特許 6584999 直接埋設用ケーブル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6584999

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】直接埋設用ケーブル

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/44 20060101AFI20190919BHJP

   H01B 7/18 20060101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/44 381

   G02B6/44 366

   H01B7/18 H

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-90893(P2016-90893)

(22)【出願日】2016年4月28日

(65)【公開番号】特開2017-198899(P2017-198899A)

(43)【公開日】2017年11月2日

【審査請求日】2017年11月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002343

【氏名又は名称】特許業務法人 東和なぎさ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高見 正和

(72)【発明者】

【氏名】藤田 太郎

(72)【発明者】

【氏名】青柳 雄二

(72)【発明者】

【氏名】金山 守

(72)【発明者】

【氏名】尾本 清

(72)【発明者】

【氏名】中谷内 勝司

(72)【発明者】

【氏名】杁山 義弘

(72)【発明者】

【氏名】田邊 克洋

(72)【発明者】

【氏名】大西 淳

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 洋平

【審査官】 山本 貴一

(56)【参考文献】

【文献】 実公昭４７−００２４１９（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特表２００７−５０７７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１９９０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２７３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１４４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５６２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１４００１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２２１３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３６２１１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実公昭４７−０２５９０６（ＪＰ，Ｙ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／４４

Ｈ０１Ｂ ７／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、
前記第２シースは、主材料がポリプロピレンで形成されているとともに、シャルピー衝撃強度が５２ＫＪ／ｍ²以上であり、内径が３０±２ｍｍの範囲内で、肉厚が１．１ｍｍ〜１．３７ｍｍの範囲内である、直接埋設用ケーブル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７−３３４７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

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。

【0007】

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。

【0008】

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、そのような構成であっても、そのように土中に直接に埋設される外装には、衝撃強度や可撓性を満たすことが望まれる。さらに、ケーブルの小型化や軽量化を図ることも望まれる。

【0009】

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、衝撃強度や可撓性を満たしつつ、小型化や軽量化を図ることができる直接埋設用ケーブルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

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、前記第２シースは、主材料がポリプロピレンで形成されているとともに、シャルピー衝撃強度が５２ＫＪ／ｍ²以上であり、内径が３０±２ｍｍの範囲内で、肉厚が１．１ｍｍ〜１．３７ｍｍの範囲内である。

【発明の効果】

【0011】

上記によれば、衝撃強度や可撓性を満たしつつ、ケーブルの小型化や軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】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。

【図2】直接埋設用ケーブルの正面図である。

【図3】強化型外被の部分断面図である。

【図4】衝撃強度試験を説明する図である。

【図5】可撓性試験を説明する図である。

【図6】シャルピー衝撃強度とシャベル試験との関係を説明する表である。

【図7】試料Ｆについて肉厚を変えた際の評価結果を説明する表である。

【図8】試料Ｇについて肉厚を変えた際の評価結果を説明する表である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［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、前記第２シースは、主材料がポリプロピレンで形成されているとともに、シャルピー衝撃強度が５２ＫＪ／ｍ²以上であり、内径が３０±２ｍｍの範囲内で、肉厚が１．１ｍｍ〜１．３７ｍｍの範囲内である。第２シースがポリプロピレンを主材料とするので、高密度ポリエチレンで形成する場合に比べて肉厚を薄くすることができ、ケーブルの小型化や軽量化を図ることができる。そして、第２シースのシャルピー衝撃強度が５２ＫＪ／ｍ²以上となるようなポリプロピレンを用いれば、所定の衝撃強度を容易に得ることができる。そして、第２シースは、３０±２ｍｍの内径に対して肉厚が１．１ｍｍ〜１．３７ｍｍの範囲内であれば、衝撃強度と可撓性との両立を図ることができる。

【0015】

［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。

【0016】

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シースに相当する。

【0017】

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。

【0018】

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、主材料がポリプロピレン（ＰＰ）の硬質プラスチックで形成されている。強化型外被１０をＰＰで構成すれば、ＨＤＰＥ、つまり、密度０．９４２（ｇ／ｃｍ³）以上の高密度ポリエチレンで形成する場合に比べて、後述のように許容される肉厚が小さくても必要な強度を保つことができる。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。
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。

【0022】

ところで、上述のように、強化型外被１０には、一般的な光ケーブルと同様の可撓性を確保する必要があるが、直接埋設用ケーブル１を土中に敷設すると、最外周に位置する強化型外被１０には、ショベル等による誤掘削に耐える強度（衝撃強度ともいう）も求められる。
そこで、衝撃強度と可撓性とを両立させるために、発明者らが鋭意調査した結果、強化型外被１０の主材料をＰＰとし、強化型外被１０の肉厚をある範囲内に規定するとよいことが分かった。

【0023】

図３は、強化型外被１０の部分断面図である。
強化型外被１０は、内径Ｄが３０±２ｍｍ、外径は、谷部１２で３２±２ｍｍ、山部１１で３７±２ｍｍであり、山部１１の高さは２．５ｍｍである。また、強化型外被１０の波形のピッチＰは５．５±０．５ｍｍであり、山部１１の幅は３．５±０．５ｍｍである。なお、図３において、強化型外被１０の厚みをｔで示している。

【0024】

図４は、衝撃強度試験（ショベル試験）を説明する図である。
この試験では、設置台１００、ショベル丸型１０１、重錘１０３、ガイド１０２を使用する。ショベル丸型１０１は、所定規格（JIS A 8902 丸型１番）のものであり、劣化、摩耗の無いショベル丸型である。重錘１０３は１０ｋｇであり、重錘１０３の下端には緩衝材（厚さ１０ｍｍ以内のクロロプレンゴム（ＣＲゴム））１０４が貼り付けられている。強化型外被１０は２００ｍｍの長さのものを使用する。

【0025】

強化型外被１０を設置台１００上に載せ、ショベル丸型１０１を強化型外被１０の軸線に対して直角に配置し、ショベル丸型１０１の先端を強化型外被１０の山部（あるいは谷部）に予め当てておく。重錘１０３をガイド１０２に沿って１３ｃｍの高さ（図４中にＺで示す）から自然落下させ、強化型外被１０の山部（あるいは谷部）を打撃する。強化型外被１０を３個準備し、３個の試験片（強化型外被１０）において山部及び谷部をそれぞれ打撃した際、ショベル丸型１０１の先端が強化型外被１０の内面に露出したか否かで評価する。

【0026】

図５は、可撓性試験を説明する図である。
この試験では、固定台２００、把持部２０１、自由端支持台２０３、錘２０４を使用する。錘２０４は０．５±０．０１ｋｇである。強化型外被１０は１．２ｍの長さ（図５（Ａ）にＬで示す）のものであり、２時間以上常温中に置いたものを使用する。
図５（Ａ）に示すように、強化型外被１０を固定台２００上に載せ、強化型外被１０の一端（固定端）を把持部２０１に固定する。なお、強化型外被１０の一端から固定台２００の支点２０２までの距離（図５（Ａ）にＬ１で示す）は５００ｍｍであり、支点２０２から強化型外被１０の他端（自由端）までの距離（図５（Ａ）にＬ２で示す）は７００ｍｍである。

【0027】

一方、強化型外被１０の他端は、自由端支持台２０３で支持される。錘２０４は強化型外被１０の他端から５０ｃｍ以内の位置（図５（Ａ）にＬ３で示す）に吊り下げられる。錘２０４を吊り下げた後、強化型外被１０の他端から自由端支持台２０３を素早く外し、１０秒間経過した時点における強化型外被１０の他端の撓み量（図５（Ｂ）にｙで示す）が８ｃｍ以上であるか否かで可撓性を評価する。

【0028】

強化型外被１０を一般的に用いられるＨＤＰＥで形成した場合、強化型外被１０の肉厚が１．３ｍｍ未満の場合には必要な衝撃強度を得られない。
しかしながら、ケーブルの小型化や軽量化を図るには、強化型外被の肉厚をさらに薄くすることが好ましい。そこで、プラスチック容器等の射出成型品や車両用配線の保護チューブ等でよく使用されるプロプレンに着目した。

【0029】

図６は、シャルピー衝撃強度とショベル試験との関係を説明する表である。
試料Ａは、ＨＤＰＥで形成した肉厚１．２３ｍｍの強化型外被である。その物性は、曲げ弾性１３００ＭＰａ、密度０．９６ｇ／ｃｍ³、シャルピー衝撃強度２５ＫＪ／ｍ²であり、亀裂が確認された。このため、必要な強度を満たさないと判定した。
試料Ｂは、ＨＤＰＥで形成した肉厚１．２６ｍｍの強化型外被であり、その物性は、曲げ弾性１１００ＭＰａ、密度０．９５ｇ／ｃｍ³、シャルピー衝撃強度３４ＫＪ／ｍ²であった。この場合、ピンホールが稀に確認された。このため、必要な強度を満たさない場合があると判定した。

【0030】

試料Ｃ，Ｄ，Ｅは、ＨＤＰＥで形成した肉厚１．２７ｍｍの強化型外被である。試料Ｃの物性は、曲げ弾性１３５０ＭＰａ、密度０．９６ｇ／ｃｍ³、シャルピー衝撃強度１３ＫＪ／ｍ²であり、亀裂が確認されたので、必要な強度を満たさないと判定した。試料Ｄの物性は、曲げ弾性１５５０ＭＰａ、密度０．９６ｇ／ｃｍ³、シャルピー衝撃強度１３ＫＪ／ｍ²であり、亀裂が確認されたため、必要な強度を満たさないと判定した。試料Ｅの物性は、曲げ弾性１０５０ＭＰａ、密度０．９５ｇ／ｃｍ³であった。なお、試料Ｅは破壊が無かったため、シャルピー衝撃強度は計測していない。この場合、ピンホールが稀に確認されたので、必要な強度を満たさない場合があると判定した。

【0031】

試料Ｆは、ＰＰで形成した肉厚１．２７ｍｍの強化型外被である。その物性は、曲げ弾性９５０ＭＰａ、密度０．９ｇ／ｃｍ³、シャルピー衝撃強度６６ＫＪ／ｍ²である。そして、試料Ｆの場合、３個の強化型外被のいずれにも外傷が確認されなかったので、必要な強度を満たすと判定した。

【0032】

また、試料Ｇは、ＰＰで形成した肉厚１．２７ｍｍの強化型外被であり、その物性は、曲げ弾性７５０ＭＰａ、密度０．９ｇ／ｃｍ³、シャルピー衝撃強度５２ＫＪ／ｍ²である。そして、試料Ｇの場合、３個の強化型外被のいずれにも外傷が確認されなかったことから、必要な強度を満たすと判定した。
この結果、シャルピー衝撃強度が衝撃強度（ショベル試験）に影響しており、強化型外被をシャルピー衝撃強度が５２ＫＪ／ｍ²以上のＰＰで形成すれば、肉厚が１．３ｍｍ未満の場合にも衝撃強度を得られることが分かる。

【0033】

図７は、試料Ｆについて肉厚を変えた際の評価結果を説明する表である。
ＰＰで形成した試料Ｆの強化型外被の肉厚を０．７ｍｍから１．５ｍｍまで変更し、衝撃強度（ショベル試験）を評価した。
肉厚が０．７ｍｍ（Ｎｏ．１と称する）の場合、３個の強化型外被のいずれにも亀裂が確認されたので、必要な強度を満たさないと判定した。

【0034】

一方、肉厚が０．９ｍｍ（Ｎｏ．２と称する）の場合、３個の強化型外被のいずれにも外傷が確認されなかったので、必要な強度を満たすと判定した。また、肉厚が１．１ｍｍ（Ｎｏ．３と称する）の場合、肉厚が１．２ｍｍ（Ｎｏ．４と称する）の場合、肉厚が１．３３ｍｍ（Ｎｏ．５と称する）の場合、肉厚が１．３７ｍｍ（Ｎｏ．６と称する）の場合、肉厚が１．５ｍｍ（Ｎｏ．７と称する）の場合にも、強化型外被には外傷が確認されなかったため、必要な強度を満たすと判定した。

【0035】

このように、ＰＰで形成した試料Ｆの場合、強化型外被１０の肉厚が０．９ｍｍ未満の場合には必要な衝撃強度を得られなかったが、０．９ｍｍ以上の場合には必要な衝撃強度を得ることができた。
続いて、可撓性の評価結果について説明する。上記したＮｏ．１，Ｎｏ．２の撓み量はいずれも５００ｍｍ以上であり、可撓性が確保されていると判定した。また、Ｎｏ．３の撓み量は４００ｍｍ、Ｎｏ．４の撓み量は３２０ｍｍ、Ｎｏ．５の撓み量は２４０ｍｍ、Ｎｏ．６の撓み量は１７０ｍｍであり、いずれも可撓性が確保されていると判定した。

【0036】

一方、Ｎｏ．７の撓み量は７０ｍｍであり、８ｃｍ以上ではないため、可撓性が確保されていないと判定した。
このように、ＰＰで形成した試料Ｆの場合、強化型外被１０の肉厚が１．５ｍｍ未満の場合には必要な可撓性を得ることができたが、１．５ｍｍ以上の場合には可撓性を得ることができなかった。

【0037】

図８は、試料Ｇについて肉厚を変えた際の評価結果を説明する表である。
ＰＰで形成した試料Ｇについても、強化型外被１０の肉厚を０．７ｍｍから１．５ｍｍまで変更し、衝撃強度（ショベル試験）を評価した。
肉厚が０．７ｍｍ（Ｎｏ．１と称する）の場合や、肉厚が０．９ｍｍ（Ｎｏ．２と称する）の場合、強化型外被には亀裂が確認されたので、必要な強度を満たさないと判定した。

【0038】

一方、肉厚が１．１ｍｍ（Ｎｏ．３と称する）の場合、３個の強化型外被のいずれにも外傷が確認されなかったので、必要な強度を満たすと判定した。また、肉厚が１．２ｍｍ（Ｎｏ．４と称する）の場合、肉厚が１．３３ｍｍ（Ｎｏ．５と称する）の場合、肉厚が１．３７ｍｍ（Ｎｏ．６と称する）の場合、肉厚が１．５ｍｍ（Ｎｏ．７と称する）の場合にも、強化型外被には外傷が確認されなかったため、必要な強度を満たすと判定した。

【0039】

このように、ＰＰで形成した試料Ｇの場合、強化型外被１０の肉厚が１．１ｍｍ未満の場合には必要な衝撃強度を得られなかったが、１．１ｍｍ以上の場合には必要な衝撃強度を得ることができた。
続いて、可撓性の評価結果について説明する。上記したＮｏ．１，Ｎｏ．２の撓み量はいずれも５００ｍｍ以上であり、可撓性が確保されていると判定した。また、Ｎｏ．３の撓み量は４２０ｍｍ、Ｎｏ．４の撓み量は３６０ｍｍ、Ｎｏ．５の撓み量は２８０ｍｍ、Ｎｏ．６の撓み量は１９０ｍｍであり、いずれも可撓性が確保されていると判定した。

【0040】

一方、Ｎｏ．７の撓み量は９０ｍｍであり、８ｃｍ以上ではあるが、この基準値よりも１０ｍｍ程度多い値であり、厳格にみて可撓性が確保されていないと判定した。
このように、ＰＰで形成した試料Ｇの場合、強化型外被１０の肉厚が１．５ｍｍ未満の場合には必要な可撓性を得ることができたが、１．５ｍｍ以上の場合には必要な可撓性を得ることがでなかった。

【0041】

したがって、強化型外被１０が、ＰＰで形成され、かつ、３０±２ｍｍの内径に対して肉厚を１．１ｍｍ〜１．３７ｍｍの範囲内にすれば、衝撃強度と可撓性の両立を図ることができる。

【0042】

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。

【0043】

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。

【符号の説明】

【0044】

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、１００…設置台、１０１…ショベル丸型、１０２…ガイド、１０３…重錘、１０４…緩衝材、２００…固定台、２０１…把持部、２０２…支点、２０３…自由端支持台、２０４…錘。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】