JPS631680A - 光フアイバ供給用巻枠 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自己内部に有するエネルギにより、たとえば
空中飛行、地上走行、海上走行、水′＋４：Ｉ潜行など
の運動を行うミサイルなどの運動物体に接続した、運動
物体の運動方向を有線誘導によシ制御する光ファイバを
繰出す光ファイバ供給用巻枠に関するものである。

〔従来の技術〕

この種のミサイル用の金属導体ケーブルや光ファイバの
繰出し用巻枠は現在使用されている。第２図に従来の光
ファイバを用いた巻枠本体と光ファイバの構成概略図を
示す。１は円錐台形巻枠で、先端部の細径側の径は、た
とえば約１０ｃｍ　で、太径側の底部に向りてテーパ状
を形成している。２１は光ファイバの巻回しである部分
で、円錐台形巻枠（以下巻枠という。）１の胴上に整列
に巻回してあり、この例では２層目の最後の３巻が残っ
ている状態を示している。２．は巻枠１から巻戻された
光ファイバの部分で、　　　　　　　　　　　　・□以
下光ファイバ２＋　、　２２の画部分を一括して説明す
る場合は光ファイバ２と称する。４は運動物体で、たと
えばミサイルなどである。

光ファイバ２は、たとえば外径が１２５μ恒φで、コア
外径が８μｍφの石英系光ファイバに紫外線硬化性樹脂
（以下ＵＶ樹脂という。）被覆を施した外径２５０μ情
φの光ファイバを用い、巻枠１の胴上に細径端部から太
径の底部の方向に隣接整列して巻回する。巻回する光フ
ァイバ長は、通常１乃至２Ｋｍから５１ｍ程度が一般的
であるが、長さについてはとくに本発明とは関係がない
。またＵＶ樹脂被覆の外径が４００μｍφの光ファイバ
の場合、通常重さｆｆ）は０．１６σｒＺＭＬ前後でち
る。

光ファイバ２の巻戻し速度、すなわち繰出し速度は、た
とえば１００乃至３００ｍ／ｓｇｃである。

光ファイバ２は上述の条件で巻枠１に整列に巻き、光フ
ァイバ相互間での乗シ上げや、もつれのないように配慮
し、巻層は２層以上に及ぶ。整列止め、巻戻し中などに
ばらけるのを防止している。

但しこの際、接着剤による止めは、全９強くすると光フ
ァイバを巻戻し、繰出す際に止め強度によシ切断するこ
とがあるので注意する必要がある。

この場合の光ファイバの切断力は、たとえば平均６　Ｋ
ｙ程度である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の巻枠に巻回しである光ファイバを、たとえば速度
２００ｍ７　ｓｅｃで巻戻し中に、光ファイバに断線が
発生した。この断線の主な原因は、第２図に示すように
、第２層目の終りの光ファイバ２Ｉが巻枠１の細径端部
に数巻き、第２図の例では５巻き残っている状態で、次
の瞬間に巻枠１からずれ落ちたことＫよる。

第３図α乃至Ｃによυ、光ファイバ２が巻枠１の細径端
部から、残部数巻きがずれ落ち断線を引起す現象を説゛
明する。第３図αは正常時で、光ファイバ２は殆んどテ
ンシランを発生することなく、たとえば２００ｍ／ｓｅ
ｃ　　の巻戻し速度で、巻枠１の細径端部から軽くはず
れるように整列巻となりており、かっばらけ防止のため
僅かボンディングしである。光ファイバ２は巻枠１から
巻戻し中に、各層の最後の数巻き付近に来ると、この数
巻きの光ファイバ２の残部を押出して、巻枠１から抜は
落ちが発生するような力が残部の数巻きに与えられる。

第３図すば、光ファイバ２の残部の数巻きが巻枠１から
光ファイバの束５となってずれ落ちた状態を示す。ずれ
落ちたとたん、この光ファイバの束５の部分の速度は、
たとえば瞬間的に零に近すき、次いで急速に光ファイバ
の束５の部分に対して２００ｍ１ｓｅｃ　の巻戻し速度
に回復する。このとき光ファイバ２には加速度が発生し
、同時に、第３図Ｃに示すように光ファイバの束５で形
成されている輪状の捩れ６の径を校シ込んで小さくする
作用が働く。

この状態で、光ファイバの束５により形成される捩れ６
を光ファイバ２自身の力で解きほぐし、捩れ６自体を解
消に向かわしめる速度と、数巻きの光ファイバ２の残部
が巻枠１からずれ落ち、光ファイバの束５を形成した時
点から急速に巻戻しの繰出し速度、すなわち本実施例で
２００ｍ／ｓａｃ　　に立ち上って行き、同時に形成さ
れた光ファイバの束５の捩れ６の輪を絞シ込んで小さく
していく速度との関係において、もし、捩れ６の輪の校
り込みが進んで行くと、捩れ６の輪は非常に小さい径、
たとえば２５０　（ｓｎφのＵＶ樹脂被覆光ファイバで
捩れ６の径が約３鵠φ程度、またはそれ以下となり、そ
こで光ファイバ２に対する通常の引張シによる切断力、
たとえば前述した平均６にσに比し大幅に低い張力で光
ファイバは切断される。

因みはい上述した光ファイバ２の残部がずれ落ちて光フ
ァイバの束５を形成することに起因して発生する加速度
によシ生ずる走行中の光ファイバに生ずる力については
、以下の解析により、その概略値が求められる。

ずれ落ちた光ファイバの数巻きの形成する輪状の光ファ
イバの束は、−時、巻戻しの繰出し速度が零に近くなシ
、次の瞬間、たとえば２００ｍ／ｓｅｃになったとする
と、その間に非常に大きな加速度が光ファイバに作用し
、これによシ同時に発生した捩れが絞り込まれる力とな
って作用する。

光ファイバの巻戻しの繰出し速度をＶｒｎ／ｓｇｅ、ず
れ落ちた光ファイバの長さをＬｍ、ずれ落ちた光ファイ
バの単位長さ当シの重量をＷｇｒ／ｍ　　とすると、ず
れ落ちた光ファイバの質量Ｍは、で表わせる。ここでｇ
は重力加速度で９．Ｆ３ｍ／ｓｅｃを示す。

一方光ファイバの巻戻しの繰出し速度が２００ｍ／Ｓａ
Ｃに立上る時間Δｔは、 Δｇ＝　　− であるから、光ファイバにかかる加速度αは、Ｖ１ ヨ　　、　　　　　　　　＋２１ で表わせる。従うて光ファイバに働く力Ｆは、＝−・Ｖ
”　　　　　　　（３１ ここで径４００μ常φのＵＶ樹脂被覆光ファイバにおい
て、 Ｗ＝０．１６ｙデ／４ル Ｖ　＝　２００　ｍ／ａｇｅ とすると、光ファイバに働く力Ｆは、 Ｆ中６５Ｂ　ＩＴ で、この力が、巻枠側での光ファイバの巻戻しに要する
抵抗力が幾ら小さくても、ずれ落ちた数巻きの光７アイ
パの束により発生する速度変動に起因して光ファイバへ
の張力が発生し、この張力は前述のように、同時に発生
した光ファイバの束による捩れを校シ込みＵＶ樹脂被覆
光ファイバを走行中ば切断するに充分な力となる。すな
わち、ずれ落ちた数巻きの光ファイバの束は、捩れた、
絡まったままの・状態で速度の変化が発生するので、（
３）式におけるＷの値、すなわち、ずれ落ちた光ファイ
バの単位長さ当シの重量が実質上数倍、またはそれ以上
とな’）　、（３）式のＦの値を大きくする原因となる
。この例の場合、通常のＵＶ樹脂被覆光ファイバのＷ　
＝　０．１６　ｇｒ／ｍでありた場合、ずれ落ちた光フ
ァイバの束が３重に絡まると、光ファイバの単位長さ轟
シの重量は、Ｗ、　＝　０．１６　Ｘ　３　＝　Ｑ、４
８ｇｒ／ｎの値として光ファイバに働く力Ｆに作用する
ことになる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は従来の問題点を解決するため、円錐台形巻枠に
多層で、かつ整列に巻回した光ファイバを、光ファイバ
の先端に取付けた運動物体の有するエネルギによシ円錐
台形巻枠の中心軸方向でかつ細径先端方向に巻戻しつつ
、光ファイバ内に光信号を伝送させながら運動物体の誘
導を行う光ファイバ供給用巻枠において、光７アイパは
巻戻し側となる円錐台形巻枠の細径側先端部から太径側
底部に向って隣接して巻回し、円錐台形巻枠は細径側先
端部にリング状突起を有し、リング状突起の外径は、リ
ング状突起に隣接して円錐台形巻枠に巻回した光ファイ
バ巻戻し側の光７アイパの巻回外径より大である構造を
備えていることを特徴とする。

〔作　用〕

本発明は巻枠の光ファイバ巻戻し側の細径端部に、光フ
ァイバの巻回外径よυ大なる外径のリング状突起を備え
た構造とすることによシ、巻回した光ファイバ各層の最
後に残った数巻きの光ファイバが巻枠からずれ落ちるの
を防止している。これによシ光ファイバの束となって、
すなわち光ファイバの輪状の塊となって巻枠から抜は落
ちることがないから、光ファイバの巻戻し時に、巻戻し
の繰出し速度の変動が発生せず、また発生したとしても
大幅に緩和されるため、光ファイバに対して大きな加速
度の発生とはならず、走行中の光ファイバに張力のかか
ることはない。またリング状突起により数巻きの光ファ
イバの束が巻枠からずれ落ちることはなく、シたがって
光ファイバに捩れの発生する原因が抑止される。またリ
ング状突起の外径を巻枠に光ファイバを最大量巻込んだ
時の外径より大か、または同じにすることにより、光フ
ァイバの束のずれ落ちることなく、最後まで光ファイバ
を一本の心線状態で巻枠から繰出すことができる。以下
図面にもとづき実施例について説明する。

〔実施例〕

第１図に本発明による巻枠本体と光ファイバの構成図を
示す。第２図と同じ符号は同じ部分を示す。３は巻枠１
の細径側の光ファイバ巻戻し端部に設けたリング状突起
である。本発明は、発明者により始めて試みた、先に述
べた光ファイバの残部のずれ落ちによる光ファイバの束
に起因して発生する加速度によシ、巻戻しの繰出し走行
中の光ファイバに生ずる力についての解析にもとづく構
成が、とくに重要な要件となっている。

本実施例から明らかなように、リング状突起３によυ、
繰出し走行中の光ファイバ２．が、束になって巻枠１か
らずれ落ちることはなく、またリング状突起３を、光フ
ァイバ２．の−本の状態で抵抗なく乗り越えていくこと
ができる。

リング状突起３は、光ファイバ２．の巻き層が減少して
１、たとえば最後の１層になった場合でも、リング状突
起３によシ抵抗を受けることなくリング状突起３を滑ら
かに乗シ越えて繰出されるよう表面は充分に研摩され、
角部はすべて滑かな丸味を備えている。またリング状突
起３の外径も、光ファイバのずれ落ちを防止する範囲で
可及的に小さい構造とし、好ましくは光ファイバ２．を
−杯に巻回したとき、巻回した最外層の外径とリング状
突起３の外径が等しいか、または僅かに大きい程度が好
適である。

材質については、巻枠１は金属かプラスチックを用いる
が、リング状突起５はテフロンかクロムメツキを施した
摩擦係数の少い表面状態のものが適用される。

またリング状突起３は、ねじなどで巻枠１に取付けるか
、円板状のものを巻枠１の細径端部に鍔状に取付けるか
、あるいは巻枠１と一体に形成した構造などが適用でき
、いずれも本発明の態様に含まれる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の光ファイバ供給用巻枠は、
円錐台形巻枠の光ファイバ巻戻し側の細径端部に、光フ
ァイバの巻回外径よυ大なる外径のリング状突起を備え
た構造を有することによシ、巻回した光ファイバ各層の
最後に残った数巻きの光ファイバが巻枠からずれ落ちる
のを防止でき、光ファイバが束となって巻枠から抜は落
ちることがないから、光ファイバの巻戻し時に、巻戻し
の繰出し速度の変動が発生せず、光ファイバに対して大
きな加速度の発生とはならず、走行中の光ファイバに張
力のかかることなく、光ファイバの巻戻し中の断線発生
障害が抑止され、高精能の要求されるミサイルなどの運
動方向制御に適用してその効果が顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の円錐台形巻枠本体と光ファイバの構成
図、 第２図は従来の円錐台形巻枠本体と光ファイバの構成図
、 第３図α乃至Ｃは従来の円錐台形巻枠における光ファイ
バ異常発生説明図である。 １・・・円錐台形巻枠 ２．２＋、２ｔ・・・光ファイバ ３・・・リング状突起 ４・・・運動物体 ５・・・光ファイバの束 ６・・・捩れ 特許出願人　住友電気工業株式会社 代理人　弁理士　玉蟲　久　五　部 本発明の巻枠本体と光ファイバ構成図 第１図 従来の巻枠本体と光ファイバ構成図 第２図 第　　３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 円錐台形巻枠に多層で、かつ整列に巻回した光ファイバ
   を、該光ファイバの先端に取付けた運動物体の有するエ
   ネルギにより該円錐台形巻枠の中心軸方向でかつ細径先
   端方向に巻戻しつつ、該光ファイバ内に光信号を伝送さ
   せながら該運動物体の誘導を行う光ファイバ供給用巻枠
   において、前記光ファイバは、 前記巻戻し側となる前記円錐台形巻枠の細径側から太径
   側に隣接して巻回し、 前記円錐台形巻枠は、 細径側端部にリング状突起を有し、 前記リング状突起は、 前記リング状突起に隣接して前記円錐台形巻枠に巻回し
   た光ファイバ巻戻し側の巻回外径より大なる外径を備え
   てなる ことを特徴とする光ファイバ供給用巻枠。