JP6374435B2 - 直接埋設用ケーブル - Google Patents

Description

本発明は、ケーブルに関し、詳細には、土中に直接に埋設される直接埋設用ケーブルに関する。

わが国では、道路の防災性の向上、安全で快適な通行空間の確保、良好な景観の形成や観光振興等の観点から、無電柱化の取り組みが為されている。この無電柱化の取り組みに関し、現在、地下の管路に電線類を敷設する方式（電線共同溝方式ともいう）が最も多く採用されている。しかし、この方式は、歩道幅員の狭い道路や歩道の無い道路への管路の埋設が難しく、また、設備費用が高額になることと相俟って、その適用には限界が来ている。

これら地中化方式における管路の埋設のし難さや設備費用の高額化を解決する方法の一つとして、特に、低コスト化が期待できることから、電線類を土中に直接に埋設する方式（直接埋設方式ともいう）の適用が検討されている。
しかしながら、通信ケーブルを土中に直接に埋設した場合、土圧によるケーブル圧縮によってケーブルが外傷したり、曲げが加わったりすることによって、ケーブルの伝送特性や機械特性に悪影響を及ぼすという懸念がある。

例えば、特許文献１には、コアケーブルの上に高硬度・高剛性プラスチックのテープを巻いて形成した外装を設け、その上に外部シースを施して一体化した、直接埋設用光ファイバケーブルが開示されている。

特開平７−３３４７８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の光ファイバケーブルは、土圧に耐えるよう、外装が高硬度プラスチックテープで補強され、ケーブルコアは、外装にタイトに固定されているので、光ケーブルコアを短時間で修理・保守し難いという問題があった。すなわち、光ケーブルコアを修理・保守する場合には、ケーブル全長に相当する範囲を掘り起した後、ケーブル全体を再び埋設する必要があるので、復旧までに多大な時間や費用を要することがある。

また、修理部分だけを新しい光ケーブルコアに貼り替える場合にも、その範囲を掘り起こした後、クロージャ等を新規に設置して、修理しない光ケーブルコアの光ファイバと新たな光ケーブルコアの光ファイバとを全て接続するため、短時間での復旧は困難になる。復旧するまでは通信サービスは停止されるので、ユーザに許容されない可能性が高い。
なお、硬質のダクトを敷設し、その後、そのダクトの中に光ファイバケーブルを敷設する方法もあるが、その場合、ダクトと光ファイバケーブルの敷設を別々に行うことになり、敷設工数がほぼ２倍になる。

そこで、修理・保守が短時間で済むように、光ケーブルコアが外装に対してルースな状態にしておき、光ケーブルコアを外装から容易に引き抜いたり挿入したりすることが考えられるが、光ケーブルコアを挿抜する際に作業者が牽引できる力には限度があり、光ケーブルコアを外装から挿抜しやすくすることが望ましい。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、内側のケーブルコアを外装から挿抜しやすくした直接埋設用ケーブルを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る直接埋設用ケーブルは、内側の第１シースと外側の第２シースを備え、該第２シースが前記第１シースに対して遊嵌されている直接埋設用ケーブルであって、単位長さあたりの質量が０．３ｋｇ/ｍ以下であり、前記第１シースで覆われ、前記第２シース内の容積に対して所定の占有率となる内側のケーブルコアを有し、該直接埋設用ケーブルの蛇行振幅が無い場合における前記第２シースと前記第１シースとの間の摩擦係数をμ、７０（ｍ）当りの前記内側のケーブルコアを牽引するために必要な力をＦ（Ｎ）としたとき、Ｆが３００（Ｎ）以下となるように、前記占有率、前記μを調整したものでる。

上記によれば、ケーブルコアを外装から容易に挿抜することができる。

本発明の一実施形態に係る直接埋設用ケーブルの一例を示す斜視図である。 直接埋設用ケーブルの正面図である。 直接埋設用ケーブルの断面図であり、挿抜する状態を説明する図である。 評価結果を説明する表である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明の一態様に係る直接埋設用ケーブルは、（１）内側の第１シースと外側の第２シースを備え、該第２シースが前記第１シースに対して遊嵌されている直接埋設用ケーブルであって、単位長さあたりの質量が０．３ｋｇ/ｍ以下であり、前記第１シースで覆われ、前記第２シース内の容積に対して所定の占有率となる内側のケーブルコアを有し、該直接埋設用ケーブルの蛇行振幅が無い場合における前記第２シースと前記第１シースとの間の摩擦係数をμ、７０（ｍ）当りの前記内側のケーブルコアを牽引するために必要な力をＦ（Ｎ）としたとき、Ｆが３００（Ｎ）以下となるように、前記占有率、前記μを調整したものである。内側のケーブルコアを牽引するために必要な牽引張力Ｆを３００（Ｎ）以下とすることができるので、内側のケーブルコアを容易に挿抜することができる。

（２）前記所定の占有率が３５（％）以下であると共に、前記第２シースと前記第１シースとの間の摩擦係数が０．６５以下である。内側の部材の占有率が３５（％）以下であり、直線状に配置した状態における第２シースと第１シースとの間の摩擦係数が０．６５以下の場合には、内側のケーブルコアを牽引するために必要な力を３００Ｎ以下にすることができる。
（３）前記第２シースの長手方向断面が波形に形成されている。第２シースの内周面を波形に形成すれば、第１シースとの接触面積が小さくなり、内側のケーブルコアの挿抜がより容易になる。
（４）前記第１シースの外周面または前記第２シースの内周面に、滑材が加えられている。第１シースの外周面や第２シースの内周面を滑りやすくすれば、内側のケーブルコアの挿抜がより一層容易になる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る直接埋設用ケーブルの具体例について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る直接埋設用ケーブルの一例を示す斜視図であり、図２は、直接埋設用ケーブルの正面図である。
直接埋設用ケーブル１は、光ケーブルコア２０と、光ケーブルコア２０の外側に配置された強化型外被１０とを備えている。

光ケーブルコア２０の詳細は、その図示は省略するが、例えば、加入者引き落とし用のドロップケーブルのような、８心程度のケーブルのコア部２１を有する。コア部２１の周囲は例えばＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等で構成された内部シース２２で覆われている。なお、内部シース２２が本発明の第１シースに相当し、光ケーブルコア２０が本発明の内側のケーブルコアに相当する。

光ケーブルコア２０（内部シース２２）の外径は１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度で構成され、光ケーブルコア２０は例えば丸型に形成されている。
なお、コア部２１は、支線用の少心地下ケーブルのような、多心の光ファイバテープ心線等を束ねたケーブル（例えば２００心程度まで）の外側を押え巻きテープ等で保持したものであってもよい。
また、コア部２１は、スロットケーブルであっても、スロットレスケーブルであってもよく、多心の光ファイバケーブルであれば、その形状は限定されない。

強化型外被１０は、光ケーブルコア２０に対して遊嵌されており、光ケーブルコア２０の周囲を覆って光ケーブルコア２０を保護する。なお、強化型外被１０が本発明の第２シースに相当する。
強化型外被１０は、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等の硬質プラスチックで形成されている。強化型外被１０をＨＤＰＥ、つまり、密度０．９４２（ｇ／ｃｍ³）以上のポリエチレンで構成すれば、土圧によるケーブルへの圧縮力や曲げ力に十分に耐えることができる。なお、このＨＤＰＥの第１シースとの間の摩擦係数は０．２５〜１．０程度である。
また、強化型外被１０は、鉄やＳＵＳといった金属であってもよい。強化型外被１０を金属で構成すれば、上記同様、土圧によるケーブルへの圧縮力や曲げ力に十分に耐えることができるが、取り扱い性を考慮すると、硬質プラスチックの方が好ましい。

また、強化型外被１０は、例えば蛇腹状に形成され、その長手方向の断面が波形に形成されている。詳しくは、強化型外被１０は、その長手方向に直交する方向に沿って山部１１や谷部１２が形成され、これら山部１１と谷部１２がケーブルの長手方向に沿って交互に設けられている。また、強化型外被１０（谷部１２）の内径が３０ｍｍ程度で構成され、強化型外被１０も例えば丸型に形成されている。

このように、光ケーブルコア２０の内部シース２２が強化型外被１０に対してルース状態にあり、光ケーブルコア２０の修理・保守の際には、光ケーブルコア２０を強化型外被１０から容易に引き抜くことができ、また、新たな光ケーブルコア２０を強化型外被１０に容易に挿入することができるので、光ケーブルコア２０を短時間で修理・保守することができる。

また、強化型外被１０を波形に形成すれば、土圧に耐えられると共に、交互に形成された山部１１と谷部１２によって一般的な光ケーブルと同様の可撓性が得られるため、ケーブルを容易に取り扱うことができる。さらに、内部シース２２との接触面積が小さくなり、光ケーブルコア２０の挿抜がより容易になる。
なお、図では、山谷の方向が長手方向に直交する蛇腹状の強化型外被の例を挙げて説明したが、本発明の強化型外被は、山谷の方向が長手方向に交差する螺旋形状の蛇腹であってもよい。また、強化型外被の外周面や内周面の一方をフラットに形成し、他方を波形にすることも可能である。

ところで、上述のように、内部シース２２が強化型外被１０に対してルースな状態にある場合、光ケーブルコア２０を強化型外被１０から挿抜する際に作業者が牽引できる力は、３００Ｎ程度であり、例えば敷設スパンが７０ｍ程度であることを想定すると、この７０ｍのケーブルを引き抜く力を３００Ｎ以下に抑える必要がある。
そこで、光ケーブルコア２０を挿抜しやすくするために、発明者らが鋭意調査した結果、光ケーブルコア２０の占有率や強化型外被１０の摩擦係数をある範囲内に規定するとよいことが分かった。

図３は、直接埋設用ケーブルの断面図であり、挿抜する状態を説明する図である。
強化型外被１０の内部に配置された光ケーブルコア２０には、下方に向けて等分布荷重が生じている。なお、図では、等分布荷重を代表して集中荷重をｍｇで示している。ｍは敷設スパン７０ｍあたりの光ケーブルコア２０の質量（ｋｇ／７０ｍ）であり、ｇは重力加速度（ｍ／ｓ²）である。

そして、直接埋設用ケーブル１を直線状に配置した蛇行振幅の無い状態にて、強化型外被１０の内周面と光ケーブルコア２０の内部シース２２の外周面との間の摩擦係数をμ、光ケーブルコア２０をその長手方向に牽引するために必要な力（牽引張力ともいう）をＦとすると、蛇行振幅の無い状態でのＦは、Ｆ＝μ×ｍ×ｇで表すことができる。
なお、同じ長さのケーブルであっても、蛇行した状態のケーブルを引抜く場合、真っ直ぐな状態のケーブルを引抜くより、大きな力が必要となる。蛇行振幅の無い状態とは、真っ直ぐな状態のことであり、摩擦係数μは、この状態でケーブルを引抜く場合の摩擦係数を示している。
また、実際に敷設した状態から挿抜することを考え、後述する牽引張力は、周期約５ｍで、約５ｃｍの振幅で蛇行させた状態での牽引張力を測定している。

図４は、評価結果を説明する表である。
摩擦係数μと、強化型外被１０の容積に対する光ケーブルコア２０の割合（占有率と称する）を変更し、蛇行させた状態で、手引き可能か否か（牽引張力Ｆが３００Ｎ以下か否か）を評価した。
強化型外被として第１シースとの間の摩擦係数μが０．８５のＨＤＰＥを用い、光ケーブルコアの占有率を３２（％）、単位長さ当たりの質量を０．６０ｋｇ／ｍとした場合（試料１と称する）、牽引張力Ｆは３５０（Ｎ）となった。この場合、牽引張力Ｆが３００Ｎ以下ではないので、手引き可能ではないと判定した。

一方、強化型外被として第１シースとの間の摩擦係数μが０．６５のＨＤＰＥを用い、光ケーブルコアの占有率を３２（％）、単位長さ当たりの質量を０．２８ｋｇ／ｍとした場合（試料２と称する）、牽引張力Ｆは２６６（Ｎ）となった。この場合、牽引張力Ｆが３００Ｎ以下であるため、手引き可能であると判定した。
また、表示は省略するが、強化型外被として試料２と同じく摩擦係数μが０．６５のＨＤＰＥを用い、光ケーブルコアの占有率を３５（％）とした場合、牽引張力は３００（Ｎ）となった。したがって、摩擦係数０．６５以下で、占有率３５％以下であれば、牽引張力が３００Ｎ以下であるので、手引き可能であると判定した。

また、強化型外被として第１シースとの間の摩擦係数μが０．２８のＨＤＰＥを用い、光ケーブルコアの占有率を１１（％）、単位長さあたりの質量を０．０９ｋｇ/ｍとした場合（試料３と称する）、牽引張力は３３（Ｎ）となった。この場合、牽引張力が３００Ｎ以下であることから、手引き可能であると判定した。
したがって、単位長さあたりの質量が０．３ｋｇ/ｍ以下であり、光ケーブルコア２０の占有率が３５（％）以下で、直線状に配置した蛇行振幅の無い状態における強化型外被１０と内部シース２２との摩擦係数μが０．６５以下の場合には、蛇行した状態の牽引張力を３００（Ｎ）以下にすることができ、光ケーブルコアを容易に挿抜することができる。

なお、強化型外被の内周面や、光ケーブルコアの内部シースの外周面に、滑材を加えてもよい。これにより、光ケーブルコアの挿抜がより一層容易になる。
なお、実施形態として、本発明を光ケーブルコアに適用した場合について説明したが、光ケーブルコアの代わりにメタルケーブルコアであってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…直接埋設用ケーブル、１０…強化型外被、１１…山部、１２…谷部、１３…開口端部、２０…光ケーブルコア、２１…コア部、２２…内部シース、３０…接着部、３１…固着部材。

Claims (4)

1. 内側の第１シースと外側の第２シースを備え、該第２シースが前記第１シースに対して遊嵌されている直接埋設用ケーブルであって、
   単位長さあたりの質量が０．３ｋｇ/ｍ以下であり、前記第１シースで覆われ、前記第２シース内の容積に対して所定の占有率となる内側のケーブルコアを有し、
   該直接埋設用ケーブルの蛇行振幅が無い場合における前記第２シースと前記第１シースとの間の摩擦係数をμ、７０（ｍ）当りの前記内側のケーブルコアを牽引するために必要な力をＦ（Ｎ）としたとき、Ｆが３００（Ｎ）以下となるように、前記占有率、前記μを調整した、直接埋設用ケーブル。
2. 前記所定の占有率が３５（％）以下であると共に、前記第２シースと前記第１シースとの間の摩擦係数が０．６５以下である、請求項１に記載の直接埋設用ケーブル。
3. 前記第２シースの長手方向断面が波形に形成されている、請求項１または２に記載の直接埋設用ケーブル。
4. 前記第１シースの外周面または前記第２シースの内周面に、滑材が加えられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の直接埋設用ケーブル。
   

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