JP2019120592A - 光ファイバジャイロ、その製造方法、ファイバ余長収納用ボビンガイド、および光ファイバジャイロのファイバ余長処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ファイバ余長を簡便に収納することのできる光ファイバジャイロを提供する。【解決手段】光ファイバ８がコイル状に巻かれてセンシングコイルをなし、光学部品５ａ、５ｂ等が実装されるボビン１と、ボビン１に取付けられた上縁付き円筒体形状のボビンガイド２とを備えてなり、ボビンガイド２の上縁部には、ファイバの余長部分９を通すための一または複数の溝が設けられ、ファイバの余長９がボビンガイド２の側面４に巻きつけられる。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は光ファイバジャイロ、その製造方法、ファイバ余長収納用ボビンガイド、および光ファイバジャイロのファイバ余長処理方法に係り、特にその簡便化技術に関するものである。

光ファイバジャイロは、長尺の光ファイバが巻回されてなるファイバコイル、光源から導出された光ファイバおよび光検出器に通じる光ファイバを光学的に結合するカプラ、ファイバコイルとカプラ間に配される各種光学部品とから構成される。光学部品は、位相変調器や偏光子を搭載した光ＩＣチップ等である。従来の光ファイバジャイロ製造では、各種光学部品を筐体に取付け、それら光学部品をファイバで接続し、光ファイバの余長部を引き回して保持し、組立てを行なっている。

光ファイバジャイロやその余長処理に関しては従来、技術的な提案も少なからずなされている。たとえば後掲特許文献１には、ユニット単位に簡単に組み立てることができ、光ファイバジャイロの製造コストを低廉化する技術として、ファイバコイルを構成する長尺の光ファイバが所定ターン巻回されたファイバコイル用リールと、カプラから両方向に導出された光ファイバが所定ターン巻回されたカプラ用リールと、少なくとも両リール、光源及び光ＩＣチップを収容するための複数の区画が形成されたハウジング部材を設けるとする構成が開示されている。

また特許文献２には、両端が固定されていて自由端を有さない線材の中間余長部を容易に収納できる装置として、外周面と第一の面を有する回転可能な円板状部材を備え、外周面には環状の巻取溝が形成され、第一の面には案内溝が形成され、案内溝は両端が外周面に接する曲線状をなすとともに巻取溝に接続されるように形成されており、案内溝に配置された線材は巻取溝内を延在するように配置され得、そして円板状部材を回転させることによって線材が巻取溝内に順次巻回されるという構成の装置が開示されている。

特開平１１−２８１３７４号公報「光ファイバジャイロ」 特開平５−２１１２号公報「余長処理装置」

上述の通り従来の光ファイバジャイロは、各種光学部品を筐体に取付け、それら光学部品をファイバで接続し、光ファイバの余長部を引き回して保持することによって組立てられている。そのため、光ファイバの余長処理に工数がかかってしまうことが問題となっている。

このような光ファイバの余長処理については、筐体に接着剤を使用して光ファイバを固定する方法や、開口部がついている収納具を筐体に取付けて収納する方法が採られたり、提案されたりしてきた。しかし、筐体に接着剤を使用して光ファイバを固定する方法では、ファイバを再収納することが難しくなる。また、開口部が付いている収納具を筐体に取付け収納する方法では、収納はしやすいもののファイバ長が長くなった際には収納が困難であり、ファイバの取出しにも時間がかかってしまう。また上記各文献開示技術は、構造が複雑であり、より簡単な方式が望まれる。

そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、光ファイバジャイロ製造においてファイバ余長を簡便に収納することのできる技術を提供することである。

本願発明者は上記課題について検討した結果、光ファイバジャイロの筐体（ボビン）に、溝入のボビンガイドを嵌め合わせて取付けるという簡単な構造によってファイバ余長を簡便に収納できることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。

〔１〕 コイル状に巻かれた光ファイバ（以下、単に「ファイバ」という。）を用いた角速度センサである光ファイバジャイロであって、ファイバが巻かれ光学部品が実装されるボビンと、該ボビンに取付けられた上縁付き円筒体形状のボビンガイドとを備えてなり、該ボビンガイドの上縁部にはファイバの余長部分（以下、「ファイバ余長」という。）を通すための一または複数の溝が設けられていることを特徴とする、光ファイバジャイロ。
〔２〕 前記ボビンガイドは、前記ボビンの光学部品実装面側に取付けられていることを特徴とする、〔１〕に記載の光ファイバジャイロ。
〔３〕 前記ファイバ余長が前記ボビンガイドの側面に巻かれていることを特徴とする、〔１〕または〔２〕に記載の光ファイバジャイロ。
〔４〕 前記ファイバ余長が前記ボビンガイドの前記溝を通して固定されていることを特徴とする、〔１〕、〔２〕、〔３〕のいずれかに記載の光ファイバジャイロ。

〔５〕 光ファイバジャイロのファイバ余長を収納するためにボビンに取付けて用いるボビンガイドであって、該ボビンガイドは上縁付き円筒体形状をなしていてその側面にファイバ余長を巻付けることができ、その上縁部にはファイバ余長を通すための一または複数の溝が設けられていることを特徴とする、ファイバ余長収納用ボビンガイド。
〔６〕 ボビンにファイバを巻付けるファイバ巻付け過程と、請求項５に記載のファイバ余長収納用ボビンガイドをボビンに取付けるボビンガイド取付け過程と、該ボビンに所定の光学部品を実装する実装過程と、該光学部品とファイバの接続時に発生するファイバ余長の該ボビンガイド側面への巻付け、または該ボビンガイドの溝を通した固定の少なくとも一方の処理を行なう余長処理過程とを含むことを特徴とする、光ファイバジャイロ製造方法。
〔７〕 〔５〕に記載のファイバ余長収納用ボビンガイドを用いた余長処理方法であって、光学部品とファイバの接続時に発生するファイバ余長の該ボビンガイド側面への巻付け処理、または該ボビンガイドの溝を通した固定処理の少なくとも一方の処理により行なうことを特徴とする、光ファイバジャイロのファイバ余長処理方法。

本発明の光ファイバジャイロ、その製造方法、ファイバ余長収納用ボビンガイド、および光ファイバジャイロのファイバ余長処理方法は上述のように構成されるため、これらによれば、簡単な構造によって、光ファイバジャイロ製造におけるファイバ余長を簡便に収納処理することができる。また、本発明によれば、ファイバ余長を溝入のボビンガイド外周部に巻付けることで、ファイバ余長の長さに関わらず作業することが可能となる。

さらに本発明によれば、ボビンガイド側面に設けられた溝にファイバを通すことで、ファイバを簡単かつ確実に固定することもできる。加えて、この溝部分は切り落とすだけの加工で形成することができるため、部品代の節約、全体的な製造コスト低減にもつながり、製造上有利である。

本発明光ファイバジャイロの構成例を示す正面視の説明図である。 図１Ａに示す構成例の側断面視の説明図である。 図１Ａ等に示す構成例における光学部品実装前の状態を示す正面視の説明図である。 図２Ａに示す状態の側断面視の説明図である。 本発明光ファイバジャイロ製造方法の構成を示すフロー図である。 図３に示すファイバ巻付け過程完了の状態を示す正面視の説明図である。 図４Ａに示す状態の側断面視の説明図である。 本発明実施例に係るボビンガイドの斜視の写真図である。 本発明実施例に係る光ファイバジャイロの略側面視の写真図である。 本発明実施例に係る光ファイバジャイロの正面視の写真図である。

以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１Ａは、本発明の光ファイバジャイロの構成例を示す正面視の説明図である。また、図１Ｂは図１Ａに示す構成例の側断面視の説明図である。これらに示すように本発明は、コイル状に巻かれてセンシングコイルをなしている光ファイバ（以下、単に「ファイバともいう）８を用いた角速度センサである光ファイバジャイロ１０であり、コイル状のファイバ８（センシングコイル）とともに光学部品５ａ、５ｂ等が実装されるボビン１と、ボビン１に取付けられた上縁付き円筒体形状のボビンガイド２とを備えてなり、ボビンガイド２の上縁部にはファイバの余長部分（ファイバ余長）９を通すための一または複数の溝３が設けられていることを、主たる構成とする。

ボビンガイド２に設けられる溝３の数は一のみでもよいが、図示するように複数であることがより望ましい。後述するファイバ余長の収納処理には溝３の数が多い方が便利だからである。図では溝３の数は８箇所だが、設ける数も任意である。また、溝の幅や奥行きのサイズ、形状も適宜に設計可能であり、複数設ける場合にそれらのサイズや形状が必ずしも同一である必要もない。要するにファイバ７を通しやすく、また固定しやすく、実装する光学部品の仕様に適したものであればよい。

また、ボビンガイド２は、ボビン１の光学部品５ａ等実装面側に取付けられるように形成されるものとする。その反対側はファイバ８がコイル状に巻かれたセンシングコイルが形成されているスペースであるため好ましくなく、また、光学部品５ａ等に接続されるファイバのファイバ余長を処理するのには、それらにより近い箇所が適しているからである。

かかる構成の本発明光ファイバジャイロ１０では、ボビン１に実装された光学部品５ａ等に接続されているファイバのファイバ余長９が、ボビン１に取付けられた上縁付き円筒体形状のボビンガイド２の側面４に巻付けられる形でここに収納される。光学部品５ａ等からのファイバ７の余長部分はボビンガイド２の溝４を通して側面４に至らせ、そこに巻付けることができ、収納されたファイバ余長９が形成される。このようにボビンガイド２を用いることで、収納処理をきれいに、かつ効率的に行なうことができる。また、溝３はファイバ７の余長部分を固定するためにも便利である。このように本発明光ファイバジャイロ１０では、ボビン１に取付け可能な、簡単な構造のボビンガイド２を用いることによって、簡単にファイバ余長処理を行なうことができる。

図２Ａは、図１Ａ等に示す構成例における光学部品実装前の状態を示す正面視の説明図である。また、図２Ｂは図２Ａに示す状態の側断面視の説明図である。光ファイバジャイロ１０のファイバ７の余長部分を収納するためにボビン１に取付けて用いるボビンガイド２、すなわちファイバ余長収納用ボビンガイド自体も、本発明の範囲内である。上述の通り、ボビンガイド２は、上縁付き円筒体形状をなしており、その側面４にファイバ余長９としてファイバ７の余長部分を巻付けることができ、その上縁部にはファイバ余長を通すための一または複数の溝３が設けられている構成である。

図３は、本発明光ファイバジャイロ製造方法の構成を示すフロー図である。また、図４Ａは図３に示すファイバ巻付け過程完了の状態を示す正面視の説明図、図４Ｂは 図４Ａに示す状態の側断面視の説明図である。図示するように本発明光ファイバジャイロ製造方法は、ボビン１にファイバ８を巻付けるファイバ巻付け過程Ｐ１と、上述のファイバ余長収納用ボビンガイド２をボビン１に取付けるボビンガイド取付け過程Ｐ２と、ボビン１に所定の光学部品５ａ等を実装する実装過程Ｐ３と、光学部品５ａ等とファイバの接続時に発生するファイバ７の余長部分のボビンガイド２の側面４への巻付け、またはボビンガイド２の溝３を通した固定の少なくとも一方の処理を行なう余長処理過程Ｐ４とを含むことを、特徴的な構成とする。

なお図４Ａ、４Ｂには、ファイバ巻付け過程Ｐ１が完了した状態を示す。また、上述の図２Ａ、２Ｂは、ボビンガイド取付け過程Ｐ２が完了した状態を示す図でもある。また、上述の図１Ａ、１Ｂは、余長処理過程Ｐ４が完了して光ファイバジャイロ１０の組立てが完成した状態を示す図でもある。

かかる構成の本製造方法フローにより、ファイバ巻付け過程Ｐ１において、ボビン１にファイバ８が巻付けられてセンシングコイルが形成され、ついで、ボビンガイド取付け過程Ｐ２において、ファイバ余長収納用ボビンガイド２がボビン１に取付けられ、ついで、実装過程Ｐ３において、ボビン１に所定の光学部品５ａ等が実装され、そして、余長処理過程Ｐ４において、光学部品５ａ等とファイバの接続時に発生するファイバ７の余長部分が、ボビンガイド２の側面４への巻付け（ファイバ余長９）、またはボビンガイド２の溝３を通した固定の少なくとも一方の処理を施され、必要なだけ実装過程Ｐ３と余長処理過程Ｐ４とが繰り返されることを経て、光ファイバジャイロ１０が完成する。

なお、ファイバ余長収納用ボビンガイド２を用いた余長処理方法であって、光学部品５ａ等とファイバの接続時に発生するファイバ７の余長部分のボビンガイド２の側面４への巻付け処理、またはボビンガイド２の溝３を通した固定処理の少なくとも一方の処理により行なうファイバ余長処理方法もまた、本発明の範囲内である。

なお光学部品５ａ等の実装およびファイバによる接続の作業では、実装と余長処理を光学部品５ａ等ごとに上記実装過程Ｐ３、余長処理Ｐ４が繰り返されるが、第一の光学部品がボビン１に実装されてそのファイバ７の余長部分が溝３を通してボビンガイド２の側面（外周部）４に巻付けられてファイバ余長９として収納処理された後、次の光学部品にファイバを接続する際には、溝３を通してボビンガイド２の内周部へとファイバを通して次の光学部品との接続を行なうことで、ファイバを固定することができる。このように本発明によれば、ファイバ余長の処理のみならず、ファイバの確実な固定もできる。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はがかかる実施例に限定されない。
図５は、本発明実施例に係るボビンガイドの斜視の写真図である。また、図６、７はそれぞれ、本発明実施例に係る光ファイバジャイロの略側面視、正面視の写真図である。ボビン５１に嵌め合わすことのできる構造のボビンガイド５１を用いて組立てた光ファイバジャイロ５１０では、ファイバ５７の余長部分を、その長さに関わらず簡単にファイバ余長５９として収納処理でき、かつ固定できることが確認された。

本発明の光ファイバジャイロ、その製造方法、ファイバ余長収納用ボビンガイド、および光ファイバジャイロのファイバ余長処理方法によれば、簡単な構造によって、光ファイバジャイロ製造におけるファイバ余長を簡便に収納処理することができ、しかもファイバ余長の長さに関わらず収納することができる。したがって、光ファイバジャイロ製造、使用分野、および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。

１、５１…ボビン
２、５２…ボビンガイド
３、５３…ボビンガイドの溝
４、５４…ボビンガイドの側面
５ａ、５ｂ、５５ａ、５５ｂ…光学部品
６ａ、６ｂ、５６ａ、５６ｂ…カプラ
７、５７…ファイバ（光学部品との間の）
８、５８…光ファイバ
９、５９…ファイバ余長
１０、５１０…光ファイバジャイロ
Ｐ１…ファイバ巻付け過程
Ｐ２…ボビンガイド取付け過程
Ｐ３…実装過程
Ｐ４…余長処理過程

Claims (7)

1. コイル状に巻かれた光ファイバ（以下、単に「ファイバ」という。）を用いた角速度センサである光ファイバジャイロであって、
   ファイバが巻かれ光学部品が実装されるボビンと、
   該ボビンに取付けられた上縁付き円筒体形状のボビンガイドとを備えてなり、
   該ボビンガイドの上縁部にはファイバの余長部分（以下、「ファイバ余長」という。）を通すための一または複数の溝が設けられている
   ことを特徴とする、光ファイバジャイロ。
2. 前記ボビンガイドは、前記ボビンの光学部品実装面側に取付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の光ファイバジャイロ。
3. 前記ファイバ余長が前記ボビンガイドの側面に巻かれていることを特徴とする、請求項１または２に記載の光ファイバジャイロ。
4. 前記ファイバ余長が前記ボビンガイドの前記溝を通して固定されていることを特徴とする、請求項１、２、３のいずれかに記載の光ファイバジャイロ。
5. 光ファイバジャイロのファイバ余長を収納するためにボビンに取付けて用いるボビンガイドであって、
   該ボビンガイドは上縁付き円筒体形状をなしていてその側面にファイバ余長を巻付けることができ、
   その上縁部にはファイバ余長を通すための一または複数の溝が設けられている
   ことを特徴とする、ファイバ余長収納用ボビンガイド。
6. ボビンにファイバを巻付けるファイバ巻付け過程と、
   請求項５に記載のファイバ余長収納用ボビンガイドをボビンに取付けるボビンガイド取付け過程と、
   該ボビンに所定の光学部品を実装する実装過程と、
   該光学部品とファイバの接続時に発生するファイバ余長の該ボビンガイド側面への巻付け、または該ボビンガイドの溝を通した固定の少なくとも一方の処理を行なう余長処理過程とを含むことを特徴とする、光ファイバジャイロ製造方法。
7. 請求項５に記載のファイバ余長収納用ボビンガイドを用いた余長処理方法であって、光学部品とファイバの接続時に発生するファイバ余長の該ボビンガイド側面への巻付け処理、または該ボビンガイドの溝を通した固定処理の少なくとも一方の処理により行なうことを特徴とする、光ファイバジャイロのファイバ余長処理方法。