JPS61183096A - ケ−ブル用ウインチ - 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〕 本発明はケーブルの張力を制御するためのウィンチに関
する。特に、通信用ケーブルの布設または巻き取りに利
用するに適するウィンチに関する。

本発明の装置は海底ケーブル布設器に搭載して、光ファ
イバを用いた海底ケーブルの布設または巻き上げに利用
するに適する。

〔概要〕

本発明は、張力が加えられたケーブルを数回巻きつける
回転ドラムを備え、その回転ドラムの回転速度を調節す
ることによりケーブルの張力を制御するケーブル用ウィ
ンチにおいて、 回転ドラムのケーブルを巻きつける部分が多数の回転軸
方向に可動なセグメントにより構成され、この可動のセ
グメントが巻きつけられたケーブルを回転ドラムの回転
にし・たがって往復運動させて、ケーブルがそのすり寄
せられる方向に移動しやすくすることにより、 回転ドラムにナイフェツジ（端部円板）を無くし、ケー
ブルの操作取扱を簡単にするとともに、巻きつけられた
ケーブルが回転ドラムの表面に沿って滑ることにより生
じるケーブルの変形を回避するものである。

〔従来の技術〕

海底ケーブル布設器が海上を航行しながら、海底ケーブ
ルを海中に投入するために、ケーブル布設間に回転ドラ
ムを備えたウィンチを設備する技術が知られている。こ
のための回転ドラムはその直径が数メートルのもので、
この回転ドラムの円筒状部分にケーブルを複数回巻きつ
けて、回転ドラムを船の航行に合わせて回転させながら
ケーブルの張力を調節する。この構造では、連続的にケ
ーブルを布設する場合には、回転ドラムを一定の方向に
ほぼ一定の速度で回転させながら、船倉のケーブルをこ
の回転ドラムの一端に供給し、この回転ドラムの他端か
ら繰り出されるケーブルを海中に投入する。

このとき、回転ドラムの表面では巻きつけられたケーブ
ルが、回転ドラムの表面に対して回転軸と平行する方向
に常にスリップしている。すなわち回転ドラムの表面で
スリップがなければ、ケーブルが数回巻きつけられた部
分は回転ドラムの回転にしたがって、しだいに軸方向に
ずれてしまう。

回転ドラムの長さは有限であるから、船倉から新たなケ
ーブルが供給される。にしたがって、回転ドラムに巻き
つけられたケーブルを順次繰り出し端の方向にすり寄せ
るような動作が行われる。

従来構造では、このために回転ドラムの端部にナイフェ
ツジ（あるいは回転ドラムの端部平板）を備えている。

回転ドラムに巻きつけられたケーブルはこの端部のナイ
フェツジの部分を始点としていて、新たなケーブルはこ
のナイフェツジの内側面に沿って供給される。ナイフェ
ツジに沿って新たなケーブルが供給されると、これがす
でに巻きつけられているケーブルとナイフェツジとの間
に割込み、すでに巻きつけられているケーブルを押し退
けることにより、すでに巻きつけられているケーブルが
すり寄せられる。すでに巻きつけられているケーブルを
スムーズに押し退けるように、ナイフェツジと回転ドラ
ムの表面との間がいくらか傾斜構造になっているものも
ある。

すでに布設されたケーブルを海中から拾い上げるときに
は、回転ドラムを反対方向に回転させるので、上述のナ
イフェツジ（回転ドラムの端部平板）は回転ドラムの両
端部に設けられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この構造は従来の同軸ケーブルで良好に作用していだが
、近年光ファイバによる海底ケーブルが開発され、この
布設のためには適当でないことがわかった。すなわち、
ナイフェツジと回転ドラムに巻きつけられたケーブルと
の間に、新たなケーブルを無理に押し込むような操作を
行うと、光ファイバに余分な圧縮力が加わって、光ファ
イバが物理的に変形し、あるいはその特性が変化するこ
とがある。従来構造によりこれを試験したところ、海底
ケーブル布設間でそのケーブルに加わる張力は最大３０
トンが観測され、ナイフェツジの部分では部分的に４５
トンの張力が生じていることがわかった。

さらに、ナイフェツジに沿って供給されたケーブルは、
回転ドラムの回転にしたがって回転ドラムの表面を滑る
ことになるが、このとき上述のような大きい張力が加え
られた状態で滑るので、ケーブルの表面に擦過傷が生じ
る欠点がある。

また、海底ケーブルは常に一様な太さではなく、中継器
が接続されている部分ではケーブル径が実質的に大きく
なっているから、中継器の部分ではナイフェツジの操作
に特殊な操作が必要であり、その操作はほとんど人力に
より行われている。このための工数は大きく、またその
作業には危険が伴う。

さらに、従来構造ではナイフェツジの部分に接触するケ
ーブルから、回転ドラムの回転軸に垂直の方向に向かう
大きい力を受け、これは回転ドラムの回転軸に対して軸
を押し曲げるように作用する。海底ケーブル布設間では
、回転軸の軸受構造はできる限り簡単な構造であること
が望ましいが、この力に対向するために、軸受構造を相
当に強固なものにせざるを得ない。

本発明はこれを改良するもので、ナイフェツジを不要と
するウィンチを提供することを目的とする。

本発明はケーブルの布設または引き上げに際して、ケー
ブルに無用のスｔレスを生じさせることがなく、回転ド
ラムの軸受に対して無用な方向の捩り力を生じさせるこ
とのないウィンチを提供することを目的とする。

本発明はケーブルに加わる外力によりその特性が変化し
やすい光ファイバを用いた海底ケーブルに適するケーブ
ル用ウィンチを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、回転ドラムを備え、この回転ドラムにケーブ
ルを複数回巻きつけてこのケーブルに加わる張力を制御
するケーブル用ウィンチにおいて、上記回転ドラムのケ
ーブルが巻きつくシリンダ状の表面に回転軸方向に細長
い複数のセグメントを備え、この複数のセグメントはそ
れぞれ独立に上記回転ドラムの軸方向に可動の構造であ
り、この回転ドラムの回転にしたがって上記複数のセグ
メントをその配列順に上記回転ドラムの回転軸方向に一
方向には緩やかに、他方向には急速に移動させる機械手
段を備えたことを特徴とする。

複数のセグメントはほとんど密接して配置され、回転ド
ラムのケーブルが巻きつく円筒状の表面はこの複数のセ
□グメントにより覆われた構造であることが好ましい。

機械手段には回転ドラムの回転にしたがって駆動される
カム手段を含む構造が好ましい。

カム手段は回転ドラムの内側に設けられた円筒状のカム
リングを含み、このカムリングにはその外周にカム溝が
形成され、上記カム手段はさらに、各セグメントに連結
されこのカム溝に沿って移動するカムフォロワを含む構
造が好ましい。

カムリングは回転ドラムの回転に対して静止する構造で
あることができる。

カムリングは回転ドラムの回転速度に対して異なる回転
速度で回転する構造とすることができる。

カム溝は、回転方向に対して長い緩やかな傾斜をもつ部
分と、回転方向に対して短い急な傾斜をもつ戻り部分と
を含み、長い緩やかな傾斜をもつ部分は全円周のうち２
４０度以上の部分であることがこのましい。

さらに、長い緩やかな傾斜をもつ部分は全円周のうち３
４２度以上の部分であることが好ましい。

カム溝の形状は、そのカム溝に沿って移動する物体に大
きい加速度の変化がないように滑らかに形成された形状
であることが好ましい。

〔作用〕

本発明のウィンチは、回転ドラムの円筒状の表面が回転
軸方向に細長であり回転軸方向に可動な多数のセグメン
トにより構成される。このセグメントは回転ドラムの回
転にしたがってその配列順に順次往復運動する。その運
動はこの回転ドラムに巻きつけられたケーブルがすり寄
せられる方向に緩やかに移動し、その移動の終点に達す
ると急速にその反対方向に移動復帰するように設定され
る。したがって、ある時点では多数のセグメントのうち
大部分のセグメントはケーブルがずり寄せられる方向に
緩やかに移動し、ごく少数のセグメントが反対方向に移
動復帰していることになる。

この回転ドラムに巻きつけられたケーブルは、その大部
分が緩やかに移動するセグメントに接し、ごく一部分が
急速に復帰するセグメントに接することになるから、回
転ドラムに巻きつけられたケーブルは、回転ドラムの表
面上でそのほどき出されてゆく方向に無理なく移動させ
られ、新たなケーブルが供給される位置にそのスペース
を作る。

したがって、張力が大きくなってもケーブルに無理な力
が加わることがなくなり、ケーブルを損傷することがな
い。

〔実施例〕

第１図は本発明実施例装置の回転ドラムを示す側面図で
ある。第２図はその断面構造図である。

この第２図は第１図のＡＡ断面を示す。第３図はセグメ
ントの断面構造図であって、第２図のＢＢ断面を示す。

第４図はカムリングに形成された溝の展開図である。第
５図は本発明実施例装置の使用状態を示す図である。

第１図を参照すると、回転ドラム１はその円筒状の部分
２が回転軸４により回転する構造である。

この円筒状の部分２の内側にはカムリング３を備える０
円筒状の部分２は内部シリンダ５とこの内部シリンダ５
に取付けられた多数のセグメント６とを含む構造である
。すなわち内部シリンダ５は回転軸４により直接回転す
る。多数のセグメント６は全体としてこの内部シリンダ
５にしたがって回転し、その一つ一つは回転軸と平行な
方向に移動可能な構造である。この回転軸と平行な方向
への移動は、回転軸４と同軸に設けられたカムリング３
により制御される。

第２図を見ると、セグメント６は内部シリンダ５にボル
ト１２により取付けられている。このボルト１２が貫通
する内部シリンダ５の穴７は、回転軸の方向に長い長大
であって、セグメント６はこの長穴７の範囲で軸方向に
移動可能である。さらに第３図に示すように、各セグメ
ント６はその断面は台形を逆さにした形状であって、そ
の斜辺は支持部材８により支持されている。支持部材８
はねじ９により内部シリンダ５に固着されている。支持
部材８の肩の部分１０は斜めに削られて、この部分１０
がセグメント６の浅い溝１１に接触し、互いに擦り合わ
される構造である。

セグメント６の長さは内部シリンダ５の長さにほぼ等し
い。多数のセグメント６は並列的にその間にはほとんど
隙間のないように配置され、各セグメント６の表面２６
は、内部シリンダ５とほぼ同心伏の円筒を構成する。こ
の実施例ではセグメント６は４０個設けた。この４０個
のセグメント６の表面２６が回転ドラムの円筒状の表面
になる。

各セグメント６は、その断面中央部分をボルト１２が貫
通し、ボルト１２は内部シリンダ５の長穴７にナツト１
４およびワッシャ１３により取付けられる。

ポル）１２の頭はセグメント６の表面２６の浅い凹部に
隠れてその表面には達しない。

第２図で見ると、各セグメント６について内部シリンダ
５にはそれぞれ三つの長穴７があり、そのうち二つにつ
いては上述のようにボルト１２が貫通して、その長穴フ
の範囲で軸方向に移動可能に構成されている。三つ目の
長穴７ａはちょうどカムリング３の位置に設けられ、こ
のカムリング３のカム溝１８に追従するカムフォロワ２
１がこの長穴７ａを貫通する。

内部シリンダ５はスポーク１５により回転軸４に固定的
に支持され、回転軸４の回転により回転する。回転軸４
は図外の回転駆動装置により回転駆動される。カムリン
グ３は回転軸４と同軸の構造であるがその間には連結は
なく、回転軸４とは独立に回転できる構造である。カム
リング３は回転軸４にローラ１６により支持される。こ
のローラ１６はカムリング３の内側の溝１７との間で回
転する。

カムリング３の外側にはカム溝１８が設けられている。

第４図はこのカム溝１８の全円周にわたる展開図である
。すなわち、このカム溝１８は長い緩やかな傾斜部分１
９と、短い急な戻り傾斜部分２０とで構成される。大略
の値を示すと、長い緩やかな傾斜部分１９は全体のほぼ
９５％の部分であり、短い急な戻り部分２０は全体のほ
ぼ５％である。

第２図にもどり、このカムリング３の外周に設けられた
カム溝１８には、セグメント６に連結されたカムフォロ
ワ２１が噛み合う。すなわち、内部シリンダ５の長穴７
ａをこのカムフォロワ２１が貫通する。このカムフォロ
ワ２１は円筒状の部分２の回転に伴い、カム溝１８に追
従してセグメント６を回転軸に平行な方向に往復運動さ
せる。

回転軸４は固定台２２に回転自在に取付けられている。

固定台２２の構造は本発明の説明には直接関係がないの
で節単に描かれている。上述のカムリング３は、この実
施例ではこの固定台２２の突起２３により、回転軸４が
回転しても回転しないように固定されている。したがっ
て、回転軸４が回転すると各セグメント６は回転しなが
ら、その軸方向の位置がカム溝１８の位置にしたがって
移動することになる。

第５図を見ると、中心に回転軸４があり、スポーク１５
により支持された内部シリンダ５があり、これに、上述
の構造でセグメント６とその支持部材８があり、その外
側にケーブル２５が巻きつけられる様子が示しである。

巻きつけられたケーブルの始端および終端はそれぞれケ
ーブルガイド２４によりその位置が定められる。第５図
に破線で示すように、回転軸４と同心にカムリング３が
あり、このカムリング３は回転しないように、固定台２
２に突起２３により固定されている。カム溝１８の戻り
部分２０は、ケーブルの供給端と繰り出し端との間、す
なわち第５図の上端になるようにカムリング３を設定し
ておくことがよい。

この装置の動作を説明すると、第２図でケーブルはケー
ブルガイド２４から供給されるものとし、ケーブルはセ
グメント６の外周、すなわち回転ドラムの表面にしっか
りと数回（３〜６回程度）巻きつけられる。回転軸４が
回転すると、この回転にしたがってケーブルガイド２４
から連続的にケーブルが供給される。ケーブルに張力が
かかると、回転ドラムに巻きついたケーブルはこの回転
ドラムを締めつける。

回転軸４が回転すると各セグメント６はカムリング３の
カム＄１８にしたがって軸方向に往復運動を行う。この
カム溝１８は上述のように長い緩やかな傾斜部分と短い
急な戻り部分とがあるから、ここの４０個のセグメント
６のうち、３７個のセグメント６は第２図で左から右に
緩やかに移動し、残りの３個のセグメントが右から急速
に左方へ移動する。したがって、この回転ドラムに巻き
ついたケーブルは、その大部分が接する３７個の左から
右方へ移動するセグメント６の移動にしたがって緩やか
に移動し、ケーブルガイド２４の位置に新たに供給され
るケーブルのための空間を作る。このとき、セグメント
６と巻きついたケーブルとの間の滑りは、急速に右から
左方へ戻る３個のセグメント６との間のみで生じ、残る
３７個のセグメント６との間には滑りがない。

回転ドラムを逆方向に回転させる場合、すなわちケーブ
ルを海中に布設するのではなく、ケーブルを海中から引
き上げる場合には、この装置の回転軸を単に逆転させる
だけで、ほかに何の操作も必要としない。回転軸４を逆
転することにより、各セグメント６は順に、今度は第２
図の右から左へ緩やかに移動し、ごく一部のセグメント
６が順に左から右へ急速に移動することになる。

この装置を用いて海底ケーブルを布設し、そのケーブル
に中継器が接続された部分が現れても、その際になんら
特別の操作をする必要がない。

また、取り扱うケーブルの径が異なる場合には、セグメ
ント６の移動範囲（振幅）を変更すればよい。実際には
異なるカム溝１８を形成したカムリング３を複数種類用
意しておき、これを取り替えることにより対応すること
ができる。

この装置を用いて光ファイバによる海底ケーブルの布設
試験を行った。回転ドラムの径（多数のセグメント６の
外径）は３メートル強とした。ケーブルに布設船上で予
測されるさまざまな張力を印加した状態で、この装置に
より正逆回転を繰り返しても、ケーブル内の光ファイバ
には全く特性の変化が観測されなかった。

上記実施例装置の変形として、カムリング３を固定する
のではなく、カムリング３を回転軸４より遅い相対速度
で回転させる構造とすることができる。この場合には、
その相対速度を変更することにより、セグメント６の移
動速度を変更することができる。すなわち、一つの装置
でカムリングを変更しなくとも、異なる径のケーブルを
取り扱うことができる。また、ケーブルの中継器が接続
された部分で、カムリング３を回転させて、回転ドラム
上のケーブルの移動速度を臨時に変更するように操作す
ることもできる。

また他の変形として、すべてのセグメント６が可動でな
くともよい。たとえば一つ置きにセグメント６が可動で
あり、可動のセグメントの間のセグメントは固定する構
造でもよい。また、すべての可動セグメントが一つのカ
ム溝にしたがって移動しなくとも、２種類あるいは３種
類以上のカム溝にしたがって、各セグメントが別の動き
を行うように構成することもできる。

カム溝１８の形状は、カムフォロワ２１がカム溝１８か
ら脱線することのないように、急激な加速度変化を与え
るものでないことが望ましい。

セグメントの数については、実験の結果゛上述の実施例
で説明した４０個が最適であったが、この数はどのよう
にも設定することができる。いずれの場合にも、大部分
のセグメントが緩やかに一方向の移動を行い、ごく一部
の数のセグメントが他方向に急速な戻り動作を行う。

セグメントを内部シリンダに取りつける構造や、カムフ
ォロワの構造などは、上記実施例の他にもさまざまに設
計することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の装置によれば、回転ドラ
ムの回転にしたがって、回転ドラムの表面の大部分のセ
グメントがケーブルの移動方向に緩やかに移動するので
、新たに供給されるケーブルのスペースを自動的に作る
ことができる。したがって新たに供給されるケーブルが
無理に割り込むような動作がなく、ケーブルに無用の外
力が印加されることがない。また回転ドラムの表面とそ
れに巻きつけられたケーブルとの間に大きい摩擦が発生
することがない。したがって、この回転ドラムを通過す
るケーブルに無理な力を加えることがなく、ケーブルを
損傷することがない。

本発明の装置は、従来装置に見られたようにナイフェツ
ジの部分で新たに供給されたケーブルが割り込む動作が
ないので、回転ドラムの回転軸にこの回転軸を押し曲げ
る方向の力が加わらない。

したがって、回転ドラムの回転軸支持構造は従来装置に
比べて簡単化され、船上に搭載するために有利である。

本発明の装置は特に光ファイバを用いたケーブルに実施
してその効果が大きい。

また、本発明の装置では、中継器を接続した部分でもス
ムースなすり寄せが行われ、人力による特別の操作を必
要としないことが実験で確かめられた。したがってケー
ブル布設船上での作業工数は小さくなり安全性が改善さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例装置回転ドラム部分の側面図。 第２図はその断面構造図。第１図のＡＡ断面を示す。 第３図はセグメントの断面構造図。第２図のＢＢ断面を
示す。 第４図はカムリングに形成されたカム溝の展開図。 第５図は本発明実施例装置の動作状態図。 １・・・回転ドラム、２・・・円筒状の部分、３・・・
カムリング、４・・・回転軸、５・・・内部シリンダ、
６・・・セグメント、７・・・長穴、８・・・支持部材
、９・・・ねじ、１２・・・ボルト、１５・・・スポー
ク、１６・・・ローラ、１８・・・カム溝、２１・・・
カムフォロワ、２２・・・固定台、２３・・・突起、２
４・・・ケーブルガイド、２５・・・ケーブル。 特許出願人　代理人弁理士　井　出　直　孝図面の浄ｆ
ｌ（Ｆ”−客に変更なし） 亮１図 ３２　回 手続補正書（方式） 昭和６０年７月２３日 特許庁長官　　宇　賀　道　部　殿 昭和６０年特許願第４９１７４号 ２、　発明の名称　　ケーブル用ウィンチ代表者　フラ
ンシス・ニドワード・レンゲ４、代理人　〒１７７　！
！！　０３−９２８−５６７３６、　補正により増加す
る発明の数　　な　し７、補正の対象　　　図面

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転ドラムを備え、 この回転ドラムにケーブルを複数回巻きつけてこのケー
   ブルに加わる張力を制御するケーブル用ウインチにおい
   て、 上記回転ドラムのケーブルが巻きつくシリンダ状の表面
   に回転軸方向に細長い複数のセグメントを備え、 この複数のセグメントはそれぞれ独立に上記回転ドラム
   の軸方向に可動の構造であり、 この回転ドラムの回転にしたがって上記複数のセグメン
   トをその配列順に上記回転ドラムの回転軸方向に一方向
   には緩やかに、他方向には急速に移動させる機械手段を
   備えた ことを特徴とするケーブル用ウインチ。
2. （２）複数のセグメントはほとんど密接して配置され、
   回転ドラムのケーブルが巻きつく円筒状の表面はこの複
   数のセグメントにより覆われた構造である特許請求の範
   囲第（１）項に記載のケーブル用ウインチ。
3. （３）機械手段には回転ドラムの回転にしたがって駆動
   されるカム手段を含む特許請求の範囲第（１）項に記載
   のケーブル用ウインチ。
4. （４）カム手段は回転ドラムの内側に設けられた円筒状
   のカムリングを含み、このカムリングにはその外周にカ
   ム溝が形成され、上記カム手段はさらに、各セグメント
   に連結されこのカム溝に沿って移動するカムフォロワを
   含む特許請求の範囲第（３）項に記載のケーブル用ウイ
   ンチ。
5. （５）カムリングは回転ドラムの回転に対して静止する
   構造である特許請求の範囲第（４）項に記載のケーブル
   用ウインチ。
6. （６）カムリングは回転ドラムの回転速度に対して異な
   る回転速度で回転する構造である特許請求の範囲第（４
   ）項に記載のケーブル用ウインチ。
7. （７）カム溝は、回転方向に対して長い緩やかな傾斜を
   もつ部分と、回転方向に対して短い急な傾斜をもつ戻り
   部分とを含み、長い緩やかな傾斜をもつ部分は全円周の
   うち２４０度以上の部分である特許請求の範囲第（４）
   項に記載のケーブル用ウインチ。
8. （８）長い緩やかな傾斜をもつ部分は全円周のうち３４
   ２度以上の部分である特許請求の範囲第（７）項に記載
   のケーブル用ウインチ。
9. （９）カム溝の形状は、そのカム溝に沿って移動する物
   体に大きい加速度の変化がないように滑らかに形成され
   た形状である特許請求の範囲第（４）項に記載のケーブ
   ル用ウインチ。