JP2705316B2 - ドラム回転装置および回転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遊星歯車減速装置を用
いたドラム回転装置、特にロープウインチ等に用いられ
るドラム回転装置および回転方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ロープウインチ等に用いられるドラム回
転装置として、遊星歯車減速装置を用いたものが提案さ
れている（例えば特開昭５２−８８９５３号）。このよ
うな従来のドラム回転装置は単一のモータを用いている
ため、変速を行うことができず、特に低速運転を行うこ
とができない。

【０００３】一方、変速要求に対しては、直流モータ制
御、ＶＶＶＦ（ＶａｒｉａｂｌｅＶｏｌｔａｇｅ Ｖａ
ｒｉａｂｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）制御、油圧制御等
により無段変速させるものもあるが、低速から高速に至
る間における効率の違いが大きく、また装置が複雑化
し、コスト高になるとともに、メンテナンスも困難にな
るなどの問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安価
な汎用モータを用いて、簡単な操作により、低速から高
速に至る変速をオンロードで、かつ高効率の状態で行う
ことができるドラム回転装置および回転方法を提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は次のドラム回転
装置および回転方法である。

【０００６】（１） 駆動用モータと、 この駆動用モー
タの回転力を減速して出力するように、固定式のケーシ
ング内に内歯歯車、太陽歯車および遊星歯車群を有する
遊星歯車減速装置と、この遊星歯車減速装置のケーシン
グの外側に、遊星歯車減速装置を収容するように軸受を
介して回転可能に設けられ、かつ遊星歯車減速装置の出
力軸に連結されて回転するドラムと、 遊星歯車減速装置
の第１減速段または最終減速段の回転数を変化させるこ
とにより出力回転数を変化させるように、前記ケーシン
グまたはドラム内に設けられた変速用歯車装置と、この
変速用歯車装置を駆動するように、前記駆動用モータか
ら独立して設けられた変速用モータとを有することを特
徴とするドラム回転装置。

【０００７】（２） 上記（１）記載のドラム回転装置
を用い、駆動用モータおよび／または変速用モータを正
転、逆転または停止させて回転数を変化させることを特
徴とするドラム回転方法。

【０００８】

【０００９】

【００１０】本発明において、駆動用モータおよび変速
用モータとしては、電動機、油圧モータ、空圧モータな
ど、回転出力が得られるものであれば、任意のものが使
用できるが、正逆回転可能で、制動機付のものが好まし
い。

【００１１】

【００１２】

【作用】本発明のドラム回転装置は、駆動用モータを回
転させ、その回転力を遊星歯車減速装置で減速してドラ
ムに伝え、これと同時に変速用モータを回転させ、変速
用歯車装置により遊星歯車減速装置の出力回転数を変化
させてドラムを回転させる。

【００１３】このとき駆動用モータおよび／または変速
用モータの正転、逆転または停止を組合せることによ
り、ドラムの回転数は多段に変速でき、この変速はモー
タの効率を低下させることなく、オンロードで行うこと
ができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図１ないし図３は別の実施例のドラム回転装置を示
す模式断面図である。各図中において模式的に表示する
各部の記号は図１に示されている。

【００１５】図１は変速用歯車装置として、遊星歯車減
速装置の最終減速段の回転数を変化させる遊星歯車変速
装置を用いた実施例を示す。

【００１６】図１において、１はドラムで、一端部が軸
受２により遊星歯車減速装置３に軸支され、回転可能と
なっている。遊星歯車減速装置３は、架台４に固定され
た円筒状のケーシング５内に第１減速段３ａ、第２減速
段３ｂ…最終減速段３ｎが設けられ、駆動用モータ６の
回転力を減速するようになっている。

【００１７】ドラム１の他端部には変速用歯車装置とし
ての遊星歯車変速装置７のケーシング８が固着されてお
り、架台４に固定された円筒状の保持部９に、軸受１０
により軸支されている。保持部９には変速用モータ１１
が設けられている。

【００１８】遊星歯車減速装置３の第１、第２…最終減
速段３ａ、３ｂ…３ｎは、それぞれケーシング５の内周
部に設けられた内歯歯車２０ａ、２０ｂ、…２０ｎと、
軸受２１ａ、２１ｂ…２１ｎに軸支された駆動軸２２
ａ、２２ｂ…２２ｎに連結する太陽歯車２３ａ、２３ｂ
…２３ｎと、これらの太陽歯車２３ａ、２３ｂ…２３ｎ
および内歯歯車２０ａ、２０ｂ…２０ｎにかみ合う遊星
歯車群２４ａ、２４ｂ…２４ｎと、各段の遊星歯車群２
４ａ、２４ｂ…２４ｎを結合して次段の駆動軸２２ｂ…
２２ｎおよび出力軸２６に連結する遊星アーム２５ａ、
２５ｂ…２５ｎとからなる。

【００１９】駆動軸２２ａは軸継手２７により駆動用モ
ータ６の回転軸２８に連結されている。出力軸２６は軸
受２９に軸支され、軸継手３０により遊星歯車変速装置
７の駆動軸３１に連結されている。

【００２０】遊星歯車変速装置７には、回転筒３２が軸
受３３によりケーシング８内に支持されており、軸受３
４により軸支された駆動軸３１に連結されている。回転
筒３２の内周部には第１減速段７ａの内歯歯車３６ａが
設けられ、遊星歯車群３７ａがかみ合っている。遊星歯
車群３７ａにかみ合う太陽歯車３８ａの駆動軸３９は軸
継手４０により変速用モータ１１の回転軸４１に連結さ
れている。

【００２１】遊星歯車群３７ａを結合する遊星アーム４
２は、軸受４３により駆動軸３９に軸支された中空駆動
軸４４により最終減速段７ｎの太陽歯車３８ｎに連結さ
れている。最終減速段７ｎの内歯歯車３６ｎはケーシン
グ８の内周部に設けられている。内歯歯車３６ｎおよび
太陽歯車３８ｎにかみ合う遊星歯車群３７ｎは保持部９
に連結されている。

【００２２】上記のドラム回転装置においては、駆動用
モータ６を回転させると、その回転力は遊星歯車減速装
置３の第１、第２…最終減速段３ａ、３ｂ…３ｎにより
順次減速される。遊星歯車減速装置３の出力は出力軸２
６から遊星歯車変速装置７に伝えられ、回転筒３２を回
転させる。

【００２３】遊星歯車変速装置７の変速用モータ１１を
回転させると、その回転力は駆動軸３９から第１減速段
７ａの太陽歯車３８ａに伝えられる。このため第１減速
段７ａでは、遊星歯車減速装置３の出力と、変速用モー
タ１１の回転力の回転数の差に対応した回転数が遊星ア
ーム４２から得られ、最終減速段７ｎの太陽歯車３８ｎ
に伝えられる。

【００２４】最終減速段７ｎの遊星歯車群３７ｎは保持
部９に固定されているので、最終減速段７ｎで減速され
た回転力がケーシング８に伝えられ、ケーシング８と一
体化したドラム１が回転する。

【００２５】このとき駆動用モータ６および／または変
速用モータ１１の正転、逆転、停止を組合せることによ
り、ドラム１の回転は多段に変速でき、この変速はモー
タ６、１１の効率を低下させることなく、オンロードで
行うことができる。

【００２６】上記実施例の正方向の回転では、表１の４
速の変速が可能である。

【００２７】

【表１】 速度 駆動用モータ６ 変速用モータ１１ １ 正転 停止 ２ 停止 正転 ３ 正転 正転 ４ 正転 逆転

【００２８】図２は変速用歯車装置として遊星歯車減速
装置の第１減速段の回転数を変化させるカサ歯車変速装
置を用いた実施例を示す。

【００２９】図２では、図１とほぼ同様の遊星歯車減速
装置３が設けられているが、変速用歯車装置としてカサ
歯車変速装置１２が設けられ、変速用モータ１３に連結
している。図１の遊星歯車変速装置７は省略されてい
る。

【００３０】遊星歯車減速装置３の第１減速段３ａの内
歯歯車２０ａは、軸受５１によりケーシング５に軸支さ
れた中空駆動軸５２に連結されている。中空駆動軸５２
にはカサ歯車５３が一体的に設けられ、カサ歯車５４に
かみ合っている。カサ歯車５４に連結する駆動軸５５は
軸受５６に軸支され、軸継手５７により変速用モータ１
３の回転軸５８に連結されている。遊星歯車減速装置３
の出力軸２６はドラム１の側面に固着されるとともに、
軸受５９により架台４に軸支されている。

【００３１】上記のドラム回転装置においては、駆動用
モータ６を回転させることにより、その回転力は遊星歯
車減速装置３により減速されて、出力軸２６からドラム
１に伝えられ、ドラム１を回転させる。このとき変速用
モータ１３を回転させると、その回転力はカサ歯車５
４、５３を介して第１減速段３ａの内歯歯車２０ａを回
転させる。このため駆動軸２２ｂの回転数は太陽歯車２
３ａと内歯歯車２０ａの差に対応する回転数となり、出
力軸２６ａの回転数もこれに対応して変化する。

【００３２】こうして駆動用モータ６および／または変
速用モータ１３の正転、逆転、停止を組合せることによ
り、ドラム１の回転は多段に変速される。上記実施例の
正方向の回転は、表２の４速の変速が可能である。

【００３３】

【表２】 速度 駆動用モータ６ 変速用モータ１３ １ 正転 停止 ２ 停止 正転 ３ 正転 正転 ４ 正転 逆転

【００３４】図３は変速用歯車装置として、遊星歯車変
速装置７およびカサ歯車変速装置１２を用いた実施例を
示す。

【００３５】図３のドラム回転装置は、図１および図２
のものを組合せた構造となっている。すなわちドラム１
の一端部に図２と同様の構成の遊星歯車減速装置３、駆
動用モータ６、カサ歯車変速装置１２および変速用モー
タ１３が設けられ、他端部に遊星歯車変速装置７および
変速用モータ１１が設けられており、遊星歯車減速装置
３と遊星歯車変速装置７は図１と同様に連結されてい
る。

【００３６】上記のドラム回転装置においては、遊星歯
車変速装置７により図１と同様に変速されると同時に、
カサ歯車変速装置１２により図２と同様に変速され、両
者の組合せにより多段に変速される。上記実施例の正方
向の回転は、表３の１３速の変速が可能である。

【００３７】

【表３】

【００３８】なお、上記実施例では、遊星歯車減速装置
３および遊星歯車変速装置７として多段のものを用いた
が、単段でもよい。また歯車変速装置としてカサ歯車変
速装置１２を用いたが、平歯車その他の歯車による変速
装置でもよく、歯車の数も限定されない。

【００３９】モータ６、１１、１３としては定速のもの
を使用できるが、２速以上の多速モータを組合せること
により、さらに多段の変速が可能であり、また油圧モー
タ、空圧モータなどを組合せることにより、無段変速可
能となる。モータの停止は電源の切断とブレーキの併用
によるものが好ましい。

【００４０】

【００４１】上記のドラム回転装置は、ロープウインチ
のほか、掘削ドラム等としても用いることができる。い
ずれの場合も、荷重の大小、運転条件等に応じて、任意
の速度に調整することができる。

【００４２】例えば屋外クレーンとして用いる場合、荷
重の起動、停止のほか、風速の大小等に応じて変速する
ことができる。また斜抗の車両牽引に用いる場合、牽引
荷重、起動停止のほか、勾配の大小等に応じて変速可能
である。掘削ドラムとして用いる場合、掘削対象の硬軟
等に応じて変速することができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、安価な汎用モータを用
いてコンパクトなドラム回転装置を構成でき、かつ簡単
な操作により、低速から高速に至る変速をオンロード
で、かつ高効率の状態で行うことができ、これにより荷
重その他の条件に合せてドラムを最適条件で回転させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す模式断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す模式断面図である。

【図３】本発明の別の実施例を示す模式断面図である。

【符号の説明】

１ ドラム ２、１０、２１ａ、２１ｂ、２１ｎ、２９、３３、３
４、４３、５１、５６、５９ 軸受 ３ 遊星歯車減速装置 ３ａ、７ａ 第１減速段 ３ｂ 第２減速段 ３ｎ、７ｎ 最終減速段 ４ 架台 ５、８ ケーシング ６ 駆動用モータ ７ 遊星歯車変速装置 ９ 保持部 １１、１３ 変速用モータ １２ カサ歯車変速装置 ２０ａ、２０ｂ、２０ｎ、３６ａ、３６ｎ 内歯歯車 ２２ａ、２２ｂ、２２ｎ、３１、３９、５５ 駆動軸 ２３ａ、２３ｂ、２３ｎ、３８ａ、３８ｎ 太陽歯車 ２４ａ、２４ｂ、２４ｎ、３７ａ、３７ｎ 遊星歯車群 ２５ａ、２５ｂ、２５ｎ、４２ 遊星アーム ２６ 出力軸 ２７、３０、４０、５７ 軸継手 ２８、４１、５８ 回転軸 ３２ 回転筒 ４４、５２ 中空駆動軸 ５３、５４ カサ歯車

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動用モータと、 この駆動用モータの回転力を減速して出力するように、
   固定式のケーシング内に内歯歯車、太陽歯車および遊星
   歯車群を有する 遊星歯車減速装置と、こ の遊星歯車減速装置のケーシングの外側に、遊星歯車
   減速装置を収容するように軸受を介して回転可能に設け
   られ、かつ遊星歯車減速装置の出力軸に連結されて回転
   するドラムと、 遊星歯車減速装置の第１減速段または最終減速段の回転
   数を変化させることにより 出力回転数を変化させるよう
   に、前記ケーシングまたはドラム内に設けられた変速用
   歯車装置と、こ の変速用歯車装置を駆動するように、前記駆動用モー
   タから独立して設けられた変速用モータとを有すること
   を特徴とするドラム回転装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のドラム回転装置を用い、
   駆動用モータおよび／または変速用モータを正転、逆転
   または停止させて回転数を変化させることを特徴とする
   ドラム回転方法。