JP3626051B2 - 巻上装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は吊り荷を吊り上げるワイヤロープを巻き取る巻ドラムを備え、ワイヤロープにより吊り荷を上下させる電動ホイスト等の巻上装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動ホイスト等に使用される巻上装置として図５、図６に示すものがある。図５は巻上装置の断面図であり、図６は安全装置の断面図である。図において、１は駆動モータであり、中心部の１ａが出力軸である。２は減速機であり、内部の歯車は平歯車で構成されており、駆動モータ１の出力軸１ａの回転が減速機入力軸２ａに入力されて複数の歯車で減速し、出力軸２ｂに減速された回転を出力する。３は駆動モータ１の出力軸１ａの回転を減速機入力軸２ａに伝達する中間軸、４ａは駆動モータ１の出力軸１ａと中間軸３との間の継手、４ｂは中間軸３と減速機入力軸２ａの間の継手、５は巻ドラムであり、減速機２の出力軸２ｂに連結されている。６は装置を固定するためのフレームである。７は電磁ブレーキであり、停止状態では駆動モータ１の回転を拘束し、電圧が加えられると駆動モータ１が回転できるように拘束を開放する構成である。８は巻ドラム５に巻き取られ、吊り荷を吊り下げて上下させるワイヤロープ、１０はワイヤロープ８に吊り荷が吊り下げられた状態で駆動モータ１の回転力が伝達されない状態になったとき、あるいは電磁ブレーキ７がきかなくなったときに吊り荷の落下を防止する安全装置である。
【０００３】
このように構成された巻上装置において電源が供給され、巻上げまたは巻下げの信号が入力されると、電磁ブレーキ７が開放され、同時に駆動モータ１が回転し、継手４ａ、中間軸３、継手４ｂを経由して減速機２の減速機入力軸２ａが回転し、減速機２において減速され、出力軸２ｂから巻ドラム５に減速された回転力により巻ドラム５が回転してワイヤロープ８の巻き取り、巻き戻しが行われて吊り荷が上下する。停止信号が入力されると駆動モータ１への電源が停止して電磁ブレーキ７が駆動モータ１を拘束し、ドラム５の回転が停止する。
【０００４】
安全装置１０の詳細構造は図６に示す通りである。図において、１１は安全装置のフレーム、減速機入力軸２ａは減速機２を貫通させた状態に配置されている。１３はロック機構であり、減速機入力軸２ａの先端部に取付部材１３ａが装着され、ロック片１３ｂが支え軸１３ｃに回動自在に装着されている。１４はロック片１３ｂを内側に引き寄せておくコイルばね、１５はロック板リング１５ｂを一体に形成した第一のロック板であり、片面の回転方向に斜面を突出させた傾斜突部１５ａが設けられている。１６は第二のロック板であり、第一のロック板１５の傾斜突部１５ａと対向して傾斜突部１６ａが設けられ、フレーム１１に固定されている。１７は減速機入力軸２ａには軸方向に前後に移動可能であり、回転方向には減速機入力軸２ａと一体に回転するようにはめ込まれたブレーキ板、１８はフレーム１１に皿ばね１９を介して装着された摩擦板である。
【０００５】
安全装置１０のロック片１３ｂを内側に引き寄せておくコイルばね１４の引張力は、減速機入力軸２ａが通常の正常な回転速度のときには、ロック片１３ｂに生じる遠心力によって広がることがなく、通常の回転速度を越えて高速で回転したときにロック片１３ｂが遠心力により外周側に広がるように設定されており、駆動モータ１から巻ドラム５の駆動系に異常が発生し、高速で回転したときにロック片１３ｂが遠心力により外周側に広がり、ロック板リング１５ａ内面を押し付け、第一のロック板１５がロック機構１３と一体で回転するように構成されている。
【０００６】
このような安全装置を装備した巻上装置において、駆動モータ１の回転力が巻ドラム５に伝達されなくなって吊り荷が自由落下する状態が発生すると、減速機入力軸２ａが通常の回転速度よりも早く回転し、安全装置１０は、図７に示すようにロック片１３ｂは遠心力によって外周側に開き、第一のロック板１５のロック板リング１５ｂの内面にロック片１３ｂの先端が当接し、第一のロック板１５と一体となって回転し、図７（ｂ）のように傾斜突部１５ａが第二のロック板１６の傾斜突部１６ａに接触し、斜面を摺動して、図７（ｃ）のように第一のロック板１５と第二のロック板１６の間が広がり、第一のロック板１５は減速機２側に押し付けられ、減速機入力軸２ａに装着されているブレーキ板１７に接触し、ブレーキ板１７がフレーム１１に固定され皿ばね１９によって押圧された摩擦板１８との間に挟まれ、ブレーキ板１７に制動力が働いて回転が阻止され、減速機入力軸２ａが停止して巻ドラム５が停止し、吊り荷の落下が防止される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように構成された従来の電気ホイスト等の巻上装置では、吊り荷が吊り下げられた状態において駆動モータ１と巻ドラム５の間の駆動系に異常が生じたときに吊り荷の落下事故を防止する安全装置１０は、減速機入力軸２ａの回転速度が通常の回転速度よりも高速で回転した場合に動作するようになっているので、電磁ブレーキ７のブレーキ板のすべりが大きくなった状態、減速機２の歯車の部分的折損、あるいは巻ドラム５と減速機２の出力軸２ｂの結合の不具合等のような異常な状態のときに、入力軸２ａが高速回転に至らないで吊り荷が緩やかに落下して安全装置が動作せず、吊り荷の落下が防止できないという問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、巻上装置の巻ドラムに回転力を伝達する中間軸、減速機および継手等の不具合、電磁ブレーキの不具合など吊り荷が緩やかに落下する場合にも吊り荷の落下が防止できる巻上装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る巻上装置は、駆動モータの回転速度を減速して巻ドラムに回転力を与える減速機に加えて、駆動モータの出力軸と巻ドラムの間に、上記減速機と減速比が同一であり、通常状態では駆動モータの駆動力が伝達されないで空転するように歯車の噛み合わせを調整したウォーム歯車方式の補助減速機を設けたものである。
【００１０】
この発明の請求項２に係る巻上装置は、請求項１の構成の補助減速機のウォーム軸を軸方向の限定された範囲で移動可能に支承し、吊り荷荷重によりウォーム軸に働くスラスト荷重の方向の反対方向の軽い押圧力を与えて位置決めする押圧手段を備えた構成としたものである。
【００１１】
この発明の請求項３に係る巻上装置は、請求項１の構成の補助減速機のウォーム軸は、軸方向の限定した範囲で移動可能に支承し、吊り荷荷重によりウォーム軸に働くスラスト荷重の方向の反対側に位置決めする軽い押圧力を与える押圧手段を備え、ウォーム軸に働くスラスト荷重の方向の反対方向の軽い押圧力を与えて位置決めする押圧手段を備え、スラスト荷重が作用したときのウォーム軸の移動方向の一端側の先端部に凸部を設け、ウォーム軸の一端側の軸受部にはウォーム軸先端部の凸部が入り込む凹部を設けた構成としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
実施の形態１の構成図を図１、図２、図３に示す。図１は巻上装置の断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。図３は補助減速機の歯車の噛み合い状況の説明図である。図において、駆動モータ１、減速機２、中間軸３、継手４ａ、４ｂ、巻ドラム５、フレーム６、電磁ブレーキ７、ワイヤロープ８は従来の構成と同一または同一機能を有する部分である。２０は駆動モータ１と巻ドラム５の間に配置されたウォーム歯車方式の補助減速機であり、駆動モータ１の出力軸１ａに第一の歯車を装着した平歯車部２１と、巻ドラム５の端部に直結されたウォーム歯車部２２およびウォーム軸軸受部２３とで構成されている。
【００１３】
補助減速機２０の具体的な構成を示す図３（ａ）は軸方向から見た正面図、図３（ｂ）は側面図、図３（ｃ）はウォーム歯車部の平面図である。平歯車部２１は、第一の歯車２１ａ、第二の歯車２１ｂ、第三の歯車２１ｃ、第四の歯車２１ｄ、第三の歯車２１ｃと第四の歯車２１ｄを支承する第一の歯車軸２１ｅで構成されている。ウォーム歯車部２２は、第五の歯車２２ａ、ウォーム２２ｂ、ウォーム２２ｂを支承するウォーム軸２２ｃ、ウォーム歯車２２ｄで構成され、ウォーム歯車２２ｄは巻ドラム５に直結した構成である。第一の歯車２１ａ、第二の歯車２１ｂ、第三の歯車２１ｃは平歯車であり、第四の歯車２１ｄと第五の歯車２２ａは回転力の伝達方向を直角方向に転換するために歯の角度４５度のねじ歯車に形成されている。
【００１４】
巻上装置が正常な状態では巻ドラム５が減速機２により駆動されるように、補助減速機２０は、減速機２の減速比と同一の減速比に構成し、ウォーム２２ｂとウォーム歯車２２ｄの噛み合い位置は駆動力が伝達されないように、ウォーム軸２２ｃの端部とウォーム軸軸受部２３のベアリングとは、数ｍｍ程度の限定された範囲で移動可能に支承し、通常状態では駆動系に異常がある場合に働くスラスト荷重の方向の反対側に偏らせて空転する状態に調整して組み立てられている。
【００１５】
このように巻上装置を構成することにより、正常な運転状態では、駆動モータ１の回転力は減速機２により減速され、巻ドラム５を回転させて吊り荷を上下させる回転力として伝達され、補助減速機２０は巻ドラム５の回転に追随して回転力が伝達されない状態で空転する。吊り荷を吊り下げた状態において、減速機２あるいは駆動モータ１と減速機２との間の駆動系に異常が生じた場合、例えば駆動モータ１と減速機２の間の継手４ａまたは４ｂの部分において滑りが生じて空転するような場合では、駆動モータ１の回転力が減速機２に伝達されず、吊り荷の重量により巻ドラム５が緩やかに逆転する状態が発生するが、従来の構成では安全装置１０が動作せず吊り荷が落下する状態になるが、この実施の形態１の図１の構成では、駆動モータ１と減速機２の間の駆動系の回転に遅れが生じ、補助減速機２０のウォーム２２ｂとウォーム歯車２２ｄが噛み合い、補助減速機２０から巻ドラム５に回転力が与えられる状態になり、吊り荷の落下が防止できる。
【００１６】
電磁ブレーキ７のブレーキ板の磨耗が激しくなり滑りが大きくなった場合など制動力が少なくなったり、なくなったりした状態では、駆動モータ１が停止すると巻ドラム５は吊り荷の重量によって逆転し吊り荷は落下することとなるが、補助減速機２０を設けたことにより、吊り荷により巻ドラム５に作用する回転力はウォーム歯車のセルフロック作用により、巻ドラム５が逆転することがなく、電磁ブレーキ７の制動力が働かなくても吊り荷の落下が防止できる。ウォーム歯車２２ｄは巻ドラム５に直結された構成としているので、駆動系に異常があった場合には確実には停止させることができる安全性の高い巻上装置になる。
【００１７】
また、ウォーム軸２２ｃの端部のウォーム軸軸受部２３のベアリングとの嵌合部は、数ｍｍ程度の限定された範囲で移動可能に支承され、駆動系に異常がある場合に働くスラスト荷重の方向の反対側に偏らせて組み立てられ、補助減速機２０を通常の運転状態において空転させる状態に組み立てられている。
【００１８】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１の補助減速機２０のウォーム軸２２ｃの支承部分の構成をウォーム歯車部２２の空転する状態が調整することなく確保され、駆動モータ１と減速機２の間に異常が生じた場合に巻ドラム５が停止するように構成したものである。
【００１９】
実施の形態２の巻上装置の補助減速機２０のウォーム歯車部２２およびウォーム軸軸受部２３の構成を図４に示す。図において、第五の歯車２２ａ、ウォーム２２ｂ、ウォーム軸２２ｃ、ウォーム歯車２２ｄは、図３に示す部分と同一である。ウォーム軸２２ｃの吊り荷荷重により働くスラスト荷重の方向の先端部に、駆動系に異常があったときに停止するための凸部２２ｅが設けられている。２５はウォーム軸２２ｃの一方のウォーム軸軸受であり、軸受台２５ａ、２ベアリング２５ｂ、ウォーム軸２２ｃのスラスト荷重を受けるスラストベアリング２５ｃ、ウォーム軸２２ｃを位置決めする軽い押圧力を与えるばねのばね受座２５ｄ、ウォーム軸２２ｃにスラスト荷重が働く方向の反対側に軽い押圧力を与える押圧手段のコイルばね２５ｅ、ウォーム軸軸受２５の軸受蓋２６で構成されている。図４（ｂ）に示すようにウォーム軸２２ｃの先端部に設けられた凸部２２ｅがはまり込む凹部２６ａが設けられている。２７はウォーム軸２２ｃの他方のウォーム軸軸受であり、軸受台２７ａ、ベアリング２７ｂ、スラストベアリング２７ｃ、スラストベアリング２７ｃを押し付ける押圧部材２７ｄ、中心部に押付けねじ２７ｄのねじ穴２８ａが設けられた軸受蓋２８で構成されている。
【００２０】
このようにウォーム軸２２ｃをコイルばね２５ｅにより、ウォーム軸軸受２７側に位置決めする軽い押圧力で押圧する構成としたことにより、ウォーム軸２２ｃは、駆動系に異常があったときに働くスラスト荷重の方向の反対側に押圧され、ウォーム歯車２２ｄとの間に回転力が伝達されない状態に組立てられているので、組立時にウォーム２２ｂとウォーム歯車２２ｄは単純に組合わせるのみで補助減速機２０が空転する状態が確保される。
【００２１】
通常の運転状態で吊り荷を吊り下げた状態で駆動モータ１から巻ドラム５の間に異常が発生し、減速機２の出力軸２ｂに回転力が伝達されない状態になったときには、吊り荷の荷重により巻ドラム５がワイヤロープ８を巻き戻す方向の図４（ａ）に示すウォーム歯車２２ｄが反時計方向に回転しようとし、ウォーム軸２２ｃにスラスト荷重が図示の右側方向（図中の矢印の方向）に働き、ウォーム軸２２ｃはウォーム軸軸受２５側に移動し、この部分に装着されているコイルばね２５ｅが圧縮されてウォーム軸２２ｃの先端部に設けられた凸部２２ｃが軸受蓋２６の凹部２６ａに入り込んでロックされて回転が即座に停止し、吊り荷の落下が防止できる。
【００２２】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る巻上装置は、駆動モータの回転速度を減速して巻ドラムに回転力を与える減速機に加えて、駆動モータの出力軸と巻ドラムの間に、上記減速機と減速比が同一であり、通常状態では駆動モータの駆動力が伝達されないで空転するようにように歯車の噛み合わせが調整されたウォーム歯車方式の補助減速機を設けた構成としたので、吊り荷を吊り下げた状態において、駆動モータと減速機の間の駆動系に異常が生じた場合に、補助減速機から回転力が与えられ、吊り荷の自重により働く巻ドラムを逆転させる回転力に対しては、補助減速機のウォーム歯車の部分のセルフロック作用により、巻ドラムが逆転することがなく、吊り荷の落下が防止できる。
【００２３】
この発明の請求項２に係る巻上装置は、請求項１の構成の補助減速機のウォーム軸を軸方向の限定された範囲で移動可能に支承し、吊り荷荷重によりウォーム軸に働くスラスト荷重の方向の反対方向の軽い押圧力を与えて位置決めする押圧手段を備えた構成としたもので、補助減速機を通常の運転状態において空転させる状態が単純な組合わせで確保できる。
【００２４】
この発明の請求項３に係る巻上装置は、請求項１の構成の補助減速機のウォーム軸は、軸方向の限定した範囲で移動可能に支承し、吊り荷荷重によりウォーム軸に働くスラスト荷重の方向の反対側に位置決めする軽い押圧力を与える押圧手段を備えた構成としたので、通常の運転状態で吊り荷を吊り下げた状態で駆動係に異常が発生し、減速機の出力軸に回転力が伝達されない状態になったときには、ウォーム軸にスラスト荷重が働き、ウォーム軸が移動し、ウォーム軸の先端部の凸部が軸受蓋の凹部に入り込んでロックされて回転が即座に停止し、吊り荷の落下が防止され、安全性の高い巻上装置になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の構成を示す断面図である。
【図２】図１の軸方向の正面図である。
【図３】図１、図２の補助減速機の動作説明図である。
【図４】実施の形態２の補助減速機のウォーム軸の軸受け部の部分構成図である。
【図５】従来の巻上装置の構成図である。
【図６】従来の巻上げ装置の安全装置の構成図である。
【図７】図６の安全装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１ 駆動モータ、２ 減速機、３ 中間軸、４ａ，４ｂ 継手、
５ 巻ドラム、６ フレーム、７ 電磁ブレーキ、８ ワイヤロープ、
２０ 補助減速機、２１ 平歯車部、２２ ウォーム歯車部、２２ｅ 凸部、
２３ ウォーム軸軸受部、２５ ウォーム軸軸受、２６ 軸受蓋、
２６ａ 凹部、２７ ウォーム軸軸受、２８ 軸受蓋。

Claims (3)

1. ワイヤロープが巻き取られる巻ドラムと、駆動モータと、駆動モータの回転速度を減速して巻ドラムを回転させる減速機とを備え、上記駆動モータの出力軸と巻ドラムの間に上記減速機と減速比が同一であり、通常状態では駆動モータの駆動力が伝達されないで空転するように歯車の噛み合わせが調整されたウォーム歯車方式の補助減速機を設けたことを特徴とする巻上装置。
2. 補助減速機のウォーム軸は、軸方向の限定した範囲で移動可能に支承され、吊り荷荷重によりウォーム軸に働くスラスト荷重の方向の反対方向の軽い押圧力を与えて位置決めする押圧手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の巻上装置。
3. 補助減速機のウォーム軸は、軸方向の限定した範囲で移動可能に支承され、吊り荷荷重によりウォーム軸に働くスラスト荷重の方向の反対方向の軽い押圧力を与えて位置決めする軽い押圧力を与える押圧手段を備え、スラスト荷重が作用したときのウォーム軸の移動方向の一端側の先端部に凸部が設けられ、ウォーム軸の一端側の軸受部にはウォーム軸の先端部の凸部が入り込む凹部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の巻上装置。

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