(57)【要約】  ケーブルフェリーの推進及び／又は誘導用のケーブルが開示され、これは、より長いフェリールートでのそれらの使用を可能にする。一実施形態は、ケーブルの単位重量、密度、比重及び／又は直径がケーブルの長さにわたって可変であるケーブルフェリーの推進及び／又は誘導のためのケーブルの使用を提供する。一実施形態によれば、より重い又はより密度の高いケーブルがターミナルに隣接して使用され、より軽い又はより密度の低いケーブルが中央セクションに使用される。セクションが正の浮力を有する場合、ケーブルは、１つ又は複数のアンカーに繋がれてもよい。セクションが負の浮力を有する場合、ケーブルは、１つ又は複数のフロートに繋がれてもよい。
2021514892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターミナル間のケーブル推進船舶の推進及び／又は誘導のためのケーブルであって、
前記ケーブルの単位重量、比重、密度及び／又は直径が前記ケーブルの長さにわたって可変である、
ケーブル。
【請求項２】
前記ケーブルの前記単位重量、比重、密度及び／又は直径は、前記ターミナルから離れる前記ケーブルの部分より、前記ターミナルに近い前記ケーブルの部分が大きい、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項３】
前記ケーブルの前記単位重量、比重、密度又は直径のうちのいずれか１つ又は複数の組み合わせが、前記ケーブルの前記長さにわたって変化する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項４】
前記ケーブルの前記単位重量は、前記ケーブルの前記長さにわたって変化する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項５】
前記ケーブルの前記比重は、前記ケーブルの前記長さにわたって変化する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項６】
前記ケーブルの前記密度は、前記ケーブルの前記長さにわたって変化する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項７】
前記ケーブルの前記直径は、前記ケーブルの前記長さにわたって変化する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項８】
前記ケーブルは、両端のワイヤロープケーブルのセクションと合成ロープの中央セクションとを有する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項９】
前記ケーブルは、負の浮力を有するケーブルのセクションと正の浮力を有するケーブルのセクションとを有する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項１０】
正の浮力を有する前記ケーブルのセクションは、フレキシブルコネクタによって１つ又は複数のアンカーに繋がれる、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項１１】
負の浮力を有する前記ケーブルのセクションは、１つ又は複数のフロートに繋がれる、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項１２】
前記フレキシブルコネクタは、伸縮する、
請求項１０に記載のケーブル。
【請求項１３】
ターミナル間のケーブル推進船舶の推進及び／又は誘導のためのケーブルシステムであって：
ｉ）ケーブルであって、前記ケーブルのセクションが、正の浮力を持つケーブルセクションを有する、ケーブルと；
ｉｉ）フレキシブルコネクタによって離間された位置で前記ケーブルに接続される１つ又は複数のアンカーと；
を有する、
ケーブルシステム。
【請求項１４】
前記フレキシブルコネクタは、伸縮する、
請求項１３に記載のケーブルシステム。
【請求項１５】
ターミナル間のケーブル推進船舶の推進及び／又は誘導のためのケーブルシステムであって：
ｉ）ケーブルであって、前記ケーブルのセクションが、負の浮力を持つケーブルセクションを有する、ケーブルと；
ｉｉ）フレキシブルコネクタによって離間された位置で前記ケーブルに接続される１つ又は複数の浮揚装置と；
を有する、
ケーブルシステム。
【請求項１６】
前記フレキシブルコネクタは、伸縮する、
請求項１５に記載のケーブルシステム。
【請求項１７】
ターミナル間のケーブル推進船舶の推進及び／又は誘導のためのケーブルシステムであって：
ｉ）ケーブルであって、前記ケーブルのセクションが、正の浮力又は負の浮力を有するセクションを有する、ケーブルと；
ｉｉ）ケーブルであって、前記ケーブルのセクションが、前記ケーブルの単位重量、比重、密度又は直径が前記ケーブルの長さにわたって可変であるセクションを有する、ケーブルと；
ｉｉｉ）フレキシブルコネクタによって離間された位置で前記ケーブルに接続される１つ又は複数のアンカー又は浮揚装置と；
を有する、
ケーブルシステム。
【請求項１８】
前記フレキシブルコネクタは、伸縮する、
請求項１７に記載のケーブルシステム。
【請求項１９】
ケーブル推進又は誘導船舶を、経路上の２点間で水域を横断する海上の前記船舶の前記経路にわたって推進又は誘導するために使用されるケーブルの位置又は力を制御する方法であって：
ｉ）前記２点間を横断する前記海上の選択された経路を決定するステップと；
ｉｉ）前記横断の所望の特性に適合するように、前記推進及び／又は誘導のための請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のＶＳＧＤケーブルを選択するステップと；
を含む、
方法。
【請求項２０】
ケーブル推進又は誘導船舶を、経路上の２点間で水域を横断する海上の前記船舶の前記経路にわたって推進又は誘導するために使用されるケーブルの位置又は力を制御する方法であって：
ｉ）前記２点間を横断する前記海上の選択された経路を決定するステップと；
ｉｉ）前記横断の所望の特性に適合するように、前記ケーブルの長さに沿って離間された位置における前記ケーブルとの接続のための力を与える要素の組み合わせ及び位置を選択するステップと；
を含む、
方法。
【請求項２１】
前記力を与える要素は：
ｉ）弾性接続要素によって離間された位置で前記ケーブルに接続される浮揚装置と；
ｉｉ）弾性接続要素によって離間された位置で前記ケーブルに接続されるアンカー装置と；
ｉｉｉ）前記ケーブルを前記水域の底に接続する弾性接続装置と；
ｉｖ）前記装置の組み合わせと；
からなるグループから選択される、
請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてケーブルを使用して推進されるか、主としてプロペラ又はジェット駆動されかつケーブル誘導されるかを問わず、誘導及び／又は推進のためにケーブルを使用するケーブルフェリー、ケーブル引船、ケーブル貨物船、ケーブル船舶、又はその他の船舶の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
チェーンフェリーとも呼ばれるケーブルフェリーは、長い間、水域を横切る比較的短い距離で車両や人を輸送するために使用されてきた。そのようなフェリーは、ケーブル、ロープ又はチェーンによってガイドされ、これらの全ては、本明細書では、ケーブルと称される。現在、ケーブルフェリーに使用されるケーブルは、概して、直径１”以上、典型的には１−１／２”から１−３／４”のサイズのケーブルを形成するために、６本又は８本の主ストランドを独立ワイヤロープコアの周りに巻き付けたストランド（stranded）スチールワイヤロープでできている。
【０００３】
ケーブルフェリーは、海水用途及び長距離フェリー用途にますます使用されるようになっている。これは主に、プロペラ、ジェット、又は運動と誘導を達成するための任意の他の方法を使用する同一の船舶よりも、それ自体を推進するためにケーブルを使用する船舶の方が、エネルギ効率が良いからである。従って、ケーブルフェリーは、同等の従来型船舶と比較してエネルギの一部を使用し、その結果、温室効果ガス排出量が減少する。それらは、建造コストが安く、乗組員も少なく、ドッキング（docking）の利点がある。また、プロペラ駆動船に比べ、ケーブル駆動船の方が、動いているときにはずっと静かである。騒音が少ないということは、乗客や乗組員にとっては健康的な体験であり、海洋哺乳類にとっては妨害が少ないことを意味する。ケーブルフェリーの本質的な利点はあるものの、現在の距離の制約や他の船舶交通の妨げとなっていることを考慮すると、ケーブルフェリーの普及を可能にし、また、推進に海底ケーブルを使用する可能性のある他の一般船舶の出現を可能にする新しい技術を創造することは価値がある。
【０００４】
ケーブルフェリー応用の最近の例は、ＢＣフェリー（“Denman  Island  Ferry”）が運営する、カナダのブリティッシュコロンビア州バンクーバー島からデンマン島にベインズサウンドを横断する最近導入されたケーブルフェリーサービスである。このケーブルフェリールートは、現在、長さ約２０００ｍの世界最長のケーブルフェリーであると考えられている。知識のあるフェリーオペレーターは、安全率を備えながら風力及び流れからのフェリーに作用する追加の力に耐えるのに十分な過剰な強度でフェリーを適切に誘導及び推進するのに役立つように、フェリーを引っ張るために鋼製ケーブルに張力を加えるために加えなければならない引張力のために、これは最大ケーブルフェリー長に近づいていると考えている。ターミナルアンカーの軸方向及び垂直方向の力、ならびにケーブルシステムの整備に伴う大重量を扱うために乗組員に課される問題は、フェリーターミナル間の長距離を有しかつケーブルを海底に置くには水が深すぎるルートで駆動及び誘導ケーブルにスチールワイヤロープを使用するケーブルフェリーを使用することを検討することを現実的ではない。デンマン島フェリーでは、ケーブルに必要な張力を減らすために、ケーブルは水域の底にその長さの大部分が横切るように置かれている。典型的な１  １／２インチケーブルを備えた完全に延長されたケーブルシステムでは、１ｋｍを超える純スパン（clear  span）のケーブル張力が非常に大きくなる。より大きな直径のケーブルを使用してより大きな引張強度を得ることはまた、ケーブルの重量を増加させ、これは問題を悪化させる。
【０００５】
ケーブルの海底との接触は、ケーブルの摩耗をもたらし、底部のケーブル磨耗による環境被害をもたらす。底部材料は、可動部分及びケーブル自体の摩耗を防止するために、絶えずケーブルから取り外さなければならない。デンマンフェリールートのある部分では、ケーブルは非常に深く、フェリーへのケーブルの過度に急なアプローチ角をもたらし、その結果、非効率となる。ルートの一方の端の急なアプローチ角は、ケーブルの重量と摩擦を増加させ、一方、フェリーの動きを提供する水平ベクトルの大きさを減少させる。高い引張力は、それらが特別に設計されることを必要とすることがあるフェリーのブルホイールに加えられる対応する高い締め付け力を生じさせ、ケーブルの張力がルートの長さとともに増大するにつれてそれらに対する摩耗を増加させる。他の問題は、フェリールートが岩だらけの不規則な、又は急勾配の底部地形を有する場合に、底部に接触するケーブルによって引き起こされる。ここで問題となるのは、すり減らす作用をする（abrasive）底部からのケーブルのより極端な摩耗、あるいはケーブルの引っ掛かりである。
【０００６】
通常使用される均一なスチールケーブルの物理的重量及び摩擦のために、ケーブルの長い長さを制御することに課題がある。フェリーがルートを通過するにつれて、ケーブルのカテナリーは非常に急速に底部から上昇し、その結果ケーブルの張力も同様に劇的に増大する。この効果は、フェリールートが長く、深く、ケーブルが底部で支持されていない場合に、全体のケーブル張力を制限するために必要とされる垂下率の増加に伴って顕著になる。
【０００７】
従って、前述の問題を軽減し、特に、ケーブルフェリー及び他の船舶が現在可能であるよりも長い横断路（crossings）に展開されることを可能にする改良されたケーブル構造を提供する一般的な必要性が存在する。
【０００８】
前述の関連技術の例及び関連する限定は、例示的であり、排他的ではない。関連技術の他の限定は、明細書の読解及び図面の研究によって当業者に明らかになるであろう。
【発明の概要】
【０００９】
以下の実施形態及びその態様は、範囲を限定するものではなく、例示的かつ説明的であることを意図したシステム、ツール、及び方法と関連して説明及び図示される。種々の実施形態では、上述の問題の１つ又は複数が軽減又は除去されているが、他の実施形態は他の改良に向けられている。
【００１０】
ケーブルフェリーの推進及び／又は誘導用のケーブルが開示されており、これは、より長いフェリールートでのそれらの使用を可能にする。一実施形態は、ケーブルの単位重量、比重、密度及び／又は直径がケーブルの長さにわたって可変であるケーブルフェリーの推進及び／又は誘導のためのケーブルの使用を提供する。一実施形態によれば、より重い又はより密度の高いケーブルがターミナルに隣接して使用され、より軽い又はより密度の低いケーブルが中央セクションに使用される。セクションが正の浮力を有する場合、ケーブルは、１つ又は複数のアンカーに繋がれ（tethered）得る。セクションが負の浮力を有する場合、ケーブルは、１つ又は複数のフロートに繋がれ得る。この方法では、ケーブルの位置決めとその力学的特性（dynamic  qualities）の制御が達成される。ケーブル制御、すなわち、ケーブルの位置決め及びその力学的特性は、可変比重及び／又は直径（「ＶＳＧＤ」）ケーブルを用いて、ケーブル自体の物理的特性によって達成される。他の態様では、ケーブル制御は、ＶＳＧＤケーブルセクションを含んでも含まなくてもよいケーブルに外力を加えることによって達成される。この態様によれば、ケーブル制御は、ウエイト、フロート、又は水域の底部への取り付けを通してケーブルに外力を加えることによって達成される。
【００１１】
上述の例示的な態様及び実施形態に加えて、さらなる態様及び実施形態は、図面を参照し、以下の詳細な説明を検討することによって明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
例示的な実施形態を添付図に基づいて説明する。本明細書に開示される実施形態及び図は、限定的ではなく例示的であると考えられることが意図されている。
【００１３】
【図１】フェリーがドックにいる状態のケーブルの海底プロファイルを示す、従来技術のケーブルフェリーの側面断面図である。
【図２】フェリーが移動中のケーブルの海底プロファイルを示す、従来技術のケーブルフェリーの側面断面図である。
【図３】フェリーがドックにいる状態のケーブルの海底プロファイルを示す、本発明の一実施形態によるＶＳＧＤケーブルを用いるケーブルフェリーの側面断面図である。
【図４】フェリーが移動中のケーブルの海底プロファイルを示す、本発明の一実施形態によるケーブルを用いるケーブルフェリーの側面断面図である。
【図５】フェリーが移動中のケーブルの海底プロファイルを示す、本発明の第２の実施形態によるケーブルを用いるケーブルフェリーの側面断面図である。
【図６】フェリーが停泊中のケーブルの海底プロファイルを示すために部分的に遠近法によって、本発明の第３の実施形態によるケーブルを用いるケーブルフェリーの上面図である。
【図７】図６に示すケーブルフェリーの部分側面断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態によるケーブルフェリーケーブルの部分側面断面図である。
【図９】フェリーが移動中の図８に示すケーブルフェリーの部分側面断面図である。
【図１０】フェリーが停泊中の本発明の第５の実施形態によるケーブルを用いるケーブルフェリーの側面断面図である。
【図１１】フェリーが停泊中の本発明の第６の実施形態によるケーブルを用いるケーブルフェリーの側面断面図である。
【図１２】フェリーが停泊中、フェリーが移動中である第１の実施形態によるケーブルによって形成されたカテナリー曲線のプロットである。
【図１３】フェリーが停泊中、フェリーが移動中である第１の実施形態によるケーブルによって形成されたカテナリー曲線のプロットである。
【図１４】フェリーが停泊中、フェリーが移動中である第１の実施形態によるケーブルによって形成されたカテナリー曲線のプロットである。
【図１５】フェリーが停泊中、フェリーが移動中である第１の実施形態によるケーブルによって形成されたカテナリー曲線のプロットである。
【図１６】敏感な水中生息場所を保護するために使用される本発明の実施形態によるケーブルを使用するケーブルフェリーの側面断面図である。
【図１７】図１６に示すケーブルフェリーの実施形態の上面図である。
【図１８】水中インフラストラクチャを回避するために、本発明の一実施形態によるケーブルを使用するケーブルフェリーの側面断面図である。
【図１９】ケーブルの摩耗又は損傷を引き起こす可能性のある水中の特徴を回避するために、本発明の実施形態によるケーブルを使用するケーブルフェリーの側面断面図である。
【図２０】ケーブル上を大型船が通過することを可能にする本発明の一実施形態によるケーブルを用いるケーブルフェリーの側面断面図である。
【図２１】標準ケーブルの使用と比較した、強い流れにおいて本発明の一実施形態によるケーブルを使用するケーブルフェリーの上面図である。
【図２２】２つのフローティングケーブルがアンカーに繋がれ、ケーブルフェリーに向かってケーブルを上方及び内方に延ばす移動中のケーブルフェリーを示す、本発明の一実施形態によるケーブルを使用するケーブルフェリーの上面図である。
【図２３】ケーブルがその重量を支持するために底部に接触する場合の摩擦点の発生を示すための標準ケーブルを用いるケーブルフェリーの側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の記載を通して、当業者により完全な理解を提供するために、具体的な詳細が記載されている。しかし、良く知られた要素は、本開示を不必要に不明瞭にすることを避けるために、詳細には示されておらず、説明されていないことがある。したがって、明細書及び図面は、限定的ではなく例示的な意味であるとみなされるべきである。
【００１５】
用語
「ケーブルフェリー」とは、誘導及び／又は推進のためにケーブル、ロープ、チェーン、又はその他の種類のライン（複数可）によって誘導される又はそれらを使用するフェリー、船舶、はしけ、引船又はその他の船舶を意味する。
「ケーブル船舶（Cable  shipping）」とは、誘導及び／又は推進のためにケーブル、ロープ、チェーン又はその他の種類のライン（複数可）によって誘導される又はそれらを使用するフェリー、船舶、はしけ、引船又はその他の船舶を意味する。
「ケーブル制御」とは、ケーブルの位置決め及びその力学的特性の制御を意味する。
「比重量」（単位重量ともいう）とは、物質の単位体積当たりの重量である。材料の密度は単位体積当たりの質量であり、一方、比重又は単位重量は材料の単位質量に対する重力である。
「比重」とは、基準物質の密度、すなわち比重１の４℃における水の密度に対する物質の密度の比を意味し、同じ体積の基準物質の質量に対する物質の質量の比を意味する。
「繋ぐ（Tether）」とは、一方の端がケーブルに取り付けられ、他方の端が底部、ウエイト若しくはフロートに取り付けられた又は固定されたラインを意味する。
「ＶＳＧＤ」とは、可変比重及び直径（Variable  Specific  Gravity  and  Diameter）の頭字語で、ケーブルの単位重量、比重、密度及び／又は直径がケーブル全長にわたって可変であることを意味する。
図面においては、太い黒線を使用して、ケーブルの残りの部分から単位重量、比重、密度、及び／又は直径が変化するＶＳＧＤケーブルセクションを示す。
【００１６】
図１及び図２は、典型的な従来技術のケーブルフェリー構成を側面図で示す。ケーブルフェリー１０は、ドック１４、１６の間の水域１２を横切る。フェリー１０は、ドック又は海岸線のいずれかの端に固定されたケーブル１８によってガイドされ、推進のために使用される。ケーブル１８は、単一のケーブルであっても、複数の並列ケーブルであり得る。ケーブル１８は、例えば、合成プラスチックコーティング又はラッピングで独立したワイヤロープコアの周囲に巻かれた６又は８本の主ストランドを有し、直径が１−１／２”から１−３/４”の範囲である、スチールワイヤロープで作ることができる。典型的には、ケーブル１８の一端は埋設デッドマンアンカーに取り付けられ、他端はテンションウインチに取り付けられる。横断（crossing）の一部に対して、ケーブルは海底上にあり、フェリー１０のデッキの一端に摩擦駆動ブルホイール（複数可）又はアイドラー（複数可）を通して引き寄せられ、フェリー１０のデッキの他端で船外に戻される。
【００１７】
図１では、フェリー１０がドック１４に停泊した状態で示されている。したがって、ケーブル１８は、海底に載置されていない場合、カテナリー曲線を形成し、これは、吊り下げた可撓性のワイヤ又はチェーンが、その端部で支持され、均一な重力によって作用される場合に想定される曲線である。図２において、フェリー１０は、ドック１４と１６との間を通過中である。ケーブル１８は、２つのカテナリー曲線２２、２４を形成し、その相対サイズは、フェリー１０がドック１６に到達したときに単一のカテナリー曲線が再び形成されるまで、フェリー１０が水面２０を横切って移動するにつれて変化する。上述の理由により、より長いフェリールートのためのケーブルの使用は実用的ではなく、従って、ケーブルは、これまでは、陸上から陸上へ短距離を移動するフェリーのみに使用されてきた。また、ケーブルフェリーの方向の変更もできていない。ケーブルフェリーの方向の変更は、そのようなフェリーのためのより多くのルート及び追加のターミナル位置が考慮されることを可能にすることを含む、多くの理由により望ましい。
【００１８】
図３及び図４は、ケーブル１８が、ケーブル１８の長さに沿って互いにより継ぎされ（spliced）、結び付けられ、又は連結された、変化する比重及び／又は直径（ＶＳＧＤ）を有するケーブルセクション２６、２８、３０で形成された第１の実施形態の側面図を示す。また、ケーブルは、特に製造することができ、その結果、より継ぎ、結び又は他の取り付けなしで密度又は直径を変化させることができる。セクション２６及び３０は、より重い標準的なワイヤロープケーブルであり得、一方、中央セクションは、合成ロープケーブルなどの中立浮力のより低い比重又は密度のものである。例えば、セクション２６、３０は、直径１．５”のワイヤロープで形成され得、一方、中央セクション２８は、直径１．５”の合成ロープケーブルで形成される。これは、破断点に近づけることなくフェリーを誘導し、推進する所望の張力を提供するために必要な引張力を減少させる能力を可能にする。典型的にはスパン（span）の中心に向かうより軽いケーブルは、引張り強度が、それ自身の自重を保持することに専念されることから逸らせることを可能にし、代わりに、適切な安全率を提供しながら、フェリーによってケーブルに又は流れによってケーブル自体に加えられる力に耐える。変化する比重を有する材料を使用することにより、ケーブルスパンにわたるケーブルの深さは、スパンの中心により多くの浮力材料を使用する一方で、ターミナル近くにおいてより重いケーブルを使用することにより、ターミナル近くのケーブルの重さ及び深さの望ましい特性を有するように設計することができる。
【００１９】
現在では、同じ直径のスチールワイヤロープと同等かそれ以上の破断荷重を有する近代的な合成ロープが容易に入手できる。Ｓａｍｓｏｎ  ＲｏｐｅｓやＣｏｒｔｌａｎｄ  Ｒｏｐｅｓなどのロープ製造業者は、目的とする用途に必要な強度、重量、耐摩耗性及び繰返し曲げ疲労特性の完成したケーブルを提供するために、いくつかの異なる繊維からなるケーブルを提供する。ケーブルは、連続ロープとして又はより継ぎを使用して、ほとんどあらゆる長さで、変化する直径でカスタム製作することができる。ケーブルフェリー用途については、中立、正又は負のいずれかの浮力の可変浮力を有し、かつケーブルが駆動ブルホイール及びデッキガイドシーブの上を通過する際に繰り返し周期的な曲げを受けることもできるケーブルを有することから生じる、本明細書に開示された利点がある。
【００２０】
ケーブルセクション２８の浮力は、米国特許第2,403,693号及び第2,818,905号で開示されているような、セルラーゴム又はクローズドセル膨張ポリエチレンなどの低密度材料の大きな塊をケーブルに組み込むことによって、又は、フローティング電線に関連して、米国特許第3,155,768号に開示されているようなフィラメント編組浮上部材を組み込むことによって、増加させることができる。米国特許第3,806,568号は、異なるケーブルセクションをより継ぎすることなく、海水中で均一な直径ならび異なる強度及び重量のセクションを有する連続ケーブルを製造する方法を提供している。他のＶＳＧＤケーブルは、所望の特性を組み込んだ合成ロープ又はスチールから作ることができる。
【００２１】
例
非常に深い水中で７６００フィートの長さの想定ケーブルフェリールートを研究した。想定フェリールートについては、フェリーが航行中である場合を除き、最大３５フィートの深海船舶（deep  sea  vessel）がケーブルにより航行することを可能にすることが想定された。したがって、フェリーが航行していないときは、船舶の通路の区域内のケーブルの部分は、水面から約８０フィートの浅さにならないようにする必要がある。このような構成では、ケーブルにかかる端部の力を考慮すると、２”直径の従来のワイヤロープケーブルは、ケーブルの破断力に安全率５を適用した場合、その長さと深さのルートに対して適切でないことは明らかである。２”のワイヤロープの公称破断荷重は３６０，０００ポンドであり、これは、安全率５を適用した場合、最大許容荷重は７９０００ポンドとなる。端部の力は、ケーブルの物理的な重さ、張力をかけるウインチによって誘発されるケーブルの初期張力、及びケーブルに沿って自らを引っ張るときのフェリーの船体上の水の抵抗によって発生する。船体抵抗は、フェリーの負荷（車両台数）と対水速度に比例する。長いケーブルを取り扱う際に、ターミナルアンカーの軸方向及び垂直方向の力、ならびに大きい重量を取り扱うフェリー乗組員及び機器に課せられる問題は、提案されたルートの駆動及び誘導ケーブルのためのスチールワイヤロープを検討することを非現実的にすると結論づけることは困難ではない。
【００２２】
そこで、断面が全長にわたって一定であるが、ケーブルの中央セクションに合成ロープケーブルを使用することを検討した。合成ケーブルはまた、その長さに沿って、より継ぎの必要なしに、変化する密度及び直径で製造することができる。２”直径のスチールワイヤロープ（７．４ｌｂｓ／ｆｔ）と同じ単位重量の端部と、１ｌｂ／ｆｔ未満の単位重量を持つ２”直径の合成ロープの長い中央セクションとを有するケーブルカテナリーの形状を決定するために計算が行われた。２”直径のケーブルは１ｌｂを超える重さの水の容積を排水し、したがって、ケーブルの中央セクションは、水面に向かって上方にアーチにあり、重い端部によってのみ拘束される。６９０ｆｔの長さの２”のスチールワイヤロープを用いて、重いセクションの下端を１９０ｆｔに水没させ、合成の中央セクションの上向きアークの頂部を水面の下８５ｆｔにあったとき、ケーブルは、より軽い中央セクションとの釣り合いを見出した。これは、図１２と図１３において同じ誇張された垂直スケールで、フェリーが停泊している場合が示されている。これは、図１４及び図１５において同じ誇張された垂直スケールで、フェリーが移動中である場合が示されている。好ましくは、より重い（より密度の高い）合成ロープケーブルの端部セクションと、水面下８０〜１００フィートで釣り合いにあるより軽い合成ロープの中央セクションとの組み合わせも使用することもできる。６９０フィートが重い端部セクションの長さに対して考えられていたが、考慮されるフェリールートに応じて、５００フィートであれ、その他の長さであれ、異なる長さが適用される。
【００２３】
従って、各ターミナルに接近する水域では、ケーブルの密度が高く、比重が大きい部分を使用し、次に重いケーブルの端部を接続するためにより軽いケーブルを使用することにより、フェリー用の駆動及び誘導ケーブルの連続的なセットを提供することが考えられた。駆動ケーブルは、摩擦駆動ブルホイール及びアイドラーと物理的に接触しなければならないので、ケーブルのより重い端部セクションとより軽い中央セクションとの間の移行部は、平滑かつ対称でなければならない。移行部は、ケーブルの許容安全荷重に対するさらに適切な調整を伴うより継ぎの形態をとり得る。合成ロープを取り巻く技術は、現在十分に開発されており、適用可能な安全率の被乗数が利用可能であるか、又は間もなく計算可能であり、適切なより継ぎを製造し、試験することができる。好ましいオプションは、より重い端部とより密度の低い中央セクションを有する連続的な合成ロープケーブルである。
【００２４】
この設計はターミナルアンカーでの反力とカテナリーループの深さに非常に有益な効果を持つ。合成繊維のいくつかは、それらの容積が排水する水の重量より小さい単位重量を有し、それらは上向きの浮力を発生する。結論として、ケーブルにより軽い中央セクションを使用することは実現可能であり、ケーブルが重くなりすぎ、実現不可能になることなく、フェリーターミナル間のはるかに大きい距離を有するケーブルフェリールートを考慮することが可能である。
【００２５】
最近の合成ロープのいくつかは、同じ直径のスチールワイヤロープと同等の機械的強度特性を有するが、かなり軽量である。Ｓａｍｓｏｎ，  Ａｍｓｔｉｌｅ  Ｂｌｕｅ  Ｄｙｎｅｅｍａ  ２−１／８”の直径の合成ロープは３９６，０００ポンドの破断荷重を有する。安全率５を適用すると、この合成ロープの安全荷重は７９，０００ポンドとなり、直径２”のスチールワイヤロープと同じ値である。ダイニーマ合成ロープの破断荷重の２０％での弾性伸びは１％未満であり、スチールワイヤロープの弾性に匹敵する。２本のケーブルの単位重量には大きな差がある。スチールケーブルの重量は７．３ポンド／フィートで、合成ケーブルの重量はわずか０．９１ポンド／フィートである。断面積３．１４２平方インチを有する直径２”の各リニアフィートによって排水される水の体積は、リニアフィート当り３７．７立方インチである。検討中の合成ケーブルは、１．３９ポンドの浮力を発生し、ケーブルは浮上する。より軽い合成ケーブルを持つ２つのケーブル端部アンカーでの幾何学的力を、ケーブルターミナルアンカー間の７６００フィートの間隔と同じ安全率５を用いて計算すると、浮力を考慮する前の垂下はスチールワイヤと同じであるが、各アンカーに作用する力は８，６００ポンドに減少することが分かった。ケーブルの浮力を考慮に入れると、ケーブルは水面にフロート、アンカーの力はかなり小さくなる。
【００２６】
図５を参照すると、開示されたＶＳＧＤケーブルの使用は、フェリーがルートに沿って、それ自身を推進する際にケーブルを水面に持ってくるとき、及びターミナルに近づくときに、フェリーの前部及び後部のケーブルのアプローチ角及び脱出角Ｂ、Ａの設計変更も可能になる。直径が大きい太いケーブルは、水面に引っ張られることに抵抗するより大きい摩擦力を有する。ケーブルの直径を変えることにより、ケーブルとのフェリーの力学的な相互作用を変えることができる。より大きい直径はケーブルの比重と調和して作用し、その結果、ケーブルのアプローチ角が最大化されることができる。フェリーからのケーブルの脱出角Ａ（図５）は、フェリーへのケーブルのアプローチ角Ｂより小さい。これは、なぜなら、ケーブルは、船舶によって引き寄せられている船舶に入るケーブルよりも、小さい張力下で船舶を出るからである。フェリーに入るケーブルのアプローチ角Ｂを大きくするために、ケーブル直径を大きくすることができる。より急勾配のアプローチ角Ｂは、フェリーが移動中に航路を横断する可能性のある他の船舶交通との接触をケーブルが回避する可能性を高める。代替的には、ケーブルの直径を小さくすることは、ケーブルへの流れの影響を減少させるために強い流れが存在するルートのセクションにおいて使用されることができる。
【００２７】
図５は、３”のようなより大きい直径のケーブルを使用する図３及び図４の第１の実施形態の変形の側面図を示している。再びケーブル１８が、ケーブル１８の長さに沿ってより継ぎされる、結び付けられる、又は連結される、変化する比重及び／又は直径（ＶＳＧＤ）であるケーブルセクション２６、２８、３０から形成されている。図５に示すように、より大きい直径のケーブルでは、引っ張られるにつれて水による３”のケーブルの増大した摩擦により、角度Ｃで示されている１．５”のケーブルに比べて、移動中のフェリーへのより急なアプローチ角Ｂがある。
【００２８】
図６及び図７は、それぞれ、ケーブルに繋がれたフロート及びアンカーの組み合わせがＶＳＧＤケーブルと共に使用される第３の実施形態の上面図及び側面図を示す。アンカー又はウエイト３２は海底３６上にあり、テザー３８によってケーブル１８に取り付けられている。同様に、フロート又はブイ３４は、水面２０上に浮かび、テザー３８によってケーブル１８に取り付けられる。フロート、アンカー及びウエイト３２、３４がケーブル１８に接続される位置は、所望のケーブルプロファイルを達成するように選択される。例えば、図６及び図７では、ケーブル１８のセクション４０は浮力があり、セクション４２は沈み込み、セクション４４は可変比重であり得る。
【００２９】
図８から図１１に示す実施形態では、ケーブル制御は、ＶＳＧＤケーブルではない均一なケーブルに外力を加えることによって達成される。ＶＳＧＤケーブルを組み込むことによって、ケーブル制御、すなわち、ケーブルの位置決め及びその力学的特性は、ケーブル自体の物理的特性によって達成されるが、本実施形態では、ケーブル制御は、ウエイト、フロート、又は底部への取り付けを通じて外力を利用することによって達成される。図８において、側面図は、フェリーが停泊するときに、ケーブル１８全体が浮力があり、水面２０の下方で弾性のある伸縮可能なテザー３８によって選択された深さに保持され得ることを示す。図９は、フェリー１０が移動中である場合の図８の構成の別の側面図を示す。
【００３０】
前述のケーブルのテザリング方法は、図６及び7に示すように、ケーブルの深さプロファイル及び方向の両方を選択することを可能にする。この方法は、典型的には、どちらの側にも、フェリーの船外に取り付けられた駆動シーブを有するケーブルフェリーによって使用され得る。フェアリーダ（fairleads）、アイドラー又はガードのシステムを使用することにより、ケーブルとアンカー又はウエイト３２との間のテザー３８は、例えば、はえ縄商業漁船で使用されるような方法を使用することによってなど、駆動シーブを通過しないように方向付けられ且つ遠ざけられることができる。同様の技術を使用して、ケーブルに取り付けられたフロート３４のテザー３８を駆動シーブから離すように方向付けることができる。切欠きが、シーブに近づく直前にテザーが方向付けられる外側のシーブに機械加工されることができる。代替的には、ケーブル上のスキーチェアリフトによって使用されるものと同様の取付具が、取り付けられたウエイトに対するテザーが駆動シーブを通って主ラインに続くのを防止するために、使用され得る。
【００３１】
図１１に示すように、ウエイト３２を使用して、ケーブル１８を底に接触させることなしに底の近くに引っ張ることができる。ウエイト３２が底３６に接触すると、ケーブル１８はそれ以上引き下げられない。フロート３４（図７に示す）は、ケーブルを横切るナビゲーションルートの位置をマークするために又はケーブルの深さを確立するために使用することができる。ブイが、ナビゲーション又は他の目的のためにケーブルに作用する及びケーブルにマークを付ける役目を果たすことの両方のためにフロート３４として使用され得る。
【００３２】
フロート３４は、浅い水が、アンカーへのテザーの長さにテザーの弾性に対応する限界を有して配置されるという制限のために、アンカー３２への底部テザー３８が適切でない浅い水中では好ましく成り得る。図１０も参照されたい。
【００３３】
図７に示すように、アンカー３２及びブイ３４のシステムは、従って、ケーブル１８を、長手方向及び垂直方向、（ｘｙ）の向きに制御し、メインケーブルラインから横方向に離間された位置に配置されたアンカー３２はそれを水平面（ｚ）上で方向付ける。このシステムは、図６に示すように、ケーブルが十分に水面の下に位置し、数マイルの水を横切ることができるケーブルラインを横断する他の海上交通の様々なルートを可能にするために、ｘｙｚ軸に所望のプロファイルをとるように設計され、配置され、次いで、張力をかけられる。フェリーが移動中である場合、それはメインケーブル１８を水面にもたらし、これは、底に固定されたテザー３８の弾性によって許容される。次いで、ケーブルは沈み込む、又はケーブルフェリーが通過するときにテザー３８によって所望の深さまで引き下げられる。
【００３４】
底部取付具は、図８及び９に示すように、ケーブル１８と、それに応じて配置され、底部に設定されたアンカー３２との間に弾性テザー３８を接続することによって行うことができる。この場合、ケーブル１８自体はフローティング（floating）材料で作られる。ケーブルは吊り橋の逆に似ている。テザーの弾性は、テザー３８を表す破線の実線部分の異なる長さによって図９及び２２に示されている。牽引ウインチは、メインケーブル１８がシーブによって引かれるが、テザー３８は、何らかの手段によってガイド、アイドラー、又は商業的なはえ縄ギア引張り（longline  gear  hauling）で使用されるフェアリーダなどの取付具を用いてシーブから離れるように改造され得る。ウインチの適切な構成で１つのケーブルを使用することができるが、用途に応じて２つの外側ケーブルが冗長性を提供し、より方向の制御を提供し得る。実際、両側にウインチを有するフェリーでは、ウインチ速度を変化させることによって、ある量のステアリングを、２つのケーブルシステムを用いて達成することができる。従って、ケーブル張力を低減することにより、アンカー３２及びテザー３８は、ケーブルフェリーの以前には不可能であった島及びサンゴ礁などの障害物を迂回するために、経路方向の変更を可能にし得る。これにより、ケーブルフェリールートのターミナルがフェリーのための安全な港を提供するために、守れた水域にあることを可能にするように、ケーブルフェリールートが設計されることが可能になる。フェリー１０は、カタマラン又は他の複数の船体の船舶として設計することができ、カタマランの船体の間にウインチが搭載された中間船を備えた１つのケーブルシステムを使用することができる。
【００３５】
ｘｙｚ平面における制御でケーブルを方向付ける（orient）ことにより、大陸間の船舶航路を横切る長いケーブルルートを、はしけ又は他のえい航作業、貨物船、及び特定の海上交通レーンを日常的に航行する他の船舶を支援するために作ることができ、ケーブルフェリーの効率性の利点及び他の利点を提供することができる。はしけ交通を使用する通常の交通レーンの例は、はしけが、パルプ工場へのチップ、又は島のコミュニティへの貨物、未加工のログブームを送る、及び観光ルートに沿って補給品を供給している場合である。
【００３６】
前述のＶＳＧＤケーブルを使用することにより、ケーブルプロファイルは、各フェリールートの要件に適合するように設計することができる。これは、ケーブルを陸から陸へ完全に掛けられる（suspended）ことが望ましいケーブルフェリールートに適用することができる。ＶＳＧＤケーブルは、ケーブルへの張力を制限するために必ずしも底部接触を必要としない長いケーブルフェリールートで使用することができるが、底部接触が許容されてもよく、場合によっては望ましいことがある。ケーブルの比重は、典型的にはルートの中心のセクションの近くで、減少させることができ、それにより、ケーブルに加えられる全体的な張力を減少させることができ、これにより、より長いケーブルスパン、従って、より長いケーブルフェリールートが可能となる。ケーブルを底部から離して掛けることの顕著な利点は、ケーブルのはるかに長い寿命、及び機械部品の少ない摩耗を含む。ケーブルフェリーは、均一の、典型的にはプラスチックで包まれたスチールワイヤロープケーブルを使用する以前に可能であったよりも長いルートで使用することが可能になる。
【００３７】
ケーブルの比重と直径の両方を変化させることによって、また、場合によってはフロート及びアンカーへのテザーを使用することによって、限定されるものではないが、ルート長、流れ、環境感度、船舶交通、及びフェリー推進効率を含む、ケーブルフェリールートの特定の課題を克服することができる。ＶＳＧＤケーブルの追加の応用を以下に示す。
【００３８】
図１６、１７に側面図で示すように、ＶＳＧＤは、リスクのある種の生息場所や他の豊かな干潮エリアなど、ターミナル近くの敏感な海底のケーブル洗掘（cable  scouring）を防止するために使用することができる。ケーブルの浮力セクション５０は、敏感な生息場所が存在するエリア５２で使用され得る。シンキングケーブル５４は、より大きい水深があるところで使用され得る。重量を増すことにより、ケーブルの張力を適切することができ、他のトラフィックがケーブルを横断することができる。その結果、ケーブルの非対称な側面プロファイル（side  profile）が得られる。図１７に示すように、ナビゲーションマーカ５６は、ケーブルが常にあまりにも浅くて横断することができないところでトラフィックに警告するために使用され得る。また、ＶＳＧＤケーブルは、図１８に側面図で示すように、ケーブルフェリーも位置し得る最も狭い横断距離に典型的に見られるパイプラインなどの伝送ラインに接触することを避けるために使用され得る。
【００３９】
急勾配又は不規則な底部構造６０（図１９）は、ケーブルを妨害し、一箇所でケーブルを摩耗させ得る。岩（Boulders）及び岩棚（ledges）６０は、ケーブルの引っ掛かりを引き起こし得る。図１９に側面図で示すように、より密度の高い比重の端部セクション５４と、中立、負又は正の浮力の中央セクション５０とを有するＶＳＧＤケーブル５４／５０／５４は、障害地域（hazards）６０の上方に掛けられることによって、この問題に対処し得る。標準的なケーブル１８の図２３の側面プロファイルは、ケーブルに損傷を引き起こし得る幾つかの擦れ（chafing）点６１を示している。
【００４０】
ルートを横断する他の船舶交通は、いくつかの可能性のあるケーブルフェリールートに対する設計上の考慮事項であり得る。大型船６２は、図２０に側面図で示すように、マークされたナビゲーションチャネルを通ってケーブルの上を通過することができる。増加したケーブルの密度及び／又は直径は、ケーブルのセクション５４がより深くなることを可能にする。より軽い材料５５がターミナル１４、１６の近傍で使用され、これは、全体の張力を低減されることを可能にする。船６２は、ケーブルフェリーが移動中であっても、ケーブルを横断し得る。これは、ケーブルフェリーが移動中に全ての船舶の通過を止めることが実現可能でない航路においてケーブルフェリーを使用することを可能にする。従って、ＶＳＧＤケーブルは、ナビゲーションマーカと共に船舶の通過を可能にするために使用することができる。
【００４１】
また、ケーブルに作用する流れによって生じる横力（side  forces）を最小限にするために、変化するケーブル直径が使用され得る。ケーブルの直径及び密度は、現代の材料によって変化させることができる。ケーブルの直径及び密度を変化させることは、図２１に平面図で示されているように、潮流、河川又は他の状況によって生じる横切る流れ（cross-  current）がある場合に有用である。ケーブルの直径は中立浮力中央セクション５７で減少され、一方、密度及び直径は端部セクション５４で増加される。標準的な均一なケーブル１８と比較して、流れによって生じるより小さい横方向の力が、ケーブル５４／５７／５４に作用する。その利点には、ｉ）ケーブルフェリーをより正確に船首方向に且つそのルート内に保つこと、ｉｉ）ルートを横切る他のトラフィックを避けるためにケーブルをより深く保つこと、ｉｉｉ）ケーブルフェリーがそのルートを通過するのに必要な作業を最小限にすること、が含まれる。
【００４２】
フロート及びアンカーは、フェリーの両側に取り付けられた牽引ウインチを特徴とするケーブルフェリーに使用され得る。平面図において、図２２は、ケーブルフェリーに向かって上方及び内方にケーブルを伸ばしている移動中のケーブルフェリー１０を示している。ここでは、図９に関して上述したように、２つのフローティングケーブル５０がテザー３８によってアンカー３２に取り付けられている。引張力は、垂直面及び水平面において作用する。フェリーの通過によって生じるテザー３８のより大きな伸張は、アンカー３２を持ち上げることなく許容される。これは浅水において有用である。ルートの外側のケーブルを移動させることは、フェリー１０のコースをより中央に保つ。
【００４３】
いくつかの例示的な態様及び実施形態を上記で論じてきたが、当業者には、それらの特定の変形形態、置換形態、追加形態、及び部分結合形態が理解されよう。例示のために、ケーブルフェリーには１つのケーブルのみを示す。複数の駆動及び／又は誘導ケーブルを使用するケーブルフェリーにも、同じ概念が適用される。図示の船舶は２隻であるが、通常は１隻のみがシステムのために働く。従って、以下の添付の特許請求の範囲及び以降に導入される特許請求の範囲は、全体としての明細書の最も広い解釈と矛盾しないようなすべてのそのような修正、置換、追加及びサブコンビネーションを含むと解釈されることが意図されている。
【図１】
2021514892.tif 000003
【図２】
2021514892.tif 000004
【図３】
2021514892.tif 000005
【図４】
2021514892.tif 000006
【図５】
2021514892.tif 000007
【図６】
2021514892.tif 000008
【図７】
2021514892.tif 000009
【図８】
2021514892.tif 000010
【図９】
2021514892.tif 000011
【図１０】
2021514892.tif 000012
【図１１】
2021514892.tif 000013
【図１２】
2021514892.tif 000014
【図１３】
2021514892.tif 000015
【図１４】
2021514892.tif 000016
【図１５】
2021514892.tif 000017
【図１６】
2021514892.tif 000018
【図１７】
2021514892.tif 000019
【図１８】
2021514892.tif 000020
【図１９】
2021514892.tif 000021
【図２０】
2021514892.tif 000022
【図２１】
2021514892.tif 000023
【図２２】
2021514892.tif 000024
【図２３】
2021514892.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月27日(2020.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルであって、前記ケーブルの単位重量、比重、密度及び／又は直径が前記ケーブルの長さにわたって可変であり、前記ケーブルは、水域の対岸の第１のターミナル位置と第２のターミナル位置と間で前記水域を横切るケーブル推進船舶の推進及び／又は誘導のために使用され、前記ケーブルは、前記第１のターミナル位置及び前記第２のターミナル位置に隣接する前記ケーブルの両端で固定されるとともに前記船舶の１つ又は複数のプーリ、ガイドまたは駆動ホイールを通り抜けるように構成され、そのように構成されるとき、前記ケーブルの前記単位重量、比重、密度又は直径は、前記第１のターミナル位置と前記第２のターミナル位置との間の前記ケーブルの前記長さに沿った位置で、前記位置における前記ケーブルの所望の浮力に従って選択される、
ケーブル。
【請求項２】
前記ケーブルの前記単位重量、比重、密度及び／又は直径は、それぞれの前記ターミナル位置から離れる前記ケーブルの部分より、それぞれの前記ターミナル位置に近い前記ケーブルのセクションが大きい、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項３】
前記ケーブルの前記単位重量、比重、密度又は直径のうちのいずれか１つ又は複数の組み合わせが、前記ケーブルの前記長さにわたって変化する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項４】
前記ケーブルの前記単位重量は、前記ケーブルの前記長さにわたって変化する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項５】
前記ケーブルの前記比重は、前記ケーブルの前記長さにわたって変化する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項６】
前記ケーブルの前記密度は、前記ケーブルの前記長さにわたって変化する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項７】
前記ケーブルの前記直径は、前記ケーブルの前記長さにわたって変化する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項８】
前記ケーブルは、両端のワイヤロープケーブルのセクションと合成ロープの中央セクションとを有する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項９】
前記ケーブルは、負の浮力を有するケーブルのセクションと正の浮力を有するケーブルのセクションとを有する、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項１０】
正の浮力を有する前記ケーブルのセクションは、フレキシブルコネクタによって１つ又は複数のアンカーに繋がれる、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項１１】
負の浮力を有する前記ケーブルのセクションは、１つ又は複数のフロートに繋がれる、
請求項１に記載のケーブル。
【請求項１２】
前記フレキシブルコネクタは、伸縮する、
請求項１０に記載のケーブル。
【請求項１３】
ターミナル間のケーブル推進船舶の推進及び／又は誘導のためのケーブルシステムであって：
ｉ）請求項１に記載のケーブルであって、正の浮力を持つケーブルセクションを有する、ケーブルと；
ｉｉ）フレキシブルコネクタによって離間された位置で前記ケーブルに接続される１つ又は複数のアンカーと；
を有する、
ケーブルシステム。
【請求項１４】
前記フレキシブルコネクタは、伸縮する、
請求項１３に記載のケーブルシステム。
【請求項１５】
ターミナル間のケーブル推進船舶の推進及び／又は誘導のためのケーブルシステムであって：
ｉ）請求項１に記載のケーブルであって、負の浮力を持つケーブルセクションを有する、ケーブルと；
ｉｉ）フレキシブルコネクタによって離間された位置で前記ケーブルに接続される１つ又は複数の浮揚装置と；
を有する、
ケーブルシステム。
【請求項１６】
前記フレキシブルコネクタは、伸縮する、
請求項１５に記載のケーブルシステム。
【請求項１７】
ターミナル間のケーブル推進船舶の推進及び／又は誘導のためのケーブルシステムであって：
ｉ）請求項１に記載のケーブルであって、正の浮力を有するセクションと負の浮力を有するセクションとを有する、ケーブルと；
ｉｉ）フレキシブルコネクタによって離間された位置で前記ケーブルに接続される１つ又は複数のアンカー又は浮揚装置と；
を有する、
ケーブルシステム。
【請求項１８】
前記フレキシブルコネクタは、伸縮する、
請求項１７に記載のケーブルシステム。
【請求項１９】
ケーブル推進又は誘導船舶を、経路上の２点間で水域を横断する海上の前記船舶の前記経路にわたって推進又は誘導するために使用されるケーブルの位置又は力を制御する方法であって：
ｉ）前記２点間を横断する前記海上の選択された経路を決定するステップと；
ｉｉ）前記横断の特性に適合するように、前記推進及び／又は誘導のための請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のケーブルを選択するステップと；
を含む、
方法。
【請求項２０】
ケーブル推進又は誘導船舶を、経路上の２点間で水域を横断する海上の前記船舶の前記経路にわたって推進又は誘導するために使用されるケーブルの位置又は力を制御する方法であって：
ｉ）前記２点間を横断する前記海上の選択された経路を決定するステップと；
ｉｉ）前記横断の特性に適合するように、前記推進及び／又は誘導のための請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のケーブルを選択するステップと；
ｉｉｉ）前記横断の所望の特性に適合するように、前記ケーブルの長さに沿って離間された位置における前記ケーブルとの接続のための力を与える要素の組み合わせ及び位置を選択するステップと；
を含む、
方法。
【請求項２１】
前記力を与える要素は：
ｉ）弾性接続要素によって離間された位置で前記ケーブルに接続される浮揚装置と；
ｉｉ）弾性接続要素によって離間された位置で前記ケーブルに接続されるアンカー装置と；
ｉｉｉ）前記ケーブルを前記水域の底に接続する弾性接続装置と；
ｉｖ）前記要素の組み合わせと；
からなるグループから選択される、
請求項２０に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
チェーンフェリーとも呼ばれるケーブルフェリーは、長い間、水域を横切る比較的短い距離で車両や人を輸送するために使用されてきた。そのようなフェリーは、ケーブル、ロープ又はチェーンによってガイドされ、これらの全ては、本明細書では、ケーブルと称される。現在、ケーブルフェリーに使用されるケーブルは、概して、直径１”以上、典型的には１−１／２”から１−３／４”（３．８１ｃｍから４．４５ｃｍ）のサイズのケーブルを形成するために、６本又は８本の主ストランドを独立ワイヤロープコアの周りに巻き付けたストランド（stranded）スチールワイヤロープでできている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
ケーブルフェリー応用の最近の例は、ＢＣフェリー（“Denman  Island  Ferry”）が運営する、カナダのブリティッシュコロンビア州バンクーバー島からデンマン島にベインズサウンドを横断する最近導入されたケーブルフェリーサービスである。このケーブルフェリールートは、現在、長さ約２０００ｍの世界最長のケーブルフェリーであると考えられている。知識のあるフェリーオペレーターは、安全率を備えながら風力及び流れからのフェリーに作用する追加の力に耐えるのに十分な過剰な強度でフェリーを適切に誘導及び推進するのに役立つように、フェリーを引っ張るために鋼製ケーブルに張力を加えるために加えなければならない引張力のために、これは最大ケーブルフェリー長に近づいていると考えている。ターミナルアンカーの軸方向及び垂直方向の力、ならびにケーブルシステムの整備に伴う大重量を扱うために乗組員に課される問題は、フェリーターミナル間の長距離を有しかつケーブルを海底に置くには水が深すぎるルートで駆動及び誘導ケーブルにスチールワイヤロープを使用するケーブルフェリーを使用することを検討することを現実的ではない。デンマン島フェリーでは、ケーブルに必要な張力を減らすために、ケーブルは水域の底にその長さの大部分が横切るように置かれている。典型的な１  １／２インチ（３．８１ｃｍ）ケーブルを備えた完全に延長されたケーブルシステムでは、１ｋｍを超える純スパン（clear  span）のケーブル張力が非常に大きくなる。より大きな直径のケーブルを使用してより大きな引張強度を得ることはまた、ケーブルの重量を増加させ、これは問題を悪化させる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図１及び図２は、典型的な従来技術のケーブルフェリー構成を側面図で示す。ケーブルフェリー１０は、ドック１４、１６の間の水域１２を横切る。フェリー１０は、ドック又は海岸線のいずれかの端に固定されたケーブル１８によってガイドされ、推進のために使用される。ケーブル１８は、単一のケーブルであっても、複数の並列ケーブルであり得る。ケーブル１８は、例えば、合成プラスチックコーティング又はラッピングで独立したワイヤロープコアの周囲に巻かれた６又は８本の主ストランドを有し、直径が１−１／２”から１−３/４”（３．８１ｃｍから４．４５ｃｍ）の範囲である、スチールワイヤロープで作ることができる。典型的には、ケーブル１８の一端は埋設デッドマンアンカーに取り付けられ、他端はテンションウインチに取り付けられる。横断（crossing）の一部に対して、ケーブルは海底上にあり、フェリー１０のデッキの一端に摩擦駆動ブルホイール（複数可）又はアイドラー（複数可）を通して引き寄せられ、フェリー１０のデッキの他端で船外に戻される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
図３及び図４は、ケーブル１８が、ケーブル１８の長さに沿って互いにより継ぎされ（spliced）、結び付けられ、又は連結された、変化する比重及び／又は直径（ＶＳＧＤ）を有するケーブルセクション２６、２８、３０で形成された第１の実施形態の側面図を示す。また、ケーブルは、特に製造することができ、その結果、より継ぎ、結び又は他の取り付けなしで密度又は直径を変化させることができる。セクション２６及び３０は、より重い標準的なワイヤロープケーブルであり得、一方、中央セクションは、合成ロープケーブルなどの中立浮力のより低い比重又は密度のものである。例えば、セクション２６、３０は、直径１．５”（３．８１ｃｍ）のワイヤロープで形成され得、一方、中央セクション２８は、直径１．５”（３．８１ｃｍ）の合成ロープケーブルで形成される。これは、破断点に近づけることなくフェリーを誘導し、推進する所望の張力を提供するために必要な引張力を減少させる能力を可能にする。典型的にはスパン（span）の中心に向かうより軽いケーブルは、引張り強度が、それ自身の自重を保持することに専念されることから逸らせることを可能にし、代わりに、適切な安全率を提供しながら、フェリーによってケーブルに又は流れによってケーブル自体に加えられる力に耐える。変化する比重を有する材料を使用することにより、ケーブルスパンにわたるケーブルの深さは、スパンの中心により多くの浮力材料を使用する一方で、ターミナル近くにおいてより重いケーブルを使用することにより、ターミナル近くのケーブルの重さ及び深さの望ましい特性を有するように設計することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
例
非常に深い水中で７６００フィート（２３１６．４ｍ）の長さの想定ケーブルフェリールートを研究した。想定フェリールートについては、フェリーが航行中である場合を除き、最大３５フィート（１０．７ｍ）の深海船舶（deep  sea  vessel）がケーブルにより航行することを可能にすることが想定された。したがって、フェリーが航行していないときは、船舶の通路の区域内のケーブルの部分は、水面から約８０フィート（２４．４ｍ）の浅さにならないようにする必要がある。このような構成では、ケーブルにかかる端部の力を考慮すると、２”（５．０８ｃｍ）直径の従来のワイヤロープケーブルは、ケーブルの破断力に安全率５を適用した場合、その長さと深さのルートに対して適切でないことは明らかである。２”（５．０８ｃｍ）のワイヤロープの公称破断荷重は３６０，０００ポンド（１６３，２９３ｋｇ）であり、これは、安全率５を適用した場合、最大許容荷重は７９０００ポンド（３５，８３４ｋｇ）となる。端部の力は、ケーブルの物理的な重さ、張力をかけるウインチによって誘発されるケーブルの初期張力、及びケーブルに沿って自らを引っ張るときのフェリーの船体上の水の抵抗によって発生する。船体抵抗は、フェリーの負荷（車両台数）と対水速度に比例する。長いケーブルを取り扱う際に、ターミナルアンカーの軸方向及び垂直方向の力、ならびに大きい重量を取り扱うフェリー乗組員及び機器に課せられる問題は、提案されたルートの駆動及び誘導ケーブルのためのスチールワイヤロープを検討することを非現実的にすると結論づけることは困難ではない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
そこで、断面が全長にわたって一定であるが、ケーブルの中央セクションに合成ロープケーブルを使用することを検討した。合成ケーブルはまた、その長さに沿って、より継ぎの必要なしに、変化する密度及び直径で製造することができる。２”（５．０８ｃｍ）直径のスチールワイヤロープ（７．４ｌｂｓ／ｆｔ）（１１．０２ｋｇ／ｍ）と同じ単位重量の端部と、１ｌｂ／ｆｔ（１．４９ｋｇ／ｍ）未満の単位重量を持つ２”（５．０８ｃｍ）直径の合成ロープの長い中央セクションとを有するケーブルカテナリーの形状を決定するために計算が行われた。２”（５．０８ｃｍ）直径のケーブルは１ｌｂ（．４５４ｋｇ）を超える重さの水の容積を排水し、したがって、ケーブルの中央セクションは、水面に向かって上方にアーチにあり、重い端部によってのみ拘束される。６９０ｆｔ（２１０．３ｍ）の長さの２”（５．０８ｃｍ）のスチールワイヤロープを用いて、重いセクションの下端を１９０ｆｔ（５７．９ｍ）に水没させ、合成の中央セクションの上向きアークの頂部を水面の下８５ｆｔ（２５．９ｍ）にあったとき、ケーブルは、より軽い中央セクションとの釣り合いを見出した。これは、図１２と図１３において同じ誇張された垂直スケールで、フェリーが停泊している場合が示されている。これは、図１４及び図１５において同じ誇張された垂直スケールで、フェリーが移動中である場合が示されている。好ましくは、より重い（より密度の高い）合成ロープケーブルの端部セクションと、水面下８０〜１００フィート（２４．４〜３０．５ｍ）で釣り合いにあるより軽い合成ロープの中央セクションとの組み合わせも使用することもできる。６９０フィート（２１０．３ｍ）が重い端部セクションの長さに対して考えられていたが、考慮されるフェリールートに応じて、５００フィート（１５２．４ｍ）であれ、その他の長さであれ、異なる長さが適用される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
最近の合成ロープのいくつかは、同じ直径のスチールワイヤロープと同等の機械的強度特性を有するが、かなり軽量である。Ｓａｍｓｏｎ，  Ａｍｓｔｉｌｅ  Ｂｌｕｅ  Ｄｙｎｅｅｍａ  ２−１／８”（５．０８ｃｍ）の直径の合成ロープは３９６，０００ポンド（１７９，６２３ｋｇ）の破断荷重を有する。安全率５を適用すると、この合成ロープの安全荷重は７９，０００ポンド（３５，８３４ｋｇ）となり、直径２”（５．０８ｃｍ）のスチールワイヤロープと同じ値である。ダイニーマ合成ロープの破断荷重の２０％での弾性伸びは１％未満であり、スチールワイヤロープの弾性に匹敵する。２本のケーブルの単位重量には大きな差がある。スチールケーブルの重量は７．３ポンド／フィート（１０．８７ｋｇ／ｍ）で、合成ケーブルの重量はわずか０．９１ポンド／フィート（１．３５ｋｇ／ｍ）である。断面積３．１４２平方インチ（２０．２７平方ｃｍ）を有する直径２”（５．０８ｃｍ）の各リニアフィート（．３０５ｍ）によって排水される水の体積は、リニアフィート当り３７．７立方インチ（１７６．１６立方ｃｍ／ｍ）である。検討中の合成ケーブルは、１．３９ポンド（０．６３ｋｇ）の浮力を発生し、ケーブルは浮上する。より軽い合成ケーブルを持つ２つのケーブル端部アンカーでの幾何学的力を、ケーブルターミナルアンカー間の７６００フィート（２，３１６．４ｍ）の間隔と同じ安全率５を用いて計算すると、浮力を考慮する前の垂下はスチールワイヤと同じであるが、各アンカーに作用する力は８，６００ポンド（３，９００．９ｋｇ）に減少することが分かった。ケーブルの浮力を考慮に入れると、ケーブルは水面にフロート、アンカーの力はかなり小さくなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図５は、３”（７．６２ｃｍ）のようなより大きい直径のケーブルを使用する図３及び図４の第１の実施形態の変形の側面図を示している。再びケーブル１８が、ケーブル１８の長さに沿ってより継ぎされる、結び付けられる、又は連結される、変化する比重及び／又は直径（ＶＳＧＤ）であるケーブルセクション２６、２８、３０から形成されている。図５に示すように、より大きい直径のケーブルでは、引っ張られるにつれて水による３”（７．６２ｃｍ）のケーブルの増大した摩擦により、角度Ｃで示されている１．５”（３．８１ｃｍ）のケーブルに比べて、移動中のフェリーへのより急なアプローチ角Ｂがある。
【国際調査報告】
2021514892.tif 000026
2021514892.tif 000027
2021514892.tif 000028