JP2016125330A - 被覆ｐｃ鋼より線 - Google Patents

Abstract

【課題】素線の歪を伝達し易く、かつ光ファイバを保護し易い被覆ＰＣ鋼より線を提供する。【解決手段】複数の鋼製の素線をより合わせたより線と、前記より線の外周を被覆する外周部を有する防食被覆と、前記防食被覆の外周を覆う外側被覆と、前記外側被覆の外周面よりも内側で、前記より線のより溝に対応した箇所に前記より線の伸縮に追従するように設けられる光ファイバとを備える被覆ＰＣ鋼より線。【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバを備える被覆ＰＣ鋼より線に関する。特に、素線の歪を伝達し易く、かつ光ファイバを保護し易い被覆ＰＣ鋼より線に関する。

コンクリート構造物の内側に埋設したり、コンクリート構造物の外側に配置したりして、コンクリート構造物に圧縮力を伝達することでコンクリート構造物を補強する部材（緊張部材）としてＰＣ（プレストレスト・コンクリート）鋼より線に代表されるＰＣ鋼材がある。

例えば、特許文献１には、中空体と、その外周を取り囲むようにより合わされ、緊張力を負担する複数の素線とを備える緊張部材（ＰＣ鋼より線）が開示されている。この緊張部材（ＰＣ鋼より線）の中空体の内部には、歪センサとして用いられる光ファイバと、中空体と光ファイバとの間に充填されて中空体内での光ファイバの位置を保持する充填剤とが設けられている。中空体の内部に光ファイバを収納することで、緊張部材の使用時に光ファイバが損傷することを防止して、緊張部材に生じる歪を、素線、中空体、充填剤を介して光ファイバに伝達させている。

特開２０１０−１３３８７１号公報

上述のような中空体や充填剤を用いることなく、より細い構造で歪の伝達を確実に行え、かつ光ファイバの保護も十分可能な構成が望まれている。この中空体や充填剤を備えることで光ファイバを保護可能な上に光ファイバを素線の伸縮に追従させられる。しかし、中空体や充填剤は緊張部材として実質的に機能しない部材であり、部品点数が多くなる上に、緊張部材の径が大きくなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、素線の歪を伝達し易く、かつ光ファイバを保護し易い被覆ＰＣ鋼より線を提供することにある。

本発明の一態様に係る被覆ＰＣ鋼より線は、複数の鋼製の素線をより合わせたより線と、より線の外周を被覆する外周部を有する防食被覆と、防食被覆の外周を覆う外側被覆と、外側被覆の外周面よりも内側でより線のより溝に対応した箇所により線の伸縮に追従するように設けられる光ファイバとを備える。

上記被覆ＰＣ鋼より線は、素線の歪を伝達し易く、かつ光ファイバを保護し易い。

実施形態１に係る被覆ＰＣ鋼より線を示す概略断面図である。 実施形態１に係る被覆ＰＣ鋼より線を示す概略側面図である。 変形例１−１に係る被覆ＰＣ鋼より線を示す概略断面図である。 変形例１−２に係る被覆ＰＣ鋼より線を示す概略断面図である。 変形例１−２に係る被覆ＰＣ鋼より線を示す概略側面図である。 変形例１−３に係る被覆ＰＣ鋼より線を示す概略断面図である。 変形例１−３に係る被覆ＰＣ鋼より線を示す概略側面図である。 変形例１−４に係る被覆ＰＣ鋼より線を示す概略断面図である。 変形例１−４に係る被覆ＰＣ鋼より線を示す概略側面図である。 実施形態２に係る被覆ＰＣ鋼より線を示す概略断面図である。 変形例２−１に係る被覆ＰＣ鋼より線を示す概略断面図である。 変形例２−２に係る被覆ＰＣ鋼より線を示す概略断面図である。

《本発明の実施形態の説明》
最初に本発明の実施態様の内容を列記して説明する。

（１）本発明の一態様に係る被覆ＰＣ鋼より線は、複数の鋼製の素線をより合わせたより線と、より線の外周を被覆する外周部を有する防食被覆と、防食被覆の外周を覆う外側被覆と、外側被覆の外周面よりも内側でより線のより溝に対応した箇所により線の伸縮に追従するように設けられる光ファイバとを備える。

上記の構成によれば、防食被覆を備えることで、防食被覆のない場合に比較して素線を一様に挙動させ易いため光ファイバによる歪の測定精度を高め易い。また、光ファイバを外側被覆の外周面よりも内側でより溝に対応する箇所に配置することで、光ファイバをより線の伸縮に追従させ易いため、素線の歪を伝達させ易くて精度良く測定し易い。

防食被覆のない場合はより線を緊張した際、素線が偏ることでより溝に対応した箇所に存在する光ファイバに過度な圧縮力が作用する虞があり、歪の測定精度の低下や光ファイバの損傷を招く虞がある。これに対して、上記の構成によれば、防食被覆を備えることでより線を緊張した際の素線の偏りを抑制でき、歪の測定精度の低下や光ファイバの機械的損傷を抑制し易い。また、光ファイバをより溝に対応する箇所に配置することで、光ファイバの両側に配置される素線又は光ファイバを囲む素線により光ファイバを外部環境から保護し易い。その上、被覆ＰＣ鋼より線の包絡円内に光ファイバを配置させ易いため、被覆ＰＣ鋼より線の径が大きくなり難い。

光ファイバを防食被覆と外側被覆との間（境界部）に配置する場合、外側被覆を備えることで光ファイバをより線の伸縮により一層追従させ易い。その上、より線の腐食を抑制し易い。

上記の構成によれば、従来のような中空体や充填剤を備えていないため、部品点数を低減できる。

（２）上記被覆ＰＣ鋼より線の一形態として、光ファイバは、防食被覆の表面におけるより溝に接着剤で固定されていることが挙げられる。

上記の構成によれば、接着剤で光ファイバを防食被覆のより溝に固定するため、光ファイバをより線の伸縮に追従させ易い。

（３）上記被覆ＰＣ鋼より線の一形態として、光ファイバは、接着剤を用いることなく防食被覆により固定されていることが挙げられる。

上記の構成によれば、防食被覆自体で光ファイバを固定できることで、接着剤を不要にでき、接着剤の塗布作業に伴う煩雑さを解消できる。また、接着剤で光ファイバを固定する場合に比較して、長期に亘って光ファイバをより線の伸縮に追従させられると期待できる。

（４）光ファイバが接着剤を用いることなく防食被覆により固定される上記被覆ＰＣ鋼より線の一形態として、光ファイバの一部が防食被覆に埋設されて防食被覆に一体化されていることが挙げられる。

上記の構成によれば、光ファイバの一部が防食被覆に埋設されて一体化されていることで、光ファイバをより線の伸縮に追従させ易い。また、光ファイバが防食被覆から離間し難くできて、光ファイバの脱落を防止し易い。

（５）光ファイバが接着剤を用いることなく防食被覆により固定される上記被覆ＰＣ鋼より線の一形態として、防食被覆は、その表面に光ファイバの一部が圧入される圧入溝が形成されていることが挙げられる。

上記の構成によれば、防食被覆の表面に光ファイバの一部が圧入される圧入溝が形成されていることで、光ファイバをより線の伸縮に追従させ易い。

（６）上記被覆ＰＣ鋼より線の一形態として、防食被覆は、その表面に光ファイバ及び外側被覆との摩擦抵抗を高める凹凸を有することが挙げられる。この場合、この凹凸は、より溝により形成される凹凸よりも小さい凹凸である。

上記の構成によれば、光ファイバと防食被覆との摩擦抵抗と、防食被覆と外側被覆との摩擦抵抗とを高め易いため、光ファイバをより線の伸縮に追従させ易い。

（７）上記被覆ＰＣ鋼より線の一形態として、光ファイバが、より線を構成する外周素線と、外周素線に隣接する内周素線又は中心素線とに囲まれた三重点に配置されていることが挙げられる。

上記の構成によれば、光ファイバが素線に囲まれているため光ファイバを機械的に保護できる。その上、三重点の隙間に光ファイバを配置することで、被覆ＰＣ鋼より線の径が大きくなり難い。

（８）上記被覆ＰＣ鋼より線の一形態として、光ファイバが三重点に配置されている場合、防食被覆は、素線の間に充填される充填部を有することが挙げられる。

上記の構成によれば、充填部により三重点で光ファイバと素線とを一体化できるため、光ファイバをより線の伸縮に追従させ易い。

（９）上記被覆ＰＣ鋼より線の一形態として、光ファイバが三重点に配置されている場合、より線は、中心素線と、中心素線の外周に螺旋状によられた複数の外周素線とを備え、隣り合う外周素線同士の隙間の長さが、光ファイバの径以上であることが挙げられる。

上記の構成によれば、三重点に光ファイバを配置し易い。光ファイバを三重点に配置する際に外周素線同士の間のうち１箇所の間隔を広げて、他の間隔を閉じると、光ファイバの径以上の隙間が形成されるからである。この隙間の長さとは、外周素線同士の間のうち１箇所の間隔を広げて隙間を形成し、他の間隔を閉じたとき、その隙間を形成する二つの外周素線の共通外接線に直交する直線のうち、これら外周素線の各々に外接する直線同士の間の長さを言う。

《本発明の実施形態の詳細》
本発明の実施形態の詳細を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

〔実施形態１〕
図１、図２を参照して、実施形態１に係る被覆ＰＣ鋼より線１ａを説明する。被覆ＰＣ鋼より線１ａは、複数の鋼製の素線２１をより合わせたより線２と、より線２の外周を被覆する外周部３１を有する防食被覆３と、防食被覆３の外周を覆う外側被覆６と、光ファイバ４とを備える。この被覆ＰＣ鋼より線１ａの主たる特徴とするところは、光ファイバ４を外側被覆６の外周面よりも内側でより線２のより溝に対応した箇所（より溝を含む）に配置してより線２と複合する点にある。詳しくは後述するが、光ファイバ４をより線２に複合することで、より線２（素線２１）の伸縮に光ファイバ４を追従させ易く、素線２１の歪を精度良く測定できる。以下、各構成を詳細に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。

［被覆ＰＣ鋼より線］
被覆ＰＣ鋼より線１ａは、例えば、コンクリート構造物の内側に埋設したり、コンクリート構造物の外側に配置したりしてコンクリート構造物を補強する。具体的には、コンクリート構造物の補強は、より線２（素線２１）に緊張力を付与し、その緊張力をコンクリート構造物に圧縮力として伝達することで行う。

（より線）
より線２は、複数の鋼製の素線２１をより合わせて形成される。各素線２１は、緊張力を負担する。素線２１の数は、被覆ＰＣ鋼より線１ａの使用形態（内ケーブルや外ケーブル）などに応じて適宜選択でき、例えば、７本、１９本などが挙げられる。

素線２１の数が７本の場合、より線２の構造は１本の中心素線２１ｃの外周に６本の外周素線２１ｏが螺旋状に撚られた１層より構造である。外周素線２１ｏが、より線２の最外周に位置する。中心素線２１ｃと外周素線２１ｏとは、略同等の径の素線で構成される場合（図１）と、中心素線２１ｃ（外周素線２１ｏ）の径が外周素線２１ｏ（中心素線２１ｃ）の径よりも大きい（小さい）素線で構成される場合（図１１、後述の変形例２−１参照）とがある。

一方、素線の数が１９本の場合、より線の構造は、図示は省略するが、１本の中心素線に対して内側から順に内周素線及び外周素線が螺旋状に撚られた２層より構造であり、代表的には内周素線と外周素線の本数が異なる２つのタイプがある。具体的には、１本の中心素線と９本の内周素線と９本の外周素線とで構成されるタイプと、１本の中心素線と６本の内周素線と１２本の外周素線とで構成されるタイプとがある。前者のタイプでは、中心素線と外周素線は、略同等の径の素線で構成され、内周素線は、中心素線よりも径の小さい素線で構成される。後者のタイプでは、中心素線と内周素線は、略同等の径の素線で構成される。外周素線は、中心素線と略同等の径の素線と、それよりも径の小さい素線とが交互に配置されて構成される。

より線２の隣接し合う３本の素線に囲まれた三重点や、外周素線２１ｃの隣接する２本の素線の間に形成される谷は、より線２の長手に連続するより溝２２で構成される。より線２が１層より構造（素線の数が７本）の場合、三重点の隙間は、中心素線２１ｃと２本の外周素線２１ｏとの間に形成される。より線が２層より構造（素線の数が１９本）の場合、三重点の隙間は、中心素線と２本の内周素線の間、１本の内周素線と２本の外周素線との間、２本の内周素線と１本の外周素線との間に形成される。

ここでは、より線２は、素線２１の数を７本とし、中心素線２１ｃと外周素線２１ｏとが略同等の径で構成された１層より構造で構成されている。より線２には、公知の材質・寸法の素線を用いることができる。

（防食被覆）
防食被覆３は、より線２を外部環境から保護してより線２の腐食を抑制する。防食被覆３は、より線２の外周を被覆する外周部３１を有する。外周部３１は、より線２の外周輪郭に沿った表面を有し、その表面におけるより線２のより溝２２に対応した箇所により溝３２が形成されている。

防食被覆３は、各素線２１の間（三重点）に充填される充填部３３を有していることが好ましい。そうすれば、より線２の隙間に水分などが侵入することを抑制でき、より線２の腐食をより一層抑制し易い。また、後述する実施形態２のように三重点に光ファイバ４が配置される場合（図１０）には、充填部３３を備えることで、三重点で光ファイバ４と素線２１とを充填部３３により固定できて素線２１の伸縮に光ファイバ４を追従させ易い。充填部３３を備える場合、外周部３１と充填部３３とは同一材質で一連に形成されていることが挙げられる。ここでは、外周部３１と同一材質で一連に形成される充填部３３を備える。

防食被覆３の材質は、耐食性に優れる樹脂が挙げられる。そのような樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂などが挙げられる。ここでは、防食被覆３（外周部３１及び充填部３３）をエポキシ樹脂で構成する。

（光ファイバ）
光ファイバ４は、素線２１の歪を測定するセンサとして用いられる。光ファイバ４は、コアとクラッドとで構成されるものを好適に利用できる。コアとクラッドの材質は、プラスチックや石英ガラスが挙げられる。光ファイバ４の構成は、クラッドの外周に一次被覆を備える光ファイバ素線（図示略）や、更に二次被覆を備える光ファイバ芯線（図示略）、更に二次被覆の外周に補強材と補強材の外周を覆う外被とを備える光ファイバコード（図示略）などが利用できる。一次被覆の材質は、例えば、紫外線硬化型樹脂が挙げられる。二次被覆の材質は、例えば、難燃性ポリエステルエラストマーなどが挙げられる。補強材の材質は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などが挙げられる。外被の材質は、難燃性ポリエチレンなどの難燃性ポリオレフィンや、難燃性架橋ポリエチレンなどの難燃性架橋ポリオレフィン、耐熱ビニルなどが挙げられる。ここでは、光ファイバ４の構成は、コアとクラッドの材質を石英ガラスとし、一次被覆及び二次被覆を備える光ファイバ芯線としている。

光ファイバ４の数は、単数でもよいし複数でもよく、歪の測定方式に応じて適宜選択できる。歪の測定方式は、例えば、ＢＯＣＤＡ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｄｏｍａｉｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ）、ＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）、ＦＢＧ（Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）などが挙げられる。測定方式をＢＯＣＤＡとする場合、光ファイバ４の数は２本以上の偶数本とし、測定方式をＢＯＴＤＲやＦＢＧとする場合、光ファイバ４の数は１本以上とする。測定方式をＢＯＣＤＡとする場合、２本の光ファイバ４の両一端部を被覆ＰＣ鋼より線１ａの一端側から引き出して一端部同士を接続し、２本の光ファイバの両他端部を被覆ＰＣ鋼より線１ａの他端側から引き出してＢＯＣＤＡ測定装置（図示略）に接続する。測定方式をＢＯＴＤＲやＦＢＧとする場合、１本の光ファイバ４の一端部を被覆ＰＣ鋼より線１ａの一端側に配置し、光ファイバ４の他端部を被覆ＰＣ鋼より線１ａの他端側から引き出してＢＯＴＤＲ測定装置（図示略）やＦＢＧ測定装置（図示略）に接続する。各測定方式において、光ファイバ４の数を歪測定に必要な本数超とする場合、歪測定に使用しない光ファイバ４を予備として利用できる。

光ファイバ４の配置位置は、外側被覆６の外周面よりも内側で、より線２のより溝に対応した箇所が挙げられる。光ファイバ４を外側被覆６の外周面よりも内側に配置するとは、光ファイバ４を防食被覆３に埋設させることや、防食被覆３と外側被覆６との間（境界部）に配置することは勿論、光ファイバ４を外側被覆６に埋設させる場合を含む。光ファイバ４を外側被覆６に埋設させる場合、光ファイバ４の配置位置は、代表的には防食被覆３の外周近傍が挙げられる。より溝に対応した箇所とは、防食被覆３の外側（外周部３１表面）のより溝３２や、防食被覆３の内側のより溝２２などが挙げられる。光ファイバ４を複数本（例えば２本）備える場合、互いの光ファイバ４が中心素線２１ｃを挟んで互いに対向するより溝２２，３２に設けることが挙げられる。

この光ファイバ４の配置位置に応じて、被覆ＰＣ鋼より線の形態としては、防食被覆３の外側（外周部３１表面）のより溝３２に光ファイバ４を設ける外側配置タイプと、防食被覆３の内側のより溝２２に光ファイバ４を設ける内側配置タイプとがある。外側配置タイプには、より線２の伸縮に対する光ファイバ４の追従を、外周部３１の表面に光ファイバ４を固定することで行う固定タイプと、固定せず光ファイバ４と防食被覆３との摩擦抵抗により行う非固定タイプとがある。固定タイプには、防食被覆３とは独立する固定部材５を別途備える以下の（１）及び（２）の少なくとも一方の形態と、この独立する固定部材５を備えず、防食被覆３自体が固定部材５の機能を兼ねる以下の（３）又は（４）の形態とが挙げられる。非固定タイプは、例えば、防食被覆３の表面に光ファイバ４との摩擦抵抗を高める凹凸７を有することが挙げられる。この凹凸７は、より溝２２、３２により形成される凹凸よりも小さい。非固定タイプとしては、例えば、防食被覆３とは独立する別部材で防食被覆３の表面に凹凸７が形成される以下の（５）の形態と、この別部材を備えず、防食被覆３自体に凹凸７が形成される以下の（６）の形態とが挙げられる。一方、内側配置タイプには、以下の（７）や（８）の形態が挙げられる。

（１）固定部材５が接着剤５１で構成される形態（図２）。
（２）固定部材５が防食被覆３の外周を覆う外側被覆６で構成される形態（図１）。
（３）防食被覆３の外周部３１の表面に光ファイバ４の一部が埋設される形態（図３）。
（４）防食被覆３の外周部３１の表面に光ファイバ４を圧入する圧入溝３４が形成される形態（図４，５）。
（５）凹凸７が防食被覆３の外周部３１表面から一部露出する固体粒子７１により形成される形態（図６，７）。
（６）凹凸７が表面加工により防食被覆３表面に防食被覆３の構成材料で一連に形成される形態（図８，９）。
（７）より線２を構成する隣り合う３本の素線２１に囲まれた三重点（より溝２２）に配置される形態（図１０，１１）。
（８）より線２の隣り合う外周素線２１ｏ同士の間に形成される谷（より溝２２）に配置される形態（図１２）。

ここでは、上記（１）及び（２）の形態を説明する。上記（３）の形態は変形例１−１、上記（４）の形態は変形例１−２、上記（５）の形態は変形例１−３、上記（６）の形態は変形例１−４、上記（７）の形態は実施形態２と変形例２−１、上記（８）の形態は変形例２−２でそれぞれ説明する。

実施形態１では、光ファイバ４の配置位置は、外周部３１の表面のより溝３２である。即ち、光ファイバ４の配置位置は実質的に防食被覆３（外周部３１）と外側被覆６（後述）との境界部であり、光ファイバ４の配置形態はより溝３２に沿った螺旋状である。光ファイバ４を２本備える場合、互いの光ファイバ４が中心素線２１ｃを挟んで互いに対向するより溝３２に設けることが挙げられる（図１）。

（固定部材）
固定部材５は、光ファイバ４を防食被覆３へ固定する（図２）。図２では、説明の便宜上、図１に示す外側被覆６（後述）を省略している。この固定により、より線２の伸縮に光ファイバ４を追従させ易くなり素線２１の歪を精度良く測定し易くなる。固定部材５は接着剤５１で構成されている。接着剤５１の塗布箇所は、光ファイバ４の長手に沿って等間隔の箇所とすることが挙げられる。例えば、光ファイバ４の１ピッチごとに塗布することが挙げられる。そうすれば、接着剤５１の塗布作業が煩雑になり難い上に、より線２の伸縮に追従できる程度に光ファイバ４を外周部３１表面に固定できる。

（外側被覆）
被覆ＰＣ鋼より線１ａは、防食被覆３の外周を覆う外側被覆６を備える。そうすれば、より線２の腐食をより一層抑制し易い。この外側被覆６は、光ファイバ４を防食被覆３へ固定する固定部材５としての機能も期待できる。外側被覆６に固定部材５としての機能を十分に期待できる場合には、上述の接着剤５１を省略してもよい。外側被覆６の外周面は、より溝が形成されない円筒状面で構成されている。外側被覆６の材質は、例えば、ＰＥ樹脂が挙げられる。

［被覆ＰＣ鋼より線の製造方法］
上述の被覆ＰＣ鋼より線１ａの製造は、以下の準備工程、固定工程、押出工程を備える被覆ＰＣ鋼より線の製造方法により行える。

（準備工程）
準備工程は、より線２及び防食被覆３を備える被覆線と光ファイバ４とを準備する。上記被覆線の準備は、作製された被覆線を準備することで行ってもよいし、より線２に対して防食被覆３を形成して被覆線を作製することで行ってもよい。より線２は、中心素線２１ｃの外周上に６本の外周素線２１ｏを螺旋状により合わせることで形成できる。

防食被覆３の形成は、公知の粉体塗装で行える。粉体塗装する際には、目板でより線２の外周素線２１ｏのよりを解いておく。よりが解かれた外周素線２１ｏ同士の間には隙間が形成されて、外周素線２１ｏと中心素線２１ｃとの間に構成樹脂を十分に供給でき、中心素線２１ｃ及び外周素線２１ｏの外周に防食被覆３の構成樹脂（エポキシ樹脂）を塗装できる。これらの外周素線２１ｏを再び中心素線２１ｃ上により戻した後、塗装した樹脂を冷却する。このより解きとより戻しにより中心素線２１ｃと２本の外周素線２１ｏとの間の三重点に隙間が形成されることなく充填部３３を形成し、かつ外周素線２１ｏの外周に外周素線２１ｏの螺旋状の外周輪郭に沿った外周部３１を形成して防食被覆３を形成する。

（固定工程）
固定工程は、光ファイバ４を防食被覆３のより溝３２に配置し、接着剤５１を塗布して固定する。ここでは、接着剤５１を光ファイバ４の１ピッチごとに塗布する（図２）。

（押出工程）
押出工程は、防食被覆３の外周に外側被覆６の構成樹脂であるＰＥ樹脂を押出成形して外側被覆６を形成する。そうして、光ファイバ４が防食被覆３と外側被覆６との間に固定される。

〔作用効果〕
被覆ＰＣ鋼より線１ａによれば、以下の効果を奏することができる。
（１）光ファイバ４を防食被覆３のより溝３２に設けることで、光ファイバ４をより線２の三重点に設ける場合に比較して設け易い。
（２）光ファイバ４をより線２の三重点に設ける場合に比較して、素線２１のよりを解く必要がないため、歪測定装置に接続するために光ファイバ４の一端部を被覆ＰＣ鋼より線１ａの一端側から引き出しやすい。
（３）光ファイバ４を防食被覆３のより溝３２に接着剤５１で固定することで、光ファイバ４をより線２の伸縮に追従させ易い。
（４）光ファイバ４を防食被覆３のより溝３２に接着剤５１で固定することで、従来のような中空体や充填剤を不要にできるため、部品点数を低減できる。
（５）外側被覆６を備えることで、光ファイバ４を覆うことができるため光ファイバ４を保護し易い上に、仮に接着剤５１が外れても光ファイバ４の脱落を防止できる。

〔変形例１−１〕
図３を参照して、変形例１−１の被覆ＰＣ鋼より線１ｂを説明する。被覆ＰＣ鋼より線１ｂは、実施形態１のような接着剤５１（図２）を用いることなく防食被覆３自体で光ファイバ４を防食被覆３の表面に固定する点が実施形態１の被覆ＰＣ鋼より線１ａと相違し、その他の点は実施形態１の被覆ＰＣ鋼より線１ａと同様である。即ち、被覆ＰＣ鋼より線１ｂは、より線２と防食被覆３と光ファイバ４と外側被覆６とで構成される。以下、この相違点を中心に説明し、同様の構成については説明を省略する。

光ファイバ４は、その一部が防食被覆３の外周部３１の表面に埋設されて、防食被覆３と一体化されている。この一体化により、より線２の伸縮に光ファイバ４を追従させ易くなり素線２１の歪を精度良く測定し易くなる。光ファイバ４の残部は、外周部３１の表面から露出し、外側被覆６に覆われる。防食被覆３の外周部３１の表面には、光ファイバ４が埋設されることで形成される凹部３４が形成されている。この凹部３４は、光ファイバ４の螺旋に沿って螺旋状に形成されている。

被覆ＰＣ鋼より線１ｂの製造は、実施形態１で説明した防食被覆３の形成途中に光ファイバ４を配置することで行える。具体的には、一旦よりを解いた外周素線２１ｏを再び中心素線２１ｃ上により合わせた後、光ファイバ４を樹脂の表面に押し付けてから樹脂を冷却する。そうすれば、光ファイバ４の一部が防食被覆３の外周部３１表面に埋設されて、防食被覆３と一体化させることができる。

〔変形例１−２〕
図４，図５を参照して、変形例１−２の被覆ＰＣ鋼より線１ｃを説明する。被覆ＰＣ鋼より線１ｃは、防食被覆３自体で光ファイバ４を防食被覆３の表面に固定する構成が変形例１−１の被覆ＰＣ鋼より線１ｂと相違する。即ち、被覆ＰＣ鋼より線１ｃは、接着剤を用いない点やその他の構成は変形例１−１と同様であり、より線２と防食被覆３と光ファイバ４と外側被覆６とで構成される。以下、この相違点を中心に説明し、同様の構成については説明を省略する。

防食被覆３は、外周部３１の表面に光ファイバ４を圧入する圧入溝３５が形成されている。圧入溝３５に光ファイバ４を圧入することで、光ファイバ４を防食被覆３に固定でき、光ファイバ４をより線２の伸縮に追従させ易くなる。

圧入溝３５は、より溝３２の長手全長に亘って形成されていてもよいし、より溝３２の長手に部分的に形成されていてもよい。ここでは、図５に示すように、より溝３２の長手全長に亘って形成されている。なお、図５では、説明の便宜上、図４に示す外側被覆６を省略し、光ファイバ４を防食被覆３（圧入溝３５）に対して分離して示している。

圧入溝３５の幅は、光ファイバ４の直径と略同等か少し小さくすることが挙げられる。そうすれば、光ファイバ４を損傷させることなく圧入させ易く、圧入溝３５への配置後に光ファイバ４が圧入溝３５から脱落し難い。圧入溝３５の深さは、光ファイバ４が脱落しない程度で適宜選択でき、例えば、光ファイバ４の径と同等程度とすることが挙げられる。圧入溝３５の形成は、防食被覆３を形成後に切削加工などで行える。

〔変形例１−３〕
図６，図７を参照して、変形例１−３の被覆ＰＣ鋼より線１ｄを説明する。被覆ＰＣ鋼より線１ｄは、光ファイバ４を防食被覆３に固定することなく、光ファイバ４と防食被覆３との摩擦抵抗でより線２の伸縮に対して光ファイバ４を追従させる点が、実施形態１や変形例１−１，１−２と相違する。その他の構成は、実施形態１や変形例１−１，１−２と同様である。以下、この相違点を中心に説明し、同様の構成については説明を省略する。なお、図７では、説明の便宜上、図６に示す外側被覆６を省略し、光ファイバ４を防食被覆３（より溝３２）に対して分離して示している。

被覆ＰＣ鋼より線１ｄは、実施形態１と同様のより線２、防食被覆３、及び光ファイバ４と、光ファイバ４との摩擦抵抗を高める凹凸７を形成する固体粒子７１と、外側被覆６とで構成される。ここでは、固体粒子７１は、防食被覆３とは別部材で構成され、防食被覆３の外周部３１表面からその一部が露出し、外周部３１にその残部が埋設されている。この固体粒子７１により、光ファイバ４と防食被覆３との摩擦抵抗、及び防食被覆３と外側被覆６との摩擦抵抗を高められることで、光ファイバ４をより線２の伸縮により一層追従させ易い。固体粒子７１は、砂など公知のものを利用できる。

被覆ＰＣ鋼より線１ｄの製造は、変形例１−１の被覆ＰＣ鋼より線１ｂの製造過程において、より線２に塗装した樹脂に光ファイバ４を押し付ける代わりに、固体粒子７１を吹き付けてから樹脂を冷却することで行える。そうして、固体粒子７１の一部をエポキシ樹脂表面から露出させて、残部を樹脂に埋設させられる。光ファイバ４を固体粒子７１の埋設された面に接触させて配置し、その外周部に溶融した外側被覆６の構成樹脂を押出加工することで光ファイバ４は外側被覆６の構成材料に埋設される。その後、外側被覆６の構成樹脂を冷却することでその構成樹脂が収縮して外側被覆６が固体粒子７１の埋設された面に密着する。外側被覆６の材質は、上述したようにＰＥ樹脂が好ましい。

〔変形例１−４〕
図８，図９を参照して、変形例１−４の被覆ＰＣ鋼より線１ｅを説明する。被覆ＰＣ鋼より線１ｅは、摩擦抵抗でより線２の伸縮に対して光ファイバ４を追従させる凹凸７が防食被覆３自体に形成されている点が変形例１−３と相違し、その他の点は変形例１−３と同様である。即ち、被覆ＰＣ鋼より線１ｅは、より線２と防食被覆３と光ファイバ４と外側被覆６とで構成されている。以下、この相違点を中心に説明し、同様の構成については説明を省略する。

凹凸７は、防食被覆３の表面に防食被覆３の構成材料で一連に形成される。この凹凸７は、筋状の凹部と凸部とが交互に形成されている。凹凸７の凹部及び凸部の長手は、以下の（１）又は（２）の方向に沿って形成することが挙げられる。（１）より線２の螺旋方向、（２）より線２の螺旋方向と反対の螺旋方向。上記（１）、（２）の方向であれば、光ファイバ４と凹凸７とを交差させられて、光ファイバ４と凹凸７との摩擦と、凹凸７と外側被覆６との摩擦とを高め易いため、光ファイバ４をより線２の伸縮に追従させ易い。ここでは、図９に示すように、凹凸７の凹部及び凸部の長手をより線２の螺旋方向と反対の螺旋方向に沿って形成している。なお、図９では、説明の便宜上、図８に示す外側被覆６を省略し、光ファイバ４を防食被覆３（より溝３２）に対して分離して示している。その他、防食被覆３の厚い（薄い）箇所を軸方向に沿って所定の間隔で形成することもできる。即ち、防食被覆３の表面に一様な高さの凸環部とそれよりも径の小さい凹環部とが長手方向に交互に形成されている節形状とすることができる。

被覆ＰＣ鋼より線１ｅは、実施形態１の被覆ＰＣ鋼より線１ａの製造過程において、外周素線２１ｏをより戻した後、塗装した樹脂を冷却する前に、内周面に凹凸が形成されたローラーに通すことで形成できる。

〔実施形態２〕
図１０を参照して、実施形態２の被覆ＰＣ鋼より線１ｆを説明する。被覆ＰＣ鋼より線１ｆは、主として光ファイバ４を防食被覆３の内側のより溝２２に設ける内側配置タイプである点が実施形態１の被覆ＰＣ鋼より線１ａと相違する。以下、この相違点を中心に説明し、同様の構成及び効果については説明を省略する。

被覆ＰＣ鋼より線１ｆは、より線２と防食被覆３と光ファイバ４と外側被覆６とを備える。防食被覆３の材質は、ＰＥ樹脂としている。光ファイバ４の構成は、コアとクラッドの材質を石英ガラスとし、一次被覆を備える光ファイバ素線としている。光ファイバ４の配置位置は、より線２を構成する隣り合う３本の素線２１（中心素線２１ｃと２本の外周素線２１ｏ）に囲まれた三重点に形成されるより溝２２としている。光ファイバ４は、このより溝２２において、防食被覆３の充填部３３でより線２と一体に固定されている。三重点は、素線の数が７本のより線の場合を説明したが、素線の数が１９本のより線の場合、上述した種々の素線間、例えば外周素線と内周素線とで囲まれた空間が挙げられる。三重点は、外周素線と内周素線の線径にもよるが、２本の外周素線と１本の内周素線とで囲まれる空間が挙げられる。

被覆ＰＣ鋼より線１ｆの製造は、より線２の三重点に形成されるより溝２２に光ファイバ３が配置された複合線を準備し、その複合線の外周をＰＥ樹脂で覆うと共に、素線２１の間にＰＥ樹脂を充填して防食被覆３を形成する。上記複合線の作製は、以下の（１）〜（４）のいずれかの方法で行える。

（１）光ファイバ４の圧送
より線２の外周を収縮チューブなどの筒状部材（図示略）で囲み、より線２の外側へ流体が逃げず、より線２の軸方向に流路が形成されるようにする。その後、圧縮空気で光ファイバ４を圧送して、より線２の三重点に形成されるより溝２２に光ファイバ４を挿入する。

（２）光ファイバ４のより合わせ
中心素線２１ｃ上に６本の外周素線２１ｏを螺旋状により合わせる際、光ファイバ４をより合わさったより線２の三重点に配置されるように外周素線２１ｏと共により合わせる。

（３）光ファイバ４の引き入れ
中心素線２１ｃ上に６本の外周素線２１ｏを螺旋状により合わせる際、光ファイバ４よりも細いワイヤを、より合わさったより線２の三重点に配置されるように外周素線２１ｏと共により合わせる。続いて、より線２の一端側のワイヤの先端に光ファイバ４を接続する。そして、より線２の他端側からワイヤを引き抜くことで光ファイバ４を三重点に引き入れる。

（４）外周素線２１ｏの解撚と光ファイバ４の配置
中心素線２１ｃ上に６本の外周素線２１ｏを螺旋状により合わせてより線２を作製する。このより線２の１本の外周素線２１ｏのよりを解く。そうすると、外周素線２１ｏ同士の間に外周素線２１ｏの１本分の隙間が螺旋状に形成される。次に、その隙間に光ファイバ４を配置する。そして、その隙間を埋めるようによりを解いた外側素線２１ｏを配置する。

以上（１）〜（４）のいずれかの方法により上記複合線を作製したら、より線２の外周に溶融状態のＰＥ樹脂を押出する。このとき、より線２を一旦解かなくてもよい。そして、より線２の外周に押し出されたＰＥ樹脂により線２の外周側から圧力を付与して外周素線２１ｏと中心素線２１ｃとの間にＰＥ樹脂を充填する。この状態で、ＰＥ樹脂を冷却することで、中心素線２１ｃと２本の外周素線２１ｏとの間の三重点に隙間が形成されることなくＰＥ樹脂が充填された充填部３３と、外周素線２１ｏの外周に外周素線２１ｏの螺旋状の輪郭に沿った外周部３１とが一連に形成された防食被覆３を形成できる。

〔作用効果〕
実施形態２の被覆ＰＣ鋼より線１ｆによれば、以下の効果を奏する事ができる。
（１）光ファイバ４をより線２の三重点に配置することで、光ファイバ４は３本の素線に囲まれるため、光ファイバ４をより一層保護し易い。
（２）光ファイバ４を三重点で防食被覆３の充填部３３により素線２１と一体に固定されているため、光ファイバ４をより線２の伸縮に追従させ易い。
（３）三重点の隙間を有効活用できるため、被覆ＰＣ鋼より線１ｆの径が大きくなり難い。
（４）接着剤が不要であり、さらに部品点数を低減できる。

〔変形例２−１〕
図１１を参照して、変形例２−１の被覆ＰＣ鋼より線１ｇを説明する。被覆ＰＣ鋼より線１ｇは、中心素線２１ｃと外周素線２１ｏの径が異なる点が、実施形態２の被覆ＰＣ鋼より線１ｆと相違し、その他の点は実施形態２の被覆ＰＣ鋼より線１ｆと同様である。即ち、被覆ＰＣ鋼より線１ｇは、より線２と防食被覆３と光ファイバ４とで構成され、より線２の三重点に形成されるより溝２２に光ファイバ４が配置されている。以下、この相違点を中心に説明し、同様の構成については説明を省略する。

外周素線２１ｏの径及び中心素線２１ｃの径は、以下の（１）及び（２）の条件を満たした上で、互いに異ならせるように適宜選択するとよい。
（１）外周素線２１ｏ及び中心素線２１ｃの全素線の総合計断面積が、実施形態２のような外周素線２１ｏ及び中心素線２１ｃの径が略同等である場合と同等程度となる。
（２）隣り合う外周素線２１ｏ同士の隙間の長さが、光ファイバ４の径以上である。この隙間の長さとは、外周素線２１ｏ同士の間のうち１箇所の間隔を広げて隙間を形成し、他の間隔を閉じたとき、その隙間を形成する二つの外周素線２１ｏの共通外接線に直交する直線のうち、これら外周素線２１ｏの各々に外接する直線同士の間の長さを言う。即ち、中心素線２１ｃ上に外周素線２１ｏをより合わせた際に隣り合う外周素線２１ｏ同士の間のうち、１箇所の間隔が光ファイバ４の径よりも大きくなる。

これら（１）及び（２）の条件を満たすことで、外周素線２１ｏ同士の間に挿通させ易い適当な工具（例えばローラーカッターなど）で隙間を確保すると光ファイバ４を三重点に配置し易い上に、より線２の外径（包絡円の径）が大きくなり難い。ここでは、外周素線２１ｏ及び中心素線２１ｃの径が略同等である場合に比較して、中心素線２１ｃを少し大きくし、外周素線２１ｏを少し小さくしている。

光ファイバ４の構成は、光ファイバ素線でもよいし、光ファイバ芯線でもよい。ここでは、光ファイバ４の構成は、光ファイバ芯線としている。

被覆ＰＣ鋼より線１ｇの製造は、次のようにして行える。まず、より線２と光ファイバ４とを準備する。続いて、より線２における隣り合う外周素線２１ｏ同士の間のうち１箇所の間隔を広げ、他の間隔は閉じて、光ファイバ４を広げた間隔からより線２の三重点のより溝２２に沿って配置する。次に、中心素線２１ｃを挟んでその間隔を広げた箇所と対向する箇所の外周素線２１ｏ同士の間の間隔を広げて、同様にして光ファイバ４を配置する。そうして複合線を作製する。次に、複合線の外周に溶融状態のＰＥ樹脂を押し出し、このＰＥ樹脂を冷却する。外周素線２１ｏの径が中心素線２１ｃに比較して小さいため、隣り合う外周素線２１ｏ同士の間には隙間が形成される。そのため、実施形態２で説明したような複合線の作製方法を用いることなく光ファイバ４を三重点に配置して複合線を作製できるので、光ファイバ４の配置が容易である。また、防食被覆３の形成の際、より線２のよりを解いたり、溶融状態のＰＥ樹脂に対して外周から圧力を付与したりしなくても外周素線２１ｏと中心素線２１ｃとの間にＰＥ樹脂を容易かつ十分に供給できる。

〔変形例２−２〕
図１２を参照して、変形例２−２の被覆ＰＣ鋼より線１ｈを説明する。被覆ＰＣ鋼より線１ｈは、光ファイバ４の配置位置が実施形態２の被覆ＰＣ鋼より線１ｆと相違し、その他の点は実施形態２と同様である。即ち、被覆ＰＣ鋼より線１ｈは、より線２と防食被覆３と光ファイバ４とで構成されている。以下、この相違点を中心に説明し、同様の構成については説明を省略する。

光ファイバ４の構成は、光ファイバ素線でもよいし、光ファイバ芯線でもよい。ここでは、光ファイバ４の構成は、光ファイバ芯線としている。光ファイバ４の配置位置は、隣接する外周素線２１ｏ同士の間に形成されるより溝２２としている。光ファイバ４の配置位置を隣接する外周素線２１ｏ同士の間のより溝２２とすることで、光ファイバ４をより線２の三重点に形成されるより溝２２に配置する場合に比較して光ファイバ４の配置が容易である。

被覆ＰＣ鋼より線１ｈは、より線２と光ファイバ４とを準備し、隣接する外周素線２１ｏ同士の間のより溝２２に光ファイバ４を配置した後、実施形態２と同様にして防食被覆３を形成することで行える。

なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、図４，５を参照して上述の変形例１−２で防食被覆３が圧入溝３５を備える形態を説明したが、圧入溝３５ではなく圧入溝３５よりも広くて光ファイバ４を圧入することなく収納できる収納溝を備える形態とすることができる。この場合、光ファイバ４を収納溝内で接着剤により固定したり、光ファイバ４を収納溝に配置して外側被覆６により収納溝を封止したりする。そうすれば、光ファイバ４の収納溝からの脱落を防止できる上に、光ファイバ４をより線２の伸縮に追従させ易い。

本発明の一態様に係る被覆ＰＣ鋼より線は、コンクリート構造物の内側に埋設したり、コンクリート構造物の外側に配置したりしてコンクリート構造物を補強することに好適に利用できる。また、本発明の一態様に係る被覆ＰＣ鋼より線は、光ファイバをセンサとしてより線全長に亘る緊張状態を確認することに好適に利用できる。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ 被覆ＰＣ鋼より線
２ より線
２１ 素線 ２１ｃ 中心素線 ２１ｏ 外周素線
２２ より溝
３ 防食被覆
３１ 外周部 ３２ より溝 ３３ 充填部
３４ 凹部 ３５ 圧入溝
４ 光ファイバ
５ 固定部材
５１ 接着剤
６ 外側被覆
７ 凹凸
７１ 固体粒子

Claims (9)

1. 複数の鋼製の素線をより合わせたより線と、
   前記より線の外周を被覆する外周部を有する防食被覆と、
   前記防食被覆の外周を覆う外側被覆と、
   前記外側被覆の外周面よりも内側で、前記より線のより溝に対応した箇所に前記より線の伸縮に追従するように設けられる光ファイバとを備える被覆ＰＣ鋼より線。
2. 前記光ファイバは、前記防食被覆の表面における前記より溝に接着剤で固定されている請求項１に記載の被覆ＰＣ鋼より線。
3. 前記光ファイバは、接着剤を用いることなく前記防食被覆により固定されている請求項１に記載の被覆ＰＣ鋼より線。
4. 前記光ファイバの一部が前記防食被覆に埋設されて前記防食被覆に一体化されている請求項３に記載の被覆ＰＣ鋼より線。
5. 前記防食被覆は、その表面に前記光ファイバの一部が圧入される圧入溝が形成されている請求項３に記載の被覆ＰＣ鋼より線。
6. 前記防食被覆は、その表面に前記光ファイバ及び前記外側被覆との摩擦抵抗を高める凹凸を有し、
   前記凹凸は、前記より溝により形成される凹凸よりも小さい凹凸である請求項１に記載の被覆ＰＣ鋼より線。
7. 前記光ファイバが、前記より線を構成する外周素線と、前記外周素線に隣接する内周素線又は中心素線とに囲まれた三重点に配置されている請求項１に記載の被覆ＰＣ鋼より線。
8. 前記防食被覆は、前記素線の間に充填される充填部を有する請求項７に記載の被覆ＰＣ鋼より線。
9. 前記より線は、中心素線と、前記中心素線の外周に螺旋状によられた複数の外周素線とを備え、
   隣り合う前記外周素線同士の隙間の長さが、前記光ファイバの径以上である請求項７又は請求項８に記載の被覆ＰＣ鋼より線。

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