JP2007293257A - 光ファイバコイルおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 単心線間に必要以上の間隔をあけることなく、かつ、単心線に必要以上の応力が加わらないようにしてなり、かつ、時間的あるいは経済的なコストが小さくて済む光ファイバコイルおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】 複数の単心線ｆ１〜ｆｎが平行に配列され、被覆部Ｓにより一体的に構成された光ファイバリボン１の両端で、少なくとも１本の単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続されてなることを特徴とする光ファイバコイル。
【選択図】 図２
【解決手段】 複数の単心線ｆ１〜ｆｎが平行に配列され、被覆部Ｓにより一体的に構成された光ファイバリボン１の両端で、少なくとも１本の単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続されてなることを特徴とする光ファイバコイル。
【選択図】 図２
Description
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製造方法に関するものである。
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、エルビウム、ツリウム、プロセオジム等をドープした光ファイバアンプ、分散補償光ファイバを用いた分散補償器、あるいは非線形光学デバイスとして、光ファイバ型デバイスが注目を集めている。
光ファイバ型デバイスは光ファイバにより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良く、外的なノイズを受けにく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。
しかしながら、必要とする光ファイバ長が長いと、かさばってしまうという欠点がある。この欠点を回避するために、小径のボビン等に巻線した光ファイバコイルと呼ばれる形態で用いられる。
光ファイバコイルの一般的な作製方法は、まず最初の工程において、長い１本の単心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。接着剤層は、コイル巻きした時に隣接する光ファイバ同士が接着して相互に固定されるように、単心線の表面の少なくとも一部に設けるものである。
次の工程において、接着剤層が設けられた単心線が、所定の径を有するボビン等の上に、巻線機を用いてコイル巻きされる。このとき、単心線間の間隔を狭めてコイル全体をコンパクトにするために、単心線に応力をかけた状態で巻く。
そして、適当な方法を用いて接着剤層を乾燥または硬化させて、所定の巻き径、巻き幅、巻き長を有する光ファイバコイルが作製される（例えば、特許文献１参照）。
光ファイバ型デバイスは光ファイバにより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良く、外的なノイズを受けにく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。
しかしながら、必要とする光ファイバ長が長いと、かさばってしまうという欠点がある。この欠点を回避するために、小径のボビン等に巻線した光ファイバコイルと呼ばれる形態で用いられる。
光ファイバコイルの一般的な作製方法は、まず最初の工程において、長い１本の単心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。接着剤層は、コイル巻きした時に隣接する光ファイバ同士が接着して相互に固定されるように、単心線の表面の少なくとも一部に設けるものである。
次の工程において、接着剤層が設けられた単心線が、所定の径を有するボビン等の上に、巻線機を用いてコイル巻きされる。このとき、単心線間の間隔を狭めてコイル全体をコンパクトにするために、単心線に応力をかけた状態で巻く。
そして、適当な方法を用いて接着剤層を乾燥または硬化させて、所定の巻き径、巻き幅、巻き長を有する光ファイバコイルが作製される（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記のような従来の光ファイバコイルの作製方法には問題点があった。
すなわち、単心線間に必要以上の間隔をあけることなく、かつ、単心線に必要以上の応力が加わらないようにコイル巻きしようとすると、調整等のために時間的あるいは経済的なコストが大きくなっていた。
なお、単心線に必要以上の応力が加わると光伝送損失の原因となる。
すなわち、単心線間に必要以上の間隔をあけることなく、かつ、単心線に必要以上の応力が加わらないようにコイル巻きしようとすると、調整等のために時間的あるいは経済的なコストが大きくなっていた。
なお、単心線に必要以上の応力が加わると光伝送損失の原因となる。
本発明は、以上のような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とする処は、単心線間に必要以上の間隔をあけることなく、かつ、単心線に必要以上の応力が加わらないようにしてなり、時間的あるいは経済的なコストが小さくて済む光ファイバコイルおよびその製造方法を提供することにある。
本発明は、下記の技術的構成により、前記課題を解決できたものである。
（１）複数の単心線が平行に配列され、被覆部により一体的に構成された光ファイバリボンの両端で、少なくとも１本の前記単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続されてなることを特徴とする光ファイバコイル。
（２）単心線ｆ１、ｆ２、ｆ３、‥‥‥‥‥‥、ｆｎがこの順序に平行に配列され、被覆部により一体的に構成された光ファイバリボンの両端で、ｆ１とｆ２、ｆ２とｆ３、‥‥‥‥‥‥、ｆｎ−１とｆｎが繋がるように接続されてなることを特徴とする光ファイバコイル。
（３）前記被覆部は、前記単心線の片面のみを覆っていることを特徴とする前記（１）または（２）記載の光ファイバコイル。
（４）前記被覆部は、シリコーンゴムからなることを特徴とする前記（１）ないし（３）のいずれか記載の光ファイバコイル。
（５）前記接続は、融着接続であることを特徴とする前記（１）または（２）記載の光ファイバコイル。
（６）前記（１）ないし（５）のいずれか記載の光ファイバコイルが束ねられてなることを特徴とする結束状光ファイバコイル。
（７）前記（６）記載の結束状光ファイバコイルについて、光ファイバリボンの両端部以外の部分をコート部で被覆してなることを特徴とする結束状光ファイバコイル。
（８）複数の単心線を平行に配列して、被覆部により一体的に構成して光ファイバリボンとする工程と、その両端で、少なくとも１本の前記単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続する工程とを有することを特徴とする光ファイバコイルの製造方法。
（９）複数の単心線を平行に配列して、被覆部により一体的に構成して光ファイバリボンとする工程と、その両端で、少なくとも１本の前記単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続して光ファイバコイルとする工程と、前記光ファイバコイルを束ねる工程とを有することを特徴とする結束状光ファイバコイルの製造方法。
（１０）複数の単心線を平行に配列して、被覆部により一体的に構成して光ファイバリボンとする工程と、前記光ファイバリボンを束ねる工程と、その両端で、少なくとも１本の前記単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続する工程とを有することを特徴とする結束状光ファイバコイルの製造方法。
（２）単心線ｆ１、ｆ２、ｆ３、‥‥‥‥‥‥、ｆｎがこの順序に平行に配列され、被覆部により一体的に構成された光ファイバリボンの両端で、ｆ１とｆ２、ｆ２とｆ３、‥‥‥‥‥‥、ｆｎ−１とｆｎが繋がるように接続されてなることを特徴とする光ファイバコイル。
（３）前記被覆部は、前記単心線の片面のみを覆っていることを特徴とする前記（１）または（２）記載の光ファイバコイル。
（４）前記被覆部は、シリコーンゴムからなることを特徴とする前記（１）ないし（３）のいずれか記載の光ファイバコイル。
（５）前記接続は、融着接続であることを特徴とする前記（１）または（２）記載の光ファイバコイル。
（６）前記（１）ないし（５）のいずれか記載の光ファイバコイルが束ねられてなることを特徴とする結束状光ファイバコイル。
（７）前記（６）記載の結束状光ファイバコイルについて、光ファイバリボンの両端部以外の部分をコート部で被覆してなることを特徴とする結束状光ファイバコイル。
（８）複数の単心線を平行に配列して、被覆部により一体的に構成して光ファイバリボンとする工程と、その両端で、少なくとも１本の前記単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続する工程とを有することを特徴とする光ファイバコイルの製造方法。
（９）複数の単心線を平行に配列して、被覆部により一体的に構成して光ファイバリボンとする工程と、その両端で、少なくとも１本の前記単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続して光ファイバコイルとする工程と、前記光ファイバコイルを束ねる工程とを有することを特徴とする結束状光ファイバコイルの製造方法。
（１０）複数の単心線を平行に配列して、被覆部により一体的に構成して光ファイバリボンとする工程と、前記光ファイバリボンを束ねる工程と、その両端で、少なくとも１本の前記単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続する工程とを有することを特徴とする結束状光ファイバコイルの製造方法。
本発明によれば、単心線間に必要以上の間隔をあけることなく、かつ、単心線に必要以上の応力が加わらないようにしてなり、時間的あるいは経済的なコストが小さくて済む光ファイバコイルおよびその製造方法を提供することができる。
すなわち、予め複数の単心線が平行に配列され、被覆部により一体的に構成された光ファイバリボンを用いることで、単心線間の間隔を、必要以上の応力をかけずに、狭く、しかも一定にコントロールできる。また、巻き取り時間を不要に、あるいは短くでき、接着剤も不要に、あるいは減らして接着剤塗布の手間を軽減できる。したがって光ファイバコイルを簡単に製造でき、時間的あるいは経済的なコストが小さくて済む。
さらに、光ファイバリボンは温度の変化による形状の崩れや光伝送損失増加が小さく、これを用いて作製された光ファイバコイルも温度変化の影響をうけにくく、実環境に対する信頼性も向上する。
すなわち、予め複数の単心線が平行に配列され、被覆部により一体的に構成された光ファイバリボンを用いることで、単心線間の間隔を、必要以上の応力をかけずに、狭く、しかも一定にコントロールできる。また、巻き取り時間を不要に、あるいは短くでき、接着剤も不要に、あるいは減らして接着剤塗布の手間を軽減できる。したがって光ファイバコイルを簡単に製造でき、時間的あるいは経済的なコストが小さくて済む。
さらに、光ファイバリボンは温度の変化による形状の崩れや光伝送損失増加が小さく、これを用いて作製された光ファイバコイルも温度変化の影響をうけにくく、実環境に対する信頼性も向上する。
上記課題を解決するために、本願発明者は、複数の単心線が平行に配列され、被覆部によりテープ状に一体的に構成された光ファイバリボンを利用して、容易に光ファイバコイルが作製されることを見出し、本願発明に到った。
図１〜図３を用いて説明する。
図１は、長さＬを有する光ファイバリボンをＣの字状に曲げた状態を示す側面図であり、Ｙ部分において、図２の構成によりその端部が接続される。図２は、光ファイバリボンの両端周辺（図１のＹ部分）の拡大図、図３は、光ファイバリボンの端部を示す説明図である。
１は光ファイバリボン、ｆ１〜ｆ５は単心線、Ｓは被覆部、ｄは被覆部の厚さである。
図１は、長さＬを有する光ファイバリボンをＣの字状に曲げた状態を示す側面図であり、Ｙ部分において、図２の構成によりその端部が接続される。図２は、光ファイバリボンの両端周辺（図１のＹ部分）の拡大図、図３は、光ファイバリボンの端部を示す説明図である。
１は光ファイバリボン、ｆ１〜ｆ５は単心線、Ｓは被覆部、ｄは被覆部の厚さである。
本発明の光ファイバリボン１は光ファイバテープ心線としての機能を有し、長さＬの単心線ｎ（ｎは整数）本、ｆ１、ｆ２、ｆ３、‥‥‥‥‥‥、ｆｎ（図ではｎ＝５）がこの順序に平行に配列され、被覆部Ｓにより一体的に構成される。
被覆部Ｓは、単心線ｆ１〜ｆ５の両面を覆っていても、あるいは片面のみを覆っていてもよい。図３に示すように、片側のみを覆っているほうが、可撓性に優れて好ましい。
被覆部の厚さｄは５０μｍ〜５００μｍが好ましい。さらに好ましくは５０μｍ〜２５０μｍである。５０μｍ未満だと意図せず単心線ｆ１〜ｆ５が分離してしまう場合があり、５００μｍを超えると可撓性が十分でない。
被覆部Ｓの材料としては、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樹脂等に熱可塑性接着剤、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を加えた種々のものが使用できる。上記被覆部Ｓの材料のなかでは、可撓性のあるシリコーン系樹脂、なかでもシリコーンゴムが特に好ましい。
シリコーンゴムは、下記に述べる硬さが２０〜９０であり、且つ、引張り強度が１５〜８０ｋｇｆ／ｃｍ２が好ましい。より好ましくは、硬さが２５〜７５で、且つ引張り強度が１５〜６０ｋｇｆ／ｃｍ２のものであり、さらに好ましくは、硬さ３０〜６５で、且つ、引張り強度が１５〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２のものである。
シリコーンゴムの硬さが２０より低く、且つ、引張り強度が１５ｋｇｆ／ｃｍ２より低い場合は、得られる光ファイバリボン１の側圧、捻れ等に対する強度が十分でなく、作業時において、少しの歪に対しても光ファイバリボン１の破断が起こり易くなる。
また、硬さが９０より高く、且つ、引張り強度が８０ｋｇｆ／ｃｍ２より高い場合は、可撓性が十分でなく、また、単心線ｆ１〜ｆ５への分離性が不十分となる。
なお、ここでいう「硬さ」とは、ＪＩＳ Ｋ６２４９に規定される方法に準拠して測定される「デュロメータ硬さ」を意味する。すなわち、シリコーンゴムを用いて厚さ６ｍｍの試験片を作製し、タイプＡデュロメータにて、試験片の垂直上面より衝撃が加わらないようにデュロメータの押針を押しつけ、目盛りを読み取ることにより測定される値をいう。なお、デュロメータは、ばねを介して押し付けた時の押針の押え込み深さから硬さを求める試験機である。
そして、図２に示すように、α側の単心線ｆ１の一端とβ側の単心線ｆ２の他端、α側の単心線ｆ２の一端とβ側の単心線ｆ３の他端、‥‥‥‥‥‥、α側の単心線ｆｎ−１の一端とβ側の単心線ｆｎの他端というように、光ファイバリボン１の両端で、単心線ｆ１〜ｆ４の一端と単心線ｆ２〜ｆ５の他端が繋がるようにして接続（接続点の数はｎ−１）することにより、単心線ｆ１の他端から単心線ｆｎの一端までの、長い１本の光ファイバコイルが形成される。なお、この光ファイバコイルは大きな径を有するらせん状になっており、本発明の光ファイバコイルの一形態である。
両端の接続の仕方としては、融着接続、メカニカルスリーブを用いる方法、コネクタ接続などが可能であるが、接続による光伝送損失が小さな融着接続が好ましい。さらに接続部は、保護スリーブ等により保護されているのが好ましい。
接続点での光接続損失の総計を小さくするという意味では、ｎを小さくしてＬを大きくすることが好ましいといえる。
光ファイバリボン１中の単心線数ｎを多くすると、光ファイバ長Ｌを短くすることができ、径の小さな光ファイバコイルが作製される。このとき、単心線数ｎを大きくしたことにより光ファイバリボン１の幅は必然的に大きくなる。スペースの都合で光ファイバコイルの径を小さくしたいとき等は、このようにｎを大きくしてＬを小さくすることができる。
以上のように、単心線数ｎと光ファイバ長Ｌの値をいかに選択するかは、どのような径、幅、長さ、形状等の光ファイバコイルを所望するかにより適宜選択される。
また、ｎ−１の接続点を同時に接続することが好ましいが、市販の融着接続機のように接続本数が規定されている場合は、その規定値に合わせてｎの数を選択するのがよい。例えば、４対同時の接続しかできない融着接続機の場合は、ｎの数を５とするのが好ましい。
なお、本発明は、図２において説明したように、単心線ｆ１と単心線ｆ２、単心線ｆ２と単心線ｆ３、‥‥‥‥‥‥、単心線ｆｎ−１と単心線ｆｎが接続される実施態様に限定されるものではない。例えば、図２のα側の単心線ｆ１とβ側の単心線ｆ３、α側の単心線ｆ２とβ側の単心線ｆ４、‥‥‥‥‥‥、α側の単心線ｆｎ−２とβ側の単心線ｆｎ、α側の単心線ｆｎ−１とβ側の単心線ｆ１が接続され、全体として各単心線の端部が接続されて１本の光ファイバコイルがつくられるような場合も、包含されることはいうまでもない。
また、図２のα側の単心線ｆ１とβ側の単心線ｆ３、α側の単心線ｆ２とβ側の単心線ｆ４、‥‥‥‥‥‥、α側の単心線ｆｎ−２とβ側の単心線ｆｎが接続され、２本の光ファイバコイルが同時につくられるような場合も包含される。
すなわち、本発明の光ファイバコイルは、複数の単心線が平行に配列され、被覆部により一体的に構成された光ファイバリボンの両端で、少なくとも１本の単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続されてなることを特徴とする。
すなわち、本発明の光ファイバコイルは、複数の単心線が平行に配列され、被覆部により一体的に構成された光ファイバリボンの両端で、少なくとも１本の単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続されてなることを特徴とする。
本発明の光ファイバリボン１を構成する単心線ｆ１〜ｆｎの素材は何等限定されるものではなく、その用途等に応じて、適宜選択すればよい。例えば、石英、プラスチック等の材料からなる単心線やエルビウム、ツリウム、プロセオジム等をドープした光ファイバアンプ用の単心線を、マルチモード、シングルモード問わず、用いることができる。
また、単心線ｆ１〜ｆｎの外径や光ファイバ長Ｌ、光ファイバリボン１を構成する単心線数ｎも何等限定されるものではない。
以上のように、本発明の光ファイバコイルによれば、予め複数の単心線ｆ１〜ｆｎが平行に配列され、被覆部Ｓにより一体的に構成された光ファイバリボン１を用いることで、単心線ｆ１〜ｆｎ間の間隔を、必要以上の応力をかけずに、狭く、しかも一定とできる。また、光ファイバリボン１の巻き取り、光ファイバリボン１を固定する接着剤が不要であり、時間的あるいは経済的なコストが小さくて済む。
さらに、光ファイバリボン１は温度の変化による形状の崩れや光伝送損失増加が小さく、これを用いて作製された光ファイバコイルも温度変化の影響をうけにくく、実環境に対する信頼性も向上する。
以上のように、本発明の光ファイバコイルによれば、予め複数の単心線ｆ１〜ｆｎが平行に配列され、被覆部Ｓにより一体的に構成された光ファイバリボン１を用いることで、単心線ｆ１〜ｆｎ間の間隔を、必要以上の応力をかけずに、狭く、しかも一定とできる。また、光ファイバリボン１の巻き取り、光ファイバリボン１を固定する接着剤が不要であり、時間的あるいは経済的なコストが小さくて済む。
さらに、光ファイバリボン１は温度の変化による形状の崩れや光伝送損失増加が小さく、これを用いて作製された光ファイバコイルも温度変化の影響をうけにくく、実環境に対する信頼性も向上する。
次に、本発明の他の実施態様である結束状光ファイバコイルについて説明する。
本発明の結束状光ファイバコイルは、上記光ファイバコイルを束ねてコンパクトにしたことを特徴とするものであって、その束ね方については特に限定されるものではない。例えば、らせん状に、あるいは渦巻き状に束ねるやり方等がある。
図４に、らせん状に束ねられた本発明の結束状光ファイバコイルの側面図を示す。
２は融着により単心線ｆ１〜ｆｎを接続した融着部、Ｘは本発明の結束状光ファイバコイルである。
融着部２は融着により硬化されているので巻き取ることが難しいが、それでも十分にコンパクトな光ファイバコイルＸとなる。
本発明の結束状光ファイバコイルは、上記光ファイバコイルを束ねてコンパクトにしたことを特徴とするものであって、その束ね方については特に限定されるものではない。例えば、らせん状に、あるいは渦巻き状に束ねるやり方等がある。
図４に、らせん状に束ねられた本発明の結束状光ファイバコイルの側面図を示す。
２は融着により単心線ｆ１〜ｆｎを接続した融着部、Ｘは本発明の結束状光ファイバコイルである。
融着部２は融着により硬化されているので巻き取ることが難しいが、それでも十分にコンパクトな光ファイバコイルＸとなる。
なお、図４では、単心線ｆ１と単心線ｆ５を光ファイバリボン１から分離した様子を示している。単心線ｆ１と単心線ｆ５を他のデバイスと接続することで、光ファイバコイルＸを光ファイバ伝送路として使用できる。
以上のように、本発明の結束状光ファイバコイルＸによれば、図１に示す大きな径の光ファイバコイルをよりコンパクトにできる。
また、図５に示すように、結束状光ファイバコイルについて、光ファイバリボンの両端部以外の部分をコート部で被覆することもできる。
Ｃはコート部、Ｗはコート部Ｃを有する結束状光ファイバコイルである。
コート部Ｃには、シリコンゴム、ナフサゴム、ブチルゴム等のゴム系材料の他、一般的な樹脂等も使用できるが、光ファイバリボン１１に応力がかかりにくく、環境の変化に対して膨張、収縮の少ないゴム系材料が好ましい。また、難燃性や耐熱性、絶縁性等の機能を持たせた材料を用いることにより、諸所の特性を付加させることも可能である。
コート部Ｃによる被覆により、コイル形状を固定して光伝送損失変動を低減することができる。
また、図５に示すように、結束状光ファイバコイルについて、光ファイバリボンの両端部以外の部分をコート部で被覆することもできる。
Ｃはコート部、Ｗはコート部Ｃを有する結束状光ファイバコイルである。
コート部Ｃには、シリコンゴム、ナフサゴム、ブチルゴム等のゴム系材料の他、一般的な樹脂等も使用できるが、光ファイバリボン１１に応力がかかりにくく、環境の変化に対して膨張、収縮の少ないゴム系材料が好ましい。また、難燃性や耐熱性、絶縁性等の機能を持たせた材料を用いることにより、諸所の特性を付加させることも可能である。
コート部Ｃによる被覆により、コイル形状を固定して光伝送損失変動を低減することができる。
次に、本発明の光ファイバコイルの製造方法について説明する。
本発明の光ファイバコイルの製造方法は、複数の単心線ｆ１〜ｆｎを平行に配列して、被覆部Ｓにより一体的に構成して光ファイバリボン１とする工程と、その両端で、少なくとも１本の単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続する工程とを有することを特徴とする。
本発明の光ファイバコイルの製造方法は、複数の単心線ｆ１〜ｆｎを平行に配列して、被覆部Ｓにより一体的に構成して光ファイバリボン１とする工程と、その両端で、少なくとも１本の単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続する工程とを有することを特徴とする。
まず、複数の単心線ｆ１〜ｆｎを平行に配列して、被覆部Ｓにより一体的に構成して光ファイバリボン１とする。
被覆の方法については特に限定されるものではないが、例えば、特開２００４−２４０１５２に記載されている方法のように、平面上に配置した複数本の単心線の上に被覆材料を塗布した後、成形治具を用いて被覆材料を成形する方法などが本発明に好適に用いられる。
そして、光ファイバリボン１の両端で、少なくとも１本の単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように、融着接続器、メカニカルスリーブを用いる方法、コネクタ接続などにより接続する。
以上により、本発明の光ファイバコイルが製造される。
被覆の方法については特に限定されるものではないが、例えば、特開２００４−２４０１５２に記載されている方法のように、平面上に配置した複数本の単心線の上に被覆材料を塗布した後、成形治具を用いて被覆材料を成形する方法などが本発明に好適に用いられる。
そして、光ファイバリボン１の両端で、少なくとも１本の単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように、融着接続器、メカニカルスリーブを用いる方法、コネクタ接続などにより接続する。
以上により、本発明の光ファイバコイルが製造される。
次に、本発明の結束状光ファイバコイルの製造方法について説明する。
本発明の結束状光ファイバコイルの製造方法は、上記光ファイバコイルを束ねることを特徴とする。
束ねる際には、ボビン、下記図６と図７で説明する巻き取り治具等が光ファイバリボン１を隙間なくコンパクトに束ねることができて好ましい。ただし、光ファイバリボン１の急角度の曲げにより光伝送損失が生じないように負荷を調整する必要がある。
本発明の結束状光ファイバコイルの製造方法は、上記光ファイバコイルを束ねることを特徴とする。
束ねる際には、ボビン、下記図６と図７で説明する巻き取り治具等が光ファイバリボン１を隙間なくコンパクトに束ねることができて好ましい。ただし、光ファイバリボン１の急角度の曲げにより光伝送損失が生じないように負荷を調整する必要がある。
図６〜図７を用いて、巻き取り治具１１を用いる場合について説明する。
図６は巻き取り治具の斜視図、図７（ａ）〜（ｃ）は巻き取り治具による巻き取りの説明図である。なお、図７において、基板１２および縦板１３は省略して示している。
図６および図７において、１１は巻き取り治具、１２は基板、１３は縦板、１４は回転板、１５ａ、１５ｂは回転板１４と一体的に構成される巻き取り軸であり、又、白抜き矢印は回転板１４の回転方向を示す。
図６は巻き取り治具の斜視図、図７（ａ）〜（ｃ）は巻き取り治具による巻き取りの説明図である。なお、図７において、基板１２および縦板１３は省略して示している。
図６および図７において、１１は巻き取り治具、１２は基板、１３は縦板、１４は回転板、１５ａ、１５ｂは回転板１４と一体的に構成される巻き取り軸であり、又、白抜き矢印は回転板１４の回転方向を示す。
図６に示す巻き取り治具１１は、基板１２に縦板１３を接合し、縦板１３に円形の回転板１４を、その中心を回転の軸として回転自在になるように取り付けている。
そして、回転板１４（中心軸と回転板１４は垂直の関係）上に、回転の軸と平行に並列した２本の巻き取り軸１５ａ、１５ｂ（例えば、ステンレス製で直径３０ｍｍ）を有している。なお、この２本の巻き取り軸１５ａ、１５ｂの中点が回転の軸になっている。
そして、回転板１４（中心軸と回転板１４は垂直の関係）上に、回転の軸と平行に並列した２本の巻き取り軸１５ａ、１５ｂ（例えば、ステンレス製で直径３０ｍｍ）を有している。なお、この２本の巻き取り軸１５ａ、１５ｂの中点が回転の軸になっている。
本発明の結束状光ファイバコイルは、図６の巻き取り治具１１を使用して図７（ａ）〜（ｃ）の工程を経て作製されるのが好ましい。すなわち、図７（ａ）に示すように、光ファイバコイルの融着点２から最も離れた箇所を巻き取り軸１５ａに引っ掛けるように設置、固定した後、光ファイバコイルに応力をかけながら、回転板１４を回転させる（図では時計回り）。なお、光ファイバコイルは単心線ｆ１〜ｆ５が一体となっているので応力が分散され、単心線に必要以上の応力がかかることは少ない。
次に、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、回転にしたがって光ファイバコイルが巻き取られ、らせん状や渦巻き状などの所望の形状（図では渦巻き状）に束ねられる。そして、融着部２を残した結束状光ファイバコイルＸを作製できる。
ボビンを用いて結束状光ファイバコイルを作製する場合も、束ねるやり方は同様である。
束ねる際に用いられるボビンとしては、鉄やアルミニウム等の金属や、プラスチック、ガラス等によりなるものを適宣選択して使用できる。温度変化や湿度変化による寸法変化の影響を小さくするためには、金属、ガラス、ガラス繊維やフィラーが混入されたプラスチック等が好ましい。さらに、ボビンのサイズには特に制限はなく、光ファイバの曲げ特性やボビン設置スペースに合わせて選択することが可能である。
束ねる際に用いられるボビンとしては、鉄やアルミニウム等の金属や、プラスチック、ガラス等によりなるものを適宣選択して使用できる。温度変化や湿度変化による寸法変化の影響を小さくするためには、金属、ガラス、ガラス繊維やフィラーが混入されたプラスチック等が好ましい。さらに、ボビンのサイズには特に制限はなく、光ファイバの曲げ特性やボビン設置スペースに合わせて選択することが可能である。
また、束ねる際には、光ファイバリボン１に接着剤を付与し、隣接する光ファイバリボン１同士が接着して相互に固定するやり方を採用することもできる。この接着剤としては、光ファイバリボン１を巻き取ることにより生じた張力に対して、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る。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樹脂等に熱可塑性接着剤、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を加えた種々のものが使用できる。なお、単心線ｆ１〜ｆ５ごとに接着する必要はないので、従来に比べ、接着剤量を減らして接着剤塗布の手間も軽減できる。
また、工程の順序を入れ換えてもよい。
すなわち、複数の単心線を平行に配列して、被覆部により一体的に構成して光ファイバリボンとし、該光ファイバリボンを束ねて、その両端で、少なくとも１本の単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続してもよい。
すなわち、複数の単心線を平行に配列して、被覆部により一体的に構成して光ファイバリボンとし、該光ファイバリボンを束ねて、その両端で、少なくとも１本の単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続してもよい。
また、光ファイバリボンの両端部以外の部分を液状のゴム系材料や樹脂等に浸漬させ、引き上げて、乾燥・硬化させることで、光ファイバコイルを被覆するコート部Ｃを形成することができる。
コート部Ｃは形成してもしなくてもよいが、応力に対して耐久力が極めて優れる点で、形成することが好ましい。
コート部Ｃの形成は、光ファイバコイルを束ねた後、または、光ファイバリボンを束ねた後であれば、適宜行うことができる。
コート部Ｃは形成してもしなくてもよいが、応力に対して耐久力が極めて優れる点で、形成することが好ましい。
コート部Ｃの形成は、光ファイバコイルを束ねた後、または、光ファイバリボンを束ねた後であれば、適宜行うことができる。
以上のように、本発明の光ファイバコイルの製造方法および本発明の結束状光ファイバコイルの製造方法によれば、従来のように長い１本の単心線をボビン等に接着剤を用いて巻いていく方法に比べて、巻き取り時間を不要に、あるいは短くでき、接着剤も不要に、あるいは減らして接着剤塗布の手間を軽減できる。したがって光ファイバコイルを簡単に製造でき、時間的あるいは経済的なコストが小さくて済む。
＜実施例１＞
単心線ｆ１〜ｆ５として、長さ１．１メートルの単心線５本を用いた。
単心線ｆ１〜ｆ５として、長さ１．１メートルの単心線５本を用いた。
この単心線ｆ１〜ｆ５（古河電工社製、石英系シングルモード光ファイバ、外径０．２５ｍｍ）を平行に配列し、その片面だけを被覆部Ｓによって一体的に被覆して光ファイバリボン１とした。
被覆部Ｓには、常温硬化性シリコーンゴム（ＧＥ東芝シリコーン製ＴＳＥ３９２：硬さ２６引張り強さ１６ｋｇｆ／ｃｍ２）を用いた。被覆部の厚さｄは１００μｍである。
なお、単心線ｆ１〜ｆ５から、片面被覆の光ファイバリボン１を作製する方法は下記の通りである。平面上に配置した単心線ｆ１〜ｆ５の上に被覆材料である硬化前の前記常温硬化性シリコーンゴムを塗布した後、成形治具を用いて被覆材料を成形し、乾燥により硬化させた。
光ファイバリボン１の一端から３ｃｍの被覆部Ｓ（被覆材料３および心線の被覆を含む）を単心線ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の４本について、ホットストリッパを用いて除去した。
同様に、光ファイバリボンの他端から３ｃｍの被覆部Ｓ（被覆材料３および心線の被覆を含む）を単心線ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５の４本について除去した。
したがって、これらの部分は被覆の無い光ファイバ素線の状態になっている。
この光ファイバ素線の状態になった４対の単心線（ｆ１とｆ２、ｆ２とｆ３、ｆ３とｆ４、ｆ４とｆ５）の先端を１ｃｍだけ光ファイバカッターでカットした後、４対をそれぞれ、４対同時接続型の融着接続器を用いて接続して融着部２とし、熱収縮性の保護スリーブで保護した。
この光ファイバ素線の状態になった４対の単心線（ｆ１とｆ２、ｆ２とｆ３、ｆ３とｆ４、ｆ４とｆ５）の先端を１ｃｍだけ光ファイバカッターでカットした後、４対をそれぞれ、４対同時接続型の融着接続器を用いて接続して融着部２とし、熱収縮性の保護スリーブで保護した。
以上により、実施例１の光ファイバコイルとして、長さ約５．４ｍの１本の光ファイバコイルが製造された。
実施例１の光ファイバコイルは、単心線ｆ１〜ｆ５が一体となって光ファイバリボン１を構成しているので、単心線間に必要以上の間隔をあけることなく、かつ、単心線に必要以上の応力が加わらないようにしてなっており、実用上問題なかった。また、巻き取りおよび接着剤の塗布の必要がなく、時間的あるいは経済的なコストが従来より小さくて済んだ。
＜実施例２＞
次に、実施例２の結束状光ファイバコイルについて説明する。
実施例１で作製した光ファイバコイルを、上述の巻き取り治具１１を用いてらせん状に束ね、実施例２の結束状光ファイバコイルＸを作製した。
次に、実施例２の結束状光ファイバコイルについて説明する。
実施例１で作製した光ファイバコイルを、上述の巻き取り治具１１を用いてらせん状に束ね、実施例２の結束状光ファイバコイルＸを作製した。
なお、光ファイバコイルを束ねる際には、予めディスペンサ装置を用いて光ファイバコイル間に紫外線硬化型接着剤（ビスコタックＰＭ−６５４、大阪有機化学工業製）を付与し、巻き取りした後、紫外線照射装置によって紫外線硬化処理（照射強度２０ｍＷ／ｃｍ２、２分）を行なった。
この結束状光ファイバコイルＸは、光ファイバｆ１の他端から光ファイバｆ５の一端までの長さ約５．４ｍの１本の光ファイバコイルとなっており、その光伝送損失は約０．８ｄＢであった。
実施例２の結束状光ファイバコイルは、単心線ｆ１〜ｆ５が一体となって光ファイバリボン１を構成しているので、単心線間に必要以上の間隔をあけることなく、かつ、単心線に必要以上の応力が加わらないようにしてなっており、実用上問題なかった。また、約５．４ｍの長さであるにもかかわらず、束ねられているので大きさもコンパクトであった。製造にあたっては、すでに単心線ｆ１〜ｆ５が一体となった光ファイバリボン１を巻き取るので巻き取り時間が短く、接着剤も光ファイバリボン１同士を接着すればよいので塗布の手間が軽減された。したがって、時間的あるいは経済的なコストが従来より小さくて済んだ。
＜実施例３＞
次に、実施例３の結束状光ファイバコイルについて説明する。
実施例２で作製した結束状光ファイバコイルを、光ファイバリボンの両端部以外の部分を液状のシリコンゴム（東レダウコーニング社製 商品名：ＳＥ９１８９Ｌ）に浸漬させ、引き上げて、乾燥・硬化させることで、実施例３の結束状光ファイバコイルＷを作製した。
この結束状光ファイバコイルＷは、光ファイバｆ１の他端から光ファイバｆ５の一端までの長さ約５．４ｍの１本の光ファイバコイルとなっている。
また、実施例３の結束状光ファイバコイルは、応力に対して耐久力が極めて優れていた。
次に、実施例３の結束状光ファイバコイルについて説明する。
実施例２で作製した結束状光ファイバコイルを、光ファイバリボンの両端部以外の部分を液状のシリコンゴム（東レダウコーニング社製 商品名：ＳＥ９１８９Ｌ）に浸漬させ、引き上げて、乾燥・硬化させることで、実施例３の結束状光ファイバコイルＷを作製した。
この結束状光ファイバコイルＷは、光ファイバｆ１の他端から光ファイバｆ５の一端までの長さ約５．４ｍの１本の光ファイバコイルとなっている。
また、実施例３の結束状光ファイバコイルは、応力に対して耐久力が極めて優れていた。
１ 光ファイバリボン
２ 接続部
１１ 巻き取り治具（結束状光ファイバコイル作製装置）
１２ 基板
１３ 縦板
１４ 回転板
１５ａ、１５ｂ 巻き取り軸
ｄ 被覆部の厚さ
ｆ１〜ｆ５ 単心線
Ｃ コート部
Ｓ 被覆部
Ｘ 結束状光ファイバコイル
Ｗ コート部を有する結束状光ファイバコイル
２ 接続部
１１ 巻き取り治具（結束状光ファイバコイル作製装置）
１２ 基板
１３ 縦板
１４ 回転板
１５ａ、１５ｂ 巻き取り軸
ｄ 被覆部の厚さ
ｆ１〜ｆ５ 単心線
Ｃ コート部
Ｓ 被覆部
Ｘ 結束状光ファイバコイル
Ｗ コート部を有する結束状光ファイバコイル
Claims (10)
- 複数の単心線が平行に配列され、被覆部により一体的に構成された光ファイバリボンの両端で、少なくとも１本の前記単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続されてなることを特徴とする光ファイバコイル。
- 単心線ｆ１、ｆ２、ｆ３、‥‥‥‥‥‥、ｆｎがこの順序に平行に配列され、被覆部により一体的に構成された光ファイバリボンの両端で、ｆ１とｆ２、ｆ２とｆ３、‥‥‥‥‥‥、ｆｎ−１とｆｎが繋がるように接続されてなることを特徴とする光ファイバコイル。
- 前記被覆部は、前記単心線の片面のみを覆っていることを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバコイル。
- 前記被覆部は、シリコーンゴムからなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載の光ファイバコイル。
- 前記接続は、融着接続であることを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバコイル。
- 請求項１ないし５のいずれか記載の光ファイバコイルが束ねられてなることを特徴とする結束状光ファイバコイル。
- 請求項６記載の結束状光ファイバコイルについて、光ファイバリボンの両端部以外の部分をコート部で被覆してなることを特徴とする結束状光ファイバコイル。
- 複数の単心線を平行に配列して、被覆部により一体的に構成して光ファイバリボンとする工程と、その両端で、少なくとも１本の前記単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続する工程とを有することを特徴とする光ファイバコイルの製造方法。
- 複数の単心線を平行に配列して、被覆部により一体的に構成して光ファイバリボンとする工程と、その両端で、少なくとも１本の前記単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続して光ファイバコイルとする工程と、前記光ファイバコイルを束ねる工程とを有することを特徴とする結束状光ファイバコイルの製造方法。
- 複数の単心線を平行に配列して、被覆部により一体的に構成して光ファイバリボンとする工程と、前記光ファイバリボンを束ねる工程と、その両端で、少なくとも１本の前記単心線の一端が他の単心線の他端に繋がるように接続する工程とを有することを特徴とする結束状光ファイバコイルの製造方法。
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