JPH04352107A - 光ファイバ巻線パックのコンプライアントボビン - Google Patents
光ファイバ巻線パックのコンプライアントボビンInfo
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- JPH04352107A JPH04352107A JP4004037A JP403792A JPH04352107A JP H04352107 A JPH04352107 A JP H04352107A JP 4004037 A JP4004037 A JP 4004037A JP 403792 A JP403792 A JP 403792A JP H04352107 A JPH04352107 A JP H04352107A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバが巻かれる
ボビンに関し、特にファイバ中に誘起する応力およびマ
イクロベンディングの可能性を減少するコンプライアン
トなボビンに関する。
ボビンに関し、特にファイバ中に誘起する応力およびマ
イクロベンディングの可能性を減少するコンプライアン
トなボビンに関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバは、例えば、ポリマー(“バ
ッファ”)被覆によって囲まれる光導波体として機能す
る石英コアから形成され、遠距離通信用に使用される。 ファイバがボビン上にコイルとして巻かれる時に結果的
なパックは高いポリトロピック作用を示し、温度および
バッファ中への水の吸収による軸方向の変形は比較的大
きく、半径方向の変形は石英ファイバコアによって与え
られる補強効果のため比較的小さい。ファイバが巻かれ
る通常のボビンあるいは他の構造は軸方向の変形および
バッファバルクにおいての変形を制限し、不所望なファ
イバの歪を生じさせる。
ッファ”)被覆によって囲まれる光導波体として機能す
る石英コアから形成され、遠距離通信用に使用される。 ファイバがボビン上にコイルとして巻かれる時に結果的
なパックは高いポリトロピック作用を示し、温度および
バッファ中への水の吸収による軸方向の変形は比較的大
きく、半径方向の変形は石英ファイバコアによって与え
られる補強効果のため比較的小さい。ファイバが巻かれ
る通常のボビンあるいは他の構造は軸方向の変形および
バッファバルクにおいての変形を制限し、不所望なファ
イバの歪を生じさせる。
【0003】石英ファイバコアは比較的大きい弾性係数
を有する(少なくともバッファよりも数桁大きい)。巻
線パック上のコアの長いフープあるいはループによって
形成されるスプリングは、比較的薄いバッファ被覆によ
って形成される挟入されたスプリングよりもさらに柔軟
である。結果として、重なっている層の巻線あるいはバ
ッファ被覆の膨脹によってファイバパックに加えられた
負荷は、石英コアフープ張力における変化によって反応
される。
を有する(少なくともバッファよりも数桁大きい)。巻
線パック上のコアの長いフープあるいはループによって
形成されるスプリングは、比較的薄いバッファ被覆によ
って形成される挟入されたスプリングよりもさらに柔軟
である。結果として、重なっている層の巻線あるいはバ
ッファ被覆の膨脹によってファイバパックに加えられた
負荷は、石英コアフープ張力における変化によって反応
される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】不所望な特性は例えば
ある種の誘導ミサイルに使用されるような光ファイバ巻
線パックの繰出し装置の温度サイクル中に生ずるもので
ある。加熱される場合に金属パックボビンは膨脹し、フ
ァイババッファのピンチ負荷を引っ張り増加させる。高
い温度においてバッファ材料の弛緩(“クリープ”)の
加速が経験される。次にバッファ材料の弛緩は石英コア
における張力を低下させるが、繰出し装置が最初の温度
を想定している時に以前のレベルに戻らない。次に冷却
は金属ボビンを収縮させ、さらにファイバ張力を低くし
パックの中間層を圧縮するように駆動するおそれがある
。
ある種の誘導ミサイルに使用されるような光ファイバ巻
線パックの繰出し装置の温度サイクル中に生ずるもので
ある。加熱される場合に金属パックボビンは膨脹し、フ
ァイババッファのピンチ負荷を引っ張り増加させる。高
い温度においてバッファ材料の弛緩(“クリープ”)の
加速が経験される。次にバッファ材料の弛緩は石英コア
における張力を低下させるが、繰出し装置が最初の温度
を想定している時に以前のレベルに戻らない。次に冷却
は金属ボビンを収縮させ、さらにファイバ張力を低くし
パックの中間層を圧縮するように駆動するおそれがある
。
【0005】それ故に、バッファ被覆の温度および湿度
の変化の結果として誘起される光ファイバの石英コアの
張力増加を防ぎ、または実質的に減少させるボビン構造
技術を提供することが必要である。
の変化の結果として誘起される光ファイバの石英コアの
張力増加を防ぎ、または実質的に減少させるボビン構造
技術を提供することが必要である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明においては、ファ
イバが巻かれるボビンベースは適当に低い熱膨張材料(
例えば、石英)から形成される中空のベースまたはマン
ドレルを含む。さらに、1対の円筒状のフランジは各端
部からのベース上にスライドして支持される。金属管は
石英ベース内に配置され、端部部分の外側に第1および
第2のスプリングを含み、それらはベースの縦軸に沿っ
て弾性的に伸びることを可能にするようにフランジに対
して作用している。
イバが巻かれるボビンベースは適当に低い熱膨張材料(
例えば、石英)から形成される中空のベースまたはマン
ドレルを含む。さらに、1対の円筒状のフランジは各端
部からのベース上にスライドして支持される。金属管は
石英ベース内に配置され、端部部分の外側に第1および
第2のスプリングを含み、それらはベースの縦軸に沿っ
て弾性的に伸びることを可能にするようにフランジに対
して作用している。
【0007】加えて、高いコンプライアント材料から形
成される弾性ベース層は、フランジの中間の石英ベース
の外部表面に取付けられる。このベース層は2つの別々
の所望な機能を実行する。すなわち、それはバッファ材
料の容積変化の結果として軸方向におけるファイバパッ
クの膨脹収縮を可能にする剪断コンプライアンスを与え
る。また厚さの適当な選択によって、ベース層の半径方
向のコンプライアンスは連続した層がパック上に巻かれ
るときに加えられた負荷によって巻線の張力が消去され
るようにファイバパックの半径方向のコンプライアンス
と整合させることができる。
成される弾性ベース層は、フランジの中間の石英ベース
の外部表面に取付けられる。このベース層は2つの別々
の所望な機能を実行する。すなわち、それはバッファ材
料の容積変化の結果として軸方向におけるファイバパッ
クの膨脹収縮を可能にする剪断コンプライアンスを与え
る。また厚さの適当な選択によって、ベース層の半径方
向のコンプライアンスは連続した層がパック上に巻かれ
るときに加えられた負荷によって巻線の張力が消去され
るようにファイバパックの半径方向のコンプライアンス
と整合させることができる。
【0008】
【実施例】図1のa乃至cを参照すると、光ファイバ1
0は外部バッファ被覆14に囲まれた中央のガラスある
いは石英コア12から構成されることが認められる。コ
アは熱によって収縮および膨脹するが、バッファ被覆は
温度の変化における大きい寸法差を生成し、全体のパッ
ク16においてコア12に張力を生じさせる。ガラスフ
ァイバコアが引っ張り応力によって非常に破損しやすく
、たとえマイクロベンドすることを受けたとしても、こ
れはファイバに沿った光信号の伝送効率の実質的な減少
を生ずる。 したがって、この使用は全てにおいてファイバに過度に
応力を与えず小さな屈曲も生じさせないようにしなけれ
ばならない。
0は外部バッファ被覆14に囲まれた中央のガラスある
いは石英コア12から構成されることが認められる。コ
アは熱によって収縮および膨脹するが、バッファ被覆は
温度の変化における大きい寸法差を生成し、全体のパッ
ク16においてコア12に張力を生じさせる。ガラスフ
ァイバコアが引っ張り応力によって非常に破損しやすく
、たとえマイクロベンドすることを受けたとしても、こ
れはファイバに沿った光信号の伝送効率の実質的な減少
を生ずる。 したがって、この使用は全てにおいてファイバに過度に
応力を与えず小さな屈曲も生じさせないようにしなけれ
ばならない。
【0009】さらに金属マンドレルあるいはボビン(例
えば、アルミニウム)上に直接ファイバパックを巻くこ
とは通常であった。この場合、金属は温度によって既に
好ましくない結果が示されているコアに不所望な応力を
生成しているファイバガラスコアよりも大きな膨脹をす
る。
えば、アルミニウム)上に直接ファイバパックを巻くこ
とは通常であった。この場合、金属は温度によって既に
好ましくない結果が示されているコアに不所望な応力を
生成しているファイバガラスコアよりも大きな膨脹をす
る。
【0010】図1のaは、通常のマンドレルあるいはボ
ビン18上に円筒状に光ファイバ10を巻くことによっ
て形成されるパック16を示す。フランジ20および2
2は、パックの固定された端部の壁を限定するためにボ
ビンの2つの端部に設けられている。図1のbを参照す
ると、ファイババッファは図1のaの断面の寸法がおそ
らく温度の上昇、水分吸収あるいはその両方によって、
増加されるていることが見られる。パックの長さはフラ
ンジによって増加できないため、パックの半径寸法は図
1のaに示される通常の量から図1bの量まで増加しな
ければならない。同様に、バッファによる温度の上昇あ
るいは水分の吸収に関して、図1のcの状態は図1のb
よりも大きいパックの半径方向の厚さに到達する。パッ
クの寸法の変化により図1のbおよびcのガラス(石英
)コアは、図1のaに示される状態より実際的に応力が
与えられることは明らかである。当然、この方法におい
て発生された応力の最大量は、ボビン上に置かれるファ
イバの層の数による。
ビン18上に円筒状に光ファイバ10を巻くことによっ
て形成されるパック16を示す。フランジ20および2
2は、パックの固定された端部の壁を限定するためにボ
ビンの2つの端部に設けられている。図1のbを参照す
ると、ファイババッファは図1のaの断面の寸法がおそ
らく温度の上昇、水分吸収あるいはその両方によって、
増加されるていることが見られる。パックの長さはフラ
ンジによって増加できないため、パックの半径寸法は図
1のaに示される通常の量から図1bの量まで増加しな
ければならない。同様に、バッファによる温度の上昇あ
るいは水分の吸収に関して、図1のcの状態は図1のb
よりも大きいパックの半径方向の厚さに到達する。パッ
クの寸法の変化により図1のbおよびcのガラス(石英
)コアは、図1のaに示される状態より実際的に応力が
与えられることは明らかである。当然、この方法におい
て発生された応力の最大量は、ボビン上に置かれるファ
イバの層の数による。
【0011】主な物理的変化がバッファに生じているこ
とは図1のa乃至cで想定されている。しかしながら、
温度が上昇しボビンが金属である場合は通常、ボビンの
断面の寸法を実質的に増加し、さらにファイバコアの圧
力を増加する。
とは図1のa乃至cで想定されている。しかしながら、
温度が上昇しボビンが金属である場合は通常、ボビンの
断面の寸法を実質的に増加し、さらにファイバコアの圧
力を増加する。
【0012】本発明の好ましい実施例を次の図3および
図4のa乃至cを参照に説明する。最も内側の部分は開
口端部を有する金属管24を含み、通常のコイル巻線駆
動装置(示されていない)上に取付けられることのでき
る寸法である。中空の円筒状の巻線ベース26は、例え
ば、金属管24上に受けられ、間隔Dを有して取付けら
れる孔を有する石英のような比較的低い熱膨張率を有す
る材料から形成される。1対の円筒状のグロメット28
は金属管24の反対側の端部上に支持され、間隔D中の
円筒状の巻線ベース26の各端部の下に延在している部
分を有する。 これらのグロメットは金属管上の巻線ベース26を適当
な位置に調節するように機能する。
図4のa乃至cを参照に説明する。最も内側の部分は開
口端部を有する金属管24を含み、通常のコイル巻線駆
動装置(示されていない)上に取付けられることのでき
る寸法である。中空の円筒状の巻線ベース26は、例え
ば、金属管24上に受けられ、間隔Dを有して取付けら
れる孔を有する石英のような比較的低い熱膨張率を有す
る材料から形成される。1対の円筒状のグロメット28
は金属管24の反対側の端部上に支持され、間隔D中の
円筒状の巻線ベース26の各端部の下に延在している部
分を有する。 これらのグロメットは金属管上の巻線ベース26を適当
な位置に調節するように機能する。
【0013】円筒状のベース層30はコンプライアント
材料(例えば、合成樹脂)から形成され、巻線ベース2
6上に位置され、巻線ベース26の端部から等しい距離
で巻線ベース30の端部に近接して位置される端部を有
する。その代りに、ベース層30は巻線ベース26上に
巻かれ、またはベース26上に受入れられ移動する円筒
形にモールドされた四角い部品から形成されてもよい。
材料(例えば、合成樹脂)から形成され、巻線ベース2
6上に位置され、巻線ベース26の端部から等しい距離
で巻線ベース30の端部に近接して位置される端部を有
する。その代りに、ベース層30は巻線ベース26上に
巻かれ、またはベース26上に受入れられ移動する円筒
形にモールドされた四角い部品から形成されてもよい。
【0014】1対の同一のフランジ32(図4には1つ
のみ示されている)はさらに特別に記載される方法にお
いてベース層の両側の端部上に備えられる。各フランジ
は、連続的なショルダ36を介してベース層30の端縁
部上に取付けられている中央に開口部34を有する硬い
円筒状プレートである。フランジの高さHは、最も大き
いと見込まれるパックの厚さより上まであるように選択
される。さらに、パックと反対側のフランジの表面には
、後述される目的のために円形の接点リッジ38を有す
る。
のみ示されている)はさらに特別に記載される方法にお
いてベース層の両側の端部上に備えられる。各フランジ
は、連続的なショルダ36を介してベース層30の端縁
部上に取付けられている中央に開口部34を有する硬い
円筒状プレートである。フランジの高さHは、最も大き
いと見込まれるパックの厚さより上まであるように選択
される。さらに、パックと反対側のフランジの表面には
、後述される目的のために円形の接点リッジ38を有す
る。
【0015】環状のスプリング40(ベベルスプリング
と呼ばれる)は、金属管24の端部上に支持され自由に
移動が可能であるような十分な寸法の中央の開口部42
を有し、管上に取付けられるときに接点リッジ38と結
合するような全体寸法を有する。分離したスプリング4
0は金属管の各端部上に受入れられ、それらは各スナッ
プリング44によって適所に固定される。スプリングは
、パック16に向ってフランジに弾性的なバイアス力を
供給するように形成される。
と呼ばれる)は、金属管24の端部上に支持され自由に
移動が可能であるような十分な寸法の中央の開口部42
を有し、管上に取付けられるときに接点リッジ38と結
合するような全体寸法を有する。分離したスプリング4
0は金属管の各端部上に受入れられ、それらは各スナッ
プリング44によって適所に固定される。スプリングは
、パック16に向ってフランジに弾性的なバイアス力を
供給するように形成される。
【0016】記載されたボビンの使用において、円筒状
の巻線ベース26は温度変化によっては比較的影響を受
けず、それ故、従来の金属ボビンベース18のようにフ
ァイバコアへの付加的な応力の影響は実質的にない。温
度および水分吸収によるファイババッファの変化はコン
プライアントベース層30およびフランジ32によって
補償され、それは環状のスプリング40(図2のa乃至
c)に対して限定された量だけ軸方向外方に移動できる
。この結合された動作は、完全に除去しないとしてもフ
ァイバにおける温度および水分吸収による応力増加を減
少させる。
の巻線ベース26は温度変化によっては比較的影響を受
けず、それ故、従来の金属ボビンベース18のようにフ
ァイバコアへの付加的な応力の影響は実質的にない。温
度および水分吸収によるファイババッファの変化はコン
プライアントベース層30およびフランジ32によって
補償され、それは環状のスプリング40(図2のa乃至
c)に対して限定された量だけ軸方向外方に移動できる
。この結合された動作は、完全に除去しないとしてもフ
ァイバにおける温度および水分吸収による応力増加を減
少させる。
【0017】別の変形に関して、図5を参照に説明する
。そこに示されるように、ベース層48の表面46は光
ファイバパックの第1の層が巻かれる予め定められ間隔
のあけられた関係に配置されるほぼ平行な凹部50のセ
ットを含む。随意に、凹部はベース層中にモールドされ
ることができ、あるいはベース層の表面にエッチング等
によって形成されることができる。その他の点では、ベ
ース層48は第1の実施例のベース層30と同じである
。
。そこに示されるように、ベース層48の表面46は光
ファイバパックの第1の層が巻かれる予め定められ間隔
のあけられた関係に配置されるほぼ平行な凹部50のセ
ットを含む。随意に、凹部はベース層中にモールドされ
ることができ、あるいはベース層の表面にエッチング等
によって形成されることができる。その他の点では、ベ
ース層48は第1の実施例のベース層30と同じである
。
【0018】本発明の特定の実施例が示され説明された
が、変形および変更が広い観点において本発明から逸脱
することなしに行われ、それ故に添付された特許請求の
範囲に記載された本発明の技術的範囲内にこのような変
形および変更が含まれることは当業者には明らかであろ
う。
が、変形および変更が広い観点において本発明から逸脱
することなしに行われ、それ故に添付された特許請求の
範囲に記載された本発明の技術的範囲内にこのような変
形および変更が含まれることは当業者には明らかであろ
う。
【図1】バッファが寸法を増加するときのパック上の効
果を示している通常の固定ピッチの光ファイバパックの
断面図。
果を示している通常の固定ピッチの光ファイバパックの
断面図。
【図2】コンプライアント端部フランジを含んでいる本
発明の光ファイバパックの断面図。
発明の光ファイバパックの断面図。
【図3】巻線パックを有する本発明のボビンの一部断面
図で示す側面図。
図で示す側面図。
【図4】それぞれ収縮、膨脹状態で示される本発明のボ
ビンの側面の部分図。
ビンの側面の部分図。
【図5】ベース層の別の変形の平面図。
18…ベース、24…金属管、30…ベース層、32…
フランジ、40…スプリング。
フランジ、40…スプリング。
Claims (9)
- 【請求項1】 金属より低い熱膨脹係数を有している
材料から構成されるベースと、コンプライアント材料か
ら構成されたベースの周囲の表面上に配置されるベース
層と、ベースの両側の端部部分に配置されてそれらの間
に巻線パックを限定し、ベースの縦軸にほぼ平行な移動
を制限するように取付けられている第1および第2のフ
ランジと、各フランジの表面と結合してパックの方向に
前記フランジを弾力的に押付けるスプリング手段とを具
備していることを特徴とする巻線パック内の応力補償を
行うフィラメント用巻線ボビン。 - 【請求項2】 ベースが石英の膨脹係数に近い熱膨脹
係数を有する材料から構成されている請求項1記載の巻
線ボビン。 - 【請求項3】 ベース層が合成樹脂から構成されてい
る請求項1記載の巻線ボビン。 - 【請求項4】 スプリング手段がフランジと接触する
ベースのそれぞれ外端部部分に位置される第1および第
2のベベルスプリング、およびフランジと弾性的な結合
をするためにベベルスプリングのベース位置に固定され
る第1および第2のスナップリングを含む請求項1記載
の巻線ボビン。 - 【請求項5】 各フランジがベース層の端縁部部分を
受入れる中央開口部の縁部に沿って内部ショルダを有す
る環状の本体を含み、スプリング手段がパックの反対側
のフランジ表面に弾性的に接触している請求項1記載の
巻線ボビン。 - 【請求項6】 ベース層が光ファイバの第1の層が巻
かれる予め決められた間隔を有する複数の平行な凹部を
含んでいる外側表面を有する請求項1記載の巻線ボビン
。 - 【請求項7】 ベース層が円筒形にモールドされてい
る請求項1記載の巻線ボビン。 - 【請求項8】 ベース層が四角い構造であり、円筒型
ベースの周囲の表面に巻付けられる請求項1記載の巻線
ボビン。 - 【請求項9】 ベースが円筒型である請求項1記載の
巻線ボビン。
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