JPH08313271A - 光ファイバコイル - Google Patents

光ファイバコイル

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JPH08313271A
JPH08313271A JP11869695A JP11869695A JPH08313271A JP H08313271 A JPH08313271 A JP H08313271A JP 11869695 A JP11869695 A JP 11869695A JP 11869695 A JP11869695 A JP 11869695A JP H08313271 A JPH08313271 A JP H08313271A
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JP
Japan
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optical fiber
fiber coil
temperature
winding
winding core
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Withdrawn
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JP11869695A
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English (en)
Inventor
Satoshi Ito
訓 伊藤
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバコイル部の内部の温度分布を均一
化して周囲温度の変動に起因する性能劣化を抑制する光
ファイバコイルを提供する。 【構成】 フランジ部31を断熱性材料により構成し、
巻芯部32を熱伝導性良好な材料により構成した巻枠部
30に対して光ファイバを巻回した光ファイバコイル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバコイルに
関し、特に、光ファイバコイル部内部における温度差を
小さくする巻枠部に光ファイバを巻回した光ファイバコ
イル関する。
【0002】
【従来の技術】先ず、光ファイバジャイロの従来例を図
3を参照して説明する。図3において、光源1から放射
された光は光方向性結合器2、偏光子3、光方向性結合
器4を介してセンシングコイルを構成する光ファイバコ
イル6内に右回り光および左回り光として送り込まれ
る。この右回り光は、先ず位相変調器5において位相変
調され、この位相変調された右回り光は順次に、光方向
性結合器4、偏光子3、光方向性結合器2を介して受光
器7に到達する。左回り光も同様に、先ず位相変調器5
において位相変調され、この位相変調された左回り光は
順次に、光方向性結合器4、偏光子3、光方向性結合器
2を介して受光器7に到達する。受光器7に到達した位
相変調され光はここにおいて電気信号に光電変換され
る。受光器7において光電変換された電気信号は同期検
波器8に入力される。同期検波器8においては、発振器
9から供給される信号を参照信号として、光ファイバコ
イル6の中心軸回りの回転角速度に比例する角速度出力
である基本波成分13を得ることができる。
【0003】ここで、光ファイバコイルの従来例を図4
および図5を参照して説明する。図4は光ファイバコイ
ルおよびその取り付け部の斜視図である。図5は光ファ
イバコイルの縦断面を示す図である。6は光ファイバコ
イルである。20は光ファイバコイルの取り付け部、3
0は取り付け部22に取り付けられる巻枠部、そして4
は巻枠部30に巻き付けられる光ファイバコイル部であ
る。光ファイバコイルの取り付け部20は、基部21と
基部の中心部に突出せしめられた円筒部22より成る。
巻枠部30は、フランジ部31、フランジ部31と一体
に形成される巻芯部32、巻芯部32の内側中間に形成
される鍔部33より成る。巻枠部30の鍔部33は、取
り付け部20の円筒部22に対して鍔部33に穿設され
る開孔35およびネジ34により取り付けられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上の光ファイバジャ
イロの回転角速度出力には、光ファイバジャイロの光学
経路の一部である光ファイバコイル部4において熱およ
び応力に起因して発生する角速度誤差が含まれる。この
角速度誤差は光ファイバジャイロが使用されているとこ
ろの種々の周囲温度が変化することにより生ずる。光フ
ァイバコイル部4の屈折率は温度による影響を受けると
共に、温度により膨張収縮して光ファイバコイルに加え
られる応力も変化し、光ファイバコイル部4の種々の特
性が変動性能劣化するに到る。周囲温度が変化した場
合、光ファイバコイル部4自体の内部の温度がこの温度
変化に即応することができない。光ファイバコイル部4
自体の内部の所に依って温度変化の速度が異なるのであ
る。光ファイバコイル部4全体の内部温度が周囲温度に
落ち着くまでにかなりの時間を要する。従って、先の光
ファイバコイル部4の種々の特性の変動性能劣化は光フ
ァイバコイル部4全体の内部温度が周囲温度に落ち着く
まで持続することとなる。
【0005】従来の光ファイバコイル6の巻枠部30は
温度変化に対する性能劣化を少なくする対策として、光
ファイバコイル部4に熱を早く均等に伝達するために熱
伝導の良好な材料により巻枠部30を構成することが行
われている。これとは逆に、光ファイバコイル部4に熱
を伝達し難くするために巻枠部30を断熱性の材料によ
り構成することも行われている。
【0006】以上の通りに巻枠部30を熱伝導の良好な
材料により構成した場合、巻枠部30に外部から流入す
る熱量は大となると共に、光ファイバコイル部4の内の
巻枠部30との間の接触面近傍a、cには急速に温度上
昇した巻枠部30から比較的短時間に良好に熱伝導がな
される反面、光ファイバコイル部4の内の巻枠部30か
ら離隔した中心部bには、光ファイバコイル部4が熱伝
導性不良であるところから、熱伝導に比較的長時間を要
する。この場合、光ファイバコイル部4の巻枠部30近
傍a、cの部分と内部bとの間には大きな温度差が生
じ、この温度差の存在する状態は長時間持続することと
なる。
【0007】巻枠部30を断熱性の材料により構成した
場合、巻枠部30に流入する熱量は減少するが、巻枠部
30自体が不均一な熱分布状態となる。従って、光ファ
イバコイル部4の巻枠部30との間の接触面において既
に不均一な熱分布状態が生じて温度差が生ずるに到る。
この発明は、上述の通りの問題を解消した光ファイバコ
イルを提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】フランジ部31を断熱性
材料により構成し、巻芯部32を熱伝導性良好な材料に
より構成した巻枠部30に対して光ファイバを巻回した
光ファイバコイルを構成した。そして、フランジ部31
をポリエーテルイミド合成樹脂或はガラス繊維強化ポリ
エーテルイミド合成樹脂により構成し、巻芯部32をア
ルミニウム或はジュラルミンその他のアルミニウム合金
により構成した光ファイバコイルを構成した。
【0009】
【実施例】この発明の実施例を図1および図2を参照し
て説明する。図1および図2において、図4および図5
における構成部材と共通する構成部材には互に共通する
参照符号を付している。図1および図2に示される実施
例においては、光ファイバコイル6を構成する巻枠部3
0はフランジ部31と巻芯部32とは別部材により別体
に形成され、後で相互に結合一体化される。フランジ部
31は断熱性材料により構成し、巻芯部32は熱伝導性
良好な材料により構成する。フランジ部31を構成する
断熱性材料としては、ポリエーテルイミド合成樹脂或は
ガラス繊維強化ポリエーテルイミド合成樹脂が使用され
る。巻芯部32を構成する熱伝導性良好な材料として
は、アルミニウム或はジュラルミンその他のアルミニウ
ム合金が使用される。これらの材料を使用して別体に形
成されたフランジ部31と巻芯部32とは適宜の接着剤
により接合して巻枠部30が構成される。
【0010】以上の通りの光ファイバコイルの実施例の
内部の温度分布特性は図6(a)に示される通りであ
る。これと比較されるべき光ファイバコイルの従来例の
内部の温度分布特性は図6(b)に示される。図6にお
いて、縦軸は温度を示す。横軸は光ファイバコイル部4
の半径方向中央部を軸方向に沿って上端部aから中心部
bを経由して下端部cに到る位置を示す。そして、実線
は周囲温度或は周囲温度が変化してから長時間経過して
光ファイバコイル部4の各部の温度が平衡したときの温
度分布を示す。鎖線は周囲温度が変化して或る時間経過
した後にフランジ部31近傍の上端部aおよび下端部c
が周囲温度に達した状態における各部の温度分布を示
す。△Tは光ファイバコイル部4の各部の温度が平衡す
る迄の各部の温度と周囲温度との間の温度差を示す。
【0011】以上の通り、この発明の光ファイバコイル
6はフランジ部31を断熱性材料により構成し、巻芯部
32を熱伝導性良好な材料により構成した巻枠部30に
光ファイバ4を巻回構成したものである。ここで、周囲
温度、特に、光ファイバコイル6の取り付け部20の温
度が上昇すると、熱は取り付け部20の基部21および
円筒部22、鍔部33を介して巻芯部32に伝導され
る。巻芯部32は熱伝導性良好な材料により構成されて
いるところから、巻芯部32全体は急速に温度上昇す
る。これに対して、巻枠部30のフランジ部31は断熱
性材料により構成されており、巻芯部32両端部に対し
て僅かの領域を介して接合するものであるところから、
巻芯部32が急速に温度上昇しても、ここからフランジ
部31に対する熱伝導は僅かであってフランジ部31は
容易には温度上昇しない。従って、光ファイバコイル部
4に対する熱伝導は、フランジ部31からもなされる
が、主として巻芯部32から行われることになる。光フ
ァイバコイル部4に対する熱伝導が主として巻芯部32
から行われる場合、光ファイバコイル部4の上端部a、
中心部bおよび下端部cと巻芯部32との間の距離は等
しいので、巻芯部32を介して電導される熱に起因する
これらの部分の温度上昇に大きな差を生ずることはな
い。結局、フランジ部31近傍の上端部aおよび下端部
cが周囲温度に達した状態における光ファイバコイル部
4の各部と周囲温度との間の温度差は図6(a)に示さ
れる如く△T’となる。
【0012】これに対して、図5に示される従来例の巻
枠部30のフランジ部31と巻芯部32は、共に熱伝導
性良好な材料により構成されているところから、周囲温
度が変化すると、フランジ部31および巻芯部32の双
方は共にこの変化に追随して同時急速に温度上昇する。
上端部aおよび下端部cはフランジ部31近傍に位置す
るところから、このフランジ部31から直ちに熱伝導さ
れ、周囲温度変化に即応して温度上昇する。但し、光フ
ァイバコイル部4の中心部bは、光ファイバが熱の不良
導体であるところから、ここまで熱伝導されるに比較的
長時間を要することとなる。従って、従来例の光ファイ
バコイル部4の周辺部に位置する上端部aおよび下端部
cは急速に温度上昇するのに対して中心部bは温度上昇
は緩漫であり、フランジ部31近傍の上端部aおよび下
端部cが周囲温度に達した状態における光ファイバコイ
ル部4の各部と周囲温度との間の温度差は図6(b)に
示される如く△Tとなる。
【0013】以上の通りのこの発明の光ファイバコイル
部4内部の温度差△T’と従来例の光ファイバコイル部
4内部の温度差△Tとを比較してみると、この発明の温
度差△T’は従来例の温度差△Tより小さい。即ち、こ
の発明の光ファイバコイル部4内部の温度分布は従来例
と比較してより均一である。光ファイバコイル6はコイ
ル部4内部の温度分布が一様ではないことに直接、間接
に起因して性能劣化を生ずるのであるが、この発明の光
ファイバコイルによればこれを大きく抑制することがで
きる。
【0014】そして、巻枠部30のフランジ部31をポ
リエーテルイミド合成樹脂或はガラス繊維強化ポリエー
テルイミド合成樹脂により構成し、巻芯部32をアルミ
ニウム或はジュラルミンその他のアルミニウム合金によ
り構成した光ファイバコイル6は良好なコイル部内部の
温度分布特性を示した。
【0015】
【発明の効果】以上の通りであって、フランジ部31を
断熱性材料により構成し、巻芯部32を熱伝導性良好な
材料により構成した巻枠部30に光ファイバコイル部4
を巻回したことにより、光ファイバコイル部4内部の温
度分布は均一化され、光ファイバコイルの周囲温度の変
動に起因する性能劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光ファイバコイルおよびその取り付け部の実施
例の斜視図。
【図2】光ファイバコイルの実施例の縦断面を示す図。
【図3】光ファイバジャイロの従来例を説明する図。
【図4】光ファイバコイルおよびその取り付け部の従来
例の斜視図。
【図5】光ファイバコイルの従来例の縦断面を示す図。
【図6】光ファイバコイルの内部の温度分布特性を示す
図。
【符号の説明】
30 巻枠部 31 フランジ部 32 巻芯部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フランジ部を断熱性材料により構成し、
    巻芯部を熱伝導性良好な材料により構成した巻枠部に光
    ファイバを巻回したことを特徴とする光ファイバコイ
    ル。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載される光ファイバコイル
    において、フランジ部をポリエーテルイミド合成樹脂或
    はガラス繊維強化ポリエーテルイミド合成樹脂により構
    成し、巻芯部をアルミニウム或はジュラルミンその他の
    アルミニウム合金により構成したことを特徴とする光フ
    ァイバコイル。
JP11869695A 1995-05-17 1995-05-17 光ファイバコイル Withdrawn JPH08313271A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002093225A1 (en) * 2001-05-17 2002-11-21 3M Innovative Properties Company Temperature stabilized optical fiber package
CN102589574A (zh) * 2012-02-14 2012-07-18 北京航空航天大学 一种适用于中高精度光纤惯组的光纤环封装结构
CN110260852A (zh) * 2019-06-26 2019-09-20 东南大学 骨架装置及具有该骨架装置的光纤陀螺惯性器件

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