JP2009038919A - Ｃｖケーブルの外部半導電層の端部処理方法及び工具 - Google Patents

Abstract

【課題】フリーストリッピング型外部半導電層を有するＣＶケーブルの外部半導電層の端部処理方法で、外部半導電層に偏肉があってもケーブル絶縁体の削り込みや外部半導電層端部の波打ちが生じず、外部半導電層の端部に剥離や段差が生じないようにする。
【解決手段】
外部半導電層２をケーブル絶縁体３を傷つけないように所要長剥ぎ取ってケーブル絶縁体３を露出させる第一工程、露出したケーブル絶縁体３表面を回転基準面として回転して外部半導電層２を周方向に湾曲溝状に削り取る切削刃１３を備えた切削工具１１を用いて、切削刃１３の先端部Ｓを外部半導電層の剥ぎ取り端Ｔより外部半導電層２側に位置させた状態で、前記剥ぎ取り端Ｔ付近の外部半導電層２を、切削溝の最深部Ｍがケーブル絶縁体３の外周面に達するまで切削する第二工程、外部半導電層の剥ぎ取り端Ｔから切削溝の最深部Ｍまでの間に残存する外部半導電層２を除去する第三工程、からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＶケーブル（架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル）の外部半導電層の端部の処理方法と、それに用いる切削工具に関するものである。

現在電力ケーブルの主流となっているＣＶケーブルでは、架橋ポリエチレン絶縁体の外側に、ポリエチレンを主材とする外部半導電層が設けられている。この外部半導電層の一つの種類として、フリーストリッピング型外部半導電層（以下「フリスト外導」という）と呼ばれるものがある。このフリスト外導は日本国内では主に公称電圧３３ｋＶまでのＣＶケーブルに採用されている。その特徴は、外部半導電層とケーブル絶縁体の界面剥離力が、ある所定の範囲内（例えば１２．７mm幅で４．９〜３９．２Ｎの剥離力）に納まるように製造されていることである。これにより、ケーブルの終端接続部や中間接続部を組み立てる際の外部半導電層除去作業を、外部半導電層の一部に切り込みを入れ、作業者が手で外部半導電層を剥ぎ取るだけで、簡単に行うことができる。

フリスト外導を有するＣＶケーブルでは、外部半導電層を剥ぎ取って露出したケーブル絶縁体の表面は極めて平滑であり、除去作業に熟練度も要求されない。そこで、これまで用いられてきた公称電圧３３ｋＶまでのケーブルよりも上の電圧階級、例えば６６ｋＶケーブルや７７ｋＶケーブルへのフリスト外導の適用が検討されている。

しかし、フリスト外導を有するケーブルの外部半導電層除去方法は、外部半導電層に切り込みを入れて、手で剥ぎ取るものであるため、所定領域を剥ぎ取った後に残される外部半導電層の端部は必ずケーブル絶縁体からある程度剥離した状態となってしまう。公称電圧３３ｋＶまでのケーブルでは、この剥離はケーブルの絶縁性能上問題とならないが、６６ｋＶや７７ｋＶのケーブルになると、３３ｋＶケーブルに比べて外部半導電層端部における電界が大きいので、ケーブルの絶縁性能に支障を来たすことが懸念されている。

このような問題を解決すべく、例えば特許文献１には、外部半導電層の端部となる位置の円周上を、ケーブルの軸を中心にケーブルの周りを回転する切削工具にて切削溝を形成し、次に外部半導電層の端部をテーパー形状にするための切削刃物でテーパー形状を形成した後、除去すべき領域の外部半導電層を手で剥ぎ取る方法が開示されている。

また特許文献２には、外部半導電層の端部となる位置の円周上を全周にわたって、まずガラス削りによってケーブル絶縁体を露出させると同時にテーパー形状を形成し、その後、除去すべき領域の外部半導電層を手で剥ぎ取る方法が開示されている。

特許第３２４２１９９号公報 特許第３７７１０１５号公報

フリスト外導を公称電圧６６ｋＶ以上のＣＶケーブルに適用することを考えた場合、外部半導電層端部の処理は絶縁性能上非常に重要な部分であり、外部半導電層端部における外部半導電層の剥離、段差、波打ち或いはケーブル絶縁体の凹みはわずかな量でも存在しないことが理想である。

しかし特許文献１の方法は、あくまでも外部半導電層端部位置の切削溝がケーブル絶縁体に達しないことを前提としており、この端部にわずかな厚さだけ残された部分を引きちぎる際に、剥離が生じるのを避けることはできない。また外部半導電層の先端部分には、外部半導電層の切削によって厚さは薄くなっているものの、段差が存在する。特許文献１では、この段差部分を覆って滑らかな外部半導電層表面を形成するために、薄い半導電テープを巻きつけて、その部分を加熱するといった付加的な手間のかかる処理を行っている。

また特許文献２の方法によれば、外部半導電層端部の剥離は回避できるが、ガラス削りという熟練度とそれ相当の処理時間を要する作業が必要となるため、フリスト外導ケーブルの特徴である接続部組立における外部半導電層剥ぎ取り作業の簡易性という利点を十分に活かしきれない。

また、ガラス削りに代わる方法としては、外部半導電層の端部となる位置の外部半導電層を、その周りに回転する切削工具で削り取って、その部分のケーブル絶縁体を全周露出させる方法も考えられる。しかし、この方法は、外部半導電層の厚さがケーブル全周にわたって偏りがなく同じ厚さである場合には理想的な外部半導電層端部を形成できるが、一般に外部半導電層の厚さはケーブル周方向に厚い部分と薄い部分が存在している（偏肉がある）ため、この方法では、外部半導電層の厚い部分でケーブル絶縁体が露出するまで切削すると、外部半導電層の薄い部分ではケーブル絶縁体を削り込んでしまう結果となる。また、外部半導電層の薄い部分において露出したケーブル絶縁体の幅は、ケーブル絶縁体を削り込んでしまった分だけ、外部半導電層の厚い部分において露出したケーブル絶縁体の幅よりも広くなり、結果として形成された外部半導電層の端部の位置は外部半導電層の厚い部分と薄い部分で軸線方向にずれてしまい、ケーブル周方向において外部半導電層の端部が波打つ状態となる。上記のようなケーブル絶縁体の削り込みによる凹みや、外部半導電層の端部の波打ちは、そこに形成されるケーブル接続部の絶縁上の欠陥となるため好ましくない。

本発明の目的は、外部半導電層に偏肉がある場合でも、ケーブル絶縁体の削り込みや、外部半導電層の端部の波打ちが生じることがなく、しかも処理された外部半導電層の端部に剥離や段差が生じることのない、ＣＶケーブルの外部半導電層の端部処理方法及び工具を提供することにある。

本発明に係るＣＶケーブルの外部半導電層の端部処理方法は、ケーブル絶縁体の外周にフリーストリッピング型の外部半導電層を有するＣＶケーブルの外部半導電層の端部処理方法であって、
前記ＣＶケーブルの端部の外部半導電層をケーブル絶縁体に傷をつけないように所要長剥ぎ取ってケーブル絶縁体を露出させる第一の工程、
露出したケーブル絶縁体表面を回転基準面として回転して外部半導電層を周方向に湾曲溝状に削り取る切削刃を備えた切削工具を用いて、前記切削刃の先端部を外部半導電層の剥ぎ取り端より外部半導電層側に位置させた状態で、前記剥ぎ取り端付近の外部半導電層を、切削溝の最深部がケーブル絶縁体の外周面に達するまで切削する第二の工程、
前記外部半導電層の剥ぎ取り端から切削溝の最深部までの間に残存する外部半導電層を除去する第三の工程、
を有することを特徴とするものである。

上記の外部半導電層の端部処理方法において、前記第二の工程では、切削刃の先端部を、外部半導電層の剥ぎ取り端から２mm以上外部半導電層側に位置させて、外部半導電層を切削することが好ましい

また、本発明に係る外部半導電層の端部処理方法に用いる切削工具は、ＣＶケーブルの端部の外部半導電層を剥ぎ取って露出させたケーブル絶縁体が挿入される枠体と、この枠体の内側に取り付けられ、ケーブル絶縁体を把持して、ケーブル絶縁体表面を回転基準面として前記枠体と共にケーブル絶縁体の周りに回転する把持部と、前記枠体のケーブル軸線方向の外部半導電層側に取り付けられ、当該枠体と共に外部半導電層の周りに回転して外部半導電層を湾曲溝状に削り取る切削刃とを備えていることを特徴とするものである。

上記の切削工具において、前記把持部は、前記枠体のケーブル径方向の切削刃側に取り付けられた第一の把持部と、前記枠体のケーブル径方向の切削刃と反対側に前記第一の把持部と対向するように取り付けられた第二の把持部とからなり、前記第一の把持部及び第二の把持部はケーブル径方向の位置を調整できるように前記枠体に取り付けられていることが好ましい。

また上記の切削工具において、前記切削刃は、ケーブル径方向の位置を調整できるように前記枠体に取り付けられていることが好ましい。

本発明によれば、外部半導電層を所要長剥ぎ取って露出したケーブル絶縁体表面を回転基準面として切削刃を回転させて外部半導電層を切削するので、外部半導電層に偏肉があっても外部半導電層はケーブル絶縁体と同心円状に切削されることになる。したがってケーブル絶縁体の外周面が露出するまで切削するだけで、ケーブル絶縁体の削り込みをなくすことができると共に、外部半導電層の端部の波打ちをなくすことができる。

また、外部半導電層を周方向に湾曲溝状に削り取る切削刃を備えた切削工具を用いて、外部半導電層の剥ぎ取り端付近の外部半導電層を、切削刃の頂部を外部半導電層の剥ぎ取り端より外部半導電層側に位置させて削り取るので、前工程で外部半導電層を所要長剥ぎ取るときに生じる外部半導電層の剥離部分を外部半導電層の端部から取り除くことができる。このためケーブル絶縁体との間に剥離のない外部半導電層の端部を形成することができると共に、外部半導電層の端部の段差をなくすことができる。

図１（Ａ）〜（Ｅ）は本発明に係るＣＶケーブルの外部半導電層の端部処理方法の一実施形態を示す。図において、１はＣＶケーブル、２はフリーストリッピング型の外部半導電層、３はケーブル絶縁体である。ＣＶケーブル１は外被等が剥ぎ取られて外部半導電層２が露出した状態である。なお図面では、外部半導電層２の厚さが厚く誇張して描かれているが、実際の外部半導電層２の厚さは０．５mm〜１mm程度である。また外部半導電層２は意図的に偏肉があるように描かれている。

この端部処理方法では、まず（Ａ）に示すように、外部半導電層２の端部となる位置の近くに環状の切り込み４を入れると共に、それより先端側の外部半導電層２にらせん状の切り込み５を入れる。切り込み４、５はいずれもケーブル絶縁体３に傷をつけないようにケーブル絶縁体３に達しない深さである。その後、環状の切り込み４より先の外部半導電層２を手で剥ぎ取り、（Ｂ）のようにケーブル絶縁体３をケーブル接続に必要な長さだけ露出させる。ここまでの工程は従来と同じである。この工程では、外部半導電層２を切り込み５、４に沿って引き裂くことになるため、外部半導電層２の端部には必ずケーブル絶縁体３から剥離した部分Ｈが生じる。この剥離部Ｈの長さは通常、外部半導電層２の剥ぎ取り端Ｔから２mm位である。

次に（Ｃ）に示すように、露出したケーブル絶縁体３に切削工具１１を装着する。この切削工具１１は、ケーブル絶縁体３表面を回転基準面として回転して外部半導電層を円周方向に湾曲溝状に削り取るため、刃先が湾曲した切削刃１３、枠体１５、ケーブル絶縁体把持部１７Ａ、１７Ｂ、調整ねじ１９Ａ、１９Ｂなどを備えている（詳細は後述）。この切削工具１１を、切削刃１３の先端部Ｓが外部半導電層の剥ぎ取り端Ｔより（好ましくは２mm以上）外部半導電層２側に位置するようにセットして、ケーブル絶縁体３表面を回転基準面として回転させると共に、切削刃１３を徐々にケーブル中心部に向けて移動させ、剥ぎ取り端Ｔ付近の外部半導電層２を湾曲溝状に切削する。この切削は、（Ｄ）に示すように切削溝の最深部Ｍがケーブル絶縁体３の外周面に達するまで（外周面が露出するまで）行う。この切削工程では、切削刃１３がケーブル絶縁体３表面を回転基準面として（つまりケーブル絶縁体３を回転中心軸として）回転するため、外部半導電層２に偏肉があっても、ケーブル絶縁体３の外周面が露出したところで切削を止めれば、ケーブル絶縁体３の削り込みを確実に防止できる。なおケーブル絶縁体３の外周面が露出したことは、外部半導電層が黒色、ケーブル絶縁体がほぼ白色等と色が異なったり、表面状態及び／又は材質が異なるので、目視で容易に確認できる（場合によっては手触りにより確認することもある）。

その後、切削工具１１を取り外すと、外部半導電層の剥ぎ取り端Ｔから切削溝の最深部Ｍまでの間には僅かながら外部半導電層２のかけらが残存するので、この外部半導電層のかけらを手で除去する。これによって外部半導電層２の端部の剥離部分は完全に除去されることになる。その結果、（Ｅ）に示すように、外部半導電層２の端部に剥離、段差、波打ちがなく、しかもケーブル絶縁体３に外周面に削り込みがない、良好な外部半導電層の端部処理部を得ることができる。

図２は本発明に係る外部半導電層の端部処理方法に用いる切削工具の一実施形態を示す。この切削工具１１は、ＣＶケーブルの端部の外部半導電層を剥ぎ取って露出させたケーブル絶縁体３が挿入される枠体１５と、この枠体１５の内側に取り付けられた、ケーブル絶縁体３を把持する一対の把持部１７Ａ、１７Ｂと、枠体１５のケーブル軸線方向の外部半導電層２側にねじ１８により固定された切削刃１３とを備えている。把持部１７Ａ、１７Ｂは、ケーブル絶縁体３を把持して、ケーブル絶縁体３を回転中心軸として、枠体１５と共にケーブル絶縁体３の周りに回転するものである。切削刃１３は、枠体１５と共に外部半導電層２の周りに回転して外部半導電層２を湾曲溝状に削り取るものである。

一方の把持部１７Ａは、枠体１５のケーブル径方向の切削刃１３側に取り付けられており、他方の把持部１７Ｂは、枠体１５のケーブル径方向の切削刃１３と反対側に前記一方の把持部１７Ａと対向するように取り付けられている。把持部１７Ａ、１７Ｂの対向面は、ケーブル絶縁体３を把持するだけで、ケーブル絶縁体３を位置決めできるように、凹形に形成されている。把持部１７Ａ、１７Ｂはそれぞれ、枠体１５にねじ込まれた調整ねじ１９Ａ、１９Ｂによって枠体１５に取り付けられ、ケーブル径方向の位置を調整できるようになっている。したがって、把持部１７Ａ、１７Ｂによりケーブル絶縁体３を把持した状態で、調整ねじ１９Ａ、１９Ｂを同時に同方向に回転させると、枠体１５及び切削刃１３のケーブル径方向の位置を調整することができる。

この切削工具１１は以上のような構成であるので、把持部１７Ａ、１７Ｂで図２のようにケーブル絶縁体３を把持した状態（図１（Ｃ）と同じ）で、全体をケーブル絶縁体３の周りに回転させることにより、切削刃１３で外部半導電層２をケーブル絶縁体３と同心円状に切削することができる。切削深さは、調整ねじ１９Ａ、１９Ｂを同時に同方向に回転させて、枠体１５及び切削刃１３をケーブル径方向に移動させることにより調整する。調整ねじ１９Ａ、１９Ｂにより切削刃１３を徐々にケーブル中心部に向けて移動させ、ケーブル絶縁体３の外周面が露出するまで切削すると、図１（Ｄ）のような状態になる。なお、枠体１５の両側面には、切削工具１１をケーブル絶縁体３の周りに回転させるハンドルが突設されているが、図示を省略してある。

図３は本発明に係る切削工具の他の実施形態を示す。この切削工具１１は、枠体１５に切削刃１３の両側を跨ぐように門形部２１を設け、この門形部２１にねじ込んだ第三の調整ねじ２３により切削刃１３を支持して、切削刃１３のケーブル径方向の位置を調整できるようにしたものである。このようにすると、把持部１７Ａ、１７Ｂの調整ねじ１９Ａ、１９Ｂはケーブル絶縁体３の把持のみに使用でき、切削刃１３のケーブル径方向の位置を枠体１５とは別に調整できるため、切削溝の深さの調整を容易に行うことができる。上記以外の構成は、図２の実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

なお、図２及び図３の実施形態ともに、切削刃１３を任意の形状のものと交換でき、例えば、外部半導電層２に生じる湾曲溝の曲率を緩やかにするような刃先とした切削刃１３を付けることができる。また、刃先の部分をＣＶケーブル（外部半導電層２）と当接する角度を任意とした切削刃１３を付けることもできる。このようにすれば、ＣＶケーブルの設計（種類）により、例えば外部半導電層の材質や厚さ等が変わっても切削刃１３の交換のみで、所望の湾曲溝を形成することが可能である。

図４は本発明に係る切削工具のさらに他の実施形態を示す。図４において、図２の各部と同一部分又は各部に相当する部分には図２と同一符号を付してある。この切削工具１１は、ケーブル絶縁体３を把持する把持部１７Ａ、１７Ｂから軸線方向に離れた位置に外部半導電層２を把持する補助把持部２５Ａ、２５Ｂを設け、一方の把持部１７Ａと補助把持部２５Ａの間に切削刃１３を配置したものである。

この実施形態では、把持部１７Ａ、１７Ｂは２本の平行ガイド棒２７に案内されてケーブル径方向に移動可能であり、補助把持部２５Ａ、２５Ｂも同様に２本の平行ガイド棒２９に案内されてケーブル径方向に移動可能である。また、一方の把持部１７Ａは、枠体１５に取り付けられたマイクロメーターヘッド１９Ａによってケーブル径方向の位置を調整するようになっており、他方の把持部１７Ｂは枠体１５にねじ込まれた調整ねじ１９Ｂによってケーブル径方向の位置を調整するようになっている。同様に、一方の補助把持部２５Ａは、枠体１５に取り付けられたマイクロメーターヘッド３１Ａによってケーブル径方向の位置を調整するようになっており、他方の補助把持部２５Ｂは枠体１５にねじ込まれた調整ねじ３１Ｂによってケーブル径方向の位置を調整するようになっている。他方の把持部１７Ｂのケーブル絶縁体３に当接する部分はＶ溝状に形成され、同様に、他方の補助把持部２５Ｂの外部半導電層２に当接する部分もＶ溝状に形成されている。

また、切削刃１３は刃物台３３にねじ１８により固定され、この刃物台３３を介して枠体１５に固定されている。切削刃１３は、図４（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、平板状であるが、刃先が凸形曲線状に形成されており、その先端部Ｓが同図（Ｂ）、（Ｄ）に示すように外部半導電層３の接線方向を向くように刃物台３３に固定されている。なお、３５は枠体１５の両側面に突設されたハンドルで、切削装置１１をケーブル１の周りに手動で回転させるためのものである。

この切削装置１１は、切削刃１３の片側にケーブル絶縁体３を把持する把持部１７Ａ、１７Ｂが、反対側に外部導電層２を把持する補助把持部２５Ａ、２５Ｂが設けられているが、把持部１７Ａ、１７Ｂは補助把持部２５Ａ、２５Ｂよりも軸線方向のサイズを大きくしてあり（図４（Ｃ）参照）、ケーブル絶縁体３表面を回転基準面として回転する点は前記各実施形態と同様である。補助把持部２５Ａ、２５Ｂは、外部半導電層２を軽く把持して、切削刃１３が外部半導電層２を切削するときに切削装置１１の回転中心軸線がケーブル絶縁体３の中心軸線に対して傾くのを抑制する働きをする。

この切削装置１１の使い方は基本的には図２のものと同様であるが、一方の把持部１７Ａ及び補助把持部２５Ａの位置をマイクロメーターヘッド３１Ａで調整するようになっているので、把持部１７Ａ及び補助把持部２５Ａの位置（つまり切削刃１３による外部半導電層２の切削深さ）を微調整することが容易である。

（Ａ）〜（Ｅ）は本発明に係る外部半導電層の端部処理方法の一実施形態を工程順に示す説明図。 本発明に係る切削工具の一実施形態を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線矢視図、（Ｄ）は（Ｂ）のＤ−Ｄ線断面図。 本発明に係る切削工具の他の実施形態を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図。 本発明に係る切削工具のさらに他の実施形態を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は背面図、（Ｄ）は切削刃の平面図、（Ｆ）は同正面図。

符号の説明

１：ＣＶケーブル
２：外部半導電層
３：ケーブル絶縁層
４、５：切り込み
１３：切削刃
１５：枠体
１７Ａ、１７Ｂ：把持部
１９Ａ、１９Ｂ：調整ねじ
２１：門形部
２３：第三の調整ねじ
２５Ａ、２５Ｂ：補助把持部
３５：ハンドル

Claims (5)

1. ケーブル絶縁体の外周にフリーストリッピング型の外部半導電層を有するＣＶケーブルの外部半導電層の端部処理方法であって、
   前記ＣＶケーブルの端部の外部半導電層をケーブル絶縁体に傷をつけないように所要長剥ぎ取ってケーブル絶縁体を露出させる第一の工程、
   露出したケーブル絶縁体表面を回転基準面として外部半導電層を円周方向に湾曲溝状に削り取る切削刃を備えた切削工具を用いて、前記切削刃の先端部を外部半導電層の剥ぎ取り端より外部半導電層側に位置させた状態で、前記剥ぎ取り端付近の外部半導電層を、切削溝の最深部がケーブル絶縁体の外周面に達するまで切削する第二の工程、
   前記外部半導電層の剥ぎ取り端から切削溝の最深部までの間に残存する外部半導電層を除去する第三の工程、
   を有することを特徴とするＣＶケーブルの外部半導電層の端部処理方法。
2. 前記第二の工程で、切削刃の先端部を、外部半導電層の剥ぎ取り端から２mm以上外部半導電層側に位置させて、外部半導電層を切削することを特徴とする請求項１記載の外部半導電層の端部処理方法。
3. ＣＶケーブルの端部の外部半導電層を剥ぎ取って露出させたケーブル絶縁体が挿入される枠体と、この枠体の内側に取り付けられ、ケーブル絶縁体を把持して、ケーブル絶縁体表面を回転基準面として前記枠体と共にケーブル絶縁体の周りに回転する把持部と、前記枠体のケーブル軸線方向の外部半導電層側に取り付けられ、当該枠体と共に外部半導電層の周りに回転して外部半導電層を湾曲溝状に削り取る切削刃とを備えていることを特徴とするＣＶケーブルの外部半導電層の端部切削工具。
4. 前記把持部は、前記枠体のケーブル径方向の切削刃側に取り付けられた第一の把持部と、前記枠体のケーブル径方向の切削刃と反対側に前記第一の把持部と対向するように取り付けられた第二の把持部とからなり、前記第一の把持部及び第二の把持部はケーブル径方向の位置を調整できるように前記枠体に取り付けられていることを特徴とする請求項３記載のＣＶケーブルの外部半導電層の端部切削工具。
5. 前記切削刃は、ケーブル径方向の位置を調整できるように前記枠体に取り付けられていることを特徴とする請求項３記載のＣＶケーブルの外部半導電層の端部切削工具。

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