JP2006232046A - 係留装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 係留索を使用することなく船舶を岸壁やポンツーン等に係留することができるとともに、船舶の離着岸作業を支援することができる係留装置を提供すること。
【解決手段】 伸縮可能に構成されたアーム部１２の先端でかつ水面上に吸着手段１３が取り付けられているとともに、この吸着手段１３が船舶Ｓの外板に密着することにより船舶Ｓを係留しておくことができる係留装置１であって、着岸しようとする船舶の外板に前記吸着手段１３が密着し、前記アーム部１２が縮められることにより船舶Ｓの着岸作業が支援され、離岸しようとする船舶Ｓの外板に前記吸着手段１３が密着し、前記アーム部１２が伸ばされることにより船舶Ｓの離岸作業が支援されることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、船舶を岸壁やポンツーン等に係留するための係留装置に関するものであり、特に、船舶を離着岸させる機能を備えた係留装置に関するものである。

船舶、特に大型船においては、ホーサー（Hawser）と呼ばれる直径４０mm以上の係留索を複数本使用して岸壁やポンツーン等に係留されるのが一般的である。そのため、船舶が離着岸する度に甲板作業に従事する甲板員や陸側において作業する作業員に重労働が課せられることとなり、また、張られた係留索が切れた場合には、切断部が飛んで来ることがあり、甲板員がそれにあたって怪我をしてしまうといったおそれもあった。
そこで、このような問題点を解決するものとして、ロボットアームの先端に吸引装着要素が具備された係留ロボットなるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特表２００３−５３３３９１号公報

しかしながら、上記特許文献に記載されている係留ロボットは、船舶を岸壁やポンツーン等に係留する機能のみを有するものであり、着岸しようとする船舶の着岸作業を支援したり、離岸しようとする船舶の離岸作業を支援したりする機能を有するものではない。
したがって、上記特許文献に記載されている係留ロボットを使用して船舶を岸壁やポンツーン等に係留する場合には、従来と同様の離着岸作業が必要となる。すなわち、着岸に際しては、船体を岸壁やポンツーン等の非常に接近した位置（係留ロボットのロボットアームと船体の外板とが接する位置）まで、自船が有するスラスターやタグボート等を使用して接近させなければならず、着岸に要する時間・労力・タグボートの費用等を低減させることができないといった問題点がある。一方、離岸に際しても、船体を岸壁やポンツーン等から十分に離れた位置まで、自船が有するスラスターやタグボート等を使用して離さなければならず、離岸に要する時間・労力・タグボートの費用等を低減させることができないといった問題点もある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、係留索を使用することなく船舶を岸壁やポンツーン等に係留することができるとともに、船舶の離着岸作業を支援することができる係留装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の係留装置は、伸縮可能に構成されたアーム部の先端でかつ水面上に吸着手段が取り付けられているとともに、この吸着手段が船舶の外板に密着することにより船舶を係留しておくことができる係留装置であって、着岸しようとする船舶の外板に前記吸着手段が密着し、前記アーム部が縮められることにより船舶の着岸作業が支援され、離岸しようとする船舶の外板に前記吸着手段が密着し、前記アーム部が伸ばされることにより船舶の離岸作業が支援されることを特徴とする。
このような係留装置によれば、これから係留される船舶が係留予定地の沖に略到達したら、格納されていたアーム部が船舶の外板に向かって（沖に向かって）伸ばされる。そして、アーム部の先端に取り付けられた吸着装置の表面が、船舶の外板に当接させられるとつぎに吸着装置の表面が船舶の外板に密着させられる。吸着装置の表面が船舶の外板に完全に密着させられたら、伸びていたアーム部が縮められて、船舶の着岸作業が終了するとともに、船舶の係留作業が完了する。
また、離岸作業は、着岸作業の手順を逆に行うことにより行われる。

請求項２に記載の係留装置は、前記アーム部が、リンク式に構成されているとともに、縮められたときに重なり合うように構成されていることを特徴とする。
このような係留装置によれば、アーム部が縮められた状態、すなわち、格納時および係留時において、アーム部を構成する複数本のリンクが互いに重なり合うこととなり、装置のコンパクト化が図られることとなる。

請求項３に記載の係留装置は、前記アーム部が、潮位変動に応じて上下するように構成されていることを特徴とする。
このような係留装置によれば、アーム部が潮位変動にあわせて自動的に上下動するようになっているので、係留中、潮位変化に応じて船舶を係留し直す必要がなく、係留中の保船作業をなくすことができる。

請求項４に記載の係留装置は、前記アーム部の先端でかつ水面下にスラスターが設けられていることを特徴とする。
このような係留装置によれば、スラスターによりアーム部の伸縮がより迅速に行われることとなり、離着岸の時間がさらに短縮されることとなる。

請求項５に記載の係留装置は、着岸しようとする船舶の現在の位置情報が伝達されてくるとともに、この位置情報に基づいて前記スラスターを作動させ、前記吸着手段を前記船体の外板に自動的に密着させる機構が設けられていることを特徴とする。
このような係留装置によれば、吸着装置が船舶の外板に向かって自動的に導かれた後、船舶の外板に密着させられることとなる。これにより装置の自動化が図られて、作業員の大幅な減員が図られることとなる。

請求項６に記載の係留装置は、前記吸着装置が複数個の吸着表面を備えてなり、かつこれら吸着表面がそれぞれ別個独立して上下方向および左右方向に移動可能に構成されていることを特徴とする。
このような係留装置によれば、船舶の外板に存する突起物（例えば、船舶の外板に対して縦方向に設けられた防舷材等）をかわして吸着装置を船舶の外板に吸着させることができる。

本発明によれば、係留索を使用することなく船舶を岸壁やポンツーン等に係留することができて、船舶の離着岸作業を支援することができるとともに、離着岸に要する時間・労力・タグボートの費用等を低減させることができるという効果を奏する。

以下、本発明による係留装置の第１実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１ないし図３に示すように、本実施形態による係留装置１は、岸壁（あるいはポンツーン等）１０上に設置された土台１１と、この土台１１上に設置されたアーム部１２と、このアーム部１２の先端に取り付けられた吸着装置（吸着手段）１３とを主たる要素として構成されたものである。

土台１１は、船舶Ｓが横付けされる岸壁１０の縁部に固定されて、アーム部１２を支持するものである。土台１１の上面には図示しない回動装置により垂直軸（Ｚ軸）回りに回動する取付アーム１４が設けられており、この取付アーム１４の中央部には第１のピボット１５を収容する丸穴が形成されている。
アーム部１２は、第１のリンク１６と、第２のリンク１７とを備えたものである。第１のリンク１６は、その一端部に第１のピボット１５を収容する丸穴が形成され、かつ、その他端部に第２のピボット１８を収容する丸穴が形成された概略直線状の部材である。一方、第２のリンク１７は、その一端部に第２のピボット１８を収容する丸穴が形成され、かつその他端部に第３のピボット１９を収容する丸穴が形成された概略直線状の部材である。

取付アーム１４と第１のリンク１６とは第１のピボット１５を介して接続されており、第１のリンク１６と第２のリンク１７とは第２のピボット１８を介して接続されている。また、第２のリンク１７と吸着装置１３とは第３のピボット１９を介して接続されている。
第１のリンク１６と第２のリンク１７との間には、第１の油圧シリンダ２０が設けられており、この第１の油圧シリンダ２０が伸縮することにより、アーム部１２は図１ないし図３に示すような伸縮を行うこととなる。

吸着装置１３は、図示しないバキュームポンプ等によりその表面に吸引力を発生させることができる装置であり、図２および図３に示すように、船舶Ｓの外板に密着可能に構成されたものである。
第２のリンク１７と吸着装置１３との間には、第２の油圧シリンダ２１が設けられており、この第２の油圧シリンダ２１が伸縮することにより、吸着装置１３の表面を船舶Ｓの外板にあわせて傾斜させることができるようになっている。また、前述した取付アーム１４は、回動装置により垂直軸回りに回動可能となっているので、これから着岸する船舶Ｓが岸壁１０に対して平行に進入できていない場合でも吸着装置１３の表面を船舶Ｓの外板に密着させることができるようになっている。

つぎに、以上説明した係留装置１を用いて船舶Ｓを岸壁１０に着岸、係留させる手順について説明する。
図１に示すように、これから岸壁１０に着岸しようとする船舶Ｓは、岸壁１０に対して略平行に進入する。
船舶Ｓが係留予定地の沖に略到達したら、図２に示すように、第１の油圧シリンダ２０を作動させ、格納されていたアーム部１２を船舶Ｓの外板に向かって（沖に向かって）伸ばすようにする。
吸着装置１３の表面が船舶Ｓの外板と略平行となるように回動装置および第２のシリンダ２１を作動させ、吸着装置１３の表面を船舶Ｓの外板に当接させるとともにバキュームポンプを作動させて吸着装置１３の表面を船舶Ｓの外板に密着させる。
吸着装置１３の表面が船舶Ｓの外板に完全に密着したら、第１の油圧シリンダ２０、第２のシリンダ２１、および回動装置を作動させて、図３に示すように、伸びていたアーム部１２を縮めていき、船舶Ｓの着岸作業を終了するとともに、船舶Ｓの係留作業が完了する。
また、離岸作業は、着岸作業の手順を逆に行うだけなので、ここではその説明を省略する。

本実施形態による係留装置１によれば、船舶Ｓを岸壁１０に簡単かつ容易に着岸させたり、あるいは船舶Ｓを岸壁１０から簡単かつ容易に離岸させることができることとなり、離着岸の時間を大幅に短縮することができ、かつ離着岸に要する労力やタグボートの費用等を大幅に低減させることができる。
また、係留索を用いることなく船舶Ｓを岸壁１０に係留することができるので、甲板作業に従事する甲板員を重労働から開放することができるでき、また、張られた係留索が切れるといったこともないので、甲板員がそれにあたって怪我をしてしまうといったこともなくなる。

本発明による係留装置の第２実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
図４ないし図６に示すように、本実施形態による係留装置２は、岸壁（あるいはポンツーン等）１０上に設置されたワイヤ巻取装置３０と、アーム部３１と、このアーム部３１の先端（第５の浮体４９）に取り付けられた吸着装置１３とを主たる要素として構成されたものである。

ワイヤ巻取装置３０は、その一端がアーム部３１の先端（第５の浮体４９）に取り付けられたワイヤ３２を伸ばしたり、巻き取ったりするものである。
アーム部３２は、第１のリンク３３と、第２のリンク３４と、第３のリンク３５と、第４のリンク３６とを備えたものであり、岸壁１０に彫り込まれた彫込部１０ａ内に格納されるようになっている。
第１のリンク３３は、その一端部が第１のピボット３７を介して第１の浮体３８に接続され、かつ、その他端部が第２のピボット３９を介して第２の浮体４０に接続された直線状の部材である。
第２のリンク３４は、その一端部が第３のピボット４１を介して第２の浮体４０に接続され、かつ、その他端部が第４のピボット４２を介して第３の浮体４３に接続された直線状の部材である。
第３のリンク３５は、その一端部が第５のピボット４４を介して第３の浮体４３に接続され、かつ、その他端部が第６のピボット４５を介して第４の浮体４６に接続された直線状の部材である。
第４のリンク３６は、その一端部が第７のピボット４７を介して第４の浮体４６に接続され、かつ、その他端部が第８のピボット４８を介して第５の浮体４９に接続された直線状の部材である。
ここで、第１の浮体３８は、彫込部１０ａの壁面１０ｂに沿って上下方向に設けられたガイド部材５０に案内され得るように構成されており、潮位変動に対応して上下動することができるようになっている。すなわち、アーム部３１および吸着装置１３は、潮位変動にあわせて自動的に上下動するようになっている。

各ピボット３７，３９，４１，４２，４４，４５，４７，４８には、図示しないバネ部材（あるいはアクチュエータ）が設けられており、ワイヤ巻取装置３０によりワイヤ３２が弛められていく（伸ばされていく）と、図５に示すように、バネ部材の復元力によってアーム部３１が船舶Ｓの外板に向かって（沖に向かって）伸びていくこととなる。

つぎに、以上説明した係留装置２を用いて船舶Ｓを岸壁１０に着岸、係留させる手順について説明する。
図４に示すように、これから岸壁１０に着岸しようとする船舶Ｓは、岸壁１０に対して略平行に進入する。
船舶Ｓが係留予定地の沖に略到達したら、図５に示すように、ワイヤ巻取装置３０を作動させてワイヤ３２を弛めていくと、格納されていたアーム部３１が船舶Ｓの外板に向かって（沖に向かって）伸びていく。
吸着装置１３の表面を船舶Ｓの外板に当接させるとともにバキュームポンプを作動させて吸着装置１３の表面を船舶Ｓの外板に密着させる。
吸着装置１３の表面が船舶Ｓの外板に完全に密着したら、ワイヤ巻取装置３０を作動させてワイヤ３２を巻き取っていき、図６に示すように、伸びていたアーム部３２を元の格納された状態に戻すようにして、船舶Ｓの着岸作業が終了するとともに、船舶Ｓの係留作業が完了する。
また、離岸作業は、着岸作業の手順を逆に行うだけなので、ここではその説明を省略する。

本実施形態による係留装置２によれば、アーム部３１および吸着装置１３は、潮位変動にあわせて自動的に上下動するようになっているので、係留中、潮位変化に応じて船舶Ｓを係留し直す必要がなく、係留中の保船作業をなくすことができる。
また、着岸時、岸壁１０にあまり近づくことができない大型船等に対してもリンクの数を増やすだけで対応可能となるので、本実施形態による係留装置２は、小型船はもちろん大型船に対応可能となっている。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。

本発明による係留装置の第３実施形態を、図７を用いて説明する。
図７に示すように、本実施形態による係留装置３は、第５の浮体４９の下面にスクリューを具備したスラスター６０を備えているという点で前述した第２実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

本実施形態による係留装置３によれば、アーム部３１を伸縮させるのに、ワイヤ巻取装置３０、ワイヤ３２、および各ピボット３７，３９，４１，４２，４４，４５，４７，４８に設けられていたバネ部材（あるいはアクチュエータ）に加えてスラスター６０が使用されることとなるので、アーム部３１をより迅速に伸縮させることができて、離着岸の時間をさらに短縮することができる。
その他の作用効果は、前述した第２実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。

本発明による係留装置の第４実施形態を、図８を用いて説明する。
図８に示すように、本実施形態による係留装置４は、位置検出機構７０を備えているという点で前述した第３実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

位置検出機構７０は、船舶Ｓの現在位置を把握するとともに、その位置を係留装置４に伝達する船舶側位置検出器７１と、吸着装置１３の現在位置を把握するとともに、船舶側位置検出器７１から送られてきた船舶Ｓの現在位置に向けてスラスター６０を作動させる係留装置側位置検出器７２とを備えてなる。すなわち、船舶Ｓの外板に向かって吸着装置１３が自動的に導かれるように構成されている。
なお、船舶Ｓおよび吸着装置１３の位置検出には、リアルタイム・キネマティック・GPS等を使用することができる。

本実施形態による係留装置４によれば、吸着装置１３が船舶Ｓの外板に自動的に当接した後、密着するようになっているので、装置の自動化を図ることができて、作業員の大幅な減員を図ることができる。
その他の作用効果は、前述した第３実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。

なお、本発明は上述した実施形態のものに限定されるものではなく、例えば、吸着装置を図９に示すような構成とすることもできる。図９に示す吸着装置８０は、吸引力を発生させることができる吸着表面８１を複数個（本実施形態においては３個）有するものであり、それぞれの吸着表面８１がベース８２に対して個別に上下方向（図において紙面に垂直な方向）および左右方向（図において上下方向）に移動可能に構成されている。
吸着装置をこのような構成にすることにより、船舶Ｓの外板に存する突起物（例えば、船舶の外板に対して縦方向に設けられた防舷材等）Ｆをかわして吸着装置８０を船舶Ｓの外板に吸着させることができる。

また、上述した第１実施形態において、第１の油圧シリンダ２０および第２の油圧シリンダ２１は、水圧を利用した水圧シリンダあるいは空気圧を利用した空気圧シリンダとすることもできる。

さらに、上述した第３実施形態および第４実施形態においては、スラスター６０だけでもアーム部３１を伸縮させることができるようになっているので、ワイヤ巻取装置３０、ワイヤ３２、および各ピボット３７，３９，４１，４２，４４，４５，４７，４８に設けられていたバネ部材（あるいはアクチュエータ）は必須の構成要素ではなく、これらを省略することもでき、構成の簡略化を図ることができるとともに、保守・整備作業の簡略化も図ることができる。

さらに、第２実施形態ないし第４実施形態において、アーム部３１の各リンクは水面と平行な水平面内を移動するように構成されているが、図１０に示すように、水面に対して垂直な鉛直面内を移動するように構成することもできる。すなわち、ピボット３９，４１，４５，４７が水面下に位置するように構成することもできる。
この場合、ピボット３９，４１，４５，４７および／またはリンク３３，３４，３５，３６が浮力体として構成されていると、ワイヤ巻取装置３０によりワイヤ３２が弛められていく（伸ばされていく）だけで、バネ部材やアクチュエータを備えていなくてもこれらの浮力によってアーム部３１が船舶Ｓの外板に向かって（沖に向かって）伸びていくこととなり、バネ部材やアクチュエータを省略することができる。
また、この実施形態とは反対に、ピボット３９，４１，４５，４７が空中（水面上）に位置するように構成することもできる。

本発明による係留装置の第１実施形態を示す図であって、アーム部が格納された状態を示す概略全体斜視図である。 図１に示すアーム部が、船舶の着岸作業を支援するために船舶の方に伸ばされた状態を示す概略全体斜視図である。 図１に示すアーム部が縮められ、船舶を係留している状態を示す概略全体斜視図である。 本発明による係留装置の第２実施形態を示す図で、アーム部が格納された状態を示す図であって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略側面図である。 図４に示すアーム部が、船舶の着岸作業を支援するために船舶の方に伸ばされた状態を示す図であって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略側面図である。 図４に示すアーム部が縮められ、船舶を係留している状態を示す図であって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略側面図である。 本発明による係留装置の第３実施形態を示す要部概略側面図である。 本発明による係留装置の第４実施形態を示す要部概略側面図である。 吸着装置の他の実施形態を示す要部概略平面図である。 本発明による係留装置の第５実施形態を示す図で、アーム部が格納された状態を示す図であって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略側面図である。

符号の説明

１ 係留装置
２ 係留装置
３ 係留装置
４ 係留装置
５ 係留装置
１２ アーム部
１３ 吸着装置（吸着手段）
３１ アーム部
６０ スラスター
７０ 位置検出機構
８１ 吸着表面
Ｓ 船舶

Claims (6)

1. 伸縮可能に構成されたアーム部の先端でかつ水面上に吸着手段が取り付けられているとともに、この吸着手段が船舶の外板に密着することにより船舶を係留しておくことができる係留装置であって、
   着岸しようとする船舶の外板に前記吸着手段が密着し、前記アーム部が縮められることにより船舶の着岸作業が支援され、
   離岸しようとする船舶の外板に前記吸着手段が密着し、前記アーム部が伸ばされることにより船舶の離岸作業が支援されることを特徴とする係留装置。
2. 前記アーム部が、リンク式に構成されているとともに、縮められたときに重なり合うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の係留装置。
3. 前記アーム部が、潮位変動に応じて上下するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の係留装置。
4. 前記アーム部の先端でかつ水面下にスラスターが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の係留装置。
5. 着岸しようとする船舶の現在の位置情報が伝達されてくるとともに、この位置情報に基づいて前記スラスターを作動させ、前記吸着手段を前記船体の外板に自動的に密着させる機構が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の係留装置。
6. 前記吸着装置が複数個の吸着表面を備えてなり、かつこれら吸着表面がそれぞれ別個独立して上下方向および左右方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の係留装置。

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