JP2001506570A - 車両の伝達歯車装置により駆動されるホイスト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は、吊り上げ−吊り下げホイストに関し、特に、車両が前進することを保証するために、ブロックしている他の車両を支援するために、積荷を吊り上げあるいは吊り下げると同時に、車両の荷台上に積荷を移動するために、車両に具備されたホイストに関する。この発明に係わるホイストは、２つの支承部材に取り付けられている下記の部材からなる。即ち、巻取りドラムと、ホイストのケーブルからよりすみやかに解除されるために前記ドラムに接続されていない巻取りドラム切換機構と、円錐歯車と連結シャフトにより接続された１つの衛星歯車とにより構成され、通常の減速比よりも低い減速比を有する減速装置と、歯付きフリーホイールクラッチにより構成された巻取りドラムの停止機構とにより構成されている。最初に吊り上げられた積荷を低くするために、ホイストはエネルギー蓄積器に接続されている通常の制動装置を有する。制動作用を増加するために、ホイストは車両のクラッチ制御に接続され、これを制御する制動チャンバー装置を具備している。このホイストは、従来のこの種のものよりその発展性は高い。

Description

【発明の詳細な説明】 車両の伝達歯車装置により駆動されるホイスト 技術分野 この発明は、車両のホイストに関し、特に、車両の長距離能力を改良するため に、他のブロックされた車両を支援するために、積荷を車両の荷台上へ引っ張る ために、積荷を吊り上げたり降ろしたりするために使用することが可能であり、 また新しい形式の引込み式と引込−吊上式ホイストを提供する。 背景技術 巻取りドラム、減速装置、二位置クラッチおよび制御機構から成るホイストが 知られている（１）。このホイストは、ホイストがオフへ切り換えられた時、巻 取りドラムは自動的に停止できないように構成されている。 ２つの支承部材上に取り付けられている巻取りドラムと、入力シャフトがクラ ッチを介して車両のエンジンへ、さらに離脱自在な動力取出しシャフトへ接続さ れている減速装置と、ならびにケーブルの巻戻し時にオフへ切り換える巻取りド ラム機構とから成る車両のホイストが知られており(２)、そして、これはブラン チ規格ＯＣＴ３７．００１．０９０−７９に対応する。このホイストは、引張り 速度が小さく、効率が低くかつ比質量(最大引張り力当たりのホイストの質量)が 大きい。 技術的観点から見ると、上記解決策に最も近いものは、巻取りドラム、減速装 置、および２つの支承部材上に取り付けられる巻取りドラムの切換機構と停止機 構とから成る車両の伝達歯車装置により駆動されるホイストである(３)。 このホイストは、上記のものと同じ欠点がある。ケーブルの引張り速度を増加 するために、ウオーム減速比が低くされた。このような減速歯車装置は、ブレー キ装置の追加を必要とする原因である非自動制動であった。即ち、巻取りドラム 、 減速装置のウオームおよび駆動装置にブレーキが必要になったので、構造と制御 が複雑になり、ホイストの信頼性が低下し、かつその比質量が増加した。 発明の開示 この発明の課題は、引込み速度と効率の増加、制御の単純化、比質量の減少、 および製作とサービスとを単純化することにある。 引張り速度の増加、即ち、従来のものと比較してホイストの許容能力を増加す るには、小さい歯車比を有する非自己制動式の減速装置の手段により、かつ駆動 装置離脱の時点で巻取りドラムを自動的に停止し、負荷ケーブルの巻戻しを防止 する専用機構を設けることにより実現される。かくして、減速比が２．５分の１ 乃至３分の１に減少し、その効率が０．９２まで、すなわち１．５倍向上し、摩 擦損失が５分の１に低下した。 制御を単純化するためには、駆動装置が離脱した時点で、巻取りドラムを自動 的に停止することにより、且つ、ホイスト制動チャンバ制御装置を車両のクラッ チ制御装置に接続する手段とにより実現することができる。このようにして、ド ラム制動の信頼性が向上する。 減速装置を複合化し、且つ、その構成部材を支承部材の外側に載置することに より、巻取りドラムを支承部材の間に載置することが可能となり、又、巻取りド ラムを減速装置幅まで長くすることにより、ケーブル容量を減少することなく巻 取りドラム上のケーブル層数を減少することができ、且つ、巻取りドラム駆動装 置に加わる入力トルクを減少できる。さらに、同様な目的の従来のホイストに比 べてホイストの比質量を１．５分の１に減少できる。ブランチ規格ＯＣＴ３７． ００１．０９０−７９に従って新しく設計された車両ホイストの基準と比較して 、新規なホイストは、２分の１乃至２．８分の１小さい比質量を有し、ホイスト の安全性に関する余裕度が２倍になる。 上記課題は、下記の方法により実現される。すなわち、巻取りドラム、減速装 置、および２つの支承部材上に取り付けられる巻取りドラムの切換機構と停止機 構とから成る車両の伝達歯車装置により駆動されるホイストが実現できる。 減速装置は、円錐歯車と連結シャフトにより接続された遊星歯車とにより構成 され、巻取りドラム停止機構は、一方の支承部材とともにトルクを巻取りドラム へ伝達する別のシャフトに接続されている歯付きフリーホイールクラッチにより 構成される。 ホイストの歯付きフリーホイールクラッチは、突合わせ押込歯と割込歯とを有 し、対向する２つのばねに弾性的に押圧されて半クラッチが構成され、一方の半 クラッチは伸張された押込歯を有し、他方の半クラッチはスロツトと突合わせ割 込歯が付いた係止リングを有し、伸張された押込歯は係止リングのスロットに入 り、半クラッチの状態では、割込歯は伸張された押込歯の幅の半分だけ押込歯の 円周方向に移動しうるように構成されている。 巻取りドラム切換機構は、連結シャフトの軸方向に自由移動できるように取り 付けられた太陽歯車に弾性的に押圧されているとともに、一方の支承部材に固定 された空気シリンダに接続された遊星歯車により構成されている。 ホイストの応用分野を拡大し、且つ、引張りホイストとしてだけではなく、吊 上げホイストともなるようにその用途を拡大するためには、支承部材と歯付きフ リーホイールクラッチを取り付けた別のシャフトとの間に、エネルギー蓄積器に より常時オンに切換えられているブレーキが設置されている。そのブレーキには 、吊り下げた状態の積荷を停止する瞬間の制動作用を補強するために、この場合 に生じる動的張力を受け入れ、且つ、積荷を降ろす時に制動を減少するために、 制動チャンバとその制御装置とが具備されている。 車両のクラッチと制動チャンバとの協働作用を連係させて、クラッチの離脱と 係合時に制動チャンバが自動的に係合又は離脱できるように、制動チャンバ制御 装置には、二回路弁の手段が車両のクラッチ制御装置へ接続されている。 図面の簡単な説明 図１は、遊星歯車の停止したキャリア歯車を有するホイストの概略線図である 。 図２は、遊星歯車の停止した冠歯車を有するホイストの概略線図である。 図３は、遊星歯車の停止したキャリア歯車、ブレーキ、エネルギー蓄積器、制 動チャンバとその制御装置を有するホイストの概略線図である。 図４は、歯付きフリーホイールクラッチの断面図である。 図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。 図６は、図４のＢ−Ｂ線断面図である。 図７は、図５のＣ−Ｃ線断面図で、押込歯の断面図である。 図８は、図５のＤ−Ｄ線断面図で、割込歯の断面図である。 図９は、半クラッチが離脱するときの各部材の配置を示すもので、クラッチを 線図的に展開した展開図である。 図１０は、ホイスト制御装置の線図である。各部材の番号は下記に示す。 １−支承部材 ２−支承部材 ３−車両 ４−巻取りドラム ５−ケーブル ６−フック ７−連結シャフト ８−円錐歯車 ９−遊星歯車 １０−キャリア歯車 １１−冠歯車 １２−歯付きフリーホイールクラッチ １３−ばね １４−半クラッチ １５−半クラッチ １６−半クラッチの押込歯 １７−半クラッチの割込歯 １８−伸張した押込歯 １９−係止リング ２０−係止リングの割込歯 ２１−係止リングのスロット ２２−肩部 ２３−別のシャフト ２４−ばね ２５−太陽歯車 ２６−空気シリンダ ２７−エネルギー蓄積器 ２８−ブレーキ ２９−制動チャンバ ３０−弁 ３１−チューブ類 ３２−二回路弁 発明を実施するための最良の形態 ホイストの変形例が下記に開示されている。引込みホイストは、ホイストを車 両３に固定するための２つの支承部材１と支承部材２と、支承部材１と支承部材 ２とに取り付けられた巻取りドラム４に固定されたケーブル５とフック６とを備 えた巻取りドラム４とを有する。 ホイストの減速装置は、連結シャフト７により接続された２つの歯車により構 成される。すなわち、円錐歯車８と、支承部材２に固定する手段により停止され たキャリア歯車１０あるいは冠歯車１１を有する遊星歯車９とにより構成される 。 巻取りドラム４の停止機構は、ばね１３により対向ばね押しされる２つの半ク ラッチ１４と半クラッチ１５を有する歯付きフリーホイールクラッチ１２により 構成されている。即ち、２つの半クラッチは、巻取りドラム４が引張り回転時に 自由に回転でき、又、逆方向の回転の開始時には、巻取りドラム４が停止される ように構成されている。 停止機構の一方の半クラッチ、すなわち回転している半クラッチは、トルクを 巻取りドラム４へ伝達する回転シャフトの１つに取り付けられ、他方の回転して いない半クラッチは、支承部材１へ接続されなければならない。停止機構が円錐 歯車８の部位に位置しているときのホイストの最良の変形例の１つは、図１〜図 ３に示されている。半クラッチ１４と半クラッチ１５には、突合わせ押込歯と割 込歯がある。即ち、トルクを伝達する押込歯１６と割込歯１７との相互作用によ り、半クラッチ１４と半クラッチ１５が係合または離脱される。半クラッチ１４ において、一方の押込歯１８は、半クラッチ１４の回転軸に沿って延ばされ、そ の軸へ向けられる。他方の半クラッチ１５におけるターングローブ内には、係止 リング１９が設置されている。 この係止リング１９は、２つの隣接する割込歯２０の長い半径方向の軸が貫通 するスロット２１を有する割込歯２０を備えている。軸方向において、係止リン グ１９は、半クラッチ１５の時に特にターングローブに進入する肩部２２により 固定される。係止リング１９は、スナップリングであり、円周方向に移動可能で あり、半クラッチ１５の割込歯１７の頂部外径へのリンク設定は、予め荷重を加 えて実施される。 従って、両方の半クラッチでは、押込歯１６と割込歯１７との数、歯形、ピッ チは等しい。係止リング１９の割込歯２０の数、歯形、ピッチは、半クラッチ１ ４と１５の割込歯１７のものと同一である。しかし、係止リング１９の割込歯２ ０は、両方の半クラッチが互いに関連して回転している時、係止リング１９の割 込歯２０と半クラッチ１４の割込歯１７の上端との係合を解除するように縮小さ れる。 このために、半クラッチ１４と半クラッチ１５の押込歯１６は、割込歯１７よ りも低くなるように形成される。半クラッチ１４と半クラッチ１５の割込歯１７ の間および押込歯１６間の空間幅は、半クラッチ１４と半クラッチ１５とが離脱 している時に、押込歯１６の離脱が阻止されないようにするために、必要なサイ ドクリアランスが形成できるように設定される。 押込歯１６の係合の安全性を向上するために、押込歯の側面は、歯底まで下部 が切り取られる（図７）。 図１〜図３には、伸張した押込歯１８を有する半クラッチ１４が、回転連結シ ャフト７に取り付けられ、且つ、係止リング１９を有する半クラッチ１５が、支 承部材１へ接続され、非回転の別のシャフト２３に取り付けられたホイストが示 されている。 半クラッチ１４と半クラッチ１５の位置は、相互に交換可能であり、即ち、伸 張した押込歯１８を有する半クラッチ１４を非回転の別のシャフト２３上に取り 付け、また係止リング１９を有する半クラッチ１５を回転連結シャフト７上に取 り付けることが可能である。 巻取りドラム４を引張り方向だけに自由に回転させる停止機構と同時に歯付き フリーホイールクラッチ１２が機能するためには、伸張した押込歯１８を有する 半クラッチ１４が回転連結シャフト７に設置される場合、歯付きフリーホイール クラッチ１２内の半クラッチ１４と半クラッチ１５の割込歯１７は、回転連結シ ャフト７の引張り回転方向に、半クラッチの押込歯１６により伸張した押込歯１ ８の幅の半分まで移動しなければならない。 さらに、伸張した押込歯１８を有する半クラッチ１４が支承部材１へ接続され る非回転の別のシャフト２３上に設置されるならば、半クラッチ１４と半クラッ チ１５の割込歯１７は、回転連結シャフト７の引張り回転方向と逆の方向に押込 歯１６により移動しなければならない。半クラッチ１４の伸張した押込歯１８は 、係止リング１９のスロット２１に入り、半クラッチ１５により係止リング１９ の回転に寄与している。係止リング１９のスロット２１の幅と伸張した押込歯１ ８の幅とは、(係止リング１９が伸張した押込歯１８により停止点まで回転する 時に)係止リングの割込歯２０が半クラッチ１４の割込歯１７に対向して配置さ れ、且つ、それらの歯の半径方向の軸が一致するように設定される。 巻取りドラム切換機構は、ばね２４により押圧されるように構成されており、 又、遊星歯車９の太陽歯車２５が、連結シャフト７の軸方向に自由移動できるよ うに取り付けられる。太陽歯車２５は、支承部材２に接続されている遊星歯車９ の停止しているキャリア歯車１０に、あるいは冠歯車１１に固定した空気シリン ダ２６に接続される。 引張りホイストとしての用途ばかりでなく、吊上げホイストとしての用途へも ホイストの適用分野を拡大するために、支承部材１と別のシャフト２３との間の 構造に関しては(図３)、エネルギー蓄積器２７により常時オンに切換えられてい るブレーキ２８が設置されている。ブレーキ２８は制御可能であり、且つ、ケー ブル５により吊り下げ可能な積荷を保持するためには、エネルギー蓄積器２７の ばねにより調節される。 ブレーキ２８には、制動チャンバ２９とその制御装置が具備され、その制御装 置は弁３０と制動チャンバー２９へ接続するチューブ類３１とにより構成される 。 車両のクラッチと制動チャンバとの協働作用を調整するためには、クラッチの 離脱または係合に対応して、制動チャンバ２９が自動的に係合または離脱できる ように、制動チャンバ制御装置２９は、二回路弁３２及びチューブ類を介してク ラッチ制御装置に接続される。 制動チャンバ２９とその制御装置は、吊り上げられている積荷が吊り下げられ た状態で停止する時、又は、ケーブル５に動的張力が付加されている時、ブレー キシステム２８の自動制動を一層確実にする。制動チャンバ２９は、積荷が降ろ されている時にブレーキを自動的に解放するとともに、積荷を降ろしている時に は、ブレーキ２８を制動するのに必要なトルクを供給するエネルギー蓄積器２７ だけにより制動された状態となっている。この結果、ホイストユニットと各部材 とが受ける荷重及び磨耗が減少し、且つ、それらの耐久性が向上する。 引張りホイスト（ブレーキ無し、図１と図２）は下記のように作動する。初期 状態において、太陽歯車２５は、遊星歯車９の衛星歯車と係合し、停止機構が係 止される。即ち、歯付きフリーホイールクラッチ１２を介して巻取りドラム４が 支承部材１へ接続される。ケーブル５を巻戻すためには、太陽歯車２５は空気シ リンダ２６により遊星歯車９の衛星歯車から離脱し、同時に巻取りドラム４は支 承部材１から切り離され、またケーブル５は手動で巻き戻され、積荷の吊上げフ ック６により、牽引対象物または静止している支承部材へ固定される。 ケーブル５を固定した後に、空気シリンダ２６がオフへ切換えられ、又、ばね ２４の弾性作用を受ける太陽歯車２５が遊星歯車９の衛星歯車と係合する。 ホイストを引張りモードへ切換えるためには、車両のクラッチが離脱され、伝 達ケースの中立位置になり、そして、伝達ケースからホイスト駆動装置までの動 力取出しシャフトが係合され、歯車装置の対応した前方歯車が係合され、次いで 、車両のクラッチが係合される。 この場合、動力取出しシャフトからのトルクは、円錐歯車８と連結シャフト７ と遊星歯車９との手段により、巻取りドラム４へ伝達され、次いで、巻取りドラ ムへ固定されるケーブル５とフック６とを通して牽引対象物へ伝達される。 巻取りドラム４の支承部材１からの切離しは、以下のように実施される。 巻取りドラム４の引張り回転が開始されると直ちに、半クラッチ１４は、係止 リング１９の割込歯２０と自身の割込歯１７とにより付勢され、半クラッチ１５ を押し付けているばね１３の弾性力に打ち勝つ。かくして半クラッチ１４、１５ の全ての歯が離脱する。半クラッチ１４、１５の離脱された割込歯１７は、互い に押し付けられて上端部を滑動する。半クラッチ１４の回転時に伸張した押込歯 １８は、係止リング１９のスロット面へ押し付けられ、係止リング１９を回転し 、割込歯１７、２０に対向して半クラッチ１４により係止リング１９が固定され る。これにより、巻取りドラム４の引張り回転時に半クラッチ１４、１５の係合 が阻止される。 半クラッチ１４は、半クラッチ１５により自由に回転し、係止リング１９も回 転する。従って、半クラッチ１４の割込歯１７は、半クラッチ１５の割込歯１７ 上の停止点から係止リング１９の押込歯２０の停止点まで移動し、次いで、再び 半クラッチ１５の割込歯１７の停止点まで移動する等々となる。 ホイストを停止するには、車両のクラッチを離脱し、次いで、歯車装置の中立 点と係合する必要がある。この場合、巻取りドラム４へ伝達されるトルクが中断 し、巻取りドラムは、積荷又は車両の作用を受けて停止するか、又は逆方向に回 る。牽引対象物または積荷が巻き戻されると、巻取りドラム４は動き始めて、巻 取りドラムへ接続されるクラッチ１４を逆方向に回転する。 伸張した押込歯１８は、押込歯１８と係止リング１９のスロット２１の面との 間に存在する間隙の限界内で係止リング１９により回り、半クラッチ１４と係止 リング１９との割込歯は、互いの押付けを解除する位置まで移行するので、さら に相対的に回転する。ばね１３の作用を受ける半クラッチ１４と半クラッチ１５ とが係合することになる。即ち、それらのクラッチの押込歯１６が係合して、巻 取りドラム４が停止することになる。 半クラッチ１４と半クラッチ１５との係合時には、押込歯１６は割込歯１７よ りも早く係合される。これは、押込歯１６と割込１７との間の空隙幅により達成 される。ここで、押込歯１６は早く係合されるので、割込歯１７と押込歯１６と が互いに接触することもないので、半クラッチ１４と半クラッチ１５との係合は 阻止される。 引張りモードにおいて、且つ、停止された時、巻き戻されるケーブル５を有す る吊り下げ−吊り上げホイスト（ブレーキ付き、図３）の作動は、ブレーキ２８ が常時オンに切換えられ、且つ、半クラッチ１５を支承部材１へ固定連結するの で、上述の引張りホイストの作動と相違は無い。 積荷を停止している位置から降ろすときには、ホイストは、以下のように作動 する。 積荷が吊り上げられた位置を保持している時、この積荷はエネルギー蓄積器２ ７によるブレーキ２８の制動作用により保持されている。積荷を降ろすには、車 両のクラッチを離脱することが必要であり、離脱と同時にブレーキ２８は、クラ ッチ制御装置から送られる圧縮空気を使用して制動チャンバ２９によりさらに制 動される。さらに、歯車装置の後方歯車と係合し、且つ、クラッチと係合するこ とが必要であり、係合と同時にチャンバ２９はブレーキを解除し、又、積荷の重 量と供給されるトルクとの累積作用を受けてブレーキ２８の抵抗が除去されるの で、積荷は円滑に降ろされる。 積荷をその降下または吊上げ工程中に停止するには、車両のクラッチを離脱す る必要がある。この時点においては、制動チャンバ２９制御装置と二回路弁３２ とを介してクラッチ制御装置を接続しているので、クラッチ離脱時に制動チャン バ２９は、自動的に係合されブレーキ２８をさらに制動して、停止の瞬間にホイ ストに発生する積荷の動的作用を受け入れることができる。 制動チャンバ２９は、弁３０の助けにより制動可能である。さらに、制動チャ ンバを取り付けた車輪の牽引力で牽引するために、制動チャンバが使用された場 合には、制動チャンバ２９は、ホイストの制動を補強し、同様に制動可能である 。 積荷が降ろされている時、制動チャンバ２９が、ブレーキ２８により加えられ る制動力を超えないようにするためには、弁３０により制動されてはならない。 このホイストを試験した結果、作業能力、信頼性、およびケーブルの引張り速 度、効率、比質量などの特性において類似のホイストよりもかなり優れているこ とが判明した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 巻取りドラムと減速装置と２つの支承部材上に取り付けられた巻取りドラ ムの切換えと停止機構とから成る車両の伝達歯車装置とにより駆動されるホ イストにおいて、前記減速装置は、円錐歯車と連結シャフトにより接続され る遊星歯車とにより構成され、前記巻取りドラム停止機構は、トルクを巻取 りドラムへ伝達する一方のシャフトを一方の支承部材へ接続する歯付きフリ ーホイールクラッチを構成すること を特徴とするホイスト。 ２． 前記歯付きフリーホイールクラッチは、突合わせの押込歯と割込歯とを有 し、２つの対向するばねにより弾性的に押圧された半クラッチにより構成さ れ、一方の半クラッチは、伸張された押込歯を有し、他方の半クラッチは、 スロットと突合わせ割込歯を有する係止リングとを有し、前記伸張された押 込歯は係止リングのスロットに入り、前記半クラッチの割込歯は、伸張され た押込歯の幅の半分だけ押込歯により円周方向に移動するように構成されて いること を特徴とする請求項１に記載のホイスト。 ３． 前記巻取りドラム切換機構は、連結シャフトの軸方向に自由移動できるよ うに取り付けられ、且つ、一方の支承部材に固定された空気シリンダへ接続 されている遊星歯車をばねにより弾性的に押圧する太陽歯車により構成され ていること を特徴とする請求項１〜請求項２のいずれかにそれぞれ記載のホイスト。 ４． 前記ホイストには、前記支承部材と前記歯付きフリーホイールクラッチを 備えた別のシャフトとの間にブレーキが具備され、このブレーキは、エネル ギー蓄積器により常時オンに切換えられており、且つ、前記ブレーキには、 制動チャンバとその制御装置が具備されること を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかにそれぞれ記載のホイスト。 ５． 前記制動チャンバ制御装置は、二回路弁の手段により車両のクラッチ制御 装置へ接続されること を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかにそれぞれ記載のホイスト。