JPH07156862A

JPH07156862A - 曳航ケーブルの案内装置

Info

Publication number: JPH07156862A
Application number: JP35535293A
Authority: JP
Inventors: Yamato Monma; 大和門馬; Haruo Kobayashi; 春男小林
Original assignee: Japan Marine Sci & Technol Cen; N Z K KK; Japan Atomic Energy Research Institute
Current assignee: Japan Marine Sci & Technol Cen; N Z K KK; Japan Atomic Energy Agency
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1993-12-09
Publication date: 1995-06-20
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JP2948083B2

Abstract

(57)【要約】【目的】曳航ケーブルの曳航方向に合わせ、滑車本体
が自由に動くようにする。【構成】曳航ケーブル８を滑車本体１１に巻掛ける。
滑車本体１１を、支持部材１３で回転自在に支持する。
支持部材１３を、滑車吊下機構１２に固定する。滑車吊
下機構１２は、直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚの旋回自由度を有し
ている。直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを一点Ｐで交差させ、かつ
この点Ｐを、滑車本体１１のピッチ径の頂点に一致させ
る。これにより、滑車本体１１がジンバル支持されたこ
とになる。滑車本体１１の両側の曳航ケーブル８を、一
対のガイドアーム１４ａ，１４ｂで案内する。【効果】ジンバル支持と一対のガイドアーム１４ａ，
１４ｂとにより、曳航ケーブル８の曳航方向に合わせ、
滑車本体１１が自由に動くようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、曳航ケーブルを用いて
曳航体を深海曳航する際に用いられる曳航ケーブルの案
内装置に係り、特に船舶の回頭等の際に曳航ケーブルを
損傷させるおそれが全くない曳航ケーブルの案内装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、水深１０００ｍ以上の深海底を
調査する場合には、深海カメラ等の光学装置およびサイ
ドスキャンソナー等の音響装置を曳航体内に組込むとと
もに、この曳航体を曳航ケーブルを用いて深海曳航する
方法が採られている。

【０００３】ところで従来、この曳航ケーブルの案内装
置としては、船舶上に取付けられて上下に揺動駆動され
る門型のフレームの先端部に、滑車をシャックル等で吊
下げ、ウィンチから引出された曳航ケーブルを、滑車に
巻掛けて海中に没入させるようにしたものが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の曳航ケーブ
ルの案内装置においては、滑車をシャックル等で吊下げ
ただけの構造であるため、船舶が直進している場合には
大きな問題はないが、船舶の回頭時には、曳航ケーブル
を損傷させるおそれがある。

【０００５】すなわち、ローリングを無視して考える
と、船舶が直進している間は、ケーブル面（滑車両側の
ケーブルによって仮想される面）と重力方向とが同一と
なるが、船舶の回頭時には、ケーブル面と重力方向とが
一致しなくなる。このため、滑車をその回転面がケーブ
ル面と一致するよう持上げる必要があるが、滑車の自重
のために滑車の回転面の動きに遅れが生じる。そしてこ
の遅れが大きくなると、曳航ケーブルが滑車の縁と擦れ
て損傷するおそれがあり、また極端な場合には、曳航ケ
ーブルが滑車から外れてしまうおそれがある。

【０００６】本発明は、かかる現況に鑑みなされたもの
で、船舶の回頭時にも、曳航ケーブルが損傷したり、あ
るいは曳航ケーブルが滑車から外れてしまうおそれが全
くない曳航ケーブルの案内装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に係る発明は、曳航ケーブルが巻
掛けられる滑車本体と；Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸の直交３
軸の旋回自由度を有する滑車吊下機構と；この滑車吊下
機構に固設されて前記滑車本体を回転自在に支持する支
持部材と；この支持部材に基端部が枢着されて滑車本体
の回転面とほぼ平行に上下に揺動し、先端部により滑車
本体入側の曳航ケーブルおよび滑車本体出側の曳航ケー
ブルをそれぞれ案内する一対のガイドアームと；をそれ
ぞれ設けるようにしたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の請求項２に係る発明は、滑
車吊下機構のＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸の直交３軸を一点で
交差させ、かつこの交差点を、滑車本体のピッチ径の頂
点に一致させるようにしたことを特徴とする。

【０００９】また、本発明の請求項３に係る発明は、曳
航ケーブルの滑車本体への巻掛け角度を検出する曳航ケ
ーブル角度検出手段と、滑車本体に曳航ケーブルから加
わる荷重を検出する荷重検出手段とをそれぞれ設け、こ
れら両検出手段による検出値に基づき、曳航ケーブルの
張力を求めるようにしたことを特徴とする。

【００１０】また、本発明の請求項４に係る発明は、滑
車本体の回転量に基づき曳航ケーブルの繰出量を求める
繰出量検出手段を設けるようにしたことを特徴とする。

【００１１】さらに、本発明の請求項５に係る発明は、
滑車吊下機構を、船舶上に取付けられて上下に揺動する
フレームの先端部に取付けるようにしたことを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１に係る発明においては、滑車
本体が滑車吊下機構に支持部材を介し回転自在に支持さ
れているが、滑車吊下機構は、Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸の
直交３軸の旋回自由度を有している。しかも曳航ケーブ
ルは、その滑車本体入側位置および滑車本体出側位置
が、一対のガイドアームによってそれぞれ案内されてい
る。このため、船舶の回頭時にも、ケーブル面と一致す
るように滑車本体がスムースに動き、曳航ケーブルが損
傷したり滑車本体から外れてしまうといった不具合が全
くない。

【００１３】また、本発明の請求項２に係る発明におい
ては、滑車吊下機構のＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸の直交３軸
を一点で交差させ、かつこの交差点を、滑車本体のピッ
チ径の頂点に一致させるようにしているので、滑車本体
が滑車吊下機構によってジンバル支持されたことにな
り、Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸の各角度変化から、曳航中に
おける曳航ケーブルの方向，すなわち、曳航体の概略の
位置を検出することができ、曳航方向の修正等を行なう
ことが可能となる。

【００１４】また、本発明の請求項３に係る発明におい
ては、曳航ケーブル角度検出手段と荷重検出手段とを備
え、荷重を曳航ケーブル角度で補正して張力を求めるよ
うにしているので、曳航ケーブルの張力を正確に求める
ことが可能となる。

【００１５】また、本発明の請求項４に係る発明におい
ては、繰出量検出手段により曳航ケーブルの繰出量が求
められるので、このケーブルの繰出量と曳航ケーブルの
張力とから、曳航体の着底を検出することが可能とな
る。

【００１６】さらに、本発明の請求項５に係る発明にお
いては、滑車吊下機構を、上下に揺動するフレームの先
端部に取付けているので、旋回式クレーン方式に比べて
船上装置の簡素化，小型化が可能となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。図
４は、本発明に係る曳航ケーブルの案内装置を備えた船
上曳航装置を示すもので、図中、符号１は船舶であり、
この船舶１の船尾側の端部には、図４および図５に示す
ように、下端を支点として上下に揺動する門型のフレー
ム２が設置され、このフレーム２は、流体圧シリンダ３
により駆動されるようになっている。

【００１８】前記フレーム２の先端部には、図４および
図５に示すように、船首尾方向に揺動自在にペンダント
フレーム４が取付けられており、このペンダントフレー
ム４の下端部には、両側に取付ーム５ａを有する取付台
座５が、台座固定金物６を介して固設され、この取付台
座５には、両側の取付アーム５ａを介して本発明に係る
案内装置１０が取付けられている。そして、先端に曳航
体７を取付けた曳航ケーブル８は、図４に示すように、
案内装置１０に巻掛けられた後、図示しないウインチに
巻取られるようになっている。

【００１９】前記案内装置１０は、図１ないし図３に示
すように、前記曳航ケーブル８が巻掛けられる滑車本体
１１と、Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸の直交３軸の旋回自由度
を有する滑車吊下機構１２と、前記滑車本体１１を滑車
吊下機構１２に回転自在に支持するための支持部材１３
と、曳航ケーブル８を案内する一対のガイドアーム１４
ａ，１４ｂとを備えている。

【００２０】前記滑車吊下機構１２は、図１ないし図３
に示すように、Ｘ軸Ｘの旋回自由度を得るための門形の
Ｘ軸部材１５を備えており、このＸ軸部材１５の両側下
端部には、図２および図３に示すように支軸１６がそれ
ぞれ固設され、これら各支軸１６は、軸受部材１７を介
し前記取付台座５の各取付アーム５ａに回転自在に支持
されている。

【００２１】このＸ軸部材１５の下部には、図１ないし
図３に示すように、案内装置１０の置台を兼ねるＸ軸バ
ランスウェイト１８が固設されており、このＸ軸バラン
スウェイト１８により、Ｘ軸Ｘを介しその上側と下側の
重量が完全に同一になるように重量設定されている。

【００２２】前記Ｘ軸部材１５の下面側には、図１ない
し図３に示すように、Ｘ軸部材１５よりも小型の門形状
をなしてＹ軸Ｙの旋回自由度を得るためのＹ軸部材１９
が配設されており、このＹ軸部材１９と前記Ｘ軸部材１
５とは、Ｚ軸Ｚの旋回自由度を得るためのＺ軸部材２０
を介して相互に枢着されている。

【００２３】このＹ軸部材１９の下端部には、図１に示
すように、軸受部材２１がそれぞれ固設されており、こ
れら各軸受部材２１には、支軸２２がそれぞれ軸支さ
れ、両支軸２２の内端間は、所定間隔で並設した２本の
連結部材２３で連結されている。そして、後述する滑車
本体１１の上端部は、図１および図２に示すように、前
記２本の連結部材２３の間に位置している。

【００２４】前記各支軸２２の外端部には、図１および
図３に示すように、Ｌ型アーム２４を介してＹ軸バラン
スウェイト２５が装着されており、このＹ軸バランスウ
ェイト２５により、Ｙ軸Ｙを介しその上側と下側の重量
が完全に同一になるように重量設定されている。

【００２５】前記各連結部材２３の下面中央部には、図
１および図２に示すように、滑車本体１１を挾んでその
両側に垂下する２本の支持部材１３が固設されており、
滑車本体１１は、これら両支持部材１３に回転軸２６を
介し回転自在に支持されている。そして、前記一対のガ
イドアーム１４ａ，１４ｂは、図１に示すように、一方
の支持部材１３の下端寄りの部位に枢着されている。

【００２６】すなわち、各ガイドアーム１４ａ，１４ｂ
は、図１に示すように、その基端部が支持部材１３に枢
着されて滑車本体１１の回転方向とほぼ平行に上下に揺
動するようになっており、その先端部には、曳航ケーブ
ル８が挿通される筒状のケーブルガイド２７が枢着さ
れ、曳航ケーブル８を案内するようになっている。

【００２７】前記ガイドアーム１４ａ，１４ｂの長手方
向中間部と前記連結部材２３との間には、図１に示すよ
うに、ガイドアーム１４ａ，１４ｂを常時上方に揺動付
勢するスプリング２８が張設されており、各ガイドアー
ム１４ａ，１４ｂは、連結部材２３の下面に突設したス
トッパ２９ａ，２９ｂに当接する位置を上限として上下
に揺動するようになっている。

【００２８】また、前記ケーブルガイド２７内には、図
６に示すように、曳航ケーブル８を両側から挾持して回
転する２個の縦ロール３０および曳航ケーブルル８を下
側から支持して回転する１個の横ロール３１がそれぞれ
組込まれており、これら各ロール３０，３１のガイドに
より、曳航ケーブル８を無理なく案内できるようになっ
ている。

【００２９】前記支持部材１３には、図１に示すよう
に、滑車本体１１の回転量に基づき曳航ケーブル８の繰
出量を検出する繰出量検出センサ３２、曳航ケーブル８
から滑車本体１１に加えられる荷重を検出する例えばロ
ードセル等の荷重検出センサ３３、および各ガイドアー
ム１４ａ，１４ｂの揺動角に基づき曳航ケーブル８の滑
車本体１１への巻掛角Ｑ₁ ，Ｑ₂ を検出する曳航ケーブ
ル角度検出センサ３４がそれぞれ設けられている。そし
て、荷重検出センサ３３からの検出信号と曳航ケーブル
角度検出センサ３４からの検出信号とに基づき、曳航ケ
ーブル８の張力が求められるようになっている。

【００３０】また、前記Ｘ軸部材１５上には、図２およ
び図３に示すように、例えば傾斜計で構成されるＸ軸セ
ンサ３５および例えば角度発信器で構成されるＺ軸セン
サ３６がそれぞれ設けられており、また前記Ｙ軸部材１
９には、図１に示すように、例えば角度発信器で構成さ
れるＹ軸センサ３７が設けられている。

【００３１】また、滑車吊下機構１２の直交３軸Ｘ，
Ｙ，Ｚは、図１および図２に符号Ｐで示す一点で交差す
るようになっているとともに、この交差点Ｐは、滑車本
体１１のピッチ径の頂点に一致するようになっている。
したがって、滑車本体１１は滑車吊下機構１２によって
ジンバル支持されたことになり、前記各軸センサ３５，
３６．３７からの出力信号に基づき、曳航中における曳
航ケーブル８の方向，すなわち曳航体７の概略位置を検
出することができ、曳航方向の修正等に利用できるよう
になっている。

【００３２】なお、前記滑車吊下機構１２には、図１な
いし図３に示すように、Ｘ軸リミットスイッチ３８，Ｙ
軸リミットスイッチ３９，Ｚ軸リミットスイッチ４０お
よびガイドアーム用の上限リミットスイッチ４１がそれ
ぞれ設けられており、これらのうちのいずれかのリミッ
トスイッチ３８，３９，４０，４１が作動した際には、
案内装置１０の案内許容範囲を超えないよう、曳航方向
の修正等が行なわれるようになっている。

【００３３】次に、本実施例の作用について説明する。
曳航ケーブル８を用いて曳航体７を深海曳航する際に、
船舶１が直進している場合には、図示しないウィンチか
ら案内装置１０までの滑車本体１１入側の曳航ケーブル
８の方向と、案内装置１０から曳航体７までの滑車本体
１１出側の曳航ケーブル８の方向とが一直線状になるた
め、ケーブル面（滑車本体１１両側の曳航ケーブル８に
よって仮想される面）と重力方向とが同一になり、した
がって、案内装置１０がどのような構造であっても、大
きな問題となることはない。

【００３４】一方、船舶１の回頭時（船舶１の進路変更
時）には、ケーブル面と重力方向とが一致しなくなる。
このため、滑車本体１１を、その回転面がケーブル面と
一致するように即座に動かしてやる必要がある。

【００３５】ところで、滑車本体１１を支持する案内装
置１０の滑車吊下機構１２は、直交３軸Ｘ，Ｙ，Ｚの旋
回自由度を有するとともに、これらは一点の交差点Ｐで
交差し、しかもこの交差点Ｐは、滑車本体１１のピッチ
径の頂点に一致している。このため、滑車本体１１が滑
車吊下機構１２によってジンバル支持されたことにな
り、滑車本体１１の回転面を、スムースにしかも迅速に
ケーブル面に一致させることができる。

【００３６】また、ジンバル支持となっているので、Ｘ
軸センサ３５，Ｙ軸センサ３７およびＺ軸センサ３６か
らの各出力信号をモニタすることにより、滑車本体１１
の傾き状態，すなわち曳航ケーブル８の方向を正確に知
ることができる。このため、この曳航ケーブル８の方向
と繰出量検出センサ３２から得られる曳航ケーブル８の
繰出量とから、曳航体７の概略の位置を検出することが
でき、これに基づき曳航方向の修正等を容易に行なうこ
とができる。

【００３７】一般に、曳航体７は、着底させないよう下
方ソナー等で海底からの高さをチェックしながらウィン
チ操作が行なわれるが、ドレッジやコアの採取の場合に
は、意識的に曳航体７を着底させるようにしている。そ
して、いずれの場合も、ソナーが故障した場合には、着
底の有無を検知できないため、曳航ケーブル７の張力変
化を常時モニタして着底の有無を検知する必要がある、
そこで、本実施例においては、荷重検出センサ３３を設
け、曳航ケーブル８から滑車本体１１に加えられる荷重
を検出することにより、曳航ケーブル８の張力を求めら
れるようにしている。

【００３８】ところで、曳航ケーブル８の張力は、荷重
検出センサ３３からの出力値が同一であっても、滑車本
体１１への巻掛角Ｑ₁ ，Ｑ₂ が変化すれば、これに応じ
て変化することは一般に知られている。そこで、本実施
例においては、曳航ケーブル角度検出センサ３４により
巻掛角Ｑ₁ ，Ｑ₂ を常時検出し、この値で荷重検出セン
サ３３からの出力値を補正することにより、曳航ケーブ
ル８の張力を求めるようにしている。そしてこれによ
り、曳航ケーブル８の張力を高精度に求めることができ
る。

【００３９】しかして、滑車本体１１を滑車吊下機構１
２によりジンバル支持するとともに、一対のガイドアー
ム１４ａ，１４ｂにより、滑車本体１１入側の曳航ケー
ブル８および滑車本体１１出側の曳航ケーブル８をそれ
ぞれ案内するようにしているので、船舶１の急激な回頭
時にも、曳航ケーブル８が損傷したり、あるいは曳航ケ
ーブル８が滑車本体１１から外れてしまうといった不具
合が全くない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る発明は、滑車本体を支持部材を介し回転自在に支
持する滑車吊下機構が、Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸の直交３
軸の旋回自由度を有し、しかも曳航ケーブルは、その滑
車本体入側位置および滑車本体出側位置が、一対のガイ
ドアームによってそれぞれ案内されているので、船舶の
回頭時にも、ケーブル面と一致するように滑車本体がス
ムースかつ迅速に動き、曳航ケーブルが損傷したり滑車
本体から外れてしまうといった不具合が全くない。

【００４１】また、本発明の請求項２に係る発明は、滑
車吊下機構のＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸の直交３軸を一点で
交差させ、かつこの交差点を、滑車本体のピッチ径の頂
点に一致させるようにしているので、滑車本体が滑車吊
下機構によってジンバル支持されたことになり、Ｘ軸，
Ｙ軸およびＺ軸の各角度変化から、曳航中における曳航
ケーブルの方向，すなわち曳航体の概略の位置を検出す
ることができる。このため、曳航方向の修正等を容易に
行なうことができる。

【００４２】また、本発明の請求項３に係る発明は、曳
航ケーブル角度検出手段と荷重検出手段とを備え、荷重
を曳航ケーブル角度で補正して張力を求めるようにして
いるので、曳航ケーブルの張力を正確に求めることがで
き、ケーブルの損傷を未然に防止することができる。

【００４３】また、本発明の請求項４に係る発明は、繰
出量検出手段により曳航ケーブルの繰出量が求められる
ので、このケーブル繰出量と曳航ケーブルの張力とか
ら、曳航体の着底を検出することができる。

【００４４】さらに、本発明の請求項５に係る発明は、
滑車吊下機構を、上下に揺動するフレームの先端部に取
付けているので、旋回式クレーン方式に比べて船上装置
の簡素化，小型化が可能となり、長期に亘って高い信頼
性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る曳航ケーブルの案内装置の一例を
示す断面図である。

【図２】図１の中央縦断面図である。

【図３】図２の平面図である。

【図４】図１の案内装置をフレームに取付けた状態を示
す構成図である。

【図５】図４の側面図である。

【図６】ケーブルガイドの内部構造を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１船舶２フレーム４ペンダントフレーム５取付台座５ａ取付アーム６台座固定金物７曳航体８曳航ケーブル１０案内装置１１滑車本体１２滑車吊下機構１３支持部材１４ａ，１４ｂガイドアーム１５Ｘ軸部材１６，２２支軸１７，２１軸受部材１８Ｘ軸バランスウェイト１９Ｙ軸部材２０Ｚ軸部材２３連結部材２５Ｙ軸バランスウェイト２６回転軸２７ケーブルガイド２８スプリング３２繰出量検出センサ３３荷重検出センサ３４曳航ケーブル角度検出センサ３５Ｘ軸センサ３６Ｚ軸センサ３７Ｙ軸センサＸＸ軸ＹＹ軸ＺＺ軸Ｐ交差点Ｑ₁ ，Ｑ₂ 巻掛角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】曳航ケーブルが巻掛けられる滑車本体
と；Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸の直交３軸の旋回自由度を有
する滑車吊下機構と；この滑車吊下機構に固設されて前
記滑車本体を回転自在に支持する支持部材と；この支持
部材に基端部が枢着されて滑車本体の回転面とほぼ平行
に上下に揺動し、先端部により滑車本体入側の曳航ケー
ブルおよび滑車本体出側の曳航ケーブルをそれぞれ案内
する一対のガイドアームと；を具備することを特徴とす
る曳航ケーブルの案内装置。
【請求項２】滑車吊下機構のＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸の
直交３軸は一点で交差し、かつこの交差点は、滑車本体
のピッチ径の頂点に一致していることを特徴とする請求
項１記載の曳航ケーブルの案内装置。
【請求項３】曳航ケーブルの滑車本体への巻掛角度を
検出する曳航ケーブル角度検出手段と、滑車本体に曳航
ケーブルから加わる荷重を検出する荷重検出手段とを備
え、前記両検出手段による検出値に基づき、曳航ケーブ
ルの張力が求められることを特徴とする請求項１または
２記載の曳航ケーブルの案内装置。
【請求項４】滑車本体の回転量に基づき曳航ケーブル
の繰出量を求める繰出検出手段を備えていることを特徴
とする請求項１，２または３記載の曳航ケーブルの案内
装置。
【請求項５】滑車吊下機構は、船舶上に取付けられて
上下に揺動するフレームの先端部に取付けられているこ
とを特徴とする請求項１，２，３または４記載の曳航ケ
ーブルの案内装置。