JP5978328B2 - ケーブルの固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば配管内や免震構造物等に設置されるケーブルの固定構造に関する。

免震構造物には、基礎や下部構造体等に免震装置を介して上部構造体を支承するものが知られている。この種の免震構造物では、地震発生時に地震動によって振動する下部構造体に対して免震装置が大きくゆっくりと変形し、地震動の揺れをかわすことで上部構造体に入力される地震動を低減するようになっている。このため、地震発生時には、下部構造体と上部構造体との間に大きな相対変位を生じることになる。よって、免震構造物に各種のケーブルを引き込む際には、地震の影響によってケーブルとしての機能を損なわないことに加え、大きな相対変位に対する追随性も必要とされる。

例えば、建物内や管路内等にケーブルを敷設する場合、所定間隔で固定部を設けてケーブルを固定していた。そして、地震時等に相対変形が生じることを考慮して、特許文献１に記載のようにケーブルにある程度余長を設けていた。しかしながら、地震等によってケーブルに余長を超える相対変形が生じた場合にはケーブルに張力が作用して機能に障害が生じる可能性があった。また、余長の範囲内の相対変形であっても、ケーブルが太径で剛性が高い場合には固定部に過大な荷重が加わって機能に障害を生じる可能性があった。

これに対しケーブルの保護手段として、固定部に強度の低いインシュロックや紐等を用いることでケーブルに損傷が生じる前に固定部を破断することが行われていた。或いは、一般的なボルト固定に代えてスプリング式の特殊な固定金物を用いて固定度を下げることで過大な荷重がケーブルに作用しないように調整すること等が行われていた。
しかしながら、インシュロックや紐等を用いる場合でも、固定部が破断する等によってケーブルに干渉をきたすおそれがあった。また、スプリング式の固定金物では地震等によって金物が一定の範囲内で変形するため、スプリング部やボルトのネジ山が損傷しやすく、また高価であるという欠点もあった。

また、他の従来例として、免震構造物において、基礎等の下部構造体から建築物等の上部構造体へケーブルを引き込む際に、図１０（ａ）に示すようにケーブル用の配管１０１内にケーブル１０２が配設され、ケーブル１０２は配管１０１の内壁に例えば管状の固定部１０３によって所定間隔で支持されて敷設されている。そして、地震時に配管１０１同士の連結部がずれて相対変形する場合を考慮して固定部１０３間にある程度の余長部１０４を設けてケーブル１０２を敷設している。

特開平１１-３４６４３０号公報 特開２０１０-２４７７２号公報

しかしながら、従来の免震構造物では、地震等によって連結した配管１０１の連結部にずれが発生すると、図１０（ｂ）に示すようにケーブル１０２の余長部１０４も変位して固定部１０３間に大きなずれが発生するため、図１１に示すように、一方の配管１０１の固定部１０３と他方の配管１０１の固定部１０３との一方でケーブル１０２が急傾斜に折れ曲がり、ケーブル１０２が損傷するおそれがあった。
また、固定部で支持されたケーブルの急激な折れ曲がりを防ぐ手段として、例えば特許文献２に記載されたように、固定部の中空部の開口角部にラッパ状の湾曲部を形成したものも提案されているが、ケーブルを固定する固定部の開口角部にラッパ状の湾曲部を形成することは製造が困難である上にコスト高になるという欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ケーブルを挿通する固定部材の開口角部の内面に特殊な湾曲部を形成することなく、しかも地震発生時等においてケーブルが固定部材の開口角部で急激に折れ曲がって損傷することのないようにしたケーブルの固定構造を提供することを目的とする。

本発明によるケーブルの固定構造は、免震装置を介して設置した下部構造物及び上部構造物の間にケーブルを設置したケーブルの固定構造において、前記下部構造物に固定されていて前記ケーブルを挿通させる中空の第一の固定部材と、前記下部構造物に固定されていて前記第一の固定部材より前記上部構造物側に設置されていて前記第一の固定部材の内径よりも拡径された内径を有して前記ケーブルを挿通させる中空の第一の拡径固定部材と、前記上部構造物に固定されていて前記ケーブルを挿通させる中空の第二の固定部材と、前記上部構造物に固定されていて前記第二の固定部材に対して前記第一の拡径固定部材側に設置されていて前記第二の固定部材の内径よりも拡径された内径を有して前記ケーブルを挿通させる中空の第二の拡径固定部材とを備え、前記ケーブルの第一の拡径固定部材と第二の拡径固定部材の間に余長部を設けたことを特徴とする
本発明によれば、ケーブルを保持する第一及び第二の固定部材よりも拡径された内径を有する第一及び第二の拡径固定部材を挿通してケーブルが敷設されているために、地震等でケーブルが大きく変位したとしても第一及び第二の固定部材を挿通したケーブルは第一及び第二の拡径固定部材を挿通することで、第一及び第二の拡径固定部材の拡径された中空の内面を通して湾曲したり傾斜したりするために、ケーブルは第一及び第二の固定部材や第一及び第二の拡径固定部材の出口の開口で急激に折れ曲がることがなく、緩やかに湾曲するためにケーブルの損傷を防止できる。

また、ケーブルは複数組敷設され、第一及び第二の固定部材は複数組のケーブルを個別に挿通させるよう複数個設けられ、第一及び第二の拡径固定部材は複数組のケーブルを挿通させていることが好ましい。
複数の第一及び第二の固定部材を個別に挿通した複数組のケーブルは内径が拡径された第一及び第二の拡径固定部材の内部をそれぞれ挿通することで大きな曲線を描いて緩やかに湾曲するためにケーブルの損傷を防止できる。しかも、複数組のケーブルが第一及び第二の拡径固定部材の内部をそれぞれ挿通するため、単純な構成によって複数組のケーブルの急激な折れ曲がりによる損傷を防止できる。

また、第一及び第二の拡径固定部材は円筒体であってもよい。
第一及び第二の拡径固定部材が円筒体であるため単純な形状で製造が容易であるため低コストあり、しかも第一及び第二の固定部材より拡径した内径を有するために円筒体であってもケーブルの急激な折り曲がりを防いで緩やかに湾曲させることができる。

また、第一及び第二の拡径固定部材は断面円形または楕円形をなすリング体であってもよい。
第一及び第二の拡径固定部材が断面円形または楕円形のリング体であるため、単純な形状で製造が容易で低コストある上にケーブルが当接したり擦過したりしたとしても開口の内面に角部がないためケーブルを傷つけることがなくケーブルを一層緩やかに湾曲させることができる。

また、第一及び第二の拡径固定部材は第一及び第二の固定部材と反対側の開口に向けて中空部が次第に拡径するテーパ形状に形成されていてもよい。
第一及び第二の拡径固定部材の中空部の開口がテーパ状に拡径して形成されているため、ケーブルが当接したり擦過したりしたとしてもケーブルを傷つけることがなくケーブルを一層緩やかに湾曲させることができる。

本発明によるケーブルの固定構造によれば、ケーブルを挿通させる中空の第一及び第二の固定部材よりも拡径された内径を有する第一及び第二の拡径固定部材をケーブルが挿通するために、地震等でケーブルが大きく変位したとしても、第一及び第二の固定部材を挿通したケーブルは第一及び第二の拡径固定部材の拡径した中空部を挿通することで湾曲したり傾斜したりするために、第一及び第二の拡径固定部材の出口開口で急激に折れ曲がることがなく、緩やかに湾曲するためにケーブルの損傷を防止できる。

本発明の第一実施形態による配管内のケーブルの固定構造を示す要部断面図である。 図１に示すケーブル固定構造についてケーブルが変形した状態を示す要部斜視図である。 本発明の第二実施形態によるケーブルの固定構造を示す要部断面図である。 図３に示すケーブルの固定構造についてケーブルが変形した状態を示す要部斜視図である。 本発明の第三実施形態によるケーブルの固定構造を示す要部断面図である。 図５に示すケーブル固定構造についてケーブルが変形した状態を示す要部斜視図である。 本発明の第四実施形態によるケーブルの固定構造を示す要部断面図である。 図７に示すケーブル固定構造についてケーブルが変形した状態を示す要部斜視図である。 変形例によるケーブルの固定構造を示すものであり、免震装置の前後における下部構造物と上部構造物に接続したケーブルにケーブルの固定構造を設けた構成を示す説明図である。 従来の配管内のケーブルの固定構造を示す縦断面図であり、（ａ）は平常のケーブル敷設状態を示す図、（ｂ）は地震等で配管がずれた状態を示す図である。 図１０（ｂ）におけるＡ部の拡大断面図である。

以下、本発明の各実施形態によるケーブルの固定構造について図１から図８に基づいて説明する。
図１及び図２は本発明の第一実施形態によるケーブル１の固定構造を示すものであり、例えば地中や建物等の構造物内に配設した配管２内にケーブル１を敷設した構成を示している。なお、図２ではケーブル１の固定構造として、配管２を省略してケーブル１と固定部材３と拡径筒状部材９のみを示している。
配管２は連結部２ａを介して地中や建物等の構造物内に複数連結して配設されている。配管２内の内壁に所定間隔を開けて中空状、例えば筒状の固定部材３が固定され、固定部材３の内面にケーブル１が挿通されている。ケーブル１は適宜のものを敷設可能であり、例えば通信用メタルケーブルや電力ケーブル等が配設されている。また、ケーブル１は１本の通信用メタルケーブルや電力ケーブル等に限定されるものではなく、複数本または複数種の各種ケーブルをまとめた束状のものを１組のケーブル１としてもよい。

固定部材３はスチールやアルミ等の金属金物で形成されている。固定部材３は、例えば図２に示すように、円筒体を半割した２つの分割体４の両端に形成した各フランジ部４ａ同士を当接させてねじ５で締結固定したものである。或いは分割しない一体の円筒体で構成して内部にケーブル１を挿通させてもよい。固定部材３の内径寸法はケーブル１の外径寸法より例えば若干大きい程度に設定されている。ケーブル１は配管２同士を連結する連結部２ａの付近では図１０に示す余長部１０４と同様な撓みを形成した余長部７が形成され、配管２同士の連結部２ａがずれてもケーブル１が過大な張力を受けて損傷したりしないようにしている。

そして、固定部材３の前方に延びるケーブル１は配管２の固定部材３で支持されていて、固定部材３の近くで連結部２ａ側に設けた拡径筒状部材９を貫通しており、拡径筒状部材９の前方にケーブル１の余長部７が形成されている。拡径筒状部材９は固定部材３より内径の大きな例えば円筒形状を有しており、その内部を比較的太径のケーブル１が緩く挿通している。拡径筒状部材９も例えば図２に示すように円筒体を半割した２つの分割体１０の両端の各フランジ部１０ａ同士を当接させてねじ５で締結固定したものである。或いは拡径筒状部材９は分割しない一体の円筒体で構成して内部にケーブル１を挿通させてもよい。

そのため、ケーブル１を内挿する拡径筒状部材９はケーブル１と拡径筒状部材９の内面との間に隙間が形成され、ケーブル１は緩やかに湾曲変位可能とされている。
そして、図１に示す平常状態において、配管２内でケーブル１は配管２と同軸に連結された隣接する他の配管２（以下、これを配管２Ａという）にも上述したものと同一構成の拡径筒状部材９と固定部材３とが順次取り付けられ、これらにもケーブル１が挿通して支持されている。なお、固定部材３と拡径筒状部材９は同軸に設置することが好ましい。

本実施形態によるケーブル１の固定構造は上述の構成を備えており、次にその作用を説明する。図１に示す平常時における配管２によるケーブル１の固定構造において、ケーブル１は拡径筒状部材９の中央を通って隣接する配管２Ａ内の拡径筒状部材９及び固定部材３の中央を挿通して支持されている。
地震等が発生すると、図１において、配管２と配管２Ａの連結部２ａが一点鎖線で示すようにずれ、例えば隣の配管２Ａが配管２に対して下方（または横方向）にずれた場合、配管２Ａのずれによってその固定部材３もずれるためケーブル１に強制変形が加わる。すると、配管２の連結部２ａに位置するケーブル１の余長部７が下方（または横方向）にずれるため、配管２内に固定部材３に対してケーブル１が一点鎖線で示すように下方に変位する。

この場合でも、配管２内において固定部材３の前方には拡径筒状部材９が配設されているために、図２に示すように、ケーブル１は少し湾曲して拡径筒状部材９内の出口側の開口角部９ａに当接し、それ以上の湾曲や折れ曲がりが阻止される。そのため、ケーブル１は拡径筒状部材９によって固定部材３及び拡径筒状部材９の各出口側の開口で急傾斜や折れ曲がりを阻止されて緩やかな傾斜または湾曲をガイドされ、変位した余長部７につながる。
これによって拡径筒状部材９から先端側に湾曲して延びるケーブル１が開口角部９ａに当接してガイドされるために変形が集中しにくくケーブル１の変形の集中と損傷を防止できる。

上述のように本実施形態によるケーブル１の固定構造によれば、配管２内で所定間隔で配列された固定部材３内をケーブル１が挿通してその前方に設けた拡径筒状部材９内にケーブル１を挿通させたので、地震等でケーブル１を保持する配管２と配管２Ａがずれたとしてもケーブル１が固定部材３の開口角部で急激に折れ曲がったりすることがなく、拡径筒状部材９の拡径された開口角部９ａに当接してガイドされて緩やかに傾斜または湾曲するため、ケーブル１の損傷を防止できる。
しかも、配管２の連結部２ａにケーブル１の余長部７を設けたため、連結部２ａで配管２Ａがずれてケーブル１が余長部７で大きくずれて強制的に変形やずれを生じたとしても、ケーブル１が固定部材３より拡径された拡径筒状部材９の開口角部９ａに当接して緩やかに傾斜または湾曲するため、ケーブル１の損傷を確実に防止できる。

なお、本発明は上述の第一実施形態によるケーブル１の固定構造に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の他の実施形態や変形例について説明するが、上述した第一実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。

例えば、拡径筒状部材９について配管２の内面に固定保持する構成に代えて配管２の長手方向にスライド可能に支持するようにしてもよい。拡径筒状部材９が固定部材３に対して接近または離間する方向に進退することで拡径筒状部材９の開口角部９ａに当接してケーブル１が傾斜または湾曲する角度を増減調整することができる。この構成は以下に述べる他の実施形態や変形例においても採用できる。

次に本発明の第二実施形態によるケーブル１の固定構造について図３及び図４により説明する。本実施形態によるケーブル１も配管２内に支持されているが、以下の実施形態も含めて各図では配管２は省略されている。
本第二実施形態によるケーブル１の固定構造において、配管２内でケーブル１を保持する固定部材３を設けており、更にその前方には上述した第一実施形態による拡径筒状部材９に代えて断面円形または楕円形等の拡径リング体１２が配管２の内壁に取り付けられている。しかも、この拡径リング体１２は固定部材３の内径よりも大径の内径を有しており、そのため拡径リング体１２内に隙間を以てケーブル１が挿通する構成を有している。

従って、本第二実施形態によれば、拡径リング体１２は断面円形または楕円形等のリング状であるため、地震等によって配管２等がずれてケーブル１に強制変形等が加わった場合、図４に示すように、固定部材３から突出するケーブル１が傾斜または湾曲して拡径リング体１２に当接しても、上述した拡径筒状部材９の開口角部９ａと相違して、曲面に当接するため、一層ケーブル１に損傷を生じにくい。しかも、地震等の振動によって、拡径リング体１２に当接するケーブル１が相対的にずれた場合でもケーブル１に擦過傷等が生じ難いという利点がある。
なお、拡径リング体１２は断面円形や楕円形に限定されるものではなく、少なくともケーブル１が当接可能な領域が曲面形状であればよい。

次に本発明の第三実施形態によるケーブル１の固定構造について図５及び図６により説明する。
本第三実施形態によるケーブル１の固定構造において、配管２内でケーブル１を保持する固定部材３を設けており、更にその前方には上述した第一実施形態による拡径筒状部材９に代えて略ラッパ形状の拡径テーパ体１４が配管２の内壁に取り付けられている。

しかも、この拡径テーパ体１４は中空の内面が固定部材３側端部から他端側に向けて次第に内径が拡大する凸曲面形状または傾斜面形状を有しており、そのため拡径テーパ体１４内にケーブル１を挿通した状態で、固定部材３側端部から他端側の開口に向けて次第に隙間が拡大する構成を有している。本実施形態では、拡径テーパ体１４の固定部材３側の開口からケーブル１の外径より拡径していることが好ましい。
本実施形態によれば、地震等によって配管２と配管２Ａがずれたとしても余長部７につづくケーブル１は、図６に示すように、拡径テーパ体１４の内面に沿って小さく傾斜または湾曲する形状に変位するにすぎないため、ケーブル１の損傷を防ぐことができる。

上述した各実施形態によるケーブル１の固定構造はいずれも１組(束)のケーブル１を挿通させる固定部材３を設けると共にその前方に余長部７につながる拡径筒状部材９、拡径リング体１２、拡径テーパ体１４等の各種の拡径固定部材を設けて１組のケーブル１を挿通させる構成を備えている。
しかしながら、本発明において、拡径固定部材は必ずしも１組のケーブル１を挿通させるだけでなく、複数組のケーブル１を挿通させるように構成してもよい。次に、このような構成を備えた発明を第四実施形態として図７及び図８によって以下に説明する。

図７に示す本第四実施形態によるケーブル１の固定構造において、それぞれ異なる外径寸法（または同一外径のものを含んでいてもよい）を有する複数種類の束状のケーブル１、１Ａ、１Ｂが配管２内にそれぞれ取り付けた固定部材３にそれぞれ挿通されている。そして、これら複数組のケーブル１，１Ａ，１Ｂをまとめて挿通させる１つの拡径筒状体１６が配管２の内壁に取り付けられている。拡径筒状体１６の先端側に位置するケーブル１は上述した図１に示す第一実施形態と同様に余長部７と、他の配管２Ａ内に設けた拡径筒状体１６、固定部材３等が同軸に順次配列され、その内部をケーブル１が挿通して保持されている。
なお、拡径筒状体１６は上述した第一実施形態における拡径筒状部材９と同一形状で内径を含む大きさがより拡大された形状である。

本第四実施形態によるケーブル１の固定構造では、拡径筒状体１６は拡径されてケーブル１として複数種類のケーブル１Ａ、１Ｂ、１Ｃをまとめて挿通できる単なる円筒体に形成されている。そのため、図８に示すように、地震等による配管２Ａのずれによって、各ケーブル１の強制変形が生じたとしても、各ケーブル１Ａ、１Ｂ、１Ｃは固定部材３の先端側に設けた拡径筒状体１６の内面または他のケーブル１に当接して小さく湾曲または傾斜するにすぎない。そのため、固定部材３の出口角部での各ケーブル１Ａ、１Ｂ、１Ｃの急激な変形と局所的な荷重の集中によるケーブル１の損傷や擦過等を拡径筒状体１６によって防止できる。

また、拡径固定部材として、第四実施形態による拡径筒状体１６だけでなく、上述した各実施形態による拡径筒状部材９、拡径リング体１２、拡径テーパ体１４、後述する拡径筒状部材２３、２４等、拡径された適宜の筒状またはリング状部材等を採用できる。しかも、これらの拡径固定部材は１組(束)のケーブル１だけでなく、複数組(束)のケーブル１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ等をまとめて挿通できる拡径形状を採用できる。

なお、上述した各実施形態では、ケーブル１の固定構造として、配管２内に取り付けた固定部材３を挿通して保持されたケーブル１が配管２と配管２Ａとの連結部２ａで地震等の際に配管２Ａが相対的にずれた場合に、拡径固定部材によって余長部７の前後における固定部材３の開口角部でのケーブル１の湾曲や傾斜等による変形や折れ曲がりによる損傷を防止することができる発明について説明した。
しかしながら、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、配管２を設けない場合にも適用できる。即ち、ケーブル１Ａ、１Ｂ、１Ｃ等の一端側の固定部材３とこれに隣接する他端側の固定部材３との間の領域で地震等によるずれが生じる場合に、これらケーブル１Ａ，１Ｂ、１Ｃ等のずれを生じる領域の両側または片側に拡径固定部材を配設してケーブル１Ａ，１Ｂ、１Ｃ等を挿通させることでケーブル１にかかる強制変形や固定部材等の開口角部に集中する荷重によるケーブル１の損傷を防止することができる。

例えば、図９に示すように、免震装置２０を介して設置する基盤等の下部構造物２１と建造物等の上部構造物２２との間に各種ケーブル１を配設する場合において、地震等でケーブル１が強制変形する下部構造物２１と上部構造物２２における各固定部材３の間に拡径筒状部材２３、２４をそれぞれ設置することができる。これら拡径筒状部材２３、２４の間にケーブル１の余長部７が形成されている。
このような構成を採用すれば、免震装置２０の間におけるケーブル１にかかる強制変形や固定部材３等の開口角部に集中する荷重によるケーブル１の損傷を、拡径筒状部材２３、２４によって防止することができる。
要するに本発明によるケーブル１の固定構造は、固定部材３を挿通する各種ケーブル１に拡径固定部材を挿通させる構成を採用することで、地震等による振動やずれ等によってケーブル１が急激に変形したり折り曲げられたりして損傷することを防止できるものである。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ ケーブル
２、２Ａ 配管
２ａ 連結部
３ 固定部材
９ 拡径筒状部材
１２ 拡径リング体
１４ 拡径テーパ体
１６ 拡径筒状体

Claims (5)

1. 免震装置を介して設置した下部構造物及び上部構造物の間にケーブルを設置したケーブルの固定構造において、
   前記下部構造物に固定されていて前記ケーブルを挿通させる中空の第一の固定部材と、
   前記下部構造物に固定されていて前記第一の固定部材より前記上部構造物側に設置されていて前記第一の固定部材の内径よりも拡径された内径を有して前記ケーブルを挿通させる中空の第一の拡径固定部材と、
   前記上部構造物に固定されていて前記ケーブルを挿通させる中空の第二の固定部材と、
   前記上部構造物に固定されていて前記第二の固定部材に対して前記第一の拡径固定部材側に設置されていて前記第二の固定部材の内径よりも拡径された内径を有して前記ケーブルを挿通させる中空の第二の拡径固定部材とを備え、
   前記ケーブルの第一の拡径固定部材と第二の拡径固定部材の間に余長部を設けたことを特徴とするケーブルの固定構造。
2. 前記ケーブルは複数組敷設され、
   前記第一及び第二の固定部材は複数組のケーブルを個別に挿通させるよう複数個設けられ、
   前記第一及び第二の拡径固定部材は複数組のケーブルを挿通させている請求項１に記載されたケーブルの固定構造。
3. 前記第一及び第二の拡径固定部材は円筒体である請求項１または２に記載されたケーブルの固定構造。
4. 前記第一及び第二の拡径固定部材は断面円形または楕円形をなすリング体である請求項１または２に記載されたケーブルの固定構造。
5. 前記第一及び第二の拡径固定部材は前記第一及び第二の固定部材と反対側の開口に向けて中空部が次第に拡径するテーパ形状に形成されている請求項１または２に記載されたケーブルの固定構造。

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