JP3897511B2

JP3897511B2 - 光ファイバの埋込方法

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Publication number: JP3897511B2
Application number: JP2000125997A
Authority: JP
Inventors: 博子半田; 剛俊山浦; 文夫山田; 潤一松尾
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2020-04-26
Also published as: JP2001305352A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂複合材へ光ファイバを埋め込むための光ファイバの埋込方法及び前記光ファイバの調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、ＣＦＲＰやＧＦＲＰなどの繊維強化複合材積層板は軽く、強度等の点で優れているので、橋梁、航空機、船舶、プラント等の構造物の分野で広く使用されている。しかし、上記積層板は、成形中に内部応力が発生するため、剥離やクラックの問題が従来確認されている。そこで、こうした内部応力の発生機構の解明や内部応力を低減する成形法の開発のために、歪みセンサとしての光ファイバを埋め込んだ複合積層板が知られている（特開平１１−１４２２６２）。
【０００３】
この技術に係る複合材は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示す通りである。ここで、図１０（Ａ）は光ファイバの長手方向に沿う複合材の断面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図を示す。図中の付番１は、外側のプリプレグ層２，３及び内側のプリプレグ層４，５からなる積層体６を示す。この積層体６には、一部が筒状の金属シース７により保護された光ファイバ８が埋め込まれている。前記金属シース７の外側にはつば部９が設けられている。
【０００４】
ところで、こうした構成の複合材は、光ファイバ８の取出し部でこの光ファイバ８を前記金属シース７の穴に通すことにより光ファイバ８の折れを防止しようとしたものである。しかし、上記複合材を実際に成形する際には、プリプレグ層間の空気を抜き、互いに密着させるためにプリプレグ層を覆うバック材を使用しなければならない。具体的には、要部のみ示すと、図１１に示すように、台（治具）９上に複数層のプリプレグ層１０、１１を積層し、これらプリプレグ層からなる積層体１２内に光ファイバ１３を埋め込み、更にこれら積層体１２をバック材１４で覆わなければならない。
【０００５】
ここで、図１１の複合積層体は、例えば次のような工程（１）〜（４）を経てプリプレグを所定枚数積層することにより積層している。
（１）台９の上に、繊維布に樹脂を含浸させたプリプレグ層１０を載せる工程、（２）台９の上にゴム状のシール材であるシーラント１５を配置する工程、（３）プリプレグ層１０、シーラント１５を含む台９の上に、繊維布に樹脂を含浸させたプリプレグ１１を載せる工程、（４）バッグ材１４により周囲を覆う工程、（５）バッグ材１４をシーラント１５により台９に密着させる工程、（６）バッグ材１４の内側を真空吸引してプリプレグ層１０、１１を密着させる工程。
【０００６】
しかし、従来技術の場合、光ファイバを積層板に埋め込むに際して、次のような問題を生じる。即ち、光ファイバによりひずみ等を計測するためには、光ファイバ内をなるべく損失が少ない状態で光が通過する必要がある。しかし、周囲をバッグ材で覆い、真空吸引するため、図１１の矢印Ｘに示すように光ファイバ１３が折り曲げられるので、損失が大きくなる。
【０００７】
なお、近年の光ファイバセンシング技術の発展により、光ファイバを複合材料内に埋め込んで内部ひずみを計測する技術としては、例えば特開平４−３６１１２６が知られている。この技術は、光ファイバ干渉計のセンサ部を繊維強化複合材料積層板の層間に埋め込んでおき、センサ部による干渉光の強度変化を測定して繊維強化複合材積層板の内部歪を測定するものである。しかし、この従来技術には、光ファイバの折り曲げについて特に言及されていない。
【０００８】
また、複合材が円筒の場合としては、図１２（Ａ），（Ｂ）の例が挙げられる。ここで、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の要部Ｘの拡大図を示す。図中の付番１４は、周面にプリプレグ層（複合材）１４ａが形成された治具を示す。前記複合材１４ａの外周面には円周方向に沿って光ファイバ１５が巻かれ、その光ファイバ１５を含む複合材１４ａの外周面はバッグ材１６ａ，１６ｂにより挟み込まれている。なお、光ファイバ１５の取出し部では、光ファイバ１５とバッグ材１６ａ，１６ｂ間にシール材１７が配置されている。しかし、円筒状の複合材の場合も、光ファイバを取出す部分で折り曲げられるという問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、光ファイバの取出し部分で光ファイバが曲げられず、光ファイバ内をなるべく損失が少ない状態で光を通過させることができる光ファイバの埋込方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、治具の一端側に配置され、光ファイバの一端を固定するとともに、上下方向への移動可能な金具と、前記治具の他端側に配置され、光ファイバの他端が固定され上下方向及び光ファイバの長手方向への移動が可能な取付金具と、前記取付金具に取付けられ該取付金具の高さを調整する高さ調整固定ボルトと、前記取付金具に取付けられ該取付金具を光ファイバの長手方向に沿って移動させて光ファイバのテンションを調整するテンション調整ボルトとを具備した構成とすることにより、樹脂積層体に埋め込まれた光ファイバの引張り状態を確実に保持し得る光ファイバの調整装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願第１の発明は、平板状の治具上に第１のプリプレグ層を形成する工程と、この第１のプリプレグ層の端部にシール材を隣接して配置する工程と、前記第１のプリプレグ層上に光ファイバを取出し部が前記シール材に支持されるように配置する工程と、前記光ファイバを含む前記第１のプリプレグ層上に第２のプリプレグ層を端部が前記第１のプリプレグ層と揃うように形成する工程と、前記第２のプリプレグ層、シール材及び光ファイバをカバー層で覆う工程と、前記カバー層の内側を真空引きする工程とを具備することを特徴とする光ファイバの埋込方法である。
【００１２】
本願第２の発明は、湾曲面を有する治具の面方向にプリプレグ層を介して光ファイバを配設し、光ファイバの両端を取出す工程と、取出された光ファイバの取出し付根部と前記プリプレグ層間に補強用の第１のシール材を配置する工程と、光ファイバが配設された基材側及びその反対側から第２のシール材を介して２枚のカバー材により光ファイバを挟み込む工程と、２枚のカバー材間を真空吸引する工程とを具備することを特徴とする光ファイバの埋込方法である。
【００１３】
本願第３の発明は、本願第１の発明において、前記治具の一端側に配置され、光ファイバの一端を固定するとともに、上下方向への移動可能な金具と、前記治具の他端側に配置され、光ファイバの他端が固定されるとともに、上下方向及び光ファイバの長手方向への移動が可能な取付金具と、前記取付金具に取付けられ、該取付金具の高さを調整する高さ調整固定ボルトと、前記取付金具に取付けられ、該取付金具を光ファイバの長手方向に沿って移動させて光ファイバのテンションを調整するテンション調整ボルトとを具備する調整装置により前記光ファイバに一定のテンションをかけることを特徴とする光ファイバの埋込方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の歪み計測用光ファイバの埋込方法について詳述する。
一般に、複合材層内部に埋めた光ファイバに生じる歪みは圧縮歪みであり、光ファイバでは圧縮歪みを直接計測するのが困難である。従って、圧縮歪みを引張歪みの減少として計測し、そのために光ファイバ敷設時に初期引張歪みを与え、保持する必要がある。一例を挙げれば、初期引張歪みが＋０．５％で、圧縮歪みが−０．２５％発生するとすれば、光ファイバの引張歪みは＋０．２５％となる。
【００１５】
本発明において、前記光ファイバを前記シール材に支持させる際、光ファイバの高さ方向位置に合わせてシール材（シーラント）に溝が形成されるように光ファイバをシール材に押し込んでもよい。従って、シール材としては、弾性、粘性に富む材料が好ましい。一例としては、シリコンが挙げられる。
【００１６】
また、前記光ファイバを前記シール材に支持させる際、前記プリプレグ層の積層部の端部からシール材を貫通する部分の光ファイバを保護管に挿入し、かつこの保護管内壁と光ファイバ間の一部に別なシール材を充填させてもよい。更に、前記光ファイバを前記シール材に支持させる際、前記プリプレグ層の積層部の端部からシール材を貫通する部分の光ファイバに沿って剛性及び耐熱性を有した補強材を配置してもよい。
【００１７】
本発明において、プリプレグ層とは炭素繊維やガラス繊維等の繊維に樹脂を含浸させた半硬化状態ものであり、前記プリプレグ層の内部に光ファイバを埋め込みんだ後、加熱硬化させることにより光ファイバを埋め込んだ複合材積層板が形成される。
【００１８】
本発明において、カバー材（バック材）は真空引きするために使用されるものであるので、材料は特に限定されないが、一例としてナイロンが挙げられる。
【００１９】
本発明において、光ファイバは１本のみならず、複数本の光ファイバを前記プリプレグ層の厚み方向に沿って配置し、且つ各光ファイバを支持するように複数のシール材をプリプレグ層の端部に隣接して配置してもよい。
【００２０】
本発明（第２の発明）において、前記基材としては平板状の基材あるいは円筒状の基材の両方が挙げられる。ここで、円筒状の基材を用いる場合、第１のシール材としては上述したように弾性、粘性に富む材料を用いることが好ましい。また、この第１のシール材の代わりに楔状のファイバ取出し用治具を用いてよい。この治具を用いた場合、第１のシール材と異なり、円筒状の基材に沿った精度の良い加工が可能となるので、ファイバ取出し部のカバー材折り返しによる段差を、シール材を用いた場合と比較して小さくすることができる。
【００２１】
第２の発明において、２枚のカバー材のうち、光ファイバが巻き付けられた基材側のカバー材の形態としては、光ファイバの取出し付根部付近で折り返す場合、あるいは光ファイバが巻き付けられた基材側のカバー材を、光ファイバの取出し付根部付近から折り返さずに内側のプリプレグに重ね合せる場合が挙げられる。後者の場合、カバー材を折り返さないので、段差を一層小さくできるという効果がある。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の各実施例について図面を参照して説明する。但し、下記実施例に述べられる各構成部材の材料や寸法等は一例を示すもので、本発明の権利範囲を特定するものではない。
【００２３】
（実施例１）
図１を参照する。まず、平板状の基材（治具）２１上に第１のプリプレグ層２２を形成した。ここで、前記プリプレグ層２２としては、炭素繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた半硬化性材を用いた。次に、第１のプリプレグ層２２の端部にシール材２３を隣接して配置した。ここで、シール材としては、弾性及び粘性を有するシーラントを用いた。つづいて、前記第１のプリプレグ層２２上に、光ファイバ２４をその取出し部が前記シール材２３に支持されるように載せた。この後、前記光ファイバ２４を含む前記第１のプリプレグ層２２上に、第２のプリプレグ層２５をその端部が前記第１のプリプレグ層２２の端部と揃うように形成した。ここで、第２のプリプレグ層２５の材質は、第１のプリプレグ層２２と同じ材質とした。更に、前記プリプレグ層２２，２５、シール材２３及び光ファイバ２４を例えばナイロンからなるカバー材２６で覆った。この後、カバー材２６の内側を真空引きして、プリプレグ層２２，２５同士を密着させ、光ファイバ２４のプリプレグ層への埋め込みを完了した。
【００２４】
上記のように、実施例１に係る埋込方法では、治具２１上に第１のプリプレグ層２２を形成し、この第１のプリプレグ層２２の端部にシール材２３を隣接して配置し、第１のプリプレグ層２２上に光ファイバ２４をその取出し部が前記シール材２３に支持されるように載せ、光ファイバ２４を含む前記第１のプリプレグ層２２上に第２の第２のプリプレグ層２５をその端部が第１のプリプレグ層２２の端部と揃うように形成し、前記プリプレグ層２２，２５、シール材２３及び光ファイバ２４をカバー材２６で覆った後、真空引きを行なった。従って、光ファイバ２４がプリプレグ層２２，２５からなる積層体とシール材２３間で治具２１に押し付けられるように変形することなく、まっすぐな状態でカバー材２６の外へ取出すことができるので、光の損失を少なく抑えることができる。
【００２５】
（実施例２）
図２（Ａ），（Ｂ）を参照する。ここで、図２（Ａ）は本実施例２に係る歪み計測用光ファイバの埋込方法を説明するための横断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図を示す。但し、図１と同部材は同符号を付して説明を省略する。本実施例２に係る歪み計測用光ファイバの埋込方法は、光ファイバ２４をシール材に支持させる際、光ファイバ２４がシール材に埋め込まれるように支持させることを特徴とする。即ち、具体的には、次のようになる。
【００２６】
まず、治具２１上に第１のプリプレグ層２２を形成した。次に、第１のプリプレグ層２２の長手方向に沿う端部にシール材２３を隣接して配置した。ここで、シール材２３の厚みは、第１のプリプレグ層２２より一般的に厚い。つづいて、前記第１のプリプレグ層２２上に、光ファイバ２４をその取出し部が前記シール材２３に支持されるように配置した。この際、シール材２３上の光ファイバ２４は、第１のプリプレグ層２２の厚さに合うようにシール材２３を押し込み、その最上位置が第１のプリプレグ層２２の高さと同じになるようにした上に載せた。この後、前記光ファイバ２４を含む前記第１のプリプレグ層２２上に、第２のプリプレグ層２５をその端部が前記第１のプリプレグ層２２の端部と揃うように形成した。更に、前記プリプレグ層２２，２５、シール材２３及び光ファイバ２４をカバー材２６で覆った後、真空引きを行ないプリプレグ層２２，２５同士を密着させ、光ファイバ２４の埋め込みを完了した。なお、図２中の付番２７は、シール材２３の表面に形成された光ファイバ装着用溝を示す。
【００２７】
実施例２によれば、光ファイバ２４をシール材２３に支持させる際、光ファイバ２４の位置が第１のプリプレグ層２２の高さと合うように光ファイバ２４をシール材２３に埋め込むため、光ファイバ２４の曲げ変形を防止することができ、光の損失を少なく抑えることができる。
【００２８】
（実施例３）
図３（Ａ），（Ｂ）を参照する。ここで、図３（Ａ）は本実施例３に係る歪み計測用光ファイバの埋込方法を説明するための横断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図を示す。但し、図１と同部材は同符号を付して説明を省略する。本実施例３に係る歪み計測用光ファイバの埋込方法は、前記光ファイバが繊維強化複合材層の厚み方向に沿って２個配置され、且つ各光ファイバを支持するように２個のシール材を繊維強化複合材層の端部に夫々隣接して配置することを特徴とする。
【００２９】
即ち、まず、治具２１上に第１のプリプレグ層３１を形成した。次に、第１のプリプレグ層３１の端部に第１のシール材３２を隣接して配置した。ここで、第１のシール材３２の厚みは、第１のプリプレグ層３１の厚みより若干厚くなっている。つづいて、前記第１のプリプレグ層３１上に、第１の光ファイバ３３をその取出し部が前記第１のシール材３２に支持されるように配置した。この際、シール材３２上の光ファイバ３３は、第１のプリプレグ層３１の厚さに合うようにシール材３２を押し込み、その最上位置が第１のプリプレグ層３１の高さと同じになるようにした上に載せた。
【００３０】
次に、前記光ファイバ３３を含む前記第１のプリプレグ層３１上に、第２のプリプレグ層３４をその端部が前記第１のプリプレグ層３１の端部と揃うように形成した。つづいて、第１のプリプレグ層３１の端部に第２のシール材３５を隣接して配置した。ここで、第２のシール材３５の厚みは、第２のプリプレグ層３４の厚みより一般的に厚い。次いで、前記第２のプリプレグ層３４上に、第２の光ファイバ３６をその取出し部が前記第２のシール材３５に支持されるように配置した。この際、第２のシール材３５上の光ファイバ３６は、第２のプリプレグ層３４の厚さに合うようにシール材３５を押し込み、その最上位置が第２のプリプレグ層３４の高さと同じになるようにした上に載せた。
【００３１】
次に、前記第２の光ファイバ３６を含む前記第２のプリプレグ層３４上に、第３のプリプレグ層３７をその長手方向に沿う端部が前記第２のプリプレグ層３４の長手方向に沿う端部と揃うように形成した。つづいて、前記第３のプリプレグ層３７、第２のシール材３５及び光ファイバ３６をカバー材２６で覆った。更に、真空引きを行なってプリプレグ層３１，３４，３７同士を密着させ、光ファイバ３６の埋め込みを完了した。なお、図３中の付番３２ａ，３５ａは、夫々第１の光ファイバ３３、第２の光ファイバ３６を装着するための溝を示す。
【００３２】
実施例３によれば、第１の光ファイバ３３、第２の光ファイバ３６を積層体の厚み方向に埋め得込む場合でも第１のシール材３２、第２のシール材３５を厚み方向に順次配置することにより、常に光ファイバ３３、３６を曲げずに水平にカバー材２６の外へ引き出すことができ、光の損失を少なく抑えることができる。
【００３３】
（実施例４）
図４（Ａ），（Ｂ）及び図５（Ａ），（Ｂ）を参照する。ここで、図４（Ａ）は本実施例４に係る歪み計測用光ファイバの調整装置の全体図、図４（Ｂ）は同調整装置の要部Ｘの斜視図、図５（Ａ）は同調整装置の側面図、図５（Ｂ）は同調整装置の一構成である取付金具の斜視図を示す。
【００３４】
図中の付番４１は、ベースプレートを示す。このベースプレート４１上には、光ファイバ４２を埋め込んだ複合材４３が配置されている。前記ベースプレート４１の一端側の下部には、Ｌ字型の固定具４４がボルト４５により固定されている（図５（Ａ）参照）。前記ベースプレート４１の一端側には、図４（Ｂ），図５（Ａ）に示すようなＬ字型の調整金具４６が取付けられている。ここで、調整金具４６には、上下方向（矢印Ｙ方向）に沿って長穴４７が設けられている。そして、この長穴４７及び固定具４４に設けられるボルト４８を開閉することにより調整金具４６の上下位置を調節できる。また、光ファイバ４２は、調整金具４６の上部平坦面で接着剤４９ａにより固定される。
【００３５】
前記ベースプレート４１の他端側には、光ファイバ４２の引張状態を調整するための機構が設けられている。具体的な構成は以下の通りである。図５中の付番５１は、図示されていないボルトによりボルト受け５２に固定されている。ボルト受け５２はボルト５９により前記ベースプレート４１に固定されている。前記ベースプレート４１の他端側には、長穴５３ａを有したＬ字型の取付金具５３が配置されている。
【００３６】
この取付金具５３の上面には、光ファイバ４２の他端が接着剤４９ｂにより固定されている。前記取付金具５３の下部には、この取付金具５３の高さ方向を調整するための高さ調整固定ボルト５４が前記長穴５３ａを貫通して移動金具５５に固定された状態で固定されている。ここで、高さ調整固定ボルト５４を反時計回りに回してゆるめれば、取付金具５３が高さ調整固定ボルト５４の締付けから開放され、長穴５３ａに沿って上下に移動可能になる。
【００３７】
前記高さ調整固定ボルト５４、移動金具５５には、端部が前記支持部材５１に達するテンション調整ボルト５６が設けられている。ここで、テンション調整ボルト５６を矢印Ｚ方向（反時計回り）に回すと、移動金具５５はテンション調整ボルト５６に固定されたナット６０により矢印Ｘ方向（図中右方向）に押し出されて移動し、光ファイバ４２に引張り歪みを与える。前記移動金具５５は、ボルト５８により支持部材５１に支持されているため、回転したり傾いたりすることなくＸ方向に移動可能である。また、前記移動金具５５の下端部には、この移動金具５５を固定するための固定ボルト５７が設けられている。
【００３８】
実施例４に係る歪み測定用光ファイバの調整装置によれば、以下に述べる効果を有する。
【００３９】
１）複合材４３に埋め込まれた光ファイバ４２の一端をベースプレート４１の一端部の上下方向に移動可能な調整金具４６に接着剤４９ａで固定するとともに、前記光ファイバ４２の他端を上下方向及び光ファイバ長手方向に移動可能な取付金具５３に接着剤４９ｂで固定し、この調整金具４６及び取付金具５３の上下位置を調節する高さ調整固定ボルト４８及び５４を設けた構成となっているため、光ファイバ４２が曲がらないように高さを合せて固定することができる。
【００４０】
２）また、前記取付金具５３を横方向に移動するテンション調整ボルト５６を設けた構成となっているため、光ファイバ４２の引張状態を任意に調整することができる。
【００４１】
３）更に、テンション調整ボルト５６と連結する移動金具５５を固定ボルト５７により固定できるため、移動金具５５を介して取付金具５３を停止させることができるので、光ファイバ４２に一定のテンションを継続してかけることができる。
【００４２】
（実施例５）
図６及び図７を参照する。ここで、図６は実施例５に係る歪み計測用光ファイバの埋込方法の概略的な説明図、図７は図６のＡ矢視図を示す。但し、図１と同部材は同符号を付して説明を省略する。実施例５の埋込方法は、円筒状の複合材に光ファイバを埋め込む場合を示す。
【００４３】
まず、円筒状の基材（治具）６１の円周方向に沿う周面にプリプレグ層６２を形成した。つづいて、前記治具６１の周方向にプリプレグ層６２を介して光ファイバ２４を巻き付け、光ファイバ２４の両端を治具６１の外へ取出した。次に、取出された光ファイバ２４の取出し付根部６３と治具６１間に補強用の第１のシール材６４を夫々配置した。更に、光ファイバ２４が巻き付けられた治具６１側及びその反対側から第２のシール材６５を介して２枚のカバー材６６，６７により光ファイバ２４を覆った。この後、２枚のカバー材６６，６７間を真空吸引し、光ファイバ２４の埋込を完了した。
【００４４】
実施例５によれば、円周方向にプリプレグ層６２を形成した治具６１から取出された光ファイバ２４の取出し付根部６３と治具６１間に、補強用の第１のシール材６４を夫々配置し、この取出し付根部６３の第１のシール材６４の存在により治具６１に埋め込んだ光ファイバ２４を折ることなく、カバー材６６，６７の外へ取出すことができ、光の損失を少なく抑えることができる。
【００４５】
（実施例６）
図８（Ａ），（Ｂ）を参照する。ここで、図８（Ａ）は実施例６に係る歪み計測用光ファイバの埋込方法の要部の説明図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）に使用されているファイバ取出し用治具の斜視図を示す。但し、図１、図７と同部材は同符号を付して説明を省略する。なお、本実施例６では、便宜上、筒状の治具は省略してある。
【００４６】
本実施例６では、実施例５における取出し付根部６３に第１のシール材の代わりに楔状のファイバ取出し用治具６８を設けたことを特徴とするもので、この治具６８を除いて埋込方法は実施例５と同様である。なお、図中の付番６９は、プリプレグを示す。また、図８（Ｂ）において、治具６８の高さＨは数ｍｍ程度となり、治具の幅Ｗは数ｍｍ程度である。また、治具６８の先細り部Ｘは極力小さい（例えば数μｍ以下）段差が好ましい。更に、治具６８の湾曲面Ｓは基材の周面形状に極力沿った形状とする。
【００４７】
実施例６によれば、実施例５と同様な効果が得られる他、楔状のファイバ取出し用治具６８を用いているので、治具に沿った精度の良い加工が可能となり、ファイバ取出し部の段差を、シール材を用いた場合と比較して小さくすることができる。
【００４８】
（実施例７）
図９を参照する。但し、図１と同部材は同符号を付して説明を省略する。なお、本実施例７では、便宜上、治具は省略してある。
本実施例７では、実施例５、６の場合と比べ、内側のカバー材を折り返さず、カバー材７０を取出し付根部６３からカバー材６６の外へ取出したことを特徴とし、その他の点は実施例６と同様である。実施例６によれば、カバー材７０を折り返さないので、段差を一層小さくできるという効果がある。
【００４９】
なお、実施例７において、取出し付根部６３に位置するカバー材６６とファイバ２４間にシール材６４を設けたが、取出し付根部６３に位置するカバー材７０とファイバ間にもシール材を設けることも可能である。
【００５０】
また、上記実施例５〜７では、治具が円筒状の場合について述べたが、これに限らず、断面形状が楕円等の治具にも上記実施例と同様な効果が得られる。
【００５１】
（実施例８）
図１３を参照する。但し、図１と同部材は同付番を付して説明を省略する。本実施例８は、光ファイバ２４をシール材２３に支持させる際、前記第１プリプレグ層２２，第２のプリプレグ層２５及び第３のプリプレグ層８１の積層部の端部からシール材２３を貫通する部分の光ファイバ２４を保護管８２に挿入し、かつこの保護管８２内壁と光ファイバ２４間の一部に別なシール材８３を充填させることを特徴とする。なお、前記シール材２３は上下に２つに分割されているが、この形状に限定されない。また、図中の付番８３は、下側のシール材２３と保護管８２との接着部分を示す。更に、前記シール材８３を保護管８２の一部に充填させるのは、保護管８２の中で光ファイバ２４に自由度を持たせ、屈曲を防ぐためである。
【００５２】
実施例８によれば、光ファイバ２４の一部を保護管８２に保護した状態でシール材２３に埋め込むため、実施例１と同様、光ファイバ２４の曲げ変形を防止し、光の損失を少なく抑えることができる。
【００５３】
（実施例９）
図１４を参照する。但し、図１、図１３と同部材は同付番を付して説明を省略する。本実施例９は、光ファイバ２４を前記シール材２３に支持させる際、プリプレグ層２２，２５，８１の積層部の端部からシール材２３を貫通する部分の光ファイバ２４に沿って剛性及び耐熱性（硬化温度に耐えるもの）を有した補強棒（補強材）８５を配置することを特徴とする。本実施例９の場合、補強棒８５は光ファイバ２４の下に配置したが、これに限らず、横に配置してもよい。
【００５４】
実施例９によれば、光ファイバ２４の一部を補強棒８５で保護した状態でシール材２３に埋め込むため、実施例１と同様、光ファイバ２４の曲げ変形を防止し、光の損失を少なく抑えることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、光ファイバの取出し部分で光ファイバが曲げられず、光ファイバ内をなるべく損失が少ない状態で光を通過させることができる光ファイバの埋込方法を提供できる。
【００５６】
また、本発明によれば、治具の一端側に配置され、光ファイバの一端を固定するとともに、上下方向への移動可能な金具と、前記治具の他端側に配置され、光ファイバの他端が固定され上下方向及び光ファイバの長手方向への移動が可能な取付金具と、前記取付金具に取付けられ該取付金具の高さを調整する高さ調整固定ボルトと、前記取付金具に取付けられ該取付金具を光ファイバの長手方向に沿って移動させて光ファイバのテンションを調整するテンション調整ボルトとを具備した調整装置により前記光ファイバに一定のテンションをかけることにより、樹脂積層体に埋め込まれた光ファイバの引張り状態を確実に保持し得る光ファイバの埋込方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る歪み計測用光ファイバの埋込方法の説明図。
【図２】本発明の実施例２に係る歪み計測用光ファイバの埋込方法の説明図。
【図３】本発明の実施例３に係る歪み計測用光ファイバの埋込方法の説明図。
【図４】本発明の実施例４に係る歪み規則用光ファイバの調整装置の説明図。
【図５】図４の調整装置の要部の説明図。
【図６】本発明の実施例５に係る歪み計測用光ファイバの埋込方法の説明図。
【図７】図６のＡ矢視図。
【図８】本発明の実施例６に係る歪み計測用光ファイバの埋込方法の説明図。
【図９】本発明の実施例７に係る歪み計測用光ファイバの埋込方法の説明図。
【図１０】光ファイバを埋め込んだ従来の複合材の説明図。
【図１１】従来の複合材の課題を説明するための図。
【図１２】従来の円筒状複合材の説明図。
【図１３】本発明の実施例８に係る光ファイバの埋込方法の説明図。
【図１４】本発明の実施例９に係る光ファイバの埋込方法の説明図。
【符号の説明】
２１…治具、
２２，２５，３１，３４，３７，６２，８１…プリプレグ、
２３，３２，３５，６４，６５，８３…シール材、
２４，３３，３６…光ファイバ、
２６，６６，６７，７０…カバー材、
２７，３２ａ，３５ａ…溝、
４６…調整金具、
５１…支持部材、
５３…取付金具、
５４…高さ調整固定ボルト、
５５…移動金具、
５６…テンション調整ボルト、
５７…固定ボルト、
６１…円筒状の基材、
６３…取出し付根部、
６８…ファイバ取出し用治具、
８２…保護管、
８５…補強棒（補強材）。

Claims

平板状の治具上に第１のプリプレグ層を形成する工程と、この第１のプリプレグ層の端部にシール材を隣接して配置する工程と、前記第１のプリプレグ層上に光ファイバを取出し部が前記シール材に支持されるように配置する工程と、前記光ファイバを含む前記第１のプリプレグ層上に第２のプリプレグ層を端部が前記第１のプリプレグ層と揃うように形成する工程と、前記第２のプリプレグ層、シール材及び光ファイバをカバー層で覆う工程と、前記カバー層の内側を真空引きする工程とを具備することを特徴とする光ファイバの埋込方法。
前記光ファイバを前記シール材に支持させる際、光ファイバの高さ方向位置に合わせてシール材に溝を形成し、光ファイバをシール材に埋め込むことを特徴とする請求項１記載の光ファイバの埋込方法。
前記光ファイバを前記シール材に支持させる際、前記プリプレグ層の積層部の端部からシール材を貫通する部分の光ファイバを保護管に挿入し、かつこの保護管内壁と光ファイバ間の一部に別なシール材を充填させることを特徴とする請求項１記載の光ファイバの埋込方法。
前記光ファイバを前記シール材に支持させる際、前記プリプレグ層の積層部の端部からシール材を貫通する部分の光ファイバに沿って剛性及び耐熱性を有した補強材を配置することを特徴とする請求項１記載の光ファイバの埋込方法。
前記光ファイバが前記プリプレグ層の厚み方向に沿って複数本配置され、且つ各光ファイバを支持するように複数のシール材をプリプレグ層の端部に隣接して配置することを特徴とする請求項１記載の光ファイバの埋込方法。
湾曲面を有する治具の面方向にプリプレグ層を介して光ファイバを配設し、光ファイバの両端を取出す工程と、取出された光ファイバの取出し付根部と前記プリプレグ層間に補強用の第１のシール材を配置する工程と、光ファイバが配設された基材側及びその反対側から第２のシール材を介して２枚のカバー材により光ファイバを挟み込む工程と、２枚のカバー材間を真空吸引する工程とを具備することを特徴とする光ファイバの埋込方法。
前記第１のシール材の代わりに楔状のファイバ取出し用治具を配置したことを特徴とする請求項６記載の光ファイバの埋込方法。
２枚のカバー材のうち、光ファイバが巻き付けられた基材側のカバー材を、光ファイバの取出し付根部付近で折り返すことを特徴とする請求項６記載の光ファイバの埋込方法。
２枚のカバー材のうち、光ファイバが巻き付けられた基材側のカバー材を、光ファイバの取出し付根部付近から折り返さずに内側のプリプレグに重ね合せることを特徴とする請求項６記載の光ファイバの埋込方法。
請求項１に記載の光ファイバの埋込方法において、前記治具の一端側に配置され、光ファイバの一端を固定するとともに、上下方向への移動可能な金具と、前記治具の他端側に配置され、光ファイバの他端が固定されるとともに、上下方向及び光ファイバの長手方向への移動が可能な取付金具と、前記取付金具に取付けられ、該取付金具の高さを調整する高さ調整固定ボルトと、前記取付金具に取付けられ、該取付金具を光ファイバの長手方向に沿って移動させて光ファイバのテンションを調整するテンション調整ボルトとを具備する調整装置により前記光ファイバに一定のテンションをかけることを特徴とする光ファイバの埋込方法。
前記調整装置は、前記取付金具を固定させる固定手段を更に具備したことを特徴とする請求項１０記載の光ファイバの埋込方法。