(57)【要約】【課題】振動を検出する感度を向上する。【解決手段】光ファイバ１の外周面にポリイミド樹脂被覆２−１を形成したポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−１を渦巻き形状に巻き、ポリイミド樹脂接着剤３−１で渦巻き形状を固定する。【効果】ポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−１のポリイミド樹脂被覆２−１とポリイミド樹脂接着剤３−１とが同じポリイミド樹脂材料であるため、外部から加わる振動がポリイミド樹脂被覆２−１とポリイミド樹脂接着剤３−１の界面で反射・吸収されることが抑制され、振動を検出する感度を向上することが出来る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ（１）の外周面に被覆（２）を形成した被覆光ファイバ（１１）を渦巻き形状に巻き、前記被覆（２）と同材料から成る接着剤（３）で前記渦巻き形状を固定したことを特徴とする光ファイバコイル（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバコイル（１０）において、前記被覆（２）および前記接着剤（３）がポリイミド樹脂であることを特徴とする光ファイバコイル（１０）。
【請求項３】
請求項１に記載の光ファイバコイル（１０）において、前記被覆（２）が炭素薄膜付きポリイミド樹脂であり、前記接着剤（３）がグラファイト系樹脂接着剤であることを特徴とする光ファイバコイル（１０）。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光ファイバコイル（１０）を低融点ガラス（１２）で封着したことを特徴とする光ファイバコイル（１００）。
【請求項５】
請求項４に記載の光ファイバコイル（１００）において、前記低融点ガラス（１２）が、ホウ珪酸鉛系ガラス，低融点ホウ酸鉛系ガラスまたは結晶性鉛ガラスのいずれかであることを特徴とする光ファイバコイル（１００）。
【請求項６】
請求項４に記載の光ファイバコイル（１００）において、前記低融点ガラス（１２）が、ホウ珪酸系ガラス，高珪酸質ガラス，ホウ珪酸バリウム系ガラス，ホウ酸亜鉛系ガラス，ホウ酸バリウム系ガラス，アルミノリン酸塩系ガラス，低融点リン酸塩系ガラスまたは低融点アルカリガラスのいずれかであることを特徴とする光ファイバコイル（１００）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバコイルに関し、さらに詳しくは、振動を検出する感度を向上することが出来る光ファイバコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバを渦巻き形状に巻いた光ファイバコイルを用いて、音響，振動，回転成分，温度などを測定する光ファイバセンシング技術が知られている（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】
鎌田弘志他著「沖テクニカルレビュー第１８９号  Ｖｏｌ．６９  Ｎｏ．１」沖電気発行、２００２年１月、ｐ．８０−８３
【非特許文献２】
武尾実、“地動の回転成分を観測する新しい地震計の開発”、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成１２年１０月１８日、東京大学地震研究所、［平成１４年９月２８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｒｉ．ｕ−ｔｏｋｙｏ．ａｃ．ｊｐ／ＫＯＨＯ／ＫＯＨＯ／２６／２６−２．ｈｔｍｌ＞
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光ファイバコイルは、光ファイバの外周面に紫外線硬化樹脂被覆を形成した被覆光ファイバを渦巻き形状に巻き、瞬間接着剤で渦巻き形状を固定した構造をしている。
しかし、被覆光ファイバの紫外線硬化樹脂被覆と瞬間接着剤とが異材料であるため、外部から加わる振動が紫外線硬化樹脂被覆と瞬間接着剤の界面で反射・吸収され、振動を検出する感度が低下する問題点があった。
そこで、本発明の目的は、振動を検出する感度を向上することが出来る光ファイバコイルを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、光ファイバ（１）の外周面に被覆（２）を形成した被覆光ファイバ（１１）を渦巻き形状に巻き、前記被覆（２）と同材料から成る接着剤（３）で前記渦巻き形状を固定したことを特徴とする光ファイバコイル（１０）を提供する。
上記第１の観点による光ファイバコイル（１０）では、被覆光ファイバの被覆と接着剤とが同材料であるため、外部から加わる振動が被覆と接着剤の界面で反射・吸収されることが抑制される。これにより、振動を検出する感度を向上することが出来る。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバコイル（１０）において、前記被覆（２）および前記接着剤（３）がポリイミド樹脂であることを特徴とする光ファイバコイル（１０）を提供する。
上記第２の観点による光ファイバコイル（１０）では、被覆光ファイバの被覆および接着剤として耐熱性の高いポリイミド樹脂を用いるため、３００℃以下の高温環境下でも好適に使用できる。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバコイル（１０）において、前記被覆（２）が炭素薄膜付きポリイミド樹脂であり、前記接着剤（３）がグラファイト系樹脂接着剤であることを特徴とする光ファイバコイル（１０）を提供する。
上記第３の観点による光ファイバコイル（１０）では、被覆光ファイバの被覆および接着剤として耐熱性の高い炭素系材料を用いるため、３００℃以上の高温環境下でも好適に使用できる。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバコイル（１０）を低融点ガラス（１２）で封着したことを特徴とする光ファイバコイル（１００）を提供する。
上記第４の観点による光ファイバコイル（１００）では、光ファイバコイル（１０）を低融点ガラス（１２）で封着するため、酸化雰囲気から光ファイバコイル（１０）を遮断でき、耐久性，耐熱性を向上できる。なお、低融点ガラス（１２）は、接着剤より十分硬いため、光ファイバコイル（１０）への振動の伝達に支障は生じない。
【０００９】
第５の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバコイル（１００）において、前記低融点ガラス（１２）が、ホウ珪酸鉛系ガラス，低融点ホウ酸鉛系ガラスまたは結晶性鉛ガラスのいずれかであることを特徴とする光ファイバコイル（１００）を提供する。
上記第５の観点による光ファイバコイル（１００）では、３００℃〜４００℃の高温環境下でも好適に使用できる。
【００１０】
第６の観点では、本発明は、上記構成の光ファイバコイル（１００）において、前記低融点ガラス（１２）が、ホウ珪酸系ガラス，高珪酸質ガラス，ホウ珪酸バリウム系ガラス，ホウ酸亜鉛系ガラス，ホウ酸バリウム系ガラス，アルミノリン酸塩系ガラス，低融点リン酸塩系ガラスまたは低融点アルカリガラスのいずれかであることを特徴とする光ファイバコイル（１００）を提供する。
上記第６の観点による光ファイバコイル（１００）では、５００℃〜６００℃の高温環境下でも好適に使用できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１２】
−第１の実施形態−
図１の（ａ）は第１の実施形態に係る光ファイバコイル１０−１を示す平面図、（ｂ）は図１の（ａ）のＡ−Ａ’端面図である。
この光ファイバコイル１０−１は、光ファイバ１の外周面にポリイミド樹脂被覆２−１を形成したポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−１を渦巻き形状に巻き、ポリイミド樹脂接着剤３−１で渦巻き形状を固定し、渦巻き形状部分から導出されたポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−１の両端にフェルールＦ，Ｆを取り付けた構成である。
【００１３】
上記光ファイバコイル１０−１によれば、ポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−１のポリイミド樹脂被覆２−１とポリイミド樹脂接着剤３−１とが同じポリイミド樹脂材料であるため、外部から加わる振動がポリイミド樹脂被覆２−１とポリイミド樹脂接着剤３−１の界面で反射・吸収されることが抑制される。これにより、振動を検出する感度を向上することが出来る。また、ポリイミド樹脂の耐熱性により、３００℃以下の環境下で使用できる。
また、光ファイバコイル１０−１の上面と下面とに構造上の差異がないため、被測定物（例えば、橋桁）に貼り付ける際に上面と下面とを区別する必要がなく、作業が容易になる。
さらに、光ファイバコイル１０−１の全面（上面，下面および側面）で振動を検出できるため、被測定物（例えば、トンネルの壁）に埋設して使用することで検出性能を向上させることも出来る。
【００１４】
−第２の実施形態−
図２の（ａ）は第２の実施形態に係る光ファイバコイル１０−２を示す平面図、（ｂ）は図２の（ａ）のＡ−Ａ’端面図である。
この光ファイバコイル１０−２は、光ファイバ１の外周面にポリイミド樹脂被覆２−１を形成し次いで熱処理してポリイミド樹脂被覆２−１の表面に炭素薄膜２−２’を形成した炭素薄膜付きポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−２を渦巻き形状に巻き、グラファイト系樹脂接着剤３−２で渦巻き形状を固定し、渦巻き形状部分から導出された炭素薄膜付きポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−２の両端にフェルールＦ，Ｆを取り付けた構成である。
【００１５】
上記光ファイバコイル１０−２によれば、炭素薄膜付きポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−２の炭素薄膜２−２’とグラファイト系樹脂接着剤３−２とが同じ炭素系材料であるため、外部から加わる振動が炭素薄膜２−２’とグラファイト系樹脂接着剤３−２の界面で反射・吸収されることが抑制される。これにより、振動を検出する感度を向上することが出来る。また、グラファイト系樹脂の耐熱性により、３００℃以上の環境下で使用できる。
また、光ファイバコイル１０−２の上面と下面とに構造上の差異がないため、被測定物（例えば、橋桁）に貼り付ける際に上面と下面とを区別する必要がなく、作業が容易になる。
さらに、光ファイバコイル１０−２の全面（上面，下面および側面）で振動を検出できるため、被測定物（例えば、トンネルの壁）に埋設して使用することで検出性能を向上させることも出来る。
【００１６】
−第３の実施形態−
図３の（ａ）は第３の実施形態に係る光ファイバコイル１０−３を示す平面図、（ｂ）は図３の（ａ）のＡ−Ａ’端面図である。
この光ファイバコイル１０−３は、光ファイバ１の外周面にシリコン樹脂被覆２−３を形成したシリコン樹脂被覆光ファイバ１１−３を渦巻き形状に巻き、シリコン樹脂接着剤３−３で渦巻き形状を固定し、渦巻き形状部分から導出されたシリコン樹脂被覆光ファイバ１１−３の両端にフェルールＦ，Ｆを取り付けた構成である。
【００１７】
上記光ファイバコイル１０−３によれば、シリコン樹脂被覆光ファイバ１１−３のシリコン樹脂被覆２−３とシリコン樹脂接着剤３−３とが同じシリコン樹脂材料であるため、外部から加わる振動がシリコン樹脂被覆２−３とシリコン樹脂接着剤３−３の界面で反射・吸収されることが抑制される。これにより、振動を検出する感度を向上することが出来る。また、シリコン樹脂の耐熱性により、２００℃以下の環境下で使用できる。
また、光ファイバコイル１０−３の上面と下面とに構造上の差異がないため、被測定物（例えば、橋桁）に貼り付ける際に上面と下面とを区別する必要がなく、作業が容易になる。
さらに、光ファイバコイル１０−３の全面（上面，下面および側面）で振動を検出できるため、被測定物（例えば、トンネルの壁）に埋設して使用することで検出性能を向上させることも出来る。
【００１８】
−第４の実施形態−
図４の（ａ）は第４の実施形態に係る光ファイバコイル１０−４を示す平面図、（ｂ）は図４の（ａ）のＡ−Ａ’端面図である。
この光ファイバコイル１０−４は、光ファイバ１の外周面に紫外線硬化樹脂被覆２−４を形成した紫外線硬化樹脂被覆光ファイバ１１−４を渦巻き形状に巻き、紫外線硬化樹脂接着剤３−４で渦巻き形状を固定し、渦巻き形状部分から導出された紫外線硬化樹脂被覆光ファイバ１１−４の両端にフェルールＦ，Ｆを取り付けた構成である。
【００１９】
上記光ファイバコイル１０−４によれば、紫外線硬化樹脂被覆光ファイバ１１−４の紫外線硬化樹脂被覆２−４と紫外線硬化樹脂接着剤３−４とが同じ紫外線硬化樹脂材料であるため、外部から加わる振動が紫外線硬化樹脂被覆２−４と紫外線硬化樹脂接着剤３−４の界面で反射・吸収されることが抑制される。これにより、振動を検出する感度を向上することが出来る。また、紫外線硬化樹脂の耐熱性により、１００℃以下の環境下で使用できる。
また、光ファイバコイル１０−４の上面と下面とに構造上の差異がないため、被測定物（例えば、橋桁）に貼り付ける際に上面と下面とを区別する必要がなく、作業が容易になる。
さらに、光ファイバコイル１０−４の全面（上面，下面および側面）で振動を検出できるため、被測定物（例えば、トンネルの壁）に埋設して使用することで検出性能を向上させることも出来る。
【００２０】
−第５の実施形態−
図５の（ａ）は第５の実施形態に係る光ファイバコイル１００−１を示す平面図、（ｂ）は図５の（ａ）のＡ−Ａ’端面図である。
この光ファイバコイル１００−１は、光ファイバ１の外周面にポリイミド樹脂被覆２−１を形成したポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−１を渦巻き形状に巻き、ポリイミド樹脂接着剤３−１で渦巻き形状を固定し、さらに渦巻き形状部分を低融点ガラス１２−１で封着し、渦巻き形状部分から導出されたポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−１の両端にフェルールＦ，Ｆを取り付けた構成である。
【００２１】
低融点ガラス１２−１は、ホウ珪酸鉛系ガラス，低融点ホウ酸鉛系ガラスまたは結晶性鉛ガラスなどの低融点ガラス材料のフリット，ペーストまたはグリーンシートを用いた刷毛塗り，印刷，ディッピングまたはスプレーにより、渦巻き形状部分を覆い、大気雰囲気炉中で５００℃以下で焼成して形成する。
【００２２】
上記光ファイバコイル１００−１によれば、ポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−１のポリイミド樹脂被覆２−１とポリイミド樹脂接着剤３−１とが同じポリイミド樹脂材料であるため、外部から加わる振動がポリイミド樹脂被覆２−１とポリイミド樹脂接着剤３−１の界面で反射・吸収されることが抑制される。これにより、振動を検出する感度を向上することが出来る。そして、低融点ガラス１２−１が酸化雰囲気から遮断するため、耐久性，耐熱性を向上でき、３００℃〜４００℃の高温環境下でも使用できるようになる。なお、低融点ガラス１２−１は、ポリイミド樹脂接着剤３−１より十分硬いため、渦巻き形状部分への振動の伝達に支障は生じない。
【００２３】
また、光ファイバコイル１００−１の上面と下面とに構造上の差異がないため、被測定物（例えば、橋桁）に貼り付ける際に上面と下面とを区別する必要がなく、作業が容易になる。
さらに、光ファイバコイル１００−１の全面（上面，下面および側面）で振動を検出できるため、被測定物（例えば、トンネルの壁）に埋設して使用することで検出性能を向上させることも出来る。
【００２４】
−第６の実施形態−
図６の（ａ）は第６の実施形態に係る光ファイバコイル１００−２を示す平面図、（ｂ）は図６の（ａ）のＡ−Ａ’端面図である。
この光ファイバコイル１００−２は、光ファイバ１の外周面にポリイミド樹脂被覆２−１を形成し次いで熱処理してポリイミド樹脂被覆２−１の表面に炭素薄膜２−２’を形成した炭素薄膜付きポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−２を渦巻き形状に巻き、グラファイト系樹脂接着剤３−２で渦巻き形状を固定し、さらに渦巻き形状部分を低融点ガラス１２−２で封着し、渦巻き形状部分から導出された炭素薄膜付きポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−２の両端にフェルールＦ，Ｆを取り付けた構成である。
【００２５】
低融点ガラス１２−２は、ホウ珪酸系ガラス，高珪酸質ガラス，ホウ珪酸バリウム系ガラス，ホウ酸亜鉛系ガラス，ホウ酸バリウム系ガラス，アルミノリン酸塩系ガラス，低融点リン酸塩系ガラスまたは低融点アルカリガラスなどの低融点ガラス材料のフリット，ペーストまたはグリーンシートを用いた刷毛塗り，印刷，ディッピングまたはスプレーにより、渦巻き形状部分を覆い、窒素雰囲気炉中で６００℃以上で焼成して形成する。
【００２６】
上記光ファイバコイル１００−２によれば、炭素薄膜付きポリイミド樹脂被覆光ファイバ１１−２の炭素薄膜２−２’とグラファイト系樹脂接着剤３−２とが同じ炭素系材料であるため、外部から加わる振動が炭素薄膜２−２’とグラファイト系樹脂接着剤３−２の界面で反射・吸収されることが抑制される。これにより、振動を検出する感度を向上することが出来る。そして、低融点ガラス１２−２が酸化雰囲気から遮断するため、耐久性，耐熱性を向上でき、５００℃〜６００℃の高温環境下でも使用できるようになる。なお、低融点ガラス１２−２は、グラファイト系樹脂接着剤３−２より十分硬いため、渦巻き形状部分への振動の伝達に支障は生じない。
【００２７】
また、光ファイバコイル１００−２の上面と下面とに構造上の差異がないため、被測定物（例えば、橋桁）に貼り付ける際に上面と下面とを区別する必要がなく、作業が容易になる。
さらに、光ファイバコイル１００−２の全面（上面，下面および側面）で振動を検出できるため、被測定物（例えば、トンネルの壁）に埋設して使用することで検出性能を向上させることも出来る。
【００２８】
−他の実施形態−
（１）第５の実施形態の光ファイバコイル１００−１を第６の実施形態の低融点ガラス１２−２で封着してもよい。
（２）第６の実施形態の光ファイバコイル１００−２を第５の実施形態の低融点ガラス１２−１で封着してもよい。
（３）第３の実施形態の光ファイバコイル１０−３を第５の実施形態の低融点ガラス１２−１または第６の実施形態の低融点ガラス１２−２で封着してもよい。
（４）第４の実施形態の光ファイバコイル１０−４を第５の実施形態の低融点ガラス１２−１または第６の実施形態の低融点ガラス１２−２で封着してもよい。
（５）低融点ガラス１２での封着は、渦巻き形状部分を含めば、それより大きくてもよい。例えば、渦巻き形状部分を含むような直方体形状に封着してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の光ファイバコイルによれば、被覆光ファイバの被覆と接着剤とが同材料であるため、外部から加わる振動が被覆と接着剤の界面で反射・吸収されることが抑制され、振動を検出する感度を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態にかかる光ファイバコイルを示す平面図および要部端面図である。
【図２】第２の実施形態にかかる光ファイバコイルを示す平面図および要部端面図である。
【図３】第３の実施形態にかかる光ファイバコイルを示す平面図および要部端面図である。
【図４】第４の実施形態にかかる光ファイバコイルを示す平面図および要部端面図である。
【図５】第５の実施形態にかかる光ファイバコイルを示す平面図および要部端面図である。
【図６】第６の実施形態にかかる光ファイバコイルを示す平面図および要部端面図である。
【符号の説明】
１                      光ファイバ
２−１                  ポリイミド樹脂被覆
２−２’                炭素薄膜
２−３                  シリコン樹脂被覆
２−４                  紫外線硬化樹脂被覆
３−１                  ポリイミド樹脂接着剤
３−２                  グラファイト系樹脂接着剤
３−３                  シリコン樹脂接着剤
３−４                  紫外線硬化樹脂接着剤
１０−１〜１００−２      光ファイバコイル
１１−１                ポリイミド樹脂被覆光ファイバ
１１−２                炭素薄膜付きポリイミド樹脂被覆光ファイバ
１１−３                シリコン樹脂被覆光ファイバ
１１−１                紫外線硬化樹脂被覆光ファイバ
１００−１，１００−２  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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