JPS63305710A - 海底ケ−ブルの布設または引揚げ方法 - 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、海底ケーブル分岐装置の布設または引揚げ方
法に関し、詳しくは海底ケーブル分岐装置を互いにねじ
れ合うことなく布設し、または引揚げるための方法に関
するものである。 ［従来の技術１ 一般の海底ケーブル分岐伝送路の概念を第８図に示す、
ここで、１，２．３はケーブルであり、これらケーブル
１〜３によってＡ、Ｂ、Ｃの３地点を接続している。５
は分岐装置であり、各ケーブル１〜３を相互に接続し、
各ケーブル１〜３の伝送路を空間的、時間的もしくは周
波数的に切り替え分岐する機能を有している。 このように３方向に分岐した伝送路を海底に布設するｋ
めの一般的な方法を以下に述べる。 第９図は海底ケーブル分岐の一般的な布設方法の説明図
である。まず、第９図（ａ）および（ｂ）に示すように
、布設船ｌＯによりケーブル２をＢ地点から分岐点りま
で布設し、そのケーブル２の先端に浮標１１を取り付け
て放置する。次に、第９図（Ｃ）　に示すように、布設
船ｌＯによつてケーブル３をＣ地点からＤ点まで布設す
る。そして、第９図（ｄ）に示すように、既に布設しで
あるケーブル２を船上に巻き上げ、ケーブル２および３
のそれぞれの端に分岐装置５を接続するとともに、船内
のタンクに積載しであるケーブル１を分岐装置５の他端
に接続する。 このようにして、３本のケーブル１．２．３は分岐装置
５を介して接続される。最後に、第９図（ｅ）に示すよ
うに、ケーブル１を船内から海底へ繰出すことにより、
３本のケーブルが接続された分岐装置を海底に沈降させ
、かつケーブルｌをＡ地点まで布設して全ての伝送路の
建設を終了する。 このような布設に用いられる海底ケーブルの構造は多種
多様であるが、何れにしても抗張力体を有し、布設時ま
たは引揚げ時にケーブルに加わる巨大な張力に耐え得る
ように設計されている。 第１Ｇ図はこのような海底ケーブルの構造の一例を示し
ている。この例では光ファイバを伝送媒体としたもので
ある。ここで、２１は複数の光フアイバ伝送体を含むユ
ニット、２２はユニット２１を保護するための金属パイ
プ、２３は抗張力体、２４は抗張力体２３を押さえるた
めの金属バイブ、２５はプラスチック外被である。 第１１図は第１０図に示す海底ケーブルの一部分を破断
して示す断面図である。抗張力体２３は、通常、第１１
図に示すように、鉄線等を特定の方向に巻きつけて構成
した集合体である。このような巻きつけをＳ撚りと称し
、手前に向かって右回りに巻きつけである。 そこで、抗張力体２３に張力Ｆが付加されると、第１２
図に示すように円周方向に作用する回転トルクＴが発生
する。この回転トルクＴは次式（１）で与えられる。 Ｆ：張力 Ｄ：撚り線の巻きつけ層心径 ｐ：撚りのピッチ 以上述べたよう・々ことかられかるように、一般に、撚
り線を抗張力体としたケーブルは、張力Ｆが付加される
と、回転トルクＴが発生し、ケーブル自体がねじれると
いう性質を有している。そのねじれの方向は、張力が増
大する時は撚りがほどける方向であり、逆に張力が減少
する時は撚りが締まる方向になる。　　・ 第１３図は、第１０図に示した海底光フアイバケーブル
を用いて測定した張力付加時におけるケーブル端の回転
量の一例定例を示す、ここで、横軸は張力であり、縦軸
は回転量である。 以上の点を考慮した上で、今、分岐装置５に接続される
ケーブル全てが、第１３図に示すような同一の張力−回
転特性をもった場合を想定し、第９図（ｅ）に示した布
設におけるケーブルのねじれ現象を第１４図によって説
明する。 分岐装置５よりも下方にある２木のケーブル２．３は、
接続されたケーブルが沈降するに従って吊り下がってい
るケーブル長が徐々に減少するので、自重によってケー
ブルに加わる張力もまた徐々に減少する。そのため、ケ
ーブル２．３には撚り線が締まろうとする方向に回転ト
ルクが作用する。いま、全てのケーブル１，２．３の抗
張力体の撚り方向が全てＳ方向である（手前に向かって
右回りに巻きつけである）とすると、ケーブル２．３の
ねじれようとする方向はケーブルを上から見ると、第１
４図に示すように、両者共右回りとなる。 一方、これらのケーブルを吊り下げているケーブル１は
、当初、船内にある時は張力が付加されていなかったも
のが、海底へ投入されるとケーブル２．３および分岐装
置５の重量を受けて張力が加わることになり、撚り線が
ほどけようとする方向にねじれようとする。この方向は
、分岐装置５の側では、第１４図に示したように、やは
り上から見て右回りになる。 このように分岐装置５を含めた３本のケーブルを海底に
沈降させていくと、分岐装置５を中心に上方から見て全
て右回りのねじれを引き起こそうとするので、ケーブル
の沈下に伴って分岐装置５は回転し、ケーブル２および
３は、互いにからみ合フて第１５図のような状態となっ
て布設される。 このようなねじれが生じることは、ケーブルにとっては
極端に小さな曲げ半径での曲がりを引き起こすことにな
り、そのために伝送特性および機械特性の劣イビを招き
、またケーブルの外被に使用したプラスチックが損傷を
受けるなどの問題が生じる。 一方、このような分岐装置５を含む伝送路が何らかの障
害となった場合は、分岐装置５あるいはケーブルを取り
替えるために布設船ｌＯ上に引揚げて、回収する必要が
ある。そこで、例えばケーブルｌを探線し、このケーブ
ルから分岐装置５およびケーブル２．３を引揚げる際の
ケーブルのねじれ現象を第１４図と同様に第１６図を参
照して説明する。 海底においては、分岐装置５から下の２本のケーブル２
．３には張力がなく、引揚げるに従い、ケーブル２．３
の自重によって張力が増大するとともに、回転可能な長
さも増大してくる。このため、ケーブル２．３には撚り
線がほどけようとする回転トルクが作用する。この方向
は、Ｓ撚りケーブルの場合、第１６図に示すように、船
側から見て左回りの方向となる。一方、分岐装置５に接
続されているケーブル１には、張力作用区間が短くなり
、はどけていた撚り線が元に戻ろうとするために、ケー
ブル２．３とは逆に締まろうとする回転トルクが作用す
る。この方向も第１６図に示すように、布設船側から見
て左回りの方向となる。このため、分岐装置５は全体と
して左回りに回転し、ケーブル２および３は互いにから
み合い、第１５図とはちょうど逆にねじれた状態で船上
に引揚げられることとなる。 このようにケーブルが相互にねじれ合うことは、上述し
たように伝送特性や機械特性を損なうばかりでなく、船
上に引揚げた際に、例えばケーブル２に障害があって取
り替、えたい場合でも、これをケーブル３から取り外す
ことは容易でなく、作業を極端に困難なものにするとい
う問題があった。 二のようなケーブルの回転によるねじれを防止する方法
として、ケーブルに張力が付加された際にケーブル自体
にトルクが発生しないように特殊な抗張力体構造を有す
るいわゆるトルクバランスケーブルを用いる方法がある
。 第１７図はこのようなトルクバランスケーブルの構造の
一例を示すものである。このケーブルは、少くとも２層
の抗張力撚線体３１．３２を有し、これら撚線体３１．
３２が互いに逆方向に撚られている。 抗張力体３１．３２の線径や撚りピッチが特定の条件を
満たす場合にのみ、互いのトルクを打ち消すことによっ
てケーブル自体にトルクが発生しないようにできる。 【発明が解決しようとする問題点１ しかしながら、一般にケーブルは長くなるほどねじれに
対する剛性が急激に減少するので、ケーブル２．３に発
生したトルクによりケーブル３３および分岐装置５が容
易に回転することになり、第１５図と同様にケーブル相
互のねじれが発生し、そのため上述の問題点を解消する
ことはできない。 第１８図は上述のような特長をもつトルクバランスケー
ブル３３をケーブル１の代わりに分岐装置５の上部側に
接続した場合の布設もしくは引揚げ方法を示す。この場
合、ケーブル３３には張力が付加することによるトルク
は発生しないが、分岐装置５の下部側に接続した通常の
ケーブル２．３は、第１４図と同様の右回転トルク（布
設時）もしくは第１６図と同様の左回転トルク（引揚げ
時）が作用することになる。 以上に述べてきたように、従来のような海底ケーブルの
布設／引揚げ方法を用いる限り、海底ケーブル分岐部に
ねじれが生じ、そのためにケーブルの曲がりによる伝送
特性、機械特性の劣化を招いたり、また、布設船上での
ケーブルなどの取扱いが困難になるという問題点があっ
た。 そこで、本発明の目的は、上述の問題点を解決し、海底
ケーブル分岐部にねじれが生ずることのない安定した海
底ケーブルを布設し、または引揚げる方法を提案するこ
とにある。 Ｅ問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明は、第１および第
２の海底ケーブルを分岐装置を介して分岐して布設また
は引揚げる方法において、第１および第２の海底ケーブ
ルを、それぞれ張力を付加したときに互いに逆方向の回
転トルクを生じるように予め定めておき、それら第１お
よび第２の海底ケーブルを分岐装置に接続し、次に、分
岐装置に第３の海底ケーブルを接続し、第３の海底ケー
ブルによって分岐装置を海底に投入し、あるいは海底か
ら引揚げ、その投入あるいは引揚げ時に第１、第２およ
び第３ケーブルの間にねじれが生じないようにすること
を特徴とする。 ［作　用１ 本発明においては、少なくとも分岐装置の下部側に、張
力による発生トルクを互いに打ち消すようにした２本の
ケーブルを接続して、分岐装置を海底に布設し、もしく
は海底から引揚げるので、分岐装置を中心としたケーブ
ルのねじれの発生が無く、安定した布設／引揚げ工事を
実施できる。 さらにまた、船上におけるケーブルおよび分岐装置の取
扱いも容易になり、作業効率が向上する。 ［実施例１ 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。 第１図は本発明の第１の実施例を説明する図である。第
１図において、ケーブル４１とケーブル４２とは、張力
付加時に発生する回転トルクが互いに逆向きであり、相
手のトルクを打消すようにする。これらのケーブル４１
と４２は分岐装置５の下部側に接続されている。ケーブ
ル４３は、このような分岐装置５に接続され、布設船１
０から海底面へ沈下させるか、もしくは海底面から布設
船ｌＯへ引揚げるものである。ケーブル４３の構造は、
例えば、第１Ｏ図に示すようにすることができる。ケー
ブル４１およびケーブル４２の構造についても特に制限
は無く、第１０図と全く同じでよい、これらのケーブル
同士のトルクを打消すためには、両者の断面構造を変え
る必要は全く無く、単に両者の抗張力体２３の撚り方向
を逆転させておけばよい、すなわち、例えばケーブル４
１の抗張力体を第２図（ａ）に示すようにＳ方向（手前
に向けて右回り）に撚る場合は、ケーブル４２の抗張力
体は、第１３図（ｂ）に示すようにＺ方向（手前に向か
って左回り）に撚っておけばよい。 このように、それぞれのケーブルの撚り方向を互いに逆
向きにすることにより、例えば布設の際には、第３図（
ａ）に示すように、ケーブル４１および４２に発生する
トルクはそれぞれ布設船ｌＯから見て右回りおよび左回
りとなる。それぞれのケーブルの抗張力体構造は撚り方
向が逆の点を除いて全く同一であり、トルクの大きさも
同一であるため、これらのトルクの合力であるケーブル
回りのトルクは完全に打消されることになり、そのため
分岐装置５およびケーブル４３が回転するということが
なくなる。また、引揚げの際には、第３図（ｂ）　に示
すように、発生トルクは逆転するが、布設の場合と同様
に相互に打ち消し、回転を抑制することができる。 一方、ケーブル４３が例えばケーブル４１と同じ抗張力
体構造を有しているとすると、布設に伴い右回りの回転
トルクを発生する。これを第１８図に示す布設の場合と
比較すると、分岐装置５を境界にしてトルクの印加状態
が全く逆であることがわかる。すなわち、第１８図の例
では分岐装置５上のケーブル３３がトルクを発生せず、
分岐装置５下のケーブル２．３が回転しようとするのに
対し、第３図では分岐装置５下のケーブル４１および４
２にトルクが発生せず、分岐装置５上のケーブル４３に
トルクを発生する。発生しているトルクは、第１８図と
第３図とではほぼ同一であるにもかかわらず、分岐装置
５のねじれ現象は全く異なり、第３図の構成ではほとん
どねじれは発生しない。 この差異は第４図に示す実験結果によって容易に説明さ
れる。 第４図は図示したような種々のケーブル構成体に対して
一定の張力とトルクを端末に同時に印加したときの端末
の回転量とトルクとの関係を示すものである。ここで、
（ａ）はＳ撚り１木と２撚り１本とによる構成体、（ｂ
）はトルクバランスケーブル１本による構成体、（Ｃ）
はＳ撚り２本による構成体、（ｄ）はＳ撚り１本による
構成体である。 ケーブル構成体（ａ）〜（ｄ）　による相関関係の這い
は、張力が加わることによるケーブル自体がねじれよう
とする０捻性と、外力としてのトルクに抗しようとする
ねじれ剛性との相関によって生じる・相違である。 例えば、（ｄ）の場合、ケーブルはＳ撚りになっている
ため、張力が加わるだけで自分自身が左回りの回転をす
る性質を有しており、トルクが０でも一定の回転をして
いる。そのため、さらに左回りのトルクが加わると、こ
の傾向が一層増長されるため、急激な回転量増加となる
。（Ｃ）の場合も、もともと左回り回転の性質を持って
おり、回転は発生するが、形状が３点保持となっている
ので、外力としてのねじれに対するねじれ剛性が（ｄ）
に比べて大きく、従って、回転量の増加はゆるやかであ
る。 一方、第１８図に相当する（ｂ）の場合には、発生トル
クがバランスしているために、ケーブル自体がねじれよ
うとする性質がなく、そのため外力トルクがＯの場合は
全く回転を示さないが、外力に対するねじれ剛性は（ｄ
）と比べてほぼ同等しかなく小さいため、外力トルクの
増大に対しては回転を抑えることができない。 これらの場合に対して、（ａ）の場合、すなわち第３図
に相当する場合には、ケーブル自体の０捻性が無い上に
、（Ｃ）と同様の形状効果（３点保持）によるねじり剛
性の高さと相俟って回転量は他の３例に比べて極めて少
なくほとんど問題がなくなる。 以上、説明したように、分岐装置５の下部に接続される
ケーブルの発生トルクを０にし、０捻性をなくしておけ
ば、布設および引揚げにおける分岐部のねじれは生じず
、先の従来技術で述べたように、伝送特性や機械特性を
劣化させたり、船上作業を困難なものにすることなく、
安定した布設および引揚げ作業が可能になる。 しかもまた、本実施例の方法によれば、ケーブルには特
殊なトルクバランスのケーブルを用いる必要もなく、単
に従来の通常ケーブルの抗張力線の撚り方向を変えるだ
けでよいから、経済的に伝送路を構成することが可能と
なる。 第５図は本発明の第２の実施例であって、分岐装置５に
接続されるケーブル４４．４５に第１７図に示したよう
なトルクバランスケーブルを用いるものである。この場
合も、分岐装置５の下のケーブルにトルクを発生させな
い点で、第１の実施例と同様である。 第６図は本発明の第３の実施例であって、分岐装置５の
下部のケーブル構成はＮ１の実施例と同じく、逆向ぎの
発生トルクを持つケーブルを接続し、ケーブル４１およ
び４２に発生するトルクを相互に打ち消し、分岐装置５
の上部のケーブル４６にトルクバランスケーブルを用い
た場合の実施例である。この場合には、第１の実施例と
比べて、分岐装置５上のケーブルからの発生トルクを消
すことができるので、分岐装置５の上下のトルクを完全
に打ち消すことかでき、一層安定した布設／引揚げが可
能になるという利点がある。 第７図は分岐装置５の上下のケーブル４４．．４５．４
６を全てトルクバランスケーブルとした本発明の第４の
実施例であり、第５図と第６図に示す実施例の複合形態
である。 この布設方法においても分岐装置５の上下のケーブルか
らの発生トルクが無く、完全にケニブル４４．４５およ
び分岐装置５の回転を抑制できるので、安定した布設／
引揚げが可能なことはいうまでもない、しかもまた、こ
の１４４の実施例では、分岐装置５を介してケーブル３
本が全て対称形に配置されることから、布設する時のケ
ーブルと引揚げる時のケーブルとが必ずしも一致する必
要がない利点もある。このことは、種々の要因で発生す
る修理を考えた場合、必要なケーブルのみを引揚げるこ
とができるため、工事作業の簡易化、工期の短縮化など
にも大きく貢献できるという利点を有している。 ［発明の効果〕 以上に説明したように、本発明においては、少なくとも
分岐装置の下部側に、張力による発生トルクを互いに打
ち消すようにした２本のケーブルを接続して分岐装置を
海底に布設し、もしくは海底から引揚げるので、分岐装
置を中心としたケーブルのねじれの発生が無く、安定し
た布設／引揚げ工事を実施できるという効果がある。さ
らにまた、船上におけるケーブルおよび分岐装置の取扱
いも容易になり、作業効率が向上するという効果もある
。 なお、以上では、海底ケーブルとして光フアイバケーブ
ルの場合について述べてきたが、本発明は従来のメタル
ケーブルの場合も含めて海底ケーブル全般に適用できる
ことは勿論である。但し、上述したところから明らかな
ように、光フアイバケーブルのように、ねじれの悪影響
を受けやすい場合に特に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図、第２図は
ケーブルの抗張力体の一例を示す図、第３図は本発明の
第１の実施例におけるトルクの説明図、 第４図は印加トルクと端末回転量との相関図、第５図〜
第７図は本発明の第２〜第４の実施例を示す構成図、 第８図は一般の海底ケーブル分岐の状態の概念説明図、 第９図は分岐海底ケーブルの一般的な布設方法の説明図
、 第１０図は海底ケーブルの構造の一例を示す図、第ｉ１
図は海底ケーブルを一部破断して示す断面図、 第１２図および第１３図は海底ケーブルに発生する回転
の説明図、 第１４図および第１５図は従来の海底ケーブル布設の説
明図、 第１６図は従来の海底ケーブル引揚げの説明図、第１７
図はトルクバランスケーブルの構造の一例を示す図、 第１８図はトルクバランスケーブルを使用した布設方法
の一例を示す図である。 １　、　２．３．４１，４２．４３−・・海底ケーブル
、５・・・分岐装置、 １Ｇ・・・布設船、 １１・・・浮標、 ２１・・・ユニット、 ２２．２４−・・金属パイプ、 ２３・・・抗張力体、 ２５・・・外被、 ３１・・・内層の抗張力体、 ３２・・・外層の抗張力体、 ３３．４４，４５．４６−・・トルクバランスケーブル
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）第１および第２の海底ケーブルを分岐装置を介して
   分岐して布設または引揚げる方法において、 前記第１および第２の海底ケーブルを、それぞれ張力を
   付加したときに互いに逆方向の回転トルクを生じるよう
   に予め定めておき、 それら第１および第２の海底ケーブルを前記分岐装置に
   接続し、 次に、前記分岐装置に第３の海底ケーブルを接続し、 該第３の海底ケーブルによって前記分岐装置を海底に投
   入し、あるいは海底から引揚げ、その投入あるいは引揚
   げ時に前記第１、第２および第３ケーブルの間にねじれ
   が生じないようにすることを特徴とする海底ケーブルの
   布設または引揚げ方法。 ２）前記第３の海底ケーブルは、張力付加時に回転トル
   クを発生しないトルクバランスケーブルであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の海底ケーブルの
   布設または引揚げ方法。 ３）前記第１および第２の海底ケーブルは、トルクバラ
   ンスケーブルであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載の海底ケーブルの布設または引
   揚げ方法。