JPH01104596A - オートテンショナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、深海調査艇や海底探査機、カプセルなど母船
からケーブルで海中に吊り下ろして作業を行う海中装置
の動揺防止手段に関する。

（従来の技術） 海洋調査や海底探査のために深海調査艇や海底探査機あ
るいはカプセルなどの海中装置を母船からケーブルで海
中に吊り下ろして作業を行う場合には、海面変動による
母船の動揺がケーブルを介して海中の装置に伝達するの
を防ぐために、ケーブルの張力を一定範囲に保つ必要が
ある。

このための８！構として、例えばアキニームレータに接
続されたラムシリンダの両端にシーブを取り付け、母船
と海中装置を連結するケーブルをこのシーブ間に複数条
に渡って掛は回したパッシブ方式のオートテンショナ装
置が知られている。この場合に、ラムシリンダはケーブ
ル張力が増加すると７キユームレータに蓄圧しつつ収縮
し、張力が低下すると７キユームレータに蓄えられた圧
力により伸張する。これにより、張力変化に応動する形
でケーブルが送り出しまたは取り込まれるようになって
いる。　゛ （発明が解決しようとする間ｆｆｌ　魚）しかし、この
装置の場合にはシーブの摩擦抵抗やラムシリンダ及びア
キュームレータの内部摩擦などのために、ケーブル張力
が一定以上に変動しないとラムシリンダが伸縮せず、小
さな動揺が吸収されないまま海中装置に伝わりやすい、
つまり、ラムシリンダの中立位置付近に張力変化に対す
る不感域が存在し、このために張力変動の滅貸率が低い
という問題があった。

一方、最近ではこの上うな揚収用ケーブルに尤ファイバ
ーを使用することにより母船と海中装置間の信号伝達ケ
ーブルを兼用させる場合が多く、この場合にはケーブル
の変形や傷みによる信号回路の作動不良を防止するため
にケーブル張力を一定させることが特に必要とされる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、船体の
動揺を検出して積極的にラムシリンダを伸縮制御するこ
とにより、ケーブル張力の変動を防ぎつつ海中装置の安
定化を図ることを目的とする。

（間ｆｆｌ魚を解決するための手段） 本発明は、母船から海中装置を吊り下げるケーブルの途
中を母船上に備えたラムシリンダのシーブ間に巻き回し
、油圧的に接続されたアキュームレークの蓄圧によりこ
のラムシリンダを伸張方向へ弾性支持したオートテンシ
履す装置において、ラムシリンダを伸縮駆動するサーボ
シリンダと、母船の動揺を検出する手段と、検出された
動揺を吸収するようにサーボシリンダを駆動制御する油
圧制御回路とを備えている。

（作用） 検出手段が母船の動揺を検出すると、油圧制御回路がサ
ーボシリンダを介して動揺を吸収する方向へラムシリン
ダを駆動する。このため、ＦＢＩ揺に伴うケーブルの張
力変化がラムシリンダの摩擦抵抗より小さい場合でも、
ラムシリンダが能動的に伸縮して動揺を吸収する。

また、動揺がある程度大きく、主としてケーブルの張力
変化によりラムシリンダが伸縮する場合においても、サ
ーボシリンダが伸縮を誘導することで船体の動揺に対す
るラムシリンダの応答が早まり、動揺が高滅貸率で吸収
される。

（実施例） 第１図及び第２図に本発明の実施例を示す。

第１図において１は母船、２は海中装置としてのランチ
ャで、母船１の船尾後方へ突設したＡ型フレーム３の突
端に取り付けたシーブ３Ａからケーブル４により海中へ
吊り下げられる。

母船１にはこのケーブル４の巻き上げと送り出しのため
にケーブルウィンチ５とトラクシシンウィンチ６とが甲
板９上に備えられる。トラクションウィンチ６にはケー
ブル４の送り出し長さを検出するために第２図に示す索
艮計２４が取り付けられる。また、ケーブル４の途中に
は母船１の動揺量検出手段としての動揺量検出シリング
７と、動揺を吸収するための２ムシリング８とが直列に
介装される。

動揺量検出シリング７は甲板９にシリング部７Ａを固設
した単動型の油圧シリングであり、シリングｉ７Ａから
上方へ突出したピストンロッド７Ｂの先端にシーブ１０
が支持され、その両側の甲板９にシーブ１１と１２が取
り付けられる。ケーブル４はシーブ１１と１２の下側と
シーブ１０の上側を通るように掛は回され、シーブＩＱ
はこのケーブル４の張力により下向きに付勢され、ピス
トンロッド７Ｂを介して作用するシリング部７Ａの油圧
とつり合う位置に保持される、シリング部７Ａは第２図
に示すように７キエームレータ１３に接続される。アキ
２−ムレータ１３にはシリング部７Δとの間で流通する
作動油を加圧するための圧縮′／Ｉ！気が封入される。

この圧縮空気は図示されないコンプレッサ等のエアー源
がら供給される。

動揺風検出シリンダ７にはシーブ１ｏの変位位置を検出
する位置センサ２０が付設され、またケーブル４の張力
を検出するためのロードセル２１がピストンロンドアＢ
に内装される。

ラムシリンダ８も虫動型の油圧シリンダであり、シリン
グ部８Ａの基端とシリング部８Ａがら突出するピストン
ロッド８Ｂの先端とにシーブ１４と１５がそれぞれ支持
され、これらのシーブ１４と１５にケーブル４が複数条
に渡って掛は回される。

シリング部８Ａは前記アキュームレータ１３と同様に構
成されたアキュームレータ１６に接続される。

シリング部８Ａとピストンロッド８Ｂの間にはラムシリ
ンダ８のストローク位置を示すストロークセンサ２３が
介装される。

また、シリング部８Ａとピストンロッド８Ｂとの間にサ
ーボシリンダ１７が介装される。サーボシリンダ１７は
シリング部１７Ａをシリング部８Ａに、ロッド部１７Ｂ
をピストンロッド８Ｂの上端にそれぞれ係止した複動型
シリングで、サーボパルプ１８とコントローラ２２から
なる油圧制御回路を介して図示されない圧油供給装置（
ポンプ）から選択的に圧油供給を受け、ピストンロッド
８Ｂを伸張側または収縮側へ駆動する。

このコントローラ２２には前記の位置センサ２０１０−
ドセル２１、ストロークセンサ２３及び索長計２４がい
ずれも信号回路で接続され、それぞれの検出した値が信
号電流として入力される。

コントローラ２２は位置センサ２０及びロードセル２１
からの入力信号をあらかじめ内部に設定された値と比較
することにより、吸収すべき船体の動揺を検出すると、
これを吸収するようにサーボパルプ１８の開度を制御し
、サーボシリンダ１７を伸縮させる。また、位置センサ
２０．ストロークセンサ２３と索艮計２４からの入力信
号をもとに送り出されたケーブル４の重量を算定し、ア
キニームレータ１３と１６の圧力を調整することにより
、動揺量検出シリング７とラムシリンダ８の中立位ｆｉ
（平均位置）を常時一定に維持する。なお、このために
７キユームレータ１３及び１６とエアー源とを接続する
配管上にコントローラ２２により制御される図示されな
い圧力制御パルプが介装される。

次に作用を説明する。

ランチャ２をＡ型フレーム３から海中へ吊り下ろす場合
には、コントローラ２２の操作で７キユームレータ１３
と１６の圧縮空気を大気に解放して動揺量検出シリング
７とラムシリンダ８を最収縮状態にし、ケーブルウィン
チ５と１２７２８７９インチ６のみを繰り出し操作して
ランチャ２を吊り下げる。この場合には、ランチャ２が
空中にあるため母船１の動揺はケーブル４の張力にほと
んど影響を与えない。

ランチャ２が着水したらコントローラ２２を推作して直
ちにアキニームレータ１３と１６にエアー源から圧縮空
気を供給し、動揺量検出シリング７とラムシリンダ８を
それぞれケーブル４の張力に対抗して最圧縮と最伸張の
中立位置まで伸張させる。

この状態で母船１が！Ｉ！ｌＩｇすると、まず動揺量検
出シリング７がケーブル４の張力変化に対応して伸縮す
る。すなわち、張力の増加に対しては動揺量検出シリン
グ７が７キユームレータ１３に蓄圧しつつ収縮してケー
ブル４が送り出され、張力が減少するとアキュームレー
タ１３に蓄えた圧力で動揺量検出シリング７が伸張して
ケーブル４を船内に取り込む。これにより微小な動揺を
吸収するとともに、位置センサ２０とロードセル２１が
シーブ１０の変位位置とケーブル４の張力をコントロー
ラ２２に出力し続ける。

コントローラ２２はこれらの入力信号をあらかじめ内部
に設定された値と比較し、これらの値が設定値を越える
とラムシリンダ８の伸縮が必要とｆｌ定し、サーボパル
プ１８を遮断状態から伸長または収縮セクションへ入力
信号の変化に応じて開度を制御する。これにより、サー
ボパルプ１８を介してサーボシリンダ１７に圧油が供給
され、静止状態にあったラムシリンダ８は動揺を吸収す
る方向、つまり張力が増加するときはラムシリンダ８が
収縮し、逆に減少するときはラムシリンダ８が伸張する
方向へと作動を開始する。

母船１の動揺が小さく、ケーブル４の張力変化がラムシ
リンダ８の摩擦抵抗を下回り、ラムシリンダ８が静止し
ている場合でも、サーボシリンダ１７の駆動によりラム
シリンダ８は強制的に伸縮する。つまり、検出した動揺
に応じてコントローラ２２がラムシリンダ８をアクティ
ブ作動させるため、ラムシリンダ８は小さな動揺に対し
てもスムーズに作動する。このため、摩擦抵抗による中
立位置付近の不感域が解消され、小さな動揺も十分に吸
収される。

一方、は船１の動揺が大きいとケーブル４の張力変化も
大きく、ラムシリンダ８の伸縮はこの張力変化の直接的
な作用に基づくパッシブ作動が主体となる。しかし、そ
の場合もコントローラ２２はサーボシリンダ１７を駆動
し続け、サーボシリンダ１７がラムシリンダ８の伸縮を
リードするためにラムシリンダ８は母船１の動揺に対し
て応答良く伸縮し、高い減衰率をもりて動揺を吸収する
。

こうして、海中のランチャ２は母船１の動揺の大きさに
よらず常に安定状態を維持する。

ところで、ケーブル４が海中へ繰り出されて行゛（につ
れてケーブル重量も増加するが、これに対してコントロ
ーラ２２はトラクシクンウィンチ６に付設した索艮計２
４とラムシリンダ８に付設したストロークセンサ２３、
並びに動揺量検出シリング７の位置センサ２０とから入
力される信号をもとに、送り出されたケーブル４の長さ
を計算し、＊Ｊ　ａ　ｉｌｌ検出シリング７とラムシリ
ンダ８の中立位置が変わらないように、７キユームレー
タ１３と１６の空気圧を、エアー源との間に介装した圧
力制御バルブの制御を通じて１１！ｌ整する。このため
、ランチャ２が海面下のいがなる深さにあっても、また
上昇ないし下降しつつある場合でもラムシリンダ８の動
揺吸収能力が変化する恐れはないし、動揺量検出シリン
グ７の検出機能が損なわれることもない。

なお、サーボシリンダ１７はラムシリンダ８の摩擦抵抗
を上回る駆動力があれば良く、したがって小容量の油圧
シリングでも上記作用は十分に得られる。

また、船体の動揺は規則性を持つ場合が多いことから、
コントローラ２２に特定の波形パターンをあらかじめ設
定しておくか、あるいは位置センサ２０の出力信号から
読み取った波形パターンがコントローラ２２１こ自動設
定さ托るようにして、この波形パターンに基づきサーボ
バルブ１８の切換を行うことも可能である。

（発明の効果） 以上のように、本発明のオートテンショナ装置はケーブ
ル張力を補償して伸縮するラムシリンダに並列にサーボ
シリンダを連結し、検出手段の検出した船体の動揺に基
いてこのサーボシリンダを伸縮駆動することとしたため
、従来の張力変化によるパッシブ作動では摩擦抵抗のた
めに吸収し得なかった小さな動揺が、サーボシリンダを
介したラムシリンダのアクティブ作動により吸収される
。

また、大きな動揺に対してもサーボシリンダがラムシリ
ンダの伸縮をリードすることによりラムシリンダの応答
性が向上し、動揺吸収における減り率を高めることがで
きる。

したがって、本発明によれば母船から吊り下げられる海
中装置の姿勢を安定させ、かつこれを吊り下げるケーブ
ルの急激な張力変動を防止し、光ファイバーなどの使用
により信号伝達用のクープルを揚収用ケーブルと兼用す
る際の要求をも十分に満たすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すオートテンショナ装置の
船上配置図、第２図は同じ（油圧回路図である。 １・・・母船、２・・・ランチャ％７・・・動揺量検出
シリング、８・・・ラムシリンダ、１７・・・サーボシ
リンダ、１８・・・サーボバルブ、２２・・・コントロ
ーラ。 特許出願人　　　　　カヤバエ業株式会社（外１名）　
ａ」−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 母船から海中装置を吊り下げるケーブルの途中を母船上
   に備えたラムシリンダのシーブ間に巻き回し、油圧的に
   接続されたアキュームレータの蓄圧によりこのラムシリ
   ンダを伸張方向へ弾性支持したオートテンショナ装置に
   おいて、ラムシリンダを伸縮駆動するサーボシリンダと
   、母船の動揺を検出する手段と、検出された動揺を吸収
   するようにサーボシリンダを駆動制御する油圧制御回路
   とを備えたことを特徴とするオートテンショナ装置。