JP2009057152A - 巻上装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フリーフォール機能を有するブレーキユニットを備えた巻上装置において、フリーフォール機能を備えていないものに簡単に変更できるようにすることを目的とする。
【解決手段】油圧モータ３により駆動される遊星減速機構４及びフリーフォール機能を有するブレーキユニット５をウインチドラム２の中空部に内蔵した巻上装置１において、ブレーキユニット５をウインチドラム２及び遊星減速機構４に対して着脱可能に構成すると共に、ブレーキユニット５を取外した場合は、ウインチドラム２の当該ブレーキユニット５を取外した位置に、遊星減速機構４と連結可能にダミーユニットを設置し得るよう構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は巻上装置に関するものである。

クレーンでは、荷の巻上げ、巻下げには巻上装置が使用されており、又、クレーンを杭打ち機のような作業機として使用する場合には、巻上装置は一旦巻上げた重錘等の荷重のフリーフォール（自由下降）に使用されている。

而して、従来の巻上装置には、バンド式制動装置やディスク式制動装置を備えたものがあるが、ディスク式制動装置を備えた巻上装置としては特許文献１に示すごときものがある。
特開２００３−２２６４７８号公報

特許文献１の巻上装置はフリーフォール機能を有するものであるが、ユーザがクレーンの巻上装置としてフリーフォール機能が不要の場合に、フリーフォール機能を有する巻上装置を用意しておくのは、無駄であり、コストも高くなる。又、フリーフォール機能を有していない巻上装置とフリーフォール機能を有する巻上装置の両方を備えておくのは、装置の管理、組立上非常に不便である。

本発明は、上記実情に鑑み、フリーフォール機能が不要なユーザにクレーンの巻上装置を提供する場合は、ブレーキユニットをフリーフォール機能を有さないダミーユニットと簡単に組替え得るようにすることを目的としてなしたものである。

本発明の巻上装置は、駆動装置により駆動される減速機構及びフリーフォール機能を有するブレーキユニットをウインチドラムの中空部に内蔵し得るようにした巻上装置において、前記ブレーキユニットを、前記減速機構に対して連結し得るよう構成すると共に、ウインチドラムに対し締結し得るよう構成し、前記ブレーキユニットを装着しない場合は、ウインチドラムの当該ブレーキユニットを装着する位置に、前記減速機構と連結可能であると共に、ウインチドラムに対して締結可能なダミーユニットを装着し得るよう構成したものである。

又、本発明の巻上装置においては、
駆動装置により駆動される減速機構は、
駆動装置の出力軸に取付けられたサンギヤと、第一の軸体に対し公転可能に支持されると共に前記サンギヤにより駆動され、しかも、ウインチドラムの内周側に固設したギヤケースのリングギヤを介して前記ウインチドラムを回転させるようにしたプラネタリギヤとを備え、
フリーフォール機能を有するブレーキユニットは、
前記ウインチドラムの中空部内に回転可能に収納されると共に、ウインチドラムの一側端面に取付け得るようにしたブレーキケースと、
該ブレーキケース内に回転可能に収納されて前記第一の軸体に対してスプライン結合可能に形成された第二の軸体と、
前記ブレーキケースの内周に軸線方向へ摺動可能に設けられた複数のアウタディスクと、
前記第二の軸体の外周に軸線方向へ摺動可能に設けられて前記アウタディスク間に位置するようにした複数のインナディスクと、
前記アウタディスク及びインナディスクが互いに離反するよう軸線方向へ摺動させて制動を解除するようにした液圧作動手段と、
前記アウタディスク及びインナディスクが互いに当接するよう軸線方向へ摺動させて制動を行なうようにした弾撥手段とを備え、
前記ダミーユニットは、前記ウインチドラムの一側端面に回転可能に支持されると共に、前記第一の軸体に対してスプライン結合し得るようにした第三の軸体を備えるようにすることが望ましい。

一般的にはクローラクレーンの巻上装置にフリーフォール機能が不要のユーザに対しても、フリーフォール機能を有するブレーキユニットを装着したまま巻上装置の提供を行なっている。しかし、本発明の巻上装置によれば、巻上装置にフリーフォール機能が不要なユーザに対しては、フリーフォール機能を有するブレーキユニットを簡単にフリーフォール機能を有しないダミーユニットに組替えて提供できるため、装置に無駄がなくてコストダウンを図ることができ、又、装置の管理、組立上非常に便利である、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６は本発明を実施する形態の一例である。図１はフリーフォール機能を有するブレーキユニットを備えた巻上装置の断面図、図２は同詳細断面図、図３はフリーフォール機能を有するブレーキユニットを備えた巻上装置による作業状態を示し、図３（ａ）は荷の巻上げ、巻下げの作動状態を示す斜視図、図３（ｂ）は荷のフリーフォールの作動状態を示す斜視図、図３（ｃ）は制動状態を示す斜視図である。又、図４はフリーフォール機能を有しない巻上装置を示す断面図、図５は巻上装置からブレーキユニットを取外した状態を示す断面図、図６は巻上装置にダミーユニットを取付ける状態を示す断面図である。

図１、図２に示すように、巻上装置１は、ウインチドラム２と、ウインチドラム２を駆動するブレーキ３ａを備えた油圧モータ３と、油圧モータ３の駆動力をウインチドラム２に伝達する遊星減速機構４とを備えており、フリーフォール機能が必要な場合は、ウインチドラム２の回転を制動したり、油圧モータ３の駆動力を伝達、非伝達にする湿式多板式のブレーキユニット５を備えるようになっている。又、図４に示すように、フリーフォール機能が必要ない場合、巻上装置１は、ブレーキユニット５に替えてダミーユニット６を備えるようになっており、ダミーユニット６以外はフリーフォール機能を有する場合と同様の構成である。

クレーンの架台に着脱可能に取付けられた左右のフレーム７、８には巻上装置１を設置し得るようになっている。すなわち、フレーム７の外側部には、油圧モータ３が設置され、油圧モータ３の出力軸３ｂには、遊星減速機構４のサンギヤ９が外嵌、固定されている。フレーム７の中空部には軸受１０が内嵌されており、軸受１０にはウインチドラム２が、一端部に形成した軸部２ａを介し、回転可能に支持されている。

ウインチドラム２の中空部には、筒状のギヤケース１１が収納され、ギヤケース１１の一端部外周は、ウインチドラム２の一端部内周に固定されている。又、ギヤケース１１の内周には、リングギヤ１２が形成され、リングギヤ１２には、サンギヤ９に噛合されたプラネタリギヤ１３が噛合されている。

ウインチドラム２の中空部のギヤケース１１を固定した側とは反対側の端部には、軸受１４が内嵌されており、ギヤケース１１の中空部の軸受１４に近接した側の端部には、軸受１５が内嵌されている。軸受１４、１５にはブレーキユニット５の筒状のブレーキケース１６、又は、ダミーユニット６の軸体１７が回転可能に内嵌し得るようになっており、フレーム８には、ブレーキユニット５のブレーキケース１６或はダミーユニット６の軸体１７を取付け得るようになっている。

ブレーキユニット５のブレーキケース１６における中空部の軸受１５側端部には、軸受１８が内嵌されており、軸受１８には、キャリヤ軸１９が回転可能に内嵌、支持されている。而して、キャリヤ軸１９のサンギヤ９側端部は、自転可能なプラネタリギヤ１３が公転可能に支持されたキャリヤ軸２０にスプライン結合されて軸線方向へ移動し得るようになっている。キャリヤ軸１９のキャリヤ軸２０とは反対側の端部外周面には、複数枚のインナディスク２１がスプライン結合により軸線方向へ摺動し得るように外嵌され、キャリヤ軸１９、２０と一体に回転し得るようになっている。

ブレーキケース１６の軸受１５側とは反対側の端部内周面には、複数枚のアウタディスク２２がスプライン結合により軸線方向へ摺動可能に外嵌されている。インナディスク２１とアウタディスク２２は軸線方向へ交互に配置され、インナディスク２１及びアウタディスク２２の軸線方向の両外側位置には、アウタディスク２２が配置されている。ブレーキケース１６内におけるアウタディスク２２の軸線方向外側には、ピストン２３が軸線方向へ摺動可能に収納されている。又、ピストン２３の外周側に形成した凸状押圧部２３ａの先端は軸線方向の最も外側に位置するアウタディスク２２の側面に当接し、ピストン２３の凸状押圧部２３ａが形成された側とは反対側には、ピストン２３をアウタディスク２２側へ付勢してアウタディスク２２とインナディスク２１とを当接させ、ウインチドラム２の制動を行い得るよう、スプリング２４が巻装されている。

ブレーキケース１６の中空部の内周及びピストン２３の凸状押圧部２３ａの外周側に形成された段部並びに軸線方向において最も外側に位置するアウタディスク２２の側面により包囲された空間により、オイルチャンバ２５が形成されている。而して、ブレーキケース１６に形成した圧油供給路２６からオイルチャンバ２５へ圧油を導入することにより、スプリング２４の抗力に打ち勝って、ピストン２３をアウタディスク２２から離れる方向へ押圧してアウタディスク２２とインナディスク２１を離反させ、ウインチドラム２の制動を解除し得るようになっている。

フリーフォール機能を有しない場合に用いるダミーユニット６の軸体１７のキャリヤ軸２０側端部は、ダミーユニット６を軸線方向へ移動させ得るよう、キャリヤ軸２０に対してスプライン結合されるようになっている。

又、ブレーキユニット５及びダミーユニット６は何れも、ボルト２７によりウインチドラム２の一側端面に締結し得るようになっている。

次に、上記した図示例においてブレーキユニット５を設けた場合の巻上装置１の作動について、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）をも参照して説明する。なお、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す巻上装置の構成は、図１、図２のものを簡略化して表しており、若干形状が異なってはいるが、図１、図２と同一の符号を付した部分は同一のものを示している。

Ｉ）荷Ｗの巻上げ、巻下げを行なう場合。
オイルチャンバ２５には、圧油が供給されておらず、スプリング２４の弾撥力によりピストン２３はアウタディスク２２側へ押圧されている。このため、全てのアウタディスク２２とインナディスク２１とは、互いに当接して摩擦力により連結され、キャリヤ軸１９、２０が制動されている。

ブレーキ３ａの制動を解除して油圧モータ３を駆動すると、出力軸３ｂを介してキャリヤ軸１９のサンギヤ９が回転し、サンギヤ９の回転により、リングギヤ１２が公転することなく自転し、リングギヤ１２を介してギヤケース１１、ウインチドラム２が一体で回転する。このため、図３（ａ）の矢印方向へ出力軸３ｂが回転すると、ウインチドラム２は矢印方向へ回転するため荷Ｗは巻上げらて上昇する。又、出力軸３ｂの回転方向が矢印と反対方向の場合は、荷Ｗは巻下げられて下降する。

ＩＩ）フリーフォールを行なう場合。
油圧モータ３は停止してブレーキ３ａにより制動されている。又、オイルチャンバ２５には、圧油を供給してアウタディスク２２とインナディスク２１を切り離すと共に、オイルチャンバ２５に供給する圧油の圧力を調整する。このため、アウタディスク２２とインナディスク２１の制動力が変りフリーフォール時の速度が調整される。而して、サンギヤ９は回転しないが、図３（ｂ）に示すように、荷Ｗの重量によりウインチドラム２、ギヤケース１１が矢印方向へ回転トルクを受ける。この場合、キャリヤ軸１９、２０は制動力が調整されているため、プラネタリギヤ１３はサンギヤ９の周囲を自転しつつ公転し、その結果、キャリヤ軸２０、１９も回転してウインチドラム２、ギヤケース１１は図３（ｂ）の矢印方向へ回転するため、荷Ｗはフリーフォール（自由下降）する。

ＩＩＩ）制動を行なう場合。
油圧モータ３は停止してブレーキ３ａにより制動されているため、サンギヤ９は回転せず、停止している。又、オイルチャンバ２５には圧油は全く導入されず、従って、スプリング２４の弾撥力により全てのアウタディスク２２とインナディスク２１とは、互いに当接して摩擦力によりキャリヤ軸１９、２０が制動されている。このため、プラネタリギヤ１３は自転も公転もできず、ギヤケース１１、ウインチドラム２は制動されて停止する。

次に、巻上装置１のフリーフォール機能が不要の場合に、ブレーキユニット５をダミーユニット６に組替える場合の手順を図５、図６をも参照して説明する。
図１、図２の状態で停止している巻上装置１において、ブレーキケース１６を所定の交換用治具に支持させると共に、フレーム７、８をクレーンの架台から離脱させ、ボルト２７をウインチドラム２の一側端面から抜き取ってブレーキユニット５のウインチドラム２に対する締結を解除し、図５の矢印方向へブレーキユニット５を引抜く。これにより、図５に示すごとく、キャリヤ軸１９はキャリヤ軸２０から抜けてスプライン結合を解除され、ブレーキユニット５はフレーム８、軸受１４等と共に、ウインチドラム２の側端面から離脱させられる。

次に、軸体１７にフレーム８及び軸受１４をセットしたダミーユニット６を交換用治具を用いて芯合せをしたうえ、図６に示すごとく、ウインチドラム２の一側から軸線方向へ移動させ、軸体１７をキャリヤ軸２０とスプライン結合させ、ダミーユニット６をウインチドラム２の一側端面にボルト締結し、フレーム８をクレーンに固定する。これにより、ダミーユニット６は巻上装置１に所定の状態にセットされ、図４に示すごとき状態になる。

而して、ダミーユニット６を備えた巻上装置１は、油圧モータ３を駆動することにより、荷の巻上げ、巻下げに使用される。

現在は巻上装置１にフリーフォール機能が不要のユーザに対しても、フリーフォール機能を有するブレーキユニット５を装着したまま巻上装置１の提供を行なっている。しかし、本図示例の巻上装置１によれば、巻上装置１にフリーフォール機能が不要なユーザに対しては、フリーフォール機能を有するブレーキユニット５を簡単にフリーフォール機能を有しないダミーユニット６に組替えて提供できるため、装置に無駄がなくてコストダウンを図ることができ、又、装置の管理、組立上非常に便利である。

なお、本発明の巻上装置は、上記した実施の形態に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。

本発明の巻上装置の一例の断面図であり、フリーフォール機能を有するブレーキユニットを備えた巻上装置の断面図である。 図１の詳細断面図である。 図１、図２のフリーフォール機能を有するブレーキユニットを備えた巻上装置による作業状態を示し、図３（ａ）は荷の巻上げ、巻下げの作動状態を示す斜視図、図３（ｂ）は荷のフリーフォールの作動状態を示す斜視図、図３（ｃ）は制動状態を示す斜視図である。 本発明の巻上装置の一例の断面図で、フリーフォール機能を有するブレーキユニットが備えられていない巻上装置の断面図である。 巻上装置からブレーキユニットを取外した状態を示す断面図である。 巻上装置にダミーユニットを取付ける状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 巻上装置
２ ウインチドラム
３ 油圧モータ（駆動装置）
３ｂ 出力軸
４ 遊星減速機構（減速機構）
５ ブレーキユニット
６ ダミーユニット
９ サンギヤ
１１ ギヤケース
１２ リングギヤ
１３ プラネタリギヤ
１６ ブレーキケース
１７ 軸体（第三の軸体）
１９ キャリヤ軸（第二の軸体）
２０ キャリヤ軸（第一の軸体）
２１ インナディスク
２２ アウタディスク
２３ ピストン（液圧作動手段）
２３ａ 凸状押圧部（液圧作動手段）
２４ スプリング（弾撥体）
２５ オイルチャンバ（液圧作動手段）
２６ 圧油供給路（液圧作動手段）

Claims (2)

1. 駆動装置により駆動される減速機構及びフリーフォール機能を有するブレーキユニットをウインチドラムの中空部に内蔵し得るようにした巻上装置において、前記ブレーキユニットを、前記減速機構に対して連結し得るよう構成すると共に、ウインチドラムに対し締結し得るよう構成し、前記ブレーキユニットを装着しない場合は、ウインチドラムの当該ブレーキユニットを装着する位置に、前記減速機構と連結可能であると共に、ウインチドラムに対して締結可能なダミーユニットを装着し得るよう構成したことを特徴とする巻上装置。
2. 駆動装置により駆動される減速機構は、
   駆動装置の出力軸に取付けられたサンギヤと、第一の軸体に対し公転可能に支持されると共に前記サンギヤにより駆動され、しかも、ウインチドラムの内周側に固設したギヤケースのリングギヤを介して前記ウインチドラムを回転させるようにしたプラネタリギヤとを備え、
   フリーフォール機能を有するブレーキユニットは、
   前記ウインチドラムの中空部内に回転可能に収納されると共に、ウインチドラムの一側端面に取付け得るようにしたブレーキケースと、
   該ブレーキケース内に回転可能に収納されて前記第一の軸体に対してスプライン結合可能に形成された第二の軸体と、
   前記ブレーキケースの内周に軸線方向へ摺動可能に設けられた複数のアウタディスクと、
   前記第二の軸体の外周に軸線方向へ摺動可能に設けられて前記アウタディスク間に位置するようにした複数のインナディスクと、
   前記アウタディスク及びインナディスクが互いに離反するよう軸線方向へ摺動させて制動を解除するようにした液圧作動手段と、
   前記アウタディスク及びインナディスクが互いに当接するよう軸線方向へ摺動させて制動を行なうようにした弾撥手段とを備え、
   前記ダミーユニットは、前記ウインチドラムの一側端面に回転可能に支持されると共に、前記第一の軸体に対してスプライン結合し得るようにした第三の軸体を備えた請求項１に記載の巻上装置。

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