JP2010008210A - 浸水センサ - Google Patents

Abstract

【課題】検知用光ファイバに直列に設けた複数の浸水センサのうち１つにおいて浸水を検知した場合においても、他の浸水センサの検知性能に悪影響が及ばない浸水センサを提供する。
【解決手段】検知用光ファイバ２が引き込まれる収容体３と、収容体３内に設けられた膨潤材４と、収容体３内への浸水による膨潤材４の膨潤によって変位して検知用光ファイバ２に曲げを与える可動片５と、を備えた浸水センサ１。収容体３には、検知用光ファイバ２に曲げを付与する方向の可動片５の変位をガイドするガイド部１７と、ガイド部１７に沿った可動片５の変位を規制するストッパ部２７が形成されている。ストッパ部２７は、可動片５の変位を所定の曲げ付与位置にて規制できるように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ケーブルの分岐接続用のクロージャなどにおける浸水を、光ファイバを用いて検知する浸水センサに関するものである。

従来、この種の浸水センサとしては、浸水が生じたときに光ファイバに曲げおよび側圧を与えることによって、光パルス試験器で検出可能な伝送損失を生じさせるものがある（特許文献１〜４を参照）。
特開２００２−２２９７３号公報 特開２０００−２５８２２５号公報 特開２００１−９９７５６号公報 特開２００１−２６２５８３号公報

しかしながら、複数の浸水センサが検知用光ファイバに沿って直列に設けられる場合には、それらのうち１つで浸水が起きると、そこで伝送損失が大きくなるため、それ以降の（光パルス試験器から遠端側の）浸水センサにおいて浸水が検知不能あるいは検知性能が低下するという問題があった。
過大な伝送損失の原因となる側圧を抑えるためには、光ファイバ外周に保護カバーを形成することが考えられるが、その場合には保護カバー形成のため浸水センサの設置に手間がかかってしまう。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、一本の検知用光ファイバに直列に設けた複数の浸水センサのうち１つにおいて浸水を検知した場合においても、遠端側の他の浸水センサの検知性能に悪影響が及ばず、しかも設置が容易である浸水センサの提供を目的とする。

本発明の請求項１にかかる浸水センサは、検知用光ファイバが引き込まれる収容体と、この収容体内に設けられた膨潤材と、前記収容体内への浸水による前記膨潤材の膨潤によって変位して前記検知用光ファイバに曲げを与える可動片と、を備え、前記収容体には、前記検知用光ファイバに曲げを付与する方向の前記可動片の変位をガイドするガイド部と、このガイド部に沿った前記可動片の変位を規制するストッパ部が形成され、前記ストッパ部は、前記可動片の変位を所定の曲げ付与位置にて規制できるように形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項２にかかる浸水センサは、請求項１において、前記ガイド部が、前記収容体に形成されたスリット状の穴部または溝部であり、前記可動片が、前記ガイド部に挿入されるガイド突起を有し、このガイド突起が前記ガイド部に沿って移動することにより前記曲げ付与方向に変位可能であり、前記ストッパ部は、前記所定の曲げ付与位置にて前記ガイド突起が当接することにより前記可動片の変位を規制することを特徴とする。
本発明の請求項３にかかる浸水センサは、請求項１または２において、前記可動片に、前記変位方向に沿う溝または突条である姿勢維持部が形成され、前記収容体には、前記姿勢維持部に即した形状の突条または溝である係合部が、前記姿勢維持部に係合可能に形成されていることを特徴とする。
本発明の請求項４にかかる浸水センサは、請求項１〜３のうちいずれか１項において、前記収容体が、上部開口を有する主部と、前記上部開口を塞ぐ蓋部とからなり、前記可動片が、前記検知用光ファイバに曲げを付与する曲げ付与凸部を有し、前記蓋部は、前記可動片の曲げ付与凸部に即した形状の受け凹部を有し、この受け凹部が、前記曲げ付与凸部との間で前記検知用光ファイバに曲げを付与できることを特徴とする。
本発明の請求項５にかかる浸水センサは、請求項４において、前記ストッパ部は、前記蓋部に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、収容体に、可動片の変位を規制するストッパ部が形成されているので、可動片の最大変位位置を、過度の曲げ損失を与えずに検知用光ファイバに検出可能な曲げを付与する位置とすることができる。
検知用光ファイバに過度の損失が生じないため、検知用光ファイバに直列に設けた複数の浸水センサのうち１つにおいて浸水を検知した場合においても、他の浸水センサの検知性能に悪影響が及ぶのを防止できる。
また、本発明の浸水センサは、浸水検知用光ファイバの曲げ損失を抑えることができることから、側圧を抑えるための保護カバーを浸水検知用光ファイバに形成する必要がなく、設置が容易である。

本発明の一実施形態である浸水センサ１を、図１〜図５を参照して説明する。図１は検知用光ファイバ２に曲げが付与されていない状態の浸水センサ１を示す正面図である。図２は検知用光ファイバ２に曲げが付与された状態の浸水センサ１を示す正面図である。図３は、浸水センサ１を示す斜視図である。図４は、浸水センサ１を示す分解斜視図である。図５は蓋部１２を示す斜視図である。

図１において、浸水センサ１は、検知用光ファイバ２が引き込まれる収容体３と、この収容体３内に設けられた膨潤材４と、収容体３内への浸水による膨潤材４の膨潤によって変位して検知用光ファイバ２に曲げを与える可動片５と、を備えている。

図１、図３および図４に示すように、収容体３は、上部開口１１ａを有する略直方体状の主部１１と、上部開口１１ａを塞ぐ蓋部１２とからなる。
主部１１は、長方形状の底板部１３と、底板部１３の長辺部１３ａ、１３ａから立設された側壁部１４、１４と、底板部１３の短辺部１３ｂ、１３ｂから立設された端壁部１５、１５とを有する。

側壁部１４には、概略矩形に形成され、可動片５の変位をガイドするガイド部１７と、可動片５の姿勢を維持するための突条である係合部１８と、浸水が起きたときに水を収容体３内に流入させる流入穴１９が形成されている。

ガイド部１７は、底板部１３から上部開口１１ａに向かう方向（図１における上下方向）に沿って形成されたスリット状の穴部とすることができる。ガイド部１７は、ほぼ一定幅とするのが好ましい。
図示例では、ガイド部１７は側壁部１４の上縁から、高さ方向の中間位置にかけて形成されている。図示例のガイド部１７は、主部１１の長さ方向（底板部１３の長手方向。以下、単に長さ方向ということがある）に間隔をおいて２つ形成されている。
なお、ガイド部１７は、可動片５の上下方向の変位をガイドすることができる形状であればよく、図示する形状に限らず、例えば側壁部１４の内面に形成された溝部であってもよい。

係合部１８は、側壁部１４の内面に図１における上下方向に沿って形成された突条である。図示例の係合部１８は、側壁部１４の上部において長さ方向の略中央に形成されている。
流入穴１９は、収容体３内に水を流入させ得るものであればよい。図示例の流入穴１９は、上下方向に沿うスリット状に形成され、長さ方向に間隔をおいて複数（図示例では４つ）形成されている。

図４に示すように、この例の主部１１は、第１部分２１と第２部分２２が着脱自在に組み合わせられて組み立てられる。
図示例の第１部分２１は一方の側壁部１４と一方の端壁部１５と底板部１３とが一体となったものであり、第２部分２２は他方の側壁部１４と他方の端壁部１５が一体となったものである。
第１部分２１の側壁部１４の長さ方向の端部には、第２部分２２の端壁部１５に形成された嵌合凹部２８に係脱可能に嵌合する嵌合片２９が形成されており、第２部分２２の側壁部１４の長さ方向の端部には、第１部分２１の端壁部１５に形成された嵌合凹部２８に係脱可能に嵌合する嵌合片２９が形成されている。第１部分２１と第２部分２２とは、嵌合片２９が嵌合凹部２８に嵌合することで着脱自在に互いに固定される。
この構成によれば、主部１１を構成する第１部分２１と第２部分２２とが着脱自在であるため、膨潤材４の交換が容易である。
例えば、浸水により吸水した膨潤材４を交換する場合には、蓋部１２を主部１１から取り外し、主部１１を第１部分２１と第２部分２２とに分解し、膨潤材４を新たなものに交換し、再び第１部分２１と第２部分２２とを組み合わせることによって、再組み立てができる。

図４および図５に示すように、蓋部１２は、長方形状の天板部２３と、天板部２３の長辺部２３ａ、２３ａから垂下する側壁部２４、２４と、側壁部２４、２４間で天板部２３から垂下する受け部材２５とを有する。
側壁部２４は、長方形状に形成され、その下端２４ａには、下方に突出する略矩形状のストッパ部２７が形成されている。
ストッパ部２７は、可動片５の上昇を規制するものであって、その下面は天板部２３に沿う方向とされている。
ストッパ部２７は、各側壁部２４に、蓋部１２の長さ方向（天板部２３の長手方向。以下、単に長さ方向ということがある）に間隔をおいて２つずつ形成されている。

図１、図３および図４に示すように、受け部材２５は長さ方向に延在する板状とされ、側壁部２４にほぼ平行に形成されている。
受け部材２５の長さ方向の略中央部には、後述する可動片５の曲げ付与凸部３０ａに即して湾曲した形状の受け凹部２５ａが形成されている。

天板部２３または側壁部２４には、下方に延出する係止部２６、２６が形成されている。係止部２６は側壁部２４の下縁より下方に延出しており、その先端には可動片５の係止凹部３４に係止可能な係止爪２６ａが形成されている。
一方の係止部２６は、蓋部１２の長さ方向の中央部より一端側に、一方の側壁部２４寄りに形成されている。他方の係止部２６は、蓋部１２の長さ方向の中央部より他端側に、他方の側壁部２４寄りに形成されている。

可動片５は、曲げ付与部３０と、曲げ付与部３０から延出する２つの腕部３１、３１とを備えており、収容体３内に収容されている。
曲げ付与部３０の上面には、湾曲面を有し、腕部３１に対し垂直な方向（図中上方）に突出する曲げ付与凸部３０ａが形成されている。曲げ付与凸部３０ａの湾曲の形状（曲率半径）は検知用光ファイバ２に与えるべき曲げ量によって定められる。

曲げ付与部３０には、上下方向に沿って溝状の姿勢維持部３２、３２が形成されている。
姿勢維持部３２は、可動片５の両側面５ａ、５ａに形成された溝であり、側壁部１４に形成された突条である係合部１８に即した形状となっており、係合部１８が挿入し係合することで、可動片５の傾動が阻止され、可動片５の姿勢（主部１１の長さ方向に延在する姿勢）が維持される。
なお、図示例とは逆に、姿勢維持部３２を上下方向に沿う突条とし、係合部１８をこれに係合可能な上下方向に沿う溝状とすることもできる。

腕部３１、３１は、互いにほぼ同じ長さとされ、曲げ付与部３０から互いに逆方向に延出している。
一方の腕部３１の先端部には、一方の側面５ａに、係止部２６の係止爪２６ａが係止する係止凹部３４が形成されている。他方の腕部３１の先端部には、他方の側面５ａに、係止爪２６ａが係止する係止凹部３４が形成されている。
可動片５は、主部１１の長さ方向に延在するように配置され、図示例では腕部３１、３１の先端がそれぞれ端壁部１５、１５の近傍に達している。

腕部３１の両側面５ａ、５ａには、側壁部１４のガイド部１７に挿入されるガイド突起３３、３３が形成されている。
ガイド突起３３の幅（上記長さ方向の寸法）は、ガイド部１７の幅とほぼ同じまたはこれよりやや小さくするのが好ましい。
図１に示す状態では、可動片５は、最下降位置にあり、ガイド突起３３がガイド部１７の下端に係止している。

膨潤材４としては、水を吸収すると膨張し体積が増し、乾燥すると収縮し体積が減少する材料を選定するのが好ましい。水分含有量に応じた体積となる材料を使用すれば、複数回の浸水検知も可能になる。
膨潤材４としては、ポリアルキレンオキサイド系吸水性樹脂が好適に用いられる。
膨潤材４は、可動片５と底板部１３との間に配置される。
図１に示すように、乾燥状態では体積が小さく、可動片５を押し上げることはないが、図２に示すように、水を吸収し膨潤すると体積増大により可動片５を押し上げることができる。膨潤材４は、乾燥すると、図１に示す収縮状態に戻るものが好ましい。

図６に示すように、浸水センサ１は、光ファイバケーブル６の複数箇所に間隔をおいて形成されたクロージャ７内にそれぞれ設けることができる。検知用光ファイバ２は、光ファイバケーブル６から引き出した光ファイバ心線、光ファイバコードなどが使用できる。
図示例では、光パルス試験器８に接続された光ファイバケーブル６の共通の検知用光ファイバ２に、ケーブル長さ方向に間隔をおいて複数の浸水センサ１が設けられている。光パルス試験器８は、例えばＯＴＤＲ、ＢＯＴＤＲ等である。

次に、浸水センサ１の動作について説明する。
図１に示すように、クロージャ７に浸水が起きていない場合には、膨潤材４は乾燥状態にあり、体積が小さく、可動片５を押し上げることはない。このため、検知用光ファイバ２には曲げが加えられない。
従って、光パルス試験器８から検知用光ファイバ２に試験光が入射しても、検知用光ファイバ２の変形に起因する入射光の後方散乱光は発生しない。

図２に示すように、浸水が起きると、水が流入穴１９等から収容体３内に流れ込み、膨潤材４は水を吸収して膨潤し、体積が大きくなる。
このため、膨潤材４により可動片５が押し上げられる。ガイド突起３３がガイド部１７内に挿入されているため、可動片５はガイド部１７に沿って上昇する。この際、係合部１８と姿勢維持部３２が係合するため、可動片５の姿勢は変化しない（図７および図８を参照）。
可動片５が押し上げられることによって、曲げ付与凸部３０ａと受け凹部２５ａとの間で検知用光ファイバ２に曲げが付与される。

検知用光ファイバ２に曲げが加えられることによって、検知用光ファイバ２には入射光の散乱が生じ、後方散乱光は光パルス試験器８において検出される。なお、後方散乱光の戻り時間に基づいて、変形が生じた位置（光パルス試験器８からの距離）の特定もある程度は可能である。

図７および図８に示すように、可動片５が上昇し、検知用光ファイバ２に所定の曲げが加えられた時点で、ガイド突起３３がストッパ部２７に当接し、それ以上の上昇が規制される（この位置を最上昇位置または最大変位位置という）。
この位置は、検知用光ファイバ２に過度の曲げが与えられず、しかも検出可能な曲げが付与される位置とされる。この位置では浸水検知用光ファイバ２に与えられる側圧は小さく、過度の曲げ損失は生じない。

この最上昇位置において、蓋部１２の係止部２６の係止爪２６ａが可動片５の係止凹部３４に係止する。これによって可動片５の下降が阻止されるため、浸水検知用光ファイバ２の曲げ状態が維持される。このため、浸水が生じたことを確実に検知できる。
可動片５が係止部２６に係止した状態となった浸水センサ１は、作業者が蓋部１２を開放して蓋部１２から可動片５を取り外すことによって、再利用可能となる。

このように、浸水センサ１では、収容体３に、可動片５の変位を規制するストッパ部２７が形成されているので、可動片５の最上昇位置を、検知用光ファイバ２に過度の曲げ損失を与えずに検知用光ファイバに検出可能な曲げを付与する位置とすることができる。
検知用光ファイバ２に過度の損失が生じないため、検知用光ファイバ２に直列に設けた複数の浸水センサ１のうち１つにおいて浸水を検知した場合においても、他の浸水センサ１の検知性能は維持できる。

図９に示すように、主部１１は、一体成形品であってもよい。
一体に形成された主部１１を用いる場合には、部品点数を少なくでき、組立工数を少なくできるという利点がある。

なお、ストッパ部２７の形成位置は、蓋部１２に限定されず、主部１１であってもよい。

本発明に係る浸水センサの一例を示す正面図であり、検知用光ファイバに曲げが付与されていない状態を示す。 図１に示す浸水センサを示す正面図であり、検知用光ファイバに曲げが付与された状態を示す。 図１に示す浸水センサを示す斜視図である。 図１に示す浸水センサを示す分解斜視図である。 図１に示す浸水センサの蓋部を示す斜視図である。 本発明に係る浸水センサを適用可能な光ファイバ線路を示す構成図である。 図１に示す浸水センサにおける可動片の動作を示す説明図である。 図１に示す浸水センサにおける可動片の動作を示す説明図である。 本発明に係る浸水センサの他の例を示す分解斜視図である。

符号の説明

１・・・浸水センサ、２・・・検知用光ファイバ、３・・・収容体、４・・・膨潤材、５・・・可動片、１１・・・主部、１１ａ・・・上部開口、１２・・・蓋部、１７・・・ガイド部、１８・・・係合部、２７・・・ストッパ部、２５ａ・・・受け凹部、３０ａ・・・曲げ付与凸部、３２・・・姿勢維持部、３３・・・ガイド突起。

Claims (5)

1. 検知用光ファイバ（２）が引き込まれる収容体（３）と
   この収容体内に設けられた膨潤材（４）と、
   前記収容体内への浸水による前記膨潤材の膨潤によって変位して前記検知用光ファイバに曲げを与える可動片（５）と、を備え、
   前記収容体には、前記検知用光ファイバに曲げを付与する方向の前記可動片の変位をガイドするガイド部（１７）と、このガイド部に沿った前記可動片の変位を規制するストッパ部（２７）が形成され、
   前記ストッパ部は、前記可動片の変位を所定の曲げ付与位置にて規制できるように形成されていることを特徴とする浸水センサ（１）。
2. 前記ガイド部が、前記収容体に形成されたスリット状の穴部または溝部であり、
   前記可動片が、前記ガイド部に挿入されるガイド突起（３３）を有し、このガイド突起が前記ガイド部に沿って移動することにより前記曲げ付与方向に変位可能であり、
   前記ストッパ部は、前記所定の曲げ付与位置にて前記ガイド突起が当接することにより前記可動片の変位を規制することを特徴とする請求項１に記載の浸水センサ。
3. 前記可動片に、前記変位方向に沿う溝または突条である姿勢維持部（３２）が形成され、
   前記収容体には、前記姿勢維持部に即した形状の突条または溝である係合部（１８）が、前記姿勢維持部に係合可能に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の浸水センサ。
4. 前記収容体が、上部開口（１１ａ）を有する主部（１１）と、前記上部開口を塞ぐ蓋部（１２）とからなり、
   前記可動片が、前記検知用光ファイバに曲げを付与する曲げ付与凸部（３０ａ）を有し、
   前記蓋部は、前記可動片の曲げ付与凸部に即した形状の受け凹部（２５ａ）を有し、
   この受け凹部が、前記曲げ付与凸部との間で前記検知用光ファイバに曲げを付与できることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の浸水センサ。
5. 前記ストッパ部は、前記蓋部に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の浸水センサ。

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