JP2005170672A - ウインチへの電動アシスト方法、及び電動アシストウインチ - Google Patents

Abstract

【目的】本発明は、電気配線等の設備を設ける必要がなく、被移動体による過負荷に対してもスムーズに移動することのできる電動アシストウインチ装置を提供することを目的とする。
【構成】ワイヤー等を巻き取るための巻着ドラムの回転軸をハンドルを介して回転する手動式巻取ウインチ、又はエンドレス状態に設けられたワイヤー等を移動するための移動ドラムの回転軸をハンドルを介して回転する手動式ウインチあって、回転軸の回転を直接又は間接的に駆動するための電動ユニットが設けられていることである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハンドルを回転してワイヤー等の巻き取り、又はワイヤーをエンドレス状態で移動する手動式ウインチに関し、ハンドルの回転を円滑に行うのに最適なアシスト機能の設けられたウインチへの電動アシスト方法、及び電動アシストウインチに関するものである。

従来の技術の背景

例えば、被移動体としての防球用のネット、又は紫外線防止用のネットをワイヤーを用いて昇降移動、水平移動するのに使用するウインチとして、手動式ウインチと、電動式ウインチとがあり、さらに、手動式ウインチ、電動式ウインチは、ワイヤーを巻着ドラムに巻き付ける巻取式と、回転ドラムでエンドレス状態にワイヤー移動するエンドレス式とがある。

ウインチは一般にネットの重さに応じて、例えば室内の一部に設けられる防球用ネットのような比較的軽量な場合は手動式ウインチを用い、同じ室内でもドーム球場のような大空間部で用いられる防球用ネットのような重量のある場合は電動式のウインチを使用しているが、ネットの重量によるウインチの区分に関しては特に規定がないために、判断しずらいネットの重さの場合は経費の点等に鑑みて手動式ウインチが多用されている。

この手動式ウインチは、ハンドルの回転の初期に強い負荷がかかるとともに、連続したハンドルの回転に関しては肉体的疲労が発生するために判断しずらいネットの重さの場合、ハンドルの回転が困難になる等の問題点があった。

そこで、特開２０００−１１８９６６号に記載のウインチが提案された。このウインチは電動と手動の両方が使用可能な構成であり、電動クラッチを介して必要に応じて手動と電動とを切り換えることのできる構成であります。
さらに詳細に説明すると、モーターと減速機とを含む駆動系の回転力を、ワイヤ巻着用ドラムに伝達する様になすとともに、前記駆動系に手動回転機構付ブレーキ装置を介在させたウインチであって、前記ブレーキ装置は、手動ハンドルを与設されたウオームと該ウオームの回転力を伝達するウオームホイールとからなり且つ該ウオームホイール側から回転が不可能なウオームギアを有し、前記手動ハンドルによって該ウオームギアに付与される回転力を前記駆動系に伝達する様になすと共に、前記駆動系から前記ウオームギアへの回転力の伝達をＯＮ／ＯＦＦする電磁クラッチ機構を有してなる点に特徴を有する構成であります。

この装置は、常時は電動方式によって被昇降体の昇降動作を行い、停電等の非常時に速やかに手動式に切り換えて安全に被昇降体の昇降動作を行われる事となる。

発明が解決しようとする課題

上記ウインチを用いて被昇降体の昇降動作を行う場合においては、従来の問題点であるハンドルの回転時の強い負荷、又は連続したハンドルの回転に関しての肉体的疲労を解消することができるものの、以下に記載のような問題点があった。

先ず第１の問題点は、上記ウインチは電動方式を主として使用するために、電気配線等の設備を設ける必要があり、その施工時間、費用がかかり、特に野外で設置する場合に適さない場合が発生する点である。

第２の問題点は、被昇降体が軽量である場合に、電動式で対応するのは経済性の面で無駄がある点である。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、あらゆる場合に適応することができ、経済性に適した電動アシストウインチ装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

即ち、本発明は上記のような課題を解決するために、ハンドルを回転駆動することでワイヤー等を巻着ドラムに巻き取る手動式巻取ウインチ、又はハンドルを回転駆動することで移動ドラムを回転し、エンドレス状態に設けられたワイヤー等を移動する手動式ウインチの駆動方法であって、手動でハンドルを回転駆動しながら、ウインチ本体に設けられた電動ユニットが作動して前記回転軸を直接、又は間接的にアシスト駆動することを特徴とする。

また電動ユニットによるアシスト駆動が、トルクセンサでハンドルからの手動による回転駆動力を検出し、検出された回転駆動力に対応して行われることである。

ワイヤー等を巻き取るための巻着ドラムと、該巻着ドラムの回転軸に設けられたハンドルとから構成された手動式巻取ウインチ、又はエンドレス状態に設けられたワイヤー等を移動するための回転ドラムと、該回転ドラムの回転軸に設けられたハンドルとから構成された手動式エンドレスウインチであって、前記ウインチ本体には、回転軸の回転を直接又は間接的にアシスト駆動するための電動ユニットが設けられていることを特徴とする。

また、電動ユニットには、ハンドルからの手動による駆動力を検出するトルクセンサが組み込まれている点である。

作用及び効果

本発明の電動アシストウインチ装置は、ワイヤーの先端側に設けられた被移動体としてのネットを昇降移動、又は水平移動する際に使用する。

先ず、巻着ドラム回転軸のハンドル、又は移動ドラムの回転軸のハンドルを手動で回転することで、巻着ドラムに巻回されたワイヤーを巻き出し、又は移動ドラムを回転してワイヤーをエンドレス状態で一方向に移動し、ネットを上昇移動、又は一方向に水平移動して、ネットを所定の位置に設置する。

このハンドル回転時の初期にネットの負荷が一度にかかるために手動でのハンドル回転が難しい場合が発生すると、電動ユニットを作動させて回転軸に直接、又は間接的にアシスト駆動（電力による比較的弱い補助の回転駆動）を伝達して、手動でのハンドル回転を補助する。従って、手動によるハンドルの回転を常に一定の力で行うことができる。

電動ユニットによるアシスト駆動は、スイッチをＯＮにすることで強制的に作動させる場合と、トルクセンサを用いて手動によるハンドルの回転駆動力を検出し、検出された回転駆動力に対応して自動的に行われる場合とがあり、どちらの駆動方式を利用するかは被移動体としてのネットの使用目的、使用場所、重量に応じて決定される。

アシスト駆動を利用してハンドルを回転駆動した後、ハンドルへの負荷の減少に応じて電動ユニットを停止し、手動のみでハンドルを回転する。

また、上昇移動、又は一方向に水平移動したネットをもとの位置に戻す場合は、巻着ドラムの回転軸のハンドル、又は移動ドラムの回転軸のハンドルを上記と逆方向に手動で回転することで、巻着ドラムに巻回されたワイヤーを巻き取り、又は移動ドラムを回転してワイヤーを逆方向に移動して、ネットを下降移動、又は逆方向に水平移動し、ネットをもとの位置に位置させる。この場合も、上記同様に、初期の移動の際に、電動ユニットによるアシスト駆動を回転軸に直接、又は間接的に伝達し、手動でのハンドル回転を補助する。

上記ネットを複数移動する場合は、手動によるハンドル回転自体が疲労等により困難になるために、常に電動ユニットによるアシスト駆動を作動しハンドルの回転を補助することも可能となる。

このように、手動式ハンドルを作動した際、大きな負荷がかかる場合、又は連続した使用による疲労がある場合に、電動ユニットによるアシスト駆動を作動させることで、一定の力でハンドルを回転することができる。

従って、被移動体の重量が手動式ウインチか電動式ウインチか判断のできない場合であっても、費用のかかる電動式ウインチを用いることなく使用することができる。

また、電動ユニットによるアシスト駆動は、電力による比較的弱い補助の回転駆動であるために、バッテリーでの対応が可能であり、ウインチの設置に電気の配線を必要としないので、コストを低減することができるという優れた効果があるとともに、野外でも容易に取り付けすることが可能となる。

さらに、駆動用のバッテリーを、ウインチに着脱可能とすることにより、停電時でも容易に使用することができる他、非使用時にバッテリーを取り外すことで電動ユニットの作動を阻止し、安全性を確保することができる。

発明の実施の一形態

本発明における電動アシストウインチ装置の一実施形態を、以下、図面に基づいて説明する。

図１は、エンドレスウインチを利用した電動アシストウインチ装置の構成を示す概略断面説明図であり、図２は、電動ユニットを示す概略側面模試図であり、図３（イ）、（ロ）は、電動アシストウインチ装置の他実施例で、（イ）はエンドレスウインチを利用した電動アシストウインチ装置を示す概略断面説明図であり、（ロ）は巻取式ウインチを利用した電動アシストウインチ装置を示す概略断面説明図である。

この電動アシストウインチ装置１は、ワイヤー２の巻回された回転ドラム３と該回転ドラム３に設けられた回転紬４と、該回転軸４を回転するための手動用のハンドル５と、該前記回転軸４に設けられた滑車６にベルト７を介して連結された駆動ユニット８とから構成されている。尚、前記駆動ユニット８の回転軸４への伝達手段は、上記のような滑車６とベルト７との構成に限定されるものでなく、例えば歯車とチェーンと、又は歯車と歯車等一般的に考えられる伝達手段で構成することも可能である。要は、使用目的、被移動体の重量等に応じて最適な伝達手段を選択すればよい。

前記電動ユニット８は、バッテリー（図示せず）と該バッテリーによって電源供給される駆動部１０とから構成され、前記バッテリーは、電動アシストウインチ装置１の設置状況により駆動部１０に直接、又は間接的に設けることが可能であり、しかも着脱自在に構成することで、不使用時の安全対策を図ることも可能である。

前記駆動部１０の基本構成は、電源モーター（図示せず）と、該電源モーターの回転軸１２に設けられた源動歯車１３と、該源動歯車１３に螺合された径の大きな減速歯車１４と、該減速歯車１４の回転軸１５に設けられた滑車１６とから構成されている。

尚、前記電源モーターの回転軸１２、又は回転軸１５に、電磁クラッチ（図示せず）を設けることにより、手動時においては、回転軸１２、又は回転軸１５と滑車１６部分とが螺合させず、滑車１６をフリー状態（自由回転）とし、電動アシストを行う場合に回転軸１２、又は回転軸１５と滑車１６部分とを螺合して電源モーターの回転動力を伝えるべく構成されている。尚、電磁クラッチは、大きく分けて静止部分と回転部分からなり、静止部分はコイルを内蔵した電磁石部分で、回転部分は駆動側となるシリンダおよび被動側となるロータからなり、シリンダとロータの間隙に磁性粉体が挿入された構成であります。コイルに通電し励磁状態になると、発生した磁束の流れにより磁性粉体が鎖状に固体化し、その結合力によってロータとシリンダを連結しトルクを伝える構成であります。

前記該回転ドラム３、又は回転軸４には、手動によるハンドル５の回転駆動力を検出するトルクセンサ（図示せず）が設けられ、該トルクセンサにより手動によるハンドル５の回転駆動力を検出し、検出された回転駆動力に対応して自動的に電磁クラッチが作動すべく構成されている。

次に、上記電動アシストウインチ装置１を使用して、被移動体としての防球用ネットを移動する場合について説明する。

先ず、充電されたバッテリーを駆動部１０に直接、又は間接的に取り付けることで、電動ユニット８によるアシスト駆動を作動すべく準備しておく。

そして、手動用のハンドル５を回転することで回転ドラム３を回転してワイヤー２を滑車間（図示せず）で移動し、該ワイヤー２に先端側を固定されたネットをワイヤー２の移動に沿って移動してネットを吊張りする。

このワイヤー２の移動の初期において強い過負荷がかかると、トルクセンサにより手動によるハンドル５の回転駆動力が検出され、検出された回転駆動力に対応して自動的に電磁クラッチが作動することで、電動ユニット８が作動することとなる。即ち、電磁クラッチの作動で電源モーターの回転軸１２を回転して減速歯車１４でその動力を所定の回転数に減速し、滑車１６を回転しベルト７を介して回転ドラム３に設けられた回転軸４に電力による弱い補助駆動力が加えられる。

従って、回転ドラム３には、手動用のハンドル５による駆動力と電動ユニット８によるアシスト駆動とが同時に作用することとなるために、一定の手動による動力で容易にハンドル５を回転することができることとなる。このため、非力な子供や女性、又は連続作業等により疲労した場合であってもネットの移動を容易に行うことが可能となる。

その後、ネットの移動の負荷が初期の移動時の負荷に比して比較的少ない負荷に変化すると、トルクセンサにより手動によるハンドル５の回転駆動力が検出され、検出された回転駆動力に対応して自動的に電磁クラッチが切れ電動ユニット８の作動が停止する。

また、ネットを元の位置に移動する場合は、前記と逆に手動用のハンドル５を逆方向に回転することで回転ドラム３を逆回転してワイヤー２を逆方向に移動する。この際も、上記と同様にトルクセンサにより手動によるハンドル５の回転駆動力が検出され、検出された回転駆動力に対応して自動的に電磁クラッチが作動して電動ユニット８によるアシスト駆動を作動、又は電磁クラッチが切れて電動ユニット８の作動が停止する等適切な電動ユニット８の作動が行われ、状況に応じたアシスト駆動が行なわれることとなる。

このように、手動によるハンドルの回転を常に容易にし、一定の楽な力でハンドル５を回転することができるので、被移動体の重量が特別の場合を除きその重量に左右されることなくウインチを使用することができ、また、使用者の年齢、身体的能力等にも作用されることがない。

さらに、電動ユニット８の駆動用電源がバッテリーであるために、電動式ウインチを設置する場合のような特別の配線等をすることなく設置することができ、設置時の施工の容易さ、コストの削減を可能とすることができる。従って、野外であっても容易に設置することができる。

また、上記実施例では、駆動ユニット８の取り付け位置を、回転ドラム３の回転軸４に滑車６とベルト７とを介して取り付けたが、駆動ユニット８の取り付け位置は、これに限定されるものでなく、例えば、回転ドラム３近傍のワイヤー２に直接滑車１６を取り付けることで、ワイヤー２の移動に補助の駆動を与える方式とすることも可能である。要は、手動によるハンドルの負荷を削減できるように取り付けることができるなら、その取り付け位置は特に限定されるものでない。

また、上記実施例では駆動ユニット８を手動式のエンドレスウインチに取り付けたが、駆動ユニット８の取り付けはこれに限定されるものでなく、手動式の巻着ウインチに取り付けることも可能である。要は、手動式のウインチのアシスト駆動（補助の駆動）用として取り付けることを目的とするものである。

また、上記実施例では被移動体として防球用のネットを使用したが、被移動体は防球用のネットに限定するものでなく、設置する場所、目的に応じた被移動体であれば、工事用の危険防止ネット、霧防止用ネット、カーテン、幕等も含むものである。

また、上記実施例で説明した駆動ユニット８の構成も、実施例に限定されるものでなく、要は電源モーターの回転を減速できる機構と、滑車１６への切替え機構とがあれば特に駆動ユニット８の構成は限定されるものでない。

さらに、上記実施例では、回転ドラム３、又は回転軸４に、手動によるハンドル５の回転駆動力を検出するトルクセンサを設けることで、自動的に電動ユニット８によるアシスト駆動を作動させる方式を用いたが、本発明による電動ユニット８によるアシスト駆動の作動方式はこれに限定されるものでなく、例えば、スイッチによる強制的なＯＮ／ＯＦＦ方式を採用することも可能である。

は、エンドレスウインチを利用した電動アシストウインチ装置の構成を示す概略断面説明図である。 は、電動ユニットを示す概略側面模試図である。 （イ）、（ロ）は、電動アシストウインチ装置の他実施例で、（イ）はエンドレスウインチを利用した電動アシストウインチ装置を示す概略断面説明図であり、（ロ）は巻取式ウインチを利用した電動アシストウインチ装置を示す概略断面説明図である。

符号の説明

１…電動アシストウインチ装置、５…ハンドル、８…駆動ユニット

Claims (4)

1. ハンドルを回転駆動することでワイヤー等を巻着ドラムに巻き取る手動式巻取ウインチ、又はハンドルを回転駆動することで移動ドラムを回転し、エンドレス状態に設けられたワイヤー等を移動する手動式ウインチの駆動方法であって、手動でハンドルを回転駆動しながら、ウインチ本体に設けられた電動ユニットが作動して前記回転軸を直接、又は間接的にアシスト駆動することを特徴とするウインチへの電動アシスト方法。
2. 前記電動ユニットによるアシスト駆動が、トルクセンサでハンドルからの手動による回転駆動力を検出し、検出された回転駆動力に対応して行われる請求項１に記載のウインチへの電動アシスト方法。
3. ワイヤー等を巻き取るための巻着ドラムと、該巻着ドラムの回転軸に設けられたハンドルとから構成された手動式巻取ウインチ、又はエンドレス状態に設けられたワイヤー等を移動するための回転ドラムと、該回転ドラムの回転軸に設けられたハンドルとから構成された手動式エンドレスウインチであって、前記ウインチ本体には、回転軸の回転を直接又は間接的にアシスト駆動するための電動ユニットが設けられていることを特徴とする電動アシストウインチ。
4. 前記電動ユニットには、ハンドルからの手動による駆動力を検出するトルクセンサが組み込まれている請求項３に記載の電動アシストウインチ。

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