(57)【要約】【課題】残り寿命を高精度に予測して使用できる樹脂モールド構造を提供する。【解決手段】被巻回部材１３０に光ファイバ１６１が螺旋状に巻回されてなる複合体１７０と、複合体１７０の外周を樹脂材料によりモールドする樹脂モールド部１４０とを有し、光ファイバ１６１は、光ファイバ１６１の巻回領域内の少なくとも一部の領域において、光ファイバ巻回面１５１と光ファイバ１６１との距離ｄが、光ファイバ１６１の径Ｒの３倍以上となるように巻回されている樹脂モールド構造である。【選択図】図１
2018031727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被巻回部材に光ファイバが螺旋状に巻回されてなる複合体と、
前記複合体の外周を樹脂材料によりモールドする樹脂モールド部とを有し、
前記光ファイバは、該光ファイバの巻回領域内の少なくとも一部の領域において、前記被巻回部材において前記光ファイバが巻回された面である光ファイバ巻回面と前記光ファイバとの距離ｄが、該光ファイバの径の３倍以上となるように巻回されていることを特徴とする樹脂モールド構造。
【請求項２】
前記被巻回部材には、第一の光ファイバと、前記第一の光ファイバと異なる第二の光ファイバとが巻回されており、
前記第一の光ファイバ及び前記第二の光ファイバは、前記巻回領域内の少なくとも一部の領域において、前記第一の光ファイバ又は前記第二の光ファイバの一方の端部から他方の端部に向かう光ファイバ巻回軸に沿う方向に垂直な断面における、前記光ファイバ巻回面と前記第一の光ファイバとの距離ｄ１と、前記光ファイバ巻回面と前記第二の光ファイバとの距離ｄ２とが異なり、かつ前記距離ｄ１と前記距離ｄ２との差｜ｄ１−ｄ２｜が、前記第一の光ファイバ又は前記第二の光ファイバの径の３倍以上となるように巻回されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂モールド構造。
【請求項３】
前記光ファイバの巻回領域は、前記光ファイバが、前記被巻回部材の第一の端部側から第二の端部側に向かう第一の方向に螺旋が進行するように巻回され、かつこの光ファイバが前記被巻回部材の前記第二の端部側から前記第一の端部側に向かう第二の方向に螺旋が進行するように巻回された光ファイバ反転領域を有し、
前記光ファイバは、前記光ファイバ反転領域内の少なくとも一部の領域において、前記光ファイバの一方の端部から他方の端部に向かう光ファイバ巻回軸に沿う方向に垂直な断面における、前記光ファイバ巻回面と、前記第一の方向に螺旋が進行するように巻回された光ファイバ部分との距離ｄ３と、前記光ファイバ巻回面と、前記第二の方向に螺旋が進行するように巻回された光ファイバ部分との距離ｄ４とが異なり、かつ前記距離ｄ３と前記距離ｄ４との差｜ｄ３−ｄ４｜が、前記光ファイバの径の３倍以上となるように巻回されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂モールド構造。
【請求項４】
前記光ファイバは、半回転毎に螺旋の進行方向が変わるように、前記被巻回部材に巻回されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂モールド構造。
【請求項５】
前記光ファイバの巻回領域には、前記光ファイバを保持する保持部を有するスペーサが、前記光ファイバ巻回面に設置されており、
前記光ファイバは、前記スペーサの前記保持部に保持された状態で、前記被巻回部材に巻回されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂モールド構造。
【請求項６】
前記被巻回部材は、固定電極と、前記固定電極と対向させて該固定電極に接離可能に設置された可動電極と、前記固定電極及び前記可動電極とを収容する筐体とを備えることを特徴とする請求項１に記載の樹脂モールド構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂モールド構造に係り、特に寿命予測が可能な樹脂モールド構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両や発電所等のインフラには、開閉器や変圧器等の設備が設置されている。これらの設備が故障すると、設備自体の修理費用に加え、鉄道や発電所が非稼働状態になることによる経済的な損失が生じるため、その影響が大きくなる。これらの設備における故障の発生状況は、同一仕様のものであっても、温度や振動等の使用環境や使用頻度に応じて変動するため、定期的に設備点検を行い、故障の前兆が見られたときに補修や交換等を行うことで、故障発生リスクを防止する処置がとられている。
【０００３】
上記した開閉器等の設備では、電極等の導電体を含む部材を樹脂モールドした構造が多用されている。このような樹脂モールド構造における故障原因として、使用環境における周囲との熱交換やモールド樹脂自身のジュール発熱に起因する熱応力により、主に部材近傍においてモールド樹脂のひずみが増大し、モールド樹脂が部材から剥離したり割れたりする現象が挙げられる。モールド樹脂の剥離や割れが樹脂内部で発生した場合、外観検査では検出できず、またＸ線等を用いる非破壊検査では、被検査体のサイズが１ｍ超となると検査室内に入らないため、検査自体が不可能となる。このため、上記した故障原因を被検査体毎に検知して、交換や補修が必要となる時期までの残り寿命を被検査体毎にモニタリングする技術が求められている。
【０００４】
例えば特許文献１には、ひずみゲージ等の荷重センサにより、真空容器に作用する軸方向の力を、絶縁部材及び連結金具を介して検知し、真空容器の真空度劣化を判定するようにした真空度劣化検出装置付き真空開閉器が開示されている。また、近年、ひずみ検知用センサとして、光ファイバを通過させた光の反射波を検知して、所定位置におけるひずみや温度の変化を得る光ファイバひずみセンサを用いる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１３／０９４３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１において、荷重センサとして用いられているひずみゲージは、高電圧下では作動しなくなるため、高電圧が印加される領域を避けて設置する必要があり、設置領域が制限される。また、上記した樹脂モールド構造は、成型時におけるモールド樹脂が液状であるため、所謂貼付型のひずみゲージは設置し難いことから、樹脂内部のひずみ測定を行うことは困難である。
【０００７】
一方、光ファイバひずみセンサは、電圧の影響を受けることなく使用できるため、高電圧印加領域の近傍にも設置することができる。また、光ファイバひずみセンサは、液状の樹脂内部にも設置し易いため、モールド樹脂内部のひずみ測定が可能である。
【０００８】
しかしながら、光ファイバひずみセンサを用いた場合、光ファイバを設置した領域では、光ファイバを設置していない領域のモールド樹脂の樹脂状態と異なる状態となることがある。この場合、本来のひずみ状態を正確に検知できず、残り寿命の正確な予測が困難となる。
【０００９】
本発明の目的は、残り寿命を高精度に予測して使用できる樹脂モールド構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る樹脂モールド構造の好ましい実施形態としては、被巻回部材に光ファイバが螺旋状に巻回されてなる複合体と、前記複合体の外周を樹脂材料によりモールドする樹脂モールド部とを有し、前記光ファイバは、該光ファイバの巻回領域内の少なくとも一部の領域において、前記被巻回部材において前記光ファイバが巻回された面である光ファイバ巻回面と前記光ファイバとの距離ｄが、該光ファイバの径の３倍以上となるように巻回されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、残り寿命を高精度に予測して使用できる樹脂モールド構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に係る樹脂モールド構造１００を説明するための図である。
【図２】光ファイバ巻回面１５１近傍の光ファイバ１６１を拡大して示す図である。
【図３】スペーサ１８０を用いて製造した樹脂モールド構造を説明するための図である。
【図４】実施例２に係る樹脂モールド構造２００を説明するための図である。
【図５】実施例２に係る樹脂モールド構造２００によるひずみ量の測定値を用いた樹脂ひずみの推定方法を説明するための図である。
【図６】実施例３に係る樹脂モールド構造３００を説明するための図である。
【図７】実施例４に係る樹脂モールド構造４００の断面を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１３】
図１を用いて、実施例１に係る樹脂モールド構造１００を説明する。なお、図１（ａ）は、樹脂モールド構造１００の正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す樹脂モールド構造１００を、図１（ａ）中右側から見た側面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ´線断面図である。
【００１４】
樹脂モールド構造１００は、固定電極１１０と、固定電極１１０と対向させて固定電極１１０と接離可能に設置された可動電極１２０と、固定電極１１０及び可動電極１２０とを収容する筐体１５０とを有している。固定電極１１０、可動電極１２０は、金属材料等の導電体により形成されており、可動電極１２０が、不図示の動力源により駆動されて固定電極１１０に接離することで、開閉器として機能する。筐体１５０は、セラミックスや樹脂材料等の非導電体からなり、その外周には、光ファイバ１６１が螺旋状に巻回されている。なお、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ´線断面において、光ファイバの巻回状態を模式的に示したものである。
【００１５】
以下、固定電極１１０、可動電極１２０及び筐体１５０からなる構造体を、被巻回部材１３０と示す。また、被巻回部材１３０に光ファイバ１６１が巻回された構造体を、複合体１７０と示す。被巻回部材１３０に光ファイバ１６１が巻回された複合体１７０の外周は、その全体が、樹脂材料からなる樹脂モールド部１４０によりモールドされている。
【００１６】
樹脂モールド部１４０には、光ファイバコネクタ１６２が設置されており、光ファイバ１６１の一端部が、この光ファイバコネクタ１６２に接続されている。光ファイバコネクタ１６２には、適宜測定モニタ等の処理部が接続される。これにより、光ファイバ１６１が、光ファイバひずみセンサとして機能し、任意のタイミングでモールド樹脂におけるひずみ分布を測定することができる。具体的には、光ファイバ１６１を通過した光の反射波は、光ファイバコネクタ１６２を介して測定モニタに送信され、この反射波が、測定モニタにより出力信号に変換されて、樹脂モールド部１４０のひずみ量が算出される。
【００１７】
なお、図１に示す例では、筐体１５０として、その全体がセラミックス等の非導電体で形成されたものを用いた例を示した。但し、筐体１５０は、必ずしも全体が非導電体でなくてもよく、例えばその一部が導電体で形成されていてもよい。
【００１８】
図１に示す例では、光ファイバ１６１は、被巻回部材１３０を構成する筐体１５０の外周面の全域に亘って巻回されている。従って、この例では、筐体１５０の外周面が、光ファイバ巻回面１５１となる。また、複合体１７０において、筐体１５０の図１（ａ）中右側端部から左側端部までの領域が、光ファイバの巻回領域となる。光ファイバ１６１は、巻回領域内の少なくとも一部の領域において、光ファイバ巻回面１５１と光ファイバ１６１との距離ｄが、光ファイバ１６１の径Ｒの３倍以上となるように、筐体１５０の外周に巻回されている。図２に、光ファイバ巻回面１５１近傍の光ファイバ１６１を拡大して示す。
【００１９】
なお、以下の説明において、光ファイバ１６１の径Ｒとは、光ファイバの直径であり、光ファイバの外周が、例えばゴム材等の被覆材１６１ａにより被覆されている場合には、その被覆材も含めた直径を、光ファイバ１６１の径Ｒとする。
【００２０】
光ファイバ巻回面１５１と光ファイバ１６１との距離ｄは、図２に示すように、光ファイバ１６１の外周面のうち光ファイバ巻回面１５１に最も近い点から、光ファイバ巻回面１５１までの距離をいう。
【００２１】
本発明者らは、光ファイバ１６１の巻回領域内に上記した領域を有することで、樹脂モールド部１４０のひずみ状態を光ファイバ１６１により高精度に検出でき、樹脂モールド構造１００において、交換や補修が必要となる時期までの残り寿命を高精度に予測して使用できることを、実験により見出した。
【００２２】
即ち、樹脂モールド部１４０を構成する樹脂材料の弾性率は、一般に、被巻回部材１３０を構成するセラミックスや金属材料の弾性率や、光ファイバ１６１の弾性率と比較して小さい。このため、光ファイバ巻回面１５１と光ファイバ１６１との距離ｄが、光ファイバ１６１の径Ｒの３倍未満である箇所では、光ファイバ１６１と光ファイバ巻回面１５１との間の領域（以下、検知領域１７２と示す）に存在するモールド樹脂が、被巻回部材１３０や光ファイバ１６１の変形に追従している可能性がある。この場合、検知領域１７２に存在するモールド樹脂では、光ファイバ１６１が存在していない本来の状態下でのモールド樹脂で生じる変形が生じないため、ひずみ状態を正確に検知できない。
【００２３】
また、光ファイバ巻回面１５１と光ファイバ１６１との距離ｄが、光ファイバ１６１の径Ｒの３倍未満である箇所では、検知領域１７２にモールド樹脂が完全に充填されず、一部に空隙が形成されている可能性がある。この場合も、この箇所の検知領域１７２では、光ファイバ１６１が存在していない本来の状態下でのモールド樹脂で生じる変形が起こらないため、ひずみ状態を正確に検知できない。
【００２４】
また、光ファイバ巻回面１５１と光ファイバ１６１との距離ｄが、光ファイバ１６１の径Ｒの３倍未満である箇所では、被巻回部材１３０や光ファイバ１６１が放熱経路として機能することがある。この場合、この箇所の検知領域１７２に存在する樹脂材料の硬化プロセスや、硬化後のモールド樹脂におけるひずみの発生状況が変動するため、光ファイバが存在していない本来の状態下で発生するひずみ状態を、正確に検知できない。
【００２５】
以上の点より、光ファイバ巻回面１５１と光ファイバ１６１との距離ｄが、光ファイバ１６１の径Ｒの１．５倍、２．０倍、２．５倍、３倍未満である箇所では、モールド樹脂のひずみ状態を正確に検知できないことがあった。実施例１の樹脂モールド構造１００は、光ファイバ巻回面１５１と光ファイバ１６１との距離ｄが、光ファイバ１６１の径Ｒの３倍以上である領域を有するため、この領域の光ファイバ１６１により、モールド樹脂内部のひずみ状態を、正確に検知することができる。このため、例えばモールド樹脂が被巻回部材１３０から剥離する等の、故障発生までの残り寿命を正確に予測することができる。
【００２６】
上記した構成の樹脂モールド構造１００は、例えば、以下に説明するスペーサ１８０を用いることで、簡易に製造することができる。図３（ａ）に、スペーサ１８０を用いて製造した樹脂モールド構造の断面図を示し、図３（ｂ）に、スペーサ１８０の正面図を示す。
【００２７】
まず、スペーサ１８０を用意する。スペーサ１８０は、凹部１８１を有する矩形柱体であり、凹部が、光ファイバ１６１の保持部となる。スペーサ１８０としては、凹部１８１の底面と、スペーサ１８０の底面との間の厚さｗが、光ファイバ１６１の径Ｒの３倍以上の厚さを有するものを使用する。スペーサ１８０としては、セラミックスや樹脂材料等の非導電材料により形成される弾性材を好適に用いることができる。
【００２８】
このようなスペーサ１８０を、光ファイバ１６１の巻回領域における光ファイバ巻回面１５１、即ち筐体１５０の外周面上に設置し、接着剤等により固定する。スペーサ１８０は、複数個を所定の間隔毎に断続的に設置することが好ましい。
【００２９】
次に、筐体１５０の外周面上に設置したスペーサ１８０をガイドとして、光ファイバ１６１を巻き付ける。具体的には、光ファイバ１６１を、スペーサ１８０の凹部１８１に保持させつつ、筐体１５０の外周面に対して螺旋状に巻き付けていく。この際、例えば接着剤や板ばねを用いて、光ファイバ１６１をスペーサ１８０に固定しながら巻き付けることが好ましい。これにより、光ファイバ１６１の形状安定性が増し、モールド樹脂成形時の樹脂流動による、光ファイバの変形を抑制することができる。
【００３０】
またこの際、光ファイバ１６１の三次元形状測定等を行い、光ファイバ１６１を筐体１５０の外周面に巻き付けた時点でのファイバ形状を把握しておくことがよい。この時点での光ファイバ１６１の形状情報を、被巻回部材１３０近傍の樹脂ひずみの推定に反映させることで、光ファイバ１６１の巻きつけ精度に起因するひずみ推定誤差を低減することができる。
【００３１】
次に、筐体１５０の外周面に光ファイバ１６１を巻回した複合体１７０を、金型内の所定の位置に設置し、金型を閉じて内部に樹脂材料を注入する。樹脂材料注入後、所定時間放置することで、樹脂材料が硬化し、複合体１７０の周りに樹脂モールド部１４０が形成される。樹脂材料の硬化時には、必要に応じて熱処理を行ってもよい。この際、光ファイバコネクタ１６２に不図示の測定モニタを接続して、金型内の樹脂材料が硬化する過程のひずみ分布をモニタリングしておき、樹脂材料の硬化時点でのひずみ分布を、初期ひずみ分布として記憶しておくことがよい。
【００３２】
光ファイバ１６１と光ファイバ巻回面１５１との距離ｄが、光ファイバ１６１の径Ｒの３倍以上である領域が、光ファイバ１６１の巻回領域に占める割合が多いほど、モールド樹脂のひずみ状態を光ファイバ１６１により正確に検知できる確率が増すため好ましい。ただし、光ファイバ１６１は、光ファイバ巻回面１５１に部分的に接触していてもよい。光ファイバ１６１と光ファイバ巻回面１５１との接触部分では、モールド樹脂のひずみ量の測定誤差は大きくなるが、例えばこの領域が、樹脂モールド構造１００における残り寿命の予測に与える影響が小さい領域であれば、残り寿命の予測値の誤差は、小さい範囲内に抑えられる。
【００３３】
上記のようにして得られた樹脂モールド構造１００としての製品出荷後、任意のタイミングにおいて、光ファイバコネクタ１６２に測定モニタを接続し、樹脂モールド部１４０のひずみ測定を行う。そして、得られたひずみ測定値を、先に得られた初期ひずみ分布により算出される初期ひずみ値と比較対比し、ひずみ変化量を算出する。得られたひずみ変化量を、製品出荷後の経過時間、即ち初期ひずみ測定時点から現ひずみ測定時点までの経過時間で除して、ひずみ増加速度（又はひずみ減少速度）を算出する。
【００３４】
次に、検査対象である樹脂モールド構造１００において、剥離・割れが発生するひずみ限界値と、現ひずみ測定値との差分を算出し、この差分値を、先に得られたひずみ増加速度（又はひずみ減少速度）で除して、残り寿命を算出する。算出された残り寿命が規定値より少ない場合には、適宜、故障検知に伴う補修や、新品との交換等を実施する。
【００３５】
樹脂モールド構造１００が、例えば開閉器等の設備である場合には、これらの設備の故障を事前に検知し、上記した適切な処置を行うことで、これらの設備が設置された鉄道車両や発電所等の非稼働状態の発生を防止することができる。
【００３６】
なお、光ファイバを用いてひずみ検知を行う光ファイバひずみセンサとしては、例えば、光ファイバの所定位置に設置した回折格子を利用して、反射波の波長変化を検出する方式や、光ファイバに混入させた不純物等のレイリー散乱光を検出する方式が挙げられる。樹脂モールド構造１００は、これらのいずれの方式の光ファイバひずみセンサも適用することが可能である。この点は、以下の実施例２〜４の樹脂モールド構造についても同様である。
【００３７】
光ファイバひずみセンサは、一般に、直径１００μｍ程度の細径の光ファイバが用いられる。また、光ファイバひずみセンサの測定仕様は、一般に、測定ピッチが数ｍｍ程度、サンプリング周期が数秒程度、繰り返し測定誤差が数μ程度である。従って、樹脂モールド構造において、光ファイバひずみセンサを適用することで、例えば従来のひずみゲージ等の測定機器では測定できなかった、被巻回部材１３０近傍のモールド樹脂のひずみ状態を検知することができ、また、従来の測定機器と比較して、より高精度なひずみ検知が可能となる。
【００３８】
実施例１では、樹脂モールド構造１００を開閉器に適用した場合を例に説明したが、樹脂モールド構造は、開閉器以外にも、例えば変圧器や電動機等の、種々の設備に適用することが可能である。
【実施例２】
【００３９】
図４（ａ）に、実施例２に係る樹脂モールド構造２００の断面を模式的に示す。実施例２の樹脂モールド構造２００は、被巻回部材１３０を構成する筐体１５０の外周に、第一の光ファイバ１６３、第二の光ファイバ１６４の二本の光ファイバが、それぞれ螺旋状に巻回されている。なお、実施例２の樹脂モールド構造２００は、上記の点以外の構成は、実施例１の樹脂モールド構造１００と同様である。このため、実施例１と共通する点については、説明を省略する。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、第一の光ファイバ１６３、第二の光ファイバ１６４は、螺旋の進行方向が、互いに異なる方向となるように、筐体１５０の外周面に巻回されている。図４（ｂ）には、第二の光ファイバ１６４の螺旋の進む向きを矢印で示している。第二の光ファイバ１６４は、筐体１５０の図４（ａ）中右側端部側から、左側端部側に螺旋が進むように巻回されており、その一端が、光ファイバコネクタ１６６に接続されている。また、第一の光ファイバ１６３は、筐体１５０の図４（ａ）中左側端部側から、右側端部側に螺旋が進むように巻回されており、その一端が、光ファイバコネクタ１６５に接続されている。
【００４１】
図４（ｃ）に、図４（ａ）のＢ−Ｂ´線断面図を示す。図４（ｃ）に示す断面図は、第一の光ファイバ１６３（又は第二の光ファイバ１６４）の一方の端部から他方の端部に向かう光ファイバ巻回軸に沿う方向に垂直な断面である。図４（ｃ）に示す断面において、光ファイバ巻回面１５１と第一の光ファイバ１６３との距離ｄ１は、第一の光ファイバ１６３の径Ｒの３倍以上であり、光ファイバ巻回面１５１と第二の光ファイバ１６４との距離ｄ２は、第二の光ファイバ１６４の径Ｒの３倍以上である。この断面において、距離ｄ１と距離ｄ２は、互いに異なる距離となっており、かつ距離ｄ１と距離ｄ２との差｜ｄ１−ｄ２｜は、第一の光ファイバ１６３又は第二の光ファイバ１６４の径Ｒの３倍以上となっている。
【００４２】
実施例２の樹脂モールド構造２００は、距離ｄ１、距離ｄ２が上記した関係を有する断面を、第一の光ファイバ１６３及び第二の光ファイバ１６４の巻回領域内に有している。なお、実施例２においても、第一の光ファイバ１６３及び第二の光ファイバ１６４は、いずれも、被巻回部材１３０を構成する筐体１５０の外周面の全域に亘って巻回されており、筐体１５０の図４（ａ）中右側端部から左側端部までの領域が、第一の光ファイバ１６３及び第二の光ファイバ１６４の巻回領域となる。
【００４３】
以下に、第一の光ファイバ１６３及び第二の光ファイバ１６４により測定されたひずみ量を用いた、樹脂ひずみの推定方法について、図５を用いて説明する。図４（ｃ）に示す断面において、第一の光ファイバ１６３により測定された、距離ｄ１におけるひずみの任意の方向における成分をε１とし、図４（ｃ）に示す断面において、第二の光ファイバ１６４により測定された、距離ｄ２におけるひずみの前記方向における成分をε２としたとき、ε１、ε２を、それぞれ距離ｄ１、距離ｄ２についてプロットし、線形補完して近似曲線を作成する（図５参照）。この近似曲線を用いることで、ひずみ測定を行っていない位置におけるひずみ量を推定することができる。例えば、図５中、点Ｐのひずみ量の値により、光ファイバ巻回面１５１近傍におけるモールド樹脂のひずみ量を推定することができる。また、例えば、図５中、点Ｑのひずみ量の値により、光ファイバ巻回面１５１から樹脂モールド部１４０の厚さ方向に離れた位置におけるモールド樹脂のひずみ量を推定することができる。このようにして得られた、ひずみ量の推定値を用いることで、樹脂モールド構造２００における残り寿命を、より高精度に予測することができる。
【００４４】
また、距離ｄ１と距離ｄ２との差｜ｄ１−ｄ２｜を、第一の光ファイバ１６３又は第二の光ファイバ１６４の径Ｒの３倍以上とすることで、第一の光ファイバ１６３と第二の光ファイバ１６４との間に、径Ｒの３倍以上の距離が確保される。これにより、第一の光ファイバ１６３と第二の光ファイバ１６４との間の領域に存在するモールド樹脂が、第一の光ファイバ１６３や第二の光ファイバ１６４の動きに追従したり、この領域に空隙が発生したり、第一の光ファイバ１６３や第二の光ファイバ１６４が放熱経路となる現象が防止される。このため、第一の光ファイバ１６３及び第二の光ファイバ１６４により、モールド樹脂のひずみ状態を、正確に検知することができる。
【００４５】
なお、図４に示す例では、第一の光ファイバ１６３、第二の光ファイバ１６４の二本の光ファイバを、筐体１５０の外周に巻回した例を示したが、三本以上の光ファイバを、筐体１５０の外周に巻回してもよい。
【実施例３】
【００４６】
図６（ａ）に、実施例３に係る樹脂モールド構造３００の断面を模式的に示す。実施例３の樹脂モールド構造３００は、被巻回部材１３０を構成する筐体１５０の外周に、一本の光ファイバ１６１が、筐体１５０の図６（ａ）中右側端部側から左側端部側に向かう方向に螺旋が進行するように巻回された後、筐体１５０の図６（ａ）中左側端部近傍の位置Ｓにおいて、螺旋の進む向きが反転され、この光ファイバ１６１が、筐体１５０の図６（ａ）中左側端部側から右側端部側に向かう方向に螺旋が進行するように巻回されている。光ファイバ１６１は、その一端が、光ファイバコネクタ１６２に接続されている。
【００４７】
なお、実施例３の樹脂モールド構造３００は、上記の点以外の構成は、実施例１の樹脂モールド構造１００と同様である。このため、実施例１と共通する点については、説明を省略する。
【００４８】
図６（ｂ）には、光ファイバ１６１の螺旋の進む向きを矢印で示している。図６（ｂ）に示すように、光ファイバ１６１が、同じ領域内で、図６（ａ）中左側方向に螺旋が進むように巻回され、かつ図６（ａ）中右側方向に螺旋が進むように巻回されている領域を、光ファイバの反転領域と示す。なお、実施例３では、筐体１５０の図６（ａ）中右側端部から左側端部までの領域が、光ファイバ１６１の巻回領域であり、かつ反転領域である。
【００４９】
図６（ｃ）に、図６（ａ）のＣ−Ｃ´線断面図を示す。図６（ｃ）に示す断面図は、光ファイバ１６１の一方の端部から他方の端部に向かう光ファイバ巻回軸に沿う方向に垂直な断面である。図６（ｃ）に示す断面において、光ファイバ巻回面１５１と、図６（ａ）中右側から左側に向かう方向に螺旋が進行するように巻回された光ファイバ部分１６１Ａとの距離ｄ３は、光ファイバ１６１の径Ｒの３倍以上であり、光ファイバ巻回面１５１と、図６（ａ）中左側から右側に向かう方向に螺旋が進行するように巻回された光ファイバ部分１６１Ｂとの距離ｄ４は、光ファイバ１６１の径Ｒの３倍以上である。
【００５０】
この断面において、距離ｄ３と距離ｄ４は、互いに異なる距離となっており、かつ距離ｄ３と距離ｄ４との差｜ｄ３−ｄ４｜は、光ファイバ１６１の径Ｒの３倍以上となっている。実施例３の樹脂モールド構造３００は、距離ｄ３、距離ｄ４が上記した関係を有する断面を、反転領域内に有している。
【００５１】
上記した構成とすることで、一の断面において、距離ｄ３、距離ｄ４において、それぞれひずみ量の測定を行うことができる。複数のひずみ量の測定値を用いて、実施例２と同様にして線形補完により近似曲線を作成することで、ひずみ測定を行っていない位置でのひずみ量を推定することができる。このようにして得られた、ひずみ量の推定値を用いることで、樹脂モールド構造３００における残り寿命を、より高精度に予測することができる。
【００５２】
なお、距離ｄ３と距離ｄ４との差｜ｄ３−ｄ４｜を、光ファイバ１６１の径の３倍以上としたことによる効果は、実施例２と同様であり、その説明を省略する。
【実施例４】
【００５３】
図７に、実施例４に係る樹脂モールド構造４００の断面を模式的に示す。図７に示す樹脂モールド構造４００は、実施例３の樹脂モールド構造３００において、光ファイバ１６１の螺旋の進行方向を半回転毎に変えて、筐体１５０の外周に巻回した構造である。このようにして光ファイバ１６１を巻回することで、一の断面に存在する光ファイバ１６１の数を増やすことができる。即ち、一の断面において、複数箇所においてひずみ測定を行うことができるため、より詳細なひずみ分布を得ることができる。このため、樹脂モールド構造４００における残り寿命を、より高精度に予測することができる。
【００５４】
なお、実施例４の樹脂モールド構造４００は、上記の点以外の構成は、実施例３の樹脂モールド構造３００を同様である。このため、実施例１と共通する点については、説明を省略する。
【００５５】
図７は、実施例３に係る樹脂モールド構造において、光ファイバ１６１の螺旋の進行方向を半回転毎に変えて巻回した例を示したが、実施例１〜２の構成においても同様に、この構成を適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１００、２００、３００、４００…樹脂モールド構造、１１０…固定電極、１２０…可動電極、１３０…被巻回部材、１４０…樹脂モールド部、１５０…筐体、１５１…光ファイバ巻回面、１６１…光ファイバ、１６１ａ…光ファイバ１６１の被覆材、１６２…光ファイバコネクタ、１６３…第一の光ファイバ、１６４…第二の光ファイバ、１６５、１６６…光ファイバコネクタ、１７０…複合体、１７２…検知領域、１８０…スペーサ、１８１…凹部、ｗ…凹部１８１の底面とスペーサ１８０の底面との間の厚さ、Ｒ…光ファイバ１６１の径、ｄ、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４…光ファイバ巻回面１５１と光ファイバとの距離
【図１】
2018031727.tif 000003
【図２】
2018031727.tif 000004
【図３】
2018031727.tif 000005
【図４】
2018031727.tif 000006
【図５】
2018031727.tif 000007
【図６】
2018031727.tif 000008
【図７】
2018031727.tif 000009