JP6712124B2 - 光・メタル複合引込線 - Google Patents

Description

本発明は、地下配線に適した光・メタル複合引込線に関する。

近年、都市景観の向上、歩道の道幅の拡大、及び災害時における電力及び通信サービスの安定供給を図ることなどを目的として、無電柱化が推進されている。この無電柱化の手法としては、道路の地下空間を活用して電力線、電話線、通信線、光ケーブル等をまとめて電線共同溝（通称Ｃ．Ｃ．ＢＯＸ）に収容する電線共同溝方式が知られている（非特許文献１参照）。

電線共同溝方式は、特殊部（ハンドホール）、特殊部間への引き通しケーブルを収容するボディ管、特殊部からユーザ（需要家）宅内に引き込むケーブルを収容する共用ＦＡ管および共用ＦＡ引込管などで構成される。特殊部とは、需要家への供給のための分岐・接続等を行う分岐部、及びケーブルの接続を行う接続部等の総称である。

低需要なエリアにおいては、低コスト化を目的としてボディ管と共用ＦＡ管の機能を併せもつ１管セパレート方式も導入されている。この１管セパレート方式においては、図４に示すように、セパレータと呼ばれる仕切り４１を用いて１本の管路４０内の空間を２分割し、共用ＦＡ（フリーアクセス）部と呼ばれる上部空間４２に各需要家の引込線４３を配置し、下部空間４４に幹線ケーブルを収容したさや管４５を配置している。需要家への引込線としては、例えば、メタル回線サービスに用いられるメタルケーブル（非特許文献２参照）や、光ファイバ回線サービスに用いられる光ファイバケーブル（非特許文献３参照）等がある。

「東京都電線共同溝整備マニュアル」、[online]、東京都建設局、[平成27年7月8日検索]、インターネット<URL:http://www.kensetsu.metro.tokyo.jp/douro/chichuka/manyuaru-201408.pdf> 「地下用屋外線」、[online]、東和電子工業株式会社、[平成27年7月8日検索]、インターネット<URL:http://www.towa-denshi.co.jp/joho.pdf> 「光ファイバ/光ファイバケーブル」、[online]、株式会社フジクラ、[平成27年7月8日検索]、インターネット<URL:http://www.fujikura.co.jp/products/tele/o_fiber_cable/td1008.html>

電線共同溝方式は、更なる無電柱化推進のためにより一層の構築コスト低減が求められている。構築コストにおいては、相対的に特殊部の物品費が高い割合を占めているため、特殊部の径間長（設置間隔）の長延化により特殊部の設置数を減らすことが有効となる。しかしながら、特殊部の最大径間長は、布設するメタルケーブル及び２対地下用メタル屋外線の布設可能長によって制限されていた。

一方で、通信サービス需要は、通信速度が遅いメタル回線サービスと通信速度が速い光ファイバ回線サービスが混在している過渡期にあり、メタル回線サービスは加入者の減少や設備の老朽化に伴い加入者当たりの保守コストが増大しているため、今後さらにメタル回線サービスから光ファイバ回線サービスへの移行が進むことが見込まれている。そのため、迅速、且つ、低コストでメタル回線サービスから光ファイバ回線サービスへの移行を行うための予備対策が求められている。

それゆえ、本発明は、電線共同溝方式における構築コストの低減を可能とし、且つ、メタル回線から光ファイバ回線への移行にも即応できる光・メタル複合引込線を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされものであり、本発明の光・メタル複合引込線は、平型の光ファイバケーブルと、該光ファイバケーブルの周囲に撚り合わされた少なくとも１対のメタルケーブルと、を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、電線共同溝方式における構築コストの低減を可能とし、且つ、メタル回線から光ファイバ回線への移行にも即応できる光・メタル複合引込線を提供することが可能となる。

（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施形態に係る光・メタル複合引込線を示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る光・メタル複合引込線を示す断面図である。 電線共同溝方式における地下配線の概略を示した図である。 １管セパレート方式における管路の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１（ａ）に示すように、本発明の一実施形態である光・メタル複合引込線１は、平型の光ファイバケーブル２と、当該光ファイバケーブル２を中心として、その周囲に撚り合わされた２対のメタルケーブル３と、を備える。光ファイバケーブル２及びメタルケーブル３は、防水等を目的として外被４によって外側から覆われている。

なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）とは異なる位置で光・メタル複合引込線１を切断した断面を示したものである。メタルケーブル３が光ファイバケーブル２の周りを周方向に１周するまでの光・メタル複合引込線１の延在方向に沿う距離を撚りピッチとしたとき、図１（ｂ）は、図１（ａ）の位置から上記延在方向に沿って撚りピッチの約１／４だけ離間した位置における断面を示したものである。

平型の光ファイバケーブル２は、公知のものを用いることができるが、許容張力を高めるため内部にテンションメンバとしての鋼線やＦＲＰを有することが好ましい。

なお、本実施形態では、光ファイバケーブル２の周囲に２対のメタルケーブル３が撚り合わされた構成としているが、これに限定されるものではなく、１対、または３対以上のメタルケーブル３を撚り合わせた構成とすることも可能である。

また、先の実施形態では、光ファイバケーブル２及び２対のメタルケーブル３の全体を外側から覆う外被４を設けていたが、図２（ａ）、（ｂ）に示す光・メタル複合引込線１０のように、光ファイバケーブル２を覆う外被４ａと、１対（２本）ごとのメタルケーブル３とを覆う外被４ｂとをそれぞれ設ける構成としてもよい。

本発明の光・メタル複合引込線１、１０にあっては、光ファイバケーブル２の周りにメタルケーブル３を撚り合わせることにより、撚り合わせずに個別に管路内に収容する場合と比べて、ケーブル全体の外径を小さくすることができ、管路内における収容効率を高めることができる。

本発明の光・メタル複合引込線１、１０にあっては、中心に光ファイバケーブル２を配置し、メタルケーブル３を光ファイバケーブル２の周囲に撚り合わせることにより、光ファイバケーブル２がケーブル全体の張力体の役割を果たす。ここで、公知のインドアケーブルやドロップケーブル等の光ファイバケーブルのエレメント部分の許容張力は２００Ｎであるため、本実施形態の光・メタル複合引込線１、１０の許容張力は少なくとも２００Ｎ以上とすることが可能である。

図３は、電線共同溝方式における地下配線の概略を示したものであり、符号２０は特殊部を表し、符号２１は引込管の立上り部を表し、符号２２は分岐管取付け部を表している。

ここで、上述の「東京都電線共同溝整備マニュアル」において、共用ＦＡ引込管の径間長（特殊部２０内壁から引込管の立上り部２１中心までの距離（図３におけるＬ１＋Ｌ２））は、最大５５ｍと規定されており、これに付随して、分岐管取付け部（位置）２２から引込管の立上り部２１までの距離Ｌ１が２５ｍ以内、且つ、特殊部２０内壁から分岐管取付け部２２までの距離Ｌ２が３５ｍ以内との条件が規定されている。

なお、上記の条件の他に、さや管に収容される標準的なメタルケーブル（２００対のメタルケーブル）の布設可能長は７０ｍ以内と規定されているが、この条件は管路設備の設備形態に因らずに施工できる距離として設定されているため、さや管内へ布設されるケーブルの布設可能長については、適宜管路設備の設備形態に合わせて布設方向を適切に選択し張力計算することで、標準的なメタルケーブル（２００対のメタルケーブル）においても計算上２００ｍまで布設することが可能である。

また、上記の分岐管取付け部２２から引込管の立上り部２１までの距離Ｌ１が２５ｍ以内との条件については、分岐管等の基盤設備の強度や通線性によって決まるため変更することは困難である。

特殊部２０内壁から分岐管取付け部２２までの距離Ｌ２が３５ｍ以内との条件については、許容張力が８０Ｎとされる２対地下用屋外線を使用することを想定し、けん引時に許容張力を超えないよう布設可能長を設定し、当該布設可能長に基づいて距離Ｌ２が定められているため、本願発明は、引込線の布設可能長を増大させることで、径間長の拡大を図るものである。

ここで、布設可能長については、許容張力とけん引の際に生じる摩擦力への耐久性により決定される。公知の地下用屋外線において、布設可能長は２対地下用屋外線よりも４対地下用屋外線の方が長く、光ファイバケーブル２はメタル心線２対よりも軽量であるため、ケーブル全体の重量として光・メタル複合引込線１は４対地下用屋外線よりも軽量である。よって、けん引の際に発生する摩擦力は、光・メタル複合引込線１よりも４対地下用屋外線の方が大きく、許容張力は光・メタル複合引込線１が２００Ｎであるのに対して４対地下用屋外線は１６０Ｎであるため、布設可能長は、光・メタル複合引込線１が最も長く、次いで４対地下用屋外線、２対地下用屋外線の順となる。

以下に、許容張力が２００Ｎの光・メタル複合引込線１を使用した場合における布設可能長について、許容張力が８０Ｎの２対地下用屋外線を使用した場合と比較して説明する。

許容張力が２００Ｎの光・メタル複合引込線１を使用した場合、特殊部２０内壁から引込管の立上り部２１までのけん引時における合計の張力は、分岐管取付け部２２から引込管の立上り部２１までの張力Ｔ１、及び特殊部２０内壁から分岐管取付け部２２までの張力Ｔ２を用いて、以下の式（１）で表される。
Ｔ１＋Ｋ×Ｔ２＜２００ 式（１）
なお、Ｋは張力増加率であり、分岐管の屈曲部の角度に応じて変化する値である。

また、分岐管取付け部２２から引込管の立上り部２１までの張力Ｔ１は、分岐管取付け部２２から引込管の立上り部２１までの距離Ｌ１、摩擦係数μ、単位長さ当たりの重量Ｗ、重力加速度ｇを用いて以下の式（２）で算出される。
Ｔ１＝μ×Ｗ×ｇ×Ｌ１ 式（２）
同様に、特殊部２０内壁から分岐管取付け部２２までの張力Ｔ２は、特殊部２０内壁から分岐管取付け部２２までの距離Ｌ２、摩擦係数μ、単位長さ当たりの重量Ｗ、重力加速度ｇを用いてを用いて以下の式（３）で算出される。
Ｔ２＝μ×Ｗ×ｇ×Ｌ２ 式（３）

一方、許容張力が８０Ｎの２対地下用屋外線を使用した場合、特殊部２０内壁から引込管の立上り部２１までの合計の張力は、分岐管取付け部２２から引込管の立上り部２１までの張力Ｔ１´、及び特殊部２０内壁から分岐管取付け部２２までの張力Ｔ２´を用いて、以下の式（４）で表される。
Ｔ１´＋Ｋ×Ｔ２´＜８０ 式（４）
また、張力Ｔ１´及び張力Ｔ２´はそれぞれ、以下の式（５）、（６）で算出される。
Ｔ１´＝μ×Ｗ×ｇ×Ｌ１´ 式（５）
Ｔ２´＝μ×Ｗ×ｇ×Ｌ２´ 式（６）

単位長さ当たりの重量Ｗ及び分岐管の屈曲部の角度を同一とし、また分岐管取付け部２２から引込管の立上り部２１までの距離Ｌ１、Ｌ１´を同一（２５ｍ以内）とすると、Ｔ１＝Ｔ１´となり、仮にＴ１＝Ｔ１´＝１０Ｎとした場合、許容張力が２００Ｎの光・メタル複合引込線１においては、上記式（１）は、１０＋Ｋ×Ｔ２＜２００となる。一方、同条件で、許容張力が８０Ｎの２対地下用屋外線を使用した場合、上記式（４）は、１０＋Ｋ×Ｔ２´＜８０となる。さらに、上記式（３）、（６）から、Ｌ２及びＬ２´を用いてそれぞれ表すと、Ｋ×μ×Ｗ×ｇ×Ｌ２＜１９０、 Ｋ×μ×Ｗ×ｇ×Ｌ２´＜７０となり、Ｋ×μ×Ｗ×ｇは共通であるため、Ｌ２は、Ｌ２´の１９０／７０倍、即ち約２．７倍まで許容されることとなる。

また、仮にＴ１＝Ｔ１´＝２０Ｎとした場合、同様に計算すると、距離Ｌ２は、距離Ｌ２´の３倍まで許容可能となる。

このように、許容張力が２００Ｎの光・メタル複合引込線１を使用した場合には、許容張力が８０Ｎの２対地下用屋外線を使用した場合の少なくとも２倍以上の長さを付設可能となる。

また、許容張力が８０Ｎの従来の２対地下用屋外線を使用した際の、２つの特殊部２０間の最小距離Ｌ３´は、距離Ｌ１´を許容最大値の２５ｍとし、距離Ｌ２´を３０ｍとした場合であり、２つの特殊部２０間の距離Ｌ３´は、距離Ｌ２´の２倍で６０ｍとなる。

一方、本発明に従う許容張力が２００Ｎの光・メタル複合引込線１を使用した場合、距離Ｌ２は、距離Ｌ２´の２倍以上であることから、２つの特殊部２０間の最小距離Ｌ３は少なくとも１２０ｍ以上となる。

このように、本発明の光・メタル複合引込線１、１０を使用することで、従来の２対地下用屋外線では８０Ｎであった許容張力を、例えば２００Ｎ以上とすることができるので、特殊部２０の内壁から分岐管取付け部２２までの距離Ｌ２を長延化することが可能となる。その結果、電線共同溝方式における特殊部２０の設置数を削減することができ、構築コストの低減が可能となる。

ここで、本発明の光・メタル複合引込線１、１０にあっては、光ファイバケーブル２に対するメタルケーブル３の撚りピッチが５０ｍｍ以下であることが好ましい。撚りピッチが５０ｍｍを超える場合、光・メタル複合引込線１、１０をけん引する際に、光ファイバケーブル２とメタルケーブル３が一体とならず、内部においてずれる虞があるためである。

また、本発明の光・メタル複合引込線１、１０を使用した場合には、メタル回線から光ファイバ回線への移行の際に、新たに光ファイバケーブルを布設する必要がなくなり、クロージャやユーザ宅での接続作業のみとなるため、迅速、且つ、低コストで、メタル回線から光ファイバ回線への移行が可能となる。

さらに、今後のオール光化の際の経過措置として、部分的な光化を実施していく方法が考えられる。既存のメタル回線ユーザに対してユーザ近傍まで光化（光設備を構築）し、光・メタル変換装置を用いて光の信号を電気信号に変換した後に、引込部分は既存のメタル回線を用いて提供する形態が考えられる。この場合、光・メタル変換装置に対する給電方法が問題となるが、光ファイバケーブル２は通信で使用し、電源を確保できる場所よりメタルケーブル３を通信線ではなく給電線として用いることにより給電することも可能となる。

１、１０ 光・メタル複合引込線
２ 光ファイバケーブル
３ メタルケーブル
４、４ａ、４ｂ 外被
２０ 特殊部
２１ 引込管の立上り部
２２ 分岐管取付部
４０ 管路
４１ 仕切り（セパレータ）
４２ 上部空間（共用ＦＡ部）
４３ 引込線
４４ 下部空間
４５ さや管

Claims (3)

1. 平型の光ファイバケーブルと、
   該光ファイバケーブルの周囲に撚り合わされた２対以上のメタルケーブルと、
   前記光ファイバケーブルを覆う外被と、
   １対ごとの前記メタルケーブルを覆う外被と、
   を備え、
   前記メタルケーブルの撚りピッチが５０ｍｍ以下である光・メタル複合引込線。
2. 前記光ファイバケーブルは、内部に鋼線またはＦＲＰからなるテンションメンバを有する、請求項１に記載の光・メタル複合引込線。
3. 前記光ファイバケーブルは、許容張力が２００Ｎ以上である、請求項１または２に記載の光・メタル複合引込線。
   

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