JP4448434B2

JP4448434B2 - ケーブル

Info

Publication number: JP4448434B2
Application number: JP2004351217A
Authority: JP
Inventors: 元久村山; 正廣篠崎; 大宮本; 裕二浦辺; 辰也室伏
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2024-12-03
Also published as: JP2006164608A

Description

この発明は、海底調査用、海底監視用等の深海で使用される無人機と母船などの管制装置との間で信号の授受を行うために使用されるケーブルに関する。

海底開発用の無人水中航走体のような無人機は、例えば１万メートルの深海に潜水し、前記無人機と母船などのプラットホームの管制装置との間にはケーブルで１次線と２次線が架設されて信号の授受が行われている。

図６及び図７を参照するに、従来のケーブル１０１としては、その中心部には絶縁材１０３により被覆された複数本（図６では３本）の電力線１０５と、介在物１０７と共に結束されている複数本（図６では３組）の信号線１０９とが配置されており、電力線１０５と信号線１０９とは適宜ピッチで撚り合わされてケーブル１０１の芯部１１１が形成されている。この撚合された電力縁３と信号線１０９の芯部１１１は内部シース１１３により被覆されている。なお、内部シース１１３は芯部１１１へ海水が浸入するのを防止するためのジャケットである。

また、ケーブル１０１は海水とほぼ同一の比重に形成されることが必要なために、内部シース１１３は１．０よりも低い比重の材料、例えばエチレンプロピレンラバー（ＥＰＲ）やサーモプラスチックラバー（ＴＰＲ）等とから形成される。

内部シース１１３の外周側は強度メンバー１１５で覆うようにして設けられている。強度メンバー１１５はケーブル１０１の引張り強度等を所定値に保持せしめるためのもので、扁平状に揃えた複数のアラミド繊維１１７を０．０５ｍｍないし０．１ｍｍ程度の極めて薄いプラスチックからなるジャケット１１９で被覆したものを荒目状に編組したものである。なお、アラミド繊維１１７の材料は比重が小さく、かつ強度の大きいもので形成される。

強度メンバー１１５は、ジャケット１１９で被覆されたアラミド繊維１１７が編組されて構成されている。

さらに、強度メンバー１１５の外側は外部シース１２１で被覆される。（例えば、特許文献１参照）。
実公平４−４８８号公報

ところで、従来のケーブル１０１においては、ジャケット１１９内には複数のアラミド繊維１１７が充満して入っておらず隙間が生じており、この隙間が空気層となるので、１万メートルもの深海では極めて大きな水圧がかかって前記空気層が圧縮される。

しかも、無人機が移動するときにケーブル１０１にかかる水圧の変化があるので前記空気層に対する圧縮状態の変化が生じるために呼吸するような状態になる。つまり、ジャケット１１９内の複数の素線１１７の間に空気層が入っていると均圧にはならないので呼吸するような状態になると、ケーブル１０１が圧縮と膨張による繰り返し荷重を受けるために、ケーブル１０１が切断するという事態が生じることもある。

この発明は上述の課題を解決するためになされたものである。

この発明のケーブルは、複数本の電力線および信号線を撚合した芯部を内部シースで被覆すると共に、強度メンバーで前記内部シースの外側を覆い、前記強度メンバーを外部シースで被覆してなるテザーケーブルにおいて、
前記強度メンバーが、扁平状に揃えた複数の繊維と充填用流動体とをジャケットの内部に充満すべく充填してなる素線で、編組して構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明のケーブルは、前記ケーブルにおいて、前記充填用流動体が、硬化しない流動物質であることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、編組された素線のジャケットの内部は、扁平状に揃えた複数の繊維と充填用流動体が充填されて充満されているために空気層が排除されて均圧化が図られているので、ケーブルに対して例えば１万メートルもの深海で極めて大きな水圧がかかったり、あるいは無人機が移動するときにケーブルにかかる水圧に激しい変化があったりしても、従来のように呼吸するような状態にならず、圧縮と膨張の繰り返し荷重を受ける事態を防止できる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２を参照するに、この実施の形態に係るケーブル１は、その中心部には絶縁材３により被覆された複数本（図１では３本）の電力線５と、介在物７と共に結束されている複数本（図１では３組）の信号線９とが配置されており、電力線５と信号線９とは適宜ピッチで撚り合わされてケーブル１の芯部１１が形成されている。

上記の撚合された電力線５と信号線９の外側は内部シース１３により被覆されている。なお、前記内部シース１３はケーブル１の芯部１１へ海水が浸入するのを防止するためのジャケットである。

また、ケーブル１は海水とほぼ同一の比重に形成されることが必要であるので、内部シース１３は１．０よりも低い比重の材料、例えばエチレンプロピレンラバー（ＥＰＲ）やサーモプラスチックラバー（ＴＰＲ）等の樹脂で形成されている。

さらに、内部シース１３の外周側には強度メンバー１５が覆うようにして設けられている。強度メンバー１５は、ケーブル１の引張り強度等を所定値に保持せしめるためのもので、断面扁平状の素線１７Ａ，１７Ｂが編組して形成されたものであり、図３及び図４に示されているように形成される。

なお、素線１７Ａ，１７Ｂはこの実施の形態では同一の構成であるが、説明の便宜上、編組の一方向を素線１７Ａとし、前記素線１７Ａに交叉する他方向を素線１７Ｂとしている。

より詳しくは、各素線１７Ａ，１７Ｂは、図３ないしは図５に示されているように繊維としての例えば複数のアラミド繊維１９が集合されて扁平状化され０．０５ｍｍないし０．１ｍｍ程度の極めて薄いプラスチックからなるジャケット２１で被覆されたものであり、しかも、各素線１７Ａ，１７Ｂのジャケット２１の内部には、図５に示されているように扁平状に揃えた複数のアラミド繊維１９に加えて液状やゼリー状の充填用流動体２３が充填され充満されており、ジャケット２１内の空気層が排除されて素線１７Ａ，１７Ｂの均圧化が図られている。

なお、充填用流動体２３としては、例えばシリコン混和物やエポキシ系樹脂などが用いられるが、その他の流動物質であっても構わない。また、充填用流動体２３としては、硬化するものであると扁平状に揃えた複数のアラミド繊維１９自体の柔軟性と引張強度などの機械的特性が低下する傾向があるので、扁平状に揃えた複数のアラミド繊維１９自体の機械的特性を維持するという点で、硬化しない流動物質であることが望ましい。

また、扁平状に揃えた複数のアラミド繊維１９の材料は比重が小さく、かつ強度の大きい例えばケブラー（商標名）から形成されている。

また、素線１７Ａ，１７Ｂは、扁平状に揃えた複数のアラミド繊維１９と充填用流動体２３がジャケット２１で被覆されていて、扁平化されているので編組加工を円滑に行うことができる。しかも、ジャケット２１によりアラミド１９の摩耗による強度劣化を防止することができる。逆に、扁平状に揃えた複数のアラミド繊維１９がジャケット２１で扁平化されておらず、しかも、被覆されていないと編組加工が円滑にできないものであり、充填用流動体２３を充填することも難しくなる。

また、ジャケット２１は前述したように薄い被覆厚であるので、ケーブル１の外径を極力小さくすることができる。

さらに、強度メンバー１５の外側は外部シース２５で被覆される。なお、外部シース２５は一般に内部シース１３とほぼ同一の材料から形成され、内部シース１３と同じ機能を有するものである。

具体的には、強度メンバー１５が内部シース１３の外側に被せられた後に、外部シース２５が強度メンバー１５の外側に被覆される。

なお、外部シース２５が被覆される際に、ジャケット２１を構成する薄いプラスチックは、内部シース１３と外部シース２５に対して部分的に付着することはあっても溶着一体化することはない。プラスチックのジャケット２１は、あくまで複数の素線１９としての例えばケブラー（商標名）が移動する時にケブラー（商標名）同士の直接的な摺動による摩耗を防止するためのものである。

以上のように構成したケーブル１における素線１７Ａ，１７Ｂのジャケット２１の内部は、扁平状に揃えた複数のアラミド繊維１９に加えて液状やゼリー状の充填用流動体２３が充填されて、充満されているために空気層が排除されて均圧化が図られているので、ケーブル１に対して例えば１万メートルもの深海で極めて大きな水圧がかかったり、あるいは無人機が移動するときにテザーケーブル１にかかる水圧に激しい変化があったりしても、従来のように呼吸するような状態にならず、圧縮と膨張の繰り返し荷重を受ける事態を防止できるので、ケーブル１が断線するという事態を避けることができる。

この発明の実施の形態のケーブルの断面図である。この発明の実施の形態のケーブルの各層の構成状態説明図である。図２の強度メンバーにおける素線の編組状態の拡大図である。図３の矢視ＩＶ−ＩＶ線の断面図である。素線の拡大断面図である。従来のケーブルの断面図である。従来のケーブルの各層の構成状態説明図である。

符号の説明

１ケーブル
３絶縁材
５電力線
７介在物
９信号線
１１芯部
１３内部シース
１５強度メンバー
１７Ａ，１７Ｂ素線
１９アラミド繊維（繊維）
２１ジャケット
２３充填用流動体
２５外部シース

Claims

複数本の電力線および信号線を撚合した芯部を内部シースで被覆すると共に、強度メンバーで前記内部シースの外側を覆い、前記強度メンバーを外部シースで被覆してなるケーブルにおいて、
前記強度メンバーが、扁平状に揃えた複数の繊維と充填用流動体とをジャケットの内部に充満すべく充填してなる素線で、編組して構成されていることを特徴とするケーブル。
前記充填用流動体が、硬化しない流動物質であることを特徴とする請求項１記載のケーブル。