JPH0815364B2 - 海底ケ−ブルの布設または引揚げ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、海底ケーブル分岐装置の布設または引揚げ
方法に関し、詳しくは海底ケーブル分岐装置を互いにね
じれ合うことなく布設し、または引揚げるための方法に
関するものである。

［従来の技術］ 一般の海底ケーブル分岐伝送路の概念を第８図に示
す。ここで、参照符号１は第３の海底ケーブル、２は第
１の海底ケーブル、そして３は第２の海底ケーブルであ
り、これらケーブル１〜３によってA,B,Cの３地点を接
続している。５は分岐装置であり、各ケーブル１〜３を
相互に接続し、各ケーブル１〜３の伝送路を空間的、時
間的もしくは周波数的に切り替え分岐する機能を有して
いる。

このように３方向に分岐した伝送路を海底に布設する
ための一般的な方法を以下に述べる。

第９図は海底ケーブル分岐の一般的な布設方法の説明
図である。まず、第９図（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、布設船10により第１の海底ケーブル２をＢ地点から
分岐点Ｄまで布設し、その第１の海底ケーブル２の先端
に浮標11を取り付けて放置する。次に、第９図（ｃ）に
示すように、布設船10によって第２の海底ケーブル３を
Ｃ地点からＤ点まで布設する。そして、第９図（ｄ）に
示すように、既に布設してある第１の海底ケーブル２を
船上に巻き上げ、第１の海底ケーブル２および第２の海
底ケーブル３のそれぞれの端に分岐装置５を接続すると
ともに、船内のタンクに積載してある第３の海底ケーブ
ル１を分岐装置５の他端に接続する。

このようにして、３本のケーブル1,2,3は分岐装置５
を介して接続される。最後に、第９図（ｅ）に示すよう
に、第３の海底ケーブル１を船内から海底へ繰出すこと
により、３本のケーブルが接続された分岐装置を海底に
沈降させ、かつ第３の海底ケーブル１をＡ地点まで布設
して全ての伝送路の建設を終了する。

このような布設に用いられる海底ケーブルの構造は多
種多様であるが、何れにしても抗張力体を有し、布設時
または引揚げ時にケーブルに加わる巨大な張力に耐え得
るように設計されている。

第10図はこのような海底ケーブルの構造の一例を示し
ている。この例では光ファイバを伝送媒体としたもので
ある。ここで、21は複数の光ファイバ伝送体を含むユニ
ット、22はユニット21を保護するための金属パイプ、23
は抗張力体、24は抗張力体23を押さえるための金属パイ
プ、25はプラスチック外被である。

第11図は第10図に示す海底ケーブルの一部分を破断し
て示す断面図である。抗張力体23は、通常、第11図に示
すように、鉄線等を特定の方向に巻きつけて構成した集
合体である。このような巻きつけをＳ撚りと称し、手前
に向かって右回りに巻きつけてある。

そこで、抗張力体23に張力Ｆが付加されると、第12図
に示すように円周方向に作用する回転トルクＴが発生す
る。この回転トルクＴは次式（１）で与えられる。

F:張力 D:撚り線の巻きつけ層心径 p:撚りのピッチ 以上述べたようなことからわかるように、一般に、撚
り線を抗張力体としたケーブルは、張力Ｆが付加される
と、回転トルクＴが発生し、ケーブル自体がねじれると
いう性質を有している。そのねじれの方向は、張力が増
大する時は撚りがほどける方向であり、逆に張力が減少
する時は撚りが締まる方向になる。

第13図は、第10図に示した海底光ファイバケーブルを
用いて測定した張力付加時におけるケーブル端の回転量
の一測定例を示す。ここで、横軸は張力であり、縦軸は
回転量である。

以上の点を考慮した上で、今、分岐装置５に接続され
るケーブル全てが、第13図に示すような同一の張力−回
転特性をもった場合を想定し、第９図（ｅ）に示した布
設におけるケーブルのねじれ現象を第14図によって説明
する。。

分岐装置５よりも下方にある２本のケーブル2,3は、
接続されたケーブルが沈降するに従って吊り下がってい
るケーブル長が徐々に減少するので、自重によってケー
ブルに加わる張力もまた徐々に減少する。そのため、第
１の海底ケーブル２および第２の海底ケーブル３には撚
り線が締まろうとする方向に回転トルクが作用する。い
ま、全てのケーブル1,2,3の抗張力体の撚り方向が全て
Ｓ方向である（手前に向かって右回りに巻きつけてあ
る）とすると、第１の海底ケーブル２および第２の海底
ケーブル３のねじれようとする方向はケーブルを上から
見ると、第14図に示すように、両者共右回りとなる。

一方、これらのケーブルを吊り下げている第３の海底
ケーブル１は、当初、船内にある時は張力が付加されて
いなかったものが、海底へ投入されると第１の海底ケー
ブル２および第２の海底ケーブル３および分岐装置５の
重量を受けて張力が加わることになり、撚り線がほどけ
ようとする方向にねじれようとする。この方向は、分岐
装置５の側では、第14図に示したように、やはり上から
見て右回りになる。

このように分岐装置５を含めた３本のケーブルを海底
に沈降させていくと、分岐装置５を中心に上方から見て
全て右回りのねじれを引き起こそうとするので、ケーブ
ルの沈下に伴って分岐装置５は回転し、第１の海底ケー
ブル２および第２の海底ケーブル３は、互いにからみ合
って第15図のような状態となって布設される。このよう
なねじれが生じることは、ケーブルにとっては極端に小
さな曲げ半径での曲がりを引き起こすことになり、その
ために伝送特性および機械特性の劣化を招き、またケー
ブルの外被に使用したプラスチックが損傷を受けるなど
の問題が生じる。

一方、このような分岐装置５を含む伝送路が何らかの
障害となった場合は、分岐装置５あるいはケーブルを取
り替えるために布設船10上に引揚げて、回収する必要が
ある。そこで、例えば第３の海底ケーブル１を探線し、
このケーブルから分岐装置５および第１の海底ケーブル
２および第２の海底ケーブル３を引揚げる際のケーブル
のねじれ現象を第14図と同様に第16図を参照して説明す
る。

海底においては、分岐装置５から下の２本の第１の海
底ケーブル２および第２の海底ケーブル３には張力がな
く、引揚げるに従い、第１の海底ケーブル２および第２
の海底ケーブル３の自重によって張力が増大するととも
に、回転可能な長さも増大してくる。このため、第１の
海底ケーブル２および第２の海底ケーブル３には撚り線
がほどけようとする回転トルクが作用する。この方向
は、Ｓ撚りケーブルの場合、第16図に示すように、船側
から見て左回りの方向となる。一方、分岐装置５に接続
されている第３の海底ケーブル１には、張力作用区間が
短くなり、ほどけていた撚り線が元に戻ろうとするため
に、第１の海底ケーブル２および第２の海底ケーブル３
とは逆に締まろうとする回転トルクが作用する。この方
向も第16図に示すように、布設船側から見て左回りの方
向となる。このため、分岐装置５は全体として左回りに
回転し、第１の海底ケーブル２および第２の海底ケーブ
ル３は互いにからみ合い、第15図とはちょうど逆にねじ
れた状態で船上に引揚げられることとなる。

このようにケーブルが相互にねじれ合うことは、上述
したように伝送特性や機械特性を損なうばかりでなく、
船上に引揚げた際に、例えば第１の海底ケーブル２に障
害があって取り替えたい場合でも、これを第２の海底ケ
ーブル３から取り外すことは容易でなく、作業を極端に
困難なものにするという問題があった。

このようなケーブルの回転によるねじれを防止する方
法として、ケーブルに張力が付加された際にケーブル自
体にトルクが発生しないように特殊な抗張力体構造を有
するいわゆるトルクバランスケーブルを用いる方法があ
る。

第17図はこのようなトルクバランスケーブルの構造の
一例を示すものである。このケーブルは、少くとも２層
の抗張力撚線体31,32を有し、これら撚線体31,32が互い
に逆方向に撚られている。抗張力体31,32の線径や撚り
ピッチが特定の条件を満たす場合にのみ、互いのトルク
を打ち消すことによってケーブル自体にトルクが発生し
ないようにできる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、一般にケーブルは長くなるほどねじれ
に対する剛性が急激に減少するので、第１の海底ケーブ
ル２および第２の海底ケーブル３に発生したトルクによ
り第２の海底ケーブル３および分岐装置５が容易に回転
することになり、第15図と同様にケーブル相互のねじれ
が発生し、そのため上述の問題点を解消することはでき
ない。

第18図は上述のような特長をもつトルクバランスケー
ブル33を第３の海底ケーブル１の代わりに分岐装置５の
上部側に接続した場合の布設もしくは引揚げ方法を示
す。この場合、ケーブル33には張力が付加することによ
るトルクは発生しないが、分岐装置５の下部側に接続し
た通常の第１の海底ケーブル２および第２の海底ケーブ
ル３は、第14図と同様の右回転トルク（布設時）もしく
は第16図と同様の左回転トルク（引揚げ時）が作用する
ことになる。

以上に述べてきたように、従来のような海底ケーブル
の布設／引揚げ方法を用いる限り、海底ケーブル分岐部
にねじれが生じ、そのためにケーブルの曲がりによる伝
送特性、機械特性の劣化を招いたり、また、布設船上で
のケーブルなどの取扱いが困難になるという問題点があ
った。

そこで、本発明の目的は、上述の問題点を解決し、海
底ケーブル分岐部にねじれが生ずることのない安定した
海底ケーブルを布設し、または引揚げる方法を提案する
ことにある。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明にもとづく海底
ケーブルの布設方法は、第１、第２、および第３の海底
ケーブルを分岐装置を介して布設する方法において、上
記第１および第２の海底ケーブルを、それぞれ張力を付
加したときに互いに逆方向の回転トルクを生ずるように
予め定めておく工程と、上記第１の海底ケーブルの一端
と上記第２の海底ケーブルの一端とを上記分岐装置に接
続する工程と、上記第１の海底ケーブルの一端と上記第
２の海底ケーブルの一端とが接続された上記分岐装置
に、さらに上記第３の海底ケーブルの一端を接続する工
程と、上記第３の海底ケーブルの他端を船舶で支持する
一方で、上記第３の海底ケーブルの一端に接続された上
記分岐装置を海底に投入する工程とを有することを特徴
とする。

好ましくは、上記第３の海底ケーブルは、張力付加時
に回転トルクを発生しないトルクバランスケーブルであ
る。

また、本発明にもとづく海底ケーブルの引揚げ方法
は、第１および第２の海底ケーブルを、それぞれ張力を
付加したときに互いに逆方向の回転トルクを生ずるよう
に予め定めておく工程と、上記第１の海底ケーブルの一
端と上記第２の海底ケーブルの一端とを上記分岐装置に
接続する工程と、上記第１の海底ケーブルの一端と上記
第２の海底ケーブルの一端とが接続された上記分岐装置
に、さらに第３の海底ケーブルの一端を接続する工程
と、上記第３の海底ケーブルの他端を船舶で支持する一
方で、上記第３の海底ケーブルの一端に接続された上記
分岐装置を海底に投入する工程とを有する海底ケーブル
の布設方法によって布設された上記第１、第２、および
第３の海底ケーブルを引揚げる際に、上記第３の海底ケ
ーブルを探索する工程と、上記探索された上記第３の海
底ケーブルを船舶で保持する工程と、上記船舶で保持さ
れた上記第３の海底ケーブルを介して上記第１および第
２の海底ケーブルと上記分岐装置とを引揚げる工程とを
少なくとも実施することを特徴とする。

また、好ましくは、上記第３の海底ケーブルは、張力
付加時に回転トルクを発生しないトルクバランスケーブ
ルである。

［作 用］ 本発明においては、少なくとも分岐装置の下部側に、
張力による発生トルクを互いに打ち消すようにした２本
のケーブルを接続して、分岐装置を海底に布設し、もし
くは海底から引揚げるので、分岐装置を中心としたケー
ブルのねじれの発生が無く、安定した布設／引揚げ工事
を実施できる。さらにまた、船上におけるケーブルおよ
び分岐装置の取扱いも容易になり、作業効率が向上す
る。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を説明する図である。
第１図において、第１の海底ケーブル（以下、単に第１
のケーブルとも言う）41と第２の海底ケーブル（以下、
単に第２のケーブルとも言う）42とは、張力付加時に発
生する回転トルクが互いに逆向きであり、相手のトルク
を打消すようにする。これらの第１および第２のケーブ
ル41、42は分岐装置５の下部側に接続されている。ま
た、上記第１および第２のケーブル41、42を海底に布設
するための手段である第３の海底ケーブル（以下、単に
第３のケーブルとも言う）43の一端が分岐装置５に接続
され、またその他端は布設船に支持されてる。したがっ
て、第３のケーブル43は、分岐装置５および第１および
第２のケーブル41、42を布設船10から海底面へ沈下させ
るか、もしくは海底面から布設船10へ引揚げるものであ
る。第３のケーブル43の構造は、例えば、第10図に示す
ようにすることができる。第１のケーブル41および第２
のケーブル42の構造についても特に制限は無く、第10図
と全く同じでよい。これらのケーブル同士のトルクを打
消すためには、両者の断面構造を変える必要は全く無
く、単に両者の抗張力体23の撚り方向を逆転させておけ
ばよい。すなわち、例えば第１のケーブル41の抗張力体
を第２図（ａ）に示すようにＳ方向（手前に向けて右回
り）に撚る場合は、第２のケーブル42の抗張力体は、第
13図（ｂ）に示すようにＺ方向（手前に向かって左回
り）に撚っておけばよい。

このように、それぞれのケーブルの撚り方向を互いに
逆向きにすることにより、例えば布設の際には、第３図
（ａ）に示すように、第１のケーブル41および第２のケ
ーブル42に発生するトルクはそれぞれ布設船10から見て
右回りおよび左回りとなる。それぞれのケーブルの抗張
力体構造は撚り方向が逆の点を除いて全く同一であり、
トルクの大きさも同一であるため、これらのトルクの合
力であるケーブル回りのトルクは完全に打消されること
になり、そのため分岐装置５および第３のケーブル43が
回転するということがなくなる。また、引揚げの際に
は、第３図（ｂ）に示すように、発生トルクは逆転する
が、布設の場合と同様に相互に打ち消し、回転を抑制す
ることができる。

一方、第３のケーブル43が例えば第１のケーブル41と
同じ抗張力体構造を有しているとすると、布設に伴い右
回りの回転トルクを発生する。これを第18図に示す布設
の場合と比較すると、分岐装置５を境界にしてトルクの
印加状態が全く逆であることがわかる。すなわち、第18
図の例では分岐装置５上のケーブル33がトルクを発生せ
ず、分岐装置５下のケーブル2,3が回転しようとするの
に対し、第３図では分岐装置５下の第１のケーブル41お
よび第２のケーブル42にトルクが発生せず、分岐装置５
上の第３のケーブル43にトルクを発生する。発生してい
るトルクは、第18図と第３図とではほぼ同一であるにも
かかわらず、分岐装置５のねじれ現象は全く異なり、第
３図の構成ではほとんどねじれは発生しない。

この差異は第４図に示す実験結果によって容易に説明
される。

第４図は図示したような種々のケーブル構成体に対し
て一定の張力とトルクを端末に同時に印加したときの端
末の回転量とトルクとの関係を示すものである。ここ
で、（ａ）はＳ撚り１本とＺ撚り１本とによる構成体、
（ｂ）はトルクバランスケーブル１本による構成体、
（ｃ）はＳ撚り２本による構成体、（ｄ）はＳ撚り１本
による構成体である。ケーブル構成体（ａ）〜（ｄ）に
よる相関関係の違いは、張力が加わることによるケーブ
ル自体がねじれようとする自捻性と、外力としてのトル
クに抗しようとするねじれ剛性との相関によって生じる
相違である。

例えば、（ｄ）の場合、ケーブルはＳ撚りになってい
るため、張力が加わるだけで自分自身が左回りの回転を
する性質を有しており、トルクが０でも一定の回転をし
ている。そのため、さらに左回りのトルクが加わると、
この傾向が一層増長されるため、急激な回転量増加とな
る。（ｃ）の場合も、もともと左回り回転の性質を持っ
ており、回転は発生するが、形状が３点保持となってい
るので、外力としてのねじれに対するねじれ剛性が
（ｄ）に比べて大きく、従って、回転量の増加はゆるや
かである。

一方、第18図に相当する（ｂ）の場合には、発生トル
クがバランスしているために、ケーブル自体がねじれよ
うとする性質がなく、そのため外力トルクが０の場合は
全く回転を示さないが、外力に対するねじれ剛性は
（ｄ）と比べてほぼ同等しかなく小さいため、外力トル
クの増大に対しては回転を抑えることができない。

これらの場合に対して、（ａ）の場合、すなわち第３
図に相当する場合には、ケーブル自体の自捻性が無い上
に、（ｃ）と同様の形状効果（３点保持）によるねじり
剛性の高さと相俟って回転量は他の３例に比べて極めて
少なくほとんど問題がなくなる。

以上、説明したように、分岐装置５の下部に接続され
るケーブルの発生トルクを０にし、自捻性をなくしてお
けば、布設および引揚げにおける分岐部のねじれは生じ
ず、先の従来技術で述べたように、伝送特性や機械特性
を劣化させたり、船上作業を困難なものにすることな
く、安定した布設および引揚げ作業が可能になる。

しかもまた、本実施例の方法によれば、ケーブルには
特殊なトルクバランスのケーブルを用いる必要もなく、
単に従来の通常ケーブルの抗張力線の撚り方向を変える
だけでよいから、経済的に伝送路を構成することが可能
となる。

第５図は本発明の第２の実施例であって、分岐装置５
に接続される第１のケーブル44および第２のケーブル45
に第17図に示したようなトルクバランスケーブルを用い
るものである。この場合も、分岐装置５の下のケーブル
にトルクを発生させない点で、第１の実施例と同様であ
る。

第６図は本発明の第３の実施例であって、分岐装置５
の下部のケーブル構成は第１の実施例と同じく、逆向き
の発生トルクを持つケーブルを接続し、第１のケーブル
41および第２のケーブル42に発生するトルクを相互に打
ち消し、分岐装置５の上部の第３のケーブル46にトルク
バランスケーブルを用いた場合の実施例である。この場
合には、第１の実施例と比べて、分岐装置５上のケーブ
ルからの発生トルクを消すことができるので、分岐装置
５の上下のトルクを完全に打ち消すことができ、一層安
定した布設／引揚げが可能になるという利点がある。

第７図は分岐装置５の上下の第１、第２、および第３
のケーブル44、45、46を全てトルクバランスケーブルと
した本発明の第４の実施例であり、第５図と第６図に示
す実施例の複合形態である。

この布設方法においても分岐装置５の上下のケーブル
からの発生トルクが無く、完全に第１のケーブル44、第
２のケーブル45、および分岐装置５の回転を抑制できる
ので、安定した布設／引揚げが可能なことはいうまでも
ない。しかもまた、この第４の実施例では、分岐装置５
を介してケーブル３本が全て対称形に配置されることか
ら、布設する時のケーブルと引揚げる時のケーブルとが
必ずしも一致する必要がない利点もある。このことは、
種々の要因で発生する修理を考えた場合、必要なケーブ
ルのみを引揚げることができるため、工事作業の簡易
化、工期の短縮化などにも大きく貢献できるという利点
を有している。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明においては、少なくと
も分岐装置の下部側に、張力による発生トルクを互いに
打ち消すようにした２本のケーブルを接続して分岐装置
を海底に布設し、もしくは海底から引揚げるので、分岐
装置を中心としたケーブルのねじれの発生が無く、安定
した布設／引揚げ工事を実施できるという効果がある。
さらにまた、船上におけるケーブルおよび分岐装置の取
扱いも容易になり、作業効率が向上するという効果もあ
る。

なお、以上では、海底ケーブルとして光ファイバケー
ブルの場合について述べてきたが、本発明は従来のメタ
ルケーブルの場合も含めて海底ケーブル全般に適用でき
ることは勿論である。但し、上述したところから明らか
なように、光ファイバケーブルのように、ねじれの悪影
響を受けやすい場合に特に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図、 第２図はケーブルの抗張力体の一例を示す図、 第３図は本発明の第１の実施例におけるトルクの説明
図、 第４図は印加トルクと端末回転量との相関図、 第５図〜第７図は本発明の第２〜第４の実施例を示す構
成図、 第８図は一般の海底ケーブル分岐の状態の概念説明図、 第９図は分岐海底ケーブルの一般的な布設方法の説明
図、 第10図は海底ケーブルの構造の一例を示す図、 第11図は海底ケーブルを一部破断して示す断面図、 第12図および第13図は海底ケーブルに発生する回転の説
明図、 第14図および第15図は従来の海底ケーブル布設の説明
図、 第16図は従来の海底ケーブル引揚げの説明図、 第17図はトルクバランスケーブルの構造の一例を示す
図、 第18図はトルクバランスケーブルを使用した布設方法の
一例を示す図である。 1,2,3,41,42,43……海底ケーブル、 ５……分岐装置、 10……布設船、 11……浮標、 21……ユニット、 22,24……金属パイプ、 23……抗張力体、 25……外被、 31……内層の抗張力体、 32……外層の抗張力体、 33,44,45,46……トルクバランスケーブル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１、第２、および第３の海底ケーブルを
   分岐装置を介して布設する方法において、 前記第１および第２の海底ケーブルを、それぞれ張力を
   付加したときに互いに逆方向の回転トルクを生ずるよう
   に予め定めておく工程と、 前記第１の海底ケーブルの一端と前記第２の海底ケーブ
   ルの一端とを前記分岐装置に接続する工程と、 前記第１の海底ケーブルの一端と前記第２の海底ケーブ
   ルの一端とが接続された前記分岐装置に、さらに前記第
   ３の海底ケーブルの一端を接続する工程と、 前記第３の海底ケーブルの他端を船舶で支持する一方
   で、前記第３の海底ケーブルの一端に接続された前記分
   岐装置を海底に投入する工程と、 を有することを特徴とする海底ケーブルの布設方法。
2. 【請求項２】前記第３の海底ケーブルは、張力付加時に
   回転トルクを発生しないトルクバランスケーブルである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の海底ケ
   ーブルの布設方法。
3. 【請求項３】海底ケーブルの引揚げ方法において、 第１および第２の海底ケーブルを、それぞれ張力を付加
   したときに互いに逆方向の回転トルクを生ずるように予
   め定めておく工程と、前記第１の海底ケーブルの一端と
   前記第２の海底ケーブルの一端とを前記分岐装置に接続
   する工程と、前記第１の海底ケーブルの一端と前記第２
   の海底ケーブルの一端とが接続された前記分岐装置に、
   さらに第３の海底ケーブルの一端を接続する工程と、前
   記第３の海底ケーブルの他端を船舶で支持する一方で、
   前記第３の海底ケーブルの一端に接続された前記分岐装
   置を海底に投入する工程と、を有する海底ケーブルの布
   設方法によって布設された前記第１、第２、および第３
   の海底ケーブルを引揚げる際に、 前記第３の海底ケーブルを探索する工程と、 前記探索された前記第３の海底ケーブルを船舶で保持す
   る工程と、 前記船舶で保持された前記第３の海底ケーブルを介して
   前記第１および第２の海底ケーブルと前記分岐装置とを
   引揚げる工程とを少なくとも実施することを特徴とする
   海底ケーブルの引き揚げ方法。
4. 【請求項４】前記第３の海底ケーブルは、張力付加時に
   回転トルクを発生しないトルクバランスケーブルである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の海底ケ
   ーブルの引揚げ方法。