JPH07209002A - ジャイロスコープ用センシングコイルの製造方法 - Google Patents
ジャイロスコープ用センシングコイルの製造方法Info
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- JPH07209002A JPH07209002A JP6000719A JP71994A JPH07209002A JP H07209002 A JPH07209002 A JP H07209002A JP 6000719 A JP6000719 A JP 6000719A JP 71994 A JP71994 A JP 71994A JP H07209002 A JPH07209002 A JP H07209002A
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Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度特性等のの安定なジャイロスコープ用セ
ンシングコイルの製造方法に関する。 【構成】 光ファイバ２とボビン１とを準備し、該ファ
イバ２の中間部分から一方の端に向かって該ボビン１の
上に１層あるいは２層隣接して巻き付け、その上に前記
ファイバ２の中間部分から他方の端に向かって１層ある
いは２層隣接して巻き付け、以下同様に繰り返して巻き
付けて形成するジャイロスコープ用センシングコイルの
製造方法であって、前記光ファイバ２はヤング率が４０
ｋｇ／ｍｍ2 以上の硬質樹脂を被覆した石英系ファイバ
であり、かつ、当該ファイバ２をボビン１に巻き付ける
張力を４０ｇｒ以下に保持する方法である。
ンシングコイルの製造方法に関する。 【構成】 光ファイバ２とボビン１とを準備し、該ファ
イバ２の中間部分から一方の端に向かって該ボビン１の
上に１層あるいは２層隣接して巻き付け、その上に前記
ファイバ２の中間部分から他方の端に向かって１層ある
いは２層隣接して巻き付け、以下同様に繰り返して巻き
付けて形成するジャイロスコープ用センシングコイルの
製造方法であって、前記光ファイバ２はヤング率が４０
ｋｇ／ｍｍ2 以上の硬質樹脂を被覆した石英系ファイバ
であり、かつ、当該ファイバ２をボビン１に巻き付ける
張力を４０ｇｒ以下に保持する方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、温度特性等のの安定な
ジャイロスコープ用センシングコイルの製造方法に関す
る。
ジャイロスコープ用センシングコイルの製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】航空機、船舶、自動車等の移動体の位置
あるいは姿勢を検出するため、光ファイバコイルを用い
てジャイロスコープを構成し、コイルが回転作用を受け
たときに生ずる光の位相変化を測定するシステムがあ
る。ところで、検出すべき位相差は１０‐3〜１０‐7ｒ
ａｄと極めて小さいところまで扱う必要がある。そこ
で、ジャイロスコープの性能を向上するために各部品や
検出方式の要因について検討され、センシングコイルに
対してはボビンに巻かれた内側の層と外側の層とで生じ
る温度、圧力等の条件を均一にするために対称巻きが提
案されている。即ち、図２に示すように、光ファイバ２
とボビン１とを準備し、該ファイバ２の中間部分から一
方の端に向かって該ボビン１の上に１層あるいは２層隣
接して巻き付け、その上に前記ファイバ２の中間部分か
ら他方の端に向かって１層あるいは２層隣接して巻き付
け、以下同様に繰り返して巻き付けて形成するジャイロ
スコープ用センシングコイルの製造方法である。
あるいは姿勢を検出するため、光ファイバコイルを用い
てジャイロスコープを構成し、コイルが回転作用を受け
たときに生ずる光の位相変化を測定するシステムがあ
る。ところで、検出すべき位相差は１０‐3〜１０‐7ｒ
ａｄと極めて小さいところまで扱う必要がある。そこ
で、ジャイロスコープの性能を向上するために各部品や
検出方式の要因について検討され、センシングコイルに
対してはボビンに巻かれた内側の層と外側の層とで生じ
る温度、圧力等の条件を均一にするために対称巻きが提
案されている。即ち、図２に示すように、光ファイバ２
とボビン１とを準備し、該ファイバ２の中間部分から一
方の端に向かって該ボビン１の上に１層あるいは２層隣
接して巻き付け、その上に前記ファイバ２の中間部分か
ら他方の端に向かって１層あるいは２層隣接して巻き付
け、以下同様に繰り返して巻き付けて形成するジャイロ
スコープ用センシングコイルの製造方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような対称巻きを
用いたコイルは、Ａ端側のファイバとＢ端側のファイバ
とが交互に巻かれているのでＡ端あるいはＢ端側からフ
ァイバ２をみた場合の温度あるいは圧力条件は均一化さ
れる。しかしながら、ファイバの伝送損失あるいは偏波
面のクロストーク特性は温度条件によって変化し、ジャ
イロスコープの性能に直接影響を及ぼすという問題があ
った。そこで本発明は、かかる問題点を解決したジャイ
ロスコープ用センシングコイルの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
用いたコイルは、Ａ端側のファイバとＢ端側のファイバ
とが交互に巻かれているのでＡ端あるいはＢ端側からフ
ァイバ２をみた場合の温度あるいは圧力条件は均一化さ
れる。しかしながら、ファイバの伝送損失あるいは偏波
面のクロストーク特性は温度条件によって変化し、ジャ
イロスコープの性能に直接影響を及ぼすという問題があ
った。そこで本発明は、かかる問題点を解決したジャイ
ロスコープ用センシングコイルの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるジャイロ
スコープ用センシングコイルの製造方法は、光ファイバ
とボビンとを準備し、該ファイバの中間部分から一方の
端に向かって該ボビンの上に１層あるいは２層隣接して
巻き付け、その上に前記ファイバの中間部分から他方の
端に向かって１層あるいは２層隣接して巻き付け、以下
同様に繰り返して巻き付けて形成するジャイロスコープ
用センシングコイルの製造方法であって、前記光ファイ
バはヤング率が４０ｋｇ／ｍｍ2 以上の硬質樹脂を被覆
した石英系ファイバであり、かつ、４０ｇｒ以下の張力
で巻き付けることを特徴とし、当該光ファイバは単一モ
ードファイバあるいは偏波面保存型ファイバであること
が好ましい。
スコープ用センシングコイルの製造方法は、光ファイバ
とボビンとを準備し、該ファイバの中間部分から一方の
端に向かって該ボビンの上に１層あるいは２層隣接して
巻き付け、その上に前記ファイバの中間部分から他方の
端に向かって１層あるいは２層隣接して巻き付け、以下
同様に繰り返して巻き付けて形成するジャイロスコープ
用センシングコイルの製造方法であって、前記光ファイ
バはヤング率が４０ｋｇ／ｍｍ2 以上の硬質樹脂を被覆
した石英系ファイバであり、かつ、４０ｇｒ以下の張力
で巻き付けることを特徴とし、当該光ファイバは単一モ
ードファイバあるいは偏波面保存型ファイバであること
が好ましい。
【０００５】
【作用】上記の構成によれば、本発明に係わるセンシン
グコイルの製造方法は、対称巻きを採用しているので一
方の側から光信号を入射した場合と他の側から入射した
場合とでは殆ど同じ伝送特性が得られる。また、石英ガ
ラスファイバの上に硬質樹脂を被覆しているのでボビン
に巻きつけられても構造上安定しており、信頼性が向上
する。さらに、ボビンに巻き付ける張力を小さく抑えて
いるのでファイバ相互間に作用する力が小さくなり、ボ
ビンに巻いても初期のファイバ特性を維持することがで
きる。
グコイルの製造方法は、対称巻きを採用しているので一
方の側から光信号を入射した場合と他の側から入射した
場合とでは殆ど同じ伝送特性が得られる。また、石英ガ
ラスファイバの上に硬質樹脂を被覆しているのでボビン
に巻きつけられても構造上安定しており、信頼性が向上
する。さらに、ボビンに巻き付ける張力を小さく抑えて
いるのでファイバ相互間に作用する力が小さくなり、ボ
ビンに巻いても初期のファイバ特性を維持することがで
きる。
【０００６】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。図１は本実施例
の製法に係わる構成を示す概略図であり、図２は光ファ
イバが対称巻きされたボビンの断面図、図３は本発明に
適用される光ファイバの構造を示す図である。
説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。図１は本実施例
の製法に係わる構成を示す概略図であり、図２は光ファ
イバが対称巻きされたボビンの断面図、図３は本発明に
適用される光ファイバの構造を示す図である。
【０００７】センサの支持枠を構成するボビン１は巻取
装置５に取り付けられ、２つのリール３Ａ、３Ｂに巻き
付けられた光ファイバ２がサプライスタンド４からボビ
ン１に巻き付けられる。光ファイバ２はその両端からリ
ール３Ａ、３Ｂに巻き付けられており、リール３Ａをサ
プライスタンド４に取りつけられ、そのファイバ２をボ
ビン１に供給しているときは他方のリール３Ｂはボビン
１と共に回転するように固定しておく。
装置５に取り付けられ、２つのリール３Ａ、３Ｂに巻き
付けられた光ファイバ２がサプライスタンド４からボビ
ン１に巻き付けられる。光ファイバ２はその両端からリ
ール３Ａ、３Ｂに巻き付けられており、リール３Ａをサ
プライスタンド４に取りつけられ、そのファイバ２をボ
ビン１に供給しているときは他方のリール３Ｂはボビン
１と共に回転するように固定しておく。
【０００８】ボビン１は熱膨張係数の極めて小さいイン
バ等の金属材料で構成され、ボビンの胴表面、鍔の内側
は精密に仕上げが施され、表面の凹凸によるファイバ特
性の劣化を防いでいる。
バ等の金属材料で構成され、ボビンの胴表面、鍔の内側
は精密に仕上げが施され、表面の凹凸によるファイバ特
性の劣化を防いでいる。
【０００９】図３（ａ）はコア１０、クラッド１１、応
力付与部１３からなる石英系ファイバの上に樹脂の被覆
層１２を設けた偏波面保持型ファイバであり、同図
（ｂ）はコア１０、クラッド１１からなる石英系ファイ
バの上に樹脂の被覆層１２を設けた単一モードファイバ
を示す。従来は、被覆層１２に用いられる樹脂は加工歪
みを緩和するために柔らかいシリコン樹脂を用いていた
が、本発明ではウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹
脂のようにヤング率が少なくとも４０ｋｇ／ｍｍ2 以上
の硬質樹脂を適用する。ボビンに巻き付けられた後でも
圧縮力に耐え、ファイバ特性を維持できるようにするた
めである。
力付与部１３からなる石英系ファイバの上に樹脂の被覆
層１２を設けた偏波面保持型ファイバであり、同図
（ｂ）はコア１０、クラッド１１からなる石英系ファイ
バの上に樹脂の被覆層１２を設けた単一モードファイバ
を示す。従来は、被覆層１２に用いられる樹脂は加工歪
みを緩和するために柔らかいシリコン樹脂を用いていた
が、本発明ではウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹
脂のようにヤング率が少なくとも４０ｋｇ／ｍｍ2 以上
の硬質樹脂を適用する。ボビンに巻き付けられた後でも
圧縮力に耐え、ファイバ特性を維持できるようにするた
めである。
【００１０】図１に示した装置を用いて対称巻きする一
例を説明する。２つのリール３Ａ、３Ｂには図３（ａ）
に示した偏波面保持型ファイバ２はその両端から中央に
向かって巻き付けられている。先ず、リール３Ａがサプ
ライスタンド４に取り付けられ、巻取装置５によってボ
ビン１に密接して巻き付けながら１往復し、図２の第１
層（１）を巻き付ける。このときリール３Ｂはボビン１
と共に回転するように固定しておく。次いで、リール３
Ｂをサプライスタンド４に取り付け、リール３Ａはボビ
ン１と共に回転するように固定して第２層（２）を巻き
付ける。以下同様にして第ｎ層（ｎ）まで巻き付け，全
長５００ｍの偏波面保存ファイバコイルを形成した。
（対称巻きの製品はこの他にボビンの最初と最後にさら
に一列巻き付けている。）このときのファイバ２のサプ
ライ張力は４０ｇｒに保った。
例を説明する。２つのリール３Ａ、３Ｂには図３（ａ）
に示した偏波面保持型ファイバ２はその両端から中央に
向かって巻き付けられている。先ず、リール３Ａがサプ
ライスタンド４に取り付けられ、巻取装置５によってボ
ビン１に密接して巻き付けながら１往復し、図２の第１
層（１）を巻き付ける。このときリール３Ｂはボビン１
と共に回転するように固定しておく。次いで、リール３
Ｂをサプライスタンド４に取り付け、リール３Ａはボビ
ン１と共に回転するように固定して第２層（２）を巻き
付ける。以下同様にして第ｎ層（ｎ）まで巻き付け，全
長５００ｍの偏波面保存ファイバコイルを形成した。
（対称巻きの製品はこの他にボビンの最初と最後にさら
に一列巻き付けている。）このときのファイバ２のサプ
ライ張力は４０ｇｒに保った。
【００１１】上記のコイルを−４０℃〜＋８０℃の温度
条件のもとで波長０．８５μｍでクロストークを測定し
たところボビンに巻き付ける前は−３３ｄＢであったの
に対して略−３０ｄＢであった。さらに、張力を３０ｇ
ｒで巻き付けたところ若干改善した結果が得られた。こ
れに対して、張力を５０ｇｒまで上げたところクロスト
ークは略−２５ｄＢまで低下した。また、シリコン樹脂
を被覆した偏波面保存ファイバについて張力を５０ｇｒ
で巻き付けたところ、クロストークは−２０ｄＢまで低
下し、再現性が乏しかった。
条件のもとで波長０．８５μｍでクロストークを測定し
たところボビンに巻き付ける前は−３３ｄＢであったの
に対して略−３０ｄＢであった。さらに、張力を３０ｇ
ｒで巻き付けたところ若干改善した結果が得られた。こ
れに対して、張力を５０ｇｒまで上げたところクロスト
ークは略−２５ｄＢまで低下した。また、シリコン樹脂
を被覆した偏波面保存ファイバについて張力を５０ｇｒ
で巻き付けたところ、クロストークは−２０ｄＢまで低
下し、再現性が乏しかった。
【００１２】図３（ｂ）に示した単一モードファイバ５
００ｍを４０ｇｒの張力で巻き付けて１層毎にボビンを
交換して対象巻きした。波長０．８５μｍで伝送損失を
測定したところ−４０℃〜＋８０℃の温度条件のもとで
略１．２５ｄＢであり、ボビン巻き前の１．１ｄＢと比
較して若干の増加に止まった。これに対して張力を５０
ｇｒまで上げたところ１．８ｄＢまで急増した。
００ｍを４０ｇｒの張力で巻き付けて１層毎にボビンを
交換して対象巻きした。波長０．８５μｍで伝送損失を
測定したところ−４０℃〜＋８０℃の温度条件のもとで
略１．２５ｄＢであり、ボビン巻き前の１．１ｄＢと比
較して若干の増加に止まった。これに対して張力を５０
ｇｒまで上げたところ１．８ｄＢまで急増した。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わるセ
ンシングコイルの製造方法は、対称巻きを採用している
ので一方の側から光信号を入射した場合と他の側から入
射した場合とでは殆ど同じ伝送特性が得られる。また、
石英ガラスファイバの上に硬質樹脂を被覆しているので
ボビンに巻きつけられても構造上安定しており、信頼性
が向上する。さらに、ボビンに巻き付ける張力を小さく
抑えているのでファイバ相互間に作用する力が小さくな
り、ボビンに巻いても初期のファイバ特性を維持するこ
とができる。
ンシングコイルの製造方法は、対称巻きを採用している
ので一方の側から光信号を入射した場合と他の側から入
射した場合とでは殆ど同じ伝送特性が得られる。また、
石英ガラスファイバの上に硬質樹脂を被覆しているので
ボビンに巻きつけられても構造上安定しており、信頼性
が向上する。さらに、ボビンに巻き付ける張力を小さく
抑えているのでファイバ相互間に作用する力が小さくな
り、ボビンに巻いても初期のファイバ特性を維持するこ
とができる。
【図１】本実施例の製法に係わる構成を示す概略図であ
る。
る。
【図２】対称巻きされたボビンの断面図である。
【図３】本発明に適用される光ファイバの構造を示す図
である。
である。
１：ボビン ２、２′、２″：光ファイバ ３：リール ４：サプライスタンド ５：巻取装置 １０：コア １１：クラッド １２：被覆層 １３：応力付与部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/44 ３２１
Claims (2)
- 【請求項１】 光ファイバとボビンとを準備し、該ファ
イバの中間部分から一方の端に向かって該ボビンの上に
１層あるいは２層隣接して巻き付け、その上に前記ファ
イバの中間部分から他方の端に向かって１層あるいは２
層隣接して巻き付け、以下同様に繰り返して巻き付けて
形成するジャイロスコープ用センシングコイルの製造方
法であって、 前記光ファイバはヤング率が４０ｋｇ／ｍｍ2 以上の硬
質樹脂を被覆した石英系ファイバであり、かつ、４０ｇ
ｒ以下の張力で巻き付けることを特徴とするジャイロス
コープ用センシングコイルの製造方法。 - 【請求項２】 光ファイバが単一モードファイバあるい
は偏波面保存型ファイバであることを特徴とする請求項
１に記載のジャイロスコープ用センシングコイルの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6000719A JPH07209002A (ja) | 1994-01-10 | 1994-01-10 | ジャイロスコープ用センシングコイルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6000719A JPH07209002A (ja) | 1994-01-10 | 1994-01-10 | ジャイロスコープ用センシングコイルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209002A true JPH07209002A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11481565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6000719A Pending JPH07209002A (ja) | 1994-01-10 | 1994-01-10 | ジャイロスコープ用センシングコイルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07209002A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112097796A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-12-18 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种光纤陀螺的光纤传感线圈绕制用工装及使用方法 |
-
1994
- 1994-01-10 JP JP6000719A patent/JPH07209002A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112097796A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-12-18 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种光纤陀螺的光纤传感线圈绕制用工装及使用方法 |
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