JP2012001320A - ワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成にて、ウォームホイールがウォームを回転駆動する、所謂、逆転現象を防止することのできるワイヤーロープ巻取り機の逆転防止装置を提供する。
【解決手段】ワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置１は、基板２に取り付けられ、ウォームホイール１０２の歯に係合し、ウォームホイール１０２の回転に抵抗する力を付与する回転抑止作動手段３と、基板２に取り付けられ、回転抑止作動手段３をウォームホイール１０２の方へと付勢する押圧手段３と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウォームとウォームホイールとを備え、ウォームに取り付けたハンドルを操作することにより、ウォームホイールに一体に取り付けられたドラムにワイヤーロープを巻付け、或いは、解放して物の上げ下ろしなどに使用するワイヤーロープ巻取り機の逆転防止装置に関するものである。

従来、ウォームとウォームホイールとを備え、ウォームホイールに一体に取り付けられたドラムにワイヤーロープを巻付け、ワイヤーロープを巻取り、或いは、解放することにより物の上げ下ろしなどを行うワイヤーロープ巻取り機が幅広く使用されている。

例えば、石油精製工場では、タンクヤードの滞水を除去するために排水作業がしばしば必要とされる。図１、図２は、タンクヤードの排水設備（排水ピット）Ｐにて使用されているワイヤーロープ巻取り機１００を示す。

ワイヤーロープ巻取り機１００は、ウォーム１０１とウォームホイール１０２とを備え、ウォームホイール１０２に一体にワイヤーロープ巻取りドラム１０３が取付けられている。ドラム１０３に巻き付けられたワイヤーロープ２００は、一端２００ａがガイドローラ１０４を経て排水設備に接続された回動自在の排水管（スイングパイプ）２０１の先端排水口２０２の近傍に連結されている。

斯かる排水設備では、作業者は、ウォーム１０１に取り付けられたハンドル１０５を操作することにより、ウォーム１０１を回転させ、その回転をウォームホイール１０２に伝える。ウォームホイール１０２の回転によりドラム１０３を回転させて、ワイヤーロープ２００をドラム１０３に巻取り、或いは、ドラム１０３から解放する。これにより、排水管２０１の先端排水口２０２は、上方に或いは下方へと差し向けられる。

通常、ウォーム１０１とウォームホイール１０２を備えたワイヤーロープ巻取り機１００は、ドラム１０３が一体に取付けられているウォームホイール１０２にトルク（回転駆動力）を掛けてもウォーム１０１が駆動されることはないように設計されている。所謂、セルフロック（自動締まり）と言われるものである。

しかしながら、図１に示すような排水設備における排水管２０１の排水口２０２の上げ下げに使用されるワイヤーロープ巻取り機１００は、次のような問題が生じていた。

つまり、排水のために排水管２０１の先端排水口２０２を下方へと下げる操作（スイングダウン操作）を行う際には、作業者がハンドル１０５を操作し、ウォーム１０１を連続的に回転し、ドラム１０３のワイヤーロープ２００を解放して行く。このとき、排水管２０１が垂直状態近傍（上方傾斜）位置（ａ）から水平状態位置（ｂ）、更には下方傾斜位置（ｃ）へと回動されるにつれて、排水管の重量及び排水管内に溜まった水（Ｗ）の重量のためにワイヤーロープ２００を介してドラム１０３に大きな引張り力、即ち、回転トルク（駆動力）が掛かることとなる。これにより、セルフロックが利かなくなり、ウォームホイール１０２がウォーム１０１を回転駆動する、所謂、逆転現象が生じ、排水管２０１は急激に下方へと回動することとなる。この場合には、作業者の意図に反してハンドル１０５が急激に無制御に回転駆動されることになり、作業者がその回転を止めることは容易ではなくなり、作業者によるハンドル操作を不可とする。

なお、本特許出願人は、出願時点において、上記従来の問題を解決するための本発明に関連した装置等を開示する先行技術文献を見つけることができなかった。従って、先行技術文献情報を開示していない。

斯かる問題を解決するために、回動する排水管を小さくして排水管の重量及び排水管内の貯水量を小とすることが考えられるが、排水作業効率が低下するという問題がある。

そこで、本発明の目的は、簡単な構成にて、ウォームホイールがウォームを回転駆動する、所謂、逆転現象を防止することのできるワイヤーロープ巻取り機の逆転防止装置を提供することである。

上記目的は本発明に係るワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置にて達成される。要約すれば、本発明は、ウォームとウォームホイールとを備え、ウォームに取り付けたハンドルを操作することにより、ウォームホイールに一体に取り付けられたドラムに対するワイヤーロープの巻付け、解放を行うワイヤーロープ巻取り機の逆転防止装置であって、
基板と、
前記基板に取り付けられ、前記ウォームホイールの歯に係合し、前記ウォームホイールの回転に抵抗する力を付与する回転抑止作動手段と、
前記基板に取り付けられ、前記回転抑止作動手段を前記ウォームホイールの方へと付勢する押圧手段と、
を有することを特徴とするワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置である。

本発明の一実施態様によると、前記回転抑止作動手段は、前記基板に揺動自在に担持された作動アームと、前記作動アームに回転自在に取り付けられ、前記作動アームにより前記ウォームホイールの歯と歯との間に係合する第一の位置と前記ウォームホイールの歯先に当接する第二の位置との間で移動する作動ローラと、を備え、前記押圧手段は、前記作動アームに当接する当接部材と、前記当接部材を前記作動アームの方へと付勢する付勢部材とを備えている。

本発明の他の実施態様によると、前記作動アームの揺動中心と前記作動ローラの回転中心とを結ぶ軸線は、前記ウォームホイールの歯先円に対して９０°以下の所定の角度（θ）とされ、前記作動ローラは、前記ワイヤーロープ巻取り機のワイヤーロープ解放のための回転方向に対して順方向となるように設置されている。

本発明の他の実施態様によると、前記作動ローラは、前記ウォームホイールの隣接する二つの歯の歯先間の距離より大とされる。

本発明のワイヤーロープ巻取り機の逆転防止装置によれば、簡単な構成にて、ウォームホイールがウォームを回転駆動する、所謂、逆転現象を防止することができる。

タンクヤードの排水設備（排水ピット）にて使用されているワイヤーロープ巻取り機を説明する斜視図である。 タンクヤードの排水設備（排水ピット）にて使用されているワイヤーロープ巻取り機を説明する平面図である。 本発明に係るワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置の一実施例を説明する斜視図である。 本発明に係るワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置の一実施例を説明する平面図であり、作動ローラが第一の位置にある。 本発明に係るワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置の一実施例を説明する平面図であり、作動ローラが第二の位置にある。 本発明に係るワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置の他の変更実施例を説明する平面図であり、作動ローラが第二の位置にある。

以下、本発明に係るワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図３に、本発明に係るワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置（以下、単に「逆転防止装置」という。）１の一実施例の全体構成を示す。本実施例にて、逆転防止装置１は、図１、図２を参照して説明した、石油精製工場におけるタンクヤードの排水設備（排水ピット）Ｐにて使用されているワイヤーロープ巻取り機１００に設置されるものとして説明する。

ワイヤーロープ巻取り機１００は、基台フレーム１１０に、ウォーム１０１とウォームホイール１０２が回転自在に支承されており、ウォームホイール１０２には一体にワイヤーロープ巻取りドラム１０３が取付けられている。図１、図２に示すように、ドラム１０３のワイヤーロープ２００の先端２００ａは、ガイドローラ１０４を介して排水設備に接続された回動自在の排水管２０１の先端排水口２０２の近傍に連結されている。

ワイヤーロープ巻取り機１００は、通常は、上述したように、所謂、セルフロック（自動締まり）により、ワイヤロープ巻取りドラム１０３が一体に取付けられているウォームホイール１０２にトルクが掛かってもウォーム１０１が回転駆動されることはない。

ウォーム１０１には一体にハンドル１０５が取付けられており、作業者がハンドル１０５を操作することによって、ウォーム１０１及びウォームホイール１０２を回動させ、排水管２０１の先端排水口２０２の上げ、下げ操作をすることができる。

本実施例の逆転防止装置１は、ワイヤーロープ巻取り機１００のウォームホイール１０２に隣接して設置される。逆転防止装置１は、ワイヤーロープ巻取り機１００の基台フレーム１１０に取付けられる基板２を有している。基板２には、ウォームホイール１０２の歯１０２ａに係合し、ウォームホイール１０２の回転に抵抗する力を付与するウォームホイール回転抑止作動手段３と、ウォームホイール回転抑止作動手段３をウォームホイール１０２の方へと付勢する押圧手段４とが取付けられている。

以下、更に、ウォームホイール回転抑止作動手段３及び押圧手段４について説明する。

（ウォームホイール回転抑止作動手段）
図４、図５をも参照すると、ウォームホイール回転抑止作動手段（以下、単に「作動手段」という。）３は、一端３１ａが、回転中心Ｏａを持つ枢軸３２にて基板２に揺動自在に取り付けられた作動アーム３１と、作動アーム３１の他端３１ｂに回転自在に取り付けられた作動ローラ３３とを備えている。好ましくは、作動ローラ３３の直径Ｄは、ウォームホイール１０２の隣り合った二つの歯１０２ａ、１０２ａの歯先１０２ｂと歯先１０２ｂの間の歯先間距離Ｓより大とされる。つまり、作動ローラ３３の回転中心Ｏｂは、歯先円１０２Ａよりウォームホイール１０２の半径方向外方に位置するようにする。この構成により、作動ローラ３３がウォームホイール１０２の歯１０２ａと歯１０２ａの間（谷部１０２ｃ）に落ち込むにも拘らず、ウォームホイール１０２の何れの方向への回転をも可能とすることができる。

本実施例では、図３〜図５にて、ウォーム１０１のハンドル１０５を時計方向（矢印Ｆ方向）、即ち、ウォームホイール１０２を時計方向に回転することにより、ワイヤーロープ２００をドラム１０３に巻取り、排水管２０１を水平状態から垂直状態方向へと回転させる。従って、ウォーム１０１のハンドル１０５を反時計方向（矢印Ｒ方向）、即ち、ウォームホイール１０２を反時計方向に回転することにより、ワイヤーロープ２００をドラム１０３から解放し、排水管２０１を垂直状態から水平状態へと回転させる。

ここで、本実施例では、作動アーム３１の枢軸３２の中心Ｏａと、作動ローラ３３の回転中心Ｏｂとを結ぶ軸線Ｏａ−Ｏｂは、ウォームホイール１０２の歯先円１０２Ａに対して９０°以下の、通常、３０°〜６０°の範囲の所定の角度（θ）で傾斜して設けられている。即ち、作動ローラ３３は、ウォームホイール１０２の反時計方向への回転に対して順方向に、また、ウォームホイール１０２の時計方向に対して逆方向（カウンター）にてウォームホイールの外周に当接するように設置される。従って、作動アーム３１は、枢軸３２の中心Ｏａを回転中心として、作動ローラ３３がウォームホイール１０２の回転に伴い（反時計方向又は時計方向の何れの回転においても）、図４に示す、ウォームホイール１０２の歯１０２ａと歯１０２ａの間（谷部１０２ｃ）に落ち込んだ位置（第一の位置）と、図５に示す、歯先１０２ｂに乗り上げた位置（第二の位置）との間で移動可能となるように揺動運動することができる。

つまり、作動手段３は、作動ローラ３３がウォームホイール１０２の歯１０２ａに係合し、また、押圧手段４によりウォームホイール１０２側へと押圧されることにより、ウォームホイール１０２の回転に抵抗する力を付与する機能をなす。

（押圧手段）
図４、図５をも参照すると、押圧手段４は、基板２に対して直立して固定された支持板２１、２２を備えている。この両支持板２１、２２は、所定の距離Ｌ１離間して互いに平行に設置されている。また、両支持板２１、２２には、往復移動軸４１が貫通するように、往復移動軸の軸線方向に同中心にて貫通穴２１ａ、２２ａが形成されている。この貫通穴２１ａ、２２ａを貫通して設置された往復移動軸４１は、一側の端部近傍４１ａが両支持板２１、２２に往復動自在に担持されている。両支持板２１、２２に担持されていない往復移動軸４１の他方側の先端４１ｂには、作動アーム３１の側面３１ｃに当接する、例えば円盤状の当接部材４２が固定されている。

また、当接部材４２と支持板２１との間には、往復移動軸４１の外周を囲包して同中心にて、付勢部材としての圧縮コイルばね４３が配置される。即ち、圧縮コイルばね４３は、当接部材４２を作動アーム３１の側面３１ｃに押し付けるように作用する。

本実施例では、圧縮コイルばね４３により作動アーム側面３１ｃ方向へと付勢されている往復移動軸４１の抜け止め部材として、両支持板２１、２２の間にて、支持板２１に近接してストッパ４４が止めねじ４５などを利用して往復移動軸４１に取付けられている。もし、往復移動軸４１として長尺のボルトを使用した場合には、図６に示すように、当接部材４２は、ボルトヘッドを利用することができ、また、ストッパ４４は、ボルトのねじ軸に螺合するナットとすることができる。

勿論、ストッパ４４は、往復移動軸４１に対する取付位置を調整することにより、当接部材４２の作動アーム３１に対する当接位置（当接圧）を微調整することができる。

尚、本実施例では、当接部材４２の往復運動を案内する案内支持板４６を基板２に設けている。これにより、当接部材４２が作動アーム３１に当接することによる作動アーム３１からの反力により往復移動軸４１を撓ませることを防止することができ、往復移動軸４１の長手軸線方向に沿った円滑な往復移動を可能とする。

（作動）
上記構成とされる本実施例の逆転防止装置１の作動態様について説明する。

本実施例では、上述したように、図３〜図５にて、ウォーム１０１のハンドル１０５を時計方向（図３にて矢印Ｆ方向）に回し、即ち、ウォームホイール１０２を時計方向に回転させる。これにより、ワイヤーロープ２００をドラム１０３に巻取り、排水管２０１を水平状態から垂直方向へと回転させることができる。通常、排水管２０１は、図１に示すように、垂直状態近傍位置、即ち、垂直状態より幾分（１０°〜３０°程度）水平状態へと傾いた傾斜状態に維持されている。

この状態では、上述したように、ウォーム１０１とウォームホイール１０２を備えたワイヤーロープ巻取り機１００は、所謂、セルフロック（自動締まり）により、ウォームホイール１０２にトルクを掛けてもウォーム１０１が駆動されることはない。

ここで、排水のために排水管２０１を下げる操作（スイングダウン操作）を行うに際しては、作業者は、ハンドル１０５を操作し、本実施例では、ウォーム１０１のハンドル１０５を反時計方向（図３にて矢印Ｒ方向）に回転することにより、ウォーム１０１及びドラム１０３を反時計方向に回転し、ドラム１０３のワイヤーロープ２００をドラム１０３から解放して行く。このとき、排水管２０１が垂直状態から水平状態へと、即ち、排水管２０１の先端排出口２０２が水平位置状態へと回動されるにつれて、排水管２０１の重量及び排水管内に溜まった水（Ｗ）の重量のためにワイヤーロープ２００を介してドラム１０３に大きな引張り力、即ち、回転トルク（ウォームホイール駆動力）が掛かることとなる。

本発明によれば、ワイヤーロープ巻取り機１００には、上記実施例にて説明した構成の逆転防止装置１が設置されており、従って、従来生じていた問題、即ち、セルフロックが利かなくなり、ウォームホイール１０２がウォーム１０１を回転駆動する、所謂、逆転現象が生じ、排水管２０１が急激に下方へと回動する、といった状態は阻止される。

即ち、本実施例によれば、作動手段３の作動アーム３１は、押圧手段４により、図３〜図５にて、揺動中心Ｏａを中心として反時計方向へと付勢されている。つまり、押圧手段４の当接部材４２が作動アーム３１の側面３１ｃに当接しており、押圧手段４の圧縮コイルばね４３の押圧力により、作動アーム３１の先端の当接ローラ３３がウォームホイール１０２の外周に押圧されている。

図４に示すように、ウォームホイール１０２の歯１０２ａと歯１０２ａの間１０２ｃに落ち込んだ位置にある当接ローラ３３は、ウォームホイール１０２が矢印（反時計方向）へと回転されるとウォームホイール１０２の歯１０２ａにより押圧され、即ち、ウォームホイール１０２にウォームホイール１０２の回転を抑止する力を与えながら、作動アーム３１は、押圧手段４の付勢力に抗して揺動中心Ｏａの周りに時計方向へと回転する。従って、当接ローラ３３は、図５に示すように、ウォームホイール１０２の歯先部１０２ｃに乗り上げることとなる。

更に、ウォームホイール１０２が矢印方向（反時計方向）へと回転されると、ウォームホイール１０２の歯先部１０２ｃに乗り上げていた当接ローラ３３は、作動アーム３１が押圧手段４により揺動中心Ｏａの周りに反時計方向へと付勢されていることにより、図４に示すように、再度、ウォームホイール１０２の歯１０２ａと歯１０２ａの間１０２ｃに落ち込む。

このように、ウォーム１０１のハンドル１０５を反時計方向に回転することによりドラム１０３のワイヤーロープ２００を解放して行くに際しても、ウォームホイール１０２には、歯１０２ａと歯１０２ａの間１０２ｃに当接ローラ３３が嵌り込むことによりウォームホイール１０２の回転に対して抵抗が加えられ、ウォームホイール１０２には間欠的に大きな回転方向とは逆方向の負荷が付与される。このため、スイングダウン操作時に、セルフロックが利かなくなりウォームホイール１０２が無制御に回転し出す、所謂、逆転現象の発生を有効に防止することができる。

本実施例の逆転防止装置１の構成では、押圧手段４による当接ローラ３３のウォームホイール１０２に対する押圧力（当接圧）は重要であり、使用する圧縮コイルばね４３の線径等の仕様、或いは、支持板２１の位置を調整し、当接部材４２と支持板２１との間の距離Ｌ２を変更するなどして当接ローラ３３のウォームホイール１０２に対する当接圧を調整した。

一つの具体的寸法例を挙げれば、次の通りである。
・作動アーム３１の有効アーム長さＬ：３０ｍｍ
・作動アーム３１の傾斜角度θ：５０°
・作動ローラ３３の材質及び直径：真鍮、Ｄ＝１６ｍｍ
・圧縮コイルばね４３
ばね材及び線径ｄ：ＳＡＥ９２５４、ｄ＝３ｍｍ
コイル内径：１０ｍｍ
コイル総巻数：１４ｔｕｒｎ
自由長：４０ｍｍ
圧縮長：２８ｍｍ

本実施例の逆転防止装置１をワイヤーロープ巻取り機１００に設置することにより、ウォームホイール１０２、即ち、ドラム１０３の逆転現象は完全に防止することができた。また、ワイヤーロープ２００をドラム１０３に巻取り、排水管２０１を水平状態から垂直状態方向へと回転させる作業も又、何ら問題なく行うことができた。

１ ワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置
２ 基板
３ ウォームホイール回転抑止作動手段
４ 押圧手段
２１、２２ 支持板
３１ 作動アーム
３２ 枢軸
３３ 作動ローラ
４１ 往復移動軸
４２ 当接部材
４３ 圧縮ばね
４４ ストッパ
１００ ワイヤーロープ巻取り機
１０１ ウォーム
１０２ ウォームホイール
１０３ ワイヤローム巻取りドラム
１０５ ハンドル
２００ ワイヤーロープ
２０１ 排水管（スイングパイプ）

Claims (4)

1. ウォームとウォームホイールとを備え、ウォームに取り付けたハンドルを操作することにより、ウォームホイールに一体に取り付けられたドラムに対するワイヤーロープの巻付け、解放を行うワイヤーロープ巻取り機の逆転防止装置であって、
   基板と、
   前記基板に取り付けられ、前記ウォームホイールの歯に係合し、前記ウォームホイールの回転に抵抗する力を付与する回転抑止作動手段と、
   前記基板に取り付けられ、前記回転抑止作動手段を前記ウォームホイールの方へと付勢する押圧手段と、
   を有することを特徴とするワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置。
2. 前記回転抑止作動手段は、前記基板に揺動自在に担持された作動アームと、前記作動アームに回転自在に取り付けられ、前記作動アームにより前記ウォームホイールの歯と歯との間に係合する第一の位置と前記ウォームホイールの歯先に当接する第二の位置との間で移動する作動ローラと、を備え、
   前記押圧手段は、前記作動アームに当接する当接部材と、前記当接部材を前記作動アームの方へと付勢する付勢部材とを備えている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置。
3. 前記作動アームの揺動中心と前記作動ローラの回転中心とを結ぶ軸線は、前記ウォームホイールの歯先円に対して９０°以下の所定の角度（θ）とされ、前記作動ローラは、前記ワイヤーロープ巻取り機のワイヤーロープ解放のための回転方向に対して順方向となるように設置されていることを特徴とする請求項２に記載のワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置。
4. 前記作動ローラは、前記ウォームホイールの隣接する二つの歯の歯先間の距離より大とされることを特徴とする請求項３に記載のワイヤーロープ巻取り機逆転防止装置。

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