特許 6481981 ＰＣ鋼材の端末処理

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6481981

(24)【登録日】2019年2月22日

(45)【発行日】2019年3月13日

(54)【発明の名称】ＰＣ鋼材の端末処理

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/46 20060101AFI20190304BHJP

   E04C 5/12 20060101ALI20190304BHJP

   G02B 6/44 20060101ALI20190304BHJP

   E04C 5/08 20060101ALI20190304BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/46 321

   E04C5/12

   G02B6/44 386

   E04C5/08

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-93211(P2015-93211)

(22)【出願日】2015年4月30日

(65)【公開番号】特開2016-212153(P2016-212153A)

(43)【公開日】2016年12月15日

【審査請求日】2017年10月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】302061613

【氏名又は名称】住友電工スチールワイヤー株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390021119

【氏名又は名称】ヒエン電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100112575

【弁理士】

【氏名又は名称】田川 孝由

(72)【発明者】

【氏名】及川 雅司

(72)【発明者】

【氏名】山田 眞人

(72)【発明者】

【氏名】松原 喜之

(72)【発明者】

【氏名】山本 徹

(72)【発明者】

【氏名】山野辺 慎一

(72)【発明者】

【氏名】今井 道男

(72)【発明者】

【氏名】曽我部 直樹

(72)【発明者】

【氏名】大窪 一正

(72)【発明者】

【氏名】千桐 一芳

(72)【発明者】

【氏名】小林 俊之

【審査官】 岸 智史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０４６５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０６６１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０７２３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６１０４８５５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／００−６／５４

Ｇ０１Ｂ １１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ファイバをＰＣ鋼材の全長に亘って設けたＰＣ鋼材の端末処理構造であって、
上記光ファイバの端末に取り付けたコネクタと、そのコネクタを支持固定する柱状ケースとを有し、そのケースは上記ＰＣ鋼材に一端で同一軸上に嵌め込み固定され、
上記ＰＣ鋼材がＰＣ鋼より線からなって、そのＰＣ鋼より線の１本の素線が他の素線より突出し、前記ＰＣ鋼より線のらせん溝に沿って上記光ファイバが接着固定されており、前記突出素線に前記ケースの一端が嵌め込まれているＰＣ鋼材の端末処理構造。

【請求項2】

上記突出素線が中心線（心線）である請求項１に記載のＰＣ鋼材の端末処理構造。

【請求項3】

上記ケースは、柱状本体に形成された軸方向の溝と、前記本体の端面に形成された上記突出素線が嵌る凹部を有し、前記溝は、コネクタのブーツが嵌る部分と、そのブーツから突出する光ファイバ端末が嵌る部分を有する請求項１または２に記載のＰＣ鋼材の端末処理構造。

【請求項4】

請求項３に記載のＰＣ鋼材の端末処理構造を構成するためのＰＣ鋼より線の端末処理方法であって、
上記ＰＣ鋼より線の１本の素線を他の素線より突出させるとともに、上記光ファイバの端末をＰＣ鋼より線から所要長さ剥ぎ取ってその端末にコネクタを取り付け、上記ケースの一端を前記突出素線に嵌め込むとともに、前記剥ぎ取った光ファイバの端末をＰＣ鋼より線に沿わせつつ前記コネクタのブーツを前記ケースで支持するＰＣ鋼より線の端末処理方法。

【請求項5】

上記ケースは、柱状本体に形成された軸方向の溝と、前記本体の端面に形成された上記突出素線が嵌る凹部を有し、前記溝は、コネクタのブーツが嵌る部分と、そのブーツから突出する光ファイバ端末が嵌る部分を有しており、上記ケースを前記突出素線に嵌め込んだ後、そのケースの溝に光ファイバ及びブーツを嵌め込んで支持する請求項４に記載の光ファイバを備えたＰＣ鋼より線の端末処理方法。

【請求項6】

請求項３記載のＰＣ鋼材の端末処理構造又は請求項５記載のＰＣ鋼より線の端末処理方法に使用するケースであって、柱状本体と、その本体に形成された軸方向の溝と、前記本体の端面に形成された上記突出素線が嵌る凹部を有し、前記溝は、コネクタのブーツが嵌る部分と、そのブーツから突出する光ファイバ端末が嵌る部分を有するコネクタ支持用ケース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバを備えたＰＣ鋼材の端末処理構造、その端末処理方法及びその処理方法に使用するコネクタ支持ケースに関するものである。

【背景技術】

【0002】

プレストレスト・コンクリート (ＰＣ: prestressed concrete)構造物に導入されるプレストレス力（緊張力）は、ＰＣ鋼材の端部におけるそのＰＣ鋼材の伸び量により管理されているのが現状である。この管理手法は、ＰＣ構造物の内部におけるＰＣ鋼材全長に亘りプレストレスが正しく導入されているかが把握できない問題がある。
また、地山等の補強に採用されるアンカー工の場合、ＰＣ鋼材端部の固定金具部（定着体）にロードセル等の圧力計を設け、地山等に生じる局部的な割れや滑りが生じた場合、その割れ等によるＰＣ鋼材のプレストレス力変化を前記圧力計が検知し、その検知圧力の変動によって地山等に生じる局部的な割れや滑りを把握するようにしているが、その割れ等が生じた位置を特定することができない。

【0003】

このため、ＰＣ鋼材の全長に亘って光ファイバを添わせ、プレストレス力によるＰＣ鋼材の動き（伸長）に連動する光ファイバのひずみ測定からＰＣ鋼材のひずみ（緊張力）を測定する技術がある（特許文献１参照）。
この技術は、地山等において、局部的に割れや滑りが生じた場合、その部位の光ファイバもその割れ等によって張力（歪み）が変動するため、その位置及びその張力変化を検出できる。

【0004】

この光ファイバを添わせたＰＣ鋼材においては、その端末に至った光ファイバの端末に外部機器への接続用コネクタを取り付けている。
そのコネクタは、光ファイバを保持するフェルールと、そのフェルールを収容するフレームと、そのフレームを収容するとともに相手側のアダプタに接続されるプラグハウジングと、プラグハウジングから保持された光ファイバの所要長さを被うブーツ等とからなる（特許文献２段落００１７〜同００４６、図１等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００−４６５２７号公報

【特許文献2】特開２０１２−１５５３１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記ＰＣ鋼材に添わせた光ファイバにコネクタを接続する際、光ファイバがＰＣ鋼材の端末の周縁（角）に接触して損傷する恐れがある。このため、その接続作業はその損傷が生じないように注意深くする必要があり、作業性が悪い。
また、上記光ファイバを添わせ、かつその端部にコネクタを接続したＰＣ鋼材をコンクリートや定着体内に挿通する場合は、そのＰＣ鋼材の端末に保護カバー（図１、図３Ｃの符号：４０参照）等を取り付ける必要があるが、保護カバー内でＰＣ鋼材に対しコネクタは自由に動き得る（図３Ｂ参照）。このため、挿通作業中に、コネクタの動きに伴って光ファイバが動いて折れたり、ＰＣ鋼材の端末に接触したりして損傷する恐れがある。

【0007】

本発明は、以上の実状の下、光ファイバ及びコネクタのＰＣ鋼材の端末への取付強度（固定強度）を向上させることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を達成するため、本発明は、光ファイバをＰＣ鋼材の全長に亘って設けたＰＣ鋼材の端末処理構造であって、前記光ファイバの端末に取り付けたコネクタと、そのコネクタを支持固定する柱状ケースとを有し、そのケースは上記ＰＣ鋼材に一端で同一軸上に嵌め込み固定されている構成としたのである。

【発明の効果】

【0009】

本発明は、以上のように構成し、コネクタをケースで支持固定し、そのケースの一端をＰＣ鋼材に固定したので、ＰＣ鋼材に対しコネクタ及びそのコネクタから導出された光ファイバの端末が自由に動くことが無くなり、ＰＣ鋼材への取付強度が向上する。このため、コネクタと光ファイバを配置したＰＣ鋼材をコンクリートや定着体に挿通する際、そのコネクタやコネクタから導出された光ファイバがＰＣ鋼材に対して不用意に動かないため、光ファイバが折れたり、ＰＣ鋼材の端部に接触したりして損傷する恐れは少なくなり、この挿通作業も容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一態様に係る光ファイバを備えたＰＣ鋼より線の端末処理構造の端末部の斜視図である。

【図2】同端末部の部分切断正面図である。

【図3A】同端末部の作用説明図である。

【図3B】同端末部の作用説明図である。

【図3C】同端末部の作用説明図である。

【図4】同端末処理構造をなすコネクタ支持用ケースの斜視図である。

【図5】同ケースを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部切断正面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は右側面図である。

【図6】同光ファイバを備えたＰＣ鋼より線の他例の断面図である。

【図7】参考例に係る光ファイバを備えたＰＣ鋼材の端末処理構造の端末部の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（本発明の実施形態の説明）
本発明に係る光ファイバを備えたＰＣ鋼より線の端末処理構造の実施形態としては、光ファイバをＰＣ鋼材の全長に亘って設けたＰＣ鋼材の端末処理構造であって、前記光ファイバの端末に取り付けたコネクタと、そのコネクタを支持固定する柱状ケースとを有し、そのケースは上記ＰＣ鋼材に一端で同一軸上に嵌め込み固定されている構成を採用することができる。
上記ＰＣ鋼材は、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒およびＰＣ鋼より線等が考えられる。また、そのＰＣ鋼より線は、７本撚り、１９本撚り等の従来周知のものを採用し得る。さらに、光ファイバの構成も、ＰＣ鋼材の全長に亘って設けてその歪み（張力）を測定し得るものであれば、何れでも良い。また、ＰＣ鋼材における光ファイバの配置もそのＰＣ鋼材表面だけでなく、ＰＣ鋼より線の場合、その撚り線（ストランド）を構成する素線間等に配置することができる。コネクタも従来周知の物を採用することができる。

【0012】

上記コネクタを支持固定する柱状ケースの上記ＰＣ鋼材への固定は、そのＰＣ鋼材端末外周面にケース一端を嵌め込む手段を採用することができるが、ＰＣ鋼材の端末にその径よりも小径の突起物を形成し、その突起物にケースを嵌め込む手段を採用することもできる。その突起物は、ＰＣ鋼材と同一軸心であると、ＰＣ鋼材とケースを同一軸心にし易い。
上記ＰＣ鋼材がＰＣ鋼より線からなる場合は、そのＰＣ鋼より線の１本の素線が他の素線より突出し、前記ＰＣ鋼より線のらせん溝に沿って上記光ファイバが接着固定されており、前記突出素線に前記ケースの一端が嵌め込まれている構成を採用することができる（図１等参照）。この場合、その突出素線が中心線（心線）とすれば、上記と同様に、ＰＣ鋼材とケースを同一軸心にし易い。

【0013】

上記コネクタ支持用ケースは、その一端がＰＣ鋼材端末（突起物、突出素線）に嵌り得て、コネクタのブーツを支持し得る形状の物であれば何れも採用し得るが、例えば、柱状本体に形成された軸方向の溝と、前記本体の端面に形成された上記ＰＣ端末又は突出素線が嵌る凹部を有し、前記溝は、コネクタのブーツが嵌る部分と、そのブーツから突出する光ファイバ端末が嵌る部分を有する構成とし得る。
このようにすれば、ケースが柱状であることから、その一端をＰＣ鋼材又は突出素線に嵌めれば、ＰＣ鋼材とケースが同一軸上に容易に一体とすることができ、その一体化したケースの溝にコネクタのブーツ及び光ファイバが嵌められるため、それらの支持も安定する。

【0014】

以上の端末処理構造は種々の方法によって構成すれば良いが、例えば、上記光ファイバの端末をＰＣ鋼材から所要長さ剥ぎ取ってその端末にコネクタを取り付け、上記ケースの一端を前記ＰＣ鋼材端末に嵌め込むとともに、前記剥ぎ取った光ファイバの端末をＰＣ鋼材に沿わせつつ前記コネクタのブーツを前記ケースで支持する構成を採用することができる。
このとき、ＰＣ鋼材がＰＣ鋼より線であれば、そのＰＣ鋼より線の１本の素線を他の素線より突出させ、上記ケースの一端をその突出素線に嵌め込むこととなる。
この構成においても、上記コネクタ支持用ケースは、同様に、柱状本体に形成された軸方向の溝と、前記本体の端面に形成された上記ＰＣ鋼材端末、突起物又は突出素線が嵌る凹部を有し、前記溝は、コネクタのブーツが嵌る部分と、そのブーツから突出する光ファイバ端末が嵌る部分を有しており、前記ケースを前記突出素線等に嵌め込んだ後、そのケースの溝に光ファイバ及びブーツを嵌め込んで支持する構成とすることができる。

【0015】

（本発明の実施形態の詳細）
本発明に係る光ファイバを備えたＰＣ鋼より線の端末処理構造の具体例を図１及び図２に示し、この実施形態のＰＣ鋼より線Ｐは標準径９．３〜１５．２ｍｍの７本よりであって、そのＰＣ鋼より線Ｐのストランド１０表面のらせん状溝１０ａに光ファイバａが接着固定されている。
その光ファイバａの端末にコネクタ２０が取付られており、そのコネクタ２０は、フェルール２１と、フレーム２２と、プラグフランジ２３と、ブーツ２４等を有し、螺旋状溝を形成した光ファイバ保護管２５を介し光ファイバａが周知の手段によって接続されている（特許文献２参照）。図中、２６はフェルール２１の保護キャップである。

【0016】

そのコネクタ２０及び光ファイバａの接続部はケース（保護カバー）３０内に納められている。そのケース３０は、図４及び図５に示すように、ナイロン系エンジニアリング・プラスチック（ポリアミド）等からなる円柱状本体３１からなり、その本体３１に、軸方向の溝３２と、その端面に横穴状の凹部３３を有している。その溝３２は、コネクタ２０のブーツ２４が嵌る部分３２ａと、そのブーツ２４から突出する光ファイバａの端末（保護管２５）が嵌る部分３２ｂを有する。
その溝３２ａ、３２ｂは、共にその底部が断面円形となって、前者の溝３２ａの底部の内径はブーツ２４の最大外径より０．５ｍｍ程小さくしており、後者の溝３２ｂの底部の内径は保護管２５の最大外径より１ｍｍ程小さくしている。このため、それらの溝３２ａ、３２ｂにブーツ２４及び保護管２５は適当な嵌合力を持って嵌め込まれ、容易に抜けない。

【0017】

この実施形態の光ファイバを備えたＰＣ鋼より線Ｐの端末処理構造は以上の構成であり、その端末処置は、まず、図３Ａに示すように、ＰＣ鋼より線Ｐの端末において、光ファイバａをストランド１０から所要長さ剥ぎ取るとともに、ストランド１０の心線（中心素線）１１を周囲の側線（側素線）１２より突出した態様とする。その態様は、ＰＣ鋼より線Ｐの製造時に形成したり、同図鎖線で示すように、側線１２を切除することによって形成したりする。何れにしても、その心線１１の突出量及び凹部３３の径は、上記ケース３０の凹部３３に嵌ってケース３０が容易に外れないように適宜に設定する。

【0018】

つぎに、図３Ｂに示すように、光ファイバａにコネクタ２０を取り付けると共に、ストランド１０の心線１１の端部にケース３０を嵌める。続いて、図３Ｃに示すように、前記剥ぎ取った光ファイバａの端末をＰＣ鋼より線Ｐに沿わせつつそのケース３０の溝３２（３２ａ、３２ｂ）に光ファイバａ及びブーツ２４を嵌め込んで、ＰＣ鋼より線Ｐの端部へのケース３０付のコネクタ２０の取付を完了する。この完了状態において、ケース３０を取り付けても、ＰＣ鋼より線Ｐの全長は担保しているものとする。必要に応じて、一端閉塞の金属製保護カバー４０をそのケース３０（コネクタ２０）に嵌める。
これらの作業は、工場において行い、この状態で現場に持ち込んで、コンクリート及び定着体などへの挿入取付けを行う。

【0019】

光ファイバａを２本添わせたＰＣ鋼より線Ｐの場合は、溝３２ｂに相当するもう一つの嵌合溝を上記ケース３０の先端まで延伸して形成し、その嵌合溝を介して他の光ファイバａをその先端まで引き出してさらに前記ケース３０と同様のケースに導くとともにブーツ２４、コネクタ２０を取付けてそのケースに嵌め込み、その直列配置された二つのケースにその両ケースを収納できる長さの金属製保護カバー４０を嵌める。光ファイバａを３本以上添わせたＰＣ鋼より線Ｐの場合でも同様とする。
なお，この実施形態の光ファイバａを備えたＰＣ鋼より線Ｐの端末処理構造は、金属製保護カバー４０に格納された状態でその最大径がＰＣ鋼より線Ｐの外径＋２．４ｍｍ以内であり、緊張用ジャッキや定着体に挿通できる大きさである。

【0020】

上記実施形態において、突出素線は心線１１でなくても側線１２でも良い。この場合は、凹部３３もケース３０の軸心からずらして形成し、その凹部３３に側線１２の端部を嵌めた際、ストランド１０とケース３０が同一軸上になるように形成する。
また、図６に示すように、ストランド１０の全周面をエポキシ樹脂等によって樹脂被覆１３したＰＣ鋼より線Ｐにも採用し得る。

【0021】

さらに、ＰＣ鋼より線Ｐの場合、光ファイバａは、その撚り線（ストランド１０）を構成する素線１１、１２間（ストランド１０内）に配置することができる。このとき、光ファイバａは、ストランド１０の撚り工程で素線１１、１２間に介在したり、撚られたストランド１０をその一端から他端に向かって緩解しつつ、その緩解された素線１１、１２間に介在したりすることができ、一方、光ファイバａの端末にコネクタ２０を取り付ける場合は、ＰＣ鋼より線Ｐの端末を緩解して、図３Ａ、図３Ｂに示すように、ストランド１０の素線１１、１２の間から光ファイバａを所要長さ引き出して（剥ぎ取って）その端末にコネクタ２０を取り付ける。

【0022】

上記各実施形態のＰＣ鋼材はＰＣ鋼より線Ｐの場合であった。ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒の場合の参考例を説明する。図７（ａ）に示すように、ＰＣ鋼線又はＰＣ鋼棒Ｐ１の端末に切削等によって突起物１１ａを形成し、ケース３０をその突起物１１ａに嵌め込んでＰＣ鋼棒Ｐ１等に取り付けたり、同（ｂ）に示すように、ケース３０の一端を筒状にして、その一端をＰＣ鋼棒Ｐ１等の端末に嵌め込んでＰＣ鋼棒Ｐ１等に取り付けたりすることができる。

【0023】

このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、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。

【符号の説明】

【0024】

Ｐ、Ｐ１ ＰＣ鋼材
１０ ＰＣ鋼より線のストランド
１１ 同ストランドの心線（中心素線）
１２ 同側線（側素線）
２０ コネクタ
２１ コネクタのフェルール
２２ 同フレーム
２３ 同プラグフランジ
２４ 同ブーツ
２５ 光ファイバ保護管
２６ フェルール保護キャップ
３０ ケース
３１ 柱状ケース本体
３２ 溝
３２ａ ブーツ嵌合溝
３２ｂ 金属管（光ファイバ）嵌合溝
３３ ストランド素線の嵌合凹部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】