(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラスのコア部とプラスチックのクラッド層からなる光ファイバにおいて、プラスチックのクラッド層に遠赤外光を発振する炭酸ガスレーザ光を照射して穴部を形成することによりコア部を表出させ、漏油による油がその表出したコア部に付着することにより、その部分の光屈折率が変化して伝搬光が外部に漏洩し、伝搬光量の減衰を検知することを特徴とする漏油検知センサ用光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、石英ガラス材のコア部およびプラスチック材のクラッド層からなる光ファイバのクラッド部分を炭酸ガスレーザのレーザ照射により加工を施した漏油検知センサ用光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ファイバを利用した漏油検知センサ-としては、図２に示すように石英ガラス材によるコア部の周囲にポリマー材料よりなるクラッド層からなる光ファイバのコア部の表面の一部を表出させて偏心させ、漏油による油がその表出されたコア部へ付着することによりその部分のコア部の光屈折率が変化し、光ファイバ内を伝搬している光が外部へ漏洩することにより、伝搬光量の減衰を検知し、漏油の存在を検知するものが知られている。この光ファイバの製造方法としてクラッド層にポリマー材料を使用している場合は、コア部へのポリマー材の塗布後、削刃等によりポリマー材の一部分を機械的に長さ方向に除去し、その後の硬化工程により、ポリマー材が固化してコアが偏心して形成され、コア部の一部が表出された光ファイバを得るという方法である。
【発明が解決しようとする課題】
この場合、硬化前のポリマー材のクラッド層の除去を削刃等による機械的除去で行うため、加工精度等により除去されるポリマー材の除去量にばらつきが生じて、その結果としてコア部の偏心位置および硬化後のクラッド層の厚さにばらつきが生じて製造上の歩留まり低下の要因となっていた。また、この製造方法の場合、その製品の形状は、漏油検知の為のコア部の表出部分が光ファイバの円周上の１箇所のみで、かつ長さ方向に連続して存在する形状のものに限定され、その製品形状の加工上のバリエーション範囲が狭いという欠点があった。
【０００３】
本発明は、これらの問題を解決するために、鋭意検討した結果、石英ガラス材のコア部とプラスチック材のクラッド層からなる光ファイバにおいて、クラッド層に炭酸ガスレーザのレーザ光を照射して穴部を形成することによりコア部を表出させ、漏油による油がその表出したコア部に付着することにより、その部分のコア部の光屈折率が変化して伝搬光が外部に漏洩し、伝搬光量の減衰を検知する漏油検知センサ用光ファイバである。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の漏油検知センサ用光ファイバ１の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００５】
図１（イ）は、本発明の漏油検知センサ用光ファイバ１に代表的な炭酸ガスレーザ５を照射して加工を施す基本構成図である。本発明の漏油検知センサ用光ファイバ１は、石英ガラス材よりなるコア部２とプラスチック材よりなるクラッド層３より形成されている。コントローラー６で出力制御された炭酸ガスレーザ５により光ファイバのクラッド層を除去する加工部位へ必要量のレーザ光４を照射してクラッド層３を所定の形状に除去し、コア部２を表出させるものである。
図１（ロ）は、コア部２が１本の光ファイバ１の場合で、炭酸ガスレーザ５により長手方向のクラッド層３を除去し、溝部７を１条形成した本発明の第１実施例の斜視図であり、長手方向のクラッド層３を除去し、溝部７を１条形成したものである。この場合、長手方向に溝部を作成する為に長手方向へのレーザ光の連続照射の操作速度は、２５〜８０Ｃｍ/秒で行った。
図１（ハ）は、コア部２が２本の光ファイバ１の場合で、炭酸ガスレーザ５により長手方向のクラッド層３を除去し、溝部７を２条形成した本発明の第２実施例の斜視図である。図から明らかなように、コア層を２本形成した場合の光ファイバの例で、コア部はクラッド層に対して偏心させる必要はない。
図１（ニ）は、コア部２が１本の光ファイバ１の場合で、炭酸ガスレーザ５によりクラッド層３を除去し、穴部８を１箇所に形成した本発明の第３実施例の斜視図である。
図１（ホ）は、コア部２が１本の光ファイバ１の場合で、炭酸ガスレーザ５によりクラッド層３を除去し、穴部８を２箇所に形成した本発明の第４実施例の斜視図である。それぞれ、穴部が１個所の場合と２箇所の場合である。穴部を形成する場合は、約０．２秒をスポット的に照射すれば良い。また、図には、示していないが、強度を保つために長さ方向に穴部を複数個設けたものでも構わない。本発明のコア部としては、石英ガラス材を使用し、クラッド部のプラスチック材としては、代表的なシリコン樹脂やフッ素樹脂を使用した。本発明の漏油には、油に限らず、ガソリンや溶剤等も含まれる。また、この炭酸ガスレーザによるプラスチック材のクラッド層除去の実施例では光ファイバ径０．３ｍｍ、コア径０．２ｍｍの試料に対して、炭酸ガスレーザでの加工によるクラッド層の除去が確認されている。表１にその照射条件例を示す。
【０００６】
【表１】
0004785160.tif 000002
【０００７】
表１の照射条件において、いずれの場合もクラッド層の除去が確認され、その照射条件での出力の増加に従い、除去されるクラッド層の幅が広がる傾向が認められ、０．１８ｍｍ〜０．０５ｍｍの幅でクラッド層が除去された結果、コア部が表出された。また照射エネルギーが過剰の場合はコア部の損傷が確認され、照射エネルギーが過小の場合はクラッド層の除去がコア部まで届かないことが確認された。以上の加工作業ではコントローラーによる炭酸ガスレーザーの照射条件を予め定めた条件に設定して作業を行うことで、作業ばらつきによる製品の歩留まり低下を防げると共に特別な作業オペレーター上の熟練性も必要なく誰でも安定して漏油検知センサ用光ファイバの加工を行うことが出来る。
【０００８】
以上のような構造であるため、本発明の漏油検知センサ用光ファイバ１は、信頼性試験として、外部に漏洩し伝搬光量の減衰量が１０〜６０％以内に収まり、既存製品と同等もしくは同等以上の良好な結果を示した。
【０００９】
本発明の実施例では、漏油検知センサ用光ファイバ１を代表例に取り、説明してきたが、溝部や穴部の形状以外の楕円、三角等の任意の形状でも一向に構わず、設計上本発明の範囲内であることはいうまでもない。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の漏油検知センサ用光ファイバ１によれば、
１．炭酸ガスレーザにより石英ガラス材のコア部とプラスチック材のクラッド層からなる光ファイバのクラッド層除去加工を行うことで、加工工数の低減により生産性や信頼性に富む。
２．加工工数の低減により安価である。
３. 種々のクラッド層の除去形状が可能なことからその製品のラインアップの拡充をはかることが可能になる。
という優れた効果があるので、その工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）は、本発明の漏油検知センサ用光ファイバ１に代表的な炭酸ガスレーザ５を照射して加工を施す基本構成図である。
（ロ）は、コア部２が１本の光ファイバ１の場合で、炭酸ガスレーザ５により長手方向のクラッド層３を除去し、溝部７を１条形成した本発明の第１実施例の斜視図である。
（ハ）は、コア部２が２本の光ファイバ１の場合で、炭酸ガスレーザ５により長手方向のクラッド層３を除去し、溝部７を２条形成した本発明の第２実施例の斜視図である。
（ニ）は、コア部２が１本の光ファイバ１の場合で、炭酸ガスレーザ５によりクラッド層３を除去し、穴部８を１箇所に形成した本発明の第３実施例の斜視図である。
（ホ）は、コア部２が１本の光ファイバ１の場合で、炭酸ガスレーザ５によりクラッド層３を除去し、穴部８を２箇所に形成した本発明の第４実施例の斜視図である。
【図２】従来の漏油検知センサ用光ファイバ１´の斜視図である。
【符号の説明】
１  本発明の漏油検知型光ファイバ
２  コア部
３  クラッド層
４  レーザ光
５  炭酸ガスレーザ
６  コントローラー
７  溝部
８  穴部
１′従来の漏油検知センサ用光ファイバ
２′偏心させたコア層
３′クラッド層
【図１】
0004785160.tif 000003
【図２】
0004785160.tif 000004