JP5812536B2

JP5812536B2 - 介在ユニット及びそれを用いた管路内ケーブルの移動防止方法

Info

Publication number: JP5812536B2
Application number: JP2012183146A
Authority: JP
Inventors: 貴五十嵐; 康之海老沼
Original assignee: Viscas Corp
Current assignee: Viscas Corp
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2015-11-17
Anticipated expiration: 2032-08-22
Also published as: JP2014042391A

Description

本発明は、二つの部材の間に介在させて二つの部材のズレやガタツキ等を防止するために用いる介在ユニットと、それを用いた管路内ケーブルの移動防止方法に関するものである。

道路下の管路内に布設されたケーブルが路面を走行する車両による地盤振動で車両進行方向に移動する現象は、古くから“波乗り移動現象”として知られている。このケーブル移動に伴い発生する過大な張力で、ケーブルやケーブル接続部が損傷する例が数多くあり、従来からケーブルの波乗り移動防止対策は重要な課題となっている。

ケーブルの波乗り移動発生には種々の要因が関与し、その防止対策についても各種の案が考えられるが、既設のケーブル線路に適用できる波乗り移動防止対策は限られている。一般に採用されている方法は、人孔内の管路口でケーブルをクリートによって拘束する方法である。この方法は、人孔内に突き出したケーブルのオフセットの始点となるケーブル直線部分を二つ割り型のクリートで把持し、これを人孔内壁に固定するものである（特許文献１）。

また、管路口ではなく、管路の中で、ケーブルと管路内面の間に、空気圧入により径方向に膨張する可変押さえ具を介挿し、可変押さえ具に空気を圧入して可変押さえ具を膨張させることにより、管路内面とケーブル外面に面圧をかけて、ケーブルの移動を防止する方法も提案されている（特許文献２）。

実開平４−６４９３３号公報特開２００５−２５３２４１号公報

しかし、クリートでケーブルを拘束する方法では、人孔内でケーブルのオフセットをとる必要上、クリートを設置できるケーブル直線部分の長さは僅かしか得られず、複数のクリートを設置することはできない。このため、クリートでは十分な拘束力を得ることが難しく、ケーブルの波乗り移動を確実に防止することは困難である。

また、空気圧入により径方向に膨張する可変押さえ具を用いる方式は、人孔内の設置スペースが不要となる利点はあるが、空気漏れ等により圧力が低下すると、ケーブル移動防止に必要な摩擦力が得られなくなるため、定期的なメンテナンスが必要となる等の問題がある。

本発明の目的は、二つの部材の間（例えば管路内面とケーブルの間）に設置すると、殆どメンテナンスを必要とすることなく安定的に介在物としての機能を発揮する介在ユニットと、それを用いた管路内ケーブルの移動防止方法を提供することにある。

本発明に係る介在ユニットは、長さ方向と直角な方向に外力を加えて収縮させたのち外力を解放すると弾性反発力により長さ方向と直角な方向に膨張する膨張部材と、この膨張部材に長さ方向と直角な方向に外力を加えて膨張部材を収縮させた状態に保持する拘束部材とを備え、前記拘束部材は膨張部材の外周から取り外し可能となっており、二部材間の隙間に挿入して拘束部材を取り外すと膨張部材が長さ方向と直角な方向に膨張して、二部材間で突っ張り力を発揮し、前記拘束部材は、前記膨張部材にらせん状に巻き付けられた紐状体からなることを特徴とするものである。

本発明で用いる膨張部材は、シリコーンゴムチューブであることが好ましい。

本発明で用いる膨張部材は、二枚の平行な板状体の間に複数のコイルばねを設置したものとすることもできる。

本発明に係る管路内ケーブルの移動防止方法は、管路とその中に布設されたケーブルの間の隙間に前述したいずれかの介在ユニットを挿入した後、拘束部材を取り外し、膨張部材を長さ方向と直角な方向に膨張させて、管路内面とケーブル外面の間で突っ張り力を発揮させ、管路内面と膨張部材の間及び膨張部材とケーブルの間の摩擦力でケーブルの移動を防止することを特徴とするものである。

本発明に係る介在ユニットは、二部材間の隙間に挿入して拘束部材を取り外すと、膨張部材が弾性反発力により膨張して、二部材間で突っ張り力を発揮するので、二部材間のズレやガタツキ等を防止できる。また、管路内面とケーブルの間に介在させれ、人孔内にケーブル移動防止のためのスペースを確保する必要がないので、人孔内でケーブルのオフセットを十分にとることができるとともに、設置後は殆どメンテナンスを必要とすることなく安定的にケーブル移動防止機能を発揮することができる。

（Ａ）は本発明に係る介在ユニットの一実施例を示す側面図、（Ｂ）、（Ｃ）はこの実施例に用いるシリコーンゴムチューブ（膨張部材）の側面図及び正面図、（Ｄ）はこの実施例に用いる拘束部材の拡大断面図。（Ａ）〜（Ｃ）は図１（Ａ）の介在ユニットの膨張部材を二つの部材の間に介在させる手順を示す側面図。図１（Ａ）の介在ユニットを用いた管路内ケーブルの移動防止方法の一実施例を示す、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図。図１（Ａ）の介在ユニットを用いた管路内ケーブルの移動防止方法の他の実施例を示す正面図。本発明に係る介在ユニットの他の参考例を示す、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図。図５の介在ユニットの膨張部材を二つの部材の間に介在させる過程を示す側面図。（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る介在ユニットのさらに他の実施例を示す側面図及び正面図、（Ｃ）、（Ｄ）はこの実施例に用いる膨張部材の側面図及び正面図。[発明を実施するための形態][実施例]

＜実施例１＞図１（Ａ）は本発明に係る介在ユニットの一実施例を示す。この介在ユニット１は、同図（Ｂ）、（Ｃ）に示す膨張部材２を、同図（Ｄ）に示す拘束部材３で収縮した状態に保持したものである。

膨張部材２は、円筒状のシリコーンゴムチューブからなり、径方向に外力を加えて縮径させたのち外力を解放すると弾性反発力により膨張して元の径に復元するだけの弾性を有するものである。

拘束部材３は、シリコーンゴムチューブからなる膨張部材２の外周にらせん状に巻き付けられた状態で、膨張部材２を縮径した状態に保持するものである。拘束部材３は、熱可塑性プラスチック例えばポリプロピレンやポリエチレン等の紐状体で構成するとよい。また、拘束部材３は、断面形状を図示のように略横「己」字形にしておくと、らせん状に巻き付けるときに両側縁が噛み合って、巻き付け状態を安定的に保持できるので好ましい。らせん巻きした拘束部材３の一端側は他端側へ引き戻されており、引き戻された部分３ａを他端側で引っ張ることにより、拘束部材３のらせん巻き状態を一端側から順次解体して、膨張部材２の外周から取り外すことができるようになっている。なお、らせん巻きした拘束部材３は、巻き付け状態を保持するために、隣接部の一部を溶着しておいてもよい。この場合の溶着は、拘束部材を取り外すときに容易に分離できる程度とする。

シリコーンゴムチューブからなる膨張部材２の外力を加えないときの外径は、それを介在させようとする二部材間の隙間の間隔より十分大きく設定されている。また、膨張部材２の外周にらせん状に巻き付けた状態の拘束部材３の外径は、膨張部材２を介在させようとする二部材間の隙間の間隔より小さく設定されている。また、膨張部材２の外径及び肉厚は、介在ユニット１を二部材間の隙間に挿入して、拘束部材３を取り外したときに、二部材間で必要とする突っ張り力が発揮できる大きさに設定される。

図２（Ａ）〜（Ｃ）は上述した介在ユニット１の使用方法を示す。まず（Ａ）に示すように介在ユニット１を二つの部材４、５の間の隙間Ｓに挿入する。次に拘束部材３の引き戻し端側３ａを引っ張ると、（Ｂ）に示すように拘束部材３のらせん巻き状態が一端側から順次解体され、解体された区間では膨張部材２が膨張し、弾性反発力により二部材４、５の内面に密接する。拘束部材３を全部取り外すと、（Ｃ）に示すように膨張部材２の全長が二部材４、５の内面に密接し、突っ張り力を発揮するので、二部材４、５の相対的なズレやガタツキ等を防止することができる。一般的には、二部材４、５の一方は固定体、他方は可動体であり、膨張部材２は、その弾性反発力で固定体及び可動体との摩擦力を増大させて固定体に対する可動体のズレを防止したり、可動体のガタツキを防止したりするものである。

図３（Ａ）、（Ｂ）は、管路６とケーブル７の間の隙間Ｓに、図２と同様にして介在ユニットの膨張部材２を介在させた場合である。シリコーンゴムチューブからなる膨張部材２が、その弾性反発力により管路６の内面とケーブル７の外面に密接するため、管路６と膨張部材２、膨張部材２とケーブル７の間で大きな摩擦力が得られ、ケーブル７の移動を防止することができる。

なお、膨張部材２は１本だけでなく、図４に示すように、複数本介在させることもできる。このようにすれば、ケーブルの移動をより確実に防止することができる。

＜参考例２＞図５は本発明に係る介在ユニットの他の参考例を示す。この介在ユニット１は、実施例１と同じシリコーンゴムチューブよりなる膨張部材２を用い、この膨張部材２を収縮状態に保持するために、二つの半円筒体８ａ、８ｂを両側縁で軸線方向にスライド可能に結合して円筒状にした拘束部材３を用いたものである。半円筒体８ａ、８ｂはステンレス板で形成することが好ましい。膨張部材２に円筒状の拘束部材３を被せるには、例えば膨張部材２を軸線方向に引き伸ばして縮径した状態にし、その外側で二つの半円筒体８ａ、８ｂをスライド結合させて円筒状に組み合わせた後、膨張部材２の引き伸ばし力を解除すればよい。

図５に示す介在ユニット１は、図６のようにして二つの部材４、５の間の隙間Ｓに介在させる。すなわち、介在ユニット１を二つの部材４、５の間の隙間Ｓに挿入した後、一方の半円筒体８ａを矢印方向に引き抜く。すると膨張部材２の半円筒体８ａに拘束されていた部分が膨張するから、その後、もう一方の半円筒体８ｂを同じ方向に引き抜けば、膨張部材２の全長が膨張して図２（Ｃ）と同じ状態を得ることができるが、当該一方の半円筒体８ｂは引き抜かずに残留させてもよい。

この参考例の介在ユニット１も、管路内ケーブルの移動防止に使用できる。

＜実施例３＞図７（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る介在ユニットのさらに他の実施例を示す。この介在ユニット１は、図７（Ｃ）、（Ｄ）に示すように平行配置された二枚の板状体９ａ、９ｂの間に複数のコイルばね１０を設置してなる膨張部材２を用い、この膨張部材２を、コイルばね１０を圧縮して板状体９ａ、９ｂの間隔を十分小さくした状態にして、その外周に実施例１と同様に紐状の拘束部材３をらせん状に巻き付けたものである。

この介在ユニット１も、二つの部材の間の隙間に挿入して拘束部材３を取り外すと、コイルばね１０の弾性反発力により二枚の板状体９ａ、９ｂが二つの部材の内面に押し付けられるので、実施例１と同様の効果を得ることができる。

この介在ユニット１は、上述のように単独で使用することもできるが、管路内ケーブルの移動防止に用いるときは、シリコーンゴムチューブと組み合わせて使用するとよい。その場合は、シリコーンゴムチューブを管路とケーブルの間の隙間に挿入したのち、この介在ユニット１をそのシリコーンゴムチューブの中に挿入し、らせん状拘束部材３を取り外すことで、コイルばね１０の弾性反発力により二枚の板状体９ａ、９ｂの間隔を押し広げてシリコーンゴムチューブを内側から拡径させ、管路内面及びケーブル外面に押し付けるようにすればよい。

また、シリコーンゴムチューブと組み合わせて使用する代わりに、二枚の板状体９ａ、９ｂの外側面にシリコーンゴムシートを張り付けてもよい。

また、この実施例では、介在ユニット１を管路内ケーブルの移動防止に使用することを想定して二枚の板状体９ａ、９ｂを湾曲させてあるが、二つの部材の対向面が平面である場合は、二枚の板状体９ａ、９ｂは平板状でよい。

なお、拘束部材３としては、紐状の拘束部材の代わりに参考例２と同様の円筒状の拘束部材を用いることもできる。

＜設計例＞これまでのケーブル波乗り挙動の解析や波乗り移動再現実験から、波乗り移動の発生力Ｆは次式で算定され、ケーブルにこれ以上の拘束力を与えれば波乗り移動を防止できることが知られている。

Ｆ＝αμＷＬ
ここで μ：ケーブル管路間摩擦係数
Ｗ：ケーブル単位長重量
Ｌ：ケーブル布設区間長
α：低減係数（0.3〜0.5）

従来、波乗り移動が発生しやすい軽量、大サイズのケーブル、例えば導体断面積2000mm²の66kＶ単心ケーブルを管路内に単相で布設する場合、μ＝0.4、Ｗ＝23kg/ｍ、Ｌ＝500ｍ程度であり、波乗り移動防止に必要な拘束力Ｆは3450〜5750kgfとなる。これを管路の両端（２つの人孔）で均等に拘束するためには、各管路口で必要とする最大ケーブル拘束力は5750kgf÷2＝2875 kgf、すなわち28.75kＮとなる。

本発明の介在ユニットを用いて管路内ケーブルの移動防止装置を設計するにあたって必要とする拘束力（Ｆs）は次式にて算定する。

Ｆs＝νＰＳ
ここで ν：ケーブルとシリコーンゴムチューブ間の摩擦係数（1.0程度）
Ｐ：発生可能なケーブル許容面圧（0.5ＭＰa）
ｄ：ケーブル外径
Ｓ：ケーブルとシリコーンゴムチューブの接触面積（＝ｄ×θ）
θ：ケーブルとシリコーンゴムチューブの接触角度（60deg＝π／６）
Ｗ：シリコーンゴムチューブの長さ（1200mm）

例えば先に述べた大サイズのケーブル（導体断面積2000mm²の66kＶ単心ケーブル）の場合では、拘束力（Ｆs）は次のように算定でき、各管路口で必要とされる拘束力28.75kＮをほぼ満足する。

Ｆs＝νＰＷ・ｄπ/6＝1.0×120×（π/6）×10＝3140kgf＝31.4kＮ

なお、ケーブル、シリコーンゴムチューブ間の摩擦係数（ν）は実測より1.0とし、ケーブル許容面圧（Ｐ）は従来規格より0.5ＭＰa、ケーブルとシリコーンゴムチューブの接触角度（θ）は60deg＝π/6、シリコーンゴムチューブの長さ（Ｗ）は1200mm、ケーブル外径（ｄ）は100mmとした。

１：介在ユニット
２：膨張部材
３：拘束部材
４、５：二つの部材
６：管路
７：ケーブル
８ａ、８ｂ：半円筒体
９ａ、９ｂ：板状体
１０：コイルばね

Claims

長さ方向と直角な方向に外力を加えて収縮させたのち外力を解放すると弾性反発力により長さ方向と直角な方向に膨張する膨張部材と、この膨張部材に長さ方向と直角な方向に外力を加えて膨張部材を収縮させた状態に保持する拘束部材とを備え、前記拘束部材は膨張部材の外周から取り外し可能となっており、二部材間の隙間に挿入して拘束部材を取り外すと膨張部材が長さ方向と直角な方向に膨張して、二部材間で突っ張り力を発揮し、
前記拘束部材は、前記膨張部材にらせん状に巻き付けられた紐状体からなる、
ことを特徴とする介在ユニット。
前記膨張部材は、シリコーンゴムチューブであることを特徴とする請求項１記載の介在ユニット。
前記膨張部材は、二枚の平行な板状体の間に複数のコイルばねを設置したものからなることを特徴とする請求項１記載の介在ユニット。
管路とその中に布設されたケーブルの間の隙間に請求項１ないし３のいずれかに記載の介在ユニットを挿入した後、拘束部材を取り外し、膨張部材を長さ方向と直角な方向に膨張させて、管路内面とケーブル外面の間で突っ張り力を発揮させ、管路内面と膨張部材の間及び膨張部材とケーブルの間の摩擦力でケーブルの移動を防止することを特徴とする管路内ケーブルの移動防止方法。