JP7296103B2 - 船舶用電動モータウインチの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータによってウインチを動作させる係船機を備えた船舶用電動モータウインチの制御装置に関する。

着桟前にロープを一定数繰り出しておきデッキ上に溜めておくことをスタンバイと言う。
これは、岸壁が近づきレット（ガイドロープ）を投げ、ピットにロープを引っかける作業（綱取り）をする時は、ガイドロープに繋がったホーサーロープを人の手でロープをたぐり寄せるため、一定量の遊びがあることで、楽にロープを引っ張ることができる。
なお、特許文献１には回転速度を変更できる船舶用ウインチが記載され、特許文献２には電動モータによってウインチを駆動する装置が記載されている。

特開２００１－１０７８４号公報 特開２００９－１２６６２３号公報

しかしながら、このスタンバイには危険が潜んでいる。まずホーサードラムからロープを出すには操作ハンドルを倒し回転させ、ロープをデッキ上に巻きながら繰り出していく。その際にロープとロープが噛み込んでいたり、速度が合わず逆転方向に引っ張られたりする。２名での作業であれば異変に気づき中断することができるが１名での作業時は中断することができないために、作業者はロープに引っ張られドラムに巻き付けられ、重傷又は死亡事故が発生する危険性がある。
なお、特許文献１は減速機構の問題点に着目したもの、特許文献２は電動モータを用いた場合の発火の問題に着目したものであり、スタンバイの作業における安全性に着目したものではない。

本発明は、安全に作業を行うことができるとともに作業負担を軽減できる船舶用電動モータウインチの制御装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の船舶用電動モータウインチの制御装置は、電動モータ５１によってウインチ５２を動作させる係船機５０Ａと、前記電動モータ５１の回転を制御する回転制御手段８１と、前記ウインチ５２に巻き取り又は前記ウインチ５２から巻き出すロープに加わる負荷を検出する荷重計５４と、前記荷重計５４で検出される負荷データを入力して前記回転制御手段８１に対して制御信号を出力する制御手段６０とを有する船舶用電動モータウインチの制御装置であって、着桟前に一定量の前記ロープをあらかじめ前記ウインチ５２から繰り出してデッキ上に溜めておく着桟スタンバイモード９１と、前記着桟スタンバイモード９１の後に行われる着桟モード９２を有し、前記制御手段６０は、前記着桟スタンバイモード９１時における前記ロープの繰り出し中に、前記 荷重計５４が第１設定負荷を検出すると異常と判断するスタンバイモード異常判断部６１ｃを備え、前記スタンバイモード異常判断部６１ｃが前記異常を判断すると、前記ロープの繰り出しを停止し、又は前記ロープを所定量巻き戻し、前記着桟スタンバイモード９１の後に行われる着桟モード９２とを有し、前記制御手段６０は、前記着桟モード９２の操作によって前記ロープの弛み取りを開始し、前記弛み取りの動作中に、前記荷重計５４が第２設定負荷を検出すると弛み取り終了と判断する着桟モード弛み取り終了判断部６２ａを備え、前記着桟モード弛み取り終了判断部６２ａが前記弛み取り終了を判断すると、前記ロープの巻き取り動作を開始する前記制御信号を前記回転制御手段８１に出力することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の船舶用電動モータウインチの制御装置において、前記ロープの繰り出し時における繰り出し回転速度を、前記ロープの弛み取り時における弛み取り回転速度よりも遅くし、前記ロープの繰り出し時における繰り出し力量を、前記ロープの弛み取り時における弛み取り力量よりも小さくし、前記第１設定負荷を、前記第２設定負荷よりも小さく設定したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の船舶用電動モータウインチの制御装置において、荷役中又は前記荷役中以外の着桟中における前記ロープの張力を監視するオートテンションモード９３を有し、前記制御手段６０は、前記ロープの弛みを検出すると前記ロープの巻き取り動作が必要と判断するオートテンション巻き取り判断部６３ａと、前記ロープの過負荷を検出すると前記ロープの巻き出し動作が必要と判断するオートテンション巻き出し判断部６３ｂとを備え、前記オートテンション巻き取り判断部６３ａが前記ロープの巻き取り動作が必要と判断すると前記ロープの巻き取り動作を行い、前記オートテンション巻き出し判断部６３ｂが前記ロープの巻き出し動作が必要と判断すると前記ロープの巻き出し動作を行う前記制御信号を前記回転制御手段８１に出力することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の船舶用電動モータウインチの制御装置において、船の傾きを検出する傾斜計７４を有し、前記制御手段６０は、前記オートテンション巻き取り判断部６３ａが前記ロープの巻き取り動作が不要と判断し、前記オートテンション巻き出し判断部６３ｂが前記ロープの巻き出し動作が不要と判断している時に、前記傾斜計７４で前記傾きを検出すると前記船のバランスが異常と判断するバランス異常判断部６３ｃを備え、前記バランス異常判断部６３ｃで前記異常を判断するとバランス異常警告を出力することを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の船舶用電動モータウインチの制御装置において、前記電動モータ５１によって前記ウインチ５２を動作させる揚錨機５０Ｂと、前記揚錨機５０Ｂから巻き出される錨鎖長さを検出する索長計５５と、風向風速計７１とを有し、沖合での停泊中に前記錨鎖長さを監視する錨鎖長監視モード９４を有し、前記制御手段６０は、前記錨鎖長監視モード９４時に、前記風向風速計７１で計測される風速と、前記索長計５５で検出される前記錨鎖長さとから、前記錨鎖長さが適切か否かを判断する錨鎖長判断部６４を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、着桟スタンバイモード時に、繰り出したロープがウインチに巻き込まれるなどの異常事態によって、作業者がロープとともにウインチに巻き込まれる状況が発生しても、このような異常を判断して、ロープの繰り出しを停止し、又はロープを所定量巻き戻すことで作業者の安全を確保することができる。

本発明の一実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置における着桟時での処理流れを示すフローチャート 着桟時の船の状態を示す図 本実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置における荷役・着桟中でのオートテンションモードの処理流れを示すフローチャート 同オートテンションモードの説明図 沖アンカーモードの説明図 本実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置を機能実現手段で現したブロック図 本実施例による船舶用電動モータウインチの表示手段における画面イメージ 本実施例による船舶用電動モータウインチの表示手段における画面イメージ 本実施例による船舶用電動モータウインチの表示手段における画面イメージ 本実施例による船舶用電動モータウインチに適したデジタル化されたウインチの構造図 本実施例による揚錨機に用いることができるウインチの構造図

本発明の第１の実施の形態による船舶用電動モータウインチの制御装置は、着桟前に一定量のロープをあらかじめウインチから繰り出してデッキ上に溜めておく着桟スタンバイモードと、前記着桟スタンバイモードの後に行われる着桟モードとを有し、制御手段は、着桟スタンバイモード時におけるロープの繰り出し中に、荷重計が第１設定負荷を検出すると異常と判断するスタンバイモード異常判断部を備え、スタンバイモード異常判断部が異常を判断すると、ロープの繰り出しを停止し、又はロープを所定量巻き戻し、着桟スタンバイモードの後に行われる着桟モードを有し、制御手段は、
着桟モードの操作によってロープの弛み取りを開始し、弛み取りの動作中に、荷重計が第２設定負荷を検出すると弛み取り終了と判断する着桟モード弛み取り終了判断部を備え、
着桟モード弛み取り終了判断部が弛み取り終了を判断すると、ロープの巻き取り動作を開始する制御信号を回転制御手段に出力するものである。
本実施の形態によれば、繰り出したロープがウインチに巻き込まれるなどの異常事態によって、作業者がロープとともにウインチに巻き込まれる状況が発生しても、このような異常を判断して、ロープの繰り出しを停止し、又はロープを所定量巻き戻すことで作業者の安全を確保することができる。また、着桟に伴う作業負担を軽減することができる。

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による船舶用電動モータウインチの制御装置において、ロープの繰り出し時における繰り出し回転速度を、ロープの弛み取り時における弛み取り回転速度よりも遅くし、ロープの繰り出し時における繰り出し力量を、ロープの弛み取り時における弛み取り力量よりも小さくし、第１設定負荷を、第２設定負荷よりも小さく設定したものである。
本実施の形態によれば、着桟スタンバイモード時において、繰り出し回転速度を遅くし、繰り出し力量を小さくするとともに、異常を判断する第１設定負荷を小さくすることで、着桟スタンバイモード時における安全性を高めることができる。

本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による船舶用電動モータウインチの制御装置において、荷役中又は荷役中以外の着桟中におけるロープの張力を監視するオートテンションモードを有し、制御手段は、ロープの弛みを検出するとロープの巻き取り動作が必要と判断するオートテンション巻き取り判断部と、ロープの過負荷を検出するとロープの巻き出し動作が必要と判断するオートテンション巻き出し判断部とを備え、オートテンション巻き取り判断部がロープの巻き取り動作が必要と判断するとロープの巻き取り動作を行い、オートテンション巻き出し判断部がロープの巻き出し動作が必要と判断するとロープの巻き出し動作を行う制御信号を回転制御手段に出力するものである。
本実施の形態によれば、荷役中又は荷役中以外の着桟中におけるロープの張力を調整することで、荷役中の船の喫水高さや潮の満ち引きによる海面高さの変動に対応することができる。

本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による船舶用電動モータウインチの制御装置において、船の傾きを検出する傾斜計を有し、制御手段は、オートテンション巻き取り判断部がロープの巻き取り動作が不要と判断し、オートテンション巻き出し判断部がロープの巻き出し動作が不要と判断している時に、傾斜計で傾きを検出すると船のバランスが異常と判断するバランス異常判断部を備え、バランス異常判断部で異常を判断するとバランス異常警告を出力するものである。
本実施の形態によれば、荷崩れなどの船のバランス異常を判断して警告することができる。

本発明の第５の実施の形態は、第１から第４のいずれかの実施の形態による船舶用電動モータウインチの制御装置において、電動モータによってウインチを動作させる揚錨機と、揚錨機から巻き出される錨鎖長さを検出する索長計と、風向風速計とを有し、沖合での停泊中に錨鎖長を監視する錨鎖長監視モードを有し、制御手段は、錨鎖長監視モード時に、風向風速計で計測される風速と、索長計で検出される錨鎖長さとから、錨鎖長さが適切か否かを判断する錨鎖長判断部を備えたものである。
本実施の形態によれば、風速に対して錨鎖長さが不足しているなどを判断することができる。

以下本発明の一実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置について説明する。
図１は本実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置における着桟時での処理流れを示すフローチャートである。
着桟時には、着桟スタンバイモードと着桟モードが行われる。
着桟スタンバイモードは作業者によるスイッチ操作によって開始する（Ｓ１）。
Ｓ１において作業者が着桟スタンバイモードをＯＮ操作しても、航行中でないと判断されるか（Ｓ２においてNo）、船から岸壁までの距離が不十分であると判断されると（Ｓ３においてＮｏ）、スタンバイモードは開始されず、警告が出力される（Ｓ４）。距離が近い場合には接岸中の可能性があり、接岸中にスタンバイモードになると接岸に必要な力量が出せなくなる。
Ｓ２における航行中か否かの判断は、例えば船速によって判断し、船速が所定速度以上であれば航行中と判断することができる。航行中であると判断されるとスタンバイモードは有効となるが、航行中でなくてもブリッジにて許可を与えた場合や、アンカーをレッコした停泊中にもスタンバイモードを有効とすることができる。
Ｓ３における岸壁までの距離の測定には、例えばミリ波レーダーや、カメラを用いることができる。好ましくは、船首から岸壁までの船首側距離と、船尾から岸壁までの船尾側距離を測定する。Ｓ３では、レットロープが届く範囲であると判断すると距離が適切であると判断する（Ｓ３においてＹｅｓ）。ただし、船首が岸壁に近づき過ぎである場合や、船尾が岸壁に近づき過ぎである場合には、Ｓ３において距離不適切と判断することもできる。船首が岸壁に近づき過ぎで船首が岸壁に接触する危険性が有ればスラスターを動作させることで船首を岸壁から離間させる。船尾が岸壁に近づき過ぎで船尾が岸壁に接触する危険性が有れば主機を動作させることで船尾を岸壁から離間させる。

Ｓ５におけるアンカーレッコは、Ｓ１における着桟スタンバイモードのＯＮ操作の前後いずれに行ってもよく同時でもよい。
Ｓ６におけるロープの繰り出し量の決定は、岸壁までの距離をミリ波レーダーなどによって計測している場合には計測値を用い、距離の計測がされていない場合には、作業者による目測値を入力してもよい。好ましくは、船首側距離によって船首側に設置している係船機のロープ繰り出し量を決定し、船尾側距離によって船尾側に設置している係船機のロープ繰り出し量を決定する。
Ｓ６においてロープの繰り出し量が決定されると、係船機によるロープの繰り出し動作が開始する（Ｓ７）。
Ｓ７におけるロープの繰り出しが開始されると、係船機での負荷を監視し、あらかじめ設定している第１設定負荷が検出されない限り（Ｓ８においてＹｅｓ）、ロープの繰り出しは継続し、所定長さの繰り出しが行われるとロープの繰り出しが終了する（Ｓ９）
ロープの繰り出し中に第１設定負荷が検出されると（Ｓ８においてＮｏ）、ロープの繰り出しを停止し、又は所定量だけ逆回転させた後に停止する（Ｓ１０）。
Ｓ１０におけるロープの繰り出し停止又は逆回転の後に作業者による安全確認が行われると（Ｓ１１）、作業者によるスイッチ操作によってロープの繰り出しが再開される（Ｓ１２）。
Ｓ１２におけるロープ繰り出し再開の後は、改めて係船機での負荷を監視し、あらかじめ設定している第１設定負荷が検出されない限り（Ｓ８においてＹｅｓ）、ロープの繰り出しは継続し、所定長さの繰り出しが行われるとロープの繰り出しが終了する（Ｓ９）。
Ｓ９におけるロープの繰り出し終了によって着桟スタンバイモードは終了する。
着桟スタンバイモードの終了後に、船上の作業者はレッドを投げ、岸壁側の作業者はロープをピットに係止する（Ｓ２０）。

Ｓ２１における着桟モードのＯＮ操作は、Ｓ２０におけるロープのピットへの係止後に行う。
Ｓ２１における着桟モードのＯＮ操作が行われると、係船機が動作してロープの弛み取りを開始する（Ｓ２２）。
Ｓ２２におけるロープの弛み取りが開始されると、ロープの負荷検出が行われ（Ｓ２３）、弛みが無くなりロープに張力が加わることによる負荷（第２設定負荷）が検出されると弛み取りは終了し（Ｓ２４においてＹｅｓ）、第２設定負荷が検出されない間は（Ｓ２４においてＮｏ）、ロープの弛み取り動作とロープの負荷検出は継続する。
Ｓ２４における弛み取り動作が終了すると、主機及びスラスターを動作させる（Ｓ２５）。
Ｓ２５における主機及びスラスターは、船を岸壁から離れる方向に動作させる。
Ｓ２５における主機及びスラスターの動作の後に、ロープ巻き取り動作を開始する（Ｓ２６）。
ロープの巻き取り動作中は（Ｓ２８においてＮｏ）、アンカーのテンションを調整する（Ｓ２７）。
ロープの巻き取り終了が判断されると（Ｓ２８においてＹｅｓ）、ロープの巻き取り動作は終了する（Ｓ２９）。
ロープの巻き取り終了は、船と岸壁との距離によって判断する。船と岸壁との距離の判断は、ミリ波レーダーによる計測の他、係船機におけるロープの繰り出し量によって判断することができる。

図２は、着桟時の船の状態を示す図である。
図２（ａ）はＳ５におけるアンカーレッコを行った状態、図２（ｂ）は船首側の係船機でのＳ２０におけるロープのピットへの係止状態、図２（ｃ）は船尾側の係船機でのＳ２０におけるロープのピットへの係止状態、図２（ｄ）はロープの巻き取り動作中でのＳ２７におけるアンカーのテンションの調整状態、図２（ｅ）はＳ２９におけるロープの巻き取り終了の状態を示している。
図２（ａ）の状態で、少なくとも船首側の係船機では着桟スタンバイモードを実行する。
図２（ｂ）におけるロープのピットへの係止が行われると、ロープの弛み取りを行う。アンカーは張りを調整し、張り過ぎる場合には適切な張りを維持するように繰り出す。
図２（ｂ）の状態に至る前、又は図２（ｂ）の状態で、船尾側の係船機で着桟スタンバイモードを実行する。
図２（ｃ）では、船首側の係船機のロープのテンションとアンカーの張りを自動調整しつつ、船尾側の係船機のロープをピットに係止する。そして船尾側の係船機でのロープの弛み取りを行う。
図２（ｃ）の状態の後に、必要に応じて、更に船首側と船尾側とでそれぞれ他の係船機を用いて増しロープを取る。
増しロープについても、事前に着桟スタンバイモードが行われ、ロープをピットに係止した後にはロープの弛み取りを行う。
図２（ｄ）では、主機及びスラスターを、船が岸壁から離間する方向に動作させ、船首側及び船尾側の係船機のロープ巻き取り動作を行い、バランスを取りながら着桟する（図２（ｅ））。

図３は本実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置における荷役・着桟中でのオートテンションモードの処理流れを示すフローチャートである。
オートテンションモードは、荷役中又は荷役中以外の着桟中におけるロープの張力を監視する。
オートテンションモードは作業者によるスイッチ操作によって開始する（Ｓ３０）。
Ｓ３０において作業者がオートテンションモードをＯＮ操作しても、航行中であると判断されるか（Ｓ３１においてNo）、着桟中でないと判断されると（Ｓ３２においてＮｏ）、オートテンションモードは開始されず、警告が出力される（Ｓ３３）。
Ｓ３１における航行中か否かの判断は、例えば船速によって判断し、船速が所定速度以上であれば航行中と判断することができる。
Ｓ３２における着桟中か否かの判断は、係船機の使用状況によって判断し、ロープが所定量繰り出されていれば着桟中と判断することができる。
Ｓ３０においてオートテンションモードが開始されると、係船機の負荷が監視され、負荷によってロープの弛みが検出されると（Ｓ３４においてＮｏ）、ロープの巻き取り動作を行う（Ｓ３５）。
Ｓ３５におけるロープの巻き取り動作は、ロープの弛みが検出されなくなるまで行う。
また、Ｓ３０においてオートテンションモードが開始されると、係船機の負荷が監視され、過負荷が検出されると（Ｓ３６においてＮｏ）、ロープの巻き出し動作を行う（Ｓ３７）。
Ｓ３７におけるロープの巻き出し動作は、ロープの過負荷が検出されなくなるまで行う。
ロープの弛みが無い状態で（Ｓ３４においてＹｅｓ）、ロープの過負荷も無い状態で（Ｓ３６においてＹｅｓ）、船の傾きが検出されると（Ｓ３８においてＮｏ）、荷崩れなどのバランス異常と判断してバランス異常警告を出力する（Ｓ３９）。

図４はオートテンションモードの説明図である。
図４（ａ）は例えば潮が満ちた状態又は荷を降ろした状態、図４（ｂ）は潮が引いた状態又は荷を積んだ状態を示している。
図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態への変化ではロープには弛みが生じ、図４（ｂ）の状態から図４（ａ）の状態への変化ではロープには過負荷が生じる。
図４（ｃ）は船が傾いた状態、図４（ｄ）は傾きの無い状態を示している。
図４（ｃ）においてロープに過負荷が生じている場合には、ロープの巻き出し動作を行うことで図４（ｄ）の状態とすることができる。しかし、図４（ｃ）においてロープに過負荷が生じていない場合で船に傾きが生じている場合には、荷崩れなどのバランス異常と判断することができる。

図５は沖アンカーモードの説明図であり、図５（ａ）は錨鎖長監視モードの説明図、図５（ｂ）は走錨監視モードの説明図である。
図５（ａ）に示す錨鎖長監視モード時には、風向風速計で計測される風速と、索長計で検出される錨鎖長さとから、錨鎖長さＬが適切か否かを判断する。沖アンカーモードを作業者が選択することで、アンカーレッコ時にレッコした錨鎖の長さＬを、索長計の情報を元に記録及び表示し、レッコした錨鎖長さＬが適切か否かを判断する。また、風向風速計の情報から、錨鎖長さＬが足りない場合には警告を行う。例えば、風向風速計で所定値以上の風速を計測すると、錨鎖長さＬを長くするように警告する。なお、更に水深計で水深を計測することで錨鎖長さＬが適切か否かを判断することが好ましく、水深をｄとすると、通常の天候状態では、錨鎖長さＬ＝３ｄ＋９０ｍを目安とし、風速が30m/sec以上の悪天時では、錨鎖長さＬ＝４ｄ＋１４５ｍを目安とすることで走錨の発生を少なくできる。
図５（ｂ）に示す走錨監視モード時には、例えばＧＰＳでの位置情報によって船の移動量が所定範囲を超えて検出され、かつ風向風速計で所定値以上の風速を計測すると、走錨の警告を出力する。例えば、初期停泊位置から船が50ｍ離れ、かつ風速が30m/sec以上の場合に走錨と判断する。図５（ｂ）に示す走錨監視モード時には、風向風速計で計測した風速と、水深から算出した錨鎖長さをレッコした上で、錨泊限界を超えるような瞬間的な風速となった場合は警告を出力する。所定値以上の風速、例えば30m/sec以上の風速が継続した場合は、主機によるアシストが必要となるため、主機がスタンバイとなっているかを、通知又は警告することが好ましい。

図６は本実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置を機能実現手段で現したブロック図である。
本実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置は、係船機５０Ａ及び揚錨機５０Ｂを制御する制御手段６０を備えている。
係船機５０Ａ及び揚錨機５０Ｂは、電動モータ５１によってウインチ５２を動作させる。電動モータ５１は、回転制御手段８１によって回転を制御される。ロープはウインチ５２に巻き取り又はウインチ５２から巻き出される。
係船機５０Ａ及び揚錨機５０Ｂは、機側用ハンドル５６及び機側用リモコン５７によっても運転及び停止を行うことができる。
係船機５０Ａ及び揚錨機５０Ｂには、エンコーダ５３及び荷重計５４を有し、揚錨機５０Ｂには、更に索長計５５を有している。エンコーダ５３によって電動モータ５１の回転を計測し、エンコーダ５３の信号によって制御手段６０では例えばロープの巻き出し長さや巻き取り長さを推定できる。また荷重計５４によって負荷を計測でき、荷重計５４はウインチ５２に巻き取り又はウインチ５２から巻き出すロープや錨鎖に加わる負荷を検出する。

制御手段６０には、エンコーダ５３、荷重計５４、索長計５５、風向風速計７１、距離計測計７２、ＧＰＳ７３、及び傾斜計７４からの信号が入力される。
風向風速計７１は風向及び風速を計測し、距離計測計７２は岸壁までの距離を計測し、ＧＰＳ７３は船の位置情報を計測し、傾斜計７４は船の傾きを計測する。
制御手段６０には、作業者が操作を行うことができる入力手段７５を備えている。
制御手段６０は、回転制御手段８１に対して制御信号を出力する他、主機８２及びスラスター８３に対する動作制御を行う。
表示手段８４では、制御手段６０における制御状態や、制御手段６０に入力される各種信号を表示することができる。
記憶手段９０には、着桟スタンバイモード９１、着桟モード９２、オートテンションモード９３、錨鎖長監視モード９４、及び走錨監視モード９５を記憶している。
着桟スタンバイモード９１は、着桟前に一定量のロープをあらかじめウインチ５２から繰り出してデッキ上に溜めておくモードである。
着桟モード９２は、着桟スタンバイモード９１の後に行われるモードであり、ロープの弛み取りステップとロープの巻き取りステップを有する。
オートテンションモード９３は、荷役中又は荷役中以外の着桟中におけるロープの張力を監視するモードである。
錨鎖長監視モード９４は、沖合での停泊中に錨鎖長を監視するモードであり、走錨監視モード９５は、沖合での停泊中に走錨を監視するモードである。

制御手段６０は、着桟距離判断部６１ａと、繰り出し量決定部６１ｂと、スタンバイモード異常判断部６１ｃとを備え、これらは着桟スタンバイモード９１において機能する。
着桟距離判断部６１ａでは、岸壁までの距離の判定を行う（図１に示すＳ３）。繰り出し量決定部６１ｂでは、ロープの繰り出し量の決定を行う（図１に示すＳ６）。スタンバイモード異常判断部６１ｃでは、ロープの繰り出し中に、荷重計５４が第１設定負荷を検出すると異常と判断する（図１に示すＳ８）。

また制御手段６０は、着桟モード弛み取り終了判断部６２ａと、着桟モード終了判断部６２ｂとを備え、これらは着桟モード９２において機能する。
着桟モード弛み取り終了判断部６２ａでは、弛み取りの動作中に、荷重計５４が第２設定負荷を検出すると弛み取り終了と判断する（図１に示すＳ２４）。
着桟モード終了判断部６２ｂでは、ロープの巻き取り終了を判断する（図１に示すＳ２８）。

また制御手段６０は、オートテンション巻き取り判断部６３ａと、オートテンション巻き出し判断部６３ｂと、バランス異常判断部６３ｃとを備え、これらはオートテンションモード９３において機能する。
オートテンション巻き取り判断部６３ａでは、負荷によってロープの弛みを検出するとロープの巻き取り動作が必要と判断する（図３に示すＳ３４）。
オートテンション巻き出し判断部６３ｂでは、ロープの過負荷を検出するとロープの巻き出し動作が必要と判断する（図３に示すＳ３６）。
バランス異常判断部６３ｃでは、オートテンション巻き取り判断部６３ａがロープの巻き取り動作が不要と判断し、オートテンション巻き出し判断部６３ｂがロープの巻き出し動作が不要と判断している時に、傾斜計７４で傾きを検出すると船のバランスが異常と判断する（図３に示すＳ３８）。

また制御手段６０は、錨鎖長判断部６４と、走錨判断部６５とを備えている。錨鎖長判断部６４は錨鎖長監視モード９４で機能し、走錨判断部６５は走錨監視モード９５で機能する。
錨鎖長判断部６４では錨鎖長さが適切か否かを判断し、走錨判断部６５では、停泊中における船の移動を判断する。

図７から図９は本実施例による船舶用電動モータウインチの表示手段における画面イメージである。
図７（ａ）は電動モータ５１の運転状況画面、図７（ｂ）は現在値データ画面、図８（ａ）は定数設定画面、図８（ｂ）はトレンドグラフ画面、図９はアラーム履歴画面である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）では現在値のデータを表示し、図８（ａ）ではシステム内で使う定数を設定し、図８（ｂ）ではロギングデータのトレンドグラフを表示し、図９では現在発生中及び警報発生履歴を表示する。

図１０は本実施例による船舶用電動モータウインチに適したデジタル化されたウインチの構造図である。
図１０（ａ）は、ホーサードラム内に電動モータ５１を内蔵するウインチ５２を示しており、１つの電動モータ５１と１つのロープドラム５８ａとを１軸で連結しクラッチを持たない。電動モータ５１とロープドラム５８ａとは軸受フレーム５９の間に配置されている。ブレーキは電動モータ５１に内蔵しているが、機器側ハンドル５６として手動ブレーキ５６ａを更に備えていてもよい。図１０（ａ）に示すウインチ５２は、係船機５０Ａとして用いることができ、エンコーダ５３及び荷重計５４を備えている。
図１０（ｂ）は、ギアボックス５２ｘに電動モータ５１を取り付けるウインチ５２を示しており、１つの電動モータ５１と１つのロープドラム５８ａとをギアボックス５２ｘを介して連結しクラッチを持たない。電動モータ５１、ギアボックス５２ｘ、及びロープドラム５８ａは軸受フレーム５９に取り付けられている。ブレーキは電動モータ５１に内蔵しているが、機器側ハンドル５６として手動ブレーキ５６ａを更に備えていてもよい。図１０（ｂ）に示すウインチ５２は、係船機５０Ａ及び揚錨機５０Ｂとして用いることができ、係船機５０Ａとして用いる場合にはエンコーダ５３及び荷重計５４を備え、揚錨機５０Ｂとして用いる場合にはエンコーダ５３、荷重計５４、及び索長計５５を備えている。

図１１は本実施例による揚錨機に用いることができるウインチの構造図である。
図１１（ａ）は、ギアボックス５２ｘに電動モータ５１を取り付けるウインチ５２を示しており、１つの電動モータ５１と１つのチェーンドラム５８ｂとをギアボックス５２ｘを介している。電動モータ５１、ギアボックス５２ｘ、及びチェーンドラム５８ｂは軸受フレーム５９に取り付けられている。ブレーキは電動モータ５１に内蔵しているが、機器側ハンドル５６として手動ブレーキ５６ａを更に備えていてもよい。図１０（ｂ）に示すウインチ５２は、クラッチレバー５６ｂ、エンコーダ５３、荷重計５４、及び索長計５５を備えている。
図１１（ｂ）は、電動モータ５１を直結するウインチ５２を示しており、１つの電動モータ５１と１つのチェーンドラム５８ｂとを連結している。電動モータ５１とチェーンドラム５８ｂとは軸受フレーム５９に取り付けられている。ブレーキは電動モータ５１に内蔵しているが、機器側ハンドル５６として手動ブレーキ５６ａを更に備えていてもよい。

本実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置によれば、スタンバイモード異常判断部６１ｃが異常を判断すると、ロープの繰り出しを停止し、又はロープを所定量巻き戻すため、繰り出したロープがウインチ５２に巻き込まれるなどの異常事態によって、作業者がロープとともにウインチ５２に巻き込まれる状況が発生しても、このような異常を判断して、ロープの繰り出しを停止し、又はロープを所定量巻き戻すことで作業者の安全を確保することができる。
また、本実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置によれば、着桟モード弛み取り終了判断部６２ａが弛み取り終了を判断すると、ロープの巻き取りを開始する制御信号を回転制御手段８１に出力するため、着桟に伴う作業負担を軽減することができる。
また、本実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置によれば、着桟スタンバイモード９１時において、ロープの繰り出し時における繰り出し回転速度を、ロープの弛み取り時における弛み取り回転速度よりも遅くし、ロープの繰り出し時における繰り出し力量を、ロープの弛み取り時における弛み取り力量よりも小さくし、第１設定負荷を、第２設定負荷よりも小さく設定することで、着桟スタンバイモード９１時における安全性を高めることができる。
また、本実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置によれば、オートテンション巻き取り判断部６３ａがロープの巻き取り動作が必要と判断するとロープの巻き取り動作を行い、オートテンション巻き出し判断部６３ｂがロープの巻き出し動作が必要と判断するとロープの巻き出し動作を行う制御信号を回転制御手段８１に出力し、荷役中又は荷役中以外の着桟中におけるロープの張力を調整することで、荷役中の船の喫水高さや潮の満ち引きによる海面高さの変動に対応することができる。
また、本実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置によれば、バランス異常判断部６３ｃで異常を判断するとバランス異常警告を出力するため、荷崩れなどの船のバランス異常を判断して警告することができる。
また、本実施例による船舶用電動モータウインチの制御装置によれば、錨鎖長監視モード９４時に、風向風速計７１で計測される風速と、索長計５５で検出される錨鎖長さとから、錨鎖長さが適切か否かを判断する錨鎖長判断部６４を備えることで、風速に対して錨鎖長さが不足しているなどを判断することができる。

本発明によれば、着桟前のスタンバイの作業を安全に行え、着桟に伴う作業負担を軽減することができる。

５０Ａ 係船機
５０Ｂ 揚錨機
５１ 電動モータ
５２ ウインチ
５２ｘ ギアボックス
５３ エンコーダ
５４ 荷重計
５５ 索長計
５６ 機側用ハンドル
５６ａ 手動ブレーキ
５７ 機側用リモコン
５８ａ ロープドラム
５８ｂ チェーンドラム
５９ 軸受フレーム
６０ 制御手段
６１ａ 着桟距離判断部
６１ｂ 繰り出し量決定部
６１ｃ スタンバイモード異常判断部
６２ａ 着桟モード弛み取り終了判断部
６２ｂ 着桟モード終了判断部
６３ａ オートテンション巻き取り判断部
６３ｂ オートテンション巻き出し判断部
６３ｃ バランス異常判断部
６４ 錨鎖長判断部
６５ 走錨判断部
７１ 風向風速計
７２ 距離計測計
７３ ＧＰＳ
７４ 傾斜計
７５ 入力手段
８１ 回転制御手段
８２ 主機
８３ スラスター
８４ 表示手段
９０ 記憶手段
９１ 着桟スタンバイモード
９２ 着桟モード
９３ オートテンションモード
９４ 錨鎖長監視モード
９５ 走錨監視モード

Claims (5)

1. 電動モータによってウインチを動作させる係船機と、
   前記電動モータの回転を制御する回転制御手段と、
   前記ウインチに巻き取り又は前記ウインチから巻き出すロープに加わる負荷を検出する荷重計と、
   前記荷重計で検出される負荷データを入力して前記回転制御手段に対して制御信号を出力する制御手段と
   を有する船舶用電動モータウインチの制御装置であって、
   着桟前に一定量の前記ロープをあらかじめ前記ウインチから繰り出してデッキ上に溜めておく着桟スタンバイモードと、
   前記着桟スタンバイモードの後に行われる着桟モードとを有し、
   前記制御手段は、
   前記着桟スタンバイモード時における前記ロープの繰り出し中に、前記荷重計が第１設定負荷を検出すると異常と判断するスタンバイモード異常判断部を備え、
   前記スタンバイモード異常判断部が前記異常を判断すると、前記ロープの繰り出しを停止し、又は前記ロープを所定量巻き戻し、
   前記着桟モードの操作によって前記ロープの弛み取りを開始し、
   前記弛み取りの動作中に、前記荷重計が第２設定負荷を検出すると弛み取り終了と判断する着桟モード弛み取り終了判断部を備え、
   前記着桟モード弛み取り終了判断部が前記弛み取り終了を判断すると、前記ロープの巻き取り動作を開始する前記制御信号を前記回転制御手段に出力する
   ことを特徴とする船舶用電動モータウインチの制御装置。
2. 前記ロープの繰り出し時における繰り出し回転速度を、前記ロープの弛み取り時における弛み取り回転速度よりも遅くし、
   前記ロープの繰り出し時における繰り出し力量を、前記ロープの弛み取り時における弛み取り力量よりも小さくし、
   前記第１設定負荷を、前記第２設定負荷よりも小さく設定した
   ことを特徴とする請求項１に記載の船舶用電動モータウインチの制御装置。
3. 荷役中又は前記荷役中以外の着桟中における前記ロープの張力を監視するオートテンションモードを有し、
   前記制御手段は、
   前記ロープの弛みを検出すると前記ロープの巻き取り動作が必要と判断するオートテンション巻き取り判断部と、
   前記ロープの過負荷を検出すると前記ロープの巻き出し動作が必要と判断するオートテンション巻き出し判断部と
   を備え、
   前記オートテンション巻き取り判断部が前記ロープの巻き取り動作が必要と判断すると前記ロープの巻き取り動作を行い、前記オートテンション巻き出し判断部が前記ロープの巻き出し動作が必要と判断すると前記ロープの巻き出し動作を行う前記制御信号を前記回転制御手段に出力する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の船舶用電動モータウインチの制御装置。
4. 船の傾きを検出する傾斜計を有し、
   前記制御手段は、
   前記オートテンション巻き取り判断部が前記ロープの巻き取り動作が不要と判断し、前記オートテンション巻き出し判断部が前記ロープの巻き出し動作が不要と判断している時に、前記傾斜計で前記傾きを検出すると前記船のバランスが異常と判断するバランス異常判断部を備え、
   前記バランス異常判断部で前記異常を判断するとバランス異常警告を出力する
   ことを特徴とする請求項３に記載の船舶用電動モータウインチの制御装置。
5. 前記電動モータによって前記ウインチを動作させる揚錨機と、
   前記揚錨機から巻き出される錨鎖長さを検出する索長計と、
   風向風速計と
   を有し、
   沖合での停泊中に前記錨鎖長さを監視する錨鎖長監視モードを有し、
   前記制御手段は、
   前記錨鎖長監視モード時に、前記風向風速計で計測される風速と、前記索長計で検出される前記錨鎖長さとから、前記錨鎖長さが適切か否かを判断する錨鎖長判断部を備えた
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の船舶用電動モータウインチの制御装置。

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