JP2003292291A

JP2003292291A - ウインチの乱巻防止機構

Info

Publication number: JP2003292291A
Application number: JP2002098344A
Authority: JP
Inventors: Satoru Nishimura; 悟西村; Takeaki Nishi; 武明西
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で巻かれるワイヤロープに張力の
変動が生じても、確実に規則的に巻取りできる機能を備
えるウインチの乱巻防止機構を提供する。【解決手段】多層巻されるドラム３を備えるウインチ
１であって、そのウインチドラム３に近付けて軸方向に
移動可能なロープＲのガイドシーブ２０を設けるととも
に、前記ドラムに対してロープＲが巻き付けられる近傍
位置に押付け付勢力が加えられるロープ押えローラ６を
配置して、ドラム３へのロープ巻き付け部では、ロープ
Ｒに常時緊張力を与えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、揚重作業機におけ
るワイヤロープを駆動するウインチの巻取りドラムに対
する乱巻防止機構に関するもので、詳しくは巻取りドラ
ムに対向して配置されるロープ押えローラからやや離れ
た位置でワイヤロープを案内し、巻取りドラムに対して
張力を維持させながらワイヤロープがウインチドラムに
巻き取られるようにされる機能を備えるウインチの乱巻
防止機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、クレーンなど揚重作業機における
ワイヤロープの巻取り・繰出しを行わせるウインチにお
いては、円滑な揚重作業を実施するために、巻取りドラ
ムに巻き付けられるワイヤロープを正しく巻き付けるこ
とが必要である。そのために、ウインチの巻取りドラム
に対して巻き付けられるワイヤロープは、先に巻かれて
いるロープが隣合う間に形成される溝部に対して順次巻
かれるように緊張力を維持しながら巻き付けられてい
る。このようにするため、ロープガイドを設けることが
多く実施されている。

【０００３】しかしながら、運転操作の際になんらかの
原因でワイヤロープに作用している張力が一瞬緩められ
る現象が発生すると、ドラムに巻き付けられるワイヤロ
ープが浮き上がってしまうことがある。その浮き上がり
量が大きいと、ドラムに巻かれるワイヤロープが順次巻
き付けられる位置から横にずれることになり、特に多層
に巻かれる場合には、巻き付けられるワイヤロープによ
って形成される巻き付け溝部に受入れられて上層部で巻
き付けられるワイヤロープが食い込んだり、外れたりす
ることになって、正常な巻き付けが行われず、いわゆる
乱巻状態が発生する。このような乱巻が生じると、ワイ
ヤロープにキンクや素線切れが起こり、ワイヤロープが
破断する原因となって、危険な状態となる。このような
事態の発生を防止するために、乱巻防止装置を付帯させ
ている。この乱巻防止装置については、既に多くのもの
が提案され、かつ実用に供されている。

【０００４】このようなワイヤロープの乱巻防止装置に
関しては、例えば特開平１０−２７３２８８号公報、特
開平１０−１２０３７８号公報や特開平８−３０１５８
０号公報などによって開示されている。

【０００５】前記特開平１０−２７３２８８号公報にて
開示されるものは、ウインチドラムの片側に一括して配
置される２つのバネと、ウインチドラムに対向して配置
されてそのウインチドラムによるワイヤロープの乱巻を
防止する乱巻防止ローラと、前記バネのバネ力を乱巻防
止ローラの両端に伝達して、乱巻防止ローラをウインチ
ドラム側に付勢する付勢手段とを具備する構造が記載さ
れている。

【０００６】また、前記特開平１０−１２０３７８号公
報に開示されているのは、ウインチドラムの径方向にむ
けて進退可能なロープ押え部と、そのロープ押え部を支
持して当該ロープ押え部を進退させる押力発生機とを備
えるものが記載されている。なおこの技術においては、
ウインチドラムに巻き付けられるワイヤロープをシリン
ダ装置（押力発生機）により操作されるロープ押え部に
よって押え付けながら巻き取られるときの電動モータの
負荷からワイヤロープの張力を検知して、電気信号でも
って逆にロープ押え部への押し付け力を調整するような
制御手段を備えていることが記載されている。

【０００７】また、前記特開平８−３０１５８０号公報
によれば、ウインチドラムから水平方向に繰出されるワ
イヤロープを、そのウインチドラムから離れた位置に設
けられたワイヤロープガイド部におけるガイドシーブを
経由して垂下させ、ウインチドラムにおけるワイヤロー
プの巻取り位置は、ウインチドラムに平行して別途に設
けられる巻取り位置検出部によって検出され、前記ガイ
ドシーブによるワイヤロープの垂下位置がワイヤガイド
位置検出部によって検出され、その検出データが演算制
御部に出力され、ワイヤガイド部では、前記演算制御部
により制御される第二の送り部によって常にワイヤロー
プの巻取り位置の変化に追随して移動されるように構成
されたものが開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述のような乱巻防止
装置にあって、たとえば前記特開平１０−２７３２８８
号公報に記載のものでは、ウインチドラムの軸線に沿っ
てその外周に一箇所で押えローラが配設されているのみ
であるから、取扱われるワイヤロープが常時緊張状態で
巻取り・繰出しを行えるときには規則的に巻き付けられ
て浮き上がりや食い込みを防止できるが、作業の状況に
変化があってワイヤロープが急に弛むようなことになる
と、言換えるとワイヤロープの張力が不規則になる取扱
いを受ける（例えば、クラムシェルバケットを使用して
フリーフォールさせるような作業）と、乱巻防止効果が
著しく低減し、目的を達成することができない、という
問題点がある。

【０００９】また、前記特開平１０−１２０３７８号公
報や特開平８−３０１５８０号公報に開示されるような
乱巻防止装置では、ウインチドラムにワイヤロープを巻
取り・繰出す操作を電気的に制御する機構を具備させて
乱巻を防止するものであり、その制御手段として電気信
号を得るための機械構造をウインチに付加する必要があ
り、理論的には有効であるとしても、検出のための機械
構造が正確に作動しないと目的の達成が困難であるとい
う実用上に問題点を有している。まして、苛酷に使用さ
れるような機械装置に用いられる場合、ワイヤロープの
巻付け位置の検出を正確に行わせることは困難であり、
機構上の問題点のほかにコスト高となって実用性に乏し
いものであるという問題点がある。

【００１０】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、簡単な構成で巻かれるワイヤロープに張力の
変動が生じても、確実に規則的に巻取りできる機能を備
えるウインチの乱巻防止機構を提供することを目的とす
るものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前述さ
れた目的を達成するために、本発明によるウインチの乱
巻防止機構は、多層巻されるドラムを備えるウインチで
あって、そのウインチドラムに近付けて軸方向に移動可
能なワイヤロープのガイドシーブを設けることを特徴と
するものである（第１発明）。

【００１２】本発明によれば、ウインチのドラム（ウイ
ンチドラム）に巻き付けられるワイヤロープを、そのウ
インチドラムに近付けて軸方向に移動可能にされるガイ
ドシーブを介して巻き取られるようにされることで、ワ
イヤロープに作用する緊張力が負荷側で弛められる現象
が発生しても、ガイドシーブとウインチドラムとの間で
のワイヤロープの振れなどの発生が防止され、ウインチ
ドラムに巻き付けられる位置では大きな影響を受けない
ので、所定通りに巻き付けられて乱巻現象の発生を防止
できるという効果が得られるのである。

【００１３】前記ガイドシーブは、ウインチドラムの軸
線に平行して配設される軸上で、そのウインチドラムに
巻かれるワイヤロープの通過に対応して軸方向にスライ
ドしつつ回転するように支持される構成であるのがよい
（第２発明）。また、前記ガイドシーブは、ワイヤロー
プが通るそのロープ溝のガイド部分が、前記ウインチド
ラムの少なくとも最大巻取り径よりも外側に位置するよ
うに軸支持されるのがよい（第３発明）。このようにす
ることで、ウインチドラムに巻き取られるワイヤロープ
には、その巻付け位置とガイドシーブ間で所要の緊張力
が維持されて巻き付けられることになるので、規則的な
巻き付けが行われ、乱巻が生じることはない。

【００１４】前記ガイドシーブの外周に近接する位置に
は、ワイヤロープの外れ止めローラが配置され、かつ前
記ガイドシーブの横移動を規制するストッパが付設され
ているのが好ましい（第４発明）。こうすると、ウイン
チドラムに巻取り・繰出しされるワイヤロープの緊張力
が低下して振れるようなことが生じてもガイドシーブか
ら外れること（脱索）がない。また、ウインチドラムに
ワイヤロープを順次巻付ける際に、ガイドシーブの横移
動を規制するストッパを設けることで、過度な横移動を
防止して確実な巻取り・繰出し操作を行わせることがで
きる。

【００１５】前記ウインチドラムに対するワイヤロープ
の巻付け接線位置近傍には、そのウインチドラムの求心
方向に押圧力が作用するように支持されるロープ押えロ
ーラが配設されているのがよい（第５発明）。こうする
と、ウインチドラムに対して巻き付けられる（繰出され
る）位置近傍で、ワイヤロープをロープ押えローラによ
って押えられるので、前記ガイドシーブによる案内機能
と相俟って乱巻現象を確実に防止できるという効果が得
られる。

【００１６】前記ガイドシーブを支持する軸は、ウイン
チドラムの支持フレームもしくはその支持フレームに取
付く部材にて支持され、かつワイヤロープの外れ止め手
段も同様に支持されている構成であるのがよい（第６発
明）。このようにすることにより、ウインチドラムを基
準にしてガイドシーブおよびワイヤロープの外れ止め手
段を最適条件で配置することができ、組立の容易性を図
ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明によるウインチの乱
巻防止機構の具体的な実施の形態につき、図面を参照し
つつ説明する。

【００１８】図１には、本発明に係る乱巻防止機構を備
えるウインチの一実施形態のモ−タ部分を外してなる一
部切欠き正面図が示されている。図２には、図１におけ
るＡ−Ａ線に沿った一部外観断面図が、図３には図１の
Ｂ−Ｂ視図が、それぞれ示されている。

【００１９】本実施形態のウインチ１は、複数（二台）
のウインチを一軸上に配列してなるものであるが、左右
対称に設けられるので、その片側半分（一台のウインチ
二個一組のウインチドラムを備える部分）について説明
する。一対の支持フレーム２（ただし片側のみ表示）と
中間支持フレーム２'とによってウインチドラム３（以
下、単にドラム３という）が周知の手段で回転自在に支
持されて、支持フレーム２側に取付くモータ４により、
ドラム３に内蔵の減速機構５（例えば遊星歯車機構）に
よって所要の速度で回転駆動されるようになされてい
る。

【００２０】前記ドラム３は、両端に鍔部３ａを備えて
軸方向の中間位置で仕切板３ｂによって分割されてい
る。したがって、その仕切板３ｂを挟んで両側のドラム
部分には等速でワイヤロープが順次巻き付けられるよう
にされている。このような構成から、以下の説明につい
ては、その一方のドラム部分に巻き付けられるワイヤロ
ープについて具体的に説明し、他方のドラム部分は同様
にしてワイヤロープが巻き付けられるので、その説明を
省略する。

【００２１】前記ドラム３に対するワイヤロープＲ（以
下、説明上、単にロープＲという）の巻き付け接線部分
とそれより巻付け側には、適宜寸法離れて二個のロープ
押えローラ６，６'が、シーソー状に可動アームによっ
て支持される支持部材７の両端部にて支持されて、ドラ
ム３の軸芯に対して求心方向に押圧するように配置され
ている。

【００２２】前記ロープ押えローラ６，６'は、ドラム
３の巻取り幅のほぼ全幅にわたりロープＲに対して押付
け力が機能できるように、その全長寸法が設定され、ド
ラム３の両側の鍔部３ａ（一方は前述の仕切板３ｂ）間
に収まる長さとなっている。さらに、その押えローラ
６，６'は、図１および図３によって示されるように、
前記支持部材７によって支持されるべく３分割されてお
り、詳細については図示省略するが、分割された各ロー
ラ部分は支持部材７によって支持される軸上で回転自在
に支持されている。また、前記ロープ押えローラ６，
６'の両端部は、先端部分を細径に形成されて中間部分
とテーパ状の部分で繋がる外形に形成され、ドラム３に
対するロープＲの巻付け時において段差が生じても問題
が生じないように形成されている。

【００２３】このようなロープ押えローラ６，６'を支
持している支持部材７は、所定の間隔で平行する二部片
で構成されている。そして、この支持部材７は、その両
端部にて支持する前記ロープ押えローラ６，６'間の中
間位置で、可動アーム８の先端部にピン９によりシーソ
ー状に支持されており、その可動アーム８がドラム３の
左右フレーム３（３'）の下部を連結する連結部材１０
の中間部側面に取り付くペンガラス状のブラケット１１
の上面に設けられる支持部１２に、基部をドラム３の軸
線に平行するようにして基部支持軸１３で支持されてい
る。さらに、その可動アーム８は中間部において、前記
ブラケット１１上の前記支持部１２と反対位置に設けら
れた突片１４に一端を支持される引張バネ１５の他端部
を取付けられ、その引張バネ１５によって可動アーム８
を介して前記ロープ押えローラ６，６'がドラム３の外
周部に巻き付けられるロープＲに押付け力を付勢するよ
うにされている。なお、前記ロープＲに対する押付け力
の付勢手段としては、引張バネ１５のほかに押しバネ、
あるいは流体圧ダンパーなどであってもよい。

【００２４】一方、前記ドラム３の斜め上方位置にはガ
イドシーブ２０が端部を支持フレーム２に支持される支
持軸２１上でスライド可能に支持されて、ロープＲを案
内してドラム３に巻取り・繰出しできるように設けられ
ている。

【００２５】このガイドシーブ２０は、所要半径でロー
プ溝２０ａに嵌って案内されるロープＲが、ドラム３の
最大巻取り径Ｄよりも、そのドラム３軸芯を通る鉛直線
ａから外側になる距離Ｌとなるようにして、かつ構造的
にドラム３に近い位置にて支持軸２１で支持されるよう
にされている。また、このガイドシーブ２０は支持軸２
１上でロープ溝２０ａに受入れられるロープＲがドラム
３外周に順次巻き付けられる際、軸線方向に移動するの
に追従してスライド可能なように、スライド並びに回転
自在なベアリング２２を備えている。もちろん、このガ
イドシーブ２０の支持軸２１は、その外周面を平滑に仕
上げられてガイドシーブ２０の回転並びにスライドを容
易なようにされている。

【００２６】また、前記ガイドシーブ２０の外周に対し
てその外側にロープの外れ止めローラ２５が前記ガイド
シーブ２０の支持軸２１と平行して支持フレーム２にて
端部を支持される支持軸２６上で回転自在に設けてあ
る。そして、そのロープの外れ止めローラ支持軸２６に
は前記ガイドシーブ２０のスライド範囲を規制するスト
ッパ２７が一ドラム単位で両側（この実施形態では三個
所）に設けられている。

【００２７】このように構成されるウインチ１の乱巻防
止機構では、そのドラム３にロープＲが巻き付けられる
とき、図示されない作業機側に伸びるロープＲが、まず
ガイドシーブ２０に案内されてドラム３に巻き取られる
のであり、ドラム３の表面に巻かれる際には従来同様に
既に巻かれているロープＲの隣接位置に沿って順次接触
しながら巻き付けられる。この際、ガイドシーブ２０
は、ロープＲがドラム３の外周に巻き付けられるロープ
Ｒの側部に沿わせて順次らせん状に巻き取られるにつれ
て軸方向に支持軸２１上でスライドし、また、ドラム３
側では巻き付けられるロープＲをロープ押えローラ６，
６'が付勢手段の引張バネ１５力によって押付けること
により、当該部分ではロープＲに弛みが生じない。

【００２８】したがって、前記ガイドシーブ２０とロー
プ押えローラ６との間では、ロープＲに常時緊張力が作
用し、ドラム３に巻き取られるロープＲは、常時規則正
しく巻き付けられることになる。

【００２９】作業の状況によって作業機側に伸びるロー
プＲに作用していた緊張力が弛みを生じる事態となった
場合、前述のようにガイドシーブ２０とドラム３外周部
に対向して配置されるロープ押えローラ６との間では、
ロープＲに常時緊張力が作用するようにされているの
と、そのガイドシーブ２０の外側に、外れ止めローラ２
５が設けられているので、作業機側でのロープＲに対す
る張力が弛んで、ロープＲが振れるような状態となって
も、何等問題なく巻取り操作が行われるのである。ま
た、ドラム３に対するロープＲの巻取り範囲は、外れ止
めローラ２５の支持軸２６上に配設されているストッパ
２７によりガイドシーブ２０の移動が制限され、ロープ
Ｒを異常に案内させることを防止される機能を備え、多
層巻きを確実に行わせることができる。

【００３０】そして、ガイドシーブ２０とロープ押えロ
ーラ６との間においては、そのガイドシーブ２０によっ
て案内されるロープＲの接するロープガイド溝２０ａ位
置が、常時ロープを巻付けているドラム３の外周径Ｄの
１／２（半径）よりも、そのドラム３の軸芯を通る鉛直
線ａからの距離Ｌが大であるので、そのガイドシーブ２
０の外側に配置される外れ止めローラ２５によるロープ
Ｒの浮き上がり防止機能と相俟って、ロープＲの緊張状
態が維持されて巻取りに際し浮き上がりや振れが生じる
ことがない。言換えると、乱巻きする要因の発生を防止
することができるのである。

【００３１】また、本実施形態のウインチ１において
は、ガイドシーブ２０がドラム３の上方に位置するもの
について説明したが、そのガイドシーブ２０とロープ押
えローラ６，６'との位置関係を維持するならば、ロー
プの引き出し方向を、例えば９０〜１８０°の範囲で変
位させて使用することも可能である。またさらに、ウイ
ンチドラムが単一のものにおいても同様の機能を発揮さ
せることができ、このようなウインチにおける乱巻防止
機構についても本発明の技術的範囲に属するものである
ことは、言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る乱巻防止機構を備えるウ
インチの一実施形態のモ−タ部分を外してなる一部切欠
き正面図である。

【図２】図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った一部外
観断面図である。

【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ視拡大図である。

【符号の説明】

１ウインチ２支持フレーム３ドラム（ウインチドラム）６，６' ロープ押えローラ７支持部材８可動アーム１０連結部材１１ブラケット１５引張バネ２０ガイドシーブ２１ガイドシーブの支持軸２５外れ止めローラ２６外れ止めローラの支持軸２７ストッパＲロープ（ワイヤロープ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多層巻されるドラムを備えるウインチで
あって、そのウインチドラムに近付けて軸方向に移動可
能なワイヤロープのガイドシーブを設けることを特徴と
するウインチの乱巻防止機構。
【請求項２】前記ガイドシーブは、ウインチドラムの
軸線に平行して配設される軸上で、そのウインチドラム
に巻かれるワイヤロープの通過に対応して軸方向にスラ
イドしつつ回転するように支持される構成である請求項
１に記載のウインチの乱巻防止機構。
【請求項３】前記ガイドシーブは、ワイヤロープが通
るそのロープ溝のガイド部分が、前記ウインチドラムの
少なくとも最大巻取り径よりも外側に位置するように軸
支持される請求項１または２に記載のウインチの乱巻防
止機構。
【請求項４】前記ガイドシーブの外周に近接する位置
には、ワイヤロープの外れ止めローラが配置され、かつ
前記ガイドシーブの横移動を規制するストッパが付設さ
れている請求項１に記載のウインチの乱巻防止機構。
【請求項５】前記ウインチドラムに対するワイヤロー
プの巻付け接線位置近傍には、そのウインチドラムの求
心方向に押圧力が作用するように支持されるロープ押え
ローラが配設されている請求項１に記載のウインチの乱
巻防止機構。
【請求項６】前記ガイドシーブを支持する軸は、ウイ
ンチドラムの支持フレームもしくはその支持フレームに
取付く部材にて支持され、かつワイヤロープの外れ止め
手段も同様に支持されている構成である請求項１〜４の
いずれかに記載のウインチの乱巻防止機構。