JP2541906B2 - 巻取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は巻取り装置に関し、例え
ば、巻き上げるか又は巻き下ろした状態で使用されるビ
ニールシート等の平坦物の巻き上げ、位置保持及び巻き
下ろしに利用される。

【０００２】

【従来の技術】例えば農業用のビニールハウス等では、
これを構成しているビニールシートは巻き上げたり巻き
下ろしたりした状態で使用される。このような巻き上げ
／巻き下ろし作業は、通常、人の手作業で行われている
が、シートを巻き上げて行くと、次第に巻取り部に自重
による巻き戻しのモーメントが作用するようになり、特
に大サイズのシートになると巻取り作業は容易でない。
又、このような巻き取り作業に限らず、大きな逆転トル
クが作用する条件下の巻取りでは、巻取り中の任意の位
置でトルク保持できると共に、逆転も可能な機構が必要
である。

【０００３】このような機構として、例えば上記のビニ
ールハウスのシートの巻き上げ／巻き下ろしの例では、
従来、ばねの組み合わせから成る溶接構造の巻取り装置
が使用されている。この種の装置では、一方向にハンド
ルを回すとシートが巻き上げられ、ハンドルを離すとそ
の状態で位置保持され、更に、反対方向にハンドルを回
すとシートが巻き下ろされるようになっている。しかし
ながら、このような装置では、巻き下ろしのときにもハ
ンドルを回すので、操作が面倒であるいう問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、容易な操作で巻取り、位置保持
及び巻戻しをすることができる巻取り装置を提供するこ
とを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、巻取り装置は、トルク出力部とトルク入力
部と中心軸まわりの単葉回転双曲面をなす内輪軌道面と
を備え回転自在に支持された内輪と、前記内輪軌道面と
の間で軌道を形成するように前記中心軸まわりの単葉回
転双曲面をなす外輪軌道面を備えた外輪と、前記内輪軌
道面と前記外輪軌道面とに線状に接触するように前記軌
道の円周方向に傾斜して複数個配設されたころと、前記
内輪を回転自在なように挿入した本体部と、該本体部と
係合し前記軌道の間隔を狭くする方向に前記外輪を付勢
する第一付勢手段と、前記本体部と係合し前記軌道の間
隔を広くする方向に前記外輪を付勢するための第二付勢
手段と、前記本体部と係合し前記外輪の回転を固定する
回転固定手段と、を有することを特徴とする。

【０００６】

【作 用】本発明によれば、内輪がトルク出力部とトル
ク入力部とを備えているので、例えばトルク入力部にハ
ンドルを結合し、トルク出力部にシートの巻き軸を結合
すると、ハンドルを巻くことにより、シートが巻き上げ
られる。

【０００７】一方、内輪、外輪、ころ及び第一付勢手段
は一方クラッチとしてのころがり軸受クラッチを形成す
るように構成されているので、これらの間では、簡単な
構造で確実に一方クラッチとしての作用が得られる。即
ち、自由回転方向では、ころが軌道間隔を広げることに
より内外輪間が自由に相対回転でき、本体部から回転を
固定された外輪に対して内輪が自由に回転する。従っ
て、トルク入力部に入力トルクが伝達されるときの回転
方向を自由回転側にしておくと、入カトルクにより内輪
が回転され、トルク出力部からシートの巻き軸にトルク
が伝達され、シートが巻き上げられる。そして、入カト
ルクを解除すると、シート等の自重により内輪に逆転ト
ルクが作用し、内輪は逆転しようとする。このときに
は、ころは軌道間隔を狭めるように作用し、本体部と係
合した第一付勢手段の付勢力の作用と共に、外輪が軌道
間隔を狭めるように動かされ、逆転と同時に内外輪間が
ロックされ、本体部から回転を拘束された外輪により内
輪の逆転が停止される。その結果、入カトルクを解除し
たときに逆転トルクが掛かっても、その位置でトルクの
入力状態が保持される。

【０００８】次に、本体部と係合し軌道の間隔を広げる
方向に外輪を付勢するための第二付勢手段を設けている
ので、これを操作すると、第一付勢手段の付勢力に抗し
て軌道間隔が広がり、内輪は逆転方向にも回転可能にな
る。その結果、トルク入力部から入カトルクとは反対の
方向にトルクを加えなくても、第二付勢手段の操作だけ
でシートの巻取り状態を解除できる。即ち、シート巻上
げの例では、シートを巻き上げた状態で第二付勢手段を
作動させることにより、ハンドルを逆転させなくても、
シートの逆転トルクでシートを巻き下ろすことができ
る。なおこの場合、必要があれば、適当な位置で外輪の
移動を停止させるようにストッパを設けると、逆転時に
適当な抵抗トルクを付与することも可能になる。

【０００９】なお、本体部は、ガイド棒等でガイドしつ
つ巻き軸等と共に移動するようにしてもよいし、適当な
位置で固定するようにしてもよい。一定位置に固定する
場合には、例えばトルク出力部と巻き軸等との間に、ワ
イヤー等を巻き掛けることによりトルクを伝達すること
ができる。

【００１０】

【実 施 例】図１及び図２は巻取り装置の一例として
シート巻上装置の全体構造を示す。本装置は、一方クラ
ッチとしてのころがり軸受クラッチを構成する部材とし
て、トルク出力部１ａとトルク入力部１ｂと中心軸１ｃ
まわりの単葉回転双曲面をなす内輪軌道面１ｄとを備え
た内輪１と、内輪１との間で軌道４を形成するように中
心軸１ｃまわりの単葉回転双曲面をなす外輪軌道面２ａ
を備えた外輪２と、内輪軌道面１ｄと外輪軌道面２ａと
に線状に接触するように軌道４の円周方向に傾斜して複
数個配設されたころ３と、軌道４の間隔を狭くする方向
に外輪２を付勢する第一付勢手段としての皿ばね状のト
ルクばね５とを備え、更に、各ころ間を分離保持するリ
テーナ６、ころ３の抜け出しを防止する内輪側案内鍔１
ｅ及び外輪側案内板７等を備えている。

【００１１】ころ３は、単葉回転双曲面である内外輪の
軌道面に線接触するために、円筒形状又は円錐形状にな
っている。なお内輪１は、一体的に固定された内軸を備
え、これにトルク出力部１ａ及びトルク入力部１ｂを設
けたような構造であってもよい。

【００１２】内輪１及び外輪２の軌道面１ｄ及び２ａ
は、それぞれ次式に示す双曲線を中心軸１ｃ回りに回転
させた単葉回転双曲面である。 ｙｉ² ／ａｉ² −ｘｉ² ／ｂｉ² ＝１ ｙｏ² ／ａｏ² −ｘｏ² ／ｂｏ² ＝１ ここで、ｘ_i 、ｘ_o は、それぞれ内輪軌道面１ｄ、外輪
軌道面２ａの原点から中心軸１ｃ方向への距離、ｙ_i 、
ｙ_o は、それぞれ、中心軸１ｃを含む任意断面における
内輪軌道面１ｄ、外輪軌道面２ａの中心軸１ｃからの距
離、又、ａｉ、ｂｉ、ａｏ、ｂｏは定数である。今、内
外輪の小径側の基準面（双曲線の原点面）における中心
軸１ｃから軌道４の中心までの距離をＦ、ころ３が円筒
状である場合のその半径をｒ、傾斜角をβとして、Ｆ＝
９、ｒ＝1.5 、β＝１５°の場合を例示すると、ａｉ、
ｂｉ、ａｏ、ｂｏの値はそれぞれ、約７．５、３０．
７、１０．５、３６．２となる。そして、内外輪軌道面
をこのような単葉回転双曲面にすることにより、ころが
内外輪間で楔作用をする長さ（ころの直径の２〜３倍程
度）範囲において、ころと内外輪間はクラッチ時に完全
に線状に接触し、ころがり軸受クラッチとしての機能が
発揮される。

【００１３】内輪１を回転自在なように挿入した本体部
としては、ケース８及びその内部でこれに取り付けられ
た支持板９を有する。又、本体部を構成する支持板９と
係合して軌道４の間隔を広げる方向に外輪２を付勢する
ための第二付勢手段の一例として、レバー１０）リンク
１１、溝付円板１２、球１３、ばね１４等が設けられて
いる。球１３は、溝付円板１２の溝に嵌まっていると共
に支持板９の穴９ａに部分的に落ち込んでいる。

【００１４】ケース８と係合し外輪２の回転を固定する
回転固定手段としては、本実施例ではトルクばね５が兼
用されている。トルクばね５は、図３に示す如く、皿バ
ネ部５ａの両側に下駄状の凸部５ｂ、５ｃを折り曲げて
形成したものである。そして、これらをそれぞれ支持板
９及び外輪２の凹部に嵌合させることにより、ケース８
から外輪２の回転を拘束すると共に外輪２を軸方向に付
勢している。但し、付勢手段と回転固定手段とを別体と
し、前者を独立の皿ばね、コイルばね等とし、後者をボ
ールスプライン、トルク伝達ピン、インボリュートスプ
ライン等としてもよい。

【００１５】ケース８は、支持板９及びガイドローラ１
５を介して、立設されるガイド棒１００に上下方向に移
動自在に取り付けられ、これにより回転及び中心軸１ｃ
方向の移動を規制されている。その結果、外輪２の回転
を固定し、又、外輪２に付勢力及びその反対方向への押
圧力を付与することができる。支持板９は、ケース８の
両側ボス部８ａ−１、８ａ−２内に嵌入された心軸８ｂ
及びこの外側に嵌め込まれた軸９ｂにより、ケース８に
固定されている。軸９ｂには、前記ガイドローラ１５及
びレバー１０が回転自在に嵌め込まれている。上記の如
く本体部を構成する両側の支持板９の曲げられた部分９
ｃ−１、９ｃ−２は開口部を形成し、その中に内輪１の
両側の支持軸部１ｆ−１、１ｆ−２が前記の如く回転自
在に挿入されている。一方、内輪１のトルク入力部１ｂ
には、これを回転させるハンドル１６が取り付けられ、
トルク出力部１ａには、ビニールシート１０１が巻付け
られた巻き軸１０２が取り付けられ、それぞれピン１
７、１８により、内輪１と一体として回転するように固
定されている。

【００１６】なお以上では、内輪１が回転しケース８及
び外輪２が回転しない場合について説明したが、その反
対に、内輪１が回転せず、ケース８及び外輪２をハンド
ル１６及び巻き軸１０２に結合できるようにし、これら
が回転するようにすることも可能である。更に、外輪２
が軸方向に可動であることに代えて、内輪１を軸方向に
可動にしてもよい。

【００１７】以上のような構成により、本装置は次のよ
うに作動する。ハンドル１６を図１において右側から見
て反時計方向に回転させると、内輪１が同方向に回転
し、巻き軸１０２を回転させてビニールシート１０１が
巻き上げられる。そして巻き軸１０２が上昇すると、内
輪１が上昇するが、内輪１及びケース８は、ローラ１５
を介してガイド棒１００に沿って上昇する。このような
内輪１の回転では、ころがり軸受クラッチとしての作用
により、内輪１は自由回転し、自由に巻き軸１０２を巻
き上げることができる。即ち、内輪１の左回転により、
ころ３が右回転し、ころ３が傾斜して配置されているた
め、ころ３は内輪１上では図１において右から左の方向
に進み、外輪２上ではその反対方向に進み、その結果、
内輪１及び外輪２をそれぞれ左から右方向及び右から左
方向に進めようとし、移動し得る状態にある外輪２がト
ルクばね５の付勢力に抗して右から左方向に動き、軌道
４の間隔が開いて内輪１の自由回転が達成される。

【００１８】ハンドル１６の回転を止めて巻き上げを休
止すると、巻き軸１０２には、それ自体、ビニールシー
トの巻かれた部分及び本装置の重量がかかり、ビニール
シート１０１を巻き戻そうとする逆転トルクが作用す
る。このトルクにより内輪１は逆転しようとする。しか
しこの逆転方向の回転では、上記の自由回転方向とは反
対の作用が生じ、内外輪間の軌道間隔が狭められ、トル
クばね５の作用の下に、内外輪間が逆転と同時にクラッ
チされる。そして、外輪２が支持板９からトルクばね５
を介して回転を固定されているため、内輪１も回転しな
いことになる。その結果、ビニールシート１０１は、そ
の巻き上げられた状態で保持される。従って、何時でも
巻き上げを休止することができる。

【００１９】更にハンドル１６を回し、ビニールシート
１０１を最後まで巻き上げた後ハンドル１６を離すと、
上記の場合と同様に、ビニールシート１０１は最終巻き
上げ状態で保持される。従って、巻き上げ状態を保持す
るための何らの操作を必要とせず、極めて取り扱いが簡
単になる。

【００２０】次にビニールシート１０１を巻き下ろすと
きには、図２に示すレバー１０を実線の状態から破線の
状態まで左から右方向に押す。このレバー１０の動き
は、リンク１１を介して溝付円板１２に伝達され、ばね
１４の張力に抗して溝付円板１２が回転され、溝付円板
１２に嵌合して支持板９の穴９ａに落ち込んでいる球１
３が、穴から外に送り出される。その結果、球１３が穴
から出た変位量だけ溝付円板１２が図１において右から
左方向に押され、この動きが外輪２に伝達され、軌道４
の間隔が広がり、内外輪間が回転し得る状態になる。こ
の場合、球１３が溝付円板１２を押す量により内外輪間
の回転状態が定まり、例えば、押す量が十分大きいとき
には、内外輪間は完全に自由回転し得る状態になり、そ
れが小さいときには、ある程度の回転抵抗を生じつつ内
外輪間が相対回転できる状態になる。そして、内外輪間
が自由回転するような装置にした場合には、レバー１０
を押したり離したりするインチング操作をすることによ
り、巻き上げられたシートを適当な速度で下方に巻き戻
すことができる。一方、回転抵抗を持たせる場合には、
レバー１０を押しただけの状態で、適当な速度でシート
を下方に自由落下させることができる。従って、何れの
場合でも、巻き戻しのためにハンドルを回すような操作
をする必要がなくなり、操作性が大幅に向上される。

【００２１】なお以上の実施例では、ハンドル１６を人
が回す場合について説明したが、ハンドルに代えて、内
輪１のトルク入力部１ｂにモータ等の駆動手段を取り付
けるようにしてもよい。そして、駆動手段を遠隔操作で
きるようにすると共に、レバー１０をソレノイド等で遠
隔的に押し引きできる構造にすれば、シートを人の背丈
以上に高く巻き上げることができる。又、以上では本装
置が巻き軸１０２と共に昇降する例を示したが、本装置
を一定位置に固定して設置し、トルク出力部１ａと巻き
軸１０２等のトルク受け部との間を、ワイヤー等を巻き
付けて連結してトルク伝達するようにしてもよい。この
場合には、ガイド棒１００やローラ１５等が不要にな
り、一定位置で操作できるようになる。そして、ビニー
ルシートを人の背丈以上に巻き上げることも可能にな
る。

【００２２】又以上では、巻取り装置の実施例としてシ
ート巻上装置について説明したが、本発明は、リールそ
の他の巻取り装置等にも適用できるものである。

【００２３】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、簡単な構造
の装置により、シート巻き上げのような逆転トルクが作
用する場合に、巻取り、位置保持及び巻き戻しの操作を
容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の巻取り装置であるシート巻上装置の側
断面図である。

【図２】上記装置のＡ−Ａ線矢視図である。

【図３】上記装置のトルクばねの斜視図である。

【符号の説明】

１ 内輪 １ａ トルク出力部 １ｂ トルク入力部 １ｄ 内輪軌道面 ２ 外輪 ２ａ 外輪軌道面 ３ ころ ４ 軌道 ５ トルクばね（第一付勢手段、回転固定手
段） ８ ケース（本体） ９ 支持板（本体） １０ レバー（第二付勢手段） １３ 球（第二付勢手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トルク出力部とトルク入力部と中心軸ま
   わりの単葉回転双曲面をなす内輪軌道面とを備え回転自
   在に支持された内輪と、 前記内輪軌道面との間で軌道を形成するように前記中心
   軸まわりの単葉回転双曲面をなす外輪軌道面を備えた外
   輪と、 前記内輪軌道面と前記外輪軌道面とに線状に接触するよ
   うに前記軌道の円周方向に傾斜して複数個配設されたこ
   ろと、 前記内輪を回転自在なように挿入した本体部と、該本体部と係合し 前記軌道の間隔を狭くする方向に前記
   外輪を付勢する第一付勢手段と、前記本体部と係合し 前記軌道の間隔を広くする方向に前
   記外輪を付勢するための第二付勢手段と、前記 本体部と係合し前記外輪の回転を固定する回転固定
   手段と、 を有することを特徴とする巻取り装置。