(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曳航用のロープを巻回するウインチドラムが、正逆転可能及び回転制動可能に設けられたタグボート用ウインチであって、
前記ウインチドラムと一体的に回動するブレーキ胴と、該ブレーキ胴に周方向に拡縮自在に巻回されるブレーキバンドと、該ブレーキバンドの一端部に連結され、スプリングで前記ブレーキバンドをブレーキ側に引っ張り、第１の油圧シリンダーで前記スプリングの引っ張りに対抗して前記ブレーキバンドを緩めるブレーキ機構と、前記ブレーキバンドの他端部に設けられて前記ブレーキバンドの他端部のその位置保持を行い、前記ブレーキバンドの過荷重時に前記他端部のその位置保持を解く支持機構とを有し、しかも、
前記支持機構による前記ブレーキバンドの他端部のその位置保持は、該支持機構を構成する第２の油圧シリンダーのストロークエンドで行い、過荷重時のその位置保持の解除は前記第２の油圧シリンダーを前記ストロークエンドに加圧する側の油圧回路に設けられたリリーフ弁によって行うことを特徴とするタグボート用ウインチ。
【請求項２】
請求項１記載のタグボート用ウインチにおいて、前記ブレーキバンドの他端部は、第１のリンク部材の一側アームの先部に回動可能に取付けられ、前記第１のリンク部材の他側アームの下部には、前記第２の油圧シリンダーの駆動側先部が当接することを特徴とするタグボート用ウインチ。
【請求項３】
請求項２記載のタグボート用ウインチにおいて、前記第２の油圧シリンダーは、トラニオン型であることを特徴とするタグボート用ウインチ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のタグボート用ウインチにおいて、前記ブレーキバンドの一端部にターンバックルを介して第２のリンク部材の短アームが連結され、前記第２のリンク部材の長アームには、前記ブレーキ機構が連結されていることを特徴とするタグボート用ウインチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型船舶を曳航するために、ロープを繰り出し及び巻き取り自在にドラムに巻回するタグボート用ウインチに関する。
【背景技術】
【０００２】
タンカー等の大型船舶は、曳航用ロープを巻回又は巻解くウインチを備えたタグボートで漁港を含む港湾等に曳航される。このウインチには、油圧式バンドブレーキ装置が設けられ、例えば、特許文献１ではロードセルを使用してブレーキの負荷検出を行って負荷調整を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３４５９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ウインチの巻胴側面に配置したブレーキ胴を、張力側バンドと引込側バンドで構成したブレーキバンドで巻締めする油圧式バンドブレーキ装置において、ブレーキ装置に負荷が掛かった状態で、ブレーキを解除する方法は、通常、引込側バンドを緩めるしかないが、引込側バンドを緩めても張力側バンドの摩擦材（ブレーキシュー）は負荷によりブレーキ胴に食い込み、高摩擦状態を維持したままの時がある。この状態から一気に高摩擦が解けた時は、大きな衝撃を伴うため大変危険である。
【０００５】
また、例えばタンカーなどの大型船舶や台船を曳航する、タグボートに搭載されたトーイングウインチに装備されたブレーキ装置の場合、曳航時に保持するブレーキ装置の負荷荷重は約８０トンと大きく、海上の波浪状況が急変した場合、船体動揺などによりブレーキ装置に掛かる負荷荷重は更に大きくなるため、ブレーキ装置の保護、船体の安定、危険航行回避などの安全航行のためには、ブレーキ装置に掛かった過負荷を衝撃なく、スムーズに解除できるブレーキ装置が要求されている。
【０００６】
負荷の掛かった油圧式バンドブレーキ装置の緩め操作において、ブレーキ胴に巻締めされたブレーキバンドの引込側バンドを緩めるには、油圧ポンプを起動し操作レバー（ボタン）を動作させ、油圧シリンダーへ圧油を送り込む作業が必要である。
更に過負荷となると異状負荷である信号検出、判定などを行う複雑な装備と、油圧ポンプの起動など、前記した一連の動作が必要となり、緊急を要する過負荷の解除には、時間を要しその応答性の悪さは、要求された安全とずれがあり、制御によっては実効を伴わない建て前の装備となってしまう場合がある。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ウインチに装備される油圧式バンドブレーキ装置において、通常のブレーキ力を超える過負荷が掛かっても、過負荷を逃がす際の衝撃が少ない油圧式のタグボート用ウインチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的に沿う本発明に係るタグボート用ウインチは、曳航用のロープを巻回するウインチドラムが、正逆転可能及び回転制動可能に設けられたタグボート用ウインチであって、
前記ウインチドラムと一体的に回動するブレーキ胴と、該ブレーキ胴に周方向に拡縮自在に巻回されるブレーキバンドと、該ブレーキバンドの一端部に連結され、スプリングで前記ブレーキバンドをブレーキ側に引っ張り、第１の油圧シリンダーで前記スプリングの引っ張りに対抗して前記ブレーキバンドを緩めるブレーキ機構と、前記ブレーキバンドの他端部に設けられて前記ブレーキバンドの他端部のその位置保持を行い、前記ブレーキバンドの過荷重時に前記他端部のその位置保持を解く支持機構とを有し、しかも、
前記支持機構による前記ブレーキバンドの他端部のその位置保持は、該支持機構を構成する第２の油圧シリンダーのストロークエンドで行い、過荷重時のその位置保持の解除は前記第２の油圧シリンダーを前記ストロークエンドに加圧する側の油圧回路に設けられたリリーフ弁によって行う。
【０００９】
即ち、第２の油圧シリンダーのストロークエンドまでの押圧は油圧回路によって行っている。そして、過荷重が掛かった場合は油圧回路のリリーフ弁が開き、第２の油圧シリンダーによるその位置保持を解除する。
【００１０】
本発明に係るタグボート用ウインチにおいて、前記ブレーキバンドの他端部は、第１のリンク部材の一側アームの先部に回動可能に取付れられ、前記第１のリンク部材の他側アームの下部には、前記第２の油圧シリンダーの駆動側先部が当接するのがよい。
【００１１】
本発明に係るタグボート用ウインチにおいて、前記第２の油圧シリンダーは、トラニオン型であるのが好ましい。これによって、第２の油圧シリンダーの向きを他側アームの角度に沿わせることができ、かつ第２の油圧シリンダーからの引っ張り力が他側アームに伝わらない。
【００１２】
そして、本発明に係るタグボート用ウインチにおいて、前記ブレーキバンドの一端部にターンバックルを介して第２のリンク部材の短アームが連結され、前記第２のリンク部材の長アームには、前記ブレーキ機構が連結されているのがよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るタグボート用ウインチは、ブレーキ胴に周方向に拡縮自在に巻回されるブレーキバンドの一端部に連結され、スプリングでブレーキバンドをブレーキ側に引っ張り（引込み）、第１の油圧シリンダーでスプリングの引っ張りに対抗してブレーキバンドを緩めるブレーキ機構を有するので、スプリングに対抗する第１の油圧シリンダーを駆動することによって、ブレーキバンドの引っ張り力が変わり、円滑にブレーキ胴にブレーキをかけることができる。
【００１４】
また、ブレーキバンドの他端部に設けられてブレーキバンドの他端部のその位置保持を行い、ブレーキバンドの過荷重時に他端部のその位置保持を解く支持機構を有するので、ブレーキバンドに急激な負荷が掛かっても、その負荷を吸収できる。
【００１５】
本発明に係るタグボート用ウインチにおいて、支持機構によるその位置保持を、第２の油圧シリンダーのストロークエンドで行い、過荷重時のその位置保持の解除を第２の油圧シリンダーをストロークエンドに加圧する側の油圧回路に設けられたリリーフ弁によって行うので、ブレーキバンドに過大な荷重が掛かると、油圧回路のリリーフ弁が開き、過大な荷重を吸収して、一定の圧力をブレーキバンドの他端側に掛けることができる。
【００１６】
本発明に係るタグボート用ウインチにおいて、ブレーキバンドの他端部が、第１のリンク部材の一側アームの先部に回動可能に取付れられ、第１のリンク部材の他側アームの下部には、支持機構を構成する第２の油圧シリンダーの駆動側先部が当接する場合は、第２の油圧シリンダーによる荷重が一方側しか伝わらない。
この場合、第２の油圧シリンダーを、トラニオン型とすることによって、第２の油圧シリンダーの駆動側先部が円滑に他側アームの下部に当接する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係るタグボート用ウインチの説明図である。
【図２】（Ａ）は同平面図、（Ｂ）は同一部省略平断面図である。
【図３】（Ａ）は同正面図、（Ｂ）は同側面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は同動作説明図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は第１の油圧シリンダーの動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図１〜図５に示すように、本発明の一実施の形態に係るタグボート用ウインチ１０は、曳航用のロープ１１を巻回するウインチドラム１２と、ウインチドラム１２と一体的に回動するブレーキ胴１３と、ブレーキ胴１３に周方向に拡縮自在に巻回されるブレーキバンド１４と、ブレーキバンド１４の引込側の一端部に連結されているブレーキ機構１５と、ブレーキバンド１４の張力側の他端部に設けられている支持機構１６と、これらを支持する架台１７とを有し、通常は支持機構１６は固定状態で、ブレーキ機構１５によりブレーキ胴１３とブレーキバンド１４の摩擦状態を変え、ウインチドラム１２にブレーキ保持とブレーキ解除を行っている。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１９】
胴部１８及びその両側に設けられている側板１９、２０を有するウインチドラム１２と、半径が胴部１８より大きい環状のブレーキ胴１３とは、一体構造となって、中央に主軸２４を有し、両側を軸受２５、２６によって回転自由に支持されている。なお、両側の軸受２５、２６は支持部材２６ａによって所定位置に支持される。そして、主軸２４の一側にはドラム駆動機構２７が設けられ、ウインチドラム１２は正逆転可能、及び回転制御可能となっている。
【００２０】
ドラム駆動機構２７は、主軸２４に直接取付けられる大歯車と、大歯車に噛み合う小歯車と、小歯車を回転駆動する油圧モータと、これらの支持部材とを有するが、通常のタグボート用のウインチ（例えば、特許第５７１４１６３号公報、特許第５３４５９９１号公報参照）の構造と基本的に同一となっている。
【００２１】
ブレーキバンド１４は内側にブレーキシュー２９が設けられ、ブレーキ胴１３との摺動（摩擦係合）を図っている。ブレーキシュー２９は、一般には金属線入りの特殊ガラス繊維で製織した混綿布に、特殊合成樹脂結合剤を含浸し加熱、加圧した摩擦材からなって、真鍮製の皿ビスでブレーキバンド１４の内面に固定される。ブレーキバンド１４は円弧状となって２分割され、中間部を連結部材３０で固定されている。更にブレーキバンド１４の一部は保持部材３０ａで支持されている。
【００２２】
ブレーキバンド１４の一端部に取付金具３０ｂを介して、第１、第２の雌ねじ金具３２、３３と雄ねじ３４とを有するターンバックル３５が設けられている。そして、ターンバックル３５の第２の雌ねじ金具３３に、第２のリンク部材３８の短アーム（垂直アーム）３９が回動可能に連結され、第２のリンク部材３８の長アーム（水平アーム）４０には、ブレーキ機構１５が連結されている。ここで、第２のリンク部材３８は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、支持部材３６にブッシュを介して支持される回転軸３７を有し、短アーム３９と長アーム４０は回転軸３７の両側に一体的に設けられている。
【００２３】
ブレーキ機構１５は、図３（Ｂ）、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、下側にスプリングシリンダー４２を、上部にスプリングシリンダー４２内まで伸びる作動ロッド４３を備えた第１の油圧シリンダー４４を有している。作動ロッド４３の上部には、第１の油圧シリンダー４４のピストン４５が、下部には、スプリングシリンダー４２の下方から突出して連結金具４６が設けられている。
【００２４】
作動ロッド４３の中間位置には、上バネ受け４８が設けられ、上バネ受け４８とスプリングシリンダー４２の下金具４９との間にはコイルスプリング（スプリングの一例）５０、５１が内外二重に設けられている。これによって、第１の油圧シリンダー４４からのピストン４５の降下がない場合は、コイルスプリング５０、５１によって上バネ受け４８が押し上げられて、作動ロッド４３は図５（Ａ）に示すように、上限位置状態となる。
【００２５】
次に、第１の油圧シリンダー４４に圧油を供給して、ピストン４５を下げるとコイルスプリング５０、５１が圧縮されて中間位置となり（図５（Ｂ）参照）、その後、作動ロッド４３の下端に設けられている連結金具４６が最下位置になる（図５（Ｃ）参照）。連結金具４６は第２のリンク部材３８の長アーム４０に回動自在に連結されている。
【００２６】
従って、ブレーキバンド１４の他端部が固定されているとすると、第１の油圧シリンダー４４のピストン４５が下降限にある場合は、ブレーキバンド１４を緩めた状態となり、第１の油圧シリンダー４４への圧油の供給を止めかつタンク６９へ油が解放されたとき、ピストン４５が中間位置を含む上限位置に達しない位置にある場合は、スプリング力が作用しこれにより、ブレーキバンド１４を締めて（引き込めて）ブレーキを働かせた状態となる。これによって、停電等の不慮の事故に対して常時タグボート用ウインチ１０にブレーキが掛かるようにしている。
【００２７】
次に、図１、図２（Ａ）、図３（Ａ）、（Ｂ）、図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら、支持機構１６について説明する。
ブレーキバンド１４の他端部には取付金具５５を介して第１のリンク部材５６の一側アーム５７の先部が取付られている。この第１のリンク部材５６は回動ピン５８によって図示しない支持部材に回動可能に配置されている。
【００２８】
第１のリンク部材５６の他側アーム５９は長尺となって、先側の下部平面６０には、トラニオン型の第２の油圧シリンダー６１のピストンロッド６２の上平面（駆動側先部）が当接している。支持機構１６を構成する第２の油圧シリンダー６１には、第２の油圧シリンダー６１のピストンの上下室に連通する油圧接続口６３、６４が設けられ、ピストン下部の下室には油圧源６５によって発生する油圧が油圧接続口６４に電磁弁６７及びチェッキ弁６８を介して常時掛かるようになっている。そして、油圧接続口６３は、電磁弁６７を介してタンク６９に連結している。７０は圧力センサーで、７１は制御部である。
【００２９】
これによって、第２の油圧シリンダー６１のピストンロッド６２の先端がストロークエンドで、第１のリンク部材５６の下部平面６０を持ち上げた状態で当接するようになっている。
そして、第２の油圧シリンダー６１をストロークエンドに加圧するように圧油を入れる油圧接続口６４に接続される油圧回路には、リリーフ弁７３が設けられ、第２の油圧シリンダー６１のピストンロッド６２に大きな荷重が掛かると、リリーフ弁７３から油が逃げて、ピストンロッド６２が下降する。この時の荷重は、ピストンの加圧面積×油圧力となる。
【００３０】
従って、この支持機構１６によって、ブレーキバンド１４の他端部の位置は、通常の負荷では第２の油圧シリンダー６１で保持された圧力が、油圧回路のリリーフ弁７３の設定圧力以内のため動かない（その位置保持を行う）。一方、過負荷時は油圧接続口６４に接続されている下室の圧力がリリーフ弁７３の設定圧力以上となってリリーフ弁７３が開き、下室内の圧油量が減少することで、第２の油圧シリンダー６１のピストンロッド６２が下降し、ブレーキバンド１４の他端側（張力側）が緩む（その位置保持の解除）。
【００３１】
この時、ブレーキバンド１４はブレーキ胴１３の円周上を摺動し、その移動量はブレーキバンド１４の一端部側（引込側）に伝達され、ブレーキバンド１４と連結した第２のリンク部材３８の長アーム４０を押上げる。これによりブレーキバンド１４の一端部を引くための、コイルスプリング（圧縮スプリング）５０、５１の撓み寸法、即ち全長は伸び、スプリング力は見合って減少する。
【００３２】
また、ブレーキバンド１４が緩み側に摺動し、ブレーキシュー２９とブレーキ胴１３との間の負荷による食込みは解除される。一方、ブレーキバンド１４は、ブレーキバンド１４がブレーキ胴１３の外周上を移動した量に見合った撓み量のスプリング力で、引込みが維持されているので急激な負荷の解放は無い。よってブレーキシュー２９の食込みが、解除される際に発生する衝撃は無い。
【００３３】
更に、コイルスプリング５０、５１により発生する、巻締め力に相当するブレーキ力だけが、ブレーキ胴１３の回転に抵抗として作用するため、胴部（巻胴）１８に巻回されたロープ１１（ワイヤーロープ）は過負荷に見合った量だけ放出される。
【００３４】
ブレーキ機構１５に掛かる過負荷は、ブレーキバンド１４の他端部の位置を、第２の油圧シリンダー６１で保持しているため、第２の油圧シリンダー６１に掛かる負荷に匹敵する圧油を、リリーフ弁７３で逃がすことで、瞬時に解放することができる。
また従来のように過負荷を電気的に（例えばロードセルなどで）検出し、油圧ポンプを起動し引込側バンドを緩めるなどの一連の動作にフィードバックすることも不要であり、緊急時の応答性に優れる。
【００３５】
ブレーキバンド１４の他端部の位置を保持する第２の油圧シリンダー６１に掛かる負荷に匹敵する圧油を、リリーフ弁７３を開いてタンク６９に瞬時に解放するように油圧回路を構成することで、ブレーキ胴１３に掛かるブレーキ力は無くなり、胴部１８からロープ１１のフリー放出が可能となる。また、タグボートが曳航中の緊急時には、ロープ１１を速やかに放出し、離脱する体制がとれる安全装置にもなる。
【００３６】
ブレーキバンド１４の他端部の位置を保持した第２の油圧シリンダー６１の油圧回路において、ロッド側とへッド側のラインを閉鎖弁（ストップバルブなど）７５で連結し、閉鎖弁７５を「開」にすることで、保持圧力を急速に逃がすことができるため、ブレーキの緊急解除ができる。
また、ブレーキバンド１４の他端部の位置を保持する第２の油圧シリンダー６１の保持側の油圧回路に圧力センサー７０を設け、過負荷を示す「表示」、「警報」を発信することで安全航行ができる。
【００３７】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。
例えば、この実施の形態においては、ブレーキ胴１３は、ウインチドラム１２の側板に取付られていたが、独立に環状板及び側板を有するブレーキドラム構造で、ウインチドラム１２、場合によっては主軸２４と一体となるものであれば、本発明は適用される。
【符号の説明】
【００３８】
１０：タグボート用ウインチ、１１：ロープ、１２：ウインチドラム、１３：ブレーキ胴、１４：ブレーキバンド、１５：ブレーキ機構、１６：支持機構、１７：架台、１８：胴部、１９、２０：側板、２４：主軸、２５、２６：軸受、２６ａ：支持部材、２７：ドラム駆動機構、２９：ブレーキシュー、３０：連結部材、３０ａ：保持部材、３０ｂ：取付金具、３２：第１の雌ねじ金具、３３：第２の雌ねじ金具、３４：雄ねじ、３５：ターンバックル、３６：支持部材、３７：回転軸、３８：第２のリンク部材、３９：短アーム、４０：長アーム、４２：スプリングシリンダー、４３：作動ロッド、４４：第１の油圧シリンダー、４５：ピストン、４６：連結金具、４８：上バネ受け、４９：下金具、５０、５１：コイルスプリング、５５：取付金具、５６：第１のリンク部材、５７：一側アーム、５８：回動ピン、５９：他側アーム、６０：下部平面、６１：第２の油圧シリンダー、６２：ピストンロッド、６３、６４：油圧接続口、６５：油圧源、６７：電磁弁、６８：チェッキ弁、６９：タンク、７０：圧力センサー、７１：制御部、７３：リリーフ弁、７５：閉鎖弁
【要約】      （修正有）【課題】ウインチに装備される油圧式バンドブレーキ装置において、通常のブレーキ力を超える過負荷が掛かっても、過負荷を逃がす際の衝撃が少ない油圧式のタグボート用ウインチを提供する。【解決手段】ウインチドラム１２と一体的に回動するブレーキ胴１３と、ブレーキ胴１３に周方向に拡縮自在に巻回されるブレーキバンド１４と、ブレーキバンド１４の一端部に連結され、スプリングでブレーキバンド１４をブレーキ側に引っ張り、第１の油圧シリンダー４４でスプリングの引っ張りに対抗してブレーキバンド１４を緩めるブレーキ機構１５と、ブレーキバンド１４の他端部に設けられてブレーキバンド１４の他端部のその位置保持を行い、ブレーキバンド１４の過荷重時に他端部のその位置保持を解く支持機構１６とを有する。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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