JP2008007253A - ドラム固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接触部の摩耗や騒音を発生しにくくすることができ、且つドラムの回転を一方向だけでなく逆方向についても固定でき、構成部品の加工が行いやすく製造面でも有利となるドラム固定装置を提供する。
【解決手段】ウインチ２のドラム３と一体に、凸形の爪受歯４が突設された歯止車５を設け、ベースプレート６上に、先端部に爪受歯４の側面に対して係合・離脱可能なロック爪７が設けられたロック部材８を、ロック爪７が歯止車５の半径方向へ近接・離反するよう支点ピン１０を中心に回動自在に配設すると共に、ロック爪７を爪受歯４の側面に対して係合させるロック位置と、ロック爪７を爪受歯４の側面から離脱させる開放位置とに切り換える駆動手段（流体圧シリンダ１１）を配設し、ロック爪７をロック位置と開放位置のいずれか一方の位置に保持するようロック部材８を付勢する付勢手段（圧縮バネ１２）を配設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドラム固定装置に関するものである。

一般に、クレーン等においては、ジブの起伏や吊荷の昇降に用いられるワイヤロープを巻上げ下げするためのウインチが搭載されている。

この種のウインチは、ワイヤロープが巻き取られるドラムと一体に、周囲にギザギザの切刃部が形成された丸鋸状の円板を設け、該円板の切刃部に、ベース側に回動可能に配設された楔状の爪を係合させるようにしたドラム固定装置を装備している。

前記ドラム固定装置においては、ドラムがワイヤロープを巻き上げる方向へ回転する際には、爪が切刃部から逃げるように回動を繰り返すことにより、ドラムの回転を許容するのに対し、ジブや吊荷をその位置で停止させておくべき時にオペレータの意に反してドラムがワイヤロープを巻き下げる方向へ回転しようとした際には、爪が切刃部に係合してドラムの回転を阻止するようになっている。

尚、前述の如きドラム固定装置と関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
特開２００３−２３８０８２号公報

しかしながら、前述の如き従来のドラム固定装置の場合、周囲にギザギザの切刃部が形成された丸鋸状の円板と、楔状の爪とを用いているため、両者が常に接触し、接触部の摩耗や騒音が発生しやすくなる一方、ドラムの一方向のみの回転しか固定できないという欠点を有していた。

又、構成部品としての円板の周囲にギザギザの切刃部を形成して丸鋸状とするのは、加工がしにくく製造面でも不利となっていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、接触部の摩耗や騒音を発生しにくくすることができ、且つドラムの回転を一方向だけでなく逆方向についても固定でき、構成部品の加工が行いやすく製造面でも有利となるドラム固定装置を提供しようとするものである。

本発明は、ドラムと一体に設けられ且つ円周方向複数所要箇所に凸形の爪受歯が突設された歯止車と、
先端部に前記爪受歯の側面に対して係合・離脱可能なロック爪が設けられ且つ該ロック爪が歯止車の半径方向へ近接・離反するよう歯止車の回転軸と平行な支点ピンを中心として回動自在に配設されたロック部材と、
該ロック部材のロック爪を爪受歯の側面に対して係合させるロック位置と、前記ロック部材のロック爪を爪受歯の側面から離脱させる開放位置とに切り換える駆動手段と、
前記ロック爪をロック位置と開放位置のいずれか一方の位置に保持するようロック部材を付勢する付勢手段と
を備えたことを特徴とするドラム固定装置にかかるものである。

上記手段によれば、以下のような作用が得られる。

前述の如く構成すると、周囲にギザギザの切刃部が形成された丸鋸状の円板と、楔状の爪とを用いている従来のドラム固定装置とは異なり、通常時には歯止車とロック部材のロック爪とが非接触となるため、摩耗や騒音が発生しにくくなる一方、過剰な負荷がドラムに作用した場合やメンテナンス時等において、ドラムの回転を一方向だけでなく逆方向についても固定することが可能となる。

又、構成部品としての歯止車の周囲には、従来のようなギザギザの切刃部を形成して丸鋸状とする必要がなく、複数の爪受歯を形成すればよいため、加工がしやすく製造面でも不利となる心配はない。

前記ドラム固定装置においては、前記爪受歯の側面に対してロック爪を係合させた際、互いの接触面が歯止車のロック爪係合位置における接線方向に対し直交するようにすることが、ロック部材に分力を生じさせないようにする上で有効となる。

前記ロック部材が主に歯止車からの力を圧縮力として受ける場合には、支点ピンの軸心が少なくとも歯止車のロック爪係合位置における接線を基準として歯止車から離れた位置に配置されるようにすることができ、このようにすると、ロック部材に歯止車から圧縮力が作用した際、支点ピンを中心にロック部材のロック爪が歯止車に押し付けられる方向のモーメントがロック部材に働く形となり、セルフロック機構として機能させることが可能となる。

又、前記ロック部材が主に歯止車からの力を引張力として受ける場合には、支点ピンの軸心が少なくとも歯止車のロック爪係合位置における接線を基準として歯止車寄りの位置に配置されるようにすることができ、このようにすると、ロック部材に歯止車から引張力が作用した際、支点ピンを中心にロック部材のロック爪が歯止車に押し付けられる方向のモーメントがロック部材に働く形となり、セルフロック機構として機能させることが可能となる。

前記ドラム固定装置においては、前記駆動手段を流体圧シリンダとし、該流体圧シリンダに対し流体圧を給排する回路に、通電により切換可能で且つ故障発生時には流体圧シリンダへの流体圧の給排を遮断する位置に復帰して流体圧シリンダを自己保持可能な電磁弁を設けることが、誤作動をなくす上で有効となる。

本発明のドラム固定装置によれば、接触部の摩耗や騒音を発生しにくくすることができ、且つドラムの回転を一方向だけでなく逆方向についても固定でき、構成部品の加工が行いやすく製造面でも有利となるという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図９は本発明を実施する形態の一例であって、クレーン等において、ジブの起伏や吊荷の昇降に用いられるワイヤロープ１を巻上げ下げするためのウインチ２のドラム３と一体に、円周方向複数所要箇所（図の例では等間隔に五箇所）に凸形の爪受歯４が突設された歯止車５を設け、前記ウインチ２のベースプレート６上に、先端部に前記爪受歯４の側面に対して係合・離脱可能なロック爪７が設けられたロック部材８を、該ロック爪７が歯止車５の半径方向へ近接・離反するよう歯止車５の回転軸９と平行な支点ピン１０を中心として回動自在に配設すると共に、前記ロック部材８のロック爪７を爪受歯４の側面に対して係合させるロック位置（図１〜図３参照）と、前記ロック部材８のロック爪７を爪受歯４の側面から離脱させる開放位置（図４及び図５の仮想線参照）とに切り換える駆動手段としてエアシリンダ等の流体圧シリンダ１１を配設し、更に、前記ロック爪７をロック位置と開放位置のいずれか一方の位置に保持するようロック部材８を付勢する付勢手段として圧縮バネ１２を配設したものである。

本図示例の場合、図５に示す如く、前記爪受歯４の側面に対してロック爪７を係合させた際、互いの接触面が歯止車５のロック爪７の係合位置における接線方向（図の例では水平方向）に対し直交する（図の例では垂直となる）ようにし、これにより、ロック部材８に水平力Ｆのみが作用し分力が生じないようにしてある。

又、本図示例の場合、図５に示す如く、負荷によってウインチ２のドラム３と一体に歯止車５が回転する方向は時計回りの方向を想定しているため、前記ロック部材８は主に歯止車５からの力を圧縮力として受けるようになっており、この場合に、支点ピン１０の軸心Ｏが少なくとも歯止車５のロック爪７係合位置における接線を基準として歯止車５から離れた位置（接線から偏心量Ｈだけ離れた位置）に配置されるようにし、これにより、前記ロック部材８に水平力Ｆが作用した際、支点ピン１０を中心に反時計回り方向のモーメントＭ（＝Ｆ×Ｈ）がロック部材８に働いて、該ロック部材８のロック爪７が歯止車５に押し付けられる形となり、セルフロック機構として機能するようにしてある。尚、前述の如く、本図示例の場合、図５に示す如く、負荷によってウインチ２のドラム３と一体に歯止車５が回転する方向は時計回りの方向を想定しているが、仮にウインチ２のモータが誤作動しドラム３と一体に歯止車５が反時計回りの方向へ回転しようとした場合には、ロック部材８が歯止車５からの力を引張力として受け、ドラム３の回転を阻止することは可能となる。但し、この場合、支点ピン１０を中心に時計回り方向のモーメントがロック部材８に働いて、該ロック部材８のロック爪７が歯止車５から離反しようとする形となり、ロック部材８単独ではセルフロック機構として機能しなくなるが、付勢手段としての圧縮バネ１２による付勢力を前記時計回り方向のモーメントを上回るように設定しておくことで対応は可能となる。

又、前記ロック部材８の基端部には、支点ピン１０を中心として回動自在に配設されたロック部材８の釣り合いを保持するためのバランスウエイト８ａを取り付けてある。

一方、図６に示す如く、負荷によってウインチ２のドラム３と一体に歯止車５が回転する方向が反時計回りの方向である場合には、前記ロック部材８は主に歯止車５からの力を引張力として受けるようになるため、支点ピン１０の軸心Ｏ´が少なくとも歯止車５のロック爪７係合位置における接線を基準として歯止車５寄りの位置（接線から偏心量Ｈ´だけ歯止車５側に近づく位置）に配置されるようにし、これにより、前記ロック部材８に水平力Ｆ´が作用した際、支点ピン１０を中心に反時計回り方向のモーメントＭ´（＝Ｆ´×Ｈ´）をロック部材８に働かせて、該ロック部材８のロック爪７を歯止車５に押し付ける形とし、セルフロック機構として機能するようにすれば良い。尚、図６に示す如く、負荷によってウインチ２のドラム３と一体に歯止車５が回転する方向を反時計回りの方向として想定したとしても、仮にウインチ２のモータが誤作動しドラム３と一体に歯止車５が時計回りの方向へ回転しようとした場合には、ロック部材８が歯止車５からの力を圧縮力として受け、ドラム３の回転を阻止することは可能となる。但し、この場合、支点ピン１０を中心に時計回り方向のモーメントがロック部材８に働いて、該ロック部材８のロック爪７が歯止車５から離反しようとする形となり、ロック部材８単独ではセルフロック機構として機能しなくなるが、付勢手段としての圧縮バネ１２による付勢力を前記時計回り方向のモーメントを上回るように設定しておくことで対応は可能となる。

又、前記駆動手段としてのエアシリンダ等の流体圧シリンダ１１に対しては、図７に示す如く、エアコンプレッサ等の圧力源１３からの流体圧を、ストップバルブ１４と、エアフィルタ１５と、ドライフィルタ１６と、減圧弁１７と、ルプリケータ１８と、２ポート電磁弁１９と、５ポート電磁弁２０と、スピードコントローラ２１とを介して供給し、エキゾーストフィルタ２２を介して排出するようにしてあり、前記５ポート電磁弁２０は、通電により切換可能で且つ通常時や故障発生時には磁石により自己保持可能な電磁弁とし、前記２ポート電磁弁１９は、通電により切換可能で且つ通常時や故障発生時にはバネ力により流体圧シリンダ１１への流体圧の給排を遮断する位置に復帰して自己保持可能な電磁弁としてある。尚、前記流体圧シリンダ１１は、エアシリンダに限らず、油圧シリンダとしても良い。

更に又、前記ウインチ２のベースプレート６上に立設したブラケット２３には、図１〜図４に示す如く、前記爪受歯４の位置を検出する二個の近接スイッチＡ，Ｂを配設し、該二個の近接スイッチＡ，Ｂにより、前記爪受歯４の位置に基づいてロック部材８のロック爪７を開放位置からロック位置に回動させることが可能であるか否かを検出する爪受歯位置検出手段を構成すると共に、前記ウインチ２のベースプレート６上に立設したブラケット２４には、図１〜図４に示す如く、前記ロック部材８がロック位置と開放位置のいずれに位置しているかを検出する二個のリミットスイッチＣ，Ｄを配設し、該二個のリミットスイッチＣ，Ｄによりロック部材位置検出手段を構成してある。

そして、前記ドラム３を固定する際には、図８に示す如く、モータ停止状態で運転室のドラム固定スイッチをＯＮにし（ステップＳ１参照）、近接スイッチＡ，Ｂの検出結果によりロック爪７がロック位置に入る条件が成立しているか否かを判断し（ステップＳ２参照）、ここで、近接スイッチＡがＯＮで近接スイッチＢがＯＦＦ（図１に示す状態）、近接スイッチＡがＯＮで近接スイッチＢがＯＮ（図２に示す状態）、近接スイッチＡがＯＦＦで近接スイッチＢがＯＮ（図３に示す状態）のいずれかである場合には、流体圧シリンダ１１を収縮させ（ステップＳ３参照）、この後、リミットスイッチＣ，Ｄの検出結果によりロック爪７がロック位置に入ったことが確認されたか否かを判断し（ステップＳ４参照）、リミットスイッチＣがＯＦＦでリミットスイッチＤがＯＮ（図１、図２、図３のいずれかに示す状態）である場合には、ドラム３の固定完了となるようにしてある（ステップＳ５参照）。尚、前記ステップＳ２において、近接スイッチＡ，Ｂの検出結果によりロック爪７がロック位置に入る条件が成立していない、即ち近接スイッチＡ，ＢがいずれもＯＦＦである場合には、ドラム３の巻上方向へモータを回転させてから（ステップＳ６参照）、再び近接スイッチＡ，Ｂの検出結果によりロック爪７がロック位置に入る条件が成立しているか否かを判断し（ステップＳ７参照）、近接スイッチＡ，ＢのいずれかがＯＮになった時点で、モータを停止させ（ステップＳ８参照）、前記ステップＳ３へ移行するようにしてある。又、前記ステップＳ４において、リミットスイッチＣ，Ｄの検出結果によりロック爪７がロック位置に入ったことが確認されなかった、即ちリミットスイッチＣがＯＮでリミットスイッチＤがＯＦＦ（図４に示す状態）である場合には、運転室の表示モニタに「ドラム固定動作異常発生」といった警報を発するようにしてある（ステップＳ９参照）。

一方、前記ドラム３を開放する際には、図９に示す如く、モータ停止状態で運転室のドラム開放スイッチをＯＮにし（ステップＳ１０１参照）、流体圧シリンダ１１を伸長させ（ステップＳ１０２参照）、リミットスイッチＣ，Ｄの検出結果によりロック爪７がロック位置から開放位置へ外れたことが確認されたか否かを判断し（ステップＳ１０３参照）、リミットスイッチＣがＯＮでリミットスイッチＤがＯＦＦ（図４に示す状態）である場合には、ドラム３の開放完了となるようにしてある（ステップＳ１０４参照）。尚、前記ステップＳ１０３において、リミットスイッチＣ，Ｄの検出結果によりロック爪７がロック位置から開放位置へ外れたことが確認されなかった、即ちリミットスイッチＣがＯＦＦでリミットスイッチＤがＯＮ（図１、図２、図３のいずれかに示す状態）である場合には、運転室の表示モニタに「ドラム開放動作異常発生」といった警報を発するようにしてある（ステップＳ１０５参照）。

この結果、本図示例のドラム固定装置の場合、周囲にギザギザの切刃部が形成された丸鋸状の円板と、楔状の爪とを用いている従来のドラム固定装置とは異なり、通常時には歯止車５とロック部材８のロック爪７とが非接触となるため、摩耗や騒音が発生しにくくなる一方、過剰な負荷がワイヤロープ１を介してドラム３に作用した場合や、ブレーキ（図示せず）が故障してそれを交換するメンテナンス時等において、ドラム３の回転を一方向だけでなく逆方向についても固定することが可能となる。

又、構成部品としての歯止車５の周囲には、従来のようなギザギザの切刃部を形成して丸鋸状とする必要がなく、複数の爪受歯４を形成すればよいため、加工がしやすく製造面でも不利となる心配はない。

こうして、接触部の摩耗や騒音を発生しにくくすることができ、且つドラム３の回転を一方向だけでなく逆方向についても固定でき、構成部品の加工が行いやすく製造面でも有利となる。

尚、本発明のドラム固定装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例におけるドラム固定時状態を示す側面図であって、近接スイッチＡがＯＮで近接スイッチＢがＯＦＦになる位置で歯止車が停止した状態を示す図である。 本発明を実施する形態の一例におけるドラム固定時状態を示す側面図であって、近接スイッチＡと近接スイッチＢがＯＮになる位置で歯止車が停止した状態を示す図である。 本発明を実施する形態の一例におけるドラム固定時状態を示す側面図であって、近接スイッチＡがＯＦＦで近接スイッチＢがＯＮになる位置で歯止車が停止した状態を示す図である。 本発明を実施する形態の一例におけるドラム開放時状態を示す側面図であって、ロック部材を開放側へ回動させることによりリミットスイッチＣがＯＮでリミットスイッチＤがＯＦＦになった状態を示す図である。 本発明を実施する形態の一例におけるロック部材が主に歯止車からの力を圧縮力として受ける場合に、支点ピンの軸心が歯止車のロック爪係合位置における接線を基準として歯止車から離れた位置に配置されるようにした状態を示す図である。 本発明を実施する形態の一例におけるロック部材が主に歯止車からの力を引張力として受ける場合に、支点ピンの軸心が歯止車のロック爪係合位置における接線を基準として歯止車寄りの位置に配置されるようにした状態を示す図である。 本発明を実施する形態の一例における流体圧シリンダの流体圧回路図である。 本発明を実施する形態の一例におけるドラム固定時の作動フローチャートである。 本発明を実施する形態の一例におけるドラム開放時の作動フローチャートである。

符号の説明

１ ワイヤロープ
２ ウインチ
３ ドラム
４ 爪受歯
５ 歯止車
７ ロック爪
８ ロック部材
９ 回転軸
１０ 支点ピン
１１ 流体圧シリンダ（駆動手段）
１２ 圧縮バネ（付勢手段）
１９ ２ポート電磁弁（電磁弁）
２０ ５ポート電磁弁（電磁弁）
Ａ 近接スイッチ（爪受歯位置検出手段）
Ｂ 近接スイッチ（爪受歯位置検出手段）
Ｃ リミットスイッチ（ロック部材位置検出手段）
Ｄ リミットスイッチ（ロック部材位置検出手段）
Ｆ 水平力
Ｆ´ 水平力
Ｈ 偏心量
Ｈ´ 偏心量
Ｍ モーメント
Ｍ´ モーメント
Ｏ 軸心
Ｏ´ 軸心

Claims (5)

1. ドラムと一体に設けられ且つ円周方向複数所要箇所に凸形の爪受歯が突設された歯止車と、
   先端部に前記爪受歯の側面に対して係合・離脱可能なロック爪が設けられ且つ該ロック爪が歯止車の半径方向へ近接・離反するよう歯止車の回転軸と平行な支点ピンを中心として回動自在に配設されたロック部材と、
   該ロック部材のロック爪を爪受歯の側面に対して係合させるロック位置と、前記ロック部材のロック爪を爪受歯の側面から離脱させる開放位置とに切り換える駆動手段と、
   前記ロック爪をロック位置と開放位置のいずれか一方の位置に保持するようロック部材を付勢する付勢手段と
   を備えたことを特徴とするドラム固定装置。
2. 前記爪受歯の側面に対してロック爪を係合させた際、互いの接触面が歯止車のロック爪係合位置における接線方向に対し直交するようにした請求項１記載のドラム固定装置。
3. 前記ロック部材が主に歯止車からの力を圧縮力として受ける場合に、支点ピンの軸心が少なくとも歯止車のロック爪係合位置における接線を基準として歯止車から離れた位置に配置されるようにした請求項２記載のドラム固定装置。
4. 前記ロック部材が主に歯止車からの力を引張力として受ける場合に、支点ピンの軸心が少なくとも歯止車のロック爪係合位置における接線を基準として歯止車寄りの位置に配置されるようにした請求項２記載のドラム固定装置。
5. 前記駆動手段を流体圧シリンダとし、該流体圧シリンダに対し流体圧を給排する回路に、通電により切換可能で且つ故障発生時には流体圧シリンダへの流体圧の給排を遮断する位置に復帰して流体圧シリンダを自己保持可能な電磁弁を設けた請求項１〜４のいずれか一つに記載のドラム固定装置。

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