JP2012026086A - 係船装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
係船装置において、係船作業自体のコストダウンを実現し、且つ低コストである係船装置を提供する。また、安全な係船作業を実現した係船装置を提供する。
【解決手段】
岸壁に設置した係船装置において、前記係船装置１が、脚部３及び水平面内で旋回自在なアーム部４を有したホーサブーム２と、ロープ７を巻いたドラム５と、制御装置６を有しており、前記制御装置６が、船舶からの無線信号で前記ホーサブーム２を旋回し、前記ロープ７を懸吊した前記アーム部４の端部を前記船舶上に移動する制御を行うように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、船舶等を岸壁に係船する係船装置に関する。

船舶等を岸壁に係船する際、船舶と岸壁をワイヤロープでつないで、船舶等を固定している（例えば特許文献１参照）。この係船作業は、ばら積み船やタンカー等の大型船舶から、フェリー等の中型船舶、更に、漁船やレジャーボート等の小型船舶に至るまで、必要となる作業である。

以下、係船作業について説明する。まず、船舶側の作業員は、船舶に搭載したワイヤドラムから係船用のワイヤロープを繰り出す。船舶側の作業員は、このワイヤロープの先端に結び付けた投索を、岸壁側に投げる。次に、岸壁側の作業員は、投索を引き、ワイヤロープを手繰り寄せ、ワイヤロープを岸壁の係船柱（ボラードという）に掛ける。船舶側のワイヤドラムを巻き取り、ワイヤロープに張力を与えて、船舶を固定する。

この係船作業は、船舶を係船する際に船舶側と岸壁側の両方に作業員が必要となり、コストがかかるという問題を有している。この係船作業は、船舶の出入りが頻繁な大型港でない限り、間欠的な作業となり、作業効率が低い。特に、離島では、この係船作業のために作業員を雇用することが困難である。なお、離島に接岸するフェリー等の係船作業は、１回の作業時間が３０分程度で、１日に数回程度である。この問題に対して、岸壁側の作業員を必要としない係船装置が提案されている（例えば特許文献２参照）。

しかしながら、上記の係船装置は、いくつかの問題点を有している。第１に、装置が大型であり、導入コストが高いという問題を有している。また、岸壁側に加えて、船舶側にも改造等が必要となる。そのため、普及が困難である。特に、離島に導入するためには、低コストであることが望ましい。

第２に、大きさの異なる船舶を、１つの係船装置で係船することができないという問題を有している。多種の船舶が接岸する港の場合は、船舶の大きさごとに複数の係船装置を岸壁に設けなくてはならない。これは、高コストとなる上、それぞれの岸壁を整備する必要があるため、現実的には導入することが不可能となる。

第３に、船舶と岸壁を連絡する新たな桟橋等が必要となるという問題を有している。船舶と岸壁の間に係船装置を配置しているため、人や車輛等が船舶と岸壁の間を移動する専用の新たな桟橋が必要となる。従来のタラップ等は使用することができない。

特開２００１−４８０８３号公報 特開平０６−２９３２８９号公報

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、係船装置において、係船作業自体のコストダウンを実現し、且つ低コストである係船装置を提供することにある。また、安全な係船作業を実現した係船装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る係船装置は、岸壁に設置した係船装置において、前記係船装置が、脚部及び水平面内で旋回自在なアーム部を有したホーサブームと、ロープを巻いたドラムと、制御装置を有しており、前記制御装置が、船舶からの無線信号で前記ホーサブームを旋回し、前記ロープを懸吊した前記アーム部の端部を前記船舶上に移動する制御を行うように構成したことを特徴とする。

この構成により、係船作業において岸壁側を無人化することができる。そのため、係船作業に係るコストを低減することができる。また、岸壁側に係船装置を設置し、船舶側には無線装置（コントローラ）を搭載すればよいため、低コストで係船装置を導入することができる。

上記の係船装置において、前記ホーサブームが、鉛直方向に伸縮自在の脚部と、水平面内で旋回自在なアーム部を有しており、前記アーム部が、前記脚部に第２回転軸を介して設置した第２アームと、前記第２アームに第１回転軸を介して設置した第１アームを有し、前記第１回転軸と前記第２回転軸はそれぞれ第１モータ又は第２モータと、角度センサを有していることを特徴とする。この構成により、係船作業の安全性を向上することができる。これは、ホーサブームが船舶や作業員が接触した場合、小さな力で旋回するように構成しているためである。

本発明に係る係船装置の制御方法は、岸壁に設置した係船装置で、前記係船装置が、脚部及び水平面内で旋回自在なアーム部を有したホーサブームと、ロープを巻いたドラムと、制御装置を有しており、前記制御装置が、船舶からの無線信号で前記ホーサブームを旋回し、前記ロープを懸吊した前記アーム部の端部を前記船舶上に移動する制御を行うように構成した係船装置の制御方法であって、前記船舶側の前記無線装置により係船作業開始信号を発信するステップと、前記岸壁側の前記制御装置が前記係船作業開始信号を受信するステップと、前記アーム部を旋回して、前記アーム部の端部を船舶上に移動するステップと、前記アーム部の端部に懸吊した前記ロープを前記船舶の係船柱に結束するステップと、前記船舶側の前記無線装置が接岸開始信号を発信するステップと、前記岸壁側の前記制御装置が前記接岸開始信号を受信するステップと、前記ドラムが前記ロープを巻き取るステップと、前記アーム部を旋回して、前記アーム部の端部を岸壁上に移動するステップと、を有することを特徴とする。

本発明に係る係船装置によれば、係船作業自体のコストダウンを実現し、且つ低コストである係船装置を提供することができる。また、安全な係船作業を実現した係船装置を提供することができる。

本発明に係る実施の形態の係船装置を示した斜視図である。 本発明に係る実施の形態の係船装置を示した平面図である。 本発明に係る異なる実施の形態の係船装置を示した正面図である。 本発明に係る異なる実施の形態の係船装置を示した正面図である。 本発明に係る異なる実施の形態の係船装置を示した正面図である。 本発明に係る実施の形態の係船装置の制御を示したフローチャートである。 本発明に係る実施の形態の係船装置で船舶を係船した様子を示した平面図である。

以下、本発明に係る実施の形態の係船装置について、図面を参照しながら説明する。図
１に、本発明に係る実施の形態の係船装置１の斜視図を示す。係船装置１は、ホーサブーム２と、ドラム５と、制御装置６を有している。ホーサブーム２は、鉛直方向に伸縮自在の脚部３と、水平面内で旋回自在のアーム部４を有している。アーム部４は、脚部３に第２回転軸１３を介して設置した第２アーム１１と、第２アーム１１に第１回転軸１２を介して設置した第１アーム１０を有している。第１回転軸１２及び第２回転軸１３は、それぞれ第１モータ２０又は第２モータ２１と、角度センサ２２を有しており、独立して旋回制御ができるように構成している。

また、係船用のワイヤ又はロープ７を、ドラム５から繰り出し、フェアリーダ８を介して、アーム部４端部のフック２３で懸吊するように構成している。更に、２４は緩衝材、２５はロープ端部を示している。この緩衝材２４は、船舶及び船舶上の作業員との接触衝撃を和らげるためのものである。なお、脚部３は、シリンダ機構又はラックアンドピニオン機構等、既知の構造で構成することができる。

制御装置６は、外部から無線等により信号を受け、係船装置１の制御を行うためのものである。係船装置１の制御とは、脚部３の伸縮、アーム部４の旋回、ドラム５の回転及び係船装置１の走行等の制御である。

図２に、係船装置１の平面図を示す。係船装置１は、岸壁３０に複数台設置されている。船舶２７の接近に伴い、ホーサブーム２を制御する。船舶２７の作業員は、ホーサブーム２からロープ７を受け取り、ロープ７を係船柱（ボラード）２６に結び付ける作業を行う。

ここで、ホーサブーム２のアーム部４は、船舶等が接触した際に、旋回して衝撃を吸収するように構成することが望ましい。これは、船舶が強風又は波浪等の影響で、急に移動した場合に、アーム部４に接触して破壊されることを防止するためである。なお、３１はフェンダーを示している。フェンダー３１は、船舶２７と岸壁３０の衝突を緩衝するためのものである。

次に、係船装置１Ａの動作について図３乃至５を参照して説明する。図３に、船舶２７が岸壁に３０に接近した際の正面図を示す。係船装置１Ａは、アーム部４Ａを一体で構成し、第１回転軸１２を有していない。

船舶２７の作業員は、船舶２７の岸壁３０への接近に伴い、無線装置から係船作業開始信号を発信する。係船装置１Ａの制御装置６は、この係船作業開始信号を受信し、アーム部４Ａを海側（図３左方）に振り出す。船舶側の作業員は、アーム部４Ａのフック２３からロープ端部２５を受け取り、係船柱２６に結び付ける。このとき、フック２３の位置を、無線装置で調整することができる。つまり、鉛直方向は脚部３の伸縮により、水平面内ではアーム部４Ａの旋回により行う。

図４に、ロープ端部２５を係船柱２６に結び付けた際の様子を示している。船舶側の作業員は、ロープ７の連結が完了した後に、無線装置で、接岸開始信号を発信する。係船装置１Ａは、この接岸開始信号を受け、ドラム５によるロープ７の巻取りを開始する。また、アーム部４Ａを陸側（図４右方）に旋回し、船舶２７と接触しない位置（格納位置）に移動する。

図５に、ドラム５によるロープ７の巻き取りが完了した様子を示している。ドラム５の停止は、無線装置により手動で停止することができる。また、ドラム５の停止は、ドラム５に設置したトルク計が閾値を超えた場合に自動で停止するように構成してもよい。

図６に、係船を行う際の制御のフローチャートを示す。船舶が岸壁に接近した際、船舶側から無線装置により、係船作業開始信号を発信する（Ｓ１０）。なお、この信号には、船体固有情報が含まれることが望ましい。この船体固有情報には、船舶の種別、船舶の全長、喫水等、係船に係る情報が含まれる。岸壁側では、係船装置１の制御装置６が、係船作業開始信号を受信する（Ｓ２０）。この制御装置６は、係船作業開始信号を受信した後に、インターネット又は港の管理センター等から環境情報を取得する（Ｓ２１）ことが望ましい。この環境情報には、その時点での潮位等の係船に係る情報が含まれる。

係船装置１は、取得した船体固有情報及び環境情報から、ホーサブーム２において、脚部３の伸縮による高さ調整と、アーム部４の旋回による位置調整を行う。また、ドラム５からロープ７を繰り出し、ロープ７にたるみを持たせる制御を行う（Ｓ２２）。この係船装置１の制御は、船舶側の作業員がアーム部４のフック２３からロープ７を受け取りやすくするために行う。ここで、船舶側の作業員がロープ７を受け取りにくい場合は、ホーサブーム２の微調整を行う（Ｓ１３、Ｓ２３）。ホーサブームの微調整は、船舶側の無線装置で行うことができる。具体的には、脚部３の伸縮、アーム部４の旋回、及びドラム５の回転によるロープ７の送り出しを行うことができる。

次に、船舶側の作業員は、ロープ端部２５を船舶の係船柱２６に結び付ける（Ｓ１４）。その後、無線装置から接岸開始信号を発信する（Ｓ１５）。この接岸開始信号を受信（Ｓ２５）した係船装置１の制御装置６は、ドラム５を回転し、ロープ７を巻き取る（Ｓ２６）。また、アーム部４を岸壁側に旋回して、アーム部４が船舶と接触しない位置（格納位置）に移動する制御を行う。ロープ７の巻取りが完了し、ロープ７に規定の張力を発生させた状態で係船作業完了となる（Ｓ１７、Ｓ２７）。

次に、離岸する場合の制御を説明する。まず、船舶側から無線装置により、離岸作業開始信号を発信する。この信号を受信した岸壁側の係船装置１は、ドラム５を回転し、ロープ７を繰り出す。その後、無線装置からホーサブーム２を操作する信号を送信し、アーム部４を船舶側に旋回させる。作業員は、このアーム部４のフック２３に、ロープ７を懸吊させて、離岸作業を完了する。

上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第１に、係船作業において岸壁側を無人化することができる。そのため、係船作業に係るコストを低減することができる。これは、特に離島の港で効果的である。

第２に、岸壁側に係船装置を設置し、船舶側の改造等は不要である構成のため、低コストで係船装置を提供することができる。船舶側には、係船装置を操作する無線装置（コントローラ）のみを搭載すればよい。また、係船時の状態は、従来と変わらないため、船舶と岸壁を連絡するタラップ等は、従来どおり使用することができる。

第３に、係船装置のホーサブームは、船舶や作業員が接触した場合、小さな力で旋回するように構成しているため、事故の発生を抑制することができる。また、第１アーム１０及び第２アーム１１を連結してアーム部４とする構成（図１参照）により、アーム部４は、更に外力に対する柔軟性を向上することができる。加えて、アーム部４の端部には、緩衝材２４（図１参照）を設置し、事故の発生を抑制している。

第４に、ホーサブームのアーム部の旋回、又は脚部の伸縮する少なくとも１つの構成により、係船可能な船舶の船種を複数とすることができる。特に、多種の船舶が接岸する離島の港で有効な効果がある。

図７に、大型船舶、中型船舶又は小型船舶２７を係船した際の平面図を示す。船舶２７
を３台の係船装置１で係船している。岸壁３０における係船装置１の位置は、船舶２７に結び付けたロープ７と岸壁３０のなす角θが４０°以上となるように移動することが望ましい。これは、なす角θが４０°より小さくなると、船舶２７を岸壁に引寄せる力が小さくなるためである。

なお、１つの係船装置１から複数のロープ７を送り出す場合は、複数のドラム５を設置することが望ましい。係船時に、それぞれのロープ７に規定の張力を発生させるためである。ここで、第１アーム１０及び第２アーム１１は、格納位置にある。

次に、本発明の係船装置１を具体的に設計した１例について図１を参照しながら説明する。ホーサブーム２において、アーム部４の最大リーチを６．０ｍ（岸壁端からアーム部の端部までは５．０ｍ）程度とする。第１アーム１０を、２．７ｍ程度とし、第２アーム１１を３．３ｍ程度とする。第１及び第２モータ２０、２１を油圧揺動モータとする。この油圧揺動モータは、過大な力が加わった場合は回転して、ホーサブーム２及び船舶２７に損傷を与えないように構成する。具体的には、アーム部４が第１回転軸１２で折れ曲がる、又はアーム部４が第２回転軸１３で旋回する。

この油圧揺動モータの選定は以下に従い行う。第１モータ２０は、第１アーム１０の先端部に７０Nの力がかかった場合にフリーになるものと仮定し、１８９Ｎｍ（２．７ｍ×
７０Ｎ）のトルクでリリーフする構成とする。同様に、第２モータ２１は、第２アーム１１の端部（第１回転軸１２付近）に１００Ｎの力がかかった場合にフリーになるものと仮定し、３３０Ｎｍ（３．３ｍ×１００Ｎ）のトルクでリリーフする構成とする。

係船用のロープ７は、直径４０ｍｍ程度のポリプロピレンロープとする。ドラム５は、直径が６００ｍｍ程度で、引き力は３０ｋＮとする。フェアリーダ８は、ロープ７の巻き取り等を考慮すると、ドラム５から距離を離して設置することが望ましいが、岸壁３０に対してはコンパクトに配置することが望まれる。したがって、フェアリーダ８とドラム５の間の距離は２〜３ｍ程度とする（図２参照）。

船舶に搭載する無線装置は、船舶に搭載した無線機能付きコンピュータや、携帯情報端末（いわゆるＰＤＡや携帯電話）等も利用することができる。

１ 係船装置
２ ホーサブーム
３ 脚部
４ アーム部
５ ドラム
６ 制御装置
７ ロープ
８ フェアリーダ
１０ 第１アーム
１１ 第２アーム
１２ 第１回転軸
１３ 第２回転軸

Claims (3)

1. 岸壁に設置した係船装置において、
   前記係船装置が、脚部及び水平面内で旋回自在なアーム部を有したホーサブームと、ロープを巻いたドラムと、制御装置を有しており、
   前記制御装置が、船舶からの無線信号で前記ホーサブームを旋回し、前記ロープを懸吊した前記アーム部の端部を前記船舶上に移動する制御を行うように構成したことを特徴とする係船装置。
2. 前記ホーサブームが、鉛直方向に伸縮自在の脚部と、水平面内で旋回自在なアーム部を有しており、
   前記アーム部が、前記脚部に第２回転軸を介して設置した第２アームと、前記第２アームに第１回転軸を介して設置した第１アームを有し、前記第１回転軸と前記第２回転軸はそれぞれ第１モータ又は第２モータと、角度センサを有していることを特徴とする請求項１に記載の係船装置。
3. 岸壁に設置した係船装置で、前記係船装置が、脚部及び水平面内で旋回自在なアーム部を有したホーサブームと、ロープを巻いたドラムと、制御装置を有しており、前記制御装置が、船舶からの無線信号で前記ホーサブームを旋回し、前記ロープを懸吊した前記アーム部の端部を前記船舶上に移動する制御を行うように構成した係船装置の制御方法であって、
   前記船舶側の前記無線装置により係船作業開始信号を発信するステップと、
   前記岸壁側の前記制御装置が前記係船作業開始信号を受信するステップと、
   前記アーム部を旋回して、前記アーム部の端部を船舶上に移動するステップと、
   前記アーム部の端部に懸吊した前記ロープを前記船舶の係船柱に結束するステップと、
   前記船舶側の前記無線装置が接岸開始信号を発信するステップと、
   前記岸壁側の前記制御装置が前記接岸開始信号を受信するステップと、
   前記ドラムが前記ロープを巻き取るステップと、
   前記アーム部を旋回して、前記アーム部の端部を岸壁上に移動するステップと、
   を有することを特徴とする係船装置の制御方法。

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