(57)【要約】【課題】油圧モータの内部に発生するサージ圧によって油圧モータが破損することのない揚錨機を提供する。【解決手段】揚錨機２６は、油圧ポンプ２から油圧供給路３を経て供給される油圧で駆動する油圧モータ４により錨鎖２７を巻き揚げるものであり、油圧供給路３に接続されて油圧に生じる衝撃を緩衝するアキュムレータ１５と、錨鎖２７の繰出し量Ｒを計測するチェーンカウンタ３４と、油圧供給路３に対するアキュムレータ１５の接続状態を、繰出し量Ｒに応じて、油圧供給路３にアキュムレータ１５が接続されたオン状態又は該接続が解除されたオフ状態に選択的に設定するための電動弁１８とを備える。【選択図】図１
2020164270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプから油圧供給路を経て供給される油圧で駆動する油圧モータにより錨鎖を巻き揚げる揚錨機であって、
前記油圧供給路に接続され、前記油圧に生じる衝撃を緩衝するアキュムレータと、
前記錨鎖の基準位置からの繰出し量を計測する繰出し量計測部と、
前記油圧供給路に対する前記アキュムレータの接続状態を、前記繰出し量に応じて、前記油圧供給路に該アキュムレータが接続されたオン状態又は該接続が解除されたオフ状態に選択的に設定するための第１設定部とを備え、
前記油圧供給路は、
前記油圧モータの一次側に接続された第１油圧路と、
前記油圧モータの二次側に接続された第２油圧路と、
前記油圧ポンプからの油圧を前記第１油圧路又は前記第２油圧路のいずれに供給するかを切り替えるための正逆切替弁と、
前記第１油圧路の油圧が所定値以上となった場合に該油圧を前記第２油圧路にリリーフする１つのリリーフ弁又は２以上の並列に配置したリリーフ弁とを備えることを特徴とする揚錨機。
【請求項２】
前記基準位置からの繰出し量が第１繰出し量を超えたときに前記第１設定部の設定状態をオフ状態からオン状態に切り替え、該第１繰出し量以下になったときに該第１設定部の設定状態をオン状態からオフ状態に切り替える第１制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の揚錨機。
【請求項３】
前記油圧供給路の油圧を増大させる増圧機として機能するフローデバイダと、
前記油圧供給路が前記フローデバイダを経由するオン状態と経由しないオフ状態とに設定するための第２設定部と、
前記繰出し量が第２繰出し量を超えたときに前記第２設定部の設定状態をオフ状態からオン状態に切り替え、該第２繰出し量以下になったとき前記第２設定部の設定状態をオン状態からオフ状態に切り替える第２制御部とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の揚錨機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧モータで錨鎖を巻き揚げる揚錨機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧モータを用いて錨を船舶から降ろし及び船舶上に巻き揚げる揚錨機が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の揚錨機の油圧回路は、油圧モータの一次側に接続された第１油圧路と、油圧モータの二次側に接続された第２油圧路と、油圧ポンプからの油圧を第１油圧路又は第２油圧路のいずれに供給するかを切り替えるための切替弁とを備える。
【０００３】
この揚錨機では、錨鎖の巻揚げ時に油圧モータが過大な力により逆転するレンダリング状態になると、切替弁により油圧を第２油圧路に供給するように切り替えて、油圧モータを逆転させる。これにより、レンダリング状態における油圧モータの損傷を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６０１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、荒天時の錨泊に際しては、錨鎖に衝撃が加わると、油圧モータの内部にサージ圧が発生する場合がある。このような場合、上記従来の揚錨機によれば、油圧モータのボディが破損したり、これによりアンカーや錨鎖を喪失したりするおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、油圧モータの内部に発生するサージ圧によって油圧モータが破損することのない揚錨機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の揚錨機は、油圧ポンプから油圧供給路を経て供給される油圧で駆動する油圧モータにより錨鎖を巻き揚げる揚錨機であって、
前記油圧供給路に接続され、前記油圧に生じる衝撃を緩衝するアキュムレータと、
前記錨鎖の基準位置からの繰出し量を計測する繰出し量計測部と、
前記油圧供給路に対する前記アキュムレータの接続状態を、前記繰出し量に応じて、前記油圧供給路に該アキュムレータが接続されたオン状態又は該接続が解除されたオフ状態に選択的に設定するための第１設定部とを備え、
前記油圧供給路は、
前記油圧モータの一次側に接続された第１油圧路と、
前記油圧モータの二次側に接続された第２油圧路と、
前記油圧ポンプからの油圧を前記第１油圧路又は前記第２油圧路のいずれに供給するかを切り替えるための正逆切替弁と、
前記第１油圧路の油圧が所定値以上となった場合に該油圧を前記第２油圧路にリリーフする１つのリリーフ弁又は２以上の並列に配置したリリーフ弁とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成において、荒天時における錨泊に際しては、錨鎖に衝撃が加わることによって油圧モータ内部に、瞬間的に許容圧力を大きく超えるサージ圧が発生し、これによって油圧モータが損傷するおそれがある。
【０００９】
この点、本発明によれば、予め第１設定部により油圧回路にアキュムレータが接続されたオン状態に設定しておくことにより、サージ圧がアキュムレータにより緩衝されるので、油圧モータの損傷を効果的に防止することができる。
【００１０】
一方、アキュムレータの接続状態をオン状態にしておくと、錨鎖が基準位置まで巻き揚げられて巻揚げが完了するときに、アキュムレータからの油圧の放出による錨鎖の巻揚げ及びアキュムレータへの油圧の吸収による錨鎖の繰出しにより、アンカー（錨）が上下動を繰り返してから停止するおそれがある。
【００１１】
これについては、巻揚げが完了する前に、錨鎖の基準位置からの繰出し量が所定値未満になった場合に、第１設定部により油圧回路へのアキュムレータの接続を解除してアキュムレータへの油圧の出入りを遮断しておくことにより、かかる巻揚げ完了時におけるアンカーの上下動を防止することができる。
【００１２】
したがって、本発明によれば、第１設定部を備えるので、アキュムレータにより油圧モータの損傷を防止しつつ、巻揚げ完了時におけるアンカーの上下動を防止することができる。
【００１３】
また、本発明によれば、油圧モータの一次側に第１油圧路から油圧を供給して油圧モータを正転させ、錨鎖を巻き揚げる際に、第１油圧路に高い圧力が比較的長期的に生じる場合でも、その圧力を、１つ以上のリリーフ弁を介して第２油圧路に効果的に逃がすことができる。したがって、上記のアキュムレータによる緩衝効果と相俟って、より確実に油圧ポンプの損傷を防止することができる。
【００１４】
本発明において、前記基準位置からの繰出し量が第１繰出し量を超えたときに前記第１設定部の設定状態をオフ状態からオン状態に切り替え、該第１繰出し量以下になったときに該第１設定部の設定状態をオン状態からオフ状態に切り替える第１制御部を備えるのが好ましい。これによれば、アキュムレータの緩衝効果による油圧モータの損傷防止と、巻揚げ完了時におけるアンカーの上下動の防止とを自動的に実現することができる。
【００１５】
本発明において、前記油圧供給路の油圧を増大させる増圧機として機能するフローデバイダと、
前記油圧供給路が前記フローデバイダを経由するオン状態と経由しないオフ状態とに設定するための第２設定部と、
前記繰出し量が第２繰出し量を超えたときに前記第２設定部の設定状態をオフ状態からオン状態に切り替え、該第２繰出し量以下になったとき前記第２設定部の設定状態をオン状態からオフ状態に切り替える第２制御部とを備えるのが好ましい。
【００１６】
これによれば、繰出し量が第２繰出し量を超えるような水深が深い場所で錨泊する場合には、第２制御部により、フローデバイダを油圧供給路の増圧機として機能させるオン状態に設定される。したがって、その後の揚錨開始時には、油圧ポンプを駆動する電動機等の負荷を軽減しつつ、油圧モータの揚錨力を増大させことができる。
【００１７】
これにより、揚錨力が増大した分だけ揚錨速度は遅くなるが、電動機等が過負荷状態で長時間駆動されるのを防止し、繰出し量が第２繰出し量を超えている場合の揚錨を支障なく行うことができる。その後、繰出し量が第２繰出し量以下になると、フローデバイダによる増圧機能がオフ状態とされるので、揚錨力は小さいが、その分、速い揚錨速度で揚錨が行われる。
【００１８】
したがって、水深が深い場所で錨泊する際には、揚錨時に電動機等が過負荷状態で長時間駆動されるのを自動的に防止し、かつ適切な揚錨速度で速やかに揚錨を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る揚錨機の油圧回路を示す油圧回路図である。
【図２】図１の揚錨機を船舶に適用した様子を示す斜視図である。
【図３】図１の揚錨機の要部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る揚錨機の油圧回路を示す。図１に示すように、この油圧回路１は、油圧ポンプ２から油圧供給路３を経て供給される油圧で動作することにより錨鎖を巻き揚げる油圧モータ４を備える。油圧モータ４は、可変容量で正逆回転式のものである。
【００２１】
油圧供給路３は、油圧モータ４の一次側に接続された第１油圧路５と、油圧モータ４の二次側に接続された第２油圧路６と、油圧ポンプ２からの油圧を第１油圧路５又は第２油圧路６のいずれに供給するかを切り替えるための正逆切替弁７とを備える。第１油圧路５と第２油圧路６との間には、第１油圧路５の油圧が所定値以上となった場合に該油圧を第２油圧路６にリリーフする２つのリリーフ弁８を並列して備える。２つのリリーフ弁８に代えて、大容量のリリーフ弁を１つ又は３以上のリリーフ弁を並列して備えてもよい。
【００２２】
正逆切替弁７と油圧ポンプ２との間は、供給接続路９により接続される。正逆切替弁７とリザーバタンク１０との間は、回収接続路１１により接続される。正逆切替弁７は、供給接続路９の油圧を第１油圧路５に供給して第２油圧路６から油圧を回収する正転状態と、供給接続路９の油圧を第２油圧路６に供給して第１油圧路５から油圧を回収する逆転状態とに切り替える機能を有する。
【００２３】
供給接続路９において、正逆切替弁７の油圧ポンプ２側には、減圧弁１２が設けられる。減圧弁１２は、供給接続路９が第１油圧路５又は第２油圧路６に接続されている場合には機能しないように、該接続時には正逆切替弁７を経た供給接続路９の油圧がバランス回路１３を経て導入される。
【００２４】
第１油圧路５及び第２油圧路６において、正逆切替弁７の油圧モータ４側にカウンタバランス弁１４が設けられる。カウンタバランス弁１４は、油圧モータ４の正転時に一次側の油圧を保持し、油圧モータ４の逆転を防止する。
【００２５】
また、油圧供給路３には、その油圧に生じる衝撃を緩衝するアキュムレータ１５が接続される。すなわち、油圧供給路３の第１油圧路５と第２油圧路６との間には、これらが両側の入口にそれぞれ接続された高圧選択弁１６が設けられる。アキュムレータ１５には、高圧選択弁１６により選択される第１油圧路５及び第２油圧路６のうちの高圧側の油圧が、高圧選択弁１６の出口から高圧導入路１７を経て導入される。
【００２６】
高圧導入路１７には、開閉弁として機能する電動弁１８が設けられる。電動弁１８は、油圧供給路３に対するアキュムレータ１５の接続状態を、油圧供給路３にアキュムレータ１５が接続されたオン状態又は該接続が解除されたオフ状態に選択的に設定する第１設定部として機能する。
【００２７】
油圧モータ４には、油圧モータ４を低速回転又は高速回転で駆動するかを切り替える速度切替弁１９が設けられる。速度切替弁１９は、高圧選択弁１６により選択される油圧を、油圧モータ４の小容量側ポートに供給するか又は大容量側ポートに供給するかを切り替える。大容量側ポートに供給する場合には、油圧モータ４は低回転駆動に切り替えられ、揚錨に適した大きい駆動力で駆動することができる。
【００２８】
さらに、油圧供給路３には、その油圧を増大させる増圧機として機能するフローデバイダ２０が設けられる。フローデバイダ２０には、油圧ポンプ２からの油圧を油圧供給路３の供給接続路９からフローデバイダ２０に導入する導入回路２１と、フローデバイダ２０からの増圧された油圧を油圧供給路３に導出する導出回路２２とが接続される。
【００２９】
導入回路２１及び導出回路２２には、それぞれ電動弁２３、２４が設けられる。また、油圧供給路３における導入回路２１への分岐点と導出回路２２からの合流点との間には、電動弁２５が設けられる。電動弁２３、２４、２５は、油圧供給路３がフローデバイダ２０を経由するオン状態と経由しないオフ状態とに設定するための第２設定部を構成する。
【００３０】
図２は、この油圧回路１を適用した揚錨機２６により揚錨を行うときの様子を示す。揚錨機２６は、図１の油圧回路１により錨鎖２７を巻き揚げるための錨鎖車２８と、巻き揚げた錨鎖２７を収納しておく錨鎖庫２９を備える。油圧回路１の油圧モータ４により錨鎖車２８が回転される。
【００３１】
錨鎖２７は、１連の長さが２７．５ｍである複数連の錨鎖で構成される。揚錨時には、錨鎖２７は、揚錨機２６により巻き揚げられ、図２のように、アンカー３０のシャンク３１が船舶３２のホースパイプ３３の端部に達することにより収錨状態となる。アンカー３０を、水深が１００ｍを超えるような深海に投錨する場合には、３連以上の錨鎖２７を繰り出す必要がある。
【００３２】
図３は揚錨機２６の要部を示す。図３に示すように、揚錨機２６は、上記の収錨状態を基準位置とする錨鎖２７の繰出し量を計測する繰出し量計測部として機能するチェーンカウンタ３４を備える。チェーンカウンタ３４は、錨鎖車２８と一体回転する駆動スプロケット３５と、駆動スプロケット３５によりローラチェーン３６を介して駆動される従動スプロケット３７と、従動スプロケット３７の回転軸に沿って送られる指針３８とを備える。該回転軸は、指針３８と螺合し、その回転量に応じて指針３８を送るねじ軸３９を構成する。
【００３３】
指針３８の移動経路上には、指針３８との接触によりオン状態又はオフ状態となって所定の信号を出力する第１リミットスイッチ４０及び第２リミットスイッチ４１が設けられる。
【００３４】
第１リミットスイッチ４０は、錨鎖２７の基準位置からの繰出し量Ｒが第１繰出し量ｒ１を超えたときに前記第１設定部の設定状態をオフ状態からオン状態に切り替える（電動弁１８を開く）信号を送る。また、第１繰出し量ｒ１以下になったときに該第１設定部の設定状態をオン状態からオフ状態に切り替える（電動弁１８を閉じる）信号を送る。
【００３５】
これらの信号に基づいて電動弁１８が開放状態又は閉塞状態に切り替わると、アキュムレータ１５は油圧供給路３に対して接続又は遮断され、その機能を発揮し又は停止する。したがって、第１リミットスイッチ４０は、第１設定部の設定状態をオフ状態からオン状態に、又はその逆に切り替える第１制御部を構成する。
【００３６】
図２において、第１設定部による設定状態がオン状態である範囲が、「ＡＣＣ  ＯＮ」で示され、オフ状態の範囲が「ＡＣＣ  ＯＦＦ」で示される。
【００３７】
第２リミットスイッチ４１は、繰出し量Ｒが第２繰出し量ｒ２を超えたときに前記第２設定部の設定状態をオフ状態からオン状態に切り替える（電動弁２３、２４を開き、電動弁２５を閉じる）信号を送出し、該第２繰出し量以下になったとき前記第２設定部の設定状態をオフ状態からオン状態に切り替える（電動弁２３、２４を閉じ、電動弁２５を開く）信号を送出する。これらの信号に基づいて、電動弁２３、２４は開放状態、電動弁２５は閉塞放状態に切り替わり、又はこれとは逆に切り替わる。
【００３８】
これにより、フローデバイダ２０は増圧機として機能していない状態から、機能している状態に切り替わり、又はこれとは逆に切り替わる。したがって、第２リミットスイッチ４１は、第２設定部の設定状態をオフ状態からオン状態に切り替え、又はこの逆に切り替える第２制御部を構成する。
【００３９】
図２において、第２設定部による設定状態がオン状態である範囲が、「ＦＤ  ＯＮ」で示され、オフ状態の範囲が「ＦＤ  ＯＦＦ」で示される。
【００４０】
この構成において、投錨により錨鎖２７の繰出し量が１連の長さ（２７．５ｍ）に達すると、チェーンカウンタ３４の指針３８が第１リミットスイッチ４０に当接する。このとき、第１リミットスイッチ４０が出力する信号に基づいて電動弁１８が開き、アキュムレータ１５が接続状態に設定される。これにより、アキュムレータ１５による緩衝機能が有効となる。
【００４１】
基準位置（収錨状態）からの繰出し量が３連の長さ（８２．５ｍ）に達すると、チェーンカウンタ３４の指針３８が第２リミットスイッチ４１に当接する。このときに第２リミットスイッチ４１が出力する信号に基づいて電動弁２３、２４が開き、電動弁２５が閉じる。
【００４２】
これにより、フローデバイダ２０による増圧機能がオン状態に設定される。これにより、フローデバイダ２０を増圧機として機能させない場合に比べて、油圧モータ４を、大きいトルクで駆動し得る状態となる。水深が１００ｍを超えるような位置で錨泊する場合には、さらに錨鎖２７が繰り出され、錨泊が行われる。
【００４３】
その後、揚錨を行うに際しては、供給接続路９が第１油圧路５に接続し、回収接続路１１が第２油圧路６に接続するように正逆切替弁７が設定され、油圧ポンプ２による油圧の供給が開始される。これにより、油圧モータ４が正転を開始し、錨鎖２７の巻揚げが開始される。
【００４４】
この巻揚げに際し、荒天により船舶が揺れて、錨鎖２７に瞬間的な衝撃が加わった場合には、油圧モータ４の内部に大きいサージ圧が発生するおそれがあるが、そのような衝撃はアキュムレータ１５によって瞬時に吸収されるので、そのサージ圧によって油圧モータ４が損傷することはない。
【００４５】
また、収錨状態から、３連（８２．５ｍ）以上の長さの錨鎖２７が繰り出されているとしても、フローデバイダ２０が増圧機として機能しているので、油圧モータ４は、回転速度は減少しているものの、フローデバイダ２０を増圧機として機能させない場合に比べて、大きいトルクで駆動する。したがって、油圧モータ４は、３連（８２．５ｍ）よりも長く繰り出されている錨鎖２７を、過負荷状態となることなく巻き揚げてゆくことができる。
【００４６】
錨鎖２７の繰出し量Ｒが第２繰出し量ｒ２である３連（８２．５ｍ）以下になると、指針３８が第２リミットスイッチ４１に到達し、フローデバイダ２０が増圧機として機能しないオフ状態となる。これにより、油圧モータ４は、駆動トルクは減少するが、回転数は上昇するので、繰出し量Ｒが第２繰出し量ｒ２以下となった錨鎖２７を、過負荷を生じることなく、効率的に巻き揚げてゆくことができる。
【００４７】
この間、アキュムレータ１５は接続状態となっているので、荒天により錨鎖２７に瞬間的な衝撃が加わって油圧モータ４内部に大きいサージ圧が発生した場合でも、そのサージ圧はアキュムレータ１５によって瞬時に吸収されるので、油圧モータ４が損傷することはない。
【００４８】
ところで、繰出し量Ｒがゼロである収錨状態となるまでアキュムレータ１５を接続状態にしておくと、巻揚げが完了するときに、アキュムレータ１５からの油圧の放出による錨鎖２７の巻揚げ及びアキュムレータ１５への油圧の吸収による錨鎖２７の繰出しにより、アンカー（錨）３０が上下動を繰り返してから停止するおそれがある。
【００４９】
そこで、錨鎖２７の繰出し量Ｒが第１繰出し量ｒ１以下になると、指針３８が第１リミットスイッチ４０に到達したことにより第１リミットスイッチ４０から発せられる信号に基づいて電動弁１８が閉塞され、アキュムレータ１５の接続状態がオフ状態に設定される。これにより、収錨状態となるときに、アンカー３０が上下動を繰り返すことが防止される。
【００５０】
なお、これにより、アキュムレータ１５による緩衝機能は停止するが、繰出し量Ｒが第１繰出し量ｒ１以下となっているので、船体の揺れにより錨鎖２７に生じる衝撃はさほど大きくはない。このため、かかる衝撃により油圧モータ４が損傷するおそれはない。
【００５１】
以上のように、本実施形態によれば、油圧供給路３に対するアキュムレータ１５の接続状態を、繰出し量Ｒに応じてオン状態又はオフ状態に設定する第１設定手段（電動弁１８）を設けたので、油圧モータ４がサージ圧によって損傷するのを防止することができる。また、第１油圧路５と第２油圧路６との間にリリーフ弁８を２つ設けたので、あるいは２つのリリーフ弁８に代えて、大容量のリリーフ弁を１つ又は３以上のリリーフ弁を並列に設けたのでより確実に油圧ポンプ２の損傷を防止することができる。
【００５２】
また、電動弁１８を、第１油圧路５及び第２油圧路６に接続された高圧選択弁１６の出口に接続したので、第１油圧路５及び第２油圧路６のうちの油圧ポンプ２に油圧を供給している側にサージ圧が生じた場合に、これを確実にアキュムレータ１５で吸収することができる。
【００５３】
また、繰出し量Ｒが第１繰出し量ｒ１未満になったときに第１リミットスイッチ４０からの信号に基づいて電動弁１８が切り替わるようにしたので、巻揚げ完了時におけるアンカー３０の上下動を自動的に防止することができる。
【００５４】
また、油圧供給路３がフローデバイダ２０を経由するオン状態と経由しないオフ状態とに設定する第２設定手段を備えるので、水深が深い場所で錨泊した場合でも、油圧ポンプ２を駆動する電動機等の負荷を軽減しつつ、油圧モータ４の揚錨力を増大させことができる。
【００５５】
また、繰出し量Ｒに応じて第２設定部の設定状態をオフ状態からオン状態に又はその逆に切り替える第２制御部を備えるので、水深が深い場所で錨泊した場合でも、電動機等が過負荷状態で長時間駆動されるのを自動的に防止し、揚錨を支障なく行うことができる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、チェーンカウンタ３４は、電子的に錨鎖２７の繰出し量を計測するものであってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…油圧回路、２…油圧ポンプ、３…油圧供給路、４…油圧モータ、５…第１油圧路、６…第２油圧路、７…正逆切替弁、８…リリーフ弁、９…供給接続路、１０…リザーバタンク、１１…回収接続路、１２…減圧弁、１３…バランス回路、１４…カウンタバランス弁、１５…アキュムレータ、１６…高圧選択弁、１７…高圧導入路、１８…電動弁、１９…速度切替弁、２０…フローデバイダ、２１…導入回路、２２…導出回路、２３、２４、２５…電動弁、２６…揚錨機、２７…錨鎖、２８…錨鎖車、２９…錨鎖庫、３０…アンカー、３１…シャンク、３２…船舶、３３…ホースパイプ、３４…チェーンカウンタ、３５…駆動スプロケット、３６…ローラチェーン、３７…従動スプロケット、３８…指針、３９…ねじ軸、４０…第１リミットスイッチ、４１…第２リミットスイッチ。
【図１】
2020164270.tif 000003
【図２】
2020164270.tif 000004
【図３】
2020164270.tif 000005