(57)【要約】【課題】  捻じりによってループが生じても、キンクが発生しにくい電力ケーブルを提供する。【解決手段】  抗張力体２１は、２層で構成される。抗張力体２１の内側は、線材２１ａで構成され、抗張力体２１の外側は、線材２１ｂおよび高剛性線材２１ｃで構成される。線材２１ａ、２１ｂは、例えば繊維補強プラスチック（ＦＲＰ）等で構成される。高剛性線材２１ｃは、例えば鋼線である。すなわち、高剛性線材２１ｃは、他の線材２１ａ、２１ｂとは材質が異なり、他の線材２１ａ、２１ｂに対して、相対的に剛性が高い。高剛性線材２１ｃは、周方向に配置された複数の線材２１ｂに対して、周方向の所定の角度ごとに線材２１ｂに代えて配置される。このようにして、抗張力体２１の周方向における所定の角度ごと配置することで、曲げ方向によって、電力ケーブル１の曲げ剛性を変えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線と、
前記電線に沿って配置される抗張力体と、
前記電線及び前記抗張力体を一括して被覆する保護層と、
を具備する電力ケーブルであって、
軸方向の任意の位置において、前記電力ケーブルの軸方向に垂直な方向に対する最小の曲げ剛性と最大の曲げ剛性の比が２以上であることを特徴とする電力ケーブル。
【請求項２】
前記電力ケーブルは海中ケーブルであり、
前記抗張力体は、複数本の線材であり、前記線材が所定の撚りピッチで前記電線の外周に配置されることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブル。
【請求項３】
周方向に配置された複数の前記線材の内、周方向の所定の角度ごとに、他の位置の前記線材に対して相対的に剛性の高い高剛性線材が配置されることを特徴とする請求項２記載の電力ケーブル。
【請求項４】
前記高剛性線材は、他の前記線材と材質が異なることを特徴とする請求項３記載の電力ケーブル。
【請求項５】
前記高剛性線材は鋼線であり、他の前記線材は樹脂繊維体であることを特徴とする請求項４に記載の電力ケーブル。
【請求項６】
前記高剛性線材は、他の前記線材と断面形状が異なることを特徴とする請求項３記載の電力ケーブル。
【請求項７】
前記高剛性線材は、断面が略矩形状であることを特徴とする請求項６記載の電力ケーブル。
【請求項８】
周方向に配置された複数の前記線材の内、周方向の所定の角度ごとに、隣り合う複数の前記線材が連結されることを特徴とする請求項２記載の電力ケーブル。
【請求項９】
前記所定の角度が、１２０度または１８０度であることを特徴とする請求項８記載の電力ケーブル。
【請求項１０】
周方向に配置された複数の前記線材の内、周方向の所定の角度ごとに、前記線材が前記保護層と接着されることを特徴とする請求項２記載の電力ケーブル。
【請求項１１】
前記電力ケーブルの外形が非円形であり、長径方向と短径方向とで曲げ剛性が異なることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の電力ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、深海の無人探査システムなどに電力等を供給することが可能な電力ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、海洋において無人探査システムを用いて深海の探査を行う場合には、母船から海中ケーブルで接続された無人探査システムが海中に繰り出される。海中ケーブルを用いることで、母船から無人探査システムへ電力や信号等を送ることができる。
【０００３】
このような海中ケーブルは、所定の軸力が必要であるため、抗張力体からなる外装が設けられる。外装は、電力用心線の外周部に、例えば２層に設けられる。それぞれの層の抗張力体は、互いに逆向きに所定の撚りピッチで配置される（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９９８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、例えば、海中潜水作業ロボットと洋上基地を結ぶ海中ケーブル（アンビリカルケーブル）は、自重や波浪、潮流等による張力が常時作用するため、海中ケーブルには張力によってトルクが発生する。このため、海中ケーブルには、全体が捻られるように力が加わる。一般に、電力ケーブル線心や通信ケーブル線心は捻りによる損傷が発生し易く、これによって伝送機能を失うことが多い。
【０００６】
特に、アンビリカルケーブルは、洋上基地から潜水ロボットまで長距離ケーブルを繰り出して使用することが多く、他のケーブルより海中外乱による捻じりの影響を受けやすくなる。さらに、このように捻じられた状態で張力が緩むと、当該箇所にループが発生し、そのループ状態で再度張力を受けると、ループ径が縮まってキンクが発生するおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、捻じりによってループが生じても、キンクが発生しにくい電力ケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するため、本発明は、電線と、前記電線に沿って配置される抗張力体と、前記電線及び前記抗張力体を一括して被覆する保護層と、を具備する電力ケーブルであって、軸方向の任意の位置において、前記電力ケーブルの軸方向に垂直な方向に対する最小の曲げ剛性と最大の曲げ剛性の比が２以上であることが望ましい。
【０００９】
前記電力ケーブルは海中ケーブルであり、前記抗張力体は、複数本の線材であり、前記線材が所定の撚りピッチで前記電線の外周に配置されてもよい。
【００１０】
周方向に配置された複数の前記線材の内、周方向の所定の角度ごとに、他の位置の前記線材に対して相対的に剛性の高い高剛性線材が配置されてもよい。
【００１１】
前記高剛性線材は、他の前記線材と材質が異なってもよい。この場合、前記高剛性線材は鋼線であり、他の前記線材は樹脂繊維体であることが望ましい。
【００１２】
前記高剛性線材は、他の前記線材と断面形状が異なってもよい。この場合、前記高剛性線材は、断面が略矩形状であることが望ましい。
【００１３】
周方向に配置された複数の前記線材の内、周方向の所定の角度ごとに、隣り合う複数の前記線材が連結されてもよい。この場合、前記所定の角度が、１２０度または１８０度であることが望ましい。
【００１４】
周方向に配置された複数の前記線材の内、周方向の所定の角度ごとに、前記線材が前記保護層と接着されてもよい。
【００１５】
前記電力ケーブルの外形が非円形であり、長径方向と短径方向とで曲げ剛性が異なってもよい。
【００１６】
本発明によれば、電力ケーブルの軸方向に垂直な方向の曲げ剛性が、曲げ方向によって異方性を有するため、張力が緩んでループが形成されても、再び張力が生じた際にもキンクになりことを抑制することができる。
【００１７】
このような効果は、特に、電力ケーブルの曲げ方向に対する最小の曲げ剛性と最大の曲げ剛性の比が２以上である場合に有効に得ることができる。
【００１８】
このような電力ケーブルとしては、抗張力体が複数本の線材で構成され、線材が所定の撚りピッチで電線の外周に配置された海中ケーブルに適用することができる。
【００１９】
また、周方向に配置された複数の線材の内、周方向の所定の角度ごとに、剛性の高い高剛性線材を配置することで、曲げ方向による異方性を容易に得ることができる。
【００２０】
この場合、高剛性線材の材質を、他の線材の材質と異なるようにすることで、容易に、曲げ方向による異方性を得ることができる。例えば、高剛性線材として鋼線を適用し、他の線材としては樹脂繊維体を適用することができる。
【００２１】
同様に、高剛性線材の断面形状を、他の線材の断面形状と異なるようにすることでも、容易に、曲げ方向による異方性を得ることができる。例えば、高剛性線材の断面を略矩形状として、他の線材の断面を略円形とすることができる。
【００２２】
また、周方向に配置された複数の線材の内、周方向の所定の角度ごとに、隣り合う複数の線材を連結することでも、曲げ方向による異方性を得ることができる。例えば、１２０度または１８０度の角度ごとに、隣り合う複数の線材を連結することで、曲げ剛性の異方性を効率よく得ることができる。
【００２３】
また、周方向に配置された複数の線材の内、周方向の所定の角度ごとに、線材と保護層とを接着することでも、曲げ方向による異方性を得ることができる。
【００２４】
また、電力ケーブルの外形を非円形とすることによっても、曲げ方向による異方性を得ることができる。
【００２５】
本発明によれば、捻じりによってループが生じても、キンクが発生しにくい電力ケーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】電力ケーブル１を示す断面図。
【図２】電力ケーブル１の使用状態の一例を示す図。
【図３】電力ケーブル１ａを示す断面図。
【図４】電力ケーブル１ｂを示す断面図。
【図５】電力ケーブル１ｃを示す断面図。
【図６】電力ケーブル１ｄを示す断面図。
【図７】電力ケーブル１ｅを示す断面図。
【図８】電力ケーブル１ｆを示す断面図。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、試験体３０の試験方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、電力ケーブル１の断面図である。電力ケーブル１は、主に、電線９、光ケーブル１１、抗張力体２１、内部シース１７、保護層１９等から構成される。なお、図示した例では、３本の電線９と２本の光ケーブル１１と、１本の接地線１３を配置した例を示すが、少なくとも電線９を有すれば、他の構成や断面配置等は特に限定されない。
【００２８】
電線９、光ケーブル１１、および接地線１３は束ねられて内部シース１７で一括して覆われる。内部シース１７は、可撓性を有し、遮水性を有する樹脂層であり、例えばポリエチレン製である。内部シース１７内であって、電線９、光ケーブル１１、および接地線１３以外の空間には、シリコン１５が充填される。
【００２９】
内部シース１７の外周には、電線９等に沿って抗張力体２１が配置される。抗張力体２１は、複数本の線材２１ａ、２１ｂ等で構成され、線材２１ａ、２１ｂが所定の撚りピッチで電線９等の外周（内部シース１７の外周）に配置される。なお、抗張力体２１は、線材２１ａ、２１ｂが２層に配置され、内側の線材２１ａと外側の線材２１ｂとは、互いに逆方向に撚り合わせられる。なお、抗張力体２１の詳細は後述する。
【００３０】
電線９等を含み、その外周に配置される抗張力体２１は、一括して保護層１９で被覆される。保護層１９は、抗張力体２１を外部から保護するためのものであり、例えばテトロン撚糸が編み込まれた編組チューブで構成される。電力ケーブル１は、全体として可撓性を有する。
【００３１】
次に、電力ケーブル１の抗張力体２１について、詳細に説明する。前述したように、抗張力体２１は、２層で構成される。抗張力体２１の内側は、線材２１ａで構成され、抗張力体２１の外側は、線材２１ｂおよび高剛性線材２１ｃで構成される。
【００３２】
線材２１ａ、２１ｂは、例えば樹脂繊維体（ＦＲＰ）等で構成される。高剛性線材２１ｃは、例えば鋼線である。すなわち、高剛性線材２１ｃは、他の線材２１ａ、２１ｂとは材質が異なり、他の線材２１ａ、２１ｂに対して、相対的に剛性が高い。
【００３３】
高剛性線材２１ｃは、周方向に配置された複数の線材２１ｂに対して、周方向の所定の角度ごとに線材２１ｂに代えて配置される。図示した例では、高剛性線材２１ｃは、周方向に１８０°ごとに配置される。このようにして、抗張力体２１の周方向における所定の角度ごと高剛性線材２１ｃを配置することで、曲げ方向によって、電力ケーブル１の曲げ剛性を変えることができる。すなわち、電力ケーブル１の軸方向の任意の位置において、電力ケーブル１の軸方向に垂直な方向の曲げ剛性が、曲げ方向によって異方性を有することとなる。
【００３４】
例えば、図示した例では、曲げ剛性の高い高剛性線材２１ｃの曲げが大きくなる方向である、電力ケーブル１のＹ方向の曲げ剛性が高くなり、高剛性線材２１ｃの曲げが小さくなる方向である、電力ケーブル１のＸ方向の曲げ剛性が低くなる。
【００３５】
ここで、電力ケーブルの軸方向に垂直な方向の曲げ剛性が、曲げ方向によって異方性を有するとは、周方向に対して、所定の角度ごとに三点曲げ（例えばＪＩＳ  Ｋ７１７１）を行い、曲げの向きによって、曲げ剛性が周期的に変化することを言う。なお、電力ケーブル１の曲げ方向に対する最小の曲げ剛性と最大の曲げ剛性の比は２以上であることが望ましい。曲げ剛性比が十分にあれば、効果的にキンクの発生を抑制することができる。また、電力ケーブル１の曲げ方向に対する最小の曲げ剛性と最大の曲げ剛性の比が１２以下であることが望ましい。曲げ剛性比が高すぎると、取り扱い性が悪くなる。
【００３６】
次に、電力ケーブル１の使用方法の一例を説明する。図１は、電力ケーブル１の使用方法の一例を示す概念図である。なお、図においては、電力ケーブル１以外のケーブル等の図示を省略する。電力ケーブル１は、例えば、海中ケーブルとして使用することができる。
【００３７】
洋上の母船３からシーブを介して、海中へ電力ケーブル１が繰り出されている。電力ケーブル１の先端は、潜水艇５と接続されており、さらに、潜水艇５には電力ケーブル１を介して探査機７が接続される。電力ケーブル１を介して、母船３から、潜水艇５および探査機７へ電力及び信号を送ることができる。
【００３８】
前述したように、電力ケーブル１は、繰り出し時や張力を受けた際に、ねじれが生じる場合がある。特に、図１のように電力ケーブル１を使用すると、波浪や海流によって、電力ケーブル１には繰り返しの力が付与される。このため、張力が緩んだ際に、捻じれによってループが形成され、再度張力が付与された際に、このループが元の状態に戻らずにキンクが発生する恐れがある。キンクが生じると、内部の電線等の断線の要因となる。このため、キンクの発生を抑制する必要がある。
【００３９】
発明者らは、キンクの発生のメカニズムを調査したところ、電力ケーブル１の曲げ剛性に異方性がある場合に、キンクの発生を抑制する効果があることを見出した。すなわち、捻じれが生じた電力ケーブル１に対して張力が緩むとループが形成され、再び張力が付与された際に、このループが小径になって局所化した場合にキンクとなるが、ループが小さくなる段階で、電力ケーブル１の一部に曲げにくい部位があると、ループが元の状態に戻りやすくなることを見出した。
【００４０】
なお、全方位に対して曲げ剛性が高いと、取り扱い性も悪くなる。本実施形態のように、曲げやすい方向と曲げにくい方向とを形成することで、取り扱い性にも優れ、効率よくキンクの発生を抑制することができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、電力ケーブル１の曲げ剛性が、曲げ方向によって異方性を有するため、キンクの発生を抑制することができる。
【００４２】
また、抗張力体２１の一部において、線材２１ｂに代えて、材質の異なる高剛性線材２１ｃを用いることで、曲げ剛性の異方性を得ることができるため、特殊な製造工程が不要である。例えば、線材２１ｂと高剛性線材２１ｃの外径がほぼ同じであれば、従来の電力ケーブルの製造工程によって、容易に電力ケーブル１を製造することができる。
【００４３】
なお、高剛性線材２１ｃの配置する範囲は、特に限定されない。例えば、図示した例では、隣り合う３本の高剛性線材２１ｃを線材２１ｂに対して置換したが、より多くの線材２１ｂを高剛性線材２１ｃに置換してもよい。例えば、線材２１ｂよりも高剛性線材２１ｃの本数が多くてもよい。この場合には、周方向に配置された複数の高剛性線材２１ｃの内、周方向の所定の角度ごとに相対的に剛性の低い線材２１ｂが配置されることとなる。しかし、この場合も、周方向の所定の角度ごとに、高剛性線材２１ｃが配置されている本実施形態の一態様とする。
【００４４】
次に、第２の実施形態について説明する。図３は、第２の実施形態にかかる電力ケーブル１ａの断面図である。なお、以下の説明において、電力ケーブル１と同様の機能を奏する構成については、図１と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４５】
電力ケーブル１ａは、電力ケーブル１とほぼ同様の構成であるが、高剛性線材２１ｃの構成が異なる。電力ケーブル１ａの高剛性線材２１ｃは、他の線材２１ｂに対して断面形状が異なる。図示した例では、高剛性線材２１ｃは、略円形断面の線材２１ｂに対して、断面が長細い形状（例えば略矩形状）であり、高剛性線材２１ｃの長径方向の長さが、線材２１ｂの外径よりも大きい。なお、線材２１ｂと高剛性線材２１ｃとは、同一素材（例えばＦＲＰ）であってもよく、第１の実施形態のように、異なる材質であってもよい。
【００４６】
ここで、高剛性線材２１ｃは、短径方向（厚み方向）の曲げ剛性と長径方向（幅方向）の曲げ剛性が異なり、長径方向の曲げ剛性が、短径方向の曲げ剛性よりも大きい。また、高剛性線材２１ｃは、互いに対向する位置に、長径と短径の向きを互いに揃えて配置される。このため、電力ケーブル１ａは、高剛性線材２１ｃの曲がりやすいＸ方向には曲げ剛性が低く、高剛性線材２１ｃの曲がり難いＹ方向には曲げ剛性が高くなる。すなわち、電力ケーブル１ａの軸方向の任意の位置において、電力ケーブル１ａの軸方向に垂直な方向の曲げ剛性が、曲げ方向によって異方性を有する。
【００４７】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。このように、線材２１ｂよりも曲げ剛性の高い曲げ方向を有する高剛性線材２１ｃを、電力ケーブル１ａの周方向の所定の角度ごとに配置することで、電力ケーブル１ａの曲げ剛性に、曲げ方向による異方性を生じさせることができる。
【００４８】
次に、第３の実施形態について説明する。図４は、第３の実施形態にかかる電力ケーブル１ｂの断面図である。電力ケーブル１ｂは、電力ケーブル１とほぼ同様の構成であるが、抗張力体２１が線材２１ａと線材２１ｂのみで構成される点で異なる。
【００４９】
電力ケーブル１ｂでは、周方向に配置された複数の線材２１ｂの内、周方向の所定の角度（図では１８０°）ごとに、隣り合う複数の線材２１ｂが連結材２３で連結される。連結材２３は、バンドル材であってもよく、または、線材２１ｂ同士を接着する接着剤であってもよい。このようにすることで、連結された線材２１ｂが一体化して、互いにずれにくくなる。
【００５０】
このため、電力ケーブル１ｂは、連結された線材２１ｂの曲がりやすいＸ方向には曲げ剛性が低く、連結された線材２１ｂの曲がり難いＹ方向には曲げ剛性が高くなる。すなわち、電力ケーブル１ｂの軸方向の任意の位置において、電力ケーブル１ｂの曲げ剛性に、曲げ方向による異方性を生じさせることができる。
【００５１】
第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。このように、線材２１ｂを連結することで、高剛性線材２１ｃを配置したのと同様の効果を得ることができる。なお、隣り合う線材２１ｂ同士の連結を、例えば、１２０度ごと、または１８０度ごとに行うことで、効率よく曲げ剛性の異方性を得ることができる。
【００５２】
次に、第４の実施形態について説明する。図５は、第４の実施形態にかかる電力ケーブル１ｃの断面図である。電力ケーブル１ｃは、電力ケーブル１とほぼ同様の構成であるが、一部の線材２１ｂが保護層１９と接着される点で異なる。
【００５３】
電力ケーブル１ｃでは、周方向に配置された複数の線材２１ｂの内、周方向の所定の角度（図では１８０°）ごとに、一部の線材２１ｂが保護層１９と接着剤２５で接着される。このようにすることで、接着された線材２１ｂが保護層１９に対してずれることがなくなるため、保護層１９によって曲がりが抑制される。
【００５４】
このため、電力ケーブル１ｃは、元々、接着された線材２１ｂと保護層１９とのずれが生じにくかったＸ方向には曲げ剛性が低く、接着された線材２１ｂと保護層１９とのずれが生じやすかったＹ方向には、曲げ剛性が高くなる。すなわち、電力ケーブル１ｃの軸方向の任意の位置において、電力ケーブル１ｃの曲げ剛性に、曲げ方向による異方性を生じさせることができる。
【００５５】
第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。このように、線材２１ｂの一部を保護層１９と接着することで、高剛性線材２１ｃを配置したのと同様の効果を得ることができる。
【００５６】
次に、第５の実施形態について説明する。図６は、第５の実施形態にかかる電力ケーブル１ｄの断面図である。電力ケーブル１ｄは、電力ケーブル１とほぼ同様の構成であるが、電力ケーブル１ｄの外形が非円形である点で異なる。電力ケーブル１ｄは、長円形であるため、長径方向と短径方向とで曲げ剛性が異なる。
【００５７】
なお、電力ケーブル１ｄは、内部シース１７の外形を非円形としたが、これには限られない。また、図７に示す電力ケーブル１ｅのように、略円形の電力ケーブルの外周に、外形が非円形の外部カバー２７を配置して、全体として非円形としてもよい。なお、この場合には、保護層１９をなくして、外部カバー２７を保護層として機能させてもよい。
【００５８】
電力ケーブル１ｄ、１ｅは、長径方向と短径方向とで曲げ剛性が異なる。すなわち、電力ケーブル１ｄは、曲がりやすい短径方向のＸ方向には曲げ剛性が低く、曲がり難い長径方向のＹ方向には曲げ剛性が高くなる。このように、電力ケーブル１ｄ、１ｅの軸方向の任意の位置において、電力ケーブル１ｄ、１ｅの曲げ剛性に、曲げ方向による異方性を生じさせることができる。
【００５９】
第５の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。このように、外形を非円形として、長径方向と短径方向とを設けることで、電力ケーブル１ｄ、１ｅの曲げ剛性に、曲げ方向による異方性を生じさせることができる。
【００６０】
次に、第６の実施形態について説明する。図８は、第６の実施形態にかかる電力ケーブル１ｆの断面図である。電力ケーブル１ｆは、海中ケーブルではなく、地上で用いられる電力ケーブルである。
【００６１】
電力ケーブル１ｆは、スロット２９、電線９、抗張力体２１、保護層１９等から構成される。スロット２９の外周には、周方向に所定の間隔で溝が形成され、それぞれの溝に電線９が収容される。なお、電線９の一部に代えて、光ケーブル等を配置してもよい。
【００６２】
スロット２９の外周には、押さえ巻き等を介して、保護層１９が形成される。保護層１９は、例えば樹脂製である。保護層１９には、抗張力体２１が埋設される。抗張力体２１は、ケーブルの中心を挟んで対向する位置に一対配置される。
【００６３】
電力ケーブル１ｆは、抗張力体２１の配置によって、曲げ方向に対する曲げ剛性が異なる。すなわち、電力ケーブル１ｆは、抗張力体２１が曲がりやすいＹ方向には曲げ剛性が低く、抗張力体２１が曲がり難いＸ方向には曲げ剛性が高くなる。このように、電力ケーブル１ｆの軸方向の任意の位置において、電力ケーブル１ｆの曲げ剛性に、曲げ方向による異方性を生じさせることができる。
【００６４】
第６の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。このように、本発明の電力ケーブルは海中ケーブル以外にも適用可能である。
【実施例】
【００６５】
各種の電力ケーブルについて、キンクの生じやすさを評価した。試験に供する試験体の断面構造は、電力ケーブル１ａと略同様とし、内部シース１７の材質はポリエチレン、外径は１９．２ｍｍとした。また、抗張力体２１としては、材質をＦＲＰとして、一部に略長方形断面の高剛性線材を配置した。また、保護層１９は、テトロン撚糸からなる編組チューブであり、外径は２９ｍｍとした。
【００６６】
まず、最小曲げ剛性となる方向の曲げ剛性（図３のＸ方向）と、最大曲げ剛性となる方向の曲げ剛性（図３のＹ方向）とをそれぞれ測定した。曲げ剛性の評価は、ＪＩＳ  Ｋ７１７１に準じて行った。より詳細には、曲げ速度を０．５ｍｍ／ｍｉｎとし、試験機荷重点Ｒを５Ｒとし、受け側冶具は面取り金属とした。支点間距離は、１１０ｍｍとした。
【００６７】
以上のようにして測定された、最大曲げ剛性／最小曲げ剛性の比を算出したところ、高剛性線材のサイズおよび形状を変更することで、曲げ剛性比を変化させることができた。
【００６８】
次に、曲げ剛性比を変えて、キンクの発生のしやすさを評価した。評価は、ｂｅａｍ要素を用いたシミュレーションによって行った。線長９ｍとし、鉄（ヤング率２１０ＧＰａ、ポアソン比０．３、ｓｓカーブにおける１５７０ＭＰａでひずみ０．０３）の物性を用い、断面を長方形として寸法を変更することで、縦横の曲げ剛性の異方性を得た。
【００６９】
シミュレーションは、まず、図９（ａ）に示すように、初期長さＬの試験体３０の両端を固定し、まっすぐに伸ばした。次に、図９（ｂ）に示すように、試験体３０の一方の端部を線長Ｌの５％だけ他端側に移動させ（図中矢印Ｂ）るとともに、試験体３０の一方の端部を所定の角度捻じった（図中矢印Ａ）。
【００７０】
次に、図９（ｃ）に示すように、試験体３０の一方の端部側を線長Ｌの７５％だけ試験体３０の他方の端部側に移動させた（図中矢印Ｂ）。すなわち、試験体３０に対する張力を緩めた。この際、捻じり角度が所定以上となると、試験体３０にループが形成された。
【００７１】
次に、図９（ｄ）に示すように、試験体３０の一方の端部を、元の位置に戻していくと（図中矢印Ｃ）、所定以上の捻じり角度の場合に、ループが解消されずにキンクが発生した。上記の試験を、捻じり角度を変えて行い、キンクが発生した最小捻じり角度を求めた。結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
2020077552.tif 000003
【００７３】
捻じり角度は、曲げ剛性に異方性がない場合の計算結果を基準として、比を算出した。結果より、曲げ剛性比が大きくなるほど、キンクの発生する捻じり角度が大きくなり、キンクが生じにくくなることがわかる。特に、計算上では、曲げ剛性比が２以上の場合にその効果を確認することができた。
【００７４】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７５】
例えば、前述した各実施形態において、曲げ方向に対する曲げ剛性の異方性を得るため、それぞれの電力ケーブルの周方向の１８０°の位置に、高剛性線材２１ｃや連結材２３等、異方性の要因となる構成を配置したが、この角度は特に限定されない。すなわち、最小曲げ剛性となる曲げ方向と、最大曲げ剛性となる曲げ方向とは、互い直交する方向でなくてもよい。例えば、高剛性線材２１ｃ等を１２０°間隔で配置してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ………電力ケーブル
３………母船
５………潜水艇
７………探査機
９………電線
１１………光ケーブル
１３………接地線
１５………シリコン
１７………内部シース
１９………保護層
２１………抗張力体
２１ａ、２１ｂ………線材
２１ｃ………高剛性線材
２３………連結材
２５………接着剤
２７………外部カバー
２９………スロット
３０………試験体
【図１】
2020077552.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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