ボビンとしては、鉄やアルミニウム等の金属ま
たは汎用のプラスチックよりなるもの等を適宜選択して
使用すればよい。また、ボビンを有しない光ファイバコ
イル、すなわちボビンレスの光ファイバコイルを作製す
る場合には、接着剤層が設けられた光ファイバ素線を、
ボビンの上に巻き取った後、ボビンを取り除けばよい。
ボビンの取り除きは、接着剤を乾燥または硬化させる前
でも後でもよい。ボビンとしては、接着剤層の乾燥また
は硬化の前であれば、前記の金属または汎用プラスチッ
クよりなるものを使用することができる。なお、ボビン
は鍔がないので、中央のボビン部分を押し出すことによ
り簡単に取り除くことができる。また、接着剤層の乾燥
または硬化後にボビンを除去する場合には、その除去が
容易になるようなものであることが必要であり、そのよ
うなボビンとして、離型性の大きなフッ素樹脂、シリコ
ーン樹脂等の各種の離型性材料よりなるものを使用すれ
ばよい。また、前記の金属または汎用プラスチックより
なるボビンの表面にこれらの離型性材料を塗布したもの
でもよい。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。

【００１７】実施例１ 図５に示す工程に従って光ファイバコイルを作製した。
すなわち、２５０μｍ径の光ファイバ素線の表面にエポ
キシ系接着剤（セメダイン社製、ＥＰ１７１）を１μｍ
厚さに塗布した。次いで、接着剤が塗布された光ファイ
バ素線を、胴の外径が６０ｍｍ、高さ２．５ｍｍの鉄よ
りなる鍔なしボビンに、９列×２０層（１８０ターン）
巻き（約４０ｍ）の状態に巻き取った。巻き取りは巻取
機ＴＡＫ−０１（日特エンジニアリング社製）によって
行った。その後、１００℃、３０分の条件で接着剤を硬
化させて、本発明の光ファイバコイルを作製した。得ら
れた光ファイバコイルは外径が７０ｍｍ、高さが２．５
ｍｍであって、非常に小さな設置スペースでも使用可能
なものであった。したがって、この光ファイバコイルを
用いることにより、省スペース化が図られ、光ファイバ
デバイスのより一層の小型化が可能になった。また、こ
の光ファイバコイルの光損失を調査したところ、０．２
１ｄＢ／Ｋｍであり、コイル化による損失の増加は認め
られなかった。

【００１８】実施例２ 実施例１において、接着剤として、エポキシ系接着剤
（セメダイン社製、１５００）を用い、常温で５時間硬
化させた以外は、実施例１と同様にして本発明の光ファ
イバコイルを作製した。得られた光ファイバコイルは、
外径７０ｍｍ、高さ２．５ｍｍであって、非常に小さな
設置スペースでも使用可能なものであった。したがっ
て、この光ファイバコイルを用いることにより、省スペ
ース化が図られ、光ファイバデバイスのより一層の小型
化が可能になった。また、この光ファイバコイルの光損
失を調査したところ、０．２１ｄＢ／Ｋｍであり、コイ
ル化による損失の増加は認められなかった。

【００１９】実施例３ 実施例１において、エポキシ系接着剤の代わりにシアノ
アクリレート系接着剤（アロンアルファ、東亜合成社
製）を用い、常温硬化させた以外は、実施例１と同様に
して本発明の光ファイバコイルを得た。得られた光ファ
イバコイルは、外径が７０ｍｍ、高さ２．５ｍｍであっ
て、非常に小さな設置スペースでも使用可能なものであ
った。したがって、この光ファイバコイルを用いること
により、省スペース化が図られ、光ファイバデバイスの
より一層の小型化が可能になった。また、この光ファイ
バコイルの光損失を調査したところ、０．２１ｄＢ／Ｋ
ｍであり、コイル化による損失の増加は認められなかっ
た。

【００２０】実施例４ 実施例１において、エポキシ系接着剤の代わりにＵＶ硬
化型接着剤（ソマール社製、ライオキュア）を用い、２
０ｍＷ／ｃｍ² の紫外線を２分間照射して接着剤を硬化
させた以外は、実施例１と同様にして本発明の光ファイ
バコイルを得た。得られた光ファイバコイルは、外径７
０ｍｍ、高さ２．５ｍｍであって、非常に小さな設置ス
ペースでも使用可能なものであった。したがって、この
光ファイバコイルを用いることにより、省スペース化が
図られ、光ファイバデバイスのより一層の小型化が可能
になった。また、この光ファイバコイルの光損失を調査
したところ、０．２１ｄＢ／Ｋｍであり、コイル化によ
る損失の増加は認められなかった。

【００２１】実施例５ 図５に示す工程に従ってボビンレスの光ファイバコイル
を作製した。すなわち、２５０μｍ径の光ファイバ素線
の表面に、エポキシ系接着剤（セメダイン社製、１５０
０）を１μｍ厚さに塗布した。次いで、接着剤が塗布さ
れた光ファイバ素線を、胴の外径が６０ｍｍ、高さ２．
５ｍｍの鉄よりなる鍔なしボビンに、９列×２０層（１
８０ターン）巻き（約４０ｍ）の状態に巻き取った。次
いでボビンを取り除いた。すなわち、巻取機から光ファ
イバが巻かれたボビンを取り出し、手でボビンを押し出
すことによりボビンレスの光ファイバコイルが得られ
た。その後、接着剤を１００℃で３０分の条件で硬化さ
せた。得られたボビンレスの光ファイバコイルは、内径
６０ｍｍ、外径７０ｍｍ、高さ２．５ｍｍであって、非
常に小さな設置スペースでも使用可能なものであった。
したがって、この光ファイバコイルを用いることによ
り、省スペース化が図られ、光ファイバデバイスのより
一層の小型化が可能になった。また、この作製した光フ
ァイバコイルの光損失を調査したところ、０．２１ｄＢ
／Ｋｍであり、コイル化による損失の増加は認められな
かった。

【００２２】実施例６ 実施例５と同様にして接着剤層を形成し、光ファイバ素
線を巻線した後に、鍔なしボビンを取り除いた。次い
で、常温で５時間硬化させた以外は実施例５と同様にし
てボビンレスの光ファイバコイルを得た。得られたボビ
ンレスの光ファイバコイルは、内径６０ｍｍ、外径７０
ｍｍ、高さ２．５ｍｍであって、非常に小さな設置スペ
ースでも使用可能なものであった。したがって、この光
ファイバコイルを用いることにより、省スペース化が図
られ、光ファイバデバイスのより一層の小型化が可能に
なった。また、この作製した光ファイバコイルの光損失
を調査したところ、０．２１ｄＢ／Ｋｍであり、コイル
化による損失の増加は認められなかった。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明の光ファイバ
コイルは、接着剤層が光ファイバ素線の表面の一部また
は全面に接着剤層を設けて巻線されているので、その作
製には鍔なしボビンが使用でき、或いはまたボビンレス
にすることができる。したがって、本発明の光ファイバ
コイルは、小径であり、非常に限られたスペースに用い
ることができ、光ファイバ型デバイスの小型化に有用で
あり、かつ光ファイバコイルの巻き張力を緩和すること
ができるという優れた効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光ファイバコイルの一例の断面図

【図２】 図１のＡ部の拡大図

【図３】 本発明の光ファイバコイルの他の一例の断面
図

【図４】 本発明の光ファイバコイルの作製方法の一例
の概略図

【図５】 本発明の光ファイバコイルの作製方法の他の
一例の概略図

【図６】 従来の光ファイバコイルの断面図

【符号の説明】 １…光ファイバ素線、１′…接着剤層付き光ファイバ素
線、２…接着剤層、２′…接着剤、３…ボビン、４…ダ
イス、５…送り出しリール、６…リール、７…巻線機、
８…鍔、１０…光ファイバコイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 正義 静岡県静岡市用宗巴町３番１号 株式会社 巴川製紙所技術研究所内 (72)発明者 小林 辰志 静岡県静岡市用宗巴町３番１号 株式会社 巴川製紙所技術研究所内 Ｆターム(参考） 2F105 BB13 DD01 DE25 2H038 CA34 CA35 CA37

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ素線の表面の一部または全面
   に接着剤層を設けて巻線してなることを特徴とする光フ
   ァイバコイル。
2. 【請求項２】 光ファイバコイルがボビンを有し、該ボ
   ビンが鍔のない胴のみのボビンであることを特徴とする
   請求項１記載の光ファイバコイル。
3. 【請求項３】 光ファイバコイルがボビンを有しないこ
   とを特徴とする請求項１記載の光ファイバコイル。
4. 【請求項４】 少なくとも、光ファイバ素線の表面の一
   部または全面に接着剤層を設ける工程、および該接着剤
   層を設けた光ファイバ素線を所望の形状に巻線する工程
   を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいず
   れかに記載の光ファイバコイルの作製方法。
5. 【請求項５】 光ファイバ素線の表面の一部または全面
   に接着剤層を設けた後、光ファイバ素線を巻き取ること
   なく所望の形状に巻線することを特徴とする請求項４に
   記載の光ファイバコイルの作製方法。