JP2007069685A - Cable engine and cable laying ship using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ケーブル繰り出し装置であるケーブルエンジンおよびこれを用いたケーブル敷設船に関するものである。 The present invention relates to a cable engine as a cable feeding device and a cable laying ship using the same.
ケーブル敷設船を用いて海底ケーブル等を敷設する場合、ケーブルエンジンを用いて船倉からケーブルを引き出して船首あるいは船尾のシーブまで送り、ケーブルを船速に合わせて海中に繰り出すようにする。
かかる作業において、ケーブル繰り出し速度と船速とが一致しないと、ケーブルに必要以上の張力がかかり、ケーブルを損傷してしまう可能性がある。
そこで、ケーブル敷設船には、ケーブルエンジンとともにケーブルにかかる張力を測定する機構を設け、ケーブルの繰出速度を制御してケーブルの損傷を防ぐようにしている。
When laying submarine cables or the like using a cable laying ship, the cable is pulled out from the hold using a cable engine and sent to the bow or stern sheave so that the cable is fed into the sea according to the ship speed.
In such work, if the cable feeding speed and the ship speed do not match, the cable may be tensioned more than necessary, and the cable may be damaged.
Therefore, a cable laying ship is provided with a cable engine and a mechanism for measuring the tension applied to the cable, and the cable feeding speed is controlled to prevent the cable from being damaged.
ケーブルの張力を測定する機構としては、例えば、特許文献1に示されるような、ダイナモメータ方式がよく用いられている。また、特許文献2に示されるような、検出精度を向上させ得るインターナルダイナモメータ方式が提案されている。
ダイナモメータ方式は、ケーブルの移動ライン上にケーブルを所定角度持たせて支持するようにダイナモメータを設置し、ダイナモメータの船体側固定部とケーブル支持部との間に設けたロードセルによってケーブルの下向き分力を計測し、このケーブルの下向き分力を換算してケーブルの張力を算出するものである。
インターナルダイナモメータ方式は、ケーブルを繰り出すドラムと船体との間にロードセルを設置し、ロードセルによってドラムが引っ張られる力を計測し、これをケーブルの張力に換算するものである。
As a mechanism for measuring the tension of the cable, for example, a dynamometer system as shown in Patent Document 1 is often used. Further, an internal dynamometer method that can improve detection accuracy as shown in Patent Document 2 has been proposed.
In the dynamometer method, the dynamometer is installed on the cable movement line so that the cable is supported at a predetermined angle, and the cable is placed downward by a load cell provided between the dynamometer hull-side fixing part and the cable support part. The component force is measured, the downward component force of the cable is converted, and the cable tension is calculated.
In the internal dynamometer method, a load cell is installed between a drum that draws out a cable and the hull, the force by which the drum is pulled by the load cell is measured, and this is converted into the tension of the cable.
しかしながら、ダイナモメータ方式は、分力を発生させるためにケーブルに持たせる所定角度の精度に基づく誤差、張力に比べて極小となる下向き分力から逆算するための誤差拡大およびロードセルの風袋荷重が船体運動に伴い変動することに基づく誤差等によって張力の検出精度が不十分という問題があった。
また、インターナルダイナモメータ方式は、ロードセルによって張力を直接検出するので、ダイナモメータ方式に比べて検出精度は向上しているが、船体運動に伴うロードセルの風袋荷重の変動の影響は依然として存在する。また、これを除くために傾斜角度センサや加速度計、あるいは補正用ロードセルを装備して補正する必要があるため、装置が複雑でコストがかかるし、複雑な船体運動を確実に補正することは難しい。さらに、ロードセルがドラムの下に設置されているので、ロードセルを交換するためにはドラムを持上げる必要があり、航行中に作業するのは困難であり、メンテナンス性が悪いという問題があった。
However, in the dynamometer method, an error based on the accuracy of a predetermined angle given to the cable to generate a component force, an error expansion to calculate backward from a downward component force that is minimal compared to the tension, and the tare load of the load cell There was a problem that the accuracy of tension detection was insufficient due to errors and the like based on fluctuations caused by movement.
Further, the internal dynamometer method directly detects the tension by the load cell, and thus the detection accuracy is improved as compared with the dynamometer method, but the influence of the change in the tare load of the load cell due to the hull motion still exists. In order to eliminate this, it is necessary to correct by installing an inclination angle sensor, an accelerometer, or a correction load cell, so that the device is complicated and expensive, and it is difficult to reliably correct complicated hull movement. . Furthermore, since the load cell is installed under the drum, it is necessary to lift the drum in order to replace the load cell, which makes it difficult to work during navigation and has poor maintenance.
本発明は、上記問題点に鑑み、ケーブルの張力を簡単にかつ正確に測定でき、かつ、メンテナンスが容易なケーブルエンジンおよびこれを用いたケーブル敷設船を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a cable engine that can easily and accurately measure the tension of a cable and that can be easily maintained, and a cable laying ship using the cable engine.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるケーブルエンジンは、船端に設けたシーブに対してケーブルを繰り出すドラムと、該ドラムを回転駆動する回転駆動手段と、該回転駆動手段の駆動軸に装着されたトルク検出器と、が備えられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, a cable engine according to the present invention includes a drum that feeds a cable to a sheave provided at a ship end, a rotation driving unit that rotationally drives the drum, and a torque detector that is mounted on a drive shaft of the rotation driving unit. And is provided.
このように、ドラムを回転駆動する回転駆動手段の駆動軸にかかるトルクをトルク検出器によって検出するので、ドラムから繰り出されるケーブルの張力に相当するものを直接検出することができる。これに加えて、トルク検出器の検出値は船体運動に影響されないので、ケーブルの張力を簡単にかつ正確に測定できる。
また、トルク検出器は軸カップリングを外すことにより取り外すことができるので、メンテナンスを容易に行なうことができる。
Thus, since the torque applied to the drive shaft of the rotation drive means for rotating the drum is detected by the torque detector, the torque corresponding to the tension of the cable fed from the drum can be directly detected. In addition, since the detection value of the torque detector is not affected by the hull motion, the cable tension can be measured easily and accurately.
Further, since the torque detector can be removed by removing the shaft coupling, maintenance can be easily performed.
また、上記発明にかかるケーブルエンジンでは、前記ドラムと前記回転駆動手段との間に減速手段が介装され、前記トルク検出器は前記回転駆動手段側の駆動軸に装着されていることを特徴とする In the cable engine according to the invention, a speed reduction means is interposed between the drum and the rotation drive means, and the torque detector is attached to a drive shaft on the rotation drive means side. Do
このように、ドラムと回転駆動手段との間に減速手段が介装され、トルク検出器は回転駆動手段側の駆動軸に装着されているので、トルク検出器はドラムにかかるトルクに比べて小さいトルクを検出することとなる。このため、小型のトルク検出器を用いることができるので、装置を安価にすることができる。 Thus, since the speed reduction means is interposed between the drum and the rotation drive means, and the torque detector is mounted on the drive shaft on the rotation drive means side, the torque detector is smaller than the torque applied to the drum. Torque will be detected. For this reason, since a small torque detector can be used, an apparatus can be made cheap.
また、上記発明にかかるケーブルエンジンでは、前記トルク検出器が検出したトルク値から前記ケーブルの張力を演算し、該張力の大きさに応じて前記回転駆動手段の回転数を制御する制御装置を備えていることを特徴とする。 The cable engine according to the invention further includes a control device that calculates the tension of the cable from the torque value detected by the torque detector, and controls the rotational speed of the rotation driving means according to the magnitude of the tension. It is characterized by.
このように、トルク検出器が検出したトルク値から前記ケーブルの張力を演算し、張力の大きさに応じて回転駆動手段の回転数を制御する制御装置を備えているので、算出したケーブルの張力が過剰な張力と判断したときに回転駆動手段の回転数を上げ、過小な張力と判断したときに回転駆動手段の回転数を下げる等の制御を行なうことができる。
これにより、ケーブルの繰出速度を制御してケーブルにかかる張力の大きさを所定範囲に維持できるので、ケーブルの損傷を防ぐことができる。
As described above, the cable tension is calculated from the torque value detected by the torque detector, and the controller for controlling the number of rotations of the rotation driving means according to the magnitude of the tension is provided. When it is determined that the tension is excessive, the rotational speed of the rotation driving means can be increased, and when it is determined that the tension is excessive, the rotational speed of the rotation driving means can be decreased.
Thereby, since the magnitude | size of the tension | tensile_strength concerning a cable can be maintained in a predetermined range by controlling the delivery speed | rate of a cable, damage to a cable can be prevented.
本発明にかかるケーブル敷設船は、請求項1から請求項3のいずれかに記載のケーブルエンジンを搭載していることを特徴とする。 A cable laying ship according to the present invention is equipped with the cable engine according to any one of claims 1 to 3.
このように、ケーブルにかかる張力を正確に測定できるケーブルエンジンを搭載しているので、船速等の状況変化に拘わらずケーブルにかかる張力を所定範囲に収めるようにできる。
これにより、ケーブルの損傷を防ぐことができるので、確実なケーブル敷設を行なうことができる。
As described above, since the cable engine capable of accurately measuring the tension applied to the cable is mounted, the tension applied to the cable can be kept within a predetermined range regardless of a change in the situation such as the ship speed.
As a result, damage to the cable can be prevented, so that reliable cable laying can be performed.
本発明によれば、ドラムを回転駆動する回転駆動手段の駆動軸にかかるトルクをトルク検出器によって検出するので、ケーブルの張力を簡単にかつ正確に測定できる。
また、トルク検出器は軸カップリングを外すことにより取り外すことができるので、メンテナンスを容易に行なうことができる。
これにより、ケーブルの損傷を防ぐことができるので、確実なケーブル敷設を行なうことができる。
According to the present invention, the torque applied to the drive shaft of the rotation drive means for rotating the drum is detected by the torque detector, so that the cable tension can be measured easily and accurately.
Further, since the torque detector can be removed by removing the shaft coupling, maintenance can be easily performed.
As a result, damage to the cable can be prevented, so that reliable cable laying can be performed.
以下、本発明の一実施形態にかかるケーブル敷設船1について、図1〜図4を用いて説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
図1は、一部を切り欠いて船首部を示す部分側面図である。
ケーブル敷設船1には、船体3と、ケーブルエンジン5と、シーブ7とが備えられている。
ケーブル敷設船1の図示しない船倉には、ケーブル9が大量に貯蔵されている。
このケーブル9は、船倉から必要な分だけ必要なときにケーブルエンジン5のドラム11によって巻き取られ、シーブ7に送り出されることになる。
Hereinafter, a cable laying ship 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
FIG. 1 is a partial side view showing a bow portion with a part cut away.
The cable laying ship 1 includes a
A large number of
The
ケーブル9を巻き取るドラム11は、ケーブル9の曲げ剛性との関係で大きな曲率半径必要になるので、甲板よりも低い位置の船体3に固定されている。
シーブ7は船首に付設された滑車であり、ドラム11から送り出されるケーブル9を案内して海中に繰り出すように構成されている。
ドラム11の最上部とシーブ7の最上部とは、同じ高さになるように設置されている。
なお、本実施形態ではシーブ7は船首に設けられているが、船尾に設けるようにしてもよい。
The
The
The uppermost part of the
In this embodiment, the
図2はケーブルエンジン5の概略構成を示す平面図であり、図3は側面図である。
ケーブルエンジン5には、ケーブル9を巻き取り、送り出すドラム11と、ドラム11を回転駆動する一対の電動機(回転駆動手段)13,15と、制御装置17と、が備えられている。
電動機13,15の駆動軸19,21には、先端部に駆動ギア23,25が固定され、中間部にトルク検出器27,29が介装されている。
FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of the
The
駆動ギア23,25は、ドラム11の軸端に取り付けられたドラムギア31と噛合されている。
ドラムギア31のピッチ円は駆動ギア23,25のピッチ円よりも大きく構成されているので、ドラムギア31と駆動ギア23,25とによって、本発明の減速手段を構成していることになる。
なお、減速手段として、これに加えて減速機を介装するようにしてもよい。
制御装置17は、トルク検出器27,29から検出信号を用いて張力を演算し、この演算結果に基づいて電動機13,15(ドラム11)の回転数を制御するものである。
The
Since the pitch circle of the
In addition to this, a speed reducer may be interposed as the speed reducing means.
The
トルク検出器27,29について図4に基づいて説明する。トルク検出器27,29は、同一構造をしているので、ここではトルク検出器27について説明することとする。
図4は、トルク検出器27の取付構造を示す正面図である。
トルク検出器27には、トーションバー33と、第一歯車35と、第二歯車37と、第一電磁検出器39と、第二電磁検出器41と、が備えられている。
The
FIG. 4 is a front view showing the mounting structure of the
The
第一歯車35および第二歯車37は、トーションバー33の両端に固定されている。
第一歯車35はドラム11側の駆動軸19に、第二歯車37は電動機13側の駆動軸19にそれぞれ固定されている。
第一電磁検出器39は、第一歯車35の周面に近接して設置され、第一歯車35の回転に伴う磁気抵抗の周期的変化を検出している。
第二電磁検出器41は第二歯車37の周面に近接して設置され、第二歯車37の回転に伴う磁気抵抗の周期的変化を検出している。
The
The
The first
The second
以上、説明したケーブル敷設船1によるケーブル9の敷設作業について説明する。
ケーブル敷設船1は、ケーブル敷設ラインに沿って航行する。
その航行中に、電動機13,15を作動して、駆動軸19、駆動ギア23,25およびドラムギア31を介してドラム11を回転させる。
このようにケーブルエンジン5を駆動してケーブル9を船倉から引き出し、ドラム11に巻取る。ドラム11では、ケーブル9は略一周巻かれて、シーブ7に向けて送り出される。ケーブル9はシーブ7から海中に繰り出され、海底に沈め、敷設される。
The laying work of the
The cable laying ship 1 navigates along the cable laying line.
During the navigation, the
In this way, the
この時、ケーブル9の繰り出し速度と船速とが一致しないと、ケーブル9に必要以上の張力がかかり、ケーブル9が損傷してしまう可能性がある。
そこで、ケーブル9にかかる張力を所定範囲内に収めるようにケーブルエンジン5の動作を制御している。
この制御方法について説明する。
At this time, if the feeding speed of the
Therefore, the operation of the
This control method will be described.
まず、ケーブル9にかかる張力Tの検出方法について説明する。
トルク検出器27,29によって、電動機13,15の駆動軸19,21に作用するトルクを検出する。
すなわち、例えば、駆動軸19が回転すると、作用するトルクによって、トーションバー33がねじれ、第一歯車35の回転位相が第二歯車37の回転位相よりも遅れる。この回転位相の遅れはトルクに比例するので、第一歯車35および第二歯車37の回転位相を比較してトルクを算出する。
このようにして、トルク検出器27,29によって駆動軸19,21に作用するトルクTr1,Tr2が検出される。
First, a method for detecting the tension T applied to the
That is, for example, when the
In this manner, torques Tr1 and Tr2 acting on the
駆動ギア23,25のピッチ円半径をDdと、ドラムギア31のピッチ円半径をDgと、ドラム11の半径をDrとする。
ドラム11とドラムギア31とは一体であるので、同一トルクが作用している。ドラム11の表面にはケーブル9の張力Tが作用しているので、同一トルクが作用しているドラムギア31のピッチ円に作用する力Fgは、
Since the
一方、駆動ギア23,25のピッチ円に作用する力F1,F2は
駆動ギア23,25のピッチ円に作用する力(F1+F2)とドラムギア31のピッチ円に作用する力Fgとは、同一であるので、次の関係式が成立する。
On the other hand, the forces F1 and F2 acting on the pitch circles of the drive gears 23 and 25 are
Since the force (F1 + F2) acting on the pitch circle of the drive gears 23 and 25 and the force Fg acting on the pitch circle of the
なお、減速手段としてさらに減速機を介装する場合には、減速比iは、(Dg/Dd)×(減速機の減速比)となる。
When a speed reducer is further provided as the speed reducing means, the speed reduction ratio i is (Dg / Dd) × (speed reduction ratio of the speed reducer).
このように、ドラム11を回転駆動する電動機13,15の駆動軸19,21にかかるトルクTr1,Tr2というドラム11から繰り出されるケーブル9の張力Tと直接関係するものを検出し張力Tを算出するので、ケーブル9へかかる張力を簡単にかつ正確に算出することができる。
また、トルク検出器27,29の検出値は船体運動に影響されないので、ケーブル9の張力を一層正確に測定できる。
In this way, the torque T1, Tr2 applied to the
Further, since the detection values of the
さらに、トルク検出器27,29は電動機13,15の駆動軸19,21に装着されているので、ドラム11との間に減速手段としての駆動ギア23,25およびドラムギア31が介装されている。このため、トルク検出器27,29はドラム11にかかるトルクに比べて小さいトルクを検出することとなるので、小型のトルク検出器を用いることができ、その分装置を安価にすることができる。
Further, since the
制御装置17は、トルク検出器27,29で検出したトルクTr1,Tr2からケーブル9に作用する張力Tを算出し、張力Tが所定範囲を超える値である場合には、電動機13,15の回転数を上げるように指令信号を送る。
これにより、ドラム11の回転速度が上昇し、ケーブル9が速く繰り出されるので、ケーブル9にかかる張力が減少することとなる。
一方、算出されたケーブル9の張力Tが所定範囲に満たない値である場合には、電動機13,15の回転数を下げるように指令信号を送る。
これにより、ドラム11の回転速度が減少し、ケーブル9が遅く繰り出されるので、ケーブル9にかかる張力が増加することとなる。
The
As a result, the rotational speed of the
On the other hand, when the calculated tension T of the
As a result, the rotational speed of the
このように、制御装置17は、算出したケーブル9の張力Tが過剰な張力と判断したときに電動機13,15の回転数を上げ、過小な張力と判断したときに電動機13,15の回転数を下げる制御を行なうので、ケーブル9の繰出速度を調整し、ケーブル9にかかる張力Tの大きさを所定範囲内に収まるように維持できる。このため、ケーブル9に異常な張力Tがかかることがなくなるので、ケーブル9の損傷を防ぐことができる。
これにより、ケーブル敷設船1は確実なケーブル9の敷設を行なうことができる。
Thus, the
Thereby, the cable laying ship 1 can lay the
トルク検出器27,29は、駆動軸19と第一歯車35との軸カップリングおよび駆動軸19と第二歯車37との軸カップリングを外せば、取り外すことができるので、電動機13,15を停止させ、トルク検出器27,29を取り外すことによってメンテナンスを容易に行なうことができる。
The
なお、本実施形態では、電動機13,15の2台でドラム11を駆動するようにしているが、これは、1台で駆動するようにしても、3台以上で駆動するようにしてもよい。
また、複数台備えている場合でも、その一部で駆動し、残りのものは予備とするようにしてもよい。
In the present embodiment, the
Further, even when a plurality of units are provided, some of them may be driven and the remaining units may be reserved.
また、本実施形態では、回転駆動手段として電動機を用いているが、これは油圧モータ、ディーゼルエンジン等の各種エンジンとしてもよい。
さらに、本実施形態では、トルク検出器27,29として位相差検出式を用いているが、歪ゲージ式、磁気式等を用いたものとしてもよい。
Moreover, in this embodiment, although the electric motor is used as a rotational drive means, this is good also as various engines, such as a hydraulic motor and a diesel engine.
Furthermore, in the present embodiment, the phase difference detection type is used as the
1 ケーブル敷設船
5 ケーブルエンジン
7 シーブ
9 ケーブル
11 ドラム
13,15 電動機
17 制御装置
19,21 駆動軸
23,25 駆動ギア
27,29 トルク検出器
31 ドラムギア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
該ドラムを回転駆動する回転駆動手段と、
該回転駆動手段の駆動軸に装着されたトルク検出器と、
が備えられていることを特徴とするケーブルエンジン。 A drum that feeds the cable to the sheave provided at the ship end;
Rotation driving means for rotating the drum;
A torque detector mounted on the drive shaft of the rotational drive means;
A cable engine characterized by being provided with.
前記トルク検出器は、前記回転駆動手段側の駆動軸に装着されていることを特徴とする請求項1に記載のケーブルエンジン。 A speed reduction means is interposed between the drum and the rotation driving means,
The cable engine according to claim 1, wherein the torque detector is attached to a drive shaft on the rotation drive means side.
A cable laying ship equipped with the cable engine according to any one of claims 1 to 3.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005257403A JP2007069685A (en) | 2005-09-06 | 2005-09-06 | Cable engine and cable laying ship using the same |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014519438A (en) * | 2011-05-18 | 2014-08-14 | ブルーフィン・ロボティクス・コーポレーション | Optical fiber cable system for underwater remote work machine |
CN106966312A (en) * | 2015-11-19 | 2017-07-21 | Abb技术有限公司 | Method and anchor winch for operating anchor winch |
-
2005
- 2005-09-06 JP JP2005257403A patent/JP2007069685A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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