(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置において、
光センサファイバコイル（１０４）を封入した重合系ポッティング材料（２０４）であって、光センサファイバコイル（１０４）は第１のコイル部分（２１２）と第２のコイル部分（２１０）とを備え、該第１のコイル部分（２１２）は該第２のコイル部分（２１０）に隣接しており、該重合系ポッティング材料（２０４）は該重合系ポッティング材料（２０４）の可圧縮性の増大を促進するための複数の導入された空隙（２０８）を備え、該複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上が前記第１のコイル部分（２１２）と前記第２のコイル部分（２１０）との間に配置された前記重合系ポッティング材料（２０４）を備え、
加えられた力が重合系ポッティング材料（２０４）の一部分に導入されたとき、複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上が圧縮されて、重合系ポッティング材料（２０４）の一部が前記加えられた力の一部分を吸収するのを許容すると共に、重合系ポッティング材料（２０４）の一部から前記光センサファイバコイル（１０４）までの反発力の減少を促進することを許容するようにした、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上の圧縮は、重合系ポッティング材料（２０４）との接触に起因する前記光センサファイバコイル（１０４）の歪みの減少を促進する、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、
重合系ポッティング材料（２０４）内の複数の導入された空隙（２０８）は、重合系ポッティング材料（２０４）の体積弾性率（ｂｕｌｋｍｏｄｕｌｕｓ）の減少を促進する、装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、
温度が変化したとき、重合系ポッティング材料（２０４）内の複数の導入された空隙（２０８）は、重合系ポッティング材料（２０４）により前記光センサファイバコイル（１０４）に誘発された熱応力の減少を促進する、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、
前記重合系ポッティング材料（２０４）の一部分は、第一のコイル部分（２１２）及び第二のコイル部分（２１０）を分離させ、
重合系ポッティング材料（２０４）の一部分は複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上を備え、
複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上は圧縮されて、重合系ポッティング材料（２０４）の一部が、前記加えられた力の部分を第一のコイル部分（２１２）及び第二のコイル部分（２１０）の１つ以上から吸収するのを許容するようにした、装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、
複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上は圧縮されて、重合系ポッティング材料（２０４）の一部から第一のコイル部分（２１２）までの反発力の減少を促進し、
反発力は、第二のコイル部分（２１０）から前記加えられた力に応答して発生される、装置。
【請求項７】
請求項５に記載の装置において、
複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上は圧縮されて、重合系ポッティング材料（２０４）の一部から第一のコイル部分（２１２）までの反発力の減少を促進し、
反発力は、第一のコイル部分（２１２）から前記加えられた力に応答して発生される、装置。
【請求項８】
請求項５に記載の装置において、
前記光センサファイバコイル（１０４）が膨張したとき、第一のコイル部分（２１２）及び第二のコイル部分（２１０）は、前記加えられた力を重合系ポッティング材料（２０４）の一部に加え、
複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上は圧縮されて、重合系ポッティング材料（２０４）の一部と接触することに起因する第一のコイル部分（２１２）及び第二のコイル部分（２１０）内の歪みの減少を促進する、装置。
【請求項９】
請求項５に記載の装置において、
第一のコイル部分（２１２）及び第二のコイル部分（２１０）は、前記光センサファイバコイル（１０４）の隣接する層を備え、
第一のコイル部分（２１２）及び第二のコイル部分（２１０）はある距離だけ分離され、
重合系ポッティング材料（２０４）の一部における複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上は、該距離よりも小さい直径を備える、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置において、
複数の導入された空隙（２０８）の分配状態は、重合系ポッティング材料（２０４）内にて実質的に均一である、装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置において、
光ファイバジャイロスコープが前記光センサファイバコイル（１０４）を備え、
該光センサファイバコイル（１０４）は、光ファイバジャイロスコープに対する回転速度を感知する、装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置において、
複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上の圧縮は、重合系ポッティング材料（２０４）により光センサファイバコイル（１０４）に作用する圧力の減少の促進を通じて、光ファイバジャイロスコープの回転感知の偏り誤差の減少を促進する、装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の装置において、
複数の導入された空隙（２０８）は、複数の中空のエラストマー的極小球体を備える、装置。
【請求項１４】
装置において、
光ファイバジャイロスコープの光ファイバセンサコイル（１０４）であって、該光ファイバセンサコイル（１０４）は第１のコイル部分（２１２）と第２のコイル部分（２１０）とを備え、該第１のコイル部分（２１２）は該第２のコイル部分（２１０）に隣接している前記光ファイバセンサコイル（１０４）と、
該ファイバセンサコイル（１０４）を封入するポッティング材料（２０４）とを備え、
該ポッティング材料（２０４）は、重合系ポッティング材料（２０４）の可圧縮性の増大を促進するための複数の導入された空隙（２０８）を備え、該複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上が前記第１のコイル部分（２１２）と前記第２のコイル部分（２１０）との間に配置され、
光ファイバセンサコイル（１０４）とポッティング材料（２０４）とが接触したとき、複数の導入された空隙（２０８）の一つ以上が圧縮されて、光ファイバセンサコイル（１０４）における歪みの減少を促進し、
光ファイバセンサコイル（１０４）における歪みの減少は、光ファイバセンサコイル（１０４）の偏り誤差の減少を促進する、装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置において、
前記光ファイバセンサコイル（１０４）は、複数の層にてスプールの周りに巻かれた１つ以上の光ファイバを備え、
前記第１のコイル部分（２１２）は、該複数の層のうち第一の層を備え、前記第２のコイル部分（２１０）は、該複数の層のうち第二の層を備え、
ポッティング材料の一部分は、第一の層と第二の層との間の緩衝部を備え、
ポッティング材料の一部は、複数の導入された空隙（２０８）の前記１つ以上を備え、
複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上は、第一の層と第二の層との間に作用する圧力の減少を促進する、装置。
【請求項１６】
方法において、
重合系ポッティング材料（２０４）内に光ファイバセンサコイル（１０４）を封入するステップであって、該重合系ポッティング材料（２０４）は、該重合系ポッティング材料（２０４）の可圧縮性の増大を促進して加えられた力の一部分を吸収するための複数の導入された空隙（２０８）を備え、該光ファイバセンサコイル（１０４）は第１のコイル部分（２１２）と第２のコイル部分（２１０）とを備え、該第１のコイル部分（２１２）は該第２のコイル部分（２１０）に隣接しており、該複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上が前記第１のコイル部分（２１２）と前記第２のコイル部分（２１０）との間に配置された前記封入ステップと、
前記加えられた力に応答して複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上が圧縮するのに対応する（ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｅ）ステップであって、重合系ポッティング材料（２０４）から前記光ファイバセンサコイル（１０４）への反発力の減少を促進する前記対応ステップとを備える、方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、
前記重合系ポッティング材料（２０４）内に光ファイバセンサコイル（１０４）を封入するステップであって、該重合系ポッティング材料（２０４）は、該重合系ポッティング材料（２０４）の可圧縮性の増大を促進して加えられた力の一部分を吸収するための複数の導入された空隙（２０８）を備える前記封入ステップが、
センサファイバを光センサファイバコイル（１０４）に巻くと同時に、重合系ポッティング材料（２０４）を１つのセンサファイバに施すステップと、
複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上を備える重合系ポッティング材料（２０４）の一部分により第二のコイル部分（２１０）から第一のコイル部分（２１２）を緩衝するステップとを備える、方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、
光センサファイバコイル（１０４）が膨張したとき、第一のコイル部分（２１２）及び第二のコイル部分（２１０）の１つ以上は、加えられた力を重合系ポッティング材料（２０４）の一部に加え、
複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上を備える重合系ポッティング材料（２０４）の一部により第二のコイル部分（２１０）から第一のコイル部分（２１２）を緩衝するステップは、
重合系ポッティング材料（２０４）の一部との接触に起因する第一のコイル部分（２１２）及び第二のコイル部分（２１０）の１つ以上における歪みの減少を促進するステップを備える、方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法において、
光ファイバジャイロスコープにおける回転センサの１つの型式（ｒａｔｅ）として光センサファイバコイル（１０４）を採用するステップと、
重合系ポッティング材料（２０４）より光センサファイバに作用する圧力の減少を促進することにより、光ファイバジャイロスコープの回転感知の偏り誤差の減少を促進するステップとを更に備える、方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載の方法において、
前記重合系ポッティング材料（２０４）内に光ファイバセンサコイル（１０４）を封入するステップであって、該重合系ポッティング材料（２０４）は、該重合系ポッティング材料（２０４）の可圧縮性の増大を促進して加えられた力の一部分を吸収するための複数の導入された空隙（２０８）を備える前記封入ステップが、
重合系ポッティング材料（２０４）をスプールの１つ以上の支持面に施すステップと、
１つのセンサファイバをスプールの周りに巻いて１つの光センサファイバコイル（１０４）を生成するステップと、
複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上を備える重合系ポッティング材料（２０４）の一部によりスプールの１つ以上の支持面の１つ以上から光センサファイバコイル（１０４）のコイル部分を緩衝するステップとを備える、方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載の方法において、
前記加えられた力に応答して複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上の圧縮に対応するステップであって、重合系ポッティング材料（２０４）から前記光センサファイバコイルへの反発力の減少を促進する前記対応ステップは、
重合系ポッティング材料（２０４）との接触に起因する光センサファイバコイルにおける歪みの減少を促進するステップを備える、方法。
【請求項２２】
請求項１に記載の装置において、
複数の導入された空隙（２０８）は複数の中空のエラストマー的微小球体を備え、該複数の中空のエラストマー的微小球体は、気体を封入して複数の中空のエラストマー的微小球体の圧縮を許容する重合体薄壁を備える、装置。
【請求項２３】
請求項２２記載の装置において、
複数の中空のエラストマー的微小球体の重合体薄壁は重合体ポッティング材料内に所定容積を保持し、
前記重合体ポッティング材料の一部に前記加えられた力が導入されるとき、前記中空のエラストマー的微小球体の重合体薄壁が圧縮されて、複数の中空のエラストマー的微小球体の所定容積を減少して前記加えられた力の一部を吸収する、装置。
【請求項２４】
請求項２２記載の装置において、
連結剤が、前記複数の中空のエラストマー的微小球体の重合体薄壁を、前記重合体ポッティング材料の樹脂と接着するよう作用する、装置。
【請求項２５】
請求項１記載の装置において、
前記光センサファイバコイル（１０４）はスプールの回りに巻かれた一つの光ファイバケーブルの複数の層を備え、
前記複数の導入された空隙を有する重合系ポッティング材料（２０４）は、前記複数の光センサファイバコイルの複数の層を、一つの巻かれたユニットとして、共に保持する、装置。
【請求項２６】
請求項２５記載の装置において、
前記重合体ポッティング材料は、前記巻かれたユニットにおいて、前記複数の層のうち第１の層が、前記複数の層のうち隣接する一つの層に対する位置を保持し、
前記重合体ポッティング材料内の前記複数の導入された空隙（２０８）が、前記第１の層の前記隣接する層に対する位置を保持する重合体ポッティング材料の可圧縮性を促進するように作用する、装置。
【請求項２７】
請求項１４に記載の装置において、
前記複数の導入された空隙（２０８）は複数の中空のエラストマー的微小球体を備え、該複数の中空のエラストマー的微小球体は、気体を封入して複数の中空のエラストマー的微小球体の圧縮を許容する重合体薄壁を備える、装置。
【請求項２８】
請求項１４に記載の装置において、
光ファイバセンサコイル（１０４）はスプールの回りに巻かれた一つの光ファイバケーブルの複数の層を備え、
前記複数の導入された空隙（２０８）を伴う前記重合系ポッティング材料（２０４）は前記光センサファイバコイル（１０４）の前記複数の層を、巻かれたユニットとして、共に保持し、
前記重合系ポッティング材料（２０４）は、前記巻かれたユニットにおいて、前記複数の層のうち第１の層が、前記複数の層のうち隣接する一つの層に対する位置を保持し、
前記重合体ポッティング材料内の前記複数の導入された空隙（２０８）が、前記第１の層の前記隣接する層に対する位置を保持する重合体ポッティング材料の可圧縮性を促進するように作用する、装置。
【請求項２９】
請求項１６に記載の方法において、
複数の導入された空隙（２０８）が複数の中空のエラストマー的微小球体を備え、該複数の中空のエラストマー的微小球体は、気体を封入して複数の中空のエラストマー的微小球体の圧縮を許容する重合体薄壁を備え、
前記重合系ポッティング材料（２０４）内に光ファイバセンサコイル（１０４）を封入するステップであって、該重合系ポッティング材料（２０４）は、該重合系ポッティング材料（２０４）の可圧縮性の増大を促進して加えられた力の一部分を吸収するための複数の導入された空隙（２０８）を備える前記封入ステップが、
前記複数の中空のエラストマー的微小球体を前記重合系ポッティング材料（２０４）の樹脂内に混合して、前記複数の導入された空隙（２０８）を伴う前記重合系ポッティング材料（２０４）を生成するステップと、
前記重合系ポッティング材料（２０４）内の略全ての前記光ファイバセンサコイル（１０４）をポッティングして、該光ファイバセンサコイル（１０４）を、巻いたユニットとして保持する前記ポッティングステップとを備える、方法。
【請求項３０】
方法であって、
スプール（１０２）の回りに光ファイバケーブル（２０２）を巻いて、該光ファイバケーブル（２０２）の複数の層（２１２、２１０）を備える光ファイバセンサコイル（１０４）を形成する前記巻くステップと、
重合系ポッティング材料（２０４）内に光ファイバセンサコイル（１０４）を封入するステップであって、該重合系ポッティング材料（２０４）は、該重合系ポッティング材料（２０４）の可圧縮性の増大を促進し、複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上が前記第１の層（２１２）及び第２の層（２１０）間に配置される前記封入ステップと、
前記複数の導入された空隙（２０８）を伴う前記重合系ポッティング材料（２０４）を採用して、前記光ファイバセンサコイル（１０４）の複数の層を、一つの巻いたユニットとして、共に保持する前記採用ステップと、を備える方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法であって、
複数の導入された空隙（２０８）が複数の中空のエラストマー的微小球体を備え、該複数の中空のエラストマー的微小球体は、気体を封入して複数の中空のエラストマー的微小球体の圧縮を許容する重合体薄壁を備え、
前記重合系ポッティング材料（２０４）内に光ファイバセンサコイル（１０４）を封入するステップであって、該重合系ポッティング材料（２０４）は、該重合系ポッティング材料（２０４）の可圧縮性の増大を促進するための複数の導入された空隙（２０８）を備える前記封入ステップが、
前記複数の中空のエラストマー的微小球体を前記重合系ポッティング材料（２０４）の樹脂内に混合して、前記複数の導入された空隙（２０８）を伴う前記重合系ポッティング材料（２０４）を生成するステップと、
前記重合系ポッティング材料（２０４）内の略全ての前記光ファイバセンサコイル（１０４）をポッティングして、該光ファイバセンサコイル（１０４）を、巻いたユニットとして保持する前記ポッティングステップとを備える、方法。
【請求項３２】
請求項１に記載の装置において、
前記重合系ポッティング材料（２０４）は、
１つ以上の自然に生ずる空隙と、
前記複数の導入された空隙（２０８）とを備え、
前記複数の導入された空隙（２０８）は、前記重合系ポッティング材料（２０４）の制御された容積率（容積パーセント）だけ充填するよう作用する、装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の装置において、
前記１つ以上の自然に生ずる空隙は、前記重合系ポッティング材料（２０４）において本来的であり、前記複数の導入された空隙（２０８）は前記重合系ポッティング材料（２０４）に意図的に加えられ、
前記制御された容積率は、前記重合系ポッティング材料（２０４）の５乃至２５パーセントである、装置。
【請求項３４】
請求項１４に記載の装置において、
前記重合系ポッティング材料（２０４）は、
１つ以上の自然に生ずる空隙と、
前記複数の導入された空隙（２０８）とを備え、
前記複数の導入された空隙（２０８）は、前記重合系ポッティング材料（２０４）の制御された容積率（容積パーセント）だけ充填するよう作用する、装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の装置において、
前記１つ以上の自然に生ずる空隙は、前記重合系ポッティング材料（２０４）において本来的であり、前記複数の導入された空隙（２０８）は前記重合系ポッティング材料（２０４）に意図的に加えられ、
前記制御された容積率は、前記重合系ポッティング材料（２０４）の５乃至２５パーセントである、装置。
【請求項３６】
請求項１６に記載の方法において、
前記重合系ポッティング材料（２０４）は、
１つ以上の自然に生ずる空隙と、
前記複数の導入された空隙（２０８）とを備え、
前記複数の導入された空隙（２０８）は、前記重合系ポッティング材料（２０４）の制御された容積率（容積パーセント）だけ充填するよう作用する、方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載の方法において、
前記１つ以上の自然に生ずる空隙は、前記重合系ポッティング材料（２０４）において本来的であり、前記複数の導入された空隙（２０８）は前記重合系ポッティング材料（２０４）に意図的に加えられ、
前記制御された容積率は、前記重合系ポッティング材料（２０４）の５乃至２５パーセントである、方法。
【請求項３８】
請求項３０に記載の方法において、
前記重合系ポッティング材料（２０４）は、
１つ以上の自然に生ずる空隙と、
前記複数の導入された空隙（２０８）とを備え、
前記複数の導入された空隙（２０８）は、前記重合系ポッティング材料（２０４）の制御された容積率（容積パーセント）だけ充填するよう作用する、方法。
【請求項３９】
請求項３８に記載の方法において、
前記１つ以上の自然に生ずる空隙は、前記重合系ポッティング材料（２０４）において本来的であり、前記複数の導入された空隙（２０８）は前記重合系ポッティング材料（２０４）に意図的に加えられ、
前記制御された容積率は、前記重合系ポッティング材料（２０４）の５乃至２５パーセントである、方法。
【請求項４０】
請求項１に記載の装置において、
前記第１のコイル部分（２１２）は前記光ファイバセンサコイルの第１の層を備え、且つ前記第２のコイル部分（２１０）は前記光ファイバセンサコイルの第２の層を備え、
前記複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上が前記第１の層及び第２の層間に配置された、装置。
【請求項４１】
請求項１に記載の装置において、
前記光ファイバセンサコイルは前記複数の光ファイバ巻線部の一つの層を備え、且つ前記第１のコイル部分（２１２）は前記複数の光ファイバ巻線部のうち第１の光ファイバ巻線部を備え、前記第２のコイル部分（２１０）は前記複数の光ファイバ巻線部のうち第２の光ファイバ巻線部を備え、
前記複数の導入された空隙（２０８）の１つ以上が前記第１の巻線部及び第２の巻線部間に配置された、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、本出願と同一の譲受人に譲渡された、以下の出願の主題事項に関する主題事項を含むものである。以下に掲げた特許出願は、その内容の全体を参考として引用し本明細書に含めてある。
【０００２】
本出願と同時に出願された、カールソン（Ｃａｒｌｓｏｎ）その他の者による、「１つ以上の応力感応性構成要素を１つ以上の応力から緩衝するため空隙を重合系材料内に導入する方法（ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＮＧ  ＶＯＩＤＳ  ＩＮＴＯ  ＰＯＲＹＭＥＲＩＣ  ＭＡＴＥＲＩＡＬ  ＦＯＲ  ＢＵＦＦＥＲＩＮＧ  ＯＮＥ  ＯＲ  ＭＯＲＥ  ＳＴＲＥＳＳ  ＳＥＮＳＩＴＩＶＥ  ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ  ＦＲＯＭ  ＯＮＥ  ＯＲ  ＭＯＲＥ  ＳＴＲＥＳＳ）」。
【０００３】
本発明は、全体として、センサファイバ、より具体的には、センサファイバを緩衝することに関する。
【背景技術】
【０００４】
一例における重合系材料は、センサファイバを緩衝するために使用される。例えば、重合系材料は、センサファイバを保護するためセンサファイバを被覆する。一例において、重合系材料は、ポッティングコンパウンドを備え、センサファイバは光ファイバを備えている。ポッティングコンパウンドは、光ファイバに対する緩衝層を備えている。光ファイバは光ファイバコイルを形成し得るような巻きパターンにてスプールの周りに巻かれている。一例における光ファイバジャイロスコープは、光ファイバコイルを採用して回転速度を感知する。光ファイバコイルはスプールの長さに沿った複数の巻線部と、１つ以上の巻線層を備えている。光ファイバがスプールの周りに巻かれると、ポッティング材料が光ファイバの外面に施される。例えば、注射器及びブラシアプリケータは、光ファイバコイルをポッティング材料にて被覆する。ポッティング材料は、光ファイバコイルの巻きパターンの精度を向上させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一例におけるポッティングコンパウンドは、巻線部の各々と巻線層との間の空間を充填する。例えば、ポッティングコンパウンドは、巻線部の各々と巻線層との間の緩衝層として機能する。光ファイバコイルが膨張したとき、光ファイバコイルは、ポッティングコンパウンドに力を加える。ポッティングコンパウンドは、大きい体積弾性率を有している。このため、加えられた力に応答して、ポッティングコンパウンドは、光ファイバコイルに反発力を加える。反発力は、光ファイバコイルに圧力、応力及び（又は）歪みを加える。１つの欠点として、光ファイバに加えられた圧力、応力及び（又は）歪みは、光ファイバコイルの性能の低下を促進する可能性がある。例えば、光ファイバジャイロスコープに対する光ファイバコイルの回転測定値は、加えられた圧力、応力及び（又は）歪みのため大きい偏り誤差を生ずる可能性がある。
【０００６】
このように、加えられた力の主要部分をセンサファイバから吸収する重合系材料が必要とされている。センサファイバに加えられる反発圧力、応力及び（又は）歪みの減少を促進する重合系材料が更に必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、１つの実施の形態においてある装置を対象とする。該装置は、一例において、１つ以上のセンサファイバと当接する重合系材料を備えている。重合系材料は、複数の空隙を備えている。加えられた力を重合系材料の部分に導入すると、複数の空隙の１つ以上は、圧縮して、重合系材料の部分がその加えられた力の一部を吸収し且つ、重合系材料の部分から１つ以上のセンサファイバの１つ以上までの反発力の減少を促進する。
【０００８】
本発明の別の実施の形態はある装置を対象とする。該装置は、一例において、光ファイバジャイロスコープの光ファイバ感知コイルを備えている。光ファイバ感知コイルの１つ以上の部分は、複数の空隙を備えるポッティング材料にて被覆されている。光ファイバ感知コイルと接触したとき、複数の空隙は、圧縮して、光ファイバ感知コイルにおける歪みの減少を促進する。光ファイバ感知コイルにおける歪みの減少は、光ファイバ感知コイルの偏り誤差の減少を促進する。
【０００９】
本発明の更に別の実施の形態はある方法を対象とする。重合系材料と当接した１つ以上のセンサファイバは、加えられた力の一部分を吸収し得るよう複数の空隙を備える重合系材料の一部分を採用することを通じて緩衝される。複数の空隙の１つ以上を圧縮することは、加えられた力に応答して対応し、重合系材料から１つ以上のセンサファイバの１つ以上までの反発力の減少を促進する。
【００１０】
本発明の一例としての実施の形態の特徴は、以下の説明、特許請求の範囲及び添付図面から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、一例における装置１００は、機器構成要素のような複数の構成要素を備えている。かかる構成要素の多数は、装置１００の一例にて組み合わせ又は分割することができる。装置１００は、一例において、任意の（例えば、水平方向、斜め方向又は垂直方向）向きを有し、以下の説明及び図面は、説明の目的のため、装置１００の一例としての向きを示す。
【００１２】
装置１００は、一例において、１つ以上のスプール１０２と、１つ以上のセンサファイバコイル１０４とを備えている。例えば、装置１００は、光ファイバジャイロスコープの感知構成要素を備えている。光ファイバジャイロスコープは、一例において、光源と、光線スプリッタと、センサファイバコイル１０４と、処理電子機器とを備えている。光源からの光は、２つの反対方向に伝搬する波に分割され、これらの波は光線スプリッタによりセンサファイバコイル１０４を通って進む。処理電子機器は、センサファイバコイル１０４の両端から出る光の２つの反対方向に伝搬する光線間の相関係を測定する。２つの光線が経験する相変化の間の差は、当該技術分野の当業者により理解されるように、サニャック効果のため、光ファイバジャイロスコープの回転速度に比例する。
【００１３】
スプール１０２は、センサ光ファイバ１０４に対する支持構造体を提供する。スプール１０２は、ハブ１０６と、フランジ１０８とを備えている。ハブ１０６は、一例において、中実又は中空の円筒状部材を備えている。フランジ１０８は、ハブ１０６の一端に縁部を備えている。フランジ１０８の直径はハブ１０６の直径よりも大きい。ハブ１０６及びフランジ１０８は、一例において、スチールのような剛性な材料を備えている。更なる例において、ハブ１０６及びフランジ１０８は、単一体構造及び（又は）一体的形成物を備えている。
【００１４】
一例において、ハブ１０６及びフランジ１０８は、センサファイバコイル１０４を直接支持している。別の例において、緩衝層１１０、１１２はセンサファイバコイル１０４を支持している。緩衝層１１０はハブ１０６に配置され、緩衝層１１２はフランジ１０８に配置される。例えば、緩衝層１１０がハブ１０６とセンサファイバコイル１０４との間に配置され、また、緩衝層１１２がフランジ１０８とセンサファイバコイル１０４との間に配置される。緩衝層１１０、１１２は可圧縮性で且つ（又は）弾性的な層を備えている。例えば、緩衝層１１０、１１２は、ポッティングコンパウンドのような重合系材料を備えている。緩衝層１１０は、一例において、ハブ１０６に被覆を備えている。緩衝層１１２は、一例において、フランジ１０８に被覆を備えている。緩衝層１１０、１１２は、センサファイバコイル１０４の歪み及び歪み勾配の減少を促進させる作用を果たす。
【００１５】
緩衝層１１０、１１２は、一例において、センサファイバコイル１０４がハブ１０６の周りに巻かれる前に、スプール１０２に付与される。例えば、緩衝層１１０、１１２は、液体又はペースト形態にてスプール１０２に付与される。次に、緩衝層１１０、１１２は保存され且つ（又は）仕上げが行われる。例えば、緩衝層１１０、１１２は硬化させる。別の例において、緩衝層１１０、１１２は予め形成して、その後に、スプール１０２に付与される。
【００１６】
図１及び図２を参照すると、センサファイバコイル１０４は、一例において、１つ以上のセンサファイバ２０２と、重合系材料２０４とを備えている。例えば、１つ以上のセンサファイバ２０２は、１つ以上の応力感応性構成要素を備え、重合系材料２０４は、応力感応性構成要素を１つ以上の応力から緩衝する。センサファイバ２０２は、一例において、光を伝搬する光路又は導波路を備えている。センサファイバ２０２は、相対的に大きい熱膨張率を有する。熱が増大する間、センサファイバ２０２は膨張する。熱が減少する間、センサファイバ２０２は収縮する。膨張及び（又は）収縮はセンサファイバ２０２のガラスコアに周方向歪みを加える。
【００１７】
センサファイバ２０２は、例えば、１つ以上の層にてハブ１０６の周りに巻かれる。一例において、層の各々は、ハブ１０６から外方にそれぞれおおよその距離に配置される。例えば、第一の層はハブ１０６に直接、巻かれる。別の例において、第一の層はハブ１０６の頂部まで緩衝層１１０に巻かれる。後続の層は第一の層の周りに巻かれる。センサファイバコイル１０４は、一例において、４極巻きパターンを備えている。別の例において、センサファイバコイル１０４は、当該技術分野の当業者により理解されるように、２極巻きパターンを備えている。
【００１８】
重合系材料２０４は、一例において、炭素を充填したシリコン材料又は銀を充填したシリコン材料を備えている。例えば、重合系材料２０４は、ポッティングコンパウンドを備えている。重合系材料２０４は、センサファイバコイル１０４の巻き部分を互いに接合する作用を果たす。センサファイバ２０２がスプール１０２の周りに巻かれると、重合系材料２０４がセンサファイバ２０２の外面に付与される。例えば、手動ポンプ及びブラシアプリケータはセンサファイバ２０２を重合系材料２０４にて被覆する。重合系材料２０４は、センサファイバコイル１０４をスプール１０２の周りに巻かれたユニットとして保持する作用を果たす。例えば、重合系材料２０４は、センサファイバ２０２の隣接する部分の間に配置される。
【００１９】
重合系材料２０４は、固体材料２０６と、複数の空隙２０８とを備えている。空隙２０８は重合系材料２０４の制御された容積率だけ充填する。空隙２０８は、一例において、重合系材料２０４の全容積の２５％まで充填する。更なる例において、空隙２０８は、重合系材料２０４の全容積の１０％を充填する。空隙２０８を重合系材料２０４内に導入することは重合系材料２０４の密度を低下させることになる。空隙２０８を重合系材料２０４内に導入することは、また重合系材料２０４の体積弾性率の減少を促進することにもなる。更なる例において、空隙２０８を重合系材料２０４内に導入することは、重合系材料２０４のヤング弾性率を実質的に変更せずに体積弾性率を減少させることを促進する。重合系材料２０４の体積弾性率（「Ｂ」）は次の一例としての等式により規定される。
【００２０】
Ｂ＝Ｖ（ｄＰ／ｄＶ）
ここで「Ｖ」は重合系材料２０４の容積を表わす。
【００２１】
ここで「Ｐ」は外部圧力を表わす。
【００２２】
重合系材料２０４の体積弾性率（「Ｂ」）対ヤング弾性率（「Ｅ」）の比は次の一例としての等式により規定される。
【００２３】
Ｂ／Ｅ＝１／［３（１−２ρ）］
ここで「ρ」はポアソン比を表わす。
【００２４】
一例において、空隙２０８を有する重合系材料２０４は、空隙の無い固体材料２０６よりも小さいポアソン比を有する。空隙２０８は固体材料２０６のヤング弾性率を顕著に変化させないため、ポアソン比の減少の結果、重合系材料２０４の体積弾性率は減少することになる。このように、一例において、ポアソン比が０．４９９から０．４９０に減少する結果、体積弾性率対ヤング弾性率の比は１０の率だけ減少することになる。
【００２５】
一例における固体ポリマーの体積弾性率は、気体の体積弾性率よりも実質的に大きい。例えば、固体ポリマーの体積弾性率は、気体の体積弾性率よりも１００００倍以上大きいことがある。また、一例において、固体ポリマーの熱圧力係数は、気体の熱圧力係数よりも実質的に大きい。例えば、固体ポリマーの熱圧力係数は、気体の熱圧力係数よりも３０００倍以上大きいことがある。このように、重合系材料２０４の空隙２０８の量を制御することにより、重合系材料２０４の体積弾性率及び熱圧力係数が減少する。
【００２６】
一例において、空隙２０８は、固体材料２０６内に１つ以上の気体（例えば、空気）の泡を備えている。別の例において、空隙２０８は、固体材料２０６内に空間を保持する構造体を備えている。更なる例において、該空隙２０８は、例えば中空のエラストマー的極小球体のような中空のエラストマー的泡を備えている。中空のエラストマー的極小球体は、容易に圧縮することを許容し得るよう気体を封入する薄い壁を有する極小バルーンを備えている。例えば、中空のエラストマー的極小球体の壁は、圧力下にて破断を防止するのに十分強力であるが、容易に圧縮するのに十分に薄い。更なる例において、固体材料２０６内で硬化したならば、中空のエラストマー的極小球体は、気泡と実質的に同様の可圧縮性の性質を備えている。空隙２０８は、一例において、実質的に均一な分配状態にて固体材料２０６の樹脂に加えられる。例えば、中空のエラストマー的極小球体は、固体材料２０６の樹脂内で攪拌される。
【００２７】
一例において、連結剤を使用して中空のエラストマー的極小球体と固体材料２０６との間の接着状態を増大させる。連結剤は、一例において、有機官能反応性シランを備えている。連結剤は、固体材料２０６内における中空のエラストマー的極小球体の静置率を減少させるのを促進させる。例えば、連結剤は、固体材料２０６内における中空のエラストマー的極小球体の実質的に均一な分配状態を維持する。固体材料２０６及び空隙２０８は、硬化させて固体材料２０６内における空隙２０８の実質的な均一な分配状態を維持する。
【００２８】
空隙２０８は、センサファイバ２０２の隣接する部分２１０、２１２の間の距離よりも小さい直径を備えている。例えば、１つ以上の空隙２０８がセンサファイバ２０２の隣接する部分２１０、２１２の間に嵌まる。空隙２０８は、一例において、センサファイバ２０２の隣接する部分２１０、２１２の間に嵌まるのに十分に小さい直径の中空のエラストマー的極小球体を備えている。例えば、１つの具体例において、光ファイバジャイロスコープ用のセンサファイバコイル１０４の空隙２０８の直径は５０μｍ以下である。更なる例において、中空のエラストマー的極小球体の直径は１２μｍである。
【００２９】
１つの実施例において、空隙２０８は、重合系材料２０４の可圧縮性を増大させるべく固体材料２０６内に空間を保持する。例えば、空隙２０８は、重合系材料２０４が付与された力を吸収できる量を増大させるのを促進する。加えられた力を重合系材料２０４の一部分に導入すると、１つ以上の空隙２０８は圧縮して重合系材料２０４の部分がその加えられた力の一部を吸収するのを許容する。例えば、加えられた力は固体材料２０６の一部分をその前に空隙２０８により保持された空間内に押し込む。空隙２０８は、また加えられた力に応答して重合系材料２０４の部分により発生される反発力の減少を促進する。空隙２０８は重合系材料２０４は、加えられた力のより大部分を吸収するのを許容するから、重合系材料２０４からの反発力の程度は減少する。
【００３０】
一例において、センサファイバコイル１０４の温度が上昇すると、センサファイバ２０２及び重合系材料２０４の１つ以上が膨張する。膨張のため、センサファイバ２０２は重合系材料２０４に熱圧力を加え、重合系材料２０４はセンサファイバ２０２に熱圧力を加える。空隙２０８は圧縮して、重合系材料２０４がセンサファイバ２０２に加える熱応力を減少させるのを促進する。例えば、重合系材料２０４が膨張すると、固体材料２０６は、重合系材料２０４がセンサファイバ２０２に加える熱圧力を増すことなく、それ以前に空隙２０８により保持された空間内に膨張する。
【００３１】
一例において、センサファイバ２０２と重合系材料２０４との接触は、センサファイバ２０２内に応力、歪み、応力勾配及び（又は）歪み勾配を導入する。応力及び（又は）歪みはセンサファイバ２０２の性能を劣化させる可能性がある。例えば、応力及び（又は）歪みは、センサファイバ２０２の分極維持性質を低下させる可能性がある。空隙２０８は圧縮して、重合系材料２０４によりセンサファイバ２０２に加えられる全ての応力、歪み、応力勾配及び（又は）歪み勾配の程度を減少させるのを促進する。
【００３２】
一例において、重合系材料２０４は、光ファイバジャイロスコープ用のセンサファイバ２０２を封入する。空隙２０８の圧縮は、光ファイバジャイロスコープの測定偏り誤差の減少を促進する。例えば、重合系材料２０４によりセンサファイバ２０２に加えられる応力、歪み、応力勾配及び（又は）歪み勾配の程度の減少は、精度の向上及び光ファイバジャイロスコープの回転感知の偏り誤差の減少を促進する。空隙２０８の圧縮は、光ファイバジャイロスコープのシューぺ（Ｓｈｕｐｅ）係数の減少を促進する。
【００３３】
別の例において、重合系材料２０４は、例えば、電子的及び光学的センサ装置のような１つ以上の電気的構成要素を封入する。電源は、一例において、電気的構成要素に対するポッティングコンパウンドとして重合系材料２０４を採用する。重合系材料２０４の空隙２０８は、一例において、圧力下にて圧縮してガラス体ダイオードのような電気的構成要素の１つの構造的故障を回避する。空隙２０８に起因する重合系材料２０４の減少した体積弾性率率及び増大した可圧縮性は、電気的構成要素の封入にとって有益な点である。例えば、重合系材料２０４の減少した体積弾性率及び増大した可圧縮性は、重合系材料２０４との接触が電気的構成要素を損傷させるであろう可能性の減少を促進する。一例において、重合系材料２０４は光カプラーを封入する。重合系材料２０４の減少した体積弾性率は光カプラーを重合系材料２０４にて完全に覆うことを許容する。聴覚的センサは、一例において、重合系材料２０４を採用して光ファイバを感知構成要素から緩衝する。例えば、重合系材料２０４の減少した体積弾性率は、光ファイバに到達する聴覚的雑音の量の減少を促進する。
【００３４】
更に別の例において、複数の空隙２０８を有する重合系材料２０４を使用して緩衝層１１０、１１２を形成する。例えば、緩衝層１１０、１１２は複数の空隙２０８を備えている。更なる例として、センサファイバコイル１０４及び緩衝層１１０、１１２の重合系材料２０４は実質的に同一の材料にて出来ている。このように、本明細書に記載した重合系材料２０４の減少した体積弾性率及び増大した可圧縮性の特徴は、複数の空隙２０８を備える緩衝層１１０、１１２の体積弾性率及び可圧縮性の特徴と実質的に同様である。緩衝層１１０、１１２の空隙２０８は、スプール１０２とセンサファイバコイル１０４との間の接触力の減少を促進する。
【００３５】
本明細書に記載したステップ又は工程は単に一例である。本発明の精神から逸脱せずに、ステップ又は工程に対する多数の変更例が可能である。例えば、ステップは異なる順序にて行い、又はステップを追加し、削除し又は変更することができる。
【００３６】
本発明の一例としての具体例について図示し且つ、本明細書にて詳細に説明したが、関連技術分野の当業者には、本発明の精神から逸脱せずに色々な形態変更、追加、置換及び同様のものを為すことが可能であることが明らかであろうし、これらは、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に属するものと見なされる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】１つ以上のスプールと、１つ以上のファイバセンサコイルとを備える装置の一例としての実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の線２−２に沿ったセンサファイバコイルの断面図である。
【図１】
0004503014.tif 000002
【図２】
0004503014.tif 000003