JP2019202832A - ウインチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クレーンのウインチ装置に対し一般に複数設置されることの多いワイヤロープガイドにワイヤロープ把持機能をも備えることにより、ワイヤロープ切断時のワイヤロープの暴れによる危険を可及的に防止する。【解決手段】 ワイヤロープ５と、当該ワイヤロープ５の一端側が巻き回されるウインチドラムと、前記ワイヤロープ５の他端側に吊り下げられる吊荷用フックと、前記ワイヤロープ５が経由する個所に配置されたワイヤロープガイド１１と、を備えたウインチ装置であって、前記ワイヤロープガイド１１は前記ワイヤロープ５に張力があるときはワイヤロープガイドとして機能し、前記ワイヤロープガイド１１は前記ワイヤロープ５の張力が失われたときはワイヤロープ把持装置として機能する。【選択図】 図３

Description

本発明はクレーンに用いられるウインチ装置に関し、特にワイヤロープ切断時にワイヤロープを把持することでワイヤロープの暴れを抑える機能を備えたウインチ装置に関する。

クレーン構造規格及び移動式クレーン構造規格によって、切断荷重に対し所定の安全率以上となるような条件でワイヤロープを使用することが義務付けられている。

ワイヤロープは荷重が掛かった状態でウインチドラム又はシーブによって曲げられ、また真っ直ぐに曲げ戻される。その際、ワイヤロープを構成する素線同志がこすり合わされ摩擦力によってき裂が発生する。発生したき裂は少しずつ進展し、やがて貫通して素線は切れてしまう。素線が切れると、素線１本あたりの荷重が増えさらに素線は切れやすくなり、素線切れが加速度的に進行する。そのため、前記構造規格において、ワイヤロープの素線の切断及びワイヤロープの直径の減少に対する基準が設けられている。

ところで、ワイヤロープを使用するクレーンの技術分野において、ワイヤロープ切断に伴うジブ等の落下を防止する技術に関する出願が存在する。例えば、「起伏ウインチによりブームを起伏させるようにしたクレーンにおいて、ロープつかみ機構と、ロープ切断検知装置と、を備え、ロープ切断信号によってロープつかみ機構を作動させるブーム落下防止装置。」が提案されている（特許文献１）。

また、「ジブ起伏ロープをジブ起伏ドラムによる巻回し・巻戻しによりジブを上下動するジブ起伏装置において、ロープ負荷検出装置にてロープの切断を検出し、ロープ把持装置を作動させることでジブ落下防止する安全装置。」が提案されている（特許文献２）。特許文献２には、「油圧シリンダの動作によりリンク機構を介してロープ把持装置のボディに遊嵌されたクサビを外側方向から押圧しロープを挟圧固定するロープ把持装置。」の具体的な構成が記載されている。

実開昭５７―１３５８０号公報 特開平７―８９６９２号公報

しかし、特許文献１又は特許文献２に記載された装置は、ワイヤロープ切断時にワイヤロープを把持することでクレーンのブーム又はジブの落下を防止することを目的としており、ワイヤロープそのものの暴れ防止は意図されていない。

そこで本発明は、クレーンのウインチ装置に対して一般に複数設置されることの多いワイヤロープガイドにワイヤロープ把持機能をも備えることにより、ワイヤロープ切断時のワイヤロープの暴れによる危険を可及的に防止することができるウインチ装置を提案する。

第１の発明のウインチ装置は、ワイヤロープと、当該ワイヤロープの一端側が巻き回されるウインチドラムと、前記ワイヤロープの他端側に吊り下げられる吊荷用フックと、前記ワイヤロープが経由する個所に配置されるワイヤロープガイドと、を備えたウインチ装置であって、前記ワイヤロープガイドは、前記ワイヤロープに張力があるときはワイヤロープガイドとして機能し、前記ワイヤロープガイドは、前記ワイヤロープの張力が失われたときはワイヤロープ把持装置として機能することを特徴とする。

第１の発明のウインチ装置は、ワイヤロープが切断して張力が失われるとワイヤロープガイドによってワイヤロープが把持されるので、ワイヤロープの暴れを防止することができる。

第２の発明のウインチ装置は、前記ワイヤロープガイドは、前記ワイヤロープをガイドするガイドシーブと、当該ガイドシーブを回転自在かつスライド自在に支持する支持ブラケットと、当該支持ブラケットに取り付けられるブレーキパッドと、前記ワイヤロープが前記ブレーキパッドに対し押圧されるよう付勢する付勢手段と、を備え、前記ワイヤロープ張力があるときは前記ワイヤロープが前記ブレーキパッドに対し押圧されず、前記ワイヤロープ張力が失われたときは前記付勢手段によって前記ワイヤロープが前記ブレーキパッドに押圧されることを特徴とする。

第２の発明のウインチ装置は、ガイドシーブがスライドしワイヤロープがブレーキパッドに押圧される簡単な機構を備えたワイヤロープガイドによって、切断時のワイヤロープの暴れを防止することができる。

ワイヤロープ切断時にはワイヤロープガイドがワイヤロープ把持装置としても機能するので、ワイヤロープ切断時のワイヤロープの暴れによる危険を防止することができる。

本発明の実施の形態に係るウインチ装置が搭載されたクレーン車の全体図である。 伸縮ブームに配置されたワイヤロープガイドの詳細図である 図２のＡ矢視図である。 ワイヤロープが切断したときのワイヤロープガイドによるワイヤロープの把持状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るウインチ装置に使用されるワイヤロープガイドの模式図である。 ワイヤロープに張力が無くなったときのワイヤロープガイドの状態を示している。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係るウインチ装置１が搭載されたクレーン車２の全体図である。クレーン車２は、アウトリガ３を接地し伸縮ブーム４を起仰及び伸長したクレーン作業姿勢となっている。クレーン車２にはウインチ装置１が搭載されている。

クレーン車２のウインチ装置１は、ワイヤロープ５と、ワイヤロープ５の一端側が巻き回されるウインチドラム６と、ワイヤロープ５の他端側に吊り下げられる吊荷用フック７とを備えている。吊荷用フック７には吊荷８が吊下げられている。ウインチドラム６から繰り出されたワイヤロープ５は、伸縮ブーム４の上面を経由してブームヘッド１０へとつながっている。さらに、ブームヘッド１０と吊荷用フック７との間でワイヤロープ５は、掛け回されている。

伸縮ブーム４を構成するベースブーム１２の先端部には、本発明の実施の形態に係るワイヤロープガイド１１が配置されている。図１に示した実施の形態では、ワイヤロープガイド１１をベースブーム１２の先端部に配置した例を示しているが、ワイヤロープガイド１１は、ワイヤロープ５が経由する個所であればどこに配置しても良い。また、配置するワイヤロープガイド１１の個数は複数であることが好ましい。

図２は、伸縮ブーム４に配置されたワイヤロープガイド１１の詳細図である。ワイヤロープガイド１１は、ワイヤロープ５をガイドするガイドシーブ１３を有している。ガイドシーブ１３の軸１４は支持ブラケット１５の長穴１６に嵌合されている。支持ブラケット１５に対し長穴１６の長辺は、図２に示した方向１７に沿って形成されている。そのため、ガイドシーブ１３は、支持ブラケット１５によって回転自在かつ矢印１７の方向にスライド自在に支持されている。支持ブラケット１５は、ベースブーム１２の上面１８に溶接付けされている。

ワイヤロープガイド１１を中心としてベースブーム１２の長手方向にほぼ等距離の位置に２つのガイドローラ２０が配置されている。ガイドローラ２０は、サポート２１によって回転自在に支持されている。サポート２１は、ベースブーム１２の上面１８に溶接付けされている。

図２に示すように、ワイヤロープ５はガイドシーブ１３と２つのガイドローラ２０とによってガイドシーブ１３の部分で方向１７に凸になるようガイドされている。そのため、ワイヤロープの張力をＴとすると、図２中に示したベクトル図２２に示すように、張力Ｔによる合力Ｆは方向１７の反対向きに作用する。すなわち、ガイドシーブ１３は合力Ｆによってベースブーム１２に向け押し付けられている。なお、ワイヤロープガイド１１の設置場所によっては、ガイドローラ２０をガイドシーブ１３の両側に設置する必要がない場合がある。すなわち、ワイヤロープガイド１１が設置される場所のワイヤロープ５の形状によって十分な合力Ｆが発生する場合は、ガイドローラ２０をガイドシーブ１３のどちらか一方に配置しても良いし、無くても良い。

図３は図２のＡ矢視図であって、ワイヤロープガイド１１をブーム１２の長手方向に向かって見た図である。支持ブラケット１５は、板材がＵ字形状に折り曲げて形成されたＵ字状部材３０と基台部材３１とが溶接されて構成されている。Ｕ字状部材３０の長穴１６には軸１４が嵌合されている。軸１４の中央部ではガイドシーブ１３が図示しないころがり軸受を介して回転自在に支持されている。軸１４と基台部材３１との間には、ガイドシーブ１３を挟んで一対の圧縮コイルばね３３が介装されている。圧縮コイルばね３３によって軸１４は、方向１７に付勢されている。

ガイドシーブ１３の溝３２にはワイヤロープ５が掛けられている。ワイヤロープ５の上方であって、Ｕ字状部材３０の下面には、ブレーキパッド３４が下向きに取り付けられている。ブレーキパッド３４には、ワイヤロープ５の形状に沿うように凹部３５が設けられている。

以上、その構成を説明した第１の実施の形態に係るガイドシーブ１１の作用を以下説明する。

図１に示したような、ワイヤロープ５が正常な状態では、吊荷用フック７の重量、ワイヤロープ５自身の重量、及び吊荷８の重量によってワイヤロープ５には張力Ｔが発生している。そして、図２のベクトル図２２に示す張力Ｔの合力Ｆによって、図３に示した圧縮コイルばね３３は押し縮められている。このとき、Ｕ字状部材３０の長穴１６の下端に軸１４は接触している。なお、ワイヤロープ５の張力Ｔは吊荷８の重量によって大幅に変化するが、吊荷８が無い状態（無負荷時）でも、吊荷用フック７の重量とワイヤロープ５自身の重量によって、図３に示した状態となるように、圧縮コイルばね３３のばね特性が設定されている。

ワイヤロープ５が正常な状態では、図３に示すように、ワイヤロープ５とブレーキパッド３４との間には隙間があるため、ワイヤロープ５はガイドシーブ１３にガイドされながら自由にワイヤロープガイド１１を行き来する。

ワイヤロープ５が切断したとき、図２のベクトル図２２に示す張力Ｔが一瞬にしてゼロになり合力Ｆもゼロとなる。そのため、図３に示すガイドシーブ１３は圧縮コイルばね３３の付勢力により方向１７に向かって移動する。

図４は、ワイヤロープ５が切断したときのワイヤロープガイド１１によるワイヤロープ５の把持状態を示す図である。圧縮コイルばね３３の付勢力によって、軸１４は支持ブラケット１５の長穴１６の長手方向である、方向１７に向かって移動している。このとき、ガイドシーブ１３の溝３２とブレーキパッド３４とによってワイヤロープ５が挟み込まれている。

このように、第１の実施の形態に係るウインチ装置１は、ワイヤロープ５が切断して張力Ｔが失われるとワイヤロープガイド１１によってワイヤロープ５が把持されるので、ワイヤロープ５の暴れを防止することができる。すなわち、第１の実施の形態に係るウインチ装置１は、ガイドシーブ１３がスライドしワイヤロープ５がブレーキパッド３４に押圧されるという簡単な機構を備えたワイヤロープガイド１１によって、切断時のワイヤロープ５の暴れを防止することができる。なお、第１の実施の形態では、ワイヤロープ５を方向１７（図２参照）に挟み込む例を説明したが、ワイヤロープ５を中心とするガイドシーブ１３とガイドローラ２０との位置を図２とは逆に配置することにより、方向１７の反対方向（ベースブーム１２方向）にワイヤロープ５を挟む込むことも可能である。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るウインチ装置に使用されるワイヤロープガイド４１の模式図である。ワイヤロープガイド４１は、ワイヤロープ５の張力を検出する張力検出部３６、ワイヤロープ５を把持する把持部３７、および張力検出部３６と把持部３７とを関連付けるリンク機構部３８とから構成される。ウインチ装置のその他の構成は、図１に示したウインチ装置１と同じであるのでその詳細な説明を省略する。

張力検出部３６では、ガイドシーブ４２はスライド機構４３によって回転・スライド自在に支持されている。スライド機構４３は、内筒４４が外筒４５に対してスライド自在に構成されている。ガイドシーブ４２は、内筒４４の先端部４６にピン４７によって回転自在に連結されている。外筒４５の内部には圧縮コイルばね５０が内装されており、内筒４４は圧縮コイルばね５０によって付勢されている。スライド機構４３によって、ガイドシーブ４２は、方向５１に付勢される。

ワイヤロープ５長手方向にガイドシーブ４２から同じ距離離れて、一対のガイドローラ５２が配置されている。ガイドローラ５２はサポート５３によって回転自在に支持されている。図５に示されるように、ガイドローラ５２はワイヤロープ５を挟んでガイドシーブ４２の反対側に配置されている。また、図５に示すワイヤロープ５は張力Ｔを有するため、直線状態となっており、この時、ガイドシーブ４２と２つのガイドローラ５２は全てが同時にワイヤロープ５に接触するように配置されている。なお、ワイヤロープガイド４１の設置場所によっては、ガイドローラ５２をガイドシーブ４２の両側に設置する必要がない場合がある。すなわち、ワイヤロープガイド４１が設置される個所のワイヤロープ５の形状によって張力Ｔによる圧縮コイルバネ５０を圧縮する十分な力が発生する場合は、ガイドローラ５２をガイドシーブ４２のどちらか一方に配置しても良いし、無くても良い。

把持部３７では、ブレーキパッド６０と押圧材６１とがワイヤロープ５を間に挟んで対向して配置されている。押圧材６１は、スライド機構６２によってスライド自在に支持されている。スライド機構６２は、内筒６３が外筒６４に対してスライド自在に構成されている。内筒６３と押圧材６１は一体となって構成されている。

リンク機構部３８は、第１リンク７０と第２リンク７１とから構成されている。第１リンク７０は、第１支点７２によって搖動自在に支持されている。第２リンク７１は、第２支点７３によって搖動自在に支持されている。第１リンク７０の一端に設けられた長穴７４は、張力検出部３６の内筒４４に設けられたピン７５と回転・スライド自在に連結されている。第１リンク７０の他端に設けられた長穴７６は、第２リンク７１の一端に設けられたピン７７と回転・スライド自在に連結されている。第２リンク７１の他端に設けられた長穴８０は、把持部３７の内筒６３に設けられたピン８１と回転・スライド自在に連結されている。なお、第２の実施の形態ではリンク機構部３８のリンクの数が２つの場合を説明するが、リンクの数は２つ以外であってもよい。すなわち、張力検出部３６と把持部３７とを関連付けるものであれば、リンクの数はいくつであっても良い。

図５に示した第２の実施の形態に係るワイヤロープガイド４１の作用は、以下の通りである。

図５は、ワイヤロープ５に張力Ｔがあるときのワイヤロープガイド４１の状態を示している。張力Ｔによりワイヤロープ５が一直線になっている。このとき、把持部３７ではブレーキパッド６０と押圧材６１との間は広がっており、把持部３７はワイヤロープ５を把持していない。そのため、ワイヤロープ５は、張力検出部３６のガイドシーブ４２とガイドローラ５２とにガイドされ、ワイヤロープガイド４１を自由に移動する。

図６は、ワイヤロープ５が切断し、ワイヤロープ５の張力Ｔが無くなったときのワイヤロープガイド４１の状態を示している。張力検出部３６では、圧縮コイルばね５０の付勢力を受けたガイドシーブ４２に押され、ワイヤロープ５がガイドローラ５２との間で方向５１に凸形状に曲げられる。そのため、スライド機構４３の内筒４４が、方向５１に移動する。

次に、第１リンク７０が第１支点７２を中心に８２方向に搖動する。さらに、第２リンク７１が第２支点７３を中心に８３方向に搖動する。すると、把持部３７の内筒６３が方向５１にスライドし、押圧材６１がワイヤロープ５をブレーキパッド６０に押し付ける。これにより、ワイヤロープ５は把持部３７により把持される。リンク機構部３８のリンク比の設定の仕方により、圧縮コイルばね５０の付勢力による把持部３７での把持力を大きくすることが可能である。

このように、第２の実施の形態に係るワイヤロープガイド４１によれば、ワイヤロープガイド４１におけるワイヤロープ５の把持力を大きくすることが可能である。したがって、ワイヤロープ５の暴れを防止するだけでなく、図１に示す吊荷８の落下を防止することも可能となる。なお、第２の実施の形態では、ワイヤロープ５を方向５１（図６参照）に挟み込む例を説明したが、ワイヤロープ５を中心とする張力検出部３６、把持部３７およびリンク機構部３８の位置を逆に配置することにより、方向５１の反対方向にワイヤロープ５を挟み込むことも可能である。

なお、第２の実施の形態に係るワイヤロープガイド４１においては、リンク機構部３８に代えて電気を介する構成にすることも可能である。例えば、張力検出部３６におけるガイドシーブの位置をセンサーにより電気的に検出すると共に、把持部３７の把持をソレノイドにより電気的にコントロールするようにしても良い。その場合は、ワイヤロープ５の張力が無くなった時にワイヤロープ５を把持するよう、張力検出部３６から出される電気信号により把持部３７が駆動される。

本発明に係るウインチ装置のワイヤロープガイドは、システムとして独立しているので、既存のウインチ装置に後から取り付けることも可能である。また、本発明に係るワイヤロープガイドは、ウインチ装置以外のワイヤロープを使用する装置にも適用可能である。例えば、ブーム伸縮にワイヤロープを用いたブーム伸縮用ワイヤロープについても同様に適用することができる。その場合には、ブーム伸縮用ワイヤロープ切断時における意図しないブームの縮小を防止することが可能となる。

１： ウインチ装置
５：ワイヤロープ
６：ウインチドラム
７：吊荷用フック
１１：ワイヤロープガイド
１３：ガイドシーブ
１５：支持ブラケット
３４：ブレーキパッド
４０：ウインチ装置
４１：ワイヤロープガイド
４２：ガイドシーブ

Claims (2)

1. ワイヤロープと、
   当該ワイヤロープの一端側が巻き回されるウインチドラムと、
   前記ワイヤロープの他端側に吊り下げられる吊荷用フックと、
   前記ワイヤロープが経由する個所に配置されるワイヤロープガイドと、を備えたウインチ装置であって、
   前記ワイヤロープガイドは、前記ワイヤロープに張力があるときはワイヤロープガイドとして機能し、
   前記ワイヤロープガイドは、前記ワイヤロープの張力が失われたときはワイヤロープ把持装置として機能することを特徴とするウインチ装置。
2. 前記ワイヤロープガイドは、
   前記ワイヤロープをガイドするガイドシーブと、
   当該ガイドシーブを回転自在かつスライド自在に支持する支持ブラケットと、
   当該支持ブラケットに取り付けられるブレーキパッドと、
   前記ワイヤロープが前記ブレーキパッドに対し押圧されるよう付勢する付勢手段と、
   を備え、
   前記ワイヤロープ張力があるときは前記ワイヤロープが前記ブレーキパッドに対し押圧されず、前記ワイヤロープ張力が失われたときは前記付勢手段によって前記ワイヤロープが前記ブレーキパッドに押圧されることを特徴とする、請求項１に記載されたウインチ装置。

Images