JPH0735581A - 水中探査用計測センサの曳航ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 水平曳航させるために、中性浮力の長尺ケー
ブル状とした、ケーブルの途中に連接部の無い無継手の
曳航ケーブルを提供する。 【構成】 計測船１から出し入れ自在として曳航され、
先端部に水中探査用の計測センサ２が接続される導線入
りの曳航ケーブル３において、曳航ケーブル３は、計測
船１側の重比重の部位、計測センサ２側の中性浮力とな
る低比重の部位、重比重の部位と低比重の部位の中間に
あって重比重から低比重に移行する勾配比重の部位を有
し、重比重の部位には、ケーブルの軸方向に沿う長体よ
りなる複数本の比重調整材４が外部被覆５内に設けら
れ、重比重の部位から勾配比重の部位および低比重の部
位にかけて、比重調整材４の本数が徐々に間引かれ若し
くは比重調整材４の断面積が徐々に小さくされ、継手の
ない一連長構造をなすことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計測船の甲板上から水
中に投入・吊下させて船体から遠く離して観測機器の計
測センサを曳航する水中探査用計測センサの曳航ケーブ
ルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】船舶を使って水面下所要深度の遠隔水中
測定を行なう場合には、先端に計測センサが結着された
吊下ケーブルとしての曳航ケーブルを計測船の甲板上に
設置された巻取装置によって水中に繰出し・巻取りする
方式がとられている。計測機器の種類によっては、計測
センサ自体が長尺の防水被覆ケーブルを成している場合
があり、船から吊下される曳航ケーブルは、繰り出し側
のケーブルセンサ、すなわち、中性浮力とさせたアウタ
ケーブルと、比重を大とさせた取り入れ側の吊下ケーブ
ルすなわちインナケーブルと、継ぎケーブルとからな
り、その連続部は、接合強度及び電気的接続等の関係か
らアウタケーブル及びインナケーブルよりも太く、棒状
で数メートルの長さに及ぶ硬直部をなすのが普通であ
る。従来、インナケーブルは、曳航により発生する比較
的大なる張力に耐え得るためのケーブル強度及びより深
々度までの計測データを得ることが可能となるように重
比重であり、かつ、ケーブル強度増及び比重増が図られ
ている。また、アウタケーブルは、計測船のエンジン等
の妨害音から遠ざけること、及び計測センサを安定に、
しかも、水平曳航させるために、中性浮力を図り長尺ケ
ーブル状としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の場合、曳航時に
おけるアウタケーブルとインナケーブルを連結している
硬直状連接部の水中における振る舞いは、カルマン渦の
発生に伴う乱流による暴れがある。また、インナケーブ
ル端の硬直状の連接部は、重比重であるため、あたか
も、糸の先端に取りつけ重錘が振り子のごとく動くよう
な動きとなり、後部の計測センサに悪影響を及ぼす。こ
れらは、海上模様等による曳航船の動揺やピッチング運
動が伝わりさらにおおきな暴れとなる。硬直状の連接部
の振れ回りによる暴れは、アウタケーブルを介して計測
センサに伝わり、振動雑音の発生により微弱な信号音の
検出に悪影響を及ぼす。ひいては、観測装置の性能劣化
及び取得データの信頼性低下の誘因となっていた。実海
面での試験によれば、硬直部が比較的細く軽量の場合に
は振れ回りも小さくなり、それによる雑音発生も低くな
ることが確認されている。このことから、硬直部を無く
し、さらに、曳航等のインナとアウタのケーブルのカテ
ナリーをスムースになるようにすれば振れ回りの発生を
抑えることができ、それによる雑音発生も起きないので
雑音の低い観測装置が得られる。また、この種の継ぎケ
ーブルを船上から繰り出し、取り入れする従来の手段で
は、直接あるいはキャプスタンを介してケーブルを単一
のドラムに巻填させる方法が採られていたが、この方式
によると次のような欠点があった。 （ａ）連接部をそのままにして巻填操作した場合 この場合には、連接部が巻胴から斜めに浮き上がるため
に、連接部巻込み時に人手で上手にさばき、引っ掛かり
等の不具合が生じないように処理する必要があり、ま
た、たとえうまくさばけた状態でも、連接部に無理な曲
げ負荷がかかって、連接部に損傷や曲がりぐせによる劣
化が生じ易く、また、電気的性能も劣化し易く、ひいて
は、機械的、電気的故障の誘因となる。 （ｂ）ケーブル巻填の都度、連接部を取外し操作した場
合 この場合には、連接部が別個に格納されることから、前
項の不具合は解消されるが、その代わり、連接部を着脱
したり、また、着脱時にケーブルを仮止めしたりする付
帯設備が必要になるほか、その着脱操作に人手がかか
る。 （ｃ）人手作業の危険性 （ａ），（ｂ）項にのべた作業では、それだけ余分な人
手がかかるほか、回転ドラムやケーブルを取り扱うこと
から、作業中の安全性に影響し、特に荒天等で船が揺れ
た場合には、著しく危険である。 （ｄ）構造の大型化 ドラムの設定寸法は、ケーブル径とケーブル可撓度によ
って決められるが、アウタとインナの２種類のケーブル
のうち、大径でかつ、可撓性が小さい方のケーブルに合
わせてドラム径を決めるので、途中に硬直状の連接部が
ある場合には、ドラムが必要以上に大型化することが避
けられず、また、上記付帯設備と相まって、甲板上の視
界が悪くなり、出入港時における係船作業に支障を及ぼ
すことになる。

【０００４】本発明は、上記問題を解決すべくなされた
ものであって、水中探査用計測センサの曳航ケーブル構
造において、硬直状の連接部を用いることなしに、イン
ナケーブル及びアウタケーブルの各機能、すなわち、イ
ンナケーブルは、曳航により発生する比較的大なる張力
に耐え得るためにケーブル強度及び深々度までの計測デ
ータを得ることが可能となるように重比重としてある。
また、アウタケーブルは、計測船のエンジン等の妨害音
から遠ざけること、及び計測センサを安定に、しかも、
水平曳航させるために、中性浮力の長尺ケーブル状とし
ている。それらを一連長としてケーブルに具備させた構
造の無継手曳航ケーブルである。すなわち、一連長のケ
ーブルに重比重とする重比重の部位、及び重比重から徐
々に中性浮力とさせる勾配比重の部位、さらに、中性浮
力とする低比重の部位を有し、ケーブルの途中に連接部
の無い無継手の曳航ケーブルを提供することを目的とし
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】次に、上記の課題を解決
するための手段を、実施例に対応する図１を参照して説
明する。すなわち、本発明は、計測船（１）から出し入
れ自在として曳航され、先端部に水中探査用の計測セン
サ（２）が接続される導線入りの曳航ケーブル（３）に
おいて、前記曳航ケーブル（３）は、計測船（１）側の
重比重の部位、計測センサ（２）側の中性浮力となる低
比重の部位、重比重の部位と低比重の部位の中間にあっ
て重比重から低比重に移行する勾配比重の部位を有し、
重比重の部位には、ケーブルの軸方向に沿う長体よりな
る複数本の比重調整材（４）が外部被覆（５）内に設け
られ、重比重の部位から勾配比重の部位および低比重の
部位にかけて、比重調整材（４）の本数が徐々に間引か
れ若しくは比重調整材（４）の断面積が徐々に小さくさ
れ、継手のない一連長構造をなすことを特徴としてい
る。

【０００６】

【作用】先端に長尺のホース状計測センサ２を曳航ケー
ブル３によって曳航する場合の曳航ケーブル３に加わる
張力は、曳航ケーブル３の直径及び長さに、また、曳航
速度の二乗に比例するものであり、曳航計測船１上のケ
ーブル引き止め点が最大、先端部ほど小さい張力であ
る。ここにおいて、本発明の曳航ケーブル３では、計測
船１側のインナケーブル３−１は、重比重の部位となっ
て、曳航により発生する比較的大なる張力に耐え、さら
により深々度までの計測データを得ることができるよう
に曳航ケーブルを長尺とすることが可能となる。また、
計測センサ２側のアウタケーブル３−２は、低比重の部
位となって中性浮力化が図られ、計測船１のエンジン等
の妨害音から遠ざけること、及び計測センサ２を安定
に、しかも水平に曳航させることができる。インナケー
ブル３−１とアウタケーブル３−２の連続部は、勾配比
重の部位となって、従来の硬直状をなした連接部は解消
され、継手なしの一連長構造であるところから、カルマ
ン渦や硬直状の連接部の振れ回りによる振動雑音発生が
無く、計測センサの電気的な信号対雑音の比が著しく向
上すると共に測定装置の性能及び計測データの信頼性が
向上する。

【０００７】これにより、従来の速度よりもさらに増速
した計測が実施でき、観測エリアの拡大になる。また、
本発明の曳航ケーブル３は、継手なしの一連長構造であ
って、従来の硬直状の連接部をなくしたことから、巻取
機作動時の人手によるケーブルさばき作業の煩雑さも解
消すると共に作業上の安全性も著しく向上する。さら
に、硬直状の連接部をなくしたことにより、ケーブルの
テンションメンバーは細く、計測船甲板上の巻取装置は
小型軽量になるほか、次に述べる経費節減による経済的
効果がある。すなわち、硬直状の連接部の強度は、テン
ションメンバーの引き止め加工技術に大きく依存し、テ
ンションメンバー本来の強度よりも数割程度低下するの
が通例である。その従来の引き止め加工技術は、熟練者
の手作業によるため、強度結果に大きな幅があり、熟練
技術や最良の作業環境を駆使して行うも、十分な信頼性
を得るまでに至っていない。そのため、従来では、引き
止めの各作業工程において同一ロットのサンプルで強度
を確認しているが、その工数にかかる経費は多大であっ
たが、本発明では、このような従来の引き止め加工作業
は不要である。

【０００８】

【実施例】以下本発明に係わる曳航ケーブルの実施例を
図面に従って説明する。図１は、実施例曳航ケーブル３
を装備した計測船１の態様を示すものであって、船体の
後部甲板上には、この船の計測作業に必要なケーブル巻
取機６とケーブル案内ローラを有するケーブルゲート７
が固設されている。計測船１は、所要の計測海域で計測
センサ２を曳航ケーブル３のアウタケーブル３−２とイ
ンナケーブル３−１を繰り出して、可能な限りの高速度
で曳航しながら計測データを収集する。先端部の計測セ
ンサ２で検出され、電気的に変換された信号は、アウタ
ケーブル３−２とインナケーブル３−１及び巻取機６を
経由して観測室８に送出され、必要に応じた信号処理を
行ったのち、観測データとして画面等に表示されるよう
になっている。

【０００９】実施例の曳航ケーブル３は、内部被覆９と
外部被覆５が同心状に形成され、内部被覆９の内部に
は、銅線あるいは光ファイバー線よりなる信号導線１０
が全長に亘り設けられ、さらにテンションメンバー１１
が全長に亘り設けられている。このテンションメンバー
１１は、曳航ケーブル３が水流の抗力に耐え得るために
設けられたもので、比較的浮力性の材質例えばケブラー
繊維の紐により形成されている。また、内部被覆９の内
部には内部絶縁材１２が充填されている。外部被覆５
は、プラスチックの絶縁材料によって形成され、その内
部には、ケーブルの軸方向に沿う長体よりなる比重調整
材４が直状あるいはスパイラル状に設けられている。比
重調整材４は、例えば鋼線よりなり、インナケーブル３
−１の計測船１側は、多数本（例えば１２本）の比重調
整材４が設けられていることにより重比重の部位とされ
ている。また、アウタケーブル３−２の計測センサ２側
は、上記の比重調整材４が間引かれ（例えば０本）、中
性浮力とするための正浮力材になる合成繊維等で形成さ
れていることにより低比重の部位とされている。インナ
ケーブル３−１は、その途中からアウタケーブル３−２
に至る迄の間において、上記比重調整材４が徐々に間引
かれて、上記重比重の部位から低比重の部位に移行する
勾配比重の部位とされている。インナケーブル３−１と
アウタケーブル３−２の接続部付近は、上述したよう
に、比重調整介在物としての比重調整材４を間引き又は
追加挿入等を所要の長さに亘って行うように設計するこ
とによって実現でき、大比重から徐々に中性浮力にされ
ている。したがって、インナケーブル３−１は、計測船
１の甲板上の巻取機６の保持点からインナケーブル３−
１の途中まで同一構造、それ以降からアウタケーブル３
−２に至る間は逐次構造が変わっている。この様にし
て、曳航時にはスムースなケーブルカテナリーが得ら
れ、かつ、振動雑音発生のない無継手の曳航ケーブルが
得られる。

【００１０】図２は、本発明の実施例に係わる無継手の
曳航ケーブルの側面図である。これらは、インナケーブ
ルの外径がアウタケーブルよりも細い場合Ａ、アウタケ
ーブルの外径がインナケーブルよりも細い場合Ｂ、アウ
タケーブルとインナケーブルが同一径の場合Ｃを示して
ある。尚、比重調整材４は、全長に亘り同一径の場合を
図示したが、計測船側が大径計測センサ側が小径となる
ように徐々にテーパ状に形成させるようにしても良い。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の無継手の
曳航ケーブルによれば、以下に述べる優れた効果があ
る。本発明の曳航ケーブルは、一連長、無継手の曳航ケ
ーブルの構成とするため、カルマン渦や硬直状の連接部
の振れ回りによる振音発生が無く、計測センサの電気的
な信号対雑音の比が高くなり、精度のより高い計測が可
能になると共に測定装置の性能、計測データの信頼性も
向上する。また、従来の速度よりもさらに増速した計測
が実施でき、観測エリアの拡大になる。また、計測船甲
板上の巻取装置を小型軽量化でき、経費節減による経済
的効果がある。さらに、巻取機作動時の人手によるケー
ブルさばき作業の煩雑さも解消すると共に作業上の安全
性も著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる曳航ケーブルの使用状
態の側面図と各部位の断面図である。

【図２】本発明の実施例に係わる曳航ケーブルの拡大側
面図である。

【符号の説明】

１ 計測船 ２ 計測センサ ３ 曳航ケーブル ３−１ インナケーブル ３−２ アウタケーブル ４ 比重調整材 ５ 外部被覆 ６ 巻取機 ７ ケーブルゲート ８ 観測室 ９ 内部被覆 １０ 導線 １１ テンションメンバー １２ 内部絶縁材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 計測船から出し入れ自在として曳航さ
   れ、先端部に水中探査用の計測センサが接続される導線
   入りの曳航ケーブルにおいて、 前記曳航ケーブルは、計測船側の重比重の部位、計測セ
   ンサ側の中性浮力となる低比重の部位、重比重の部位と
   低比重の部位の中間にあって重比重から低比重に移行す
   る勾配比重の部位を有し、 重比重の部位には、ケーブルの軸方向に沿う長体よりな
   る複数本の比重調整材が外部被覆内に設けられ、重比重
   の部位から勾配比重の部位および低比重の部位にかけ
   て、比重調整材の本数が徐々に間引かれ若しくは比重調
   整材の断面積が徐々に小さくされ、継手のない一連長構
   造をなすことを特徴とする水中探査用計測センサの曳航
   ケーブル。