JP2700684B2 - 自動ウインチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動ウインチ装置に関し、主として海洋観
測に最適な自動ウインチ装置に関する。

（従来の技術） 海洋の水深は数千メートルに達するところもあり、こ
の様な場所で海中に測器を下して観測するためには云う
までもなく水深以上の長さを有するワイヤ並びにワイヤ
を巻き付ける巻取ドラムを備えたウインチが要る。

従来のウインチによって測器を海中に下ろす場合は、
ダビット滑車を通したワイヤの先端に測器を取り付け、
ゆっくりと測器を船の外に出して静かに水面まで下ろ
し、その後、ワイヤを所要の速度で繰り出し、ダビット
滑車の指示値を監視しながらそのまま下ろし続け、ワイ
ヤが所定の長さになったときに停止させている。上記ダ
ビット滑車は、船尾又は舷側に取り付けられた滑車で、
ワイヤの繰り出し、巻き上げとともに回転し、その回転
量を指示できる構成とされたものである。

これら一連の作業はダビット滑車の指示値を監視し所
定のワイヤ長に達するまで行われる。しかしながら、繰
り出すワイヤ長が長い場合は前記作業も長時間になり、
ややもするとその間に作業員の注意が散漫となって必要
以上にワイヤを繰り出し、このため先端に取り付けた高
価な測器にダメージを与えたり、場合によっては紛失し
たりすることもあった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、上記した問題を解消し安全に測器を
海中に下ろし、かつ、引き上げることができる自動ウイ
ンチ装置を提供することである。

（課題を解消するための手段） 本発明装置をクレーム対応図に基づいて説明する。

本発明は、ワイヤＷを巻き付ける巻取ドラム１にワイ
ヤさばきを行うガイド滑車２が設けられガイド滑車２の
回転を検出するロータリエンコーダ３をガイド滑車２に
設け、前記ロータリエンコーダ３の出力を入力としワイ
ヤの巻き取り及び繰り出し速度として出力する演算回路
４と、同様にロータリエンコーダ３の出力を入力とし、
それを加算及び減算してその値を出力する加算減算回路
５とを設けてその出力を制御回路６へ入力させている。

一方、この制御回路６へはワイヤＷの繰り出し長さを
設定する長さ設定釦７、繰り出し及び巻き上げ速度を設
定する速度設定釦８とからの設定値をも入力させ、上記
双方の回路の出力とを比較し設定値に近づくように制御
する。

ワイヤＷを巻き付ける巻取ドラム１は回転手段９で回
転し、コントロールレバー10の操作で回転手段９の回転
方向及び回転速度を調整することができるようになって
いる。

本発明は前記コントロールレバー10に連結され、この
コントロールレバー10を入力信号に応じて操作する揺動
手段11を設け、前記制御回路６でこの揺動手段11を動作
させるようにしたものである。

前記制御回路６は、前記演算回路４と加算減算回路５
の出力及び速度設定釦８と長さ設定釦７とで入力させら
れた速度データと長さデータを入力とし、速度データ値
と演算回路４の出力とが一致するように前記コントロー
ルレバー10を移動させるとともに、前記加算減算回路５
の値が長さデータと一致したときに回転手段９を停止さ
せる位置へコントロールレバー10を移動させるように揺
動手段11を制御することを特徴とするものである。

なお、ワイヤの繰り出し及び巻き取りの起動時並びに
停止時には動作開始、終了に伴って発生するショックを
緩和するため、起動させる場合には徐々に加速し、又、
停止させる場合も徐々に減速して停止させるようにす
る。

（作用） ワイヤＷはダビット滑車12に誘導され先端に測器Ｘが
取り付けられる。測器Ｘはコントロールレバー10の手動
操作でゆっくりと海面Ｙに達するまで下ろされる。しか
る後、コントロールレバー10を揺動手段11に連結する。
又、同時に長さ設定釦７で繰出ワイヤ長を設定し、か
つ、速度設定釦８で繰り出し速度を設定すると、これら
のデータが制御回路６へ送られる。図示しないスタート
釦を押して動作開始させる。最初は微速繰り出しを行な
う。ロータリエンコーダ３からの出力を演算回路４で演
算して制御回路６へ入力させる。微速繰り出しの場合は
速度が遅く、速度設定釦８での設定データは以下であ
る。したがって制御回路６は揺動手段11へ速度を早める
信号を出力し、揺動手段11を回転手段（油圧モータ）９
がより速く回転する方向へ動作させる。それとともに回
転手段（油圧モータ）９の回転速度、すなわち、巻取ド
ラム１の回転速度が速くなり、ワイヤＷの繰り出し速度
が速くなる。

ワイヤの速度が設定した速度データに達すると制御回
路６は揺動手段11をその位置に保ち、ワイヤを一定速度
で繰り出すようにする。又、ロータリエンコーダ３の出
力は加算減算回路５へも入力され、海面からの繰り出し
長さを積算する。その値が制御回路６へ入力され、設定
釦７で設定された長さデータと比較される。そして加算
減算回路５の出力値が設定したデータと一致したときに
回転手段（油圧モータ）９が停止する位置にコントロー
ルレバー10を揺動手段11で移動させる。すなわち、ワイ
ヤの繰り出しを停止させる。慣性によって速く動いてい
る物を急に、しかも正確に停止させることは困難なの
で、停止位置より一定距離前から減速させるようにする
ことが望ましい。

測器Ｘが所定深度に達すれば、この位置で測器による
観測を行なう。

ワイヤの巻き上げに際しては、繰り出し時と同様巻き
上げ長さを長さ設定釦７で設定し、巻き上げ速度を速度
設定釦８で設定して、図示しない巻き上げスタート釦を
押して動作させる。繰り出しの場合と同様に一定の速度
で巻き上げ、設定長さで停止させる。その後は揺動手段
11をコントロールレバー10から外し、手動でコントロー
ルレバー10を操作して測器等を水面まで引き上げる。

（実施例） 第２図が自動ウインチ13の実施例の側面図で、第３図
がその正面図である。巻取ドラム１が回転手段としての
油圧モータ９に連結され、ワイヤＷはワイヤさばきを行
うガイド滑車２及び縦ローラ14を通してダビット滑車12
へと導かれている。コントロールレバー10は第２図に示
すように中間点が停止位置で、上側に揺動させて繰り出
し、下側に揺動させて巻き上げる方向に油圧モータ９を
動作させるように構成されている。このコントロールレ
バー10の中間点（停止位置）から離れれば離れるほどい
ずれも油圧モータ９の回転速度が速くなる。但し、これ
らは本願発明特有のものではなく、従来一般的に用いら
れていたものである。

前記コントロールレバー10は第４図にも示すように揺
動中心となる枢軸10aと一体に設けたレバー杆10bを有し
ており、このレバー杆10bの揺動で枢軸10aを回転させて
油圧モータ９の回転を制御している。本実施例は上記枢
軸10aと向い合って同軸的に介てする回転軸15に、これ
の回転によって揺動する杆体16が取り付けられた揺動シ
リンダ17を有している。又、この揺動シリンダ17の杆体
16の先端にはピンなどで回動可能に取り付けられた二叉
状のフック18が設けられている。

第３図及び第４図に示すように、このフック18は必要
に応じて杆体16をコントロールレバー10のレバー杆10b
に連結するためのもので、図示のように係合してコント
ロールレバー10と揺動シリンダ17とを連結し、又はコン
トロールレバー10から外してコントロールレバー10を独
立して操作できる構成としている。

なお、ウインチ13において、19は油タンク、20は油圧
ポンプ、21は前記油圧ポンプ20を駆動する電動モータを
示し、油圧ポンプ20は前記油圧モータ９を動作させる。

このウインチ13の制御ボックス30は第５図に示す操作
用の釦及び表示部を有している。釦31,32は動作モード
選択釦であり、31が手動操作選択用、32が自動操作選択
用である。33は繰り出しスタート釦、34は巻き上げスタ
ート釦、35は緊急停止用釦である。

36がワイヤ長さの設定表示部であり、長さ設定釦を構
成する釦37〜40の４個の釦で入力された数字が表示され
るようになっている。長さ設定釦の37は千桁の数字、38
は百桁の数字、39は十桁の数字、40は一桁の数字を入力
させるためのものである。釦41はこの入力させた数字を
リセットするための釦である。

42がワイヤ速度の設定値（速度データ）を表示する表
示部であり、それを設定するための釦が43,44である。
この数字は秒速のメートル単位で、釦43が一桁、釦44が
小数点一桁の数字を入力するためのものである。釦45は
入力させた数字をリセットさせるためのものである。

表示部46はロータリエンコーダ３で積算又は減算され
たワイヤ長さを表示するもので、もう一方の表示部47は
同様にロータリエンコーダ３からの出力を速度に換算し
た値を表示するものである。また、48はこれらの表示を
リセットするためのものである。

本実施例の電気的回路は、第４図に示すようにCPU50
を用いて各種入力から揺動シリンダ17を動作させるよう
に制御している。揺動シリンダ17の回転軸15にはボテン
ショメータ51が接続され、角度データをA/D変換回路52
でデジタルに変換して入力している。演算回路４及び加
算減算回路５は前述したそれぞれのものと同一のもので
ある。揺動シリンダ17はソレノイドバルブ53〜55によっ
て動作させられる。ソレノイドバルブ53〜55はそれぞれ
接続されたソレノイドドライバ56〜58で駆動される。ソ
レノイドバルブ54の動作で揺動シリンダ17をその杆体16
がコントロールレバー10を停止位置に保持し、ソレノイ
ドバルブ53は繰り出し方向に移動させるように揺動シリ
ンダ17を動作させ、ソレノイドバルブ55は逆に巻き上げ
方向に揺動させる。

上記実施例の動作を第６図〜第10図のフローチャート
により以下説明する。

電源をオンとすると、表示器のチェックをし、ROM,RA
Mのメモリをチェックする。これらにエラーがあればそ
れを表示器に表示してプログラムを停止させ、エラーが
なければ停止サブルーチンを実行する。

停止サブルーチンは第７図の通りであり、ソレノイド
バルブ54をオンとして、揺動シリンダ17の杆体16をコン
トロールレバー10の停止位置に戻し、ブザーを一定時間
鳴らして止め、ソレノイドバルブ54をオフとしてそのと
きポテンショメータ51の位置を読み込んで記憶する。

停止サブルーチンを実行後、タイマー割り込みを0.5
秒に設定し、各釦その他による入力を待つ。入力がない
場合そのままである。

以下、自動運転を行なう場合について説明するが、こ
の場合でも自動運転を行なわせる前に釦31を押して手動
運転とする。そのときフック18は外す。フック18を外せ
ばコントロールレバー10は自由に操作することができ
る。コントロールレバー10を繰り出しにしてワイヤＷを
巻取ドラム１から引き出し、ガイド滑車２、縦ローラ14
を通しダビット滑車12に導く。このダビット滑車12を通
したワイヤＷの先端に測器Ｘを取り付けた後、測器Ｘを
海面Ｙ水面まで下ろし停止させる。

釦41,45,48を押して各表示器部の表示をリセットす
る。

次にコントロールレバー10にフック18を掛け、釦32を
押して自動モードに設定する。

第10図のフローチャートでは手動モードでの動作も記
憶されているが、これは本回路を用いて手動操作で動作
させること、いわゆるマニアル操作を意味するものでフ
ック18を外してコントロールレバー10を自由に操作する
手動操作を意味するものではない。すなわち、このマニ
アル操作ではワイヤを繰り出すときには釦33を押すこと
によって振動シリンダ17を動作させ、その後それを一回
押すごとに速度を速くし、釦34を押すことによって減速
できるようにしてある。

本実施例は自動運転、手動運転のほかにこのようなマ
ニアル運転も可能となっている。

自動運転の場合、釦32を押す前に又は後に長さ設定釦
37〜40で長さデータを設定し、かつ、釦43、44で速度デ
ータを設定し、次いでこれらのデータをチェックし表示
する。

しかる後、釦33を押して動作開始させ、揺動シリンダ
起動サブルーチンがコールされる。

このサブルーチンは第８図のように、まず揺動シリン
ダの初期動作時間の計測を開始し、ソレノイドバルブ53
をオンとさせ、ポテンショメータ51のデータを読み込
む。そのデータが事前に設定してある微速運転用の角度
を越えたときまでを初期動作時間として計測し、ソレノ
イドバルブ53をオフとしてその時間を記憶させる。この
ソレノイドバルブ53に応じて揺動シリンダ17が動作し、
コントロールレバー10をその角度まで移動させて微速運
転する。

ワイヤ繰り出しとともにロータリエンコーダ３からの
出力が長さ及び速度として入力され、表示部46,47に表
示される。

次に長さデータと等しいか否かが判定され、さらにそ
の前の減速長さか否かも判断されこれらがいずれも「N
O」の場合、揺動シリンダ起動後２秒以内か否かが判断
される。（第９図）。これが「YES」の場合、設定され
た速度データと起動後２秒間の加速アルゴリズムに従っ
てソレノイドバルブ54の通電時間を計算し、その時間だ
け通電してソレノイドバルブ54を動作させ、揺動シリン
ダ17を移動させる。

２秒後の場合、入力されている速度データになるよう
にソレノイドドライバ56を動作させ、ソレノイドバルブ
53を介して揺動シリンダ17を動作させて一定の速度とす
る。

一定速度で繰り出し中、減速長さに達したか否かを判
断し、「YES」の場合速度データと停止５秒間の減速ア
ルゴリズムに従って、停止させるためのソレノイドバル
ブ54の通電時間を計算する。上記計算時間を通電し、揺
動シリンダ17を停止位置にする。減速長さを通過したと
きから５秒以上かどうかを判断し、以上の場合は停止サ
ブルーチンをコールする。同時に設定長さデータに達し
たか否かを判断し、これが「YES」の場合も停止サブル
ーチンをコールして停止する。

観測が終了してワイヤを巻き上げる場合も同様にして
動作させ、自動的に測器が水面に達するまで巻き上げ
る。その後は手動に切り換えて巻き上げる。

（発明の効果） 以上のように、本発明の自動ウインチは、ワイヤの繰
り出し速度、繰り出し長さを予じめ設定でき、ワイヤの
繰り出し及び巻き上げ設定値に基づいて自動的に行うも
のであるから、海況ないしは観測目的に合ったウインチ
操作が可能となるばかりでなく、従来のように作業者が
あやまって操作して測器を破損させたり又は測器を紛失
したりするおそれがなく安全性が高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、 第２図は本発明の実施例ウインチの側面図、 第３図は同正面図、 第４図は電気的回路構成図、 第５図は制御盤の正面図、 第６図から第10図は動作フローチャート。 １……巻取ドラム、２……ガイド滑車 ３……ロータリエンコーダ、４……演算回路 ５……加算減算回路、６……制御回路 ７……長さ設定釦、８……速度設定釦 ９……回転手段、10……コントロールレバー 11……揺動手段、12……ダビット滑車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 進 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央２―２― 20 株式会社鶴見精機内 (72)発明者 遠藤 和彦 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央２―２― 20 株式会社鶴見精機内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】巻取ドラムを回転させる回転手段をコント
   ロールレバーの操作で動作させることにより巻取ドラム
   に巻かれたワイヤの繰り出し及び巻き取りを行う自動ウ
   インチにおいて、ワイヤの巻き取り及び繰り出し時にワ
   イヤの巻き取り及び繰り出しに伴って回転するガイド滑
   車と、前記ガイド滑車の回転を検出するロータリエンコ
   ーダと、前記ロータリエンコーダの出力を入力としワイ
   ヤの巻き取り及び繰り出し速度として出力する演算回路
   と、前記ロータリエンコーダの出力を入力としその回転
   積算値を出力する加算減算回路と、ワイヤの繰り出し長
   さを設定する長さ設定釦と、繰り出し及び巻き上げ速度
   を設定する速度設定釦と、前記コントロールレバーに連
   結自在でありコントロールレバーを移動される揺動手段
   と、前記演算回路、加算減算回路の出力及び速度設定
   釦、長さ設定釦で入力させられた速度データ、長さデー
   タを入力とし、出力を前記揺動手段に与えるものであっ
   て、速度データと演算回路の出力とが一致する方向に前
   記コントロールレバーを移動させ、かつ、前記加算減算
   回路の出力が長さデータと一致したときに前記コントロ
   ールレバーを回転手段が停止する位置へ移動させるよう
   に揺動手段を制御する制御回路とを有することを特徴と
   する自動ウインチ装置。