JPH0226443B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、分割管路に関するものである。

［従来の技術］ 分割管路は、既に地下に埋設されている75mm
φ、100mmφ、130mmφ等の管路を有効に利用する
ために、あらかじめその中に３〜７本布設してお
く細径の管路のことで、細径の光ケーブルなどを
たくさん布設できるようにするために使用する。

その材料としては、PE、PVCなどのプラスチ
ツクのほか、ステンレスなどの耐腐食性の金属を
用いる。また構造的には、表面が平滑なパイプの
ほか、可とう性を重視したコルゲート付きのもの
もある。

構造は、第４図のようにたとえば内径20mm、外
径24mmのプラスチツクパイプ１２の中に、引き綱
１４を入れたものである。この引き綱１４は、後
で光ケーブルを引き込むためのもので、たとえば
１mmφ程度のステンレス線、PE被覆ワイヤなど
からなる。

製造方法の概略を第５図に示した。

２０は押出し機のクロスヘツド、２２は成形ダ
イス、２４は冷却水槽である。引き綱１４をクロ
スヘツド２０を通して送りこみ、同時に加圧空気
２６を送りこみながらプラスチツクパイプ１２を
押出し成形し、冷却してからドラム２８に巻取
る。１０は分割管路の全体を示す。

［発明が解決しようとする問題点］ (1) 引き綱１４は第６図のＡ点の巻取り部分で引
取られるため、ドラム２８に巻かれたとき、プ
ラスチツクパイプ１２の長さよりも引き綱１４
の方が短くなる。

ドラム２８の直径をＤ、プラスチツクパイプ
１２の外径をdo、内径をdiにすると、引き綱１
４はパイプ１２に対して、di／（Ｄ＋do）だけ
短くなる。

(2) そのため、分割管路を布設した場合、引き綱
１４が端末から中に引込まれたことになり、実
際にケーブルを布設する場合に問題になる。

(3) それを避けるために、製造するとき、クロス
ヘツド２０の後部おにいて、引き綱１４を余分
に押込む設備を必要とした。しかしながら、長
さまたは速度における0.0数％の制御は非常に
困難である。

［問題点を解決するための手段］ ● その原理： 上記第６図のように、プラスチツクパイプ１
２をドラム２８巻くと、周知のようにパイプ１
２の内側は縮み、外側は伸び、その間に伸び縮
みをしないところ（以下中立点という）ができ
る。上記のパイプ１２は、肉厚がどこも等しく
かつ均質なものであるから、中立点はパイプ１
２の中心軸と一致するところに来る。

しかし、パイプ１２の断面構造を、中心に対
して非対称にすると、中立点はパイプ１２の中
心と違う位置に移動する。

そこで、引き綱１４のある位置に中立点をも
つてくるようにすれば、引き綱１４の長さは、
いつでもパイプ１２の長さと等しいから、上記
のような問題は生じないことになる。

● 構成： この発明は、第１図ａ，ｂのように、 引き綱１４が内接している側のプラスチツク
パイプ１２の肉内に、高ヤング率材料の部材１
６または１７を埋設して、前記引き綱１４の入
つている位置に中立点Ｇが来るようにするとい
う構成をとつた。

高ヤング率材料の部材としては、小なくとも
２本以上の線材１６（同図ａ）か、またはテー
プ状のもの１７（同図ｂ）を用いる。

高ヤング率材料としては、プラスチツクに対
して格段に高ヤング率の高いものが、設計上有
利であり、また実際使用する上で抗張力の大き
いものがよい。具体的には、亜鉛メツキなど鋼
線、ステンレス線、ガラスFRP、カーボン
FRPなどである。ただし、曲げ剛性の小さい
繊維状のものは好ましくない。

［設計］ 一般的な構造として、第１図ａのように考え
る。

すなわち、外半径Ｒのプラスチツクパイプ１２
内に、中心O′がｄだけ偏心した半径ｒの中空部
分１８のある中空パイプ（ヤング率E_P）であり、
厚肉側に、中心Ｏからｂだけずれた位置に、半径
r_TMの高ヤング率材料の線１６（ヤング率E_TM）が
ｎ本横一列に対称に配置されたものとする。線１
６の間隔は、2a／（ｎ−１）である。

この分割管路１０を縦方向（縦横の方向は矢印
１９のとおりとする）に曲げたとき、伸縮しない
不動点が存在するが、上記のようにそれを中立点
Ｇと呼ぶ。OG間距離をｇとする。なお、ｄ＝０
の場合は、同心パイプとなる。

[1] 中立点Ｇに関する関係式 この分割管路１０を縦方向の下側に、曲率半
径ρで曲げたときの分割管路１０内の応力をσ
とするとき、曲げたときの力の平衡から、全断
面での積分はゼロになる。

∫_Aσ dA＝０ (1) これを、第１図ａについて積分を実行すると
次式を得る。

E_PR²g−E_Pr²（ｇ＋ｄ）＋ｎ（E_TM−E_P）r² _TM
（ｇ−ｂ）＝０(2) 整理すると、 （ｎ＋E_P／E_TM−E_P×R²−r²／r² _TM）ｇ＝（
ｎ＋E_P／E_TM−E_P×r²／r² _TM×ｄ／ｂ）ｂ(3) なお同心円の場合は、ｄ＝０であるから、右
辺＝nbである。

[2] 曲げ剛性に関する関係式 引き綱１４のところに中立点Ｇが来るように
するには、常に高ヤング率材料の線１６が内側
になるように、ドラムに巻かれなければならな
い。

そのためには、縦方向に曲げるときの剛性を
（EI）0゜、横方向に曲げるときの剛性を（EI）
90゜で表わすとき、 （EI）0゜＜（EI）90゜ (4) でなければならない。

材料力学の公式から、 ４／π（EI）0゜＝E_P（R⁴−r⁴）＋4E_PR²g²−4E_Pr²（ｇ
＋ｄ）²＋ｎ（E_TM−E_P）r⁴ _TM ＋4n（E_TM−E_P）r² _TM（ｇ−ｂ）² ４／π（EI）90゜＝E_P（R⁴−r⁴）＋ｎ（E_TM−E_P）r⁴ _TM
＋４／３・ｎ（ｎ＋１）／ｎ−１（E_TM−E_P）r² _TM・a² であるから、(4)式を用いて整理すると、 E_P／E_TM−E_P・R²g²−r²（ｇ＋ｄ）²／r² _TM＜ｎ／３〔ｎ
＋１／ｎ−１a²−３（ｇ−ｂ）²〕(5) が、正しくドラム側に巻かれるための条件であ
る。

特にｄ＝０（同心）の場合は、簡略化され、 E_P／E_TM−E_P・R²−r²／r² _TM・g²＜ｎ／３〔ｎ＋１／ｎ
−１a²3（ｇ−ｂ）²〕(6) [3] ａ，ｂの制約 ａ，ｂはプラスチツクパイプ１２の肉内にな
ければならないので、 （ｒ＋r_TM）²＜a²＋b²＜（Ｒ−r_TM）² (7) ｂ＞ｒ−ｄ＋r_TM (8) でなければならない。

また高ヤング率材料の本数の制限条件とし
て、 ａ＞（ｎ−１）r_TM (9) でなければならない。

この条件の下に(3)式、(5)式を満たすよう設計
する必要がある。

以上得られた公式により、具体的設計を行
う。

引き綱１４の半径をr_nとすると、中立点Ｇの
位置ｇは、 ｇ＝ｒ−r_n である必要がある。

ただし引き綱１４が充分細く、r_n＜＜ｒであ
る場合は、中立点Ｇは、中空部分１８の内面に
接していると考えてもよい。

具体的数値例 １ Ｒ＝12mm ｒ＝10mm r_TM＝0.7mm ｎ＝２ r_n＝１mm ｄ＝０ E_P＝30Kg／mm²（PE） E_TM＝21000Kg／mm²（亜鉛メツキ鋼線） とすると、ｇ＝9.0mm (3)式から、ｂ＝9.58mm a²＋b²＝｛（Ｒ＋ｒ）²／２｝から、ａ＝5.37mmこ
の値は、(6)式を満足している。

第２図に、その断面形状を示した。

具体的数値例 ２ Ｒ＝18mm ｒ＝15mm r_TM＝0.8mm ｎ＝４ ｄ＝１mm E_P＝30Kg／mm²（PE） E_TM＝21000Kg／mm²（亜鉛メツキ鋼線） とすると、 ｇ＝14mm ｂ＝15.3mm ａ＝6.675mm 高ヤング率材料の線１６の間隔＝4.45mm なお、引き綱１４としては、1.6mmφの亜鉛の
メツキ鋼線を使用している。

その断面形状を第３ａ図に示した。なお、１９
は突起で、これのある方を外側にしてドラムに巻
く。

［テープ状高ヤング率材料の場合］ 上記の(1)式を第３ｂ図について積分を実行する
と、 πE_PR²g−πE_Pr²（ｇ＋ｄ）＋（E_TM−E_P）ｗ
・ｔ（ｇ−ｂ）＝０ すなわち、 E_PR²g−E_Pr²（ｇ＋ｄ）＋（E_TM−E_P）ｗ・ｔ
／π（ｇ−ｂ）＝０(10) が得られる。

ただし、ｗは高ヤング率のテープ１７の横幅、
ｔは厚さで、その他の記号は上記第１図ａの場合
と同じである。

この(10)式は上記の(2)式に相当し、高ヤング率の
線１６の断面積の和ｎ・π・r² _TMを、高ヤング率
のテープ１７の断面積wtで置き換えたものであ
る。

［発明の効果］ (1) 引き綱１４が内接している側のプラスチツク
パイプ１２の肉内に、高ヤング率材料の部材を
埋設して、前記引き綱１４の入つている位置に
中立点Ｇが来るようにしたので、分割管路とし
て布設した後も、引き綱１４の端末が引込まれ
ることがない。

(2) 構造上、特性を維持するようにしてあるの
で、製造方法は簡単であり、製造上のバラツキ
も少ない。

(3) 高ヤング率材料の部材としてテンシヨンメン
バの役をする高ヤング率材料の線１６を入れる
ことにより、プラスチツクパイプ１２を布設す
るときの伸び歪、残留歪を少なくすることがで
きる。

(4) 同じ理由により、布設後の温度に対する伸縮
を極めて少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明の原理を説明するための
説明図、第２図と第３ａ図と第３ｂ図は、本発明
の異なる実施例の断面図、第４図は従来の分割管
路の断面図、第５図は従来の分割管路の製法の説
明図、第６図は分割管路１０をドラムに巻くとき
引き綱１４がプラスチツクパイプ１２よりも短く
なることの説明図。 １０：分割管路、１２：プラスチツクパイプ、
１４：引き綱、１６：高ヤング率の線、１７：高
ヤング率のテープ、１８：中空部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １本の引き綱１４が、プラスチツクパイプ１
   ２内に、その内面に接した状態で入つている分割
   管路において、 前記引き綱１４が内接している側のプラスチツ
   クパイプ１２の肉内に、高ヤング率材料の部材を
   埋設して、前記引き綱１４の入つている位置に中
   立点Ｇが来るようにしたことを特徴とする、分割
   管路。 ２ 縦方向の曲げ剛性が、横方向の曲げ剛性より
   も小さいことを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項に記載の分割管路。 ３ 中立点Ｇが引き綱１４の中心と一致すること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の分割管路。 ４ 中立点Ｇが引き綱１４のプラスチツクパイプ
   １２に対する接点と一致することを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載の分割
   管路。 ５ 高ヤング率材料の部材が、少なくとも２本以
   上のテンシヨンメンバからなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項または第３項
   または第４項に記載の分割管路。 ６ 高ヤング率材料の部材が、テープ状であるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項または第
   ２項または第３項または第４項に記載の分割管
   路。