JP3267683B2 - 光ファイバの巻取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバジャイロ等を
構成する上で有用となる光ファイバの巻取装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】偏波面保存光ファイバを使用した光ファ
イバジャイロは、精度を向上させるために種々のノイズ
対策が必要である。そのうちの一つに、不均一な温度変
動によるドリフトを避けるため、光ファイバをボビン又
はドラムに巻付ける際に光ファイバの中点に関し対称的
な温度分布となるように、例えば図10、図11に示すよう
に光ファイバを巻取りボビンに交差して巻く方法が必要
とされている。図10は光ファイバを１層毎に交差させて
巻かれたもの、図11は２層毎に交互して巻かれたもの
で、図12は中点に対する巻き方向を示す図である。

【０００３】上記のような巻き方を行うには、例えば特
開昭64-65416号公報や実開平1-132908号公報に示される
ように、巻取り側のボビンと繰り出し側のボビンの片方
とをその相対位置が変化しないように回転させる必要が
あり、又実開平1-132908号及び132909号公報にはその自
動化装置が提案されている。

【０００４】上記実開平1-132908号公報により開示され
た光ファイバ巻取装置は、１本の光ファイバをその両端
側から別々に巻回した２つの供給ボビンと、両供給ボビ
ンから交互に送り出される光ファイバを互いに逆方向に
トラバースさせながら巻回して交差巻きするための巻取
ホビンを備えた光ファイバ巻取装置において、光ファイ
バを一定張力で送り出す送出側装置と、光ファイバを巻
取る巻取装置を備え、上記送出側装置には２つの供給ボ
ビンのうち交互に使用される使用ボビンを解放可能に把
持する使用ボビン把持機構と、使用ボビンを把持した送
出側装置を移動させる移動機構とを設け、又巻取側装置
には巻取ボビンを回転させる回転駆動装置と、２つの供
給ボビンのうち不使用ボビンを収納し解放可能に把持し
て巻取ボビンと一緒に回転する不使用ボビン把持機構を
設けたものである。

【０００５】又実開平1-132909号公報により開示された
光ファイバ巻取装置は、１本の光ファイバをその両端側
から別々に巻回した２つの送出しボビンと、両送出しボ
ビンから交互に送り出される光ファイバを互いに逆方向
にトラバースさせながら巻回して交差巻きするための巻
取ボビンを備えた光ファイバ巻取装置において、上記２
つの送出しボビンを個別に支持し光ファイバを一定張力
で送り出す二台の送出し装置と、巻取ボビンを両端から
把持固定するボビンスタンドを設け、送出し装置からの
光ファイバを巻取ボビンに巻回すべく上記ボビンスタン
ドに上記二台の送出し装置を各々巻取ボビンの周囲を旋
回可能に支承するとともに、各送出し装置に旋回中の送
出装置を巻取ボビンと平行にトラバース動作させ、休止
中の送出し装置を巻取ボビンの領域外へ退避させる移動
装置を設けたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】実開平1-132908号公報
により開示された光ファイバ巻取装置は、前述の図10、
図11に示す両方のものが巻ける。しかし、ボビンの自動
の脱着機構が難しい。巻取り側のボビン又は送出し側の
ボビンが回転する必要があるので、実施例に示されてい
るエアーの供給は極めて困難と思われる。従って、実施
例以外の方法について考えてみると、電気ならスリップ
リング等を用いて回転する部分に電気を供給することは
可能であるが、電気で、自動でボビンを巻取装置に固定
したり、送出し装置に固定するのは、抜け止め、回転防
止の両方の面から難しいと考えられる。方式としてはモ
ーター、ソレノイドが考えられるが、共に何か機構が必
要であり、例えばモーターではトルク管理、ブレーキ等
を考えると機構が複雑すぎる。又実開平1-132909号公報
により開示された光ファイバ巻取装置は、前述の図11の
ものしか巻けず、図10のものは巻けない。

【０００７】別の問題として、実開平1-132908号公報に
は具体的に述べられていないが、自動で巻取り側のボビ
ンに送出し側のボビンを固定するには、２つのボビンの
間に渡っている光ファイバにたるみが生じないような処
置が問題となる。送出しはブレーキだから送出し側のボ
ビンを巻取り側のボビンに近づけた時にたるみが生じる
ことが考えられる。さらにこの問題が解決できたとして
も、巻取り側ボビンに１片道巻いたらボビンの入れ替え
が必要であり、非常に能率が悪い。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題を解
消し、自動的に、能率的に光ファイバジャイロ用コイル
の製造を可能とした光ファイバの巻取装置を提供するも
ので、その特徴は、１本の光ファイバをその両端側から
別々に巻回した２つの繰り出しボビンから光ファイバを
交互に繰り出し、繰り出される光ファイバを互いに逆方
向にトラバースさせながら巻取りボビンに交差巻きする
光ファイバの巻取装置において、光ファイバを繰り出す
２つの繰り出し側装置と、光ファイバを巻取る巻取装置
とを備え、上記２つの繰り出し側装置は交互に巻取り装
置と同時に回転する／しないを選択でき、かつ２つの繰
り出しボビンの取付が可であって、２つのボビンはボビ
ン切替え機構により保持され、かつ交換されることにあ
る。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の光ファイバ巻取装置の具体例
の構成図である。図面において、１は光ファイバであ
り、２及び３はあらかじめ１本の光ファイバ１を、その
巻取りボビンに巻こうとする全長の１／２以上づつ巻回
した繰り出し側のボビンであり、４はこの繰り出し側の
ボビン２及び３から一定の張力で、交互に繰り出される
光ファイバ１を交差巻きする巻取りボビンである。５及
び６は上記巻取りボビン４を回転させるシャフトであ
り、巻取りボビン４との間にはスプライン７，８が設け
られていて、回転と滑り運動ができるようになってい
る。スプライン７，８の相手方で軸方向に可動の部９，
10があり、巻取りボビン４の脱着が可能になっている。
11，12は固定ネジである。このスプライン部分は片方で
もよい。上記４〜12はピローブロック13，14で支えられ
ており、回転する。

【００１０】繰り出し側のボビン２，３は、後に詳述す
るボビン切替え機構15，16により保持され、光ファイバ
１が一定の張力で繰り出される。ボビン切替え機構15，
16はサポート17，18により、ボールネジ21，22のボール
ナット19，20に搭載され、モーター23，24により直線ガ
イド27，28に従って移動する。25，26はボールネジ21，
22用のサポートである。これらは回転ベース59，60によ
ってシャフト５，６の周囲を回転する。回転ベース59，
60は、それぞれプーリー41，42、タイミングベルト45，
46、プーリー57，58を介してブレーキ付モーター47，48
により駆動される。

【００１１】ここでクラッチ49をＯＦＦにし（回転を伝
達しない）、クラッチ50をＯＮにし（回転を伝達す
る）、ブレーキ付モーター47はブレーキ状態とし、ブレ
ーキ付モーター48を駆動することにより、繰り出し側の
ボビン２及び、ボビン切替え機構15、サポート17、ボー
ルネジ用ナット19、ボールネジ21、モータ23、ボールネ
ジ用サポート25、直線ガイド27、プーリー41、回転ベー
ス59は回転せず、巻取りボビン４、繰り出し側のボビン
３及びボビン切替え機構16、サポート18、ボールネジ用
ナット20、ボールネジ22、モーター24、ボールネジ用サ
ポート26、直線ガイド28、シャフト５用プーリー40、プ
ーリー42、回転ベース60は回転する。これにより、繰り
出しボビン３から光ファイバ１が巻取りボビン４に巻か
れる。

【００１２】次にクラッチ49をＯＮにし、クラッチ50を
ＯＦＦにすれば、全く同様にして、今度は繰り出し側の
ボビン２から光ファイバ１を巻取りボビン４に巻くこと
ができる。なお、当然のことであるが、動かすモーター
を逆にすれば、回転するものと、しないものが全く逆に
なる。さらに、ブレーキ用サポート66についているブレ
ーキを働かせることにより、繰り出し側のボビン２，３
から同時に巻くこともできる。

【００１３】前記モーター23，24を駆動するには、図２
に示すように、モーター用パワーサプライ＆コントロー
ラー37，38からケーブル33，34を介してモーターを制御
するときに、回転体に電気を供給できるスリップリング
29，30を設ければ可能である。又図３に示すように、モ
ーター用パワーサプライ＆コントローラー37，38からケ
ーブル33，34とケーブル用ボビン35，36を介してモータ
ーを制御するときに、別の方法としてケーブル巻取り部
31，32を設け、前記４〜12が回転するときにケーブル3
3，34を巻取る方法もある。なお、図２、図３には図１
に示されているものと同じ部位には符号をつけていな
い。

【００１４】次にボビンの切替えについて説明する。図
５はボビン切替え機構の説明図で、図（イ）は構成図、
図（ロ）は図（イ）のX₁−X₁矢視図、図（ハ）は図
（イ）のＡ部の縦断面図、図（ニ）は図（ハ）のX₂−X₂
矢視断面図である。定張力発生装置67，68はタイミング
ベルト69，70を介してプーリー71，72及び73，74の回転
に定張力を与える。繰り出し側のボビン２，３はシャフ
ト78（TYPICAL ）にバネ付きのプランジャ77（TYPICAL
）によってトルクを与えられ、又抜け防止を施されて
いる。これらは、図６に示すように、対向するシャフト
78を近づけ、繰り出し側ボビン２，３がこれら対向する
シャフト78に跨って位置するように合わされた後、繰り
出しボビン２，３の鍔部がエアーシリンダー79，80によ
って押され、図７に示すように、繰り出しボビン２，３
はその位置を交換する。図６に示すように、回転の位置
を合わせるためには、図１に示すように、ロータリーエ
ンコーダー119，120 をプーリー 121，122 及び 123，1
24 とタイミングベルト 125，126 を介してモーターの
回転を知ることにより位置合せするか、図３に示すよう
に、スリット付円板 127，128 を設け、スリット検出器
129，130 でスリットを検出することにより合わせる。

【００１５】この後、逆の方向にボビンをトラバースし
ながら巻き続けることにより図10、図11に示すような光
ファイバ１を巻取りボビン４に交差して巻く対称巻と呼
ばれているものが実現できる。これらは、図１におい
て、エアーシリンダー79，80はブラケット81にサポート
されて、エアーシリンダ82によって必要な時に、下方へ
移動される。エアーシリンダー82はブラケット83によっ
て取付けられた直線ガイドによって図中の左右方向に移
動可能であり、巻取ボビン４のどちらの外側においても
ボビン２，３の交換は実施可能である。なお、79〜84は
サポート85によって装置に取付けられている。

【００１６】図２、図３において、回転している部分に
動力を送る方法について説明したが、これ以外の方法と
して、回転している部分に動力を送る必要のない方法に
ついて説明する。図４はこの具体例の構成図である。な
お、図４には図１に示されているものと同一の部位には
符号をつけていない。シャフト５，６にそれぞれ両側に
プーリーのついたシャフト61，62を取付けて３重の軸と
し、ボールネジ21，22に取付けたプーリー63，64を駆動
する。この時、プーリーの比を選定することにより巻取
りボビン４の回転に合わせて光ファイバ１を繰り出して
いるボビン２，３をトラバースすることができる。これ
は巻取りボビン４が回転し、繰り出し側のボビンが回転
する／その逆に関係しない。

【００１７】次に駆動の方法を説明する。まず、コイル
巻きする時、即ち光ファイバを巻取ボビン４に巻くとき
の駆動の方法について説明する。ブレーキ付モーター47
は図１と同様にシャフト５と回転ベース59とを駆動す
る。シャフト５はシャフト53、クラッチ49、プーリー5
5、プーリー92，94、タイミングベルト96、プーリー39
を介して駆動され、回転ベース59はプーリー57、タイミ
ングベルト45を介して駆動される。又両側にプーリーの
付いたシャフト61は、同様にブレーキ付きモーター47か
らクラッチ100 をＯＮ、クラッチ103 をＯＦＦとして、
シャフト53、クラッチ49、プーリー55、プーリー92、シ
ャフト107 、クラッチ100 、プーリー90、タイミングベ
ルト88を介して駆動される。98は、ピローブロックであ
る。又６は５と共に回転しているが、101はＯＦＦで、5
0もＯＦＦ、48はブレーキ状態であり、60は回転してい
ない。ここで62をモーター106 で 108，104 （ＯＮであ
る）、91，89を介して回転させると、87，64を介して22
が回転し、ボビン３と18，20がトラバースされる。な
お、ボビン２で巻くときは、全く対称であるので説明を
省略する。又回転する／しないを逆にすることができる
のは勿論である。

【００１８】コイル巻きを終え、繰り出しボビンを待避
させるとき、及びボビンの交換のために２つのボビン切
替え機構を合せる時は、ブレーキ付きモーター105 によ
ってクラッチ103 をＯＮ、クラッチ100 をＯＦＦとし
て、シャフト107 、クラッチ103 、プーリー90、タイミ
ングベルト88を介して駆動される。この時クラッチ49は
ＯＮとしてブレーキ付きモーター47によってシャフト
５、59は回転させない。

【００１９】さらに別の方法として、図９に示すよう
に、２つのモーター47，105 及び48，106にて、シャフ
ト５，59，61及びシャフト６，60，62の回転を別々に制
御する方法も考えられる。

【００２０】以上に一例を示したが、本発明の構成はこ
れに限るわけではなく、例えば図８に示すように、一点
鎖線で囲んだ 109，110 を自動ステージに搭載して（固
定ネジ11，12は不要）、全体を移動させる方法もある。
この場合、左右のスプライン７，８にて移動量を吸収し
巻取ボビン４は移動しない。このため、例えばエアーシ
リンダー用ブラケット 117，118 に支えられたエアーシ
リンダー 115，116 の先端に取付けたハンド型エアーシ
リンダー114 にて、スプラインの相手方で軸方向に可動
の部分９，10に設けたディスクを、ベアリング113 でボ
ビンの回転しない側を交互に受けることによって巻取ボ
ビン４を動かないようにする。なお、この場合、シャフ
ト59，60上のボールネジ、ボールネジ用ナット、モータ
ー、ボールネジ用サポート、直線ガイド等は不要であ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バの巻取装置によれば、光ファイバジャイロ用コイルの
製造を自動的に、能率的に製造することができる。従っ
て、製造時間の短縮及びコストの低減を図ることがで
き、かつ信頼性の高い製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバの巻取装置の具体例の構成
図である。

【図２】本発明の光ファイバの巻取装置の他の具体例の
構成図である。

【図３】本発明の光ファイバの巻取装置の他の具体例の
構成図である。

【図４】本発明の光ファイバの巻取装置の他の具体例の
構成図である。

【図５】本発明の光ファイバの巻取装置におけるボビン
切替え機構の説明図で、図（イ）は構成図、図（ロ）は
図（イ）のX₁−X₁矢視図、図（ハ）は図（イ）のＡ部の
断面図、図（ニ）は図（ハ）のX₂−X₂矢視断面図であ
る。

【図６】図５のボビン交換前の状態図である。

【図７】図５のボビン交換後の状態図である。

【図８】本発明の光ファイバの巻取装置のさらに他の具
体例の構成図である。

【図９】本発明の光ファイバの巻取装置のさらに他の具
体例の構成図である。

【図10】光ファイバのボビン巻きの一例の断面図であ
る。

【図11】光ファイバのボビン巻きの他の例の断面図であ
る。

【図12】図10，図11の中点に対する巻き方向を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 光ファイバ ２ 繰出しボビン ３ 繰出しボビン ４ 巻取りボビン ５，６ シャフト ７，８ スプライン ９，10 スプラインの相手側で軸方向に可動の部分 11，12 固定ネジ 13，14 ピローブロック 15，16 ボビン切替え機構 17，18 サポート 19，20 ボールネジ用ナット 21，22 ボールネジ 23，24 モーター 25，26 ボールネジ用サポート 27，28 直線ガイド 29，30 スリップリング 31，32 ケーブル巻取り部 33，34 ケーブル 35，36 ケーブル用ボビン 37，38 モーター用パワーサプライ＆コントローラー 39，40 シャフト用プーリー 41，42 回転ベース用プーリー 43，44，45，46 タイミングベルト 47，48 ブレーキ付モーター 49，50 クラッチ 51，52 ピローブロック 53，54 シャフト 55，56，57，58 プーリー 59，60 回転ベース 61，62 両側にプーリーのついたシャフト 63，64 ボールネジに取付けたプーリー 65 ブレーキ 66 ブレーキ用サポート 67，68 定張力発生装置 69，70 タイミングベルト 71，72，73，74 プーリー 75，76 ブラケット 77 プランジャー（TYPICAL ） 78 シャフト（TYPICAL ） 79，80 エアーシリンダー 81 ブラケット 82 エアーシリンダー 83 ブラケット 84 直線ガイド 85 サポート 86，87，88，89 タイミングベルト 90〜95 プーリー 96，97 タイミングベルト 98，99 ピローブロック 100〜104 クラッチ 105，106 ブレーキ付きモーター 107，108 シャフト 109，110 自動ステージに載せる部分 111，112 ディスク 113 ベアリング 114 ハンド型エアーシリンダー 115，116 エアーシリンダー 117，118 エアーシリンダー用ブラケット 119，120 ロータリーエンコーダー 121〜124 プーリー 125，126 タイミングベルト 127，128 スリット付き円板 129，130 スリット検出器 131，132 スリット検出器用ブラケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 豊 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 平３−8665（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−72273（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−132909（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−132908（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/00 - 6/02 G02B 6/44 - 6/44 346 B65H 54/00 - 54/00 553 G01C 19/72 H01G 1/12 H01G 7/14 - 7/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １本の光ファイバをその両端側から別々
   に巻回した２つの繰り出しボビンから光ファイバを交互
   に繰り出し、繰り出される光ファイバを互いに逆方向に
   トラバースさせながら巻取りボビンに交差巻きする光フ
   ァイバの巻取装置において、光ファイバを繰り出す２つ
   の繰り出し側装置と光ファイバを巻取る巻取装置とを備
   え、上記２つの繰り出し側装置は交互に巻取装置と同時
   に回転する／しないを選択でき、かつ２つの繰り出しボ
   ビンの取付が可であって、２つのボビンはボビン切替え
   機構により保持され、かつ交換されることを特徴とする
   光ファイバの巻取装置。
2. 【請求項２】 巻取りボビンには１本のシャフトを通す
   か、あるいはその回転中心を中心とするシャフトを左右
   両側に持ち常時同期して回転するように構成し、２つの
   繰り出し側装置を駆動するモーターとクラッチを介して
   回転を伝達させるようにし、片方のクラッチを接続する
   ことによって巻取りボビンと１つの繰り出し側装置とを
   同期して回転させ、もう一方の繰り出し側装置は回転さ
   せず、これを交互に繰り返すことを特徴とする請求項１
   記載の光ファイバの巻取装置。
3. 【請求項３】 巻取りボビンの回転中心を通るシャフト
   と、繰り出し側装置を巻取りボビンの回転中心と平行な
   方向に移動させる機構との間で回転を伝達し、その回転
   運動を直線運動に変えて繰り出し側装置をトラバースす
   ることを特徴とする請求項２記載の光ファイバの巻取装
   置。
4. 【請求項４】 シャフトにバネで飛び出すプランジャを
   設け、２本のシャフトを対向させ、移す元側から移す側
   へボビンを押すことによってボビンを別の軸に移す機構
   を備えていることを特徴とする請求項１〜３記載の光フ
   ァイバの巻取装置。