(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、光ファイバ素線の表面の一部または全面に接着剤層を設ける工程、固定フランジにより固定された鍔のない胴のみのボビンの上に該接着剤層を設けた光ファイバ素線を所望の形状に巻線して光ファイバコイルとする工程、前記固定フランジによるボビンの固定を解除する工程を含むことを特徴とする光ファイバコイルの作製方法。
【請求項２】
少なくとも、光ファイバ素線の表面の一部または全面に接着剤層を設ける工程、固定フランジにより固定された鍔のない胴のみのボビンの上に該接着剤層を設けた光ファイバ素線を所望の形状に巻線して光ファイバコイルとする工程、前記固定フランジによるボビンの固定を解除する工程、前記光ファイバコイルの中心部から前記ボビンを取り外す工程を含むことを特徴とする光ファイバコイルの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファイバジャイロ、センサー、光アンプ、レーザー、分散補償器、非線型光学デバイス、遅延回路、ダミー回路、その他の長尺光ファイバ応用部品、余長処理具等に用いられる、省スペース化ができ、かつ低張力な光ファイバコイルの作製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバをデバイスとして用いた光ファイバ型デバイスは、センサー等の用途において広く用いられている。また、近年、エルビウム、ツリウム、プロセオジム等の元素ドープ光ファイバを用いた光アンプ、分散補償光ファイバを用いた分散補償器、あるいは非線型光学デバイスとして、光ファイバ型デバイスが注目を浴びている。光ファイバデバイスは光ファイバにて構成されているため、伝送路や他のデバイスとの結合性がよく、特性も安定しており、優れたデバイスとして知られている。光ファイバ型デバイスは、上述のように接合性が良いという利点がある反面、必要とするファイバ長が長ければ長いほど、体積が大きくなるという欠点がある。この欠点を回避するために、小径のボビンに巻線することが行なわれている。しかしながら、小径のボビンであっても、巻線後の光ファイバのコイル形状を維持するために、現状ではボビンに鍔を設ける必要があった。したがって、光ファイバの巻線径よりも、鍔の径と厚みの分だけ余分な体積を必要として、デバイスの小サイズ化を阻害する一因となっている。
【０００３】
また、光ファイバを小径に巻くと、巻き厚が増加し、低張力で巻いてもコイルの内側、すなわち、ボビンの胴付近で大きな巻き張力が発生する。光ファイバは大きな力を受けると、損失が増加するために、長尺の光ファイバを小さなボビンに巻くと、損失が大きくなり、光ファイバデバイスとして使用できなくなるという問題があった。図６は、従来の光ファイバコイルの一例を示すものであって、光ファイバ素線１は、鍔８、８を有するボビン３に巻き取られて光ファイバコイルが形成されている。
【０００４】
この問題を回避するために、ボビンの胴部に溝や開口部等を設けて、ピンを刺し込み、巻線後に、このピンを外して、コイル内側の圧力を緩和し、光ファイバコイルの損失増加を防ぐことが行われているが、この方法では、コイルに加えていた張力が大きいとピンが抜けなかったり、無理矢理にピンを抜くと光ファイバを傷つける可能性があった。これを改善するものとして、特許第３２０１９８３号公報には、複数の溝にそれぞれ２本のピンを挿入して、コイル巻き後、光ファイバと接していない内側のピンを抜き、次いで外側のピンを抜くことが提案されている。しかしながら、これらの場合はボビン形状、構造が複雑になるために、コスト高の要因となる等の問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における上記のような問題点を解決することを目的としてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、省スペース化が可能であり、さらに張力緩和が可能である簡単な構造で安価な光ファイバコイルの作製方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ファイバコイルは、少なくとも、光ファイバ素線の表面の一部または全面に接着剤層を設ける工程、固定フランジにより固定された鍔のない胴のみのボビンの上に該接着剤層を設けた光ファイバ素線を所望の形状に巻線して光ファイバコイルとする工程、前記固定フランジによるボビンの固定を解除する工程を含む方法によって作製することができる。
【０００７】
また第２の態様の光ファイバコイルは、少なくとも、光ファイバ素線の表面の一部または全面に接着剤層を設ける工程、固定フランジにより固定された鍔のない胴のみのボビンの上に該接着剤層を設けた光ファイバ素線を所望の形状に巻線して光ファイバコイルとする工程、前記固定フランジによるボビンの固定を解除する工程、前記光ファイバコイルの中心部から前記ボビンを取り外す工程を含む方法によって作製することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の光ファイバコイルの一例の断面図であり、図２は図１のＡ部の拡大図である。図１および図２において、光ファイバコイル１０は、鍔のない胴のみよりなるボビン３の上に、光ファイバ素線１の全周にわたり接着剤層２を設けた接着剤層付き光ファイバ素線１′が巻線され、光ファイバ素線同士が接着してコイル形状を維持している。
図３は本発明の光ファイバコイルの他の一例の断面図であって、光ファイバコイル１０にはボビンが存在していない場合を示す。
【０００９】
図４は、本発明の光ファイバコイルを作製する方法の一例を説明する図である。図４（ａ）は光ファイバ素線の表面に接着剤層を設ける工程を示すものであって、送り出しリール５から光ファイバ素線１を送り出し、接着剤２′を溜めたダイス４を通過させることによって、光ファイバ素線１の表面に接着剤層を形成し、巻取リール６上に巻き取られる。また、図４（ｂ）は接着剤層を設けた光ファイバ素線を所望の形状に巻線する工程を示すものであって、巻き取られた接着剤層付き光ファイバ素線１′をリール６から送り出し、巻線機７によって鍔のないボビン３の上に巻線される。
【００１０】
図５は、図４における各工程を連続的に実施する場合を示すものであって、接着剤２′を溜めたダイス４を通過させることによって、光ファイバ素線に接着剤を塗布する。次いで、接着剤層が形成された接着剤層付き光ファイバ素線１′は、巻き取られることなく、そのまま所望の形状に巻線され、光ファイバコイルが作製される。
【００１１】
本発明で使用する光ファイバは、光ファイバコイルの目的に応じて適宜選択して使用され、例えば、石英またはプラスチック製のシングルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバ等が好ましく使用される。
【００１２】
また、本発明において、光ファイバ素線の表面に設ける接着剤層を構成する接着剤としては、光ファイバを巻線することにより生じた張力に対応して、そのコイル形状を維持する接着力を有するものであれば、如何なる接着剤でも使用することができ、例えば、ウレタン系、アクリル系、エポキシ系、ナイロン系、フェノール系、ポリイミド系、ビニル系、シリコーン系、ゴム系、フッ素化エポキシ系、フッ素化アクリル系等の熱可塑性接着剤、熱硬化性接着剤、常温硬化性接着剤、紫外線硬化性接着剤、電子線硬化性接着剤等種々のものが使用できる。しかしながら、取り扱いやすさ等の作業性の面と光ファイバとの接着性の面から、熱硬化性、常温硬化性または紫外線硬化性のエポキシ系、ウレタン系またはアクリル系接着剤が好ましく使用される。
【００１３】
本発明の光ファイバコイルの作製方法は、まず最初の工程において、光ファイバ素線の表面の一部または全面に接着剤を塗布し、接着剤層を形成させる。この場合、接着剤の塗布は、コイル巻きした時に隣接する光ファイバ素線同士が接着して相互に固定されるように、光ファイバ素線の表面の少なくとも一部に設ける必要がある。光ファイバ素線に接着剤を塗布する方法としては、上記のように接着剤層を設けることができれば、如何なる方法を用いてもよい。例えば、光ファイバ素線を、接着剤が溜めてあるダイスを通すことによって塗布する方法、または光ファイバ素線を接着剤を含んでいるパッドに接触して通過させることによって塗布する方法等が好ましく用いられる。上記のようにして接着剤層が設けられた光ファイバ素線は、一旦リールに巻き取ってもよいが、そのまま直接次のコイル巻き工程に移行してもよい。
【００１４】
コイル巻き工程において、接着剤層が設けられた光ファイバ素線は、巻線機を用いてコイル巻きされ、次いで、適当な方法を用いて接着剤を乾燥または硬化させて光ファイバコイルが作製される。
【００１５】
この工程において、光ファイバコイルとして鍔のないボビンを有するものを作製する場合には、鍔のないボビンを、例えば、段付きシャフトに入れ、両側から固定フランジによりボビンを固定することにより、鍔ありボビンと同様の形状にし、その後接着剤層が設けられた光ファイバ素線を鍔のないボビンの上に巻き取ればよい。ボビンとしては、鉄やアルミニウム等の金属または汎用のプラスチックよりなるもの等を適宜選択して使用すればよい。また、ボビンを有しない光ファイバコイル、すなわちボビンレスの光ファイバコイルを作製する場合には、接着剤層が設けられた光ファイバ素線を、ボビンの上に巻き取った後、ボビンを取り除けばよい。ボビンの取り除きは、接着剤を乾燥または硬化させる前でも後でもよい。ボビンとしては、接着剤層の乾燥または硬化の前であれば、前記の金属または汎用プラスチックよりなるものを使用することができる。なお、ボビンは鍔がないので、中央のボビン部分を押し出すことにより簡単に取り除くことができる。また、接着剤層の乾燥または硬化後にボビンを除去する場合には、その除去が容易になるようなものであることが必要であり、そのようなボビンとして、離型性の大きなフッ素樹脂、シリコーン樹脂等の各種の離型性材料よりなるものを使用すればよい。また、前記の金属または汎用プラスチックよりなるボビンの表面にこれらの離型性材料を塗布したものでもよい。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１７】
実施例１
図５に示す工程に従って光ファイバコイルを作製した。すなわち、２５０μｍ径の光ファイバ素線の表面にエポキシ系接着剤（セメダイン社製、ＥＰ１７１）を１μｍ厚さに塗布した。次いで、接着剤が塗布された光ファイバ素線を、胴の外径が６０ｍｍ、高さ２．５ｍｍの鉄よりなる鍔なしボビンに、９列×２０層  （１８０ターン）巻き（約４０ｍ）の状態に巻き取った。巻き取りは巻取機ＴＡＫ−０１（日特エンジニアリング社製）によって行った。その後、１００℃、３０分の条件で接着剤を硬化させて、本発明の光ファイバコイルを作製した。得られた光ファイバコイルは外径が７０ｍｍ、高さが２．５ｍｍであって、非常に小さな設置スペースでも使用可能なものであった。したがって、この光ファイバコイルを用いることにより、省スペース化が図られ、光ファイバデバイスのより一層の小型化が可能になった。
また、この光ファイバコイルの光損失を調査したところ、０．２１ｄＢ／Ｋｍであり、コイル化による損失の増加は認められなかった。
【００１８】
実施例２
実施例１において、接着剤として、エポキシ系接着剤（セメダイン社製、１５００）を用い、常温で５時間硬化させた以外は、実施例１と同様にして本発明の光ファイバコイルを作製した。得られた光ファイバコイルは、外径７０ｍｍ、高さ２．５ｍｍであって、非常に小さな設置スペースでも使用可能なものであった。したがって、この光ファイバコイルを用いることにより、省スペース化が図られ、光ファイバデバイスのより一層の小型化が可能になった。
また、この光ファイバコイルの光損失を調査したところ、０．２１ｄＢ／Ｋｍであり、コイル化による損失の増加は認められなかった。
【００１９】
実施例３
実施例１において、エポキシ系接着剤の代わりにシアノアクリレート系接着剤（アロンアルファ、東亜合成社製）を用い、常温硬化させた以外は、実施例１と同様にして本発明の光ファイバコイルを得た。得られた光ファイバコイルは、外径が７０ｍｍ、高さ２．５ｍｍであって、非常に小さな設置スペースでも使用可能なものであった。したがって、この光ファイバコイルを用いることにより、省スペース化が図られ、光ファイバデバイスのより一層の小型化が可能になった。また、この光ファイバコイルの光損失を調査したところ、０．２１ｄＢ／Ｋｍであり、コイル化による損失の増加は認められなかった。
【００２０】
実施例４
実施例１において、エポキシ系接着剤の代わりにＵＶ硬化型接着剤（ソマール社製、ライオキュア）を用い、２０ｍＷ／ｃｍ2 の紫外線を２分間照射して接着剤を硬化させた以外は、実施例１と同様にして本発明の光ファイバコイルを得た。得られた光ファイバコイルは、外径７０ｍｍ、高さ２．５ｍｍであって、非常に小さな設置スペースでも使用可能なものであった。したがって、この光ファイバコイルを用いることにより、省スペース化が図られ、光ファイバデバイスのより一層の小型化が可能になった。
また、この光ファイバコイルの光損失を調査したところ、０．２１ｄＢ／Ｋｍであり、コイル化による損失の増加は認められなかった。
【００２１】
実施例５
図５に示す工程に従ってボビンレスの光ファイバコイルを作製した。すなわち、２５０μｍ径の光ファイバ素線の表面に、エポキシ系接着剤（セメダイン社製、１５００）を１μｍ厚さに塗布した。次いで、接着剤が塗布された光ファイバ素線を、胴の外径が６０ｍｍ、高さ２．５ｍｍの鉄よりなる鍔なしボビンに、９列×２０層（１８０ターン）巻き（約４０ｍ）の状態に巻き取った。次いでボビンを取り除いた。すなわち、巻取機から光ファイバが巻かれたボビンを取り出し、手でボビンを押し出すことによりボビンレスの光ファイバコイルが得られた。その後、接着剤を１００℃で３０分の条件で硬化させた。得られたボビンレスの光ファイバコイルは、内径６０ｍｍ、外径７０ｍｍ、高さ２．５ｍｍであって、非常に小さな設置スペースでも使用可能なものであった。したがって、この光ファイバコイルを用いることにより、省スペース化が図られ、光ファイバデバイスのより一層の小型化が可能になった。
また、この作製した光ファイバコイルの光損失を調査したところ、０．２１ｄＢ／Ｋｍであり、コイル化による損失の増加は認められなかった。
【００２２】
実施例６
実施例５と同様にして接着剤層を形成し、光ファイバ素線を巻線した後に、鍔なしボビンを取り除いた。次いで、常温で５時間硬化させた以外は実施例５と同様にしてボビンレスの光ファイバコイルを得た。得られたボビンレスの光ファイバコイルは、内径６０ｍｍ、外径７０ｍｍ、高さ２．５ｍｍであって、非常に小さな設置スペースでも使用可能なものであった。したがって、この光ファイバコイルを用いることにより、省スペース化が図られ、光ファイバデバイスのより一層の小型化が可能になった。
また、この作製した光ファイバコイルの光損失を調査したところ、０．２１ｄＢ／Ｋｍであり、コイル化による損失の増加は認められなかった。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明により作製された光ファイバコイルは、接着剤層が光ファイバ素線の表面の一部または全面に接着剤層を設けて巻線されているので、その作製には鍔なしボビンが使用でき、或いはまたボビンレスにすることができる。したがって、当該光ファイバコイルは、小径であり、非常に限られたスペースに用いることができ、光ファイバ型デバイスの小型化に有用であり、かつ光ファイバコイルの巻き張力を緩和することができるという優れた効果を生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の光ファイバコイルの一例の断面図
【図２】  図１のＡ部の拡大図
【図３】  本発明の光ファイバコイルの他の一例の断面図
【図４】  本発明の光ファイバコイルの作製方法の一例の概略図
【図５】  本発明の光ファイバコイルの作製方法の他の一例の概略図
【図６】  従来の光ファイバコイルの断面図
【符号の説明】
１…光ファイバ素線、１′…接着剤層付き光ファイバ素線、２…接着剤層、２′…接着剤、３…ボビン、４…ダイス、５…送り出しリール、６…リール、７…巻線機、８…鍔、１０…光ファイバコイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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