JP2005153595A - 係船制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】係船索の繰出し巻取りを遠隔操作することができ、しかも係船索の状態を正確に把握できる係船制御システムを提供する。
【解決手段】船を岸壁に係船する係船索Ｒの巻取り繰出しを制御する制御システムであって、制御システムが、係船索Ｒを巻取り、巻戻しする巻取ドラム１１と、巻取ドラム１１を回転駆動し、遠隔制御が可能な電動駆動源からなる索巻取り手段１０と、係船索Ｒを外部に繰出す繰出し機構と、繰出し機構を駆動し、遠隔制御が可能な電動駆動源からなる索繰出し手段２０とを備えた係船装置Ａと、係船装置Ａの電源駆動源を遠隔制御するための制御手段ＣＢと、係船索Ｒの状況を監視する監視システム５０とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、係船制御システムに関する。

船舶の岸壁横付け係船の最も代表的な方法は、船上の係船装置から繰出した係船索を岸壁との間に張り渡す方法であり、張り渡す位置によって、バウライン、ブレストライン、スプリングラインなどが用いられる（非特許文献１参照）。
これらの係船索は、船の船首・船尾の係船甲板に設けられている巻取りドラムに巻きつけられており、係船索を船から岸壁に渡すときには巻取りドラムから繰出され、着岸するときには巻き取られる。
ところで、巻き取るときの係船索の張力が強くなりすぎると、係船索が切れてしまう可能性があるし、逆に係船索の張力が弱くなりすぎて垂れ下がるような状態になると、係船索によって船体の姿勢を調整することができなくなってしまう。このため、従来は、係船索の張力を最適な状態に保つために、係船索の状態を監視し調整するための船員が、船首・船尾の係船甲板にそれぞれ最低２人は必要であった。

上記のような係船作業に必要とする人員を削減するため、つぎのような従来例が提案されている。
この従来技術は、船体にアームコラムを介して旋回可能に装着されるとともに同アームコラムに揺動可能に取付けられたアームと、同アームの先端部に取付けられた索取り付けフックと、同索取り付けフックにアイスプライスで係止される上記係船索と、同係船索を巻取可能な係船ウインチとを備え、上記アームの振り出し用の旋回駆動モータが上記アームコラムに取付けられるとともに、上記アームの揺動用の動力駆動シリンダが上記アームと上記アームコラムとの間に介設され、上記係船ウインチの回転駆動モータが上記係船ウインチに装着され、上記の旋回駆動モータ、動力駆動シリンダおよび回転駆動モータがいずれも遠隔操作により制御できるように構成することにより、係船索の繰り出しに伴う甲板上の作業を自動化し、無人化を可能にしたものである（特許文献１参照）。

ところが、従来例の技術では、旋回駆動モータや動力駆動シリンダ、回転駆動モータの動作は遠隔操作できるものの、その動作によって変化する係船索の張力や、繰出されている係船索の長さを検出するセンサを備えていないので、人が操作盤の位置から目視によって係船索の状況を判断しなければならない。すると、操作盤が係船甲板から離れている場合には、正確に判断することができないし、一人の人間が船首・船尾を同時に監視することは困難である。

造船設計便覧（第４版）613 頁 昭和５８年８月８日発行 編纂 関西造船協会 発行海文堂出版株式会社 特開平６−９９８８１号公報

本発明は上記事情に鑑み、係船索の繰出し巻取りを遠隔操作することができ、しかも係船索の状態を正確に把握できる係船制御システムを提供することを目的とする。

第１発明の係船制御システムは、船舶を岸壁に係船する係船索の巻取り繰出しを制御する制御システムであって、該制御システムが、係船索を巻取り、巻戻しする巻取ドラムと、該巻取ドラムを回転駆動し、遠隔制御が可能な電動駆動源からなる索巻取り手段と、係船索を外部に繰出す繰出し機構と、該繰出し機構を駆動し、遠隔制御が可能な電動駆動源からなる索繰出し手段とを備えた係船装置と、該係船装置の電源駆動源を遠隔制御するための制御手段と、前記係船索の状況を監視する監視システムとからなることを特徴とする。
第２発明の係船制御システムは、第１発明において、前記監視システムが、前記係船装置の状況を撮影する撮影装置と、該撮影装置によって撮影された映像を表示するモニタ装置とを備えていることを特徴とする。
第３発明の係船制御システムは、第１発明において、前記監視システムが、前記係船索の張力を検出する張力検出装置と、前記巻取りドラムからの係船索の繰出し量を検出する索長検出装置と、前記張力検出装置が検出した張力と、前記索長検出装置が検出した索長を表示する表示装置とを備えていることを特徴とする。

第１発明によれば、係船装置が索巻取り手段の外に索繰出し手段を備えており、その駆動源である電動駆動源を制御手段によって遠隔制御することができる。しかも、監視システムによって係船索の状況を常に監視することができる。このため、係船装置が設けられている係船甲板から離れた位置であっても、係船索の巻き取り繰出しを正確に制御することができる。よって、係船装置が設けられた係船甲板に人員を配置しなくても、オペレータ一人による遠隔制御による係船作業を実現することができる。
第２発明によれば、撮影装置によって撮影される係船索の状況がモニタ装置によって表示されるから、制御手段が係船甲板から離れた位置に設けられていても、係船甲板に人員を配置していたときと同じように係船索を監視することができ、係船索の状況を正確に判断することができる。しかも、船首船尾の係船甲板に撮影装置を設け、両装置が撮影した映像を表示するモニタ装置を並べておけば、オペレータ一人でも船首船尾の係船索の状況を同時に監視することができる。
第３発明によれば、係船索の張力と繰り出されている索の長さを表示装置によって確認することができるから、係船索の状況をより正確に確認することができ、係船索の巻き取り繰出しをより正確に制御することができる。しかも、複数の係船装置が設けられている場合には、各係船装置の係船索の張力と繰り出されている索の長さから、船舶の姿勢変化や動きを把握できるから、各係船装置の係船索の巻き取り繰出しを調整すれば、船舶の姿勢制御を正確に行なうことができる。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の係船システムは、船を岸壁に係船する係船索の巻取り繰出しを行なう係船装置の動作を制御する制御システムであって、係船索の状況を監視しながら、係船装置を遠隔制御することに特徴を有するものである。

まず、本発明の係船システムを説明する前に、係船索の巻取り繰出しを行なう係船装置について説明する。
図３は本発明の一実施形態に係る係船装置の平面図、図４は同係船装置の側面図、図５（Ａ）図は係船索の繰出し操作の説明図、同（Ｂ）図は係船索の巻取り操作の説明図、図６は本発明の係船装置を用いた係船作業の説明図である。
図３および図４において、１は係船装置Ａのフレームであり、索巻取り手段１０も索繰出し手段２０も、このフレーム１に搭載され、ユニット化されている。
図３および図４に示すように、索巻取り手段１０は、巻取ドラム１１とその駆動源である電動モータ１２とクラッチ１３と減速機１４とから構成されている。電動モータ１２とクラッチ１３は、公知の遠隔操作手段によって遠隔制御可能なものが用いられている。
係船索Ｒは、前記巻取ドラム１１に巻き付けられ、端末を固定されている。よって、電動モータ１２で巻取ドラム１１を正逆回転させると、係船索Ｒを巻取ったり、巻戻したりすることができる。なお、係船索Ｒの先端は、ビットに引掛けるように輪状に形成され、かつブイ２が取付けられている。このブイ２は、係船索Ｒを船外に降ろしていくときの重りであり、かつ海中で沈まないようにする浮きを兼ねている。

上記の巻取ドラム１１の前面、すなわち後述する索繰出し手段２０との間には、ロープシフター３０が設けられている。
３１はシフト軸で、その両端は軸受３２で支えられている。このシフト軸３１の巻取ドラム１１に対面する部分には、ネジ部３３が形成されている。このネジ部３３は、右ネジと左ネジが共に切られたものである。シフト軸３１と前記巻取ドラム１１との間は、チェーン伝達機構３４が連結され、巻取ドラム１１が回転するとシフト軸３１も回転するようになっている。
３５はガイドユニットで、上部に３本のガイドローラ３６を立設し、下部にナット部３７を設けている。３本のガイドローラ３６のうち２本のガイドローラ３６は、係船索Ｒを左右から挟み付け、かつ若干の角度で曲げて通している。そして、残る１本のガイドローラ３６は係船索Ｒの傾斜した部分に当接させているが、それは係船索Ｒの反発力を受けて、係船索Ｒに作用している張力を検出するために設けられている。
前記ナット部３７は、シフト軸３１のネジ部３３に螺合しており、シフト軸３１の回転と共に一端方向に移動し、ネジ部３３の一端に達すると反対向きに移動を開始し、他端に至ると再び反転して移動していくという機能を有している。このため、ガイドユニット３５が巻取ドラム１１の前面で往復運動を繰返すので、巻取ドラム１１上で係船索Ｒが乱巻きされるのを防止することができる。

つぎに、索繰出し手段２０を説明する。
この索繰出し手段２０は、一対のローラ２１，２１と、このローラ２１を回転させる電動モータ２２および減速機２３を備えている。前記一対のローラ２１，２１は係船索Ｒを両側から挟めるように配置されており、挟んだ状態で回転させると、係船索Ｒを強制的に繰り出すことができる。
このような繰り出し作業を確実に行わせるため、各ローラは摩擦係数の大きい、例えばゴムなどの材料を用いるか、あるいは外周面にゴムなどの摩擦材を取付けておくことが好ましい。
前記２本のローラ２１のそれぞれの回転軸に、減速機２３を介して電動モータ２２を連結し、２台の電動モータ２２をそれぞれスライダ２４に搭載し、各スライダ２４をモータ駆動のネジ棒２５等に螺合させて互いに接近離間するように構成する。このようにすると、２個のスライダ２４を互いに接近離間させることで一対のローラ２１，２１が係船索Ｒを挟んだ閉じた位置と、係船索Ｒから離れた開いた位置との間で開閉動作させることができる。
そして、閉じた位置ではローラ２１の回転トルクが係船索Ｒの繰出し力に有効に変換されるので、係船索Ｒの高速での強制繰出しが可能となる。また、開いた位置では、ローラ２１と係船索Ｒが接触しないので、係船索Ｒの巻取り時にローラ２１も係船索Ｒも摩擦によって損傷しなくなる。

なお、ローラ２１と電動モータ２２との間に図示しない一方向クラッチを介在させ、係船索Ｒの繰出し時には、ローラ２１と電動モータ２２とを連結し、係船索Ｒの巻取り時には、ローラ２１と電動モータ２２との連結を遮断するようにした構成としてもよい。
この例では、係船索Ｒの繰出し時には、電動モータ２２の回転トルクがローラ２１に伝えられて、係船索Ｒの高速での強制繰出しが可能となる。また、係船索Ｒの巻取り時にはローラ２１がつられて回転するが電動モータ２２へはその回転を伝えないので、ローラ２１が空転する。このため、ローラ２１も係船索Ｒも摩擦によって損傷しなくなる。

前記フレーム１の前端には索取出口４１が形成されており、その内部にはユニバーサルチョック４０が設けられている。
このユニバーサルチョック４０は、２本の垂直ロール４２，４２と２本の水平ロール４３，４３から構成されている。２本の垂直ロール４２，４２は係船索Ｒを小さな隙間を開けて挟んだ状態に配置されており、２本の水平ロール４３，４３は上下に間隔をあけて配置されている。この上下の間隔は、巻取りドラム１１上における係船索Ｒの巻層の１層目高さと最大層高さに対応している。このユニバーサルチョック４０があることによって、係船索Ｒの左右上下への振れを規制して、係船索２を円滑に取出すことができる。

係船装置Ａが上記のごとき構成を有しているから、図５（Ａ）に示すように、クラッチ１３を切断して巻取ドラム１１と電動モータ１２および減速機１４との間の連結を断ち、巻取ドラム１１を空転可能な状態としておき、索繰出し手段２０のローラ２１，２１を回転させれば、係船索Ｒは高速で強制繰出しすることができる。あるいは、クラッチ１３を接続しておいて、電動モータ１２で巻取ドラム１１を巻戻し方向に回転させ、巻戻し速度を一対のローラ２１，２１の繰出し速度と同期させておいてもよい。この場合も、係船索Ｒを高速で繰出すことができる。
（Ｂ）図に示す巻取り操作は、索繰出し手段１０のローラ２１，２１を開いておき、クラッチ１３を入れて電動モータ１２および減速機１４と巻取ドラム１１を連結し、巻取り方向に回転させることにより行う。そうすると、係船索Ｒを巻取ドラム１１上に巻き取ることができる。

さて、本実施形態の係船制御システムを説明する。
図１は、本実施形態の係船制御システムを採用した船舶の概略説明図である。図２は、本実施形態の係船制御システムの概略ブロック図である。
図１および図２に示すように、船のブリッジには、本実施形態の係船制御システムの制御手段の制御盤ＣＢが設けられている。この制御盤ＣＢは、ＬＡＮ等の電気通信回線ＥＬによって、船首側の係船甲板４および船尾側の係船甲板５に設けられている複数の係船装置Ａの索巻取り手段１０の電動モータ１２、索繰出し手段２０の電動モータ２２にそれぞれ接続されており、制御盤ＣＢから、複数の係船装置Ａの各モータの作動を、それぞれ独立して遠隔制御できるように構成されている。
なお、複数の係船装置Ａの各モータは、その作動が必ずしも独立して制御される必要はなく、任意の係船装置Ａのモータ同士を連動して作動させるような構成としてもよい。

図１および図２に示すように、船首側の係船甲板４および船尾側の係船甲板５には、それぞれ監視システム５０の撮影装置５２が設けられている。この撮影装置５２は、例えばＩＴＶやＩＰカメラ等であり、係船装置Ａの作動状況、とくに係船索Ｒの状態を監視するものである。この撮影装置５２は、前記制御盤ＣＢの近傍に設けられたモニタ装置５３に接続されており、撮影装置５２で撮影された映像が、モニタ装置５３にリアルタイムで表示されるように構成されている。
このため、係船甲板４ ,５に人員を配置していたときと同じように、作業員が係船装置Ａや係船索Ｒの状況を監視することができ、正確に判断することができるから、制御盤ＣＢが係船甲板４ ,５から離れた位置に設けられていても、作業員が係船装置Ａの作動、つまり係船索Ｒの巻き取り巻き戻しを正確に調整することができる。

また、制御盤ＣＢを操作する作業員が、船首側の係船甲板４および船尾側の係船甲板５を表示する画面を同時に監視することができるようにモニタ装置５３を構成すれば、一人の作業員でも、船首側の係船甲板４および船尾側の係船甲板５の両方の係船装置Ａと係船索Ｒの状況を同時に監視することができる。

図１および図２に示すように、各係船装置Ａには、係船索Ｒの張力を検出する索張力検出装置５５が設けられている。この索張力検出装置５５は、例えば、巻取りドラム１１に設けられたひずみゲージ等であるが、係船索Ｒの張力を検出することができるものであればとくに限定はない。
また、各係船装置Ａには、巻取りドラム１１から繰り出されている係船索Ｒの長さを検出する索長検出装置５６が設けられている。この索長検出装置５６は、例えば、巻取りドラム１１の回転軸に設けられたエンコーダ等であるが、巻取りドラム１１から繰り出されている係船索Ｒの長さを検出することができるものであればとくに限定はない。
そして、索張力検出装置５５および索長検出装置５６は、いずれもＬＡＮ等の電気通信回線ＥＬによって、前記制御盤ＣＢの近傍に設けられた表示装置５７に接続されており、索張力検出装置５５および索長検出装置５６が検出した張力および索長がリアルタイムで表示されている。
このため、作業員は画像による係船装置Ａや係船索Ｒの状況だけでなく、係船索Ｒの張力や索長といった定量的な情報に基づいて係船装置Ａや係船索Ｒの状況を判断できるから、係船装置Ａや係船索Ｒの状況をより正確に確認することができ、係船索Ｒの巻き取り繰出しをより正確に制御することができる。

しかも、制御盤ＣＢを操作する作業員が、全ての係船索Ｒの張力と索長を同時に監視することができるように表示装置５７を構成すれば、各係船装置Ａの係船索Ｒの張力と繰り出されている索の長さから、船の姿勢変化や動きを把握できるから、各係船装置Ａの係船索Ｒの巻き取り繰出しを最適な状態に調整することができ、船の姿勢制御を正確に行なうことができる。

本発明の係船装置は、船舶の種類を問わず、どのような種類の船舶にも適用することができる。

本実施形態の係船制御システムを採用した船舶の概略説明図である。 本実施形態の係船制御システムの概略ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る係船装置の平面図である。 同係船装置の側面図である。 （Ａ）図は係船索の繰出し操作の説明図、（Ｂ）図は係船索の巻取り操作の説明図である。 本発明の係船装置を用いた係船作業の説明図である。

符号の説明

１ フレーム
１０ 索巻取り手段
１１ 巻取ドラム
１２ 電動モータ
１３ クラッチ
２０ 索繰出し手段
２１ ローラ
２２ 電動モータ
３０ ロープシフター
４０ ユニバーサルチョック
５０ 監視システム
５２ 撮影装置
５３ モニタ装置
５５ 索張力検出装置
５６ 索長検出装置
５７ 表示装置
Ａ 係船装置
ＣＢ 制御盤

Claims (3)

1. 船を岸壁に係船する係船索の巻取り繰出しを制御する制御システムであって、
   該制御システムが、
   係船索を巻取り、巻戻しする巻取ドラムと、該巻取ドラムを回転駆動し、遠隔制御が可能な電動駆動源からなる索巻取り手段と、係船索を外部に繰出す繰出し機構と、該繰出し機構を駆動し、遠隔制御が可能な電動駆動源からなる索繰出し手段とを備えた係船装置と、
   該係船装置の電源駆動源を遠隔制御するための制御手段と、
   前記係船索の状況を監視する監視システムとからなる
   ことを特徴とする係船制御システム。
2. 前記監視システムが、
   前記係船装置の状況を撮影する撮影装置と、
   該撮影装置によって撮影された映像を表示するモニタ装置とを備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の係船制御システム。
3. 前記監視システムが、
   前記係船索の張力を検出する張力検出装置と、
   前記巻取りドラムからの係船索の繰出し量を検出する索長検出装置と、
   前記張力検出装置が検出した張力と、前記索長検出装置が検出した索長を表示する表示装置とを備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の係船制御システム。