JP2017105229A - 車両乗下船装置及び車両乗下船装置を備えた船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の乗下船時に生じる船体の上下運動及びトリム変化（前後傾斜）に応じてランプウェイの形状を調整することができ、車両の乗下船を安定して行うことができる車両乗下船装置及び車両乗下船装置を備えた船舶を提供すること。【解決手段】車両Ａを運搬する船舶１０の乗下船装置２０であって、船体の中央側に設けた第１の軸２４の回りに回動可能な第１のランプウェイ２１Ａと、第１のランプウェイ２１Ａに設けた第２の軸２５の回りに回動可能な第２のランプウェイ２１Ｂと、第１のランプウェイ２１Ａに係止され第１のランプウェイ２１Ａを第１の軸２４回りに第１の角度範囲で回動させる駆動手段２２と、第２のランプウェイ２１Ｂが上方向に動くときには機械的な拘束が無く、下方向に動くときには第１のランプウェイ２１Ａに対する動作範囲を第２の角度範囲に制限する制限手段２９と、車両Ａの乗下船時に駆動手段２２を制御する制御手段２３とを備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、船舶に車両を乗下船させるための車両乗下船装置及び車両乗下船装置を備えた船舶に関する。

高齢化が進む離島地域においては、移動の際の負担が少ない生活航路が必要とされている。出願人は、離島航路の生活基盤の維持並びに観光業の活性化を目的として、新しい小型海上交通システム（シームレス小型船システム）の研究・開発を進めている。シームレス小型船は、例えば総トン数約１７トン、全長１６．５ｍの小型船舶であり、小型バス（最大重量約７．５トン）を乗下船させることができる。乗客は、小型バスに乗車したままシームレス小型船に乗下船できるため、陸上と海上間で交通機関の乗り換えをせずに目的地に移動できるようになる。

シームレス小型船に小型バスが乗下船するためには、シームレス小型船と岸壁や桟橋等とを連絡する車両乗下船装置が必要である。
特許文献１には、自動車運搬船において、三つの斜路に分割してヒンジ連接されたランプウェイと、各斜路の傾斜を変更する斜路傾斜角変更装置と、斜路の傾斜を検出する傾斜検出器と、斜路の傾斜に基づいて斜路の傾斜操作及び斜路に設けた信号機の切り替え指令を出す演算器とからなる自動車搬出入ランプウェイ装置を備えることにより、潮の干満差があるときでも斜路の長さを長くすることなく、自動車の搬出入を可能とする技術が開示されている。
また、特許文献２には、カーフェリーや自動車専用運搬船において、ランプを構成する複数のパネルがヒンジを介して連結され、それらのヒンジの少なくとも一部を、隣接するパネル相互のなす角度を変えるべく遠隔制御の可能なトルクヒンジとして構成された舶用折り畳み式ランプ装置を備えることにより、車両甲板と岸壁との高さの差が大きい場合でも、ランプウェイを長く形成することによって車両の荷役を可能とする技術が開示されている。
また、特許文献３には、関節で相互接続された二つのランプウェイ部材からなる船舶用ランプウェイに接続され、駆動アームとウインチとが協働することによって、ランプウェイ部材同士の間の角度の調節を可能にする装置が開示されている。

実開平１−１２３６３８号公報 特開平５−１７８２７８号公報 特表２０１３−５２５２０６号公報

特許文献１から特許文献３は、比較的大型の船舶を対象として、潮の干満や複数の車両が乗下船することによる喫水の変化を考慮して斜路の傾斜角や長さ等を調節するものであり、車両の乗下船時に生じる船体の上下運動及びトリム変化（前後傾斜）を考慮したものではない。そのため、特に２０トン未満の小型船舶用の乗下船装置として適用することはできない。

そこで本発明は、車両の乗下船時に生じる船体の上下運動及びトリム変化（前後傾斜）に応じてランプウェイの形状を調整することができ、車両の乗下船を安定して行うことができる車両乗下船装置及び車両乗下船装置を備えた船舶を提供することを目的とする。

請求項１記載に対応した車両乗下船装置においては、車両を運搬する船舶の乗下船装置であって、船体の中央側に設けた第１の軸の回りに回動可能な第１のランプウェイと、第１のランプウェイに設けた第２の軸の回りに回動可能な第２のランプウェイと、第１のランプウェイに係止され第１のランプウェイを第１の軸回りに第１の角度範囲で回動させる駆動手段と、第２のランプウェイが上方向に動くときには機械的な拘束が無く、下方向に動くときには第１のランプウェイに対する動作範囲を第２の角度範囲に制限する制限手段と、車両の乗下船時に駆動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項１に記載の本発明によれば、車両を乗下船させる際に第１のランプウェイ及び第２のランプウェイを岸壁等に対して、船体の上下運動やトリム変化（前後傾斜）があっても適切な形状に維持することができ、車両の乗下船を車両に悪影響を与えることなく安定して行うことができる。また、第２のランプウェイの上方向への動作は機械的な拘束を受けないので、停泊時や航行時には第２のランプウェイを上方向へ回動させて収納することができる。

請求項２記載の本発明は、第２の角度範囲の角度を検出する角度検出手段を備え、制御手段が角度検出手段の検出角度に基づいて駆動手段を制御することを特徴とする。
請求項２に記載の本発明によれば、第１のランプウェイと第２のランプウェイとのなす角度に基づいて、制御手段が駆動手段を制御することにより、車両の乗下船時に生じる船体の上下運動及びトリム変化（前後傾斜）に応じて、第１のランプウェイに対する第２のランプウェイの角度が適切に調整される。したがって車両の乗下船を更に安定して行うことができる。

請求項３記載の本発明は、角度検出手段が検出角度に差を有したことを特徴とする。
請求項３に記載の本発明によれば、検出角度の差によって第１のランプウェイと第２のランプウェイの動作が制御され、第１のランプウェイに対する第２のランプウェイの角度が適切に調整される。したがって制御的にもチャタリングを起こすことなく、車両の乗下船を更に安定して行うことができる。

請求項４記載の本発明は、差を検出位置に差を設けた第１のスイッチと第２のスイッチにより実現したことを特徴とする。
請求項４に記載の本発明によれば、２つのスイッチの動作点（接点の位置）の差に基づいて、第１のランプウェイに対する第２のランプウェイの角度が適切に調整される。したがって簡単な構成で車両の乗下船を更に安定して行うことができる。

請求項５記載の本発明は、駆動手段として押引可能な油圧シリンダーを用いたことを特徴とする。
請求項５に記載の本発明によれば、油圧シリンダーの伸縮に伴う押引力によって第１のランプウェイと第２のランプウェイを動作させることができる。

請求項６記載の本発明は、油圧シリンダーの押引を角度検出手段の検出角度に基づいて制御することを特徴とする。
請求項６に記載の本発明によれば、第１のランプウェイと第２のランプウェイとのなす角度に基づいて、制御手段が油圧シリンダーの伸縮を制御することにより、車両の乗下船時に生じる船体の上下運動及びトリム変化（前後傾斜）に伴う角度変化を検出して、第１のランプウェイに対する第２のランプウェイの角度が適切に調整される。したがって車両の乗下船を更に安定して行うことができる。

請求項７記載の本発明は、制御手段に接続される操作手段を備えたことを特徴とする。
請求項７に記載の本発明によれば、船員等は、操作手段により制御手段のＯＮ／ＯＦＦや駆動手段等を操作することができる。

請求項８記載の本発明は、乗下船装置の作動状況を示す表示手段を備えたことを特徴とする。
請求項８に記載の本発明によれば、船員等は、表示手段により乗下船装置の作動状況を確認することができる。

請求項９記載の本発明は、表示手段は、船舶の関連情報も表示することを特徴とする。
請求項９に記載の本発明によれば、船員等は、乗下船装置の作動状況に加えて船舶の関連情報を得ることができ、得た情報を乗下船装置の操作等に活用することで、作業性や安全性が向上する。

請求項１０記載の本発明は、船舶の関連情報は、機関情報、航行情報、係船情報、離着岸情報のいずれかを含むことを特徴とする。
請求項１０に記載の本発明によれば、使用者は、乗下船装置の作動状況に加えて、船舶の機関情報、航行情報、係船情報、離着岸情報のうち少なくとも一つを得ることができ、得た情報を乗下船装置の操作等に活用することで、作業性や安全性が向上する。

請求項１１記載の本発明は、制限手段の第２の角度範囲は、車両の車体の底面の高さを考慮した角度であることを特徴とする。
請求項１１に記載の本発明によれば、乗下船時に車両の底面と第１のランプウェイ又は第２のランプウェイとが接触することを、より確実に防止し車両への悪影響を抑制できる。

請求項１２に記載の本発明は、第２のランプウェイの端部に設けた折畳可能なフラップを備えたことを特徴とする。
請求項１２に記載の本発明によれば、フラップによって岸壁等との段差が小さくなるので、車両の乗下船がよりスムーズになる。また、フラップを備えない場合に比べて車両の乗下船による車両荷重の変化の速度を抑えることができ、フラップによる影響も含めて駆動手段を制御することができるので、車両の底面と第２のランプウェイとが接触することを、より確実に防止できる。

請求項１３記載に対応した車両乗下船装置を備えた船舶においては、請求項１から請求項１２のうちの１項に記載の車両乗下船装置を船舶に備えたことを特徴とする。
請求項１３に記載の本発明によれば、船舶に車両乗下船装置を備えることにより、船体の上下運動やトリム変化（前後傾斜）があっても車両の乗下船を安定して行うことができる船舶を実現できる。

請求項１４記載に対応した車両乗下船装置を備えた船舶においては、請求項８から請求項１０のうちの１項に記載の車両乗下船装置の表示手段を、船舶の操船席及び/又は機関制御室に備えたことを特徴とする
請求項１４に記載の本発明によれば、船員等は、乗下船装置の作動状況等を操船席や機関制御盤室から確認することができるので、省力化につながる。

請求項１５記載の本発明は、表示手段を、さらに船体の船首側に備えたことを特徴とする。
請求項１５に記載の本発明によれば、船首にいる船員等は、第１のランプウェイ及び第２のランプウェイの実際の作動状況を目視で確認しつつ、表示手段でも乗下船装置の作動状況を確認できる。

本発明の車両乗下船装置によれば、車両を乗下船させる際に第１のランプウェイ及び第２のランプウェイを岸壁等に対して、船体の上下運動やトリム変化（前後傾斜）があっても適切な形状に維持することができ、車両の乗下船を車両に悪影響を与えることなく安定して行うことができる。また、第２のランプウェイの上方向への動作は機械的な拘束を受けないので、停泊時や航行時には第２のランプウェイを上方向へ回動させて収納することができる。

また、第２の角度範囲の角度を検出する角度検出手段を備え、制御手段が角度検出手段の検出角度に基づいて駆動手段を制御する場合には、第１のランプウェイと第２のランプウェイとのなす角度に基づいて、制御手段が駆動手段を制御することにより、車両の乗下船時に生じる船体の上下運動及びトリム変化（前後傾斜）に応じて、第１のランプウェイに対する第２のランプウェイの角度が適切に調整される。したがって車両の乗下船を更に安定して行うことができる。

また、角度検出手段が検出角度に差を有した場合には、検出角度の差によって第１のランプウェイと第２のランプウェイの動作が制御され、第１のランプウェイに対する第２のランプウェイの角度が適切に調整される。したがって制御的にもチャタリングを起こすことなく、車両の乗下船を更に安定して行うことができる。

また、差を検出位置に差を設けた第１のスイッチと第２のスイッチにより実現した場合には、２つのスイッチの動作点（接点の位置）の差に基づいて、第１のランプウェイに対する第２のランプウェイの角度が適切に調整される。したがって簡単な構成で車両の乗下船を更に安定して行うことができる。

また、駆動手段として押引可能な油圧シリンダーを用いた場合には、油圧シリンダーの伸縮に伴う押引力によって第１のランプウェイと第２のランプウェイを動作させることができる。

また、油圧シリンダーの押引を角度検出手段の検出角度に基づいて制御する場合には、第１のランプウェイと第２のランプウェイとのなす角度に基づいて、制御手段が油圧シリンダーの伸縮を制御することにより、車両の乗下船時に生じる船体の上下運動及びトリム変化（前後傾斜）に伴う角度変化を検出して、第１のランプウェイに対する第２のランプウェイの角度が適切に調整される。したがって車両の乗下船を更に安定して行うことができる。

また、制御手段に接続される操作手段を備えた場合には、船員等は、操作手段により制御手段のＯＮ／ＯＦＦや駆動手段等を操作することができる。

また、乗下船装置の作動状況を示す表示手段を備えた場合には、船員等は、表示手段により乗下船装置の作動状況を確認することができる。

また、表示手段は、船舶の関連情報も表示する場合には、船員等は、乗下船装置の作動状況に加えて船舶の関連情報を得ることができ、得た情報を乗下船装置の操作等に活用することで、作業性や安全性が向上する。

また、船舶の関連情報は、機関情報、航行情報、係船情報、離着岸情報のいずれかを含む場合には、使用者は、乗下船装置の作動状況に加えて、船舶の機関情報、航行情報、係船情報、離着岸情報のうち少なくとも一つを得ることができ、得た情報を乗下船装置の操作等に活用することで、作業性や安全性が向上する。

また、制限手段の第２の角度範囲は、車両の車体の底面の高さを考慮した角度である場合には、乗下船時に車両の底面と第１のランプウェイ又は第２のランプウェイとが接触することを、より確実に防止し車両への悪影響を抑制できる。

また、第２のランプウェイの端部に設けた折畳可能なフラップを備えた場合には、フラップによって岸壁等との段差が小さくなるので、車両の乗下船がよりスムーズになる。また、フラップを備えない場合に比べて車両の乗下船による車両荷重の変化の速度を抑えることができ、フラップによる影響も含めて駆動手段を制御することができるので、車両の底面と第２のランプウェイとが接触することを、より確実に防止できる。

また、船舶に車両乗下船装置を備えた場合には、船体の上下運動やトリム変化（前後傾斜）があっても車両の乗下船を安定して行うことができる船舶を実現できる。

また、表示手段を、船舶の操船席及び/又は機関制御室に備えた場合には、船員等は、乗下船装置の作動状況等を操船席や機関制御盤室から確認することができるので、省力化につながる。

また、表示手段を、さらに船体の船首側に備えた場合には、船首にいる船員等は、第１のランプウェイ及び第２のランプウェイの実際の作動状況を目視で確認しつつ、表示手段でも乗下船装置の作動状況を確認できる。

本発明の一実施形態による車両乗下船装置を備えた船舶の基本構造図 同船舶の動力システムの基本構成図 同船舶に乗下船する車両の諸元等を表した図 同船舶に用いる操作手段と表示手段の概略構成図 同船舶に用いるランプウェイの部分拡大側面図 同船舶の軽荷状態におけるランプウェイの動作範囲を示す図 同船舶に用いるランプウェイのうち第１のランプウェイと第２のランプウェイとの接続部分の拡大側面図 同船舶及び同船舶に用いるランプウェイの主要動作を示す模式図 車両を下船させる際の車両乗下船装置の動作状況と船体のトリム角を計測した結果の一例 同船舶の車両乗下船装置の安全対策を示す図 実験に用いた模型船の外観写真及び構造図 同模型船のランプウェイ部分の写真 同模型船を用いた実験の計測結果等を示す図

以下に、本発明の実施形態による車両乗下船装置及び車両乗下船装置を備えた船舶について説明する。

図１は本発明の一実施形態による車両乗下船装置を備えた船舶の基本構造図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は上面図である。また、図２は同船舶の動力システムの基本構成図である。
船舶１０は、車両乗下船装置２０を有し、旅客室を兼ねた小型バス等の車両Ａを搭載できる。船舶１０は、例えば総トン数約１７トンのＦＲＰ製小型船舶である。船舶１０は、船尾側に配置されたキャビン上部に操作席１１を備える。船舶１０の機関室には、主機１２、二つの燃料油タンク１３、大容量発電機１４、小容量発電機１５、及び油圧ポンプ１６が配置されている。
船舶１０の船内には、図２に示すように、電気自動車（ＥＶ）の搭載を想定した急速充電器４０やハイブリッドシステムの試験に使用するリチウムイオン電池５０等の電気機器が搭載されている。

車両乗下船装置２０は、甲板上に配置された２段式のランプウェイ２１と、ランプウェイ２１を駆動する駆動手段２２と、車両Ａの乗下船時等に駆動手段２２を制御する制御手段２３とを備える。
本実施形態において駆動手段２２は、油圧によるシリンダーの伸縮に伴って押引可能な油圧シリンダーであり、主機１２の動力で駆動する油圧ポンプ１６によって動作する。油圧シリンダー２２を押引可能なものとすることによりランプウェイ２１を、押引力を持って作動させることができ、ランプウェイ２１の上昇、下降動作がスムーズに行える。
ランプウェイ２１は、油圧シリンダー２２に接続された電磁バルブを制御手段２３によって制御することで動作する。制御手段２３は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。制御手段２３には操作手段（コントロールボックス）２７が接続されており、船員等は、操作手段２７によって車両乗下船装置２０の運転開始／停止等のための制御手段２３のＯＮ／ＯＦＦや油圧シリンダー２２等の操作を行うことができる。

ランプウェイ２１は、第１のランプウェイ２１Ａと第２のランプウェイ２１Ｂとから成る。第１のランプウェイ２１Ａは、一端は船体の中央側に設けられた第１の軸２４に接続され、他端は船体の船首側に設けられた第２の軸２５に接続されている。第２のランプウェイ２１Ｂは、一端は第２の軸２５に接続され、一端よりも船首側に配置された他端（先端）には回動軸２６ａを介してフラップ２６が設けられている。フラップ２６は、長さ約１ｍであり、回動軸２６ａを中心（支点）として回動可能であり、折り畳む場合には上方向に回動させる。フラップ２６を備えることにより、車両Ａは船舶１０にスムーズに乗下船できる。また、フラップ２６を備えない場合に比べて車両Aの乗下船時における、車両Aの底面と第２のランプウェイ２１Bの第２の軸２５の近傍部とが接触することを、より確実に防止できる。
第２のランプウェイ２１Ｂは、第１のランプウェイ２１Ａよりも短く、フラップ２６よりも長い。第１のランプウェイ２１Ａの他端は船体の前端よりも後方に位置し、第２のランプウェイ２１Ｂの他端（先端）は少なくとも車両Ａの乗下船時には船体の前端よりも前方に位置する。すなわち第２のランプウェイ２１Ｂは、少なくとも車両Ａの乗下船時には船体よりも前方に突出する。
第１のランプウェイ２１Ａには、油圧シリンダー２２が係止されている。第１のランプウェイ２１Ａに接続された油圧シリンダー２２の伸縮によって第１のランプウェイ２１Ａと第２のランプウェイ２１Ｂを動作させることができる。図１には、ランプウェイ２１が油圧シリンダー２２によって持ち上げられ、上昇した状態を点線で示している。
第１の軸２４は船体に対して固定されている。第１のランプウェイ２１Ａは、第１の軸２４を中心（支点）として、油圧シリンダー２２によって第１の角度範囲で回動する。第１の角度範囲は、船体の基準となる甲板面と第１のランプウェイ２１Ａとがなす角度の範囲であり、船舶１０に乗下船する車両Ａの寸法等の諸元によって決定する。
また、第２の軸２５は、船体に対して固定されておらずランプウェイ２１と共に上下動する。第２のランプウェイ２１Ｂは、第１のランプウェイ２１Ａの上昇又は下降動作に伴って、第２の軸２５を中心（支点）として回動する。
なお、この実施の形態においては、ランプウェイ２１は船首方向に設けられているが、船尾方向に設けてもよく、船舶１０の構造によっては船側方向に設けてもよい。

図３は同船舶に乗下船する車両の諸元等を表した図であり、図３（ａ）は同船舶に乗下船する車両（小型バス）の重量バランス、最低地上高さ、及び斜路を走行する際の制限を示す図、図３（ｂ）は静的な排水量計算およびトリム計算を行った結果の一例を示す図である。
本実施形態において船舶１０に乗下船させる車両Ａは、例えば最大重量約７．５トンの低床式小型バスである。船舶１０の船体及びランプウェイ２１は、図３（ａ）に示す車両Ａに関する各値を踏まえて詳細な寸法及び形状が決定される。
また、車両Ａが岸壁（桟橋）Ｂに乗下船する時には、岸壁（桟橋）Ｂとの高低に加え、乗下船に伴う船体の上下運動及びトリム運動が生じる。図３（ｂ）の計算例はランプウェイ２１と車両Ａの底面との隙間が狭くなった状況を表しており、図面上の最小隙間は約２６ｍｍとなっている。
本実施形態では、図３（ａ）に示す車両Ａの諸元と図３（ｂ）に示す計算結果を考慮して、第１の角度範囲を０〜１０°程度の範囲としている。

図４は同船舶に用いる操作手段と表示手段の概略構成図である。
車両乗下船装置２０は、表示手段２８を複数備えている。表示手段２８は、船舶１０の操船席１１、機関制御室１７（図１（ｂ）参照）、及び船首にそれぞれ配置されている。
表示手段２８は、操作手段２７を兼ねたタッチディスプレイ（操作手段兼表示手段）である。船首には、操作手段兼表示手段２７（２８）とは別個に操作手段２７が設けられている。
船首に配置された制御手段２３と、操作手段兼表示手段２７（２８）及び操作手段２７とは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で接続されている。
表示手段２７を設けることによって、船員等は、乗下船装置２０の作動状況を表示手段２７で容易に確認することができる。また、操船席１１や機関制御室１６にも表示手段２７を配置することで、乗下船装置２０の作動状況を目視確認し難い位置である操船席１１や機関制御室１６に居る船員等であっても、表示手段２７によって容易に確認することができる。したがって、船員等の作業の省力化につながる。また、船首にも表示手段２７を配置することで、船首にいる船員等は、第１のランプウェイ２１及び第２のランプウェイ２２の実際の動作状況を目視で確認しつつ、表示手段２７でも乗下船装置２０の作動状況を確認できる。また、船首の上部に設けた表示手段２７を車両Aの運転手等が確認できる位置に配置することもできる。さらに表示手段２７を無線通信化し、車両Aの運転席で確認できるようにすることも可能である。

表示手段２７は、船舶１０の関連情報も表示することができる。関連情報には、主機１２の出力や回転数等の機関情報、天候や波高等の航行情報、電動キャプスタンのロープ巻取り状況等の係船情報、船舶１０と岸壁Ｂとの距離等の離着岸情報のうち少なくとも一つを含むことが好ましい。
この場合船員等は、表示手段２７から得られた乗下船装置２０の作動状況と関連情報を考慮して車両Ａの乗下船作業を行うことができるので、作業性や安全性が向上する。

図５は同船舶に用いるランプウェイの部分拡大側面図である。なお、一部の機器等を省略している。
車両乗下船装置２０は、第２のランプウェイ２１Ｂの回動を制限する制限手段２９を備えている。制限手段２９は、第２のランプウェイ２１Ｂの一端側の下側に設けられたストッパー（金具）である。ストッパー２９は、第２のランプウェイ２１Ｂが上方向に動くときには他の部材と当接しないが、第２のランプウェイ２１Ｂが下方向に動くときには、所定の移動量になると第１のランプウェイ２１Ａの他端側に下側から当接するので、第２のランプウェイ２１Ｂはそれ以上に下方向に動くことはできない。すなわち第２のランプウェイ２１Ｂは、上方向に動くときには機械的な拘束が無いが、下方向に動くときには第１のランプウェイ２１Ａに対する動作範囲が第２の角度範囲αに制限される。なお、図５には、点線で第２のランプウェイ２１Ｂが、第１のランプウェイ２１Ａと第２のランプウェイ２１Ｂとのなす角度が０°となる位置よりも更に上方向に回動した状態を示している。
第２の角度範囲αは、第２のランプウェイ２１Ｂが、第１のランプウェイ２１Ａと第２のランプウェイ２１Ｂとのなす角度が０°となる位置よりも下方向に動く際の第１のランプウェイ２１Ａに対する第２のランプウェイ２１Ｂの角度の範囲であり、船舶１０に乗下船する車両Ａの諸元等によって決定する。本実施形態では、図３で示した車両Ａの諸元等を考慮して、第２の角度範囲αの下方向の最大角度（制限値）は７°としている。すなわち第２のランプウェイ２１Ｂは、第１のランプウェイ２１Ａと第２のランプウェイ２１Ｂとのなす角度が０°となる位置よりも更に７°下方向まで移動することが可能である。
このように、第２のランプウェイ２１Ｂは、第２の軸２５を中心（支点）として回動し、上方向に動く際の機械的な拘束がないため、停泊時や航行時には図１（ａ）に示すように、第１のランプウェイ２１Ａを水平にし、第２のランプウェイ２１Ｂを上方向に移動させて収納することができる。一方、下方向への回動を制限するストッパー２９が取り付けられているため、第２のランプウェイ２１Ｂは、第１のランプウェイ２１Ａに対する角度が下方向に７°の角度で制限を受ける構造となっている。これによって、車両Ａを乗下船させる際、ランプウェイ２１を適切な形状に維持することができ、車両Ａの乗下船を安定させることができる。

図６は同船舶の軽荷状態におけるランプウェイの動作範囲を示す図であり、図６（ａ）は岸壁（桟橋）Ｂが第２の軸２５の最大上昇位置よりも高い場合を示し、図６（ｂ）は岸壁（桟橋）Ｂが第２の軸２５の最大上昇位置よりも低い場合を示す。
ランプウェイ２１の先端部は約１．３ｍの高さの範囲を動かすことができる．これは水面Ｗ．Ｌ．から岸壁（桟橋）Ｂまでの高さの１．０〜２．３ｍに相当する。ただし、車両Ａの乗下船時には船体の上下運動並びにトリム変化（前後傾斜）が生じるため、実際の使用範囲はかなり狭くなる。

図７は同船舶に用いるランプウェイのうち第１のランプウェイと第２のランプウェイとの接続部分の拡大側面図である。
車両乗下装置２０は、第２の角度範囲αの角度を検出する角度検出手段３０を備える。制御手段２３は、角度検出手段３０の検出角度に基づいて油圧シリンダー２２を制御する。また、角度検出手段３０と第２の軸２５との間には、レーザ変位計６０を備える。レーザ変位計６０は、船体の基準となる甲板面と第１のランプウェイ２１Ａとがなす角度を検出する。
角度検出手段３０は、第１のスイッチ３１と第２のスイッチ３２とからなる。第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２は、近接センサである。
第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２の検出面の近傍には、第２のランプウェイ２１Ｂから延伸した板３３が設けられている。板３３は第２のランプウェイ２１Ｂと共に動くので、第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２と板３３との距離が変化する。したがって、第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２は、ともに第１のランプウェイ２１Ａに対する第２のランプウェイ２１Ｂの動きに応じて検知することができる。
第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２は、第１のランプウェイ２１Ａと第２のランプウェイ２１Ｂとのなす角度のうち、０°よりも下方向に第２のランプウェイ２１Ｂが回動するときの最大角度（制限値）で共にＯＮとなる。また、第１のスイッチ３１は、０°よりも大きく最大角度（制限値）よりも小さい角度である第１閾値になったときにＯＦＦとなる。また、第２のスイッチ３２は、０°よりも大きく第１閾値よりも小さい角度である第２閾値になったときにＯＦＦとなる。このように、第１のスイッチ３１と第２のスイッチ３２とでは、その動作点（接点の位置）に差を設けている。
したがって、本実施形態では、第２のランプウェイ２１Ｂの下方向への動作の制限値である、第１のランプウェイ２１Ａと第２のランプウェイ２１Ｂとのなす角度が最大角度の７°のときには、第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２のスイッチがＯＮとなり、７°から制限値をわずかに下回る第１閾値（例えば約６．５°）までの間は双方のスイッチがＯＮを維持し、第１閾値（例えば約６．５°）以下になったときには、第１のスイッチ３１だけがＯＦＦとなり、第１のランプウェイ２１Ａと第２のランプウェイ２１Ｂとのなす角度がさらに小さくなって第２閾値（例えば約６°）になったときには、第２のスイッチ３２のスイッチもＯＦＦとなる。
以上のように第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２の作動点は、第２の角度範囲αの下方向の最大角度（制限値）である７°以内に設定している。
制御手段２３は、第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２の双方がＯＮのときに第１のランプウェイ２１Ａを下降させ、第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２がＯＦＦのときに第１のランプウェイ２１Ａを上昇させるように油圧シリンダー２２を制御する。また、第１のスイッチ３１だけがＯＦＦのときには第１のランプウェイ２１Ａの位置を維持するように油圧シリンダー２２を制御する。
このように、第１のスイッチ３１と第２のスイッチ３２との検出位置に差を設け、制御手段２３が検出角度に基づいて油圧シリンダー２２の制御を行うことによって、制御的にもチャタリングを起こすことなく、第２のランプウェイ２１Ｂの先端が桟橋Ｂに軽く接触している状態を維持して車両Ａの乗下船を安定して行うことができる。
なお、角度検出手段３０としては第１のスイッチ３１と第２のスイッチ３２以外にも、エンコーダ、ポテンショメータ、傾斜センサ等各種の角度検出手段を使用可能である。

図８は同船舶及び同船舶に用いるランプウェイの主要動作を示す模式図である。
上記のように車両乗下船装置２０の動作は制御手段２３により行われる。制御電源、主機回転数、クラッチ動作等の起動条件が整った後、制御手段２３に接続された操作手段２７の起動スイッチをＯＮにすることで油圧シリンダー２２が伸縮してランプウェイ２１が上下に動作する。なお、ランプウェイ２１の上端または下端の位置は近接センサにより感知され、制限範囲を超えた運転ができないように制御手段２３によって制御されている。
車両Ａが乗下船する際には、船体の上下運動並びにトリム変化が生じるため、車両Ａの移動に伴う第１のランプウェイ２１Ａと第２のランプウェイ２１Ｂとのなす角度の調整が必要となる。
図８は、車両Ａを下船させるときの車両乗下船装置２０の動作の要点を模式的に示している。図８（ａ）は岸壁Ｂに接岸した船舶１０から車両Ａが下船を開始する状態を示し、図８（ｂ）はランプウェイ２１が上昇し、第１のランプウェイ２１Ａに車両Ａの前輪が載った状態を示し。図８（ｃ）はランプウェイ２１に車両Ａの前輪及び後輪が載った状態を示し、図８（ｄ）は車両Ａの前輪がフラップ２６に載った状態を示し、図８（ｅ）は車両Ａの前輪がランプウェイ２１Ｂから降りた状態を示し、図８（ｆ）は車両Ａの後輪が第２の軸２５を越えた状態を示し、図８（ｇ）は車両Ａの後輪がフラップ２６に載った状態を示し、図８（ｈ）は車両Ａがランプウェイ２１から完全に降りた状態を示す。
制御手段２３は、図８（ａ）〜（ｃ）の範囲においては、車両Ａが前方に移動するのに伴って船体が前方に傾くためランプウェイ２１を上昇させる。図８（ｄ）〜（ｅ）の間、すなわち車両Ａの前輪が第２のランプウェイ２１Ｂの先端から降りる際は、ランプウェイ２１を適切な位置まで下降させる。これにより車両荷重の減少とともに船体が上昇し、車両底面とランプウェイ２１が接触することを防ぐ。さらに、図８（ｇ）〜（ｈ）の間、すなわち車両Ａの後輪が第２のランプウェイ２１Ｂの先端から降りる際にも、ランプウェイ２１を適切な位置まで十分に下降させる。ランプウェイ２１を十分に下降させておくことで、車両荷重の変化によって船体が跳ね上がり、第２のランプウェイ２１Ｂの先端と車両後部底面が接触することを防ぐ。
また、第２のランプウェイ２１Ｂの先端に回動可能なフラップ２６を備えることで、フラップ２６を備えない場合に比べて車両Ａの乗下船による車両荷重の変化の速度を抑えることができ、フラップ２６にかかる車両荷重の影響も含めて油圧シリンダー２２を制御することができるのでランプウェイ２１と車両Ａの底面が接触することをより確実に防ぐことができる。

図９は、実船において、車両Ａを下船させる際の車両乗下船装置２０の動作状況と船体のトリム角（前傾方向が負）を計測した結果の一例である。なお、車両乗下船装置２０のランプウェイ２１の操作は手動で行ったものである。図９において、縦軸は角度、横軸は時間［秒］である。ランプウェイ角度Ａ（Rampway angle A）は船体の基準となる甲板面と第１のランプウェイ２１Ａとのなす角度であり、ランプウェイ２１の操作状況を表している。また、ランプウェイ角度Ｂ（Rampway angle B）は第１のランプウェイ２１Ａと第２のランプウェイ２１Ｂとのなす角度である。この計測では、車両Ａが移動を始める前にランプウェイ２１を大きく上昇させる操作（１）を行い、車両Ａの前輪が第２の軸２５を越えるあたりからランプウェイ２１を下降させる操作（２）、車両Ａの後輪が第２のランプウェイ２１Ｂの先端から降りるときにランプウェイ２１をさらに下降させる操作（３）を行った。ランプウェイ２１を段階的に操作することで、車両Ａの移動に伴う船体の上下運動並びにトリム変化に対応している。

図１０は同船舶の車両乗下船装置の安全対策を示す図である。
車両Ａの乗下船を安全かつスムーズに行うため、車両乗下船装置２０には安全対策を施すことが好ましい。例えば、図１０（ａ）に示すように、緑色に塗装されたランプウェイ２１の右舷側に黄色のライン２１ｃを塗装する。これにより、車両Ａが乗下船する際、車両Ａの進入角度やタイヤの位置の目印となり、車両Ａの運転が容易になる。また、第１のランプウェイ２１Ａ及びその後方の甲板にはタイヤの幅に合わせた溝をつくり、車両Ａを正確な位置に誘導するとともに、船舶運航時の動揺による車両Ａの移動を防止する。さらに、図１０（ｂ）に示すように、ランプウェイ２１に車両Ａのタイヤ位置に合わせて固縛ベルト２１ｄを取り付けるための金具を付けることで、車両Ａを強固に固定できる。
車両Ａの乗下船時には、船体に取り付けられた電動キャプスタンによって岸壁Ｂにつないだロープを巻き取り、船体を桟橋に強く押し付ける。これにより、車両Ａのタイヤに強いトルクが発生した場合でも、船体が前後方向に動かないようにする。これらの対策によって、スムーズで安全な乗下船を実現できる。

（模型船による検証）
図１１は実験に用いた模型船の外観写真及び構造図、図１２は同模型船のランプウェイ部分の写真である。
図１１に示す模型船及び模型自動車は、実際の船舶と小型バスの1/16縮尺の寸法・形状でつくられており、これらの模型船及び模型自動車を用いて車両乗下船装置の動作並びに操作を検証した。
模型船の車両乗下船装置２０は、小型サーボモータによって実際の船舶とほぼ同じ運動をするようにつくられている。また、小型サーボモータには実船と同じ制御手段（ＰＬＣ）２３及び実船と同一の操作ができる操作手段２７が接続されている。

模型船のランプウェイ２１の第２の軸２５部分に取り付ける第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２として、近接センサと同等の機能を有する２つのマイクロスイッチを用いた。
図１２には、模型船の第２の軸２５部分に取り付けたマイクロスイッチ（第１のスイッチ３１及び第２のスイッチ３２）を示している。この２つのスイッチはともに第１のランプウェイ２１Ａに対する第２のランプウェイ２１Ｂの動きに応じて検知するが、その動作点（接点の位置）をわずかにずらしている。したがって、ランプウェイ角度Ｂ（第１のランプウェイ２１Ａと第２のランプウェイ２１Ｂがなす角度）の制限値である７°のときには両方のスイッチがＯＮ、制限値をわずかに下回ったとき（例えば約６．５°）には片方のスイッチだけがＯＦＦ、ランプ角Ｂがさらに小さくなると（例えば約６°）両方のスイッチがＯＦＦとなる。制御手段２３は、両方のスイッチがＯＮのときに第１のランプウェイ２１Ａを下降させ、両方のスイッチがＯＦＦのときに第１のランプウェイ２１Ａを上昇させる。さらに一方のスイッチだけがＯＦＦのときには第１のランプウェイ２１Ａの位置を維持する。

図１３は、同模型船を用いた実験の計測結果等を示す図であり、図１３（ａ）は同模型船に模型自動車を乗下船させる際の車両後輪の初期位置を基準とした車両の移動距離に対するランプウェイ角度Ａ（Rampway angle A）の計測結果を示す図、図１３（ｂ）は同模型船に乗下船させる模型自動車の移動距離を示す図である。
制御手段２３による動作を検証するため、模型船を機械ばねで吊した状態として、模型自動車の乗下船試験を行った。機械ばねの強さ（ばね定数）は、実船のトリム変化を生じさせる浮力よりもやや弱いものを使用し、実船よりも大きく傾く設定とした。
図１３（ａ）の縦軸はランプウェイ角度Ａ（Rampway angle A）、横軸は模型自動車の移動距離［ｍｍ］である。Auto control（Disembarking）は模型自動車が模型船から降りるときの値を示し、Auto control（Embarking）は模型自動車が模型船に乗るときの値を示す。また、準静的に模型自動車を移動させて、ランプウェイ２１を手動で操作したときのランプウェイ角度Ａを併記している。また、模型自動車の移動距離は図１３（ｂ）に示す通りである。これより、移動距離０〜４００ｍｍの間及び５５０〜８００ｍｍの間は、自動制御と手動操作の角度は概ね同等であり、自動制御は概ね適切に行われていることがわかる。一方、前輪が第２のランプウェイ２１Ｂの先端と陸上の境にある付近（車両位置５０８ｍｍ）において、制御時の挙動がやや変動している。これは、ランプウェイ２１を駆動する小型サーボモータの応答性および機械ばねによる振動が主要因であると考えられる。なお、模型自動車の移動を遅くした場合には、比較的安定した制御ができることを確認している。

本発明の車両乗下船装置及び車両乗下船装置を備えた船舶は、特に、車両を乗下船させる小型船に適用できる。

１０ 船舶
１１ 操船席
１７ 機関制御室
２０ 乗下船装置
２１ ランプウェイ
２１A 第１のランプウェイ
２１B 第２のランプウェイ
２２ 駆動手段（油圧シリンダー）
２３ 制御手段
２４ 第１の軸
２５ 第２の軸
２６ フラップ
２７ 操作手段
２８ 表示手段
２９ 制限手段
３０ 角度検出手段
３１ 第１のスイッチ
３２ 第２のスイッチ
A 車両

Claims (15)

1. 車両を運搬する船舶の乗下船装置であって、船体の中央側に設けた第１の軸の回りに回動可能な第１のランプウェイと、前記第１のランプウェイに設けた第２の軸の回りに回動可能な第２のランプウェイと、前記第１のランプウェイに係止され前記第１のランプウェイを前記第１の軸回りに第１の角度範囲で回動させる駆動手段と、前記第２のランプウェイが上方向に動くときには機械的な拘束が無く、下方向に動くときには前記第１のランプウェイに対する動作範囲を第２の角度範囲に制限する制限手段と、前記車両の乗下船時に前記駆動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする車両乗下船装置。
2. 前記第２の角度範囲の角度を検出する角度検出手段を備え、前記制御手段が前記角度検出手段の検出角度に基づいて前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両乗下船装置。
3. 前記角度検出手段が前記検出角度に差を有したことを特徴とする請求項２に記載の車両乗下船装置。
4. 前記差を検出位置に差を設けた第１のスイッチと第２のスイッチにより実現したことを特徴とする請求項３に記載の車両乗下船装置。
5. 前記駆動手段として押引可能な油圧シリンダーを用いたことを特徴とする請求項２から請求項４のうちの１項に記載の車両乗下船装置。
6. 前記油圧シリンダーの押引を前記角度検出手段の前記検出角度に基づいて制御することを特徴とする請求項５に記載の車両乗下船装置。
7. 前記制御手段に接続される操作手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちの１項に記載の車両乗下船装置。
8. 前記乗下船装置の作動状況を示す表示手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちの１項に記載の車両乗下船装置。
9. 前記表示手段は、前記船舶の関連情報も表示することを特徴とする請求項８に記載の車両乗下船装置。
10. 前記船舶の前記関連情報は、機関情報、航行情報、係船情報、離着岸情報のいずれかを含むことを特徴とする請求項９に記載の車両乗下船装置。
11. 前記制限手段の前記第２の角度範囲は、前記車両の車体の底面の高さを考慮した角度であることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちの１項に記載の車両乗下船装置。
12. 前記第２のランプウェイの端部に設けた折畳可能なフラップを備えたことを特徴とする請求項１から請求項１１のうちの１項に記載の車両乗下船装置。
13. 請求項１から請求項１２のうちの１項に記載の車両乗下船装置を船舶に備えたことを特徴とする車両乗下船装置を備えた船舶。
14. 請求項８から請求項１０のうちの１項に記載の車両乗下船装置の前記表示手段を、船舶の操船席及び/又は機関制御室に備えたことを特徴とする車両乗下船装置を備えた船舶。
15. 前記表示手段を、さらに前記船体の前記船首側に備えたことを特徴とする請求項１４に記載の車両乗下船装置を備えた船舶。