(57)【要約】      （修正有）【課題】測定対象物の界面の位置を測定するセンサー装置に接続して用いられるセンサーケーブルの末端における芯線の絶縁を保ち、安定した測定を行う。【解決手段】センサーケーブルの製造方法は、一対の芯線２１ａ，２１ｂが一対の絶縁体２２ａ，２２ｂによってそれぞれ被覆された平行２芯ケーブルを、一対の絶縁体に長手方向のテンションを与えながら切断することにより、一対の絶縁体に芯線が存在しない２つの凹部を形成する工程と、防水性及び絶縁性を有する熱可塑性樹脂を加熱して２つの凹部上に配置することにより、平行２芯ケーブルの切断された末端にコンベックス部２３を設ける工程とを含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の芯線が一対の絶縁体によってそれぞれ被覆された平行２芯ケーブルを、前記一対の絶縁体に長手方向のテンションを与えながら切断することにより、前記一対の絶縁体に芯線が存在しない２つの凹部を形成する工程（ａ）と、
防水性及び絶縁性を有する熱可塑性樹脂を加熱して前記２つの凹部上に配置することにより、前記平行２芯ケーブルの切断された末端にコンベックス部を設ける工程（ｂ）と、
を含むセンサーケーブルの製造方法。
【請求項２】
熱可塑性の接着剤が内面に塗布された熱収縮チューブを、前記コンベックス部が設けられた前記平行２芯ケーブルの末端に被せて熱圧着する工程（ｃ）と、
前記平行２芯ケーブルの末端から突出している前記熱収縮チューブの一端を、熱プレスして閉じる工程（ｄ）と、
をさらに含む、請求項１記載のセンサーケーブルの製造方法。
【請求項３】
前記コンベックス部が設けられた前記平行２芯ケーブルの末端にキャップを被せる工程（ｃ）と、
前記平行２芯ケーブルと前記キャップとの間に、熱可塑性の接着剤を注入する工程（ｄ）と、
をさらに含む、請求項１記載のセンサーケーブルの製造方法。
【請求項４】
一対の芯線が一対の絶縁体によってそれぞれ被覆され、前記一対の絶縁体の末端に芯線が存在しない２つの凹部が形成された平行２芯ケーブルと、
防水性及び絶縁性を有する熱可塑性樹脂を前記２つの凹部上に配置することにより、前記平行２芯ケーブルの末端に設けられたコンベックス部と、
熱プレスされて閉じた一端を有し、前記コンベックス部が設けられた前記平行２芯ケーブルの末端を熱可塑性の接着剤を介して被覆する熱収縮チューブと、
を含むセンサーケーブル。
【請求項５】
一対の芯線が一対の絶縁体によってそれぞれ被覆され、前記一対の絶縁体の末端に芯線が存在しない２つの凹部が形成された平行２芯ケーブルと、
防水性及び絶縁性を有する熱可塑性樹脂を前記２つの凹部上に配置することにより、前記平行２芯ケーブルの末端に設けられたコンベックス部と、
前記コンベックス部が設けられた前記平行２芯ケーブルの末端を熱可塑性の接着剤を介して被覆するキャップと、
を含むセンサーケーブル。
【請求項６】
前記熱可塑性の接着剤が、前記熱可塑性樹脂の材料と同じ材料を含む、請求項４又は５記載のセンサーケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水やコンクリート等の測定対象物の界面の位置を測定するセンサー装置に接続して用いられるセンサーケーブル、及び、その製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、貯水槽に貯められている水の界面の位置（水位）や、型枠内に充填されたコンクリートの界面の位置を測定するために、貯水槽や型枠内に配設された平行２芯ケーブルの平行芯線間の静電容量を計測するセンサー装置が用いられている。特に、コンクリート打設時の充填状況を確認する場合には、バッテリーで動作するアクティブ型のセンサー装置を各所に配置すれば、広い範囲におけるコンクリートの充填状況を連続的に把握することが可能となる。ここで、平行２芯ケーブルは、静電容量センサーとして機能するので、センサーケーブルともいう。
【０００３】
そのようなセンサー装置に接続して用いられるセンサーケーブルにおいては、平行芯線の末端を開放端とするために、末端に防水処理を施して平行芯線を絶縁する必要がある。しかしながら、特に深い水位等を測定する場合には、センサーケーブルの末端に数百ｋＰａ程度の圧力がかかることが想定され、この圧力の影響によって水分がセンサーケーブル内に浸入し易いので、これに耐えるセンサーケーブル末端の防水構造が望まれている。
【０００４】
関連する技術として、特許文献１には、水位の上昇が予想される地下人道内あるいは地下室内等に設置された機器等の物品が浸水するのを防止する物品の防水方法が開示されている。この防水方法は、物品に少なくとも側面と上面とが気密構造の覆体を被せ、水位の上昇時に該水位の上昇に伴う覆体内の気圧の上昇によって覆体内の水位の上昇を抑制して物品の浸水を防止することを特徴とする。しかしながら、この防水方法は、地下人道内あるいは地下室内等に設置された機器等の構造物を対象としており、また、水圧と釣り合う位置まで水が浸入するので、水やコンクリート中に挿入されるセンサーケーブル末端の防水処理には適していない。
【０００５】
また、特許文献２には、電線の末端に防水シールを嵌装する作業を極めて高い効率で行うことができる電線用防水シール嵌装装置が開示されている。この装置は、電線をその軸線方向に往復動させる電線移動手段と、電線の軸線に対して半径方向に接離自在であり、かつ互いに接近したときに、電線移動手段とは反対側に開口するとともにその底面に電線が貫通する貫通孔を有した有底円筒状の受容部を形成し、受容部内に防水シールを軸線方向から受容する一対の受容部材と、一対の受容部材を半径方向に往復動させる受容部材駆動手段と、防水シールが圧縮空気の流れに乗ってその内部を移動するともにその先端開口が受容部に対向する供給通路が貫設されている供給通路形成部材と、供給通路を介して受容部内に受容された防水シールに当接して防水シールを受容部内において軸線方向に変位不能に固定する固定部材と、防水シールに当接する位置と防水シールから離間した位置との間で固定部材を往復動させる固定部材駆動手段と、制御手段とを備えている。
【０００６】
この装置を用いて電線の末端に防水シールを嵌装する際には、まず最初に受容部材駆動手段を作動させて一対の受容部材を接近させることにより受容部を形成する。次いで、圧縮空気の流れに乗せた防水シールを供給通路を介して供給すると、この防水シールは供給通路の先端開口から受容部の内側に飛び込む。その後、固定部材駆動手段を作動させて固定部材を移動させ防水シールに当接させると、防水シールは受容部の内側に固定される。さらに、電線移動手段を作動させて電線をその軸線方向に移動させると、電線の先端が受容部内に保持されている防水シールに挿通される。最後に、受容部材駆動手段を作動させて一対の受容部材を互いに離間させると、その末端に防水シールが嵌装された電線を取り出すことができる。
【０００７】
特許文献２に開示されている電線用防水シール嵌装装置は、電線の末端に円筒状の防水シールを装着するのに適している。図９（ａ）に示すように、通常の防水シール２８は、略円形の断面形状を有しており、１つの芯線２１及び１つの絶縁体２２からなり略円形の断面形状を有する単芯ケーブルに対しては、隙間なく密着して防水性を発揮することが期待できる。
【０００８】
しかしながら、図９（ｂ）に示すように、平行２芯ケーブルは円形ではない断面を有するので、絶縁体２２ａ及び２２ｂと防水シール２８との間に空隙部２６が発生し、水が空隙部２６を介して防水シール２８内に浸入する。また、図１０に示すように、平行２芯ケーブルの末端においては、芯線２１ａ及び絶縁体２２ａ等が切断されて平面的な形状になっているので、それらと防水シール２８との間に空隙部２９が発生する。防水シール２８内に浸入した水は空隙部２９に溜り、芯線２１ａ及び２１ｂの絶縁を損なってしまう。その結果、純粋な静電容量であるべき芯線２１ａ及び２１ｂ間のインピーダンスに抵抗成分が加わって、測定精度が低下することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６１−９５１３０号公報（コラム１）
【特許文献２】特開２００４−２２７８６３号公報（段落００１１〜００１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、測定対象物の界面の位置を測定するセンサー装置に接続して用いられるセンサーケーブルの末端における芯線の絶縁を保ち、安定した測定を行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するため、本発明の幾つかの観点に係るセンサーケーブルの製造方法は、一対の芯線が一対の絶縁体によってそれぞれ被覆された平行２芯ケーブルを、一対の絶縁体に長手方向のテンションを与えながら切断することにより、一対の絶縁体に芯線が存在しない２つの凹部を形成する工程（ａ）と、防水性及び絶縁性を有する熱可塑性樹脂を加熱して２つの凹部上に配置することにより、平行２芯ケーブルの切断された末端にコンベックス部を設ける工程（ｂ）とを含む。
【００１２】
本発明の第１の観点に係るセンサーケーブルの製造方法は、熱可塑性の接着剤が内面に塗布された熱収縮チューブを、コンベックス部が設けられた平行２芯ケーブルの末端に被せて熱圧着する工程（ｃ）と、平行２芯ケーブルの末端から突出している熱収縮チューブの一端を、熱プレスして閉じる工程（ｄ）とをさらに含んでも良い。
【００１３】
また、本発明の第２の観点に係るセンサーケーブルの製造方法は、コンベックス部が設けられた平行２芯ケーブルの末端にキャップを被せる工程（ｃ）と、平行２芯ケーブルとキャップとの間に、熱可塑性の接着剤を注入する工程（ｄ）とをさらに含んでも良い。
【００１４】
本発明の第１の観点に係るセンサーケーブルは、一対の芯線が一対の絶縁体によってそれぞれ被覆され、一対の絶縁体の末端に芯線が存在しない２つの凹部が形成された平行２芯ケーブルと、防水性及び絶縁性を有する熱可塑性樹脂を２つの凹部上に配置することにより、平行２芯ケーブルの末端に設けられたコンベックス部と、熱プレスされて閉じた一端を有し、コンベックス部が設けられた平行２芯ケーブルの末端を熱可塑性の接着剤を介して被覆する熱収縮チューブとを含む。
【００１５】
また、本発明の第２の観点に係るセンサーケーブルは、一対の芯線が一対の絶縁体によってそれぞれ被覆され、一対の絶縁体の末端に芯線が存在しない２つの凹部が形成された平行２芯ケーブルと、防水性及び絶縁性を有する熱可塑性樹脂を２つの凹部上に配置することにより、平行２芯ケーブルの末端に設けられたコンベックス部と、コンベックス部が設けられた平行２芯ケーブルの末端を熱可塑性の接着剤を介して被覆するキャップとを含む。
以上において、熱可塑性の接着剤が、熱可塑性樹脂の材料と同じ材料を含んでも良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の幾つかの観点によれば、一対の絶縁体に芯線が存在しない２つの凹部を形成し、防水性及び絶縁性を有する熱可塑性樹脂を２つの凹部上に配置することにより、平行２芯ケーブルの切断された末端にコンベックス部を設けるので、センサーケーブルの末端における芯線の絶縁を保ち、安定した測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】センサー装置を含む測定システムの構成例を示す図。
【図２】図１に示すセンサー装置の測定原理を説明するための図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るセンサーケーブルの側面断面図。
【図４】図３に示すセンサーケーブルの平面断面図。
【図５】図４に示すセンサーケーブルのＶ−Ｖ面における断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るセンサーケーブルの側面断面図。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るセンサーケーブルの製造方法を示すフロー図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るセンサーケーブルの製造方法を示すフロー図。
【図９】防水シールが装着された単芯ケーブル及び２芯ケーブルを示す断面図。
【図１０】防水シールが装着された２芯ケーブルを示す側面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るセンサーケーブルが接続されたセンサー装置を含む測定システムの構成例を示す図である。この測定システムは、少なくとも１つのセンサー装置１０と、センサー装置１０に接続されたセンサーケーブル２０と、データ収集装置３０と、携帯端末４０又はパーソナルコンピューター５０とを含んでいる。
【００１９】
ここでは、例として、既設の橋脚１に耐震補強を施すために、橋脚１の周囲に型枠２を設け、型枠２内にコンクリート３を充填する場合について説明する。図１においては、型枠２内に充填されたコンクリート３の界面３ａの位置を測定するために、型枠２の上部円周上に４つのセンサー装置１０が配置されている。各々のセンサー装置１０に接続されたセンサーケーブル２０は、型枠２内において鉛直線に沿って配設されており、センサーケーブル２０の末端は、型枠２の底部に達している。
【００２０】
図２は、図１に示すセンサー装置の測定原理を説明するための図である。図２（ａ）は、センサーケーブルの周囲に空気が存在する場合を示しており、図２（ｂ）は、センサーケーブルの一部の周囲に液体物質が存在する場合を示している。センサーケーブルは、絶縁体によって被覆された一対の芯線２１ａ及び２１ｂを有する平行２芯ケーブルに末端処理を施したものである。
【００２１】
センサーケーブルの周囲に空気が存在する部分における芯線２１ａ及び２１ｂ間の静電容量を１とすると、センサーケーブルの周囲に液体物質が存在する部分における芯線２１ａ及び２１ｂ間の静電容量は約８０となる。まだ軟らかいフレッシュコンクリートがセンサーケーブルの周囲に存在する場合も、液体物質が存在する場合と同様になる。従って、芯線２１ａ及び２１ｂ間の静電容量を計測することにより、液体物質又はコンクリートの界面の位置を算出することができる。
【００２２】
再び図１を参照すると、センサー装置１０は、例えば、バッテリーで動作するアクティブ型の無線センサータグであり、センサーケーブル２０の芯線間の静電容量を計測して、静電容量の計測値及び計測時刻に関するデータをデータ収集装置３０に無線で送信する。データ収集装置３０は、アンテナ３０ａを有しており、センサー装置１０から送信されるデータを受信して処理する。それにより、データ収集装置３０は、静電容量の計測値に関するデータに基づいて、型枠２内に充填されたコンクリート３の界面３ａの位置を算出し、算出された位置を表す位置データを計測時刻に関する計時データと共に送信する。
【００２３】
携帯端末４０又はパーソナルコンピューター５０は、無線ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）等によってデータ収集装置３０との間で通信を行うことにより、データ収集装置３０から供給される位置データ及び計時データに基づいて測定結果を表示する。このようにして、広い範囲におけるコンクリートの充填状況を連続的に把握することができる。
【００２４】
図３は、本発明の第１の実施形態に係るセンサーケーブルの側面断面図である。図４は、図３に示すセンサーケーブルの平面断面図である。図５は、図４に示すセンサーケーブルのＶ−Ｖ面における断面図である。
【００２５】
図３〜図５に示すように、センサーケーブル２０は、一対の芯線２１ａ及び２１ｂが一対の絶縁体２２ａ及び２２ｂによってそれぞれ被覆された平行２芯ケーブルと、平行２芯ケーブルの末端に設けられたコンベックス部２３とを含んでいる。さらに、センサーケーブル２０は、コンベックス部２３を保護する熱収縮チューブ２４を含んでも良い。熱収縮チューブ２４は、熱プレスされて閉じた一端を有しており、コンベックス部２３が設けられた平行２芯ケーブルの末端を、熱可塑性の接着剤２５を介して被覆する。
【００２６】
平行２芯ケーブルの芯線２１ａ及び２１ｂの材料としては、銅や銀等の金属を用いることができる。また、絶縁体２２ａ及び２２ｂの材料としては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の高分子素材を用いることができる。絶縁体２２ａ及び２２ｂは、別個に作製してから互いに接着されても良いし、一体的に作製されても良い。絶縁体２２ａ及び２２ｂの全体の断面形状を単純な円形としない理由は、測定時に液体物質等が絶縁体２２ａと絶縁体２２ｂとの間に入り込むことによって、芯線２１ａ及び２１ｂ間の誘電率が大きく変化するので、静電容量の検出感度が上がるからである。
【００２７】
本実施形態においては、平行２芯ケーブルにおいて、一対の絶縁体２２ａ及び２２ｂの末端（図中左端）に、芯線が存在しない２つの凹部が形成されている。防水性及び絶縁性を有する熱可塑性樹脂（ホットメルト）を加熱してこれら２つの凹部上に配置することにより、熱可塑性樹脂が絶縁体２２ａ及び２２ｂの凹部に充填されると共に、熱可塑性樹脂が常温に戻ると、平行２芯ケーブルの末端にコンベックス形状を有するコンベックス部２３が設けられる。それにより、センサーケーブルの末端の形状が平面的な形状ではなく、曲面によって穏やかに盛り上がったコンベックス形状となる。なお、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィンを用いることができる。
【００２８】
このようにして、熱可塑性樹脂が絶縁体２２ａ及び２２ｂの凹部に充填されることにより、芯線２１ａ及び２１ｂの末端部の防水性及び絶縁性が確保される。しかしながら、コンベックス部２３に剪断力や引張り力が加えられると、コンベックス部２３が絶縁体２２ａ及び２２ｂから脱落するおそれがある。
【００２９】
そこで、コンベックス部２３が設けられた平行２芯ケーブルの末端に、熱可塑性の接着剤２５が内面に塗布された熱収縮チューブ２４を被せて熱圧着しても良い。熱可塑性の接着剤２５は、コンベックス部２３を形成するために用いられる可塑性樹脂の材料と同じ材料を含んでも良い。それにより、熱可塑性の接着剤２５が、熱可塑性樹脂によって形成されたコンベックス部２３と一体化するので、センサーケーブルの末端に剪断力や引張り力が加えられても、コンベックス部２３が絶縁体２２ａ及び２２ｂから容易には脱落しなくなる。また、平行２芯ケーブルの末端から突出している熱収縮チューブ２４の一端は、熱プレスすることによって閉じられる。
【００３０】
図５に示すように、絶縁体２２ａ及び２２ｂと熱収縮チューブ２４との間に空隙部２６が存在し、液体物質等が空隙部２６に浸入しても、平行２芯ケーブルの末端にコンベックス部２３が設けられているので、液体物質が芯線２１ａ及び２１ｂに到達することはない。その結果、平行２芯ケーブルの末端において芯線２１ａ及び２１ｂの絶縁が保たれるので、安定した測定を行うことができる。
【００３１】
図６は、本発明の第２の実施形態に係るセンサーケーブルの側面断面図である。第２の実施形態においては、第１の実施形態における熱収縮チューブ２４の替わりに、キャップ２７が設けられる。キャップ２７は、コンベックス部２３が設けられた平行２芯ケーブルの末端を、熱可塑性の接着剤２５を介して被覆する。キャップ２７の材料としては、例えば、プラスチック等の樹脂を用いることができる。その他の点に関しては、第１の実施形態と同様である。
【００３２】
次に、本発明の第１の実施形態に係るセンサーケーブルの製造方法について、図３〜図５及び図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の第１の実施形態に係るセンサーケーブルの製造方法を示すフローチャートである。図７に示すセンサーケーブルの製造方法は、少なくとも工程Ｓ１１〜Ｓ１２を含んでおり、さらに、工程Ｓ１３〜Ｓ１４を含んでも良い。
【００３３】
工程Ｓ１１において、一対の芯線２１ａ及び２１ｂが一対の絶縁体２２ａ及び２２ｂによってそれぞれ被覆された平行２芯ケーブルを、一対の絶縁体２２ａ及び２２ｂに長手方向のテンションを与えながら切断する。それにより、一対の絶縁体２２ａ及び２２ｂに芯線が存在しない２つの凹部が形成される。
【００３４】
例えば、長い平行２芯ケーブルの一端を固定して、他端の絶縁体２２ａ及び２２ｂを引っ張りながら、他端から所定の距離において平行２芯ケーブルを切断する。切断された絶縁体２２ａ及び２２ｂは、引っ張られる前の状態に戻ろうとするので、切断面において絶縁体２２ａ及び２２ｂが芯線２１ａ及び２１ｂよりも僅かに出っ張る。その結果、絶縁体２２ａ及び２２ｂの切断面に芯線が存在しない２つの凹部が形成される。
【００３５】
工程Ｓ１２において、防水性及び絶縁性を有する熱可塑性樹脂を加熱して２つの凹部上に配置する。熱可塑性樹脂が常温に戻ると、平行２芯ケーブルの切断された末端に、コンベックス形状を有するコンベックス部２３が設けられる。それにより、芯線２１ａ及び２１ｂの防水性及び絶縁性が確保される。
【００３６】
さらに、工程Ｓ１３において、熱可塑性の接着剤２５が内面に塗布された熱収縮チューブ２４を、コンベックス部２３が形成された平行２芯ケーブルの末端に被せて熱圧着しても良い。その場合には、工程Ｓ１４において、平行２芯ケーブルの末端から突出している熱収縮チューブ２４の一端を、熱プレスして閉じる。
【００３７】
工程Ｓ１３及びＳ１４を追加する場合には、熱可塑性の接着剤２５が、熱可塑性樹脂によって形成されたコンベックス部２３と一体化するので、センサーケーブルの末端に剪断力や引張り力が加えられても、コンベックス部２３が絶縁体２２ａ及び２２ｂから容易には脱落しなくなる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施形態に係るセンサーケーブルの製造方法について、図６及び図８を参照しながら説明する。図８は、本発明の第２の実施形態に係るセンサーケーブルの製造方法を示すフローチャートである。図８に示す工程Ｓ２１〜Ｓ２２は、図７に示す工程Ｓ１１〜Ｓ１２と同じであり、その説明を省略する。
【００３９】
工程Ｓ２３において、コンベックス部２３が形成された平行２芯ケーブルの末端にキャップ２７を被せる。さらに、工程Ｓ２４において、ポンプ等を用いて、平行２芯ケーブルとキャップ２７との間に、熱可塑性の接着剤２５を加熱状態で注入する。
【００４０】
それにより、熱可塑性の接着剤２５が、熱可塑性樹脂によって形成されたコンベックス部２３と一体化するので、センサーケーブルの末端に剪断力や引張り力が加えられても、コンベックス部２３が絶縁体２２ａ及び２２ｂから容易には脱落しなくなる。
【符号の説明】
【００４１】
１…橋脚、２…型枠、３…コンクリート、３ａ…コンクリートの界面、１０…センサー装置、２０…センサーケーブル、２１、２１ａ、２１ｂ…芯線、２２、２２ａ、２２ｂ…絶縁体、２３…コンベックス部、２４…熱収縮チューブ、２５…接着剤、２６…空隙部、２７…キャップ、２８…防水シール、２９…空隙部、３０…データ収集装置、３０ａ…アンテナ、４０…携帯端末、５０…パーソナルコンピューター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013205327.tif 000009
【図８】
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【図９】
2013205327.tif 000011
【図１０】
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