JPH07190872A - 加圧センサ - Google Patents
加圧センサInfo
- Publication number
- JPH07190872A JPH07190872A JP35267893A JP35267893A JPH07190872A JP H07190872 A JPH07190872 A JP H07190872A JP 35267893 A JP35267893 A JP 35267893A JP 35267893 A JP35267893 A JP 35267893A JP H07190872 A JPH07190872 A JP H07190872A
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- Japan
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- optical fiber
- pressure
- light
- fiber
- pressure sensor
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水による性能低下、絶縁不良の心配がなく、
電磁誘導の影響を受けたり、接点からのスパーク発生の
危険もなく、しかも任意の場所に自由に設置することが
できる加圧センサを提供する。 【構成】 弾性を有する光ファイバーの長手方向に、線
状体を所定のピッチで巻き付け、該光ファイバーの一端
に光源を、他端に受光体を設ける。
電磁誘導の影響を受けたり、接点からのスパーク発生の
危険もなく、しかも任意の場所に自由に設置することが
できる加圧センサを提供する。 【構成】 弾性を有する光ファイバーの長手方向に、線
状体を所定のピッチで巻き付け、該光ファイバーの一端
に光源を、他端に受光体を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加圧スイッチなどとし
て利用することのできる加圧センサに関するものであ
る。
て利用することのできる加圧センサに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種機械装置、自動車などにおい
ては、マイクロスイッチ、テープ状スイッチなどの機械
的可動接点構造のスイッチが広く用いられている。
ては、マイクロスイッチ、テープ状スイッチなどの機械
的可動接点構造のスイッチが広く用いられている。
【０００３】また、一対の電極間に導電ゴムを介装せし
めた加圧導電スイッチも提案されている（特開昭６１−
１４３９１３号公報）。
めた加圧導電スイッチも提案されている（特開昭６１−
１４３９１３号公報）。
【０００４】かかる従来の圧力スイッチでは、屋外、水
中で使用する場合、あるいは水がかかった場合、電極、
接点が酸化して性能が低下するうえ、絶縁不良が生じる
という問題があった。
中で使用する場合、あるいは水がかかった場合、電極、
接点が酸化して性能が低下するうえ、絶縁不良が生じる
という問題があった。
【０００５】また、水の影響を防ぐために、防水加工を
施すと、スイッチの構造が複雑になり大型化してしま
う。
施すと、スイッチの構造が複雑になり大型化してしま
う。
【０００６】更に、他にかかる従来の圧力スイッチで
は、電磁誘導の影響を受けたり、接点からのスパーク発
生の危険性があった。
は、電磁誘導の影響を受けたり、接点からのスパーク発
生の危険性があった。
【０００７】一方、このような従来の圧力スイッチの欠
点を解消しようとして、表面に凹凸を有する一対の圧力
板で光ファイバーを挟み、圧力板の変位によって生ずる
マイクロベンド損失を利用して圧力を検出するようにし
た圧力センサも知られている（例えば、特開昭６２−２
５７０３７号公報、第４図）。
点を解消しようとして、表面に凹凸を有する一対の圧力
板で光ファイバーを挟み、圧力板の変位によって生ずる
マイクロベンド損失を利用して圧力を検出するようにし
た圧力センサも知られている（例えば、特開昭６２−２
５７０３７号公報、第４図）。
【０００８】
【発明が解消しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光ファイバー圧力センサでは、表面に凹凸を
有する一対の圧力板を必要とし、その設置場所に応じた
圧力板をあらかじめ用意しておかなければならず、長大
な場所や曲面などに設置する場合には、極めて不便であ
った。
うな従来の光ファイバー圧力センサでは、表面に凹凸を
有する一対の圧力板を必要とし、その設置場所に応じた
圧力板をあらかじめ用意しておかなければならず、長大
な場所や曲面などに設置する場合には、極めて不便であ
った。
【０００９】従って、本発明の目的は、かかる従来の圧
力スイッチの問題点を解消し、水による性能低下、絶縁
不良の心配がなく、また、電磁誘導の影響を受けたり、
接点からのスパーク発生の危険もなく、しかも任意の場
所に自由に設置することができる加圧センサを提供する
ことにある。
力スイッチの問題点を解消し、水による性能低下、絶縁
不良の心配がなく、また、電磁誘導の影響を受けたり、
接点からのスパーク発生の危険もなく、しかも任意の場
所に自由に設置することができる加圧センサを提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意検討を重ねた結果、光ファイバー圧
力センサに着目し、圧力板に代えて線状体を巻き付ける
ことを考え、本発明を完成するに至った。
達成するために鋭意検討を重ねた結果、光ファイバー圧
力センサに着目し、圧力板に代えて線状体を巻き付ける
ことを考え、本発明を完成するに至った。
【００１１】即ち、本発明は、弾性を有する光ファイバ
ーの長手方向に、線状体を所定のピッチで巻き付け、こ
の光ファイバーの一端に光源を、他端に受光体を設けた
ことを特徴とする加圧センサである。
ーの長手方向に、線状体を所定のピッチで巻き付け、こ
の光ファイバーの一端に光源を、他端に受光体を設けた
ことを特徴とする加圧センサである。
【００１２】
【作用】本発明は、弾性を有する光ファイバーが変形し
た場合、光ファイバー内の光透過量が変化する現像を利
用したものである。
た場合、光ファイバー内の光透過量が変化する現像を利
用したものである。
【００１３】即ち、光ファイバーに圧力が加わったと
き、光ファイバーとセンサ設置基体との間に線状体が介
在するため、線状体で形成された空間分だけ線状体のピ
ッチの周期で光ファイバーが曲がる。
き、光ファイバーとセンサ設置基体との間に線状体が介
在するため、線状体で形成された空間分だけ線状体のピ
ッチの周期で光ファイバーが曲がる。
【００１４】この変形により光ファイバー内を通過する
光の透過量、即ち、光束の出力が低下する。従って、光
ファイバーの一端に設けた光源から他端に設けた受光体
に光を送っていると、光ファイバーの変形により受光体
の受光量が変化し、光ファイバーに圧力が加わったこと
を検知する。この受光体の受光量変化により、スイッチ
を作動させればよい。
光の透過量、即ち、光束の出力が低下する。従って、光
ファイバーの一端に設けた光源から他端に設けた受光体
に光を送っていると、光ファイバーの変形により受光体
の受光量が変化し、光ファイバーに圧力が加わったこと
を検知する。この受光体の受光量変化により、スイッチ
を作動させればよい。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明の加圧センサの一例を示す概略側
面図、図２は、本発明で用いる光ファイバーの一例を示
す横断面図、図３は、本発明の加圧センサに圧力が加わ
った状態を示す概略側面図である。
する。図１は、本発明の加圧センサの一例を示す概略側
面図、図２は、本発明で用いる光ファイバーの一例を示
す横断面図、図３は、本発明の加圧センサに圧力が加わ
った状態を示す概略側面図である。
【００１６】図１において、１は光ファイバー、２はＬ
ＥＤ、ＬＤなどの光源、３はフォトダイオード、フォト
トランジスタなどの受光体、４は線状体、５はセンサ設
置基体である。
ＥＤ、ＬＤなどの光源、３はフォトダイオード、フォト
トランジスタなどの受光体、４は線状体、５はセンサ設
置基体である。
【００１７】光ファイバー１は、図２に示すように、コ
ア６と該コア６よりも屈折率の低いクラッド７とで構成
されている。コア６及びクラッド７の材質は、加圧力に
応答するだけの弾性を有していれば、特に限定されない
が、光ファイバーに圧力が加わった際に、光ファイバー
が適度に変形するように構成するうえで、コア６が、シ
リコーン樹脂、アクリル樹脂からなり、クラッド７が、
コア６の材質よりも屈折率の低いシリコーン樹脂、フッ
素樹脂、エラストマーからなっているのが好ましい。光
ファイバー１の外径は０．５ｍｍ〜５ｍｍが適当であ
る。
ア６と該コア６よりも屈折率の低いクラッド７とで構成
されている。コア６及びクラッド７の材質は、加圧力に
応答するだけの弾性を有していれば、特に限定されない
が、光ファイバーに圧力が加わった際に、光ファイバー
が適度に変形するように構成するうえで、コア６が、シ
リコーン樹脂、アクリル樹脂からなり、クラッド７が、
コア６の材質よりも屈折率の低いシリコーン樹脂、フッ
素樹脂、エラストマーからなっているのが好ましい。光
ファイバー１の外径は０．５ｍｍ〜５ｍｍが適当であ
る。
【００１８】光ファイバー１とセンサ設置基体５との間
に間隙を形成できるものであれば、金属、合成樹脂等任
意の材質で形成することができるが、例えば、耐薬品性
が要求される場所で使用するには、フッ素樹脂被覆電線
が好適である。
に間隙を形成できるものであれば、金属、合成樹脂等任
意の材質で形成することができるが、例えば、耐薬品性
が要求される場所で使用するには、フッ素樹脂被覆電線
が好適である。
【００１９】光ファイバー１に巻き付ける線状体４は、
線状体の線径は０．１ｍｍ〜３ｍｍが適当であり、特に
１ｍｍ前後が好ましい。また、線状体の巻き付けピッチ
については、０．３ｍｍ〜５０ｍｍが適当であり、１０
ｍｍ〜３０ｍｍが特に好ましい。
線状体の線径は０．１ｍｍ〜３ｍｍが適当であり、特に
１ｍｍ前後が好ましい。また、線状体の巻き付けピッチ
については、０．３ｍｍ〜５０ｍｍが適当であり、１０
ｍｍ〜３０ｍｍが特に好ましい。
【００２０】このような圧力センサに圧力が加わると、
図３に示すように、圧力が加わった部分で光ファイバー
１が曲がる。また、圧力センサの上部に加圧板を設けて
もよく、その場合は、加圧板と接する位置で線状体４に
圧力がかかり、その位置で光ファイバー１が変形を受け
ることになる。その結果、受光体３の受光量が変化し、
圧力が検出される。
図３に示すように、圧力が加わった部分で光ファイバー
１が曲がる。また、圧力センサの上部に加圧板を設けて
もよく、その場合は、加圧板と接する位置で線状体４に
圧力がかかり、その位置で光ファイバー１が変形を受け
ることになる。その結果、受光体３の受光量が変化し、
圧力が検出される。
【００２１】いま、コアがポリメチルメタアクリレート
（ＰＭＭＡ）、クラッドがフッ素樹脂からなる、外径
２．１ｍｍの光ファイバーに、外径１ｍｍのフッ素樹脂
被覆電線を２０ｍｍのピッチで巻き付けて、圧力センサ
を作成した。
（ＰＭＭＡ）、クラッドがフッ素樹脂からなる、外径
２．１ｍｍの光ファイバーに、外径１ｍｍのフッ素樹脂
被覆電線を２０ｍｍのピッチで巻き付けて、圧力センサ
を作成した。
【００２２】この圧力センサを用いて、圧力と光出力の
関係を調べたところ、図４に示すような結果が得られ
た。
関係を調べたところ、図４に示すような結果が得られ
た。
【００２３】この図から明らかなように、加圧センサに
加わった圧力と光出力とは、１次的な相関関係を示して
いる。つまり、圧力が大きくなるに従って、受光体３で
検出される光出力は一次的に小さくなり、光の減衰が起
きていることが分かる。
加わった圧力と光出力とは、１次的な相関関係を示して
いる。つまり、圧力が大きくなるに従って、受光体３で
検出される光出力は一次的に小さくなり、光の減衰が起
きていることが分かる。
【００２４】次に、上記光センサにおいて、外径が０．
６ｍｍ、１ｍｍ、１．８ｍｍの３種類の線状体につい
て、線状体の巻き付けピッチと光出力変動の関係を調べ
た。なお、圧力は１．９Ｋｇとした。
６ｍｍ、１ｍｍ、１．８ｍｍの３種類の線状体につい
て、線状体の巻き付けピッチと光出力変動の関係を調べ
た。なお、圧力は１．９Ｋｇとした。
【００２５】結果は、図５に示す通りであり、線状体の
外径が１ｍｍ前後、巻き付けピッチが１０〜３０ｍｍの
場合に最も光出力の変動が大きく、感度が良いことが分
かる。
外径が１ｍｍ前後、巻き付けピッチが１０〜３０ｍｍの
場合に最も光出力の変動が大きく、感度が良いことが分
かる。
【００２６】
【発明の効果】本発明の加圧センサによれば、屋外、水
中あるいは水がかかるような場所で使用しても、水の影
響による性能低下、絶縁不良が起こらない。また、電磁
誘導の影響を受けず、接点におけるスパークの発生もな
いので、可燃、爆発の危険があるところでも安全に使用
することができる。
中あるいは水がかかるような場所で使用しても、水の影
響による性能低下、絶縁不良が起こらない。また、電磁
誘導の影響を受けず、接点におけるスパークの発生もな
いので、可燃、爆発の危険があるところでも安全に使用
することができる。
【００２７】更に、設置場所による制限を受けることが
なく、長大な場所や曲面などでも適当な長さに切断し
て、そのまま使用することができる。また、光源にオプ
ティカルタイムドメインリフレクトメータを使用すれ
ば、圧力センサのどの部分に圧力が加わったかを知るこ
ともできる。
なく、長大な場所や曲面などでも適当な長さに切断し
て、そのまま使用することができる。また、光源にオプ
ティカルタイムドメインリフレクトメータを使用すれ
ば、圧力センサのどの部分に圧力が加わったかを知るこ
ともできる。
【００２８】本発明の圧力センサは、通常のテープ巻機
などを用いて、光ファイバーに線状体を巻き付けるだけ
でよいから、極めて安価に製造することができる。
などを用いて、光ファイバーに線状体を巻き付けるだけ
でよいから、極めて安価に製造することができる。
【図１】本発明の加圧センサの一例を示す概略側面図で
ある。
ある。
【図２】本発明で用いる光ファイバーの一例を示す横断
面図である。
面図である。
【図３】本発明の加圧センサに圧力が加わった状態を示
す概略側面図である。
す概略側面図である。
【図４】本発明の加圧センサにおける圧力と光出力の関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図５】線状体の巻き付きピッチと光出力変動の関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
１ 光ファイバー ２ 光源 ３ 受光体 ４ 線状体 ５ センサ設置基体 ６ コア ７ クラッド
Claims (5)
- 【請求項１】 弾性を有する光ファイバーの長手方向
に、線状体を所定のピッチで巻き付け、該光ファイバー
の一端に光源を、他端に受光体を設けたことを特徴とす
る加圧センサ。 - 【請求項２】 光ファイバーの外径が０．５ｍｍ〜５ｍ
ｍである請求項１記載の加圧センサ。 - 【請求項３】 線状体がフッ素樹脂被覆電線である請求
項１記載の加圧センサ。 - 【請求項４】 線状体の巻き付けピッチが０．３ｍｍ〜
５０ｍｍである請求項３記載の加圧センサ。 - 【請求項５】 線状体の線径が０．１ｍｍ〜３ｍｍであ
る請求項３又は４記載の加圧センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35267893A JPH07190872A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 加圧センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35267893A JPH07190872A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 加圧センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07190872A true JPH07190872A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18425697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35267893A Pending JPH07190872A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 加圧センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07190872A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007192567A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Hitachi Cable Ltd | 衝撃検知センサ |
| JP2008111762A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Hitachi Cable Ltd | 衝撃検知光ファイバセンサ |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP35267893A patent/JPH07190872A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007192567A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Hitachi Cable Ltd | 衝撃検知センサ |
| JP2008111762A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Hitachi Cable Ltd | 衝撃検知光ファイバセンサ |
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