JPH0191605A - 光ファイバを利用した張力監視牽引装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、それ自身を張力監視に利用可能になる光フア
イバ内蔵型牽引用ワイヤを用いた張力監視可能な牽引装
置に関するものである。

［従来の技術と問題点］ 電線・ケーブル等を布設する際には、当該ケーブルなど
の先端に牽引用のワイヤを連結し、当該ワイヤをウィン
チなどで巻き取る方法が一般にとられている。この際、
布設されるケーブル等の張力を監視し、布設中に異常張
力が付加されたか否かを確認しつつ布設作業を行なうの
が通常である。

この張力監視をする従来の方法は、前記牽引ワイヤを巻
取るウィンチの近傍にワイヤロープ張力計を設置してお
き、当該ワイヤに負荷された張力を測定しその張力から
逆算して布設中のケーブルの張力を求めるものであった
。この場合、測定された張力はケーブル等の張力とワイ
ヤ自体の張力との複合されたものであり、本当に知りた
いケーブルの布設張力は単に推定の域を出ないものであ
った。とくに、管路内布膜などで布設ルートに曲がり部
が多いような経路にケーブル等を布設する場合にはワイ
ヤが曲がり部の管路壁にくいこんだりして大きな摩擦張
力が生じ、これを前記従来のウィンチ側張力計で測定し
た場合には非常に高い張力が観測され、ケーブル等の許
容布設張力を大巾に超える数値が表れるケースが頻発す
る。この場合、本当にケーブル自体が許容張力を超えて
いるのかあるいは単に前記ワイヤの摩擦による異常張力
なのか直ちに判定することは困難であった。従って、布
設されるケーブルが超高圧電カケ−プルなどである場合
には実質的に大きな問題を残すものであり、このような
ケーブルの真の張力を把握することはきわめて重要なこ
とであるが、前記管路等内においてケーブル等の張力そ
のものを把握する方法は未だ提案されていない。

［発明の目的］ 本発明は、上記したような実情にかんがみてなされたも
のであり、牽引ワイヤそれ自体を利用して布設作業中の
ケーブルの先端での張力を直接監視記録することを可能
とする張力監視可能な牽引装置を提供しようとするもの
である。

［発明の概要］ すなわち、本発明は、牽引用ワイヤの内部に光ファイバ
を内蔵せしめ、当該牽引ワイヤの一端を段剥ぎして光フ
ァイバを露出せしめ、これに電気−光変換器（以下Ｅ１
０変換器という）およびストレインゲージなどの電気的
張力センサーを接続する一方、他方の端部においては光
−電気変換器（以下０／Ｅ変換器という）を接続したこ
とを要旨とするものであり、前記電気的張力センサーを
有する側を電気ケーブル等の端部に接続し、牽引ワイヤ
でケーブル等を引き込んだ際に、ケーブル等の先端にお
ける張力そのものを例えばストレインゲージなとよりな
る前記電気的センサーにより検出し、それによって生じ
た電気信号をＥ／○変換器によって光信号に変え、当該
光信号を牽引ワイヤ自体に内蔵された光フアイバ内に伝
送せしめ、牽引ワイヤの他端側のＯ／Ｅ変換器で再び電
気信号に変え、前記ケーブル等の先端での張力を直接記
録せしめるようにしたものである。

［実施例］ 以下に、本発明の実施例として先に説明したケーブル布
設の場合を具体例にあげて説明する。

第１図は、本発明に係る張力監視可能な牽引装置のケー
ブル側の端部構成を示す説明図である。

１は本発明に係る光フアイバ内蔵牽引ワイヤであって、
内部に例えばステンレスパイプ内に光ファイバ３を収納
したＯＰユニット２があり、その外周に鋼線１ａ、ｌａ
が撚合されてなるものである。

このような牽引ワイヤ１を用いて牽引装置のケーブル側
端部を構成するに当っては、牽引ワイヤ１の端部が段剥
ぎされｏＰユニット２を構成するパイプならびに当該パ
イプ内に収容された光ファイバ３が露出せしめられ、光
ファイバ３の端部にはＥ１０変換器４が接続されると共
に当該Ｅ１０変換器４には電気的張力センサーである例
えばストレインゲージ５が電気的に接続される。１０は
前記ストレインゲージ５を内蔵するロードセルであって
当該ロードセル１０には牽引中の撚りがケーブル側に伝
達されるのを防止するための撚戻し装置１４が設けられ
ている。また、１１は前記ロードセル１０に前記牽引ワ
イヤ１を引留めるための引留金具であって、牽引ワイヤ
１の端部で撚りほぐされた鋼線１ａ、ｌａが引留用コー
ン１２を介し、図のように引留金具１１によりしっかり
と引留められる。１３は前記ロードセル１０と前記引留
金具１１とを固定するためのビスである。

一方、牽引用ワイヤの反対側端部においても、前記第１
図同様に光ファイバ３が段剥ぎ露出せしめられ、これに
Ｏ／Ｅ変換器が接続され当該０／Ｅ変換器に記録装置が
接続される。

第２図はそのようにして構成された張力監視可能な牽引
装置をケーブル２０に接続し、これを例えば前記管路内
に引き込み布設する場合を示す説明図である。２１はケ
ーブル２０の端部に連結された例えばプーリングアイの
ごとき延線用金具である。これに前記本発明に係るロー
ドセル１０が図のように接続され、以下図のようにワイ
ヤ１は巻取機であるウィンチキャプスタン３０を介しす
でに説明したＯ／Ｅ変換器３１および記録装置３２に接
続される。なお、第２図において３３はワイヤ１に負荷
された張力を直接測定する従来の張力計である。

以上のように＋１４成し、ウィンチキャプスタン３０に
よって牽引ワイヤ１を巻取ることによりケーブル２０が
延線布設されるわけであるが、このときケーブル２０に
負荷された張力はロードセル１０のストレインゲージ５
によって直接検知され、その検知程度に応じた検知電流
が生ずる。この検知電流をＥ１０変換器４によって光信
号に変換し、光ファイバ３を介して光信号として伝送さ
れ、当該光信号はＯ／Ｅ変換器３１において再び電気信
号に変換され、当該信号に基き記録装置３２において記
録されるのである。

以上によってわかるように、記録装置３２に記録された
張力は、ケーブル２０の先端における張力そのものて゛
あって牽引ワイヤ１に生じた張力はなんら記録されない
。従って本発明に係る装置によれば、まさにケーブルの
張力そのものを測定できるのであり、従来例におけるよ
うにワイヤの張力との合成値を計算によって分析し、解
析し、推定する場合とは相違し、きわめて正確にそして
確実にケーブルそのものの張力を監視しつつケーブルの
布設作業を行なうことができるのである。もしも、ケー
ブルそのものに異常張力が生じた場合には、ケーブルそ
のものの異常張力として監視できるから、その信頼性は
従来例に比較すべきものがない。なお、本発明に係る装
置に付属せしめ、第２図に示すようにウィンチキャプス
タン３０の近傍に従来のワイヤロープ張力計３３を設置
し、牽引ワイヤ１の張力をも検知するようにしてもよい
。このようにすれば、すでに説明した管路内における牽
引ワイヤ１に生じた摩擦張力とその際のケーブル２０の
真の張力との差が直ちに読みとられ、このようなデータ
を蓄積することにより牽引ワイヤの摩擦係数を推定する
ことが可能となるのである。それにより、たとえ通常の
牽引ワイヤを用いた場合であってもその張力計算の精度
を飛躍的に向上せしめるための基礎データを入手し得る
こととなるのである。なお、本発明に係る張力監視装置
の例えばＥ／’Ｏ変換器等に必要な電源はバッテリー内
蔵としてもよく、またウィンチ１則における電源を光フ
ァイバを利用して伝送するようにするものであってもよ
い。

以上のように、本発明に係る牽引装置は、主要な信号伝
送路を光ケーブルによって構成したから隣接回線あるい
は並行回線などによる電磁的影響を受けるおそれが一切
なく、雑音による観測結果の乱れなども一切ないのであ
って、きわめて正確かつ確実な信号を検知できるもので
ある。しかも、ストレインゲージにより検知される電流
はきわめて微弱なものであってこれを従来の電気的伝送
系統を用いて収り出しても、前記雑音による影響がきわ
めて大きく、その信頼性が大きく阻害されるものである
が、本発明に係る張力監視装置は、そのような微弱な電
気信号を直ちに光信号に変えるものであって、小さなき
わめて微弱な信号であっても適確にこれをとらえ得るば
かりでなく、前記したような隣接回路よりの妨害を完全
に排除できた意義は非常に大きなものがあるといわねば
ならない。

以上は本発明に係る実施例としてケーブルの布設に応用
した場合を示したが、その適用分野は単にケーブル布設
にのみ限定されるものではない。

例えばクレーン等のワイヤやフック部に本発明に係る装
置を適用すれば高精度の荷重測定をリアルタイムで実施
でき、その安全性を一段と内温せしめ得るという優れた
効用を発揮せしめることができるものであって、その応
用分野は広いということができる。また近年光ファイバ
を内蔵した光フアイバ複合ケーブルが数多く実用化され
つつあるが、これに本発明に係る装置を使用すれば、前
記内蔵された光フィバを直接利用して、より細部の張力
監視が可能となるという優れたメリットを発揮せしめる
こともできる。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明に係る牽引装置をもってすれば、本
当に知りたいケーブルの布設張力などを直接監視できる
ものであり、その作業における信顆性を飛躍的に向上せ
しめることができるばかりでなく、その伝送系統に光フ
ァイバを用いたことにより微弱な電気信号を確実に取出
せるものであって、しかも隣接回路等よりの電磁的影響
による妨害が一切なく、きわめて高精度かつ確実な情報
を入手できる意義はまことに大きく、精密な張力監視の
もとての布設が要請される超高圧ケーブルの布設などに
おいて本発明の果す役割はまことに画期的ということが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る牽引装置の一方の端部構成を示す
説明図、第２図は本発明に係る牽引装置をケーブルの布
設に適用している例を示す説明図である。 １：光フアイバ内蔵ワイヤ、 ２：ＯＰユニット、 ３：光ファイバ、 ４　：　Ｅ１０変換器、 ５；ストレインゲージ、 １０：撚戻し兼用ロードセル、 １１：引留金具、 １２：引留用コーン、 ２０：電線又はケーブル、 ３０：ウインチキャプスクン、 ３に０／Ｅ変換器。 代理人　　弁理士　　佐藤不二雄 −〜 ずつ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）パイプ内に光ファイバを収納したＯＰユニットの
   外周に鋼線を撚合せてなる牽引ワイヤおよびこれを巻取
   る巻取機を主たる構成要素となし、前記ワイヤの端末に
   はそれぞれ光ファイバが段剥ぎ露出せられ、当該光ファ
   イバの一端には電気−光変換器ならびにこれと接続され
   ている電気的張力センサーが接続せられ、前記光ファイ
   バの他端には光−電気変換器ならびにこれと結合されて
   いる監視記録装置が接続されてなる張力監視牽引装置。
2. （２）ワイヤにはさらに常用のワイヤロープ張力計が配
   置されてなる特許請求の範囲第１項記載の張力監視牽引
   装置。
3. （３）電気的張力センサーがストレインゲージである特
   許請求の範囲第１または２項記載の張力監視牽引装置。
4. （４）電気的張力センサーを保持する側に、撚戻し機構
   が設けられてなる特許請求の範囲第１から３項のいずれ
   かに記載の張力監視牽引装置。