JPH04500351A - 光ファイバなどのフィラメント材料の平面状コイル巻回の方法および装置 - 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】 光ファイバなどのフィラメント材料の 平面状コイル巻回の方法および装置 本発明は一般的にスプールにフィラメント材料を巻き、特に平面状コイルのタン デム式スタックにフィラメント材料を巻く方法および装置に関するものである。

２、従来技術の説明 フィラメント材料をねじれさせ、歪ませ、過剰な応力を与えないような方法にお いて長い金属ワイヤまたは光ファイバを予め構造されたスプールから急速に巻き 戻すことが必要な多くの場合がある。例えば、現在のミサイルは光ファイバの貯 蔵されたスプールを含み、それはミサイル発射時に繰出され、発射器に相互接続 される。ターゲットシーンの情報およびミサイルの誘導命令はミサイル飛行の全 体または１部分においてファイバデータリンクを通って送られる。例えば、変圧 器の巻回および織物産業において典型的に遭遇するような通常の円筒形層状巻回 は光ファイバについては十分に満足できるものではなく、利用において困難であ る。例えば、円筒形に巻かれる通常の巻枠からの光フアイバ高速繰出しに関して 、熱を生じてファイバに破損を与えファイバデータリンクの故障または不所望な 光信号変調を生じる側面からの高い摩擦牽引力が存在する。加えて、貯蔵または 温度循環中巻口の型は破壊され、滑らかな繰出し動作を妨害する可能性がある。

層間にファイバ交差区域がある円筒形層状巻回を必要し、これは増加された光信 号損失を生じる「小屈曲」を起こす。

円筒形層状巻回の欠点を解決するために、コイルは螺旋状に巻かれたファイバの 所定の長さからなる各平面状コイルのタンデム式スタックを巻くことによって構 成された。この方法は注目される円筒形層状巻回の難点を克服するが、実際、単 一の連続したファイバから平面状コイルの巻回を生じる高速な方法は行われなか った。

発明の概要 本発明の主要目的は単一の光ファイバから１対の平面状コイルを同時的に製造す る方法および装置を提供することである。

２つのコイルの巻回装置は３個の狭い間隔を隔てて、平行に位置する案内板から 構成され、それら案内板は第１および第２の巻回空間を限定する心棒に取り付け られ、それぞれの幅は単一のファイバのみを巻くことができる。ファイバの長さ は１本のコイルの長さに等しい供給スプールから引出され、それは中心にある案 内板において軸方向に位置する開口中に１つのコイルファイバの内端部が位置す るように巻取軸に一時的に貯蔵される。２つのファイバの巻回装置は一時的に貯 蔵されたファイバから第１の巻回空間に１個の平面状コイルを巻き、供給スプー ル上のファイバから取出される第２の巻回空間に別の平面状コイルを巻く。その ２個の平面状コイルは反対方向において同時に巻かれ、最も内側の巻回部分で接 続される。

平面状コイルが巻かれた後、案内板は取除かれ、接着剤の薄層が幾何学的形状お よび寸法の一体性を保持するようにコイルに適される。代りに、接着剤は直接コ イルに案内板のアクセススロットまたはカットアウトを通じて施されてもよい。

完成した対の平面状コイルは軸の１端部に滑って移動させ、さらに別の１対のコ イルは上述のように巻かれる。したがって、必要されるコイルの数は得られる。

図の簡単な説明 第１図は本発明にしたがって平面状コイルを巻く装置の斜視図である。

第２Ａ図および第２Ｂ図は第１図の平面状コイル巻回装置の側断面図である。

第３図は小屈曲を示す円筒形層状コイルの側面図である。

第４図は分割された案内板の側面図である。

好ましい実施例の詳細な説明 光ファイバまたは金属ワイヤがその巻かれているスプールから急速に繰出さなけ ればならない場合が多い。例えば、ミサイルの場合において光ファイバは艦船、 航空機、または基地に搭載される発射器とミサイルを相互接続する。ミサイルが 発射されるとき、１連の光信号データリンクはミサイル中のスプールから繰り出 すことを可能にさせる光ファイバによって提供される。この方法において、目的 追跡および誘導評価は発射器で得ることができ、命令指示は光ファイバによつて 与えられることができる。したがって、明らかにミサイルに関する複雑な計算お よび航跡機器の全てを搭載する必要がない。

上述の巻回の方法およびそれを実行する装置はあらゆる種類のフィラメント材料 を巻回するのに有用であるが、光ファイバを巻回するとき、その方法は特に有利 である。それはその関連において特に述べられている。第３図を参照にすると、 単なる説明のためであるが、２つの光ファイバ層１２．１４を含む通常の円筒形 層状コイル１０が示されている。光ファイバ層１２は円筒形巻枠１６の外面上に 円筒形の層を形成するように螺旋状に巻かれている。第２の層１４は第１−の層 上と同様に巻かれている。実際には、ファイバの全長次第で、多くのそのような 層が存在する。第１図のようにスプールの右端部からファイバが繰出されると仮 定すると、剥離点が左へ動くとき、最も外側の層のループの各々はそこへ移動す るので下に位置する１部分または全体の巻回層と接触するように剥がれる。

この摩擦的接触は破損を与えることができる牽引力をファイバに発生させる。し たがって、その光信号伝送に悪影響を及ぼす。

「小屈曲」と呼ばれる円筒形層状巻回のさらに別の難点は下に位置する逆巻間の 螺旋層に外部の順巻口の螺旋状の層を被覆するために生じるファイバの屈曲であ る。これらの小屈曲はファイバに沿った信号伝送を劣化させる主要な信号損失を 累積する。ファイバの小屈曲は１７に示され、隣接ループに対する屈曲は互いに 隣接していて、実際、これは最大密度の巻回を得られる。

円筒形層状巻回はまた貯蔵中または実質上の温度変化のもとで崩れたり落込んだ りする傾向を示す。これは望ましくないことであり、繰出しが中断されるように 隣接層のファイバを互いに混合させることが起り得る。

円筒形層状コイルの欠点を解決するために、平面状コイルの形状で光ファイバを 巻回し、または一連の平面状コイルが単一の連続したファイバから巻かれること は重要である。平面状コイルは１個のファイバの直径の厚さであるディスク状の コイルを形成するように、前記ループの上に各ファイバループを巻くことによっ て構成される。従来において、平面状コイルは平面上にファイバを手作業で配置 することによって製造される。しかし、複数の平面状コイルが必要とされるとき 、許容できるような速度で平面状コイル巻回を行う効率的な方法および装置はな い。

本発明の方法および装置の説明を確実にするために、第１図、第２Ａ図および第 ２Ｂ図を参照する。第１のステップは１つの平面状コイルを形成するためのファ イバの量に等しい長さの光ファイバ１８をファイバ供給スプール２０から取出し て一時的巻取スプール２２に貯蔵することである。今は詳細なしに説明しないが 、コイル形成装置２４は共通な軸上に配置され、わずかに光ファイバの直径より も幅の広い２つの巻回空間３２．３４を形成している分離された３つの案内板２ ８．２８．３０を備えている。一時的に貯蔵されたファイバの端部分３６は中心 にある案内板２８の開口３８に位置される。

２個の平面状コイルは同時に巻かれる。１つは一時的の貯蔵スプール２２から取 出され、第２のコイルはファイバ供給スプール２０から直接巻かれる。特に、２ つのファイバ巻回装置４０．４２は案内板２Ｂと２８との間にある空間において 第］の平面状コイルを形成し、案内板２８と３０との間に第２の平面状コイルを 形成するために反対方向において回転する。反対方向にコイルを巻回することに よって、中心にある案内板開口３８に位置する相互接続されているファイバは鋭 い屈曲を受けない。

２個の隣接する平面状コイルの製造を終了すると、案内板は取除かれ、スプレィ を吹付けられるか、そうでなければ接着剤の薄層を設けられた２個のコイルは予 め設けられたコイル４４と並ぶ関係においてタンデム式に重ねられる巻回軸の端 部に移動され、滑込まされる。

第１図および第２Ｂ図を参照にすると、平面状コイルを限定する巻回枠は互いに 平行に位置され、中空円筒軸４６に単一体の関係において一緒に固定される３枚 のほぼ円形の板２Ｂ。

２８．３０から構成される。その板は一緒に取付けられ、案内板の開口内に位置 するビン５４で固定される２つの半円形部分から構成される。３枚の案内板は案 内板２Ｂと２８との間の巻回空間３２および案内板２８と３０との間にある別の 巻回空間３４を設けるために軸に沿って離れて位置する。各巻回空間３２．３４ はファイバ１８の直径に対してわずかに広い幅である。対面する板２８．３０の 端縁部分は後述するように巻回中ファイバを誘導する滑らかな表面を提供するた めに斜めにされている。

ファイバ巻回装置４０．４２は同一であるので、装置４０のみについて詳細に説 明する。装置４０は案内板（第１図）の半径よりもわずかに大きい全長の細長い 回転部材である。部材４０の１端部におけるボールベアリング５８は案内板２６ のすぐ外側で軸を中心に回転するように軸４６に固定される。装置４０の上端部 分は装置の外側に面した側に取付けられる第１の溝を有する滑車６２および案内 板に面する装置側に取付けられる第２の溝を有する滑車６４を含む。駆動モータ （示されていない）は装置４０を予め決められた方向に、例えば第１図に示され るような時計回りで回転するように接続される。装置４２は反対方向に回転する （例えば第１、図に示される例では反時計回り）を除いて装置４０と同様に組立 てられる。

上述の装置を使用する第１のステップとして、１個の平面状コイルを形成するた めに必要な量に等しい長さの光ファイバ１８が供給スプール２０から取外される 一時的に供給スプール２２に巻かれる。またファイバは両ファイバの巻回装置４ ０．４２の溝を有する滑車６２．６４の周囲に位置される。スプールに一時的に 貯蔵された１個の平面状コイルの量の内端部３６を限定するファイバ１８に関す る点は中央の案内板２８における開口３８を通って位置される。全３枚の案内板 ２Ｂ、２８．３０は軸４６（第２Ｂ図）に取付けられ、ビン５４によって配置さ れる。

次に、巻回装置４０．４２は反対方向において２個の平面状コイル、すなわち案 内板２６と２８の間の空間３２における第１のコイルおよび案内板２８と３０の 間の第２の空間３４における第２のコイルができるまで十分な回転数で回転され る。ビン５４は引出され、２個の平面状コイルは接着剤の薄層で被覆され（スプ レーにより）、コイルは貯蔵部分４４（第２Ａ図）へ軸４６に沿って滑らされる 。その作用は平面状コイルの必要される数が得られるまで繰返される。

本発明にしたがって平面状コイルのタンデム式スタックを構成する単一の連続し た光７フイバから１イル構体を形成する方法および装置が提供される。隣接する 平面状コイルを接続するファイバ部分は伸長または屈曲を受けない。そのような 繰出しコイル構体のファイバは以下のようなファイバと巻回と間に接着性牽引力 のみを受ける。平面状コ・ｆルは不所望な応力および摩擦を受けず、ファイバは 小屈曲になりにくい。

その他の接着剤も多数のコイル構体を形成するときにファイバコイルの寸法一体 性を保持するのに十分であるが、シリコン接着剤の混合物によって良好な結果が 得られ、一時に１つの板の除去後にコイルの接着剤を施すことに加えて、溝また はカットアウト７０が各板２８．３０に設けられ、案内板の除去より前に接着剤 を被着してもよい。

好ましい実施例を詳細に述べたが、本発明はそれによって限定されることなく添 付の請求の範囲によって決定されることを理解すべきである。

国際調査報告　。ｒＴ／ＮＣ０゜ｌｎＡ、’ｌＡ国際調査報告

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも２個の平面状コイルを含むフィラメント供給部からコイル構体を 巻く方法において、１個の印面状コイルを巻くのに十分な長さのフィラメントを 供給部から取外し、 第１の平面状コイルを形成するために第１の方向において取外されたフィラメン トを巻き、 供給部から取出され第１の平面状コイルと反対方向において巻かれるフィラメン トの第２の平面状コイルを巻くステップを具備する方法。
2. ２．第１および第２のコイルは同時に巻かれる請求項１記載の方法。
3. ３．フィラメントは第１のコイルに巻かれる前に供給部から取外されて巻取スプ ールに貯蔵される請求項１記載の方法。
4. ４．単一の連続したフィラメント供給部から２個のコイルを巻く方法において、 中央にある案内板は開口を具備し、第１および第２の巻回空間を形成するために 相互に面して離れた関係で３枚の案内板を配置し、 中央にある案内板の開口を通ってフィラメントの端部を通過し、 １個の平面状コイルを巻くために十分な長さのフィラメントを供給部から取外し 、中央の案内板の開口を通ってフィラメントを通過し、フィラメントを巻取スプ ールに一時的に貯蔵し、 第１のコイルを形成するために第１の巻回空間と１方向において巻取スプールフ ィラメントを巻き、第２の平面状コイルを形成するために反対方向において第２ の巻回空間に供給部からのフィラメントを同時に巻き、案内板を取除くステップ を具備する方法。
5. ５．さらに第１および第２の平面状コイルに対して接着剤を被着するステップを 具備する請求項４記載の方法。
6. ６．フィラメントは光ファイバであり、各平面状コイルはフィラメントの直径に 等しい幅を有する請求項４記載の方法。
7. ７．２個のコイルの巻回方向が相違し、互いに面するコイルの主面を有する単一 の連続したフィラメントから形成された少なくとも２個の平面状コイルを具備す る平面状コイル構体。
8. ８．接着剤が互いに各コイルの巻回を一体するように各コイルに施される請求項 ７記載の平面状コイル構体。
9. ９．単一のフィラメントから１対の平面状コイルを同時に巻く装置において、 軸と、 隣接する軸に近い第２の開口を具備する中央の案内板手段とそれから第１および 第２の巻回空間を限定するように間隔をおいた２枚の外側の案内板手段より成り 軸を受ける中央の開口を具備する各３つの案内板手段と、第１の巻回空間にフィ ラメントを巻く第１のフィラメント巻回手段と、 第２の巻回空間にフィラメントを巻く第２のフィラメント巻回手段とを具備し、 これら第１および第２のフィラメント巻回手段は反対方向において巻かれた平面 状コイルを形成する装置。
10. １０．案内板手段は分離可能な部分により形成される請求項９記載の装置。
11. １１．各案内板手段の分離可能な部分は除去可能なピンによって取外しできるよ うに固定されている請求項１０記載の装置。
12. １２．各巻回手段は軸を中心に回転するように設置された１端部を備える細長い 部材を具備する請求項９記載の装置。
13. １３．各巻回空間はフィラメントの直径に実質上等しい幅を具備する請求項９記 載の装置。