JPS6016162B2 - 水底ケ−ブルの埋設装置およびその誘導方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、これから埋設せんとするケーブル、あるいは
すでに海底あるいは川底等に敷設されているケーブルを
再埋設するための装置およびその誘導方法に関する。

近年、ケーブルの敷設に関し、漁具やアンカ等によるケ
ーブルの切断といった障害防止のため、ケーブルを海底
下や川底下に埋設することが盛んになりつつある。

このような埋設ケーブルに何らかの原因で障害が発生し
た場合には、障害発生地点のケーブルを掘り起こして修
理船上まで引き上げ、修復した後、いったん海底に敷設
し、再度非埋設となっている部分のケーブルを埋設する
必要がある。そして、このようなケーブルの再埋設の場
合、ケーブル埋設装置をケーブルの真上になるように位
置させ、ケーブルのルートに沿って精確に制御し走行さ
せるのが必要不可欠となる。従来、このような場合、埋
設装置に搭載した水中ＴＶカメラによる監視方式がとら
れているが、水の透明度が悪い場合や、水の流れが機械
の進行方向と逆の場合には、埋設装置の掘削によって生
ずる土砂により、水が濁り、見えなくなってしまうとい
う状況が多く、水中ＴＶカメラ方式は必ずしも満足しう
る確実な方法ではない。本発明は、このような従来方式
の欠点を解決するとともに、容易かつ正確にケーブルの
位置を検知しつつケーブルを水底下に埋設することがで
きる埋設装置およびその誘導方法を提供せんとするもの
で、その要旨とするところは、ケーブルに励磁巻線を施
こされた環状閉磁路形励振コイルを有するケーブル結合
器を環状閉磁路がケーブルの軸のまわりを一周するよう
に結合するとともに、前記励磁巻線に交流信号電流を供
給することにより前記ケーブルに交流信号電流を譲起せ
しめ、該交流信号電流によって生ずる交流信号磁界を埋
設装置に設けた磁気センサシステムにより検出して前記
埋設装置をケーブルに接近せしめる一方、該埋設装置に
設けたケーブル捕捉アームによりケーブルを捕捉した後
は前記環状閉磁路形励磁コイルを用いて誘導用の交流信
号を供給しつつ交流信号磁界を前記磁気センサシステム
で検出しながら埋設装置をケーブルに沿って議導する譲
導方法、および装置本体に、ケーブルに流れる交流信号
電流によって生ずる交流信号磁界を検出する磁気センサ
システムとその指令により走行が制御される走行ローラ
を設けるとともに、前記装置本体にケーブルガイド式ト
ラッキング信号供給器および水底掘削手段を設けた埋設
装置をその特徴とする。

以下、図面にもとづき本発明の実施例を詳細に説明する
。同軸ケーブルによる海底ケーブルシステムは、一般に
、ケーブルとその両端の中継器とから成り、ケーブルは
、内部導体、外部導体および絶縁外皮によって構成され
る。

ケーブルの内部導体は電力分離フィル外こ入り、低周波
では比較的小さなインピダンスとなるＬＣ回路によって
中継器塗体と電気的に接続され、中継器陸体を通じて海
水を接地されている。一方、外部導体は、ケーブル区間
では絶縁外皮によって海水から絶縁されているが、中継
器の部分では中継器錘体と接続されており、中継器錘体
を通じて直接海水に接地されている。したがって、内部
導体と外部導体とを含むそれぞれの系において、低周波
交流電流を通し得る２つの閉回路が構成されることにな
る。そこで、ケーブルの任意の場所にケーブルの軸まわ
りを一周する環状閉滋路を形成するよう励磁巻線を有す
る励磁コイルを結合させれば、励磁巻線に励磁用交流信
号を供給することにより、ケーブルに交流信号電流を流
すことができる。本発明は、かかる原理を利用するもの
であり、端局以外の任意の位置からケーブルへ交流信号
電流を供給することにより交流磁界を発生させ、これを
埋設装置の磁界検出器で検出させて埋設装置をケーブル
にそって誘導せんとする。第１図は、本発明による埋設
装置を埋設対象ケーフルへ接近誘導させるため、励磁巻
線に励磁用交流信号を供給する譲導信号供給器の一構成
例で、ケーブル結合器１内の励磁巻線を施された環状閉
磁路の轍方向に在る埋設対象ケーブル２に、浮力を有す
る水密容器３内の電池７および励振器４により環状閉磁
路の励磁巻線に励磁用交流信号を供給することにより、
交流電流を流すものである（第３図参照）。ケーブル結
合器１内の励磁巻線のＩＪードケーブル５は、切断装置
６を介して、水密容器３内の励振器４に接続されている
。したがって、水密容器３は、ケーブル結合器１の部分
のケーブルを埋設装置により埋設する際には不用である
から、事前に、埋設装置からの指令により、切断装置６
が働き、リードケーブル５が切断され、水密容器３は自
身の浮力により浮上し回収される。なお、本実施例にお
いては譲導信号供給器を浮力を有する水密容器をもって
構成した例を用いて説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、母線から直接供給するもの、後述す
るケーブル結合器１内に組み込んだもの等、いかなる形
体のものであってもよし「。第２図はケーブル結合器１
の一実施例の構造を示したもので、励磁巻線を施こされ
た環状閉磁形励振コイル１１と電池１２が同軸構造の、
例えばプラスチックのような非金属性水密容器１３に封
入されている。

第１図で示した譲導信号供給器を用いる場合には、リー
ドケーブル５より励振コイル１ １に励磁用交流信号が
供給され、水密容器の軸心に結合されたケーブルに前述
した原理にもとづき交流信号電流が流される。ところで
、本発明では、ケーブル２にケーブル結合器１を結合さ
せる必要があるが、ケ−ブルの敷設状態によってその方
法を異にする。

たとえば、潜水可能な程度の浅い水底にケーブル２が敷
設されている場合には、２つの半円形状に分離可能な水
密容器１３を潜水夫がケーブル２に結合した後、母線か
ら、または第１図に示した誘導信号供給器から、ないい
まケーブル結合器１に組み込まれた励振器から励振コイ
ル１１に交流信号電流を供給してもよいし、潜水夫が潜
水できない深い海底にケーブル２が敷設されている場合
には、同時に出願をした特許願１特関昭５７一２２３０
８号に示したような鋤のような形状をさせケーブル捕捉
機能をもたせたケ−ブル結合器１を用いてもよい。この
場合、励振コイル１１に交流信号電流を供給する方法は
同様の方法が考えられる。第３図は、励振器４の構成と
、励振によってケーブル２を流れる電流ｉｏを設明する
ためのもので、励振器４は、発振器４１と電力増幅器４
２からなり、発振器４１で生じた信号は電力増幅器４２
で増幅後、励振コイル１１の励磁巻線に印加される。

今、励磁巻線の巻数をＮ（ターン）、励磁巻線に印加さ
れる電圧をｖ，（ボルト）、ケーブル２のインピーダン
スをＺ（オーム）とすると、ケーブル２を流れる電流ｉ
ｏ（アンペア）は、次式で与えられる。ｉ。

＝寿‐参‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‘１１第４図は、埋
設装置の−構成例を示したもので、埋設装置８は、コン
トロールケーブル９内の電力線を介して母線上から供給
される電力によって駆動する走行クローラ８１によって
走行し、埋設装置８に設備した水底掘削手段、たとえば
噴水ポンプ３２により噴水流掘削機構８３内の噴水流ノ
ズル８４に噴水を供給し、この噴水により、ケーブル周
囲の土砂を排除し、ケーブルを埋設する。さらに埋設装
置８は磁気センサシステム８５，８６を設備し、ケーブ
ル２を流れる上記‘１｝式で与えられる電流ｉｏにより
発生する磁界を検知できるようになっている。今、ケー
ブルに電流ｉｏが流れているとして、ケーブルからＬ（
ｍ）離れた点の磁界の強さ（比）は、大略比（ガンマ）
＝傘・・・・・肌．・・．・．・（で与えられので、検
知磁界が大きくなる方向に埋設装置８を誘導し移動させ
ることにより、埋設装置８を容易に埋設せんとするケー
ブル２へ接近させることができる。

第５図を用いて、磁気センサシステム８５，８６の１構
成例を説明すると、センサは、互いに直交して配置した
コイル８５１，８５２およびコイル８５３，８５４が間
隔〆離して水密容器８５５に入れられたもので、各コイ
ルはコイルの軸方向に最大感度検出指向性を有する８字
形指向特性を示す。

即ち、コイル８５１，８５３は水平方向が、コイル８５
２，８５４は垂直方向が最大感度検出指向性となる。今
第６図に示すごとく、点Ｐ，および点Ｐ２の位置にコイ
ル８５１，８５２、コイル８５３，８５４があり、Ｐ，
一Ｐ２平面からｈ下方にケーブル２があるとすると、ケ
ーブル内を紙面の表から髪の方向へ流れる電流ｉｏによ
って点Ｐ，，Ｐ２には、第６図に示すようにＨｐ，，Ｈ
ｐ２なる方向を有する磁界が生じる。今、ケーブル２と
、コイルのある点Ｐ，，Ｐ２とせの距離をそれぞれＬ，
Ｌ２とすると、点Ｐ，，Ｐ２での磁界Ｈｐ，，Ｈｐ２の
垂直方向の磁界Ｈｐ，’，Ｈｐ２′は、次式で与えられ
る。ＨＡ′＝ＨＡ■Ｓ８２＝空ら瓜８２Ｈｐ２′＝−Ｈ
ｐ２ＣＯＳ８・＝−空巻ａ，．・・｛３ーケーブル２が
、点Ｐ，，Ｐ２を結ぶ線の中心線上にある場合には、上
記‘３’式で、Ｌ＝Ｌ２，０，＝８２となり、Ｈｐ，′
とＨｐ２′は大きさが等しく符号が反対の磁界となる。

このことから、埋設装置８が、埋設対象ケーブル２に接
近した後、第５図に示した構成の磁気センサシステム８
５，８６（第４図）各々で検知される垂直方向成分がそ
れぞれ符号反対で同じ大きさとなるように埋設装置８の
走行ローラ８１を制御しつつ移動させることによって、
埋設対象ケーブル２の真上に、埋設装置８が誘導される
。一方、第４図に示すケーブルガイド式トラツキング信
号供給器８７は、埋設装置８がケーブル２の真上に移動
した後、供給器８７の一部であるケーブル捕捉アームに
よりケーブル２を捕捉し、捕捉したケーブル２に第２図
に示したのと同一構造の励磁巻線を有する環状閉磁路形
励振コイルを競合させる。

励磁コイルは供給器８７に前記ケーブル捕捉アームと一
体となって設けてあり、俵合に際しては、２つに分離さ
れており、ケーブル２と鉄合後一体となり、閉磁路を形
成する構造である。ケーブル２と鼓合後は、この励磁コ
イルを用いて埋設対象ケーブル２に埋設装置８誘導用の
交流信号を供給し、当初ケーブル２に取りつけられてい
た第１図の誘導信号供給器は、埋設作業を行なう際の邪
魔になるので埋設装置８に設置した超音波発振器８８よ
りチ旨令信号を出し、これを第１図の切断装置６内の受
波器で受け水密容器３部分の切り離しが行なわれる。な
お、本実施例においては、埋設装置８とケーブル２の鉄
合後ケーブルガイド式トラッキング信号供給器８７にケ
ーブル捕捉アームと一体となった環状閉磁路形励振コイ
ルを用いて埋設装置８をケーブル２に沿って誘導する方
式で説明したが、本発明はこれのみに限定されるもので
はなく、豚合前の埋設装置８をケ−ブル２へ接近させる
のに使用されたケーブル結合器（第２図）を利用するも
のであってもよい。その場合には、供給器８７に設けら
れたケーブル捕捉アームと一体となってケーブル結合器
捕捉手段を設ければよい。なお、第４図における磁気セ
ンサシステム８６は、磁気センサシステム８５とともに
、埋設装置８とケーブル２との位置を検知するのに活用
されるが、また同時に、埋設したケーブル２の深さの検
出にも用いられる。これは、第６図に示すようなケーブ
ル２と、センサ（Ｐ，，Ｐ２点にある）の位置関係にあ
るとき、ケーブル２とセンサ面（Ｐ，とＰ２を結ぶ面）
との距離ｈ‘ま、ｈ＝毒害著三；豊帯竿２２そ．・・｛
４’ で表わすことができ、ねｎ８１・ｔａｎ６２ は、セン
サの各コイル８５１〜８５４の検出出力の比、即ちＶａ
‘（コィルａ′の櫨冊ＨノＪ） ねｎ８１＝ｖｂ′（コイルｂ′の検出出力）Ｖａ（コイ
ルａの検出出力）ねｎ８２：ｖｂ（コイルｂの検出出力
） で与えられるからである。

以上、図面に示した実施例にもとづいて詳細に説明した
ように、本発明によれば、海底ケーブルの任意の位置か
ら埋設装置を誘導する信号を供給することができるので
、埋設装置はこの誘導信号を検知しながら正確にケーブ
ルに接近することができるとともに、接近した後は、埋
設装置自身がケーブルに埋設装置を誘導する信号を供給
しながら埋設装置自身がもつ磁界検出器によって誘導信
号を検知しながらケーブルに沿って正確に走行すること
ができる。

したがって、本発明は、ケーブル埋設作業をより遠く確
実に実施するための技術を提供しており、高い技術的内
容をもつものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による埋設装置を埋設対象ケーフルへ
接近誘導させるため励磁巻線に励磁用交流信号を供給す
る誘導信号を供給する誘導信号供給器の一実施例を示す
図、第２図はケーブル結合器の構造の一実施例を示す図
、第３図は振磁器の構成と励振によってケーブルに流れ
る電流を説明する図である。 また、第４図は本発明に用いる埋設装置の一実施例を示
す図、第５図は磁気センサシステムの説明図、第６図は
磁気センサシステムの最大感度検出指向性を示す説明図
である。図面中、１はケーブル結合器、２はケーブル、
３は容器、４は励振器、５はリードケーブル、６は切断
装置、７は電池、８は埋設装置、９はコントロールケー
ブルである。第′図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケーブルに、励磁巻線を施された環状閉磁路形励磁
   コイルを有するケーブル結合器を環状閉磁路がケーブル
   の軸のまわりを一周するように結合するとともに、前記
   励磁巻線に交流信号電流を供給することにより前記ケー
   ブルに交流信号電流を誘起せしめ、該交流信号電流によ
   つて生ずる交流信号磁界を埋設装置に設けた磁気センサ
   システムにより検出して前記埋設装置をケーブルに接近
   せしめる一方、該埋設装置に設けたケーブル捕捉アーム
   によりケーブルを捕捉した後は前記環状閉磁路形励振コ
   イルを用いて誘導用の交流信号を供給しつつ交流信号磁
   界を前記磁気センサシステムで検出しながら埋設装置を
   ケーブルに沿つて誘導することを特徴とする水底ケーブ
   ルの埋設装置の誘導方法。 ２ 装置本体に、ケーブルに流れる交流信号電流によつ
   て生ずる交流信号磁界を検出する磁気センサシステムと
   その指令により走行が制御される走行ローラを設けると
   ともに、前記装置本体にケーブルガイド式トラツキング
   信号供給器および水底掘削手段を設けたことを特徴とす
   る水底ケーブルの埋設装置。 ３ 磁気センサシステムを所定間隔離し、かつ、互に直
   交して配置された２つのコイルにより構成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の水底ケーブルの埋
   設装置。