JP2007010334A

JP2007010334A - 曲率測定具

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Publication number: JP2007010334A
Application number: JP2005188013A
Authority: JP
Inventors: Takahito Tsushima; 隆仁津島
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2025-06-28
Also published as: JP5019722B2

Abstract

【課題】本発明は、任意の曲率に対応可能な曲率測定具を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明に係る曲率測定具は、円弧状に湾曲する部位を少なくとも一部に有する測定対象物Ｍの該部位の曲率を測定するための曲率測定具であって、少なくとも一端部が前記湾曲部位に当接可能な測定具本体１と、該測定具本体１に対して相対変位可能な可動子１０とを備え、前記測定具本体１又は可動子１０のいずれか一方と湾曲部位との接点における湾曲部位の接線と、他方と湾曲部位との接点を通り前記接線に平行な線との距離を計測可能に構成されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、円弧状に湾曲する部位を少なくとも一部に有する測定対象物の該部位の曲率を測定する曲率測定具に関する。

電力ケーブルは、一般に、導体を中心とし、その周りに半導電性層、絶縁体、金属遮蔽層、シース（被覆）などが配置されて構成されるものであるが、かかる電力ケーブルは、所定量より大きい曲率で曲げると、上記のような各種の構成部材が損傷するなど、電力ケーブルに悪影響を及ぼす場合があるため、許容される曲率が一定の基準によってケーブルごとに定められている。具体的には、一般に、電力ケーブルに許容される曲率半径は、その電力ケーブルの外径を基に設定され、例えば、外径の１０〜２０倍の値に定められる。

このため、電力ケーブルを曲げて布設しなければならない場合には、電力ケーブルは、上記基準に従って、許容される曲率を超えないように管理されている。また、布設後にも、徐々に電力ケーブルが移動するなどして、曲率が布設時の大きさから変化する場合があるため、メンテナンスを行って許容される曲率を超えないように管理されている。

なお、電力ケーブルを曲げて布設しなければならない場合としては、例えば地下に電力ケーブルを埋設する場合などが挙げられる。具体的には、電力ケーブルは、地下に埋設される際に、共同溝などの比較的狭いトンネル状の空間内に収容されるが、共同溝には所定距離ごとにマンホールと呼ばれる比較的広い作業空間が設けられ、かかるマンホール内で、電力ケーブル同士の接続などが行われる。ところで、電力ケーブルは、通常、複数本が束になった状態で前記トンネル内に収容されるものであり、各電力ケーブルごとの接続部同士が接近して短絡することなどを防止すべく、前記マンホール内では互いに離して配置される。このため、トンネルの狭い出入口からマンホールの内部にかけての移行箇所で電力ケーブルが湾曲する状況となる。

そして、従来、かかる曲率の管理は、所定の曲率半径を有する円弧が端縁部に形成された複数のテンプレートを用いて行われていた。具体的には、異なる曲率半径が設定された複数のテンプレートを電力ケーブルの湾曲部分に適宜あてがって、その湾曲部分に最も沿うテンプレートを探し出し、このテンプレートが有する曲率半径から、電力ケーブルの曲率が許容範囲内であるかどうかを判断していた。

しかしながら、かかるテンプレートを用いる測定方法は、上述のように、曲率半径ごとに複数のテンプレートを準備する必要があり、測定に際して準備しなければならない器具の数が多くならざるを得ず、また、測定作業においても、最も適合するテンプレートを探し出すべく、複数のテンプレートを用いて同じ作業を繰り返し行う必要がある。さらに、テンプレートには、電力ケーブルに許容される曲率半径と同等の曲率半径を有する円弧が実寸大で形成されているため、正確な測定を期する観点から円弧が形成される範囲を大きくとる場合には、テンプレートそのものが大きくならざるを得ない。

しかも、上述のように、地中の比較的狭い場所で曲率を測定する場合には、別個独立した複数のテンプレートを持ち込むことや、異なる大きさのものを順に試すなどの作業を行うことが困難である場合もある。

そこで、本発明は、任意の曲率に対応可能な曲率測定具を提供することを目的とする。

本発明に係る曲率測定具は、円弧状に湾曲する部位を少なくとも一部に有する測定対象物の該部位の曲率を測定するための曲率測定具であって、少なくとも一端部が前記湾曲部位に当接可能な測定具本体と、該測定具本体に対して相対変位可能な可動子とを備え、前記測定具本体又は可動子のいずれか一方と湾曲部位との接点における湾曲部位の接線と、他方と湾曲部位との接点を通り前記接線に平行な線との距離を計測可能に構成されることを特徴とする。

上記構成からなる曲率測定具によれば、可動子が測定具本体に対して相対変位可能であるため、いずれの曲率を有する湾曲部位に対しても、測定具本体及び可動子をそれぞれ湾曲部位に当接させることが可能となる。

この場合、湾曲部位に対して当接する少なくとも二つの接点が確定されるため、測定具本体又は可動子のいずれか一方と湾曲部位との接点における湾曲部位の接線と、他方と湾曲部位との接点を通り前記接線に平行な線とが決定され、これら接線及び線に垂直な線分（第一線分）の長さから前記距離が求まる。また、前記少なくとも二つの接点が確定されると、前記一方と湾曲部位との接点を通り該接点における前記接線に直交する線分（第二線分）も決定される。この二つの線分の長さから湾曲部位の曲率半径が算出され、曲率が測定されることとなる。

即ち、曲率半径を算出するためには、円周上に位置する二点があれば足り、いずれか一方の点における接線と平行且つ他方の点を通る線に対して前記一方の点から下ろした垂線の足を基準点とすれば、曲率半径は、該基準点から二点に至る線分の長さを用いて算出することができる。具体的には、湾曲部位の曲率半径は、曲率半径をＲとし、前記第一線分の長さをａとし、前記第二線分の長さをｂとすると、ピタゴラスの定理によって、Ｒ²＝（Ｒ−ａ）²＋ｂ²という関係式が成立し、例えば、Ｒ＝（ａ²＋ｂ²）／２ａという式から曲率半径Ｒを算出することができる。

この場合には、例えば、前記測定具本体は、前記湾曲部位の径内方向からあてがわれて両端部が前記湾曲部位に当接する長尺な基準部を備え、前記可動子は、前記基準部の中間位置から該基準部に対して垂直に出退可能に設けられ、前記可動子が前記基準部から突出する突出量を前記距離として計測可能である構成を採用することができる。

かかる構成によれば、可動子が基準部の中間位置から該基準部に対して垂直に出退可能であることから、基準部の両端部を湾曲部位に当接させると、基準部は、必然的に可動子と湾曲部位との接点における接線に沿う状態となり、また、前記距離は、可動子の突出量で表されることとなる。そして、基準部が湾曲部位と二点で当接することから、曲率測定具の位置決めが容易となる。このため、例えば、基準部の両端部を湾曲部位に当接させた状態を維持しつつ可動子を変位させれば、曲率測定具のぶれを防止しつつ計測を確実に行うことができる。なお、この場合、前記第一線分の長さａは、可動子の突出量に相当し、前記第二線分の長さｂは、長さが既知の基準部の寸法の半分に相当する。

また、上記構成の他にも、前記測定具本体は、前記湾曲部位の径外方向からあてがわれて前記湾曲部位に当接する長尺な基準部を備え、前記可動子は、前記基準部と湾曲部位との接点を間に挟んで互いに離間した二つの位置から該基準部に対して垂直に等しく出退可能に設けられ、前記可動子が前記基準部から突出する突出量を前記距離として計測可能である構成を採用することができる。

かかる構成によれば、可動子が前記基準部と湾曲部位との接点を間に挟んで互いに離間した二つの位置から該基準部に対して垂直に等しく出退可能であることから、可動子及び基準部を湾曲部位に当接させた状態とすると、基準部と湾曲部位との接点は、必然的に可動子が湾曲部位と当接する一対の接点間のほぼ中心に位置し、また、基準部が該基準部と湾曲部位との接点における接線上に乗ることとなり、曲率測定具の位置決めが容易となる。なお、この場合、前記第一線分の長さａは、可動子の突出量に相当し、前記第二線分の長さｂは、既知である前記互いに離間した二つの位置の距離の半分に相当する。

以上のように、本発明によれば、曲率測定具を任意の曲率に対応可能なものとすることができる。

以下に、本発明に係る曲率測定具の実施形態について、図面に基づいて説明する。

＜第一実施形態＞
第一実施形態に係る曲率測定具は、図１に示すように、円弧状に湾曲する部位を少なくとも一部に有する測定対象物Ｍにあてがわれる測定具本体１と、該測定具本体１に対して垂直に変位可能な可動子１０とを備え、測定具本体１又は可動子１０のいずれか一方と湾曲部位との接点における湾曲部位の接線と、他方と湾曲部位との接点を通り前記接線に平行な線との距離を計測可能に構成される。なお、本実施形態に係る曲率測定具は、前記湾曲部位の径内方向からあてがわれるものである。

曲率測定具の測定対象物Ｍは、電力ケーブルなど、二次元的な線体が想定されるが、例えば円弧面状に湾曲する壁面など、三次元的な面状のものであってもよい。なお、線体としては、電力ケーブル以外にも、例えば鉄筋などが考えられる。ところで、曲率を正確に測定するためには、湾曲部位の曲率が所定の範囲に亘って一定であるか、若しくは、一定とみなせる程度であることが好ましい。ただし、湾曲部位の曲率が一定でない場合であっても、計測された前記距離の値から近似的に曲率を測定することが可能である。

前記測定具本体１は、前記測定対象物Ｍの湾曲部位に対向して配置される先端側に、長尺な形状を有する基準部２を備える。基準部２は、湾曲部位と対向する位置に平坦な端縁を有し、該端縁は、両端部における湾曲部位との当接箇所と同一直線上に配置される。

一方、基端側には、前記基準部２を支持する枠部３が備えられ、該枠部３は、基準部２の両端部及び中間部と連結される。具体的には、前記枠部３は、基端側に配置される要（かなめ）部４と、該要部４から基準部２の両端部に向けて互いに離間するように延びる一対の側辺部５，５と、前記要部から基準部２の中間部に向けて延びる中辺部６とで構成される。また、前記要部４は、所定の長さを有して基準部２に対向するように配置される。

即ち、枠部３及び基準部２で画される測定具本体１の輪郭は、前記基準部２が長辺をなし、前記要部４が短辺をなす正面視略台形状を有する。そして、該測定具本体１は、前記中辺部６を中心としてほぼ左右対称に形成される。なお、以下では、説明の便宜上、測定具本体１の基準部２に沿う方向を幅方向とし、基端側から先端側に向かう方向（即ち、中辺部６に沿う方向）を高さ方向とする。

前記可動子１０は、測定具本体１の先端側且つ幅方向中間位置、即ち、前記基準部２の中間位置から該基準部２に対して垂直に出退可能に構成される。具体的には、可動子１０は、先細な先端を有する長尺な形状を有し、また、測定具本体１の前記中辺部６上でスライド可能に支持される。なお、可動子１０の変位操作は、種々の方法で行われ、例えば、可動子１０を直接操作するものであってもよく、測定具本体１側に別途設けられるダイヤル等を回すことによって操作するものであってもよい。

そして、曲率測定具は、可動子１０が基準部２より突出する突出量を前記距離として計測するための計測機構を備える。具体的には、計測機構は、測定具本体１と可動子１０とが重なり合う箇所や交差する箇所に設けられるものであり、測定具本体１に設けられる矢印などの指示部７と、可動子１０に形成される目盛りなどの表示部１１とによって構成される。この場合、表示部１１は、高さ方向に沿って形成され、指示部７は、表示部１１を指向するように幅方向に沿って形成される。そして、表示部１１には、可動子１０の突出量に対応した目盛りが設けられており、該目盛りは、例えば、可動子１０の突出量や、該可動子１０の突出量から換算された曲率半径の値や、それらから求められた曲率の値などを表示する。

また、曲率測定具は、折り畳み可能に構成される。具体的には、曲率測定具は、測定具本体１の前記基準部２、枠部３の要部４及び側辺部５のそれぞれが、互いに相対回転可能に連結されるとともに、基準部２が適宜箇所で屈曲可能に構成される。即ち、基準部２は、五つのリンク部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅを回転自在に連結されて構成され、回転部が、幅方向に沿ってそれぞれ三箇所ずつ左右対称に形成される。

最も外側に配置される第一リンク部材２Ａ，２Ｅは、それぞれ前記一対の側辺部５，５に回転可能に連結され、中央の第三リンク部材２Ｃは、前記中辺部６に固定され、第一リンク部材２Ａ，２Ｅ及び第三リンク部材２Ｃの間には、第二リンク部材２Ｂ，２Ｄが配置される。第三リンク部材２Ｃは、前記要部４と同等の長さ寸法を有し、第一リンク部材２Ａ，２Ｅ及び第二リンク部材２Ｂ，２Ｄは、両リンク部材の寸法差が前記側辺部５と中辺部６との寸法差と等しくなるような寸法関係を有する。即ち、側辺部５の寸法をｗ、中辺部６の寸法をｘ、第一リンク部材２Ａ，２Ｅの寸法をｙ、第二リンク部材２Ｂ，２Ｄの寸法をｚとすると、これらは、ｗ−ｘ＝ｙ−ｚの関係式を満たす。

次に、上記構成からなる曲率測定具の使用方法を、以下に説明する。

まず、曲率測定具を展開した状態とする。即ち、曲率測定具が折り畳まれている場合には、基準部２の各リンク部材２Ａ〜２Ｅが一直線状に並ぶ態様とする。次に、曲率測定具の基準部２を測定対象物Ｍの湾曲部位の径内方向からあてがい、基準部２の両端部を該湾曲部位に当接させる。なお、曲率を正確に測定するためには、曲率が一定の領域を認識し、その領域の中心と考えられる箇所が基準部２の両端部の間（好ましくは中間）に位置するように曲率測定具をあてがうのが好ましい。そして、基準部２の両端部が湾曲部位に当接する状態を維持しつつ、先端が湾曲部位に当接する状態となるまで可動子１０を変位させ、突出量の計測を行う。

次に、かかる曲率測定具によって計測された可動子１０の突出量から、該湾曲部位の曲率半径を算出する方法を、図２に基づいて説明する。

曲率半径を算出するためには、円周上に位置する二点Ｐ１，Ｐ２があれば足り、いずれか一方の点Ｐ１における接線Ｌ１と平行且つ他方の点Ｐ２を通る線Ｌ２に対して前記一方の点Ｐ１から下ろした垂線の足を基準点Ｐ３とすれば、曲率半径は、該基準点Ｐ３から二点Ｐ１，Ｐ２に至る二つの線分Ｌ３，Ｌ４の長さを用いて算出することができる。なお、該二つの線分Ｌ３，Ｌ４及び前記二点Ｐ１，Ｐ２で画される線分は、該二点Ｐ１，Ｐ２で画される線分を斜辺とし、垂直な角部を前記基準点Ｐ３の位置に有する直角三角形を形成する態様となる。

即ち、曲率半径をＲとし、可動子１０の突出量（即ち、線分Ｌ３の長さ）をａとし、基準部２の端部から該基準部における可動子１０の出退位置（基準部２の中間位置）までの距離（即ち、線分Ｌ４の長さ）をｂとすると、ピタゴラスの定理によって、Ｒ²＝（Ｒ−ａ）²＋ｂ²という関係式が成立する。これから、例えば、Ｒ＝（ａ²＋ｂ²）／２ａという式が導き出され、突出量ａから曲率半径Ｒを一意的に算出することが可能となる。

なお、このように、曲率半径は突出量から一意的に算出されるため、曲率若しくは曲率半径を測定する場合には、所定の突出量の値ごとに曲率若しくは曲率半径を算出した対応表を作成しておき、計測した突出量に近似する値を基に対応表を用いて曲率若しくは曲率半径の近似値を判断すればよい。また、上述のように、前記計測機構の表示部１１に、突出量の値から換算した曲率半径の値を表示するものであってもよい。

また、曲率測定具を折り畳む方法について、図３に基づいて説明すると、まず展開した状態では、曲率測定具は、正面視台形状を有する（図３（Ａ））。この状態から、一対の側辺部５，５を互いに近接させ、且つ、基準部２の第一リンク部材２Ａ，２Ｅ及び第二リンク部材２Ｂ，２Ｄが基端側（要部４側）に移動するように、曲率測定具を変形させる（図３（Ｂ））。そして、折り畳みが完了すると、図３（Ｃ）に示すように、曲率測定具は、高さ方向に沿う略長方形状となる。

以上のように、第一実施形態に係る曲率測定具によれば、任意の曲率に対応可能であるため、異なる曲率を一つの曲率測定具で測定することができる。また、可動子１０が基準部２の中間位置から該基準部２に対して垂直に出退可能であることから、基準部２の両端部を湾曲部位に当接させると、基準部２は、必然的に可動子１０と湾曲部位との接点における接線に沿う状態となる。そして、前記距離は、可動子１０の突出量を計測することにより、容易に求めることができる。さらに、計測に際して、基準部２の両端部を湾曲部位に当接させた状態を維持しつつ可動子１０を変位させるので、曲率測定具のぶれを防止しつつ計測を確実に行うことができる。

また、曲率測定具は折り畳み可能に構成されるため、測定時には基準部２を展開し、それ以外では基準部２を折り畳んでおくことができ、持ち運びや収納の際に便利である。

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態に係る曲率測定具について、図４に基づいて説明する。なお、第一実施形態と重複する構成については説明を省略する。

第二実施形態に係る曲率測定具は、図４に示すように、測定対象物Ｍの湾曲部位の径外方向からあてがわれるものである。第二実施形態に係る曲率測定具は、第一実施形態に係る曲率測定具と同様の構成を有するが、主に、可動子の構成において異なるものである。

即ち、第二実施形態に係る可動子４０は、測定具本体３０の基準部３１と湾曲部位との接点を間に挟んで互いに離間した二つの位置から該基準部３１に対して垂直に等しく出退可能に設けられる。具体的には、該可動子４０は、前記基準部３１の両端部からそれぞれ該基準部３１に対して垂直に出退する一対の突出部４１，４１を有する。好ましくは、各突出部４１は、それぞれの突出量が等しくなるように構成されており、例えば、突出部４１の基端側が連結体４２によって連結される。さらに、該連結体４２の中間部は、前記測定具本体３０の中辺部３２上でスライド可能に支持される。

また、可動子４０の突出量の計測機構は、第一実施形態と同様に、測定具本体３０と可動子４０とが重なり合う箇所や交差する箇所に設けられ、具体的には、例えば、前記一対の突出部４１，４１と基準部３１との交差箇所や、前記連結体４２と基準部３１との交差箇所などに設けられ得る。

次に、上記構成からなる曲率測定具の使用方法を、以下に説明する。まず、曲率測定具の基準部３１を湾曲部位の径外方向からあてがい、基準部３１を該湾曲部位に当接させる。なお、曲率を正確に測定するためには、曲率が一定の領域を認識し、その領域の中心と考えられる箇所に基準部３１の中間位置が来るように曲率測定具をあてがうのが好ましい。そして、基準部３１が湾曲部位に当接する状態を維持しつつ、前記一対の突出部４１，４１がともに湾曲部位に当接する状態となるまで可動子４０を変位させ、突出量の計測を行う。

以上のように、第二実施形態に係る曲率測定具によれば、可動子４０の有する一対の突出部４１，４１が前記基準部３１の両端部から該基準部３１に対して垂直に出退することから、基準部３１を湾曲部位に当接させつつ該一対の突出部４１，４１が湾曲部位に当接するように可動子４０を変位させると、基準部３１と湾曲部位との接点は、必然的に可動子４０の有する一対の突出部４１，４１が湾曲部位と当接する一対の接点間のほぼ中心に位置する状態となるとともに、基準部３１が該基準部３１と湾曲部位との接点における接線上に乗ることとなり、曲率測定具の位置決めが容易となる。

なお、本発明に係る曲率測定具は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、上記各実施形態においては、基準部又は可動子のいずれか一方が湾曲部位に二箇所で当接することにより、基準部が該二箇所の接点における接線に沿う状態とするものであったが、これに限定されるものではなく、基準部が接点における接線に沿う状態を（例えば、作業者の目視等により）実現できる場合には、基準部及び可動子は、湾曲部位にいずれも一箇所のみで当接するものであってもよい。

また、上記各実施形態においては、突出量の計測機構は、測定具本体と可動子とが交差する箇所に設けられる指示部及び表示部によって構成されるものとして説明したが、計測結果がデジタルに表示されるものであってもよい。

さらに、上記各実施形態においては、測定具本体と可動子とは互いに直交する方向に相対変位するものであったが、これに限定されるものではなく、要するに、測定具本体と可動子とが相対変位可能であって湾曲部位と少なくとも二箇所で当接させることができる曲率測定具であれば、該湾曲部位の曲率を測定することが可能である。

本発明の第一実施形態に係る曲率測定具の正面図を示す。湾曲部位の曲率半径を算出する方法を示す説明図を示す同実施形態に係る曲率測定具を折り畳む方法を示す説明図であって、（Ａ）は、曲率測定具を展開した状態を示し、（Ｂ）は、曲率測定具の折り畳みを行っている状態を示し、（Ｃ）は、曲率測定具を折り畳んだ状態を示す。本発明の第二実施形態に係る曲率測定具の正面図を示す。

符号の説明

１…測定具本体、２…基準部、３…枠部、４…要部、５…側辺部、６…中辺部、７…指示部、１０…可動子、１１…表示部、３０…測定具本体、３１…基準部、４０…可動子、４１…突出部、４２…連結体、Ｍ…測定対象物

Claims

円弧状に湾曲する部位を少なくとも一部に有する測定対象物の該部位の曲率を測定するための曲率測定具であって、
少なくとも一端部が前記湾曲部位に当接可能な測定具本体と、該測定具本体に対して相対変位可能な可動子とを備え、
前記測定具本体又は可動子のいずれか一方と湾曲部位との接点における湾曲部位の接線と、他方と湾曲部位との接点を通り前記接線に平行な線との距離を計測可能に構成されることを特徴とする曲率測定具。
前記測定具本体は、前記湾曲部位の径内方向からあてがわれて両端部が前記湾曲部位に当接する長尺な基準部を備え、
前記可動子は、前記基準部の中間位置から該基準部に対して垂直に出退可能に設けられ、
前記可動子が前記基準部から突出する突出量を前記距離として計測可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の曲率測定具。
前記測定具本体は、前記湾曲部位の径外方向からあてがわれて前記湾曲部位に当接する長尺な基準部を備え、
前記可動子は、前記基準部と湾曲部位との接点を間に挟んで互いに離間した二つの位置から該基準部に対して垂直に等しく出退可能に設けられ、
前記可動子が前記基準部から突出する突出量を前記距離として計測可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の曲率測定具。