JP2006050795A - 切断防止用保護板 - Google Patents

Abstract

【課題】 地中埋設物を切断事故や災害から防護するための切断防止用保護板を提供する。
【解決手段】 保護板２０は、ビッカース硬度が１５ＧＰａ以上のセラミックスからなる。その主面の輪郭は、互いに平行な直線状の２つの辺２１と、外側に突出した円弧状の凸辺２２と、凸辺２２と平行となるように内側に凸辺２２と同じ曲率でへこんだ円弧部２３ａを備えた凹辺２３とを有する。保護板２０において、凹辺２３と直線状の辺２１とが交わる部分の端部は切り落とされており、複数の保護板２０の繋ぎ目部に隙間を形成することなく、複数の保護板２０を曲線を描くように連結することができる構成とした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、地中に埋設されたケーブル等が道路掘り起こし時等に誤切断されることを防止するための保護板に関し、より具体的には、電力ケーブルや通信ケーブル、ガス管、その他地中埋設物の切断防止用保護板に関するものである。

屋外施設、変電所、車道、歩道等の地中には、配電用ケーブルや光通信用ケーブル、ガス管、水道管等の設備が多数埋設されている。これらインフラ設備は地面や路面の比較的浅い部分に埋設されている場合があり、例えば、舗装道路の補修のための路面掘り起こし等の工事の際に、ダイヤモンドカッターにより誤って切断されてしまう事故が多発している。また、火災等の災害によって配電用ケーブル等が損傷する事故が発生している。

このため、これら埋設物の周囲をコンクリートや鋼板により防護しているのが一般的であり、例えば、硬度の高い硼化チタンを主成分とするセラミックスを用いた埋設ケーブル用保護板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、例えば、コンクリートや鋼板は切削抵抗性が低いために舗装道路の補修のため路面掘り起こし工事の際に、前述した地中埋設物が容易に切断されてしまうという問題がある。また、従来の保護板の形状は長方形であるために、ケーブル等が曲線を描くように敷設されている部分にこのような保護板を敷き詰めると、継ぎ目部分に隙間ができてしまい、このような保護板の継ぎ目部分の隙間にカッターが入ると、容易に地中埋設物が切断されてしまうという問題がある。
特開平６−２０９５１６号公報

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、配電用ケーブル等の地中埋設物を切断事故や災害から防護するための切断防止用保護板を提供することを目的とする。また本発明は、配線用ケーブル等が曲線を描くように埋設される場合にその曲線に沿って配置することができる切断防止用保護板を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点によれば、ビッカース硬度が１５ＧＰａ以上の板状のセラミックス部材からなる切断防止用保護板であって、
その主面の輪郭は、互いに平行な直線状の２辺と、外側に突出した凸部を備えた凸辺と、前記凸辺と平行となるように前記凸部と同形状で内側にへこんだ凹部を有する凹辺と、を有することを特徴とする切断防止用保護板、が提供される。

本発明の第２の観点によれば、ビッカース硬度が１５ＧＰａ以上の板状のセラミックス部材からなる切断防止用保護板であって、
その主面の輪郭は、互いに平行な直線状の２辺と、外側に突出した円弧状の凸辺と、前記凸辺と平行となるように前記凸辺と同じ曲率で内側にへこんだ円弧部を備えた凹辺と、を有することを特徴とする切断防止用保護板、が提供される。

この第２の観点に係る切断防止用保護板では、前記凸辺と凹辺の曲率半径を前記直線状の２辺の間の距離（間隔）の１／２〜１／１とすることが好ましく、これにより、切断事故を効果的に防止し、しかも、曲線を描くような連結（配置）を行うことができる。

これら本発明に係る切断防止用保護板には、実質的に炭化ケイ素からなるものが好適に用いられるが、これに限定されるものではなく、硬度の条件を満足する限りにおいて、例えば、アルミナ、窒化ケイ素等のその他のセラミックス（エンジニアリングセラミックス）を用いることができる。

本発明によれば、路面掘り起こし時等において切断防止用保護板どうしの連結部にカッターがあたることによってケーブル等の地中埋設物が損傷する事故の発生を防止することができる。また、配電用ケーブルや通信用ケーブル等が曲線を描くように埋設されている場合に、その曲線に沿って切断防止用保護板を隙間なく連結することができ、切断防止用保護板どうしの連結部での切断事故の発生を効果的に防止することができる。

図１に本発明に係る切断防止用保護板（以下「保護板」という）１０の概略平面図を示す。保護板１０はビッカース硬度が１５ＧＰａ以上の板状のセラミックス部材から構成される。これは、ビッカース硬度が１５ＧＰａ未満では容易にカッター等により切断されてしまい、保護板として十分に機能しないからである。

保護板１０の主面の輪郭（つまり、保護板１０の平面形状（外形））は、互いに平行な直線状の２つの辺１１と、外側に突出した半円弧部１２ａを備えた凸辺１２と、凸辺１２と平行となるように半円弧部１２ａと同じ曲率で内側にへこんだ半円弧部１３ａを有する凹辺１３と、を有している。換言すれば、保護板１０は、長方形（または正方形）の１組の対向する２辺にそれぞれ同形状の凸部１５と凹部１６を設けた形状を有しており、凸辺１２を辺１１の長さ方向に平行移動させると、凸辺１２は凹辺１３に重なる。

図２に複数の保護板１０を連結させた状態（つまり、組み合わせた状態）を示す平面図を示す。図２に示されるように、１つの保護板１０の凹辺１３と別の保護板１０の凸辺１２とが噛み合わされることによって、つまり、凸部１５と凹部１６が嵌め合わされることによって、複数の保護板１０を直線状に連結することができる。なお、「保護板１０の連結」とは、保護板１０どうしが密着して配置されることを指し、保護板１０どうしが、例えば接着剤等によって接着されて、離れない状態となっているものではない。

半円弧部１２ａ・１３ａの曲率半径Ｒ_１は、直線状の２つの辺１１の間の距離（間隔）Ｌの１／４以上１／２未満とすることが好ましい。これは、曲率半径Ｒ_１がＬ／４未満の場合には、カッターによる路面掘り起こし時等に図２に示す線ＡＡ上にカッターが当接した場合の切削抵抗が小さくなるためである。なお、曲率半径Ｒ_１がＬ／２以上の場合は凸辺１２および凹辺１３全体が円弧状となるが、この形態は後述する保護板２０の形態であり、曲率半径Ｒ_１がＬ／２以上の場合が本発明の範囲外ということを示すものではない。

図３に本発明に係る別の保護板２０の概略平面図を示す。また図４に複数の保護板２０を連結した状態を示す平面図を示す。保護板２０の主面の輪郭は、互いに平行な直線状の２つの辺２１と、外側に突出した円弧状の凸辺２２と、凸辺２２と平行となるように内側に凸辺２２と同じ曲率でへこんだ円弧部２３ａを備えた凹辺２３と、を有している。保護板２０は、凸辺２２と凹辺２３の円弧部２３ａの曲率半径Ｒ_２を、直線状の２つの辺２１間の距離Ｌの１／２とした実施形態である。

保護板２０において、凹辺２３と直線状の辺２１とが交わる部分の端部は切り落とされている。このような形状とすることで、図４に示されるように、複数の保護板２０の繋ぎ目部に隙間を形成することなく、複数の保護板２０を曲線を描くように連結することができる。逆に言えば、凹辺が凸辺と同じ曲率の円弧部のみからなる場合には、図６に示される保護板９０のように、凹辺端部９３が鋭利に突起したものとなる。しかし、複数の保護板９０を曲線を描くように並べようとしても、この凹辺端部９３の突起が障害となって、曲線を描くように連結することが困難となる。保護板２０を用いた場合には、図４に示す線ＢＢと線ＣＣの間において線ＢＢと平行にカッターが当接した場合にも、高い切削抵抗を得ることができる。なお、保護板９０は直線状に連結して用いる場合には、保護板１０と同様に高い切削抵抗を得ることができるものである。

保護板２０では、凸辺２２と凹辺２３の曲率半径Ｒ_２を直線状の２つの辺２１の間の距離Ｌの１／２〜１／１とすることが好ましい。これは曲率半径Ｒ_２が長くなると、凸辺および凹辺の円弧部が直線に近付くので、保護板どうしの継ぎ目部分にカッターが入りやすくなり、容易に保護板の下の埋設物が切断されてしまうからである。また、曲率半径Ｒ_２が長くなると、複数の保護板を曲線を描くように配置することができなくなるという問題も生ずる。

上述した保護板１０・２０を構成するためのビッカース硬度が１５ＧＰａのセラミックス材料であって、公知の製造技術により保護板１０・２０を容易に得ることができるものとしては、炭化ケイ素が挙げられる。その他、アルミナや窒化ケイ素でも、緻密な焼結体を公知の製造技術によって得ることができ、本発明に好適に用いられる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、保護板１０は図５（ａ）・（ｂ）に示す保護板３０・４０のように変形することができる。

図５（ａ）に示す保護板３０のように、半楕円状の凸部３１および凹部３２を有する構造としてもよい。このような保護板３０では、図５（ａ）に示されるように、その凸部３１の付け根部および凹部３２の開口部の長さＤ_１を直線状の辺３１間の距離Ｌの１／２以上１／１以下とすることが好ましい。また、凸部３２の高さ（凹部３２の深さ）にｈ_１ついては、長さＤ_１が長径となり、高さｈ_１が短径となるようにしてもよいし、長さＤ_１が短径となり、高さｈ_１が長径となるようにしてもよいが、高さｈ_１が極端に短いと、保護板どうしの継ぎ目部分が直線的となって切削抵抗が小さくなるために、実験的に実用的な切削抵抗が得られる値に定められる。

また、図５（ｂ）に示す保護板４０のように、五角形状の凸部４１および凹部４２を有する構造としてもよい。この保護板４０でも、その凸部４１の付け根部の長さＤ_２は、直線状の辺間距離Ｌの１／２以上１／１以下とすることが好ましい。また、凸部４１の高さｈ_２は保護板３０の場合と同様に決定される。本発明に係る保護板の凸部および凹部の形状は、保護板４０のように五角形に限定されるものではない。

（実施例１・２に係る保護板の作製と評価）
実施例１および実施例２に係る保護板は、概略、図１に示した形状を有する。表１に、保護板の凸辺および凹辺の曲率半径Ｒ、保護板を構成するセラミック材料を示す。実施例１および実施例２に係る保護板における互いに平行な直線状の辺の長さは１００ｍｍであり、これらの辺間の距離（Ｌ）も１００ｍｍである。また、保護板の厚さは１０ｍｍである。各保護板は、原料粉体をプレス成形し、雰囲気制御を行いながら焼成し、厚み調整のための研削を行うという公知技術を用いて作製した。作製した保護板のビッカース硬度はビッカース硬度計を用いて測定した（後述する他の保護板についても同様である）。また、作製した同種の保護板どうしを図２に示すように１列に連結させた後、その繋ぎ目部にダイヤモンドカッターの刃をあて、１０ｍｍ／秒の速度で送り、ダイヤモンドカッターの刃が保護板の切削抵抗に負けて切削面から浮き上がるまでの時間を測定した。この時間が５秒以下を優（◎）、５秒超１０秒未満を良（○）（「優」「良」を合格とする）、ダイヤモンドカッターの刃が浮き上がらずに連結が切れたものもの（つまり、前記時間が１０秒のもの）を不合格（×）とした。

（実施例３〜７および比較例１・２に係る保護板の作製と評価）
実施例３〜７および比較例１・２に係る保護板は、概略、図３に示した形状を有する。これらの保護板の凸辺および凹辺の曲率半径Ｒ、各保護板を構成するセラミック材料を表１に示す。各保護板における互いに平行な直線状の辺の長さは１００ｍｍであり、これらの辺間の距離（Ｌ）も１００ｍｍである。また、保護板の厚さは１０ｍｍとした。比較例１を除く保護板の製造方法は、実施例１に準ずる。また比較例１は市販の鋼板である。各保護板について、実施例１と同様の評価を行った。

（比較例３に係る保護板の作製と評価）
比較例４に係る保護板は１００ｍｍ×７０ｍｍ×１０ｍｍの主面が長方形の平板である。その製造方法は実施例１に準ずる。この保護板を長さが１００ｍｍの辺で一列に連結させ、実施例１と同様に評価した。

（実施例８に係る保護板の評価）
実施例８に係る保護板は実施例３に係る保護板と同じである。この保護板を先に図４に示したように、曲線を描くように一列に連結させた後、その繋ぎ目部にダイヤモンドカッターの刃をあて、１０ｍｍ／秒の速度で送り、ダイヤモンドカッターの刃が保護板の切削抵抗に負けて切削面から浮き上がるまでの時間を測定し、評価した。

（比較例４に係る保護板の評価）
比較例４に係る保護板は比較例３に係る保護板と同じである。この保護板を実施例８の場合と同様に、曲線を描くように一列に連結させた後（保護板どうしは重なった状態にはなっていない）、その繋ぎ目部にダイヤモンドカッターの刃をあて、１０ｍｍ／秒の速度で送り、ダイヤモンドカッターの刃が保護板の切削抵抗に負けて切削面から浮き上がるまでの時間を測定し、評価した。

（評価結果）
各保護板のビッカース硬度、および切断評価結果を表１に併記する。その結果、ビッカース硬度が１５ＧＰａ以上のセラミックスからなる保護板は、繋ぎ目部にカッターの刃を当てても、繋ぎ目部にカッターの刃は入らず、カッターの刃が保護板の切削抵抗に負けて切削面から浮き上がった。特に、凸部の曲率半径または凸辺の曲率半径がＬ／４〜Ｌの場合に、高い切削抵抗性が得られた。これに対して、ビッカース硬度が１５ＧＰａ未満の保護板では、凸辺と凹辺が形成されたものであっても、保護板自体が切断された。さらに比較例３では、保護板の繋ぎ目部分にカッターの刃が入り、容易に保護板の連結が切断された。また、比較例４では保護板の繋ぎ目部分の隙間にカッターの刃が入って連結が切断され、カッターの刃が浮き上がることは無かった。

本発明に係る保護板の平面図。 図１に示す保護板を連結させた平面図。 本発明に係る別の保護板の平面図。 図３に示す保護板を曲線を描くように連結させた平面図。 本発明に係るさらに別の保護板の平面図。 さらに別の保護板の平面図。

符号の説明

１０・２０・３０・４０；切断防止用保護板
１１・２１；（直線状）辺
１２・２２；凸辺
１２ａ；半円弧部
１３・２３；凹辺
１３ａ；半円弧部
１５・３１・４１；凸部
１６・３２・４２；凹部
２２ａ・２３ａ；円弧部
９０；切断防止用保護板
９３；凹辺端部

Claims (4)

1. ビッカース硬度が１５ＧＰａ以上の板状のセラミックス部材からなる切断防止用保護板であって、
   その主面の輪郭は、互いに平行な直線状の２辺と、外側に突出した凸部を備えた凸辺と、前記凸辺と平行となるように前記凸部と同形状で内側にへこんだ凹部を有する凹辺と、を有することを特徴とする切断防止用保護板。
2. ビッカース硬度が１５ＧＰａ以上の板状のセラミックス部材からなる切断防止用保護板であって、
   その主面の輪郭は、互いに平行な直線状の２辺と、外側に突出した円弧状の凸辺と、前記凸辺と平行となるように前記凸辺と同じ曲率で内側にへこんだ円弧部を備えた凹辺と、を有することを特徴とする切断防止用保護板。
3. 前記凸辺および前記凹辺の円弧部の曲率半径は、前記直線状の２辺の間の距離の１／２以上１／１以下であることを特徴とする請求項２に記載の切断防止用保護板。
4. 前記セラミックス部材は実質的に炭化ケイ素からなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の切断防止用保護板。

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