JP4627534B2 - 光ファイバケーブルセンサ計測装置用固定治具 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＦＢＧを有する光ファイバケーブルについて計測対象を挟んで二点で固定し、前記計測対象の変位を計測する光ファイバケーブルセンサ計測装置に用いられる一対の固定治具に関するものである。

近年、ＦＢＧつき光ファイバケーブルをいわゆるセンサとして使用し、例えば地盤の変位や変状を長期間にわたって検知する検知装置として適用する例が一般に知られている。
例えば、土木構造物の健全性を計測する際などに、ＦＢＧつき光ファイバケーブルを前記土木構造物の健全性を計測するための計測対象を挟んで２点間で固定し、その間の伸縮などの変位を、ＦＢＧによるひずみから算出して計測し、土木構造物における長期間の変位、変状を検知するがごときである。
そして、時間分割多重化、波長分割多重化などの多重化の方式を問わず、光ファイバケーブルの現地への固定点間に少なくとも1つのＦＢＧを配置する必要があり、前記時間分割多重化、波長分割多重化などの多重化の方式のいずれによっても、現地の状況にあわせて一番ベターな状態で設置されるものとなる。

しかして、この様な構成からなるＦＢＧつき光ファイバケーブルセンサ装置は、すでに、トンネル坑内の内空変位計測や、地盤斜面の変位、ＰＣ橋梁の品質管理などに多く採用されているところである。
ところで、前記ＦＢＧつき光ファイバケーブルセンサ装置を所定の計測箇所に取り付ける固定治具については、特開２００４−１６３２９４号公開公報の図面に記載されたものが一般に知られている。
さらに、ＦＢＧつき光ファイバケーブルの場合、計測箇所が接近しているときには、計測すべき箇所に設置するＦＢＧと、次の計測箇所に設置するＦＢＧとの間においては光ファイバケーブルに所定の長さを確保してから設置しなければならない。

すなわち、光ファイバケーブルの長手方向に配置される複数のＦＢＧについては、たとえ計測箇所が接近していて設置しなくてはならない場合であっても、ＦＢＧ間においては、ある所定の間隔をあけて配置しなければならないのである。なぜなら、いわゆる時間分割多重化によるＦＢＧでは、あまり接近してＦＢＧを複数配置すると、それぞれのＦＢＧでのひずみの検出ができなくなるからである。そこで、近年ではＦＢＧの設置箇所が接近していても、その間の光ファイバケーブルをリールのような部材に巻き取り、これによって所定の長さを確保するとの手法及びそれを実現した固定治具の開発が行われている現状である。
また、波長分割多重化などの多重化の方式を採用し、ＦＢＧ間において、所定の間隔をあけて配置する必要がない場合であったとしても、光ファイバケーブルの現地への固定点間に少なくとも1つのＦＢＧを配置する際に、確実に光ファイバケーブルの長さ調整が行え、しかも確実に所定の設置箇所に固定することが出来る固定治具の開発も行われている。
特開２００４−１６３２９４号公開公報

しかし、前記手法を適用した固定治具には、以下の課題がある。
（１）光ファイバケーブルをリール状に巻いて固定する治具では、該光ファイバケーブルに初期緊張を与える必要があるため、ファイバを巻きなおしたり、ファイバをリール上で移動し締めなおしたりする必要が比較的頻繁に生じる。しかし、当該課題に対応した固定治具は開発されていない。
（２）リールなどの巻き取り部材を計測対象の壁面などに設置する際、ネジなどで固定する必要があるが、該リールに光ファイバケーブルを巻きつけた状態でなくては壁面に固定しにくい。よってこの面でも作業性が悪い。しかし、当該課題に対応した固定治具についても開発されてはいない。
（３）通常、リールなど巻き取り部材の表面は滑らかに形成されており、もって光ファイバケーブルを巻きつけても、前記リール上で光ファイバケーブルが滑ってしまい、計測器として正確に機能しない。そしてかかる課題につき対応した固定治具も開発されてはいない。

かくして、本発明はこれら従来の課題を解消するために創案されたものであり、ファイバを巻きなおしたり、ファイバをリール上で移動し締めなおしたりする必要が比較的頻繁に生じるとの課題に対応できて作業性がよく、光ファイバケーブルを巻きつけた状態でも簡単に壁面に固定でき、巻き取り部材に光ファイバケーブルを巻きつけても、光ファイバケーブルが滑ることがなく、もって設置、固定作業が大幅に向上する光ファイバケーブルセンサ計測装置用固定治具を提供することを目的とするものである。

本発明による光ファイバケーブルセンサ計測装置用固定治具は、
ＦＢＧを有する光ファイバケーブルにつき計測対象を挟んで二点で固定し、前記計測対象の変位を計測する光ファイバケーブルセンサ計測装置用一対の固定治具であり、
前記固定治具は、
長手方向中央において、幅方向に向かい略凹状に湾曲する凹み部が設けられた取付台座と、
前記凹み部両脇一方側の取付台座表面部に一端側が取り付けられた丁番状連結部材と、
前記連結部材の他端側に取り付けられ、該連結部材の回動部を軸として取付台座に着脱自在とされた光ファイバケーブル固定部材と、
を備え、
前記光ファイバ固定部材は、略円柱状をなす回転基部と、該回転基部に回転自在に装着され、外周表面には滑り止め粗面が形成されたリング状光ファイバケーブル巻き取り部を有する、
ことを特徴とし、
または、
前記固定治具は、防錆性、防蝕性を有する金属性部材で形成された、
ことを特徴とするものである。

本発明による光ファイバケーブルセンサ計測装置用固定治具は、
ファイバを巻きなおしたり、ファイバをリール上で移動し締めなおしたりする必要が比較的頻繁に生じた場合でも迅速、確実に対応できて作業性がよく、光ファイバケーブルを巻きつけた状態でも簡単に壁面に固定でき、巻き取り部材に光ファイバケーブルを巻きつけても、光ファイバケーブルが滑ることがなく、もって設置、固定作業が大幅に向上する光ファイバケーブルセンサ計測装置用固定治具を提供できるとの優れた効果を奏する。

以下、本発明を図に示す発明を実施するための最良の形態に基づいて説明する。

図１は本発明の一具体例を示す説明図であり、計測対象１の変位を計測すべく、計測対象１を挟んで、ＦＢＧ２を有する光ファイバケーブル３を二点で固定するものとしている。
ここで、符号３は、本発明による一対の光ファイバケーブルセンサ計測装置用の固定治具であり、該固定治具３，３によりＦＢＧ２を有する光ファイバケーブル１８が所定箇所に調整作業を効率よくして確実に固定されるものとなる。
次に、固定治具３の詳細な構成につき図２及び図３に基づき説明する。

図から理解されるように、固定治具３は、略長方形板状の形状からなる取付台座４と、該取付台座４に装着される光ファイバケーブル固定部材５と、前記取付台座４と光ファイバケーブル固定部材５とを接続する丁番状連結部材６とを有して構成されている。
取付台座４には、その長手方向中央部分において、取付台座４の幅方向に向かい略凹状に湾曲して凹む凹み部７が設けられている。
また、その長手方向両端部には、幅方向に延びる取付固定用の長穴状取付穴８，８が設けられている。

次に、光ファイバ固定部材５は、略円柱状をなす回転基部９と、該回転基部９に回転自在に装着され、外周表面には滑り止め粗面１０が形成されたリング状の光ファイバケーブル巻き取り部１１を有して構成される。
この光ファイバ固定部材５についてもその回転基部９の長手方向両端側に取り付け用の貫通孔１２，１２が設けられており、取付ねじ１３，１３を前記貫通孔１２，１２に螺挿することにより取付台座４に固定できるものとされている。
ここで、前記凹み部７の両脇一方側の取付台座表面部１４には、前記丁番状連結部材６の一端側が取り付けられており、丁番状連結部材６の他端側には光ファイバケーブル固定部材５の回転基部９の一端面１５とが連結されて取り付けられている。
よって、光ファイバケーブル固定部材５は丁番状該連結部材６の回動部１６を軸として、取付台座４に対し、着脱自在になるよう構成されている。
なお、本発明による固定治具３は主として長期間室外において設置されているものであり、防錆性、防蝕性を有する金属性部材、例えばステンレス製で形成されるのが好ましい。

次に本発明による固定治具３を用いての固定作業につき説明する。当該固定作業は以下のような手順で行われる。
まず、計測対象１のある例えば壁面１７の固定すべき箇所に一対の固定治具３，３を長穴状取付穴８，８に取付ねじ１３，１３を通して設置する。
長穴状取付穴８は取付台座４の幅方向に長穴状に形成されており、壁面１７への取付誤差が吸収できるようになっている。
また、この際、光ファイバ固定部材５は丁番状連結部材６によって一端側が接続されているが、丁番状連結部材６は開いた状態としておく。

ここで、取付台座４と光ファイバ固定部材５とは別体ではあるが、丁番状連結部材６によってつながっているため、施工現場において、部品をなくすおそれがなく、しかもたとえば、トンネル内の頂部に逆さまになって取り付けるような場合にも、固定治具３の取り付け作業が行い易いとの利点がある。
そして、丁番状連結部材６は開いた状態で光ファイバケーブル１８を光ファイバケーブル巻き取り部１１の滑り止め粗面１０上に、所定長さ分巻きつける。この巻き付け長さは、設置箇所などの現場の状況によって異なるが、３回以上となる。

次いで、前記巻き付けた状態で丁番状連結部材６を閉じ、光ファイバケーブル固定部材５、すなわちその回転基部９を取付ねじ１３，１３で軽く固定した状態、光ファイバケーブル巻き取り部１１が回転できる状態を保持した上で軽く固定した状態にしておく。
なお、前記のように、取付台座４の長手方向中央部分において、該取付台座４の幅方向に向かい略凹状に湾曲して凹む凹み部７が設けられており、もって、前記取付ねじ１３，１３で軽く固定した状態において光ファイバケーブル巻き取り部１１が回転できる構成になっている。

この状態から光ファイバケーブル巻き取り部１１を回転させ、光ファイバケーブル１８に所定の初期緊張を与える。この際、光ファイバケーブル１８は光ファイバケーブル巻き取り部１１の滑り止め粗面１０上に巻き取られているため、巻き取ってある光ファイバケーブル１８が滑るおそれがない。よって、与えられた所定の初期緊張が緩むおそれがない。
その後、所定の初期緊張が与えられたことをＦＢＧ２から得られるひずみ（波長の変化）によって確認する。
前記の確認が得られた後、取付ねじ１３，１３でかたく締め付け、光ファイバケーブル固定部材５を取付台座４に固定するものとする。

この様に、固定治具３に、主として、丁番状連結部材６と回転式のリールとなる光ファイバケーブル巻き取り部１１とを設けることで、例えば足場の悪い設置箇所において、大量の光ファイバケーブルセンサ計測装置を効率よく設置、固定できることとなった。
すなわち、大量の光ファイバケーブルセンサ計測装置用固定治具３・・・を設置したり、はずしたりすることによる調整作業が本発明によってきわめて効率的に行えるのである。よってこの面からの労力が軽減され、かつ設置費用もきわめて安価にすることができる。
しかも、光ファイバケーブル１８は、光ファイバケーブル巻き取り部１１の滑り止め粗面１０上に巻き取られているため、当該光ファイバケーブル１８が滑るおそれがなく、この面からも調整作業が効率的である。

図６は、トンネル１９の内部に本発明による固定治具３で光ファイバケーブルセンサ式のトンネル覆工壁面の変位計測を計測すべく計測装置を固定した例を示すものである。図６に示すように、本発明による固定治具３であれば、きわめて作業性がよく、迅速、確実に大量の光ファイバケーブルセンサ計測装置を効率よく設置、固定できるのである。

また、図７は、地盤などの斜面２０の挙動監視に光ファイバケーブルセンサ計測装置を使用した例を示すものであり、前記斜面２０にはいわゆる法枠工によるコンクリートブロック２１が敷設されている。
しかして、当該法枠工によるコンクリートブロック２１上に光ファイバ計測装置である地盤などの斜面２０の挙動監視計測装置が本発明の固定治具３により、大量に設置されるものとなる。

本発明による光ファイバケーブルセンサ計測装置用の固定治具は、前述のトンネル覆工壁面の変位計測装置の固定、トンネル内等コンクリート構造物の健全性の監視、地盤などの斜面の挙動監視計測装置の固定、あるいはＰＣ橋梁の品質管理計測装置の固定などに使用される。

本発明の一使用例を説明した説明図である。 本発明による光ファイバケーブルセンサ計測装置用の固定治具の構成を説明する構成説明図（その１）である。 本発明による光ファイバケーブルセンサ計測装置用の固定治具の構成を説明する構成説明図（その２）である。 本発明による光ファイバケーブルセンサ計測装置用の固定治具の構成を説明する断面図（その１）である。 本発明による光ファイバケーブルセンサ計測装置用の固定治具の構成を説明する断面図（その２）である。 本発明による光ファイバケーブルセンサ計測装置用固定治具の使用例を説明する説明図（その１）である。 本発明による光ファイバケーブルセンサ計測装置用固定治具の使用例を説明する説明図（その２）である。

符号の説明

１ 計測対象
２ ＦＢＧ
３ 固定治具
４ 取付台座
５ 光ファイバケーブル固定部材
６ 丁番状連結部材
７ 凹み部
８ 長穴状取付穴
９ 回転基部
１０ 滑り止め粗面
１１ 光ファイバケーブル巻き取り部
１２ 貫通孔
１３ 取付ねじ
１４ 一方側の取付台座表面部
１５ 一端面
１６ 回動部
１７ 壁面
１８ 光ファイバケーブル
１９ トンネル
２０ 斜面
２１ コンクリートブロック

Claims (2)

1. ＦＢＧを有する光ファイバケーブルにつき計測対象を挟んで二点で固定し、前記計測対象の変位を計測する光ファイバケーブルセンサ計測装置用一対の固定治具であり、
   前記固定治具は、
   長手方向中央において、幅方向に向かい略凹状に湾曲する凹み部が設けられた取付台座と、
   前記凹み部両脇一方側の取付台座表面部に一端側が取り付けられた丁番状連結部材と、
   前記連結部材の他端側に取り付けられ、該連結部材の回動部を軸として取付台座に着脱自在とされた光ファイバケーブル固定部材と、
   を備え、
   前記光ファイバ固定部材は、略円柱状をなす回転基部と、該回転基部に回転自在に装着され、外周表面には滑り止め粗面が形成されたリング状光ファイバケーブル巻き取り部を有する、
   ことを特徴とする光ファイバケーブルセンサ計測装置用固定治具。
   
2. 前記固定治具は、防錆性、防蝕性を有する金属性部材で形成された、
   ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブルセンサ計測装置用固定治具。

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