JP2005247477A - オートテンションウインチ - Google Patents

Abstract

【課題】 使用環境が磁性を帯びた物体の接触を嫌い、また避けなければならない場合の使用を可能にする。
【解決手段】 吊上物を吊り上げる吊上ワイヤ（８）と、吊上ワイヤを巻回するドラム（１０）と、油圧によりドラムを回転させる油圧モータ（３０）と、油圧モータの作動を制御する油圧制御機構（４０）と、ドラムと油圧モータと油圧制御機構とを支持するウインチベース（１）とを備え、油圧制御機構が吊上物の上下動に対応して吊上ワイヤの張力を自動調整するオートテンションウインチにおいて、吊上ワイヤ、ドラム、油圧制御機構の回路ブロック（４１）、ウインチベースのいずれか１つ以上を非磁性材料により形成する。また、ウインチベースに配設されてドラムに巻回される吊上ワイヤを押さえるための押えローラ（２０）をさらに備え、この押えローラを非磁性材料により形成する。オートテンションウインチの５０質量％以上を非磁性材料により形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、海上の小型船舶、海中探査器等の吊り上げや吊り下ろしに用いられて好適な、オートテンションウインチに関する。

例えば、海上の小型船舶や海中探査器等の吊り上げ又は吊り下ろしを行うとき、通常は油圧クレーンが用いられる。油圧クレーンは、海面の波浪によって上下動するこの小型船舶や海中探査器等を安全に吊り上げ又は吊り下ろしするため、上下動する吊上物に対応して、吊上ワイヤの張力を自動調整できることが必要であり、そのために開発されたものとして、オートテンションウインチがある（例えば、特許文献１及び２参照）。

ここで、従来のオートテンションウインチは、吊上物を吊り上げる吊上ワイヤ、吊上ワイヤを巻回するドラム、油圧によりこのドラムを回転させる油圧モータ、油圧モータの作動を制御する油圧制御機構、そして、これらのドラム等を支持するウインチベース等により形成される。油圧モータとしては、定格速度が一定速のものが用いられている。また、電磁弁、リリーフ弁等から成る油圧制御機構が、吊上ワイヤにかかる張力に応じて、ワイヤの巻き上げ及び繰り出しを適宜に行い、その張力を所定範囲内に抑えるように自動調整している。

そして、上述のオートテンションウインチを構成する吊上ワイヤ、ドラム、油圧モータ、油圧制御機構、ウインチベース等は、強度面やコスト面から、鉄系の磁性材料により形成されている。
特開平５−９８３９３号公報（第２−３頁、第２−４図） 特開平２００３−３００６９１号公報（第４−８頁、第１−５図）

このように、従来のオートテンションウインチにおいては、ウインチを形成するドラム、吊上ワイヤ、油圧モータ、油圧制御機構、ウインチベース等が、鉄系の磁性材料により形成されている。この一方、オートテンションウインチによって吊り上げ又は吊り下ろしされる、例えば、精密機器である海中探査器等の中には、磁性を帯びた物体の接触を嫌い、また避けなければならないものがある。この場合、従来はオートテンションウインチを使用することができず、吊り上げ又は吊り下ろし作業を安全に行うことが困難になるという問題がある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、使用環境が磁性を帯びた物体の接触を嫌い、また避けなければならない場合にも、吊上物等に対して損傷を与えることなく、また安全に吊り上げ又は吊り下ろし作業を行なうことができる、オートテンションウインチを提供することを課題とする。

上述の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、吊上物を吊り上げる吊上ワイヤと、吊上ワイヤを巻回するドラムと、油圧によりドラムを回転させる油圧モータと、油圧モータの作動を制御する油圧制御機構と、ドラムと油圧モータと油圧制御機構とを支持するウインチベースとを備え、油圧制御機構が吊上物の上下動に対応して吊上ワイヤの張力を自動調整するオートテンションウインチにおいて、吊上ワイヤ、ドラム、油圧制御機構の回路ブロック、ウインチベースのいずれか１つ以上を非磁性材料により形成したことにある。本手段においては、吊上ワイヤ、ドラム、油圧制御機構の回路ブロック、ウインチベースのそれぞれについて、その全体のみならず一部を非磁性材料により形成した場合も含まれる。

このように、吊上ワイヤ、ドラム、油圧制御機構の回路ブロック、ウインチベースのいずれか１つ以上を非磁性材料により形成することにより、オートテンションウインチの透磁率を極めて低く抑えることができるから、使用環境が磁性を帯びた物体の接触を嫌い、また避けなければならない場合にも、オートテンションウインチを幅広く使用することができるようになる。

ウインチベースに配設されてドラムに巻回される吊上ワイヤを押さえるための押えローラをさらに備え、この押えローラを非磁性材料により形成することが望ましい。吊上ワイヤを押さえる押えローラを備えているオートテンションウインチにおいて、この押えローラも非磁性材料化すれば、オートテンションウインチの透磁率をさらに低減させることができる。

オートテンションウインチの５０質量％以上を非磁性材料により形成することが望ましい。オートテンションウインチの非磁性材料化率を５０質量％以上とすれば、上記透磁率を一段と低減させることができる。なお、オートテンションウインチの６０質量％以上を非磁性材料により形成することが、さらに望ましい。

例えば、吊上ワイヤ、ドラム、ウインチベースの非磁性材料は、ステンレス鋼である。例えば、回路ブロックの非磁性材料は、アルミニウム合金である。例えば、押えローラは、吊上ワイヤを押さえるためのローラと、ローラをウインチベースに支持するローラ支持部とから成り、ローラを形成する非磁性材料は樹脂であり、ローラ支持部を形成する非磁性材料はステンレス鋼である。

油圧制御機構は、電磁弁を有しないことが望ましい。ウインチベースに支持される油圧制御機構から電磁弁を排除することにより、オートテンションウインチの非磁性化を、一段と促進することができる。

油圧モータは、定格速度が可変式であることが望ましい。油圧モータの定格速度を可変式とすることにより、使用環境に応じて、適切な速度で吊り上げ又は吊り下ろしを行うことができる。

以上詳細に説明したように、本発明のオートテンションウインチは、吊上物を吊り上げる吊上ワイヤと、吊上ワイヤを巻回するドラムと、油圧によりドラムを回転させる油圧モータと、油圧モータの作動を制御する油圧制御機構と、ドラムと油圧モータと油圧制御機構とを支持するウインチベースとを備え、油圧制御機構が吊上物の上下動に対応して吊上ワイヤの張力を自動調整するオートテンションウインチにおいて、吊上ワイヤ、ドラム、油圧制御機構の回路ブロック、ウインチベースのいずれか１つ以上を非磁性材料により形成したから、使用環境が磁性を帯びた物体の接触を嫌い、また避けなければならない場合にも、吊上物等に対して損傷を与えることなく、また安全に吊り上げ又は吊り下ろし作業を行なうことができるという優れた効果を奏する。

本発明に係るオートテンションウインチを実施するための最良の形態を、図１ないし図６を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明のオートテンションウインチを示す斜視図、図２は、図１のオートテンションウインチを示す正面図、図３は、図１のオートテンションウインチを示す側面図、図４は、図１のオートテンションウインチを示す底面図、図５は、図１の押えローラを、一部を断面で示す平面図、図６は、図１のオートテンションウインチの油圧制御機構を示す回路図である。

図１に示すように、本オートテンションウインチは、ウインチベース１、吊上物を吊り上げ又は吊り下ろしするための吊上ワイヤ８、吊上ワイヤ８を巻き上げ又は繰り出すドラム１０、ドラム１０に巻回される吊上ワイヤ８を押さえるための押えローラ２０、油圧によりドラム１０を回転させる油圧モータ３０、油圧モータ３０の作動を制御する油圧制御機構４０等により構成される。

図２ないし図４に示すように、ウインチベース１は、このオートテンションウインチの基台となるものであり、このウインチベース１は、平板状に形成されて略鉛直に配設される背板２、背板２から突出する左右一対のドラム支持ブラケット３、背板２に対して上下に揺動自在に軸支されるカバー４、ドラム支持ブラケット３に固定されるベアリングユニット５等から成る。ウインチベース１が、吊上ワイヤ８を巻回したドラム１０、押えローラ２０、油圧モータ３０、油圧制御機構４０等を支持する。ウインチベース１の背板２、ドラム支持ブラケット３、カバー４、ベアリングユニット５、回路ブロック支持ブラケット６は、非磁性材料である、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼により形成される。

ドラム１０は短円筒状に形成され、両側からベアリングユニット５より水平に軸支される。このドラム１０には、図４に示すワイヤ押え１１によって、吊上ワイヤ８が固定される。吊上ワイヤ８、ドラム１０は、非磁性材料である、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼により形成される。

図２及び図５に示すように、押えローラ２０は、アーム（ローラ支持部）２１とローラ２５とから成る。図５に示すように、アーム２１は、ウインチベース１の背板２にアーム軸２２を介して上下に揺動自在に軸支され、ローラ２５は、ローラ軸２３、ベアリング２４を介して、アーム２１に回転自在に軸支される。図１に示すように、押えローラ２０は、ドラム１０に巻回される吊上ワイヤ８を、自重により上方から押さえつける。図５に示した押えローラ２０のアーム２１、アーム軸２２、ローラ軸２３は、非磁性材料である、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼により形成され、ローラ２５は、非磁性材料である、例えばＭＣ９０１等の樹脂により形成される。

図２ないし図４に示すように、油圧モータ３０は、ドラム支持ブラケット３に固定され、ドラム１０に連結されて、油圧によりこのドラム１０を回転させる。油圧モータ３０は定格速度が可変式であり、油圧制御によって低速と、その２．５倍速である高速との２段切替を行うことができる。油圧モータ３０は、耐久性等を考慮して磁性材料である鉄系材料により形成される。しかしながら、この油圧モータ３０も非磁性材料化されることが望ましい。

油圧制御機構４０は、内部に油圧回路が形成された回路ブロック４１、この回路ブロック４１に取り付けられる後述の切替弁、リリーフ弁等から成る。回路ブロック４１は、回路ブロック支持ブラケット６を介してウインチベース１の背板２に固定されると共に、非磁性材料である、例えばＡ７０７５等のアルミニウム合金により形成される。回路ブロック４１がアルミニウム合金により形成されることにより、非磁性材料化及び軽量化を図ることができる。

このように、上述のオートテンションウインチにおいては、吊上ワイヤ８を除いたウインチ本体について、その約６９質量％の部分が非磁性材料により形成され、また、例えば２０ｍの吊上ワイヤ８を装備した場合には、オートテンションウインチの約７２質量％の部分が非磁性材料により形成される。これにより、オートテンションウインチの透磁率を極めて低く抑えることができ、使用環境が磁性を帯びた物体の接触を嫌い、また避けなければならない場合にも、吊上物等に対して損傷を与えることなく、また安全に吊り上げ又は吊り下ろし作業を行なうことができる。

通常は、吊上ワイヤ８を含むオートテンションウインチの５０質量％以上を非磁性材料により形成することが望ましく、さらには、本実施の形態のように、吊上ワイヤ８を含むオートテンションウインチの６０質量％以上を非磁性材料により形成することが望ましい。

図６に示すように、油圧制御機構４０の回路ブロック４１には、内部にオートテンション作動用の油圧回路が形成され、メインリリーフ弁４２、荷重保持弁４３、シャトル弁４４、油圧パイロット切替弁４５、オートテンションリリーフ弁４６等が配設される。これらのリリーフ弁等は、いずれも油圧又は機械的に作動し、電磁的に作動するものは用いられていない。油圧モータ３０は、上述のように定格速度が２段切替式であり、ブレーキ３１を備えたブレーキ内蔵減速機付きである。

本オートテンションウインチには、別置きの図示しないオイルタンク、油圧ポンプ、方向切替弁、オートテンション作動弁等が配設される。この別置きの方向切替弁を介して、油圧制御機構４０のライン５１，５２に対して油圧モータ３０の作動油が供給され、同オートテンション作動弁を介して、ライン５３に対してオートテンション作動信号が供給される。

本オートテンションウインチは，次のように作動する。すなわち、通常の吊り上げ時には、上記別置きの方向切替弁からライン５１へ作動油が供給されると共に、油圧パイロット切替弁４５によって、油圧モータ３０の定格速度の高低速の切替えと、ブレーキ３１の解除とが行われる。これにより、油圧モータ３０が巻き上げ方向へ回転する。また、吊り下ろし時には、上記方向切替弁からライン５２へ作動油が供給され、油圧モータ３０が繰り出し方向へ回転する。

次に、オートテンションを起動させたとき、吊り上げ時には、上記別置きの方向切替弁からライン５１へ作動油が供給され、油圧パイロット切替弁４５により、油圧モータ３０の定格速度の高低速の切替えと、ブレーキ３１の解除とが行われる。また、上記別置きのオートテンション作動弁から、ライン５３に対してオートテンション作動信号が供給され、油圧パイロット切替弁４５がオートテンションモードに切り替えられる。これにより、メインリリーフ弁４２の設定圧力が、オートテンションリリーフ弁４６の設定圧力に置き換えられる。

上記方向切替弁からライン５１へ入った作動油は、荷重保持弁４３を介して油圧モータ３０を巻き上げ方向へ回転させる。これにより、オートテンションモードとなる。このオートテンションモードにおいては、油圧モータ３０への供給作動油量と、メインリリーフ弁４２の通過作動油量とのバランスにより、油圧モータ３０は次のように作動する。

すなわち、油圧モータ３０への供給作動油量がメインリリーフ弁４２の通過作動油量よりも多い場合には、吊上ワイヤ８に緩みが生じて張力が低くなっている状態のため、油圧モータ３０は、速度を上げて巻き上げ方向へ回転し続ける。また、油圧モータ３０への供給作動油量とメインリリーフ弁４２の通過作動油量とが等しい場合には、油圧モータ３０は回転を停止する。この一方、油圧モータ３０への供給作動油量がメインリリーフ弁４２の通過作動油量よりも少ない場合には、吊上ワイヤ８に過度な負荷が生じて張力が所定範囲を超える恐れがあるため、油圧モータ３０は逆転し、繰り出し方向へ回転する。

なお、ウインチベース１、吊上ワイヤ８、ドラム１０、押えローラ２０、油圧制御機構４０の回路ブロック４１のすべてを非磁性材料化する必要はなく、また、各コンポーネントについても、その全体を非磁性材料化する必要はない。さらには、必ずしもオートテンションウインチの５０質量％以上を非磁性材料により形成する必要はない。このオートテンションウインチの非磁性材料化率は、使用環境から要求される透磁率等に応じて、適宜に設定することができる。

ウインチベース１、吊上ワイヤ８、ドラム１０、押えローラ２０、油圧制御機構４０の回路ブロック４１に用いる非磁性材料は、必ずしも上述のステンレス鋼、アルミニウム合金、樹脂にそれぞれ限定されるものではない。また、必ずしも油圧制御機構４０から電磁弁をすべて排除する必要はなく、油圧モータ３０もその定格速度を可変式とする必要もない。

上述のように、本オートテンションウインチは、使用環境が磁性を帯びた物体の接触を嫌い、かつ避けなければならない場合にも、吊上物等に対して損傷を与えることなく、また、安全に吊り上げ又は吊り下ろし作業を行なうことができるから、海上での利用に限定されるものではなく、例えば、地上における同様の使用環境においても幅広く利用することができる。

本発明のオートテンションウインチを示す斜視図である。 図１のオートテンションウインチを示す正面図である。 図１のオートテンションウインチを示す側面図である。 図１のオートテンションウインチを示す底面図である。 図１の押えローラを、一部を断面で示す平面図である。 図１のオートテンションウインチの油圧制御機構を示す回路図である。

符号の説明

１ ウインチベース
２ 背板
３ ドラム支持ブラケット
４ カバー
５ ベアリングユニット
６ 回路ブロック支持ブラケット
８ 吊上ワイヤ
１０ ドラム
１１ ワイヤ押え
２０ 押えローラ
２１ アーム
２２ アーム軸
２３ ローラ軸
２４ ベアリング
２５ ローラ
３０ 油圧モータ
３１ ブレーキ
４０ 油圧制御機構
４１ 回路ブロック
４２ メインリリーフ弁
４３ 荷重保持弁
４４ シャトル弁
４５ 油圧パイロット切替弁
４６ オートテンションリリーフ弁
５１，５２，５３ ライン

Claims (8)

1. 吊上物を吊り上げる吊上ワイヤ（８）と、前記吊上ワイヤを巻回するドラム（１０）と、油圧により前記ドラムを回転させる油圧モータ（３０）と、前記油圧モータの作動を制御する油圧制御機構（４０）と、前記ドラムと前記油圧モータと前記油圧制御機構とを支持するウインチベース（１）とを備え、前記油圧制御機構が吊上物の上下動に対応して前記吊上ワイヤの張力を自動調整するオートテンションウインチにおいて、前記吊上ワイヤ、前記ドラム、前記油圧制御機構の回路ブロック（４１）、前記ウインチベースのいずれか１つ以上を非磁性材料により形成したことを特徴とするオートテンションウインチ。
2. 前記ウインチベース（１）に配設されて前記ドラム（１０）に巻回される前記吊上ワイヤ（８）を押さえるための押えローラ（２０）をさらに備え、前記押えローラを非磁性材料により形成したことを特徴とする請求項１に記載のオートテンションウインチ。
3. 前記オートテンションウインチの５０質量％以上を前記非磁性材料により形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のオートテンションウインチ。
4. 前記吊上ワイヤ（８）及び又は前記ドラム（１０）及び又は前記ウインチベース（１）の前記非磁性材料は、ステンレス鋼であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のオートテンションウインチ。
5. 前記回路ブロック（４１）の前記非磁性材料は、アルミニウム合金であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のオートテンションウインチ。
6. 前記押えローラ（２０）は、前記吊上ワイヤ（８）を押さえるためのローラ（２５）と前記ローラを前記ウインチベース（１）に支持するローラ支持部（２１）とから成り、前記ローラを形成する前記非磁性材料は、樹脂であり、前記ローラ支持部を形成する前記非磁性材料は、ステンレス鋼であることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載のオートテンションウインチ。
7. 前記油圧制御機構（４０）は、電磁弁を有しないことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のオートテンションウインチ。
8. 前記油圧モータ（３０）は、定格速度が可変式であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のオートテンションウインチ。

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