特許 7209295 線状体設置装置及び線状体設置方法

(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】

(24)【登録日】2023-01-12

(45)【発行日】2023-01-20

(54)【発明の名称】線状体設置装置及び線状体設置方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 1/00 20060101AFI20230113BHJP

   G02B 6/50 20060101ALI20230113BHJP

【ＦＩ】

E02D1/00

G02B6/50 311

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019113111

(22)【出願日】2019-06-18

(65)【公開番号】P2020204212

(43)【公開日】2020-12-24

【審査請求日】2021-12-17

(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】303021609

【氏名又は名称】ニューブレクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今井 道男

(72)【発明者】

【氏名】瀬尾 昭治

(72)【発明者】

【氏名】石神 大輔

(72)【発明者】

【氏名】岸田 欣増

(72)【発明者】

【氏名】木村 純一

【審査官】五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－０９９３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０２７５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０１９３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３０３４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－１６０２３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０８－１９９６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２２９２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１４８９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－１２００４２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１２－２５０４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４７１６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ １／００－ ３／１１５

Ｅ０２Ｄ １７／００－１７／２０

Ｇ０２Ｂ ６／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

線状体を地中に設置する線状体設置装置であって、
第１棒状部材をその軸方向に地中に送出する送出部と、
前記送出部により送出される前記第１棒状部材の外周に前記線状体を繰出す繰出部と、
前記繰出部を前記第１棒状部材の周りを相対回転させる駆動部と、を備える
線状体設置装置。

【請求項2】

前記線状体は、光ファイバケーブルであり、
前記繰出部は、複数設けられ、それぞれが前記光ファイバケーブルを前記第１棒状部材の外周に繰り出す、
請求項１に記載の線状体設置装置。

【請求項3】

前記送出部による前記第１棒状部材の送出速度を検出する検出部と、
前記検出部により検出された送出速度に基づいて前記駆動部による前記繰出部の相対回転速度を制御する制御部と、を更に備える
請求項１または２に記載の線状体設置装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記駆動部による前記繰出部の回転速度が、前記検出部により検出された送出速度を予め定められた螺旋ピッチで除した値となるように、前記駆動部を制御する、
請求項３に記載の線状体設置装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記検出部により検出された送出速度に基づいて前記繰出部による前記線状体の繰出速度を制御する
請求項３または４に記載の線状体設置装置。

【請求項6】

線状体を地中に設置する線状体設置方法であって、
第１棒状部材をその軸方向に地中に送出すると共に、繰出部から前記線状体を前記第１棒状部材の外周に繰出しつつ前記繰出部を前記第１棒状部材の周りを相対回転させる
線状体設置方法。

【請求項7】

前記線状体は、光ファイバケーブルであり、
複数の前記光ファイバケーブルを前記第１棒状部材の外周に繰り出す、
請求項６に記載の線状体設置方法。

【請求項8】

前記第１棒状部材をその軸方向に鉛直方向に地中に送出する、
請求項６または７に記載の線状体設置方法。

【請求項9】

前記第１棒状部材の送出速度を検出し、検出された送出速度に基づいて前記繰出部の相対回転速度を制御する
請求項６から８のいずれか１項に記載の線状体設置方法。

【請求項10】

前記第１棒状部材の外周に繰出された前記線状体の螺旋ピッチが予め定められた螺旋ピッチとなるように、前記繰出部の相対回転速度を制御する、
請求項９に記載の線状体設置方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、線状体を地中に設置する装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

土木構造物を構築する際に、地中の状態を検出するための線状体を地中に設置することがある。特許文献１には、地盤の変形を監視するための光ファイバケーブルを管を利用して地中に設置する方法が開示されている。

【0003】

特許文献１に開示される方法では、まず、管の外周面に光ファイバケーブルを螺旋状に配置し、接着剤等を使用して管の外周面に固定する。次に、地中に当該管を送出し、管の底部を地中に固定する。以上の手順により、光ファイバケーブルが地中に螺旋状に設置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－３０３４８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１には、光ファイバケーブルを管の外周に配置する具体的な方法は開示されていない。光ファイバケーブルが管の外周に螺旋状に精度良く配置されていない場合には、光ファイバケーブルを精度良く螺旋状に地中に設置することができない。このような場合、光ファイバケーブルにおける歪みが生じた位置を正確に検出することができず、地盤の変形を誤って把握するおそれがある。このような理由から、光ファイバケーブルを精度良く螺旋状に地中に設置することが求められている。

【0006】

また、地中の状態を検出するための他の線状体においても、精度良く螺旋状に地中に設置することが求められている。

【0007】

本発明は、線状体を精度良く螺旋状に地中に設置することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、線状体を地中に設置する線状体設置装置であって、第１棒状部材をその軸方向に地中に送出する送出部と、送出部により送出される第１棒状部材の外周に線状体を繰出す繰出部と、繰出部を第１棒状部材の周りを相対回転させる駆動部と、を備える。

【0009】

また、本発明は、線状体を地中に設置する線状体設置方法であって、第１棒状部材をその軸方向に地中に送出すると共に、繰出部から線状体を第１棒状部材の外周に繰出しつつ繰出部を第１棒状部材の周りを相対回転させる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、線状体を精度良く螺旋状に地中に設置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１実施形態に係る線状体設置装置の概略図である。

【図2】図１に示す繰出部、モータ及び検出部の拡大図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る線状体設置装置の概略図であり、別の棒状部材を吊り上げた状態を示す。

【図4】（ａ）は、棒状部材に取り付けられた位置決め部材の正面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）に示すＩＶＢ－ＩＶＢ線に沿う断面図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る線状体設置装置の図であり、図２に対応して示す。

【図6】本発明の第３実施形態に係る線状体設置方法を説明するための図である。

【図7】棒状部材に取り付けられた位置決め部材の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る線状体設置装置及び線状体設置方法について説明する。

【0014】

＜第１実施形態＞
まず、図１から図４を参照して、第１実施形態に係る線状体設置装置及び線状体設置方法について説明する。ここでは、線状体が光ファイバケーブルである場合について説明する。

【0015】

土木構造物の構築において、地滑り等の地盤の状態を把握することは重要である。地盤の状態を把握するには地中歪みを複数位置で計測するのが有効であり、地中歪みを計測するための光ファイバケーブルを地中に設置することがある。

【0016】

光ファイバケーブルには入射されたパルス光を僅かに後方に散乱させる性質があり、この性質を利用することにより、光ファイバケーブルにおける複数位置での歪みを計測することができる。具体的には、散乱光の周波数は光ファイバケーブルの歪みに依存するため、パルス光を光ファイバケーブルに入射して散乱光の周波数を計測することにより光ファイバケーブルの歪みを計測することができる。また、光ファイバケーブルにパルス光を入射してから光ファイバケーブル内で発生した散乱光が入射位置に戻るまでの時間を測定することにより、散乱光が発生した位置、すなわち光ファイバケーブルにおける歪みと歪みが生じた位置を計測することができる。

【0017】

光ファイバケーブルを地中に螺旋状に配置した場合には、螺旋の周方向における複数の位置で光ファイバケーブルの歪みを計測することができ、地盤の状態をより正確に把握することができる。このような理由から、光ファイバケーブルを地中に螺旋状に配置することが求められている。本実施形態に係る線状体設置装置１００及び線状体設置方法は、光ファイバケーブル１を地中に螺旋状に設置する際に用いられる。

【0018】

図１に示すように、線状体設置装置１００は、パイプ（棒状部材）２をその軸方向に地中に送出するウインチ（送出部）１０と、ウインチ１０により送出されるパイプ２の外周に光ファイバケーブル１を繰出す繰出部２０と、繰出部２０をパイプ２の周りに回転させるモータ（駆動部）３０と、を備える。

【0019】

ウインチ１０は、ワイヤ１１を巻き取り可能に形成されている。ワイヤ１１は、地上に構築された架台３の頂部に設けられた滑車１２に掛けられている。ワイヤ１１の一端をパイプ２の端部に取り付けてウインチ１０を用いてワイヤ１１を巻き取ることにより、パイプ２が吊り上げられる。この状態でウインチ１０を逆方向に駆動することにより、ウインチ１０からワイヤ１１が引き出され、パイプ２が降下する。

【0020】

地盤にはボーリング穴４が予め形成されており、パイプ２をボーリング穴４の上方から降下させることによりパイプ２が地中に送出される。ボーリング穴４は、例えば、削孔ロッド（図示省略）により地盤を削孔しながら削孔ロッドを降下させることにより形成される。

【0021】

ボーリング穴４は地盤に予め形成されていなくてもよく、ボーリング穴４を形成しつつパイプ２を地中に送出してもよい。具体的には、パイプ２の先端に削孔ビットを取り付け当該削孔ビットを用いて地盤を掘削しながらパイプ２を地中に送出してもよい。

【0022】

繰出部２０は、図２に示すように、光ファイバケーブル１が巻回されたボビン２１と、ボビン２１からその軸方向に突出するシャフト２２と、シャフト２２を回転自在に支持する支持部材２３と、支持部材２３に取り付けられた案内部材２４と、を備えている。案内部材２４には案内孔２４ａが形成されており、ボビン２１に巻回された光ファイバケーブル１は、案内孔２４ａから繰出される。

【0023】

繰出部２０の支持部材２３は、架台３の足場板３ａに支持された回転台４０に保持されており、鉛直方向の移動が拘束されている。そのため、ボビン２１に巻回された光ファイバケーブル１の先端をパイプ２に固定した状態でパイプ２を降下させることにより、光ファイバケーブル１が引っ張られる。その結果、ボビン２１が回転し、光ファイバケーブル１がボビン２１から繰出される。

【0024】

回転台４０は、パイプ２が挿通する環状の上側テーブル４１及び下側テーブル４２を備えている。上側テーブル４１は、足場板３ａの上方に配置されており、足場板３ａに環状のベアリング３ｂを介してパイプ２の周りに回転自在に支持されている。下側テーブル４２は、ベアリング３ｂを挿通する連結棒４３を介して上側テーブル４１と連結されており、上側テーブル４１と共にパイプ２の周りに回転する。換言すると、上側テーブル４１及び下側テーブル４２は、架台３に回転自在に支持されていて、パイプ２の周りを回転する。

【0025】

下側テーブル４２の下面には下方に延びる第１支持棒４４が取り付けられている。第１支持棒４４の下端には第２支持棒４５の一端が連結されており、第２支持棒４５の他端に繰出部２０の支持部材２３が取り付けられている。そのため、繰出部２０は、下側テーブル４２と共にパイプ２の周りに回転する。

【0026】

回転台４０の上側テーブル４１の上面には環状のギア３１が取り付けられている。モータ３０は、ギア３１と噛み合うギア３２に減速機３３を介して連結されており、モータ３０の駆動力はギア３１を通じて回転台４０に伝達される。モータ３０の駆動により上側テーブル４１及び下側テーブル４２が回転し、繰出部２０がパイプ２の周りを回転する。

【0027】

図１に示すように、ウインチ１０とモータ３０との両方を駆動したときには、パイプ２が地中に送出されると共に繰出部２０がパイプ２の周りを回転する。そのため、繰出部２０から繰出される光ファイバケーブル１は、パイプ２の外周に螺旋状に配置される。パイプ２の送出速度を一定としつつ繰出部２０の送出速度を一定とした場合には、螺旋ピッチＰは、送出速度を回転速度で除した値となり、螺旋ピッチを制御することができる。

【0028】

このように、線状体設置装置１００では、ウインチ１０（図１参照）がパイプ２を地中に送出し、モータ３０が繰出部２０をパイプ２の周りに回転させる。そのため、繰出部２０から繰出される光ファイバケーブル１は、パイプ２の送出速度と繰出部２０の回転速度とによって決まる螺旋ピッチＰでパイプ２の外周に螺旋状に配置される。したがって、パイプ２の外周に光ファイバケーブル１を精度良く配置することができる。光ファイバケーブル１は、パイプ２の外周に配置された状態でパイプ２と共に地中に送出されるため、光ファイバケーブル１を精度良く螺旋状に地中に設置することができる。

【0029】

図２では繰出部２０が２つ示されているが、線状体設置装置１００は、４つの繰出部２０を備えており、モータ３０は、４つの繰出部２０を同時にパイプ２の周りに回転させる。そのため、４本の光ファイバケーブル１をパイプ２の外周に同時に螺旋状に配置することができ、４本の光ファイバケーブル１を螺旋状に地中に設置することができる。４本の光ファイバケーブル１を螺旋状に地中に設置した場合には、パイプ２の断面形状を変化させるような地盤の変形を把握することができる。

【0030】

なお、地中に設置される光ファイバケーブル１の本数は４本に限られず、１本、２本、３本、又は５本以上であってもよい。繰出部２０は、地中に設置される光ファイバケーブル１の数だけあればよい。

【0031】

第１支持棒４４と第２支持棒４５との間の角度は変更可能である。当該角度を変更することにより、案内部材２４の向きを変更することができる。したがって、繰出部２０から繰出される光ファイバケーブル１の方向を変更することができる。

【0032】

繰出部２０の支持部材２３には、シャフト２２に負荷トルクを作用させるトルク制御装置２５が取り付けられている。シャフト２２は、ボビン２１に固定されており、トルク制御装置２５は、ボビン２１の加減速に応じて負荷トルクを変化させるように形成されている。したがって、ボビン２１の加減速に起因する光ファイバケーブル１の張力の変動を軽減することができる。

【0033】

線状体設置装置１００は、ウインチ１０（図１参照）によるパイプ２の送出速度を検出する検出部５０と、モータ３０による繰出部２０の回転速度を制御するコントローラ（制御部）６０と、を備えている。

【0034】

検出部５０は、パイプ２を挟むように配置される第１ローラ５１及び第２ローラ５２と、第１ローラ５１及び第２ローラ５２からそれらの軸方向に突出する第１シャフト５３及び第２シャフト５４と、第１シャフト５３の回転速度を測定するロータリエンコーダ５５と、を備えている。第１シャフト５３は、第１ローラ５１に固定されており、第１ローラ５１と共に回転する。

【0035】

第１シャフト５３及び第２シャフト５４は、第１アーム５７及び第２アーム５８に回転自在に支持されている。第１アーム５７及び第２アーム５８は、足場板３ａに取り付けられたフレーム３ｃに揺動自在に取り付けられている。

【0036】

第１アーム５７及び第２アーム５８には第１ローラ５１及び第２ローラ５２の間隔を狭める方向に付勢するコイルばね５９が取り付けられており、コイルばね５９によって第１ローラ５１及び第２ローラ５２がパイプ２の外周面に押付けられている。そのため、第１ローラ５１は、パイプ２の送出に同期して回転する。

【0037】

第１ローラ５１の回転に伴って第１シャフト５３が回転するため、第１シャフト５３の回転速度をロータリエンコーダ５５を用いて測定することにより、第１ローラ５１の回転速度を測定することができる。第１ローラ５１の外径は既知の値であるため、第１ローラ５１の回転速度を測定することにより、パイプ２の送出速度を検出することができる。

【0038】

検出部５０から出力される信号は、コントローラ６０に送信される。コントローラ６０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＣＰＵにより実行される制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵの演算結果等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、を備えるマイクロコンピュータである。コントローラ６０は、１つのマイクロコンピュータによって構成されていてもよいし、複数のマイクロコンピュータによって構成されていてもよい。

【0039】

コントローラ６０は、検出部５０により検出された送出速度に基づいて、モータ３０による繰出部２０の回転速度を制御する。そのため、モータ３０による繰出部２０の回転速度は、ウインチ１０（図１参照）によるパイプ２の送出速度に応じて変化する。したがって、繰出部２０から繰出される光ファイバケーブル１を所望の螺旋ピッチでパイプ２に螺旋状に配置することができ、光ファイバケーブル１をより精度良く螺旋状に地中に設置することができる。なお、コントローラ６０（制御部）は電気信号等により繰出速度を制御するものに限定されず、歯車やギアを組み合わせた機械式のものであってもよい。

【0040】

図３に示すように、線状体設置装置１００は、繰出部２０から繰出された光ファイバケーブル１が外周に配置された最初のパイプ２に別のパイプ２を連結する連結器７０を備える。以下において、当該最初のパイプ２を「第１パイプ２ａ」とも称し、当該別のパイプ２を「第２パイプ２ｂ」とも称する。

【0041】

第２パイプ２ｂは、第１パイプ２ａの下端が繰出部２０よりも下方に移動した後に第１パイプ２ａに連結される。したがって、第１パイプ２ａの外周に光ファイバケーブル１を配置する前に第１パイプ２ａと第２パイプ２ｂを連結して吊り上げる場合と比較して、第２パイプ２ｂの吊り上げ高さを低くすることができる。これにより、搬送や吊り上げ等のパイプ２の扱いを容易にすることができると共に、線状体設置装置１００の大型化を防止することができる。

【0042】

連結器７０は、例えばパイプ２の端部どうしを溶接する溶接機などの連結機である。連結器７０は、パイプ２どうしを連結するための連結具をパイプ２の端部に取り付ける装置であってもよい。パイプ２の端部にはパイプ２どうしを連結する連結部を備えたパイプを用いてもよい。なお、連結器７０は溶接機等の電気機器に限定されるものではなく、連結工具（例えば、パイプレンチ、パイプ固定装置）のような簡便なものであってもよい。

【0043】

第２パイプ２ｂは、第１パイプ２ａと同様に、ウインチ１０を駆動することにより第１パイプ２ａと共に降下して地中に送出される。繰出部２０は、第２パイプ２ｂの外周に光ファイバケーブル１を繰出し、モータ３０は、繰出部２０を第２パイプ２ｂの周りに回転させる。そのため、光ファイバケーブル１は、第１パイプ２ａの外周に続いて第２パイプ２ｂの外周に螺旋状に配置される。したがって、第１パイプ２ａと第２パイプ２ｂとに渡って光ファイバケーブル１を螺旋状に配置することができ、地中における光ファイバケーブル１の設置範囲を拡大することができる。

【0044】

繰出部２０の下方には、作業員が作業するためのスペース（以下、「作業スペース」と称する）が設けられている。作業スペースにおいて、ボーリング穴４の径方向におけるパイプ２の位置を定めるセントラライザ（位置決め部材）８０がパイプ２の外周に作業員によって取り付けられる。

【0045】

図４（ａ）に示すように、セントラライザ８０は、第１環状体８１と、第１環状体８１とその軸方向に間隔を空けて配置される第２環状体８２と、第１環状体８１と第２環状体８２とを連結する複数の連結板８３と、を備えている。第１環状体８１及び第２環状体８２は半割構造を有しており、パイプ２を外側から覆うようにパイプ２に取り付けられる。

【0046】

連結板８３は、第１環状体８１及び第２環状体８２の径方向に隆起するように形成されている。セントラライザ８０がパイプ２と共に地中に送出されると、連結板８３はボーリング穴４（図１及び図４参照）の内周面によって押圧される。そのため、第１環状体８１及び第２環状体８２がボーリング穴４と略同軸に保たれ、パイプ２が位置決めされる。

【0047】

セントラライザ８０は、繰出部２０（図１及び図３参照）の下方においてパイプ２に取り付けられる。そのため、パイプ２の外周に配置された光ファイバケーブル１は、セントラライザ８０によって覆われる。したがって、光ファイバケーブル１がずれるのを防止することができ、また、パイプ２はボーリング穴４の中心に配置される。したがって、光ファイバケーブル１をより精度良く螺旋状に地中に設置することができる。

【0048】

図４（ｂ）に示すように、第１環状体８１の内周面には、複数の円弧状のスペーサ８４が第１環状体８１の周方向に間隔を空けて接着剤を用いて固着されている。スペーサ８４の内周面には接着剤が塗布されており、スペーサ８４はパイプ２の外周面に固着される。図示を省略するが、第１環状体８１と同様に、第２環状体８２の内周面に複数の円弧状のスペーサ８４が固着されている。

【0049】

スペーサ８４の厚みは光ファイバケーブル１の外径と略等しく、セントラライザ８０は、光ファイバケーブル１がスペーサ８４どうしの間隔を通過するようにパイプ２の外周面に取り付けられる。したがって、光ファイバケーブル１の損傷を防止しつつ光ファイバケーブル１のずれを防止することができる。また、パイプ２はボーリング穴４の中心に配置される。

【0050】

次に、線状体設置方法について説明する。

【0051】

まず、削孔ロッド（図示省略）を用いて、図１に示すボーリング穴４を地盤に形成する。次に、ワイヤ１１の一端を１本目のパイプ２の端部に取り付け、ウインチ１０を駆動してパイプ２を検出部５０の上方に吊り上げる。

【0052】

次に、ウインチ１０を逆方向に駆動してパイプ２を降下させる。このとき、検出部５０の第１ローラ５１及び第２ローラ５２（図２参照）の間にパイプ２を通す。パイプ２の下端が繰出部２０の下方の作業スペースに到達したところで、ウインチ１０を停止してパイプ２の降下を停止する。

【0053】

次に、繰出部２０から繰出された光ファイバケーブル１の先端をパイプ２の下端に固定すると共に、セントラライザ８０をパイプ２に取り付ける。再びウインチ１０を駆動してパイプ２を降下させる。このとき、モータ３０を用いて繰出部２０をパイプ２の周りに回転させる。これにより、パイプ２の外周に光ファイバケーブル１が螺旋状に配置される。

【0054】

図３に示すように、パイプ２を地中に予め定められた距離、送出したところで、セントラライザ８０をパイプ２に取り付ける。

【0055】

第１パイプ２ａの上端が連結器７０まで降下したところで、第１パイプ２ａの送出を停止する。次に、不図示の保持機構を用いて第１パイプ２ａを保持し、ワイヤ１１を第１パイプ２ａから外す。次に、ワイヤ１１を第２パイプ２ｂの端部に取り付け、ウインチ１０を駆動して第２パイプ２ｂを連結器７０の上方に吊り上げる。第２パイプ２ｂの下端を第１パイプ２ａの上端に合わせ、第２パイプ２ｂを第１パイプ２ａに連結する。

【0056】

次に、再びウインチ１０を駆動して第２パイプ２ｂを降下させる。このとき、モータ３０を用いて繰出部２０を第２パイプ２ｂの周りに回転させ、第２パイプ２ｂの外周に光ファイバケーブル１を螺旋状に配置する。図示を省略するが、第２パイプ２ｂにセントラライザ８０を取り付ける。

【0057】

第１パイプ２ａの下端がボーリング穴４の底部、または所定の深度に到達するまで、パイプ２を継ぎ足し地中に送出する。継ぎ足されたパイプ２にも光ファイバケーブル１を螺旋状に配置することにより、ボーリング穴４の底部と地表との間に渡って光ファイバケーブル１を螺旋状に設置することができる。

【0058】

第１パイプ２ａの下端がボーリング穴４の底部、または所定の深度に到達したところで、不図示の注入機を用いて、パイプ２の外周面とボーリング穴４の内周面との間にグラウト材を注入する。グラウト材が固化すると、パイプ２及び光ファイバケーブル１がボーリング穴４の内周面に固着される。

【0059】

以上により、光ファイバケーブル１の設置が完了する。

【0060】

以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

【0061】

線状体設置装置１００及び線状体設置方法では、パイプ２を地中に送出すると共に、繰出部２０から光ファイバケーブル１をパイプ２の外周に繰出しつつ繰出部２０をパイプ２の周りに回転させる。そのため、繰出部２０から繰出される光ファイバケーブル１は、パイプ２の送出速度と繰出部２０の回転速度とによって決まる螺旋ピッチＰでパイプ２の外周に螺旋状に配置される。したがって、パイプ２の外周に光ファイバケーブル１を精度良く配置することができる。光ファイバケーブル１は、パイプ２の外周に精度良く配置された状態でパイプ２と共に地中に送出されるため、光ファイバケーブル１を精度良く螺旋状に地中に設置することができる。

【0062】

また、線状体設置装置１００及び線状体設置方法では、パイプ２の送出速度を検出し、検出された送出速度に基づいて繰出部２０の回転速度を制御する。そのため、繰出部２０の回転速度は、パイプ２の送出速度に応じて変化する。したがって、繰出部２０から繰出される光ファイバケーブル１を所望の螺旋ピッチでパイプ２に螺旋状に配置することができ、光ファイバケーブル１をより精度良く螺旋状に地中に設置することができる。

【0063】

また、線状体設置装置１００及び線状体設置方法では、光ファイバケーブル１が外周に配置された第１パイプ２ａの後端に第２パイプ２ｂを連結し、第２パイプ２ｂをその軸方向に地中に送出すると共に、繰出部２０から光ファイバケーブル１を第２パイプ２ｂの外周に繰出しつつ繰出部２０を第２パイプ２ｂの周りを相対回転させる。そのため、光ファイバケーブル１は、第１パイプ２ａの外周に続いて第２パイプ２ｂの外周に螺旋状に配置される。したがって、第１パイプ２ａと第２パイプ２ｂに渡って光ファイバケーブル１を螺旋状に配置することができ、地中における光ファイバケーブル１の設置範囲を拡大することができる。

【0064】

また、線状体設置方法では、セントラライザ８０を、光ファイバケーブル１が外周に配置されたパイプ２の外周に取り付ける。そのため、パイプ２の外周に配置された光ファイバケーブル１は、セントラライザ８０によって覆われる。したがって、光ファイバケーブル１がずれるのを防止することができ、光ファイバケーブル１をより精度良く螺旋状に地中に設置することができる。

【0065】

本実施形態では、モータ３０は、繰出部２０をパイプ２の周りに回転させるが、本発明は、この形態に限られない。繰出部２０を架台３に移動不能に固定しモータ３０を用いてパイプ２をその軸周りに回転させてもよい。すなわち、モータ３０は、繰出部２０をパイプ２の周りを相対回転させるように構成されていればよい。また、コントローラ６０は、モータ３０による繰出部２０の相対回転速度を制御するように構成されていればよい。

【0066】

＜第２実施形態＞
次に、図５を参照して本発明の第２実施形態に係る線状体設置装置２００について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、第１実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、図中に第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

【0067】

線状体設置装置２００では、繰出部２２０は、線状体設置装置１００におけるトルク制御装置２５（図２参照）に代えて、繰出部２２０のシャフト２２を回転させるモータ２２５を備えている。モータ２２５は、支持部材２３に取り付けられており、モータ２２５の駆動によりボビン２１が回転し、光ファイバケーブル１がボビン２１から繰出される。

【0068】

モータ２２５は、コントローラ６０と無線により接続されている。コントローラ６０は、検出部５０により検出された送出速度に基づいて、モータ２２５による光ファイバケーブル１の繰出速度を制御する。そのため、光ファイバケーブル１の繰出速度は、ウインチ１０（図１参照）によるパイプ２の送出速度に応じて変化する。したがって、パイプ２の送出に同期して光ファイバケーブル１を繰出すことができ、光ファイバケーブル１の張力の変動を軽減することができる。なお、コントローラ６０（制御部）は電気信号等により繰出速度を制御するものに限定されず、歯車やギアを組み合わせた機械式のものであってもよい。

【0069】

本実施形態に係る線状体設置方法は、第１実施形態に係る線状体設置方法と略同じであるため、ここではその説明を省略する。

【0070】

＜第３実施形態＞
次に、図６及び図７参照して本発明の第３実施形態に係る線状体設置方法について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、第１実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、図中に第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

【0071】

本実施形態に係る線状体設置方法は、パイプ２の外周に光ファイバケーブル１を配置する配置工程と、パイプ２を地中に送出する送出工程と、を備える。配置工程では、複数のセントラライザ３８０をパイプ２にその軸方向に間隔を空けて取り付け、その後に、セントラライザ３８０間に渡って光ファイバケーブル１をパイプ２の外周に螺旋状に配置する。そのため、複数のセントラライザ３８０を目安に螺旋ピッチＰを定めることができる。したがって、光ファイバケーブル１をパイプ２に所望の螺旋ピッチで螺旋状に配置した状態で地中に送出することができ、光ファイバケーブル１を精度良く螺旋状に地中に設置することができる。

【0072】

図７に示すように、セントラライザ３８０は、パイプ２の外周を覆う円筒体３８１と、円筒体３８１の外周に取り付けられる複数の羽根体３８２と、を有する。羽根体３８２は、円筒体３８１の径方向に隆起するように形成されている。セントラライザ３８０がパイプ２と共に地中に送出されると、羽根体３８２はボーリング穴４（６参照）の内周面によって押圧される。そのため、円筒体３８１がボーリング穴４と略同軸に保たれ、パイプ２が位置決めされる。

【0073】

光ファイバケーブル１は、円筒体３８１の周方向に隣り合う羽根体３８２の間に配置される。羽根体３８２は、円筒体３８１の軸方向に対して所定の角度、傾斜して延びている。そのため、羽根体３８２に沿って光ファイバケーブル１を円筒体３８１の外周に配置することにより、光ファイバケーブル１をパイプ２の軸方向に対して所定の角度、傾斜して配置することができ、光ファイバケーブル１をより精度良くパイプ２の外周に配置することができる。

【0074】

セントラライザ３８０の取り付けピッチは、要求される光ファイバケーブル１の螺旋ピッチＰに設定されることが好ましい。この場合には、セントラライザ３８０間で光ファイバケーブル１をパイプ２の周りを１周させればよく、光ファイバケーブル１を所望の螺旋ピッチで螺旋状にパイプ２の外周に容易に配置することができる。

【0075】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0076】

上記実施形態では、パイプ２を用いているが、パイプ２に代えて、中実の棒を用いてもよい。

【0077】

上記実施形態では、ウインチ１０を用いてパイプ２を降下させることによりパイプ２を地中に送出しているが、一対のローラでパイプ２を挟持し一対のローラを回転させることによりパイプ２を地中に送出してもよい。

【0078】

光ファイバケーブル１をパイプ２の外周に配置する際に、接着剤を用いて光ファイバケーブル１をパイプ２の外周に仮固定してもよい。

【0079】

上記実施形態では、螺旋形状の中心軸が鉛直方向に沿うように光ファイバケーブル１を地中に設置するが、螺旋形状の中心軸が水平になるように光ファイバケーブル１を地中に設置してもよい。この場合には、ボーリング穴４を水平に形成し、パイプ２を水平に送出すればよい。螺旋形状の中心軸が水平になるように設置された光ファイバケーブル１は、トンネル掘削工事などにおける地盤変位の測定に有効である。

【0080】

光ファイバケーブル１の断面は、図４（ｂ）に示すように円形であってもよいし、略矩形（長方形）であってもよい。光ファイバケーブル１の断面が略矩形である場合には、光ファイバケーブル１の捻れを防止することができる。

【0081】

本発明は、光ファイバケーブル１を地中に設置する形態に限られず、電線等を地中に設置する場合にも有効である。

【符号の説明】

【0082】

１００，２００・・・線状体設置装置
１・・・光ファイバケーブル（線状体）
２・・・パイプ（棒状部材）
２ａ・・・第１パイプ（第１棒状部材）
２ｂ・・・第２パイプ（第２棒状部材）
４・・・ボーリング穴
１０・・・ウインチ（送出部）
２０，２２０・・・繰出部
３０・・・モータ（駆動部）
５０・・・検出部
６０・・・コントローラ（制御部）
７０・・・連結器
８０，３８０・・・セントラライザ（位置決め部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】