JP2006137539A - ウインチの乱巻き防止方法およびその防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な構造を伴わせずに、簡単な操作で余巻き層を備えていても乱巻きを生じさせることなく円滑に運転できるウインチの乱巻き防止方法およびその防止装置を提供する。
【解決手段】ウインチ１のドラム５にワイヤーロープＲを仕込むに際し、所要の余巻き層Ｒａを巻付け形成した後に、その上に少なくとも周方向に二分割した第二ドラム１０を被せ、その第二ドラム１０上に実使用ワイヤーロープＲを巻付けて使用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ドラムにワイヤーロープが多層に巻付けられる際に発生する乱巻き現象を防止して、円滑に運転できるようにするウインチの乱巻き防止方法およびその防止装置に関するものである。

従来、クレーンなどの揚重機械や他の荷役作業機械にて使用されるウインチでは、ワイヤーロープをドラムに巻付けるのに、ワイヤーロープに緊張力を与えつつドラムの周面に隣接するロープ同士を密接するようにして順次巻付けられている。このドラム周面に巻付けられるワイヤーロープは、順次巻重ねられるとき下層のロープの隣合う間に形成される谷の部分に沿って巻き付けるようにし、順次整列して積層される。したがって、ロープの第１層目のワイヤーロープを正しく巻付けておかないと、以後その上層に巻付けられるワイヤーロープの層が揃わなくなって、繰り出し・巻取りの操作を繰返すうちに、巻付け時の張力に弛みのある部分で下層のロープ間に上側に巻かれるロープが食い込んだようになり、これが原因となって乱巻きを起こし運転の継続を困難にすることになる。

このようなことからドラムに対するワイヤーロープの整列巻付けを確実にする目的で、ウインチに付設するワイヤーロープの乱巻き防止装置について多くの提案がなされ、また実用に供されている。その一例として、ウインチのドラム軸線に平行してガイド軸が設けられ、このガイド軸上をドラムの回転に連動してロープガイドが移動してドラムにワイヤーロープを揃えて正しく巻取られるように操作する装置が知られている（例えば、特許文献１あるいは特許文献２など）。または、ウインチのドラムに巻取られるワイヤーロープの緊張力を維持させて巻付けられるように、そのドラムの軸線に平行する押えローラを配して、常時ドラムに対して押えローラが押し当てられるようにする装置も知られている（特許文献３）。

特開平８−０４０６９５号公報 実開平７−０４２７７６号公報 実公昭６２−３２２３４号公報

しかしながら、前記特許文献１あるいは特許文献２によって知られるウインチの乱巻防止装置では、ロープガイドをガイド軸上でドラムに沿って所要の速度で横行させる必要があるので、ドラムの回転部から動力を伝達させてガイド軸もしくはそのガイド軸に平行して設けられるスクリュー軸を回転駆動させる動力伝達機構を設けなければならず構造が複雑である。当然、コストアップになることは避けられないという問題がある。また、その乱巻防止装置がウインチのドラム支持構造部から食み出すので設置スペースも広くなり、余裕のある設置場所が要求される。

また、特許文献３による押えローラ式の乱巻き防止装置では、その構成上コンパクトに纏められる構成ではあるが、ワイヤーロープが正しくドラムに巻き取られている状態で有効であるが、ドラムにワイヤーロープが正常に巻付けられていて有効で、一旦乱れが生じると乱巻き防止の役目を果たすことができないという問題点がある。

一方、建築用クレーンのように仮設型の建設機械において使用されるウインチでは、クレーンを設置する際、旋回フレームにジブを取付けて起伏可能な状態に組み上げるのに、そのウインチから起伏ジブに巻上げ索として仕込まれるワイヤーロープの巻き掛け長さが、使用状態として張架される長さ以上に長い寸法を必要とするので、仕込み時と組立後の巻掛け長さとの差分が余剰となる。しかしながら、その余剰分は除去することができないのでウインチドラムに余巻きしておくことになる。このようなことから、ウインチのドラムにはその余巻き分が通常の使用時にもドラムに巻付けられており、１層以上の余巻き層の上に巻付けられたワイヤーロープが実際の作業用として巻取り繰り出されて揚重作業に供されている。

このような余巻き層を形成されたウインチのドラムでは、その余巻き分のワイヤーロープをドラムに巻付ける際に、ほどよく緊張させてかつロープを密接して巻付けておかないと、その上側に巻かれる後続のロープが順次下層のロープ間に形成される谷部分に受入れられて、整列巻付けされる層が多層に巻付けられると、作業時のワイヤーロープに作用する張力で上層のロープが引き締められて下側の層に弛みがあると、その部分でロープ同士の間に上層のロープが潜り込んで巻付け順序が不揃いとなり、やがて巻付け状態が乱れて乱巻状態となる。したがって、ドラムに対するワイヤーロープの初期巻付け操作は、余巻きロープを緊張させてロープ同士を密接させて巻付けることが必須であるが、高所位置での作業において前記操作を行うことは容易ではない。そのために、余巻きワイヤーロープを要するウインチでのロープの乱巻きを防止することについては、未だ満足できる状態でなく、複雑な構造を伴わせることなく実現できるウインチが要望されている。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、複雑な構造を伴わせずに、簡単な操作で余巻き層を備えていても乱巻きを生じさせることなく円滑に運転できるウインチの乱巻き防止方法およびその防止装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明によるウインチの乱巻き防止方法は、
ドラムにワイヤーロープを仕込むに際し、所要の余巻き層を巻きつけ形成した後に、その上に少なくとも周方向に二分割した第二ドラムを被せ、その第二ドラム上に実使用ワイヤーロープを巻付けて使用することを特徴とするものである（第１発明）。

また、第２発明によるウインチの乱巻き防止装置は、
ウインチのドラムに巻付けられるワイヤーロープの余巻き層上に外被する内径で、周方向に少なくとも二分割される所要肉厚の第二ドラムと、この第二ドラムの分割部片を前記余巻き層上に一体的に固定する連結手段とでなり、前記第二ドラムの軸方向一端にロープ引出し口が設けられ、そのロープ引出し口から引出した余巻き後のロープを第二ドラムの周面に巻付けるように構成されていることを特徴とするものである。

前記第２発明において、前記連結手段は、前記第二ドラムの周面には円周方向に適宜幅の浅い溝が設けられ、この溝に嵌り合う円弧状に形成された連結部材を、前記第二ドラムの分割部片間に跨らせてネジ止めし、その連結部材を介して分割部片を一体的に連結固着されるようにするのがよい（第３発明）。

前記第二ドラムの分割部片は、その接合端部において外周面が揃うように段付掛け合い構造にされているのがよい（第４発明）。

また、前記第２発明において、前記第二ドラムの側端部には係止凹部が設けられ、ウインチドラムのフランジ部内側面に、前記第二ドラムの係止凹部と係合する突起部を設けて、その係止凹部と前記突起部との係合で第二ドラムの廻り止めとされるのがよい（第５発明）。

また、前記第２発明において、前記連結手段は、前記第二ドラムの分割部片における接合端部の掛け合い部分を、着脱可能なノックピンにより閉じ合わせる構造であるのがよい（第６発明）。

本発明のウインチの乱巻き防止方法によれば、余巻き層の上に第二ドラムを被せて、その上に余巻き後のワイヤーロープを巻付けて使用するようにしたことにより、ウインチのドラムに対するワイヤーロープの巻付けが、余巻き層の巻付け状態に係わりなく第二ドラム上に実使用時の張力が作用している状態で巻付けられる。したがって、この第二ドラムに巻付けられるワイヤーロープは、この第二ドラムに巻付けられる時点で負荷を掛けてドラム表面に対し新たに第１層から巻付ける状態を呈することになるので、適正な巻付けが行えて、複数層巻付けても乱巻きが発生せず、ウインチ操作を円滑に実施することができるという効果を奏する。

また、前記第２発明によれば、前記第１発明の方法を具体的に実施する装置であるから、前記第１発明の作用効果を得ることができる。なお、第二ドラムは、第一のドラムに所要の余巻き層を巻付け形成した後に被せる際、第二ドラムの軸方向一端に設けられたロープ引出し口からワイヤーロープを引出した状態にして連結手段により分割された第二ドラムの分割部片を結合することで、クレーンなどに組込んで使用されるウインチの場合、ワイヤーロープの仕込み作業の途中での余巻き層を覆って装着する作業を容易にする。

また、第３発明の構成を採用することにより、分割された第二ドラムを第１ドラムに巻付けられた余巻き層上に装着する作業が、円弧状に形成された連結部材を第二ドラムに設けた溝部に嵌めて連結することにより一体的に組み付けられ、遊離しないので以後のワイヤーロープの巻付け作業を容易にするという効果が得られる。さらに、第４発明によれば、前記第二ドラムの結合を掛け合い構造にすることで、ドラム外面を揃えて結合できるから、ワイヤーロープの巻付け操作を妨げることはない。

また、前記第５発明の構成を採用することにより、第二ドラムを余巻き層に被せてロープを巻回した状態で、使用によって回転に伴うずれを防止することができる。また、第６発明による構成を採用すれば、余分な部品を必要とせず、ノックピンにより分割部片の接合連結ができ、簡単な構成で確実な連結固定ができる利点がある。

次に、本発明に係るウインチの乱巻き防止方法を実施する第２発明による乱巻き防止装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には本発明にかかる乱巻き防止装置を備える電動ウインチの一実施形態を表わす縦断面図が示されている。図２には第二ドラムを表わす斜視図（ａ）と掛け合わせ部の詳細図（ｂ）が、図３には連結部片の展開図（ａ）とその連結部片による第二ドラムの連結態様を表わす模式図（ｂ）が、図４にはドラムに設けられるワイヤーロープの引出し口を表わす図が、図５には第二ドラムの廻り止め構造部を表わす図が、それぞれ示されている。

図１に示される電動ウインチ１は、ベース２上に所定の間隔で配置される支持フレーム３，３'と、その一方の支持フレーム３の外側面に取付けられるブレーキ付き電動機４と、前記支持フレーム３，３'間に支持されて回転自在に設けられるドラム５とで構成されている。

前記ドラム５は、所要外形寸法の胴部５ａの幅方向両端にフランジ５ｂ，５ｂがそれぞれ取付けられ、一方の支持フレーム３の外側に取付くブレーキ付き電動機４の出力軸（図示せず）から他方の支持フレーム３'内に組込まれている減速歯車機構６を介して所要速度に減速されてドラム５が回転駆動するようにされている。

このように構成されるウインチ１のドラム５には、その胴部５ａの周面にワイヤーロープＲを２層分余巻きした余巻き層Ｒａを形成して、その余巻き層Ｒａを覆う寸法で第二ドラム１０が取外し可能に装着され、この第二ドラム１０が乱巻き防止装置として機能するようにされている。

前記乱巻き防止装置を構成する第二ドラム１０は、基本のドラム５（第１のドラム）と同軸心で所要寸法のワイヤーロープを二層巻付けた状態で、その外周を覆う内径にて所要肉厚にされ、軸線に沿って直径方向に二等分された分割部片１１，１１'を組合せて形成される。この二等分された分割部片１１，１１'は、その接合端縁１２，１２'を、一方の接合端縁１２'には内周側を段部１３が全長にわたり形成され、他方の接合端縁１２には前記段部１３に嵌り合うように外周側を段付けして突部１４が形成され、双方の段部１３と突部１４とを嵌め合わせるようにすることで、両分割部片１１，１１'を組合せて円筒形に形成されている。

さらに、前記第二ドラム１０には、そのほぼ中央部で円周方向に、結合用の連結部材を装着する装着溝１５が、所要幅でかつ連結部片１６，１６が沈み込む深さに寸法設定されて設けられている。この装着溝１５には、前記第二ドラム１０を構成する分割部片１１，１１'を組合せた状態で外部から閉じ合わせて結合する二本の連結部片１６，１６を、両分割部片１１，１１'の接合端部１２，１２'を跨いで嵌め合わせるようにされている。そして、前記連結部片１６には、分割部片１１，１１'に対して取付ける取付孔１７（１７'）が２箇所設けられ、その一方の取付孔１７'は長手方向の長孔にされている。また、それら取付孔１７，１７の外面側は取付用皿頭ネジ１８を受入れるテーパー座繰り１７ａが施されている。一方、前記装着溝１５には、所定の位置に取付用ネジ１８の取付ネジ孔１９がそれぞれ対応する位置に設けられている。なお、図中符号２３は連結部片を装着溝１５から取外す操作が容易なようにするシノなどの工具を引き掛ける係合切欠きである。

また、前記第二ドラム１０の一方の分割部片１１の軸方向の一端部周縁には、中間位置でロープ引出し口２０が設けられている。このロープ引出し口２０は、取扱われるワイヤーロープＲ一本分よりやや広い寸法で巻付け周方向に引き開かれており、その縁部２１で内面側から外面側に向けて次第にロープが引出されるように傾斜が付されている。なお、その引出し方向の縁部２１に対向する反対側縁２２は、円曲面に形成して余巻き層Ｒａから引出されるロープの背になる側の移動を阻止できるようにされている。

そして、前記第二ドラム１０の軸方向の両端面には、一方の分割部片１１の端面に、周方向に両側から緩やかな下がり勾配にされた平面視三角形状の係止凹部２５が設けられ、これに対してドラム５の両フランジ５ｂ，５ｂの内面における前記第二ドラム１０が余巻き層に被せて装着された状態での前記係止凹部２５が対応する個所に、それぞれ周方向に両側から緩やかな上がり勾配で内側に向けて形成された突起部８が１個所ずつ設けられ、この突起部８と前記第二ドラム１０の端部係止凹部２５とが係合するようにして、第二ドラム１０の廻り止めが構成されている。

次に、この乱巻き防止装置を用いるウインチの乱巻き防止方法について説明する。
図７のジブクレーンの全体図（ａ）およびローピング図（ｂ）によって示される、建設用ジブクレーン３０のジブの起伏用ウインチ１に適用される場合について説明すると、起伏機としてクレーン３０の旋回フレーム３２上に搭載されるウインチ１に、起伏索４０（ワイヤーロープＲ）を仕込むに際しては、旋回フレーム３２に起伏支点をピン連結された所定長さの起伏ジブ３１（以下、単にジブ３１という）を別途受け台（図示せず）などで伏せ状態に保持させる。この状態でジブ３１の先端部と旋回フレーム３２上に起立設置される支持フレーム３３の頂部滑車３４とを起伏索４０で繋いで巻き掛けるのに、ジブ３１の先端部から基部側に延長付設されるペンダントロープ３５の後端に付される起伏滑車ブロック３６をジブ３１の上面に載置する（図示省略）。巻き掛ける起伏索４０は、その尻手４１を前記支持フレーム３３の頂部に取付けて滑車ブロック３６と支持フレーム３３頂部に支持される頂部滑車３４との間で滑車の数に応じて順次巻き掛け、最後の頂部滑車３４ａを巡らせてウインチ１のドラムに巻付ける。このようなローピングの手順は、ペンダントロープ３５に付設される滑車ブロック３６を中に浮かせて作業することができないので、その滑車ブロック３６をジブ３１の上面に載せた状態でロープの仕込みを行う必要がある。図中符号４５は巻上げ機、４６は巻上げ索、４７は吊り滑車ブロックである。

こうして起伏索４０（ワイヤーロープＲ）の仕込み（ローピング）ができると、ウインチ１を駆動してドラム１０にワイヤーロープを巻き取らせる。このような手順でワイヤーロープをクレーンの使用状態に仕込むについて必要なワイヤーロープＲ（ロープ径１２ｍｍ）の長さ寸法は、例えばジブ３１の長さ約４４.４００ｍ，支持フレーム３３の高さ寸法約９．９００ｍで、仕込み時のロープ全長１５４ｍ、使用時の伏せ限１４°から余分ワイヤーロープの長さ５６ｍとなり、その余剰長さ分をドラム５（ドラム径３３２．５ｍｍ，ドラム幅３６８ｍｍ）に巻付けるのに１層＋２層目２１巻きとなる。

このようにウインチ１を建設用クレーンに搭載して使用する場合、余巻きを必要とすることがあると、常時使用するワイヤーロープＲの所要長さ以上の長さのロープを必要とする。この余巻き分のワイヤーロープをドラム５に巻付けるときには、作業上十分な緊張力を与えながらドラム５の周面に巻付けることが困難な場合が多い。したがって、ドラム５に巻付けられるロープのドラム周面に対する密接巻付けができない。

そこで、本実施形態の乱巻き防止方法では、前記余巻き層Ｒａの２層目残り分を巻付けて後、前記乱巻き防止装置としての第二ドラム１０の両分割部片１１，１１'を、余巻き層Ｒａの上に被せて両方の接合端部１２，１２'の段部１３と突部１４を係合させる。次いで、装着溝１５に二つの連結部片１６，１６を両分割部片１１，１１'の接合部（接合端部１２，１２'の突き合わせ部）を跨ぐようにして嵌め込み、取付孔１７，１７'を通じて皿頭ボルト１８を分割部片１１，１１'側のネジ孔１９にそれぞれ螺合させることにより結合することができる。こうすると、余巻き層Ｒａの外側に第二ドラム１０が形成されるので、この第二ドラム１０の周面に対して余巻した後の実使用分のワイヤーロープＲを巻付ける。なお、余巻き層Ｒａの上に第二ドラム１０両分割部片１１，１１'を被せる際に、一方の分割部片１１'の両端面に形成された係止凹部２５をドラム５のフランジ５ｂ，５ｂに設けられた突起部８に係合させて装着する。こうすることによって、第二ドラム１０が余巻き層Ｒａ上で回動することを防止できる。なお、前記ドラム５のフランジ５ｂ、５ｂの内側面に設けた突起部８，８はロープの余巻きに際してロープとの接触がほとんどないので支障を来すことはない。

この際、余巻き層Ｒａから実使用分のワイヤーロープＲは、第二ドラム１０を構成する一方の分割部片１１の端部に設けられているロープ引出し口２０から引出し、そのまま順次使用時の張力を加えながら第二ドラム１０の周面に巻付ける。こうすることによりウインチ１としては、第二ドラム１０に巻付けられたワイヤーロープＲが繰り出し・巻き取られ、ジブ３１の起伏操作が行われることになる。こうしてウインチ１に巻付けられたワイヤーロープＲ（起伏索４０）は、前述のように余巻き層Ｒａの巻付け時とは異なり使用時の張力により巻付けられるので、ドラム５（第二ドラム１０）に対する巻付け状態が密接してに巻付けられる。したがって、複数層巻付けられても巻付け時に位置ずれを起すこともなく、巻付けられるロープ間に上層のロープがめり込んで乱巻きの原因を発生することなく使用できるのである。

なお、使用が終了してウインチ１からワイヤーロープＲを撤去する場合、第二ドラム１０を取付けた状態でワイヤーロープＲを巻付けて保管するほかに、ワイヤーロープＲを取除く場合は、第二ドラム１０を露出させてから連結部片１６の固定皿ネジ１８を取外し、その連結部片１６端部の切欠き２５に例えばシノを係合させて引き起こすことによりその連結部片１６を装着溝１５から取外せるので、連結部片１６を撤去後に第二ドラム１０の接合部で嵌め合い係合を解くと分離して余巻き層Ｒａ上から分離させることができる。したがって、その後に余巻き分のワイヤーロープＲａを繰り出せばドラム５上からワイヤーロープＲを撤去できる。

図６には分割部片の連結手段の他の実施形態を表わす断面図が示されている。

この連結手段では、第二ドラム１０の分割部片１１，１１'の接合端部に設けられた段部１３と突部１４とを掛け合わせた状態で、その係合面に直交してノックピン孔２７が一箇所〜三箇所に貫通穿設され、このノックピン孔２７に対して外側から雌ネジ付テーパピン２８が嵌入されて連結するようにされている。なお、その雌ネジ付テーパピン２８は端部が第二ドラム１０の表面から突出さない長さのものが用いられる。そして、雌ネジ部分は抜取る際に小ネジをねじ込んで引き抜くための穴である。

このような連結手段を採用すれば、テーパピン２８によって強固に連結することができる。前記実施形態のように、第二ドラム１０の表面に装着溝を設けて、この装着溝に対し連結部片を嵌め合わせて連結するような手数と部品を省略することができ簡素化できる。

上述したように、本発明によれば、ごく簡単な構成の第二ドラムを使用することにより、従来多層巻きすることで上層に巻付けるロープが巻付け力の緩い個所で下層のロープの間に沈み込んで乱巻きの原因となるのを、巻付け中間に第二ドラムを配することにより下層でのロープの巻付け緊張力が十分に得られない場合でも無理なく緊張力を確保できる作業が可能となれば乱巻き現象を予防して円滑な巻取り繰り出しが行えるのである。したがって、使用ロープを損傷させることなく作業能率の向上を図ることができるという効果を奏する。

本発明にかかる乱巻き防止装置を備える電動ウインチの一実施形態を表わす縦断面図 第二ドラムを表わす斜視図（ａ）と掛け合わせ部の詳細図（ｂ） 連結部片の展開図（ａ）とその連結部片による第二ドラムの連結態様を表わす模式図（ｂ） ドラムに設けられるワイヤーロープの引出し口を表わす図 第二ドラムの廻り止め構造部を表わす図 分割部片の連結手段の他の実施形態を表わす断面図 ジブクレーンの全体図（ａ）およびローピング図（ｂ）

符号の説明

１ ウインチ
３，３' 支持フレーム
５ ドラム
１０ 第二ドラム
１１，１１' 第二ドラムの分割部片
１２，１２' 接合端部
１３ 段部
１４ 突部
１５ 装着溝
１６ 連結部片
１７，１７' 取付孔
１８ 皿頭ボルト
２０ ロープ引出し口
２５ 係合凹部
２６ 突起部
２７ ノックピン孔
２８ 雌ネジ付テーパピン
Ｒ ワイヤーロープ
Ｒａ 余巻き層

Claims (6)

1. ドラムにワイヤロープを仕込むに際し、所要の余巻き層を巻きつけ形成した後に、その上に少なくとも周方向に二分割した第二ドラムを被せ、その第二ドラム上に実使用ワイヤロープを巻付けて使用することを特徴とするウインチの乱巻き防止方法。
2. ウインチのドラムに巻付けられるワイヤーロープの余巻き層上に外被する内径で、周方向に少なくとも二分割される所要肉厚の第二ドラムと、この第二ドラムの分割部片を前記余巻き層上に一体的に固定する連結手段とでなり、前記第二ドラムの軸方向一端にロープ引出し口が設けられ、そのロープ引出し口から引出した余巻き後のロープを第二ドラムの周面に巻付けるように構成されていることを特徴とするウインチの乱巻き防止装置。
3. 前記連結手段は、前記第二ドラムの周面には円周方向に適宜幅の浅い溝が設けられ、この溝に嵌り合う円弧状に形成された連結部材を、前記第二ドラムの分割部片間に跨らせてネジ止めし、その連結部材を介して分割部片を一体的に連結固着されるようにする請求項２に記載のウインチの乱巻き防止装置。
4. 前記第二ドラムの分割部片は、その接合端部において外周面が揃うように段付掛け合い構造にされている請求項２または３に記載のウインチの乱巻き防止装置。
5. 前記第二ドラムの側端部には係止凹部が設けられ、ウインチドラムのフランジ部内側面に、前記第二ドラムの係止凹部と係合する突起部を設けて、その係止凹部と前記突起部との係合で第二ドラムの廻り止めとされる請求項２に記載のウインチの乱巻き防止装置。
6. 前記連結手段は、前記第二ドラムの分割部片における接合端部の掛け合い部分を、着脱可能なノックピンにより閉じ合わせる構造である請求項２に記載のウインチの乱巻き防止装置。

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