JP6782914B2 - ケーブルの引き回し構造 - Google Patents

Description

本発明は、ケーブルの引き回し構造に関する。

従来、ケーブルを配線する際には、平面的に敷設することが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。
ところで、建物を免震化する場合、設備機器と接続されたケーブル（例えば、電力用ケーブル）を免震部と非免震部とに固定することが行われている。このような構造の場合、免震部と非免震部とにおいて、動きが異なるため、大きな変位があるとケーブルに張力やねじれが発生する恐れがある。
このような問題を解決するために、従来、ケーブルを平面上で大きくループさせたループ部を設けて、ケーブルに余長を持たせることが行われている。

特開２０１２−２４９４７４号公報

上述したケーブルを平面上で大きくループさせてループ部を設ける技術は、ケーブルの径が小さく、かつ本数の少ない高圧ケーブルに適用することは容易である。
しかしながら、キュービクル等の重要な設備機器を免震化する場合、高圧ケーブルと比較して、口径が大きく、かつ本数が多い低圧ケーブルを、平面上で大きくループさせるとケーブルのループ部分（以下、「湾曲部」という）を配置するための水平面方向の設置領域が多く必要になるという問題があった。

そこで、本発明は、水平面方向における湾曲部の設置領域を小さくすることの可能なケーブルの引き回し構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るケーブルの引き回し構造は、構造体の上方に、免震装置を介して、支持された設備機器と接続されたケーブルの引き回し構造であって、前記ケーブルは、前記設備機器の外側において、前記設備機器の高さ方向に湾曲した湾曲部を有しており、前記ケーブルが変位可能な状態で、該湾曲部を支持する支持部材を含み、前記湾曲部は、前記構造体の上方に突出した形状とされており、前記支持部材は、前記湾曲部の頂点を支持する第１の支持部と、前記湾曲部の頂点よりも前記設備機器から離間した位置であって、前記湾曲部のうち最も高さの低い最下点を支持する第２の支持部と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、設備機器の高さ方向に湾曲した湾曲部を含むケーブルと、ケーブルが変位可能な状態で、湾曲部を支持する支持部材と、を有することで、水平面上に湾曲部を載置させた場合と比較して、水平面方向における湾曲部の設置領域を小さくすることができる。
具体的には、例えば、従来のケーブルの引き回しに必要な水平面領域内に湾曲部を配置することが可能である。

また、湾曲部の頂点を支持する第１の支持部と、湾曲部の頂点よりも設備機器から離間した位置であって、湾曲部のうち最も高さの低い最下点を支持する第２の支持部と、を有することで、２つの位置のみで湾曲部の形状を略維持した状態で湾曲部を支持することが可能となる。
これにより、水平面上に湾曲部を載置させた場合と比較して、湾曲部とケーブルとの間の接触面積が小さくなるので、ケーブルの変位時における摩擦抵抗を小さくすることができる。

また、上記ケーブルの引き回し構造において、前記構造体上に設けられ、前記設備機器を前記構造体の上方に嵩上げする嵩上げ部を含み、前記湾曲部は、前記設備機器よりも下方に配置してもよい。

このような構成とした場合も水平面方向における湾曲部の設置領域を小さくすることができる。

本発明によれば、ケーブルの湾曲部の設置領域を小さくすることができる。

本発明の第１の実施形態に係るケーブルの引き回し構造を説明するための側面図である。 本発明の第２の実施形態に係るケーブルの引き回し構造を説明するための側面図である。 本発明の第３の実施形態に係るケーブルの引き回し構造を説明するための側面図である。 本発明の第４の実施形態に係るケーブルの引き回し構造を説明するための側面図である。 図４に示すケーブルの引き回し構造の平面図である。 実験例におけるケーブルの抵抗力とケーブルの変形量との関係を図示する。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際のケーブルの引き回し構造の寸法関係とは異なる場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るケーブルの引き回し構造を説明するための側面図である。図１では、説明の便宜上、第１の実施形態のケーブルの引き回し構造１０以外の構成も図示する。図１において、Ｘ方向は、構造体１の上面１ａに対して平行な方向を示しており、Ｙ方向は、構造体１の上面１ａに対して直交する設備機器３の高さ方向（鉛直方向）を示している。
また、図１では、ケーブル１１を支持するケーブルラックの図示を省略する。

ここで、図１を参照して、構造体１と、免震装置２と、設備機器３と、について説明する。
構造体１は、Ｙ方向に対して直交する上面１ａを有する。構造体１としては、例えば、屋上スラブを例示することが可能である。
免震装置２は、構造体１の上面１ａに複数立設されている。
設備機器３は、複数の免震装置２上に設けられている。設備機器３としては、例えば、キュービクル式高圧受電設備を例示することができる。

次いで、図１を参照して、第１の実施形態のケーブルの引き回し構造１０について説明する。
第１の実施形態のケーブルの引き回し構造１０は、ケーブル１１と、支持部材１３と、を有する。
ケーブル１１は、一端が設備機器３の下端（下部）と接続されている。ケーブル１１は、湾曲形状とされた湾曲部１６を有する。

湾曲部１６は、設備機器の外側に配置されており、ケーブル１１の一端から所定の範囲内に設けられている。湾曲部１６は、構造体１の上方に突出した形状とされている。
湾曲部１６は、頂点１６Ａと、最下点１６Ｂと、を有する。頂点１６Ａは、湾曲部１６の凸形状とされた部分の頂点であり、湾曲部１６のうちで最も高さの高い位置である。
最下点１６Ｂは、湾曲部１６の頂点１６Ａよりも設備機器３から離間した位置であって、湾曲部１６のうち最も高さの低い位置である。
湾曲部１６の湾曲した各部分の形状は、ケーブル１１の最小曲げ半径以上を確保された形状とされている。

ケーブル１１としては、例えば、低圧ケーブルを用いてもよい。低圧ケーブルは、高圧ケーブルよりも口径が大きく、かつ高圧ケーブルよりも本数の多いケーブルである。

支持部材１３は、第１の支持部１４と、第２の支持部１５と、を有する。
第１の支持部１４は、ケーブル１１がＸ方向に変位可能な状態で、湾曲部１６の頂点１６Ａを支持している。
第２の支持部１５は、ケーブル１１がＸ方向に変位可能な状態で、湾曲部１６の最下点１６Ｂを支持している。第２の支持部１５は、第１の支持部１４よりも設備機器３からＸ方向に離間した位置であって、かつ第１の支持部１４の配設位置よりも高さが低い位置に設けられている。
第１及び第２の支持部１４，１５としては、例えば、リング状の支持部を用いることが可能である。また、第１及び第２の支持部１４，１５は、設備機器３の外側に配置されたケーブルラック（図示せず）に固定してもよい。

このように、湾曲部１６の頂点１６Ａを支持する第１の支持部１４と、湾曲部１６の頂点１６Ａよりも設備機器３から離間した位置であって、湾曲部１６のうち最も高さの低い最下点１６Ｂを支持する第２の支持部１５と、を有することで、２つの位置のみで湾曲部１６の形状を略維持した状態で湾曲部１６を支持することが可能となる。
これにより、水平面上に湾曲部１６を載置させた場合と比較して、湾曲部１６とケーブル１１との間の接触面積が小さくなるので、ケーブル１１の変位時における摩擦抵抗を小さくすることができる。

上述した構成とされたケーブルの引き回し構造１０では、地震等の発生により、ケーブル１１の位置が変位した際、第１の支持部１４と第２の支持部１５との間の区間の高さ方向において、ケーブル１１の変位を吸収する。このため、ケーブルの引き回し構造１０は、ケーブル１１が大きく変位した場合でもその変位を吸収することが可能となる。

第１の実施形態のケーブルの引き回し構造１０によれば、設備機器３の高さ方向（Ｙ方向）に湾曲した湾曲部１６を含むケーブル１１と、ケーブル１１が変位可能な状態で、湾曲部１６を支持する支持部材１３（第１及び第２の支持部１４，１５）と、を有することで、水平面上に湾曲部１６を載置させた場合と比較して、水平面方向（構造体１の上面１ａに対して平行な面方向）における湾曲部１６の設置領域を小さくすることができる。
具体的には、例えば、従来のケーブル１１の引き回しに必要な水平面領域内に湾曲部１６を配置することが可能である。

（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係るケーブルの引き回し構造を説明するための側面図である。図２では、説明の便宜上、第２の実施形態のケーブルの引き回し構造２０以外の構成も図示する。図２において、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。また、図２では、ケーブル１１を支持するケーブルラックの図示を省略する。

図２を参照するに、第２の実施形態に係るケーブルの引き回し構造２０は、嵩上げ部２１と、ケーブル１１と、第２の支持部１５と、を有する。
嵩上げ部２１は、構造体１の上面１ａから上方に突出した部分であり、複数設けられている。複数の嵩上げ部２１の上面には、それぞれ免震装置２が配置されている。複数の嵩上げ部２１は、免震装置２を介して、設備機器３を支持している。

複数の嵩上げ部２１は、構造体１と一体に構成してもよいし、別体としてもよい。複数の嵩上げ部２１の材料としては、例えば、コンクリートを用いてもよい。
構造体１の上面１ａを基準としたときの複数の嵩上げ部２１の高さは、同じ高さとなるように設定されている。構造体１の上面１ａを基準としたときの嵩上げ部２１の高さは、例えば、ケーブル１１の湾曲部２２の高さＨ_１（設備機器３の下端面（ケーブル１１の一端）から湾曲部２２の最下点２２Ａまでの高さ）が１２００ｍｍ以上となるように設定するとよい。
このように、ケーブル１１の湾曲部２２の高さＨ_１を１２００ｍｍ以上とすることで、水平最大変位が±５００ｍｍの範囲でケーブル１１が動いても抵抗力を１５ｋｇ程度まで小さくすることができる。

ケーブル１１は、一端が設備機器３の下端と接続されている。ケーブル１１は、設備機器３の下方に垂らされれることで湾曲する湾曲部２２を有する。この場合、湾曲部２２の頂点は、ケーブル１１の一端となる。湾曲部２２の最下点２２Ａは、湾曲部２２が変位可能な状態で、第２の支持部１５により支持されている。
上述した構成とされたケーブルの引き回し構造２０では、地震等の発生により、ケーブル１１の位置が変位した際、湾曲部２２の高さ方向において、ケーブル１１の変位を吸収する。

第２の実施形態のケーブルの引き回し構造２０によれば、ケーブル１１の変位を吸収する湾曲部２２を、ケーブル１１を下方に垂らすことで容易に形成することができる。
また、湾曲部２２の形状を略維持するために、湾曲部２２の最下点２２Ａのみを第２の支持部１５で支持すればよいため、支持部の数を削減することができる。
さらに、上述した第２の実施形態のケーブルの引き回し構造２０は、先に説明した第１の実施形態のケーブルの引き回し構造１０と同様な効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係るケーブルの引き回し構造を説明するための側面図である。図３では、説明の便宜上、第３の実施形態のケーブルの引き回し構造３０以外の構成も図示する。図３において、図２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。また、図３では、ケーブル１１を支持するケーブルラックの図示を省略する。

図３を参照するに、第３の実施形態のケーブルの引き回し構造３０は、第２の実施形態のケーブルの引き回し構造２０を構成する嵩上げ部２１に替えて、嵩上げ部３１を有すること以外は、ケーブルの引き回し構造２０と同様に構成されている。

嵩上げ部３１は、複数の脚部３１Ａと、板部３１Ｂと、を有する。複数の脚部３１Ａは、構造体１の上面１ａに配置されており、Ｙ方向に延在している。
板部３１Ｂは、複数の脚部３１Ａの上端に配置されている。板部３１Ｂは、構造体１の上面１ａに対して平行な上面３１Ｂａを有する。

複数の免震装置２は、板部３１Ｂの上面３１Ｂａに配置されている。嵩上げ部３１は、複数の免震装置２を介して、設備機器３を支持している。
構造体１の上面１ａから上面３１Ｂａまでの嵩上げ部３１の高さＨ_２は、例えば、１２００ｍｍ以上が好ましい。

このように、嵩上げ部３１の高さＨ_２を１２００ｍｍ以上とすることで、ケーブル１１を設備機器３の下方に垂らすだけで、容易に湾曲部２２を形成することができる。
上記嵩上げ部３１としては、例えば、鉄骨架台を用いることが可能である。

第３の実施形態のケーブルの引き回し構造３０は、先に説明した第２の実施形態のケーブルの引き回し構造２０と同様な効果を得ることができる。

（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態に係るケーブルの引き回し構造を説明するための側面図である。図４では、説明の便宜上、第４の実施形態のケーブルの引き回し構造４０以外の構成も図示する。図４において、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。また、図４では、複数のケーブル１１を支持するケーブルラックの図示を省略する。
図５は、図４に示すケーブルの引き回し構造の平面図である。図５において、図４に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図４及び図５を参照するに、第４の実施形態のケーブルの引き回し構造４０は、複数のケーブル１１、及び複数の支持部材１３を有すること以外は、第１の実施形態のケーブルの引き回し構造１０と同様な構成とされている。
複数のケーブル１１を構成する湾曲部１６の頂点１６Ａ及び最下点１６Ｂは、異なる高さに配置されている。これにより、複数の湾曲部１６の高さは、異なる高さとされている。
また、複数のケーブル１１は、平面視した状態で、横方向（水平面方向）に広がるように敷設されている。

このような構成とされた第４の実施形態のケーブルの引き回し構造４０は、第１の実施形態のケーブルの引き回し構造１０と同様な効果を得ることができる。

なお、図４及び図５に示す複数のケーブル１１及び支持部材１３を、先に説明した図２及び図３に示す構造体に適用してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、第１ないし第３の実施形態のケーブルの引き回し構造１０，２０，３０，４０では、ケーブル１１を１本毎に支持した場合を例に挙げて説明したが、複数本のケーブル（一例として、例えば、２〜３本）をまとめて並列支持させてもよい。

以下、実験例について説明する。本発明は、下記実験例に限定されない。

（実験例）
実験例では、図３に示す状態のケーブル１１、及び第２の支持部１５を用いた試験装置により、加圧ジャッキを用いてＸ方向及び−Ｘ方向に対してそれぞれ５００ｍｍの範囲内で変位させたときのケーブル１１の移動量及びケーブル１１の抵抗力を計測した。
このとき、図３に示す高さＨ_２は、１００ｃｍ、１２０ｃｍ、１５０ｃｍとした。
また、ケーブル１１の断面積（公称断面積）は、３８ｍｍ^２、１００ｍｍ^２、２５０ｍｍ^２とした。また、１００ｍｍ^２については、３束を並列配置した場合の確認も行った。

表１に、高さＨ_２が１００ｃｍ、１２０ｃｍ、１５０ｃｍのときの湾曲部の曲がり方向及び伸び方向における抵抗力（ｋｇ）を測定した結果を示す。また、図６には、実験例におけるケーブルの抵抗力とケーブルの変形量との関係を図示する。

表１及び図６を参照するに、表１では、変位最大時の静止荷重がケーブル抵抗力となっているが、図２では、変形を与える過程において、慣性力の影響でケーブルの抵抗力が上下している。
表１の結果から、ケーブル抵抗力は、固定高さを１２０ｃｍ確保すると、最大の径とされた２５０ｍｍ^２の場合にも１５．２ｋｇと小さいことが確認できた。
また、ケーブル１１を３束並列配置させた場合、相互干渉に起因するケーブルの抵抗力の増大や、伸び方向のケーブル張力発生によるハードニングも見られず、安定した状態を示した。
なお、別途Ｘ方向に対して直交する方向に加力したところ、ケーブル抵抗力は、表１に示す値よりも小さくなることを確認した（図６参照。）。

１…構造体、１ａ，３１Ｂａ…上面、２…免震装置、３…設備機器、１０，２０，３０…ケーブルの引き回し構造、１１…ケーブル、１３…支持部材、１４…第１の支持部、１５…第２の支持部、１６，２２…湾曲部、１６Ａ…頂点、１６Ｂ，２２Ａ…最下点、２１，３１…嵩上げ部、３１Ａ…脚部、３１Ｂ…板部、Ｈ_１，Ｈ_２…高さ

Claims (2)

1. 構造体の上方に、免震装置を介して、支持された設備機器と接続されたケーブルの引き回し構造であって、
   前記ケーブルは、前記設備機器の外側において、前記設備機器の高さ方向に湾曲した湾曲部を有しており、
   前記ケーブルが変位可能な状態で、該湾曲部を支持する支持部材を含み、
   前記湾曲部は、前記構造体の上方に突出した形状とされており、
   前記支持部材は、前記湾曲部の頂点を支持する第１の支持部と、
   前記湾曲部の頂点よりも前記設備機器から離間した位置であって、前記湾曲部のうち最も高さの低い最下点を支持する第２の支持部と、
   を含むことを特徴とするケーブルの引き回し構造。
2. 前記構造体上に設けられ、前記設備機器を前記構造体の上方に嵩上げする嵩上げ部を含み、
   前記湾曲部は、前記設備機器よりも下方に配置することを特徴とする請求項１記載のケーブルの引き回し構造。

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